JP6916949B2 - 光学フィルム、偏光板、画像表示装置 - Google Patents

光学フィルム、偏光板、画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6916949B2
JP6916949B2 JP2020500516A JP2020500516A JP6916949B2 JP 6916949 B2 JP6916949 B2 JP 6916949B2 JP 2020500516 A JP2020500516 A JP 2020500516A JP 2020500516 A JP2020500516 A JP 2020500516A JP 6916949 B2 JP6916949 B2 JP 6916949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
film
carbon atoms
substituent
liquid crystal
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.)
Active
Application number
JP2020500516A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019159960A1 (ja
Inventor
吉成 伸一
伸一 吉成
真裕美 野尻
真裕美 野尻
寛 野副
寛 野副
隆史 飯泉
隆史 飯泉
考浩 加藤
考浩 加藤
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JPWO2019159960A1 publication Critical patent/JPWO2019159960A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6916949B2 publication Critical patent/JP6916949B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • 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
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/303Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one or more carboxylic moieties in the chain
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/32Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
    • C08F220/325Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals containing glycidyl radical, e.g. glycidyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/042Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3462Six-membered rings
    • 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
    • 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/50OLEDs integrated with light modulating elements, e.g. with electrochromic elements, photochromic elements or liquid crystal elements

Description

本発明は、光学フィルム、偏光板、及び画像表示装置に関する。
逆波長分散性を示す重合性化合物は、広い波長範囲での正確な光線波長の変換が可能になること、及び、高い屈折率を有するために位相差フィルムを薄膜化できること等の特徴を有しているため、盛んに研究されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
また、フィルムの生産性向上や異物欠陥の抑制を目的として、従来のラビング配向膜を用いた位相差フィルムから、光配向膜を用いた位相差フィルムへの置き換えが進んでいる(例えば、特許文献5〜7参照)。
特開2008−273925号公報 特開2010−031223号公報 国際公開第2014/010325号 特開2016−081035号公報 特開平8−15681号公報 特開2010−52273号公報 特開2010−096892号公報
近年、各種表示装置が様々な用途に展開されるに従って、位相差フィルム(光学異方性膜)は、より厳しい湿熱環境下での使用、又は折り曲げ可能なシート状の超薄型表示装置での使用等、従来想定されていなかった使用態様への適用が求められるようになりつつある。
本発明者らは、特許文献1〜3に記載された逆波長分散性を示す重合性液晶化合物について検討したところ、ClogP値を指標とした重合性液晶化合物群(以下「疎水性重合性液晶化合物」ともいう。)を選択することにより、形成される光学異方性膜の湿熱耐久性を向上できることを見出した。しかし、ロールトゥロールプロセスでの製造を可能とすべく支持体をポリマー支持体に代えると、試験的に支持体であるガラス板上に配置された光配向膜上に光学異方性膜を設けた場合と比べて光学異方性膜の配向欠陥が増加することを知見した。
そこで、本発明は、逆波長分散性及び湿熱耐久性に優れ、且つ配向欠陥が抑制された光学異方性膜を含む光学フィルムを提供することを課題とする。
また、本発明は、上記光学フィルム用いた偏光板、並びに、上記光学フィルム又は上記偏光板を用いた画像表示装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリマー支持体上に疎水性重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を用いて光学異方性膜を形成する場合であっても、光配向膜形成用組成物に特定の光配向性共重合体を用いることによって、光学異方性膜の配向を均一且つ精密に制御し得る(配向欠陥が抑制された光学異方性膜を形成し得る)ことを見出して本発明を完成した。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
[1]
重合性液晶組成物から形成される光学異方性膜、光配向膜、及びポリマー支持体をこの順に含む光学フィルムであって、
重合性液晶組成物は、後述する下記式(1)で表される重合性液晶化合物を含み、
上記重合性液晶組成物に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均は、10.0〜20.0であり、
上記光配向膜は、熱架橋性の光配向膜形成用組成物から形成されており、
上記光配向膜形成用組成物は、後述する式(A)で表される光配向性繰り返し単位と後述する式(B)で表される熱架橋性繰り返し単位とを含む光配向性共重合体を含み、上記光配向性共重合体の熱架橋性基当量が、340〜500の範囲である、光学フィルム。
[2]
上記式(1)中のmが1であり、A及びGがいずれも置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基であり、Eが単結合であり、且つ、
上記式(1)中のnが1であり、A及びGがいずれも置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基であり、Eが単結合である、[1]に記載の光学フィルム。
[3]
上記式(1)中のArが、上記式(Ar−1)又は(Ar−2)で表される基を表す、[1]又は[2]に記載の光学フィルム。
[4]
上記光配向性共重合体に含まれる熱架橋性基が連鎖重合性であり、
上記光配向膜形成用組成物が、上記光配向性共重合体と、上記熱架橋性基の連鎖重合を開始させる熱重合開始剤とを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5]
上記光学異方性膜が上記光配向膜に対して剥離可能に設けられているか、又は、上記光配向膜が上記ポリマー支持体に対して剥離可能に設けられている、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルム。
[6]
[1]〜[5]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。
[7]
[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム、又は[6]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
本発明によれば、逆波長分散性及び湿熱耐久性に優れ、且つ配向欠陥が抑制された光学異方性膜を含む光学フィルムを提供できる。
また、本発明によれば、上記光学フィルム用いた偏光板、並びに、上記光学フィルム又は上記偏光板を用いた画像表示装置を提供できる。
本発明の光学フィルムの一例を示す断面模式図である。 本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜を含む円偏光板の一例を示す断面模式図である。 本発明の光学フィルムの製造工程の一例を示す模式図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に制限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及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において「(メタ)アクリル」との記載は、「アクリル及びメタクリルのいずれか一方又は双方」を意図する。また、「(メタ)アクリロイル」との記載は、「アクリロイル及びメタクリロイルのいずれか一方又は双方」を意図する。
また、本明細書において、表記される2価の基(例えば、−CO−O−)の結合方向は特に制限されず、例えば、後述する式(1)中のDが−CO−O−である場合、G側に結合している位置を*1、Ar側に結合している位置を*2とすると、Dは、*1−CO−O−*2であってもよく、*1−O−CO−*2であってもよい。
[光学フィルム]
本発明の光学フィルムは、重合性液晶組成物から形成される光学異方性膜、光配向膜、及びポリマー支持体をこの順に含む。
図1は、本発明の光学フィルムの一例を示す断面模式図である。なお、図1は、模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係等は必ずしも実際のものとは一致しない。
図1に示す光学フィルム10は、ポリマー支持体16と、光配向膜14と、光学異方性膜12とをこの順で含む。
後述するポリマー支持体のうち工業的に利用可能なフィルムは、フィルム物性の制御のため各種の低分子の機能性添加剤をフィルム内に含むことがある。一般にこれらの添加剤成分は湿熱条件下でも安定した性能を付与するために、疎水性である。また、ポリマー支持体を構成するポリマー自体、又はポリマー支持体の表面物性の改質を目的として設けられる表面改質層(例えば、易接着層等)を構成する成分が、原料製造の際の混入又はフィルムへの加工(例えば、ポリマーフィルムへの加工、及び表面改質層への加工等)の際の処理環境を原因として、低分子量のオリゴマー成分及び/又は疎水性の低分子量不純物を含む場合がある。
本明細書ではこれらの低分子の機能性添加剤、並びに原料製造の際の混入又はフィルムへの加工の際の処理環境を原因としてポリマー支持体内へ持ちこまれる低分子量のオリゴマー成分及び疎水性の低分子量不純物を総称して、ポリマー支持体に由来する疎水性低分子量成分と称する。
上記疎水性低分子成分の分子量は、典型的には3000以下であり、300〜3000が好ましく、700〜2000が好ましい。
発明者らは、上述した湿熱耐久性に優れる逆波長分散性の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を用いて光学異方性膜を形成するにあたり、支持体としてガラス板及び種々のポリマーフィルムを検討したところ、上記重合性液晶化合物は、ガラス板上に配置された従来公知の光配向膜により良好な配向状態を実現できるにも関わらず、各種ポリマーフィルム上においては配向欠陥が多く現れることを見出した。本発明者らは、上記配向欠陥の原因を追究した結果、ポリマー支持体に由来する疎水性低分子量成分が光学異方性膜へ移行して重合性液晶化合物の配向を乱しているとの仮説を得た。
発明者らは、上記仮説に基づいて鋭意検討した結果、特定の光配向膜を使用した際に、各種ポリマーフィルムを用いた場合であっても良好な配向状態を示す光学異方性膜を含む光学フィルムが得られることを見出した。つまり、逆波長分散性及び湿熱耐久性に優れ、且つ配向欠陥が抑制された光学異方性膜を含む光学フィルムが得られることを見出した。
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。
〔光学異方性膜〕
本発明を構成する光学異方性膜は、後述する重合性液晶組成物から形成される光学異方性膜である。光学異方性膜の形成方法としては、例えば、後述する重合性液晶組成物を用いて、所望の配向状態とした後に、重合により固定化する方法等が挙げられる。
上記光学異方性膜は、逆波長分散性を示す。
上記光学異方性膜の厚みは特に制限されないが、表示装置に実装するにあたって薄型のフィルムが望まれる観点から、0.1〜10μmが好ましく、0.5〜5μmがより好ましい。
(重合性液晶組成物)
上記光学異方性膜の形成に用いられる重合性液晶組成物は、後述する特定重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物であり、上記重合性液晶組成物に含まれる液晶化合物の各々のClogP値の荷重平均は、10.0〜20.0である。ここで、対象となる液晶化合物は、特定重合性液晶化合物に限らず、重合性液晶組成物に含まれる全ての液晶化合物である。
また、化合物のClogP値とは、1−オクタノールと水への分配係数Pの常用対数logPを計算によって求めた値である。ClogP値の計算に用いる方法及びソフトウェアについては公知の物を用いることができるが、特に断らない限り、本発明ではCambridge soft社のChemBioDraw Ultra 13.0に組み込まれたClogPプログラムを用いることとする。なお、本発明においてはClogP値は小数点以下2桁を切り捨てた値を採用する。
荷重平均とは、各々の化合物のClogP値と、各々の化合物が液晶化合物全体の固形分量に占める割合(質量割合)との積を総和したものである。なお、液晶化合物が1種のみである場合は、その化合物のClogP値をもって荷重平均値として扱うものとする。
ClogPが高いことはすなわち水分子よりも疎水性分子(指標として1−オクタノール)との親和性が高いことを表している。したがって、詳細は定かでないものの、液晶化合物のClogP値の荷重平均を上述の範囲とすることによって湿熱耐久性の悪化要因となる水分子及びその他の極性成分が光学異方性膜中の液晶分子構造に作用することが抑制され、結果として湿熱耐久性が向上すると推測している。
《特定重合性液晶化合物》
重合性液晶組成物は、下記式(1)で表される重合性液晶化合物(以下「特定重合性液晶化合物」ともいう。)を含む。特定重合性液晶化合物を硬化して光学異方性膜を形成した時、上記光学異方性膜は逆波長分散性を示す。
式(1):
−SP−(E−A−E−G−D−Ar−D−G−E−(A−E−SP−L
上記式(1)中、D、D、E、E、E、及びEは、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−C(=S)O−、−CR−、−CR−CR−、−O−CR−、−CR−O−CR−、−CO−O−CR−、−O−CO−CR−、−CR−O−CO−CR−、−CR−CO−O−CR−、−NR−CR−、又は−CO−NR−を表す。R、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
また、上記式(1)中、G及びGは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、上記脂環式炭化水素基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、又は−NH−で置換されていてもよい。
また、上記式(1)中、A及びAは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、又は、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、上記脂環式炭化水素基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、又は−NH−で置換されていてもよい。
