JP6393335B2 - 光学積層体の製造方法、光学積層体、偏光板および有機el表示装置 - Google Patents
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Description
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。
光学異方性層Aを形成する組成物aと、光学異方性層Bを形成する組成物bとが、いずれもフッ素化合物を含有し、
組成物aを用いて光学異方性層Aを形成した後に、組成物bを用いて光学異方性層Bを形成する際に、組成物aおよび組成物bが、下記式(1)および(2)をいずれも満たす条件で、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bをこの順で形成する、光学積層体の製造方法。
Ea≦25.2[mN/m] ・・・(1)
Ea−Eb≧1.3[mN/m] ・・・(2)
ここで、Eaは、組成物aに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、組成物aの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいい、
同様に、Ebは、組成物bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、組成物bの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。
[2] 組成物aおよび組成物bのいずれか一方または両方が、液晶性化合物を含有する組成物である、[1]に記載の光学積層体の製造方法。
光学異方性層Aおよび光学異方性層Bが直接接しており、
光学異方性層Aおよび光学異方性層Bがいずれもフッ素化合物を含有し、
下記式(3)および(4)をいずれも満たす、光学積層体。
EA≦25.2[mN/m] ・・・(3)
EA−EB≧1.3[mN/m] ・・・(4)
ここで、EAは、光学異方性層Aに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、光学異方性層AのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいい、
同様に、EBは、光学異方性層Bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、光学異方性層BのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。
[4] [3]に記載の光学積層体と、偏光膜とを有する偏光板。
[5] [3]に記載の光学積層体、または、[4]に記載の偏光板を有する、有機EL表示装置。
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。
次に、本明細書で用いられる用語について説明する。
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、「同一方向」、及び「45°で交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。この時、許容される誤差としては、例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、具体的に厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本発明の光学積層体の製造方法(以下、「本発明の製造方法」とも略す。)は、光学異方性層Aと光学異方性層Bとを有し、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bが直接接して設けられる光学積層体を作製するための製造方法である。
本発明の製造方法においては、光学異方性層Aを形成する組成物a、および、光学異方性層Bを形成する組成物bは、いずれも後述するフッ素化合物を含有しており、また、いずれか一方または両方が後述する液晶性化合物を含有しているのが好ましい。
また、本発明の製造方法においては、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの形成は、組成物aを用いて光学異方性層Aを形成した後に、組成物bを用いて光学異方性層Bを形成して行うが、その際に、組成物aおよび組成物bが、下記式(1)および(2)をいずれも満たす条件で光学異方性層Aおよび光学異方性層Bを形成することを特徴とする。
Ea≦25.2[mN/m] ・・・(1)
Ea−Eb≧1.3[mN/m] ・・・(2)
式中、Eaは、組成物aに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、組成物aの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいい、
同様に、Ebは、組成物bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、組成物bの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。
このように光学異方性層の膜厚ムラが抑制され、光学積層体の点欠陥がなくなる理由は、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
