KR20190117786A - 편광 소자, 원편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 화상 표시 장치에 적용했을 때에 반사 방지 기능이 우수한 편광 소자와, 이것을 갖는 원편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 편광 소자는, 배향막과, 이색성 물질을 이용하여 형성된 이방성 광흡수막을 갖고, 상기 이방성 광흡수막의 배향도 S가 0.92 이상이며, 상기 배향막의 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0이다.
Description
본 발명은, 편광 소자, 원편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 플렉시블 OLED(Organic Light Emitting Diode)의 개발이 진행되고 있으며, 사용되는 각 부재에 대하여 플렉시블화가 진행되고 있다. 그 중에서도, 외광의 반사 방지를 위하여 사용되고 있는 원편광판은, 높은 편광도와 플렉시블성이 요구된다. 종래, 원편광판에는 아이오딘 편광자가 사용되고 있다. 아이오딘 편광자는, 아이오딘을 폴리바이닐알코올과 같은 고분자 재료에 용해 또는 흡착시켜, 그 막을 일 방향에 필름 상으로 고배율로 연신함으로써 제작되기 때문에, 충분한 플렉시블성이 없었다.
이로 인하여, 유리나 투명 필름 등의 기판 상에 이색성 물질을 도포하고, 분자 간 상호 작용 등을 이용하여 배향시킨 편광 소자의 사용이 검토되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 이색성 물질의 농도가 높고, 박막이며, 높은 편광도를 갖는 편광 소자가 제안되고 있다.
그러나, 본 발명자들이 검토한바, 특허문헌 1에 기재된 방식과 같이, 이색성 물질의 농도를 높인 경우, 이방성 광흡수막의 배향도를 높일 수 있기 때문에 편광도가 높은 편광 소자가 얻어지지만, 반사 방지 기능이 저하되는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명은, 화상 표시 장치에 적용했을 때에 반사 방지 기능이 우수한 편광 소자와, 이것을 갖는 원편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 배향막과 이색성 물질을 포함하는 이방성 광흡수막을 갖는 편광 소자에 있어서, 이방성 광흡수막의 배향도 S가 0.92 이상이며, 배향막의 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0이면, 반사 방지 기능이 우수한 편광 소자가 얻어지는 것을 발견했다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 발견했다.
[1]
배향막과, 이색성 물질을 이용하여 형성된 이방성 광흡수막을 갖고,
상기 이방성 광흡수막의 배향도 S가 0.92 이상이며,
상기 배향막의 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0인, 편광 소자.
[2]
상기 배향막의 면내의 파장 550nm에 있어서의 굴절률 이방성 Δn이 0.10 이상인, [1]에 기재된 편광 소자.
[3]
상기 굴절률 이방성 Δn이 0.20 이상인, [2]에 기재된 편광 소자.
[4]
상기 평균 굴절률 nave가 1.55~1.80인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[5]
상기 배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550이 1.55~1.75인, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[6]
상기 배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550에 대한, 상기 배향막의 파장 450nm에 있어서의 평균 굴절률 n450의 비가, 1.0 이상인, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[7]
상기 이방성 광흡수막의 면내에 있어서, 파장 550nm에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향에 있어서, 상기 이방성 광흡수막의 굴절률을 Nx550, 상기 배향막의 굴절률을 nx550으로 하고,
상기 이방성 광흡수막의 면내에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향으로 면내에서 직교하는 방향에 있어서, 상기 이방성 광흡수막의 굴절률을 Ny550, 상기 배향막의 굴절률을 ny550으로 했을 때에, 식 (1)을 충족시키는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
|Nx550-nx550|+|Ny550-ny550|<0.3
식 (1)
[8]
상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 이방성 광흡수막의 전체 고형분 질량에 대하여, 8~22질량%인, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[9]
상기 배향막의 두께가 10nm~100nm인, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[10]
상기 배향막이 아조기를 갖는 광반응성기를 갖는 광활성 화합물을 이용하여 형성된 광배향막인, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[11]
상기 광활성 화합물이, 후술하는 식 (I)로 나타나는 화합물인, [10]에 기재된 편광 소자.
후술하는 식 (I) 중, R21, R22, R23 및 R24는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R21, R22, R23 및 R24 중 적어도 하나는, 카복시기, 설포기 또는 그들의 염을 나타낸다.
후술하는 식 (I) 중, m은 1~4의 정수를 나타내고, n은 1~4의 정수를 나타내며, o는 1~5의 정수를 나타내고, p는 1~5의 정수를 나타낸다. m, n, o 및 p가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R21, R22, R23 및 R24는 각각, 서로 동일해도 되고 달라도 된다.
[12]
상기 광배향막이, 굴절률 1.50~1.60의 바인더 성분을 포함하고,
상기 바인더 성분의 함유량이, 상기 광배향막의 전체 고형분 질량에 대하여, 10질량% 이상인, [10] 또는 [11]에 기재된 편광 소자.
[13]
상기 배향막이, 폴리암산 및 폴리이미드 화합물 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 이용하여 형성된 막인, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[14]
상기 이색성 물질이, 후술하는 식 (II)로 나타나는 화합물을 포함하는, [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
후술하는 식 (II) 중, R31, R32, R33, R34 및 R35는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R36 및 R37은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기를 나타내며, Q31은 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화 수소기, 방향족 복소환기 또는 사이클로헥세인환기를 나타내고, L31은 2가의 연결기를 나타내며, A31은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R36, R37 및 Q31은, 치환기로서 라디칼 중합성기를 갖고 있어도 된다.
[15]
상기 이방성 광흡수막이, 역파장 분산성을 나타내는, [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[16]
기판을 더 갖고,
상기 기판, 상기 배향막 및 상기 이방성 광흡수막을 이 순서로 갖는, [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[17]
[1] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자와, 1/4 파장판을 갖는, 원편광판.
[18]
[1] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자 또는 [17]에 기재된 원편광판과, 화상 표시 소자를 갖는, 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 화상 표시 장치에 적용했을 때에 반사 방지 기능이 우수한 편광 소자와, 이것을 갖는 원편광판 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, 평행, 직교란 엄밀한 의미에서의 평행, 직교를 의미하는 것이 아니라, 평행 또는 직교로부터 ±5°의 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, (메트)아크릴산이란, "아크릴산" 및 "메타크릴산"의 총칭이고, (메트)아크릴로일이란, "아크릴로일" 및 "메타크릴로일"의 총칭이며, (메트)아크릴로일옥시란, "아크릴로일옥시" 및 "메타크릴로일옥시"의 총칭이고, (메트)아크릴레이트란, "아크릴레이트" 및 "메타크릴레이트"의 총칭이다.
또, 본 명세서에 있어서, 액정성 조성물 및 액정성 화합물에는, 경화 등에 의하여, 이미 액정성을 나타내지 않게 된 것도 개념으로서 포함된다.
[이방성 광흡수막의 배향도]
본 발명에 있어서의 이방성 광흡수막의 배향도 S는, 광학 현미경(주식회사 니콘제, 제품명 "ECLIPSE E600 POL")의 광원 측에 직선 편광자를 삽입한 상태에서, 샘플대에 이방성 광흡수막을 세팅하고, 멀티 채널 분광기(Ocean Optics사제, 제품명 "QE65000")를 이용하여 이방성 광흡수막의 흡광도를 측정하며, 이하의 식에 의하여 산출되는 값이다.
배향도: S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0: 이방성 광흡수막의 흡수축 방향의 편광에 대한 흡광도
Ay0: 이방성 광흡수막의 투과축 방향의 편광에 대한 흡광도
[굴절률]
본 발명에 있어서의 이방성 광흡수막 및 배향막의 굴절률은, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U를 이용하여 측정되는 값이다.
구체적으로는, 소정의 파장 t[nm]에 있어서, 이방성 광흡수막의 면내에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향을 x축, 그에 대하여 직교하는 방향을 y축, 면내에 대한 법선 방향을 z축으로 하고, x축 방향의 굴절률을 Nxt, y축 방향의 굴절률을 Nyt, z축 방향의 굴절률을 Nzt로 정의한다. 예를 들면, 측정 파장이 550nm인 경우, x축 방향의 굴절률을 Nx550, y축 방향의 굴절률을 Ny550, z축 방향의 굴절률을 Nz550이라고 부른다.
본 발명에 있어서의 배향막의 굴절률에 대해서도, 이방성 광흡수막의 굴절률과 동일하게 하여 측정되고, 상기 x축 방향(즉, 이방성 광흡수막의 면내에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향)의 굴절률을 nxt, 상기 y축 방향의 굴절률을 nyt, 상기 z축 방향의 굴절률을 nzt로 정의한다. 예를 들면, 측정 파장이 550nm인 경우, x축 방향의 굴절률을 nx550, y축 방향의 굴절률을 ny550, z축 방향의 굴절률을 nz550이라고 부른다.
본 발명에 있어서의 배향막의 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave란, 파장 400~700nm의 범위에서 1nm마다 nxt 및 nyt를 측정하고, x축 방향의 굴절률의 평균값 nxave 및 y축 방향의 굴절률의 평균값 nyave를 이용하여, 하기 식 (R1)에 의하여 산출된다.
평균 굴절률 nave=(nxave+nyave)/2
(R1)
nxave=(nx400+nx401+nx402+…+nx699+nx700)/301
nyave=(ny400+ny401+ny402+…+ny699+ny700)/301
본 발명에 있어서의 배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550은, 하기 식 (R2)에 의하여 산출된다.
평균 굴절률 n550=(nx550+ny550)/2
(R2)
본 발명에 있어서의 배향막의 면내의 파장 550nm에 있어서의 굴절률 이방성 Δn은, 하기 식 (R3)에 의하여 산출된다.
굴절률 이방성 Δn=nx550-ny550
(R3)
[리타데이션]
본 발명에 있어서, Re(λ) 및 Rth(λ)는 각각, 파장 λ에 있어서의 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. 특별한 기재가 없을 때는, 파장 λ는, 550nm로 한다.
본 발명에 있어서, Re(λ) 및 Rth(λ)는 AxoScan OPMF-1(옵토사이엔스사제)에 있어서, 파장 λ로 측정한 값이다. AxoScan에 평균 굴절률((Nx+Ny+Nz)/3)과 막두께(d(μm))를 입력함으로써,
지상축 방향(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((Nx+Ny)/2-Nz)×d가 산출된다.
또한, R0(λ)는, AxoScan OPMF-1로 산출되는 수치로서 표시되는 것이지만, Re(λ)를 의미하고 있다.
리타데이션의 산출에 이용하는 굴절률 Nx, Ny, 및 Nz는, 아베 굴절률(NAR-4T, 아타고사제)을 사용하고, 광원으로 나트륨 램프(λ=589nm)를 이용하여 측정한다. 또, 파장 의존성을 측정하는 경우는, 다파장 아베 굴절계 DR-M2(아타고사제)로, 간섭 필터와의 조합으로 측정할 수 있다.
또, 폴리머 핸드북(JOHN WILEY & SONS, INC), 및 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다: 셀룰로스아실레이트(1.48), 사이클로올레핀 폴리머(1.52), 폴리카보네이트(1.59), 폴리메틸메타크릴레이트(1.49), 및 폴리스타이렌(1.59).
