JP7470706B2 - 組成物、光学異方性膜、光学フィルム、円偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1においては、リオトロピック液晶性を示す組成物を用いて形成される二軸性の光学異方性膜が提案されている。ここで、二軸性とは、光学異方性膜の遅相軸方向の屈折率nx、進相軸方向の屈折率nyおよび厚み方向の屈折率nzがnx>nz>nyの関係を満たすことを意味する。
本発明者は、特許文献1に記載の二軸性の光学異方性膜の特性を検討したところ、逆波長分散性は示しておらず、更なる改良が必要であった。特に、可視光線領域において、逆波長分散性を示すことが望まれていた。
また、本発明は、光学異方性膜、光学フィルム、円偏光板、および、有機EL表示装置を提供することも課題とする。
式(1)で表される化合物が波長300nm以下の範囲に極大吸収波長を有し、
棒状化合物が波長330nm以上の範囲に極大吸収波長を有する、組成物。
(2) 棒状化合物が、後述する式(2)で表される繰り返し単位を有する高分子、および、後述する式(3)で表される繰り返し単位を有する高分子からなる群から選択される少なくとも1種を含む、(1)に記載の組成物。
(3) 式(1)で表される化合物、および、棒状化合物のうち少なくとも一方が、重合性基を有する、(1)または(2)に記載の組成物。
(4) 式(1)で表される化合物および棒状化合物の合計質量に対する、式(1)で表される化合物の含有量が、50質量%超である、(1)~(3)のいずれかに記載の組成物。
(5) 波長700~1000nmの範囲に極大吸収波長を有する近赤外線吸収化合物をさらに含む、(1)~(4)のいずれかに記載の組成物。
(6) 重合性モノマーをさらに含む、(1)~(5)のいずれかに記載の組成物。
(7) 後述する式(4)で表される化合物をさらに含む、(1)~(6)のいずれかに記載の組成物。
(8) さらに溶媒を含む、(1)~(7)のいずれかに記載の組成物。
(9) (1)~(8)のいずれかに記載の組成物を用いて形成された光学異方性膜。
(10) 基板と、(9)に記載の光学異方性膜とを有する、光学フィルム。
(11) 基板と光学異方性膜との間に配向膜が配置される、(10)に記載の光学フィルム。
(12) (1)~(8)のいずれかに記載の光学異方性膜、または、(9)または(10)に記載の光学フィルムと、
偏光子と、を有する、円偏光板。
(13) 光学異方性膜の遅相軸または光学フィルム中の光学異方性膜の遅相軸と、偏光子の吸収軸とのなす角が、45±5°の範囲内である、(12)に記載の円偏光板。
(14) 基板、金属電極層、有機材料からなる発光層、および、透明電極層を有する有機エレクトロルミネッセンス表示素子と、
(12)または(13)に記載の円偏光板と、を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
円偏光板中の光学異方性膜が偏光子よりも有機エレクトロルミネッセンス表示素子側に配置され、
金属電極層と偏光子との間に存在する全ての部材の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションの合計値が、0±30nm以内である、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
また、本発明によれば、光学異方性膜、光学フィルム、円偏光板、および、有機EL表示装置を提供できる。
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。
また、進相軸および遅相軸は、特別な断りがなければ、波長550nmにおける定義である。つまり、特別な断りがない限り、例えば、進相軸方向という場合、波長550nmにおける進相軸の方向を意味する。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScan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。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、および、ポリスチレン(1.59)。
また、本明細書において、角度の関係(例えば「直交」、「平行」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。例えば、厳密な角度±5°の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、±3°の範囲内であることが好ましい。
本発明の組成物は後述するようにリオトロピック液晶性組成物であり、光学異方性膜を形成する際に所定の剪断方向に沿って配向状態が形成される。具体的には、図1に示すように、y軸方向に沿って組成物を塗布した際には、基板10上において棒状化合物12はその分子軸(棒状化合物12が延びる方向)がy軸方向に沿うように配置される。また、式(1)で表される化合物(以下、単に「特定化合物」ともいう。)14は、その内部に環状構造を有しており、全体として平板状の構造を有している。そのため、図1に示すように、複数の特定化合物14は、平板状の構造の面同士が対向するように(言い換えれば、化合物内部の環状構造同士が対向するように)配置される。そして、特定化合物14同士が会合して形成されるカラム状の会合体は、会合体の延在方向が棒状化合物12の分子軸に沿って配置される。
このような配向状態においては、特定化合物14由来の構造に起因して、図1中のx軸方向が遅相軸となり、光学異方性膜の遅相軸方向の屈折率nx、進相軸方向の屈折率nyおよび厚み方向の屈折率nzは、nx>nz>nyの関係を満たす。
組成物は、特定化合物、および、棒状化合物を含む。
以下では、まず、組成物に含まれる材料について詳述し、その後、組成物を用いて形成される光学異方性膜について詳述する。
組成物は、特定化合物を含む。上述したように、特定化合物は式(1)中で規定される環構造を有しており、平板状の分子構造を有する平板状化合物に該当する。そのため、上述したように特定化合物同士で環構造を対向させるようにパッキングして会合体を形成しやすい。