まず、点欠陥および膜厚ムラが生じる原因に関して、従来の公知の光学積層体の製造方法では一般的に先に形成される第1光学異方性層(例えば、λ/2板など)を形成した後にラビング処理を施すが、このラビング処理の際に第1光学異方性層の表層付近に存在するフッ素化合物(例えば、配向制御剤)の凝集が起こり、この凝集物が後に形成される第2光学異方性層(例えば、λ/4板など)を形成する塗布液に移行して表面に浮上することにより、第2光学異方性層形成する塗布液表面に表面張力差が生じてしまうことが原因であると考えられる。
これに対し、上述した通り、本発明の製造方法では、先に形成される光学異方性層Aの組成物aと、後に形成される光学異方性層Bの組成物bとが、上記式(1)および(2)をいずれも満たす条件で光学異方性層AおよびBを形成することにより、上述したフッ素化合物の凝集物が光学異方性層Bを形成する塗布液の表面に浮上することを抑制し、その結果、点欠陥および膜厚ムラが抑制できたと考えられる。
以下に、本発明の製造方法で用いる組成物や各処理工程について詳述する。
光学異方性層Aを形成する組成物aは、少なくともフッ素化合物を含有しており、液晶性化合物を含有しているのが好ましく、更に、重合開始剤および溶媒などを含有しているのがより好ましい。
組成物aに含有するフッ素化合物は、フッ素元素を含有する化合物であれば特に限定されず、例えば、液晶組成物に配合する従来公知の配向制御剤や界面活性剤から適宜選択して用いることができる。
ここで、配向制御剤として用いられているフッ素化合物としては、例えば、特許文献1(国際公開第2014/073616号)の[0086]〜[0101]段落に記載の化合物(配向膜界面側垂直配向剤)や、同文献の[0102]〜[0113]段落に記載の化合物に記載の化合物(空気界面側垂直配向剤)などが挙げられ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
また、界面活性剤として用いられているフッ素化合物としては、例えば、特開2001−330725号公報の[0028]〜[0056]段落に記載の化合物や、特開2005−062673号公報の[0069]〜[0126]段落に記載の化合物などが挙げられ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
ここで、一般式(A)中、Mpはポリマーの主鎖の一部を構成する3価の基を表し、Lは単結合又は2価の連結基を表し、Xは置換もしくは無置換の芳香族縮合環官能基を表し;一般式(B)中、Mp’はポリマーの主鎖の一部を構成する3価の基を表し、L’は単結合又は2価の連結基を表し、Rfは少なくとも一つのフッ素原子を含有する置換基を表す。
ここで、このようなポリマーの重量平均分子量が、1,000,000以下であるのが好ましく、500,000以下であるのがより好ましく、10,000〜100,000であるのが更に好ましい。
ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定したポリスチレン(PS)換算値をいい、例えば、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(いずれも東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用し、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を使用したGPC分析装置により求めることができる。
一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶性化合物を用いることもできるが、棒状液晶性化合物(以下、「CLC」または「CLC化合物」とも略す。)またはディスコティック液晶性化合物(円盤状液晶性化合物)(以下、「DLC」または「DLC化合物」とも略す。)を用いるのが好ましい。2種以上の棒状液晶性化合物、2種以上の円盤状液晶性化合物、または棒状液晶性化合物と円盤状液晶性化合物との混合物を用いてもよい。上述の液晶性化合物の固定化のために、重合性基を有する棒状液晶性化合物または円盤状液晶性化合物を用いて形成することがより好ましく、液晶性化合物が1分子中に重合性基を2以上有することがさらに好ましい。液晶性化合物が二種類以上の混合物の場合には、少なくとも1種類の液晶性化合物が1分子中に2以上の重合性基を有していることが好ましい。
棒状液晶性化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報の請求項1や特開2005−289980号公報の段落[0026]〜[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶性化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報の段落[0020]〜[0067]や特開2010−244038号公報の段落[0013]〜[0108]に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
上記角度は、距離の増加と共に増加することが好ましい。
また、上記角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加及び減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。
更に、上記角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよいが、連続的に変化することが好ましい。もちろん均一に一様に傾斜した配向でもよい。
このようなハイブリッド配向状態に液晶性化合物が固定化された態様としては、例えば、捩れ配向モード液晶表示装置の光学補償フィルムとして用いる態様が挙げられ、具体的には、特開2012−3183号公報の段落[0123]〜[0126]に記載のものを好ましく用いることができるが、本発明はこれらに限定されない。
