JP6479824B2 - 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から形成されたものであり、
光学異方性層Aにおける光学異方性層Bに接する側の表面の表面エネルギーAが、30〜40mN/mであり、
光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接する側の表面の表面エネルギーB1が、35mN/m以上であり、
光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接する側とは反対側の表面の表面エネルギーB2が、25mN/m以下である、光学積層体。
[2] 更に透明支持体を有し、透明支持体、光学異方性層A、および、光学異方性層Bをこの順に有する[1]に記載の光学積層体。
[3] 光学異方性層Bが、液晶性化合物を含有する組成物から形成されたものである、[2]に記載の光学積層体。
[4] 光学異方性層Bが、液晶性化合物を含有する組成物から形成されたものであり、
液晶性化合物が、重合性基を有しており、
組成物が、液晶性化合物の重合性基と同じ重合性基を有する非液晶性モノマーを含有する、[2]に記載の光学積層体。
[5] 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、[4]に記載の光学積層体。
[6] 光学異方性層Bにおける表面エネルギーB1と表面エネルギーB2との差が、17mN/m以上である、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載の光学積層体と、偏光膜とを有する偏光板。
[8] [1]〜[6]のいずれかに記載の光学積層体、または、[7]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は、光学異方性層Aと光学異方性層Bとを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が直接接しており、光学異方性層Aおよび光学異方性層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から形成されたものである。
また、本発明の光学積層体は、光学異方性層Aにおける光学異方性層Bに接する側の表面(以下、「ZA表面」ともいう。)の表面エネルギーAが30〜40mN/mであり、かつ、光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接する側の表面(以下、「ZB裏面」ともいう。)の表面エネルギーB1が35mN/m以上である。
更に、本発明の光学積層体は、光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接する側とは反対側の表面(以下、「ZB表面」ともいう。)の表面エネルギーB2が25mN/m以下である。
このように光学異方性層の形成時のハジキおよび膜厚ムラが抑制される理由は、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。
従来、光学積層体として、例えば、液晶層を積層する際に上層のハジキを抑制するためには、上層(塗布する層)の表面張力を下げる、または、下層(塗布される層)の表面エネルギーを高くすればよいと考えられていた。
これに対し、上述した通り、本発明では、ZB表面の表面エネルギーB2を低くするとともに、界面の表面エネルギー、すなわち、ZB裏面の表面エネルギーB1およびZA表面の表面エネルギーA1を所定の範囲に高く保つことで、ハジキが抑制されることを見出している。
すなわち、ZB裏面およびZA表面の界面の表面エネルギーが高く、この界面付近への添加剤(例えば、配向制御剤、界面活性剤など)の偏在が抑制されたため、ハジキおよび膜厚ムラが抑制されたと考えられる。
図1に示す光学積層体10は、互いに直接接する光学異方性層(A)14と光学異方性層(B)16とを有する。
また、図1に示すように、光学積層体10は、透明支持体12を有していてもよく、図1に示すように、透明支持体12と、光学異方性層(A)14と、光学異方性層(B)16とをこの順に有しているのが好ましい。
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光学異方性層AおよびBは、互いに直接接しており、かつ、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(以下、「液晶組成物」ともいう。)から形成されたものである。
ここで、液晶組成物については後述する通りであるが、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bのいずれか一方(例えば、光学異方性層B)のみが液晶組成物で形成される場合は、液晶組成物以外で形成される光学異方性層としては、後述する透明支持体を形成する材料を適宜選択して形成することができる。
本発明の光学積層体は、光学異方性層Aにおける光学異方性層Bに接する側の表面(ZA表面)の表面エネルギーAが、30〜40mN/mであり、31〜38mN/mであるのが好ましく、32〜35mN/mであるのがより好ましい。
また、光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接する側の表面(ZB裏面)の表面エネルギーB1が、35mN/m以上であり、35〜42mN/mであるのが好ましく、36〜41mN/mであるのがより好ましい。
また、光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接する側とは反対側の表面(ZB表面)の表面エネルギーB2が、25mN/m以下であり、17〜25mN/mであるのが好ましく、17〜23mN/mであるのがより好ましい。
1+cosθH2O=2√γsd(√γH2O d/γH2O v)+2√γsh(√γH 2O h/γH2O v) ・・・ (A)
1+cosθCH2I2=2√γsd(√γCH2I2 d/γCH2I2 v)+2√γsh(√γCH2I2 h/γCH2I2 v) ・・・(B)
