JPWO2019177119A1 - 光学フィルム、偏光板、画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
光学フィルムとしては延伸複屈折フィルムが使用されていたが、光学フィルムの薄型化及び高機能化の要請から、延伸複屈折フィルムに代えて、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成される光学異方性膜を有する光学フィルムが提案されている。
また、本発明は、上記光学フィルム用いた偏光板、並びに、上記光学フィルム又は上記偏光板を用いた画像表示装置を提供することを課題とする。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
前記光学異方性膜は、逆波長分散性の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成されており、
上記光配向膜において前記光学異方性膜との境界領域に含まれる、上記ポリマー支持体の添加剤に由来する成分の量が光配向膜全質量に対して0.10〜0.50質量%である、光学フィルム。
[2] 上記逆波長分散性の重合性液晶化合物が、後述する一般式(1)で表される化合物である、[1]に記載の光学フィルム。
[3] 上記光配向膜が、
架橋性基を含む重合体と、シンナメート基を有する低分子化合物と、を含む光配向膜形成用組成物から形成されるか、又は、
架橋性基及び光配向性基を含む重合体を含む光配向膜形成用組成物から形成される、[1]又は[2]に記載の光学フィルム。
[4] 上記ポリマー支持体が、添加剤を含むセルロースアシレートフィルムである、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5] 上記添加剤が、ポリエステル化合物又は糖エステル化合物である、[4]に記載の光学フィルム。
[6] 上記ポリマー支持体のRe(550)が0〜10nmであり、Rth(550)が−10〜15nmである、[4]又は[5]に記載の光学フィルム。
[7] 上記光学異方性膜が、上記光配向膜に対して剥離可能に設けられている、[1]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
[9][1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルム、又は[8]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
また、本発明によれば、上記光学フィルム用いた偏光板、並びに、上記光学フィルム又は上記偏光板を用いた画像表示装置を提供できる。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に制限されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において「(メタ)アクリル」との記載は、「アクリル及びメタクリルのいずれか一方又は双方」を意図する。また、「(メタ)アクリロイル基」との記載は、「アクリロイル及びメタクリロイルのいずれか一方又は双方」を意図する。
具体的には、AxoScan OPMF−1にて、平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2−nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF−1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本発明の光学フィルムは、添加剤を含むポリマー支持体、光配向膜、及び光学異方性膜をこの順に積層してなる光学フィルムである。ポリマー支持体と光配向膜とは密着しており、光学異方性膜中の液晶性化合物は、光配向膜の配向規制力により配向状態が制御されている。また、光学異方性膜は、光配向膜と密着して剥離しないように設けられていてもよいし、光配向膜との間で剥離できるように設けられていてもよい。なお、光学異方性膜が光配向膜に対して剥離できるように設けられている場合、偏光板等の他の被転写体に上記光学異方性膜を転写し得る。
ポリマー支持体は、少なくともポリマーと添加剤とを含む。ロールトゥロールプロセスに適用できる点で、長尺状のポリマーフィルムであることが好ましい。バラツキの少ない一定の性能を示す領域を長く設け、搬送のために巻回体にする観点からは、長尺状のポリマーフィルムの長さは500〜20000mが好ましく、1000〜15000mがより好ましく、2000〜10000mがさらに好ましい。
また、ポリマー支持体の光学異方性については任意に設定することができるが、好ましい一例として、波長550nmにおける面内レターデーション(Re(550))が0〜10nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレターデーション(Rth(550))が−10〜15nmである態様が挙げられる。
上記ポリマー支持体を構成するポリマーとしては、具体的には、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、及びラクトン環含有重合体等のアクリル酸エステル重合体を有するアクリル系ポリマー等のアクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、及びアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;並びにこれらのポリマーを混合したポリマー等が挙げられる。
上記ポリマー支持体は、添加剤を含む。
ここでいう添加剤とは、ポリマー支持体を構成する上述のポリマーの改質、及び/又はフィルムの高機能化のために加えられる化合物を指し、例えば、可塑剤、UV(ultraviolet)吸収剤、光学異方性発現剤、光学異方性低減剤、疎水化剤、及び耐久性改良剤等が該当する。
上記ポリマー支持体の好ましい一態様として、セルロースアシレートフィルムを用いることができる。セルロースアシレートはセルロースの水酸基がアシル化されたもので、その置換基はアシル基の炭素原子数が2のアセチル基から炭素原子数が22のものまでいずれも用いることができる。
好ましいアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、及びシンナモイル基等が挙げられる。これらの中でも、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、又はシンナモイル基が好ましく、アセチル基、プロピオニル基、又はブタノイル基がより好ましい。特に、合成の容易さ、コスト、及び置換基分布の制御のしやすさ等の観点から、アセチル基、又はプロピオニル基が更に好ましく、アセチル基が特に好ましい。また、2種以上のアシル基が置換する場合、アセチル基とプロピオニル基の組み合わせが好ましい。
セルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基に置換する酢酸及び/又は炭素原子数3〜22の脂肪酸の置換度(アシル置換度)の測定方法としては、ASTMのD−817−91に準じた方法、及びNMR(核磁気共鳴)法が挙げられる。
化合物(D)としては、ラクトース、スクロース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオース、マルチトール、ラクチトール、ラクチュロース、セロビオース、マルトース、セロトリオース、マルトトリオース、ラフィノース、及びケストースが挙げられる。また、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオース、ゲンチオテトラオース、キシロトリオース、及びガラクトシルスクロース等も挙げられる。
これらの化合物(D)の中で、特にフラノース構造とピラノース構造との双方を有する化合物が好ましく、スクロース、ケストース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、又はスタキオースがより好ましく、スクロースが更に好ましい。
上記脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、及びラクセル酸等の飽和脂肪酸;ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、及びオクテン酸等の不飽和脂肪酸;等が挙げられ、それらの中でも酢酸、プロピオン酸、又はイソ酪酸が好ましい。すなわち、上記糖エステル化合物中の上記置換基が、アセチル基、プロピオニル基、又はイソブチリル基であることが好ましい。
上記態様をより具体的に説明すると、前述のOH基の全て若しくは一部は酢酸とイソ酪酸でエステル化することが好ましい。言い換えると、上記糖エステル化合物中の上記置換基がアセチル基とイソブチリル基であることが好ましい。置換基がアセチル基とイソブチリル基のみからなる場合、その割合はアセチル基/イソブチリル基=1/7〜4/4であることが好ましく、1/7〜3/5であることがより好ましく、2/6であることが更に好ましい。
セルロースアレートフィルムが上記一般式(4)で表される化合物を含む場合、上記一般式(4)で表される化合物の含有量は、セルロースアシレートポリマーに対して1〜20質量%であることが好ましい。
上記ポリマー支持体の好ましい他の一態様として、アクリル樹脂フィルムを用いることができる。アクリル樹脂は、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)の他、耐熱性に優れる点で、主鎖に環状構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用いることができる。主鎖に環状構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、グルタルイミド環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、無水グルタル酸環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、無水マレイン酸環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、及び、マレイミド環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂等が挙げられる。