また、上記式(1)中、SP及びSPは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、上記式(1)中、L及びLは、それぞれ独立に、1価の有機基を表し、L及びLの少なくとも一方は重合性基を表す。ただし、Arが、下記式(Ar−3)で表される芳香環である場合は、L及びL並びに下記式(Ar−3)中のL及びLの少なくとも1つが重合性基を表す。
また、上記式(1)中、mは、0〜2の整数を表し、mが2である場合、複数のEは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のAは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(1)中、nは、0〜2の整数を表し、nが2である場合、複数のEは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のAは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(1)中、Arは、後述する式(Ar−1)〜式(Ar−5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。
上記R、R、R、及びRが示す炭素数1〜4のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、及びtert−ブチル基等が挙げられる。
上記式(1)中、G及びGが示す炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。G及びGで表される2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、特開2012−21068号公報の[0078]段落の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
これらのうち、シクロヘキシレン基(シクロヘキサン環に由来する2価の基)が好ましく、1,4−シクロヘキシレン基がより好ましく、トランス−1,4−シクロヘキシレン基が更に好ましい。
また、上記式(1)中、G及びGが示す炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(1)中、A及びAが示す炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基としては、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、及び2,6−ナフチレン基等が挙げられ、なかでも、1,4−フェニレン基が好ましく、トランス−1,4−フェニレン基がより好ましい。
また、A及びAが示す炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基としては、上記式(1)中のG及びGで説明したものと同様のものが挙げられ、シクロヘキシレン基(シクロヘキサン環に由来する2価の基)が好ましく、1,4−シクロヘキシレン基がより好ましく、トランス−1,4−シクロヘキシレン基が更に好ましい。
また、上記式(1)中、A及びAが示す炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基及び炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(1)中、SP及びSPが示す炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、メチルヘキシレン基、又はヘプチレン基等が好ましい。なお、SP及びSPは、上述した通り、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基であってもよく、Qで表される置換基としては、後述する式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(1)中、L及びLが示す1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、及びシアノ基等が挙げられる。
アルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10が更に好ましい。
また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6〜25が好ましく、6〜10がより好ましい。
また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1〜3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、又は酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましい。また、アルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、後述する式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(1)中、L及びLの少なくとも一方が示す重合性基は、特に制限されないが、ラジカル重合が可能な重合性基(ラジカル重合性基)又はカチオン重合が可能な重合性基(カチオン重合性基)が好ましい。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、アクリロイル基又はメタクリロイル基が好ましい。アクリロイル基及びメタクリロイル基を比較すると、一般的にアクリロイル基の重合速度の方が速いことが知られており、生産性向上の観点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も重合性基として同様に使用できる。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、及びビニルオキシ基等が挙げられる。なかでも、脂環式エーテル基、又はビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、又はビニルオキシ基がより好ましい。
重合性基としては、なかでも、下記に例示するものが好ましい。
Figure 0006916949
上記式(1)中、湿熱耐久性がより良好となる理由から、上記式(1)中のL及びLが、いずれも重合性基であることが好ましく、アクリロイル基又はメタクリロイル基であることがより好ましい。
一方、上記式(1)中、Arは、下記式(Ar−1)〜式(Ar−5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。なお、下記式(Ar−1)〜式(Ar−5)中、*は、上記式(I)中のD又はDとの結合位置を表す。
以下において、式(Ar−1)〜式(Ar−5)について説明する。
Figure 0006916949
ここで、上記式(Ar−1)中、Qは、N、又はCHを表す。
また、Qは、−S−、−O−、又は−N(R)−を表し、Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
また、Yは、置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい炭素数3〜12の芳香族複素環基を表す。
が示す炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基等が挙げられる。
が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、及びナフチル基等のアリール基が挙げられる。
が示す炭素数3〜12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、及びピリジル基等のヘテロアリール基が挙げられる。
また、Yが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、及びハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、及びシクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が更に好ましく、メチル基又はエチル基が特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、及びメトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ基が更に好ましく、メトキシ基又はエトキシ基が特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、なかでも、フッ素原子、又は塩素原子が好ましい。
また、上記式(Ar−1)〜式(Ar−5)中、Z、Z、及びZは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の1価の直鎖状、又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−OR、−NR、−SR、−COOR、又は−OCORを表し、R〜R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Z及びZは、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
炭素数1〜20の1価の直鎖状、又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜15のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、具体的には、メチル基(Me)、エチル基、イソプロピル基、tert−ペンチル基(1,1−ジメチルプロピル基)、tert−ブチル基(tBu)、又は1,1−ジメチル−3,3−ジメチル−ブチル基が更に好ましく、メチル基、エチル基、又はtert−ブチル基が特に好ましい。
炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、及びエチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、及びシクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、及びアダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、具体的には、例えば、フェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、ナフチル基、及びビフェニル基等が挙げられ、炭素数6〜12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、なかでも、フッ素原子、塩素原子、又は臭素原子が好ましい。
一方、R〜R、R、及びRが示す炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基等が挙げられる。
また、上記式(Ar−2)及び上記式(Ar−3)中、A及びAは、それぞれ独立に、−O−、−N(R10)−、−S−、及び−CO−からなる群から選択される基を表し、R10は、水素原子又は置換基を表す。置換基としては、上述した式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar−2)中、Xは、水素原子又は置換基が結合していてもよい第14〜16族の非金属原子を表す。
また、Xが示す第14〜16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、置換基を有する窒素原子、及び置換基を有する炭素原子が挙げられ、置換基としては、具体的には、アルキル基、アルコキシ基、アルキル置換アルコキシ基、環状アルキル基、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アルキルカルボニル基、スルホ基、及び水酸基等が挙げられる。
また、上記式(Ar−3)中、D及びDは、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−C(=S)O−、−CR−、−CR−CR−、−O−CR−、−CR−O−CR−、−CO−O−CR−、−O−CO−CR−、−CR−O−CO−CR−、−CR−CO−O−CR−、−NR−CR−、又は−CO−NR−を表す。R、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
上記R、R、R、及びRが示す炭素数1〜4のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、及びtert−ブチル基等が挙げられる。
また、上記式(Ar−3)中、SP及びSPは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
上記SP及びSPが示す炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基としては、上記式(1)中のSP及びSPにおいて説明したものと同様のものが挙げられる。
Qが示す置換基としては、上記式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar−3)中、L及びLは、それぞれ独立に1価の有機基を表し、L及びL並びに上記式(1)中のL及びLの少なくとも1つが重合性基を表す。
上記L及びLが示す1価の有機基としては、上記式(1)中のL及びLにおいて説明したものと同様のものが挙げられる。
また、重合性基としては、上記式(1)中のL及びLにおいて説明したものと同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar−4)及び上記式(Ar−5)中、Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
また、上記式(Ar−4)及び上記式(Ar−5)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
ここで、Ax及びAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、上記式(Ar−4)及び上記式(Ar−5)中、Qは、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Ax及びAyとしては、特許文献2(国際公開第2014/010325号)の[0039]〜[0095]段落に記載されたものが挙げられる。
また、Qが示す炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基等が挙げられる。また、Qが示す炭素数1〜6のアルキル基が有していてもよい置換基としては、上記式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
特定重合性液晶化合物としては、ClogP値が高く、且つ形成される光学異方性膜の湿熱耐久性がより良好となる理由から、上記式(1)において、mが1であり、A及びGがいずれも置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基であり、Eが単結合であり、nが1であり、A及びGがいずれも置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基であり、且つEが単結合である化合物が好ましい。
また、ClogP値が高く、且つ形成される光学異方性膜の湿熱耐久性がより良好となる理由から、上記式(1)中、Arは、式(Ar−1)又は上記式(Ar−2)で表される基が好ましい。
また、耐光性がより良好となる理由から、上記式(1)中のArの構造から導かれる、HO−Ar−OHで表されるジフェノール化合物のpKaが11以下であることが好ましい。
ここで、pKaは、25℃におけるテトラヒドロフラン(THF)/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数の値である。
本発明における酸解離定数の測定方法としては、丸善(株)刊 実験化学講座第2版の215ページ〜217ページに記載のアルカリ適定法を用いることができる。
特定重合性液晶化合物としては、例えば、下記式(1−1)〜式(1−14)で表される化合物が好ましく、具体的には、下記式(1−1)〜式(1−14)中のK(側鎖構造)として、下記表1及び表2に示す側鎖構造を有する化合物がそれぞれ挙げられる。
なお、下記表1及び表2中、Kの側鎖構造に示される「*」は、芳香環との結合位置を表す。