(ただし、γH2O d=21.8、γH2O h=51.0、γH2O v=72.8、γC H2I2 d=49.5、γCH2I2 h=1.3、γCH2I2 v=50.8とする。)
(a)光学積層体の断面に、カッターを用いて光学異方性層の層間(界面)に切れ目を入れ、剥離させる始点(きっかけ)を形成した後に、きっかけを形成した光学異方性層の空気界面側から粘着剤(SK−2057、綜研化学株式会社製)を貼り、剥離する。
(b)上記(a)の方法で光学異方性層を剥離できない場合、切れ目を入れた光学積層体を85℃、相対湿度85%の環境下に15日以上入れ、その後、上記(a)と同様の方法で剥離する。
本発明においては、上述した表面エネルギーを調整しやすく、光学異方性層の形成時のハジキがより抑制される理由から、光学異方性層AおよびBのうち、少なくとも後に形成する光学異方性層が液晶組成物で形成されたものであるのが好ましく、光学異方性層Bが液晶組成物で形成されたものであるのがより好ましく、光学異方性層AおよびBのいずれもが液晶組成物で形成されたものであるのが更に好ましい。
このような液晶組成物としては、具体的には、例えば、後述する液晶性化合物、配向制御剤、非液晶性モノマー、溶媒などを含有する液晶組成物を用いることができる。
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。
また、重合性基は、活性光線や電子線、熱などによって重合や架橋反応を起こしうる重合性基であれば特に限定されないが、例えば、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基が挙げられ、具体的には、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリロイルオキシ基であるのが好ましい。なお、「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基を包括的に表現する記載であり、後述する「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを包括的に表現する記載である。
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。
そして、本発明の光学積層体は、光学異方性層AおよびBを有しているため、λ/4板としては、例えば、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。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。
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。
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。
液晶組成物は、上述した液晶性化合物を水平配向、垂直配向状態とするために、水平配向、垂直配向を促進する配向制御剤を含有するのが好ましい。
配向膜界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(配向膜界面側垂直配向剤)としては、ピリジニウム誘導体が好適に用いられる。
空気界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(空気界面側垂直配向剤)としては、この化合物が空気界面側に偏在するのを促進する、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}およびそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含む化合物が好適に用いられる。
これらの配向制御剤としては、公知の化合物が適宜使用されるが、例えば、配向膜界面側垂直配向剤としては、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が挙げられ、空気界面側垂直配向剤としては特許文献1(国際公開第2014/073616号)の[0102]〜[0113]段落に記載の化合物が挙げられ、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。
また、このようなポリマーを用いる場合、フルオロ脂肪族基含有モノマーより誘導される繰り返し単位(好ましくは、一般式(B)で表される構成単位)の含有率としては、5〜90質量%が好ましく、40〜80質量%がより好ましい。
液晶組成物は、形成する光学異方性層の表面エネルギーを調整しやすくする観点から、非液晶性モノマーを含有しているのが好ましく、上述した液晶性化合物が重合性基を有している場合は、この重合性基と同じ重合性基を有する非液晶性モノマーを含有するのがより好ましい。
ここで、重合性基は、上述した液晶性化合物において説明したものが挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイルオキシ基であるのが好ましい。
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、液晶組成物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。
液晶組成物は、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、上述した液晶性化合物などと共に、可塑剤、界面活性剤等を併用して、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。
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報明細書中の段落番号[0028]〜[0056]記載の化合物、特開2005−062673号公報明細書中の段落番号[0069]〜[0126]記載の化合物が挙げられる。
