JP2023139730A - 光学積層体および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、均一性に優れ、かつ、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化を抑制することができる光学積層体、および、それを用いた画像表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】二色性物質を含有する光吸収異方性層、光配向膜、および、基材をこの順に有する光学積層体であって、光配向膜が、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有し、基材のガラス転移温度が150℃以上である、光学積層体。【選択図】なし
Description
本発明は、光学積層体および画像表示装置に関する。
従来、レーザー光または自然光を含む照射光の減衰機能、偏光機能、散乱機能、または、遮光機能等が必要となった際には、それぞれの機能ごとに異なった原理によって作動する装置を利用していた。そのため、上記の機能に対応する製品も、それぞれの機能別に異なった製造工程によって製造されていた。
例えば、画像表示装置(例えば、液晶表示装置)では、表示における旋光性または複屈折性を制御するために直線偏光子または円偏光子が用いられている。また、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)においても、外光の反射防止のために円偏光子が使用されている。
例えば、画像表示装置(例えば、液晶表示装置)では、表示における旋光性または複屈折性を制御するために直線偏光子または円偏光子が用いられている。また、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)においても、外光の反射防止のために円偏光子が使用されている。
従来、これらの偏光子には、ヨウ素が二色性物質として広く使用されてきたが、ヨウ素の代わりに有機色素を二色性物質として使用する偏光子についても検討されている。
例えば、特許文献1には、所定の構造を有する二色性物質を含有する組成物を用いて形成される光吸収異方性膜(層)が記載されている([請求項1][請求項14])。
例えば、特許文献1には、所定の構造を有する二色性物質を含有する組成物を用いて形成される光吸収異方性膜(層)が記載されている([請求項1][請求項14])。
本発明者は、特許文献1に記載された光吸収異方性層を有する光学積層体について検討したところ、光吸収異方性層の成分によっては、画像表示装置に用いた際に、黒表示時の反射光に色味変化(着色)が起きる場合があることを明らかとした。
また、本発明者は、光吸収異方性層の成分や基材の種類によっては、作製される光学積層体の均一性が劣る場合があることを明らかとした。
また、本発明者は、光吸収異方性層の成分や基材の種類によっては、作製される光学積層体の均一性が劣る場合があることを明らかとした。
そこで、本発明は、均一性に優れ、かつ、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化を抑制することができる光学積層体、および、それを用いた画像表示装置を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、二色性物質を含有する光吸収異方性層、光配向膜、および、基材をこの順に有する光学積層体に関して、光配向膜に屈折率1.55~1.70の特定化合物を配合し、ガラス転移温度が150℃以上の基材を用いると、均一性に優れ、かつ、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化を抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[1] 二色性物質を含有する光吸収異方性層、光配向膜、および、基材をこの順に有する光学積層体であって、
光配向膜が、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有し、
基材のガラス転移温度が150℃以上である、光学積層体。
[2] 特定化合物の分子量が1000以下である、[1]に記載の光学積層体。
[3] 特定化合物が、後述する式(1)~(3)のいずれかで表される化合物である、[1]または[2]に記載の光学積層体。
[4] 後述する式(1)中のBが、後述する式(4)で表される基である、[3]に記載の光学積層体。
[5] 後述する式(1)中のAが、後述する式(5)で表されるジカルボン酸残基である、[3]または[4]に記載の光学積層体。
[6] 光配向膜に含まれる特定化合物の含有量が、0.1~150mg/cm3である、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7] 二色性物質が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも2種の二色性物質を含む、[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8] 光吸収異方性層に含まれる波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質の含有量が、20~400mg/cm3である、[1]~[7]のいずれかに記載の光学積層体。
[9] 基材が、下記条件1および2の少なくとも一方を満たす、セルロースアシレート系フィルムからなる、[1]~[8]のいずれかに記載の光学積層体。
条件1:後述する式(1)で表される化合物を1~20質量%含有する
条件2:後述する式(2)または(3)で表される化合物を0.1~10質量%含有する
[10] 基材に含まれるナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも一種の厚み方向における含有量の分布が、基材の厚みの中央部分における含有量に対して、基材の光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が3倍以上となる分布である、[9]に記載の光学積層体。
[11] 更に、光吸収異方性層における光配向膜とは反対側に、λ/4板を有する、[1]~[10]いずれかに記載の光学積層体。
[12] [1]~[9]いずれかに記載の光学積層体から基材を剥離してなる積層体と、積層体における光配向膜上に設けられるλ/4板とを有する光学積層体。
[13] [11]または[12]に記載の光学積層体を有する、画像表示装置。
光配向膜が、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有し、
基材のガラス転移温度が150℃以上である、光学積層体。
[2] 特定化合物の分子量が1000以下である、[1]に記載の光学積層体。
[3] 特定化合物が、後述する式(1)~(3)のいずれかで表される化合物である、[1]または[2]に記載の光学積層体。
[4] 後述する式(1)中のBが、後述する式(4)で表される基である、[3]に記載の光学積層体。
[5] 後述する式(1)中のAが、後述する式(5)で表されるジカルボン酸残基である、[3]または[4]に記載の光学積層体。
[6] 光配向膜に含まれる特定化合物の含有量が、0.1~150mg/cm3である、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7] 二色性物質が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも2種の二色性物質を含む、[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8] 光吸収異方性層に含まれる波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質の含有量が、20~400mg/cm3である、[1]~[7]のいずれかに記載の光学積層体。
[9] 基材が、下記条件1および2の少なくとも一方を満たす、セルロースアシレート系フィルムからなる、[1]~[8]のいずれかに記載の光学積層体。
条件1:後述する式(1)で表される化合物を1~20質量%含有する
条件2:後述する式(2)または(3)で表される化合物を0.1~10質量%含有する
[10] 基材に含まれるナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも一種の厚み方向における含有量の分布が、基材の厚みの中央部分における含有量に対して、基材の光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が3倍以上となる分布である、[9]に記載の光学積層体。
[11] 更に、光吸収異方性層における光配向膜とは反対側に、λ/4板を有する、[1]~[10]いずれかに記載の光学積層体。
[12] [1]~[9]いずれかに記載の光学積層体から基材を剥離してなる積層体と、積層体における光配向膜上に設けられるλ/4板とを有する光学積層体。
[13] [11]または[12]に記載の光学積層体を有する、画像表示装置。
本発明によれば、均一性に優れ、かつ、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化を抑制することができる光学積層体、および、それを用いた画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
また、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記である。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
また、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記である。
また、本明細書において、「置換基を有していてもよい」とは、置換基を有していない態様はもとより、1つ以上の置換基を有する態様を含むものである。
ここで、置換基としては、例えば、以下に記載する置換基群Aに記載するものが挙げられる。
<置換基群A>
置換基A群は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、好ましくは塩素原子、フッ素原子、より好ましくはフッ素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24、特に好ましくは炭素数1~8の、直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-ノルボルニル基、1-アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~18のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3-ブテン-1-イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環基で、例えば、2-チエニル基、4-ピリジル基、2-フリル基、2-ピリミジニル基、1-ピリジル基、2-ベンゾチアゾリル基、1-イミダゾリル基、1-ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール-1-イル基)、シリル基(好ましくは炭素数3~38、より好ましくは炭素数3~18のシリル基で、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、t-ヘキシルジメチルシリル基)、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1-ブトキシ基、2-ブトキシ基、イソプロポキシ基、t-ブトキシ基、ドデシルオキシ基、シクロアルキルオキシ基で、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、1-ナフトキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環オキシ基で、例えば、1-フェニルテトラゾール-5-オキシ基、2-テトラヒドロピラニルオキシ基)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ基、t-ブチルジメチルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニルオキシ基で、例えば、エトキシカルボニルオキシ基、t-ブトキシカルボニルオキシ基、シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基で、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24のアリールオキシカルボニルオキシ基で、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基(好ましくは炭素数1~48、よりこの好ましくは炭素数1~24のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N-ジメチルカルバモイルオキシ基、N-ブチルカルバモイルオキシ基、N-フェニルカルバモイルオキシ基、N-エチル-N-フェニルカルバモイルオキシ基)、スルファモイルオキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のスルファモイルオキシ基で、例えば、N,N-ジエチルスルファモイルオキシ基、N-プロピルスルファモイルオキシ基)、アルキルスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数1~38、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルホニルオキシ基で、例えば、メチルスルホニルオキシ基、ヘキサデシルスルホニルオキシ基、シクロヘキシルスルホニルオキシ基)、アリールスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルホニルオキシ基で、例えば、フェニルスルホニルオキシ基)、アシル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアシル基で、例えば、ホルミル基、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、テトラデカノイル基、シクロヘキサノイル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルシクロヘキシルオキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル基)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル基、N,N-ジエチルカルバモイル基、Nーエチル-N-オクチルカルバモイル基、N,N-ジブチルカルバモイル基、N-プロピルカルバモイル基、N-フェニルカルバモイル基、N-メチルN-フェニルカルバモイル基、N,N-ジシクロへキシルカルバモイル基)、アミノ基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のアミノ基で、例えば、アミノ、メチルアミノ基、N,N-ジブチルアミノ基、テトラデシルアミ基、2-エチルへキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基)、アニリノ基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは6~24のアニリノ基で、例えば、アニリノ基、N-メチルアニリノ基)、ヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは1~18のヘテロ環アミノ基で、例えば、4-ピリジルアミノ基)、カルボンアミド基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは2~24のカルボンアミド基で、例えば、アセトアミド基、ベンズアミド基、テトラデカンアミド基、ピバロイルアミド基、シクロヘキサンアミド基)、ウレイド基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のウレイド基で、例えば、ウレイド基、N,N-ジメチルウレイド基、N-フェニルウレイド基)、イミド基(好ましくは炭素数36以下、より好ましくは炭素数24以下のイミド基で、例えば、N-スクシンイミド基、N-フタルイミド基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t-ブトキシカルボニルアミノ基、オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、シクロヘキシルオキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、ヘキサデカンスルホンアミド基、シクロヘキサンスルホンアミド基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のスルファモイルアミノ基で、例えば、N,N-ジプロピルスルファモイルアミノ基、N-エチル-N-ドデシルスルファモイルアミノ基)、アゾ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のアゾ基で、例えば、フェニルアゾ基、3-ピラゾリルアゾ基)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、オクチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環チオ基で、例えば、2-ベンゾチアゾリルチオ基、2-ピリジルチオ基、1-フェニルテトラゾリルチオ基)、アルキルスルフィニル基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルフィニル基で、例えば、ドデカンスルフィニル基)、アリールスルフィニル基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルフィニル基で、例えば、フェニルスルフィニル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、2-エチルヘキシルスルホニル基、ヘキサデシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、1-ナフチルスルホニル基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル基、N,N-ジプロピルスルファモイル基、N-エチル-N-ドデシルスルファモイル基、N-エチル-N-フェニルスルファモイル、N-シクロヘキシルスルファモイル基、N-(2-エチルヘキシル)スルファモイル基)、ホスホニル基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のホスホニル基で、例えば、フェノキシホスホニル基、オクチルオキシホスホニル基、フェニルホスホニル基)、ホスフィノイルアミノ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のホスフィノイルアミノ基で、例えば、ジエトキシホスフィノイルアミノ基、ジオクチルオキシホスフィノイルアミノ基)、エポキシ基、(メタ)アクリロリル基、-NHCOCH3、-SO2NHC2H4OCH3、-NHSO2CH3を表す。
