JP6559718B2 - 光学フィルム、偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Description
従来から光学補償シートとしては延伸複屈折フィルムが使用されていたが、近年、延伸複屈折フィルムに代えて、液晶性化合物からなる光学異方性層を有する光学補償シートを使用することが提案されている。
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。
光学異方性層が、フッ素原子を含まないスメクチック液晶性化合物と、直鎖状のアルキル基によって水素原子が1個置換されたシクロヘキサン環を一部に有する化合物とを含有する、光学フィルム。
[2] スメクチック液晶性化合物が、ベンゼン環およびシクロヘキサン環からなる群から選択される環構造を少なくとも3個有する化合物である、[1]に記載の光学フィルム。
[3] スメクチック液晶性化合物が、後述する式(1)で表される構造を有する化合物である、[1]または[2]に記載の光学フィルム。
[4] 光学異方性層におけるスメクチック液晶性化合物の平均チルト角が1.0°以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5] 光学異方性層の配向秩序度が、0.8以上1.0以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルム。
[6] 光学異方性層が、更に、スメクチック液晶性化合物以外の他の液晶性化合物を含有し、スメクチック液晶性化合物に含まれるベンゼン環およびシクロヘキサン環の合計数と、他の液晶性化合物に含まれるベンゼン環およびシクロヘキサン環の合計数とが同じ数である、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
[8] [1]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム、または、[7]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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。
本発明の光学フィルムは、少なくとも光学異方性層を有する光学フィルムであって、光学異方性層が、フッ素原子を含まないスメクチック液晶性化合物と、直鎖状のアルキル基によって水素原子が1個置換されたシクロヘキサン環を一部に有する化合物(以下、「アルキルシクロヘキサン環含有化合物」とも略す。)とを含有する光学フィルムである。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
まず、スメクチック液晶は、ネマチック液晶に対して配向自由度が低いため、転移や熟成、硬化の際に、配向状態に歪みが生じ、配向の均一性が失われると推定している。
そこで、本発明者らは、液晶性化合物に混合しても配向を維持できる程度の剛直性と、配向の歪みを解消できる程度の柔軟性とを有する添加剤を配合すれば、スメクチック液晶の配向性を改善できるという考えに基づき検討を行った。具体的には、本発明者らは、剛直性はベンゼン環やシクロアルキル環などの環構造によって、柔軟性はアルキル鎖などの回転性の高い構造によって生じると推定し、種々検討を行った。
その結果、本発明者らは、剛直なシクロアルキル環に対して柔軟な直鎖状アルキル基が直接結合した構造を有するアルキルシクロヘキサン環含有化合物を用いることで、スメクチック液晶の配向が良好となることを見出した。
なお、本発明者らは、スメクチック液晶性化合物がフッ素原子を有していると、フッ素原子の高い電気陰性度により、アルキルシクロヘキサン環含有化合物を用いた場合であっても、配向性の改善が見られないことも見出した。
なお、図1は模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致せず、図1に示す支持体、配向膜およびハードコート層は、いずれも任意の構成部材である。
図1に示す光学フィルム10は、支持体16と、配向膜14と、光学異方性層12とをこの順で有する。
また、光学フィルム10は、図1(B)に示すように、支持体16の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよく、図1(C)に示すように、光学異方性層12の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよい。
以下、本発明の光学フィルムに用いられる種々の部材について詳細に説明する。
本発明の光学フィルムが有する光学異方性層は、フッ素原子を含まないスメクチック液晶性化合物と、アルキルシクロヘキサン環含有化合物とを含有する。
スメクチック液晶性化合物とは、この液晶性化合物のみで形成する光学異方性層にスメクチック液晶性を示すことができる化合物をいう。
ここで、スメクチック液晶性を示す光学異方性層とは、液晶性化合物のダイレクタ方向と平行な面内方向における周期構造をX線回折で構造解析した際に、回折角2θ(入射X線方向と回折X線方向とのなす角度)が1°以上3°以下であり、X線回折ピークの半値幅が0.6°以内となる光学異方性層をいう。なお、X線回折装置としては、例えば、株式会社リガク製のR−AXIS(Cu線源(50kV・300mA))を用いて測定することができる。
本発明においては、このようなスメクチック液晶性化合物のうち、分子内にフッ素原子を含まない化合物を用いる。
また、光学異方性層の湿熱耐久性付与の観点から、重合性基(例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等)を2個以上有する化合物であるのが好ましい。
なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基またはメタクリロイル基を表す表記である。
なお、下記式L−1中のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、液晶性化合物L−1は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
また、上記式(1)で表される構造を有する化合物としては、上記式(1)におけるR1がいずれも水素原子である液晶性化合物L−1が好適に挙げられる。なお、上記式(1)中、*で表される結合位置は、液晶性化合物L−1においては、酸素原子との結合位置を表す。
本発明においては、上記光学異方性層は、上述したスメクチック液晶性化合物以外に、他の液晶性化合物を含有していてもよい。