本発明の光学積層体は、上述した光学異方性層Aおよび光学異方性層Bを支持する透明支持体を有していてもよい。なお、透明支持体を有する場合、本発明の光学積層体は、図1に示すように、透明支持体、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bをこの順に有するのが好ましい。
透明支持体として用いることのできるポリマーとしては、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。
また、透明支持体は複数枚の積層からなっていてもよい。
また、透明支持体とその上に設けられる層(例えば、上述した光学異方性層Aや後述する偏光膜など)との接着を改善するため、透明支持体に表面処理(例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施してもよい。
また、透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与したり、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止したりするために、平均粒径が10〜100nm程度の無機粒子を固形分重量比で5%〜40%混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。
透明支持体には、種々の添加剤(例えば、光学的異方性調整剤、波長分散調整剤、微粒子、可塑剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、剥離剤、など)を加えることができる。また、透明支持体がセルロースアシレートフィルムである場合、その添加する時期はドープ作製工程(セルロースアシレート溶液の作製工程)における何れでもよいが、ドープ作製工程の最後に添加剤を添加し調製する工程を行ってもよい。
本発明の光学積層体は、上述した透明支持体を有する場合、透明支持体と光学異方性層との間に、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。
光学積層体の作製方法は特に限定されず、例えば、上述した光学異方性層Aおよび光学異方性層Bにおける各表面エネルギーを満たすように上述した液晶性化合物や配向制御剤等を適宜選択した上で、一方の光学異方性層(例えば、光学異方性層A)を形成した後に、この光学異方性層の上に他方の光学異方性層(例えば、光学異方性層B)を直接形成することにより作製することができる。
具体的には、例えば、本発明の光学積層体が、後述する透明支持体、光学異方性層A、および、光学異方性層Bをこの順に有する場合は、下記工程(1)〜(6)により作製することができる。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、λ/4板の形成方法として上記で例示した特許文献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、液晶性化合物A(例えば、ディスコティック液晶性化合物)を含有する液晶組成物を塗布して、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、他の液晶性化合物B(例えば、棒状液晶性化合物)を含有する液晶組成物を塗布して、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。
(1)セルロースアシレートフィルムの作製
(セルロースエステル溶液A−1の調製)
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、セルロースエステル溶液A−1を調製した。
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・セルロースアセテート(アセチル化度2.86) 100質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 320質量部
・メタノール(第2溶媒) 83質量部
・1−ブタノール(第3溶媒) 3質量部
・トリフェニルフォスフェート 7.6質量部
・ビフェニルジフェニルフォスフェート 3.8質量部
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下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤分散液B−1を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・シリカ粒子分散液(平均粒径16nm)
"AEROSIL R972"、日本アエロジル(株)製 10.0質量部
・メチレンクロライド 72.8質量部
・メタノール 3.9質量部
・ブタノール 0.5質量部
・セルロースエステル溶液A−1 10.3質量部
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下記の組成物を別の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、紫外線吸収剤溶液C−1を調製した。
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・紫外線吸収剤(下記UV−1) 10.0質量部
・紫外線吸収剤(下記UV−2) 10.0質量部
・メチレンクロライド 55.7質量部
・メタノール 10質量部
・ブタノール 1.3質量部
