JPWO2018030244A1 - 光学異方性積層体、偏光板及び、画像表示装置 - Google Patents

光学異方性積層体、偏光板及び、画像表示装置 Download PDF

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Abstract

第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、第二光学異方性層の屈折率、第一光学異方性層の面内レターデーション、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーション、光学異方性積層体の面内レターデーション、光学異方性積層体のNZ係数、及び、光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRthが、それぞれ、所定の関係を満たす、光学異方性積層体。

Description

本発明は、光学異方性積層体、並びに、それを備える偏光板及び画像表示装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、適宜「有機EL表示装置」ということがある。)等の画像表示装置には、光学異方性のフィルムが、光学フィルムとして設けられる。このような光学フィルムについては、従来から、様々な研究がなされている(特許文献1〜6参照)。
特開2016−053709号公報 特開2015−106114号公報 特開2015−163935号公報 特開2015−163936号公報 特開2014−169722号公報 特開2015−200861号公報
画像表示装置の表示面には、円偏光板が設けられることがある。ここで、用語「円偏光板」には、狭義の円偏光板だけでなく、楕円偏光板も含む。前記の円偏光板としては、通常、直線偏光子と、光学異方性を有する光学フィルムとを貼り合わせて得られるフィルムが用いられる。画像表示装置の表示面に円偏光板を設けることにより、表示面を正面方向から見た場合に、外光の反射を抑制できるので、画像の視認性を高めることが可能である。
しかし、従来の一般的な円偏光板を画像表示装置の表示面に設けても、表示面を傾斜方向から見た場合には、外光の反射の抑制が難しかった。具体的には、表示面を傾斜方向から見ると、表示面で反射した光が視認されることによって、表示面が色付いて見えていた。
そこで、本発明者は、円偏光板に、ポジティブCフィルムを設けることを試みた。ポジティブCフィルムとは、屈折率nx、ny及びnzが、nz>nx≧nyを満たすフィルムである。ポジティブCフィルムを円偏光板に設けることにより、表示面を傾斜方向から見た場合に、外光の反射を抑制して、表示面の色付きを抑制することが期待された。
円偏光板にポジティブCフィルムを設けたことにより、表示面を傾斜方向から見た場合の色付きは、大きく低減された。ところが、本発明者が更に検討を進めたところ、円偏光板にポジティブCフィルムを設けた場合でも、傾斜方向から見た表示面には僅かに反射があり、色付きが観察されうることが判明した。詳細には、表示面を傾斜方向から観察して測定される色度と、反射の無い黒色の表示面の色度との色差ΔE*abが、十分に小さくなっていなかった。
本発明は、前記の課題に鑑みて創案されたもので、表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる画像表示装置を実現できる光学異方性積層体及び偏光板;並びに、表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる画像表示装置;を提供することを目的とする。
本発明者は、前記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、所定の屈折率異方性を有する第一光学異方性層及び第二光学異方性層を組み合わせて含み、所定のレターデーションを有し、且つ、所定の逆波長分散性のNZ係数を示す光学異方性積層を用いることにより、前記の課題を解決できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記のものを含む。
〔1〕 第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、
前記第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、前記第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、及び、前記第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2が、式(1)を満たし、
波長450nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)が、式(2)を満たし、
波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(3)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)が、式(4)を満たし、
波長450nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)が、式(5)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(6)を満たす、光学異方性積層体。
nz2>nx2≧ny2 式(1)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(2)
Rth2(450)<Rth2(550)≦Rth2(650) 式(3)
137nm<Re0(550)<152nm 式(4)
0.75<Nz(450)/Nz(650)≦0.845 式(5)
−2nm<Rth0(550)<14nm 式(6)
〔2〕 第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、
前記第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、前記第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、及び、前記第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2が、式(7)を満たし、
波長450nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)が、式(8)を満たし、
波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(9)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)が、式(10)を満たし、
波長450nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)が、式(11)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(12)を満たす、光学異方性積層体。
nz2>nx2≧ny2 式(7)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(8)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(9)
137nm<Re0(550)<152nm 式(10)
0.845<Nz(450)/Nz(650)≦0.915 式(11)
−9nm<Rth0(550)<26nm 式(12)
〔3〕 第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、
前記第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、前記第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、及び、前記第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2が、式(13)を満たし、
波長450nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)が、式(14)を満たし、
波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(15)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)が、式(16)を満たし、
波長450nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)が、式(17)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(18)を満たす、光学異方性積層体。
nz2>nx2≧ny2 式(13)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(14)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(15)
137nm<Re0(550)<152nm 式(16)
0.915<Nz(450)/Nz(650)≦0.97 式(17)
−11nm<Rth0(550)<27nm 式(18)
〔4〕 前記光学異方性積層体の前記比Nz(450)/Nz(650)が、式(19)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(20)を満たす、〔2〕記載の光学異方性積層体。
0.89<Nz(450)/Nz(650)≦0.91 式(19)
4nm<Rth0(550)<10nm 式(20)
〔5〕 前記光学異方性積層体の前記比Nz(450)/Nz(650)が、式(21)を満たし、
波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(22)を満たす、〔3〕記載の光学異方性積層体。
0.94<Nz(450)/Nz(650)≦0.96 式(21)
4nm<Rth0(550)<12nm 式(22)
〔6〕 前記第二光学異方性層が、重合体と、配向状態が固定されていてもよいメソゲン骨格を有する化合物とを含み、
前記重合体の溶液を用いた塗工法により前記重合体の膜を形成した場合に、前記膜の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx(P)、前記膜の前記面内方向であって前記nx(P)の方向に垂直な方向の屈折率ny(P)、及び、前記膜の厚み方向の屈折率nz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たし、
前記メソゲン骨格を有する化合物が;液晶性を示し、且つ、ホモジニアス配向した場合に逆波長分散性の面内レターデーションを示す第一化合物;並びに、単独では液晶性を示さない第二化合物;からなる群より選ばれる少なくとも1種類の化合物であり、
ホモジニアス配向した場合に順波長分散性の面内レターデーションを示す評価用液晶化合物に前記第二化合物を、前記評価用液晶化合物及び前記第二化合物の合計100重量部に対して30重量部〜70重量部の少なくともいずれかの割合で混合した混合物が、液晶性を示し、且つ、前記混合物がホモジニアス配向した場合に前記第二化合物が逆波長分散性の面内レターデーションを示し、
波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(23)及び式(24)を満たす、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の光学異方性積層体。
0.50<Rth2(450)/Rth2(550)<1.00 式(23)
1.00≦Rth2(650)/Rth2(550)<1.25 式(24)
〔7〕 前記メソゲン骨格を有する化合物が、前記メソゲン骨格を有する化合物の分子中に、主鎖メソゲン骨格と、前記主鎖メソゲン骨格に結合した側鎖メソゲン骨格とを含む、〔6〕記載の光学異方性積層体。
〔8〕 前記メソゲン骨格を有する化合物が、下記式(I)で表される、〔6〕又は〔7〕記載の光学異方性積層体。
Figure 2018030244
〔式(I)中、
Arは、Dを置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、Dを置換基として有する2価の芳香族複素環基を表し、
は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1〜20の有機基を表し、
11およびZ12は、それぞれ独立して、−CO−O−、−O−CO−、−NR31−CO−、または、−CO−NR32−を表し、R31およびR32は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、
11、A12、B11およびB12は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
11、Y12、L11およびL12は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR21−CO−、−CO−NR22−、−O−CO−O−、−NR23−CO−O−、−O−CO−NR24−、または、−NR25−CO−NR26−を表し、R21〜R26は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、
およびRは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
mおよびqは、それぞれ独立して、1〜20の整数を表し、
nおよびpは、それぞれ独立して、0または1を表す。〕
〔9〕 前記Ar−Dが、下記式(II):
Figure 2018030244
〔式(II)中、
は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数2〜20の有機基を表し、
は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基を表す。〕 で表される基である、〔8〕記載の光学異方性積層体。
〔10〕 前記Aが、下記式(III):
Figure 2018030244
〔式(III)中、
は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のフルオロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、または、−C(=O)−O−Rを表し、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、または、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表し、
複数のR同士は、すべて同一であっても、相異なっていてもよく、
環を構成する少なくとも1つのC−Rは、窒素原子に置き換えられていてもよい。〕
で表される基である、〔9〕に記載の光学異方性積層体。
〔11〕 前記Rが、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、または、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族基である、〔9〕または〔10〕に記載の光学異方性積層体。
〔12〕 前記重合体が、ポリビニルカルバゾール及びポリフマル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合体である、〔6〕〜〔11〕のいずれか一項に記載の光学異方性積層体。
〔13〕 前記第二光学異方性層の全固形分における前記メソゲン骨格を有する化合物の比率が、20重量%〜60重量%である、〔6〕〜〔12〕のいずれか一項に記載の光学異方性積層体。
〔14〕 直線偏光子と、〔1〕〜〔13〕のいずれか一項に記載の光学異方性積層体とを備える、偏光板。
〔15〕 〔14〕記載の偏光板と、有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える画像表示装置であって、
前記直線偏光子、光学異方性積層体、及び、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を、この順に備える、画像表示装置。
本発明によれば、表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる画像表示装置を実現できる光学異方性積層体及び偏光板;並びに、表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる画像表示装置;を提供できる。
図1は、本発明の第一実施形態としての光学異方性積層体の断面を模式的に示す断面図である。 図2は、本発明の一実施形態に係る偏光板を模式的に示す断面図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置を模式的に示す断面図である。 図4は、実施例及び比較例でのシミュレーションにおいて、色度の計算を行う際に設定した評価モデルの様子を模式的に示す斜視図である。
以下、本発明について実施形態及び例示物を示して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
以下の説明において、「長尺」のフィルムとは、幅に対して、5倍以上の長さを有するフィルムをいい、好ましくは10倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するフィルムをいう。長尺のフィルムの長さの上限は、特に制限は無く、例えば、幅に対して10万倍以下としうる。
以下の説明において、フィルムの面内レターデーションReは、別に断らない限り、Re=(nx−ny)×dで表される値である。また、フィルムの厚み方向のレターデーションRthは、別に断らない限り、Rth={(nx+ny)/2−nz}×dで表される値である。さらに、フィルムのNZ係数は、別に断らない限り、(nx−nz)/(nx−ny)で表される値であり、0.5+Rth/Reで計算しうる。ここで、nxは、フィルムの厚み方向に垂直な方向(面内方向)であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表す。nyは、フィルムの前記面内方向であってnxの方向に直交する方向の屈折率を表す。nzはフィルムの厚み方向の屈折率を表す。dは、フィルムの厚みを表す。
以下の説明において、別に断らない限り、屈折率の測定波長は、550nmである。
以下の説明において、フィルムの遅相軸とは、別に断らない限り、当該フィルムの面内における遅相軸を表す。
以下の説明において、長尺のフィルムの斜め方向とは、別に断らない限り、そのフィルムの面内方向であって、そのフィルムの幅方向に平行でもなく垂直でもない方向を示す。
以下の説明において、ある面の正面方向とは、別に断らない限り、当該面の法線方向を意味し、具体的には前記面の極角0°且つ方位角0°の方向を指す。
以下の説明において、ある面の傾斜方向とは、別に断らない限り、当該面に平行でも垂直でもない方向を意味し、具体的には前記面の極角が0°より大きく90°より小さい範囲の方向を指す。
以下の説明において、要素の方向が「平行」、「垂直」及び「直交」とは、別に断らない限り、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±5°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。
以下の説明において、「基材」及び「偏光板」とは、別に断らない限り、剛直な部材だけでなく、例えば樹脂製のフィルムのように可撓性を有する部材も含む。
以下の説明において、複数の層を備える部材における各層の光学軸(偏光吸収軸、偏光透過軸、遅相軸等)がなす角度は、別に断らない限り、前記の層を厚み方向から見たときの角度を表す。
以下の説明において、正の固有複屈折値を有する樹脂とは、延伸方向の屈折率がそれに直交する方向の屈折率よりも大きくなる樹脂を意味する。また、負の固有複屈折値を有する樹脂とは、延伸方向の屈折率がそれに直交する方向の屈折率よりも小さくなる樹脂を意味する。固有複屈折値は、誘電率分布から計算しうる。
[1.光学異方性積層体の概要]
図1は、本発明の第一実施形態としての光学異方性積層体100の断面を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、光学異方性積層体100は、第一光学異方性層110及び第二光学異方性層120を備える。光学異方性積層体100、第一光学異方性層110及び第二光学異方性層120は、下記の第一〜第三のいずれかの組み合わせで、光学特性に係る所定の要件を満たす。また、光学異方性積層体100は、必要に応じて、任意の層(図示せず)を備えていてもよい。
[2.光学特性の第一の組み合わせ]
第一の組み合わせにおいて、第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2、波長450nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、波長650nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)、波長450nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、波長650nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)、波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)、波長450nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)、波長650nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)、及び、波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、下記の式(1)〜式(6)を満たす。
nz2>nx2≧ny2 式(1)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(2)
Rth2(450)<Rth2(550)≦Rth2(650) 式(3)
137nm<Re0(550)<152nm 式(4)
0.75<Nz(450)/Nz(650)≦0.845 式(5)
−2nm<Rth0(550)<14nm 式(6)
前記の式(1)〜式(6)を満たす光学特性を有する光学異方性積層体を直線偏光子と組み合わせて得られる円偏光板を画像表示装置に設けることにより、その画像表示装置の表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる。
式(1)に関して、第二光学異方性層の屈折率nx2、ny2及びnz2の関係を、詳細に説明する。式(1)は、第二光学異方性層が、ポジティブCプレートとして機能しうる層であることを表す。この際、前記の屈折率nx2と屈折率ny2とは、値が同じであるか近いことが好ましい。よって、第二光学異方性層の屈折率nx2、ny2及びnz2は、nz2>nx2≒ny2の関係を満たすことが好ましい。具体的には、屈折率nx2と屈折率ny2の差nx2−ny2は、好ましくは0.00000〜0.00100、より好ましくは0.00000〜0.00050、特に好ましくは0.00000〜0.00020である。屈折率差nx2−ny2が前記の範囲に収まることにより、表示面を傾斜方向から見た場合の反射光による色付きを効果的に抑制できる円偏光板を実現できる。
式(2)に関して、波長450nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)の関係を、詳細に説明する。第一光学異方性層は、その面内に屈折率異方性を有する層であり、したがって、0nmより大きい面内レターデーションを有する。式(2)で表されるように、第一光学異方性層の面内レターデーションは、逆波長分散性を示す。第一光学異方性層の面内レターデーションが逆波長分散性を示すことにより、当該第一光学異方性層を傾斜方向に透過する広い波長範囲の光の偏光状態を均一に変換することができる。よって、このような第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板は、広い波長範囲において均一に外光の反射を抑制できるので、表示面の色付きの抑制が可能である。
式(3)に関して、波長450nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)の関係を、詳細に説明する。式(3)で表されるように、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションは、逆波長分散性を示す。第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションが逆波長分散性を示すことにより、当該第二光学異方性層を傾斜方向に透過する広い波長範囲の光の偏光状態を均一に変換することができる。よって、このような第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板は、広い波長範囲において均一に外光の反射を抑制できるので、表示面の色付きの抑制が可能である。
中でも、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、Rth2(550)及びRth2(650)は、下記の式(23)及び式(24)を満たすことが好ましい。
0.50<Rth2(450)/Rth2(550)<1.00 式(23)
1.00≦Rth2(650)/Rth2(550)<1.25 式(24)
詳細には、比Rth2(450)/Rth2(550)は、好ましくは0.50より大きく、より好ましくは0.6より大きく、特に好ましくは0.7より大きく、また、好ましくは1.00未満である。また、Rth2(650)/Rth2(550)は、好ましくは1.00以上であり、また、好ましくは1.25未満、より好ましくは1.22未満、特に好ましくは1.19未満である。これにより、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、特に効果的に実現できる。
式(4)に関して、波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)を、詳細に説明する。光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)は、通常137nmより大きく、好ましくは138nmより大きく、より好ましくは139nmより大きく、また、通常152nm未満、好ましくは151nm未満、より好ましくは150nm未満である。波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)がこのような範囲に収まることにより、当該光学異方性積層体を直線偏光子と組み合わせて円偏光板を得ることができる。この円偏光板によれば、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