[편광 소자]
본 발명의 편광 소자는, 배향막과, 이색성 물질을 포함하는 이방성 광흡수막을 갖고, 상기 이방성 광흡수막의 배향도 S가 0.92 이상이며, 상기 배향막의 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0이다.
본 발명의 편광 소자에 의하면, 화상 표시 장치에 적용했을 때에 우수한 반사 방지 기능을 발휘할 수 있다. 이 이유의 상세는 분명하지 않지만, 대체로 이하와 같이 추정하고 있다.
이색성 물질을 포함하는 이방성 광흡수막의 플렉시블성을 향상시키기 위해서는, 예를 들면 이방성 광흡수막의 두께를 작게 하는 방법을 들 수 있다. 이와 같은 박막의 이방성 광흡수막을 이용한 경우에, 높은 편광도의 편광 소자를 얻기 위한 하나의 방법으로서, 이방성 광흡수막에 포함되는 이색성 물질의 농도를 높이면서, 이색성 물질의 배향도를 높임으로써 얻어지는, 고배향도의 이방성 광흡수막을 이용하는 방법이 있다.
그러나, 고배향도의 이방성 광흡수막(즉, 고배향도의 이색성 물질)을 이용한 경우, 이색성 물질의 가시광 영역(파장 400~700nm 정도)에 있어서의 굴절률 이방성이 높아진다. 그 결과, 이방성 광흡수막과 이것에 인접하는 배향막과의 계면에 있어서의 내부 반사가 커져, 편광 소자의 반사 방지 기능이 저하되었다고 생각된다.
이 문제에 대하여, 본 발명자들은, 배향막의 가시광 영역의 굴절률을 소정 범위로 설정하면, 화상 표시 장치에 적용했을 때에 우수한 반사 방지 기능을 발휘할 수 있는 것을 발견했다. 이와 같이 배향막의 가시광 영역의 굴절률을 소정 범위로 설정함으로써, 이방성 광흡수막의 가시광 영역의 굴절률과, 배향막의 가시광 영역의 굴절률이 적합하여, 이방성 광흡수막과 배향막과의 계면에 있어서의 내부 반사를 억제할 수 있기 때문이라고 추측된다.
〔배향막〕
본 발명에 있어서의 배향막은, 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0이다. 이로써, 고배향도의 이방성 광흡수막을 이용한 경우이더라도, 반사 방지 기능이 우수한 편광 소자가 얻어진다.
배향막의 평균 굴절률 nave는, 편광 소자의 반사 방지 기능이 보다 우수한 점에서, 1.55~1.80이 바람직하고, 1.60~1.80이 보다 바람직하다.
배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550은, 1.55~1.80이 바람직하고, 1.55~1.75가 보다 바람직하며, 1.60~1.75가 더 바람직하다. 파장 550nm의 광은 사람의 눈에 시인되기 쉬운 파장의 광이다. 배향막의 평균 굴절률 n550이 상기 범위 내이면, 반사광이 시인되기 어려워지므로, 편광 소자의 반사 방지 기능이 보다 향상된다.
배향막의 파장 550nm에 있어서의 면내의 굴절률 이방성 Δn은, 편광 소자의 반사 방지 기능이 보다 향상되는 점에서, 0.10 이상이 바람직하고, 0.20 이상이 보다 바람직하다.
배향막의 파장 550nm에 있어서의 면내의 굴절률 이방성 Δn의 상한값은, 편광 소자의 반사 방지 기능이 저하되기 때문에 0.45 이하가 바람직하고, 0.40 이하가 보다 바람직하며, 0.30 이하가 더 바람직하다.
배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550에 대한, 배향막의 파장 450nm에 있어서의 평균 굴절률 n450의 비(n450/n550)는, 편광 소자의 반사 방지 기능이 보다 향상되는 점에서, 1.0 이상이 바람직하고, 1.05 이상이 보다 바람직하다.
비(n450/n550)의 상한값은, 편광 소자의 반사광에 색이 들어가는 것을 억제할 수 있는 점에서, 1.2 이하가 바람직하고, 1.1 이하가 보다 바람직하다.
배향막의 두께는, 10~10000nm가 바람직하고, 10~1000nm가 보다 바람직하며, 10~300nm가 더 바람직하고, 10~100nm가 특히 바람직하다. 특히, 배향막의 두께가 10~100nm의 범위 내에 있으면, 광의 간섭 작용을 이용하여, 가시광 중 단파장 측인 광에 의한 내부 반사를 억제할 수 있으므로, 반사광에 색이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 이로 인하여, 편광 소자의 반사 방지 기능이 보다 향상된다.
이방성 광흡수막을 배향막 상에 도포하여 형성하는 경우, 배향막은, 이방성 광흡수막 조성물의 도포에 의하여 용해되지 않는 정도의 용제 내성을 갖는 것이 바람직하다. 또, 배향막은, 용제의 제거나 액정의 배향을 위한 가열 처리에 있어서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다.
배향막은, 이에 한정되지 않지만, 예를 들면 배향성 폴리머(예를 들면, 배향성 폴리머 및 후술하는 용제를 포함하는 배향성 폴리머 조성물)를 이용하여 형성된 막이어도 된다.
배향성 폴리머로서는, 예를 들면 폴리아마이드, 젤라틴류, 폴리이미드, 폴리암산, 폴리바이닐알코올, 알킬 변성 폴리바이닐알코올, 폴리아크릴아마이드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스타이렌, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산 에스터 등을 들 수 있다. 이들 배향성 폴리머는, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 각종 굴절률을 상술한 범위로 보다 설정하기 쉬운 점, 용제 내성이 우수한 점, 및 내열성이 우수한 점에서, 폴리암산 및 폴리이미드 화합물 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 이용하는 것이 바람직하다.
배향막은, 각종 굴절률을 상술한 범위로 보다 설정하기 쉬운 점, 용제 내성이 우수한 점, 및 내열성이 우수한 점에서, 광배향막이어도 된다.
본 발명에 있어서, 광배향막이란, 광활성 화합물을 이용하여 형성된 막을 의미한다. 광배향막은, 예를 들면 광활성 화합물과, 용제를 포함하는 조성물(이하, "광배향막 형성용 조성물"이라고도 함)을 예를 들면 후술하는 기판에 도포하고, 편광(바람직하게는, 편광 UV(ultraviolet))을 조사함으로써 배향 규제력을 부여하여 형성된다.
광활성 화합물은, 광반응성기를 갖는 화합물이며, 폴리머여도 되고 모노머여도 된다. 광반응성기란, 광의 조사에 의하여 액정 배향능을 발생하는 기를 말한다. 구체적으로는, 광반응성기는, 광을 조사함으로써 발생하는 분자의 배향 유기(誘起), 또는 이성화 반응, 2량화 반응, 광가교 반응 혹은 광분해 반응과 같은 액정 배향능의 기원이 되는 광반응을 발생하는 것이다.
광반응성기는, 불포화 결합을 갖는 것이 바람직하고, 이중 결합을 갖는 것이 보다 바람직하며, 탄소-탄소 이중 결합(C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합(C=N 결합), 질소-질소 이중 결합(N=N 결합. "아조기"라고도 함) 및 탄소-산소 이중 결합(C=O 결합)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 결합을 갖는 기가 더 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광반응성기로서는, 예를 들면 바이닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기를 들 수 있다.
C=N 결합을 갖는 광반응성기로서는, 예를 들면 방향족 시프염기 및 방향족 하이드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다.
N=N 결합(아조기)을 갖는 광반응성기로서는, 예를 들면 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소환 아조기, 비스아조기, 포마잔기, 및 아족시벤젠을 기본 구조로 하는 기를 들 수 있다.
C=O 결합을 갖는 광반응성기로서는, 예를 들면 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기를 들 수 있다.
이들 광반응성기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 사이아노기, 알콕시카보닐기, 하이드록시기, 설폰산기 또는 할로젠화 알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다.
이들 중에서도, 광배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적고, 또한 열안정성 및 경시(經時) 안정성이 우수한 광배향막이 얻어지기 쉬운 점, 및 각종 굴절률을 상술한 범위로 보다 설정하기 쉬운 점에서, N=N 결합(아조기)을 갖는 광반응성기가 바람직하고, 아조벤젠기가 보다 바람직하다.
N=N 결합(아조기)을 갖는 광반응성기를 갖는 광활성 화합물은, 열안정성 및 경시 안정성이 우수한 광배향막이 얻어지기 쉬운 점, 및 각종 굴절률을 상술한 범위로 보다 설정하기 쉬운 점에서, 식 (I)로 나타나는 화합물이 바람직하다.
[화학식 1]
식 (I) 중, R21, R22, R23 및 R24(이하, "R21~R24"로 약기하는 경우가 있음)는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R21~R24 중 적어도 하나는, 카복시기, 설포기 또는 그들의 염을 나타낸다.
식 (I) 중, m은 1~4의 정수를 나타내고, n은 1~4의 정수를 나타내며, o는 1~5의 정수를 나타내고, p는 1~5의 정수를 나타낸다. m, n, o 및 p가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R21~R24는 각각, 서로 동일해도 되고 달라도 된다.
R21~R24가 나타내는 치환기의 구체예를 이하에 나타낸다.