ここで、λ/4板(λ/4機能を有する板)とは、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。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レターデーション値がλ/4(または、この奇数倍)を示す板である。
このとき、棒状液晶性化合物を用いる場合には、棒状液晶性化合物を水平配向した状態で固定化するのが好ましく、ディスコティック液晶性化合物を用いる場合には、ディスコティック液晶性化合物を垂直配向した状態で固定化するのが好ましい。なお、本発明において、「棒状液晶性化合物が水平配向」とは、棒状液晶性化合物のダイレクタと層面が平行であることを言い、「ディスコティック液晶性化合物が垂直配向」とは、ディスコティック液晶性化合物の円盤面と層面が垂直であることを言う。厳密に水平、垂直であることを要求するものではなく、それぞれ正確な角度から±20°の範囲であることを意味するものとする。±5°以内であることが好ましく、±3°以内であることがより好ましく、±2°以内であることがさらに好ましく、±1°以内であることが最も好ましい。
液晶組成物は、上述した液晶性化合物の配向状態を維持して固定する観点から、重合開始剤を用いて液晶性化合物を重合させることが好ましい。
使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。例えば、光重合開始剤としては、α−カルボニル化合物、アシロインエーテル、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ、アクリジンおよびフェナジン化合物およびオキサジアゾール化合物が含まれる。
重合開始剤の使用量は、組成物aの全固形分に対して、0.01質量%〜20質量%であることが好ましく、0.5質量%〜5質量%であることが更に好ましい。
組成物aは、溶媒が含まれていてもよく、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、具体的には、アミド(例えば、N,N−ジメチルホルムアミドなど)、スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジンなど)、炭化水素(例えば、ベンゼン、ヘキサンなど)、アルキルハライド(例えば、クロロホルム、ジクロロメタンなど)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど)、エーテル(例えば、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなど)が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、アルキルハライドおよびケトンが好ましい。
本発明においては、上述したフッ素化合物や任意の液晶性化合物などと共に、可塑剤等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることができる。
光学異方性層Bを形成する組成物bは、少なくともフッ素化合物を含有しており、液晶性化合物を含有しているのが好ましく、更に、重合開始剤および溶媒などを含有しているのがより好ましい。
ここで、組成物bに含まれるフッ素化合物や任意の液晶性化合物、重合開始剤、溶媒などについては、上述した組成物aにおいて説明したものと同様のものを用いることができる。
組成物bに含有するフッ素化合物は、上述したように、組成物aに含有するフッ素化合物と同様のものを用いることができるが、組成物b中におけるフッ素化合物の含有量(フッ素化合物を2種以上併用する場合は合計の含有量)は、上記式(2)を満たすことが容易となり、点欠陥の発生をより確実に抑制できる理由から、組成物bの全固形分に対して、0.1〜10質量%であるのが好ましく、0.3〜5質量%であるのがより好ましく、0.5〜3質量%であるのが更に好ましい。
また、同様の理由から、組成物bに含有するフッ素化合物は、好適例であるフルオロ脂肪族基含有モノマーより誘導される構成単位を少なくとも含むポリマーのうちでも、この構成単位を50質量%以上含有する単独重合体または共重合体を用いるのが好ましい。
本発明の製造方法は、上述したように、組成物aおよび組成物bが、下記式(1)および(2)をいずれも満たす条件で光学異方性層Aおよび光学異方性層Bをこの順で形成することを特徴とする。
Ea≦25.2[mN/m] ・・・(1)
Ea−Eb≧1.3[mN/m] ・・・(2)
ここで、「・・・混合溶媒に、組成物aの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液」とは、例えば、X=10gとした時に、組成物aの固形分10g中に、フッ素化合物1gおよび液晶性化合物9gが含まれている場合には、上記混合溶媒9gにフッ素化合物1gを溶解させた10gの溶液をいう。
同様に、上記式(2)中、Ebは、組成物bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、組成物bの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。
ここで、「・・・混合溶媒に、組成物bの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液」とは、例えば、X=10gとした時に、組成物bの固形分10g中に、フッ素化合物1gおよび液晶性化合物9gが含まれている場合には、上記混合溶媒9gにフッ素化合物1gを溶解させた10gの溶液をいう。