他の液晶性化合物としては、例えば、ネマチック液晶性化合物などが挙げられ、具体的には、後述する実施例でも用いられる下記式L−2で表される化合物(液晶性化合物L−2)、下記式L−4で表される化合物(液晶性化合物L−4)、下記式L−9で表される化合物(液晶性化合物L−9)、下記式L−11で表される化合物(液晶性化合物L−11)で表される化合物などが挙げられる。
なお、下記式L−2中のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、液晶性化合物L−2は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
また、上述したスメクチック液晶性化合物と他の液晶性化合物を含有する場合、スメクチック液晶性化合物の含有割合は、スメクチック液晶性化合物と他の液晶性化合物との合計質量に対して少なくとも35質量%以上であるのが好ましい。
光学異方性層に含有するアルキルシクロヘキサン環含有化合物とは、直鎖状のアルキル基によって水素原子が1個置換されたシクロヘキサン環を一部に有する化合物である。
ここで、「直鎖状のアルキル基によって水素原子が1個置換されたシクロヘキサン環」とは、例えば、下記式(2)に示すように、シクロヘキサン環を2つ有する場合には、分子末端側に存在するシクロヘキサン環の水素原子が直鎖状のアルキル基によって1個置換されたシクロヘキサン環をいう。
また、上記式(2)および(3)中、R2は炭素数1〜10の直鎖状のアルキル基を表し、nは1または2を表す。
また、W1およびW2はそれぞれ水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、また、W1およびW2はこれらが互いに結合し、置換基を有していてもよい環構造を形成していてもよい。
また、上記式(3)中、Zは−COC−または−OCO−を表し、Lは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、R3は水素原子またはメチル基を表す。
また、上記式(2)および(3)中のR2は、炭素数2〜4の直鎖状のアルキル基が好ましい。
ここで、平均チルト角とは、光学異方性層のレターデーション値の角度依存性の計算が測定値に一致するように、光学異方性層の一方の面(本発明の光学フィルムにおいては配向膜表面)におけるチルト角θ1および他方の面(本発明の光学フィルムにおいては空気界面)のチルト角θ2を変数としてフィッティングを行い、θ1およびθ2を算出し、その平均値((θ1+θ2)/2)として定義する。
ここで、配向秩序度(以下、「S」とも略す。)とは、高分子フィルムの配向度、液晶配向度を表す指標として用いられる値であり、0≦S≦1の範囲で定義される。S=0であれば、液体状態のように完全にランダムな状態を示す。S=1であれば結晶のように分子の揺らぎがなく1方向に完全に配向している状態を示す。
本明細書における配向秩序度は、分光光度計(UV−3100PC、島津製作所製)を用い、励起レーザー波長を532nm、励起レーザー出力を試料部で約400μWとする測定条件で、分光器前に偏光解消子を取り付けることで測定を行って得た値である。
式(I) 0.75≦Re(450)/Re(550)≦1.00
ここで、面内レターデーションの値は、Axo Scan(0PMF−1、Axometrics社製)において測定波長の光をフィルム法線方向に入射させて測定した値をいう。
このとき、スメクチック液晶性化合物を固定化する方法としては、例えば、スメクチック液晶性化合物として重合性基を有する液晶性化合物を用い、重合させる固定化する方法等が好適に例示される。
なお、本発明においては、光学異方性層は、後述する任意の支持体上や、後述する本発明の偏光板における偏光子上に形成することができる。
本発明の光学フィルムは、上述したように、光学異方性層を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
このような支持体は、透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。
また、後述する偏光子がこのような支持体を兼ねる態様であってもよい。
本発明の光学フィルムは、上述した任意の支持体を有する場合、支持体と光学異方性層との間に、配向膜を有しているのが好ましい。なお、上述した支持体が配向膜を兼ねる態様であってもよい。
本発明において利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコール又はポリイミド、及びその誘導体が好ましい。特に変性又は未変性のポリビニルアルコールが好ましい。
本発明に使用可能な配向膜については、例えば、国際公開第01/88574号の43頁24行〜49頁8行に記載された配向膜;特許第3907735号公報の段落[0071]〜[0095]に記載の変性ポリビニルアルコール;特開2012−155308号公報に記載された液晶配向剤により形成される液晶配向膜;等が挙げられる。
光配向膜としては特に限定はされないが、国際公開第2005/096041号の段落[0024]〜[0043]に記載されたポリアミド化合物やポリイミド化合物などのポリマー材料;特開2012−155308号公報に記載された光配向性基を有する液晶配向剤により形成される液晶配向膜;Rolic echnologies社製の商品名LPP−JP265CPなどを用いることができる。
本発明の光学フィルムは、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を有しているのが好ましい。具体的には、支持体の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよく(図1(B)参照)、光学異方性層の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよい(図1(C)参照)。
ハードコート層としては特開2009−98658号公報の段落[0190]〜[0196]に記載のものを使用することができる。
本発明の光学フィルムは、上述したスメクチック液晶性化合物およびアルキルシクロヘキサン環含有化合物を含有する光学異方性層(以下、本段落において形式的に「本発明の光学異方性層」という。)とは別に、他の光学異方性層を有していてもよい。すなわち、本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性層と他の光学異方性層との積層構造を有していてもよい。
このような他の光学異方性層は、上述したスメクチック液晶性化合物以外の液晶性化合物を含む光学異方性層であれば特に限定されない。