카복시기 또는 그 염(알칼리 금속과 염을 형성하고 있어도 되고, 바람직하게는 염을 형성하고 있지 않거나, 나트륨염을 형성하고 있는 카복시기이며, 보다 바람직하게는 나트륨염을 형성하고 있는 카복시기임), 설포기 또는 그 염(알칼리 금속과 염을 형성하고 있어도 되고, 바람직하게는 염을 형성하고 있지 않거나, 나트륨염을 형성하고 있는 설포기이며, 보다 바람직하게는 나트륨염을 형성하고 있는 설포기임), 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~12, 특히 바람직하게는 탄소수 1~8의 알킬기이며, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 아이소프로필기, tert-뷰틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있음), 알켄일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 특히 바람직하게는 탄소수 2~8의 알켄일기이며, 예를 들면 바이닐기, 알릴기, 2-뷰텐일기, 3-펜텐일기 등을 들 수 있음), 알카인일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 특히 바람직하게는 탄소수 2~8의 알카인일기이며, 예를 들면 프로파길기, 3-펜타인일기 등을 들 수 있음), 아릴기(바람직하게는 탄소수 6~30, 보다 바람직하게는 탄소수 6~20, 특히 바람직하게는 탄소수 6~12의 아릴기이며, 예를 들면 페닐기, 2,6-다이에틸페닐기, 3,5-다이트라이플루오로메틸페닐기, 나프틸기, 바이페닐기 등을 들 수 있음), 치환 혹은 무치환의 아미노기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 특히 바람직하게는 탄소수 0~6의 아미노기이며, 예를 들면 무치환 아미노기, 메틸아미노기, 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 아닐리노기 등을 들 수 있음),
알콕시기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 뷰톡시기 등을 들 수 있음), 알콕시카보닐기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 2~6이며, 예를 들면 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기 등을 들 수 있음), 아실옥시기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 2~6이며, 예를 들면 아세톡시기, 벤조일옥시기 등을 들 수 있음), 아실아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면 아세틸아미노기, 벤조일아미노기 등을 들 수 있음), 알콕시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면 메톡시카보닐아미노기 등을 들 수 있음), 아릴옥시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 7~20, 보다 바람직하게는 탄소수 7~16, 특히 바람직하게는 탄소수 7~12이며, 예를 들면 페닐옥시카보닐아미노기 등을 들 수 있음), 설폰일아미노기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메테인설폰일아미노기, 벤젠설폰일아미노기 등을 들 수 있음), 설파모일기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 특히 바람직하게는 탄소수 0~6이며, 예를 들면 설파모일기, 메틸설파모일기, 다이메틸설파모일기, 페닐설파모일기 등을 들 수 있음), 카바모일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 무치환의 카바모일기, 메틸카바모일기, 다이에틸카바모일기, 페닐카바모일기 등을 들 수 있음),
알킬싸이오기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메틸싸이오기, 에틸싸이오기 등을 들 수 있음), 아릴싸이오기(바람직하게는 탄소수 6~20, 보다 바람직하게는 탄소수 6~16, 특히 바람직하게는 탄소수 6~12이며, 예를 들면 페닐싸이오기 등을 들 수 있음), 설폰일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메실기, 토실기 등을 들 수 있음), 설핀일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메테인설핀일기, 벤젠설핀일기 등을 들 수 있음), 유레이도기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 무치환의 유레이도기, 메틸유레이도기, 페닐유레이도기 등을 들 수 있음), 인산 아마이드기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 다이에틸 인산 아마이드기, 페닐 인산 아마이드기 등을 들 수 있음), 하이드록시기, 머캅토기, 할로젠 원자(예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자), 사이아노기, 나이트로기, 하이드록삼산기, 설피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 헤테로환기(바람직하게는 탄소수 1~30, 보다 바람직하게는 1~12의 헤테로환기이며, 예를 들면 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 갖는 헤테로환기이며, 예를 들면 이미다졸일기, 피리딜기, 퀴놀일기, 퓨릴기, 피페리딜기, 모폴리노기, 벤즈옥사졸일기, 벤즈이미다졸일기, 벤조싸이아졸일기 등을 들 수 있음), 실릴기(바람직하게는, 탄소수 3~40, 보다 바람직하게는 탄소수 3~30, 특히 바람직하게는, 탄소수 3~24의 실릴기이며, 예를 들면 트라이메틸실릴기, 트라이페닐실릴기 등을 들 수 있음)를 들 수 있다.
이들 치환기는 또한 이들 치환기에 의하여 치환되어 있어도 된다. 또, 치환기를 2개 이상 갖는 경우는, 서로 동일해도 되고 달라도 된다. 또, 가능한 경우에는, 치환기끼리가 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
R21~R24가 나타내는 치환기는, 중합성기여도 되고, 중합성기를 포함하는 기여도 된다.
중합성기 또는 중합성기를 포함하는 기는, 분자 말단에 존재하는 것, 즉, R23 및 R24 중 적어도 한쪽이 중합성기 또는 중합성기를 포함하는 기인 것이 바람직하다. 이 경우, R23 및 R24 중 적어도 한쪽은, 아조기에 대하여 파라위에 치환하고 있는 것이 바람직하다.
중합성기로서는 특별히 한정되지 않지만, 중합 반응은, 부가 중합(개환 중합을 포함함) 또는 중축합 반응인 것이 바람직하다. 환언하면, 중합성기는 부가 중합 반응 또는 중축합 반응 반응이 가능한 중합성기인 것이 바람직하다. 이하에 중합성기의 예를 나타낸다. 하기 예에 있어서, Et는 에틸기, Pr은 프로필기를 나타낸다.
[화학식 2]
중합성기로서는, 라디칼 중합 또는 양이온 중합하는 중합성기가 바람직하다. 라디칼 중합성기로서는, 일반적으로 알려져 있는 라디칼 중합성기를 이용할 수 있으며, 적합한 것으로서, (메트)아크릴레이트기를 들 수 있다. 양이온 중합성기로서는, 일반적으로 알려져 있는 양이온 중합성을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 지환식 에터기, 환상 아세탈기, 환상 락톤기, 환상 싸이오에터기, 스파이로오쏘에스터기, 바이닐옥시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 지환식 에터기, 바이닐옥시기가 적합하고, 에폭시기, 옥세탄일기, 바이닐옥시기가 특히 바람직하다.
식 (I) 중, R21~R24는, 수소 원자, 카복시기, 설포기, 할로젠 원자, 알킬기(바람직하게는 할로젠화 알킬기), 알콕시기(바람직하게는 할로젠화 알콕시기), 사이아노기, 나이트로기, 알콕시카보닐기, 또는 카바모일기가 바람직하고, 수소 원자, 카복시기, 설포기, 할로젠 원자, 할로젠화 메틸기, 할로젠화 메톡시기, 사이아노기, 나이트로기, 또는 메톡시카보닐기가 보다 바람직하며, 수소 원자, 카복시기, 설포기, 할로젠 원자, 사이아노기, 또는 나이트로기가 더 바람직하다.
R21~R24 중 적어도 하나는, 카복시기 또는 설포기이다. 카복시기 또는 설포기의 치환 위치에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 광활성 작용의 관점에서는, 적어도 1개의 R21 및/또는 적어도 1개의 R22가 설포기인 것이 바람직하고, 적어도 1개의 R21 및 적어도 1개의 R22가 설포기인 것이 보다 바람직하다. 또, 동일한 관점에서, 적어도 1개의 R23 및/또는 적어도 1개의 R24가 카복시기인 것이 바람직하고, 적어도 1개의 R23 및 적어도 1개의 R24가 카복시기인 것이 보다 바람직하다. 카복시기는, 아조기에 대하여 메타위에 치환한 R23 및 R24인 것이 더 바람직하다.
식 (I)에 있어서, m은 1~4의 정수를 나타내고, n은 1~4의 정수를 나타내며, o는 1~5의 정수를 나타내고, p는 1~5의 정수를 나타낸다. 바람직하게는, m은 1~2의 정수, n은 1~2의 정수, o는 1~2의 정수, p는 1~2의 정수이다.
이하에, 식 (I)로 나타나는 화합물의 구체예를 들지만, 이하의 구체예에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 3]
[화학식 4]
광배향막 형성용 조성물은, 광활성 화합물 이외의 첨가제를 1종 이상 포함하고 있어도 된다. 첨가제는, 예를 들면 광배향막 형성용 조성물의 굴절률 조정을 목적으로 하여 첨가된다.
첨가제는, 바인더 성분인 것이 바람직하고, 광활성 화합물과의 상용성의 관점에서, 친수성기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물이 바람직하다. 친수성기로서는, 하이드록시기, 카복시기, 설포기 및 아미노기 등을 들 수 있다.
첨가제는, 배향능을 현저하게 저하시키지 않는 정도로 첨가할 수 있다.
광배향막 형성용 조성물의 굴절률 조정을 목적으로서, 첨가제를 이용하는 경우에는, 첨가제의 굴절률(파장 550nm에 있어서의 굴절률)은, 1.40~1.60이 바람직하다.
특히, 첨가제가 바인더 성분인 경우, 광배향막의 굴절률 조정이 용이해지는 점에서, 바인더 성분의 굴절률(파장 550nm에 있어서의 굴절률)은, 1.40~1.60이 바람직하고, 1.50~1.60이 보다 바람직하다.
친수성기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물 중, 하이드록시기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물은, 친수성이 보다 우수한 점에서, 하이드록시기를 2개 이상 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물의 구체예로서는, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 모노글리시딜에터, 프로필렌글라이콜, 뷰테인다이올, 펜테인다이올, 헥세인다이올, 다이에틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜, 트라이에틸렌글라이콜, 트라이프로필렌글라이콜, 테트라에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌글라이콜, 네오펜틸글라이콜, 하이드록실피발산 네오펜틸글라이콜, 비스페놀 A, 에톡시화 비스페놀 A 등의 2가 알코올의 다이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인, 에톡시화 트라이메틸올프로페인, 프로폭시화 트라이메틸올프로페인, 글리세린 등의 3가 알코올의 트라이글리시딜에터, 적어도 1개의 방향환 또는 지환을 갖는 다가 페놀(또한, 여기서 말하는 다가 페놀이란, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등의 비스페놀 화합물 또는 비스페놀 화합물의 알킬렌옥사이드 부가체, 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락 등 또는 그 알킬렌옥사이드 부가체 등을 예로서 들 수 있음)의 폴리글리시딜에터 등의 글리시딜에터 화합물의 글리시딜기에, (메트)아크릴산을 반응시켜 얻은 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물, 및 펜타에리트리톨다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨다이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세린다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인다이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인다이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인테트라(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인헥사(메트)아크릴레이트, 에톡시화 트라이메틸올프로페인다이(메트)아크릴레이트, 프로폭시화 트리메틸올프로페인다이(메트)아크릴레이트, 트리스2-하이드록실에틸아이소사이아누레이트다이(메트)아크릴레이트 등의, 폴리올의 하이드록시기의 일부에 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 알코올성 (메트)아크릴레이트 화합물을 들 수 있다.
하이드록시기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물의 시판품으로서는, 데코날 아크릴레이트 DA-212, DA-111, DA-911M, DA-931(상품명. 이상, 모두 나가세 켐텍스사제) 등을 들 수 있다.
친수성기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물 중, 카복시기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물은, 카복시기의 친수성이 충분히 높은 점에서, 1분자당 카복시기의 수에 특별히 제한은 없고, 1개여도 되며 2개 이상이어도 된다.
단, 유기 용제에 대한 용해성을 향상시키는 점, 및 화합물의 결정성의 향상을 억제할 수 있는 점에서, 인접하는 층에 대한 접착성 및 용제 내성을 유지할 수 있는 범위에서, 카복시기의 수는 적은 것이 좋다. 특히, 방향환에 직결한 카복시기를 갖는 화합물의 경우에는, 1분자당 카복시기의 수는 2 이하가 바람직하다.
카복시기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸헥사하이드로프탈레이트, 2-아크릴로일옥시에틸프탈레이트, 2-메타크릴로일옥시에틸프탈레이트, 에틸렌옥사이드 변성 석신산 아크릴레이트 등의, 카복시기 및 1분자 중에 적어도 1개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물, 2-하이드록실에틸(메트)아크릴레이트의 등의 하이드록시기 및 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물에 무수 프탈산 등의 산무수물을 부가시켜 얻어지는 화합물, 말단에 (메트)아크릴로일옥시기가 도입된 알킬(옥시)기를 치환기로 갖는 벤조산 유도체를 들 수 있다.
벤조산 유도체의 경우, 치환기인 말단에 (메트)아크릴로일옥시기가 도입된 알킬(옥시)기의 수는 1개여도 되고 그 이상이어도 되지만, 1~3이 합성이 용이한 점에서 바람직하다. 또, 복수의 말단에 (메트)아크릴로일옥시기가 도입된 알킬(옥시)기를 도입하는 경우에는, 치환하는 위치로서 분자의 대칭성을 낮추는 위치를 선택하는 것이, 결정성을 과도하게 높이지 않는 점에서 바람직하다.