また、下記表1中の1−2及び下記表2中の2−2で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基及びメタクリロイル基に隣接する基は、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、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
Figure 0006916949
Figure 0006916949
Figure 0006916949
Figure 0006916949
《他の重合性化合物》
重合性液晶組成物は、上述した特定重合性液晶化合物以外に、重合性基を1個以上有する他の重合性化合物を含んでいてもよい。
ここで、他の重合性化合物が有する重合性基は特に制限されず、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、及びアリル基等が挙げられる。重合性基としては、なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
他の重合性化合物としては、形成される光学異方性膜の耐久性がより向上する理由から、重合性基を1〜4個有する他の重合性化合物であるのが好ましく、重合性基を2〜4個有する他の重合性化合物であるのがより好ましい。
このような他の重合性化合物としては、特開2014−077068号公報の[0030]〜[0033]段落に記載された式(M1)、式(M2)、及び式(M3)で表される化合物が挙げられ、より具体的には、同公報の[0046]〜[0055]段落に記載された具体例が挙げられる。
また、波長分散性及び屈折率異方性の大きさの調整、並びに塗膜の液晶相転移温度の調整を目的として、公知の重合性液晶化合物を添加してもよい。このような重合性液晶化合物としては、例えば、「液晶便覧」(液晶便覧編集委員会編、丸善)に記載の種々の重合性液晶化合物が挙げられる。
《重合開始剤》
重合性液晶組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
重合開始剤としては、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、及び同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、及び同2951758号の各明細書記載)、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(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、及び米国特許第4239850号明細書記載)、オキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、並びにアシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、及び特開平10−29997号公報記載)等が挙げられる。
本発明においては、湿熱耐久性がより良好となる理由から、重合開始剤がオキシム型の重合開始剤であるのが好ましく、具体的には、下記式(I)で表される重合開始剤であるのがより好ましい。
Figure 0006916949
上記式(I)中、Xは、水素原子又はハロゲン原子を表す。
また、上記式(I)中、Arは、2価の芳香族基を表し、Dは、炭素数1〜12の2価の有機基を表す。
また、上記式(I)中、R11は、炭素数1〜12のアルキル基を表し、Yは、1価の有機基を表す。
上記式(I)中、Xが示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、なかでも、塩素原子であるのが好ましい。
また、上記式(I)中、Arが示す2価の芳香族基を構成する芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、及びフェナンスロリン環等の芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、及びベンゾチアゾール環等の芳香族複素環;等が挙げられる。
また、上記式(I)中、Dが示す炭素数1〜12の2価の有機基としては、例えば、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基が挙げられ、具体的には、メチレン基、エチレン基、又はプロピレン基が好ましい。
また、上記式(I)中、R11が示す炭素数1〜12のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、又はプロピル基が好ましい。
また、上記式(I)中、Yが示す1価の有機基としては、例えば、ベンゾフェノン骨格((C652CO)を含む官能基が挙げられる。具体的には、下記式(Ia)及び下記式(Ib)で表される基のように、末端のベンゼン環が無置換又は1置換であるベンゾフェノン骨格を含む官能基が好ましい。なお、下記式(Ia)及び下記式(Ib)中、*は結合位置、すなわち、上記式(I)におけるカルボニル基の炭素原子との結合位置を表す。
Figure 0006916949
上記式(I)で表されるオキシム型の重合開始剤としては、例えば、下記式(S−1)で表される化合物、及び下記式(S−2)で表される化合物等が挙げられる。
Figure 0006916949
重合開始剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合性組成物中、重合開始剤の含有量(複数種含まれる場合はその合計含有量)は特に制限されないが、重合性液晶組成物の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。
《溶媒》
重合性液晶組成物は、光学異方性膜を形成する作業性等の観点から、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒としては、具体的には、ケトン類(例えば、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、及びシクロペンタノン等)、エーテル類(例えば、ジオキサン、及びテトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、及びトリメチルベンゼン等)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、及びクロロトルエン等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸ブチル等)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、及びシクロヘキサノール等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、及びエチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、及びアミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、及びジメチルアセトアミド等)等が挙げられる。
有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
《レベリング剤》
重合性液晶組成物は、光学異方性膜の表面を平滑に保ち、配向制御を容易にする観点から、レベリング剤を含むことが好ましい。
このようなレベリング剤としては、添加量に対するレベリング効果が高い理由から、フッ素系レベリング剤又はケイ素系レベリング剤であることが好ましく、泣き出し(ブルーム、ブリード)を起こしにくい観点から、フッ素系レベリング剤であることがより好ましい。
レベリング剤としては、具体的には、特開2007−069471号公報の[0079]〜[0102]段落の記載に記載された化合物、特開2013−047204号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0020]〜[0032]段落に記載された化合物)、特開2012−211306号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0022]〜[0029]段落に記載された化合物)、特開2002−129162号公報に記載された一般式(I)で表される液晶配向促進剤(特に[0076]〜[0078]及び[0082]〜[0084]段落に記載された化合物)、並びに特開2005−099248号公報に記載された一般式(I)、(II)及び(III)で表される化合物(特に[0092]〜[0096]段落に記載された化合物)等が挙げられる。なお、後述する配向制御剤としての機能を兼ね備えてもよい。
《配向制御剤》
重合性液晶組成物は、必要に応じて、配向制御剤を含んでいてもよい。
配向制御剤により、ホモジニアス配向の他、傾斜配向、ハイブリッド配向、及びコレステリック配向等の種々の配向状態を形成することができ、また、特定の配向状態をより均一且つより精密に制御して実現することができる。
ホモジニアス配向を促進する配向制御剤としては、例えば、低分子の配向制御剤、及び高分子の配向制御剤を用いることができる。
低分子の配向制御剤としては、例えば、特開2002−20363号公報の[0009]〜[0083]段落、特開2006−106662号公報の[0111]〜[0120]段落、及び特開2012−211306公報の[0021]〜[0029]段落の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、高分子の配向制御剤としては、例えば、特開2004−198511号公報の[0021]〜[0057]段落、及び特開2006−106662号公報の[0121]〜[0167]段落を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
重合性液晶組成物が配向制御剤を含む場合、配向制御剤の含有量(複数含まれる場合はその合計含有量)は、重合性液晶組成物中の全固形分質量に対して0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5質量%であることがより好ましい。配向制御剤の含有量がこの範囲であると、望む配向状態を実現しつつ、析出及び相分離、並びに配向欠陥等が無く、均一で透明性の高い光学異方性膜を得ることができる。
これらの配向制御剤は、さらに重合性官能基、特に、本発明に用いる重合性液晶組成物を構成する特定重合性液晶化合物と重合可能な重合性官能基を有していてもよい。
《その他の成分》
重合性液晶組成物は、上述した成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、上述した重合性液晶化合物以外の液晶化合物、界面活性剤、チルト角制御剤、配向助剤、可塑剤、及び架橋剤等が挙げられる。配向助剤としては、ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)、及びNKエステルA−200(新中村化学工業社製)等が好ましい。
〔光配向膜〕
本発明の光学フィルムを構成する光配向膜は、後述する光配向性共重合体を含む、熱架橋性の光配向膜形成用組成物を用いて形成される光配向膜である。
光配向膜の膜厚としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10〜1000nmが好ましく、10〜700nmがより好ましい。この範囲であると、配向規制力が十分に付与でき、且つ、ポリマー支持体表面の凹凸やその他の異物があっても配向膜表面を平坦化でき、光学異方性膜を構成する液晶化合物に均一な配向を実現することができる。
(光配向性共重合体)
本発明を構成する光配向膜に含まれる光配向性共重合体は、下記式(A)で表される光配向性繰り返し単位と下記式(B)で表される熱架橋性繰り返し単位とを含み、その熱架橋性基当量は、340〜500の範囲である。なお、下記式(A)で表される光配向性繰り返し単位は、光配向性基を含む繰り返し単位であり、下記式(B)で表される熱架橋性繰り返し単位は、熱架橋性基を含む繰り返し単位である。
ここで、熱架橋性基当量とは、後述する熱架橋性基1モルが含まれる固形分量の質量を表す。例えば熱架橋性基としてエポキシ基を採用する場合、JIS K 7236に記載されたエポキシ当量と等しい。熱架橋性基として水酸基、及び遊離酸基を用いる場合は、JIS K 0700に記載された滴定法を用いて固形分1gあたりの水酸基当量又は遊離酸当量(mol)を求め、その逆数を取ることで熱架橋性基当量を求めることができる。ポリマー固形分とは、光配向膜形成用組成物に含まれる全固形分のうち、分子量が3000を上回る成分を指す。
Figure 0006916949
式(A)及び式(B)中、B及びBは、それぞれ独立に、−O−、−CO−O−、−O−CO−O−、又はフェニレン基を表す。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Sp及びSpは、それぞれ独立に、単結合、又は置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい脂環アルキレン基、及び置換基を有していてもよい芳香族基からなる群より選ばれる1種以上からなる2価の連結基を表す。なお、上記置換基を有していてもよいアルキレン基、及び上記置換基を有していてもよい脂環アルキレン基は、任意の炭素原子が、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びカーボネート結合に置換されていてもよいが、B及びBとの接続部において、−O−O−結合となることはない。
は、熱架橋性基を表す。
Cinは、下記式(3−1)又は式(3−2)で表される光配向性基を表す。
Figure 0006916949
式(3−1)又は式(3−2)中、*はSpとの結合位置を表す。
ただし、Cinが式(3−2)で表される光配向性基を表す場合、式(3−2)とSpとの接続部が−O−O−結合となることはない。
は、置換基を表す。
式(A)中、Sp及びSpで表される2価の連結基において、上記直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基の炭素数としては、1〜12が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜6が更に好ましい。また、上記脂環アルキレン基の炭素数としては、1〜12が好ましい。また、上記芳香族基を構成する芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、及びフェナンスロリン環等の芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、及びベンゾチアゾール環等の芳香族複素環;等が挙げられる。
また、上記直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、上記脂環アルキレン基、及び上記芳香族基が有していてもよい置換基としては、例えば、上述した式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
Sp及びSpで表される2価の連結基としては、なかでも、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
式(A)中、Pで表される熱架橋性基の定義は、後述のとおりである。
式(3−1)又は式(3−2)中、Rで表される置換基としては、例えば、上述した式(Ar−1)中のYが示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
本発明の光学フィルムにおける光配向膜は、このような光配向性共重合体を含む光配向膜形成用組成物により形成されているため、薄い膜厚でポリマー支持体上に配置されても、液晶化合物に対する配向規制力を十分に発揮できる。また、上記重合性液晶組成物を用いて上記光配向膜上に形成される光学異方性膜は、配向の乱れが抑制された均一な配向状態を示す。この理由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。
本発明の光学フィルムの製造にあたっては、ポリマー支持体上に光配向膜を設けた後、更に、上記光配向膜上に重合性液晶組成物を塗工する。この際、重合性液晶組成物の塗膜に含まれる溶媒が光配向膜を透過してポリマー支持体由来の疎水性低分子量成分を塗膜側へ抽出する。特に本発明においては、重合性液晶組成物を構成する液晶化合物のCLogP値の荷重平均が高く、従って疎水性成分との親和性が高いためにポリマー支持体由来の疎水性低分子量成分が塗膜内に比較的多く抽出され得る。ポリマー支持体由来の疎水性低分子量成分が塗膜内に抽出されると、上記塗膜を硬化して得られる光学異方性膜は、液晶分子間の相互作用が乱されることで視認可能な配向欠陥を生じる、及び/又は、液晶分子の屈折率異方性が一部ランダム化されることで逆波長分散性が低下するといった影響を受けると推測している。これに対し、上述した光配向膜がポリマー支持体由来の疎水性低分子量成分が塗膜内へ抽出されるのを阻害することで、良好な配向状態が得られたものと推察できる。