グルタルイミド環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、国際公開第05/054311号、国際公開第05/108438号、特開2010−261025号公報、特開2010−270162号公報、特開2010−284840号公報、特開2011−88440号公報、特開2011−138119号公報、及び特開2011−245624号公報等に記載の合成法、並びにそれによって製造されたものを用いることができる。
本発明の光学フィルムを構成する光配向膜は、光配向膜形成用組成物を用いてポリマー支持体上に形成されており、ポリマー支持体とは逆側の面に光学異方性膜が配置される。
光配向膜において光学異方性膜側の境界領域に含まれる、前述のポリマー支持体の添加剤に由来する成分の量は、光配向膜全質量に対して0.10〜0.50質量%である。
まず、光配向膜中の光学異方性膜との境界領域を二次イオン質量分析法によって分析する。次いで、ポリマー支持体の添加剤(以下「添加剤成分」ともいう。)に由来する二次イオンピーク値を総検出イオン量で除すことで、上記添加剤成分の規格化二次イオン量を求める。そして、別途求めた検量線によって、その他の光配向膜成分に対する上記添加剤成分の質量比を算出する。この算出された数値から、光配向膜中の光学異方性膜との境界領域に含まれる上記添加剤成分に由来する成分の光配向膜全質量に対する量(質量%)が求められる。
本発明の光学フィルムにおいて、光学異方性膜が光配向膜に対して剥離可能に設けられている場合においては、光学異方性膜を剥離除去した後に表出する光配向膜の表面を二次イオン質量分析法に供することで、光配向膜の光学異方性膜側境界領域に存在する上記添加剤成分由来の規格化二次イオン量を求めることができる。本発明の光学フィルムが光配向膜と光学異方性膜との間で剥離できない場合においては、光学フィルムの断面(必要により斜め切削による切削面でもよい)に対し、図1Bに示す要領で領域を特定して、断面若しくは切削面の二次イオン質量分析プロファイルを測定することで、光配向膜の光学異方性膜側境界領域に存在する上記添加剤成分由来の規格化二次イオン量を求めることができる。
ここでいう光配向膜の光学異方性膜側の境界領域とは、光学的に観察される光配向膜と光学異方性膜との境界線から約50nmの深さまでの領域を指すものとする。図1Bを参照して具体的に説明すると、光配向膜の光学異方性膜側の境界領域15とは、光学的に観察される光配向膜と光学異方性膜との境界線13から約50nmの深さまでの領域を指す。
この時、光配向膜中にもともと含まれるポリマー支持体由来の成分の含有量が十分低い、又は重合性液晶組成物の塗膜へポリマー支持体由来の成分が速やかに拡散する等の理由で、光配向膜における重合性液晶組成物の塗膜側の境界領域でのポリマー支持体由来の成分濃度が十分低下すれば配向に影響はないが、光配向膜における重合性液晶組成物の塗膜側の境界領域でのポリマー支持体由来の成分濃度が高いまま工程を進めると液晶性化合物の配向を形成する段階で配向状態に悪影響を及ぼすとの仮説の下、発明者らはポリマー支持体由来の成分の膜中分布とその制御因子を詳細に検討した結果、本発明に至ったものである。
本発明に用いる光配向膜形成用組成物は、公知のものを利用することができる。ポリマー支持体との密着性の観点、並びに、重合性液晶組成物との濡れ性の観点から選ぶことが好ましい。また、配向規制力及び基材との密着性に優れる観点で、架橋可能であることが好ましい。
架橋性基を含む重合体と、光配向性基を有する低分子化合物とを含む光配向膜形成用組成物としては、例えば、架橋性基を含む繰り返し単位を含む重合体と、シンナメート基を有する低分子化合物とを含む光配向膜形成用組成物が挙げられる。
また、架橋性基及び光配向性基を含む重合体を含む光配向膜形成用組成物の一例としては、架橋性基を含む繰り返し単位と、シンナメート基を含む繰り返し単位とを含む重合体を含む光配向膜形成用組成物が挙げられる。上記態様の光配向膜形成用組成物においては、光配向性基を有する低分子化合物を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
光配向膜形成用組成物としては、架橋性基を含む重合体Apと、シンナメート基を有する低分子化合物Bとを含む光配向膜形成用組成物であるか、又は架橋性基及び光配向性基を含む重合体Ap’を含む光配向膜形成用組成物が好ましい。
以下において、架橋性基を含む重合体Ap(以下、単に「重合体Ap」ともいう。)について説明する。なお、上記架橋性基を含む重合体Apは、さらに光配向性基を含んでいることが好ましい。つまり、架橋性基を含む重合体Apは、架橋性基及び光配向性基を含む重合体Ap’であることが好ましい。
以下において、重合体Ap及びシンナメート基を有する低分子化合物B、並びにその他の添加成分について各々説明する。
重合体Apとしては、架橋性基を含みさえすれば特に制限されず、従来公知の重合体を用いることができる。重合体Apとしては、具体的には、架橋性基を含む繰り返し単位(以下「架橋性基を含む繰り返し単位a1」ともいう)を含む重合体が挙げられる。
重合体Apの主骨格としては、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン、(メタ)アクリル系重合体、シクロオレフィン系重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリアセタール誘導体、ポリスチレン誘導体、及びポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体等により形成される骨格が挙げられる。特に樹脂フィルム上に配向層を設けるにあたっては、溶媒溶解性と膜の取り扱い性に優れる点から(メタ)アクリル系重合体、及びポリオルガノシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
ここで、質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定によるポリスチレン(PS)換算値として定義される。本発明におけるGPCによる測定は、具体的には、HLC−8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel Super HZM−H、HZ4000、HZ2000を用いて測定される。
また、後述するように、重合体Apは、さらに架橋性基を含む繰り返し単位a1及びシンナメートを含む繰り返し単位a2以外のその他の繰り返し単位を含んでいてもよい。
以下において、架橋性基を含む繰り返し単位a1、シンナメートを含む繰り返し単位a2、及びその他の繰り返し単位について各々説明する。
架橋性基を含む繰り返し単位a1としては特に制限されないが、例えば(メタ)アクリル系重合体及びポリオルガノシロキサンを例にとると、下記式(A1)又は(A2)で表される繰り返し単位が好ましい。
式(A2)中、R2の炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、及びn−ブチル基等が挙げられ、なかでも、メチル基、又はエチル基が好ましい。また、R2の炭素数1〜6のアルコキシ基としては、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、及びn−ブトキシ基等が挙げられ、なかでも、メトキシ基、又はエトキシ基が好ましい。
以下の具体例において、R1及びR2は、それぞれ、上述した式(A1)及び式(A2)中のR1及びR2と同義である。
シンナメート基を含む繰り返し単位a2としては、上述した一般式(A1)又は(A2)で表される繰り返し単位において、Yが架橋性基に代えて各種のシンナメート基を表すものが挙げられる。
シンナメート基の具体例としては、特開2015−026050号公報の[0016]段落に記載された以下に示す基が挙げられる。下記構造において、*は、Lとの結合位置を示す。なお、一般式(A1)又は(A2)で表される繰り返し単位において、Yが、架橋性基に代えて以下に示すシンナメート基を表す場合、一般式(A1)又は(A2)中のLは、単結合を表すことが好ましい。
上記重合体Apは、上述した繰り返し単位a1及び繰り返し単位a2以外の他の繰り返し単位を有していてもよい。共重合体が他の繰り返し単位を含むことで、例えば、基材密着性、溶媒溶解性、及び耐熱性等が向上し得る。
上記重合体Apが含み得るその他の繰り返し単位としては、基材密着性及び溶媒溶解性の観点からは、重合体Apの極性を調整する官能基を含む繰り返し単位が好ましい。具体的には、親水性を付与する観点では、水酸基、カルボン酸基、又はイオン性基を含む繰り返し単位が好ましく、親油性を付与する観点では、高級アルキル基又は芳香族基を含む繰り返し単位が好ましい。また、基材密着性と溶媒溶解性の両立の観点では、5員環以上の複素環、環状ケトン、又は芳香環を含む繰り返し単位が好ましい。また、耐熱性を高める観点からは、剛直な構造を含む繰り返し単位が好ましい。
さらに、後述する光学異方性膜と密着させたい場合は、重合性液晶組成物に含まれる成分と反応可能な官能基を含む繰り返し単位が好ましい。
シンナメート基を有する低分子化合物B(以下「低分子化合物B」ともいう。)としては、シンナメート基を有し、重合体Apよりも分子量が小さい化合物であることが好ましい。特に、重合体Apがシンナメート基を含む場合においては、光配向膜形成用組成物が低分子化合物Bを含むことで、作製される光配向膜の配向性がより良好となる。
なお、重合体Apがシンナメート基を含まない場合においては、低分子化合物Bとして、シンナメート基を有し、重合体Apよりも分子量が小さい化合物であって、且つ重合体Apが有する架橋性基と結合可能な化合物を使用して、その反応生成物を光配向膜として用いることが好ましい。
また、R1の1価の有機基としては、例えば、炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、及び、置換基を有していていてもよい炭素数6〜20のアリール基等が挙げられ、なかでも、炭素数1〜20のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、又はエトキシ基が更に好ましい。
また、R2の1価の有機基としては、例えば、炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキル基、及び置換基を有していていてもよい炭素数6〜20のアリール基等が挙げられ、なかでも、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10の分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
また、aは、1であるのが好ましく、R1がパラ位に有しているのが好ましい。