なお、「平板状化合物」とは、芳香環(芳香族炭化水素環および芳香族複素環など)が、単結合または適切な連結基を介して、2次元的に広がった構造を有する化合物のことを指し、溶媒中において、化合物中の平面同士が会合することでカラム状の会合体を形成する性質を持った化合物群のことを示す。
特定化合物は、リオトロピック液晶性を示すことが好ましい。リオトロピック液晶性とは、溶媒に溶解させた溶液状態で、温度や濃度を変化させることにより、等方相-液晶相の相転移を起こす性質をいう。
特定化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から、水溶性であることが好ましい。水溶性の特定化合物とは、水に対して1質量%以上溶解する特定化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解する特定化合物が好ましい。
なお、上記極大吸収波長とは、特定化合物の吸収スペクトル(測定範囲:波長250~700nmの範囲)において、その吸光度が極大値を取るときの波長を意味する。特定化合物の吸収スペクトルの吸光度において、複数の極大値がある場合、最も吸光度の高い極大値の波長を選択する。
上記極大吸収波長の測定方法は以下の通りである。
特定化合物(0.01~0.05mmol)を純水(1000ml)に溶解させ、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製))を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルを測定する。
1価の芳香環は、単環であっても、複環であってもよい。
1価の芳香環としては、1価の芳香族炭化水素環、および、1価の芳香族複素環が挙げられる。1価の芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、および、フェナンスロリン環などの芳香族炭化水素環に直接結合する1個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。1価の芳香族複素環としては、例えば、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、および、ベンゾチアゾール環などの芳香族複素環に直接結合する1個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。
なお、上記カチオンイオンとしては、アルカリ金属イオンがさらに好ましい。
Lとしては、式(X)で表される基が好ましい。
式(X) -L1-Ar1-L2-(Ar2-L3)n-
L1およびL3は、それぞれ独立に、単結合または炭素数1~6のアルキレン基(好ましくは、炭素数1~4のアルキレン基)を表す。L2は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基(好ましくは、炭素数1~4のアルキレン基)、-O-、-S-または-NH-を表す。Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。nは、0または1を表す。
ラジカル重合性基としては、公知のラジカル重合性基を用いることができ、アクリロイル基、メタアクリロイル基、または、スチリル基が好ましい。
カチオン重合性基としては、公知のカチオン重合性基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、および、ビニルオキシ基が挙げられる。なかでも、脂環式エーテル基また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、または、ビニルオキシ基がより好ましい。
特に、好ましい重合性基の例としては下記が挙げられる。
組成物は、棒状化合物を含む。上述したように、棒状化合物は所定の方向に配向しやすい。
棒状化合物は、リオトロピック液晶性を示すことが好ましい。
棒状化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から水溶性であることが好ましい。水溶性の棒状化合物とは、水に対して1質量%以上溶解する棒状化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解する棒状化合物が好ましい。
なお、棒状化合物とは、芳香環(芳香族炭化水素環および芳香族複素環など)が、単結合または適切な連結基を介して、1次元的に繋がった構造を有する化合物のことを指し、溶媒中において、長軸が互いに平行に揃うように配向する性質を持った化合物群のことを示す。
なお、上記極大吸収波長とは、棒状化合物の吸収スペクトル(測定範囲:波長250~700nmの範囲)において、その吸光度が極大値を取るときの波長を意味する。棒状化合物の吸収スペクトルの吸光度において、複数の極大値がある場合、最も吸光度の高い極大値の波長を選択する。
上記極大吸収波長の測定方法は以下の通りである。
棒状化合物(5~50mg)を純水(1000ml)に溶解させ、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製))を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルを測定する。
なかでも、本発明の効果が優れる点で、棒状化合物は、式(2)で表される繰り返し単位を有する高分子、および、式(3)で表される繰り返し単位を有する高分子からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
2価の芳香環は、単環であっても、複環であってもよい。
2価の芳香環としては、2価の芳香族炭化水素環、および、2価の芳香族複素環が挙げられる。2価の芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、および、フェナンスロリン環などの芳香族炭化水素環に直接結合する2個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。2価の芳香族複素環としては、例えば、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、および、ベンゾチアゾール環などの芳香族複素環に直接結合する2個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。