구체적으로는, 2-(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산, 2,3-다이(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산, 2,4-다이(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산, 2,5-다이(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산, 3-(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산, 3,4-다이(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산, 4-(ω-(메트)아크릴로일옥시알킬(옥시))벤조산이며, 알킬쇄의 메틸렌기의 수가 1~14인 것을 들 수 있다. 특히, 메틸렌기의 수가 2~10인 것이 더 바람직하다.
카복시기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물의 시판품으로서는, 라이트 아크릴레이트 HOAHH, HOHH, HOMPL, HOMPP, HOA-MS(상품명. 이상, 모두 교에이샤 가가쿠제) 등을 들 수 있다.
친수성기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물은, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
친수성기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물은 친수성이 높기 때문에, 식 (I)로 나타나는 화합물과의 상용성은 양호하지만, 드물게 결정화가 발생하는 조합이 있다. 그 경우, 배합한 상태에서 결정성이 현저히 높아지지 않는 친수성기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물과 식 (I)로 나타나는 화합물과의 조합이 바람직하다. 이로써, 광배향막이 평활하게 되어, 배향 규제력에 미치는 영향이 작아진다.
결정화의 유무는, 예를 들면 광학적 관찰, 분광 분석 또는 산란 실험 등에 의하여 판단이 가능하다.
바인더 성분의 함유량은, 광배향막(광배향막 형성용 조성물)의 전체 고형분 질량에 대하여, 10질량% 이상이 바람직하고, 20질량% 이상이 보다 바람직하며, 30질량% 이상이 더 바람직하다. 바인더 성분의 함유량이 10질량% 이상이면, 광배향막의 굴절률의 조정이 용이해지는 것, 인접하는 층과의 접착성 및 용제 내성을 향상시킬 수 있는 것 등의 이점이 있다.
바인더 성분의 함유량의 상한값은, 광배향막(광배향막 형성용 조성물)의 전체 고형분 질량에 대하여, 광배향막에 포함되는 식 (I)로 나타나는 화합물의 배향 규제력이 보다 발휘되는 점에서, 90질량% 이하가 바람직하고, 85질량% 이하가 보다 바람직하며, 80질량% 이하가 더 바람직하다.
광배향막 형성용 조성물은, 도포액으로서 조제되는 것이 바람직하다. 상기 도포액의 조제에 사용하는 용제로서는 특별히 한정은 없지만, 통상은 광활성 화합물이 용해하는 용제를 사용한다. 예를 들면, 메탄올, 에탄올 등의 알코올계 용제, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 1,3-뷰테인다이올 등의 다이올계 용제, 테트라하이드로퓨란, 2-메톡시에탄올, 2-뷰톡시에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-뷰톡시에톡시)에탄올 등의 에터계 용제, 2-피롤리돈, N-메틸피롤리돈, 다이메틸폼아마이드, 다이메틸아세트아마이드 등의 아마이드계 용제, γ-뷰티로락톤, 클로로벤젠, 및 다이메틸설폭사이드 등을 들 수 있다. 용제는, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
광배향막 형성용 조성물은, 전체 고형분 질량이 0.2질량% 이상인 도포액으로서 조제되는 것이 바람직하고, 전체 고형분 질량이 0.5~10질량% 정도인 도포액으로서 조제되는 것이 보다 바람직하다.
배향성 폴리머 조성물 또는 광배향막 형성용 조성물을 기판(후술) 상에 도포하는 방법으로서는, 스핀 코팅법, 익스트루젼법, 그라비어 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법 및 애플리케이터법 등의 도포법이나, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지의 방법이 채용된다. 또한, 편광 소자의 제조를, 롤 투 롤(Roll to Roll) 형식의 연속적 제조 방법에 의하여 실시하는 경우, 도포 방법으로서는, 그라비어 코팅법, 다이 코팅법 또는 플렉소법 등의 인쇄법이 바람직하다.
〔이방성 광흡수막〕
본 발명에 있어서의 이방성 광흡수막은, 이색성 물질을 이용하여 형성된 막이며, 배향도 S가 0.92 이상이다.
이방성 광흡수막의 배향도 S는, 0.92 이상이며, 0.94 이상이 보다 바람직하다.
편광 소자로서 편광도를 높이려면, 이색성 물질의 배향도를 향상시키는 것이 필요하지만, 배향도가 높아지면, 이방성 광흡수막의 굴절률 이방성이 커져, 인접 층과의 계면 반사가 커지는 경향이 있다. 따라서, 상기와 같이 배향도가 높은 경우에, 본 발명이 보다 유효하다.
이방성 광흡수막은, 역파장 분산성을 나타내도 된다. 이방성 광흡수막이 역파장 분산성을 나타낸다는 것은, 특정 파장(가시광 범위)에 있어서의 면내의 리타데이션(Re)값을 측정했을 때에, 측정 파장이 커짐에 따라 Re값이 동등해지거나 또는 높아지는 것을 말한다.
이방성 광흡수막이 역파장 분산성을 나타내고, 또한 배향막의 상기 비(n450/n550)가 1.0 이상이면, 이방성 광흡수막과 배향막과의 계면에 있어서의 내부 반사를 보다 억제할 수 있다.
이방성 광흡수막의 두께는, 100~8000nm가 바람직하고, 300~5000nm가 보다 바람직하다. 이와 같이, 이방성 광흡수막이 박막임(두께가 상기 범위에 있음)으로써, 편광 소자가 플렉시블성이 우수하다.
본 발명의 이방성 광흡수막은, 이색성 물질을 포함하는 조성물을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.
(이색성 물질)
본 발명에 있어서의 이색성 물질은, 이방성 광흡수막의 배향도 S를 0.92 이상으로 할 수 있다면 특별히 한정은 없다. 구체적으로는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-228706호의 [0067]~[0071]단락, 일본 공개특허공보 2013-227532호의 [0008]~[0026]단락, 일본 공개특허공보 2013-209367호의 [0008]~[0015]단락, 일본 공개특허공보 2013-014883호의 [0045]~[0058]단락, 일본 공개특허공보 2013-109090호의 [0012]~[0029]단락, 일본 공개특허공보 2013-101328호의 [0009]~[0017]단락, 일본 공개특허공보 2013-037353호의 [0051]~[0065]단락, 일본 공개특허공보 2012-063387호의 [0049]~[0073]단락, 일본 공개특허공보 평11-305036호의 [0016]~[0018]단락, 일본 공개특허공보 2001-133630호의 [0009]~[0011]단락, 일본 공개특허공보 2011-215337호의 [0030]~[0169], 일본 공개특허공보 2010-106242호의 [0021]~[0075]단락, 일본 공개특허공보 2010-215846호의 [0011]~[0025]단락, 일본 공개특허공보 2011-048311호의 [0017]~[0069]단락, 일본 공개특허공보 2011-213610호의 [0013]~[0133]단락, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0074]~[0246]단락, 일본 특허출원 2015-001425호의 [0022]~[0080]단락, 일본 특허출원 2016-006502호의 [0005]~[0051 단락], WO2016/060173호의 [0005]~[0041]단락, WO2016/136561호의 [0008]~[0062]단락, 일본 특허출원 2016-044909호의 [0014]~[0033]단락, 일본 특허출원 2016-044910호의 [0014]~[0033]단락, 일본 특허출원 2016-095907호의 [0013]~[0037]단락, 일본 특허출원 2017-045296호의 [0014]~[0034]단락 등을 들 수 있다.
이색성 물질은, 배향도 S가 0.92 이상인 이방성 광흡수막이 얻어지기 쉽다는 점에서, 하기 식 (II)로 나타나는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 5]
식 (II) 중, R31, R32, R33, R34 및 R35(이하, "R31~R35"로 약기하는 경우가 있음)는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R36 및 R37은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기를 나타내며, Q31은 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화 수소기, 방향족 복소환기 또는 사이클로헥세인환기를 나타내고, L31은 2가의 연결기를 나타내며, A31은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R36, R37 및 Q31은, 치환기로서 라디칼 중합성기를 갖고 있어도 된다.
이방성 광흡수막에는, 상기 이색성 물질 그 자체가 포함되어 있어도 되고, 상기 이색성 물질의 중합체가 포함되어 있어도 되며, 이들 양쪽 모두가 포함되어 있어도 된다.
식 (II)에 있어서의 치환기 및 라디칼 중합성기의 정의는, 상기 식 (I)에 있어서의 치환기와 동일하다.
Q31이 나타내는 방향족 탄화 수소기로서는, 예를 들면 탄소수 6~12의 아릴기를 들 수 있으며, 페닐기가 바람직하다.
Q31이 나타내는 방향족 복소환기로서는, 단환 또는 2환성의 복소환 유래의 기가 바람직하다. 방향족 복소환기를 구성하는 탄소 이외의 원자로서는, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환기가 탄소 이외의 환을 구성하는 원자를 복수 갖는 경우, 이들은 동일해도 되고 달라도 된다. 방향족 복소환기로서는, 구체적으로는, 피리딜기, 퀴놀일기, 아이소퀴놀일기, 벤조싸이아졸일기, 프탈이미드기, 및 싸이에노싸이아졸일기 등을 들 수 있다.
L31이 나타내는 2가의 연결기로서는, -O-, -(CH2)g-, -(CF2)g-, -Si(CH3)2-, -(Si(CH3)2O)g-, -(OSi(CH3)2)g-(g는 1~10의 정수를 나타냄), -N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)2-C(Z')2-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -O-C(O)O-, -N(Z)C(O)-, -C(O)N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)O-, -O-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)N(Z")-, -N(Z")-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=C(Z')-C(O)-S-, -S-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-N=C(Z')-(Z, Z', Z"는 독립적으로, 수소, C1~C4 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 사이아노기, 또는 할로젠 원자를 나타냄), -C≡C-, -N=N-, -S-, -S(O)-, -S(O)(O)-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, -SC(O)-, 및 -C(O) S- 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, -N=N-이 바람직하다.
이하에, 식 (II)로 나타나는 화합물의 구체예를 들지만, 이하의 구체예에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 6]
이색성 물질의 함유량은, 이방성 광흡수막의 전체 고형분 질량에 대하여, 8~22질량%가 바람직하고, 10~20질량%가 보다 바람직하다. 이색성 물질의 함유량이 상기 범위 내에 있으면, 이방성 광흡수막을 박막으로 한 경우이더라도, 고배향도의 이방성 광흡수막을 얻을 수 있다. 이로 인하여, 플렉시블성이 우수한 이방성 광흡수막이 얻어지기 쉽다.
이색성 물질은, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 이색성 물질을 2종 이상 포함하는 경우, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 이색성 물질의 석출을 억제하면서, 이색성 물질을 보다 높은 배향도로 배향시킬 수 있는 이유에서, 이방성 광흡수막이, 상술한 이색성 물질과 함께 액정성 화합물을 포함하는 조성물(이하, "액정성 조성물"이라고도 함)을 이용하여 형성되는 막인 것이 바람직하다.
(액정성 화합물)
액정성 조성물이 포함하는 액정성 화합물로서는, 저분자 액정성 화합물 및 고분자 액정성 화합물의 모두를 이용할 수 있다.
여기서, "저분자 액정성 화합물"이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖지 않는 액정성 화합물을 말한다.
또, "고분자 액정성 화합물"이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖는 액정성 화합물을 말한다.
저분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-228706호에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.