式(5)に関して、波長450nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)を、詳細に説明する。NZ係数の比Nz(450)/Nz(650)は、通常0.75より大きく、好ましくは0.78より大きく、より好ましくは0.81より大きく、また、通常0.845以下である。光学異方性積層体のNZ係数の比Nz(450)/Nz(650)がこのような範囲に収まることにより、その光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
式(6)に関して、波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)を、詳細に説明する。光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)は、通常−2nmより大きく、好ましくは−1nmより大きく、また、通常14nm未満、好ましくは10nm未満、より好ましくは5nm未満である。波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)がこのような範囲に収まることにより、その光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
光学特性の第一の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)は、好ましくは137nm以上、より好ましくは138nm以上、特に好ましくは139nm以上であり、好ましくは152nm以下、より好ましくは151nm以下、特に好ましくは150nm以下である。第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第一の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第一光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth1(550)は、好ましくは68.5nm以上、より好ましくは69nm以上、特に好ましくは69.5nm以上であり、好ましくは76nm以下、より好ましくは75.5nm以下、特に好ましくは75nm以下である。第一光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth1(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第一の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第二光学異方性層の面内レターデーションRe2(550)は、好ましくは0nm〜10nm、より好ましくは0nm〜5nm、特に好ましくは0nm〜3nmである。第二光学異方性層の面内レターデーションRe2(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第一の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)は、好ましくは−75nm以上、より好ましくは−72nm以上、特に好ましくは−69nm以上であり、好ましくは−60nm以下、より好ましくは−61nm以下、特に好ましくは−62nm以下である。第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第一の組み合わせにおいて、波長550nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(550)は、好ましくは0.48以上、より好ましくは0.50以上、特に好ましくは0.52以上であり、好ましくは0.58以下、より好ましくは0.57以下である。光学異方性積層体のNZ係数Nz(550)が前記の範囲に収まることにより、当該光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
[3.光学特性の第二の組み合わせ]
第二の組み合わせにおいて、第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2、波長450nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、波長650nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)、波長450nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、波長650nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)、波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)、波長450nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)、波長650nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)、及び、波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、下記の式(7)〜式(12)を満たす。
nz2>nx2≧ny2 式(7)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(8)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(9)
137nm<Re0(550)<152nm 式(10)
0.845<Nz(450)/Nz(650)≦0.915 式(11)
−9nm<Rth0(550)<26nm 式(12)
前記の式(7)〜式(12)を満たす光学特性を有する光学異方性積層体を直線偏光子と組み合わせて得られる円偏光板を画像表示装置に設けることにより、その画像表示装置の表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる。
式(7)に関して、第二光学異方性層の屈折率nx2、ny2及びnz2の関係を、詳細に説明する。式(7)は、第二光学異方性層が、ポジティブCプレートとして機能しうる層であることを表す。この際、前記の屈折率nx2と屈折率ny2とは、値が同じであるか近いことが好ましい。よって、第二光学異方性層の屈折率nx2、ny2及びnz2は、nz2>nx2≒ny2の関係を満たすことが好ましい。具体的には、屈折率nx2と屈折率ny2の差nx2−ny2は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。屈折率差nx2−ny2が前記の範囲に収まることにより、表示面を傾斜方向から見た場合の反射光による色付きを効果的に抑制できる円偏光板を実現できる。
式(8)に関して、波長450nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)の関係を、詳細に説明する。第一光学異方性層は、その面内に屈折率異方性を有する層であり、したがって、0nmより大きい面内レターデーションを有する。式(8)で表されるように、第一光学異方性層の面内レターデーションは、逆波長分散性を示す。第一光学異方性層の面内レターデーションが逆波長分散性を示すことにより、当該第一光学異方性層を傾斜方向に透過する広い波長範囲の光の偏光状態を均一に変換することができる。よって、このような第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板は、広い波長範囲において均一に外光の反射を抑制できるので、表示面の色付きの抑制が可能である。
式(9)に関して、波長450nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)の関係を、詳細に説明する。式(9)で表されるように、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションは、逆波長分散性を示す。第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションが逆波長分散性を示すことにより、当該第二光学異方性層を傾斜方向に透過する広い波長範囲の光の偏光状態を均一に変換することができる。よって、このような第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板は、広い波長範囲において均一に外光の反射を抑制できるので、表示面の色付きの抑制が可能である。
中でも、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションの比Rth2(450)/Rth2(550)及びRth2(650)/Rth2(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい(式(23)及び式(24)参照)。これにより、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、特に効果的に実現できる。
式(10)に関して、波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)を、詳細に説明する。光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)は、通常137nmより大きく、好ましくは138nmより大きく、より好ましくは139nmより大きく、また、通常152nm未満、好ましくは151nm未満、より好ましくは150nm未満である。波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)がこのような範囲に収まることにより、当該光学異方性積層体を直線偏光子と組み合わせて円偏光板を得ることができる。この円偏光板によれば、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
式(11)に関して、波長450nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)を、詳細に説明する。前記の比Nz(450)/Nz(650)は、下記式(19)を満たすことが好ましい。
0.89<Nz(450)/Nz(650)≦0.91 式(19)
より詳細には、NZ係数の比Nz(450)/Nz(650)は、通常0.845より大きく、好ましくは0.89より大きく、より好ましくは0.895より大きく、また、通常0.915以下、好ましくは0.91以下である。光学異方性積層体のNZ係数の比Nz(450)/Nz(650)がこのような範囲に収まることにより、その光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
式(12)に関して、波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)を、詳細に説明する。光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)は、下記式(20)を満たすことが好ましい。
4nm<Rth0(550)<10nm 式(20)
より詳細には、光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)は、通常−9nmより大きく、好ましくは4nmより大きく、より好ましくは7nmより大きく、また、通常26nm未満、好ましくは10nm未満である。波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)がこのような範囲に収まることにより、その光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
光学特性の第二の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第二の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第一光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth1(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。第一光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth1(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第二の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第二光学異方性層の面内レターデーションRe2(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。第二光学異方性層の面内レターデーションRe2(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第二の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)は、好ましくは−79nm以上、より好ましくは−76nm以上、特に好ましくは−73nm以上であり、好ましくは−45nm以下、より好ましくは−50nm以下、特に好ましくは−55nm以下である。第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第二の組み合わせにおいて、波長550nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(550)は、好ましくは0.44以上、より好ましくは0.48以上、特に好ましくは0.52以上であり、好ましくは0.68以下、より好ましくは0.64以下、特に好ましくは0.6以下である。光学異方性積層体のNZ係数Nz(550)が前記の範囲に収まることにより、当該光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
[4.光学特性の第三の組み合わせ]
第三の組み合わせにおいて、第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2、波長450nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、波長650nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)、波長450nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、波長650nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)、波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)、波長450nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)、波長650nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)、及び、波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、下記の式(13)〜式(18)を満たす。
nz2>nx2≧ny2 式(13)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(14)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(15)
137nm<Re0(550)<152nm 式(16)
0.915<Nz(450)/Nz(650)≦0.97 式(17)
−11nm<Rth0(550)<27nm 式(18)
前記の式(13)〜式(18)を満たす光学特性を有する光学異方性積層体を直線偏光子と組み合わせて得られる円偏光板を画像表示装置に設けることにより、その画像表示装置の表示面を傾斜方向から見た場合に外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる。
式(13)に関して、第二光学異方性層の屈折率nx2、ny2及びnz2の関係を、詳細に説明する。式(13)は、第二光学異方性層が、ポジティブCプレートとして機能しうる層であることを表す。この際、前記の屈折率nx2と屈折率ny2とは、値が同じであるか近いことが好ましい。よって、第二光学異方性層の屈折率nx2、ny2及びnz2は、nz2>nx2≒ny2の関係を満たすことが好ましい。具体的には、屈折率nx2と屈折率ny2の差nx2−ny2は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。屈折率差nx2−ny2が前記の範囲に収まることにより、表示面を傾斜方向から見た場合の反射光による色付きを効果的に抑制できる円偏光板を実現できる。
式(14)に関して、波長450nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)の関係を、詳細に説明する。第一光学異方性層は、その面内に屈折率異方性を有する層であり、したがって、0nmより大きい面内レターデーションを有する。式(14)で表されるように、第一光学異方性層の面内レターデーションは、逆波長分散性を示す。第一光学異方性層の面内レターデーションが逆波長分散性を示すことにより、当該第一光学異方性層を傾斜方向に透過する広い波長範囲の光の偏光状態を均一に変換することができる。よって、このような第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板は、広い波長範囲において均一に外光の反射を抑制できるので、表示面の色付きの抑制が可能である。
式(15)に関して、波長450nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)の関係を、詳細に説明する。式(15)で表されるように、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションは、逆波長分散性を示す。第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションが逆波長分散性を示すことにより、当該第二光学異方性層を傾斜方向に透過する広い波長範囲の光の偏光状態を均一に変換することができる。よって、このような第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板は、広い波長範囲において均一に外光の反射を抑制できるので、表示面の色付きの抑制が可能である。
中でも、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションの比Rth2(450)/Rth2(550)及びRth2(650)/Rth2(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい(式(23)及び式(24)参照)。これにより、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、特に効果的に実現できる。
式(16)に関して、波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)を、詳細に説明する。光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)は、通常137nmより大きく、好ましくは138nmより大きく、より好ましくは139nmより大きく、また、通常152nm未満、好ましくは151nm未満、より好ましくは150nm未満である。波長550nmにおける光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)がこのような範囲に収まることにより、当該光学異方性積層体を直線偏光子と組み合わせて円偏光板を得ることができる。この円偏光板によれば、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
式(17)に関して、波長450nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)を、詳細に説明する。前記の比Nz(450)/Nz(650)は、下記式(21)を満たすことが好ましい。
0.94<Nz(450)/Nz(650)≦0.96 式(21)
より詳細には、NZ係数の比Nz(450)/Nz(650)は、通常0.915より大きく、好ましくは0.94より大きく、より好ましくは0.945より大きく、また、通常0.97以下、好ましくは0.96以下、より好ましくは0.955以下である。光学異方性積層体のNZ係数の比Nz(450)/Nz(650)がこのような範囲に収まることにより、その光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
式(18)に関して、波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)を、詳細に説明する。光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)は、下記式(22)を満たすことが好ましい。
4nm<Rth0(550)<12nm 式(22)
より詳細には、光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)は、通常−11nmより大きく、好ましくは4nmより大きく、より好ましくは5nmより大きく、また、通常27nm未満、好ましくは12nm未満、より好ましくは11nm未満である。波長550nmにおける光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)がこのような範囲に収まることにより、その光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制が可能である。
光学特性の第三の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第三の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第一光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth1(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。第一光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth1(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第一光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第三の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第二光学異方性層の面内レターデーションRe2(550)は、前記[2.光学特性の第一の組み合わせ]で説明したのと同様の範囲に収まることが好ましい。第二光学異方性層の面内レターデーションRe2(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第三の組み合わせにおいて、波長550nmにおける第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)は、好ましくは−83nm以上、より好ましくは−80nm以上、特に好ましくは−77nm以上であり、好ましくは−45nm以下、より好ましくは−50nm以下、特に好ましくは−55nm以下である。第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)が前記の範囲に収まることにより、当該第二光学異方性層を含む光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
光学特性の第三の組み合わせにおいて、波長550nmにおける光学異方性積層体のNZ係数Nz(550)は、好ましくは0.43以上、より好ましくは0.47以上、特に好ましくは0.51以上であり、好ましくは0.69以下、より好ましくは0.65以下、特に好ましくは0.61以下である。光学異方性積層体のNZ係数Nz(550)が前記の範囲に収まることにより、当該光学異方性積層体を備えた円偏光板によって、表示面の傾斜方向における外光の反射の抑制及び表示面の色付きの抑制を、効果的に実現できる。
[5.第二光学異方性層の構造]
第二光学異方性層としては、所定の重合体と、メソゲン骨格を有する所定の化合物とを含む層を用いうる。この第二光学異方性層が含む前記の重合体を、以下、適宜「ポジC重合体」ということがある。また、第二光学異方性層が含むメソゲン骨格を有する化合物を、以下、適宜「メソゲン化合物」ということがある。
〔5.1.ポジC重合体〕
ポジC重合体は、当該ポジC重合体の溶液を用いた塗工法によりポジC重合体の膜を形成した場合に、その膜の屈折率nx(P)、ny(P)及びnz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たす重合体である。ここで、nx(P)は、前記膜の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ny(P)は、前記膜の前記面内方向であって前記nx(P)の方向に垂直な方向の屈折率を表し、nz(P)は、前記膜の厚み方向の屈折率を表す。
ある重合体が、ポジC重合体に該当するか否かは、下記の方法によって確認できる。
まず、試料としての重合体を、メチルエチルケトン(MEK)、1,3−ジオキソラン、N−メチルピロリドン(NMP)等の溶媒に、重合体の濃度が10重量%〜20重量%になるように加え、室温にて溶解させて、重合体溶液を得る。
この重合体溶液を、樹脂からなる未延伸フィルム上に、アプリケーターを用いて塗工して、重合体溶液の層を形成する。その後、85℃オーブンで10分ほど乾燥させて、溶媒を蒸発させることにより、厚み10μm程度の重合体膜を得る。
そして、この重合体膜の屈折率nx(P)、屈折率ny(P)及び屈折率nz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たすか否かを評価し、満たす場合に、その試料としての重合体は、ポジC重合体に該当すると判定できる。