ここで、置換基としては、例えば、以下に記載する置換基群Aに記載するものが挙げられる。
<置換基群A>
置換基A群は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、好ましくは塩素原子、フッ素原子、より好ましくはフッ素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24、特に好ましくは炭素数1~8の、直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-ノルボルニル基、1-アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~18のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3-ブテン-1-イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環基で、例えば、2-チエニル基、4-ピリジル基、2-フリル基、2-ピリミジニル基、1-ピリジル基、2-ベンゾチアゾリル基、1-イミダゾリル基、1-ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール-1-イル基)、シリル基(好ましくは炭素数3~38、より好ましくは炭素数3~18のシリル基で、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、t-ヘキシルジメチルシリル基)、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1-ブトキシ基、2-ブトキシ基、イソプロポキシ基、t-ブトキシ基、ドデシルオキシ基、シクロアルキルオキシ基で、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、1-ナフトキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環オキシ基で、例えば、1-フェニルテトラゾール-5-オキシ基、2-テトラヒドロピラニルオキシ基)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ基、t-ブチルジメチルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニルオキシ基で、例えば、エトキシカルボニルオキシ基、t-ブトキシカルボニルオキシ基、シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基で、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24のアリールオキシカルボニルオキシ基で、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基(好ましくは炭素数1~48、よりこの好ましくは炭素数1~24のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N-ジメチルカルバモイルオキシ基、N-ブチルカルバモイルオキシ基、N-フェニルカルバモイルオキシ基、N-エチル-N-フェニルカルバモイルオキシ基)、スルファモイルオキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のスルファモイルオキシ基で、例えば、N,N-ジエチルスルファモイルオキシ基、N-プロピルスルファモイルオキシ基)、アルキルスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数1~38、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルホニルオキシ基で、例えば、メチルスルホニルオキシ基、ヘキサデシルスルホニルオキシ基、シクロヘキシルスルホニルオキシ基)、アリールスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルホニルオキシ基で、例えば、フェニルスルホニルオキシ基)、アシル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアシル基で、例えば、ホルミル基、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、テトラデカノイル基、シクロヘキサノイル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルシクロヘキシルオキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル基)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル基、N,N-ジエチルカルバモイル基、Nーエチル-N-オクチルカルバモイル基、N,N-ジブチルカルバモイル基、N-プロピルカルバモイル基、N-フェニルカルバモイル基、N-メチルN-フェニルカルバモイル基、N,N-ジシクロへキシルカルバモイル基)、アミノ基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のアミノ基で、例えば、アミノ、メチルアミノ基、N,N-ジブチルアミノ基、テトラデシルアミ基、2-エチルへキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基)、アニリノ基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは6~24のアニリノ基で、例えば、アニリノ基、N-メチルアニリノ基)、ヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは1~18のヘテロ環アミノ基で、例えば、4-ピリジルアミノ基)、カルボンアミド基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは2~24のカルボンアミド基で、例えば、アセトアミド基、ベンズアミド基、テトラデカンアミド基、ピバロイルアミド基、シクロヘキサンアミド基)、ウレイド基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のウレイド基で、例えば、ウレイド基、N,N-ジメチルウレイド基、N-フェニルウレイド基)、イミド基(好ましくは炭素数36以下、より好ましくは炭素数24以下のイミド基で、例えば、N-スクシンイミド基、N-フタルイミド基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t-ブトキシカルボニルアミノ基、オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、シクロヘキシルオキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、ヘキサデカンスルホンアミド基、シクロヘキサンスルホンアミド基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のスルファモイルアミノ基で、例えば、N,N-ジプロピルスルファモイルアミノ基、N-エチル-N-ドデシルスルファモイルアミノ基)、アゾ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のアゾ基で、例えば、フェニルアゾ基、3-ピラゾリルアゾ基)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、オクチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環チオ基で、例えば、2-ベンゾチアゾリルチオ基、2-ピリジルチオ基、1-フェニルテトラゾリルチオ基)、アルキルスルフィニル基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルフィニル基で、例えば、ドデカンスルフィニル基)、アリールスルフィニル基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルフィニル基で、例えば、フェニルスルフィニル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、2-エチルヘキシルスルホニル基、ヘキサデシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、1-ナフチルスルホニル基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル基、N,N-ジプロピルスルファモイル基、N-エチル-N-ドデシルスルファモイル基、N-エチル-N-フェニルスルファモイル、N-シクロヘキシルスルファモイル基、N-(2-エチルヘキシル)スルファモイル基)、ホスホニル基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のホスホニル基で、例えば、フェノキシホスホニル基、オクチルオキシホスホニル基、フェニルホスホニル基)、ホスフィノイルアミノ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のホスフィノイルアミノ基で、例えば、ジエトキシホスフィノイルアミノ基、ジオクチルオキシホスフィノイルアミノ基)、エポキシ基、(メタ)アクリロリル基、-NHCOCH3、-SO2NHC2H4OCH3、-NHSO2CH3を表す。
[光学積層体]
本発明の光学積層体は、二色性物質を含有する光吸収異方性層、光配向膜、および、基材をこの順に有する光学積層体である。
また、本発明の光学積層体が有する光配向膜は、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有する。
また、本発明の光学積層体が有する基材のガラス転移温度は150℃以上である。
本発明の光学積層体は、二色性物質を含有する光吸収異方性層、光配向膜、および、基材をこの順に有する光学積層体である。
また、本発明の光学積層体が有する光配向膜は、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有する。
また、本発明の光学積層体が有する基材のガラス転移温度は150℃以上である。
本発明においては、上述した通り、光配向膜に屈折率1.55~1.70の特定化合物を配合し、ガラス転移温度が150℃以上の基材を用いると、均一性に優れ、かつ、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化を抑制することができる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。
すなわち、本発明においては、光配向膜に屈折率1.55~1.70の特定化合物を配合することにより、光吸収異方性層との屈折率差が少なくなり、光吸収異方性層と光配向膜との界面おける界面反射が抑制されたため、黒表示時に反射光の色味変化(着色)が抑制されたと考えられる。
また、本発明においては、ガラス転移温度が150℃以上の基材を用いることにより、光吸収異方性層の形成時(特に、配向状態を固定化する際)に基材に発生し得るシワを抑制することができため、光学積層体の均一性が良好になったと考えられる。
以下、本発明の光学積層体が有する、光吸収異方性層、光配向膜および基材、ならびに、任意の層構成について詳述する。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。
すなわち、本発明においては、光配向膜に屈折率1.55~1.70の特定化合物を配合することにより、光吸収異方性層との屈折率差が少なくなり、光吸収異方性層と光配向膜との界面おける界面反射が抑制されたため、黒表示時に反射光の色味変化(着色)が抑制されたと考えられる。
また、本発明においては、ガラス転移温度が150℃以上の基材を用いることにより、光吸収異方性層の形成時(特に、配向状態を固定化する際)に基材に発生し得るシワを抑制することができため、光学積層体の均一性が良好になったと考えられる。
以下、本発明の光学積層体が有する、光吸収異方性層、光配向膜および基材、ならびに、任意の層構成について詳述する。
〔光吸収異方性層〕
本発明の光学積層体が有する光吸収異方性層は、二色性物質を含有する光吸収異方性層であり、二色性物質とともに液晶化合物を含有する光吸収異方性層であることが好ましく、液晶化合物および二色性物質の配向状態を固定化した層であることがより好ましい。
本発明の光学積層体が有する光吸収異方性層は、二色性物質を含有する光吸収異方性層であり、二色性物質とともに液晶化合物を含有する光吸収異方性層であることが好ましく、液晶化合物および二色性物質の配向状態を固定化した層であることがより好ましい。
<二色性物質>
本発明において、二色性物質とは、方向によって吸光度が異なる色素を意味する。二色性物質は、液晶性を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。
本発明において、二色性物質とは、方向によって吸光度が異なる色素を意味する。二色性物質は、液晶性を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。
二色性物質は、特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、および、無機物質(例えば量子ロッド)などが挙げられ、従来公知の二色性物質(二色性色素)を使用することができる。
具体的には、例えば、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-37353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-63387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、特開2018-053167号公報[0014]~[0032]段落、特開2020-11716号公報の[0014]~[0033]段落、国際公開第2016/060173号公報の[0005]~[0041]段落、国際公開2016/136561号公報の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落、国際公開第2018/164252号の[0014]~[0034]段落、国際公開第2018/186503号の[0021]~[0030]段落、国際公開第2019/189345号の[0043]~[0063]段落、国際公開第2019/225468号の[0043]~[0085]段落、国際公開第2020/004106号の[0050]~[0074]段落、国際公開第2021/044843号の[0015]~[0038]段落などに記載されたものが挙げられる。
具体的には、例えば、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-37353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-63387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、特開2018-053167号公報[0014]~[0032]段落、特開2020-11716号公報の[0014]~[0033]段落、国際公開第2016/060173号公報の[0005]~[0041]段落、国際公開2016/136561号公報の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落、国際公開第2018/164252号の[0014]~[0034]段落、国際公開第2018/186503号の[0021]~[0030]段落、国際公開第2019/189345号の[0043]~[0063]段落、国際公開第2019/225468号の[0043]~[0085]段落、国際公開第2020/004106号の[0050]~[0074]段落、国際公開第2021/044843号の[0015]~[0038]段落などに記載されたものが挙げられる。
二色性物質としては、二色性アゾ色素化合物が好ましい。
二色性アゾ色素化合物とは、方向によって吸光度が異なるアゾ色素化合物を意味する。二色性アゾ色素化合物は、液晶性を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。二色性アゾ色素化合物が液晶性を示す場合には、ネマチック性またはスメクチック性のいずれを示してもよい。液晶相を示す温度範囲は、室温(約20~28℃)~300℃が好ましく、取扱い性および製造適性の点から、50~200℃がより好ましい。
二色性アゾ色素化合物とは、方向によって吸光度が異なるアゾ色素化合物を意味する。二色性アゾ色素化合物は、液晶性を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。二色性アゾ色素化合物が液晶性を示す場合には、ネマチック性またはスメクチック性のいずれを示してもよい。液晶相を示す温度範囲は、室温(約20~28℃)~300℃が好ましく、取扱い性および製造適性の点から、50~200℃がより好ましい。
本発明においては、塗布液を長期間経時することで発生する濾過性の悪化や点欠陥の増加等を抑制する理由から、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも2種の二色性物質を用いることが好ましい。