고분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-237513호에 기재되어 있는 서모트로픽 액정성 고분자를 들 수 있다. 또, 고분자 액정성 화합물은, 말단에 가교성기(예를 들면, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기)를 갖고 있어도 된다.
본 발명의 조성물이 액정성 화합물을 함유하는 경우, 액정성 화합물의 함유량은, 액정성 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 액정성 화합물과의 합계 100질량부에 대하여, 70~95질량부가 바람직하고, 70~90질량부가 보다 바람직하다.
액정성 화합물은, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 액정성 화합물을 2종 이상 포함하는 경우, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
(중합 개시제)
액정성 조성물은, 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다.
중합 개시제로서는 특별히 제한은 없지만, 감광성을 갖는 화합물, 즉 광중합 개시제인 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 각종의 화합물을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 예로는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호 및 동 2951758호의 각 명세서), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤과의 조합(미국 특허공보 제3549367호), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호 및 미국 특허공보 제4239850호), 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호), 및 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-040799호, 일본 공고특허공보 평5-029234호, 일본 공개특허공보 평10-095788호 및 일본 공개특허공보 평10-029997호) 등을 들 수 있다.
이와 같은 광중합 개시제로서는, 시판품도 이용할 수 있으며, BASF사제의 이르가큐어(이하, "Irg"로도 약기함)-184, 이르가큐어-907, 이르가큐어-369, 이르가큐어-651, 이르가큐어-819, 이르가큐어-OXE-01 및 이르가큐어-OXE-02 등을 들 수 있다.
본 발명의 조성물이 중합 개시제를 함유하는 경우, 중합 개시제의 함유량은, 액정성 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 액정성 화합물과의 합계 100질량부에 대하여, 0.01~30질량부가 바람직하고, 0.1~15질량부가 보다 바람직하다. 중합 개시제의 함유량이 0.01질량부 이상이면, 이방성 광흡수막의 내구성이 양호해지고, 30질량부 이하이면, 이방성 광흡수막의 배향도가 보다 양호해진다.
중합 개시제는, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 중합 개시제를 2종 이상 포함하는 경우, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
(계면 개량제)
액정성 조성물은, 계면 개량제를 포함하는 것이 바람직하다. 계면 개량제를 포함함으로써, 도포 표면의 평활성이 향상되고, 배향도가 더 향상되거나, 뭉침 및 불균일을 억제하여, 면내의 균일성이 향상되는 효과가 전망된다.
계면 개량제로서는, 이색성 물질과 액정성 화합물을 도포 표면 측에서 수평으로 하는 것이 바람직하고, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0253]~[0293]단락에 기재된 화합물(수평 배향제)을 이용할 수 있다.
본 발명에 이용되는 이방성 광흡수막이 계면 개량제를 함유하는 경우, 액정성 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 액정성 화합물과의 합계 100질량부에 대하여, 0.001~5질량부가 바람직하고, 0.01~3질량부가 보다 바람직하다.
계면 개량제는, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 계면 개량제를 2종 이상 포함하는 경우, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
(용매)
액정성 조성물은, 작업성 등의 관점에서, 용매를 포함하는 것이 바람직하다.
용매로서는, 예를 들면 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로펜탄온, 및 사이클로헥산온 등), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 및 테트라하이드로퓨란 등), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인 등), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인 등), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 및 트라이메틸벤젠 등), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 트라이클로로메테인, 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 및 클로로톨루엔 등), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 뷰틸 등), 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 및 사이클로헥산올 등), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 및 1,2-다이메톡시에테인 등), 셀로솔브아세테이트류, 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드 등), 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 및 다이메틸아세트아마이드 등), 및 헤테로환 화합물(예를 들면, 피리딘 등) 등의 유기 용매와, 물을 들 수 있다. 이들 용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
이들 용매 중, 유기 용매를 이용하는 것이 바람직하고, 할로젠화 탄소류 또는 케톤류를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
액정성 조성물이 용매를 포함하는 경우에 있어서, 용매의 함유량은, 액정성 조성물의 전체 질량에 대하여, 80~99질량%인 것이 바람직하고, 83~97질량%인 것이 보다 바람직하며, 85~95질량%인 것이 특히 바람직하다.
용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 용매를 2종 이상 포함하는 경우, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
〔기판〕
본 발명의 편광 소자는, 기판을 더 갖고 있어도 된다.
기판은, 광학 필름 등을 제작하는 경우에 이용되는 기판이면 특별히 한정은 없다. 기판은, 필요에 따라, 플렉시블성 및 박리성을 가져도 된다.
상기 배향막 및 상기 이방성 광흡수막을 기판 상에 이 순서로 마련하고, 배향막의 이방성 광흡수막과는 반대 측에, 기판이 배치되는 양태로 해도 된다.
기판은, 가시광에 대하여 투명성을 갖는 기판인 것이 바람직하다.
투명성이란, 파장 380~780nm에 걸친 광선에 대해서의 투과율이 80% 이상이 되는 특성을 말한다. 구체적으로는, 예를 들면 유리 기판 및 플라스틱 기판을 들 수 있으며, 바람직하게는 플라스틱 기판이다. 플라스틱 기판을 구성하는 플라스틱으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노보넨계 폴리머 등의 폴리올레핀; 환상 올레핀계 수지; 폴리바이닐알코올; 폴리에틸렌테레프탈레이트; 폴리메타크릴산 에스터; 폴리아크릴산 에스터; 트라이아세틸셀룰로스, 다이아세틸셀룰로스 및 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로스에스터; 폴리에틸렌나프탈레이트; 폴리카보네이트; 폴리설폰; 폴리에터설폰; 폴리에터케톤; 폴리페닐렌설파이드; 폴리페닐렌옥사이드 및 폴리이미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 시장에서 용이하게 입수할 수 있거나, 투명성이 우수한 점에서, 특히 바람직하게는, 셀룰로스에스터, 환상 올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산 에스터 또는 폴리이미드이다.
기판 상에는, 변성 폴리바이닐알코올 등을 이용하여 형성된 배향막이 형성되어 있어도 되고, 변성 폴리바이닐알코올 등을 이용하여 형성된 배향막 상에, 본 발명에 있어서의 배향막을 형성해도 된다.
기판의 두께는, 실용적인 취급을 할 수 있는 정도의 중량인 점, 및 충분한 투명성을 확보할 수 있는 점에서, 강도 및 가공성을 유지할 수 있는 정도로 얇은 쪽이 바람직하다.
유리 기판의 두께는, 이에 한정되지 않지만, 100~3000μm가 바람직하고, 100~1000μm가 바람직하다.
플라스틱 기판의 두께는, 이에 한정되지 않지만, 5~300μm가 바람직하고, 5~200μm가 바람직하다.
본 발명의 편광 소자를 후술하는 원편광판으로서 사용하는 경우(특히 모바일기기 용도의 원편광판으로서 사용하는 경우), 기판의 두께는 5~100μm 정도가 바람직하다.
〔굴절률차〕
이방성 광흡수막의 면내에 있어서, 파장 550nm에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향에 있어서, 이방성 광흡수막의 굴절률을 Nx550, 배향막의 굴절률을 nx550으로 하고, 이방성 광흡수막의 면내에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향으로 면내에서 직교하는 방향에 있어서, 이방성 광흡수막의 굴절률을 Ny550, 배향막의 굴절률을 ny550으로 했을 때에, 하기 식 (1)을 충족시키는 것이 바람직하다.
|Nx550-nx550|+|Ny550-ny550|<0.3 식 (1)
파장 550nm의 광은 사람의 눈에 시인되기 쉬운 파장의 광이다. 이로 인하여, 이방성 광흡수막의 배향도가 높고 굴절률의 이방성이 큰 경우이더라도, 상기 식 (1)을 충족시킴으로써, 반사광이 보다 시인되기 어려워지므로, 이방성 광흡수막과 배향막과의 계면 반사를 보다 억제할 수 있다. 이로 인하여, 상기 식 (1)을 충족시키는 편광 소자는, 화상 표시 장치에 적용했을 때에 보다 우수한 반사 방지 기능을 발휘할 수 있다.
|Nx550-nx550|+|Ny550-ny550|의 값은, 0.3 미만이며, 상기 효과가 보다 발휘되는 점에서, 0.2 이하가 바람직하다.
[원편광판]
본 발명의 원편광판은, 상술한 편광 소자와, 1/4 파장판을 갖는다.
〔1/4 파장판〕
본 발명에 이용되는 1/4 파장판은, 통상 이용되는 것이면 특별히 한정은 없고, 폴리머 필름이나, 액정성 화합물로 제작된 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 퓨어 에이스 WR(테이진 주식회사제) 등을 들 수 있다.
또, 상술한 기판이 1/4 파장판을 겸하고 있어도 된다.
1/4 파장판은, 역분산성을 나타내는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 복수 층을 적층시키고, 합쳐서 1/4 파장판으로 해도 된다.
1/4 파장판과 본 발명의 편광 소자는, 접하여 마련되어 있어도 되고, 1/4 파장판과 본 발명의 편광 소자의 사이에, 다른 층이 마련되어 있어도 된다. 이와 같은 층으로서는, 밀착성 담보를 위한 점착층 또는 접착층, 및 배리어층을 들 수 있다.
〔배리어층〕
배리어층은, 본 발명의 편광 소자와 1/4 파장판의 사이에 마련할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광 소자와 1/4 파장판의 사이에, 배리어층 이외의 다른 층(예를 들면, 점착층 또는 접착층)을 구비하는 경우에는, 배리어층은, 예를 들면 본 발명의 편광 소자와 다른 층의 사이에 마련할 수 있다.
배리어층은, 가스 차단층(산소 차단층)으로도 불리며, 대기 중의 산소 등의 가스, 수분, 또는 인접하는 층에 포함되는 화합물 등으로부터 본 발명의 편광 소자를 보호하는 기능을 갖는다.
배리어층에 대해서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2014-159124호의 [0014]~[0054]단락, 일본 공개특허공보 2017-121721호의 [0042]~[0075]단락, 일본 공개특허공보 2017-115076호의 [0045]~[0054]단락, 일본 공개특허공보 2012-213938호의 [0010]~[0061]단락, 일본 공개특허공보 2005-169994호의 [0021]~[0031]단락의 기재를 참조할 수 있다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 화상 표시 장치는, 상술한 이방성 광흡수막 또는 원편광판과, 화상 표시 소자를 갖는다. 화상 표시 장치에 있어서, 이방성 광흡수막 또는 원편광판이, 반사 방지층으로서 기능하는 것이 바람직하다.
〔화상 표시 소자〕
화상 표시 소자는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 액정 셀, 유기 일렉트로 루미네선스(이하, "EL"로 약기함) 표시 패널, 및 플라즈마 디스플레이 패널 등을 들 수 있다.
이들 중, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 화상 표시 장치로서는, 화상 표시 소자로서 액정 셀을 이용한 액정 표시 장치, 또는 화상 표시 소자로서 유기 EL 표시 패널을 이용한 유기 EL 표시 장치인 것이 바람직하다.
(액정 셀)
액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀은, VA(Vertical Alignment) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, 또는 TN(Twisted Nematic) 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향하고, 또한 60~120°로 비틀림 배향하고 있다. TN 모드의 액정 셀은, 컬러 TFT(Thin Film Transistor) 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있으며, 다수의 문헌에 기재가 있다.