Ea≦24.7[mN/m] ・・・(1a)
本発明の製造方法は、上述した組成物aおよび組成物bを用い、上記式(1)および(2)をいずれも満たす条件で光学異方性層Aおよび光学異方性層Bをこの順で形成方法であれば、塗布方法や配向処理などの各処理工程は特に限定されない。
このような処理工程としては、例えば、下記工程(1)〜(6)に示す工程が挙げられる。なお、下記工程(1)〜(6)における塗布、加熱処理、硬化処理、ラビングなどの条件については、特許文献1(国際公開第2014/073616号)の[0129]〜[0136]段落に記載された位相差板の製造方法における各工程を適宜採用することができる。
工程(1):透明支持体上に配向膜を設ける。
工程(2):配向膜上に、フッ素化合物および液晶性化合物A(例えば、ディスコティック液晶性化合物)を含有する塗布液aを塗布して、必要により加熱処理を行い、液晶性化合物Aを配向させる工程
工程(3):液晶性化合物Aに対して、硬化処理を施し、光学異方性層Aを形成する工程
工程(4):光学異方性層A上をラビングする。
工程(5):ラビングした光学異方性層A上に、フッ素化合物および液晶性化合物B(例えば、棒状液晶性化合物)を含有する組成物bを塗布して、必要に応じて加熱処理を行い、液晶性化合物Bを配向させる工程
工程(6):液晶性化合物Bに対して、硬化処理を施し、光学異方性層Bを形成する工程
本発明の光学積層体は、透明支持体と、光学異方性層Aと光学異方性層Bとをこの順に有する光学積層体であって、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bが直接接して設けられる光学積層体である。
本発明の光学積層体においては、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bがいずれもフッ素化合物を含有し、また、いずれか一方または両方が後述する液晶性化合物を含有しているのが好ましい。
また、本発明の光学積層体においては、下記式(3)および(4)をいずれも満たすことを特徴とする。
EA≦25.2[mN/m] ・・・(3)
EA−EB≧1.3[mN/m] ・・・(4)
式中、EAは、光学異方性層Aに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、光学異方性層AのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいい、
同様に、EBは、光学異方性層Bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、光学異方性層BのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。
また、EAの説明における「・・・混合溶媒に、光学異方性層AのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液」とは、例えば、Y=10gとした時に、光学異方性層Aの10g中に、フッ素化合物1gおよび固定ないし重合後の液晶性化合物9gが含まれている場合には、上記混合溶媒9gにフッ素化合物1gを溶解させた10gの溶液をいう。
同様に、EBの説明における「・・・混合溶媒に、光学異方性層BのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液」とは、例えば、Y=10gとした時に、光学異方性層Bの10g中に、フッ素化合物1gおよび固定ないし重合後の液晶性化合物9gが含まれている場合には、上記混合溶媒9gにフッ素化合物1gを溶解させた10gの溶液をいう。
このように光学異方性層の膜厚ムラが抑制され、光学積層体の点欠陥がなくなる理由は、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
すなわち、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bが、上記式(3)および(4)をいずれも満たすことにより、上述した本発明の製造方法と同様、光学異方性層A中のフッ素化合物の凝集物が光学異方性層Bを形成する塗布液の表面に浮上することを抑制し、その結果、点欠陥および膜厚ムラが抑制できたと考えられる。
図1に示す光学積層体10は、透明支持体12と、光学異方性層(A)14と、光学異方性層(B)16とをこの順に有する。
以下に、本発明の光学積層体を構成する各層について詳述する。
本発明の光学積層体が有する透明支持体は、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bを支持する基材である。
ここで、透明支持体を形成する材料や添加剤、透明支持体の厚みなどについては、特許文献1(国際公開第2014/073616号)の[0020]〜[0023]段落に記載された材料などが挙げられ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
本発明の光学積層体が有する光学異方性層Aは、少なくともフッ素化合物を含有する光学異方性層であれば特に限定されず、液晶性化合物を含有する組成物から形成される光学異方性層であるのが好ましく、上述した本発明の製造方法で記載した組成物aで形成される光学異方性層であるのがより好ましい。
本発明の光学積層体は、光学異方性層Aおよび後述する光学異方性層Bを有しているため、上述したように、例えば、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板として機能させるのが好ましい。なお、広帯域λ/4板中において、λ/4板の面内遅相軸とλ/2板の面内遅相軸とのなす角度は60°であることが好ましい。