2価の芳香環が有していてもよい置換基の好適態様としては、1価の芳香環が有していてもよい置換基の好適態様と同じであり、スルホ基(-SO3H)もしくはその塩、カルボキシル基もしくはその塩、または、ヒドロキシ基を有する基が好ましい。
X2で表される2価の連結基としては、-CH=CH-、-CH=N-、-N=N-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-、アリーレン基、または、ヘテロアリーレン基が好ましい。
m2が2以上の場合、複数あるX2およびAr23は、同じでも異なっていてもよい。
4価の芳香環は、単環であっても、複環であってもよい。
4価の芳香環としては、4価の芳香族炭化水素環、および、4価の芳香族複素環が挙げられる。4価の芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、および、フェナンスロリン環などの芳香族炭化水素環に直接結合する4個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。4価の芳香族複素環としては、例えば、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、および、ベンゾチアゾール環などの芳香族複素環に直接結合する4個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。
4価の芳香環が有していてもよい置換基の好適態様としては、1価の芳香環が有していてもよい置換基の好適態様と同じであり、スルホ基(-SO3H)もしくはその塩、カルボキシル基もしくはその塩、または、ヒドロキシ基を有する基が好ましい。
Ar32およびAr33で表される置換基を有していてもよい2価の芳香環の定義は、上述したAr21、Ar22およびAr23で表される置換基を有していてもよい2価の芳香環の定義と同じである。
X3で表される2価の連結基としては、-CH=CH-、-CH=N-、-N=N-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-、アリーレン基、または、ヘテロアリーレン基が好ましい。
m3が2以上の場合、複数あるX3およびAr33は、同じでも異なっていてもよい。
式(3)で表される繰り返し単位を有する高分子の分子量は特に制限されないが、高分子中における式(3)で表される繰り返し単位の数が10~100000が好ましく、100~10000がより好ましい。
組成物は、特定化合物および棒状化合物以外の他の成分を含んでいてもよい。
例えば、組成物は、波長700~1000nmの範囲に極大吸収波長を有する近赤外線吸収化合物を含んでいてもよい。組成物が、上記近赤外線吸収化合物を含む場合、光学異方性膜の逆波長分散性がより理想曲線に近くなる。
近赤外線吸収化合物としては、棒状骨格を有し、分子長軸に沿って遷移モーメントを有する水溶性化合物が好ましい。具体的には、シアニン色素、および、オキソノール色素が挙げられる。
近赤外線吸収化合物はメソゲン基を有していてもよい。近赤外線吸収化合物がメソゲン基を有することにより、特定化合物および棒状化合物と共に配向しやすくなり、光学異方性膜の逆波長分散性がより理想曲線に近くなる。
なお、メソゲン基とは、剛直かつ配向性を有する官能基である。メソゲン基の構造としては、例えば、芳香環基(芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基)および脂環基からなる群から選択される基が、複数個、直接または連結基を介して連なった構造が挙げられる。
組成物中における近赤外線吸収化合物の含有量は、特定化合物および棒状化合物の合計質量に対して、0.1~10質量部が好ましく、1~5質量部がより好ましい。
重合性モノマーは、水溶性であることが好ましい。
重合性モノマーは、液晶性を示す重合性モノマーであってもよい。
組成物中における重合性モノマーの含有量は、特定化合物および棒状化合物の合計質量に対して、5~50質量部が好ましく、10~30質量部がより好ましい。
重合開始剤としては、光重合開始剤および熱重合開始剤が挙げられる。
式(4)で表される化合物としては、ノニオン性の化合物であることが好ましく、W1およびW2としては、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、または、重合性基が好ましい。
重合性基の種類は特に制限されず、ラジカル重合性基またはカチオン重合性基が好ましい。ラジカル重合性基およびカチオン重合性基の具体例は、上述した通りである。
nとしては、2~100が好ましく、4~20がより好ましい。
組成物中における式(4)で表される化合物の含有量としては、特定化合物および棒状化合物の合計質量に対して、0.1~30質量部が好ましく、1~20質量部がより好ましい。
本発明の組成物は、上述した、特定化合物および棒状化合物を少なくとも含む。組成物は、リオトロピック液晶性組成物である。
ここで、リオトロピック液晶性組成物とは、溶液状態で、温度や濃度を変化させることにより、等方相-液晶相の相転移を起こす性質を有する組成物である。つまり、本発明の組成物は、特定化合物、棒状化合物、および、溶媒を含む溶液状態において、各化合物の濃度などを調整することにより、リオトロピック液晶性を示すことができる組成物である。なお、組成物が過剰の溶媒を含み、その状態ではリオトロピック液晶性を示していなくとも、組成物の塗布後の乾燥工程でリオトロピック液晶性を示す場合など濃度が変化した際にリオトロピック液晶性を示す場合には、その組成物は上記リオトロピック液晶性組成物に該当する。
組成物中における特定化合物および棒状化合物の合計含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、60~100質量%が好ましく、80~99質量%がより好ましい。
全固形分とは、溶媒を除く、光学異方性膜を形成し得る成分を意味する。なお、上記成分の性状が液体状であっても、固形分として計算する。
本発明の組成物の固形分濃度は特に制限されないが、本発明の効果が優れる点で、組成物全質量に対して、1~50質量%が好ましく、3~30質量%がより好ましい。