また、上述したアリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、及びアミノ基等が挙げられる。
また、光配向膜形成用組成物が後述する有機溶媒を含有する場合、上記低分子化合物Bの含有量は、溶媒100質量部に対して0.01〜50質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましい。
光配向膜形成用組成物は、ポリマー支持体との密着性が向上する、及び配向規制力が向上するといった理由から、架橋性基を含む繰り返し単位a1を含む重合体Apとは別に、重合体Apと反応可能な架橋性基を有する架橋剤Cを含んでいることが好ましい。架橋性基量を適切に調整することで、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の抽出及び塗膜内での拡散が制御できる。
上記架橋剤Cの分子量は、1000以下が好ましく、100〜500がより好ましい。
上記架橋剤Cとしては、例えば、分子内に2個以上のエポキシ基又はオキセタニル基を有する化合物、ブロックイソシアネート化合物(保護されたイソシアナト基を有する化合物)、及びアルコキシメチル基含有化合物等が挙げられる。
これらのうち、以下に具体例を示す、分子内に2個以上のエポキシ基又はオキセタニル基を有する化合物、又はブロックイソシアネート化合物が好ましい。
分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物の具体例としては、脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。
これらは市販品として入手できる。例えば、デナコールEX−611、EX−612、EX−614、EX−614B、EX−622、EX−512、EX−521、EX−411、EX−421、EX−313、EX−314、EX−321、EX−211、EX−212、EX−810、EX−811、EX−850、EX−851、EX−821、EX−830、EX−832、EX−841、EX−911、EX−941、EX−920、EX−931、EX−212L、EX−214L、EX−216L、EX−321L、EX−850L、DLC−201、DLC−203、DLC−204、DLC−205、DLC−206、DLC−301、及びDLC−402(以上ナガセケムテックス(株)製)、セロキサイド2021P、2081、3000、及びEHPE3150、エポリードGT401、並びに、セルビナースB0134、及びB0177((株)ダイセル製)等が挙げられる。
分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
分子内に2個以上のオキセタニル基を有する化合物の具体例としては、アロンオキセタンOXT−121、OXT−221、OX−SQ、及びPNOX(以上、東亞合成(株)製)が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物は、イソシアネート基が化学的に保護されたブロックイソシアネート基を有する化合物であれば特に制限はないが、硬化性の観点から、1分子内に2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物であることが好ましい。
なお、本発明におけるブロックイソシアネート基とは、熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であり、例えば、ブロック剤とイソシアネート基とを反応させイソシアネート基を保護した基が好ましく例示できる。また、上記ブロックイソシアネート基は、90℃〜250℃の熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であることが好ましい。
また、ブロックイソシアネート化合物としては、その骨格は特に制限されるものではなく、1分子中にイソシアネート基を2個有するものであればどのようなものでもよく、脂肪族、脂環族又は芳香族のポリイソシアネートであってよいが、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−トリメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,9−ノナメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、2,2’−ジエチルエーテルジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、o−キシレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、シクロヘキサン−1,3−ジメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジメチレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3’−メチレンジトリレン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、テトラクロロフェニレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化1,3−キシリレンジイソシアネート、及び水素化1,4−キシリレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物及びこれらの化合物から派生するプレポリマー型の骨格の化合物を好適に用いることができる。これらのなかでも、トリレンジイソシアネート(TDI)及びジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、又はイソホロンジイソシアネート(IPDI)が好ましい。
上記ブロックイソシアネート化合物のブロック構造を形成するブロック剤としては、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物、メルカプタン化合物、イミダゾール系化合物、及びイミド系化合物等が挙げられる。これらのなかでも、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、及びピラゾール化合物から選ばれるブロック剤が好ましい。
光配向膜形成用組成物は、上記以外の他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、例えば、架橋促進剤、密着改良剤、レベリング剤、及び可塑剤等が挙げられる。架橋促進剤としては、種々の金属塩キレート化合物、及び熱酸発生剤等が挙げられる。密着改良剤、レベリング剤、及び可塑剤としては、塗布用組成物の添加剤として知られている種々の公知の材料を利用することができる。
光配向膜形成用組成物は、光配向膜を作製する作業性等の観点から、有機溶媒を含むことが好ましい。溶媒を適切に選択することにより光配向膜形成用組成物をポリマー支持体上に塗工した際にポリマー支持体の表面に作用し、光配向膜との密着が強化され、また、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の抽出を制御することで光学異方性膜の配向制御を改善することができる。
なかでも、ポリマー支持体の添加剤由来の成分と相溶し易い有機溶媒が好ましい。光配向膜形成用組成物にポリマー支持体の添加剤由来の成分と相溶し易い有機溶媒を使用することで、光配向膜形成用組成物をポリマー支持体上に塗工した際にポリマー支持体の表面に作用して光配向膜との密着が強化され得る。また、上記有機溶媒の含有量を適切に調整することで、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の光配向膜形成用組成物への過度な抽出が抑制されることで光学異方性膜の配向制御が改善され得る。
なお、ポリマー支持体が添加剤を含むセルロースアシレートフィルムであり、かつポリエステル化合物又は糖エステル化合物である場合、有機溶媒として、ケトン類、エステル類、又はプロピレングリコールエーテル類を含むことが好ましい。
有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明を構成する光配向膜は、上述した光配向膜形成用組成物を用いる以外は従来公知の製造方法により製造することができ、特に、ロールトゥロールプロセスで製造することが好ましい。
具体的な製造方法の一例としては、下記工程1、下記工程2、及び下記工程3を含む製造方法が挙げられる。これらの工程の各条件を適切に調整することにより、ポリマー支持体と光配向膜との密着性を高めつつ、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の抽出を制御することで光学異方性膜の配向制御を改善することができる。
工程1:上述した光配向膜形成用組成物を上述のポリマー支持体表面に塗布して塗膜を形成する塗布工程
工程2:加熱することによって上記塗膜を乾燥及び架橋する加熱工程
工程3:上記乾燥及び架橋後の塗膜に対して偏光を照射するか、又は上記乾燥及び架橋後の塗膜の表面に対して斜め方向から非偏光を照射する光照射工程
塗布工程における塗布方法は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、フレキソ印刷、及びインクジェット印刷等が挙げられる。ロールトゥロールプロセスにおいては、なかでも、ダイコーティング、又はグラビアコーティングが好ましい。
図3においては、ポリマー支持体の巻回体(ロール)から巻きだしたポリマー支持体1上にダイ32を用いて塗布を行っている。
加熱工程における加熱方法は特に制限されず、工程1を経て得られる塗膜付きポリマー支持体を公知の方法により加熱すればよい。
加熱方法としては、例えば、加熱雰囲気下に晒すことによって塗膜付きポリマー支持体を加熱する方法、熱媒体を通流させた搬送ロール等に接触させることによって塗膜付きポリマー支持体を加熱する方法、及び熱線を照射することによって塗膜付きポリマー支持体を加熱する方法が挙げられる。加熱温度としては、30〜200℃が好ましい。
加熱工程の際に塗膜中の溶媒除去と重合体Apの熱架橋反応とを適切に制御することで、ポリマー支持体と光配向膜との密着性が強化し、かつ、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の抽出の制御がなされて光学異方性膜の配向制御が改善し得る。
なお、図3においては、加熱装置33により、塗膜付きポリマー支持体を加熱を行っている。
光照射工程において、工程2を経た上記乾燥及び架橋後の塗膜に対して照射する偏光は特に制限はなく、例えば、直線偏光、円偏光、及び楕円偏光等が挙げられ、直線偏光が好ましい。
