TW201743119A - 光學異向性層及其製造方法、光學異向性層積體及其製造方法、光學異向性轉寫體、偏光板及影像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

包含聚合物及具有液晶原骨架的化合物的光學異向性層,前述聚合物,使用前述聚合物的溶液,藉由塗佈法形成前述聚合物的膜時,在前述膜的面內方向顯示最大折射率的方向的折射率nx(P),在前述膜的前述面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率ny(P),及在前述膜的厚度方向的折射率nz(P),滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),具有前述液晶原骨架的化合物,在既定情形,顯示逆波長分散性的面內延遲。

Description

光學異向性層及其製造方法、光學異向性層積體及其製造方法、光學異向性轉寫體、偏光板及影像顯示裝置
本發明係關於光學異向性層及其製造方法;具備前述光學異向性層的光學異向性層積體及其製造方法;以及,具備前述光學異向性層的光學異向性轉寫體、偏光板及影像顯示裝置。
在液晶顯示裝置、有機電致發光顯示裝置等的影像顯示裝置,設有各式各樣的光學薄膜。以下,有時將「有機電致發光」適宜稱為「有機EL」。關於如此的光學薄膜的技術,如專利文獻1~10所示,從以前就被研究。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-14712號公報
[專利文獻2]日本特開2015-57646號公報
[專利文獻3]日本特表2014-513323號公報
[專利文獻4]日本特表2014-520192號公報
[專利文獻5]日本特表2014-520288號公報
[專利文獻6]日本特開2010-20269號公報
[專利文獻7]日本特開2010-195858號公報
[專利文獻8]日本特開2010-235878號公報
[專利文獻9]日本特開2010-254949號公報
[專利文獻10]日本特開2008-268336號公報
影像顯示裝置的顯示面,有時設有圓偏光板。在此,在用語「圓偏光板」,不只是狹義的圓偏光板,亦包含橢圓偏光板。前述圓偏光板,通常,使用具備直線偏光片與光學異向性層的光學薄膜。藉由在影像顯示裝置的顯示面設置圓偏光板,從正面方向觀看顯示面時,可抑制外來光線的反射,或可使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡,故可提高影像的視認性。
但是,即使將先前的一般的圓偏光板設於影像顯示裝置的顯示面,將顯示面從傾斜方向觀看時,有難以抑制外來光線的反射,又,難以使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡。
因此,可考慮在圓偏光板上,設置正C(positive C)薄膜。正C薄膜,係指折射率nx、ny及nz,滿足nz>nx≧ny的薄膜。藉由在圓偏光板設正C薄膜,從傾斜方向觀看顯示面時,可抑制外來光線的反射,或可使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡。
再者,前述正C薄膜,以厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的薄膜為佳。在此,所謂厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性,係指在波長450nm及550nm的厚度方向 的延遲Rth(450)及Rth(550),滿足Rth(450)/Rth(550)<1.00。藉由在圓偏光板設置如此的厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C薄膜,將顯示面由傾斜方向觀看時,可在廣泛的波長範圍抑制外來光線的反射,使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡。因此,可特別有效地提升顯示在顯示面的影像的視認性。
然而,在先前的技術,製造厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C薄膜,並不容易。例如,如專利文獻1及2所記載,可考慮使用液晶化合物的製造方法。然而,在使用專利文獻1及2所記載的配向膜的方法,需要調整配向膜與液晶化合物的匹配性,而該調整很繁雜。再者,由於會增加將配向膜在基材上塗佈的步驟,故使用配向膜,有招致成本上升的可能性。
本發明係有鑑於前述課題而創案,提供不使用配向膜而能夠製造可使用於作為厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C板的光學異向性層及其製造方法;具備前述光學異向性層的光學異向性層積體及其製造方法;以及,具備前述光學異向性層的光學異向性轉寫體、偏光板及影像顯示裝置為目標。