上述したように、本発明の組成物は、リオトロピック液晶性組成物である。よって、本発明の組成物は、所定量の溶媒を含み、リオトロピック液晶性を示している態様(リオトロピック液晶性が発現している状態)であってもよいし、溶媒を過剰に含んでおり、その状態ではリオトロピック液晶性を示さない(等方相を示す)組成物であっても、光学異方性層を形成する際に溶媒が揮発して、塗膜の形成途中でリオトロピック液晶性を示す組成物であってもよい。
なお、後述するように、支持体上に配向膜を配置しておけば、組成物の塗布後の乾燥過程において、リオトロピック液晶性を発現することで、化合物の配向が誘起され、光学異方性膜を形成することが可能となる。
組成物は、1種の棒状化合物のみを含んでいてもよいし、2種以上の棒状化合物を含んでいてもよい。
本発明の光学異方性膜の製造方法は、上述した組成物を用いていれば特に制限されない。例えば、本発明の組成物を塗布して塗膜を形成し、塗膜中の特定化合物および棒状化合物が配向した状態を固定して光学異方性膜を形成する方法が好ましい。
以下、上記方法の手順について詳述する。
使用される支持体は、組成物を塗布するための基材として機能を有する部材である。支持体は、いわゆる仮支持体であってもよい。
支持体(仮支持体)としては、プラスチック基板またはガラス基板が挙げられる。プラスチック基板を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、および、ポリビニルアルコールが挙げられる。
支持体の厚みは、5~1000μm程度であればよく、10~250μmが好ましく、15~90μmがより好ましい。
配向膜は、一般的には、ポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマーとしては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手できる。配向膜用ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、または、その誘導体が好ましい。
なお、配向膜には、公知のラビング処理が施されることが好ましい。
また、配向膜としては、光配向膜を用いてもよい。
配向膜の厚みは、0.01~10μmが好ましく、0.01~1μmがより好ましい。
また、剪断応力を与える塗布方法を採用すると、化合物の配向と塗布との2つの処理を同時に行うことができる。
また、連続塗布によって、塗布と同時に、特定化合物および棒状化合物を連続配向されてもよい。連続塗布としては、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法、および、スライドコーティング法が挙げられる。具体的な塗布手段としては、ダイコーター、ブレードコーターまたはバーコーターを用いることが好ましい。
特定化合物および棒状化合物は、図1に示したような配向状態をとりえる。
塗膜を加熱する場合の条件は特に制限されないが、加熱温度としては50~250℃が好ましく、加熱時間としては10秒間~10分間が好ましい。
また、塗膜を加熱した後、必要に応じて、塗膜を冷却してもよい。冷却温度としては20~200℃が好ましく、20~150℃がより好ましい。
配向膜に予め所定の方向への配向処理を行うことで、配向方向の制御が可能となる。特に、ロール状支持体を用いて連続塗布する際に、搬送方向に対して斜め方向に配向させる場合には、配向膜を用いる方法が好ましい。
配向膜を用いる方法において、使用される組成物中の溶媒の濃度は特に制限されず、組成物がリオトロピック液晶性を示すような溶媒の濃度であってもよいし、それ以下の濃度であってもよい。上述したように、本発明の組成物はリオトロピック液晶性組成物であるため、組成物中の溶媒の濃度が高い場合(組成物自体が等方相を示している場合)であっても、組成物を塗布後の乾燥過程において、リオトロピック液晶性を発現することで、配向膜上で化合物の配向が誘起され、光学異方性膜を形成することが可能となる。
また、特定化合物および棒状化合物の少なくとも一方が重合性基を有する場合、または、重合性モノマーを用いる場合には、特定化合物および棒状化合物の配向状態を固定するために、塗膜に対して硬化処理(紫外線の照射(光照射処理)または加熱処理)を施して、配向状態を固定化(重合固定化)して、光学異方性膜を形成してもよい。
塗膜に対して実施される硬化処理の方法は特に制限されず、例えば、光照射処理および加熱処理が挙げられる。なかでも、製造適性の点から、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
光照射処理の照射条件は特に制限されないが、50~1000mJ/cm2の照射量が好ましい。
光学異方性膜は、上述した本発明の組成物を用いて形成される膜である。上述したように、光学異方性膜は、特定化合物および棒状化合物が配向した状態を固定することにより形成される。
式(A) Re(450)/Re(550)<1.00
Re(450)は波長450nmにおける光学異方性膜の面内レタデーションを表し、Re(550)は波長550nmにおける光学異方性膜の面内レタデーションを表す。
なかでも、Re(450)/Re(550)は、0.97以下が好ましく、0.92以下がより好ましく、0.87以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0.75以上の場合が多く、0.78以上が好ましい。
Re(650)は波長650nmにおける光学異方性膜の面内レタデーションを表す。
なかでも、Re(650)/Re(550)は、1.02以上が好ましく、1.05以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、1.25以下が好ましく、1.20以下がより好ましい。
光学異方性膜のNzファクターは特に制限されず、他の部材との組み合わせの点からは、0.1~0.8が好ましく、0.2~0.7がより好ましい。
光学異方性膜のRth(550)は特に制限されないが、-50~40nmが好ましく、-40~30nmがより好ましい。
なお、本明細書において、光学異方性膜の厚みとは、光学異方性膜の平均厚みを意図する。上記平均厚みは、光学異方性膜の任意の5箇所以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
なお、λ/4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における面内レタデーションReがλ/4(または、この奇数倍)を示す板である。