VA 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가 시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 좁은 의미의 VA 모드의 액정 셀(일본 공개특허공보 평2-176625호 기재)에 더하며, (2) 시야각 확대를 위하여, VA 모드를 멀티 도메인화한(MVA 모드의) 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28 (1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직 배향시키고, 전압 인가 시에 비틀림 멀티 도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본 액정 토론회의 예고집 58~59 (1998) 기재) 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표)이 포함된다. 또, PVA(Patterned Vertical Alignment)형, 광배향형(Optical Alignment), 및 PSA(Polymer-Sustained Alignment) 중 어느 것이어도 된다. 이들 모드의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-215326호, 및 일본 특허공표공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.
IPS 모드의 액정 셀은, 봉상 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배향되어 있고, 기판면에 평행한 전계가 인가됨으로써 액정 분자가 평면적으로 응답한다. IPS 모드는 전계 무인가 상태에서 흑색 표시가 되고, 상하 한 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 경사 방향에서의 흑색 표시 시의 누락광을 저감시켜, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-054982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.
(유기 EL 표시 장치)
본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 유기 EL 표시 장치로서는, 예를 들면 시인 측으로부터, 이방성 광흡수막과, 1/4 파장판과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태를 적합하게 들 수 있다.
보다 적합하게는, 시인 측으로부터, 1/4 파장판을 갖는 상술한 원편광판과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태이다. 이 경우에는, 원편광판은, 시인 측으로부터, 기판, 배향막, 이방성 광흡수막, 및 1/4 파장판의 순서로 배치되어 있다.
또, 유기 EL 표시 패널은, 전극 간(음극 및 양극 간)에 유기 발광층(유기 일렉트로 루미네선스층)을 협지하여 이루어지는 유기 EL 소자를 이용하여 구성된 표시 패널이다. 유기 EL 표시 패널의 구성은 특별히 제한되지 않고, 공지의 구성이 채용된다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 할 것은 아니다.
[배향막 1의 제작]
하기 구조의 광배향 재료 E-1 1.0질량부에, 뷰톡시에탄올 41.6질량부, 다이프로필렌글라이콜모노메틸 41.6질량부, 순수 15.8질량부를 첨가하여, 얻어진 용액을 0.45μm 멤브레인 필터로 가압 여과함으로써 광배향막용 도포액 1을 제작했다. 얻어진 광배향막용 도포액 1을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 도포하고, 60℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 도포막에, 편광 자외선 노광 장치를 이용하여 직선 편광 자외선(조도 4.5mW, 조사량 500mJ/cm2)을 조사하여, 배향막 1을 제작했다. 얻어진 배향막 1의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
[화학식 7]
[배향막 2의 제작]
광배향 재료 E-1 0.67질량부에, 나가세 켐텍스사제의 데코날 아크릴레이트 DA-212 0.33질량부, 뷰톡시에탄올 41.6질량부, 및 다이프로필렌글라이콜모노메틸 41.6질량부, 순수 15.8질량부를 첨가하여, 얻어진 용액을 0.45μm 멤브레인 필터로 가압 여과함으로써 광배향막용 도포액 2를 제작했다. 얻어진 광배향막용 도포액을 PET 기판 상에 도포하고, 60℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 도포막에, 편광 자외선 노광 장치를 이용하여 직선 편광 자외선(조도 4.5mW, 조사량 500mJ/cm2)을 조사하여, 배향막 2를 제작했다. 얻어진 배향막 2의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
[배향막 3~8, 14의 제작]
광배향 재료 E-1 및 나가세 켐텍스사제의 데코날 아크릴레이트 DA-212의 함유량, 직선 편광 자외선 조사량을 하기 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 배향막 1과 동일한 방법으로 배향막 3~8 및 14를 제작했다. 배향막마다의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
[배향막 9의 제작]
PET 기판 상에, 하기의 조성의 배향막 도포액 9를 #8의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 100℃의 온풍으로 2분간 건조하여, 두께 0.8μm의 배향막을 얻었다. 또한, 변성 폴리바이닐알코올(변성 PVA)은, 고형분 농도가 4질량%가 되도록 배향막 도포액 중에 첨가했다. 상기 제작한 배향막에 러빙 처리를 실시하여, 배향막 9를 제작했다. 얻어진 배향막 9의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
배향막 도포액 9의 조성
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하기의 변성 폴리바이닐알코올
물 70질량부
메탄올 30질량부
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[화학식 8]
[배향막 10의 제작]
〔중합체 C-2의 합성〕
교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 환류 냉각관을 구비한 반응 용기에, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인 100.0질량부, 메틸아이소뷰틸케톤 500질량부, 및 트라이에틸아민 10.0질량부를 도입하고, 실온에서 혼합물을 교반했다. 다음으로, 탈이온수 100질량부를 적하 깔때기로부터 30분 동안 얻어진 혼합물에 적하한 후, 환류하에서 혼합물을 혼합하면서, 80℃에서 6시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 유기상(相)을 취출하고, 0.2질량% 질산 암모늄 수용액에 의하여 세정 후의 물이 중성이 될 때까지 유기상을 세정했다. 그 후, 얻어진 유기상으로부터 감압하에서 용매 및 물을 증류 제거하여, 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인을 점조인 투명 액체로서 얻었다.
이 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인에 대하여, 1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 분석을 행한바, 화학 시프트(δ)=3.2ppm 부근에 옥시란일기에 근거하는 피크가 이론 강도대로 얻어지며, 반응 중에 에폭시기의 부반응이 일어나지 않은 것이 확인되었다. 이 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인의 중량 평균 분자량 Mw는 2,200, 에폭시당량은 186g/몰이었다.
다음으로, 100mL의 3구 플라스크에, 상기에서 얻은 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인 10.1질량부, 아크릴기 함유 카복실산(도아 고세이사제, 상품명 "아로닉스 M-5300", 아크릴산 ω-카복시폴리카프로락톤(중합도 n≒2) 0.5질량부, 아세트산 뷰틸 20질량부, 일본 공개특허공보 2015-026050호의 합성예 1의 방법으로 얻어진 신남산 유도체 1.5질량부, 및 테트라뷰틸암모늄브로마이드 0.3질량부를 도입하고, 얻어진 혼합물을 90℃에서 12시간 교반했다. 교반 후, 얻어진 혼합물과 등량(질량)의 아세트산 뷰틸로 혼합물을 희석하고, 또한 희석된 혼합물을 3회 수세했다. 얻어진 혼합물을 농축하고, 아세트산 뷰틸로 희석하는 조작을 2회 반복하여, 최종적으로, 광배향성기를 갖는 폴리오가노실록세인(하기 중합체 C-2)을 포함하는 용액을 얻었다. 이 중합체 C-2의 중량 평균 분자량 Mw는 9,000이었다. 또, 1H-NMR 분석의 결과, 중합체 C-2 중의 신나메이트기를 갖는 성분은 23.7질량%였다.
[화학식 9]
〔배향층 형성용 조성물 10의 조제〕
이하의 성분을 혼합하여, 배향층 형성용 조성물 10을 조제했다.
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·중합체 C-2 10.67질량부
·저분자 화합물 R-1 5.17질량부
·첨가제 (B-1) 0.53질량부
·아세트산 뷰틸 8287.37질량부
·프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트
2071.85질량부
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[화학식 10]
첨가제 (B-1): 산아프로사제 TA-60B(이하, 구조식 참조)
[화학식 11]
PET 기판 상에 배향층 형성용 조성물 10을 스핀 코트법에 의하여 도포하고, 배향층 형성용 조성물 10이 도포된 지지체를 80℃의 핫플레이트 상에서 5분간 건조하여 용제를 제거하여, 도막을 형성했다.
얻어진 도막에 대하여, 편광 자외선 조사(25mJ/cm2, 초고압 수은 램프)함으로써 배향막 10을 제작했다. 얻어진 배향막 10의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
[배향막 11의 제작]
배향막 형성용 조성물 11을 #4의 바를 이용하여 건조 후의 PET 기판 상에 도포하고, 도포한 배향막 형성용 조성물 2를 80℃에서 15분간 건조 후, 250℃에서 1시간 가열하여, PET 기판 상에 도포막을 형성했다.
얻어진 도포막에 편광 자외선 조사(1000mJ/cm2, 초고압 수은 램프)를 1회 실시하여, PET 기판 상에 배향막 11을 제작했다. 얻어진 배향막 11의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
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배향막 형성용 조성물 11의 조성
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·SE-130(제품명, 닛산 가가쿠사제, 폴리이미드 화합물)
2.0질량부
·N-메틸피롤리돈 98.0질량부
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[배향막 12의 제작]
기판을 두께 40μm의 TAC(트라이아세틸셀룰로스) 기판(TG40, 후지필름사제)으로 한 것 이외에는, 배향막 9와 동일한 방법으로 배향막 12를 제작했다. 얻어진 배향막 12의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
[배향막 13의 제작]
배향막 12에 대하여, 광배향막용 도포액 1을 도포하고, 60℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 도포막에, 편광 자외선 노광 장치를 이용하여 직선 편광 자외선(조도 4.5mW, 조사량 1000mJ/cm2)을 조사하여, 배향막 13을 제작했다. 얻어진 배향막 13의 각종 굴절률 및 막두께를 표 1에 나타낸다.
[실시예 101]
얻어진 배향막 1 상에, 하기의 액정성 조성물 1을 #11의 와이어 바로 연속적으로 도포하여, 도포막 101을 형성했다.
도포막 1을 140℃에서 90초간 가열하고, 도포막 1을 실온이 될 때까지 냉각했다. 이어서, 80℃로 60초간 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다. 그 후, 고압 수은등을 이용하여 조도 28mW/cm2의 조사 조건으로 60초간 조사함으로써, 배향막 1 상에 이방성 광흡수막(두께 2000nm)을 제작했다. 이와 같이 하여, 실시예 101의 편광 소자를 제작했다. 얻어진 편광 소자 101의 배향도를 표 1에 나타낸다.
또한, 실시예 101의 편광 소자로부터 이방성 광흡수막을 박리하고, 상술한 방법에 의하여, 배향도 S를 측정했다. 이방성 광흡수막의 배향도 S를 표 1에 나타낸다.
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액정성 조성물 1의 조성
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·옐로 아조 색소 Y-1 7.1질량부
·사이안 아조 색소 C-1 9.1질량부
·고분자 액정 화합물 P-1 101.1질량부
·중합 개시제 IRGACURE819(BASF사제) 1.0질량부
·계면 개량제 F-1 0.3질량부
·사이클로펜탄온 617.0질량부
·테트라하이드로퓨란 264.4질량부
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[화학식 12]
옐로 아조 색소 Y-1
[화학식 13]
사이안 아조 색소 C-1
[화학식 14]
고분자 액정 화합물 P-1(반복 단위 중의 수치는, 고분자 액정성 화합물 P-1 중의 전체 반복 단위에 대한 각 반복 단위의 몰%를 나타냄)
[화학식 15]
계면 개량제 F-1(반복 단위 중의 수치는, 계면 개량제 F-1 중의 전체 반복 단위에 대한 각 반복 단위의 몰%를 나타냄)
[실시예 102~113, 비교예 201~204]
2종류의 이색성 물질의 배합 비율은 실시예 101과 동일하게 하고, 이색성 물질의 고형분량만을 표 1과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 101과 동일한 방법으로, 배향막 2~14 상에 이방성 광흡수막을 제작했다. 이와 동일하게 하여, 실시예 102~113 및 비교예 201~204의 편광 소자를 제작했다.