中でも、前記の屈折率nx(P)と屈折率ny(P)とは、値が同じであるか近いことが好ましい。具体的には、屈折率nx(P)と屈折率ny(P)の差nx(P)−ny(P)は、好ましくは0.00000〜0.00100、より好ましくは0.00000〜0.00050、特に好ましくは0.00000〜0.00020である。屈折率差nx(P)−ny(P)が前記の範囲に収まることにより、第二光学異方性層を容易に得ることができる。
ポジC重合体としては、前記の式nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たす屈折率を有する任意の重合体を用いうる。中でも、ポジC重合体としては、ポリビニルカルバゾール及びポリフマル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合体が好ましい。これらの重合体をポジC重合体として用いることにより、塗工によって厚み方向のレターデーションRthが大きい第二光学異方性層を、容易に得ることができる。
ポジC重合体の具体例としては、ポリ(9−ビニルカルバゾール);フマル酸ジイソプロピルとアクリル酸3−エチル−3−オキセタニルメチルとの共重合体;フマル酸ジイソプロピルとケイ皮酸エステルとの共重合体;などが挙げられる。
また、ポジC重合体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
第二光学異方性層の全固形分におけるポジC重合体の比率は、好ましくは40重量%以上、より好ましくは45重量%以上、特に好ましくは50重量%以上であり、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下、特に好ましくは60重量%以下である。ポジC重合体の比率が、前記範囲の下限値以上であることにより、第二光学異方性層において、メソゲン化合物を均一に分散させたり、第二光学異方性層の機械的強度を高くしたりでき、また、前記範囲の上限値以下であることにより、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションの波長分散性を逆分散性に近づけ易くできる。ここで、ある層の固形分とは、その層を乾燥した場合に残留する成分のことをいう。
〔5.2.メソゲン化合物〕
メソゲン化合物は、メソゲン骨格を有する化合物である。ここで、メソゲン骨格とは、その引力及び斥力的相互作用の異方性によって、低分子量又は高分子量の物質中で、液晶(LC:liquid−crystalline)相の発生に本質的に寄与する分子骨格を意味する。メソゲン骨格を含有するメソゲン化合物は、それ自身では、必ずしも液晶相への相転移を生じうる液晶性を有していなくてもよい。よって、メソゲン化合物は、単独で液晶相への相転移を生じうる液晶化合物であってもよく、単独では液晶相への相転移を生じない非液晶化合物であってもよい。メソゲン骨格の例としては、剛直な棒状又は円盤状の形状のユニットが挙げられる。メソゲン骨格については、Pure Appl.Chem.2001、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁を参照しうる。
第二光学異方性層において、メソゲン化合物は、その配向状態が固定されていてもよい。例えば、メソゲン化合物は、重合によって、当該メソゲン化合物の配向状態が固定されていてもよい。通常、重合により、メソゲン化合物は、そのメソゲン化合物の配向状態を維持したまま重合体となりうるので、前記の重合により、メソゲン化合物の配向状態が固定される。よって、用語「配向状態が固定されたメソゲン化合物」には、メソゲン化合物の重合体が包含される。したがって、メソゲン化合物が液晶性を有する液晶化合物である場合、この液晶化合物は、第二光学異方性層において、液晶相を呈していてもよく、配向状態が固定化されることによって液晶相を呈していなくてもよい。
前記の所定のメソゲン化合物としては、第一化合物としての逆波長分散液晶化合物、及び、第二化合物としての逆波長メソゲン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種類の化合物を用いる。
ここで、逆波長分散液晶化合物とは、下記要件(A1)及び(A2)を満たす化合物を意味する。
(A1)逆波長分散液晶化合物は、液晶性を示す。
(A2)逆波長分散液晶化合物は、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散性の面内レターデーションを示す。
また、逆波長メソゲン化合物とは、下記要件(A3)〜(A5)を満たす化合物を意味する。
(A3)逆波長メソゲン化合物は、単独では液晶性を示さない。
(A4)評価用混合物が、液晶性を示す。ここで「評価用混合物」とは、ホモジニアス配向した場合に順波長分散性の面内レターデーションを示す評価用液晶化合物に、前記の逆波長メソゲン化合物を、評価用液晶化合物及び逆波長メソゲン化合物の合計100重量部に対して30重量部〜70重量部の少なくともいずれかの割合で混合した混合物を表す。
(A5)前記評価用混合物がホモジニアス配向した場合に、前記逆波長メソゲン化合物が、逆波長分散性の面内レターデーションを示す。
以下、逆波長分散液晶化合物について説明する。
逆波長分散液晶化合物は、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散性の面内レターデーションを示す。ここで、液晶化合物をホモジニアス配向させる、とは、当該液晶化合物を含む層を形成し、その層における液晶化合物の分子のメソゲン骨格の長軸方向を、前記層の面に平行なある一の方向に配向させることをいう。液晶化合物が配向方向の異なる複数種類のメソゲン骨格を含む場合は、それらのうち最も長い種類のメソゲンが配向する方向が、前記の配向方向となる。液晶化合物がホモジニアス配向しているか否か、及びその配向方向は、AxoScan(Axometrics社製)に代表されるような位相差計を用いた遅相軸方向の測定と、遅相軸方向における入射角毎のレターデーション分布の測定とにより確認しうる。
また、面内レターデーションが逆波長分散性を示す、とは、波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(450)及びRe(550)が、Re(450)/Re(550)<1.00を満たすことをいう。
よって、逆波長分散液晶化合物を含む液晶層を形成し、その液晶層における液晶化合物の分子のメソゲン骨格の長軸方向を、前記液晶層の面に平行なある一の方向に配向させた場合には、その液晶層の波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(L450)及びRe(L550)は、通常、Re(L450)/Re(L550)<1.00を満たす。さらに、波長450nm、550nm及び650nmにおける前記の液晶層の面内レターデーションRe(L450)、Re(L550)及びRe(L650)は、所望の第二光学異方性層を容易に得る観点から、Re(L450)<Re(L550)≦Re(L650)を満たすことがより好ましい。
逆波長分散液晶化合物としては、例えば、当該逆波長分散液晶化合物の分子中に、主鎖メソゲン骨格と、前記主鎖メソゲン骨格に結合した側鎖メソゲン骨格とを含む化合物を用いうる。主鎖メソゲン骨格及び側鎖メソゲン骨格を含む前記の逆波長分散液晶化合物は、当該逆波長分散液晶化合物が配向した状態において、側鎖メソゲン骨格が主鎖メソゲン骨格と異なる方向に配向しうる。このような場合、複屈折は主鎖メソゲン骨格に対応する屈折率と側鎖メソゲン骨格に対応する屈折率との差として発現するので、結果として、逆波長分散液晶化合物は、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散性の面内レターデーションを示すことができる。
例えば主鎖メソゲン骨格及び側鎖メソゲン骨格を有する前記化合物のように、逆波長分散液晶化合物は、通常、一般的な順波長分散液晶化合物の立体形状とは異なる特異的な立体形状を有する。ここで、「順波長分散液晶化合物」とは、ホモジニアス配向した場合に、順波長分散性の面内レターデーションを示しうる液晶化合物をいう。また、順波長分散性の面内レターデーションとは、測定波長が大きいほど面内レターデーションが小さくなる面内レターデーションを表す。逆波長分散液晶化合物がこのように特異的な立体形状を有することで、ポジC重合体と逆波長分散液晶化合物との組み合わせによって第二光学異方性層を容易に得られる。
さらに、逆波長分散液晶化合物は、重合性を有することが好ましい。よって、逆波長分散液晶化合物は、重合性基を有することが好ましい。このように重合性基を有する逆波長分散液晶化合物を用いれば、重合によって逆波長分散液晶化合物の配向状態を容易に固定することが可能である。そのため、安定な光学特性を有する第二光学異方性層を容易に得ることができる。
逆波長分散液晶化合物のCN点は、好ましくは25℃以上、より好ましくは45℃以上、特に好ましくは60℃以上であり、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下、特に好ましくは100℃以下である。ここで、「CN点」とは、結晶−ネマチック相転移温度のことをいう。前記の範囲にCN点を有する逆波長分散液晶化合物を用いることにより、第二光学異方性層を容易に製造することが可能である。
逆波長分散液晶化合物の分子量は、単量体である場合は、好ましくは300以上、より好ましくは700以上、特に好ましくは1000以上であり、好ましくは2000以下、より好ましくは1700以下、特に好ましくは1500以下である。逆波長分散液晶化合物が前記のような分子量を有することにより、第二光学異方性層を形成するための塗工液の塗工性を特に良好にできる。
前記の逆波長分散液晶化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
逆波長分散液晶化合物としては、例えば特開2014−123134号公報に記載されたものなどが挙げられるが、特に好適な具体例としては、下記式(I)で表される化合物のうち、液晶性を示す化合物が挙げられる。以下の説明において、式(I)で表される化合物を、適宜「化合物(I)」ということがある。
Figure 2018030244
化合物(I)は、通常、下記式で表すように、基−Y11−[B11−L11]−A11−Z11−Ar−Z12−A12−[L12−B12]−Y12からなる主鎖メソゲン骨格1a、及び、基>Ar−Dからなる側鎖メソゲン骨格1bの2つのメソゲン骨格を含む。また、これらの主鎖メソゲン骨格1a及び側鎖メソゲン骨格1bは、互いに交差している。上記の主鎖メソゲン骨格1a及び側鎖メソゲン骨格1bをあわせて1つのメソゲン骨格とすることもできるが、本発明では、2つのメソゲン骨格に分けて表記する。
Figure 2018030244
主鎖メソゲン骨格1aの長軸方向における屈折率をn1、側鎖メソゲン骨格1bの長軸方向における屈折率をn2とする。この際、屈折率n1の絶対値及び波長分散性は、通常、主鎖メソゲン骨格1aの分子構造に依存する。また、屈折率n2の絶対値及び波長分散性は、通常、側鎖メソゲン骨格1bの分子構造に依存する。ここで、液晶相において化合物(I)は、通常、主鎖メソゲン骨格1aの長軸方向を回転軸として回転運動を行うので、ここでいう屈折率n1及びn2とは、回転体としての屈折率を表している。
主鎖メソゲン骨格1a及び側鎖メソゲン骨格1bの分子構造に由来して、屈折率n1の絶対値は屈折率n2の絶対値より大きい。さらに、屈折率n1及びn2は、通常、順波長分散性を示す。ここで、順波長分散性の屈折率とは、測定波長が大きいほど当該屈折率の絶対値が小さくなる屈折率を表す。主鎖メソゲン骨格1aの屈折率n1は、小さい程度の順波長分散性を示す。よって、長波長で測定した屈折率n1は、短波長で測定した屈折率n1よりも小さくなるが、それらの差は小さい。これに対し、側鎖メソゲン骨格1bの屈折率n2は、大きな程度の順波長分散性を示す。よって、長波長で測定した屈折率n2は、短波長で測定した屈折率n2よりも小さくなり、且つ、それらの差は大きい。そのため、測定波長が短いと屈折率n1と屈折率n2との差Δnは小さく、測定波長が長いと屈折率n1と屈折率n2との差Δnが大きくなる。このようにして、主鎖メソゲン骨格1a及び側鎖メソゲン骨格1bに由来して、化合物(I)は、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散性の面内レターデーションを示しうる。
ここで、式(I)中、mおよびqは、それぞれ独立して、1〜20の整数を表し、2〜12の整数が好ましく、4〜8の整数がより好ましい。
また、式(I)中、nおよびpは、それぞれ独立して、0または1を表し、1が好ましい。
式(I)中、Arは、Dを置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、Dを置換基として有する2価の芳香族複素環基を表す。
また、式(I)中、Dは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1〜20の有機基を表す。
ここで、Dを置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基またはDを置換基として有する2価の芳香族複素環基とは、Dが結合している芳香族炭化水素環またはDが結合している芳香族複素環の環部分から、Dが結合している炭素以外の炭素に結合している水素原子を2個、取り除いた基である。よって、式(I)に示すArは、式(I)に示すDと結合した芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表すのであって、式(I)に示すDとは別のDを含むものでは無い。
そして、Arの2価の芳香族炭化水素環基としては、例えば、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、アントラセニル−9,10−ジイル基、アントラセニル−1,4−ジイル基、アントラセニル−2,6−ジイル基等が挙げられる。
これらの中でも、2価の芳香族炭化水素環基としては、1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基及び2,6−ナフチレン基が好ましい。
また、Arの2価の芳香族複素環基としては、例えば、ベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、1,2−ベンゾイソチアゾール−4,7−ジイル基、ベンゾオキサゾール−4,7−ジイル基、インドーニル−4,7−ジイル基、ベンゾイミダゾール−4,7−ジイル基、ベンゾピラゾール−4,7−ジイル基、1−ベンゾフラン−4,7−ジイル基、2−ベンゾフラン−4,7−ジイル基、ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ジチアゾリル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ジチアゾリル−4,8−ジイル基、ベンゾチオフェニル−4,7−ジイル基、1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン−4,7−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:5,4−b’]ジチオフェニル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェニル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:5,4−b’]ジフラニル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジフラニル−4,8−ジイル基、ベンゾ[2,1−b:4,5−b’]ジピロール−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:5,4−b’]ジピロール−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ジイミダゾール−4,8−ジイル基等が挙げられる。
これらの中でも、2価の芳香族複素環基としては、ベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、ベンゾオキサゾール−4,7−ジイル基、1−ベンゾフラン−4,7−ジイル基、2−ベンゾフラン−4,7−ジイル基、ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ジチアゾリル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ジチアゾリル−4,8−ジイル基、ベンゾチオフェニル−4,7−ジイル基、1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン−4,7−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:5,4−b’]ジチオフェニル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェニル−4,8−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:5,4−b’]ジフラニル−4,8−ジイル基及びベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジフラニル−4,8−ジイル基が好ましい。
Arの2価の芳香族炭化水素環基および2価の芳香族複素環基は、Dの他に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、ターシャリーブチル基等の炭素数1〜6のアルキル基から選ばれる少なくとも1つの置換基を有していてもよい。置換基が複数の場合は、複数の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。2価の芳香族炭化水素環基および2価の芳香族複素環基のD以外の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、sec−ブチル基およびターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基が好ましい。
式(I)中、Dは、「芳香族炭化水素環およ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1〜20の有機基」を表す。ここで「芳香環」とは、Huckel則に従う広義の芳香族性を有する環状構造、すなわち、π電子を(4n+2)個有する環状共役構造、および、チオフェン、フラン、ベンゾチアゾール等に代表される、硫黄、酸素、窒素等のヘテロ原子の孤立電子対がπ電子系に関与して芳香族性を示す環状構造を意味する。
そして、Dが有する芳香環は、1または複数の置換基を有していてもよい。
また、前記ArおよびDの中に含まれるπ電子の合計数は、通常12以上であり、好ましくは12以上22以下であり、より好ましくは12以上20以下である。
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、フェナントレン環、ピレン環、フルオレン環等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。
また、Dの芳香族複素環としては、例えば、1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン環、1−ベンゾフラン環、2−ベンゾフラン環、アクリジン環、イソキノリン環、イミダゾール環、インドール環、オキサジアゾール環、オキサゾール環、オキサゾロピラジン環、オキサゾロピリジン環、オキサゾロピリダジル環、オキサゾロピリミジン環、キナゾリン環、キノキサリン環、キノリン環、シンノリン環、チアジアゾール環、チアゾール環、チアゾロピラジン環、チアゾロピリジン環、チアゾロピリダジン環、チアゾロピリミジン環、チオフェン環、トリアジン環、トリアゾール環、ナフチリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、ピラノン環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピロール環、フェナントリジン環、フタラジン環、フラン環、ベンゾ[c]チオフェン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾトリアジン環、ベンゾトリアゾール環、ベンゾピラゾール環、ペンゾピラノン環、ジヒドロピラン環、テトラヒドロピラン環、ジヒドロフラン環、テトラヒドロフラン環等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族複素環としては、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、1−ベンゾフラン環、2−ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン環、チオフェン環、フラン環、ベンゾ[c]チオフェン環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、ピラン環、ベンゾイソオキサゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサジアゾール環、ベンゾチアジアゾール環が好ましい。
そして、Dである、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する炭素数1〜20の有機基としては、特に限定されることない。Dとしては、例えば、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、または、式:−RC(=N−NR)で表される基が挙げられる。
なお、上記式中、Rは、水素原子、または、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基を表す。
また、上記式中、Rは、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基を表す。ここで、炭素数1〜20の有機基およびその置換基の具体例としては、後述するRの炭素数1〜20の有機基およびその置換基の具体例として列記したものと同じものが挙げられる。
さらに、上記式中、Rは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数2〜20の有機基を表す。ここで、炭素数2〜20の有機基およびその置換基の具体例としては、後述するAの炭素数2〜20の有機基およびその置換基の具体例として列記したものと同じものが挙げられる。
具体的には、Dとなる芳香族炭化水素環基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族炭化水素環基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
また、Dとなる芳香族複素環基としては、例えば、フタルイミド基、1−ベンゾフラニル基、2−ベンゾフラニル基、アクリジニル基、イソキノリニル基、イミダゾリル基、インドリニル基、フラザニル基、オキサゾリル基、オキサゾロピラジニル基、オキサゾロピリジニル基、オキサゾロピリダジニル基、オキサゾロピリミジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、キノリル基、シンノリニル基、チアジアゾリル基、チアゾリル基、チアゾロピラジニル基、チアゾロピリジル基、チアゾロピリダジニル基、チアゾロピリミジニル基、チエニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、ナフチリジニル基、ピラジニル基、ピラゾリル基、ピラノンニル基、ピラニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピロリル基、フェナントリジニル基、フタラジニル基、フラニル基、ベンゾ[c]チエニル基、ベンゾイソオキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾトリアジニル基、ベンゾトリアゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ペンゾピラノンニル基、ジヒドロピラニル基、テトラヒドロピラニル基、ジヒドロフラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族複素環基としては、フラニル基、チエニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、1−ベンゾフラニル基、2−ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、チアゾロピリジル基が好ましい。
となる芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基等の炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基;フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基;−C(=O)−Rb’;−C(=O)−ORb’;−SRb’;−SOd’;水酸基;等から選ばれる少なくとも1つの置換基を有していてもよい。ここで、Rb’は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。また、Rd’は、メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基等の、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基を表す。なお、芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が複数の置換基を有する場合、置換基は、同一でも相異なっていてもよい。
b’の、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、および、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;フラニル基、チオフェニル基等の炭素数2〜20の芳香族複素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、−CHCF等の、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜12のフルオロアキル基;等が挙げられる。Rb’の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、および、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基は、上述した置換基から選ばれる1または複数の置換基を有していてもよく、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