また、非偏光を照射する「斜め方向」とは、塗膜表面の法線方向に対して極角θ(0<θ<90°)傾けた方向である限りは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、LED(light emitting diode)及びレーザー等の光源を用いた場合には、より簡略な構成で同様の偏光照射を実現できる。
偏光又は非偏光の照度としては、上記乾燥及び架橋後の塗膜中に含まれる液晶分子の配向を制御し得る波長であれば特に制限はないが、0.1〜300mW/cm2が好ましく、1〜100mW/cm2がより好ましい。
本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜は、逆波長分散性の重合性液晶化合物を含む組成物(以下、「重合性液晶組成物」ともいう。)を硬化させて得られる層である。
上記光学異方性膜中、液晶化合物の配向状態は固定されている。つまり、光学異方性膜中、液晶化合物は上述した光配向膜の配向規制力によって配向状態を形成し、且つ、硬化処理により液晶化合物中の重合性基が重合したことで、上記配向状態は固定化されている。
また「逆波長分散性の重合液晶性化合物」とは、逆波長分散性の光学異方性膜を形成し得る重合性液晶化合物を意図する。
重合性液晶化合物としては、後述する特定重合性液晶化合物が好ましい。
更に、上記光学異方性膜の配向性がより向上する理由から、光学異方性膜は、重合性液晶組成物をスメクチック相に配向した後に重合(配向状態を固定化)して得られる層であるのが好ましい。
0.75<Re(450)/Re(550)<1.00 ・・・(II)
ここで、式(II)中、Re(450)は、光学異方性膜の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。
また、上述したように、面内レターデーションの値は、AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)を用い、測定波長の光を用いて測定した値をいう。
本明細書における特定重合性液晶化合物とは、下記式(1)で表される重合性液晶化合物である。下記式(1)で表される重合性液晶化合物は、逆波長分散性である。つまり、下記式(1)で表される重合性液晶化合物を硬化して光学異方性膜を形成した時、上記光学異方性膜は逆波長分散性を示す。
また、上記式(1)中、G1及びG2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、又はNH−で置換されていてもよい。
また、上記式(1)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、又はNH−で置換されていてもよい。
また、上記式(1)中、SP1及びSP2は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、上記式(1)中、L1及びL2は、それぞれ独立に1価の有機基を表し、L1及びL2の少なくとも一方は重合性基を表す。ただし、Ar1が、下記式(Ar−3)で表される芳香環である場合、L1及びL2並びに下記式(Ar−3)中のL3及びL4の少なくとも1つが重合性基を表す。
また、上記式(1)中、mは、0〜2の整数を表し、mが2である場合、複数のE3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のA1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(1)中、nは、0〜2の整数を表し、nが2である場合、複数のE4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のA2は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(1)中、Ar1は、後述する式(Ar−1)〜(Ar−5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。
これらのうち、シクロヘキシレン基(シクロヘキサン環に由来する2価の基)が好ましく、1,4−シクロヘキシレン基がより好ましく、トランス−1,4−シクロヘキシレン基が更に好ましい。
また、上記式(1)中、G1及びG2が示す炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar−1)中のY1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、A1及びA2が示す炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基としては、上記式(1)中のG1及びG2で説明したものと同様のものが挙げられ、シクロヘキシレン基(シクロヘキサン環に由来する2価の基)が好ましく、1,4−シクロヘキシレン基がより好ましく、トランス−1,4−シクロヘキシレン基が更に好ましい。
また、上記式(1)中、A1及びA2が示す炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、及びA1及びA2が示す炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar−1)中のY1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
アルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10が更に好ましい。
また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6〜25が好ましく、6〜10がより好ましい。
また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1〜3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、又は酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましい。
また、上述した、アルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、後述する式(Ar−1)中のY1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、アクリロイル基又はメタクリロイル基が好ましい。アクリロイル基及びメタクリロイル基を比較すると、一般的にアクリロイル基の重合速度の方が速いことが知られており、生産性向上の観点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も重合性基として同様に使用できる。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、及びビニルオキシ基等が挙げられる。なかでも、脂環式エーテル基、又はビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、又はビニルオキシ基がより好ましい。
重合性基としては、なかでも、下記に例示するものが好ましい。
以下において、式(Ar−1)〜(Ar−5)について説明する。
R5が示す炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基等が挙げられる。
Y1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、及びナフチル基等のアリール基が挙げられる。
Y1が示す炭素数3〜12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、及びピリジル基等のヘテロアリール基が挙げられる。
また、Y1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、及びハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、及びシクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が更に好ましく、メチル基又はエチル基が特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、及びメトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ基が更に好ましく、メトキシ基又はエトキシ基が特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、なかでも、フッ素原子、又は塩素原子が好ましい。
炭素数1〜20の1価の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜15のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、具体的には、メチル基(Me)、エチル基、イソプロピル基、tert−ペンチル基(1,1−ジメチルプロピル基)、tert−ブチル基(tBu)、又は1,1−ジメチル−3,3−ジメチル−ブチル基がより好ましく、メチル基、エチル基、又はtert−ブチル基が更に好ましい。
炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、及びエチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、及びシクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、及びアダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、具体的には、フェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、ナフチル基、及びビフェニル基等が挙げられ、炭素数6〜12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、なかでも、フッ素原子、塩素原子、又は臭素原子が好ましい。
一方、R6〜R9、RX、及びRYが示す炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基等が挙げられる。