光配向性共重合体の熱架橋性基当量が500以下である場合(すなわち、組成物1gあたりに含まれる熱架橋性基の含有量が多い場合)、熱架橋性基の含有量が十分であり上述した抽出阻害効果が十分に発揮され得る。また、光配向性共重合体の熱架橋性基当量が340以上である場合(すなわち、組成物1gあたりに含まれる熱架橋性基の含有量が少ない場合)、光配向性基が光配向膜表面に占める面積割合が多く、且つ、光配向膜は、適度な可動度が付与されることにより、高い配向規制力を発揮し得る。更に、熱架橋性基当量が340〜500の範囲である場合、これら2つの効果が両立できると推測している。
また、詳細は不明であるが、上記光配向性共重合体の構造も抽出阻害効果に寄与しているものと推測している。
本明細書において、熱架橋性基とは、例えば、オキシラン基、オキセタニル基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、アミド基、N−アルコキシメチル基、N−ヒドロキシメチル基、フェノール性水酸基、カルボキシル基、及び水酸基を指す。このうち、オキシラン基、オキセタニル基、及び3,4−エポキシシクロヘキシル基は、カチオン重合条件下にて連鎖重合が可能であることから、本明細書中では連鎖重合性と呼ぶ。
光配向性共重合体は、本発明の効果を阻害しない限り、上述した式(A)で表される繰り返し単位及び上述した式(B)で表される繰り返し単位以外に、他の繰り返し単位を含んでいてもよい。
このような他の繰り返し単位を形成するモノマーとしては、例えば、ラジカル重合性単量体が挙げられる。ラジカル重合性単量体としては、例えば、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物、及びビニル化合物等が挙げられる。
なお、光配向性共重合体が上述した式(A)で表される繰り返し単位及び上述した式(B)で表される繰り返し単位以外の他の繰り返し単位を含む場合、上述した式(A)で表される繰り返し単位及び上述した式(B)で表される繰り返し単位の合計含有量は、光配向性共重合体の全繰り返し単位に対して、70モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましく、90モル%以上が更に好ましく、95モル%以上が特に好ましい。上限は特に制限されないが、100モル%未満が挙げられる。
光配向性共重合体の合成法は特に制限されず、例えば、上述した式(A)で表される繰り返し単位を形成するモノマー、上述した式(B)で表される繰り返し単位を形成するモノマー、及び任意の他の繰り返し単位を形成するモノマーを混合し、有機溶剤中で、ラジカル重合開始剤を用いて重合することにより合成することができる。
光配向性共重合体の重量平均分子量(Mw)は、10,000〜500,000が好ましく、配向性が向上する理由から、25,000〜200,000がより好ましく、25,000以上50,000未満であることが更に好ましい。
ここで、本発明における重量平均分子量及び数平均分子量は、以下に示す条件でゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
・溶媒(溶離液):THF(テトラヒドロフラン)
・装置名:TOSOH HLC−8320GPC
・カラム:TOSOH TSKgel Super HZM−H(4.6mm×15cm)を3本接続して使用
・カラム温度:40℃
・試料濃度:0.1質量%
・流速:1.0ml/min
・校正曲線:TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000〜1050(Mw/Mn=1.03〜1.06)までの7サンプルによる校正曲線を使用
光配向膜形成用組成物中、光配向性共重合体の含有量は特に制限されないが、光配向膜形成用組成物が後述する有機溶媒を含む場合、有機溶媒100質量部に対して0.1〜50質量部であるのが好ましく、0.5〜10質量部であるのがより好ましい。
(溶媒)
本発明に用いる光配向膜形成用組成物は、光配向膜を作製する作業性等の観点から、有機溶媒を含むことが好ましい。
有機溶媒としては、具体的には、例えば、ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、及びシクロペンタノン等)、エーテル類(例えば、ジオキサン、及びテトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、及びトリメチルベンゼン等)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、及びクロロトルエン等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸ブチル等)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、及びシクロヘキサノール等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、及びエチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、及びアミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、及びジメチルアセトアミド等)等が挙げられる。
有機溶媒としては、これらを1種単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
(その他の成分)
光配向膜形成用組成物は、上記以外の他の成分を含んでいてもよく、例えば、高分子化合物、架橋剤又は架橋反応開始剤、ポリマー架橋触媒、密着改良剤、レベリング剤、及び増感剤等が挙げられる。これらの化合物は、上記した光配向性共重合体と反応しうる官能基をさらに有していてもよい。
ロールトゥロールプロセスにて短時間に十分な架橋反応を実現する観点から、オキシラン基、オキセタニル基、及び3,4−エポキシシクロヘキシル基からなる群より選ばれる連鎖重合性の熱架橋性基のみを熱架橋性基として含む光配向性共重合体を用いる場合、光配向膜形成用組成物は、更に熱架橋反応開始剤として熱重合開始剤(好ましくは、熱カチオン重合開始剤)を含むことが好ましい。アミド基、N−アルコキシメチル基、N−ヒドロキシメチル基、フェノール性水酸基、カルボキシル基、及び水酸基からなる群より選ばれるものを熱架橋性基として含む光配向性共重合体を用いる場合、光配向膜形成用組成物は、更に架橋剤及び架橋触媒を含むことが好ましい。
〔ポリマー支持体〕
本発明の光学フィルムは、ポリマー支持体を含む。ポリマー支持体は、ロールトゥロールプロセスへの適用のため、長尺状であることが好ましい。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。なお、光透過率の上限値は、例えば100%以下である。
また、ポリマー支持体の構成としては特に制限されないが、例えば、ポリマーフィルム単層からなる構成であってもよいし、ポリマーフィルムと上記ポリマーフィルム上に配置された表面改質層(例えば、易接着層)とを有する積層体であってもよい。
このようなポリマーフィルムの材料としては、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、及び、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等の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、及び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、及びアクリロニトリル・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、及びエチレン・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、及び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;並びに、これらのポリマーを混合したポリマー等が挙げられる。
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。
特に、ポリマー支持体を光学フィルムの一部として利用する態様においては、透明性及び他部材との接着性、並びに複屈折性がゼロから任意の方向・大きさまで制御し得る観点から、ポリマー支持体を構成するポリマーとしてはセルロース系ポリマー、アクリル系ポリマー、又は熱可塑性ノルボルネン系ポリマーが好ましい。つまり、ポリマー支持体としては、セルロース系ポリマーからなるフィルム、アクリル系ポリマーからなるフィルム、又は熱可塑性ノルボルネン系ポリマーからなるフィルムが好ましい。ポリマー支持体としては、なかでも、セルロースアシレートフィルムがより好ましい。
また、ポリマー支持体を易剥離性として光学異方性膜のみを偏光板又は画像表示装置に転写して用いる態様では、フィルム強度に優れ入手が容易である点から、セルロース系ポリマーからなるフィルム、又はポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
ポリマー支持体の厚みについては特に制限されないが、5〜60μmであるのが好ましく、5〜30μmであるのがより好ましい。
(セルロースアシレートフィルム)
上記ポリマー支持体の好ましい一態様として、セルロースアシレートフィルムを用いることができる。セルロースアシレートはセルロースの水酸基がアシル化されたもので、その置換基はアシル基の炭素原子数が2のアセチル基から炭素原子数が22のものまでいずれも用いることができる。
セルロースの水酸基に置換する炭素数2〜22のアシル基としては特に制限されず、脂肪族基でも芳香族基でもよく、また単一でも2種類以上の混合物でもよい。これらの基が置換したセルローアシレートとしては、例えば、セルロースのアルキルカルボニルエステル、セルロースのアルケニルカルボニルエステル、セルロースの芳香族カルボニルエステル、及びセルロースの芳香族アルキルカルボニルエステル等が挙げられ、それぞれ更に置換された基を有していてもよい。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、及びシンナモイル基等が挙げられる。これらのなかでも、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、又はシンナモイル基が好ましく、アセチル基、プロピオニル基、又はブタノイル基がより好ましい。特に、合成の容易さ、コスト、及び置換基分布の制御のしやすさ等の観点から、アセチル基、又はプロピオニル基が更に好ましく、アセチル基が特に好ましい。また、2種以上のアシル基が置換する場合、アセチル基とプロピオニル基の組み合わせが好ましい。
セルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基へのアシル置換度については特に制限されないが、偏光板保護フィルム、及び光学フィルム等の用途に用いる場合、アシル置換度が高い方が、各種の添加剤をよく相溶するため好ましい。このため、セルロースの水酸基へのアシル置換度(総置換度)は、2.50〜3.00であることが好ましく、2.70〜2.96であることがより好ましく、2.80〜2.95であることが更に好ましい。また、セルロースアシレートにおいてアセチル基のみが置換する場合、上記アセチル基の置換度は、2.70〜2.96であることが好ましく、2.80〜2.95であることがより好ましい。また、セルロースアシレートにおいてプロピオニル基のみが置換する場合、上記プロピオニル基の置換度は、0.20〜2.60が好ましい。
セルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基に置換する酢酸及び/又は炭素原子数3〜22の脂肪酸の置換度(アシル置換度)の測定方法としては、ASTMのD−817−91に準じた方法、及びNMR(核磁気共鳴)法が挙げられる。
セルロースアシレートフィルムにおいては、セルロースアシレートとして置換基、置換度、重合度、及び分子量分布等の観点で、単一又は異なる2種類以上のセルロースアシレートを混合して用いることができる。
セルロースアシレートフィルムは、さらに添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤としては、可塑剤、疎水化剤、紫外線吸収剤、及びレターデーション調整剤等が挙げられる。添加剤としては、具体的には、ポリエステルオリゴマー、糖エステル化合物、及びリン酸エステル化合物等が挙げられる。後述するようにセルロースアシレートフィルムが偏光子保護フィルムとしての機能を兼ねる場合、湿熱耐久性に優れる観点から、ポリエステルオリゴマー、又は糖エステル化合物が好ましい。
上記ポリエステルオリゴマーは、ジカルボン酸とジオールとからなる繰り返し単位を有し、ジカルボン酸とジオールの脱水縮合反応、又は、ジオールへの無水ジカルボン酸の付加及び脱水縮合反応等の公知の方法にて合成できる。
上記ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸、及び芳香族ジカルボン酸を使用できる。上記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、及び1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及び1,4−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
上記ジオール(グリコール)としては、炭素数2〜12の脂肪族又は脂環族ジオール、炭素数4〜20のアルキルエーテルジオール、及び炭素数6〜20の芳香族環含有ジオールが挙げられ、これらから選択される2種以上を併用してもよい。芳香族ジオールの炭素数は6〜12であることが好ましい。
上記ポリエステルオリゴマーの両末端は、少なくとも一方の末端が封止されることが好ましい。上記末端は、なかでも炭素数1〜22の脂肪族基、炭素数6〜20の芳香族環含有基、炭素数1〜22の脂肪族カルボニル基、及び炭素数6〜20の芳香族カルボニル基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
両末端を封止した場合、上記ポリエステルオリゴマーは常温での状態が固体形状となりにくく、ハンドリングが良好となる。また、結果として、湿度安定性、及び偏光板耐久性に優れたポリマーフィルムを得ることができる。
セルロースアシレートフィルム中、添加剤としてのポリエステルオリゴマーの含有量(複数含まれる場合はその合計含有量)は、セルロースアシレートに対して1〜30質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましく、5〜15質量%であることが更に好ましい。
上記糖エステル化合物とは、上記化合物を構成する糖骨格構造中の置換可能な基(例えば、水酸基、及びカルボキシル基)の少なくとも1つと、少なくとも1種の置換基とがエステル結合されている化合物のことを言う。すなわち、ここで言う糖エステル化合物には広義の糖誘導体類も含まれ、例えばグルコン酸のような糖残基を構造として含む化合物も含まれる。つまり、上記糖エステル化合物には、グルコースとカルボン酸のエステル体、及びグルコン酸とアルコールのエステル体も含まれる。
上記糖エステル化合物としては、フラノース構造若しくはピラノース構造を1個有する化合物(M)のOH基の全て若しくは一部をアルキルエステル化した糖エステル化合物であるか、又は、フラノース構造若しくはピラノース構造の少なくとも1種を2個結合した化合物(D)のOH基の全て若しくは一部をアルキルエステル化した糖エステル化合物であることが好ましい。フラノース構造又はピラノース構造の単環であり、その構造の水酸基の全て若しくは一部をアルキルエステル化した糖エステル化合物であることがより好ましく、グルコース構造の水酸基の全て若しくは一部をアルキルエステル化した糖エステル化合物であることが更に好ましい。
化合物(M)としては、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、及びアラビノースが挙げられ、グルコース、又はフルクトースが好ましく、グルコースがより好ましい。
化合物(D)としては、ラクトース、スクロース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオース、マルチトール、ラクチトール、ラクチュロース、セロビオース、マルトース、セロトリオース、マルトトリオース、ラフィノース、及びケストースが挙げられる。また、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオース、ゲンチオテトラオース、キシロトリオース、及びガラクトシルスクロース等も挙げられる。