λ/4板の波長550nmでの面内レタデーション(Re(550))は、理想値(137.5nm)を中心として、25nm程度の誤差があってもよく、例えば、110~160nmであることが好ましく、120~150nmであることがより好ましい。
また、λ/2板とは、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)≒λ/2を満たす光学異方性膜のことをいう。この式は、可視光線領域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。なかでも、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
210nm≦Re(550)≦300nm
光学異方性膜は、他の層と組み合わせて、光学フィルムとして用いてもよい。つまり、本発明の光学フィルムは、上述した光学異方性膜と、他の層とを含む。
他の層としては、上述した配向膜、および、支持体が挙げられる。
なお、光学フィルム中における光学異方性膜の配置位置は特に制限されないが、例えば、支持体、配向膜、および、光学異方性膜をこの順で有する態様が挙げられる。
本発明の光学異方性膜は、偏光板に好適に適用できる。
つまり、本発明の偏光板(好ましくは、円偏光板)は、光学異方性膜または光学フィルムと、偏光子とを含む。なお、円偏光板とは、無偏光の光を円偏光に変換する光学素子である。
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(直線偏光子)であればよく、主に、吸収型偏光子を利用できる。
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が挙げられる。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とがあり、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。
偏光子の吸収軸と光学異方性膜の遅相軸との関係は特に制限されないが、光学異方性膜がλ/4板であり、光学フィルムが円偏光フィルムとして用いられる場合は、偏光子の吸収軸と光学異方性膜の遅相軸とのなす角は、45±10°の範囲が好ましい。つまり、偏光子の吸収軸と光学異方性膜の遅相軸とのなす角は、35~55°の範囲が好ましい。
本発明の円偏光板は、有機EL表示装置に好適に適用できる。つまり、本発明の円偏光板は、いわゆる反射防止膜として好適に使用できる。
本発明の有機EL表示装置の好適態様としては、基板、金属電極層、有機材料からなる発光層、および、透明電極層を有する有機エレクトロルミネッセンス表示素子と、円偏光板と、を有する態様が挙げられる。上記態様において、円偏光板中の光学異方性膜が偏光子よりも有機EL表示素子側に配置される。
金属電極層と偏光子との間に存在する全ての部材の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションの合計値は特に制限されないが、斜め方向から視認した際の光漏れをより抑制できる点から、0±30nm以内(つまり、-30~30nmの範囲内)であることが好ましい。
公知の方法により、以下の特定化合物1-1~1-4、および、棒状化合物2-1および3-1を合成した。
特定化合物1~1~1-4は水溶性の特定化合物に該当し、棒状化合物2-1および3-1は水溶性の棒状化合物に該当する。
特定化合物1-2は、波長250~700nmの範囲において、273nmに極大吸収波長を有していた。
特定化合物1-3は、波長250~700nmの範囲において、278nmに極大吸収波長を有していた。
特定化合物1-4は、波長250~700nmの範囲において、273nmに極大吸収波長を有していた。
棒状化合物2-1は、波長250~700nmの範囲において、345nmに極大吸収波長を有していた。
棒状化合物3-1は、波長250~700nmの範囲において、363nmに極大吸収波長を有していた。
(アルカリ鹸化処理した基板の作製)
基板として、市販されているトリアセチルセルロースフィルム「Z-TAC」(富士フイルム社製)を用いた。Z-TACを温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃で加熱し、(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、得られたフィルムに対して、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、得られたフィルムに対して、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とを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基板を作製した。
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アルカリ溶液
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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)2OH 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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上記で作製した基板上に、下記の配向膜形成用組成物を#8のワイヤーバーで塗布した。得られたフィルムを60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥し、塗膜を形成した。
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配向膜形成用組成物
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下記変性ポリビニルアルコール 2.4質量部
イソプロピルアルコール 1.6質量部
メタノール 36質量部
水 60質量部