また、Xが示す第14〜16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、置換基を有する窒素原子、及び置換基を有する炭素原子が挙げられ、置換基としては、具体的には、アルキル基、アルコキシ基、アルキル置換アルコキシ基、環状アルキル基、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アルキルカルボニル基、スルホ基、及び水酸基等が挙げられる。
上記式(1)中、R1、R2、R3、及びR4が示す炭素数1〜4のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、及びtert−ブチル基等が挙げられる。
炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基としては、上記式(1)中のSP1及びSP2において説明したものと同様のものが挙げられる。
Qで示される置換基としては、上記式(Ar−1)中のY1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
1価の有機基としては、上記式(1)中のL1及びL2において説明したものと同様のものが挙げられる。
また、重合性基としては、上記式(1)中のL1及びL2において説明したものと同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar−4)及び上記式(Ar−5)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
ここで、Ax及びAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、上記式(Ar−4)及び上記式(Ar−5)中、Q3は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
また、Q3が示す炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基等が挙げられる。また、Q3が示す炭素数1〜6のアルキル基が有していてもよい置換基としては、上記式(Ar−1)中のY1が示す炭素数6〜12の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜12の芳香族複素環基が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
ここで、pKaは、25℃におけるテトラヒドロフラン(THF)/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数の値である。
本発明における酸解離定数の測定方法としては、丸善(株)刊 実験化学講座第2版の215ページ〜217ページに記載のアルカリ適定法を用いることができる。
なお、下記表1中、Kの側鎖構造に示される「*」は、芳香環との結合位置を表す。
また、下記表1中1−2、1−12で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基及びメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
重合性液晶組成物は、上述した特定重合性液晶化合物以外に、重合性基を1個以上有する他の重合性化合物を含んでいてもよい。
ここで、他の重合性化合物が有する重合性基は特に制限されず、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。重合性基としては、なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
重合性液晶組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
重合開始剤としては、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、及び同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、及び同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、及び米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、並びにアシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、及び特開平10−29997号公報記載)等が挙げられる。
また、上記式(I)中、Ar3は、2価の芳香族基を表し、D5は、炭素数1〜12の2価の有機基を表す。
また、上記式(I)中、R11は、炭素数1〜12のアルキル基を表し、Y2は、1価の有機基を表す。
また、上記式(I)中、Ar3が示す2価の芳香族基を構成する芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、及びフェナンスロリン環等の芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、及びベンゾチアゾール環等の芳香族複素環;等が挙げられる。
また、上記式(I)中、D5が示す炭素数1〜12の2価の有機基としては、例えば、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基が挙げられ、具体的には、メチレン基、エチレン基、又はプロピレン基が好ましい。
また、上記式(I)中、R11が示す炭素数1〜12のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、又はプロピル基が好ましい。
また、上記式(I)中、Y2が示す1価の有機基としては、例えば、ベンゾフェノン骨格((C6H5)2CO)を含む官能基が挙げられる。具体的には、下記式(Ia)及び下記式(Ib)で表される基のように、末端のベンゼン環が無置換又は1置換であるベンゾフェノン骨格を含む官能基が好ましい。なお、下記式(Ia)及び下記式(Ib)中、*は結合位置、すなわち、上記式(I)におけるカルボニル基の炭素原子との結合位置を表す。
重合性液晶組成物中、重合開始剤の含有量(複数種含まれる場合はその合計含有量)は特に制限されないが、重合性液晶組成物の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。
重合性液晶組成物は、光学異方性膜を形成する作業性等の観点から、溶媒を含むことが好ましい。溶媒を適切に選択することにより、重合性液晶化合物の配向状態をより精密に制御することができる。
溶媒としては、具体的には、ケトン類(例えば、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、及びシクロペンタノン等)、エーテル類(例えば、ジオキサン、及びテトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、及びトリメチルベンゼン等)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、トリクロロメタン、及びクロロトルエン等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸ブチル等)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、及びシクロヘキサノール等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、及びエチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、及びアミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、及びジメチルアセトアミド等)等が挙げられる。
有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合性液晶組成物は、光学異方性膜の表面を平滑に保ち、配向制御を容易にする観点から、レベリング剤を含むことが好ましい。
このようなレベリング剤としては、添加量に対するレベリング効果が高い理由から、フッ素系レベリング剤又はケイ素系レベリング剤であることが好ましく、泣き出し(ブルーム、ブリード)を起こしにくい観点から、フッ素系レベリング剤であることがより好ましい。
重合性液晶組成物は、必要に応じて、配向制御剤を含んでいてもよい。
配向制御剤により、ホモジニアス配向の他、傾斜配向、ハイブリッド配向、及びコレステリック配向等の種々の配向状態を形成することができ、また、特定の配向状態をより均一かつより精密に制御して実現することができる。
低分子の配向制御剤としては、例えば、特開2002−20363号公報の[0009]〜[0083]段落、特開2006−106662号公報の[0111]〜[0120]段落、及び特開2012−211306公報の[0021]〜[0029]段落の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、高分子の配向制御剤としては、例えば、特開2004−198511号公報の[0021]〜[0057]段落、及び特開2006−106662号公報の[0121]〜[0167]段落を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
これらの配向制御剤は、さらに重合性官能基、特に、本発明に用いる重合性液晶組成物を構成する特定重合性液晶化合物と重合可能な重合性官能基を有していてもよい。
重合性液晶組成物は、上述した成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、上述した重合性液晶化合物以外の液晶化合物、界面活性剤、チルト角制御剤、配向助剤、可塑剤、及び架橋剤等が挙げられる。配向助剤としては、ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)、及びNKエステルA−200(新中村化学工業社製)等が好ましい。
例えば、上述した光配向膜上に、重合性液晶組成物を塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜に対して硬化処理(光照射処理(例えば紫外線照射処理)又は加熱処理)を施すことにより形成することができる。なお、光学異方性膜の形成工程は、図3に示すように、光配向膜の形成工程と連続して行うことが好ましい。
重合性液晶組成物の塗布は、例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、及びダイコーティング法等の公知の方法により実施できる。なお、図3においては、重合性液晶組成物の塗布は、ダイ35によって行われる。
