JP2024147587A - 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板 - Google Patents

重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板 Download PDF

Info

Publication number
JP2024147587A
JP2024147587A JP2024104606A JP2024104606A JP2024147587A JP 2024147587 A JP2024147587 A JP 2024147587A JP 2024104606 A JP2024104606 A JP 2024104606A JP 2024104606 A JP2024104606 A JP 2024104606A JP 2024147587 A JP2024147587 A JP 2024147587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
liquid crystal
polymerizable liquid
formula
polarizing film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2024104606A
Other languages
English (en)
Inventor
陽介 太田
Yosuke Ota
真芳 ▲徳▼田
Masayoshi Tokuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of JP2024147587A publication Critical patent/JP2024147587A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38Polymers
    • C09K19/3833Polymers with mesogenic groups in the side chain
    • C09K19/3842Polyvinyl derivatives
    • C09K19/3852Poly(meth)acrylate derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38Polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/12Esters of phenols or saturated alcohols
    • C08F222/20Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K19/2014Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups containing additionally a linking group other than -COO- or -OCO-, e.g. -CH2-CH2-, -CH=CH-, -C=C-; containing at least one additional carbon atom in the chain containing -COO- or -OCO- groups, e.g. -(CH2)m-COO-(CH2)n-
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/08Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of polarising materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3016Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

【課題】偏光膜を形成する際に二色性色素の変性を生じ難く、優れた偏光性能を有する偏光膜を形成するのに適した重合性液晶組成物を提供すること。
【解決手段】少なくとも1つの重合性基を有する重合性液晶化合物、二色性色素および光重合開始剤を含む重合性液晶組成物であって、前記光重合開始剤が式(A1)で表される構造を含む、重合性液晶組成物。
Figure 2024147587000039

[CおよびCは炭素原子;mは2~10の整数;*および*は単結合;*と*は互いに結合して環構造を形成していてもよい;R~Rは、各々独立に、H、アルキル基等]
【選択図】なし