・セルロースエステル溶液A−1 12.9質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート溶液A−1を94.6質量部、マット剤分散液B−1を1.3質量部とした混合物に、セルロースアシレート100質量部当たり、紫外線吸収剤(UV−1)および紫外線吸収剤(UV−2)がそれぞれ1.0質量部となるように、紫外線吸収剤溶液C−1を加え、加熱しながら充分に攪拌して各成分を溶解し、ドープを調製した。得られたドープを30℃に加温し、流延ギーサーを通して直径3mのドラムである鏡面ステンレス支持体上に流延した。支持体の表面温度は−5℃に設定し、塗布幅は1470mmとした。流延したドープ膜をドラム上で34℃の乾燥風を150m3/分で当てることにより乾燥させ、残留溶剤が150%の状態でドラムより剥離した。剥離の際、搬送方向(長手方向)に15%の延伸を行った。その後、フィルムの幅方向(流延方向に対して直交する方向)の両端をピンテンター(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンター)で把持しながら搬送し、幅手方向には延伸処理を行わなかった。さらに、熱処理装置のロール間を搬送することによりさらに乾燥し、セルロースアシレートフィルム(T1)を製造した。作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム(T1)の残留溶剤量は0.2%で、厚みは60μmで、550nmにおけるReとRthはそれぞれ0.8nm、40nmであった。
(アルカリ鹸化処理)
前述のセルロースアシレートフィルム(T1)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、フィルムのバンド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℃に加熱した(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シレートフィルムを作製した。
──────────────────────────────────
・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
──────────────────────────────────
セルロースアシレートフィルム(T1)のアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液(A)を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。使用した変性ポリビニルアルコールの鹸化度は96.8%であった。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
・水 308質量部
・メタノール 70質量部
・イソプロパノール 29質量部
・光重合開始剤(イルガキュアー2959、チバ・ジャパン製)
0.8質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度が75°(時計回り)とした(フィルム長手方向を90°とすると、ラビングローラーの回転軸は15°)。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記のディスコティック液晶性化合物(A) 80質量部
・下記のディスコティック液晶性化合物(B) 20質量部
・エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 10質量部
・光重合開始剤(イルガキュアー907、チバ・ジャパン社製) 3質量部
・下記のピリジニウム塩(A) 0.9質量部
・下記のボロン酸含有化合物 0.08質量部
・下記のポリマー(A) 0.6質量部
・下記のフッ素系ポリマー(FP1)〔配向制御剤〕 0.3質量部
・メチルエチルケトン 183質量部
・シクロヘキサノン 40質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した光学異方性層Aに連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度が−75°(反時計回り)とした(フィルム長手方向を90°とすると、ラビングローラーの回転軸は165°)。
なお、下記光学異方性層塗布液(B)で用いる下記フッ素系ポリマー(FP2)の繰り返し単位aおよびbの合計量に対する繰り返し単位a(Fパート)の比率については、下記表1に示す通りである。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の棒状液晶性化合物の混合物(A) 100質量部
・光重合開始剤(イルガキュアー907、チバ・ジャパン社製) 3質量部
・増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
・下記のフッ素系ポリマー(FP2)〔配向制御剤〕 0.3質量部
・メチルエチルケトン 337質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層塗布液(B)の組成において、非液晶性モノマーとして、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)を5質量部配合した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層塗布液(B)の組成において、配向制御剤であるフッ素系ポリマー(FP2)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。
光学異方性層塗布液(B)の組成において、配向制御剤であるフッ素系ポリマー(FP2)を配合せず、非液晶性モノマーとしてエチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)を全固形分に対して5質量%となるように配合した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層塗布液(B)の組成において、配向制御剤であるフッ素系ポリマー(FP2)の繰り返し単位a(Fパート)の比率を下記表1に示す値に変更した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層塗布液(B)の組成において、配向制御剤であるフッ素系ポリマー(FP2)の繰り返し単位a(Fパート)の比率を下記表1に示す値に変更し、全固形分に対する添加量を下記表1に示す値に変更した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