また、Rb’の、炭素数3〜12のシクロアルキル基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;および、フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基;等が挙げられる。Rb’の炭素数3〜12のシクロアルキル基は、上述した置換基から選ばれる1または複数の置換基を有していてもよく、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
そして、ArおよびDの組み合わせ(Ar−D)としては、式:−RC(=N−NR)で表される基で置換されたフェニレン基、1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−(2−ブチル)−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4,6−ジメチル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、6−メチル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4,6,7−トリメチル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4,5,6−トリメチル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−メチル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−プロピル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、7−プロピル−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−フルオロ−1−ベンゾフラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、フェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−フルオロフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−ニトロフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−トリフルオロメチルフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−シアノフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−メタンスルホニルフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、チオフェン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、チオフェン−3−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−メチルチオフェン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−クロロチオフェン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、2−ベンゾチアゾリル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−ビフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−プロピルビフェニル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−チアゾリル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、1−フェニルエチレン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、4−ピリジル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、2−フリル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、ナフト[1,2−b]フラン−2−イル基で置換されたベンゾチアゾール−4,7−ジイル基、5−メトキシ−2−ベンゾチアゾリル基で置換された1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン−4,7−ジイル基、フェニル基で置換された1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン−4,7−ジイル基、4−ニトロフェニル基で置換された1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン−4,7−ジイル基、または、2−チアゾリル基で置換された1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン−4,7−ジイル基等が挙げられる。ここで、R、R、Rは前記と同じ意味を表す。
これらの中でも、Ar−Dとしては、下記式(II)で表される基がより好ましい。
Figure 2018030244
〔式(II)中、Aは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数2〜20の有機基を表し、Rは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基を表す。〕
なお、本明細書において、下記式(i)で示される部分構造は、下記式(ia)および/または(ib)で示される部分構造を意味する。
Figure 2018030244
ここで、Aの、「芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜20の有機基」において、「芳香環」とは、Huckel則に従う広義の芳香族性を有する環状構造、すなわち、π電子を(4n+2)個有する環状共役構造、および、チオフェン、フラン、ベンゾチアゾール等に代表される、硫黄、酸素、窒素等のヘテロ原子の孤立電子対がπ電子系に関与して芳香族性を示す環状構造を意味する。
の、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する炭素数2〜20の有機基は、芳香環を複数個有するものであってもよく、芳香族炭化水素環および芳香族複素環を組み合わせて有するものであってもよい。
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、フェナントレン環、ピレン環、フルオレン環等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。
また、Aの芳香族複素環としては、例えば、1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン環、1−ベンゾフラン環、2−ベンゾフラン環、アクリジン環、イソキノリン環、イミダゾール環、インドール環、オキサジアゾール環、オキサゾール環、オキサゾロピラジン環、オキサゾロピリジン環、オキサゾロピリダジル環、オキサゾロピリミジン環、キナゾリン環、キノキサリン環、キノリン環、シンノリン環、チアジアゾール環、チアゾール環、チアゾロピラジン環、チアゾロピリジン環、チアゾロピリダジン環、チアゾロピリミジン環、チオフェン環、トリアジン環、トリアゾール環、ナフチリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、ピラノン環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピロール環、フェナントリジン環、フタラジン環、フラン環、ベンゾ[c]チオフェン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾトリアジン環、ベンゾトリアゾール環、ベンゾピラゾール環、ペンゾピラノン環、ジヒドロピラン環、テトラヒドロピラン環、ジヒドロフラン環、テトラヒドロフラン環等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、チアゾール環等の単環の芳香族複素環;ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノリン環、1−ベンゾフラン環、2−ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チアゾロピリジン環、チアゾロピラジン環等の縮合環の芳香族複素環が好ましい。
が有する芳香環は、置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;ビニル基、アリル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;−C(=O)−R;−C(=O)−OR;−SO;等が挙げられる。ここで、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、または、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。また、Rは、メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基等の、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基を表す。これらの中でも、Aが有する芳香環の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、および、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。
なお、Aは、上述した置換基から選ばれる複数の置換基を有していてもよい。Aが複数の置換基を有する場合、置換基は、同一でも相異なっていてもよい。
の、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基の炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、1−メチルペンチル基、1−エチルペンチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−へキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基等が挙げられる。なお、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基の炭素数は、1〜12であることが好ましく、4〜10であることが更に好ましい。
の、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数2〜20のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数は、2〜12であることが好ましい。
の、炭素数1〜20のアルキル基および炭素数2〜20のアルケニル基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等の、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;トリアゾリル基、ピロリル基、フラニル基、チオフェニル基等の、炭素数2〜20の芳香族複素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素数3〜8のシクロアルキルオキシ基;テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、ジオキソラニル基、ジオキサニル基等の炭素数2〜12の環状エーテル基;フェノキシ基、ナフトキシ基等の炭素数6〜14のアリールオキシ基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、−CHCF等の、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜12のフルオロアキル基;ベンゾフリル基;ベンゾピラニル基;ベンゾジオキソリル基;ベンゾジオキサニル基等が挙げられる。これらの中でも、Rの炭素数1〜20のアルキル基および炭素数2〜20のアルケニル基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;フラニル基、チオフェニル基等の、炭素数2〜20の芳香族複素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、−CHCF等の、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜12のフルオロアキル基が好ましい。
なお、Rの炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基は、上述した置換基から選ばれる複数の置換基を有していてもよい。Rの炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基が複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
の、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基の炭素数3〜12のシクロアルキル基としては、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、シクロオクチル基等が挙げられる。これらの中でも、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
の、炭素数3〜12のシクロアルキル基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。中でも、Rの炭素数3〜12のシクロアルキル基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基が好ましい。
なお、Rの炭素数3〜12のシクロアルキル基は、複数の置換基を有していてもよい。Rの炭素数3〜12のシクロアルキル基が複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
の、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基の炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等が挙げられる。これらの中でも、フェニル基が好ましい。
の、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等の、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;トリアゾリル基、ピロリル基、フラニル基、チオフェニル基等の、炭素数2〜20の芳香族複素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素数3〜8のシクロアルキルオキシ基;テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、ジオキソラニル基、ジオキサニル基等の炭素数2〜12の環状エーテル基;フェノキシ基、ナフトキシ基等の炭素数6〜14のアリールオキシ基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、−CHCF等の、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜12のフルオロアキル基;ベンゾフリル基;ベンゾピラニル基;ベンゾジオキソリル基;ベンゾジオキサニル基等が挙げられる。中でも、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;フラニル基、チオフェニル基等の、炭素数2〜20の芳香族複素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、−CHCF等の、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜12のフルオロアキル基から選ばれる少なくとも1つの置換基;が好ましい。
なお、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基は、複数の置換基を有していてもよい。炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基が複数の置換基を有する場合、置換基は、同一でも相異なっていてもよい。
ここで、Aが有する芳香環は、同一の、または、相異なる置換基を複数有していてもよく、隣り合った二つの置換基が一緒になって結合して環を形成していてもよい。形成される環は、単環であっても縮合多環であってもよく、不飽和環であっても飽和環であってもよい。
なお、Aの炭素数2〜20の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する。
そして、Aの、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜20の有機基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、フルオレニル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;フタルイミド基、1−ベンゾフラニル基、2−ベンゾフラニル基、アクリジニル基、イソキノリニル基、イミダゾリル基、インドリニル基、フラザニル基、オキサゾリル基、オキサゾロピラジニル基、オキサゾロピリジニル基、オキサゾロピリダジニル基、オキサゾロピリミジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、キノリル基、シンノリニル基、チアジアゾリル基、チアゾリル基、チアゾロピラジニル基、チアゾロピリジニル基、チアゾロピリダジニル基、チアゾロピリミジニル基、チエニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、ナフチリジニル基、ピラジニル基、ピラゾリル基、ピラノンニル基、ピラニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピロリル基、フェナントリジニル基、フタラジニル基、フラニル基、ベンゾ[c]チエニル基、ベンゾイソオキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾトリアジニル基、ベンゾトリアゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ペンゾピラノンニル基、ジヒドロピラニル基、テトラヒドロピラニル基、ジヒドロフラニル基、テトラヒドロフラニル基等の炭素数2〜20の芳香族複素環基;芳香族炭化水素環およ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化水素環基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する複素環基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数3〜20のアルキル基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数4〜20のアルケニル基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数4〜20のアルキニル基;等が挙げられる。
芳香族炭化水素環およ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化水素環基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する複素環基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数3〜20のアルキル基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数4〜20のアルケニル基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数4〜20のアルキニル基;の、芳香族炭化水素環および芳香族複素環の具体例としては、上記Dの、芳香族炭化水素環および芳香族複素環の具体例として列記したものと同じものが挙げられる。
なお、上記の有機基は、1または複数の置換基を有していてもよい。複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
かかる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;ビニル基、アリル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;−C(=O)−R;−C(=O)−OR;−SO;等が挙げられる。ここでR、Rは、前記と同じ意味を表す。
これらの中でも、Aの有機基が有する置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、および、炭素数1〜6のアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの置換基が好ましい。
としての、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する炭素数2〜20の有機基の好ましい具体例を以下に示す。但し、本発明は、以下に示すものに限定されるものではない。なお、下記式中、「−」は環の任意の位置からのびるN原子(即ち、式(II)においてAと結合するN原子)との結合手を表す。
1)芳香族炭化水素環基
Figure 2018030244
2)芳香族複素環基
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
〔各式中、Eは、−NR−、酸素原子または硫黄原子を表す。ここで、Rは、水素原子;または、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;を表す。〕
Figure 2018030244
〔各式中、XおよびYは、それぞれ独立して、−NR−、酸素原子、硫黄原子、−SO−または−SO−を表す。ここで、Rは、水素原子;または、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;を表す。〕
Figure 2018030244
〔各式中、Xは、前記と同じ意味を表す。〕
3)少なくとも1つの芳香環を有する炭化水素環基
Figure 2018030244
4)少なくとも1つの芳香環を有する複素環基
Figure 2018030244
〔各式中、XおよびYは、前記と同じ意味を表し、Zは、−NR−、酸素原子または硫黄原子を表す。ここで、Rは、前記と同じ意味を表す(但し、各式中において、酸素原子、硫黄原子、−SO−、−SO−は、それぞれ隣接しないものとする。)。〕
5)芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、アルキル基
Figure 2018030244
6)芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、アルケニル基
Figure 2018030244
7)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一つの芳香環を有する、アルキニル基
Figure 2018030244
なお、上述したAの好ましい具体例が有する環は、1または複数の置換基を有していてもよい。そして、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。かかる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;ビニル基、アリル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;−C(=O)−R;−C(=O)−OR;−SO;等が挙げられる。
ここで、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。これらの中でも、Aが有する上記環が有する置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、および、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。
ここで、Aの更に好ましい具体例を以下に示す。但し、Aは、以下に示すものに限定されるものではない。
Figure 2018030244
〔各式中、Xは、前記と同じ意味を表す。〕
なお、前述した通り、上記環は、1または複数の置換基を有していてもよい。複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。かかる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;シアノ基;ビニル基、アリル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;−C(=O)−R;−C(=O)−OR;−SO;等が挙げられる。ここで、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。
これらの中でも、上記環が有する置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、および、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。
そして、Aとしては、下記式(III)で表される基が更に好ましい。
Figure 2018030244
ここで、上記式(III)中、Rは、水素原子;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;シアノ基;ニトロ基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等の炭素数1〜6のフルオロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;または、−C(=O)−O−Rを表し、Rは、前記した通り、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、または、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。