Description

本発明は、重合性液晶組成物に関し、前記重合性液晶組成物から形成される偏光膜およびその製造方法、並びに、前記偏光膜を含む偏光フィルム、偏光板およびそれを備える表示装置にも関する。
従来、偏光板は、液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示パネル等の各種画像表示パネルにおいて、液晶セルや有機EL表示素子等の画像表示素子に貼合されて用いられている。このような偏光板として、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性を示す化合物を吸着配向させた偏光子の少なくとも一方の面に、接着層を介して、トリアセチルセルロースフィルム等の保護層を積層した構成を有する偏光板が知られている。
近年、画像表示パネル等のディスプレイに対して薄型化の継続的な要求が存在しており、その構成要素の1つである偏光板や偏光子に対してもさらなる薄型化が要求されている。このような要求に対して、例えば、重合性液晶化合物と二色性を示す化合物とからなる薄型のホストゲスト型偏光子が提案されている(特許文献1)。
特開2013-210624号公報
しかしながら、上記特許文献に記載されるようなホストゲスト型偏光子は、一般的に、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含有した組成物を硬化させて製造され、その製造過程において紫外線などの活性エネルギー線を照射した際に、偏光子を形成する組成物に含まれる重合開始剤より発生する活性種により二色性色素が変性しやすく、更に優れた偏光性能が求められることがあった。また、経時的な耐光性の低下を抑制することが期待されていた。
そこで、本発明は、偏光膜(偏光子)を形成する際に二色性色素の変性を生じ難く、優れた偏光性能を有し、かつ、経時的な耐光性低下が抑制された偏光膜を形成するのに適した重合性液晶組成物を提供することを目的とする。
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の好適な態様を提供するものである。
[1]少なくとも1つの重合性基を有する重合性液晶化合物、二色性色素および光重合開始剤を含む重合性液晶組成物であって、前記光重合開始剤が式(A1):
[式(A1)中、
およびCは炭素原子を表し、
mは2~10の整数を表し、
および*は結合手(単結合)を表し、*と*は互いに結合して環構造を形成していてもよく、
~Rは、それぞれ独立して、式(A1-1):
Figure 2024147587000002
〔式(A1-1)中、Zは、アルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基が-CH-単位を有する場合は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基が=CH-単位を有する場合は、=N-に置き換わっていてもよく、Aは、少なくとも1つの炭素原子を有する重合開始基を表し、k1は0~5の整数を表す〕
で表される基、水素原子、アルキル基またはアルケニル基を表し、該アルキル基が有する-CH-単位は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよく、該アルケニル基が有する=CH-単位は、=N-に置き換わっていてもよく、R~Rのうちの少なくとも1つは式(A1-1)で表される基であり、前記R~Rが式(A1-1)で表される基、アルキル基またはアルケニル基である場合、該R~Rに含まれる炭素原子は、式(A1)に含まれるC、C、*および/または*と結合して環構造を形成していてもよい]
で表される構造を含む化合物である、重合性液晶組成物。
[2]重合性液晶化合物が式(A2):
-V-W-(X-Y-X-W-V-U (A2)
[式(A2)中、
およびXは、互いに独立して、2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基を表し、ここで、該2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基及びニトロ基からなる群より選択される置換基に置換されていてもよく、該2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子または硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、XおよびXのうち少なくとも1つは、上記置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基または上記置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基であり、
nは1~3であり、nが2以上の場合、複数のXおよびXは、同じであっても、それぞれ異なっていてもよく、
は、単結合または二価の連結基であり、
は、水素原子または重合性基を表わし、
は、重合性基を表わし、
およびWは、互いに独立して、単結合または二価の連結基であり、
およびVは、互いに独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよい。]
で表される重合性液晶化合物を含む、前記[1]に記載の重合性液晶組成物。
[3]光重合開始剤が、重合性液晶化合物との関係において式(1)および(2)
≧ c (1)
≧ c (2)
[式中、vは、式(A2)中のUとWとを結ぶ最短の結合における原子の数を表し、vは、式(A2)中のUとWとを結ぶ最短の結合における原子の数を表し、cは式(A1)中の-[C-C]m-を通り、*と*とを結ぶ最短の結合における原子の数を表す]
の少なくとも一方を満たす、前記[2]に記載の重合性液晶組成物。
[4]光重合開始剤の重量平均分子量が200~1000である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[5]二色性色素がアゾ色素である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[6]重合性液晶化合物が有する重合性基がアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[7]重合性液晶化合物がスメクチック液晶性を示す液晶化合物である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[8]重合性液晶化合物100質量部に対して1~10質量部の光重合開始剤を含む、前記[1]~[7]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[9]重合性液晶化合物が配向した状態で硬化した、前記[1]~[8]のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物である偏光膜。
[10]X線回折測定においてブラッグピークを示す、前記[9]に記載の偏光膜。
[11]重合性液晶化合物が、偏光膜平面に対して水平方向に配向した状態で硬化した重合性液晶組成物の硬化物である、前記[9]または[10]に記載の偏光膜。
[12]前記[9]~[11]のいずれかに記載の偏光膜と透明フィルムとを備えてなる偏光フィルム。
[13]偏光膜の厚みが0.1~4μmである、前記[12]に記載の偏光フィルム。
[14]前記[9]~[11]のいずれかに記載の偏光膜または前記[12]若しくは[13]に記載の偏光フィルムと位相差フィルムとを備えてなる偏光板であって、前記位相差フィルムが式(X):
100 ≦ Re(550) ≦ 180 (X)
[式中、Re(550)は波長550nmにおける面内位相差値を表す]
を満たし、前記位相差フィルムの遅相軸と前記偏光膜の吸収軸との成す角度が実質的に45°である、偏光板。
[15]前記位相差フィルムが式(Y):
Re(450nm)/Re(550nm)<1 (Y)
[式中、Re(λ)は波長λnmの光に対する正面位相差値を表す]
を満たす、前記[14]に記載の偏光板。
本発明によれば、偏光膜を形成する際に二色性色素の変性を生じ難く、優れた偏光性能を有し、かつ、経時的な耐光性低下が抑制された偏光膜を形成するのに適した重合性液晶組成物を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で種々の変更をすることができる。
<重合性液晶組成物>
本発明の重合性液晶組成物は、少なくとも1つの重合性基を有する重合性液晶化合物、二色性色素および光重合開始剤を含んでなる。本発明において、重合性液晶組成物は、式(A1):
Figure 2024147587000003
で表される構造単位を有する光重合開始剤(以下、「光重合開始剤(A1)」ともいう)を含む。
一般に、優れた偏光性能は、二色性色素が重合性液晶化合物に包摂され、重合性液晶化合物と二色性色素とが高い秩序度をもって配向している場合に得ることができる。しかしながら、偏光膜の形成に光重合開始剤を用いる場合、光重合開始剤が重合性液晶化合物および二色性色素とともに配向し、重合性液晶化合物を重合する際に照射される紫外線等の活性エネルギー線により光重合開始剤から発生する活性種が近傍する二色性色素の変性を生じることにより、得られる偏光膜の偏光性能の低下を引き起こすという問題が生じ得る。特に、長鎖アルキル基などから構成される長鎖の主鎖構造の末端部にのみ重合開始基を有するような光重合開始剤では、光重合開始剤中の長鎖の主鎖部位が重合性液晶化合物のアルキル部位近傍に偏在して配向しやすく、この際にラジカル発生部となる重合開始基が重合性液晶化合物に包摂されて存在する二色性色素のより近傍に存在しやすくなる。このため、そのような光重合開始剤を用いると二色性色素の劣化がより生じやすくなる傾向にある。
本発明においては、光重合開始剤が上記式(A1)で表される構造を有する化合物であり、光重合開始剤を構成する主鎖〔すなわち、式(A1)における-[C-C]m-〕の側鎖部分に重合開始基が複数個存在する構造を有する。このような構造を有する光重合開始剤は、上記-[C-C]m-で示される部分が重合性液晶化合物のアルキル部位近傍に偏在して配向することにより、重合性液晶化合物の配向を乱し難いため高い配向性を有する偏光膜を得ることができる。さらに、重合開始基が上記-[C-C]m-の側鎖部分に存在するため、重合性液晶化合物のアルキル部位近傍に光重合開始剤が配向しても、ラジカル発生部となる重合開始基と重合性液晶化合物に包摂された状態で存在する二色性色素との距離は遠くなるため、光重合開始剤から発生するラジカルが二色性色素へ及ぼす影響を抑えることができる。このため、本発明の重合性液晶組成物は、光重合開始剤(A1)を含むことにより、偏光膜を形成した際に偏光性能の劣化抑制に高い効果を発揮し、かつ、経時的な偏光性能の抑制効果に優れる。
式(A1)中、CおよびCは炭素原子を表す。mは2~10の整数を表し、好ましくは2~5の整数である。
式(A1)中、*および*は結合手(単結合)を表し、*と*は互いに結合して環構造を形成していてもよい。本発明において、前記末端基としては、式(A1)中のR~Rのいずれかとして存在する式(A1-1)で表される基に含まれる重合開始基Aが重合開始基として機能し得る構造である限り限定されるものではない。
式(A1)中、R~Rは、それぞれ独立して、式(A1-1):
で表される基、水素原子、アルキル基またはアルケニル基を表す。該アルキル基が有する-CH-単位は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよく、該アルケニル基が有する=CH-単位は、=N-に置き換わっていてもよい。
式(A1-1)中、Zは、アルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基が-CH-単位を有する場合は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基が=CH-単位を有する場合は、=N-に置き換わっていてもよく、Aは、少なくとも1つの炭素原子を有する重合開始基を表し、k1は0~5の整数を表す。
式(A1)において、R~Rのうち少なくとも1つは式(A1-1)で表される基である。R~Rのうち複数が式(A1-1)で表される基である場合、複数の式(A1-1)で表される基は同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、R~Rが、式(A1-1)で表される基、アルキル基またはアルケニル基である場合、該R~Rに含まれる炭素原子は、式(A1)に含まれるC、C、*および/または*と結合して環構造を形成していてもよい。この場合、環構造を形成するR~Rに含まれる炭素原子と、式(A1)に含まれるCおよび/またはCとは、式(A1)中の、下記構造:
Figure 2024147587000005
で示される同じ繰り返し構造中にあっても、異なる繰り返し構造中にあってもよい。
式(A1)のR~Rにおけるアルキル基は、好ましくは炭素数1~10のアルキル基であり、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、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。R~Rにおけるアルキル基は、好ましくは炭素数1~8、より好ましくは炭素数1~5のアルキル基である。
式(A1)のR~Rにおけるアルケニル基は、好ましくは炭素数2~10のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等が挙げられる。R~Rにおけるアルケニル基は、好ましくは炭素数2~8、より好ましくは炭素数2~5のアルケニル基である。
式(A1-1)中のZは、好ましくは炭素数1~10のアルカンジイル基であり、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基等が挙げられる。Zは、好ましくは炭素数1~8、より好ましくは炭素数1~5のアルカンジイル基である。
式(A1-1)中のAは、少なくとも1つの炭素原子を有する重合開始基を表す。重合開始基は、光や熱の寄与によって反応活性種を生成し、発生した反応活性種により後述するような重合性液晶化合物等の重合反応を開始/促進させ得る官能基であり、光重合開始基および熱重合開始基が挙げられる。反応活性種としては、ラジカル、カチオンまたはアニオン等の活性種が挙げられる。本発明の重合性液晶組成物を構成する光重合性開始剤において、式(A1)で表される構造単位中に存在する重合開始基(A)のうち少なくとも1つは光重合開始基である。反応制御が容易であるという観点からは、光照射によってラジカルを発生する光重合開始基が好ましく、通常、式(A1)で表される構造単位中に存在する全ての重合開始基が光重合開始基である。式(A1)において、R~Rのうち複数が式(A1-1)で表される基である場合、式(A1-1)で表される基における各重合開始基Aは同じであってもよく、異なっていてもよい。また、式(A1)に含まれるC、C、*および/または*と結合して環構造を形成し得るR~Rに含まれる炭素原子は、重合開始基を構成する炭素原子であってもよい。
光重合開始基としては、具体的に例えば、ベンゾイン基、アセトフェノン基、ヒドロキシアセトフェノン基、α-アミノアセトフェノン基、オキシムエステル基、アシルホスフィンオキサイド基、アゾ基、ベンゾフェノン基、ベンゾインエーテル基、ベンジルケタール基、ジベンゾスベロン基、アントラキノン基、キサントン基、チオキサントン基、ハロゲノアセトフェノン基、ジアルコキシアセトフェノン基、ハロゲノビスイミダゾール基、ハロゲノトリアジン基、トリアジン基等が挙げられる。典型的な光重合開始基として、アセトフェノン基、ヒドロキシアセトフェノン基やα-アミノアセトフェノン基が挙げられる。
式(A1-1)中、k1は0~5の整数であり、好ましくは0~3である。
光重合開始剤(A1)の重量平均分子量は、好ましくは200以上、より好ましくは250以上、さらに好ましくは300以上であり、また、好ましくは1000以下、より好ましくは800以下、さらに好ましくは700以下である。光重合開始剤(A1)の重量平均分子量が上記範囲内にあると、光重合開始剤(A1)による重合性液晶化合物の配向の乱れを更に抑制することができ、更に高い配向秩序度を保持して優れた偏光性能を有する偏光膜を得ることができる。
光重合開始剤(A1)の重量平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定できる。
光重合開始剤(A1)としては、例えば下記式(A1’)で示される構造を有する化合物が挙げられる。
Figure 2024147587000006
[式(A1’)中、
、CおよびC3は炭素原子を表し、
1’、R2’およびR4’は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
Arは炭素数6~12の2価の芳香族炭化水素基を表し、
3’は炭素数3~8のアルコキシ基を表し、
および*は結合手(単結合)を表し、
m’は2~5の整数を表す。]
光重合開始剤(A1)の具体例として、例えば下記構造を有する化合物が挙げられる。
Figure 2024147587000007
(mは、2~10、好ましくは2~5の数を表す。)
Figure 2024147587000008
光重合開始剤(A1)としては、市販品を用いてもよく、例えば、Esacure one、Esacure KIP150(ともにIGM Resins社製)などを用いることができる。
本発明の重合性液晶組成物における光重合開始剤(A1)の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは1~10質量部、より好ましくは1.5~8質量部、さらに好ましくは2~5質量部である。光重合開始剤(A1)の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向を大きく乱すことなく、重合性液晶化合物の重合反応を行うことができ、高い配向秩序度を保持して優れた偏光性能を有する偏光膜を得ることができる。
本発明の重合性液晶組成物は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、光重合開始剤(A1)に加えて他の重合開始剤を含んでいてもよい。他の重合開始剤としては、当該分野で従来用いられている重合開始剤を用いることができ、例えば活性ラジカルを発生する光重合開始剤として、自己開裂型のベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、アゾ系化合物等の自己開裂型の光重合開始剤;水素引き抜き型のベンゾフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジルケタール系化合物、ジベンゾスベロン系化合物、アントラキノン系化合物、キサントン系化合物、チオキサントン系化合物、ハロゲノアセトフェノン系化合物、ジアルコキシアセトフェノン系化合物、ハロゲノビスイミダゾール系化合物、ハロゲノトリアジン系化合物、トリアジン系化合物等の水素引き抜き型の光重合開始剤;並びに、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩等の酸を発生する光重合開始剤などが挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物において、光重合開始剤(A1)以外の重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の高い配向秩序を保持し得るよう、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、より好ましくは2質量部以下であり、さらに好ましくは光重合開始剤(A1)以外の重合開始剤を含まない。なお、本発明の重合性液晶組成物が光重合開始剤(A1)以外の重合開始剤を含む場合、重合開始剤の総含有量が光重合開始剤(A1)の含有量の好適な範囲として記載した範囲内になることが好ましい。
本発明の重合性液晶組成物は、少なくとも1つの重合性基を有する重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A)」ともいう)を含む。重合性液晶化合物(A)としては、スメクチック液晶性を示す重合性液晶化合物であることが好ましい。スメクチック液晶性を示す重合性液晶化合物を用いることにより、配向秩序度の高い偏光膜を形成することができる。重合性液晶化合物(A)の示す液晶状態は、好ましくはスメクチック相(スメクチック液晶状態)であり、より高い配向秩序度を実現し得る観点から、高次スメクチック相(高次スメクチック液晶状態)であることがより好ましい。ここで、高次スメクチック相とは、スメクチックB相、スメクチックD相、スメクチックE相、スメクチックF相、スメクチックG相、スメクチックH相、スメクチックI相、スメクチックJ相、スメクチックK相およびスメクチックL相を意味し、これらの中でも、スメクチックB相、スメクチックF相およびスメクチックI相がさらに好ましい。液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック性液晶でもよいが、緻密な膜厚制御が可能な点でサーモトロピック性液晶が好ましい。また、重合性液晶化合物はモノマーであってもよいが、重合性基が重合したオリゴマーであってもポリマーであってもよい。
重合性液晶化合物(A)は、少なくとも1つの重合性基を有する液晶化合物である。ここで、重合性基とは、重合開始剤から発生した反応活性種、例えば活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性液晶化合物(A)の重合性基としては光重合性基が好ましく、例えば、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、ラジカル重合性基が好ましく、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基がより好ましく、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が好ましい。
重合性液晶化合物(A)としては、少なくとも1つの重合性基を有する液晶化合物であれば特に限定されず、公知の重合性液晶化合物を用いることができ、例えば、下記式(A2)で表される化合物(以下、「重合性液晶化合物(A2)」ともいう)が挙げられる。
-V-W-(X-Y-X-W-V-U (A2)
式(A2)中、