光吸収異方性層に含まれる波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質の含有量は特に限定されないが、形成される光吸収異方性層の配向度が高くなる理由から、20~400mg/cm3であることが好ましく、30~200mg/cm3であることがより好ましく、40~150mg/cm3であることが更に好ましい。なお、二色性物質を複数併用する場合は、複数の二色性物質の合計量が上述の範囲にあることが好ましい。
ここで、二色性物質の含有量(mg/cm3)は、光吸収異方性層を有する光学積層体を溶解させた溶液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で測定することができる。なお、定量化は、光吸収異方性層に含まれる二色性物質を標準資料とすることで行うことができる。
また、光学積層体における光吸収異方性層の領域は、飛行時間型二次イオン質量分析法(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:TOF-SIMS)を用いた断面情報、または、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)による断面観察によって特定することができる。
ここで、二色性物質の含有量(mg/cm3)は、光吸収異方性層を有する光学積層体を溶解させた溶液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で測定することができる。なお、定量化は、光吸収異方性層に含まれる二色性物質を標準資料とすることで行うことができる。
また、光学積層体における光吸収異方性層の領域は、飛行時間型二次イオン質量分析法(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:TOF-SIMS)を用いた断面情報、または、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)による断面観察によって特定することができる。
また、光吸収異方性層に含まれる二色性物質の合計含有量の上限は、光吸収異方性層の全質量に対して、30質量%以下が好ましく、29質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が特に好ましい。また、下限は、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましい。
<液晶化合物>
光吸収異方性層は、液晶化合物を含むことが好ましい。これにより、二色性物質の析出を抑止しながら、二色性物質をより高い配向度で配向させることができる。
液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物のいずれも用いることができる。
ここで、「高分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶化合物のことをいう。
また、「低分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶化合物のことをいう。
高分子液晶化合物としては、例えば、特開2011-237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子、国際公開第2018/199096号の[0012]~[0042]段落に記載されている高分子液晶化合物などが挙げられる。
低分子液晶化合物としては、例えば、特開2013-228706号公報の[0072]~[0088]段落に記載されている液晶化合物が挙げられ、なかでも、スメクチック性を示す液晶化合物が好ましい。
このような液晶化合物としては、国際公開第2022/014340号公報の段落[0019]~[0140]に記載されたものが挙げられる。
光吸収異方性層は、液晶化合物を含むことが好ましい。これにより、二色性物質の析出を抑止しながら、二色性物質をより高い配向度で配向させることができる。
液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物のいずれも用いることができる。
ここで、「高分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶化合物のことをいう。
また、「低分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶化合物のことをいう。
高分子液晶化合物としては、例えば、特開2011-237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子、国際公開第2018/199096号の[0012]~[0042]段落に記載されている高分子液晶化合物などが挙げられる。
低分子液晶化合物としては、例えば、特開2013-228706号公報の[0072]~[0088]段落に記載されている液晶化合物が挙げられ、なかでも、スメクチック性を示す液晶化合物が好ましい。
このような液晶化合物としては、国際公開第2022/014340号公報の段落[0019]~[0140]に記載されたものが挙げられる。
液晶化合物の含有量は、光吸収異方性層の全質量に対して、50~99質量%が好ましく、75~90質量%がより好ましい。
<その他の成分>
光吸収異方性層は、上述した成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、垂直配向剤、および、レベリング剤が挙げられる。
光吸収異方性層は、上述した成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、垂直配向剤、および、レベリング剤が挙げられる。
垂直配向剤としては、ボロン酸化合物、および、オニウム塩が挙げられる。
ボロン酸化合物としては、式(A)で表される化合物が好ましい。
ボロン酸化合物としては、式(A)で表される化合物が好ましい。
式(A)
式(A)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロ環基を表す。
R3は、(メタ)アクリル基を含む置換基を表す。
ボロン酸化合物の具体例としては、特開2008-225281号公報の[0023]~[0032]段落に記載の一般式(I)で表されるボロン酸化合物が挙げられる。
R3は、(メタ)アクリル基を含む置換基を表す。
ボロン酸化合物の具体例としては、特開2008-225281号公報の[0023]~[0032]段落に記載の一般式(I)で表されるボロン酸化合物が挙げられる。
オニウム塩としては、式(B)で表される化合物が好ましい。
式(B)
式(B)中、環Aは、含窒素複素環からなる第4級アンモニウムイオンを表す。X-は、アニオンを表す。L1は、2価の連結基を表す。L2は、単結合、または、2価の連結基を表す。Y1は、5または6員環を部分構造として有する2価の連結基を表す。Zは、2~20のアルキレン基を部分構造として有する2価の連結基を表す。P1およびP2は、それぞれ独立に、重合性エチレン性不飽和結合を有する一価の置換基を表す。
オニウム塩の具体例としては、特開2012-208397号公報の[0052]~[0058]段落に記載のオニウム塩、特開2008-026730号公報の[0024]~[0055]段落に記載のオニウム塩、および、特開2002-037777号公報に記載のオニウム塩が挙げられる。
オニウム塩の具体例としては、特開2012-208397号公報の[0052]~[0058]段落に記載のオニウム塩、特開2008-026730号公報の[0024]~[0055]段落に記載のオニウム塩、および、特開2002-037777号公報に記載のオニウム塩が挙げられる。
光吸収異方性層が垂直配向剤を含む場合、垂直配向剤の含有量は、液晶化合物の全質量に対して、0.1~400質量%が好ましく、0.5~350質量%がより好ましい。
垂直配向剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。垂直配向剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
垂直配向剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。垂直配向剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
光吸収異方性層は、レベリング剤を含んでいてもよい。後述する光吸収異方性層形成用組成物(光吸収異方性層)がレベリング剤を含むと、光吸収異方性層の表面にかかる乾燥風による面状の荒れを抑制し、二色性物質がより均一に配向する。
レベリング剤は特に制限されず、フッ素原子を含むレベリング剤(フッ素系レベリング剤)、または、ケイ素原子を含むレベリング剤(ケイ素系レベリング剤)が好ましく、フッ素系レベリング剤がより好ましい。
レベリング剤は特に制限されず、フッ素原子を含むレベリング剤(フッ素系レベリング剤)、または、ケイ素原子を含むレベリング剤(ケイ素系レベリング剤)が好ましく、フッ素系レベリング剤がより好ましい。
フッ素系レベリング剤としては、脂肪酸の一部がフルオロアルキル基で置換された多価カルボン酸の脂肪酸エステル類、および、フルオロ置換基を有するポリアクリレート類が挙げられる。
レベリング剤の具体例としては、特開2004-331812号公報の[0046]~[0052]段落に例示される化合物、および、特開2008-257205号公報の[0038]~[0052]段落に記載の化合物が挙げられる。
光吸収異方性層が液晶化合物およびレベリング剤を含む場合、レベリング剤の含有量は、液晶化合物の全質量に対して、0.001~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましい。
レベリング剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。レベリング剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
レベリング剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。レベリング剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
<光吸収異方性層形成用組成物>
光吸収異方性層は、二色性物質および液晶化合物を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、二色性物質および液晶化合物の他に、後述する溶媒などを含むことが好ましく、さらに、上述の他の成分を含んでいてもよい。
光吸収異方性層は、二色性物質および液晶化合物を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、二色性物質および液晶化合物の他に、後述する溶媒などを含むことが好ましく、さらに、上述の他の成分を含んでいてもよい。
光吸収異方性層形成用組成物に含まれる二色性物質としては、光吸収異方性層に含まれ得る二色性物質が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する二色性物質の含有量は、光吸収異方性層の全質量に対する二色性物質の含有量と同じであるのが好ましい。
ここで、「光吸収異方性層形成用組成物における全固形分」とは、溶媒を除いた成分をいい、固形分の具体例としては、二色性物質、液晶化合物、および、上述の他の成分が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する二色性物質の含有量は、光吸収異方性層の全質量に対する二色性物質の含有量と同じであるのが好ましい。
ここで、「光吸収異方性層形成用組成物における全固形分」とは、溶媒を除いた成分をいい、固形分の具体例としては、二色性物質、液晶化合物、および、上述の他の成分が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物に含まれ得る液晶化合物、および、他の成分はそれぞれ、光吸収異方性層に含まれ得る液晶化合物、および、他の成分と同様である。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量はそれぞれ、光吸収異方性層の全質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量と同じであるのが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量はそれぞれ、光吸収異方性層の全質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量と同じであるのが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、作業性の点から、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭素類、エステル類、アルコール類、セロソルブ類、セロソルブアセテート類、スルホキシド類、アミド類、および、ヘテロ環化合物などの有機溶媒、並びに、水が挙げられる。
これらの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒のうち、有機溶媒が好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類がより好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭素類、エステル類、アルコール類、セロソルブ類、セロソルブアセテート類、スルホキシド類、アミド類、および、ヘテロ環化合物などの有機溶媒、並びに、水が挙げられる。
これらの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒のうち、有機溶媒が好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類がより好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物の全質量に対して、80~99質量%が好ましく、83~97質量%がより好ましく、85~95質量%がさらに好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。
重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュアー184、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー819、イルガキュアーOXE-01、および、イルガキュアーOXE-02が挙げられる。
重合開始剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
光吸収異方性層形成用組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましい。
重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュアー184、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー819、イルガキュアーOXE-01、および、イルガキュアーOXE-02が挙げられる。
重合開始剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
光吸収異方性層形成用組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましい。
<光吸収異方性層の製造方法>
光吸収異方性層を製造する方法は特に制限されないが、二色性物質の配向度がより高くなる点から、後述する光配向膜上に二色性物質および液晶化合物を含む光吸収異方性層形成用組成物を塗布して塗布膜を形成する工程(以下、「塗布膜形成工程」ともいう。)と、上記塗布膜に含まれる液晶成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に備える方法(以下、「本製造方法」ともいう。)が好ましい。
なお、液晶成分とは、上述した液晶化合物だけでなく、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
以下、各工程について説明する。
光吸収異方性層を製造する方法は特に制限されないが、二色性物質の配向度がより高くなる点から、後述する光配向膜上に二色性物質および液晶化合物を含む光吸収異方性層形成用組成物を塗布して塗布膜を形成する工程(以下、「塗布膜形成工程」ともいう。)と、上記塗布膜に含まれる液晶成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に備える方法(以下、「本製造方法」ともいう。)が好ましい。
なお、液晶成分とは、上述した液晶化合物だけでなく、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
以下、各工程について説明する。
塗布膜形成工程は、後述する光配向膜上に上述した光吸収異方性層形成用組成物を塗布して塗布膜を形成する工程である。
上述した溶媒を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いたり、光吸収異方性層形成用組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、後述する光配向膜上に光吸収異方性層形成用組成物を塗布することが容易になる。
光吸収異方性層形成用組成物の塗布方法としては、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
上述した溶媒を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いたり、光吸収異方性層形成用組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、後述する光配向膜上に光吸収異方性層形成用組成物を塗布することが容易になる。
光吸収異方性層形成用組成物の塗布方法としては、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