また、λ/4板の形成方法は特に制限されず、公知の方法が採用でき、例えば、特開2004−238431号公報の[0097]段落に記載された広帯域λ/4板の製造方法や、特許文献1(国際公開第2014/073616号)の[0129]〜[0136]段落に記載された位相差板の製造方法などが挙げられる。
本発明の光学積層体が有する光学異方性層Bは、少なくともフッ素化合物を含有する光学異方性層であれば特に限定されず、液晶性化合物を含有する組成物から形成される光学異方性層であるのが好ましく、上述した本発明の製造方法で記載した組成物bで形成される光学異方性層であるのがより好ましい。
本発明の光学積層体は、上述した透明支持体と光学異方性層Aとの間に、配向膜を形成してもよい。
配向膜の厚さは、酸素透過度の観点からは薄い方が好ましいが、光学異方性層形成のための配向能の付与、および、支持体の表面凹凸を緩和して均一な膜厚の光学異方性層を形成するという観点からはある程度の厚みが必要となる。具体的には、配向膜の厚さは、0.01〜10μmであることが好ましく、0.01〜1μmであることがより好ましく、0.01〜0.5μmであることがさらに好ましい。
本発明の偏光板は、上述した本発明の光学積層体と、偏光膜とを有する偏光板である。
上記構成を有する本発明の偏光板は、上述した本発明の光学積層体がλ/4板として機能する態様(例えば、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板)では円偏光板として機能する。
このような態様においては、本発明の偏光板(円偏光板)は、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel:PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(Electroluminescence Display:ELD)や陰極管表示装置(Cathode Ray Tube:CRT)のような画像表示装置の反射防止用途に好適に用いられ、表示光のコントラスト比を向上させることができる。
例えば、有機EL表示装置の光取り出し面側に本発明の円偏光板を用いた態様が挙げられる。この場合、外光は偏光膜によって直線偏光となり、次に位相差板を通過することで、円偏光となる。これが金属電極にて反射された際に円偏光状態が反転し、再び位相差板を通過した際に、入射時から90°傾いた直線偏光となり、偏光膜に到達して吸収される。結果として、外光の影響を抑制することができる。
図2(A)に示す偏光板100は、光学積層体10と、偏光膜20とを有する。
また、図2(B)に示すように、偏光板110は、光学積層体10および偏光膜20とともに、保護膜22とを有していてもよい。
更に、図2(C)に示すように、偏光板120は、位相差板10と、偏光膜20と、保護膜22と、機能層24とを有する。機能層24としては、反射防止層、防眩層、およびハードコート層からなる群から選択される少なくとも1つが挙げられる。これらは公知の層材料が使用される。なお、これらの層は、複数層が積層してもよい。
以下に、本発明の位相差板を構成する各層のうち、上述した本発明の光学積層体以外について詳述する。
本発明の偏光板が有する偏光膜(偏光子層)は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であればよく、吸収型偏光子を利用することができる。
偏光膜の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光膜を利用することができ、例えば、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を利用した染料系偏光膜、およびポリエン系偏光膜のいずれも用いることができる。ヨウ素系偏光膜、および染料系偏光膜は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
なお、偏光膜は、その両面に保護フィルムが貼合された偏光板として用いられることが一般的である。
本発明の偏光板が有していてもよい保護膜は、特に限定されず、通常用いるポリマーフィルムを用いることができる。
ポリマーフィルムを構成するポリマーとしては、具体的には、例えば、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、ラクトン環含有重合体等のアクリル酸エステル重合体を有するアクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;、塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;またはこれらのポリマーを混合したポリマーが挙げられる。
本発明の偏光板が有していてもよい機能層としては、上述した通り、例えば、反射防止層、防眩層、およびハードコート層からなる群から選択される少なくとも1つが挙げられる。これらは公知の層材料が使用される。なお、これらの層は、複数層が積層してもよい。