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下記組成の光学異方性膜形成用組成物1を調製した。光学異方性膜形成用組成物1は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物1
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特定化合物1-2 70質量部
棒状化合物3-1 30質量部
水 900質量部
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次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物1を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却して配向状態を固定化することにより、光学異方性膜1を作製した。
作製された光学異方性膜1の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜1の光学特性を測定したところ、Re(550)が145nm、Re(450)/Re(550)が0.80、Re(650)/Re(550)が1.07であった。Rth(550)は-10nmであった。
光学異方性膜1は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
TD80UL(富士フイルム社製)を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬した。その後、得られた基板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。次に、得られた基板を、再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥し、アルカリ鹸化処理した保護フィルムを作製した。
続いて、厚さ80μmのロール状のポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して厚さ20μmの偏光子を得た。
上記で作製した偏光子の一方の面に上記で作製した保護フィルムを貼合し、他方の表面に上記で作製した光学異方性膜1の基板面を貼合して、偏光子を挟みこみ、保護フィルムと光学異方性膜1が偏光子の両面に配置されている円偏光板1を作製した。
貼合には、ポリビニルアルコール系接着剤の水溶液を利用した。また、貼合は、光学異方性膜1の遅相軸と、偏光子の吸収軸が45°になるように作製した。
下記組成の光学異方性膜形成用組成物2を調製した。光学異方性膜形成用組成物2は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物2
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特定化合物1-4 70質量部
棒状化合物2-1 30質量部
水溶性重合開始剤 Irgacure2959(BASF社製)
3質量部
水 900質量部
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実施例1にて作製した、表面に塗膜を形成した基板の塗膜表面に、ラビング方向が基板長手方向に対して45°になるようにラビング処理を施した。
次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物2を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したのち、20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を25秒間照射して、その配向状態を固定化することにより、光学異方性膜2を作製した。
作製された光学異方性膜2の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜2の光学特性を測定したところ、Re(550)が140nm、Re(450)/Re(550)が0.82、Re(650)/Re(550)が1.06であった。Rth(550)は-15nmであった。
光学異方性膜2は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
下記組成の光学異方性膜形成用組成物3を調製した。光学異方性膜形成用組成物3は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物3
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特定化合物1-1 70質量部
棒状化合物2-1 30質量部
PEG600(富士フイルム和光純薬(株)社製) 8質量部
水 900質量部
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実施例1にて作製した、表面に塗膜を形成した基板の塗膜表面に、ラビング方向が基板長手方向に対して45°になるようにラビング処理を施した。
次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物3を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却して配向状態を固定化することにより、光学異方性膜3を作製した。
作製された光学異方性膜3の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜3の光学特性を測定したところ、Re(550)が140nm、Re(450)/Re(550)が0.82、Re(650)/Re(550)が1.06であった。Rth(550)は-12nmであった。
光学異方性膜3は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
下記組成の光学異方性膜形成用組成物4を調製した。光学異方性膜形成用組成物4は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物4
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特定化合物1-4 70質量部
棒状化合物3-1 30質量部