配向工程は、塗布膜に含まれる液晶成分(特に、二色性物質)を配向させる工程である。配向工程では、配向膜によって配向した液晶化合物に沿って、二色性物質が配向するものと考えられる。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去できる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去できる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
配向工程は、加熱処理を有することが好ましい。これにより、塗布膜に含まれる二色性物質がより配向し、二色性物質の配向度がより高くなる。
加熱処理は、製造適性などの点から、10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒が好ましく、1~60秒がより好ましい。
加熱処理は、製造適性などの点から、10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒が好ましく、1~60秒がより好ましい。
配向工程は、加熱処理後に実施される冷却処理を有していてもよい。冷却処理は、加熱後の塗布膜を室温(20~25℃)程度まで冷却する処理である。これにより、塗布膜に含有される二色性物質の配向がより固定され、二色性物質の配向度がより高くなる。冷却手段としては、特に限定されず、公知の方法により実施できる。
以上の工程によって、本発明の光吸収異方性層を得ることができる。
以上の工程によって、本発明の光吸収異方性層を得ることができる。
本製造方法は、上記配向工程後に、光吸収異方性層を硬化させる工程(以下、「硬化工程」ともいう。)を有していてもよい。
硬化工程は、例えば、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線など、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。ラジカル重合によって光吸収異方性層の硬化が進行する場合において、酸素による重合の阻害が低減されるため、窒素雰囲気下で露光することが好ましい。
硬化工程は、例えば、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線など、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。ラジカル重合によって光吸収異方性層の硬化が進行する場合において、酸素による重合の阻害が低減されるため、窒素雰囲気下で露光することが好ましい。
光吸収異方性層の厚みは特に制限されないが、0.05~5μmが好ましく、0.1~2μmがより好ましい。
〔光配向膜〕
本発明の光学積層体が有する光配向膜は、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有する光配向膜であり、後述する特定化合物を含有していること以外は、以下に示す従来公知の光配向膜を用いることができる。
本発明の光学積層体が有する光配向膜は、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有する光配向膜であり、後述する特定化合物を含有していること以外は、以下に示す従来公知の光配向膜を用いることができる。
光配向膜に用いられる光配向化合物としては、多数の文献等に記載がある。本発明においては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号、特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002-265541号公報、特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/又はアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号、特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報、または、特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミドもしくはエステルが好ましい例として挙げられる。より好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、または、エステルである。
これらのうち、光配向化合物として、光の作用により二量化および異性化の少なくとも一方が生じる光反応性基を有する感光性化合物を用いることが好ましい。
また、光反応性基としては、例えば、桂皮酸(シンナモイル)構造(骨格)を有する基、クマリン構造(骨格)を有する基、カルコン構造(骨格)を有する基、ベンゾフェノン構造(骨格)を有する基、および、アントラセン構造(骨格)を有する基などが挙げられる。これら基のなかでも、シンナモイル構造を有する基、クマリン構造を有する基が好ましく、シンナモイル構造を有する基がより好ましい。
また、光反応性基としては、例えば、桂皮酸(シンナモイル)構造(骨格)を有する基、クマリン構造(骨格)を有する基、カルコン構造(骨格)を有する基、ベンゾフェノン構造(骨格)を有する基、および、アントラセン構造(骨格)を有する基などが挙げられる。これら基のなかでも、シンナモイル構造を有する基、クマリン構造を有する基が好ましく、シンナモイル構造を有する基がより好ましい。
また、上記光配向性基を有する感光性化合物は、更に架橋性基を有していてもよい。
上記架橋性基としては、熱の作用により硬化反応を起こす熱架橋性基、光の作用により硬化反応を起こす光架橋性基が好ましく、熱架橋性基および光架橋性基をいずれも有する架橋性基であってもよい。
上記架橋性基としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基、エチレン性不飽和二重結合を有する基、および、ブロックイソシアネート基からなる群から選ばれた少なくとも1つが挙げられる。なかでも、エポキシ基、オキセタニル基、エチレン性不飽和二重結合を有する基が好ましい。
なお、3員環の環状エーテル基はエポキシ基とも呼ばれ、4員環の環状エーテル基はオキセタニル基とも呼ばれる。
また、エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、具体的には、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が挙げられ、アクリロイル基またはメタクリロイル基であることが好ましい。
上記架橋性基としては、熱の作用により硬化反応を起こす熱架橋性基、光の作用により硬化反応を起こす光架橋性基が好ましく、熱架橋性基および光架橋性基をいずれも有する架橋性基であってもよい。
上記架橋性基としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基、エチレン性不飽和二重結合を有する基、および、ブロックイソシアネート基からなる群から選ばれた少なくとも1つが挙げられる。なかでも、エポキシ基、オキセタニル基、エチレン性不飽和二重結合を有する基が好ましい。
なお、3員環の環状エーテル基はエポキシ基とも呼ばれ、4員環の環状エーテル基はオキセタニル基とも呼ばれる。
また、エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、具体的には、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が挙げられ、アクリロイル基またはメタクリロイル基であることが好ましい。
上記材料から形成した光配向膜に、直線偏光または非偏光照射を施し、光配向膜を製造する。
本明細書において、「直線偏光照射」「非偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光のピーク波長は、200nm~700nmが好ましく、光のピーク波長が400nm以下の紫外光がより好ましい。
本明細書において、「直線偏光照射」「非偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光のピーク波長は、200nm~700nmが好ましく、光のピーク波長が400nm以下の紫外光がより好ましい。
光照射に用いる光源は、通常使われる光源、例えばタングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプおよびカーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー[例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザーおよびYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザー]、発光ダイオード、ならびに、陰極線管などを挙げることができる。
直線偏光を得る手段としては、偏光板(例えば、ヨウ素偏光板、2色色素偏光板、および、ワイヤーグリッド偏光板)を用いる方法、プリズム系素子(例えば、グラントムソンプリズム)もしくはブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、または、偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルタまたは波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
照射する光は、直線偏光の場合には、配向膜に対して上面、又は裏面から配向膜表面に対して垂直、又は斜めから光を照射する方法が採用される。光の入射角度は、光配向材料によって異なるが、0~90°(垂直)が好ましく、40~90°が好ましい。
非偏光の場合には、配向膜に対して、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10~80°が好ましく、20~60°がより好ましく、30~50°が更に好ましい。
照射時間は、1分~60分が好ましく、1分~10分がより好ましい。
非偏光の場合には、配向膜に対して、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10~80°が好ましく、20~60°がより好ましく、30~50°が更に好ましい。
照射時間は、1分~60分が好ましく、1分~10分がより好ましい。
パターン化が必要な場合には、フォトマスクを用いた光照射をパターン作製に必要な回数施す方法、または、レーザー光走査によるパターンの書き込みによる方法を採用できる。
<特定化合物>
本発明の光学積層体が有する光配向膜は、上述した通り、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有する。
本発明の光学積層体が有する光配向膜は、上述した通り、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有する。
本明細書において、化合物における屈折率の値は、化学便覧、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種カタログの値を採用する。
また、屈折率の値が既知でない化合物については、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定した値を採用する。具体的には、化合物を屈折率既知の良溶剤に10質量%の濃度で溶液化した上で、下記式により算出される屈折率を採用する。なお、下記式中、「n化合物」は、算出される化合物の屈折率を表し、「n溶液」は、化合物が溶解した溶液の屈折率を表し、「n良溶媒」は、化合物を溶解させた良溶媒の屈折率を表す。
n化合物=(n溶液-0.9×n良溶媒)×10
また、屈折率の値が既知でない化合物については、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定した値を採用する。具体的には、化合物を屈折率既知の良溶剤に10質量%の濃度で溶液化した上で、下記式により算出される屈折率を採用する。なお、下記式中、「n化合物」は、算出される化合物の屈折率を表し、「n溶液」は、化合物が溶解した溶液の屈折率を表し、「n良溶媒」は、化合物を溶解させた良溶媒の屈折率を表す。
n化合物=(n溶液-0.9×n良溶媒)×10
本発明においては、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できる理由から、特定化合物の屈折率は、1.62~1.75であることがより好ましい。
本発明においては、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できる理由から、特定化合物の分子量は、1000以下であることが好ましく、100~1000であることがより好ましい。これは、特定化合物の分子量が1000以下であると、光配向膜において相溶性が良好になるためと考えられる。
本発明においては、光配向膜との相溶性が高く、基材との屈折率差を抑えられるという理由から、特定化合物が、後述する式(1)~(3)のいずれかで表される化合物であることが好ましく、後述する式(1)および(2)のいずれかで表される化合物であることがより好ましい。
B-(G-A)n-G-B (1)
ここで、上記式(1)中、
nは、0以上の整数を表す。
Bは、芳香環を少なくとも1つ含むアシル基を表す。ただし、複数のBは、同一であっても異なっていてもよい。
Gは、アルキレングリコール残基、アリールグリコール残基、または、オキシアルキレングリコール残基を表す。ただし、nが1以上の整数である場合、複数のGは、同一であっても異なっていてもよい。
Aは、アルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基を表し、ただし、nが2以上の整数である場合、複数のAは、同一であっても異なっていてもよい。
ここで、上記式(1)中、
nは、0以上の整数を表す。
Bは、芳香環を少なくとも1つ含むアシル基を表す。ただし、複数のBは、同一であっても異なっていてもよい。
Gは、アルキレングリコール残基、アリールグリコール残基、または、オキシアルキレングリコール残基を表す。ただし、nが1以上の整数である場合、複数のGは、同一であっても異なっていてもよい。
Aは、アルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基を表し、ただし、nが2以上の整数である場合、複数のAは、同一であっても異なっていてもよい。
上記式(1)で表される化合物は、nが0である場合、芳香環を少なくとも1つ含むカルボン酸成分と、アルキレングリコール成分、アリールグリコール成分またはオキシアルキレングリコール成分と、の反応により得られるエステル系化合物であることが好ましく、nが1以上の整数である場合、芳香環を少なくとも1つ含むカルボン酸成分と、アルキレングリコール成分、アリールグリコール成分またはオキシアルキレングリコール成分と、アルキレンジカルボン酸成分またはアリールジカルボン酸成分と、の反応により得られるエステル系化合物であることが好ましい。
ここで、芳香環を少なくとも1つ含むカルボン酸成分が有する芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスロリン環などの芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環などの芳香族複素環;が挙げられる。
芳香環を少なくとも1つ含むカルボン酸成分としては、例えば、安息香酸、パラターシャリブチル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ1種又は2種以上の混合物として使用することができる。
芳香環を少なくとも1つ含むカルボン酸成分としては、例えば、安息香酸、パラターシャリブチル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ1種又は2種以上の混合物として使用することができる。
また、アルキレングリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-プロパンジオール、2-メチル1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール(3,3-ジメチロールペンタン)、2-n-ブチル-2-エチル-1,3プロパンジオール(3,3-ジメチロールヘプタン)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール1,6-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル1,3-ペンタンジオール、2-エチル1,3-ヘキサンジオール、2-メチル1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、1種又は2種以上の混合物として使用できる。これらのうち、炭素数2~12のアルキレングリコールが好ましい。
アリールグリコール成分としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
オキシアルキレングリコール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
アリールグリコール成分としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
オキシアルキレングリコール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
また、アルキレンジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種又は2種以上の混合物として使用される。
また、アリーレンジカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種又は2種以上の混合物として使用される。
また、アリーレンジカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種又は2種以上の混合物として使用される。
本発明においては、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光を抑制できる理由から、上記式(1)中のBが下記式(4)で表される基であることが好ましい。
上記(4)中、*は、結合位置を表す。
また、R10は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、カルボキシ基、または、ヒドロキシ基を表す。