なお、複数のR同士は、すべて同一であっても、相異なっていてもよく、環を構成する任意のC−Rは、窒素原子に置き換えられていてもよい。
ここで、上記式(III)で表される基のC−Rが窒素原子に置き換えられた基の具体例を下記に示す。但し、C−Rが窒素原子に置き換えられた基は、これらに限定されるものではない。
Figure 2018030244
〔各式中、Rは、前記と同じ意味を表す。〕
これらの中でも、Aとしては、上記式(III)で表される基のRがすべて水素原子であるものが好ましい。
また、上記式(II)で表される2価の基のRの、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基としては、特に制限されることなく、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、−C(=O)−R、−SO−R、−C(=S)NH−R、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基、または、置換基を有していてもよい炭素数2〜20の芳香族複素環基が挙げられる。
ここで、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。また、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族炭化水素環基、または、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族複素環基を表す。
そして、Rの、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基の炭素数1〜20のアルキル基およびその置換基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数2〜20のアルケニル基およびその置換基、並びに、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基の炭素数3〜12のシクロアルキル基およびその置換基の具体例としては、Rの炭素数1〜20のアルキル基およびその置換基、炭素数2〜20のアルケニル基およびその置換基、並びに、炭素数3〜12のシクロアルキル基およびその置換基の具体例として列記したのと同じものが挙げられる。また、Rの、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族炭化水素環基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等が挙げられる。さらに、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族複素環基としては、例えば、ピリジニル基、キノリル基等が挙げられる。さらに、これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基の置換基の例としては、Aの炭素数2〜20の有機基の置換基として例示したものと同じものが挙げられる。
の、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基の炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、1−メチルペンチル基、1−エチルペンチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−へキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基等が挙げられる。そして、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基の炭素数は、1〜12であることが好ましく、1〜10であることが更に好ましい。
また、Rの、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数2〜20のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数は、2〜12であることが好ましい。
さらに、Rの、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基の炭素数2〜20のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、2−プロピニル基(プロパルギル基)、ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、ペンチニル基、2−ペンチニル基、ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、2−オクチニル基、ノナニル基、デカニル基、7−デカニル基等が挙げられる。
また、Rの、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基の炭素数3〜12のシクロアルキル基としては、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、シクロオクチル基等が挙げられる。
そして、Rの炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、および、炭素数2〜20のアルキニル基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等の、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;トリアゾリル基、ピロリル基、フラニル基、チオフェニル基等の、炭素数2〜20の芳香族複素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素数3〜8のシクロアルキルオキシ基;テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、ジオキソラニル基、ジオキサニル基等の炭素数2〜12の環状エーテル基;フェノキシ基、ナフトキシ基等の炭素数6〜14のアリールオキシ基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、−CHCF等の、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜12のフルオロアキル基;ベンゾフリル基;ベンゾピラニル基;ベンゾジオキソリル基;ベンゾジオキサニル基;−C(=O)−R;−C(=O)−OR;−SO;−SR;−SRで置換された炭素数1〜12のアルコキシ基;水酸基;等が挙げられる。ここで、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。
なお、Rの炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、および、炭素数2〜20のアルキニル基は、上述した置換基を複数有していてもよく、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
また、Rの炭素数3〜12のシクロアルキル基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ジメチルアミノ基等の置換アミノ基;メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基;−C(=O)−R;−C(=O)−OR;−SO;水酸基;等が挙げられる。ここで、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。
なお、Rの炭素数3〜12のシクロアルキル基は、上述した置換基を複数有していてもよく、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は、互いに同一でも相異なっていてもよい。
また、Rの、炭素数6〜20の芳香族炭化水素環基および炭素数2〜20の芳香族複素環基、並びに、それらの置換基としては、それぞれAの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基、並びに、それらの置換基として列記したものと同じものが挙げられる。
上述した中でも、Rとしては、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素環基、置換基を有していてもよい炭素数5〜18の芳香族複素環基が好ましく、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜10のアルキニル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素環基がより好ましい。もしくは、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、または、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族基であることが好ましい。
また、前述した式(I)中、Z11およびZ12は、それぞれ独立して、−CO−O−、−O−CO−、−NR31−CO−、または、−CO−NR32−を表す。ここで、R31およびR32は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。中でも、Z11は、−CO−O−であることが好ましい。また、Z12は、−O−CO−であることが好ましい。
さらに、式(I)中、A11およびA12は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表す。中でも、A11およびA12は、置換基を有していてもよい環状脂肪族基であることが好ましい。
置換基を有していてもよい環状脂肪族基は、無置換の2価の環状脂肪族基、または、置換基を有する2価の環状脂肪族基である。そして、2価の環状脂肪族基は、炭素数が通常は5〜20である、環状構造を有する2価の脂肪族基である。
11およびA12の2価の環状脂肪族基の具体例としては、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,4−ジイル、1,4−シクロヘプタン−1,4−ジイル、シクロオクタン−1,5−ジイル等の炭素数5〜20のシクロアルカンジイル基;デカヒドロナフタレン−1,5−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル等の炭素数5〜20のビシクロアルカンジイル基等が挙げられる。
また、置換基を有していてもよい芳香族基は、無置換の2価の芳香族基、または、置換基を有する2価の芳香族基である。そして、2価の芳香族基は、炭素数が通常は2〜20である、芳香環構造を有する2価の芳香族基である。
11およびA12の2価の芳香族基の具体例としては、1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、4,4’−ビフェニレン基等の、炭素数6〜20の2価の芳香族炭化水素環基;フラン−2,5−ジイル、チオフェン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ピラジン−2,5−ジイル等の、炭素数2〜20の2価の芳香族複素環基;等が挙げられる。
さらに、A11およびA12の2価の環状脂肪族基および2価の芳香族基の置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜5のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;等が挙げられる。前記環状脂肪族基および芳香族基は、上述した置換基から選ばれる少なくとも1つの置換基を有していてもよい。なお、置換基を複数有する場合は、各置換基は、同一でも相異なっていてもよい。
また、式(I)中、L11およびL12は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR21−CO−、−CO−NR22−、−O−CO−O−、−NR23−CO−O−、−O−CO−NR24−、または、−NR25−CO−NR26−を表す。ここで、R21〜R26は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。中でも、L11およびL12は、それぞれ独立して、−O−、−CO−O−、または、−O−CO−であることが好ましい。
なお、前記R21〜R26の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
また、式(I)中、B11およびB12は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表す。中でも、B11およびB12は、置換基を有していてもよい芳香族基であることが好ましい。
ここで、置換基を有していてもよい環状脂肪族基は、無置換の2価の環状脂肪族基、または、置換基を有する2価の環状脂肪族基である。そして、2価の環状脂肪族基は、炭素数が通常は5〜20である、環状構造を有する2価の脂肪族基である。
11およびB12の2価の環状脂肪族基の具体例としては、前記A11およびA22の2価の環状脂肪族基として例示したものと同じものが挙げられる。
また、置換基を有していてもよい芳香族基は、無置換の2価の芳香族基、または、置換基を有する2価の芳香族基である。そして、2価の芳香族基は、炭素数が通常は2〜20である、芳香環構造を有する2価の芳香族基である。
11およびB12の2価の芳香族基の具体例としては、前記A11およびA22の2価の芳香族基として例示したものと同じものが挙げられる。
更に、B11およびB12の2価の環状脂肪族基および2価の芳香族基の置換基としては、前記A11およびA22の2価の環状脂肪族基および2価の芳香族基の置換基として例示したものと同じものが挙げられる。
また、式(I)中、Y11およびY12は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR21−CO−、−CO−NR22−、−O−CO−O−、−NR23−CO−O−、−O−CO−NR24−、または、−NR25−CO−NR26−を表す。ここで、R21〜R26は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。中でも、Y11およびY12は、それぞれ独立して、−O−、−CO−O−、または、−O−CO−であることが好ましい。
なお、R21〜R26の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
式(I)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、水素原子またはメチル基であるのが好ましい。なお、R及びRは同一であることがより好ましく、RおよびRは共に水素原子でことがさらに好ましい。
なお、逆波長分散性に優れる第二光学異方性層を得る観点からは、化合物(I)は、Ar−Dを中心として左右が対称な構造を有することが好ましい。具体的には、化合物(I)では、R、mおよびnが、それぞれ、R、qおよびpと同じであり、−Y11−[B11−L11−A11−Z11−(*)と、(*)−Z12−A12−[L12−B12−Y12−とが、Arに結合する側(*)を対称中心とした対称構造を有することが好ましい。
なお、「(*)を対称中心とした対称構造を有する」とは、例えば、−CO−O−(*)と(*)−O−CO−;−O−(*)と(*)−O−;−O−CO−(*)と(*)−CO−O−;などの構造を有することを意味する。
上記化合物(I)は、既知の合成反応を組み合わせて製造することができる。即ち、様々な文献(例えば、MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY(WILEY)、サンドラー・カロ「官能基別有機化合物合成法」稲本直樹共訳(廣川書店))に記載の方法を参照して合成できる。
ここで、nおよびpが1である重合性化合物(I)の好ましい例としては、特に限定されることなく、下記式(IVa)に示される化合物(以下、「化合物(IVa)」ということがある。)が挙げられる。
Figure 2018030244
〔式(IVa)中、R、R、R、R、mおよびqは、前記と同じ意味を表す。〕
化合物(IVa)としては、Rがすべて水素原子であるものが、好ましい。
化合物(I)は、例えば、国際公開第2012/147904号に記載される、ヒドラジン化合物とカルボニル化合物との反応により製造しうる。また、特に化合物(IVa)は、例えば国際公開第2014/010325号に記載の方法などの従来公知の方法にて製造することができる。
次に、逆波長メソゲン化合物について説明する。
逆波長メソゲン化合物は、単独では液晶性を示さず、評価用液晶化合物と所定の混合割合で混合した評価用混合物が液晶性を示す化合物である。評価用液晶化合物としては、ホモジニアス配向した場合に順波長分散性の面内レターデーションを示す液晶化合物である順波長分散液晶化合物を用いる。評価用液晶化合物として順波長分散液晶化合物を用いることにより、評価用混合物をホモジニアス配向させた場合の逆波長メソゲン化合物の面内レターデーションの波長分散性の評価を容易に行うことができる。中でも、評価用液晶化合物としては、100℃において液晶相となりうる棒状構造を有する液晶化合物が好ましい。特に好ましい評価用液晶化合物の具体例としては、下記式(E1)に示す構造を有する順波長分散液晶化合物「LC242」、下記式(E2)に示す構造を有する順波長分散液晶化合物等が挙げられる。下記の式において、Meはメチル基を表す。
Figure 2018030244
Figure 2018030244
また、前記の評価用混合物を得るために評価用液晶化合物と混合する逆波長メソゲン化合物の混合割合は、評価用液晶化合物及び逆波長メソゲン化合物の合計100重量部に対して、通常、30重量部〜70重量部の少なくともいずれかである。よって、評価用液晶化合物及び逆波長メソゲン化合物の合計100重量部に対して逆波長メソゲン化合物を30重量部〜70重量部の範囲に含まれる少なくとも一の混合割合で混合して、液晶性を示す評価用混合物が得られる限り、評価用液晶化合物及び逆波長メソゲン化合物の合計100重量部に対して逆波長メソゲン化合物を30重量部〜70重量部の範囲に含まれる別の混合割合で混合して得た混合物が、液晶性を示さなくてもよい。
評価用混合物が液晶性を示すことは、下記の方法によって確認しうる。
基材上に評価用混合物を塗布及び乾燥させて、基材及び評価用混合物の層を備えるサンプルフィルムを得る。このサンプルフィルムをホットステージ上に設置する。偏光顕微鏡によってサンプルフィルムを観察しながら、サンプルフィルムを昇温させる。評価用混合物の層の液晶相への相転移が観察された場合、評価用混合物が液晶性を示すと判定できる。
また、前記の評価用混合物をホモジニアス配向させた場合に、その評価用混合物中の逆波長メソゲン化合物は、逆波長分散性の面内レターデーションを示す。ここで、評価用混合物をホモジニアス配向させる、とは、当該評価用混合物の層を形成し、その層における評価用液晶化合物をホモジニアス配向させることをいう。よって、ホモジニアス配向した評価用混合物において、評価用液晶化合物の分子のメソゲン骨格の長軸方向は、通常、前記層の面に平行なある一の方向に配向している。
また、ホモジニアス配向した評価用混合物中の逆波長メソゲン化合物が逆波長分散性の面内レターデーションを示す、とは、評価用混合物に含まれる逆波長メソゲン化合物の波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(450)及びRe(550)が、Re(450)/Re(550)<1.00を満たすことをいう。
ただし、評価用混合物の層において、逆波長メソゲン化合物の面内レターデーションだけを選択的に測定することは、難しい。そこで、評価用液晶化合物が順波長分散液晶化合物であることを利用して、下記の確認方法により、評価用混合物中の逆波長メソゲン化合物が逆波長分散性の面内レターデーションを示すことを確認しうる。
順波長分散液晶化合物としての評価用液晶化合物を含む液晶層を形成し、その液晶層において評価用液晶化合物をホモジニアス配向させる。そして、その液晶層の波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(X450)及びRe(X550)の比Re(X450)/Re(X550)を測定する。
また、前記の評価用液晶化合物及び逆波長メソゲン化合物を含む評価用混合物の層を形成し、その評価用混合物の層において評価用混合物をホモジニアス配向させる。そして、その評価用混合物の層の波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(Y450)及びRe(Y550)の比Re(Y450)/Re(Y550)を測定する。
測定の結果、逆波長メソゲン化合物を含まない液晶層のレターデーション比Re(X450)/Re(X550)よりも、逆波長メソゲン化合物を含む評価用混合物の層のレターデーション比Re(Y450)/Re(Y550)が小さい場合、その逆波長メソゲン化合物は、逆波長分散性の面内レターデーションを示すと判定できる。
また、本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、前記の確認方法において、液晶層の面内レターデーション比Re(X650)/Re(X550)よりも、評価用混合物の層の面内レターデーション比Re(Y650)/Re(Y550)の方が、大きいことが好ましい。ここで、Re(X550)は、波長550nmにおける液晶層の面内レターデーションを表し、Re(X650)は、波長650nmにおける液晶層の面内レターデーションを表し、Re(Y550)は、波長550nmにおける評価用混合物の層の面内レターデーションを表し、Re(Y650)は、波長650nmにおける評価用混合物の層の面内レターデーションを表す。
逆波長メソゲン化合物としては、例えば、当該逆波長メソゲン化合物の分子中に、主鎖メソゲン骨格と、前記主鎖メソゲン骨格に結合した側鎖メソゲン骨格とを含む化合物を用いうる。
さらに、逆波長メソゲン化合物は、重合性を有することが好ましい。よって、逆波長メソゲン化合物は、重合性基を有することが好ましい。このように重合性基を有する逆波長メソゲン化合物を用いれば、重合によって逆波長メソゲン化合物の配向状態を容易に固定することが可能である。そのため、安定な光学特性を有する第二光学異方性層を容易に得ることができる。
逆波長メソゲン化合物の分子量は、単量体である場合は、好ましくは300以上、より好ましくは700以上、特に好ましくは1000以上であり、好ましくは2000以下、より好ましくは1700以下、特に好ましくは1500以下である。逆波長メソゲン化合物が前記のような分子量を有することにより、第二光学異方性層を形成するための塗工液の塗工性を特に良好にできる。
前記の逆波長メソゲン化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
逆波長メソゲン化合物としては、例えば前記式(I)で表される化合物のうち、液晶性を示さない化合物が挙げられる。中でも好ましい逆波長メソゲン化合物としては、下記の化合物が挙げられる。
Figure 2018030244
上述したメソゲン化合物の中でも、本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、当該メソゲン化合物の分子中に、ベンゾチアゾール環(下記式(10A)の環);並びに、シクロヘキシル環(下記式(10B)の環)及びフェニル環(下記式(10C)の環)の組み合わせ;からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有するものが好ましい。
Figure 2018030244
第二光学異方性層の全固形分におけるメソゲン化合物の比率は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは30重量%以上、特に好ましくは40重量%以上であり、好ましくは60重量%以下、より好ましくは55重量%以下、特に好ましくは50重量%以下である。メソゲン化合物の比率が、前記範囲の下限値以上であることにより、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションの波長分散性を逆分散性に近づけ易くでき、また、前記範囲の上限値以下であることにより、第二光学異方性層において、メソゲン化合物を均一に分散させたり、第二光学異方性層の機械的強度を高くしたりできる。
〔5.3.任意の成分〕
第二光学異方性層は、ポジC重合体及びメソゲン化合物に組み合わせて、更に、任意の成分を含みうる。
〔5.4.第二光学異方性層の物性及び厚み〕
第二光学異方性層の全光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。全光線透過率は、紫外・可視分光計を用いて、波長400nm〜700nmの範囲で測定しうる。
第二光学異方性層のヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下であり、理想的には0%である。ここで、ヘイズは、JIS K7361−1997に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 NDH−300A」を用いて、5箇所測定し、それから求めた平均値を採用しうる。
第二光学異方性層は、液晶性を示さないことが好ましい。第二光学異方性層が液晶性を示さないことにより、第二光学異方性層においてポジC重合体及びメソゲン化合物の分散を良好にできる。また、液晶性を有さない第二光学異方性層は、塗工液を用いて第二光学異方性層を製造する際に、乾燥風等の空気の揺らぎの影響による、メソゲン化合物の配向ムラの発生を抑制できる。
第二光学異方性層の厚みは、所望のレターデーションが得られるように、適切に調整しうる。第二光学異方性層の具体的な厚みは、好ましくは1.0μm以上、より好ましくは3.0μm以上であり、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、特に好ましくは30μm以下である。
〔5.5.第二光学異方性層の製造方法〕
第二光学異方性層は、ポジC重合体、メソゲン化合物及び溶媒を含む塗工液を用意する工程と;この塗工液を支持面上に塗工して、塗工液層を得る工程と;塗工液層を乾燥させる工程と;を含む製造方法によって、製造しうる。
塗工液を用意する工程では、通常、ポジC重合体、メソゲン化合物及び溶媒を混合して、塗工液を得る。塗工液の全固形分におけるポジC重合体及びメソゲン化合物の比率は、第二光学異方性層の全固形分におけるポジC重合体及びメソゲン化合物の比率と同様の範囲に調整しうる。