およびXは、互いに独立して、2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基を表し、ここで、該2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基及びニトロ基からなる群より選択される置換基に置換されていてもよく、該2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子または硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。ただし、XおよびXのうち少なくとも1つは、上記置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、または上記置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基である。
は、単結合または二価の連結基である。
nは1~3であり、nが2以上の場合、複数のXは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。Xは、複数のXのうちのいずれかまたは全てと同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、nが2以上の場合、複数のYは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。液晶性の観点からnは2以上が好ましい。
は、水素原子または重合性基を表わす。
は、重合性基を表わす。
およびWは、互いに独立して、単結合または二価の連結基である。
およびVは、互いに独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-CO-、-S-またはNH-に置き換わっていてもよい。
重合性液晶化合物(A2)において、XおよびXは、互いに独立して、好ましくは、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、または、置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基であり、XおよびXのうちの少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、または、置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基であり、トランス-シクロへキサン-1,4-ジイル基であることが好ましい。置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、または、置換基を有していてもよいシクロへキサン-1,4-ジイル基が任意に有する置換基としては、メチル基、エチル基およびブチル基などの炭素数1~4のアルキル基、シアノ基および塩素原子、フッ素原子などのハロゲン原子が挙げられる。好ましくは無置換である。
また、重合性液晶化合物(A2)は、式(A2)中、式(A2-1):
-(X-Y-X- (A2-1)
〔式中、X、Y、Xおよびnはそれぞれ上記と同じ意味を示す。〕
で示される部分〔以下、部分構造(A2-1)と称する。〕が非対称構造であることが、スメクチック液晶性を発現し易い点で、好ましい。
部分構造(A2-1)が非対称構造である重合性液晶化合物(A2)としては、例えば、
nが1であり、1つのXとXとが互いに異なる構造である重合性液晶化合物(A2)が挙げられる。また、
nが2であり、2つのYが互いに同じ構造である化合物であって、
2つのXが互いに同じ構造であり、1つのXはこれら2つのXとは異なる構造である重合性液晶化合物(A2)、
2つのXのうちのWに結合するXが、他方のXおよびXとは異なる構造であり、他方のXとXとは互いに同じ構造である重合性液晶化合物(A2)も挙げられる。さらに、
nが3であり、3つのYが互いに同じ構造である化合物であって、
3つのXおよび1つのXのうちのいずれか1つが他の3つの全てと異なる構造である重合性液晶化合物(A2)が挙げられる。
は、-CHCH-、-CHO-、-CHCHO-、-COO-、-OCOO-、単結合、-N=N-、-CR=CR-、-C≡C-、-CR=N-または-CO-NR-が好ましい。RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表わす。Yは、-CHCH-、-COO-または単結合であることがより好ましく、複数のYが存在する場合、Xと結合するYは、-CHCH-またはCHO-であることがより好ましい。XおよびXが全て同一構造である場合、互いに異なる結合方式である2以上のYが存在することが好ましい。互いに異なる結合方式である複数のYが存在する場合には、非対称構造となるため、スメクチック液晶性が発現しやすい傾向にある。
は、重合性基である。Uは、水素原子または重合性基であり、好ましくは重合性基である。UおよびUがともに重合性基であることが好ましく、ともにラジカル重合性基であることが好ましい。重合性基としては、重合性液晶化合物(A)が有する重合性基として先に例示した基と同様のものが挙げられる。Uで示される重合性基とUで示される重合性基とは、互いに異なっていてもよいが、同じ種類の基であることが好ましい。また、重合性基は重合している状態であってもよいし、未重合の状態であってもよいが、好ましくは未重合の状態である。
およびVで表されるアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基およびイコサン-1,20-ジイル基等が挙げられる。VおよびVは、好ましくは炭素数2~12のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数6~12のアルカンジイル基である。
該アルカンジイル基が任意に有する置換基としては、シアノ基およびハロゲン原子等が挙げられるが、該アルカンジイル基は、無置換であることが好ましく、無置換の直鎖状アルカンジイル基であることがより好ましい。
およびWは、互いに独立に、単結合、-O-、-S-、-COO-またはOCOO-が好ましく、単結合または-O-がより好ましい。
重合性液晶化合物(A)としては、少なくとも1つの重合性基を有する重合性液晶化合物であれば特に限定されず、公知の重合性液晶化合物を用いることができるが、スメクチック液晶性を示しやすい構造としては、分子構造中に非対称性の分子構造を有することが好ましく、具体的には下記式(A-a)~式(A-i)により示される構造を有する重合性液晶化合物であってスメクチック液晶性を示す重合性液晶化合物であることがより好ましい。高次スメクチック液晶性を示しやすいという観点から式(A-a)、式(A-b)または式(A-c)により示される構造を有することがより好ましい。なお、下記式(A-a)~式(A-i)において、*は結合手(単結合)を表す。
Figure 2024147587000009
重合性液晶化合物(A)としては、具体的には例えば、式(A-1)~式(A-25)で表される化合物が挙げられる。重合性液晶化合物(A)がシクロヘキサン-1,4-ジイル基を有する場合、そのシクロヘキサン-1,4-ジイル基は、トランス体であることが好ましい。
Figure 2024147587000010
Figure 2024147587000011
Figure 2024147587000012
Figure 2024147587000013
Figure 2024147587000014
これらの中でも、式(A-2)、式(A-3)、式(A-4)、式(A-5)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-8)、式(A-13)、式(A-14)、式(A-15)、式(A-16)および式(A-17)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。重合性液晶化合物(A)として、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合性液晶化合物(A)は、例えば、Lub等、Recl.Trav.Chim.Pays-Bas、115、321-328(1996)、または特許第4719156号などに記載の公知の方法で製造できる。
本発明の重合性液晶組成物が2種以上の重合性液晶化合物(A)を含む場合、そのうちの少なくとも1種が重合性液晶化合物(A2)であることが好ましく、重合性液晶組成物に含まれる全てが重合性液晶化合物(A2)であってもよい。複数の重合性液晶化合物を組み合わせることにより、液晶-結晶相転移温度以下の温度でも一時的に液晶性を保持することができる場合がある。
本発明の重合性液晶組成物における重合性液晶化合物の含有量は、重合性液晶組成物の固形分に対して、好ましくは40~99.9質量%であり、より好ましくは60~99質量%であり、さらに好ましくは70~99質量%である。重合性液晶化合物の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向性が高くなる傾向がある。なお、本明細書において、固形分とは、重合性液晶組成物から溶剤を除いた成分の合計量をいう。
本発明において、光重合開始剤(A1)が重合性液晶化合物(A2)との関係において式(1)および(2)の少なくとも一方を満たすことが好ましく、式(1)および(2)の両方を満たすことがより好ましい。
≧ c (1)
≧ c (2)
[式中、vは、式(A2)中のUとWとを結ぶ最短の結合における原子の数を表し、vは、式(A2)中のUとWとを結ぶ最短の結合における原子の数を表し、cは式(A1)中の*と*とを結ぶ最短の結合における原子の数を表す。]
上記式(1)は、式(A2)中のUとWとを結ぶVにおいてその最短の結合となる原子の数が、式(A1)中の-[C-C]m-を通り、*と*とを結ぶ主鎖となる構造においてその最短の結合となる原子の数以上であることを意味する。すなわち、重合性液晶化合物(A2)を構成するUとWとを結ぶVの分子構造と、光重合開始剤(A1)を構成する上記式(A1-1)の分子構造とが近似し、重合性液晶化合物(A2)のVのアルキル鎖長が、光重合開始剤(A1)の主鎖となる構造〔すなわち、式(A1)中の-[C-C]m-の部分〕の鎖長と同程度の長さであるかより長いことを意味する。光重合開始剤と重合性液晶組成物とがこのような構造上の関係性を有していることにより、光重合開始剤が重合性液晶化合物のアルキル部位近傍に偏在して配向しやすくなり、重合性液晶化合物の配向を乱し難くなる。さらに、重合開始基が-[C-C]m-で表される主鎖の側鎖部分に存在するため、重合性液晶化合物のアルキル部位近傍に光重合開始剤が配向しても、ラジカル発生部となる重合開始基と重合性液晶化合物に包摂された状態で存在する二色性色素との距離は遠くなるため、開始剤から発生するラジカルが二色性色素へ及ぼす影響を抑えることができる。このため、本発明の重合性液晶組成物は、偏光膜を形成した際に偏光性能の劣化抑制に高い効果を発揮し、かつ、経時的な偏光性能の抑制効果に優れる。なお、式(2)における意味およびこれを満たすことによる効果は、式(1)と同様である。
上記式(1)および(2)において、vおよびvとcにおける原子の数の差は、好ましくは15以下、より好ましくは8以下である。vおよびvとcにおける原子の数の差が上記上限以下であると、光重合開始剤(A1)が重合性液晶化合物(A2)のアルキル部位近傍により配向しやすくなり、得られる偏光膜の偏光性能を向上させることができる。
本発明の重合性液晶組成物が重合性液晶化合物(A2)を複数種有する場合、少なくとも1つの重合性液晶化合物(A2)と光重合開始剤(A1)との間で上記式(1)および(2)の少なくとも一方の関係を満たすことが好ましく、上記式(1)および(2)の少なくとも一方の関係を満たす重合性液晶化合物(A2)が、全重合性液晶化合物(A2)の50モル%以上の割合で上記式(1)および(2)の少なくとも一方の関係を満たすことがより好ましい。
本発明の重合性液晶組成物は二色性色素を含んでなる。ここで、二色性色素とは、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素を意味する。本発明において用い得る二色性色素は、上記性質を有するものであれば特に制限されず、染料であっても、顔料であってもよい。また、2種以上の染料または顔料をそれぞれ組み合わせて用いてもよいし、染料と顔料とを組み合わせて用いてもよい。
二色性色素としては、300~700nmの範囲に極大吸収波長(λMAX)を有するものが好ましい。このような二色性色素としては、例えば、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素、ナフタレン色素、アゾ色素およびアントラキノン色素等が挙げられる。
アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素およびスチルベンアゾ色素等が挙げられ、ビスアゾ色素およびトリスアゾ色素が好ましく、例えば、式(I)で表される化合物(以下、「化合物(I)」ともいう。)が挙げられる。
(-N=N-K-N=N-K (I)
[式(I)中、KおよびKは、互いに独立に、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ナフチル基または置換基を有していてもよい1価の複素環基を表わす。Kは、置換基を有していてもよいp-フェニレン基、置換基を有していてもよいナフタレン-1,4-ジイル基または置換基を有していてもよい2価の複素環基を表わす。pは1~4の整数を表わす。pが2以上の整数である場合、複数のKは互いに同一でも異なっていてもよい。可視域に吸収を示す範囲で-N=N-結合が-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-結合に置き換わっていてもよい。]
1価の複素環基としては、例えば、キノリン、チアゾール、ベンゾチアゾール、チエノチアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾールなどの複素環化合物から1個の水素原子を除いた基が挙げられる。2価の複素環基としては、前記複素環化合物から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
およびKにおけるフェニル基、ナフチル基および1価の複素環基、並びにKにおけるp-フェニレン基、ナフタレン-1,4-ジイル基および2価の複素環基が任意に有する置換基としては、炭素数1~4のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの炭素数1~4のアルコキシ基;トリフルオロメチル基などの炭素数1~4のフッ化アルキル基;シアノ基;ニトロ基;ハロゲン原子;アミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリジノ基などの置換または無置換アミノ基(置換アミノ基とは、炭素数1~6のアルキル基を1つまたは2つ有するアミノ基、あるいは2つの置換アルキル基が互いに結合して炭素数2~8のアルカンジイル基を形成しているアミノ基を意味する。無置換アミノ基は-NHである。)等が挙げられる。
化合物(I)の中でも、以下の式(I-1)~式(I-8)のいずれかで表される化合物が好ましい。
Figure 2024147587000015
[式(I-1)~(I-8)中、
~B30は、互いに独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、置換または無置換のアミノ基(置換アミノ基および無置換アミノ基の定義は前記のとおり)、塩素原子またはトリフルオロメチル基を表わす。
n1~n4は、互いに独立に0~3の整数を表わす。
n1が2以上である場合、複数のBは互いに同一でも異なっていてもよく、
n2が2以上である場合、複数のBは互いに同一でも異なっていてもよく、
n3が2以上である場合、複数のBは互いに同一でも異なっていてもよく、
n4が2以上である場合、複数のB14は互いに同一でも異なっていてもよい。]
前記アントラキノン色素としては、式(I-9)で表される化合物が好ましい。
Figure 2024147587000016
[式(I-9)中、
~Rは、互いに独立して、水素原子、-R、-NH、-NHR、-NR 、-SRまたはハロゲン原子を表わす。
は、炭素数1~4のアルキル基または炭素数6~12のアリール基を表わす。]
前記オキサゾン色素としては、式(I-10)で表される化合物が好ましい。
Figure 2024147587000017
[式(I-10)中、
~R15は、互いに独立して、水素原子、-R、-NH、-NHR、-NR 、-SRまたはハロゲン原子を表わす。
は、炭素数1~4のアルキル基または炭素数6~12のアリール基を表わす。]
前記アクリジン色素としては、式(I-11)で表される化合物が好ましい。
Figure 2024147587000018
[式(I-11)中、
16~R23は、互いに独立して、水素原子、-R、-NH、-NHR、-NR 、-SRまたはハロゲン原子を表わす。
は、炭素数1~4のアルキル基または炭素数6~12のアリール基を表わす。]
式(I-9)、式(I-10)および式(I-11)において、Rの炭素数1~6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基およびヘキシル基等が挙げられ、炭素数6~12のアリール基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基およびナフチル基等が挙げられる。
前記シアニン色素としては、式(I-12)で表される化合物および式(I-13)で表される化合物が好ましい。
Figure 2024147587000019
[式(I-12)中、
およびDは、互いに独立に、式(I-12a)~式(I-12d)のいずれかで表される基を表わす。
Figure 2024147587000020
n5は1~3の整数を表わす。]
Figure 2024147587000021
[式(I-13)中、
およびDは、互いに独立に、式(I-13a)~式(1-13h)のいずれかで表される基を表わす。
Figure 2024147587000022
n6は1~3の整数を表わす。]
本発明の重合性液晶組成物は、偏光膜を形成した際に偏光膜中の二色性色素の光劣化を抑制する効果に優れているため、太陽光における紫外線等の光に弱く、光劣化を生じやすい二色性色素を用いる場合に、本発明の効果を特に顕著に発揮し得る。したがって、本発明の重合性液晶組成物は、光劣化を生じやすい二色性色素を用いる場合に特に有利であり、本発明の好適な一実施態様において重合性液晶組成物に含まれる二色性色素は、好ましくはアゾ色素である。
本発明の重合性液晶組成物における二色性色素の含有量は、用いる二色性色素の種類などに応じて適宜決定し得るが、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.1~50質量部であり、より好ましくは0.1~20質量部であり、さらに好ましくは0.1~12質量部である。二色性色素の含有量が、上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向を乱し難く、高い配向秩序度を有する偏光膜を得ることができる。
本発明中の重合性液晶化合物の重合率は、製造時のライン汚染や取扱いの観点から、60%以上であることが好ましく、65%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましい。
重合性液晶組成物は光増感剤をさらに含有していてもよい。光増感剤を用いることにより重合性液晶化合物の重合反応をより促進させることができる。光増感剤としては、キサントン、チオキサントンなどのキサントン化合物(例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントンなど);アントラセン、アルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセンなど)などのアントラセン化合物;フェノチアジンおよびルブレン等が挙げられる。光増感剤は単独または2種以上組み合わせて使用できる。
本発明の重合性液晶組成物が光増感剤を含む場合、その含有量は、光重合開始剤および重合性液晶化合物の種類およびその量に応じて適宜決定すればよいが、重合性液晶化合物100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましく、0.5~8質量部がさらに好ましい。
本発明の重合性液晶組成物は、更にレベリング剤を含んでいてもよい。レベリング剤は、重合性液晶組成物の流動性を調整し、該重合性液晶組成物を塗布することにより得られる塗膜をより平坦にする機能を有し、具体的には、界面活性剤が挙げられる。レベリング剤としては、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤およびフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。レベリング剤は単独または2種以上組み合わせて使用できる。
ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤としては、例えば、“BYK-350”、“BYK-352”、“BYK-353”、“BYK-354”、“BYK-355”、“BYK-358N”、“BYK-361N”、“BYK-380”、“BYK-381”および“BYK-392”(BYK Chemie社)が挙げられる。
フッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤としては、例えば、“メガファック(登録商標)R-08”、同“R-30”、同“R-90”、同“F-410”、同“F-411”、同“F-443”、同“F-445”、同“F-470”、同“F-471”、同“F-477”、同“F-479”、同“F-482”および同“F-483”(DIC(株));“サーフロン(登録商標)S-381”、同“S-382”、同“S-383”、同“S-393”、同“SC-101”、同“SC-105”、“KH-40”および“SA-100”(AGCセイミケミカル(株));“E1830”、“E5844”((株)ダイキンファインケミカル研究所);“エフトップEF301”、“エフトップEF303”、“エフトップEF351”および“エフトップEF352”(三菱マテリアル電子化成(株))が挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物が更にレベリング剤を含有する場合、その含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、0.05~5質量部が好ましく、0.05~3質量部がより好ましい。レベリング剤の含有量が前記範囲内であると、重合性液晶化合物を水平配向させやすく、かつ、ムラが生じ難く、より平滑な偏光膜を得られる傾向がある。