ここで、R10の一態様が表すアルキル基としては、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、および、シクロヘキシル基などが挙げられる。
また、R10は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、カルボキシ基、または、ヒドロキシ基を表す。
ここで、R10の一態様が表すアルキル基としては、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、および、シクロヘキシル基などが挙げられる。
本発明においては、光配向膜にレターデーションが生じるのを抑制できる理由から、上記式(1)中のAが、下記式(5)で表されるジカルボン酸残基であることが好ましい。
上記式(5)中、*は、結合位置を表す。
また、R11は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、カルボキシ基、または、ヒドロキシ基を表す。
ここで、R11の一態様が表すアルキル基としては、上記式(4)中のR10の一態様が表すアルキル基と同様のものが挙げられる。
また、R11は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、カルボキシ基、または、ヒドロキシ基を表す。
ここで、R11の一態様が表すアルキル基としては、上記式(4)中のR10の一態様が表すアルキル基と同様のものが挙げられる。
上記式(1)で表される化合物の数平均分子量は、100~1000であることが好ましい。
また、上記式(1)で表される化合物の酸価は、0.5mgKOH/g以下であることが好ましく、0.3mgKOH/g以下であることがより好ましい。
また、上記式(1)で表される化合物のヒドロキシル基(水酸基)価は、25mgKOH/g以下であることが好ましく、15mgKOH/g以下であるこがより好ましい。
また、上記式(1)で表される化合物の酸価は、0.5mgKOH/g以下であることが好ましく、0.3mgKOH/g以下であることがより好ましい。
また、上記式(1)で表される化合物のヒドロキシル基(水酸基)価は、25mgKOH/g以下であることが好ましく、15mgKOH/g以下であるこがより好ましい。
上記式(1)で表される化合物としては、具体的には、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。
上記式(2)中、R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいモノもしくはジアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、または、5~6員の複素環基を表す。ただし、R4およびR5は、互いに結合して5~6員の炭素環を形成してもよい。
R1、R2、R3、R4およびR5の一態様が表すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、および、ヨウ素原子などが挙げられ、中でも、フッ素原子または塩素原子が好ましい。
また、アルキル基としては、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、および、シクロヘキシル基などが挙げられる。
また、アルケニル基としては、炭素数2~18のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、および、3-ブテン-1-イル基などが挙げられる。
また、アリール基としては、炭素数6~24のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、および、ナフチル基などが挙げられる。
また、アルコキシ基としては、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基がより好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、および、メトキシエトキシ基などが挙げられる。
また、アシルオキシ基としては、炭素数2~24のアシルオキシ基が好ましく、例えば、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、および、ドデカノイルオキシ基などが挙げられる。
また、アリールオキシ基としては、炭素数6~24のアリールオキシ基が好ましく、例えば、フェノキシ基、および、1-ナフトキシ基などが挙げられる。
また、アルキルチオ基としては、炭素数1~24のアルキルチオ基が好ましく、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、オクチルチオ基、および、シクロヘキシルチオ基などが挙げられる。
また、アリールチオ基としては、炭素数6~24のアリールチオ基が好ましく、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる。
また、モノもしくはジアルキルアミノ基としては、炭素数1~18のアルキルアミノ基が好ましく、例えば、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ、オクチルアミノ、ジオクチルアミノ、および、ウンデシルアミノなどが挙げられる。
また、アシルアミノ基としては、例えば、ホルミルアミノ基、炭素数2~30のアルキルカルボニルアミノ基、および、炭素数6~30のアリールカルボニルアミノ基などが挙げられる。
また、5~6員の複素環基としては、例えば、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、および、チアゾール環などが挙げられる。
また、アルキル基としては、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、および、シクロヘキシル基などが挙げられる。
また、アルケニル基としては、炭素数2~18のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、および、3-ブテン-1-イル基などが挙げられる。
また、アリール基としては、炭素数6~24のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、および、ナフチル基などが挙げられる。
また、アルコキシ基としては、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基がより好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、および、メトキシエトキシ基などが挙げられる。
また、アシルオキシ基としては、炭素数2~24のアシルオキシ基が好ましく、例えば、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、および、ドデカノイルオキシ基などが挙げられる。
また、アリールオキシ基としては、炭素数6~24のアリールオキシ基が好ましく、例えば、フェノキシ基、および、1-ナフトキシ基などが挙げられる。
また、アルキルチオ基としては、炭素数1~24のアルキルチオ基が好ましく、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、オクチルチオ基、および、シクロヘキシルチオ基などが挙げられる。
また、アリールチオ基としては、炭素数6~24のアリールチオ基が好ましく、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる。
また、モノもしくはジアルキルアミノ基としては、炭素数1~18のアルキルアミノ基が好ましく、例えば、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ、オクチルアミノ、ジオクチルアミノ、および、ウンデシルアミノなどが挙げられる。
また、アシルアミノ基としては、例えば、ホルミルアミノ基、炭素数2~30のアルキルカルボニルアミノ基、および、炭素数6~30のアリールカルボニルアミノ基などが挙げられる。
また、5~6員の複素環基としては、例えば、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、および、チアゾール環などが挙げられる。
上記式(2)で表される化合物としては、具体的には、例えば、2-(2′-ヒドロキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-3′-tert-ブチル-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-3′-(3″,4″,5″,6″-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2-メチレンビス(4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール)、2-(2′-ヒドロキシ-3′-tert-ブチル-5′-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール、および、オクチル-3-〔3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル〕プロピオネートと2-エチルヘキシル-3-〔3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル〕プロピオネートとの混合物などが挙げられる。
上記式(3)中、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基、または、-CO(NH)m-1-D基を表し、Dは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、または、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、mは、1または2を表す。
R6、R7、R8およびR9の一態様が表す、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基およびアルコキシ基としては、例えば、上記式(2)中のR1、R2、R3、R4およびR5の一態様が表すものと同様のものが挙げられる。
また、シクロアルキル基を構成するシクロアルカン環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロペプタン環、シクロオクタン環、シクロドデカン環、および、シクロドコサン環などが挙げられる。
また、アルキルカルボニル基としては、例えば、例えば、メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基、および、イソプロピルカルボニル基などが挙げられる。
また、アルキルスルホニル基としては、炭素数1~4のアルキルスルホニル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチルスルホニル基、および、メチルスルホニル基などが挙げられる。
また、シクロアルキル基を構成するシクロアルカン環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロペプタン環、シクロオクタン環、シクロドデカン環、および、シクロドコサン環などが挙げられる。
また、アルキルカルボニル基としては、例えば、例えば、メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基、および、イソプロピルカルボニル基などが挙げられる。
また、アルキルスルホニル基としては、炭素数1~4のアルキルスルホニル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチルスルホニル基、および、メチルスルホニル基などが挙げられる。
上記式(3)で表される化合物としては、具体的には、例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノン、および、ビス(2-メトキシ-4-ヒドロキシ-5-ベンゾイルフェニルメタン)などが挙げられる。
光配向膜に含まれる特定化合物の含有量は特に限定されないが、基材と光配向膜との間の屈折率差や、光配向膜と光吸収異方性層との間の屈折率差を低減して、黒表示時の反射光に色味変化(着色)が起きることをより抑制する理由から、0.1~150mg/cm3であることが好ましく、0.5~100mg/cm3であることがより好ましく、1~30mg/cm3であることが更に好ましい。なお、特定化合物を複数併用する場合は、上記数値範囲は、複数の特定化合物の含有量の合計量である。
ここで、特定化合物の含有量(mg/cm3)は、積層体から光配向膜を取り出して溶解させた溶液をHPLCで測定することができる。光配向膜を取り出すことが困難な場合は積層体に含まれる特定化合物の含有量から基材、光吸収異方性層に含まれる特定化合物の含有量を差し引くことによっても算出できる。なお、定量化は、光配向膜に含まれる特定化合物を標準試料とすることで行うことができる。また、特定化合物の有無は、HPLCに限らず、質量分析などによっても判断することができる。
また、光学積層体における光配向膜の領域は、TOF-SIMSを用いた断面観察により、基材と光吸収異方性層との中間に別の1層を検出することによっても測定することができる。
ここで、特定化合物の含有量(mg/cm3)は、積層体から光配向膜を取り出して溶解させた溶液をHPLCで測定することができる。光配向膜を取り出すことが困難な場合は積層体に含まれる特定化合物の含有量から基材、光吸収異方性層に含まれる特定化合物の含有量を差し引くことによっても算出できる。なお、定量化は、光配向膜に含まれる特定化合物を標準試料とすることで行うことができる。また、特定化合物の有無は、HPLCに限らず、質量分析などによっても判断することができる。
また、光学積層体における光配向膜の領域は、TOF-SIMSを用いた断面観察により、基材と光吸収異方性層との中間に別の1層を検出することによっても測定することができる。
〔基材〕
本発明の光学積層体が有する基材は、ガラス転移温度が150℃以上の基材である。
本明細書において、基材のガラス転移温度(以下、「Tg」とも略す。)は、基材の動的粘弾性tanδを測定した際にtanδがピークを示す温度をいう。
本発明の光学積層体が有する基材は、ガラス転移温度が150℃以上の基材である。
本明細書において、基材のガラス転移温度(以下、「Tg」とも略す。)は、基材の動的粘弾性tanδを測定した際にtanδがピークを示す温度をいう。
本発明においては、光学積層体の均一性がより良好となり、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できる理由から、基材のTgは、170℃超であることが好ましく、175~230℃であることがより好ましい。
基材としては、Tgが150℃以上であれば特に限定されず、公知の基材が使用できる。特に、透明基材であることが好ましい。なお、透明基材とは、可視光の透過率が60%以上である基材を意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
このような基材としては、例えば、ガラス基板およびポリマーフィルムが挙げられる。
ポリマーフィルムの材料としては、セルロース系ポリマー、シクロオレフィン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー等が挙げられる。
これらのうち、セルロース系ポリマー、特に、セルロースアシレート系ポリマーを用いたポリマーフィルム(セルロースアシレート系フィルム)、または、シクロオレフィン系ポリマー、特に、脂環式構造を有するポリマーを用いたポリマーフィルムが好ましく、セルロースアシレート系フィルムであることがより好ましい。
ポリマーフィルムの材料としては、セルロース系ポリマー、シクロオレフィン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー等が挙げられる。
これらのうち、セルロース系ポリマー、特に、セルロースアシレート系ポリマーを用いたポリマーフィルム(セルロースアシレート系フィルム)、または、シクロオレフィン系ポリマー、特に、脂環式構造を有するポリマーを用いたポリマーフィルムが好ましく、セルロースアシレート系フィルムであることがより好ましい。
本発明においては、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できる理由から、上記基材が、下記条件1および2の少なくとも一方を満たす、セルロースアシレート系フィルムからなる基材であることが好ましい。なお、下記条件2における含有量(0.1~10質量%)は、上記式(2)で表される化合物および上記式(3)で表される化合物をいずれも含有する場合は、両者の合計の含有量を意図する。
条件1:上記式(1)で表される化合物を1~20質量%含有する
条件2:上記式(2)または(3)で表される化合物を0.1~10質量%含有する
条件1:上記式(1)で表される化合物を1~20質量%含有する
条件2:上記式(2)または(3)で表される化合物を0.1~10質量%含有する
また、本発明においては、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光を抑制できる理由から、上記基材に含まれるナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも一種(以下、「アルカリ金属イオン」とも略す。)の厚み方向における含有量の分布が、基材の厚みの中央部分における含有量に対して、基材の光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が3倍以上となる分布であることが好ましく、5倍以上となる分布であることがより好ましい。
ここで、上記基材に含まれるアルカリ金属イオンの厚み方向における含有量の分布は、以下に示す定義および方法で測定する際の分布をいう。
まず、基材の光配向膜側の界面を第1表面とし、光配向膜と反対側の表面を第2表面としたときに、基材の第1表面から第2表面に向かって、イオンビームを照射しながらTOF-SIMSで厚み方向の成分を分析することによって得られる基材由来の2次イオン強度の厚み方向におけるプロファイルにおいて、基材由来の2次イオン強度の最大値の20%となる2次イオン強度を示す位置のうち、第1表面に最も近い位置を位置Aとし、第2表面に最も近い位置を位置Cとすると、位置Aと位置Cとの間を基材の厚みをdと定義する。