溶媒としては、通常、有機溶媒を用いる。かかる有機溶媒の例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン等の炭化水素溶媒;シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、N−メチルピロリドン等のケトン溶媒;酢酸ブチル、酢酸アミル等の酢酸エステル溶媒;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒;1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素溶媒;及びこれらの混合物が挙げられる。溶媒の沸点は、取り扱い性に優れる観点から、60℃〜250℃であることが好ましく、60℃〜150℃であることがより好ましい。また、溶媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
溶媒の量は、塗工液の固形分濃度を所望の範囲にできるように調整することが好ましい。塗工液の固形分濃度は、好ましくは6重量%以上、より好ましくは8重量%以上、特に好ましくは10重量%以上であり、好ましくは20重量%以下、より好ましくは18重量%以下、特に好ましくは15重量%以下である。塗工液の固形分濃度を前記の範囲に収めることにより、所望の光学特性を有する第二光学異方性層を容易に形成できる。
第二光学異方性層を形成するための塗工液は、ポジC重合体、メソゲン化合物及び溶媒に組み合わせて、任意の成分を含んでいてもよい。また、任意の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
塗工液は、例えば、任意の成分として、可塑剤を含みうる。可塑剤としては、リン酸トリフェニル、グリセリルトリアセテート等が挙げられる。また、可塑剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
可塑剤の量は、ポジC重合体100重量部に対して、好ましくは2重量部以上、より好ましくは5重量部以上、特に好ましくは8重量部以上であり、好ましくは15重量部以下、より好ましくは12重量部以下、特に好ましくは10重量部以下である。可塑剤の量を前記の範囲に調整することにより、第二光学異方性層の脆化を抑制して、機械的強度を高めることができる。
塗工液は、例えば、任意の成分として、重合開始剤を含みうる。重合開始剤の種類は、塗工液中の重合性化合物が有する重合性基の種類に応じて適宜選択しうる。ここで、重合性化合物とは、重合性を有する化合物の総称である。中でも、光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤などが挙げられる。市販の光重合開始剤の具体的な例としては、BASF社製の、商品名:Irgacure907、商品名:Irgacure184、商品名:Irgacure369、品名:Irgacure651、商品名:Irgacure819、商品名:Irgacure907、商品名:Irgacure379、商品名:Irgacure379EG、及び商品名:Irgacure OXE02;ADEKA社製の、商品名:アデカオプトマーN1919等が挙げられる。また、重合開始剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合開始剤の量は、重合性化合物100重量部に対し、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは0.5重量部以上であり、好ましくは30重量部以下、より好ましくは10重量部以下である。
塗工液は、任意の成分として、金属、金属錯体、染料、顔料、蛍光材料、燐光材料、レベリング剤、チキソ剤、ゲル化剤、多糖類、界面活性剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗酸化剤、イオン交換樹脂、酸化チタン等の金属酸化物等の任意の添加剤を含みうる。かかる任意の添加剤の割合は、ポジC重合体100重量部に対し、好ましくは、各々0.1重量部〜20重量部である。
塗工液は、液晶性を示さないことが好ましい。液晶性を示さない塗工液を用いることにより、第二光学異方性層においてポジC重合体及びメソゲン化合物の分散を良好にできる。また、液晶性を有さない塗工液を用いることにより、乾燥風等の空気の揺らぎの影響による、メソゲン化合物の配向ムラの発生を抑制できる。
前記のような塗工液を用意した後で、この塗工液を支持面上に塗工して、塗工液層を得る工程を行う。支持面としては、塗工液層を支持できる任意の面を用いうる。この支持面としては、第二光学異方性層の面状態を良好にする観点から、通常、凹部及び凸部の無い平坦面を用いる。前記の支持面としては、長尺の基材の表面を用いることが好ましい。長尺の基材を用いる場合、連続的に搬送される基材上に、塗工液を連続的に塗工することが可能である。よって、長尺の基材を用いることにより、第二光学異方性層を連続的に製造できるので、生産性を向上させることが可能である。
塗工液を基材上に塗工する場合、基材に適度の張力(通常、100N/m〜500N/m)を掛けて、基材の搬送ばたつきを少なくし、平面性を維持したまま塗布することが好ましい。平面性とは、基材の幅方向および搬送方向に垂直な上下方向の振れ量であり、理想的には0mmであるが、通常、1mm以下である。
基材としては、通常、基材フィルムを用いる。基材フィルムとしては、光学的な積層体の基材として用いうるフィルムを、適切に選択して用いうる。中でも、基材フィルムを、光学異方性積層体が含む任意の層として使用可能にする観点から、基材フィルムとしては透明なフィルムが好ましい。具体的には、基材フィルムの全光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以上である。
基材フィルムの材料は、特に限定されず、種々の樹脂を用いうる。樹脂の例としては、各種の重合体を含む樹脂が挙げられる。当該重合体としては、脂環式構造含有重合体、セルロースエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、UV透過アクリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、エポキシ重合体、ポリスチレン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、透明性、低吸湿性、寸法安定性及び軽量性の観点から、脂環式構造含有重合体及びセルロースエステルが好ましく、脂環式構造含有重合体がより好ましい。
脂環式構造含有重合体は、繰り返し単位中に脂環式構造を有する重合体であり、通常は非晶質の重合体である。脂環式構造含有重合体としては、主鎖中に脂環式構造を含有する重合体及び側鎖に脂環式構造を含有する重合体のいずれも用いうる。
脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。
1つの脂環式構造の繰り返し単位を構成する炭素数に特に制限はないが、好ましくは4個以上、より好ましくは5個以上、特に好ましくは6個以上であり、好ましくは30個以下、より好ましくは20個以下、特に好ましくは15個以下である。
脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されうるが、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位を前記のように多くすることにより、基材フィルムの耐熱性を高くできる。
脂環式構造含有重合体は、例えば、(1)ノルボルネン重合体、(2)単環の環状オレフィン重合体、(3)環状共役ジエン重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、透明性及び成形性の観点から、ノルボルネン重合体がより好ましい。
ノルボルネン重合体としては、例えば、ノルボルネンモノマーの開環重合体、ノルボルネンモノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素添加物;ノルボルネンモノマーの付加重合体、ノルボルネンモノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。これらの中でも、透明性の観点から、ノルボルネンモノマーの開環重合体水素添加物が特に好ましい。
上記の脂環式構造含有重合体は、例えば特開2002−321302号公報等に開示されている公知の重合体から選ばれる。
脂環式構造含有重合体のガラス転移温度は、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃〜250℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にある脂環式構造含有重合体は、高温下での使用における変形及び応力を生じ難く、耐久性に優れる。
脂環式構造含有重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10,000〜100,000、より好ましくは25,000〜80,000、さらにより好ましくは25,000〜50,000である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、基材フィルムの機械的強度及び成形加工性が高度にバランスされ好適である。前記の重量平均分子量は、溶媒としてシクロヘキサンを用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略す。)により、ポリイソプレン換算の値で測定しうる。また、前記のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにおいて、試料としての樹脂がシクロヘキサンに溶解しない場合、溶媒としてトルエンを用いてもよい。また、溶媒がトルエンのとき、前記のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーでは、重量平均分子量は、ポリスチレン換算の値で測定しうる。
脂環式構造含有重合体の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、好ましくは1以上、より好ましくは1.2以上であり、好ましくは10以下、より好ましくは4以下、特に好ましくは3.5以下である。
基材フィルムの材質として脂環式構造含有重合体を含む樹脂を用いた場合の、基材フィルムの厚みは、生産性の向上、薄型化及び軽量化を容易にする観点から、好ましくは1μm〜1000μm、より好ましくは5μm〜300μm、特に好ましくは30μm〜100μmである。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂は、脂環式構造含有重合体のみからなってもよいが、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含んでもよい。脂環式構造含有重合体を含む樹脂中の、脂環式構造含有重合体の割合は、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上である。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂の好適な具体例としては、日本ゼオン社製「ゼオノア」を挙げうる。
セルロースエステルとしては、セルロースの低級脂肪酸エステル(例:セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレートおよびセルロースアセテートプロピオネート)が代表的である。低級脂肪酸は、1分子あたりの炭素原子数6以下の脂肪酸を意味する。セルロースアセテートには、トリアセチルセルロース(TAC)及びセルロースジアセテート(DAC)が含まれる。
セルロースアセテートの酢化度は、50%〜70%が好ましく、特に55%〜65%が好ましい。重量平均分子量70000〜120000が好ましく、特に80000〜100000が好ましい。また、上記セルロースアセテートは、酢酸だけでなく、一部プロピオン酸、酪酸等の脂肪酸でエステル化されていてもよい。また、基材フィルムを構成する樹脂は、セルロースアセテートと、セルロースアセテート以外のセルロースエステル(セルロースプロピオネート及びセルロースブチレート等)とを組み合わせて含んでもよい。その場合、これらのセルロースエステルの全体が、上記酢化度を満足することが好ましい。
基材フィルムとして、トリアセチルセルロースのフィルムを用いる場合、かかるフィルムとしては、トリアセチルセルロースを低温溶解法あるいは高温溶解法によってジクロロメタンを実質的に含まない溶媒に溶解することで調製されたトリアセチルセルロースドープを用いて作製されたトリアセチルセルロースフィルムが、環境保全の観点から特に好ましい。トリアセチルセルロースのフィルムは、共流延法により作製しうる。共流延法は、トリアセチルセルロースの原料フレーク及び溶媒並びに必要に応じて任意の添加剤を含む溶液(ドープ)を調製し、当該ドープをドープ供給器(ダイ)から支持体の上に流延し、流延物をある程度乾燥して剛性が付与された時点でフィルムとして支持体から剥離し、当該フィルムをさらに乾燥して溶媒を除去することにより行いうる。原料フレークを溶解する溶媒の例としては、ハロゲン化炭化水素溶媒(ジクロロメタン等)、アルコール溶媒(メタノール、エタノール、ブタノール等)、エステル溶媒(蟻酸メチル、酢酸メチル等)、エーテル溶媒(ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル等)等が挙げられる。ドープが含む添加剤の例としては、レターデーション上昇剤、可塑剤、紫外線吸収剤、劣化抑制剤、滑り剤、剥離促進剤等が挙げられる。ドープを流延する支持体の例としては、水平式のエンドレスの金属ベルト、及び回転するドラムが挙げられる。流延に際しては、単一のドープを単層流延することもできるが、複数の層を共流延することもできる。複数の層を共流延する場合、例えば、低濃度のセルロースエステルドープの層と、そのおもて面及び裏面に接して設けられた高濃度のセルロースエステルドープの層が形成されるよう、複数のドープを順次流延しうる。フィルムを乾燥して溶媒を除去する方法の例としては、フィルムを搬送して、内部を乾燥に適した条件に設定した乾燥部を通過させる方法が挙げられる。
トリアセチルセルロースのフィルムの好ましい例としては、富士写真フィルム社製「TAC−TD80U」、及び、発明協会公開技報公技番号2001−1745号にて公開されたものが挙げられる。トリアセチルセルロースのフィルムの厚みは特に限定されないが、20μm〜150μmが好ましく、40μm〜130μmがより好ましく、70μm〜120μmが更に好ましい。
塗工液の塗工方法の例としては、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、ギャップコーティング法、及びディッピング法が挙げられる。塗工される塗工液の厚みは、第二光学異方性層に求められる所望の厚さに応じて適切に設定しうる。
塗工液を支持面上に塗工して塗工液層を得た後で、塗工液層を乾燥させる工程を行う。乾燥により、塗工液層から溶媒が除去されて、第二光学異方性層が得られる。乾燥方法としては、加熱乾燥、減圧乾燥、加熱減圧乾燥、自然乾燥など、任意の乾燥方法を採用しうる。
上述した第二光学異方性層の製造方法は、ポジC重合体及びメソゲン化合物を組み合わせて含む塗工液を塗工し、乾燥するというシンプルな操作によって、第二光学異方性層を製造できる。そのため、配向膜が不要であるので、メソゲン化合物と配向膜との相性の調整、配向膜の形成、といった操作が必要なく、第二光学異方性層を容易に製造できる。
さらに、ポジC重合体及びメソゲン化合物を組み合わせて含む塗工液は、乾燥の際、空気の揺らぎの影響による、メソゲン化合物の配向ムラの発生を抑制できる。そのため、面内方向の広い範囲において配向状態が均一な第二光学異方性層を容易に得ることができるので、面状態に優れる第二光学異方性層を得やすい。
ここで、ポジC重合体及びメソゲン化合物を組み合わせることにより、所望の第二光学異方性層が得られる仕組みを説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、下記に説明する仕組みによって制限されるものでは無い。
ポジC重合体は、一般に、主鎖に対して交差したナフタレン環及びビフェニル基等の剛直な構造を有する側鎖を含む。そして、ポジC重合体を含む第二光学異方性層では、ポジC重合体の主鎖が第二光学異方性層の面内方向に平行に横たわり、その側鎖が第二光学異方性層の厚み方向に立つ。そのため、ポジC重合体とメソゲン化合物とを組み合わせると、ポジC重合体の側鎖によってメソゲン化合物の分子の向きが矯正されることにより、メソゲン化合物の分子は、分子の長軸方向が第二光学異方性層の厚み方向と平行になるように配向する。よって、第二光学異方性層の厚み方向に大きな屈折率が発現する。さらに、逆波長分散液晶化合物及び逆波長メソゲン化合物といったメソゲン化合物は、逆波長分散性の面内レターデーションを示しうるものである。よって、分子が厚み方向に配向したメソゲン化合物を含むことによって、第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションは、逆波長分散性を示すことができる。
前記の第二光学異方性層の製造方法は、上述した工程に加えて、更に任意の工程を含みうる。例えば、第二光学異方性層の製造方法は、乾燥後に得られた第二光学異方性層において、メソゲン化合物の配向状態を固定する工程を行ってもよい。この工程では、通常、メソゲン化合物を重合させることにより、メソゲン化合物の配向状態を固定する。
メソゲン化合物の重合は、重合性化合物及び重合開始剤等の、塗工液が含む成分の性質に適合した方法を適切に選択しうる。例えば、光を照射する方法が好ましい。ここで、照射される光には、可視光線、紫外線、及び赤外線等の光が含まれうる。なかでも、操作が簡便なことから、紫外線を照射する方法が好ましい。紫外線照射強度は、好ましくは0.1mW/cm〜1000mW/cmの範囲、より好ましくは0.5mW/cm〜600mW/cmの範囲である。紫外線照射時間は、好ましくは1秒〜300秒の範囲、より好ましくは5秒〜100秒の範囲である。紫外線積算光量(mJ/cm)は、紫外線照射強度(mW/cm)×照射時間(秒)で求められる。紫外線照射光源としては、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、低圧水銀灯を用いることができる。メソゲン化合物の重合は、窒素雰囲気下等の不活性ガス雰囲気下で行ったほうが、残留モノマー割合が低減される傾向にあるので、好ましい。
上述した製造方法により、第二光学異方性層は、基材及び第二光学異方性層を備える光学異方性転写体の状態で得られうる。ここで、光学異方性転写体とは、複数の層を含む部材であって、かかる複数の層のうち一部の層を転写して、かかる一部の層を含む製品の製造に供するものである。第二光学異方性層の製造方法は、例えば、光学異方性転写体から基材を剥離する工程を含んでいてもよい。
[6.第一光学異方性層の構造]
第一光学異方性層としては、配向状態が固定されていてもよい液晶化合物(以下、適宜「第一層光学異方性層用液晶化合物」ということがある。)を含む液晶層を用いうる。この際、第一層光学異方性層用液晶化合物としては、ホモジニアス配向した前記の逆波長分散液晶化合物を用いることが好ましい。これにより、第二光学異方性層の項において説明したのと同様の利点を、第一光学異方性層においても得ることができる。中でも、第一光学異方性層としての液晶層は、配向状態が固定されていてもよい下記式(V)で表される液晶化合物を含むことが、特に好ましい。
Figure 2018030244
前記式(V)において、R、R、Y11、Y12、B11、B12、L11、L12、A11、A12、Z11、Z12、Ar、D、m、n、p及びqは、式(I)における意味と同様の意味を表す。よって、式(V)で表される液晶化合物は、式(I)で表される液晶化合物と同様の化合物を表す。
第一光学異方性層の面内の遅相軸方向は、任意であり、光学異方性積層体の用途に応じて任意に設定しうる。中でも、光学異方性積層体が長尺のフィルムである場合、第一光学異方性層の遅相軸とフィルム幅方向とがなす角度は、0°超90°未満であることが好ましい。また、ある態様において、第一光学異方性層の面内の遅相軸とフィルム幅方向とがなす角度は、好ましくは15°±5°、22.5°±5°、45°±5°、又は75°±5°、より好ましくは15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、又は75°±4°、さらにより好ましくは15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、又は75°±3°といった特定の範囲としうる。このような角度関係を有することにより、長尺の直線偏光子に光学異方性積層体をロールツーロールで貼り合わせて、円偏光板の効率的な製造が可能となる。
第一光学異方性層の全光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。また、第一光学異方性層のヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下であり、理想的には0%である。
第一光学異方性層の厚みは、特に限定されず、レターデーションなどの特性を所望の範囲とできるように適切に調整しうる。具体的な厚みは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1.0μm以上であり、好ましくは10μm以下、より好ましくは7μm以下、特に好ましくは5μm以下である。
第一光学異方性層としての液晶層は、例えば、第一光学異方性層用液晶化合物を含む液晶組成物を用意する工程;支持体上に液晶組成物を塗工して、液晶組成物の層を得る工程;及び、液晶組成物の層に含まれる第一光学異方性層用液晶化合物を配向させる工程;を含む方法によって、製造しうる。
液晶組成物を用意する工程では、通常、第一光学異方性層用液晶化合物と、必要に応じて用いられる任意の成分とを混合して、液晶組成物を得る。
液晶組成物は、任意の成分として、重合性モノマーを含みうる。「重合性モノマー」とは、重合能を有しモノマーとして働きうる化合物のうち、特に、上述した第一光学異方性層用液晶化合物以外の化合物をいう。重合性モノマーとしては、例えば、1分子当たり1以上の重合性基を有するものを用いうる。重合性モノマーが1分子当たり2以上の重合性基を有する架橋性モノマーである場合、架橋的な重合を達成することができる。かかる重合性基の例としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びエポキシ基を挙げることができる。また、重合性モノマーは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
液晶組成物において、重合性モノマーの割合は、第一光学異方性層用液晶化合物100重量部に対し、好ましくは1重量部〜100重量部、より好ましくは5重量部〜50重量部である。
液晶組成物は、任意の成分として、光重合開始剤を含みうる。重合開始剤としては、例えば、第二光学異方性層の製造のための塗工液が含みうる重合開始剤と同様のものが挙げられる。また、重合開始剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
液晶組成物において、重合開始剤の割合は、重合性化合物100重量部に対し、好ましくは0.1重量部〜30重量部、より好ましくは0.5重量部〜10重量部である。
液晶組成物は、任意の成分として、界面活性剤を含みうる。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤が好ましい。ノニオン系界面活性剤としては、市販品を用いうる。例えば、分子量が数千程度のオリゴマーであるノニオン系界面活性剤を用いうる。これらの界面活性剤の具体例としては、OMNOVA社PolyFoxの「PF−151N」、「PF−636」、「PF−6320」、「PF−656」、「PF−6520」、「PF−3320」、「PF−651」、「PF−652」;ネオス社フタージェントの「FTX−209F」、「FTX−208G」、「FTX−204D」、「601AD」;セイミケミカル社サーフロンの「KH−40」、「S−420」等を用いることができる。また、界面活性剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
液晶組成物において、界面活性剤の割合は、重合性化合物100重量部に対し、好ましくは0.01重量部〜10重量部、より好ましくは0.1重量部〜2重量部である。
液晶組成物は、任意の成分として、溶媒を含みうる。溶媒としては、例えば、第二光学異方性層の製造のための塗工液が含みうる溶媒と同様のものが挙げられる。また、溶媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
液晶組成物において、溶媒の割合は、重合性化合物100重量部に対し、好ましくは100重量部〜1000重量部である。
液晶組成物は、さらに、任意の成分として、金属、金属錯体、染料、顔料、蛍光材料、燐光材料、レベリング剤、チキソ剤、ゲル化剤、多糖類、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗酸化剤、イオン交換樹脂、酸化チタン等の金属酸化物等の添加剤を含みうる。かかる添加剤の割合は、重合性化合物100重量部に対し、好ましくは、各々0.1重量部〜20重量部である。
前記のような液晶組成物を用意した後で、この液晶組成物を、支持体上に塗工して、液晶組成物の層を得る工程を行う。支持体としては、長尺の支持体を用いることが好ましい。長尺の支持体を用いる場合、連続的に搬送される支持体上に、液晶組成物を連続的に塗工することが可能である。よって、長尺の支持体を用いることにより、第一光学異方性層を連続的に製造できるので、生産性を向上させることが可能である。
液晶組成物を支持体上に塗工する場合、支持体に適度の張力(通常、100N/m〜500N/m)を掛けて、支持体の搬送ばたつきを少なくし、平面性を維持したまま塗布することが好ましい。平面性とは、支持体の幅方向および搬送方向に垂直な上下方向の振れ量であり、理想的には0mmであるが、通常、1mm以下である。
支持体としては、通常、支持体フィルムを用いる。支持体フィルムとしては、光学的な積層体の支持体として用いうるフィルムを、適切に選択して用いうる。中でも、支持体フィルムを、光学異方性積層体が含む任意の層として使用可能にする観点から、支持体フィルムとしては透明なフィルムが好ましい。具体的には、支持体フィルムの全光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以上である。
支持体フィルムの材料は、特に限定されず、種々の樹脂を用いうる。樹脂の例としては、第二光学異方性層の形成に用いうる基材の材料として説明した重合体を含む樹脂が挙げられる。これらの中でも、透明性、低吸湿性、寸法安定性及び軽量性の観点から、樹脂が含む重合体としては、脂環式構造含有重合体及びセルロースエステルが好ましく、脂環式構造含有重合体がより好ましい。