本発明の重合性液晶組成物は、更に光増感剤およびレベリング剤以外の他の添加剤を含有してよい。他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、離型剤、安定剤、ブルーイング剤等の着色剤、難燃剤および滑剤などが挙げられる。重合性液晶組成物が他の添加剤を含有する場合、他の添加剤の含有量は、重合性液晶組成物の固形分に対して、0%を超えて20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0%を超えて10質量%以下である。
本発明の重合性液晶組成物は、更に溶剤を含んでいてもよい。一般にスメクチック液晶性を示す化合物は粘度が高いため、重合性液晶組成物に溶剤を加えることで塗布が容易であり、結果として偏光膜の形成がし易くなる場合が多い。
溶剤は、重合性液晶化合物および二色性色素の溶解性に応じて適宜選択することができ、具体的には例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリル等のニトリル溶剤、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤、および、クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素化炭化水素溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は、単独または2種以上組み合わせて使用できる。溶剤の含有量は、重合性液晶組成物を構成する固形成分100質量部に対して、好ましくは100~1900質量部であり、より好ましくは150~900質量部であり、さらに好ましくは180~600質量部である。
本発明の重合性液晶組成物は、従来公知の重合性液晶組成物の調製方法により製造することができ、通常、重合性液晶化合物、二色性色素および光重合開始剤、並びに必要に応じて上述の添加剤および溶剤等を混合、撹拌することにより調製することができる。
<偏光膜>
本発明の重合性液晶組成物は、活性エネルギー線照射による硬化時に二色性色素の変性を生じ難く、また、経時的な耐光性能にも優れる構成を有するため、偏光性能に優れた偏光膜を得ることができ、偏光膜の製造に好適に用いることができる。
配向秩序度の高い偏光膜は、X線回折測定においてヘキサチック相やクリスタル相といった高次構造由来のブラッグピークが得られる。ブラッグピークとは、分子配向の面周期構造に由来するピークを意味する。したがって、本発明の重合性液晶組成物から形成される偏光膜において、重合性液晶化合物またはその重合体が、X線回折測定において該偏光膜がブラッグピークを示すように配向していることが好ましく、光を吸収する方向に重合性液晶化合物の分子が配向する「水平配向」であることがより好ましい。本発明においては分子配向の面周期間隔が3.0~6.0Åである偏光膜が好ましい。ブラッグピークを示すような高い配向秩序度は、用いる重合性液晶化合物の種類、光重合開始剤の種類やその量、二色性色素の種類やその量等を制御することにより実現し得る。
上述したように、光重合開始剤(A1)を用いることにより、重合性液晶化合物の重合時に光重合開始剤から発生する活性種による二色性色素の変性を抑制することができ、重合性液晶化合物の高い配向秩序度を維持したまま、優れた偏光性能を有する偏光膜を得ることができる。したがって、本発明は、本発明の重合性液晶組成物の硬化物である偏光膜であって、X線回折測定においてブラッグピークを示す偏光膜も対象とする。
本発明の偏光膜は、例えば、本発明の重合性液晶組成物の塗膜を形成すること、
前記塗膜から溶剤を除去すること、
重合性液晶化合物が液体相に相転移する温度以上まで昇温した後降温して、該重合性液晶化合物をスメクチック相(スメクチック液晶状態)に相転移させること、および、
前記スメクチック相(スメクチック液晶状態)を保持したまま重合性液晶化合物を重合させること
を含む方法により製造することができる。
重合性液晶組成物の塗膜の形成は、例えば、基材上や後述する配向膜上などに重合性液晶組成物、特に、溶剤を加えて粘度を調整した重合性液晶組成物(以下、「偏光膜形成用組成物」ともいう)を塗布することにより行うことができる。また、本発明の偏光板を構成する位相差フィルムやその他の層上に偏光膜形成用組成物を直接塗布してもよい。
基材は通常、透明基材である。なお、基材が表示素子の表示面に設置されないとき、例えば偏光膜から基材を取り除いた積層体を表示素子の表示面に設置する場合は、基材は透明でなくてもよい。透明基材とは、光、特に可視光を透過し得る透明性を有する基材を意味し、透明性とは、波長380~780nmにわたる光線に対しての透過率が80%以上となる特性をいう。具体的な透明基材としては、透光性樹脂基材が挙げられる。透光性樹脂基材を構成する樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ノルボルネン系ポリマーなどの環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシド等が挙げられる。入手のしやすさや透明性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸エステル、セルロースエステル、環状オレフィン系樹脂またはポリカーボネートが好ましい。セルロースエステルは、セルロースに含まれる水酸基の一部または全部が、エステル化されたものであり、市場から容易に入手することができる。また、セルロースエステル基材も市場から容易に入手することができる。市販のセルロースエステル基材としては、例えば、“フジタックフィルム”(富士写真フィルム(株));“KC8UX2M”、“KC8UY”および“KC4UY”(コニカミノルタオプト(株))などが挙げられる。
基材に求められる特性は、偏光膜の構成によって異なるが、通常、位相差性ができるだけ小さい基材が好ましい。位相差性ができるだけ小さい基材としては、ゼロタック(コニカミノルタオプト株式会社)、Zタック(富士フィルム株式会社)等の位相差を有しないセルロースエステルフィルム等が挙げられる。また、未延伸の環状オレフィン系樹脂基材も好ましい。偏光膜が積層されていない基材の面には、ハードコート処理、反射防止処理、帯電防止処理等がなされてもよい。
基材の厚みは、薄すぎると強度が低下し、加工性に劣る傾向があるため、通常5~300μmであり、好ましくは20~200μm、より好ましくは20~100μmである。
偏光膜形成用組成物を基材等に塗布する方法としては、スピンコーティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法などの塗布法、フレキソ法などの印刷法などの公知の方法が挙げられる。
次いで、偏光膜形成用組成物から得られた塗膜中に含まれる重合性液晶化合物が重合しない条件で、溶剤を乾燥等により除去することにより、乾燥塗膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
さらに、重合性液晶化合物を液体相に相転移させるため、重合性液晶化合物が液体相に相転移する温度以上まで昇温した後降温し、該重合性液晶化合物をスメクチック相(スメクチック液晶状態)に相転移させる。かかる相転移は、前記塗膜中の溶媒除去後に行ってもよいし、溶媒の除去と同時に行ってもよい。
重合性液晶化合物のスメクチック液晶状態を保持したまま、重合性液晶化合物を重合させることにより、重合性液晶組成物の硬化層として偏光膜が形成される。重合方法としては光重合法が好ましい。光重合において、乾燥塗膜に照射する光としては、当該乾燥塗膜に含まれる光重合開始剤の種類、重合性液晶化合物の種類(特に、該重合性液晶化合物が有する重合性基の種類)およびその量に応じて適宜選択される。その具体例としては、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線およびγ線からなる群より選択される1種以上の光や活性電子線が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点や、光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって、光重合可能なように、重合性液晶組成物に含有される重合性液晶化合物や光重合開始剤の種類を選択しておくことが好ましい。また、重合時に、適切な冷却手段により乾燥塗膜を冷却しながら、光照射することで、重合温度を制御することもできる。このような冷却手段の採用により、より低温で重合性液晶化合物の重合を実施すれば、基材が比較的耐熱性が低いものを用いたとしても、適切に偏光膜を形成できる。光重合の際、マスキングや現像を行うなどによって、パターニングされた偏光膜を得ることもできる。
前記活性エネルギー線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380~440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
紫外線照射強度は、通常、10~3,000mW/cmである。紫外線照射強度は、好ましくは光重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒~10分であり、好ましくは1秒~5分、より好ましくは5秒~3分、さらに好ましくは10秒~1分である。このような紫外線照射強度で1回または複数回照射すると、その積算光量は、10~3,000mJ/cm、好ましくは50~2,000mJ/cm、より好ましくは100~1,000mJ/cmである。
光重合を行うことにより、重合性液晶化合物は、スメクチック相、好ましくは高次のスメクチック相の液晶状態を保持したまま重合し、偏光膜が形成される。重合性液晶化合物がスメクチック相の液晶状態を保持したまま重合して得られる偏光膜は、前記二色性色素の作用にも伴い、従来のホストゲスト型偏光フィルム、すなわち、ネマチック相の液晶状態からなる偏光膜と比較して、偏光性能が高いという利点がある。さらに、二色性色素やリオトロピック液晶のみを塗布したものと比較して、強度に優れるという利点もある。
偏光膜の厚みは、適用される表示装置に応じて適宜選択でき、好ましくは0.1μm以上4μm以下の膜であり、より好ましくは0.3μm以上4μm以下であり、さらに好ましくは0.5μm以上3μm以下である。膜厚がこの範囲よりも薄くなると、必要な光吸収が得られない場合があり、かつ、膜厚がこの範囲よりも厚くなると、配向膜による配向規制力が低下し、配向欠陥を生じやすい傾向にある。
偏光膜は配向膜上に形成されることが好ましい。該配向膜は、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。配向膜としては、重合性液晶化合物を含有する組成物の塗布等により溶解しない溶剤耐性を有し、また、溶剤の除去や重合性液晶化合物の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。かかる配向膜としては、配向性ポリマーを含む配向膜、光配向膜および表面に凹凸パターンや複数の溝を有するグルブ配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられ、配向角の精度および品質の観点から、光配向膜が好ましい。
配向性ポリマーとしては、例えば、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミドおよびその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびポリアクリル酸エステル類が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。配向性ポリマーは単独または2種以上組み合わせて使用できる。
配向性ポリマーを含む配向膜は、通常、配向性ポリマーが溶剤に溶解した組成物(以下、「配向性ポリマー組成物」ということがある)を基材に塗布し、溶剤を除去する、または、配向性ポリマー組成物を基材に塗布し、溶剤を除去し、ラビングする(ラビング法)ことで得られる。溶剤としては、偏光膜を形成する際に用い得る溶剤として先に例示した溶剤と同様のものが挙げられる。
配向性ポリマー組成物中の配向性ポリマーの濃度は、配向性ポリマー材料が、溶剤に完溶できる範囲であればよいが、溶液に対して固形分換算で0.1~20%が好ましく、0.1~10%程度がさらに好ましい。
配向性ポリマー組成物として、市販の配向膜材料をそのまま使用してもよい。市販の配向膜材料としては、サンエバー(登録商標、日産化学工業(株)製)、オプトマー(登録商標、JSR(株)製)などが挙げられる。
配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法としては、偏光膜形成用組成物を基材へ塗布する方法として例示したものと同様のものが挙げられる。
配向性ポリマー組成物に含まれる溶剤を除去する方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
配向膜に配向規制力を付与するために、必要に応じてラビング処理を行うことができる(ラビング法)。
ラビング法により配向規制力を付与する方法としては、ラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールに、配向性ポリマー組成物を基材に塗布しアニールすることで基材表面に形成された配向性ポリマーの膜を、接触させる方法が挙げられる。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーと溶剤とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ともいう)を基材に塗布し、偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点でより好ましい。
光反応性基とは、光照射することにより液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光照射により生じる分子の配向誘起または異性化反応、二量化反応、光架橋反応もしくは光分解反応等の液晶配向能の起源となる光反応に関与する基が挙げられる。中でも、二量化反応または光架橋反応に関与する基が、配向性に優れる点で好ましい。光反応性基として、不飽和結合、特に二重結合を有する基が好ましく、炭素-炭素二重結合(C=C結合)、炭素-窒素二重結合(C=N結合)、窒素-窒素二重結合(N=N結合)および炭素-酸素二重結合(C=O結合)からなる群より選ばれる少なくとも1つを有する基が特に好ましい。
C=C結合を有する光反応性基としては、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾ-ル基、スチルバゾリウム基、カルコン基およびシンナモイル基等が挙げられる。C=N結合を有する光反応性基としては、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾンなどの構造を有する基が挙げられる。N=N結合を有する光反応性基としては、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基、および、アゾキシベンゼン構造を有する基等が挙げられる。C=O結合を有する光反応性基としては、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基およびマレイミド基等が挙げられる。これらの基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリルオキシ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、ハロゲン化アルキル基などの置換基を有していてもよい。
中でも、光二量化反応に関与する光反応性基が好ましく、光配向に必要な偏光照射量が比較的少なく、かつ、熱安定性や経時安定性に優れる光配向膜が得られやすいという点で、シンナモイル基およびカルコン基が好ましい。光反応性基を有するポリマーとしては、当該ポリマー側鎖の末端部が桂皮酸構造となるようなシンナモイル基を有するものが特に好ましい。
光配向膜形成用組成物を基材上に塗布することにより、基材上に光配向誘起層を形成することができる。該組成物に含まれる溶剤としては、偏光膜を形成する際に用い得る溶剤として先に例示した溶剤と同様のものが挙げられ、光反応性基を有するポリマーあるいはモノマーの溶解性に応じて適宜選択することができる。
光配向膜形成用組成物中の光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの含有量は、ポリマーまたはモノマーの種類や目的とする光配向膜の厚みによって適宜調節できるが、光配向膜形成用組成物の質量に対して、少なくとも0.2質量%とすることが好ましく、0.3~10質量%の範囲がより好ましい。光配向膜の特性が著しく損なわれない範囲で、光配向膜形成用組成物は、ポリビニルアルコールやポリイミドなどの高分子材料や光増感剤を含んでいてもよい。
光配向膜形成用組成物を基材に塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法と同様の方法が挙げられる。塗布された光配向膜形成用組成物から、溶剤を除去する方法としては例えば、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
偏光を照射するには、基板上に塗布された光配向膜形成用組成物から、溶剤を除去したものに直接、偏光UVを照射する形式でも、基材側から偏光を照射し、偏光を透過させて照射する形式でもよい。また、当該偏光は、実質的に平行光であると特に好ましい。照射する偏光の波長は、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの光反応性基が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250~400nmの範囲のUV(紫外線)が特に好ましい。当該偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArFなどの紫外光レ-ザ-などが挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプがより好ましい。これらの中でも、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプが、波長313nmの紫外線の発光強度が大きいため好ましい。前記光源からの光を、適当な偏光子を通過して照射することにより、偏光UVを照射することができる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラーなどの偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。
なお、ラビングまたは偏光照射を行う時に、マスキングを行えば、液晶配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を形成することもできる。
グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターンまたは複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に重合性液晶化合物を塗布した場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
グルブ配向膜を得る方法としては、感光性ポリイミド膜表面にパターン形状のスリットを有する露光用マスクを介して露光後、現像およびリンス処理を行って凹凸パターンを形成する方法、表面に溝を有する板状の原盤に、硬化前のUV硬化樹脂の層を形成し、形成された樹脂層を基材へ移してから硬化する方法、および、基材に形成した硬化前のUV硬化樹脂の膜に、複数の溝を有するロール状の原盤を押し当てて凹凸を形成し、その後硬化する方法等が挙げられる。
配向膜(配向性ポリマーを含む配向膜または光配向膜)の厚みは、通常10~10000nmの範囲であり、好ましくは10~1000nmの範囲であり、より好ましくは500nm以下であり、さらに好ましくは10~200nm、特に好ましい50~150nmの範囲である。
<偏光フィルム>
本発明は、本発明の偏光膜と透明フィルムとを備えてなる偏光フィルムを包含する。ここでいう透明フィルムは、光、特に可視光を透過し得る透明性を有するフィルムを意味し、透明性とは、波長380~780nmにわたる光線に対しての透過率が80%以上となる特性をいう。本発明の偏光フィルムを構成する透明フィルムとしては、連続的に製造できる点で長尺のロール状フィルムが好ましい。透明フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースおよびセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシド;等のプラスチックが挙げられる。
また、“フジタックフィルム”(富士写真フィルム株式会社製);“KC8UX2M”、“KC8UY”および“KC4UY”(以上、コニカミノルタオプト株式会社製)等の市販のセルロースエステルフィルムを用いてもよい。市販の環状オレフィン系樹脂としては、“Topas”(登録商標)(Ticona社(独)製)、“アートン”(登録商標)(JSR株式会社製)、“ゼオノア(ZEONOR)”(登録商標)、“ゼオネックス(ZEONEX)”(登録商標)(以上、日本ゼオン株式会社製)および“アペル”(登録商標)(三井化学株式会社製)が挙げられる。このような環状オレフィン系樹脂を、溶剤キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して、透明フィルムとすることができる。市販されている環状オレフィン系樹脂フィルムを用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂フィルムとしては、“エスシーナ”(登録商標)、“SCA40”(登録商標)(以上、積水化学工業株式会社製)、“ゼオノアフィルム”(登録商標)(オプテス株式会社製)および“アートンフィルム”(登録商標)(JSR株式会社製)が挙げられる。