次いで、位置Aと位置Cを1:1に内分する位置(すなわち、厚みの中央部分)を位置Bとして、位置Aと位置Cを1:99に内分する位置を位置A’(すなわち、光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分)と定義したときに位置A’のアルカリ金属イオン由来の二次イオン強度と位置Bの二次イオン強度を比較する。
なお、TOF-SIMS法については、具体的には日本表面科学会編「表面分析技術選書 2次イオン質量分析法」丸善株式会社(1999年発行)に記載されている。
イオンビームを照射しながらTOF-SIMSで特定光学フィルムの深さ方向の成分を分析する際は、表面深さ領域1~2nmの成分分析を行った後、さらに深さ方向に1nmから数百nm掘り進んで、次の表面深さ領域1~2nmの成分分析を行う一連の操作を繰り返す。
ここで、上記基材に含まれるアルカリ金属イオンの厚み方向における含有量の分布は、以下に示す定義および方法で測定する際の分布をいう。
まず、基材の光配向膜側の界面を第1表面とし、光配向膜と反対側の表面を第2表面としたときに、基材の第1表面から第2表面に向かって、イオンビームを照射しながらTOF-SIMSで厚み方向の成分を分析することによって得られる基材由来の2次イオン強度の厚み方向におけるプロファイルにおいて、基材由来の2次イオン強度の最大値の20%となる2次イオン強度を示す位置のうち、第1表面に最も近い位置を位置Aとし、第2表面に最も近い位置を位置Cとすると、位置Aと位置Cとの間を基材の厚みをdと定義する。
次いで、位置Aと位置Cを1:1に内分する位置(すなわち、厚みの中央部分)を位置Bとして、位置Aと位置Cを1:99に内分する位置を位置A’(すなわち、光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分)と定義したときに位置A’のアルカリ金属イオン由来の二次イオン強度と位置Bの二次イオン強度を比較する。
なお、TOF-SIMS法については、具体的には日本表面科学会編「表面分析技術選書 2次イオン質量分析法」丸善株式会社(1999年発行)に記載されている。
イオンビームを照射しながらTOF-SIMSで特定光学フィルムの深さ方向の成分を分析する際は、表面深さ領域1~2nmの成分分析を行った後、さらに深さ方向に1nmから数百nm掘り進んで、次の表面深さ領域1~2nmの成分分析を行う一連の操作を繰り返す。
〔光学異方性層〕
本発明の光学積層体は、光学異方性層を有することが好ましい。
ここで、光学異方性層とは、位相差を生じるフィルム全般を指し、例えば、延伸ポリマーフィルム、支持体上に配向した液晶性化合物を有する光学異方性層を設けた位相差フィルムなどが挙げられる。
ここで、光学異方性層に含まれる液晶性化合物の配向方向に関して特に制限はなく、膜面に対し、水平、垂直、捩れ配向等が挙げられる。
また、光学異方性層の具体的な機能としては、例えば、λ/4板、λ/2板などが挙げられる。
また、光学異方性層は複数の層からなっていてもよい。複数の光学異方性層からなる光学異方性層については、例えば、特開2014-209219号公報の[0008]~[0053]段落の記載を参照できる。
また、このような光学異方性層と上述した光吸収異方性層とは、接して設けられていてもよいし、間に他の層が設けられていてもよい。このような層としては、密着性担保のための粘着層または接着層が挙げられる。
本発明の光学積層体は、光学異方性層を有することが好ましい。
ここで、光学異方性層とは、位相差を生じるフィルム全般を指し、例えば、延伸ポリマーフィルム、支持体上に配向した液晶性化合物を有する光学異方性層を設けた位相差フィルムなどが挙げられる。
ここで、光学異方性層に含まれる液晶性化合物の配向方向に関して特に制限はなく、膜面に対し、水平、垂直、捩れ配向等が挙げられる。
また、光学異方性層の具体的な機能としては、例えば、λ/4板、λ/2板などが挙げられる。
また、光学異方性層は複数の層からなっていてもよい。複数の光学異方性層からなる光学異方性層については、例えば、特開2014-209219号公報の[0008]~[0053]段落の記載を参照できる。
また、このような光学異方性層と上述した光吸収異方性層とは、接して設けられていてもよいし、間に他の層が設けられていてもよい。このような層としては、密着性担保のための粘着層または接着層が挙げられる。
本発明の光学積層体は、上述した光学異方性層としてλ/4板を用いることが好ましい。具体的には、上述した光吸収異方性層における光配向膜とは反対側にλ/4板を有する態様、すなわち、上述した基材、光配向膜、光吸収異方性層およびλ/4板をこの順に有する態様;本発明の光学積層体から基材を剥離してなる積層体と、この積層体における光配向膜上に設けられるλ/4板とを有する態様、すなわち、上述した光吸収異方性層、光配向膜およびλ/4板をこの順に有する態様;などが好適に挙げられる。
ここで、「λ/4板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。
例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルムなどが挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
ここで、「λ/4板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。
例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルムなどが挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
〔バリア層〕
本発明の光学積層体は、バリア層を有していてもよい。
ここで、バリア層は、ガス遮断層(酸素遮断層)とも呼ばれ、大気中の酸素等のガス、水分、または、隣接する層に含まれる化合物等から本発明の偏光素子を保護する機能を有する。
バリア層については、例えば、特開2014-159124号公報の[0014]~[0054]段落、特開2017-121721号公報の[0042]~[0075]段落、特開2017-115076号公報の[0045]~[0054]段落、特開2012-213938号公報の[0010]~[0061]段落、特開2005-169994号公報の[0021]~[0031]段落の記載を参照できる。
本発明の光学積層体は、バリア層を有していてもよい。
ここで、バリア層は、ガス遮断層(酸素遮断層)とも呼ばれ、大気中の酸素等のガス、水分、または、隣接する層に含まれる化合物等から本発明の偏光素子を保護する機能を有する。
バリア層については、例えば、特開2014-159124号公報の[0014]~[0054]段落、特開2017-121721号公報の[0042]~[0075]段落、特開2017-115076号公報の[0045]~[0054]段落、特開2012-213938号公報の[0010]~[0061]段落、特開2005-169994号公報の[0021]~[0031]段落の記載を参照できる。
〔粘着層〕
本発明の光学積層体は、上述したλ/4板を貼合する観点から、λ/4板を貼合する面に粘着層を有していてもよい。
本発明の光学積層体は、上述したλ/4板を貼合する観点から、λ/4板を貼合する面に粘着層を有していてもよい。
粘着層に含まれる粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤等が挙げられる。
これらのうち、透明性、耐候性、耐熱性などの観点から、アクリル系粘着剤(感圧粘着剤)であるのが好ましい。
これらのうち、透明性、耐候性、耐熱性などの観点から、アクリル系粘着剤(感圧粘着剤)であるのが好ましい。
粘着層は、例えば、粘着剤の溶液を離型シート上に塗布し、乾燥した後に後、透明樹脂層の表面に転写する方法;粘着剤の溶液を透明樹脂層の表面に直接塗布し、乾燥させる方法;等により形成することができる。
粘着剤の溶液は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の溶剤に、粘着剤を溶解または分散させた10~40質量%程度の溶液として調製される。
塗布法は、リバースコーティング、グラビアコーティング等のロールコーティング法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法などを採用できる。
粘着剤の溶液は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の溶剤に、粘着剤を溶解または分散させた10~40質量%程度の溶液として調製される。
塗布法は、リバースコーティング、グラビアコーティング等のロールコーティング法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法などを採用できる。
また、離型シートの構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂フィルム;ゴムシート;紙;布;不織布;ネット;発泡シート;金属箔;等の適宜な薄葉体等が挙げられる。
本発明においては、任意の粘着層の厚みは特に限定されないが、3μm~50μmであることが好ましく、4μm~40μmであることがより好ましく、5μm~30μmであることが更に好ましい。
〔用途〕
本発明の光学積層体は、偏光素子(偏光板)として使用でき、具体的には、例えば、直線偏光板または円偏光板として使用できる。
本発明の光学積層体が上記λ/4板などの光学異方性層を有さない場合には、積層体は直線偏光板として使用できる。
一方、本発明の光学積層体が上記λ/4板を有する場合には、積層体は円偏光板として使用できる。
本発明の光学積層体は、偏光素子(偏光板)として使用でき、具体的には、例えば、直線偏光板または円偏光板として使用できる。
本発明の光学積層体が上記λ/4板などの光学異方性層を有さない場合には、積層体は直線偏光板として使用できる。
一方、本発明の光学積層体が上記λ/4板を有する場合には、積層体は円偏光板として使用できる。
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、上述した本発明の光学積層体(特に、λ/4板を有する態様)を有する。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、および、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セルまたは有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
本発明の画像表示装置は、上述した本発明の光学積層体(特に、λ/4板を有する態様)を有する。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、および、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セルまたは有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
〔液晶表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置としては、上述した本発明の光学積層体(ただし、λ/4板を含まない)と、液晶セルと、を有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる積層体のうち、フロント側の偏光素子として本発明の光学積層体を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光素子として本発明の光学積層体を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置としては、上述した本発明の光学積層体(ただし、λ/4板を含まない)と、液晶セルと、を有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる積層体のうち、フロント側の偏光素子として本発明の光学積層体を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光素子として本発明の光学積層体を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
<液晶セル>
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、またはTN(Twisted Nematic)モードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモード(Multi-domain Vertical Alignment)の)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASM(Axially symmetric aligned microcell)モード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)および(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCD(liquid crystal display)インターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、およびPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、および特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶性分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加時で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、またはTN(Twisted Nematic)モードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモード(Multi-domain Vertical Alignment)の)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASM(Axially symmetric aligned microcell)モード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)および(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCD(liquid crystal display)インターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、およびPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、および特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶性分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加時で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
〔有機EL表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、上述した本発明の光学積層体(ただし、粘着層およびλ/4板を含む)と、有機EL表示パネルと、をこの順で有する態様が好適に挙げられる。この場合には、光学積層体は、視認側から、基材、光配向膜、光吸収異方性層、粘着層、および、λ/4板の順に配置されている。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、上述した本発明の光学積層体(ただし、粘着層およびλ/4板を含む)と、有機EL表示パネルと、をこの順で有する態様が好適に挙げられる。この場合には、光学積層体は、視認側から、基材、光配向膜、光吸収異方性層、粘着層、および、λ/4板の順に配置されている。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容及び処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
〔基材フィルム1の作製〕
下記ドープ組成物1を密閉容器に投入し、加圧下で80℃に保温・攪拌しながら完全に溶解させた。なお、アエロジルR972V(日本アエロジル社製)はあらかじめ添加するエタノールの一部と混合して分散し、これを密閉容器に投入した。これを、流延する温度まで冷却した後、静置して脱泡操作を施した後、溶液を安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープ1を得た。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
(ドープ組成物1)
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・綿花リンターから合成された
セルローストリアセテート(置換度2.92) 70kg
・木材パルプから合成された
セルローストリアセテート(置換度2.92) 30kg
・下記化合物1 3.0kg
・下記化合物2 1.5kg
・下記化合物3 1.5kg
・下記化合物4 1.5kg
・下記化合物5 1.5kg
・アエロジルR972V(日本アエロジル社製) 0.2kg
・メチレンクロライド 391kg
・エタノール 34kg
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下記ドープ組成物1を密閉容器に投入し、加圧下で80℃に保温・攪拌しながら完全に溶解させた。なお、アエロジルR972V(日本アエロジル社製)はあらかじめ添加するエタノールの一部と混合して分散し、これを密閉容器に投入した。これを、流延する温度まで冷却した後、静置して脱泡操作を施した後、溶液を安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープ1を得た。
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(ドープ組成物1)
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・綿花リンターから合成された