支持体としては、配向規制力を有するものを用いうる。支持体の配向規制力とは、支持体の上に塗工された液晶組成物中の第一光学異方性層用液晶化合物を配向させうる、支持体の性質をいう。
配向規制力は、支持体の材料となるフィルム等の部材に、配向規制力を付与する処理を施すことにより付与しうる。かかる処理の例としては、延伸処理及びラビング処理が挙げられる。
好ましい態様において、支持体は延伸フィルムである。かかる延伸フィルムとすることにより、延伸方向に応じた配向規制力を有する支持体としうる。
延伸フィルムの延伸方向は、任意である。よって、延伸方向は、長手方向でもよく、幅方向でもよく、斜め方向でもよい。さらに、これらの延伸方向のうち、2以上の方向に延伸が施されていてもよい。延伸倍率は、支持体の表面に配向規制力が生じる範囲で適宜設定しうる。支持体の材料が正の固有複屈折値を有する樹脂である場合、延伸方向に分子が配向して延伸方向に遅相軸が発現する。延伸は、テンター延伸機などの既知の延伸機を用いて行いうる。
更に好ましい態様において、支持体は斜め延伸フィルムである。支持体が斜め延伸フィルムである場合の、延伸方向と延伸フィルムの幅方向とがなす角度は、具体的には0°超90°未満としうる。このような斜め延伸フィルムを支持体として用いることにより、光学異方性積層体を、円偏光板の効率的な製造を可能にする材料とすることができる。
また、ある態様において、延伸方向と延伸フィルムの幅方向とがなす角度を、好ましくは15°±5°、22.5±5°、45°±5°、又は75°±5°、より好ましくは15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、又は75°±4°、さらにより好ましくは15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、又は75°±3°といった特定の範囲としうる。このような角度関係を有することにより、光学異方性積層体を、円偏光板の効率的な製造を可能にする材料とすることができる。
液晶組成物の塗工方法の例としては、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、ギャップコーティング法、及びディッピング法が挙げられる。塗工される液晶組成物の層の厚みは、第一光学異方性層に求められる所望の厚さに応じて適切に設定しうる。
支持体上に液晶組成物を塗工して液晶組成物の層を得た後で、液晶組成物の層に含まれる第一光学異方性層用液晶化合物を配向させる工程を行う。これにより、液晶組成物の層に含まれる第一光学異方性層用液晶化合物は、支持体の配向規制力に応じた配向方向に配向する。例えば、支持体として延伸フィルムを用いた場合、延伸フィルムの延伸方向と平行に、液晶組成物の層に含まれる第一光学異方性層用液晶化合物が配向する。
第一光学異方性層用液晶化合物の配向は、塗工により直ちに達成される場合もありえるが、必要に応じて、塗工の後に、加温などの配向処理を施すことにより達成される場合もありえる。配向処理の条件は、使用する液晶組成物の性質に応じて適宜設定しうるが、例えば、50℃〜160℃の温度条件において30秒間〜5分間処理する条件としうる。
上述したように液晶組成物の層において第一光学異方性層用液晶化合物を配向させることで、液晶組成物の層において所望の光学特性が発現するので、第一光学異方性層が液晶層として得られる。
上述した第一光学異方性層の製造方法は、更に、任意の工程を含みうる。第一光学異方性層の製造方法は、例えば、液晶組成物の層又は液晶層を乾燥させる工程を行なってもよい。かかる乾燥は、自然乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥、減圧加熱乾燥等の乾燥方法で達成しうる。
また、第一光学異方性層の製造方法は、例えば、液晶組成物に含まれる第一光学異方性層用液晶化合物を配向させた後で、第一光学異方性層用液晶化合物の配向状態を固定する工程を行ってもよい。この工程では、通常、第一光学異方性層用液晶化合物を重合させることにより、第一光学異方性層用液晶化合物の配向状態を固定する。また、第一光学異方性層用液晶化合物を重合させることにより、第一光学異方性層の剛性を高めて、機械的強度を向上させることができる。
第一光学異方性層用液晶化合物の重合は、液晶組成物の成分の性質に適合した方法を適切に選択しうる。例えば、光を照射する方法が好ましい。なかでも、操作が簡便なことから、紫外線を照射する方法が好ましい。紫外線照射強度、紫外線照射時間、紫外線積算光量、及び、紫外線照射光源などの照射条件は、第二光学異方性層の製造方法における照射条件と同様の範囲に調整しうる。
重合の際、第一光学異方性層用液晶化合物は、通常、その分子の配向を維持したままで重合する。よって、前記の重合により、重合前の液晶組成物に含まれていた第一光学異方性層用液晶化合物の配向方向と平行な方向に配向した第一光学異方性層用液晶化合物の重合体を含む液晶層が、第一光学異方性層として得られる。したがって、例えば、支持体として延伸フィルムを用いた場合には、延伸フィルムの延伸方向と平行な配向方向を有する液晶層を得ることができる。ここで平行とは、延伸フィルムの延伸方向と第一光学異方性層用液晶化合物の重合体の配向方向のズレが、通常±3°、好ましくは±1°、理想的には0°をいう。
上述した製造方法で製造された第一光学異方性層において、第一光学異方性層用液晶化合物から得られた重合体の分子は、好ましくは、支持体フィルムに対して水平配向した配向規則性を有する。例えば、支持体フィルムとして配向規制力を有するものを用いた場合、第一光学異方性層において第一光学異方性層用液晶化合物の重合体の分子を水平配向させることができる。ここで、第一光学異方性層用液晶化合物の重合体の分子が支持体フィルムに対して「水平配向」するとは、重合体が含む第一光学異方性層用液晶化合物由来の構造単位のメソゲン骨格の長軸方向の平均方向が、フィルム面と平行又は平行に近い(例えばフィルム面となす角度が5°以内)、ある一の方向に配向することをいう。第一光学異方性層用液晶化合物として式(V)で表される化合物を用いた場合のように、第一光学異方性層中に、配向方向の異なる複数種類のメソゲン骨格が存在する場合は、通常、それらのうち最も長い種類のメソゲン骨格の長軸方向が配向する方向が、当該配向方向となる。
上述した製造方法により、第一光学異方性層は、支持体及び第一光学異方性層を備える複層体の状態で得られうる。第一光学異方性層の製造方法は、例えば、複層体から支持体を剥離する工程を含んでいてもよい。
[7.任意の層]
光学異方性積層体は、第一光学異方性層及び第二光学異方性層に組み合わせて、更に任意の層を備えうる。任意の層としては、例えば、接着層、ハードコート層等が挙げられる。
[8.光学異方性積層体の物性及び厚み]
光学異方性積層体の全光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。
光学異方性積層体のヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下であり、理想的には0%である。
光学異方性積層体の厚みは、上述した光学特性を有する範囲で任意に調整しうる。具体的な厚みは、薄型化の観点から、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上、特に好ましくは5μm以上、且つ、好ましくは20μm以下、より好ましくは15μm以下、特に好ましくは12μm以下である。
[9.光学異方性積層体の製造方法]
光学異方性積層体は、例えば、下記の製造方法1又は2によって製造しうる。
・製造方法1:
第一光学異方性層を製造する工程と、
前記第一光学異方性層を基材として用いて、上述した第二光学異方性層の製造方法を行うことにより、第一光学異方性層上に第二光学異方性層を形成して、光学異方性積層体を得る工程と、を含む、製造方法。
製造方法1のように第一光学異方性層上に塗工液を塗工した場合は、塗工液層の乾燥によって、第一光学異方性層上に第二光学異方性層が形成されて、光学異方性積層体が得られる。
・製造方法2:
第一光学異方性層を製造する工程と、
基材及び第二光学異方性層を含む光学異方性転写体を製造する工程と、
光学異方性転写体の第二光学異方性層と、第一光学異方性層とを、貼り合わせて、光学異方性積層体を得る工程と、
光学異方性転写体の基材を剥離する工程と、を含む、製造方法。
製造方法2のように、第二光学異方性層と第一光学異方性層とを貼り合わせて光学異方性積層体を製造する場合、貼り合わせには、適切な接着剤を用いうる。この接着剤としては、例えば、後述する偏光板において用いるのと同様の接着剤を用いうる。
また、前記の光学異方性積層体の製造方法は、上述した工程に加えて、任意の工程を含んでいてもよい。例えば、前記の製造方法は、ハードコート層等の任意の層を設ける工程、を含んでいてもよい。
[10.偏光板]
図2は、本発明の一実施形態に係る偏光板を模式的に示す断面図である。
図2に示すように、偏光板200は、直線偏光子210と、光学異方性積層体100とを備える。このような偏光板200は、通常、円偏光板として機能できるので、画像表示装置の表示面に設けることにより、外光の反射を抑制できる。特に、光学異方性積層体100を備える前記の偏光板200によれば、表示面を傾斜方向から見た場合に、外光の反射を抑制して、色付きを効果的に抑制できる。
偏光板200は、直線偏光子210、第二光学異方性層120及び第一光学異方性層110をこの順に備えていてもよいが、傾斜方向における外光の反射を効果的に抑制する観点から、図2に示すように、直線偏光子210、第一光学異方性層110及び第二光学異方性層120をこの順に備えることが好ましい。
直線偏光子210としては、任意の直線偏光子を用いうる。直線偏光子の例としては、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素又は二色性染料を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸することによって得られるフィルム;ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素又は二色性染料を吸着させ延伸しさらに分子鎖中のポリビニルアルコール単位の一部をポリビニレン単位に変性することによって得られるフィルム;が挙げられる。また、直線偏光子の他の例としては、グリッド偏光子、多層偏光子、コレステリック液晶偏光子などの、偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子が挙げられる。これらのうち、直線偏光子210としては、ポリビニルアルコールを含有する偏光子が好ましい。
直線偏光子210に自然光を入射させると、一方の偏光だけが透過する。この直線偏光子210の偏光度は特に限定されないが、好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上である。
また、直線偏光子210の厚みは、好ましくは5μm〜80μmである。
偏光板は、更に、直線偏光子210と光学異方性積層体100とを貼り合わせるための、接着層を備えていてもよい。接着層としては、粘着性の接着剤からなる粘着層を用いてもよく、硬化性接着剤を硬化させてなる層を用いてもよい。硬化性接着剤としては、熱硬化性接着剤を用いてもよいが、光硬化性接着剤を用いることが好ましい。光硬化性接着剤としては、重合体又は反応性の単量体を含んだものを用いうる。また、接着剤は、必要に応じて溶媒、光重合開始剤、その他の添加剤等を含みうる。
光硬化性接着剤は、可視光線、紫外線、及び赤外線等の光を照射すると硬化しうる接着剤である。中でも、操作が簡便なことから、紫外線で硬化しうる接着剤が好ましい。
接着層の厚みは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上であり、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。接着層の厚みを前記範囲内とすることにより、光学異方性層の光学的性質を損ねずに、良好な接着を達成しうる。
偏光板において、直線偏光子210の偏光吸収軸に対して光学異方性積層体100の遅相軸がなす角度は、45°またはそれに近い角度であることが好ましく、具体的には、好ましくは45°±5°、より好ましくは45°±4°、特に好ましくは45°±3°である。
上述した偏光板は、更に、任意の層を含みうる。任意の層としては、例えば、偏光子保護フィルム層が挙げられる。偏光子保護フィルム層としては、任意の透明フィルム層を用いうる。中でも、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性等に優れる樹脂のフィルム層が好ましい。そのような樹脂としては、トリアセチルセルロース等のアセテート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、鎖状オレフィン樹脂、環式オレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂等が挙げられる。さらに、偏光板が含みうる任意の層としては、例えば、耐衝撃性ポリメタクリレート樹脂層などのハードコート層、フィルムの滑り性を良くするマット層、反射抑制層、防汚層、帯電抑制層等が挙げられる。これらの任意の層は、1層だけを設けてもよく、2層以上を設けてもよい。
偏光板は、直線偏光子と光学異方性積層体とを、必要に応じて接着剤を用いて、貼り合わせることによって、製造しうる。
[11.画像表示装置]
図3は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置300を模式的に示す断面図である。
図3に示すように、画像表示装置300は、偏光板200と、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、適宜「有機EL表示素子」ということがある。)310とを備える。この画像表示装置300は、通常、直線偏光子210、光学異方性積層体100及び有機EL表示素子310を、この順に備える。
画像表示装置300は、直線偏光子210、第二光学異方性層120、第一光学異方性層110及び有機EL素子310をこの順に備えていてもよいが、傾斜方向における外光の反射を効果的に抑制する観点から、図3に示すように、直線偏光子210、第一光学異方性層110、第二光学異方性層120及び有機EL素子310をこの順に備えることが好ましい。
有機EL素子310は、透明電極層、発光層及び電極層をこの順に備え、透明電極層及び電極層から電圧を印加されることにより発光層が光を生じうる。有機発光層を構成する材料の例としては、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリフルオレン系、およびポリビニルカルバゾール系の材料を挙げることができる。また、発光層は、複数の発光色が異なる層の積層体、あるいはある色素の層に異なる色素がドーピングされた混合層を有していてもよい。さらに、有機EL素子310は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、等電位面形成層、電荷発生層等の機能層を備えていてもよい。
前記の画像表示装置300は、表示面300Uにおける外光の反射を抑制できる。具体的には、装置外部から入射した光は、その一部の直線偏光のみが直線偏光子210を通過し、次にそれが光学異方性積層体100を通過することにより、円偏光となる。円偏光は、表示装置内の光を反射する構成要素(有機EL素子310中の反射電極(図示せず)等)により反射され、再び光学異方性積層体100を通過することにより、入射した直線偏光の振動方向と直交する振動方向を有する直線偏光となり、直線偏光子210を通過しなくなる。ここで、直線偏光の振動方向とは、直線偏光の電場の振動方向を意味する。これにより、反射抑制の機能が達成される(画像表示装置としての有機EL表示装置における反射抑制の原理は、特開平9-127885号公報参照)。
さらに、画像表示装置300は、光学異方性積層体100が所定の光学特性を有するので、前記の反射抑制の機能を、表示面300Uの正面方向だけでなく、傾斜方向においても発揮できる。そして、これにより、反射光による表示面300Uの色付きを抑制できる。したがって、画像表示装置300は、表示面300Uの正面方向及び傾斜方向の両方において、外光の反射を効果的に抑制して、色付きを抑制することが可能である。
前記の色付きの程度は、表示面300Uを傾斜方向から観察して測定される色度と、反射の無い黒色の表示面300Uの色度との色差ΔE*abによって、評価しうる。前記の色度は、表示面300Uで反射した光のスペクトルを測定し、このスペクトルから、人間の目に対応する分光感度(等色関数)を乗じて三刺激値X、Y及びZを求め、色度(a*,b*,L*)を算出することにより求めうる。また、前記の色差ΔE*abは、外光によって表示面300Uが照らされていない場合の色度(a0*,b0*,L0*)、及び、外光によって照らされている場合の色度(a1*,b1*,L1*)から、下記の式(X)から求めうる。
Figure 2018030244
また、一般に、反射光による表示面300Uの色付きは、観察方向の方位角によって異なりうる。そのため、表示面300Uの傾斜方向から観察した場合、観察方向の方位角によって、測定される色度は異なりうるので、色差ΔE*abも異なりうる。そこで、前記のように表示面300Uの傾斜方向から観察したときの色付きの程度する場合には、複数の方位角方向から観察して得られる色差ΔE*abの平均値によって、色付きの評価を行うことが好ましい。具体的には、方位角方向に5°刻みで、方位角φ(図4参照。)が0°以上360°未満の範囲で、色差ΔE*abの測定を行い、測定された色差ΔE*abの平均値(平均色差)によって、色付きの程度を評価する。前記の平均色差が小さいほど、表示面300Uの傾斜方向から観察した場合の表示面の色付きが小さいことを表す。
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り、重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温常圧大気中において行った。
〔レターデーション及び屈折率の測定方法〕
あるフィルム(基材フィルム、又は、支持体フィルム)上に形成された試料層(第一光学異方性層、又は、第二光学異方性層)のレターデーション及び逆波長分散特性は、下記の方法で測定した。
評価対象となる試料層を、粘着剤付スライドガラス(粘着剤は、日東電工社製「CS9621T」)に貼り合せた。その後、フィルムを剥離し、スライドガラス及び試料層を備えるサンプルを得た。このサンプルを、位相差計(Axometrics社製)のステージに設置して、試料層の面内レターデーションReの波長分散を測定した。ここで、面内レターデーションReの波長分散とは、波長毎の面内レターデーションReを表すグラフであり、例えば、横軸を波長、縦軸を面内レターデーションReとした座標においてグラフとして示される。こうして得られた試料層の面内レターデーションReの波長分散から、波長450nm、550nm及び650nmにおける試料層の面内レターデーションRe(450)、Re(550)及びRe(650)を求めた。
また、試料層の遅相軸を回転軸として、ステージを40°傾けて、試料層の厚み方向に対して40°の角度をなす傾斜方向での試料層のレターデーションRe40の波長分散を測定した。ここで、レターデーションRe40の波長分散とは、波長毎のレターデーションRe40を表すグラフであり、例えば、横軸を波長、縦軸を面内レターデーションRe40とした座標においてグラフとして示される。
さらに、プリズムカプラ(Metricon社製)を用いて、試料層の、面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx、前記面内方向であって前記nxの方向に垂直な方向の屈折率ny、及び、厚み方向の屈折率nzの平均屈折率noを、波長407nm、532nm及び633nmで測定し、コーシーフィッティングすることにより、平均屈折率noの波長分散を得た。ここで、屈折率の波長分散とは、波長毎の屈折率を表すグラフであり、例えば、横軸を波長、縦軸を屈折率とした座標においてグラフとして示される。
その後、面内方向レターデーションRe、レターデーションRe40及び平均屈折率noの波長分散のデータを基に、試料層の厚み方向のレターデーションRthの波長分散を計算した。ここで、厚み方向のレターデーションRthの波長分散とは、波長毎の厚み方向のレターデーションRthを表すグラフであり、例えば、横軸を波長、縦軸を厚み方向のレターデーションRthとした座標においてグラフとして示される。そして、こうして求められた試料層の厚み方向のレターデーションRthの波長分散から、波長450nm、550nm及び650nmにおける試料層の厚み方向のレターデーションRth(450)、Rth(550)及びRth(650)を求めた。
また、光学異方性積層体のレターデーション及びNZ係数は、第一光学異方性層及び第二光学異方性層の光学特性値から計算により求めた。
〔シミュレーションによる色差ΔE*abの計算方法〕
シミュレーション用のソフトウェアとしてシンテック社製「LCD Master」を用いて、各実施例及び比較例で製造された円偏光板を含む下記の評価モデルを作成した。
シミュレーション用の評価モデルでは、平面状の反射面を有するミラーの前記反射面に、円偏光板の第二光学異方性層側の面を貼り合わせた構造を設定した。したがって、この評価モデルでは、視認側から、偏光フィルム、粘着層、第一光学異方性層、粘着層、第二光学異方性層及びミラーがこの順に設けられた構造が設定された。また、この評価モデルでは、ミラーとして、入射した光を反射率100%で鏡面反射しうる理想ミラーを設定し、さらに、偏光フィルムとして、ある方向に平行な振動方向を有する直線偏光の全てを通過させるが、その方向に垂直な振動方向を有する直線偏光を全く通過させない理想偏光フィルムを設定した。
図4は、実施例及び比較例でのシミュレーションにおいて、色度の計算を行う際に設定した評価モデルの様子を模式的に示す斜視図である。
図4に示すように、D65光源(図示せず。)によって照らされるミラーの反射面10を、前記反射面10に対して極角θ=60°の観察方向20から見たときに観察される色度を計算した。ここで、極角θとは、反射面10の法線方向11に対してなす角を表す。また、別途、光源によって照らされていないときに観察される色度を計算した。そして、(i)光源で照らされたときの色度と、(ii)光源で照らされていないときの色度とから、前述の式(X)を用いて、色差ΔE*abを求めた。
前記の色差ΔE*abの計算を、観察方向20を方位角方向に5°刻みで移動させて、方位角φが0°以上360°未満の範囲で行った。ここで、方位角φとは、反射面10に平行な方向が、反射面10に平行なある基準方向12に対してなす角を表す。そして、計算された色差ΔE*abの平均を計算して、平均色差を得た。
〔目視による反射輝度及び色付きの評価方法〕
市販の鏡を有機EL素子の反射電極に見立てて、当該鏡面に、後述する実施例又は比較例で製造した円偏光板の第二光学異方性層側の面を、手貼りローラーを用いて貼り合わせた。貼り合わせは、粘着層(日東電工製「CS9621」)を介して行った。これにより、評価用のサンプルフィルムを得た。
前記のサンプルフィルムの円偏光板側の面を、当該面の極角60°の傾斜方向から、自然光の下で表示面を観察した。観察の際、外光の反射による輝度及び色付きが小さいほど、良好な結果である。
前記の評価を、多数の観察者が行い、各人が、全ての実験例(実施例及び比較例)の結果を順位づけし、その順位に相当する点数(1位43点、2位42点、・・・、最下位1点)を与えた。各実験例について各人が採点した合計点を得点順に並べ、その点数のレンジの中で上位グループからA、B、C、D及びEの順に評価した。
[製造例1.塗工液(液晶40%)の製造]
下記式(B1)で表される光重合性の逆波長分散液晶化合物(CN点は96℃)40重量部、及び、ポジC重合体としてのポリ(9−ビニルカルバゾール)60重量部を、固形分濃度が12%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させて、塗工液(液晶40%)を作製した。
Figure 2018030244
[製造例2.塗工液(液晶45%)の製造]
前記式(B1)で表される光重合性の逆波長分散液晶化合物(CN点は96℃)45重量部、及び、ポジC重合体としてのポリ(9−ビニルカルバゾール)55重量部を、固形分濃度が12%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させて、塗工液(液晶45%)を作製した。
[製造例3.塗工液(液晶50%)の製造]
前記式(B1)で表される光重合性の逆波長分散液晶化合物(CN点は96℃)50重量部、及び、ポジC重合体としてのポリ(9−ビニルカルバゾール)50重量部を、固形分濃度が12%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させて、塗工液(液晶50%)を作製した。
[実施例I−1]
(I−1−1.第一光学異方性層の製造)
前記式(B1)で表される光重合性の逆波長分散液晶化合物(CN点は96℃)100重量部、光重合開始剤(BASF社製「Irgacure379EG」)3重量部、及び、界面活性剤(DIC社製「メガファックF−562」)0.3重量部を混合し、更に、溶媒としてシクロペンタノン及び1,3−ジオキソランの混合溶媒(重量比シクロペンタノン:1,3−ジオキソラン=4:6)を、固形分が22重量%になるように加え、50℃に加温し溶解させた。得られた混合物を、孔径0.45μmのメンブレンフィルターでろ過して、液状の液晶組成物を得た。
支持体フィルムとして、脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる長尺の斜め延伸フィルム(日本ゼオン社製「ゼオノアフィルム」、樹脂のガラス転移温度(Tg)126℃、厚み47μm、波長550nmにおける面内レターデーション141nm、延伸方向は、幅方向に対して45°の方向)を用意した。
前記の支持体フィルム上に、前記の液状の液晶組成物を、バーコーターで塗工し、液晶組成物の層を形成した。
その後、液晶組成物の層を、110℃オーブンで4分ほど乾燥させて、液晶組成物の層中の溶媒を蒸発させると同時に、液晶組成物の層に含まれる液晶化合物を、支持体フィルムの延伸方向にホモジニアス配向させた。
その後、液晶組成物の層に、紫外線照射装置を用いて紫外線を照射した。この紫外線の照射は、窒素雰囲気下において、60℃に加熱されたSUS板に支持体フィルムをテープで固定した状態で行った。紫外線の照射により液晶組成物の層を硬化させて、支持体フィルム上に、厚み2.2μmの第一光学異方性層を形成した。これにより、支持体フィルムと、この支持体フィルム上に形成された第一光学異方性層とを備える複層フィルムを得た。第一光学異方性層のレターデーションを、前記の方法で測定した。
(I−1−2.第二光学異方性層の製造)