本發明係如下所述。
[1]一種光學異向性層,係包含聚合物及配向狀態可被固定的液晶原骨架的化合物的光學異向性層,前述聚合物,使用前述聚合物的溶液,藉由塗佈法形成前述聚合物的膜時,在前述膜的面內方向顯示最大折射率的方向 的折射率nx(P),在前述膜的前述面內方向垂直於前述nx(P)方向的方向的折射率ny(P),及在前述膜的厚度方向的折射率nz(P),滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),具有前述液晶原骨架的化合物,係選自由:顯示液晶性,且水平配向時顯示逆波長分散性的面內延遲的第一化合物;以及,以單獨並不顯示液晶性的第二化合物,所組成之群之至少1種化合物,前述第二化合物,係將前述第二化合物對水平配向時顯示順波長分散性的面內延遲的評估用液晶化合物,對前述評估用液晶化合物及前述第二化合物的共計100重量份,至少以30重量份~70重量份的任何一種比例混合的混合物,顯示液晶性,且前述混合物水平配向時前述第二化合物顯示逆波長分散性的面內延遲,在前述光學異向性層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(A),在前述光學異向性層的前述面內方向垂直於前述nx(A)方向的方向的折射率ny(A),及在前述光學異向性層的厚度方向的折射率nz(A),滿足nz(A)>nx(A)≧ny(A),在波長450nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A450),在波長550nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A550),及在波長650nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A650),滿足下述式(1)及(2):0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (1) 1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (2)。
[2]如[1]所述的光學異向性層,其中具有前述液晶原骨架 的化合物,係於具有前述液晶原骨架的化合物的分子中,包含主鏈液晶原骨架、及與前述主鏈液晶原骨架鍵結的側鏈液晶原骨架。
[3]如[1]或[2]所述的光學異向性層,其中具有前述液晶原骨架的化合物,係以下述式(I)表示: (在前述式(I),Y1~Y8係分別獨立地表示,化學單鍵、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-或-NR1-O-;在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基;G1、G2係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基;再者,前述脂肪族基,亦可在每1個脂肪族基介在1以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-;惟排除-O-或-S-分別鄰接2以上所介在的情形;在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基;Z1、Z2係分別獨立地表示,可被鹵素原子取代的碳數2~10的烯基; Ax係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;Ay係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基。在此,R3係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、碳數5~12的芳香族烴環基;R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基;R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數5~20的芳香族基。前述Ax與Ay所具有的芳香環,亦可具有取代基;再者,Ax與Ay亦可一起形成環;A1係表示可具有取代基的三價的芳香族基;A2、A3係表示分別獨立表示可具有取代基的碳數3~30的二價的脂環式烴基;A4、A5表示分別獨立的表示可具有取代基的碳數6~30的二價的芳香族基;Q1係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~6的烷基;m係分別獨立的表示0或1。)
[4]如[1]~[3]的任何一項所述的光學異向性層,其中具有前述液晶原骨架的化合物,在具有前述液晶原骨架的化合物的 分子中,包含選自由苯并噻唑環、環己基環及苯基環的組合所組成之群組之至少1種。