セルローストリアセテート(置換度2.92) 70kg
・木材パルプから合成された
セルローストリアセテート(置換度2.92) 30kg
・下記化合物1 3.0kg
・下記化合物2 1.5kg
・下記化合物3 1.5kg
・下記化合物4 1.5kg
・下記化合物5 1.5kg
・アエロジルR972V(日本アエロジル社製) 0.2kg
・メチレンクロライド 391kg
・エタノール 34kg
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化合物1(屈折率:1.65)
化合物2(屈折率:1.58)
化合物3(屈折率:1.59)
化合物4(屈折率:1.56)
化合物5(屈折率:1.58)
30℃に温度調整されたドープ1を用いて、裏面から30℃(T2)の温風で加熱したエンドレスステンレスベルト(支持体)上に均一に流延した。流延後、ただちにベルト上のドープ膜(ウエブ)に25℃(T1)の温風をあてて乾燥させた後、流延から45秒後にベルトの裏面から55℃(T4)の温風で加熱すると共に、ウエブ表面に55℃(T3)の温風をあてて乾燥させ、流延から90秒後に、剥離張力180N/mで剥離し、多数のロールで搬送張力150N/mで搬送させながら乾燥させた。剥離部のエンドレスステンレスベルトの温度は12℃とした。剥離時の残留溶媒量は26質量%であった。また、支持体上で乾燥中のウエブをサンプリングして流延後の時間経過と残留溶媒量を求めたところ、流延後18秒で剥離残溶量が200質量まで乾燥していた。剥離されたフィルムは、50℃に設定された第1乾燥ゾーンを1分間搬送させた後、90℃に設定された第2乾燥ゾーンを30秒間搬送させ、さらに115℃に設定された第3乾燥ゾーンで10分間搬送させて、乾燥を行った。乾燥後、ロール状に巻き取る事で、巻長2000m、膜厚25μmのセルロースエステルフィルム1(基材フィルム1)を得た。巻き取り時の残留溶媒量は0.1%であった。
〔基材フィルム2の作製〕
下記式(1)で表されるラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂{共重合モノマー質量比=メタクリル酸メチル/2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル=8/2、ラクトン環化率約100%、ラクトン環構造の含有割合19.4%、質量平均分子量133000、メルトフローレート6.5g/10分(240℃、10kgf(98.1N))}90質量部と、アクリロニトリル-スチレン(AS)樹脂{トーヨーAS AS20、東洋スチレン社製}10質量部との混合物のペレットを二軸押し出し機に供給し、約280℃でシート状に溶融押し出しして、厚さ80μmのラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂シートを得た。この未延伸シートを、160℃の温度条件下、縦1.5倍、横1.8倍に延伸して(メタ)アクリル系樹脂フィルム(基材フィルム2)(厚さ:40μm、面内位相差Re:0.8nm、厚み方向位相差Rth:1.5nm)を得た。
(R1は水素原子であり、R2およびR3はメチル基である。)
下記式(1)で表されるラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂{共重合モノマー質量比=メタクリル酸メチル/2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル=8/2、ラクトン環化率約100%、ラクトン環構造の含有割合19.4%、質量平均分子量133000、メルトフローレート6.5g/10分(240℃、10kgf(98.1N))}90質量部と、アクリロニトリル-スチレン(AS)樹脂{トーヨーAS AS20、東洋スチレン社製}10質量部との混合物のペレットを二軸押し出し機に供給し、約280℃でシート状に溶融押し出しして、厚さ80μmのラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂シートを得た。この未延伸シートを、160℃の温度条件下、縦1.5倍、横1.8倍に延伸して(メタ)アクリル系樹脂フィルム(基材フィルム2)(厚さ:40μm、面内位相差Re:0.8nm、厚み方向位相差Rth:1.5nm)を得た。
〔基材フィルム3の作製〕
JSR社製アートンG7810を用いて厚み40μmのアートンフィルム(基材フィルム3)を作製した。Tgは170℃であった。
JSR社製アートンG7810を用いて厚み40μmのアートンフィルム(基材フィルム3)を作製した。Tgは170℃であった。
〔基材フィルム4の作製〕
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、ドープを調製した。ドープの固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶剤は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)であった。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、ドープを調製した。ドープの固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶剤は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)であった。
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セルロースアシレートドープ
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・セルロースアシレート
(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310) 100質量部
・糖エステル化合物1(下記式(S4)) 6.0質量部
・糖エステル化合物2(下記式(S5)) 2.0質量部
・シリカ粒子分散液
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 0.1質量部
・溶剤(塩化メチレン/メタノール/ブタノール) 351.9質量部
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セルロースアシレートドープ
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・セルロースアシレート
(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310) 100質量部
・糖エステル化合物1(下記式(S4)) 6.0質量部
・糖エステル化合物2(下記式(S5)) 2.0質量部
・シリカ粒子分散液
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 0.1質量部
・溶剤(塩化メチレン/メタノール/ブタノール) 351.9質量部
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上記で作製したドープを、ドラム製膜機を用いて流延した。0℃に冷却された金属支持体上に接するようにドープをダイから流延し、その後、得られたウェブ(フィルム)をドラムから剥ぎ取った。なお、ドラムはSUS(ステンレス鋼)製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取り、これをセルロースアシレートフィルム4(基材フィルム4)とした。
得られたセルロースアシレートフィルム4の膜厚は60μmであり、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)は1nm、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth(550)は35nmであった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取り、これをセルロースアシレートフィルム4(基材フィルム4)とした。
得られたセルロースアシレートフィルム4の膜厚は60μmであり、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)は1nm、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth(550)は35nmであった。
[実施例1]
〔光配向膜の形成〕
下記式で表される光配向ポリマー2質量部をo-キシレン98質量部に溶解させた液に、上記化合物1を0.001質量部混合することで光配向膜形成用組成物を調製した。
次いで、光配向膜形成用組成物を基材フィルム1上にバーコート法により塗布して、120℃で乾燥して乾燥被膜を得た。この乾燥被膜上に偏光UVを照射して光配向膜PA1を得た。偏光UV処理は、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、波長365nmで測定した強度が100mJの条件で行った。SEMで光配向膜厚みを測定したところ0.3μmであった。
〔光配向膜の形成〕
下記式で表される光配向ポリマー2質量部をo-キシレン98質量部に溶解させた液に、上記化合物1を0.001質量部混合することで光配向膜形成用組成物を調製した。
次いで、光配向膜形成用組成物を基材フィルム1上にバーコート法により塗布して、120℃で乾燥して乾燥被膜を得た。この乾燥被膜上に偏光UVを照射して光配向膜PA1を得た。偏光UV処理は、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、波長365nmで測定した強度が100mJの条件で行った。SEMで光配向膜厚みを測定したところ0.3μmであった。
光配向性ポリマー
〔光吸収異方性層の形成〕
下記の成分を混合し、80℃で1時間攪拌することで、光吸収異方性層形成用組成物1を得た。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合性液晶性化合物(1-6) 75質量部
・下記重合性液晶性化合物(1-7) 25質量部
・下記二色性物質A1 3質量部
・下記二色性物質A2 3質量部
・下記二色性物質A3 1質量部
・下記二色性物質A4 1質量部
・2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)
ブタン-1-オン(イルガキュア369、BASF社製) 6部
・ポリアクリレート化合物(BYK-361N、
BYK-Chemie社製) 1.2部
・o-キシレン 250部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、これらの二色性物質のうち、二色性物質A3および二色性物質A4が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質である。
下記の成分を混合し、80℃で1時間攪拌することで、光吸収異方性層形成用組成物1を得た。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物1
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・下記重合性液晶性化合物(1-6) 75質量部
・下記重合性液晶性化合物(1-7) 25質量部
・下記二色性物質A1 3質量部
・下記二色性物質A2 3質量部
・下記二色性物質A3 1質量部
・下記二色性物質A4 1質量部
・2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)
ブタン-1-オン(イルガキュア369、BASF社製) 6部
・ポリアクリレート化合物(BYK-361N、
BYK-Chemie社製) 1.2部
・o-キシレン 250部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、これらの二色性物質のうち、二色性物質A3および二色性物質A4が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質である。
重合性液晶性化合物(1-6)
重合性液晶性化合物(1-7)
二色性物質A1
二色性物質A2
二色性物質A3
二色性物質A4
次いで、スロットダイコーターを用いて上記光配向膜PA1上に光吸収異方性層形成用組成物1を塗布し、塗布膜を形成した。さらに、110℃に設定した通風乾燥炉中を2分間かけて搬送することで溶剤を除去し、その後急冷することで乾燥被膜を形成した。その後、高圧水銀灯を用いて紫外光を1000mJ/cm2(365nm基準)で照射して乾燥被膜に含まれる重合性液晶を硬化させることで光吸収異方性層P1を形成し、光学積層体1を作製した。
[実施例2]
光配向膜の形成に用いた化合物1の配合量を0.001質量部から0.007質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、光学積層体2を作製した。
光配向膜の形成に用いた化合物1の配合量を0.001質量部から0.007質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、光学積層体2を作製した。
[実施例3~6]
光配向膜の形成に用いた化合物1に代えて、下記表1に示す特定化合物(上記化合物2~5)を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体3~6を作製した。
光配向膜の形成に用いた化合物1に代えて、下記表1に示す特定化合物(上記化合物2~5)を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体3~6を作製した。
[実施例7]
光配向膜PA1を形成する前の基材フィルム1に対して40℃の2.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で60秒間アルカリ処理し、3分間水洗して、アルカリ処理を施した以外は、実施例1と同様の方法で、光学積層体7を作製した。
なお、光学積層体7について、基材に含まれるアルカリ金属イオンの厚み方向における含有量の分布を上述したTOF-SIMS法で確認したところ、基材フィルム1の厚みの中央部分における含有量に対して、基材フィルム1の光配向膜PA1側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が8倍以上となる分布であった。
光配向膜PA1を形成する前の基材フィルム1に対して40℃の2.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で60秒間アルカリ処理し、3分間水洗して、アルカリ処理を施した以外は、実施例1と同様の方法で、光学積層体7を作製した。
なお、光学積層体7について、基材に含まれるアルカリ金属イオンの厚み方向における含有量の分布を上述したTOF-SIMS法で確認したところ、基材フィルム1の厚みの中央部分における含有量に対して、基材フィルム1の光配向膜PA1側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が8倍以上となる分布であった。
[実施例8]
基材フィルム1に代えて基材フィルム3を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体8を作製した。
基材フィルム1に代えて基材フィルム3を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体8を作製した。
[実施例9]
基材フィルム1に代えて基材フィルム4を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体9を作製した。
基材フィルム1に代えて基材フィルム4を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体9を作製した。
[実施例10~11]
光配向膜の形成に用いた化合物1に代えて、下記表1に示す特定化合物(下記化合物6~7)を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体10~11を作製した。
光配向膜の形成に用いた化合物1に代えて、下記表1に示す特定化合物(下記化合物6~7)を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体10~11を作製した。
化合物6(屈折率:1.61)
化合物7(屈折率:1.59)
[実施例12]
光吸収異方性層の形成に用いた二色性物質A3の配合量を2質量部とし、二色性物質A4を配合しなかった以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体12を作製した。
光吸収異方性層の形成に用いた二色性物質A3の配合量を2質量部とし、二色性物質A4を配合しなかった以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体12を作製した。
[実施例13]
光吸収異方性層の形成を以下の方法で行った以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体13を作製した。
〔光吸収異方性層の形成〕
上記光配向膜PA1上に、下記組成の光吸収異方性層形成用組成物をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗膜を形成した。
次に、塗膜を140℃で15秒間加熱し、続けて80℃5秒間加熱処理し、塗膜を室温(23℃)になるまで急冷した。次に、塗膜を75℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、LED(light emitting diode)灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cm2の照射条件で2秒間照射することにより、光配向膜PA1上に光吸収異方性層P3(偏光子)(厚さ:1.8μm)を作製した。
光吸収異方性層P3を分光光度計により280~780nmの波長域における透過率を測定したところ、可視光平均透過率は42%であった。
光吸収異方性層の吸収軸は、光吸収異方性層P3の面内にあり、セルロースアシレートフィルムの幅方向に対して直交であった。
光吸収異方性層の形成を以下の方法で行った以外は、実施例2と同様の方法で、光学積層体13を作製した。