ここで、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)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。
本発明の光学フィルムは、外光(特に紫外線)の影響を考慮して、紫外線(UV)吸収剤を含むことが好ましく、支持体に紫外線吸収剤を含むことがより好ましい。
本発明の偏光板は、上述した本発明の光学フィルムと、偏光子とを有するものである。
本発明の偏光板が有する偏光子は、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特に限定されず、従来公知の吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、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、延伸して作製される偏光子が好ましい。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第5048120号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
なかでも、後述する樹脂層との密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(−CH2−CHOH−を繰り返し単位として含むポリマー。特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つ)を含む偏光子であることが好ましい。
また、本発明においては、上述した通り、このような偏光子が上述した支持体を兼ねる態様であってもよく、上述した支持体および配向膜をいずれも兼ねる態様であってもよい。
本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムにおける光学異方性層と、偏光子との間に、粘着剤層が配置されていてもよい。
光学異方性層と偏光子との積層のために用いられる粘着剤層としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001〜1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤が挙げられるが、これに限定されない。
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を有する、画像表示装置である。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セル、有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましいい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、上述した本発明の偏光板と、液晶セルとを有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、又はTN(Twisted Nematic)モードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60〜120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)及び(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer−Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006−215326号公報、及び特表2008−538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10−54982号公報、特開平11−202323号公報、特開平9−292522号公報、特開平11−133408号公報、特開平11−305217号公報、特開平10−307291号公報などに開示されている。
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、本発明の偏光板と、λ/4機能を有する板(以下、「λ/4板」ともいう。)と、有機EL表示パネルとをこの順で有する態様が好適に挙げられる。
ここで、「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をいい、例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルム等が挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
<光配向膜P−1の形成>
特開2012−155308号公報、実施例3の記載を参考に、光配向膜用塗布液1を調製した。
ガラス基板上に、調製した光配向膜用塗布液1を、スピンコート法によって塗布し、光異性化組成物層1を形成した。
得られた光異性化組成物層1を偏光紫外線照射(500mJ/cm2、750W超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜P−1を形成した。
光配向膜P−1上に、下記組成の光学異方性層用塗布液1をスピンコート法によって塗布し、液晶組成物層1を形成した。
形成した液晶組成物層1をホットプレート上でいったんネマチック相(Ne相)まで加熱した後、冷却することで、スメクチックA相(SmA相)で配向を安定化させた。
その後、紫外線照射によって配向を固定化し、光学異方性層1を形成し、光学フィルムを作製した。
光学異方性層用塗布液1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−1 40.00質量部
・下記液晶性化合物L−2 40.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(下記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、化合物A−1の代わりに、以下に示す化合物のうち下記表1に示す記載の化合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2〜6および比較例1〜9で用いる光学異方性層2〜15を形成した。
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液16を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例10の光学異方性層16を形成した。