[5]如[1]~[4]的任何一項所述的光學異向性層,其中前述聚合物,係選自由聚乙烯基咔唑、聚聚富馬酸酯及纖維素衍生物所組成之群組之至少1種聚合物。
[6]如[1]~[5]的任何一項所述的光學異向性層,其中具有前述液晶原骨架的化合物在前述光學異向性層的全固形份的比率,為20重量%~60重量%。
[7]如[1]~[6]的任何一項所述的光學異向性層,其中在波長590nm前述光學異向性層的面內延遲Re(A590),及在波長590nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A590),滿足下述式(3)及(4):Re(A590)≦10nm (3) -200nm≦Rth(A590)≦-10nm (4)。
[8]一種光學異向性轉寫體,其具備:基材;及[1]~[7]的任何一項所述的光學異向性層。
[9]一種光學異向性層積體,其具備:[1]~[7]的任何一項所述的光學異向性層;及相位差層,在前述相位差層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(B),在前述相位差層的前述面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率ny(B),及前述相位差層的厚度方向的折射率nz(B)滿足:nx(B)>ny(B)≧nz(B)。
[10]如[9]所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層,包含:含有脂環式結構的聚合物的延伸薄膜層。
[11]如[10]所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層係斜向延伸薄膜層。
[12]如[9]~[11]的任何一項所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層,係具有複層結構的延伸薄膜層。
[13]如[9]所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層在波長450nm的面內延遲Re(B450),前述相位差層在波長550nm的面內延遲Re(B550),及前述相位差層在波長650nm的面內延遲Re(B650),滿足下述式(5)及(6):0.75<Re(B450)/Re(B550)<1.00 (5) 1.01<Re(B650)/Re(B550)<1.25 (6)。
[14]如[9]或[13]所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層,包含:配向狀態可被固定,以下述式(II)表示的相位差層用液晶化合物: (在前述式(II),Y1~Y8係分別獨立地表示,化學的單鍵結、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-或-NR1-O-;在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基; G1、G2係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基;再者,前述脂肪族基,亦可在每1個脂肪族基介在1以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-;惟排除-O-或-S-分別鄰接2以上所介在的情形;在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基;Z1、Z2係分別獨立地表示,可被鹵素原子取代的碳數2~10的烯基;Ax係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;Ay係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群組之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基。在此,R3係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、碳數5~12的芳香族烴環基;R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基;R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數5~20的芳香族基。前述Ax與Ay所具有的芳香環,亦可具有取代基;再者,前述Ax與Ay亦可一起形成環;A1係表示可具有取代基的三價的芳香族基; A2、A3係表示分別獨立表示可具有取代基的碳數3~30的二價的脂環式烴基;A4、A5表示分別獨立的表示可具有取代基的碳數6~30的二價的芳香族基;Q1係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~6的烷基;m係分別獨立的表示0或1。)[15]如[9]~[14]的任何一項所述的光學異向性層積體,其中在波長590nm前述相位差層的面內延遲Re(B590),在波長590nm前述光學異向性層的面內延遲Re(A590),及在波長590nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A590),滿足下述式(7)、(8)及(9):110nm≦Re(B590)≦170nm (7) Re(A590)≦10nm (8) -110nm≦Rth(A590)≦-20nm (9)。