例えば、反射防止層は、最も単純な構成では、フィルムの最表面に低屈折率層のみを塗設した構成である。更に反射率を低下させるには、屈折率の高い高屈折率層と、屈折率の低い低屈折率層を組み合わせて反射防止層を構成することが好ましい。構成例としては、下側から順に、高屈折率層/低屈折率層の2層のものや、屈折率の異なる3層を、中屈折率層(下層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層)/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層上に、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の順に有することが好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、特開平8−110401号公報、特開平10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。また、膜厚変動に対するロバスト性に優れる3層構成の反射防止フィルムは特開2008−262187号公報記載されている。上記3層構成の反射防止フィルムは、画像表示装置の表面に設置した場合、反射率の平均値を0.5%以下とすることができ、映り込みを著しく低減することができ、立体感に優れる画像を得ることができる。また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層、帯電防止性のハードコート層、防眩性のハードコート層としたもの(例、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報、特開2007−264113号公報等)等が挙げられる。
本発明の有機EL表示装置は、上述した本発明の光学積層体または本発明の偏光板を有する有機EL表示装置である。
図3(A)に示す有機EL表示装置は、少なくとも、有機ELパネル26と、光学積層体10と、偏光膜20とを有する。
また、図3(B)に示すように、有機EL表示装置210は、偏光膜20上にさらに保護膜22を有していてもよく、図3(C)に示すように、有機EL表示装置220は、偏光膜20上に保護膜22および機能層24を有していてもよい。
<透明支持体Aの作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液Aを調製した。
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セルロースアシレート溶液Aの組成
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置換度2.86のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール 11質量部
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添加剤溶液Bの組成
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下記化合物B1(Re低下剤) 40質量部
下記化合物B2(波長分散制御剤) 4質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 80質量部
メタノール(第2溶媒) 20質量部
──────────────────────────────────
透明支持体Aは紫外線吸収剤を含有しておらず、Re(550)は0nmであり、Rth(550)は12.3nmであった。
セルロースアセテート透明支持体Aを、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱し、(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアセテート透明支持体Aを作製した。
アルカリ溶液の組成(質量部)
──────────────────────────────────
水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤
SF−1:C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
──────────────────────────────────
上記作製した透明支持体Aの鹸化処理を施した面に、下記の組成の配向膜形成用塗布液を#8のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、配向膜を形成した。
──────────────────────────────────
配向膜形成用塗布液の組成
──────────────────────────────────
配向膜用ポリマー材料 4.0質量部
(PVA103、クラレ(株)製ポリビニルアルコール)
メタノール 36質量部
水 60質量部
──────────────────────────────────
上記作製した配向膜表面に、透明支持体Aの長手方向に対し右手15°の方向に連続的にラビング処理を施した。ラビング処理面上に下記の光学異方性層用塗布液(組成物a)を、ギーサー塗布機を用いて塗布した。次いで、膜面温度128℃で40秒間加熱熟成した後、90℃まで冷却し空気下にて20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射量300mJ/cm2となるよう照射して、その配向状態を固定化することにより光学異方性層Aを形成した。形成された光学異方性層Aは、ラビング方向に対し遅相軸方向が直交にディスコティック液晶が垂直配向していた。光学異方性層Aの波長450nm、550nmおよび650nmのレターデーション値は、以下の通りであった。なお、光学異方性層Aの厚みは1.8μmであった。
Re450A:262nm
Re550A:240nm
Re650A:230nm
Re450A/Re650A:1.14
光学異方性層用塗布液(組成物a)の組成
──────────────────────────────────