〔光吸収異方性層の形成〕
上記光配向膜PA1上に、下記組成の光吸収異方性層形成用組成物をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗膜を形成した。
次に、塗膜を140℃で15秒間加熱し、続けて80℃5秒間加熱処理し、塗膜を室温(23℃)になるまで急冷した。次に、塗膜を75℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、LED(light emitting diode)灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cm2の照射条件で2秒間照射することにより、光配向膜PA1上に光吸収異方性層P3(偏光子)(厚さ:1.8μm)を作製した。
光吸収異方性層P3を分光光度計により280~780nmの波長域における透過率を測定したところ、可視光平均透過率は42%であった。
光吸収異方性層の吸収軸は、光吸収異方性層P3の面内にあり、セルロースアシレートフィルムの幅方向に対して直交であった。
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光吸収異方性層形成用組成物の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記二色性物質Dye-C1 0.38質量部
・下記二色性物質Dye-C2 0.38質量部
・下記二色性物質Dye-M1 0.18質量部
・下記二色性物質Dye-Y1 0.55質量部
・下記液晶性化合物L-1 2.69質量部
・下記液晶性化合物L-2 1.15質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.17質量部
・下記界面活性剤F-1 0.013質量部
・シクロペンタノン 92.14質量部
・ベンジルアルコール 2.36質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、これらの二色性物質のうち、Dye-C1およびDye-C2が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質である。
光吸収異方性層形成用組成物の組成
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・下記二色性物質Dye-C1 0.38質量部
・下記二色性物質Dye-C2 0.38質量部
・下記二色性物質Dye-M1 0.18質量部
・下記二色性物質Dye-Y1 0.55質量部
・下記液晶性化合物L-1 2.69質量部
・下記液晶性化合物L-2 1.15質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.17質量部
・下記界面活性剤F-1 0.013質量部
・シクロペンタノン 92.14質量部
・ベンジルアルコール 2.36質量部
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なお、これらの二色性物質のうち、Dye-C1およびDye-C2が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質である。
二色性物質Dye-C1
二色性物質Dye-C2
二色性物質Dye-M1
二色性物質Dye-Y1
液晶性化合物L-1(式中、各繰り返し単位に記載の数値(「59」、「15」、「26」)は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(質量%)を表す。)
液晶性化合物L-2
界面活性剤F-1(式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(質量%)を表す。また、Acは、-C(O)CH3を意味する。)
[評価]
〔黒表示時の反射光の色味変化〕
有機ELパネル(有機EL表示素子)搭載のSAMSUNG社製GALAXY S5を分解し、有機EL表示装置から、円偏光板付きタッチパネルを剥離し、更にタッチパネルから円偏光板を剥がし、有機EL表示素子、タッチパネル及び円偏光板をそれぞれ単離した。続いて、単離したタッチパネルを有機EL表示素子と再度貼合し、更に上記で作製した積層体を空気が入らないようにしてタッチパネル上に貼合し、有機EL表示装置を作製した。
作製した有機EL表示装置について、明光下にて視認性および表示品位を評価した。表示装置の表示画面を黒表示にして、正面および極角45度から蛍光灯を映しこんだときの反射光を観察した。下記の基準に基づいて表示性能を評価した。評価結果を下記表1に示す。D以上であれば、実用上許容レベルとなる。
<評価基準>
A:黒色で色づきが全く視認されない
B:反射率が非常に低く、ほとんど色づきが視認できない。
C:反射率が低く、着色が視認されるがわずかである。
D:反射率が低く、着色が視認されるが許容レベルである。
E:反射率が高く、着色が明らかに視認される。
〔黒表示時の反射光の色味変化〕
有機ELパネル(有機EL表示素子)搭載のSAMSUNG社製GALAXY S5を分解し、有機EL表示装置から、円偏光板付きタッチパネルを剥離し、更にタッチパネルから円偏光板を剥がし、有機EL表示素子、タッチパネル及び円偏光板をそれぞれ単離した。続いて、単離したタッチパネルを有機EL表示素子と再度貼合し、更に上記で作製した積層体を空気が入らないようにしてタッチパネル上に貼合し、有機EL表示装置を作製した。
作製した有機EL表示装置について、明光下にて視認性および表示品位を評価した。表示装置の表示画面を黒表示にして、正面および極角45度から蛍光灯を映しこんだときの反射光を観察した。下記の基準に基づいて表示性能を評価した。評価結果を下記表1に示す。D以上であれば、実用上許容レベルとなる。
<評価基準>
A:黒色で色づきが全く視認されない
B:反射率が非常に低く、ほとんど色づきが視認できない。
C:反射率が低く、着色が視認されるがわずかである。
D:反射率が低く、着色が視認されるが許容レベルである。
E:反射率が高く、着色が明らかに視認される。
〔均一性〕
黒表示時の反射光の色味変化を評価して、A~Dの評価だった有機EL表示装置に用いた光学積層体に関して、さらに有機EL表示装置を20台作製して、明光下にて視認性および表示品位を評価した。表示装置の表示画面を黒表示にして、正面および極角45度から蛍光灯を映しこんだときの反射光を観察した。下記の基準に基づいて表示性能を評価した。評価結果を下記に示す。d以上であれば、実用上許容レベルとなる。
<評価基準>
a:反射率、着色が同様の表示装置が18~20台であり、全てDレベル以上である。
b:反射率、着色が同様の表示装置が15~17台であるが、全てDレベル以上である。
c:反射率、着色が同様の表示装置が12~14台であるが、全てDレベル以上である。
d:反射率、着色が同様の表示装置が7~11台であるが、全てDレベル以上である。
e:反射率、着色が同様の表示装置が0~6台であり、Eレベルとなる装置がある。
黒表示時の反射光の色味変化を評価して、A~Dの評価だった有機EL表示装置に用いた光学積層体に関して、さらに有機EL表示装置を20台作製して、明光下にて視認性および表示品位を評価した。表示装置の表示画面を黒表示にして、正面および極角45度から蛍光灯を映しこんだときの反射光を観察した。下記の基準に基づいて表示性能を評価した。評価結果を下記に示す。d以上であれば、実用上許容レベルとなる。
<評価基準>
a:反射率、着色が同様の表示装置が18~20台であり、全てDレベル以上である。
b:反射率、着色が同様の表示装置が15~17台であるが、全てDレベル以上である。
c:反射率、着色が同様の表示装置が12~14台であるが、全てDレベル以上である。
d:反射率、着色が同様の表示装置が7~11台であるが、全てDレベル以上である。
e:反射率、着色が同様の表示装置が0~6台であり、Eレベルとなる装置がある。
〔二色性物質の析出抑制〕
光吸収異方性層形成用組成物を室温で経時した際の色素化合物の析出性を下記の基準に基づいて評価した。評価結果を下記表1に示す。C以上であれば、実用上許容レベルとなる。
<評価基準>
A:7日間経過しても色素の析出が発生しない。
B:3日間経過後に析出発生は見られないが、7日間経過後には析出が見られる。
C:1日間経過後に析出発生は見られないが、3日間経過後には析出が見られる。
D:1日間経過後に析出が見られる。
光吸収異方性層形成用組成物を室温で経時した際の色素化合物の析出性を下記の基準に基づいて評価した。評価結果を下記表1に示す。C以上であれば、実用上許容レベルとなる。
<評価基準>
A:7日間経過しても色素の析出が発生しない。
B:3日間経過後に析出発生は見られないが、7日間経過後には析出が見られる。
C:1日間経過後に析出発生は見られないが、3日間経過後には析出が見られる。
D:1日間経過後に析出が見られる。
表1に示す結果から、基材のガラス転移温度が150℃未満であると、作製される光学積層体の均一性が劣ることが分かった(比較例1)。
また、光配向膜が特定化合物を含有していないと、黒表示時の反射光に色味変化(着色)が起きることが分かった(比較例2)。
また、光配向膜が特定化合物を含有していないと、黒表示時の反射光に色味変化(着色)が起きることが分かった(比較例2)。
これに対し、基材のガラス転移温度が150℃以上であり、光配向膜が特定化合物を含有していると、光学積層体の均一性に優れ、かつ、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化を抑制できることが分かった(実施例1~13)。
特に、実施例1と実施例7との対比から、基材に含まれるアルカリ金属イオンの厚み方向における含有量の分布が、基材の厚みの中央部分における含有量に対して、基材の光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が3倍以上となる分布であると、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光を抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例8との対比から、基材のTgが170℃超であると、光学積層体の均一性がより良好となり、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例9との対比から、基材が上述した条件1および2の少なくとも一方を満たすと、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例10との対比から、特定化合物の屈折率が1.62~1.70であると、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例11との対比から、特定化合物の分子量が1000以下であると、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
特に、実施例1と実施例7との対比から、基材に含まれるアルカリ金属イオンの厚み方向における含有量の分布が、基材の厚みの中央部分における含有量に対して、基材の光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が3倍以上となる分布であると、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光を抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例8との対比から、基材のTgが170℃超であると、光学積層体の均一性がより良好となり、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例9との対比から、基材が上述した条件1および2の少なくとも一方を満たすと、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例10との対比から、特定化合物の屈折率が1.62~1.70であると、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
また、実施例2と実施例11との対比から、特定化合物の分子量が1000以下であると、画像表示装置に用いた際に黒表示時の反射光の色味変化をより抑制できることが分かった。
Claims (13)
- 二色性物質を含有する光吸収異方性層、光配向膜、および、基材をこの順に有する光学積層体であって、
前記光配向膜が、屈折率1.55~1.70の特定化合物を含有し、
前記基材のガラス転移温度が150℃以上である、光学積層体。 - 前記特定化合物の分子量が1000以下である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記特定化合物が、下記式(1)~(3)のいずれかで表される化合物である、請求項1または2に記載の光学積層体。
B-(G-A)n-G-B (1)
前記式(1)中、
nは、0以上の整数を表す。
Bは、芳香環を少なくとも1つ含むアシル基を表す。ただし、複数のBは、同一であっても異なっていてもよい。
Gは、アルキレングリコール残基、アリールグリコール残基、または、オキシアルキレングリコール残基を表す。ただし、nが1以上の整数である場合、複数のGは、同一であっても異なっていてもよい。
Aは、アルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基を表し、ただし、nが2以上の整数である場合、複数のAは、同一であっても異なっていてもよい。
R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいモノもしくはジアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、または、5~6員の複素環基を表す。ただし、R4およびR5は、互いに結合して5~6員の炭素環を形成してもよい。
R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基、または、-CO(NH)m-1-D基を表し、Dは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、または、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、mは、1または2を表す。 - 前記式(1)中のBが、下記式(4)で表される基である、請求項3に記載の光学積層体。
*は、結合位置を表す。
R10は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、カルボキシ基、または、ヒドロキシ基を表す。 - 前記式(1)中のAが、下記式(5)で表されるジカルボン酸残基である、請求項3または4に記載の光学積層体。
*は、結合位置を表す。
R11は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、カルボキシ基、または、ヒドロキシ基を表す。 - 前記光配向膜に含まれる前記特定化合物の含有量が、0.1~150mg/cm3である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記二色性物質が、波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも2種の二色性物質を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記光吸収異方性層に含まれる波長550~700nmの範囲に極大吸収波長を有する二色性物質の含有量が、20~400mg/cm3である、請求項1~7のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記基材が、下記条件1および2の少なくとも一方を満たす、セルロースアシレート系フィルムからなる、請求項1~8のいずれか1項に記載の光学積層体。
条件1:下記式(1)で表される化合物を1~20質量%含有する
条件2:下記式(2)または(3)で表される化合物を0.1~10質量%含有する
B-(G-A)n-G-B (1)
前記式(1)中、
nは、0以上の整数を表す。
Bは、芳香環を少なくとも1つ含むアシル基を表す。ただし、複数のBは、同一であっても異なっていてもよい。
Gは、アルキレングリコール残基、アリールグリコール残基、または、オキシアルキレングリコール残基を表す。ただし、nが1以上の整数である場合、複数のGは、同一であっても異なっていてもよい。
Aは、アルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基を表し、ただし、nが2以上の整数である場合、複数のAは、同一であっても異なっていてもよい。
R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいモノもしくはジアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、または、5~6員の複素環基を表す。ただし、R4およびR5は、互いに結合して5~6員の炭素環を形成してもよい。
R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基、または、-CO(NH)m-1-D基を表し、Dは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、または、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、mは、1または2を表す。 - 前記基材に含まれるナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも一種の厚み方向における含有量の分布が、前記基材の厚みの中央部分における含有量に対して、前記基材の前記光配向膜側の表面から厚みの1%に相当する表層部分における含有量が3倍以上となる分布である、請求項9に記載の光学積層体。
- 更に、前記光吸収異方性層における前記光配向膜とは反対側に、λ/4板を有する、請求項1~10いずれか1項に記載の光学積層体。
- 請求項1~9いずれか1項に記載の光学積層体から基材を剥離してなる積層体と、前記積層体における前記光配向膜上に設けられるλ/4板とを有する光学積層体。
- 請求項11または12に記載の光学積層体を有する、画像表示装置。
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