重合性モノマー A-600(新中村化学(株)社製) 10質量部
水溶性重合開始剤 Irgacure2959(BASF社製)
3質量部
水 900質量部
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実施例1にて作製した、表面に塗膜を形成した基板の塗膜表面に、ラビング方向が基板長手方向に対して45°になるようにラビング処理を施した。
次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物4を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したのち、20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を25秒間照射して、その配向状態を固定化することにより、光学異方性膜4を作製した。
作製された光学異方性膜4の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜4の光学特性を測定したところ、Re(550)が138nm、Re(450)/Re(550)が0.83、Re(650)/Re(550)が1.06であった。Rth(550)は-16nmであった。
光学異方性膜4は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
下記組成の光学異方性膜形成用組成物5を調製した。光学異方性膜形成用組成物5は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物5
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特定化合物1-3 70質量部
棒状化合物2-1 30質量部
重合性モノマー FAM-401(富士フイルム(株)社製)10質量部
水溶性重合開始剤 Irgacure2959(BASF社製)
3質量部
水 900質量部
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実施例1にて作製した、表面に塗膜を形成した基板の塗膜表面に、ラビング方向が基板長手方向に対して45°になるようにラビング処理を施した。
次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物5を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したのち、20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を25秒間照射して、その配向状態を固定化することにより、光学異方性膜5を作製した。
作製された光学異方性膜5の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜5の光学特性を測定したところ、Re(550)が140nm、Re(450)/Re(550)が0.82、Re(650)/Re(550)が1.06であった。Rth(550)は-15nmであった。
光学異方性膜5は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
下記組成の光学異方性膜形成用組成物6を調製した。光学異方性膜形成用組成物6は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物6
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特定化合物1-1 70質量部
棒状化合物2-1 30質量部
下記近赤外線吸収化合物1 2質量部
水 900質量部
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次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物6を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却して配向状態を固定化することにより、光学異方性膜6を作製した。
作製された光学異方性膜6の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜6の光学特性を測定したところ、Re(550)が150nm、Re(450)/Re(550)が0.80、Re(650)/Re(550)が1.12であった。Rth(550)は-10nmであった。
光学異方性膜6は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
下記組成の光学異方性膜形成用組成物7を調製した。光学異方性膜形成用組成物7は、リオトロピック液晶性組成物であるが、以下の濃度においては等方相を示す組成物であった。
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光学異方性膜形成用組成物7
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特定化合物1-1 70質量部
棒状化合物2-1 30質量部
PEG600(富士フイルム和光純薬(株)社製) 8質量部
水 900質量部
メタノール 500質量部
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実施例1にて作製した、表面に塗膜を形成した基板の塗膜表面に、ラビング方向が基板長手方向に対して45°になるようにラビング処理を施した。
次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物7を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で120秒間加熱熟成し、室温まで冷却して配向状態を固定化することにより、光学異方性膜7を作製した。なお、光学異方性膜形成用組成物7は、上記加熱過程において、リオトロピック液晶性を発現することが確認された。
作製された光学異方性膜7の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜7の光学特性を測定したところ、Re(550)が130nm、Re(450)/Re(550)が0.82、Re(650)/Re(550)が1.06であった。Rth(550)は-11nmであった。