下記ディスコティック液晶E−1 80質量部
下記ディスコティック液晶E−2 20質量部
下記配向膜界面配向剤1 0.55質量部
下記配向膜界面配向剤2 0.05質量部
下記フッ素化合物FP−1 0.21質量部
下記変性トリメチロールプロパントリアクリレート 5質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
下記層間配向剤 1.2質量部
メチルエチルケトン 200質量部
──────────────────────────────────
上記光学異方性層Aの表面を、透明支持体Aの長手方向に対し左手15°の方向に連続的にラビング処理を施した。ラビング処理面上に下記の光学異方性層用塗布液(組成物b)を、バーコーターを用いて塗布した。次いで、膜面温度40℃で80秒間加熱熟成し、空気下にて20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射して、その配向状態を固定化することにより光学異方性層Bを形成し、光学積層体を作製した。形成された光学異方性層Bは、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行に棒状液晶が水平配向していた。光学異方性層Bの波長450nm、550nmおよび650nmのレターデーション値は、以下の通りであった。なお、光学異方性層Bの厚みは1.0μmであった。
Re450B:141nm
Re550B:125nm
Re650B:120nm
Re450B/Re650B:1.18
光学異方性層用塗布液(組成物b)の組成
──────────────────────────────────
下記棒状液晶性化合物1 70質量部
下記棒状液晶性化合物2 30質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
下記フッ素化合物FP−1 1.0質量部
下記フッ素化合物FP−2 0.5質量部
メチルエチルケトン 400質量部
──────────────────────────────────
組成物aにおいて、上記フッ素化合物FP−1に代えて下記フッ素化合物FP−3を用い、組成物bにおいて、上記フッ素化合物FP−2の添加量を下記表1に示す添加量に変更した以外は、実施例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
組成物aにおいて、上記フッ素化合物FP−1に代えて上記フッ素化合物FP−2を用い、組成物bにおいて、上記フッ素化合物FP−1および上記フッ素化合物FP−2に代えて下記フッ素化合物FP−4を下記表1に示す添加量で配合した以外は、実施例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
以下に示す組成物aを用いて光学異方性層Aを形成した以外は、実施例2と同様の方法で光学積層体を作製した。
──────────────────────────────────
光学異方性層用塗布液(組成物a)の組成
──────────────────────────────────
上記棒状液晶性化合物1 70質量部
上記棒状液晶性化合物2 30質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
上記フッ素化合物FP−3 0.21質量部
メチルエチルケトン 200質量部
──────────────────────────────────
以下に示す組成物aを用いて光学異方性層Aを形成した以外は、実施例5と同様の方法で光学積層体を作製した。
──────────────────────────────────
光学異方性層用塗布液(組成物a)の組成
──────────────────────────────────
上記棒状液晶性化合物1 70質量部
上記棒状液晶性化合物2 30質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
上記フッ素化合物FP−2 0.21質量部
メチルエチルケトン 200質量部
──────────────────────────────────
組成物bにおいて、上記フッ素化合物FP−2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を作製した。
組成物aにおいて、上記フッ素化合物FP−3を配合しなかった以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
組成物bにおいて、上記フッ素化合物FP−1を配合しなかった以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
組成物aにおいて、上記フッ素化合物FP−3に代えて下記フッ素化合物FP−5を用いた以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
組成物bにおいて、更に上記フッ素化合物FP−2を下記表1に示す添加量で配合した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
組成物aにおいて、上記フッ素化合物FP−3に代えて上記フッ素化合物FP−2を用い、組成物bにおいて、上記フッ素化合物FP−2を下記表1に示す添加量で配合した以外は、比較例5と同様の方法で光学積層体を作製した。
組成物aにおいて、上記フッ素化合物FP−3に代えて上記フッ素化合物FP−1を用い、組成物bにおいて、上記フッ素化合物FP−2を下記表1に示す添加量で配合した以外は、比較例5と同様の方法で光学積層体を作製した。