[16]一種偏光板,其具備:直線偏光片;及[1]~[7]的任何一項所述的光學異向性層、[8]所述的光學異向性轉寫體、或[9]~[15]的任何一項所述的光學異向性層積體。
[17]一種影像顯示裝置,其具備[16]所述的偏光板。
[18]一種影像顯示裝置,其依序具備:[9]~[15]的任何一項所述的光學異向性層積體;直線偏光片;及影像顯示元件,前述影像顯示元件,係液晶胞或有機電致發光元件。
[19]一種影像顯示裝置,其依序具備:直線偏光片; [9]~[15]的任何一項所述的光學異向性層積體;及有機電致發光元件。
[20]一種光學異向性層的製造方法,包含:將具有聚合物、液晶原骨架的化合物及溶劑的塗佈液,塗佈在支持面上,得到塗佈液層的步驟;使前述塗佈液層乾燥的步驟的光學異向性層的製造方法,前述聚合物,使用前述聚合物的溶液,藉由塗佈法形成前述聚合物的膜時,在前述膜的面內方向顯示最大折射率的方向的折射率nx(P),在前述膜的前述面內方向垂直於前述nx(P)方向的方向的折射率ny(P),及在前述膜的厚度方向的折射率nz(P),滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),具有前述液晶原骨架的化合物,係選自由:顯示液晶性,且水平配向時顯示逆波長分散性的面內延遲的第一化合物;以及,單獨並不顯示液晶性的第二化合物,所組成之群之至少1種化合物,前述第二化合物,係將前述第二化合物對水平配向時顯示順波長分散性的面內延遲的評估用液晶化合物,對前述評估用液晶化合物及前述第二化合物的共計100重量份,至少以30重量份~70重量份的任何一種比例混合的混合物,顯示液晶性,且前述混合物水平配向時前述第二化合物顯示逆波長分散性的面內延遲,在前述光學異向性層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(A),在前述光學異向性層的前述面內方向垂直於前述nx(A)方向的方向的折射率ny(A),及在前述光學異向 性層的厚度方向的折射率nz(A),滿足nz(A)>nx(A)≧ny(A),前述光學異向性層的厚度方向在波長450nm的延遲Rth(A450),前述光學異向性層的厚度方向在波長550nm的延遲Rth(A550),及前述光學異向性層的厚度方向在波長650nm的延遲Rth(A650),滿足下述式(1)及(2):0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (1) 1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (2)。
[21]一種光學異向性層積體的製造方法,包含:將[8]所述的光學異向性轉寫體的光學異向性層,與相位差層黏貼的步驟;將前述光學異向性轉寫體的基材剝離的步驟的光學異向性層積體的製造方法,在前述相位差層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(B),在前述相位差層的前述面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率ny(B),及前述相位差層的厚度方向的折射率nz(B)滿足:nx(B)>ny(B)≧nz(B)。
根據本發明,可提供不使用配向膜而可製造,可使用於作為厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C板的光學異向性層及其製造方法;具備前述光學異向性層的光學異向性層積體及其製造方法;以及,具備前述光學異向性層的光學異向性轉寫體、偏光板及影像顯示裝置。
100‧‧‧有機EL顯示裝置
110‧‧‧有機EL元件
120‧‧‧光學異向性層積體
121‧‧‧相位差層
122‧‧‧光學異向性層
130‧‧‧直線偏光片
200‧‧‧有機EL顯示裝置
210‧‧‧有機EL元件
220‧‧‧λ/4波長板
230‧‧‧直線偏光片
240‧‧‧光學異向性層積體
241‧‧‧相位差層
242‧‧‧光學異向性層
300‧‧‧液晶顯示裝置
310‧‧‧光源
320‧‧‧光源側直線偏光片
330‧‧‧液晶胞
340‧‧‧視認側直線偏光片
350‧‧‧光學異向性層積體
351‧‧‧相位差層
352‧‧‧光學異向性層
[圖1]圖1係示意表示關於本發明的第一實施形態的影像顯示裝置的有機EL顯示裝置的剖面圖。