光学異方性層用塗布液16
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 50.00質量部
・上記液晶性化合物L−2 50.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液17を用い、ネマチック相で配向を固定した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例11の光学異方性層17を形成した。
光学異方性層用塗布液17
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・上記液晶性化合物L−2 80.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液18を用い、ネマチック相で配向を固定した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例12の光学異方性層18を形成した。
光学異方性層用塗布液18
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−2 100.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液19を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例7の光学異方性層19を形成した。
光学異方性層用塗布液19
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−3 44.00質量部
・下記液晶性化合物L−4 36.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液20を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例13の光学異方性層20を形成した。
光学異方性層用塗布液20
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−3 55.00質量部
・上記液晶性化合物L−4 45.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液21を用い、ネマチック相で配向を固定した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例14の光学異方性層21を形成した。
光学異方性層用塗布液21
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−5 64.00質量部
・上記液晶性化合物L−4 16.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液22を用い、ネマチック相で配向を固定した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例15の光学異方性層22を形成した。
光学異方性層用塗布液22
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−5 80.00質量部
・上記液晶性化合物L−4 20.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液23を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例8の光学異方性層23を形成した。
光学異方性層用塗布液23
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−6 80.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液24を用い、ネマチック相で配向を固定した以外は、実施例1と同様にして、比較例16の光学異方性層24を形成した。
光学異方性層用塗布液24
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−7 80.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<光配向膜P−2の形成>
ガラス基板上に、特開2013−250571号公報の比較例1に記載の方法を参考にし、光異性化組成物層2を形成した。
得られた光異性化組成物層2を偏光紫外線照射(500mJ/cm2、750W超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜P−2を形成した。
<光配向膜P−3の形成>
実施例1において、ガラス基板の代わりに偏光子を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、光配向膜P−3を形成した。
なお、偏光子は、特開2001−141926号公報の実施例1に従い、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させることにより、膜厚20μmの偏光子を作製した。
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液27を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例11の光学異方性層27を形成した。
光学異方性層用塗布液27
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 12.50質量部
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液28を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例12の光学異方性層28を形成した。
光学異方性層用塗布液28
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−8 44.00質量部
・下記液晶性化合物L−9 36.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液29を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例13の光学異方性層29を形成した。
光学異方性層用塗布液29
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記化合物A−1 20.00質量部