또한, 각 실시예 및 비교예의 편광 소자로부터 이방성 광흡수막을 박리하고, 상술한 방법에 의하여, 배향도 S를 측정했다. 이방성 광흡수막의 배향도 S를 표 1에 나타낸다.
[실시예 114]
실시예 113의 이방성 광흡수막 상에, 하기 산소 차단층 형성용 조성물 1을 #17의 와이어 바로 연속적으로 도포하고, 60℃에서 5분간 건조를 행함으로써, 이방성 광흡수막 상에 산소 차단층이 형성된 실시예 114의 편광 소자를 제작했다.
또한, 실시예 114의 편광 소자로부터 이방성 광흡수막을 박리하고, 상술한 방법에 의하여, 배향도 S를 측정했다. 이방성 광흡수막의 배향도 S를 표 1에 나타낸다.
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산소 차단층 형성용 조성물 1
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상기 변성 폴리바이닐알코올 7질량부
물 72질량부
메탄올 21질량부
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[실시예 115]
실시예 113의 이방성 광흡수막 상에, 하기 산소 차단층 형성용 조성물 2를 #5의 와이어 바로 연속적으로 도포하고, 60℃에서 5분간 건조를 행함으로써, 이방성 광흡수막 상에 산소 차단층이 형성된 실시예 115의 편광 소자를 제작했다.
또한, 실시예 115의 편광 소자로부터 이방성 광흡수막을 박리하고, 상술한 방법에 의하여, 배향도 S를 측정했다. 이방성 광흡수막의 배향도 S를 표 1에 나타낸다.
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산소 차단층 형성용 조성물 2
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화합물 BA-1(하기) 29질량부
중합 개시제 IRGACURE819(BASF사제) 1질량부
에탄올 70질량부
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(화합물 BA-1)
[화학식 16]
[원편광판의 제작]
상기 제작한 편광 소자의 이방성 광흡수막 측(산소 차단층이 형성되어 있는 경우에는, 산소 차단층 측)에, 점착제(SK-2057, 소켄 가가쿠 주식회사제)를 도포하여 점착제층을 형성하고, 1/4 파장판으로서, 퓨어 에이스 WR(테이진 주식회사제)을 첩합하여 원편광판을 제작했다.
유기 EL 패널(유기 EL 표시 소자) 탑재의 SAMSUNG사제 GALAXY S5를 분해하여, 유기 EL 표시 장치로부터, 원편광판 부착 터치 패널을 박리하고, 추가로 터치 패널로부터 원편광판을 박리하여, 유기 EL 표시 소자, 터치 패널 및 원편광판을 각각 단리(單離)했다. 계속해서, 단리한 터치 패널을 유기 EL 표시 소자와 재차 첩합하고, 또한 상기 제작한 원편광판을 공기가 들어가지 않도록 터치 패널 상에 첩합하여, 유기 EL 표시 장치를 제작했다.
[표시 성능 평가]
제작한 유기 EL 표시 장치에 대하여, 조명하에서 시인성 및 표시 품위를 평가했다. 표시 장치의 표시 화면을 흑색 표시로 하고, 정면 및 극각 45도에서 형광등을 비추었을 때의 반사광을 관찰했다. 하기의 기준에 근거하여 표시 성능을 평가했다. 평가 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
A: 흑색으로 색이 전혀 시인되지 않는다
B: 약간의 착색이 시인되지만, 반사율이 매우 낮다
C: 약간의 착색이 시인되지만, 반사율이 낮다
D: 약간의 착색이 시인되고, 또한 반사율이 높다
E: 착색이 명확하게 시인되고, 또한 반사율이 높다
[표 1]
표 1에서, 이방성 광흡수막의 배향도가 0.92 이상이며, 배향막의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0의 범위 내에 있으면, 화상 표시 장치의 표시 성능이 우수한 것이 확인되었다(실시예 101~115).
한편, 이방성 광흡수막의 배향도가 0.92 미만, 또는 배향막의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0의 범위 밖인 경우, 화상 표시 장치의 표시 성능이 뒤떨어지는 것이 확인되었다(비교예 201~204).
[λ/4 위상차 필름 1의 제작]
〔광배향막용 조성물의 조제〕
배향막 10의 형성에 이용한 배향막 형성용 조성물 10과 동일한 조성물을 조제했다.
하기 조성의 광학 이방성층용 도포액을 조제했다.
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광학 이방성층용 도포액
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·하기 액정성 화합물 L-3 42.00질량부
·하기 액정성 화합물 L-4 42.00질량부
·하기 중합성 화합물 A-1 16.00질량부
·하기 저분자 화합물 B2 6.00질량부
·하기 중합 개시제 S-1(옥심형) 0.50질량부
·하기 레벨링제 G-1 0.20질량부
·하이솔브 MTEM(도호 가가쿠 고교사제) 2.00질량부
·NK에스터 A-200(신나카무라 가가쿠 고교사제) 1.00질량부
·메틸에틸케톤 424.8질량부
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또한, 하기 액정성 화합물 L-3 및 L-4의 아크릴로일옥시기에 인접하는 기는, 프로필렌기(메틸기가 에틸렌기로 치환한 기)를 나타내고, 하기 액정성 화합물 L-3 및 L-4는, 메틸기의 위치가 다른 위치 이성체의 혼합물을 나타낸다.
[화학식 17]
〔셀룰로스아실레이트 필름 1의 제작〕
(코어층 셀룰로스아실레이트 도프의 제작)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 교반하고, 각 성분을 용해시켜, 코어층 셀룰로스아실레이트 도프로서 이용하는 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.
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코어층 셀룰로스아실레이트 도프
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아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100질량부
일본 공개특허공보 2015-227955호의 실시예에 기재된 폴리에스터 화합물 B
12질량부
하기 화합물 F 2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용제) 430질량부
메탄올(제2 용제) 64질량부
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화합물 F
[화학식 18]
(외층 셀룰로스아실레이트 도프의 제작)
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 90질량부에 하기의 매트제 용액을 10질량부 첨가하여, 외층 셀룰로스아실레이트 도프로서 이용하는 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.
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매트제 용액
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평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질사제) 2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 76질량부
메탄올(제2 용제) 11질량부
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1질량부
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(셀룰로스아실레이트 필름 1의 제작)
상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 상기 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 평균 구멍 직경 34μm의 여과지 및 평균 구멍 직경 10μm의 소결 금속 필터로 여과한 후, 상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 그 양측에 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 3층 동시에 유연구로부터 20℃의 드럼 상에 유연(流延)했다(밴드 유연기).
이어서, 용제 함유율 대략 20질량% 상태에서 박리하여, 필름의 폭방향의 양단을 텐터 클립으로 고정하고, 가로 방향으로 연신 배율 1.1배로 연신하면서 건조했다.
그 후, 열처리 장치의 롤 사이를 반송함으로써, 추가로 건조하여, 두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름 1을 제작했다. 얻어진 셀룰로스아실레이트 필름 1의 면내 리타데이션은 0nm였다.
〔λ/4 위상차 필름 1의 제작〕
제작한 셀룰로스아실레이트 필름 1의 편측의 면에, 먼저 조제한 광배향막용 조성물을 바 코터로 도포했다.
도포 후, 120℃의 핫플레이트 상에서 1분간 건조하여 용제를 제거하여, 두께 0.3μm의 광이성화 조성물층을 형성했다. 얻어진 광이성화 조성물층을 편광 자외선 조사(10mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)함으로써, 광배향막을 형성했다.
이어서, 광배향막 상에, 먼저 조제한 광학 이방성층용 도포액을 바 코터로 도포하여, 조성물층을 형성했다. 형성한 조성물층을 핫플레이트 상에서 일단 110℃까지 가열한 후, 60℃로 냉각시켜 배향을 안정화시켰다. 그 후, 60℃로 유지하며, 질소 분위기하(산소 농도 100ppm)에서 자외선 조사(500mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)에 의하여 배향을 고정화하고, 두께 2.3μm의 광학 이방성층을 형성하여, λ/4 위상차 필름 1을 제작했다.
얻어진 λ/4 위상차 필름 1의 면내 리타데이션은 140nm였다.
〔포지티브 C 플레이트막 2의 제작〕
가지지체로서, 시판되고 있는 트라이아세틸셀룰로스 필름 "Z-TAC"(후지필름사제)를 이용했다(이것을 셀룰로스아실레이트 필름 2로 한다). 셀룰로스아실레이트 필름 2를 온도 60℃의 유전식(誘電式) 가열 롤을 통과시키고, 필름 표면 온도를 40℃로 승온시킨 후에, 필름의 편면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을, 바 코터를 이용하여 도포량 14ml/m2로 도포하고, 110℃로 가열하여, 노리타케 컴퍼니 리미티드사제의 스팀식 원적외 히터 아래에, 10초간 반송했다.
이어서, 동일한 바 코터를 이용하여, 순수를 3ml/m2 도포했다.
이어서, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어 나이프에 의한 탈수를 3회 반복한 후에, 70℃의 건조 존에 10초간 반송하여 건조하여, 알칼리 비누화 처리한 셀룰로스아실레이트 필름 2를 제작했다.
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알칼리 용액의 조성(질량부)
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수산화 칼륨 4.7질량부
물 15.8질량부
아이소프로판올 63.7질량부
함불소 계면활성제 SF-1
(C14H29O(CH2CH2O)20H) 1.0질량부
프로필렌글라이콜 14.8질량부
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상기 알칼리 비누화 처리된 셀룰로스아실레이트 필름 2를 이용하여, 하기의 조성의 배향막 형성용 도포액을 #8의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 100℃의 온풍으로 120초 건조하여, 배향막을 형성했다.
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배향막 형성용 도포액의 조성
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PVA(구라레사제, 제품명 "구라레 포벌 PVA-103")
2.4질량부
아이소프로필알코올 1.6질량부
메탄올 36질량부
물 60질량부
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상기에서 제작한 배향막을 갖는 셀룰로스아실레이트 필름 2 상에, 하기 도포액 N을 도포하고, 60℃ 60초간 숙성시킨 후에, 공기하에서 70mW/cm2의 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스사제)를 이용하여 1000mJ/cm2의 자외선을 조사하고, 그 배향 상태를 고정화함으로써, 중합성 봉상 액정 화합물을 수직 배향시켜, 포지티브 C 플레이트막 1을 제작했다. 파장 550nm에 있어서 Rth가 -60nm였다.