層塗布液(B)の組成において、非液晶性モノマーとして、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)を5質量部配合した以外は、実施例2と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層塗布液(B)の組成において、配向制御剤であるフッ素系ポリマー(FP2)に代えて、下記式で表されるフッ素系ポリマー(FP3)を配合した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層塗布液(A)の組成において、配向制御剤であるフッ素系ポリマー(FP1)に代えて、上記式で表されるフッ素系ポリマー(FP2)を配合した以外は、比較例1と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学積層体として、特開2004−238431号公報の[0181]〜[0189]段落に記載された積層位相差板を作製した。
比較例6の光学積層体の作製に用いた光学異方性層(A)の塗布液組成において、配向制御剤として上記式で表されるフッ素系ポリマー(FP1)を全固形分に対して下記表1に示す量で配合し、光学異方性層(B)の塗布液組成において、配向制御剤として上記式で表されるフッ素系ポリマー(FP2)を全固形分に対して下記表1に示す量で配合した以外は、比較例6と同様の方法で光学積層体を作製した。
光学異方性層(B)の塗布液組成において、非液晶性モノマーとして、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)を5質量部配合した以外は、比較例7と同様の方法で光学積層体を作製した。
作製した各光学積層体の光学異方性層Aおよび光学異方性層Bを上述した方法で剥離し、光学異方性層Aにおける光学異方性層Bと接していた側の表面(ZA表面)の表面エネルギーA、光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接していた側の表面(ZB裏面)の表面エネルギーB1、および、光学異方性層Bにおける光学異方性層Aに接していた側とは反対側の表面(ZB表面)の表面エネルギーB2を、上述した方法により測定した。これらの結果を下記表1に示す。
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、目視にて、1m2当たりのハジキの個数をカウントする。結果を下記表1に示す。
上述した実施例および比較例で作製した光学積層体について、光学異方性層Aを形成した時点および光学異方性層Bを形成した時点のそれぞれの段階で、クロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に置き、光学異方性層Aの表面(ZA表面)および光学異方性層Bの表面(ZB表面)の面状を観察し、以下の基準で評価した。結果を下記表1に示す。
A:ムラが視認されない。
B:わずかなムラが確認でいるが実用上問題がない。
C:ムラが明らかに視認できる。
また、表面エネルギーB2が、25mN/mより大きい比較例2、3および6の光学積層体は、いずれもハジキが数多く確認され、膜厚ムラも生じていることが分かった。
また、表面エネルギーAが30mN/m未満である比較例5の光学積層体は、ハジキが確認できることが分かった。
特に、実施例同士の対比から、光学異方性層Bにおける表面エネルギーB1と表面エネルギーB2との差が17mN/m以上である実施例2および5の光学積層体は、ハジキがより抑制され、光学異方性層Bの表面(ZB表面)の膜厚ムラもより抑制できることが分かり、実施例2と実施例5との対比から、液晶性化合物の重合性基と同じ重合性基を有する非液晶性モノマーを含有することにより、ハジキが更に抑制されることが分かった(実施例5)。
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 (8)
- 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のうち、少なくとも前記光学異方性層Bが、液晶性化合物を含有する組成物から形成されたものであり、
前記光学異方性層Aにおける前記光学異方性層Bに接する側の表面の表面エネルギーAが、30〜40mN/mであり、
前記光学異方性層Bにおける前記光学異方性層Aに接する側の表面の表面エネルギーB1が、35mN/m以上であり、
前記光学異方性層Bにおける前記光学異方性層Aに接する側とは反対側の表面の表面エネルギーB2が、25mN/m以下である、光学積層体。 - 前記光学異方性層Aが、液晶性化合物を含有する組成物から形成されたものであり、
前記光学異方性層Aにおいて、前記液晶性化合物が、垂直配向または水平配向の配向状態で固定化されている、請求項1に記載の光学積層体。
ただし、垂直配向または水平配向は、それぞれ、垂直または水平の正確な角度から±3°の範囲で配向していることを意味するものとする。 - 前記光学異方性層Bが、棒状液晶性化合物を含有する組成物から形成されたものである、請求項1または2に記載の光学積層体。
- 前記光学異方性層Bが、重合性基を有する液晶性化合物と、前記重合性基と同じ重合性基を有する非液晶性モノマーとを含有する組成物から形成されたものである、請求項1または2に記載の光学積層体。
- 前記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4に記載の光学積層体。
- 前記光学異方性層Bにおける前記表面エネルギーB1と前記表面エネルギーB2との差が、17mN/m以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学積層体と、偏光膜とを有する偏光板。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学積層体、または、請求項7に記載の偏光板を有する、有機EL表示装置。
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