これらの化合物(D)の中で、特にフラノース構造とピラノース構造との双方を有する化合物が好ましく、スクロース、ケストース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、又はスタキオースがより好ましく、スクロースが更に好ましい。
化合物(M)及び化合物(D)中のOH基の全て若しくは一部をアルキルエステル化するために脂肪族モノカルボン酸を用いることが好ましい。
上記脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、及びラクセル酸等の飽和脂肪酸;ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、及びオクテン酸等の不飽和脂肪酸;等が挙げられ、それらのなかでも酢酸、プロピオン酸、又はイソ酪酸が好ましい。すなわち、上記糖エステル化合物中の上記置換基がアセチル基、プロピオニル基、又はイソブチリル基であることが好ましい。
また、上記OH基の全て若しくは一部をアルキルエステル化するのに用いられる脂肪族モノカルボン酸としては、2種以上の脂肪族モノカルボン酸であってもよく、その少なくとも1種が分岐鎖状の脂肪族モノカルボン酸であることがより好ましい。分岐鎖状の脂肪族モノカルボン酸としては、なかでもイソ酪酸が更に好ましい。
上記態様をより具体的に説明すると、具体的には、上記OH基の全て若しくは一部を酢酸とイソ酪酸でエステル化することが好ましい。言い換えると、上記糖エステル化合物中の上記置換基がアセチル基とイソブチリル基であることが好ましい。置換基がアセチル基とイソブチリル基のみからなる場合、その割合はアセチル基/イソブチリル基=1/7〜4/4であることが好ましく、1/7〜3/5であることがより好ましく、2/6であることが更に好ましい。
これら脂肪族モノカルボン酸で置換された脂肪族糖エステル化合物の製造方法は、例えば、特開平8−245678号公報に記載されている。
セルロースアシレートフィルム中、上記添加剤の含有量(添加剤が複数含まれる場合にはその合計含有量)は、セルロースアシレートに対して5〜20質量%であることが好ましい。
また、本発明の光学フィルムを偏光子とポリマー支持体側で貼合する場合、用いるセルロースアシレートフィルムに偏光子の湿熱劣化を抑制する観点から下記の一般式(4)の化合物を添加することができる。
一般式(4)
Figure 0006916949
上記一般式(4)中、R11、R13及びR15は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数1〜20のアラルキル基、又は炭素数6〜20の芳香族基を表す。
これらの化合物、並びにその合成法に関しては、特開2013−174861号公報の内容(化合物としては、同公報段落番号0090〜0122に記載の化合物を利用することができる。)を参酌できる。
セルロースアレートフィルムが上記一般式(4)で表される化合物を含む場合、上記一般式(4)で表される化合物の含有量は、セルロースアシレートポリマーに対して1〜20質量%であることが好ましい。
セルロースアシレートフィルムは、マット剤として微粒子含んでいることが好ましい。微粒子としては、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成珪酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、及びリン酸カルシウム等を使用できる。
微粒子は、1次平均粒子径が20nm以下であり、且つ見かけ比重が70g/リットル以上であるものが好ましい。これらの微粒子は、通常平均粒子径が0.1〜3.0μmの2次粒子を形成し、フィルム表面に0.1〜3.0μmの凹凸を形成させる。これにより、ロールトゥロールプロセスにおいて本発明の光学フィルムを長尺の巻回体とする際、フィルム同士のこすれによる品質劣化、及び/又は、フィルム同士が接着する現象(ブロッキングとも言う)を未然に防止することができる。
微粒子は、セルロースアシレートフィルムの両表面に凹凸が設けられるように添加してもよいが、光学異方性膜の配向制御のため光配向膜表面を平坦にするという要請から、セルロースアシレートフィルムの光配向膜が設けられる側とは反対の表面のみに凹凸が設けられるように添加することが好ましい。
(ポリエチレンテレフタレートフィルム)
本明細書においては、ポリエチレンテレフタレートフィルムとは、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするフィルムを指す。また、ポリエチレンテレフタレートとは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する繰り返し単位と、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する繰り返し単位とを有するポリエステルであって、全繰り返し単位の80モル%以上がエチレンテレフタレートに由来する繰り返し単位であり、更に必要に応じて他の共重合成分に由来する繰り返し単位を含んでいてもよい。
ポリエチレンテレフタレートの製造方法としては、テレフタル酸、エチレングリコール、並びに必要に応じて他のジカルボン酸及び/又は他のジオールを直接反応させるいわゆる直接重合法のほか、テレフタル酸のジメチルエステル、エチレングリコール、並びに必要に応じて他のジカルボン酸のジメチルエステル及び/又は他のジオールをエステル交換反応させる、いわゆるエステル交換反応法等の任意の製造方法を適用することができる。
ポリエチレンテレフタレートフィルムは、各種機能層を有効に形成できるようにすることを目的に、その表面に表面改質層を有していてもよい。こうした表面改質層として、各種のバインダー樹脂を塗工したものを用いることができる。バインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、及びヒドロキシセルロース等が挙げられ、なかでもポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又はウレタン樹脂が好ましい。さらに、必要に応じて、メラミン化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、イソシアネート化合物、及びカルボジイミド化合物等の架橋剤を併用することができる。
表面改質層は、公知の種々の方法によって設けることができる。例えばインラインコーティングによって設ける場合、上述したバインダー樹脂及び架橋剤等の成分を水溶液又は水分散体として、固形分濃度が0.1〜50質量%程度を目安に調整した塗布液をポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布することで表面改質層が設けられたフィルムを得ることができる。
表面改質層の膜厚としては、通常、0.002〜1.0μmであり、0.03〜0.5μmが好ましく、0.04〜0.2μmがより好ましい。上記範囲であると、十分な表面改質機能を発現しつつ、ブロッキングの発生及びヘイズ上昇を抑制することができる。
〔その他の層〕
本発明の光学フィルムは、上述した光学異方性膜、光配向膜、及びポリマー支持体以外に、さらに他の機能層を含んでいてもよい。上記機能層としては、接着剤層、ハードコート層、上述以外の光学異方性膜、及び着色層等が挙げられる。上記機能層を設ける方法としては、別途上記機能層を作製した上で接着層を介して転写する方法、及び別途支持体上にこれら機能層を設けて支持体とともに貼合する方法が挙げられる。また、上記機能層を設ける他の方法としては、本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜の光配向膜とは反対の面、又は、本発明の光学フィルムを構成するポリマー支持体の光配向膜とは反対の面に、上記機能層を形成するための塗布液を直接塗布して形成する方法が挙げられる。
また、本発明の光学フィルムは、上記光学異方性膜を剥離可能に設けてもよい。光学異方性膜を剥離可能に設ける場合、光配向膜と光学異方性膜との界面において剥離するようにしてもよいし(言い換えると、光学異方性膜が、光配向膜に対して剥離可能なように設けられていてもよいし)、光配向膜とポリマー支持体との界面において剥離するようにしてもよい(言い換えると、光配向膜が、ポリマー支持体に対して剥離可能なように設けられていてもよい)。なかでも、光配向膜と光学異方性膜との界面において剥離するようにすることが好ましい。
〔光学フィルムの製造工程〕
本発明の光学フィルムは、ポリマー支持体上に光配向膜を設けた後、さらに重合性液晶組成物を光配向膜上に塗設して配向処理を加えた後、重合反応による配向状態を固定して形成される。これら工程の模式図を図3に示す。生産性の観点から、図3に示すようなロールトゥロールプロセスを利用することが好ましい。
(光配向膜の形成)
光配向膜は、上述した光配向膜形成用組成物を用いる以外は従来公知の製造方法により製造することができる。
光配向膜の製造方法の一例としては、例えば、上述した光配向膜形成用組成物をポリマー支持体表面に塗布して塗膜を形成する塗布工程と、加熱により上記塗膜の熱架橋を行う加熱工程と、加熱後の塗膜に対して偏光を照射するか、又は上記加熱後の塗膜の表面に対して斜め方向から非偏光を照射する光照射工程と、を含む製造方法が挙げられる。なお、上記製造方法は、必要に応じて、光照射工程の後に、更に加熱工程を含んでいてもよい。
以下、上記製造方法について、図3を参照しつつ説明する。
≪塗布工程≫
塗布工程における塗布方法は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、フレキソ印刷、及びインクジェット印刷等が挙げられる。
図3においては、ポリマー支持体の巻回体(ロール)から巻きだしたポリマー支持体1上にダイ32を用いて塗布を行っている。
≪加熱工程≫
加熱工程における加熱方法は特に制限されず、上記塗布工程を経て得られる塗膜付きポリマー支持体を公知の方法により加熱すればよい。
加熱方法としては、例えば、加熱雰囲気下に晒すことによって塗膜付きポリマー支持体を加熱する方法、熱媒体を通流させた搬送ロール等に接触させることによって塗膜付きポリマー支持体を加熱する方法、及び熱線を照射することによって塗膜付きポリマー支持体を加熱する方法が挙げられる。加熱温度としては、30〜200℃が好ましい。
加熱工程の際に塗膜中の溶媒除去と光配向膜の熱架橋反応とを適切に制御することで、ポリマー支持体と光配向膜との密着性が強化し、かつ、ポリマー支持体に由来する疎水性低分子量成分の抽出の制御がなされて光学異方性膜の配向制御が改善し得る。
なお、図3においては、加熱装置33により、塗膜付きポリマー支持体の加熱を行っている。
≪光照射工程≫
光照射工程において、上記加熱後の塗膜に対して照射する偏光は特に制限はなく、例えば、直線偏光、円偏光、及び楕円偏光等が挙げられ、なかでも、直線偏光が好ましい。
また、非偏光を照射する「斜め方向」とは、塗膜表面の法線方向に対して極角θ(0<θ<90°)傾けた方向である限りは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、θは、20〜80°であることが好ましい。
偏光又は非偏光における波長としては、上記加熱後の塗膜中に含まれる液晶性分子の配向を制御し得る波長であれば特に制限はないが、例えば、紫外線、近紫外線、及び可視光線等が挙げられる。なかでも、250nm〜450nmの近紫外線が好ましい。
また、偏光又は非偏光を照射するための光源としては、例えば、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、及びメタルハライドランプ等が挙げられる。このような光源からの紫外線及び可視光線に対して、干渉フィルタ及び色フィルタ等を適用することで、照射する波長範囲を適宜調整できる。また、これらの光源からの光に対して、偏光フィルタ及び偏光プリズムを適用することで、直線偏光が得られる。
偏光又は非偏光の積算光量としては、上記加熱後の塗膜中に含まれる液晶性分子の配向を制御し得る波長であれば特に制限はないが、1〜300mJ/cmが好ましく、5〜100mJ/cmがより好ましい。
偏光又は非偏光の照度としては、上記加熱後の塗膜中に含まれる液晶性分子の配向を制御し得る波長であれば特に制限はないが、0.1〜300mW/cmが好ましく、1〜100mW/cmがより好ましい。
なお、図3に示すように、上記加熱後の塗膜に対して光照射を実施する際は、塗膜中に含まれる液晶分子の配向にムラ及びバラツキを生じさせない点で、ポリマー支持体1が光源に対して揺動することを防止するためのバックアップロール38を設けることが好ましい。
(光学異方性膜の形成)
光学異方性膜の形成方法としては、上述した重合性液晶組成物を用いて、所望の配向状態とした後に、重合により固定化する方法等が挙げられる。典型的には、光配向膜上に、重合性液晶組成物を塗布して塗膜を形成する塗布工程、上記塗膜中に含まれる特定重合性液晶化合物等の液晶分子を所望の配向状態とする配向熟成工程、重合により上記配向状態を固定化する配向固定工程の順に行われ、塗布方法、及び配向熟成方法は公知の種々の方法を適用することができる。
配向固定工程において、重合条件は特に制限されないが、光照射による重合においては、紫外線を用いることが好ましい。照射量は、10mJ/cm〜50J/cmであることが好ましく、20mJ/cm〜5J/cmであることがより好ましく、30mJ/cm〜3J/cmであることが更に好ましく、50〜1000mJ/cmであることが特に好ましい。また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。露光方法は、公知の種々の方法を用いることができる。
なお、光学異方性膜の形成工程は、図3に示すように、光配向膜の形成工程と連続して行うことが好ましい。図3においては、重合性液晶組成物の塗布工程はダイ35によって行われ、配向熟成工程は加熱装置36によって行われ、配向固定工程は光源37による露光処理によって行われる。ロールトゥロールプロセスでは、作製された光学フィルムを巻回体(ロール)39として巻き取ることができる。
〔光学フィルムの光学特性〕
本発明の光学フィルムは、その目的により種々の光学特性を付与することができる。
好ましい一態様として、光学異方性膜をポジティブAプレートとすることができる。ここで、Aプレートは以下のように定義される。
光学異方性膜内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、ポジティブAプレートは式(A1)の関係を満たすものである。
式(A1) nx>ny≒nz
なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。「実質的に同一」とは、例えば、(ny−nz)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、−10〜10nm、好ましくは−5〜5nmの場合も「ny≒nz」に含まれ、(nx−nz)×dが、−10〜10nm、好ましくは−5〜5nmの場合も「nx≒nz」に含まれる。
ポジティブAプレートは、典型的には棒状液晶化合物の水平配向(ホモジーニアス配向)により得ることができる。本発明においては上述した特定重合性液晶化合物が棒状液晶化合物であることから、光配向膜上に水平配向させることによりポジティブAプレートを得ることができる。
本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜は、上述した特定重合性液晶化合物を用いることにより下記式(3)又は式(4)を満たすことができる。さらに下記式(5)を満たしていることが好ましい。
Re(450)/Re(550)<1 ・・・(3)
Rth(450)/Rth(550)<1 ・・・(4)
0.50<Re(450)/Re(550)<1.00 ・・・(5)
上記式(3)及び(5)中、Re(450)は、光学異方性膜の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。なお、本明細書において、レターデーションの測定波長を明記していない場合は、測定波長は550nmとする。
また、上記式(4)中、Rth(450)は、光学異方性膜の波長450nmにおける厚み方向のレターデーションを表し、Rth(550)は、光学異方性膜の波長550nmにおける厚み方向のレターデーションを表す。
本発明においては、面内レターデーション及び厚み方向のレターデーションの値は、AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)を用い、測定波長の光を用いて測定した値をいう。
具体的には、AxoScan OPMF−1にて、平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2−nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF−1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