本発明の偏光フィルムにおいて、透明フィルムは、例えば、先に記載したような透明基材であってもよく、また、偏光膜を保護するための保護フィルムであってもよい。本発明の偏光フィルムにおいて、透明フィルムは偏光膜の片面のみに積層されていても、両面に積層されていてもよい。本発明の偏光フィルムが複数枚の透明フィルムを含む場合、それらは互いに同一であっても、異なっていてもよい。また、偏光膜と透明フィルムは、互いに接していても離れていてもよい。通常、透明フィルムは、接着剤層や粘着剤層を介して偏光膜に貼合することができる。
本発明の偏光フィルムを構成する透明フィルムの厚みは、実用的な取り扱いができる程度の質量である点では、薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し、加工性に劣る傾向がある。基材の厚さは、通常、5μm~300μmであり、好ましくは20μm~200μmであり、より好ましくは20~100μmである。
<偏光板>
本発明は、本発明の偏光膜または本発明の偏光フィルムと、位相差フィルムとを備えてなる偏光板(楕円偏光板)を包含する。本発明の偏光板において位相差フィルムは、下記式(X):
100 ≦ Re(550) ≦180 (X)
〔式中、Re(550)は波長550nmにおける面内位相差値を表す〕
を満たすことが好ましい。位相差フィルムが上記(X)で表される面内位相差値を有すると、いわゆるλ/4板として機能する。前記式(X)は、好ましくは100nm≦Re(550)≦180nm、さらに好ましくは120nm≦Re(550)≦160nmである。
本発明の偏光板において、位相差フィルムの遅相軸と偏光膜の吸収軸との成す角度は、好ましくは実質的に45°である。なお、本発明において「実質的に45°」とは、45°±5°を意味する。
さらに、位相差フィルムが下記式(Y):
Re(450)/Re(550) < 1 (Y)
〔式中、Re(450)およびRe(550)はそれぞれ波長450nmおよび550nmにおける面内位相差値を表す〕
を満たすことが好ましい。上記式(Y)を満たす位相差フィルムは、いわゆる逆波長分散性を有し、優れた偏光性能を示す。Re(450)/Re(550)の値は、好ましくは0.93以下であり、より好ましくは0.88以下、さらに好ましくは0.86以下、好ましくは0.70以上、より好ましくは0.78以上である。
前記位相差フィルムは、ポリマーを延伸することによって位相差を与える延伸フィルムであってもよいが、偏光板の薄層化の観点から、重合性液晶化合物の配向状態における重合体を含む重合性液晶組成物(以下、「重合性液晶組成物(B)」ともいう)から構成されることが好ましい。位相差フィルムを形成する重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(B)」ともいう)は、重合性官能基、特に光重合性官能基を有する液晶化合物を意味する。光重合性官能基とは、光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。光重合性官能基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基およびオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック性液晶でもよく、相秩序構造としてはネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。重合性液晶化合物として、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合性液晶化合物(B)としては、成膜の容易性および前記式(Y)で表される位相差性を付与するという観点から、下記(ア)~(エ)を満たす化合物が好ましい。
(ア)サーモトロピック液晶性を有する化合物である;
(イ)該重合性液晶化合物の長軸方向(a)上にπ電子を有する。
(ウ)長軸方向(a)に対して交差する方向〔交差方向(b)〕上にπ電子を有する。
(エ)長軸方向(a)に存在するπ電子の合計をN(πa)、長軸方向に存在する分子量の合計をN(Aa)として下記式(i)で定義される重合性液晶化合物の長軸方向(a)のπ電子密度:
D(πa)=N(πa)/N(Aa) (i)
と、交差方向(b)に存在するπ電子の合計をN(πb)、交差方向(b)に存在する分子量の合計をN(Ab)として下記式(ii)で定義される重合性液晶化合物の交差方向(b)のπ電子密度:
D(πb)=N(πb)/N(Ab) (ii)
とが、
0≦〔D(πa)/D(πb)〕≦1
の関係にある〔すなわち、交差方向(b)のπ電子密度が、長軸方向(a)のπ電子密度よりも大きい〕。
なお、上記(ア)~(エ)を満たす重合性液晶化合物(B)は、ラビング処理により形成した配向膜上に塗布し、相転移温度以上に加熱することにより、ネマチック相を形成することが可能である。この重合性液晶化合物(B)が配向して形成されたネマチック相では通常、重合性液晶化合物の長軸方向が互いに平行になるように配向しており、この長軸方向がネマチック相の配向方向となる。
上記特性を有する重合性液晶化合物(B)は、一般に逆波長分散性を示すものであることが多い。上記(ア)~(エ)の特性を満たす化合物として、具体的には、例えば、下記式(II):
で表される化合物が挙げられる。前記式(II)で表される化合物は単独または2種以上組み合わせて使用できる。
式(II)中、Arは置換基を有していてもよい二価の芳香族基を表す。ここでいう芳香族基とは、平面性を有する環状構造の基であり、該環状構造が有するπ電子数がヒュッケル則に従い[4n+2]個であるものをいう。ここで、nは整数を表す。-N=や-S-等のヘテロ原子を含んで環構造を形成している場合、これらヘテロ原子上の非共有結合電子対を含めてヒュッケル則を満たし、芳香族性を有する場合も含む。該二価の芳香族基中には窒素原子、酸素原子、硫黄原子のうち少なくとも1つ以上が含まれることが好ましい。
およびGはそれぞれ独立に、二価の芳香族基または二価の脂環式炭化水素基を表す。ここで、該二価の芳香族基または二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族基または二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子が、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。
、L、BおよびBはそれぞれ独立に、単結合または二価の連結基である。
k、lは、それぞれ独立に0~3の整数を表し、1≦k+lの関係を満たす。ここで、2≦k+lである場合、BおよびB、GおよびGは、それぞれ互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
およびEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、ここで、アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH-は、-O-、-S-、-Si-で置換されていてもよい。PおよびPは互いに独立に、重合性基または水素原子を表し、少なくとも1つは重合性基である。
およびGは、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基、ハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-シクロヘキサンジイル基であり、より好ましくはメチル基で置換された1,4-フェニレンジイル基、無置換の1,4-フェニレンジイル基、または無置換の1,4-trans-シクロヘキサンジイル基であり、特に好ましくは無置換の1,4-フェニレンジイル基、または無置換の1,4-trans-シクロへキサンジイル基である。また、複数存在するGおよびGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、また、LまたはLに結合するGおよびGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることがより好ましい。
およびLはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CR=CR-、または-C≡C-である。ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合、または炭素数1~4のアルキレン基を表し、RおよびRは炭素数1~4のアルキル基または水素原子を表す。LおよびLはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa2-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa4-1-、または-OCORa6-1-である。ここで、Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。LおよびLはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、または-OCO-である。
本発明の好適な一実施態様において、式(II)中のGおよびGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であり、該二価の脂環式炭化水素基が、置換基を有していてもよい二価の芳香族基Arと-COO-であるLおよび/またはLにより結合している重合性液晶化合物が用いられる。
およびBはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、または-Ra15OC=OORa16-である。ここで、Ra9~Ra16はそれぞれ独立に単結合、または炭素数1~4のアルキレン基を表す。BおよびBはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa10-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa12-1-、または-OCORa14-1-である。ここで、Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。BおよびBはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、-OCO-、または-OCOCHCH-である。
kおよびlは、逆波長分散性発現の観点から2≦k+l≦6の範囲が好ましく、k+l=4であることが好ましく、k=2かつl=2であることがより好ましい。k=2かつl=2であると対称構造となるためさらに好ましい。
およびEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基が好ましく、炭素数4~12のアルカンジイル基がより好ましい。
またはPで表される重合性基としては、例えばエポキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、およびオキセタニル基等が挙げられる。これらの中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基およびオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
Arは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、および電子吸引性基から選ばれる少なくとも1つを有することが好ましい。当該芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。当該芳香族複素環としては、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、トリアジン環、ピロリン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、およびフェナンスロリン環等が挙げられる。これらの中でも、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、またはベンゾフラン環を有することが好ましく、ベンゾチアゾール基を有することがさらに好ましい。また、Arに窒素原子が含まれる場合、当該窒素原子はπ電子を有することが好ましい。
式(II)中、Arで表される2価の芳香族基に含まれるπ電子の合計数Nπは8以上が好ましく、より好ましくは10以上であり、さらに好ましくは14以上であり、特に好ましくは16以上である。また、好ましくは30以下であり、より好ましくは26以下であり、さらに好ましくは24以下である。
Arで表される芳香族基としては、例えば以下の式(Ar-1)~式(Ar-23)の基が挙げられる。
Figure 2024147587000024
式(Ar-1)~式(Ar-23)中、*印は連結部を表し、Z、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルキルスルフィニル基、炭素数1~12のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~12のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~12のアルキルチオ基、炭素数1~12のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~12のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表す。
およびQは、それぞれ独立に、-CR2’3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-または-O-を表し、R2’およびR3’は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。
およびJは、それぞれ独立に、炭素原子、または窒素原子を表す。
、YおよびYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
およびWは、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、メチル基またはハロゲン原子を表し、mは0~6の整数を表す。
、YおよびYにおける芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基等の炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも1つ含む炭素数4~20の芳香族複素環基が挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が好ましい。
およびYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基または多環系芳香族複素環基であってもよい。多環系芳香族炭化水素基は、縮合多環系芳香族炭化水素基、または芳香環集合に由来する基をいう。多環系芳香族複素環基は、縮合多環系芳香族複素環基、または芳香環集合に由来する基をいう。
、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルコキシ基であることが好ましく、Zは、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基がさらに好ましく、ZおよびZは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基がさらに好ましい。
およびQは、-NH-、-S-、-NR2’-、-O-が好ましく、R2’は水素原子が好ましい。中でも-S-、-O-、-NH-が特に好ましい。
式(Ar-1)~(Ar-23)の中でも、式(Ar-6)および式(Ar-7)が分子の安定性の観点から好ましい。
式(Ar-17)~(Ar-23)において、Yは、これが結合する窒素原子およびZと共に、芳香族複素環基を形成していてもよい。芳香族複素環基としては、Arが有していてもよい芳香族複素環として前記したものが挙げられるが、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、インドール環、キノリン環、イソキノリン環、プリン環、ピロリジン環等が挙げられる。この芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい。また、Yは、これが結合する窒素原子およびZと共に、前述した置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基または多環系芳香族複素環基であってもよい。例えば、ベンゾフラン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環等が挙げられる。なお、前記式(II)で表される化合物は、例えば、特開2010-31223号公報に記載の方法に準じて製造することができる。
位相差フィルムを構成する重合性液晶組成物(B)中の重合性液晶化合物(B)の含有量は、重合性液晶組成物(B)の固形分100質量部に対して、例えば70~99.5質量部であり、好ましくは80~99質量部であり、より好ましくは90~98質量部である。含有量が上記範囲内であると、位相差フィルムの配向性が高くなる傾向がある。ここで、固形分とは、重合性液晶組成物(B)から溶剤等の揮発性成分を除いた成分の合計量のことをいう。
重合性液晶組成物(B)は、重合性液晶化合物(B)の重合反応を開始するための重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤としては、当該分野で従来用いられているものから適宜選択して用いることができ、熱重合開始剤であっても、光重合開始剤であってもよいが、より低温条件下で重合反応を開始できる点で、光重合開始剤が好ましい。好適には、本発明の重合性液晶組成物(A)において使用し得る光重合開始剤として先に例示したものと同様のものが挙げられる。また、重合性液晶組成物(B)は、必要に応じて、光増感剤、レベリング剤、および、重合性液晶組成物(A)に含まれる添加剤として例示した添加剤等を含有してもよい。光増感剤およびレベリング剤としては、重合性液晶組成物(A)において使用し得るものとして先に例示したものと同様のものが挙げられる。
位相差フィルムは、例えば、重合性液晶化合物(B)および必要に応じて重合開始剤、添加剤等を含む重合性液晶組成物(B)に溶剤を加えて混合および撹拌することにより調製される組成物(以下、「位相差フィルム形成用組成物」ともいう)を、基材または配向膜上に塗布し、乾燥により溶媒を除去し、得られた塗膜中の重合性液晶化合物(B)を加熱および/または活性エネルギー線によって硬化させて得ることができる。位相差フィルムの作製に用いられる基材および/または配向膜としては、本発明の偏光膜を作製する際に用い得るものとして先に例示したものと同様のものが挙げられる。
位相差フィルム形成用組成物に用いる溶剤、位相差フィルム形成用組成物の塗布方法、活性エネルギー線による硬化条件等は、いずれも、本発明の偏光膜の作製方法において採用し得るものと同様のものが挙げられる。
位相差フィルムの厚みは、適用される表示装置に応じて適宜選択できるが、薄膜化および屈曲性等の観点から、0.1~10μmであることが好ましく、1~5μmであることがより好ましく、1~3μmであることがさらに好ましい。
また、本発明の偏光板は本発明の偏光膜または偏光フィルムおよび位相差フィルムを備えてなり、好ましくは基材、配向膜(特に光配向膜)、本発明の偏光膜および位相差フィルムを備えてなる。また、さらにこれら以外の他の層(保護フィルム、粘接着剤層等)を含んでいてもよい。本発明の偏光板において、本発明の偏光膜または偏光フィルムと位相差フィルムとは接着剤層または粘着剤層を介して貼合されていてもよく、位相差フィルム形成用組成物を本発明の偏光膜または偏光フィルムに直接塗布することにより、位相差フィルムが本発明の偏光膜または偏光フィルム上に直接形成されていてもよい。
本発明の偏光板の厚みは、表示装置の屈曲性や視認性の観点から、好ましくは10~300μm、より好ましくは20~200μm、さらに好ましくは25~100μmである。
<表示装置>
本発明の偏光膜、本発明の偏光フィルムおよび本発明の偏光板は、高い偏光性能を有し、かつ、耐光性に優れるため、表示装置の構成部材として好適に使用できる。例えば、粘接着剤層を介して本発明の偏光膜、偏光フィルムまたは偏光板を表示装置の表面に貼合することができる。表示装置とは、表示機構を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(電場放出表示装置(FED等)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置)、プラズマ表示装置、投射型表示装置(グレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置等)および圧電セラミックディスプレイ等が挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置および投写型液晶表示装置等の何れをも含む。これら表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に、本発明においては、有機EL表示装置およびタッチパネル表示装置が好ましく、特に有機EL表示装置が好ましい。
<偏光膜形成用組成物の調製>
光重合開始剤として、重合性液晶化合物100質量部に対して2.5質量部のEsacure ONE(IGM Resins社製)と下記の成分とを混合し、80℃で1時間攪拌することで、重合性液晶組成物である偏光膜形成用組成物(1)を得た。二色性色素には、特開2013-101328号公報の実施例に記載の下記アゾ色素を用いた。
・重合性液晶化合物:
Figure 2024147587000025
(A-6) 90部
Figure 2024147587000026
(A-7) 10部
・二色性色素:
アゾ色素;
Figure 2024147587000027
(二色性色素 A) 2.5部
Figure 2024147587000028
(二色性色素 B) 2.5部
Figure 2024147587000029
(二色性色素 C) 2.5部
・レベリング剤:
ポリアクリレート化合物(BYK-361N;BYK-Chemie社製) 1.2部
・溶剤:
o-キシレン 400部
光重合開始剤として下記表1に記載の化合物を用いた以外は偏光膜形成用組成物(1)と同様にして、重合性液晶組成物である偏光膜形成用組成物(2)~(5)を得た。
<光重合開始剤の種類>
実施例および比較例に用いた光重合開始剤は以下の通りである。