光学異方性膜7は、逆波長分散性を示し、かつ、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
(光学異方性膜C1の作製)
下記組成の光学異方性膜形成用組成物3を調製した。光学異方性膜形成用組成物C1は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
なお、比較低分子1は、波長250~700nmの範囲において、320nmに極大吸収波長を有していた。
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光学異方性膜形成用組成物C1
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下記比較低分子1 70質量部
棒状化合物3-1 30質量部
水 900質量部
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次に、上記で調製した光学異方性膜形成用組成物3を、上記ラビング処理した面上に塗布した。次に、得られた基板を膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却して配向状態を固定化することにより、光学異方性膜C1を作製した。
作製された光学異方性膜C1の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜C1の光学特性を測定したところ、Re(550)が155nm、Re(450)/Re(550)が1.06、Re(650)/Re(550)が0.95であった。Rth(550)は-20nmであった。また、光学異方性膜C1は、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
上記光学異方性膜C1は、逆波長分散性を示さなかった。
(光学異方性膜C2の作製)
下記組成の光学異方性膜形成用組成物C2を調製した。光学異方性膜形成用組成物C2は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
なお、比較高分子1は、波長250~700nmの範囲において、315nmに極大吸収波長を有していた。
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光学異方性膜形成用組成物C2
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特定化合物1-2 70質量部
下記比較高分子1 30質量部
水 900質量部
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作製された光学異方性膜C2の遅相軸方向は、ラビング方向に対して直交していた。光学異方性膜C2の光学特性を測定したところ、Re(550)が150nm、Re(450)/Re(550)が1.05、Re(650)/Re(550)が0.96であった。Rth(550)は-20nmであった。また、光学異方性膜C2は、nx>nz>nyの関係を満たしていた。
上記光学異方性膜C2は、逆波長分散性を示さなかった。
12 棒状化合物
14 特定化合物
Claims (13)
- 式(1)で表される化合物および棒状化合物を含む組成物であり、
前記式(1)で表される化合物が波長300nm以下の範囲に極大吸収波長を有し、
前記棒状化合物が波長330nm以上の範囲に極大吸収波長を有し、
前記棒状化合物が、式(2)で表される繰り返し単位を有する高分子、および、式(3)で表される繰り返し単位を有する高分子からなる群から選択される少なくとも1種を含む、組成物。
- 前記式(1)で表される化合物、および、前記棒状化合物のうち少なくとも一方が、重合性基を有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記式(1)で表される化合物および前記棒状化合物の合計質量に対する、前記式(1)で表される化合物の含有量が、50質量%超である、請求項1または2に記載の組成物。
- 波長700~1000nmの範囲に極大吸収波長を有する近赤外線吸収化合物をさらに含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
- 重合性モノマーをさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
- 式(4)で表される化合物をさらに含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
- さらに溶媒を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物を用いて形成された光学異方性膜。
- 基板と、請求項8に記載の光学異方性膜とを有する、光学フィルム。
- 前記基板と前記光学異方性膜との間に配向膜が配置される、請求項9に記載の光学フィルム。
- 請求項8に記載の光学異方性膜、または、請求項9または10に記載の光学フィルムと、
偏光子と、を有する、円偏光板。 - 前記光学異方性膜の遅相軸または前記光学フィルム中の光学異方性膜の遅相軸と、前記偏光子の吸収軸とのなす角が、45±5°の範囲内である、請求項11に記載の円偏光板。
- 基板、金属電極層、有機材料からなる発光層、および、透明電極層を有する有機エレクトロルミネッセンス表示素子と、
請求項11または12に記載の円偏光板と、を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記円偏光板中の前記光学異方性膜が前記偏光子よりも前記有機エレクトロルミネッセンス表示素子側に配置され、
前記金属電極層と前記偏光子との間に存在する全ての部材の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションの合計値が、0±30nm以内である、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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