光学異方性膜がポジティブAプレートである場合、1/4波長板として機能する観点から、Re(550)が100〜180nmであることが好ましく、120〜160nmであることがより好ましく、130〜150nmであることが更に好ましく、130〜140nmであることが特に好ましい。この範囲であると、上述した式(3)又は式(5)を満たすことと相関して、可視光領域で広帯域にわたり1/4波長分の偏光変換を与える光学異方性膜を得ることができる。
ポリマー支持体は任意の光学特性であることができる。
例えば好ましい一態様として、nx≒ny≒nzであることができる。ここでいうnx、ny、nzは、前述した光学異方性における定義をポリマー支持体に読み替えるものとする。すなわち、Re(550)が−10〜10nm、好ましくは−5〜5nmであり、Rth(550)が−10〜10nm、好ましくは−5〜5nmであることができる。このような光学特性であると、光学異方性膜側から偏光が入射した場合、光学異方性膜からポリマー支持体を経て出射される光の偏光状態は光学異方性膜による偏光変換のみを考慮すればよく、光学設計が容易になる利点がある。
別の一態様として、ポリマー支持体は、ポジティブAプレート、ネガティブAプレート、負の二軸性プレート、正の二軸性プレート、ポジティブCプレート、又はネガティブCプレートであることができる。また、nx>nz>nyの光学異方性を示すことができる。
ここで、
ポジティブAプレート:nx>ny≒nz
ネガティブAプレート:nz≒nx>ny
負の二軸性プレート:nx>ny>nz
正の二軸性プレート:nz>nx>ny
ポジティブCプレート:nx≒ny<nz
ネガティブCプレート:nx≒ny>nz
光学異方性膜、並びにポリマー支持体の光学異方性は、後述するような本発明の光学フィルムの用途に応じて、適宜設計することができる。
[偏光板]
本発明の光学フィルムと偏光子とを貼り合わせることにより偏光板を形成することができる。
また、本発明の光学フィルム中の光学異方性膜が光配向膜と剥離可能である場合、光学フィルムから転写された光学異方性膜と偏光子とを貼り合わせることによっても偏光板を形成することができる。このような偏光板を使用した一例としては、図2に模式的に示すポジティブCプレート18付き円偏光板が挙げられる(なお、図2において粘着剤層は記載を略した)。
〔偏光子〕
上記偏光子としては、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制限されず、従来公知の吸収型偏光子及び反射型偏光子を利用することができる。
上記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、及びポリエン系偏光子等が用いられる。ヨウ素系偏光子及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又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及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4691205号公報、特許第4751481号公報、及び特許第4751486号公報等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。
上記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、及び、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等が用いられる。
なかでも、密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(−CH−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及びエチレン−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。
偏光子の厚みは特に制限されないが、3μm〜60μmが好ましく、5μm〜30μmがより好ましく、5μm〜15μmが更に好ましい。
〔粘着剤層〕
これらの偏光板は、本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜と偏光子との間に、粘着剤層が配置されていてもよい。
光学異方性膜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、及び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、これに制限されない。
[画像表示装置]
本発明の光学フィルムは、光学フィルムとしてそのまま組み込む、あるいは、光学異方性膜を剥離して組み込む等により、画像表示装置に組み込むことができる。
これら画像表示装置に用いられる表示素子としては特に制限されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル、及びマイクロLED(light emitting diode)ディスプレイパネル等が挙げられる。
一例として、液晶セルに適用する場合、光学補償フィルム又は視野角補償フィルムとして用いることができる。また、EL表示パネル、プラズマディスプレイパネル、及びマイクロLEDディスプレイパネル等の自発光表示素子に適用する場合、光学異方性膜をλ/4波長のレターデーションとし、その遅相軸を直線偏光子の吸収軸と45°で組み合わせることにより円偏光板を形成して、偏光子/(ポリマー支持体/光配向膜)/光学異方性膜/表示素子(接着層等の記載は略す)の順に配置することにより、外光がパネル内部で反射する光が観察者へ届くことを防止する機能を持たせることができる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により制限的に解釈されるべきものではない。
以下、粘着剤としては特に断りない場合、SK−2057(綜研化学株式会社製)を用いた。
<実施例1>
(熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−1の合成)
Langmuir,32(36),9245−9253,(2016年)に記載された方法に従い、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)(東京化成試薬)と下記桂皮酸クロリド誘導体を用いて、以下に示すモノマーm−1を合成した。
桂皮酸クロリド誘導体
Figure 0006916949
モノマーm−1
Figure 0006916949
冷却管、温度計、及び撹拌機を備えたフラスコに、溶媒として2−ブタノン5質量部を仕込み、フラスコ内に窒素を5mL/min流しながら、水浴加熱により還流させた。ここに、モノマーm−1を5質量部、サイクロマーM100(3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート、ダイセル社製)5質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を1質量部と、溶媒として2−ブタノン5質量部を混合した溶液を、3時間かけて滴下し、さらに3時間還流状態を維持したまま撹拌した。反応終了後、室温まで放冷し、2−ブタノン30質量部を加えて希釈することで約20質量%の重合体溶液を得た。得られた重合体溶液を大過剰のメタノール中へ投入して重合体を沈殿させ、回収した沈殿物をろ別し、大量のメタノールで洗浄した後、50℃において12時間送風乾燥することにより、熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−1を得た。得られた重合体PA−1のエポキシ当量は396、重量平均分子量は28,000であった。
Figure 0006916949
(光配向膜P−1の作製)
特開2018−124528号の段落[0120]〜[0122]に記載された方法で作製した添加剤含有ポリマー支持体(具体的には、添加剤含有セルロースアシレートフィルム)上に、下記の光配向膜形成用組成物PC−1を#2.4のワイヤーバーで連続的に塗布した。次いで、塗膜が形成された支持体を140℃の温風で120秒間乾燥し、続いて、偏光紫外線照射(10mJ/cm、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。
なお、上記ポリマー支持体中には、添加剤として、特開2015−227955号公報の実施例に記載されたポリエステル化合物B(具体的には、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸とエチレングリコールとからなる繰り返し単位(モル比が各々50モル%)を有するポリエステルオリゴマー(数平均分子量:850)であって、その両末端がシクロヘキサノイル基で封止された構造である。)及び下記化合物Fが含まれている。
また、上記ポリエステル化合物Bの含有量は、セルロースアシレートポリマーに対して12質量%であり、上記化合物Fの含有量は、セルロースアシレートポリマーに対して2質量%である。
化合物F
Figure 0006916949
────────────────────────────────
光配向膜形成用組成物PC−1
────────────────────────────────
重合体PA−1 100.00質量部
光重合開始剤(サンエイドSI−B3A、三新化学製)5.00質量部
イソプロピルアルコール 16.50質量部
酢酸ブチル 1072.00質量部
メチルエチルケトン 268.00質量部
────────────────────────────────
(光学フィルム1の形成)
下記の重合性液晶組成物A−1を、バーコーターを用い光配向膜P−1上に塗布した。光配向膜P−1上に形成された塗膜を温風にて180℃に加熱し、その後120℃に冷却し、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長365nmにて100mJ/cmの紫外線を塗膜に照射することにより、液晶化合物の配向を固定化し、ポリマー支持体/光配向膜P−1/光学異方性膜A−1の順に積層された光学フィルム1を作製した。光学異方性膜A−1のRe(550)は144nmであり、nx>ny≒nzの光学異方性を示すポジティブAプレートであった。
なお、下記重合性液晶組成物A−1に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均については、表3に示す。
重合性液晶組成物A−1においては、重合性液晶化合物L−1、重合性液晶化合物L−2、及びメソゲン化合物A−1が、液晶化合物に該当する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物A−1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合性液晶化合物L−1 42.50質量部
・下記重合性液晶化合物L−2 42.50質量部
・下記メソゲン化合物A−1 15.00質量部
・下記重合開始剤S−1(オキシム型) 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 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006916949
Figure 0006916949
Figure 0006916949
Figure 0006916949
Figure 0006916949
(ポジティブCプレートC−1の形成)
特開2015−200861号公報の段落[0124]に記載のポジティブCプレートと同様の方法で作製したポジティブCプレートC−1(ただし、Rth(550)が−69nmとなるように、ポジティブCプレートの厚みは制御している)を形成用仮支持体上に有するフィルムC1を作製した。
(円偏光板1の形成)
支持体であるTD80UL(富士フイルム社製)の表面を、アルカリ鹸化処理した。具体的には、上記支持体を1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬し、取り出した支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。その後、再度、得られた支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。
続いて、ヨウ素水溶液中で厚み80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムを連続して5倍に延伸し、延伸後のフィルムを乾燥して、厚み20μmの偏光子を得た。
得られた偏光子と、アルカリ鹸化処理が施された支持体(TD80UL)とを貼りあわせ、片側に偏光子が露出した偏光板を得た。
次に、偏光子の吸収軸と光学異方性膜A−1の遅相軸とが45°となるように、上記偏光板の偏光子が露出した面と、光学異方性膜A−1の表面とを粘着剤を用いて貼り合わせ、続いて光学フィルム1の光配向膜及びポリマー支持体を偏光板から剥離することで、ポジティブAプレートA−1のみを偏光板に転写した。続いて、転写されたポジティブAプレートA−1の表面にフィルムC−1中のポジティブCプレートC−1の表面を、粘着剤を用いて貼り合わせ、フィルムC1の形成用仮支持体を剥離することで、ポジティブCプレートC−1のみを光学異方性膜A−1上に転写し、円偏光板1を作製した。
<実施例2>
重合性液晶組成物A−1を下記の重合性液晶組成物A−2に変更し、Re(550)が144nmになるよう厚みを調整して光学異方性膜A−2を形成した以外は、実施例1と同様の方法によって、光学フィルム2を作製し、次いで、円偏光板2を作製した。光学異方性膜A−2の屈折率異方性はnx>ny≒nzのポジティブAプレートであった。
なお、下記重合性液晶組成物A−2に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均については、表3に示す。
重合性液晶組成物A−2においては、重合性液晶化合物L−1、重合性液晶化合物L−2、及びメソゲン化合物A−1が、液晶化合物に該当する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物A−2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記重合性液晶化合物L−1 62.00質量部
・上記重合性液晶化合物L−2 20.00質量部
・上記メソゲン化合物A−1 18.00質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 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 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例3>
重合性液晶組成物A−1を下記の重合性液晶組成物A−3に変更し、Re(550)が144nmになるよう厚みを調整して光学異方性膜A−3を形成した以外は、実施例1と同様の方法によって、光学フィルム3を作製し、次いで、円偏光板3を作製した。光学異方性膜A−3の屈折率異方性はnx>ny≒nzのポジティブAプレートであった。
なお、下記重合性液晶組成物A−3に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均については、表3に示す。
重合性液晶組成物A−3においては、重合性液晶化合物L−1及びメソゲン化合物A−1が、液晶化合物に該当する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物A−3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記重合性液晶化合物L−1 84.00質量部
・上記メソゲン化合物A−1 16.00質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 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 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例4>
重合性液晶組成物A−1を下記の重合性液晶組成物A−4に変更し、Re(550)が144nmになるよう厚みを調整して光学異方性膜A−4を形成した以外は、実施例1と同様の方法によって、光学フィルム4を作製し、次いで、円偏光板4を作製した。光学異方性膜A−4の屈折率異方性はnx>ny≒nzのポジティブAプレートであった。
なお、下記重合性液晶組成物A−4に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均については、表3に示す。
重合性液晶組成物A−4においては、重合性液晶化合物L−2及びメソゲン化合物A−1が、液晶化合物に該当する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物A−4