光重合開始剤A~Eの構造は以下の通りである。
・重合開始剤A、B:
・重合開始剤C:
・重合開始剤D:
・重合開始剤E:
1.実施例1
(1)基材上への光配向膜の作製
(i)光配向膜形成用組成物の調製
特開2013-033249号公報記載の下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物を得た。
・光配向性ポリマー:
2部
・溶剤:
o-キシレン 98部
(ii)光配向膜の形成
透明フィルムである基材としてトリアセチルセルロースフィルム(KC8UX2M、コニカミノルタ(株)製)を用い、膜表面にコロナ処理を施した後に、上記光配向膜形成用組成物を塗布して、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を形成し、光配向膜付き基材を得た。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。
(2)偏光膜の作製
前記のようにして得た光配向膜付き基材上に、偏光膜形成用組成物(1)をバーコート法(#9 30mm/s)により塗布し、120℃の乾燥オーブンにて1分間加熱乾燥することにより重合性液晶化合物を液体相に相転移させた後、室温まで冷却して該重合性液晶化合物をスメクチック液晶状態に相転移させた。次いで、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、露光量1000mJ/cm(365nm基準)の紫外線を、偏光膜形成用組成物(1)から形成された層に照射することにより、該乾燥被膜に含まれる重合性液晶化合物を、前記重合性液晶化合物のスメクチック液晶状態を保持したまま重合させ、該乾燥被膜から偏光膜を形成した。この際の偏光膜の膜厚をレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製 OLS3000)により測定したところ、2.3μmであった。かくして得られたものは、偏光膜と基材とを含む偏光フィルムである。この偏光膜に対して、X線回折装置X’Pert PRO MPD(スペクトリス株式会社製)を用いて偏光膜の吸収軸方向からX線を照射してX線回折測定を行った結果、2θ=20.2付近にピーク半価幅(FWHM)=約0.17°のシャープな回折ピーク(ブラッグピーク)が得られた。また、偏光膜の透過軸方向からX線を照射して同様にX線回折測定を行ったところ、同様のシャープな回折ピーク(ブラッグピーク)が得られ、そのピーク位置から求めた秩序周期(d)は約4.4Åであり、高次スメクチック相を反映した構造を形成することを確認した。
(3)偏光膜積層体の作製
さらに上記と同様にして得られた偏光フィルムの偏光膜表面にコロナ処理を施した後、コロナ処理を施した表面に、水100部にカルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔(株)クラレ製「クラレポバール KL318」〕7部と、熱架橋剤として水溶性ポリアミドエポキシ樹脂〔住化ケムテックス(株)から入手した「スミレーズレジン650」(固形分濃度30質量%の水溶液)〕3.5部を添加した水溶液(粘度:92cP)をワイヤーバーコーター(#30)にて塗布した。80℃で5分間乾燥することで、前記水溶液を乾燥させて保護層を形成し、保護層付き偏光フィルムを製造した。さらに、保護層上に、感圧式粘着剤(リンテック株式会社製、膜厚25μm)から形成される粘着層を介して、ガラス(コーニング社製、EagleXG)を貼合して実施例1の偏光膜積層体を得た。
2.実施例2
偏光膜形成用組成物(1)の代わりに、表1に示した偏光膜形成用組成物(2)を用いた以外は実施例1と同一の方法にて、実施例2の偏光膜積層体を得た。
3.比較例1
偏光膜形成用組成物(1)の代わりに、表1に示した偏光膜形成用組成物(3)を用いた以外は実施例1と同一の方法にて、比較例1の偏光膜積層体を得た。
4.比較例2
偏光膜形成用組成物(1)の代わりに、表1に示した偏光膜形成用組成物(4)を用いた以外は実施例1と同一の方法にて、比較例2の偏光膜積層体を得た。
5.比較例3
偏光膜形成用組成物(1)の代わりに、表1に示した偏光膜形成用組成物(5)を用いた以外は実施例1と同一の方法にて、比較例3の偏光膜積層体を得た。
<耐光試験>
実施例1、2および比較例1~3で作製した偏光膜積層体の偏光フィルムにおけるトリアセチルセルロースフィルム面を、粘着剤を介してガラス基板に貼合した。そして、吸収軸方向の吸光度を下記の方法により測定した(耐光試験前の吸光度:A1)。その後、トリアセチルセルロースフィルム面を上にして、耐光性試験機(サンテスト XLS+;ATLAS製)へ投入し、積算光量を23070KJ/mの条件で200時間光(紫外線)照射し、取り出した後に再び、耐光試験前と同様の方法により吸光度測定を実施した(耐光試験後の吸光度:A2)。下記式(I)により吸光度保持率(%)を算出した。結果を表2に示す。
吸光度保持率(%)=A2/A1×100 (I)
<吸光度、透過率(Ty)、偏光度(Py)の測定>
吸光度は分光光度計(島津製作所株式会社製 UV-3150)に偏光子付フォルダーをセットした装置を用いてダブルビーム法で測定した。
透過率は透過軸方向の単体透過率(T)および吸収軸方向の単体透過率(T)を、同分光光度計(島津製作所株式会社製 UV-3150)に偏光子付フォルダーをセットした装置を用いて、ダブルビーム法により2nmステップ380~680nmの波長範囲で測定した。また下記式(p)ならびに(q)を用いて、各波長における単体透過率、偏光度を算出し、さらにJIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行い、視感度補正単体透過率(Ty)および視感度補正偏光度(Py)を算出した。
透過率Ty(%)=(T+T)/2 (p)
偏光度Py(%)={(T-T)/(T+T)}×100 (q)
結果を表2に示す。
Figure 2024147587000036