[圖2]圖2係示意表示關於本發明的第二實施形態的影像顯示裝置的有機EL顯示裝置的剖面圖。
[圖3]圖3係示意表示關於本發明的第三實施形態的影像顯示裝置的液晶顯示裝置的剖面圖。
以下顯示關於本發明的實施形態及例示物進行詳細說明。惟,本發明並非受限於以下所示的實施形態及例示物,在不脫離本發明的申請範圍及其均等範圍的範圍可任意變更實施。
在以下的說明當中,所謂某面的正面方向,若無特別提及,係指該面的法線方向的意思,具體而言,係指前述面的極角為0°且方位角為0°的方向。
在以下的說明當中,所謂某面的傾斜方向,若無特別提及,係指不與該面平行亦不垂直的方向,具體而言,係指前述的極角較0°大且較90°小的範圍的方向。
在以下的說明當中,若無特別提及,所謂某層的面內延遲Re係Re=(nx-ny)×d所示之值,又,所謂某層的厚度方向的延遲Rth係Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d所示之值。在此nx係表示在層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率,ny係表示在層的前述面內方向垂直於nx方向的方向的折射率,nz係表示在層的厚度方向的折射率,d表示層的厚度。又,所謂面內方向,係表示垂直於厚度方向的方向。
在以下的說明當中,若無特別提及,折射率的測定波長為590nm。
在以下的說明當中,所謂「長條」,係指相對於寬度,通常具有5倍以上的長度,以具有10倍或其以上的長度為佳,具體係指可捲取成捲筒狀保管或搬運的程度的長度之物。
在以下的說明當中,所謂「偏光板」及「波長板」,不僅係剛直的構件,亦包含例如,如樹脂製的薄膜等的具有可撓性的構件。
在以下的說明當中,若無特別提及,「(甲基)丙烯酸酯」係包含「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」及其組合的用語。
在以下的說明當中,所謂要素的方向為「平行」及「垂直」,若無特別提及,在不損及本發明的效果的範圍內,可包含例如±5°的範圍內的誤差。
在以下的說明當中,所謂具有正的固有雙折射值的樹脂,係指延伸方向的折射率較與此正交的方向的折射率大的樹脂。又,所謂具有負的固有雙折射值的樹脂,係指延伸方向的折射率較與此正交的方向的折射率小的樹脂。固有雙折射值,可由介電常數分佈計算。
[1.光學異向性層]
本發明的光學異向性層,包含既定的聚合物,及具有液晶原骨架的既定化合物,具有既定的光學特性。光學異向性層所包含的前述聚合物,以下有時適宜稱為「正C聚合物」。又,光學異向性層所包含的具有液晶原骨架的化合物,以下有時適宜稱為「液晶原化合物」。
[1.1.正C聚合物]
正C聚合物,係使用該正C聚合物的溶液,以塗佈法形成正C聚合物的膜時,該膜的折射率nx(P)、ny(P)及nz(P),滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P)的聚合物。在此,nx(P)係表示前述膜的面內方向顯示最大折射率的方向的折射率,ny(P)係表示前述膜的前述面內方向垂直於前述nx(P)方向的方向的折射率,nz(P)係表示前述膜的厚度方向的折射率。藉由將如此的正C聚合物,與既定的液晶原化合物組合使用,可實現不使用配向膜而可製造,可使用於作為厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C板的光學異向性層。
某聚合物,是否符合正C聚合物,可根據下述方法確認。
首先,對作為試料的聚合物,加入甲乙酮(MEK)、1,3-二氧戊環、N-甲基吡咯啶酮(NMP)等的溶劑,在室溫溶解,使聚合物的濃度成為10重量%~20重量%,得到聚合物溶液。
將該聚合物溶液,在由樹脂所組成的未延伸薄膜上,使用塗膠機塗佈,形成聚合物溶液的層。之後,以85℃烘箱乾燥10分鐘左右,藉由使溶劑蒸發,得到厚度10μm左右的聚合物膜。
然後,評估該聚合物膜的折射率nx(P)、折射率ny(P)及折射率nz(P),是否滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),滿足時,可判定作為該試料的聚合物,符合正C聚合物。
其中,前述折射率nx(P)與折射率ny(P),以值相同或相近為佳。具體而言,折射率nx(P)與折射率ny(P)的差nx(P)-ny(P),以0.00000~0.00100為佳,以0.00000~0.00050 更佳,以0.00000~0.00020特別佳。藉由使折射率差nx(P)-ny(P)落於前述範圍,可容易地得到本發明的光學異向性層。
正C聚合物,可使用具有滿足前述式nz(P)>nx(P)≧ny(P)的折射率的任意聚合物。其中,正C聚合物,以選自由聚乙烯基咔唑、聚富馬酸酯及纖維素衍生物所組成之群之至少1種聚合物為佳。藉由將該等聚合物作為正C聚合物使用,可藉由塗佈容易地得到厚度方向的延遲Rth大的光學異向性層。