実施例および比較例で使用した組成物aおよび組成物bについて、上記式(1)および(2)で規定する表面張力EaおよびEbを上述した方法で測定し、これらの値とこれらの値の差を下記表1に示す。
なお、実施例および比較例で作製した光学積層体から、上記式(3)および(4)で規定する表面張力EAおよびEBを上述した方法で測定したところ、これらの値は、それぞれ表面張力EaおよびEbと同じであることが確認できた。
(1)未実装形態
作製した光学積層体をシャーカステン上に載せ、膜厚ムラを目視にて確認した。
(2)実装形態
片面だけがトリアセチルセルロース(厚さ25μm)で保護された厚さ20μmの偏光子を有す偏光板を用いて、この偏光板の保護されていない面(延伸したポリビニルアルコールよりなる偏光膜)と上記作製した光学積層体の透明支持体側を光学的に等方性の接着剤によって貼り合わせ、円偏光板を作製した。
次いで、有機ELパネル搭載のGALAXY S4(SAMSUNG社製)を分解し、円偏光板を剥離して、上記円偏光板を空気が入らないようにして貼合し、表示装置を作製した。作製した有機EL表示装置について、照度200ルクスの明室内にて、膜厚ムラを目視にて確認した。
(3)評価基準
以下の基準に従って膜厚ムラを評価した。結果を下記表1に示す。
A:シャーカステン上および実装形態のいずれでもムラが視認されない。
B:シャーカステン上でわずかにムラが視認されるが、実装形態ではムラが視認されない。
C:シャーカステン上および実装形態のいずれでもムラが視認される。
作製した光学積層体をクロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に置き、シャーカステン上において一部領域(10cm×10cm)を目視により確認し、点欠陥の数を調べた。結果を下記表1に示す。
また、組成物aおよび組成物bが上記式(1)を満たしていない比較例2および4の光学積層体は、点欠陥の発生は減少することが分かったが、膜厚ムラが抑制できないことが分かった。
これに対し、組成物aおよび組成物bが上記式(1)および(2)を満たす実施例1〜8の光学積層体は、膜厚ムラが抑制され、点欠陥がないことが分かった。中でも、組成物aが上記式(1a)を満たす場合、すなわち、表面張力Eaが24.7mN/m以下である場合、光学異方性層の膜厚ムラがより抑制されることが分かった(実施例2〜8)。
12 透明支持体
14 光学異方性層A
16 光学異方性層B
20 偏光膜
22 保護膜
24 機能膜
26 表示ELパネル
100,110,120 偏光板
200,210,220 有機EL表示装置
Claims (5)
- 光学異方性層Aと光学異方性層Bとを有し、前記光学異方性層Aおよび前記光学異方性層Bが直接接して設けられる光学積層体を作製する光学積層体の製造方法であって、
前記光学異方性層Aを形成する組成物aと、前記光学異方性層Bを形成する組成物bとが、いずれもフッ素化合物を含有し、
前記組成物aを用いて前記光学異方性層Aを形成した後に、前記組成物bを用いて前記光学異方性層Bを形成する際に、前記組成物aおよび前記組成物bが、下記式(1)および(2)をいずれも満たす条件で、前記光学異方性層Aおよび前記光学異方性層Bをこの順で形成する、光学積層体の製造方法。
23.4≦Ea≦25.2[mN/m] ・・・(1)
Ea−Eb≧1.3[mN/m] ・・・(2)
ここで、Eaは、前記組成物aに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、前記組成物aの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいい、
同様に、Ebは、前記組成物bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、前記組成物bの固形分Xg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をXgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。 - 前記組成物aおよび前記組成物bのいずれか一方または両方が、液晶性化合物を含有する組成物である、請求項1に記載の光学積層体の製造方法。
- 透明支持体と、光学異方性層Aと光学異方性層Bとをこの順に有する光学積層体であって、
前記光学異方性層Aおよび前記光学異方性層Bが直接接しており、
前記光学異方性層Aおよび前記光学異方性層Bがいずれもフッ素化合物を含有し、
下記式(3)および(4)をいずれも満たす、光学積層体。
23.4≦EA≦25.2[mN/m] ・・・(3)
EA−EB≧1.3[mN/m] ・・・(4)
ここで、EAは、前記光学異方性層Aに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、前記光学異方性層AのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいい、
同様に、EBは、前記光学異方性層Bに含まれるフッ素化合物を、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比が1:4となる混合溶媒に、前記光学異方性層BのYg中に含まれる量と同量となるように溶解させ、総量をYgとした溶液を温度25℃、相対湿度60%の環境下にて測定した表面張力をいう。 - 請求項3に記載の光学積層体と、偏光膜とを有する偏光板。
- 請求項3に記載の光学積層体、または、請求項4に記載の偏光板を有する、有機EL表示装置。
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