Claims (15)

  1. 少なくとも1つの重合性基を有する重合性液晶化合物、二色性色素および光重合開始剤を含む重合性液晶組成物であって、前記光重合開始剤が式(A1):
    Figure 2024147587000037
    [式(A1)中、
    およびCは炭素原子を表し、
    mは2~10の整数を表し、
    および*は結合手(単結合)を表し、*と*は互いに結合して環構造を形成していてもよく、
    ~Rは、それぞれ独立して、式(A1-1):
    Figure 2024147587000038
    〔式(A1-1)中、Zは、アルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基が-CH-単位を有する場合は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基が=CH-単位を有する場合は、=N-に置き換わっていてもよく、Aは、少なくとも1つの炭素原子を有する重合開始基を表し、k1は0~5の整数を表す〕
    で表される基、水素原子、アルキル基またはアルケニル基を表し、該アルキル基が有する-CH-単位は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよく、該アルケニル基が有する=CH-単位は、=N-に置き換わっていてもよく、R~Rのうちの少なくとも1つは式(A1-1)で表される基であり、前記R~Rが式(A1-1)で表される基、アルキル基またはアルケニル基である場合、該R~Rに含まれる炭素原子は、式(A1)に含まれるC、C、*および/または*と結合して環構造を形成していてもよい]
    で表される構造を含む、重合性液晶組成物。
  2. 重合性液晶化合物が式(A2):
    -V-W-(X-Y-X-W-V-U (A2)
    [式(A2)中、
    およびXは、互いに独立して、2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基を表し、ここで、該2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基及びニトロ基からなる群より選択される置換基に置換されていてもよく、該2価の芳香族基または2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子または硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、XおよびXのうち少なくとも1つは、前記置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基または前記置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基であり、
    nは1~3であり、nが2以上の場合、複数のXおよびXは、同じであっても、それぞれ異なっていてもよく、
    は、単結合または二価の連結基であり、
    は、水素原子または重合性基を表わし、
    は、重合性基を表わし、
    およびWは、互いに独立して、単結合または二価の連結基であり、
    およびVは、互いに独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-CO-、-S-または-NH-に置き換わっていてもよい。]
    で表される重合性液晶化合物を含む、請求項1に記載の重合性液晶組成物。
  3. 光重合開始剤が、重合性液晶化合物との関係において式(1)および(2)
    ≧ c (1)
    ≧ c (2)
    [式中、vは、式(A2)中のUとWとを結ぶ最短の結合における原子の数を表し、vは、式(A2)中のUとWとを結ぶ最短の結合における原子の数を表し、cは式(A1)中の-[C-C]m-を通り、*と*とを結ぶ最短の結合における原子の数を表す]
    の少なくとも一方を満たす、請求項2に記載の重合性液晶組成物。
  4. 光重合開始剤の重量平均分子量が200~1000である、請求項1~3のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
  5. 二色性色素がアゾ色素である、請求項1~4のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
  6. 重合性液晶化合物が有する重合性基がアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、請求項1~5のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
  7. 重合性液晶化合物がスメクチック液晶性を示す液晶化合物である、請求項1~6のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
  8. 重合性液晶化合物100質量部に対して1~10質量部の光重合開始剤を含む、請求項1~7のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
  9. 重合性液晶化合物が配向した状態で硬化した、請求項1~8のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物である偏光膜。
  10. X線回折測定においてブラッグピークを示す、請求項9に記載の偏光膜。
  11. 重合性液晶化合物が、偏光膜平面に対して水平方向に配向した状態で硬化した重合性液晶組成物の硬化物である、請求項9または10に記載の偏光膜。
  12. 請求項9~11のいずれかに記載の偏光膜と透明フィルムとを備えてなる偏光フィルム。
  13. 偏光膜の厚みが0.1~4μmである、請求項12に記載の偏光フィルム。
  14. 請求項9~11のいずれかに記載の偏光膜または請求項12若しくは13に記載の偏光フィルムと位相差フィルムとを備えてなる偏光板であって、前記位相差フィルムが式(X):
    100 ≦ Re(550) ≦ 180 (X)
    [式中、Re(550)は波長550nmにおける面内位相差値を表す]
    を満たし、前記位相差フィルムの遅相軸と前記偏光膜の吸収軸との成す角度が実質的に45°である、偏光板。
  15. 前記位相差フィルムが式(Y):
    Re(450nm)/Re(550nm)<1 (Y)
    [式中、Re(λ)は波長λnmの光に対する正面位相差値を表す]
    を満たす、請求項14に記載の偏光板。
JP2024104606A 2019-12-20 2024-06-28 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板 Withdrawn JP2024147587A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019230261 2019-12-20
JP2019230261 2019-12-20
JP2020203892A JP7514177B2 (ja) 2019-12-20 2020-12-09 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020203892A Division JP7514177B2 (ja) 2019-12-20 2020-12-09 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024147587A true JP2024147587A (ja) 2024-10-16