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記重合性液晶化合物L−2 73.00質量部
・上記メソゲン化合物A−1 27.00質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 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 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例5>
重合性液晶組成物A−1を下記の重合性組成物A−5に変更し、厚みを調整した以外は、実施例1と同様の方法によって、ポジティブAプレートA−5を作製し、円偏光板5を作製した。
なお、下記重合性液晶組成物A−5に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均については、表3に示す。
重合性液晶組成物A−5においては、重合性液晶化合物L−3が、液晶化合物に該当する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物A−5
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合性液晶化合物L−3 100.00質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 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 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006916949
<比較例1>
重合性液晶組成物A−1を下記の重合性液晶組成物A−11に変更し、厚みを調整した以外は、実施例1と同様の方法によって、ポジティブAプレートA−11を作製し、円偏光板11を作製した。
なお、下記重合性液晶組成物A−11に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均については、表3に示す。
重合性液晶組成物A−11においては、重合性液晶化合物L−4、重合性液晶化合物L−5、及びメソゲン化合物A−2が、液晶化合物に該当する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物A−11
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合性液晶化合物L−4 43.75質量部
・下記重合性液晶化合物L−5 43.75質量部
・下記メソゲン化合物A−2 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 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 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006916949
Figure 0006916949
Figure 0006916949
<比較例2>
実施例1の熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−1に代えて下記の方法により合成した重合体PA−2を用いた光配向膜形成用組成物PC−2を用いた以外は、実施例1と同じ方法により、光学フィルム12及び円偏光板12を作製した。
(熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−2の合成)
冷却管、温度計、及び撹拌機を備えたフラスコに、溶媒として2−ブタノン5質量部を仕込み、フラスコ内に窒素を5mL/min流しながら、水浴加熱により還流させた。ここに、モノマーm−1を6.5質量部、サイクロマーM100(ダイセル社製)3.5質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を1質量部と、溶媒として2−ブタノン5質量部を混合した溶液を、3時間かけて滴下し、さらに3時間還流状態を維持したまま撹拌した。反応終了後、室温まで放冷し、2−ブタノン30質量部を加えて希釈することで約20質量%の重合体溶液を得た。得られた重合体溶液を大過剰のメタノール中へ投入して重合体を沈殿させ、回収した沈殿物をろ別し、大量のメタノールで洗浄した後、50℃において12時間送風乾燥することにより、熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−2を得た。得られた重合体PA−2のエポキシ当量は566、重量平均分子量は28,000であった。
Figure 0006916949
<比較例3>
実施例1の熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−1に代えて下記の方法により合成した重合体PA−3を用いた光配向膜形成用組成物PC−3を用いた以外は、実施例1と同じ方法により、光学フィルム13及び円偏光板13を作製した。
(熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−3の合成)
冷却管、温度計、及び撹拌機を備えたフラスコに、溶媒として2−ブタノン5質量部を仕込み、フラスコ内に窒素を5mL/min流しながら、水浴加熱により還流させた。ここに、モノマーm−1を4質量部、サイクロマーM100(ダイセル社製)6質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を1質量部と、溶媒として2−ブタノン5質量部を混合した溶液を、3時間かけて滴下し、さらに3時間還流状態を維持したまま撹拌した。反応終了後、室温まで放冷し、2−ブタノン30質量部を加えて希釈することで約20質量%の重合体溶液を得た。得られた重合体溶液を大過剰のメタノール中へ投入して重合体を沈殿させ、回収した沈殿物をろ別し、大量のメタノールで洗浄した後、50℃において12時間送風乾燥することにより、熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−3を得た。得られた重合体PA−3のエポキシ当量は330、重量平均分子量は28,000であった。
Figure 0006916949
<参考例1>
ポリマー支持体に代えてガラス基板を用い、Re(550)が144nmになるよう光学異方性膜の厚みを調整した以外は実施例1と同様にして、ガラス基板上に光配向膜GP−1、光学異方性膜GA−1がこの順に形成された積層体G1を作製した。ついで、実施例1と同様にして円偏光板を作製した。光学異方性膜GA−1の屈折率異方性はnx>ny≒nzのポジティブAプレートであった。
<参考例2>
光配向膜形成用組成物PC−1に代えて光配向膜形成用組成物PC−2を用いた以外は、参考例1と同様にして、ガラス基板上に光配向膜GP−2、光学異方性膜GA−2がこの順に形成された積層体G2を作製した。ついで、実施例1と同様にして円偏光板を作製した。光学異方性膜GA−2の屈折率異方性はnx>ny≒nzのポジティブAプレートであった。
<実施例6>
(熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−4の合成)
実施例1の重合体PA−1の合成において、5質量部のモノマーm−1及び5質量部のサイクロマーM100の代わりに、6質量部のモノマーm−1及び4質量部のOXE−10((3−エチルオキセタン−3−イル)メチルアクリレート、大阪有機化学工業株式会社製)を用いて重合体PA−4を得た。
(光配向膜形成用組成物PC−4の調製)
実施例1の光配向膜形成用組成物PC−1の作製において、重合体PA−1の代わりに上記重合体PA−4を用いた以外は同様の方法により光配向膜形成用組成物PC−4を調製した。
(光学フィルム6の作製)
実施例1の光学フィルムの作製において、光配向膜形成用組成物PC−1の代わりに上記光配向膜形成用組成物PC−4を用いた以外は同様の方法により光学フィルム6を作製し、次いで、円偏光板6を作製した。
<実施例7>
(熱架橋性基と光配向性基を有する重合体PA−5の合成)
実施例1の重合体PA−1の合成において、5質量部のモノマーm−1及び5質量部のサイクロマーM100の代わりに、6質量部のモノマーm−1及び4質量部のグリシジルメタクリレート(東京化成工業株式会社製)を用いて重合体PA−5を得た。
(光配向膜形成用組成物PC−5の調製)
実施例1の光配向膜形成用組成物PC−1の作製において、重合体PA−1の代わりに上記重合体PA−5を用いた以外は同様の方法により光配向膜形成用組成物PC−5を調製した。
(光学フィルム7の作製)
実施例1の光学フィルムの作製において、光配向膜形成用組成物PC−1の代わりに上記光配向膜形成用組成物PC−5を用いた以外は同様の方法により光学フィルム7を作製し、次いで、円偏光板7を作製した。
<液晶配向評価>
作製した光学フィルムを偏光顕微鏡上に置き、偏光板をクロスニコルにしたうえで、光学フィルムの角度を調整し消光位にセットした。その状態で顕微鏡観察を行い、500μm×500μmの領域を、場所を変えながら10視野観察し、その中に観察された輝点の数の平均値を液晶配向の指標として評価した。評価の基準は下記の通りとした。
A:500μm×500μmの領域に観察される輝点の個数が平均3個未満
D:500μm×500μmの領域に観察される輝点の個数が平均3個以上
<耐久性評価>
作製したポジティブAプレート上に粘着剤を貼合して粘着剤付きポジティブAプレートを作製し、これを85℃85%の環境下で500時間保持した後のReA(550)を下記の基準で評価した。
A:85℃85%で保持前のReA(550)に対し、保持後のReA(550)の割合が98%以上である場合
B:85℃85%で保持前のReA(550)に対し、保持後のReA(550)の割合が95%以上98%未満である場合
C:85℃85%で保持前のReA(550)に対し、保持後のReA(550)の割合が90%以上95%未満である場合
D:85℃85%で保持前のReA(550)に対し、保持後のReA(550)の割合が90%未満である場合
(有機EL表示装置への実装)
有機EL表示パネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S IVを分解し、円偏光板を剥離して、実施例、比較例、及び参考例で作製した各円偏光板をそれぞれ有機EL表示パネル上に貼合し、有機EL表示装置を作製した。実施例及び参考例で作製した円偏光板1〜7、G1、及びG2、並びに比較例1で作製した円偏光板11は、黒表示時においてニュートラルブラックに近い正面反射色味、及び45°方向斜視反射色味を示したが、比較例2及び3で作製した偏光板12及び13は黒表示時でも輝点があり、また正面反射及び45°方向斜視反射においてニュートラルブラックに比して色味付きが感じられるものであった。
Figure 0006916949
実施例の光学フィルム中の光学異方性膜は、逆波長分散性を示し、且つ、優れた湿熱耐久性を示した。また、上記光学異方性膜は、疎水性低分子量成分を含むポリマー支持体上に配置されていても、疎水性低分子量成分の抽出が起こらない参考例1(ガラス支持体を使用した例に該当する。)と同等の配向性を示した。すなわち、本発明の光学フィルムは、ロールトゥロールプロセスに適し、光学異方性膜は、優れた光学特性と湿熱耐久性を示すものであることは明白である。
10 光学フィルム
3、12 光学異方性膜
2、14 光配向膜
1、16 ポリマー支持体
18 ポジティブCプレート
20 偏光板
22 円偏光板
30 光学フィルムの製造工程
31、39 ロール
32、35 ダイ
33、36 加熱装置
34、37 光源
38 バックアップロール

Claims (7)

  1. 重合性液晶組成物から形成される光学異方性膜、光配向膜、及びポリマー支持体をこの順に含む光学フィルムであって、
    前記重合性液晶組成物は、下記式(1)で表される重合性液晶化合物を含み、
    前記重合性液晶組成物に含まれる液晶化合物の各々のCLogP値の荷重平均は、10.0〜20.0であり、
    前記光配向膜は、熱架橋性の光配向膜形成用組成物から形成されており、
    前記光配向膜形成用組成物は、下記式(A)で表される光配向性繰り返し単位と下記式(B)で表される熱架橋性繰り返し単位とを含む光配向性共重合体を含み、前記光配向性共重合体の熱架橋性基当量が、340〜500である、光学フィルム。
    式(1):
    −SP−(E−A−E−G−D−Ar−D−G−E−(A−E−SP−L
    式(1)中、D、D、E、E、E、及びEは、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−C(=S)O−、−CR−、−CR−CR−、−O−CR−、−CR−O−CR−、−CO−O−CR−、−O−CO−CR−、−CR−O−CO−CR−、−CR−CO−O−CR−、−NR−CR−、又は−CO−NR−を表す。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
    及びGは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、又は−NH−で置換されていてもよい。
    及びAは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、又は−NH−で置換されていてもよい。
    SP及びSPは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
    及びLは、それぞれ独立に、1価の有機基を表し、L及びLの少なくとも一方は重合性基を表す。ただし、Arが、下記式(Ar−3)で表される芳香環である場合は、L及びL並びに下記式(Ar−3)中のL及びLの少なくとも1つが重合性基を表す。
    mは、0〜2の整数を表し、mが2である場合、複数のEは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のAは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
    nは、0〜2の整数を表し、nが2である場合、複数のEは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のAは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
    Arは、下記式(Ar−1)〜式(Ar−5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。
    Figure 0006916949
    式(Ar−1)〜式(Ar−5)中、*は、D又はDとの結合位置を表す。
    は、N、又はCHを表す。
    は、−S−、−O−、又は−N(R)−を表し、Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
    は、置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい炭素数3〜12の芳香族複素環基を表す。
    、Z、及びZは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の1価の直鎖状、又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−OR、−NR、−SR、−COOR、又は−OCORを表し、R〜R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Z及びZは、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
    及びAは、それぞれ独立に、−O−、−N(R10)−、−S−、及び−CO−からなる群から選択される基を表し、R10は、水素原子又は置換基を表す。
    Xは、水素原子又は置換基が結合していてもよい第14〜16族の非金属原子を表す。
    及びDは、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−C(=S)O−、−CR−、−CR−CR−、−O−CR−、−CR−O−CR−、−CO−O−CR−、−O−CO−CR−、−CR−O−CO−CR−、−CR−CO−O−CR−、−NR−CR−、又は、−CO−NR−を表す。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
    SP及びSPは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
    及びLは、それぞれ独立に、1価の有機基を表し、L及びL並びに前記式(1)中のL及びLの少なくとも1つが重合性基を表す。
    Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
    Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
    Ax及びAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
    は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
    Figure 0006916949
    式(A)及び式(B)中、B及びBは、それぞれ独立に、−O−、−CO−O−、−O−CO−O−、又はフェニレン基を表す。
    及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
    Sp及びSpは、それぞれ独立に、単結合、又は置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい脂環アルキレン基、及び置換基を有していてもよい芳香族基からなる群より選ばれる1種以上からなる2価の連結基を表す。なお、前記置換基を有していてもよいアルキレン基、及び前記置換基を有していてもよい脂環アルキレン基は、任意の炭素原子が、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びカーボネート結合に置換されていてもよいが、B及びBとの結合部において、−O−O−結合となることはない。
    は、熱架橋性基を表す。
    Cinは、下記式(3−1)又は式(3−2)で表される光配向性基を表す。
    Figure 0006916949
    式(3−1)又は式(3−2)中、*は、Spとの結合位置を表す。
    ただし、Cinが式(3−2)で表される光配向性基を表す場合、式(3−2)で表される光配向性基とSpとの結合部が−O−O−結合となることはない。
    は、置換基を表す。
  2. 前記式(1)中のmが1であり、A及びGがいずれも置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基であり、Eが単結合であり、且つ、
    前記式(1)中のnが1であり、A及びGがいずれも置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基であり、Eが単結合である、請求項1に記載の光学フィルム。
  3. 前記式(1)中のArが、前記式(Ar−1)又は式(Ar−2)で表される基を表す、請求項1又は2に記載の光学フィルム。
  4. 前記光配向性共重合体に含まれる前記熱架橋性基が連鎖重合性であり、
    前記光配向膜形成用組成物が、前記光配向性共重合体と、前記熱架橋性基の連鎖重合を開始させる熱重合開始剤とを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  5. 前記光学異方性膜が前記光配向膜に対して剥離可能に設けられているか、又は、前記光配向膜が前記ポリマー支持体に対して剥離可能に設けられている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  6. 請求項1〜5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。
  7. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム、又は請求項6に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
JP2020500516A 2018-02-14 2019-02-13 光学フィルム、偏光板、画像表示装置 Active JP6916949B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018024041 2018-02-14
JP2018024041 2018-02-14
JP2019006229 2019-01-17
JP2019006229 2019-01-17
PCT/JP2019/005084 WO2019159960A1 (ja) 2018-02-14 2019-02-13 光学フィルム、偏光板、画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019159960A1 JPWO2019159960A1 (ja) 2021-02-04
JP6916949B2 true JP6916949B2 (ja) 2021-08-11

Family

ID=67618993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020500516A Active JP6916949B2 (ja) 2018-02-14 2019-02-13 光学フィルム、偏光板、画像表示装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6916949B2 (ja)
KR (1) KR102413463B1 (ja)
CN (1) CN111727392B (ja)
WO (1) WO2019159960A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020184463A1 (ja) * 2019-03-08 2020-09-17

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0689084B1 (de) 1994-06-24 2003-06-04 Rolic AG Optisches Bauelement aus Schichten vernetzter flüssigkristalliner Monomere und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1089093B1 (en) * 1999-09-28 2008-04-02 FUJIFILM Corporation Anti-reflection film, polarizing plate comprising the same, and image display device using the anti-reflection film or the polarizing plate
JP2005017574A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償シート、偏光板および液晶表示装置
DE102005063524B4 (de) * 2005-07-08 2011-01-27 Grau, Günter, Dr. Vorrichtung zur Messung und Erzeugung der Polarisation von Licht
TWI409509B (zh) * 2005-09-07 2013-09-21 Fujifilm Corp 光學補償膜、其製法、及使用它之偏光板與液晶顯示裝置
CN101379895A (zh) * 2006-02-08 2009-03-04 株式会社普利司通 显示器用光学滤波器的制造方法、显示器用光学滤波器、带有此滤波器的显示器和等离子显示器面板
JP5401032B2 (ja) 2006-12-15 2014-01-29 富士フイルム株式会社 光学異方性膜、輝度向上フィルム、位相差板および液晶表示装置
JP5391682B2 (ja) 2007-12-28 2014-01-15 住友化学株式会社 化合物、光学フィルム及び光学フィルムの製造方法
JP2010052273A (ja) 2008-08-28 2010-03-11 Jsr Corp 積層フィルムおよび積層フィルムの製造方法、ならびにそれを備える偏光板および液晶表示素子
JP5504601B2 (ja) 2008-10-15 2014-05-28 Dic株式会社 配向膜用組成物、配向膜の製造方法、及び光学異方体
KR101820966B1 (ko) * 2011-10-20 2018-01-23 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치, 배향막 및 이들을 제조하는 방법들
KR101397697B1 (ko) * 2011-12-01 2014-05-22 제일모직주식회사 광학 점착제, 이를 포함하는 광학 부재 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
CN102702987B (zh) * 2012-03-21 2015-02-18 北京京东方光电科技有限公司 封框胶组合物、防止液晶污染方法、液晶面板及显示装置
CN104603165B (zh) 2012-07-09 2017-04-26 日本瑞翁株式会社 聚合性化合物、聚合性组合物、高分子、光学各向异性体及聚合性化合物的制备方法
KR20150054992A (ko) * 2012-10-12 2015-05-20 후지필름 가부시키가이샤 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 편광판, 및 화상 표시 장치
CN105283783A (zh) * 2013-06-06 2016-01-27 富士胶片株式会社 光学片部件及使用该光学片部件的图像显示装置
CN105378518B (zh) * 2013-07-10 2018-04-27 富士胶片株式会社 光学膜、使用该光学膜的偏振片及液晶显示装置
JP6250324B2 (ja) * 2013-08-02 2017-12-20 大阪有機化学工業株式会社 光配向膜用組成物および新規重合体
KR101731148B1 (ko) * 2013-08-09 2017-04-27 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 광학 필름
WO2015122335A1 (ja) * 2014-02-13 2015-08-20 大日本印刷株式会社 光配向性を有する熱硬化性組成物、配向層、配向層付基板、位相差板およびデバイス
JP6667983B2 (ja) * 2014-05-30 2020-03-18 富士フイルム株式会社 積層体およびその製造方法、偏光板、液晶表示装置、有機el表示装置
JP6363566B2 (ja) 2014-10-21 2018-07-25 富士フイルム株式会社 光学異方性層とその製造方法、積層体、偏光板、表示装置、液晶化合物とその製造方法、カルボン酸化合物
US10059877B2 (en) * 2014-10-21 2018-08-28 Fujifilm Corporation Optically anisotropic layer, method for producing the optically anisotropic layer, a laminate, polarizing plate, display device, liquid crystal compound, method for producing the liquid crystal compound, and carboxylic acid compound
KR102587604B1 (ko) * 2015-03-11 2023-10-11 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 경화막 형성 조성물, 배향재 및 위상차재
JP6648462B2 (ja) * 2015-09-30 2020-02-14 大日本印刷株式会社 光配向性を有する熱硬化性組成物、配向層、配向層付基板及びその製造方法、並びに、位相差板及びその製造方法
EP3214154B1 (en) * 2016-03-01 2019-06-26 Merck Patent GmbH Liquid-crystal media and light modulation element
JP6191754B1 (ja) * 2016-11-22 2017-09-06 日本ゼオン株式会社 重合性化合物、混合物、重合性液晶組成物、高分子、光学フィルム、光学異方体、偏光板、表示装置および反射防止フィルム
JP6913157B2 (ja) * 2017-03-23 2021-08-04 富士フイルム株式会社 有機エレクトロルミネッセンス表示装置、位相差フィルム、円偏光板
CN110637038B (zh) * 2017-05-26 2021-11-30 富士胶片株式会社 光取向性聚合物、粘合剂组合物、粘合剂层、光学层叠体、光学层叠体的制造方法及图像显示装置
KR102285179B1 (ko) * 2017-07-19 2021-08-02 후지필름 가부시키가이샤 중합성 액정 화합물, 중합성 액정 조성물, 광학 이방성막, 광학 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
KR102307920B1 (ko) * 2017-07-19 2021-09-30 후지필름 가부시키가이샤 중합성 액정 화합물, 중합성 액정 조성물, 광학 이방성막, 광학 필름, 편광판 및 화상 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN111727392A (zh) 2020-09-29
JPWO2019159960A1 (ja) 2021-02-04
KR20200106068A (ko) 2020-09-10
WO2019159960A1 (ja) 2019-08-22
KR102413463B1 (ko) 2022-06-27
CN111727392B (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6934056B2 (ja) 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置
JP6754845B2 (ja) 重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板、画像表示装置および有機エレクトロルミネッセンス表示装置
CN104808275B (zh) 光学各向异性膜
WO2019131976A1 (ja) 光吸収異方性膜、光学積層体および画像表示装置
WO2019167926A1 (ja) 積層体、有機電界発光装置、液晶表示装置
JP6961786B2 (ja) 光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置
JP6916900B2 (ja) 長尺位相差フィルム、長尺積層体、画像表示装置
WO2021060427A1 (ja) 重合性液晶組成物、硬化物、光学フィルム、偏光板および画像表示装置
JP7068436B2 (ja) 光学フィルム、偏光板および画像表示装置
JP7335900B2 (ja) 偏光板、液晶表示装置、有機電界発光装置
JP6916949B2 (ja) 光学フィルム、偏光板、画像表示装置
JPWO2019163878A1 (ja) 重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置
JP7033043B2 (ja) 光学積層体、液晶表示装置および有機電界発光装置
JP2001356214A (ja) 光学異方体及びその製造方法とそれを用いた偏光板及び液晶表示装置
WO2020031784A1 (ja) 積層体、液晶表示装置、有機電界発光装置
JP6992158B2 (ja) 光学フィルム、偏光板、画像表示装置
WO2021039625A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
WO2023084838A1 (ja) 位相差層付偏光板および該位相差層付偏光板を含む画像表示装置
JP7417623B2 (ja) 光学積層体、偏光板、および、画像表示装置
WO2022071040A1 (ja) 積層体、偏光板および画像表示装置
KR20230045084A (ko) 광학 필름, 원편광판, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치
WO2022071042A1 (ja) 光配向膜用組成物、光配向膜および光学積層体
WO2020045224A1 (ja) 位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法、偏光板および液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200730

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210716

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6916949

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150