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광학 이방성층용 도포액 N의 조성
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하기 액정성 화합물 L-1 80질량부
하기 액정성 화합물 L-2 20질량부
하기 수직 배향제 액정 화합물 (S01) 1질량부
에틸렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트
(V#360, 오사카 유기 가가쿠사제) 8질량부
이르가큐어 907(BASF제) 3질량부
카야큐어 DETX(닛폰 가야쿠사제) 1질량부
하기 화합물 B03 0.4질량부
메틸에틸케톤 170질량부
사이클로헥산온 30질량부
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[화학식 19]
〔원편광판의 제작〕
λ/4 위상차 필름 1의 광학 이방성층 측에, 점착제를 통하여 상기에서 제작한 포지티브 C 플레이트막 2를 전사하고, 셀룰로스아실레이트 필름 2를 제거했다. 또, λ/4 위상차 필름 1의 셀룰로스아실레이트 필름 1 측에 점착제를 통하여 실시예 101~115 및 비교예 201~204의 편광 소자를 첩합하여 원편광판을 얻었다.
유기 EL 패널(유기 EL 표시 소자) 탑재의 SAMSUNG사제 GALAXY S5를 분해하여, 유기 EL 표시 장치로부터, 원편광판 부착 터치 패널을 박리하고, 추가로 터치 패널로부터 원편광판을 박리하여, 유기 EL 표시 소자, 터치 패널 및 원편광판을 각각 단리했다. 계속해서, 단리한 터치 패널을 유기 EL 표시 소자와 재차 첩합하고, 또한 상기 제작한 원편광판을 포지티브 C 플레이트 측이 패널 측이 되도록 터치 패널 상에 첩합하여, 유기 EL 표시 장치를 제작했다.
제작한 유기 EL 표시 장치에 대하여, 1/4 파장판으로서, 퓨어 에이스 WR(테이진 주식회사제)를 이용한 경우와 동일한 평가를 행한바, 1/4 파장판으로서, λ/4 위상차 필름 1과 포지티브 C 플레이트막 2의 적층체를 이용한 경우이더라도 동일한 효과가 발휘되는 것을 확인했다.
[배향막 21의 제작]
40μm의 TAC 기판(TG40, 후지필름사제) 상에 마련된 배향막 12에 대하여, 광배향막용 도포액 1을 도포하고, 90℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 도포막에, 편광 자외선 노광 장치를 이용하여 직선 편광 자외선(조도 4.5mW, 조사량 250mJ/cm2)를 조사하여, 배향막 21을 제작했다. 얻어진 배향막 21의 각종 굴절률 및 막두께를 표 2에 나타낸다.
[배향막 22~27의 제작]
광배향 재료 E-1, 나가세 켐텍스사제의 데코날 아크릴레이트 DA-212 및 와코 준야쿠 고교사제의 폴리(스타이렌설폰산)나트륨염 E-2의 함유량과, 직선 편광 자외선 조사량을 하기 표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 배향막 21과 동일한 방법으로 배향막 22~27을 제작했다. 얻어진 배향막마다의 각종 굴절률 및 막두께를 표 2에 나타낸다.
[배향막 28의 제작]
40μm의 TAC 기판(TG40, 후지필름사제) 상에 마련된 배향막 12 상에 배향층 형성용 조성물 10을 스핀 코트법에 의하여 도포하고, 배향층 형성용 조성물 10이 도포된 지지체를 80℃의 핫플레이트 상에서 5분간 건조하여 용제를 제거하여, 도막을 형성했다.
얻어진 도막에 대하여, 편광 자외선 조사(25mJ/cm2, 초고압 수은 램프)함으로써 배향막 28을 제작했다.
[실시예 301]
〔이방성 광흡수막의 제작〕
얻어진 배향막 21 상에, 하기의 액정성 화합물 2를 #5의 와이어 바로 연속적으로 도포하여, 도포막 301을 형성했다.
도포막 301을 140℃에서 90초간 가열하고, 도포막 301을 실온이 될 때까지 냉각했다.
이어서, 80℃에서 60초간 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다.
그 후, 고압 수은등을 이용하여 조도 28mW/cm2의 조사 조건으로 60초간 조사함으로써, 배향막 21 상에 이방성 광흡수막(두께 600nm)을 제작했다.
--------------------------------------------------------------
액정성 화합물 2의 조성
--------------------------------------------------------------
·옐로 아조 색소 Y-1 2.7질량부
·사이안 아조 색소 C-1 13.5질량부
·고분자 액정 화합물 P-1 101.1질량부
·중합 개시제 IRGACURE819(BASF사제) 1.0질량부
·계면 개량제 F-1 0.5질량부
·사이클로펜탄온 617.0질량부
·테트라하이드로퓨란 264.4질량부
--------------------------------------------------------------
〔산소 차단층의 제작〕
이방성 광흡수막 301 상에, 상기 산소 차단층 형성용 조성물 2를 #5의 와이어 바로 연속적으로 도포하고, 60℃에서 5분간 건조를 행함으로써, 이방성 광흡수막 상에 산소 차단층이 형성된 편광 소자를 제작했다. 이와 같이 하여, 실시예 301의 편광 소자를 제작했다. 얻어진 편광 소자의 배향도를 표 2에 나타낸다.
또한, 실시예 301의 편광 소자로부터 이방성 광흡수막을 박리하고, 상술한 방법에 의하여, 배향도 S를 측정했다. 이방성 광흡수막의 배향도 S를 표 2에 나타낸다.
[실시예 302~310, 비교예 401~403]
2종류의 이색성 물질의 배합 비율은 실시예 301과 동일하게 하고, 이색성 물질의 고형분량만을 표 2와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 301과 동일한 방법으로, 배향막 12 및 21~28 상에 이방성 광흡수막을 제작했다. 이와 같이 하여, 실시예 302~308 및 비교예 401~403의 편광 소자를 제작했다.
또한, 각 실시예 및 비교예의 편광 소자로부터 이방성 광흡수막을 박리하고, 상술한 방법에 의하여, 배향도 S를 측정했다. 이방성 광흡수막의 배향도 S를 표 2에 나타낸다.
[원편광판의 제작]
상술한 λ/4 위상차 필름 1의 광학 이방성층 측에, 점착제를 통하여 상술한 포지티브 C 플레이트막 2를 전사하고, 셀룰로스아실레이트 필름 2를 제거했다. 또, λ/4 위상차 필름 1의 셀룰로스아실레이트 필름 1 측에 점착제를 통하여 실시예 301~308 및 비교예 401~403의 편광 소자를 첩합하여 원편광판을 얻었다.
유기 EL 패널(유기 EL 표시 소자) 탑재의 SAMSUNG사제 GALAXY S5를 분해하여, 유기 EL 표시 장치로부터, 원편광판 부착 터치 패널을 박리하고, 추가로 터치 패널로부터 원편광판을 박리하여, 유기 EL 표시 소자, 터치 패널 및 원편광판을 각각 단리했다. 계속해서, 단리한 터치 패널을 유기 EL 표시 소자와 재차 첩합하고, 추가로 상기 제작한 원편광판을 포지티브 C 플레이트 측이 패널 측이 되도록 터치 패널 상에 첩합하여, 유기 EL 표시 장치를 제작했다.
[표시 성능 평가]
실시예 301~308 및 비교예 401~403의 편광 소자를 이용하여 얻어진 각 유기 EL 표시 장치에 대하여, 상술한 실시예 101의 편광 소자를 이용하여 얻어진 표시 장치와 동일한 표시 성능 평가 및 평가 기준으로, 표시 성능 평가를 행했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
표 2에서, 이방성 광흡수막의 배향도가 0.92 이상이며, 배향막의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0의 범위 내에 있으면, 화상 표시 장치의 표시 성능이 우수한 것이 확인되었다(실시예 301~308).
한편, 이방성 광흡수막의 배향도가 0.92 미만, 또는 배향막의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0의 범위 밖인 경우, 화상 표시 장치의 표시 성능이 뒤떨어지는 것이 확인되었다(비교예 401~403).
Claims (18)
- 배향막과, 이색성 물질을 이용하여 형성된 이방성 광흡수막을 갖고,
상기 이방성 광흡수막의 배향도 S가 0.92 이상이며,
상기 배향막의 파장 400~700nm에 있어서의 평균 굴절률 nave가 1.55~2.0인, 편광 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 배향막의 면내의 파장 550nm에 있어서의 굴절률 이방성 Δn이 0.10 이상인, 편광 소자. - 청구항 2에 있어서,
상기 굴절률 이방성 Δn이 0.20 이상인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 평균 굴절률 nave가 1.55~1.80인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550이 1.55~1.75인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향막의 파장 550nm에 있어서의 평균 굴절률 n550에 대한, 상기 배향막의 파장 450nm에 있어서의 평균 굴절률 n450의 비가, 1.0 이상인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이방성 광흡수막의 면내에 있어서, 파장 550nm에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향에 있어서, 상기 이방성 광흡수막의 굴절률을 Nx550, 상기 배향막의 굴절률을 nx550으로 하고,
상기 이방성 광흡수막의 면내에 있어서의 굴절률이 최대가 되는 방향으로 면내에서 직교하는 방향에 있어서, 상기 이방성 광흡수막의 굴절률을 Ny550, 상기 배향막의 굴절률을 ny550으로 했을 때에, 하기 식 (1)을 충족시키는, 편광 소자.
|Nx550-nx550|+|Ny550-ny550|<0.3 식 (1) - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 이방성 광흡수막의 전체 고형분 질량에 대하여, 8~22질량%인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향막의 두께가 10nm~100nm인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향막이 아조기를 갖는 광반응성기를 갖는 광활성 화합물을 이용하여 형성된 광배향막인, 편광 소자. - 청구항 10에 있어서,
상기 광활성 화합물이, 하기 식 (I)로 나타나는 화합물인, 편광 소자.
[화학식 1]
식 (I) 중, R21, R22, R23 및 R24는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 단, R21, R22, R23 및 R24 중 적어도 하나는, 카복시기, 설포기 또는 그들의 염을 나타낸다.
식 (I) 중, m은 1~4의 정수를 나타내고, n은 1~4의 정수를 나타내고, o는 1~5의 정수를 나타내고, p는 1~5의 정수를 나타낸다. m, n, o 및 p가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R21, R22, R23 및 R24는 각각, 서로 동일해도 되고 달라도 된다. - 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 광배향막이, 굴절률 1.50~1.60의 바인더 성분을 포함하고,
상기 바인더 성분의 함유량이, 상기 광배향막의 전체 고형분 질량에 대하여, 10질량% 이상인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향막이, 폴리암산 및 폴리이미드 화합물 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 이용하여 형성된 막인, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이색성 물질이, 하기 식 (II)로 나타나는 화합물을 포함하는, 편광 소자.
[화학식 2]
식 (II) 중, R31, R32, R33, R34 및 R35는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R36 및 R37은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기를 나타내고, Q31은 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화 수소기, 방향족 복소환기 또는 사이클로헥세인환기를 나타내고, L31은 2가의 연결기를 나타내고, A31은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R36, R37 및 Q31은, 치환기로서 라디칼 중합성기를 갖고 있어도 된다. - 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이방성 광흡수막이, 역파장 분산성을 나타내는, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
기판을 더 갖고,
상기 기판, 상기 배향막 및 상기 이방성 광흡수막을 이 순서로 갖는, 편광 소자. - 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자와, 1/4 파장판을 갖는, 원편광판.
- 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자 또는 청구항 17에 기재된 원편광판과, 화상 표시 소자를 갖는, 화상 표시 장치.
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