塗膜から溶媒を除去するに当たっては、光配向膜の形成方法で述べたのと同様の加熱工程を適用できる。加熱条件、特に塗膜から溶媒を除去する条件を調整することによってポリマー支持体の添加剤由来の成分の抽出及び塗膜内での拡散を制御することで、光学異方性膜の配向状態を改善することができる。
なお、図3においては、上記加熱工程は、加熱装置36によって行われる。
本発明の光学フィルムと偏光子とを貼り合わせることにより各種の機能を付与した偏光板を構成することができる。また、本発明の光学フィルム中の光学異方性膜が光配向膜と剥離可能である場合、光学フィルムから転写された光学異方性膜と偏光子とを貼り合わせることによって偏光板を構成することもできる。
偏光子としては光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に制限されず、従来公知の吸収型偏光子及び反射型偏光子を利用することができる。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸及び染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第5048120号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、及び特許第4751486号公報等を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
上述した反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、及び、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子等が用いられる。
なかでも、取り扱い性の点から、ポリビニルアルコール系樹脂(−CH2−CHOH−を繰り返し単位として含むポリマー、特に、ポリビニルアルコール及びエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つ)を含む偏光子であることが好ましい。
セルロース系ポリマー又はアクリル系ポリマーを用いたフィルムとしては、上述したポリマー支持体と同じものを用いることができる。なお、偏光板としては、上述したポリマー支持体を偏光子とを貼り合わせたものであってもよい。
図2Aは、直線偏光子22、ポリマー支持体16、光配向膜14、光学異方性膜12をこの順に有する偏光板20の概念図である。直線偏光子22とポリマー支持体16との間は任意に接着層(図示せず)を設けてもよいし、また、直線偏光子22のポリマー支持体16とは反対の面に任意のポリマーフィルム(図示せず)を設けてもよい。
図2Bは、直線偏光子22、本発明の光学フィルムから転写した光学異方性膜12、及びポジティブCプレート18をこの順に有する偏光板の概念図を示す。各層間には感圧性接着層等の接着層(図示せず)及び任意のポリマーフィルム(図示せず)を設けてもよい。
本発明の光学フィルム又は本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜がλ/4プレートの特性を有する場合、組み合わせる直線偏光子の吸収軸と、本発明の光学フィルム又は本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜の遅相軸とを45°で交差させることにより、円偏光板を得ることができる。
更に、上記円偏光板を後述する画像表示装置の外光反射防止層として用いる場合においては、反射光の色味を調整することを目的として、組み合わせる直線偏光子の吸収軸と、本発明の光学フィルムあるいは本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜の遅相軸との交差角を45°±8°の範囲で調整することが好ましい。
上述した偏光板には、本発明の光学フィルム又は本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜、及び上述した任意のポリマーフィルムの他に、さらにその他の層を含んでいてもよい。その他の層としては、具体的には、加飾層、接着層、光拡散層、ガスバリア層、着色層、導電層(タッチパネル)、及び帯電防止層等が挙げられる。また、斜め透過光の偏光変換の最適化を目的として、例えばポジティブCプレート及びその他の位相差フィルムをさらに組合せてもよい。
本発明の光学フィルム又は上述した偏光板は、画像表示装置に適用できる。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子としては特に制限されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル、及びマイクロLEDディスプレイパネル等が挙げられる。本発明の光学フィルム又は上述した偏光板は、表示画質を向上させるための光学補償の目的で使用することもできるし、外光が表示素子で反射されることによる表示画質の低下を抑制する目的で使用することもできる。
上述した本発明の光学フィルム又は本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜を適用した液晶表示装置の一例としては、上述した本発明の光学フィルム又は本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜を貼り合わせた偏光板と、液晶セルとを有する液晶表示装置が挙げられる。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として上述した偏光板を用いるのが好ましい。必要に応じ、ポジティブCプレート等をさらに組み合わせて、斜視方向の表示性能を改善することができる。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Virtical Alignment)モード、OCB(Optical Compensated Bend)モード、IPS(In−Place−Switching)モード、又はTN(Twisted Nematic)であることが好ましいが、これらに制限されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60〜120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT(thin−film−transistor liquid−crystal display)液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
有機EL表示装置において、本発明の光学フィルム又は本発明の光学フィルムから転写された光学異方性膜を貼り合わせた円偏光板を用いることにより、外部光が有機ELパネルの電極等に反射して表示コントラストを低下させる現象を抑制し高画質の表示を可能にできる。有機ELパネルとしては公知の構成が広く利用でき、また、さらにタッチパネルを具備するものであることができる。上述した円偏光板には、ポジティブCプレートをさらに組み合わせることにより、斜視方向にも優れた反射色味を呈する表示装置を構成することができる。
<重合体Ap1の合成>
冷却管、温度計、及び撹拌機を備えたフラスコに、n−ブトキシメチルアクリレート60.0質量部、アクリルアミド 40.0質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)4.8質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル 313.9質量部を仕込み、85℃にて20時間反応させることにより、架橋性基を有する重合体Ap1の溶液(固形分濃度25質量%)を得た。得られた重合体Ap1のMnは3,560、Mwは4,820であった。
Langmuir,32(36),9245−9253,(2016年)に記載された方法に従い、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)(東京化成試薬)と下記桂皮酸クロリド誘導体を用いて、以下に示すモノマーm−1を合成した。
冷却管、温度計、及び撹拌機を備えたフラスコに、メタクリル酸2.5質量部、メチルメタクリレート 9.2質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5.0質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.2質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル50.7質量部を仕込み、70℃にて20時間反応させることにより、架橋性基を有する重合体Ap3の溶液(固形分濃度25質量%)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは19,600、Mwは45,200であった。
下記組成(P−1、P−2、P−3)の光配向膜用組成物を調製した。なお、得られた各組成物では、各重合体並びに他の成分は添加した量どおりに溶媒に十分に溶解していた。
光配向膜用組成物(P−1)
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化合物CIN−1 1.00質量部
上記重合体Ap1の溶液(固形分量35質量%) 2.90質量部
上記重合体Ap3の溶液(固形分量25質量%) 4.00質量部
パラトルエンスルホン酸1水和物 0.10質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 43.7質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光配向膜用組成物(P−2)
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上記重合体Ap1 4.60質量部
下記化合物B2 0.80質量部
下記架橋剤C−1 3.00質量部
化合物D1 0.80質量部
酢酸ブチル 120質量部
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(化合物D1)熱酸発生剤(サンエイドSI−60、三新化学工業株式会社製)
光配向膜用組成物(P−3)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記重合体Ap2 10.00質量部
上記化合物D1 0.50質量部
イソプロピルアルコール 1.65質量部
酢酸ブチル 107.20質量部
メチルエチルケトン 26.80質量部
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下記組成(A−1〜A−3)の光学異方性膜用塗布液を調製した。