・下記液晶性化合物L−10 64.00質量部
・下記液晶性化合物L−11 16.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE−01、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・シクロペンタノン 423.11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上述した各実施例および比較例で作製した光学異方性層について、偏光顕微鏡によって消光位から2°ずらした状態で観察し、下記基準によって評価した。結果を下記表1に示す。
A:液晶ダイレクタがキメ細かく整って配向し、表示性能が非常に優れる
B:液晶ダイレクタが整って配向し、表示性能が優れる
C:液晶ダイレクタがやや整って配向している
D:液晶ダイレクタがやや乱れて配向し、表示性能が劣る
E:液晶ダイレクタが大幅に乱れて面状が安定せず、表示性能が非常に劣る
上述した各実施例および比較例で作製した光学異方性層について、Axo Scan(0PMF−1、Axometrics社製)を用いて、波長450nmおよび波長550nmの光をフィルム法線方向に入射させて、Re(450)およびRe(550)の値をそれぞれ測定し、Re(450)/Re(550)の値を計算した。結果を下記表1に示す。
上述した各実施例および比較例で作製した光学異方性層について、分光光度計(UV−3100PC、島津製作所製)を用いて、配向秩序度を測定した。結果を下記表1に示す。
上述した各実施例および比較例で作製した光学異方性層について、Axo Scan(0PMF−1、Axometrics社製)を用いて、レターデーション値の角度依存性の計算が測定値に一致するように、光学異方性層の一方の面におけるチルト角θ1および他方の面のチルト角θ2を変数としてフィッティングを行い、θ1およびθ2を算出した。この値の平均値((θ1+θ2)/2)から平均チルト角を求めた。結果を下記表1に示す。
なお、機器の測定限界が±1.0°であるため、1.0°以下と測定された場合のチルト角は「≒0°」と記載した。
また、デュアルドメイン等により面状が荒れていて正しい測定が不可能であった場合は、「DD」と記載した。
また、アルキルシクロヘキサン環含有化合物を配合する場合であっても、液晶性化合物としてスメクチック液晶性化合物を配合しない場合は、チルト角は小さくなるものの配向状態が劣ることが分かった(比較例11、14および16)。
これに対し、スメクチック液晶性化合物およびアルキルシクロヘキサン環含有化合物を配合する場合は、光学異方性層の配向性が良好となることが分かった(実施例1〜13)。
特に、実施例1と実施例2および3との対比結果、ならびに、実施例1と実施例4〜6との対比結果から、アルキルシクロヘキサン環含有化合物の構造が、電子豊富な芳香環を有する場合、光学異方性層の配向性がより良好となることが分かった。
また、実施例1と実施例7との対比から、スメクチック液晶性化合物が、上記式(1)で表される構造を有する化合物であると、光学異方性層の配向性がより良好となることが分かった。
また、実施例1と実施例12との対比から、スメクチック液晶性化合物が、ベンゼン環およびシクロヘキサン環からなる群から選択される環構造を少なくとも3個有する化合物であると、光学異方性層の配向性がより良好となることが分かった。
また、実施例1と実施例13との対比から、スメクチック液晶性化合物に含まれるベンゼン環およびシクロヘキサン環の合計数と、他の液晶性化合物に含まれるベンゼン環およびシクロヘキサン環の合計数とが同じ数であると、光学異方性層の配向性がより良好となることが分かった。
12 光学異方性層
14 配向膜
16 支持体
18 ハードコート層
Claims (8)
- 少なくとも光学異方性層を有する光学フィルムであって、
前記光学異方性層が、フッ素原子を含まないスメクチック液晶性化合物と、直鎖状のアルキル基によって水素原子が1個置換されたシクロヘキサン環を一部に有するアルキルシクロヘキサン環含有化合物とを含有し、
前記スメクチック液晶性化合物が、ベンゼン環およびシクロヘキサン環からなる群から選択される環構造を少なくとも3個有する化合物であり、
前記アルキルシクロヘキサン環含有化合物が、下記式(2)で表される構造を有する化合物である、光学フィルム。
ここで、前記式(2)中、*は、結合位置を表す。
また、R 2 は、炭素数1〜10の直鎖状のアルキル基を表し、nは1または2を表す。
また、W 1 およびW 2 は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、また、W 1 およびW 2 は、これらが互いに結合し、置換基を有していてもよい環構造を形成していてもよい。 - 少なくとも光学異方性層を有する光学フィルムであって、
前記光学異方性層が、フッ素原子を含まないスメクチック液晶性化合物と、直鎖状のアルキル基によって水素原子が1個置換されたシクロヘキサン環を一部に有するアルキルシクロヘキサン環含有化合物とを含有し、
前記スメクチック液晶性化合物が、ベンゼン環およびシクロヘキサン環をいずれも有し、かつ、ベンゼン環およびシクロヘキサン環からなる群から選択される環構造を少なくとも3個有する化合物である、光学フィルム。
- 前記スメクチック液晶性化合物が、下記式(1)で表される構造を有する化合物である、請求項1または2に記載の光学フィルム。
ここで、前記式(1)中、*は結合位置を表し、R1はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。 - 前記光学異方性層における前記スメクチック液晶性化合物の平均チルト角が1.0°以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記光学異方性層の配向秩序度が、0.8以上1.0以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記光学異方性層が、更に、前記スメクチック液晶性化合物以外の他の液晶性化合物を含有し、前記スメクチック液晶性化合物に含まれるベンゼン環およびシクロヘキサン環の合計数と、前記他の液晶性化合物に含まれるベンゼン環およびシクロヘキサン環の合計数とが同じ数である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルム、または、請求項7に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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