正C聚合物的具體例,可列舉聚(9-乙烯基咔唑);富馬酸二異丙酯與丙烯酸3-乙基-3-氧環丁烷基甲酯的共聚物;富馬酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚物等。
又,正C聚合物,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
正C聚合物在光學異向性層的全固形份的比率,以40重量%以上為佳,以45重量%以上更佳,進一步以50重量%以上為佳,以55重量%以上特別佳,以80重量%以下為佳,以70重量%以下更佳,進一步以65重量%以下為佳,以60重量%以下特別佳。藉由使正C聚合物的比例,在前述範圍的下限值以上,可在光學異向性層,使液晶原化合物均勻分散,或提高光學異向性層的機械性強度,又,藉由使之在前述範圍的上限值以下,可容易地將光學異向性層的厚度方向的延遲Rth的波長分散性接近逆分散性。在此,所謂某層的固形份,係指將該層乾燥時殘留的成分。
[1.2.液晶原化合物]
液晶原化合物,係具有液晶原骨架的化合物。在此,所謂 液晶原骨架,係指藉由其引力及斥力性相互作用的異向性,在低分子量或高分子量的物質中,本質上貢獻於液晶(LC:liquid-crystalline)相的發生的分子骨架的意思。含有液晶原骨架的液晶原化合物,其本身,並不一定要具有可產生對液晶相的相轉移的液晶性。因此,液晶原化合物,可為可單獨產生對液晶相的相轉移的液晶化合物,亦可為單獨並不產生對液晶相的相轉移的非液晶化合物。液晶原骨架之例,可舉剛直的棒狀或圓盤狀的形狀的單元。關於液晶原骨架,可參照Pure Appl.Chem.2001,73卷,(5號),888頁及C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004年,116卷,6340-6368頁。
在光學異向性層,液晶原化合物,其配向狀態可被固定。例如,液晶原化合物,可藉由聚合,將該液晶原化合物的配向狀態固定。通常,由於液晶原化合物,可藉由聚合,在維持其液晶原化合物的配向狀態下成為聚合物,故可藉由前述聚合,使液晶原化合物的配向狀態固定。因此,在用語「配向狀態被固定的液晶原化合物」,包含液晶原化合物的聚合物。因此,液晶原化合物係具有液晶性的液晶化合物時,該液晶化合物,可在光學異向性層,呈現液晶相,亦可藉由配向狀態被固定化而不呈現液晶相。
前述既定的液晶原化合物,可使用選自由:作為第一化合物的逆波長分散液晶化合物及作為第二化合物的逆波長液晶原化合物所組成之群組之至少1種化合物。
在此,所謂逆波長分散液晶化合物,係指將下述要件(i)及(ii)全部滿足的化合物。
(i)逆波長分散液晶化合物,顯示液晶性。
(ii)逆波長分散液晶化合物,水平(Homogeneous)配向時顯示逆波長分散性的面內延遲。
又,所謂逆波長液晶原化合物,係將下述要件(iii)、要件(iv)及條件(v)全部滿足的化合物。
(iii)逆波長液晶原化合物,單獨不顯示液晶性。
(iv)包含逆波長液晶原化合物的既定的評估用混合物,顯示液晶性。
(v)前述評估用混合物水平配向時,逆波長液晶原化合物顯示逆波長分散性的面內延遲。
所謂前述評估用混合物,係在水平配向時顯示順波長分散性的面內延遲的評估用液晶化合物,將前述的逆波長液晶原化合物,以相對於評估用液晶化合物及逆波長液晶原化合物的共計100重量份,以30重量份~70重量份的至少任何一種比例混合的混合物。
藉由將選自由如此的逆波長分散液晶化合物及逆波長液晶原化合物所組成之群組的液晶原化合物,與正C聚合物組合使用,可實現不使用配向膜而可製造,可使用於作為厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C板的光學異向性層。
以下說明關於逆波長分散液晶化合物。
逆波長分散液晶化合物,水平配向時,顯示逆波長分散性的面內延遲。在此,所謂使液晶化合物水平配向,係指形成包含該液晶化合物的層,使該層的液晶化合物的分子的液晶原的長軸方向,向與前述層的面平行的某一方向配向。液晶化合物 包含配向方向不同的複數種類的液晶原時,以該等之中最長的種類的液晶原所配向的方向,作為前述配向方向。液晶化合物是否為水平配向及其配向方向,可藉由使用AxoScan (Axometrics公司製)代表的相位差計測定遲相軸的方向,與測定在遲相軸方向的每個入射角的延遲分佈而確認。
又,面內延遲Re顯示逆波長分散性,係指在波長450nm及550nm的面內延遲Re(450)及Re(550),滿足Re/Re(550)<1.00。
因此,形成包含逆波長分散液晶化合物的液晶層,使在該液晶層的液晶化合物的分子的液晶原骨架的長軸方向,向平行於前述液晶層的面的某一方向配向時,該液晶層在波長450nm及550nm的面內延遲Re(L450)及Re(L550),通常滿足Re(L450)/Re(L550)<1.00。