基材フィルムとして、脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる未延伸フィルム(日本ゼオン社製、樹脂のガラス転移温度(Tg)163℃、厚み100μm)を用意した。前記の基材フィルムの面上に、製造例1で調製した塗工液(液晶40%)を、アプリケーターを用いて塗工して、塗工液層を形成した。
その後、塗工液層を、85℃オーブンで10分ほど乾燥させて、塗工液層中の溶媒を蒸発させた。これにより、基材フィルム上に第二光学異方性層が形成されて、基材フィルム及び厚み10μmの第二光学異方性層を備える光学異方性転写体を得た。第二光学異方性層のレターデーションを、前記の方法で測定した。
(I−1−3.光学異方性積層体の製造)
前記の複層フィルムの第一光学異方性層側の面と、前記光学異方性転写体の第二光学異方性層側の面とを、粘着層(日東電工製「CS9621T」)を介して貼合した。その後、支持体フィルム及び基材フィルムを剥離して、第一光学異方性層/粘着層/第二光学異方性層の層構造を有する光学異方性積層体を得た。
(I−1−4.円偏光板の製造)
前記の光学異方性積層体の第一光学異方性層側の面に、粘着層(日東電工製「CS9621T」)を介して、直線偏光子としての偏光フィルム(サンリッツ社製「HLC2−5618S」)を貼り合わせた。この貼り合わせは、第一光学異方性層の遅相軸と、偏光フィルムの偏光透過軸とが、45°の角度をなすように行った。これにより、偏光フィルム/粘着層/第一光学異方性層/粘着層/第二光学異方性層の層構造を有する円偏光板を得た。
得られた円偏光板について、上述した方法で、評価を行った。
[実施例I−2〜I−3]
前記工程(I−1−2)において、下記表1に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、塗工液(液晶40%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例I−4〜I−6]
前記工程(I−1−1)において、下記表1に示すレターデーションを有する第一光学異方性層が得られるように、液晶組成物の塗工厚みを変更した。
また、前記工程(I−1−2)において、下記表1に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、塗工液(液晶40%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例II−1〜II−3]
前記工程(I−1−2)において、下記表2に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、塗工液(液晶40%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例II−4〜II−5]
前記工程(I−1−1)において、下記表2に示すレターデーションを有する第一光学異方性層が得られるように、液晶組成物の塗工厚みを変更した。
また、前記工程(I−1−2)において、下記表2に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、塗工液(液晶40%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例II−6]
前記工程(I−1−1)において、下記表2に示すレターデーションを有する第一光学異方性層が得られるように、液晶組成物の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例II−7〜II−11]
前記工程(I−1−2)において、塗工液(液晶40%)の代わりに、製造例2で調製した塗工液(液晶45%)を用い、さらに、下記表3に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、その塗工液(液晶45%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例II−12〜II−15]
前記工程(I−1−1)において、下記表3又は表4に示すレターデーションを有する第一光学異方性層が得られるように、液晶組成物の塗工厚みを変更した。
また、前記工程(I−1−2)において、塗工液(液晶40%)の代わりに、製造例2で調製した塗工液(液晶45%)を用い、さらに、下記表3又は表4に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、その塗工液(液晶45%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例III−1〜III−3]
前記工程(I−1−2)において、塗工液(液晶40%)の代わりに、製造例2で調製した塗工液(液晶45%)を用い、さらに、下記表5に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、その塗工液(液晶45%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例III−4〜III−6]
前記工程(I−1−1)において、下記表5に示すレターデーションを有する第一光学異方性層が得られるように、液晶組成物の塗工厚みを変更した。
また、前記工程(I−1−2)において、塗工液(液晶40%)の代わりに、製造例2で調製した塗工液(液晶45%)を用い、さらに、下記表5に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、その塗工液(液晶45%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例III−7〜III−13]
前記工程(I−1−2)において、塗工液(液晶40%)の代わりに、製造例3で調製した塗工液(液晶50%)を用い、さらに、下記表6又は表7に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、その塗工液(液晶50%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[実施例III−14〜III−21]
前記工程(I−1−1)において、下記表7又は表8に示すレターデーションを有する第一光学異方性層が得られるように、液晶組成物の塗工厚みを変更した。
また、前記工程(I−1−2)において、塗工液(液晶40%)の代わりに、製造例3で調製した塗工液(液晶50%)を用い、さらに、下記表7又は表8に示すレターデーションを有する第二光学異方性層が得られるように、その塗工液(液晶50%)の塗工厚みを変更した。
以上の事項以外は、実施例I−1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[比較例1]
重合性液晶化合物(BASF社製「LC242」。下記式(LC1)で示される化合物)68部、下記式(C1)で示される化合物29部、光重合開始剤(BASF製「イルガキュア184」)3部、及び、メチルエチルケトン400部を混合し、液晶組成物としての塗工液(LC1)を調製した。
Figure 2018030244
Figure 2018030244
基材フィルムとして、脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる未延伸フィルム(日本ゼオン社製、樹脂のガラス転移温度(Tg)163℃、厚み100μm)を用意した。前記の基材フィルムに、コロナ処理(出力0.2kW、電極幅1600mm、処理速度20m/min)を施した。前記基材フィルムのコロナ処理を施した面に、バーコーターを用いて、前記塗工液(LC1)を塗工して、塗工液層を形成した。
前記塗工液層を、110℃のオーブンで2.5分間加熱し、乾燥処理および配向処理を施し、液晶組成物の層を得た。その後、窒素雰囲気下で、液晶組成物の層に、積算照度100mJ/cm(照射強度10mW/cmを照射時間10秒)以上の紫外線を照射して、液晶組成物中の重合性液晶化合物を重合させた。これにより、基材フィルム及び厚み0.5μmの第二光学異方性層を備える光学異方性転写体を得た。第二光学異方性層のレターデーションを、前記の方法で測定した。こうして得られた光学異方性転写体を前記工程(I−1−3)において用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学異方性積層体及び円偏光板の製造及び評価を行った。
[結果]
前記の実施例及び比較例の結果を、下記の表に示す。
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
Figure 2018030244
[参考例1:式(B1)で表される逆波長分散液晶化合物の波長分散性の確認]
前記式(B1)で表される光重合性の逆波長分散液晶化合物100重量部、光重合開始剤(BASF社製「Irgacure379EG」)3重量部、及び、界面活性剤(DIC社製「メガファックF−562」)0.3重量部を混合し、更に、希釈溶媒としてシクロペンタノン及び1,3−ジオキソランの混合溶媒(重量比シクロペンタノン:1,3−ジオキソラン=4:6)を、固形分が22重量%になるように加え、50℃に加温し溶解させた。得られた混合物を、孔径0.45μmのメンブレンフィルターでろ過して、液晶組成物を得た。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる未延伸フィルム(日本ゼオン社製「ゼオノアフィルム」)を用意した。この未延伸フィルムにラビング処理を施すことにより、配向基材を用意した。
前記の配向基材上に、液晶組成物をバーコーターで塗工し、液晶組成物の層を形成した。液晶組成物の層の厚みは、硬化後に得られる光学異方性層の厚みが2.3μm程度になるように調整した。
その後、液晶組成物の層を、110℃オーブンで4分ほど乾燥させて、液晶組成物中の溶媒を蒸発させると同時に、液晶組成物に含まれる逆波長分散液晶化合物をホモジニアス配向させた。
その後、液晶組成物の層に、紫外線照射装置を用いて、紫外線を照射した。この紫外線の照射は、窒素雰囲気下において、SUS板に配向基材をテープで固定した状態で行った。紫外線の照射により液晶組成物の層を硬化させて、光学異方性層及び配向基材を備える試料フィルムを得た。
この試料フィルムについて、位相差計(Axometrics社製)により、面内レターデーションの波長分散を測定した。配向基材は、面内レターデーションを有さないので、前記の測定によって得られる面内レターデーションは、光学異方性層の面内レターデーションを示す。測定の結果、波長450nm、550nm及び650nmにおける面内レターデーションRe(450)、Re(550)及びRe(650)は、Re(450)<Re(550)<Re(650)を満たしていた。よって、前記式(B1)で表される光重合性の逆波長分散液晶化合物が、ホモジニアス配向した場合に逆波長分散性の面内レターデーションを示すものであることが確認された。
[参考例2:ポリ(9−ビニルカルバゾール)がポジC重合体に該当することの確認]
ポリ(9−ビニルカルバゾール)を、N−メチルピロリドンに、固形分濃度が12重量%となるように加え、室温にて溶解させて、重合体溶液を得た。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる未延伸フィルム(日本ゼオン社製「ゼオノアフィルム」)を用意した。この未延伸フィルム上に、前記の重合体溶液を、アプリケーターを用いて塗工して、重合体溶液の層を形成した。その後、85℃オーブンで10分ほど乾燥させて、溶媒を蒸発させることにより、厚み10μm程度の重合体膜と未延伸フィルムとを備える試料フィルムを得た。
この試料フィルムを位相差計(Axometrics社製)のステージに設置し、測定波長550nmにおいて試料フィルムの面内レターデーションReを測定した。支持体フィルムは光学的に等方性のフィルムであるので、測定される面内レターデーションReは、重合体膜の面内レターデーションReを表す。測定の結果、面内レターデーションReはRe≦1nmであったので、nx(P)≧ny(P)を満たすと確認できた。
その後、重合体膜の遅相軸をステージの回転軸としてステージを40°傾けて、試料フィルムの厚み方向に対して40°の角度をなす傾斜方向でのレターデーションRe40を測定した。そして、この測定により、重合体膜の遅相軸方向を測定した。「遅相軸方向」が「ステージの回転軸」と垂直であれば、nz(P)>nx(P)であると判定でき、逆に、「遅相軸方向」が「ステージの回転軸」と平行であれば、ny(P)>nz(P)であると判定できる。測定の結果、遅相軸方向は、ステージの回転軸に垂直であったため、重合体膜の屈折率nx(P)及びnz(P)はnz(P)>nx(P)を満たすと判定できた。
したがって、ポリ(9−ビニルカルバゾール)は、このポリ(9−ビニルカルバゾール)の溶液を用いた塗工法により重合体膜を形成した場合に、その重合体膜の屈折率がnz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たすことが確認された。したがって、ポリ(9−ビニルカルバゾール)は、ポジC重合体に該当することが確認された。
100 光学異方性積層体
110 第一光学異方性層
120 第二光学異方性層
200 偏光板
210 直線偏光子
300 画像表示装置
310 有機EL素子

Claims (15)

  1. 第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、
    前記第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、前記第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、及び、前記第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2が、式(1)を満たし、
    波長450nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)が、式(2)を満たし、
    波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(3)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)が、式(4)を満たし、
    波長450nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)が、式(5)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(6)を満たす、光学異方性積層体。
    nz2>nx2≧ny2 式(1)
    Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(2)
    Rth2(450)<Rth2(550)≦Rth2(650) 式(3)
    137nm<Re0(550)<152nm 式(4)
    0.75<Nz(450)/Nz(650)≦0.845 式(5)
    −2nm<Rth0(550)<14nm 式(6)
  2. 第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、
    前記第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、前記第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、及び、前記第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2が、式(7)を満たし、
    波長450nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)が、式(8)を満たし、
    波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(9)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)が、式(10)を満たし、
    波長450nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)が、式(11)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(12)を満たす、光学異方性積層体。
    nz2>nx2≧ny2 式(7)
    Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(8)
    Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(9)
    137nm<Re0(550)<152nm 式(10)
    0.845<Nz(450)/Nz(650)≦0.915 式(11)
    −9nm<Rth0(550)<26nm 式(12)
  3. 第一光学異方性層及び第二光学異方性層を備える、光学異方性積層体であって、
    前記第二光学異方性層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx2、前記第二光学異方性層の前記面内方向であって前記nx2の方向に垂直な方向の屈折率ny2、及び、前記第二光学異方性層の厚み方向の屈折率nz2が、式(13)を満たし、
    波長450nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(450)、波長550nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(550)、及び、波長650nmにおける前記第一光学異方性層の面内レターデーションRe1(650)が、式(14)を満たし、
    波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(15)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の面内レターデーションRe0(550)が、式(16)を満たし、
    波長450nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(450)と、波長650nmにおける前記光学異方性積層体のNZ係数Nz(650)との比Nz(450)/Nz(650)が、式(17)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(18)を満たす、光学異方性積層体。
    nz2>nx2≧ny2 式(13)
    Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(14)
    Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(15)
    137nm<Re0(550)<152nm 式(16)
    0.915<Nz(450)/Nz(650)≦0.97 式(17)
    −11nm<Rth0(550)<27nm 式(18)
  4. 前記光学異方性積層体の前記比Nz(450)/Nz(650)が、式(19)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(20)を満たす、請求項2記載の光学異方性積層体。
    0.89<Nz(450)/Nz(650)≦0.91 式(19)
    4nm<Rth0(550)<10nm 式(20)
  5. 前記光学異方性積層体の前記比Nz(450)/Nz(650)が、式(21)を満たし、
    波長550nmにおける前記光学異方性積層体の厚み方向のレターデーションRth0(550)が、式(22)を満たす、請求項3記載の光学異方性積層体。
    0.94<Nz(450)/Nz(650)≦0.96 式(21)
    4nm<Rth0(550)<12nm 式(22)
  6. 前記第二光学異方性層が、重合体と、配向状態が固定されていてもよいメソゲン骨格を有する化合物とを含み、
    前記重合体の溶液を用いた塗工法により前記重合体の膜を形成した場合に、前記膜の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx(P)、前記膜の前記面内方向であって前記nx(P)の方向に垂直な方向の屈折率ny(P)、及び、前記膜の厚み方向の屈折率nz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たし、
    前記メソゲン骨格を有する化合物が;液晶性を示し、且つ、ホモジニアス配向した場合に逆波長分散性の面内レターデーションを示す第一化合物;並びに、単独では液晶性を示さない第二化合物;からなる群より選ばれる少なくとも1種類の化合物であり、
    ホモジニアス配向した場合に順波長分散性の面内レターデーションを示す評価用液晶化合物に前記第二化合物を、前記評価用液晶化合物及び前記第二化合物の合計100重量部に対して30重量部〜70重量部の少なくともいずれかの割合で混合した混合物が、液晶性を示し、且つ、前記混合物がホモジニアス配向した場合に前記第二化合物が逆波長分散性の面内レターデーションを示し、
    波長450nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(450)、波長550nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(550)、及び、波長650nmにおける前記第二光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth2(650)が、式(23)及び式(24)を満たす、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学異方性積層体。
    0.50<Rth2(450)/Rth2(550)<1.00 式(23)
    1.00≦Rth2(650)/Rth2(550)<1.25 式(24)
  7. 前記メソゲン骨格を有する化合物が、前記メソゲン骨格を有する化合物の分子中に、主鎖メソゲン骨格と、前記主鎖メソゲン骨格に結合した側鎖メソゲン骨格とを含む、請求項6記載の光学異方性積層体。
  8. 前記メソゲン骨格を有する化合物が、下記式(I)で表される、請求項6又は7記載の光学異方性積層体。
    Figure 2018030244
    〔式(I)中、
    Arは、Dを置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、Dを置換基として有する2価の芳香族複素環基を表し、
    は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1〜20の有機基を表し、
    11およびZ12は、それぞれ独立して、−CO−O−、−O−CO−、−NR31−CO−、または、−CO−NR32−を表し、R31およびR32は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、
    11、A12、B11およびB12は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
    11、Y12、L11およびL12は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR21−CO−、−CO−NR22−、−O−CO−O−、−NR23−CO−O−、−O−CO−NR24−、または、−NR25−CO−NR26−を表し、R21〜R26は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、
    およびRは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
    mおよびqは、それぞれ独立して、1〜20の整数を表し、
    nおよびpは、それぞれ独立して、0または1を表す。〕
  9. 前記Ar−Dが、下記式(II):
    Figure 2018030244
    〔式(II)中、
    は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数2〜20の有機基を表し、
    は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基を表す。〕 で表される基である、請求項8記載の光学異方性積層体。
  10. 前記Aが、下記式(III):
    Figure 2018030244
    〔式(III)中、
    は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のフルオロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、または、−C(=O)−O−Rを表し、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、または、置換基を有していてもよい炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表し、
    複数のR同士は、すべて同一であっても、相異なっていてもよく、
    環を構成する少なくとも1つのC−Rは、窒素原子に置き換えられていてもよい。〕
    で表される基である、請求項9に記載の光学異方性積層体。
  11. 前記Rが、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、または、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族基である、請求項9または10に記載の光学異方性積層体。
  12. 前記重合体が、ポリビニルカルバゾール及びポリフマル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合体である、請求項6〜11のいずれか一項に記載の光学異方性積層体。
  13. 前記第二光学異方性層の全固形分における前記メソゲン骨格を有する化合物の比率が、20重量%〜60重量%である、請求項6〜12のいずれか一項に記載の光学異方性積層体。
  14. 直線偏光子と、請求項1〜13のいずれか一項に記載の光学異方性積層体とを備える、偏光板。
  15. 請求項14記載の偏光板と、有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える画像表示装置であって、
    前記直線偏光子、光学異方性積層体、及び、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を、この順に備える、画像表示装置。
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