Family

ID=76541170

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020203892A Active JP7514177B2 (ja) 2019-12-20 2020-12-09 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板
JP2024104606A Withdrawn JP2024147587A (ja) 2019-12-20 2024-06-28 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020203892A Active JP7514177B2 (ja) 2019-12-20 2020-12-09 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板

Country Status (4)

Country Link
JP (2) JP7514177B2 (ja)
KR (1) KR20210080230A (ja)
CN (1) CN113150791B (ja)
TW (1) TW202132546A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118063976A (zh) * 2024-01-03 2024-05-24 中国船舶集团有限公司第七一八研究所 一类双偶氮苯类二向色性化合物及其合成方法、染料液晶组合物和用途

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5107078B2 (ja) 2007-10-16 2012-12-26 富士フイルム株式会社 バリア性積層体、バリア性フィルム基板、デバイス、およびバリア性積層体の製造方法
JP2011096320A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Nippon Kayaku Co Ltd 光ディスク用紫外線硬化型樹脂組成物、硬化物及び物品
KR102089807B1 (ko) * 2011-12-20 2020-03-16 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 편광막 형성용 조성물 및 편광막
CN106459616B (zh) * 2014-03-27 2019-08-23 科思创德国股份有限公司 涂布剂和具有增强的机械和化学耐受性和在2d-薄膜嵌入成型法中的充分可成形性的薄膜
KR20160140681A (ko) 2014-04-02 2016-12-07 도아고세이가부시키가이샤 수지 필름 또는 시트 형성용 광 경화형 조성물
JP6586276B2 (ja) * 2015-02-20 2019-10-02 住友化学株式会社 化合物およびこれを含む組成物
JP6718657B2 (ja) * 2015-02-27 2020-07-08 住友化学株式会社 組成物
KR20180037206A (ko) * 2015-09-01 2018-04-11 디아이씨 가부시끼가이샤 중합성 액정 조성물 및 그것을 사용한 광학 이방체
KR102660148B1 (ko) * 2015-10-29 2024-04-23 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 조성물 및 편광막
TWI756338B (zh) * 2018-01-12 2022-03-01 日商迪愛生股份有限公司 聚合性組成物及使用其之光學異向體
JP7172053B2 (ja) 2018-02-22 2022-11-16 大日本印刷株式会社 液晶組成物、位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法、転写用積層体、光学部材、光学部材の製造方法、及び表示装置
JP7265389B2 (ja) * 2018-03-29 2023-04-26 住友化学株式会社 組成物及び偏光膜
JP7339014B2 (ja) 2018-04-13 2023-09-05 住友化学株式会社 重合性液晶組成物
KR102792017B1 (ko) 2018-06-01 2025-04-04 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 편광 필름 및 그 제조 방법, 편광판 그리고 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN113150791A (zh) 2021-07-23
JP2021099482A (ja) 2021-07-01
CN113150791B (zh) 2024-08-20
KR20210080230A (ko) 2021-06-30
JP7514177B2 (ja) 2024-07-10
TW202132546A (zh) 2021-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7640623B2 (ja) 重合性液晶組成物、偏光膜およびその製造方法、偏光板ならびに表示装置
JP7560940B2 (ja) 液晶硬化膜形成用組成物及びその用途
JP7549452B2 (ja) 円偏光板およびそれを用いる有機el表示装置
JP7606637B2 (ja) 重合性液晶混合組成物、位相差板、楕円偏光板および有機el表示装置
JP7255975B2 (ja) 重合性液晶組成物および位相差板
JP7390101B2 (ja) 光学積層体および表示装置
JP2024147587A (ja) 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルムおよび偏光板
JP7339014B2 (ja) 重合性液晶組成物
WO2022163398A1 (ja) 重合性液晶組成物、偏光膜、偏光フィルム、円偏光板ならびに表示装置
JP2024143360A (ja) 積層体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240726

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20250219