光学異方性膜用塗布液(A−1)
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・下記重合性液晶化合物L−1 42.00質量部
・下記重合性液晶化合物L−2 42.00質量部
・下記重合性化合物A−1 16.00質量部
・下記重合開始剤S−1 0.50質量部
・レベリング剤(下記化合物G−1) 0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 2.00質量部
・NKエステルA−200(新中村化学工業社製) 1.00質量部
・メチルエチルケトン 424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、下記重合性液晶化合物L−1及びL−2のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、下記重合性液晶化合物L−1及びL−2は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
(光学異方性膜用塗布液A−2)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合性液晶化合物L−3 95.00質量部
・下記重合性液晶化合物L−4 5.00質量部
・上記重合開始剤S−1 0.50質量部
・上記レベリング剤G−1 0.20質量部
・シクロペンタノン 570.00質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性膜用塗布液(A−3)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記重合性液晶化合物L−1 42.00質量部
・上記重合性液晶化合物L−2 42.00質量部
・上記重合性化合物A−1 16.00質量部
・上記重合開始剤S−1 0.50質量部
・レベリング剤(上記化合物G−1) 0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 2.00質量部
・NKエステルA−200(新中村化学工業社製) 1.00質量部
・シクロペンタノン 424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
(コア層セルロースアシレートドープの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
コア層セルロースアシレートドープ
─────────────────────────────────
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
特開2015−227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
下記の化合物F 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
メタノール(第2溶媒) 64質量部
─────────────────────────────────
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
マット剤溶液
─────────────────────────────────
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶媒) 11質量部
上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
─────────────────────────────────
上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙及び平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。ドラム上のフィルムの溶媒含有率が略20質量%の状態でフィルムを剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmのセルロースアシレートフィルムを作製し、これを実施例1のポリマー支持体(セルロースアシレートフィルム1)とした。セルロースアシレートフィルム1のコア層は厚み36μm、コア層の両側に配置された外層はそれぞれ厚み2μmであった。得られたセルロースアシレートフィルム1の波長550nmにおける面内レターデーションは0nmであり、厚み方向のレターデーションは、1nmであった。
〔光学フィルムの作製〕
作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム1を繰り出して搬送しながら、セルロースアシレートフィルム1の片側の面に、先に調製した光配向膜用組成物P−1を連続的に塗布した。
塗布後、搬送しながら115℃の雰囲気下で150秒間加熱し、厚さ0.2μmの光異性化組成物層を形成した。
得られた光異性化組成物層に偏光紫外線照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜PA−1を形成した。
次いで、光配向膜上に、先に調製した光学異方性膜用塗布液A−1を連続的に塗布し、組成物層(塗膜)を形成した。
形成した組成物層を110℃まで加熱した後、60℃に冷却し配向を安定化させた。その後、60℃に保ち、窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)で紫外線照射(500mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)によって配向を固定化し、厚さ2.3μmの光学異方性膜を形成し、実施例1の光学フィルム1を作製した。得られた光学積層体の波長550nmにおける面内レターデーションは140nmであった。
光配向膜用組成物及び/又は光配向膜の厚さを表2に記載のように変更し、実施例2〜4の光学フィルム2〜4、比較例1の光学フィルム11を作製した。なお、光配向膜の厚さの変更は、使用した光配向膜用組成物の面積あたりの塗布量を変更することによって行った。また、光学異方性膜形成用組成物の面積あたりの塗布量を調整することにより、各フィルムの光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションは全て140nmとした。
光学異方性膜形成用組成物として光学異方性膜用塗布液A−3を用いた以外は実施例2と同様にして、実施例5の光学フィルム5を作製した。光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションは140nmであった。
光学異方性膜形成用組成物として光学異方性膜用塗布液A−2を用いた以外は実施例2と同様にして、実施例6の光学フィルム6を作製した。光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションは140nmであった。
実施例1において、セルロースアシレートフィルム1に代えフィルム2としてポリエチレンテレフタレートフィルム(FD100、富士フイルム(株)製。表中ではフィルム2と称する。)を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例2の光学フィルム12を作製した。
実施例1において、光異性化組成物層の加熱時間を100秒とした以外は、実施例1と同様にして比較例3の光学フィルム13を作製した。
<支持体と光配向膜との密着性>
上記の光学フィルム作製工程中において、支持体上に光配向膜が積層された積層体を取りだし、JIS D0202−1988に準拠して、碁盤目テープ剥離試験を行った。セロハンテープ(商品名:CT24、ニチバン(株)製)を用い、擦り棒を用いてフィルムに密着させた後、剥離した。判定は100マスの内、剥離するマス目の数で表し、下記の基準に従い評価した。
A:剥離したマスが無い
B:1〜9マスの剥離が見られる
C:剥離したマスが10マス以上
<光配向膜表面の支持体由来成分量>
[検量線の作成]
上記の光配向膜用組成物P−1に、上述したポリエステル化合物Bを、組成物P−1の全固形分量に対して0.1質量%、1.0質量%添加した検量線作成用の組成物P−1(0.1)、P−1(1.0)をそれぞれ調製した。光配向膜用組成物P−1、並びに検量線作成用の組成物P−1(0.1)及びP−1(1.0)を洗浄したガラス板上にそれぞれスピンコートした後120℃で1分間加熱し、ガラス板上に設けられた厚さ0.3μmのモデル膜をそれぞれ作製した。
得られたモデル膜について、Ulvac−PHI社製質量分析装置「TRIFT V Nano TOF(一次イオンBi3 ++、加速電圧30kV)」を用いて、モデル膜にAr−GCIB銃(15kV、2.5nA、500μm四方)でエッチングしながら、膜に含まれるポリエステル化合物B由来のフラグメントイオンの膜厚方向の総和を総検出イオン量で規格化することで、光配向膜用組成物P−1に含まれるポリエステル化合物B比率を測定することにより計算上含まれるポリエステル化合物Bの量と検出イオン量との相関を求め、光配向膜中に含まれるポリエステル化合物B含有量の検量線を作成した。
上述した化合物Fについても、同様の操作により検量線を作成した。
また、光配向膜用組成物P−2、P−3についても同様の手順により上述のポリエステル化合物B含有量及び化合物F含有量の検量線を作成した。
作製した光学フィルム1、2、4、5、6、11、12、及び13について、光学異方性膜を粘着テープを用いて光配向膜上から除去した後、表出した光配向膜PA−1の表面を二次イオン質量分析装置で分析した。また、作製した光学フィルム3については、フィルム面から0.6°の角度で斜め切削してその切削面に表出した光配向膜の部位を二次イオン質量分析装置で分析した。得られた各化合物の規格化二次イオンピーク量から、上述した検量線に基づいて、それらの含有量の総量を算出した。つまり、光配向膜全質量に対する、光配向膜において光学異方性膜との境界領域に含まれるポリマー支持体の添加剤に由来する成分の量(質量%)を求めた。結果を表2に示す。
作製した光学フィルムについて、偏光顕微鏡を用いて消光位から2度ずらした状態で観察した。その結果、以下の基準で評価した。結果を下記表2に示す。
A:液晶ダイレクタが均一に整って配向している
B:液晶ダイレクタの乱れがなく、面状が安定している
C:液晶ダイレクタの乱れが部分的であり、面状が安定している
D:液晶ダイレクタが広く乱れており、面状が安定していない
AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)を用い、面内レターデーション(Re(450nm)とRe(550nm))測定波長の光を用いて測定し、波長分散Re(450nm)/Re(550nm)の値を示す。
また、実施例2、実施例5、及び実施例6の対比から、特定重合性液晶化合物が上述した式(1−1)〜(1−14)で表される化合物に該当する場合、得られる光学フィルムは、液晶化合物の配向状態がより良好であった。
より具体的には、比較例1においては、ポリマー支持体上に形成される光配向膜形成用組成物の塗膜(光異性化組成物層)が厚いことからポリマー支持体に作用する溶媒量が多く、これに起因して、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の光異性化組成物層への過度な抽出が生じたことが理由であると推測される。この結果、得られる光学フィルムは、ポリマー支持体と光配向膜との密着性には優れるものの、光異性化組成物層の液晶化合物の配向状態の均一性に劣ると考えられる。
また、比較例2においては、光配向膜形成用組成物中の溶媒がポリマー支持体表面を膨潤する作用がない又は著しく弱いため、得られる光学フィルムのポリマー支持体と光配向膜との密着性が所望の要求を満たさなかったと考えられる。
また、比較例3においては、光配向膜形成用組成物の塗膜(光異性化組成物層)の塗膜の加熱時間を短くしたため光配向膜の架橋密度が小さく、これに起因して、光配向膜上に光学異方性膜形成用組成物の塗膜を形成した際に、ポリマー支持体の添加剤由来の成分の光異性化組成物層への過度な抽出が生じたことが理由であると推測される。この結果、得られる光学フィルムは、光異性化組成物層の液晶化合物の配向状態の均一性に劣ると考えられる。
(ポジティブCプレート膜1の作製)
特開2015−200861号公報の[0124]段落に記載に記載されたポジティブCプレートと同様の方法で、形成用仮支持体上にポジティブCプレート膜C−1を有するフィルムを作製した。ただし、Rth(550)が−69nmとなるように、ポジティブCプレートの厚みは制御した。
実施例1の光学フィルム1の光学異方性膜上に粘着剤層を設け、偏光板と貼合させた後セルロースアシレートフィルム1を剥離除去して、偏光板と光学異方性膜とが粘着剤で積層された積層体を作製した。さらに、光学異方性膜側に、粘着剤を介して上記で作製したポジティブCプレート膜C−1を転写し、形成用仮支持体は除去し、円偏光板1を得た。
実施例1の光学フィルムに代えて実施例2、4、5、6の光学フィルム2、4、5、6を用いた以外は円偏光板1と同様にして、円偏光板2、4、5、6をそれぞれ作製した。
実施例3の光学フィルム3の光学異方性膜側に、粘着剤を介して上記で作製したポジティブCプレート膜C−1を転写し、形成用仮支持体は除去した。また、光学積層体のセルロースアシレートフィルム1側に粘着剤を介して偏光板を貼り合わせて円偏光板3を得た。
次に、有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY SIIを分解し、円偏光板を剥離して、上記で作製した円偏光板1〜6を、ポジティブCプレート側がパネル側となるよう粘着剤を介して貼合し、それぞれに対応する表示装置を作製した。
得られた表示装置に白表示、黒表示、画像表示をして、極角60度から蛍光灯を映し込んだときの反射光を観察したところ、いずれの円偏光板を用いた表示装置も黒浮きが全くなく、黒表示時のパネル色味はニュートラルであり、表示装置として極めて優れたものであった。
3、12 光学異方性膜
2、14 光配向膜
1、16 ポリマー支持体
11 光学異方性膜の光配向膜側の境界領域
13 光配向膜と光学異方性膜との界面
15 光配向膜の光学異方性膜側の境界領域
18 ポジティブCプレート
20 偏光板
22 偏光子
30 光学フィルムの製造工程
31、39 ロール
32、35 ダイ
33、36 加熱装置
34、37 光源
38 バックアップロール
Claims (9)
- 添加剤を含むポリマー支持体、光配向膜、及び光学異方性膜をこの順に積層してなる光学フィルムであって、
前記光学異方性膜は、逆波長分散性の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成されており、
前記光配向膜において前記光学異方性膜との境界領域に含まれる、前記ポリマー支持体の添加剤に由来する成分の量が光配向膜全質量に対して0.10〜0.50質量%である、光学フィルム。 - 前記逆波長分散性の重合性液晶化合物が、下記一般式(1)で表される化合物である、請求項1に記載の光学フィルム。
L1−SP1−(E3−A1)m−E1−G1−D1−Ar1−D2−G2−E2−(A2−E4)n−SP2−L2 ・・・(1)
式(1)中、D1、D2、E1、E2、E3及びE4は、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−C(=S)O−、−CR1R2−、−CR1R2−CR3R4−、−O−CR1R2−、−CR1R2−O−CR3R4−、−CO−O−CR1R2−、−O−CO−CR1R2−、−CR1R2−O−CO−CR3R4−、−CR1R2−CO−O−CR3R4−、−NR1−CR2R3−、又は−CO−NR1−を表す。R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、又はNH−で置換されていてもよい。
A1及びA2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、又はNH−で置換されていてもよい。
SP1及びSP2は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
L1及びL2は、それぞれ独立に1価の有機基を表し、L1及びL2の少なくとも一方は重合性基を表す。ただし、Ar1が、下記式(Ar−3)で表される芳香環である場合、L1及びL2並びに下記式(Ar−3)中のL3及びL4の少なくとも1つが重合性基を表す。
mは、0〜2の整数を表し、mが2である場合、複数のE3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のA1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
nは、0〜2の整数を表し、nが2である場合、複数のE4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のA2は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
Ar1は、下記式(Ar−1)〜式(Ar−5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。
Q1は、N又はCHを表す。
Q2は、−S−、−O−、又は、−N(R5)−を表し、R5は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Y1は、置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい炭素数3〜12の芳香族複素環基を表す。
Z1、Z2、及びZ3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の1価の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−OR6、−NR7R8、−SR9、−COORX、又は−OCORYを表し、R6〜R9、RX、及びRYは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Z1及びZ2は、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
A3及びA4は、それぞれ独立に、−O−、−N(R10)−、−S−、及び−CO−からなる群から選択される基を表し、R10は、水素原子又は置換基を表す。
Xは、水素原子、又は置換基が結合していてもよい第14〜16族の非金属原子を表す。
D3及びD4は、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−C(=S)O−、−CR1R2−、−CR1R2−CR3R4−、−O−CR1R2−、−CR1R2−O−CR3R4−、−CO−O−CR1R2−、−O−CO−CR1R2−、−CR1R2−O−CO−CR3R4−、−CR1R2−CO−O−CR3R4−、−NR1−CR2R3−、又は−CO−NR1−を表す。R1、R2、R3、及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
SP3及びSP4は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、若しくは、−CO−に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
L3及びL4は、それぞれ独立に1価の有機基を表し、L3及びL4並びに前記式(1)中のL1及びL2の少なくとも1つが重合性基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ax及びAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
Q3は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。 - 前記光配向膜が、
架橋性基を含む重合体と、シンナメート基を有する低分子化合物と、を含む光配向膜形成用組成物から形成されるか、又は、
架橋性基及び光配向性基を含む重合体を含む光配向膜形成用組成物から形成される、請求項1又は2に記載の光学フィルム。 - 前記ポリマー支持体が、添加剤を含むセルロースアシレートフィルムである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記添加剤が、ポリエステル化合物又は糖エステル化合物である、請求項4に記載の光学フィルム。
- 前記ポリマー支持体のRe(550)が0〜10nmであり、Rth(550)が−10〜15nmである、請求項4又は5に記載の光学フィルム。
- 前記光学異方性膜が、前記光配向膜に対して剥離可能に設けられている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルム、又は請求項8に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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