再者,前述液晶層在波長450nm、550nm及650nm的面內延遲Re(L450)、Re(L550)及Re(L650),從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點來看,滿足Re(L450)<Re(L550)≦Re(L650)為佳。
逆波長分散液晶化合物,可使用例如,在該逆波長分散液晶化合物的分子中,包含:主鏈液晶原骨架;及與前述主鏈液晶原骨架鍵結的側鏈液晶原骨架的化合物。包含主鏈液晶原骨架及側鏈液晶原骨架的前述逆波長分散液晶化合物,在該逆波長分散液晶化合物配向的狀態,可使側鏈液晶原骨架與主鏈液晶原骨架向不同的方向配向。如此的情形,由於雙折射係以對應主鏈液晶原骨架的折射率與對應側鏈液晶原骨架的折射率的差所顯現,結果逆波長分散液晶化合物,水平 配向時,可顯現逆波長分散性的面內延遲。
例如,如同具有主鏈液晶原骨架及側鏈液晶原骨架的前述化合物,逆波長分散液晶化合物,通常具有與一般的順波長分散液晶化合物的立體形狀不同的特異的立體形狀。在此,所謂「順波長分散液晶化合物」,係指水平配向時,顯示順波長分散性的面內延遲的液晶化合物。又,所謂順波長分散性的面內延遲,係測定波長越大面內延遲會顯示越小的面內延遲。可推測逆波長分散液晶化合物,具有如此的特異立體形狀,成為可得本發明的效果的一個原因。
再者,逆波長分散液晶化合物,具有聚合性為佳。因此,逆波長分散液晶化合物,具有聚合性基為佳。使用具有如此的聚合性的逆波長分散液晶化合物,可容易地藉由聚合將逆波長分散液晶化合物的配向狀態固定。因此,可容易地得到具有穩定的光學特性的光學異向性層。
逆波長分散液晶化合物的CN點,以25℃以上為佳,以45℃以上更佳,以60℃以上特別佳,以120℃以下為佳,以110℃以下更佳,以100℃以下特別佳。在此,所謂「CN點」係指結晶-向列相轉移溫度。藉由使用具有CN點在前述範圍的逆波長分散液晶化合物,可容易地製造光學異向性層。
逆波長分散液晶化合物的分子量,單體時,以300以上為佳,以700以上更佳,以1000以上特別佳,以2000以下為佳,以1700以下更佳,以1500以下特別佳。藉由使逆波長分散液晶化合物具有如上所述的分子量,可使用於形成光學異向性層的塗佈液的塗佈性特別良好。
前述逆波長分散液晶化合物,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
逆波長分散液晶化合物,可舉例如日本特開2014-123134號公報所記載之物。又,逆波長分散液晶化合物,可列舉例如以下述式(Ia)所示之化合物中,顯示液晶性的化合物。在以下的說明,有時將式(Ia)所示化合物,適宜稱為「化合物(Ia)」。
在前述式(Ia),A1a,係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群組之至少一個芳香環之碳數1~67的有機基作為取代基的芳香族烴環基;或,具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群組之至少一個芳香環的碳數1~67的有機基作為取代基的芳香族雜環基。
A1a的具體例,可列舉以式:-RfC(=N-NRgRh),或式:-RfC(=N-N=Rf1Rh)表示之基取代的亞苯基;以1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-(2-丁基)-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4,6-二甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以6-甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4,6,7-三甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4,5,6-三甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-丙基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二 基;以7-丙基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-氟-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-氟苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-硝基苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-三氟甲基苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-氰苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-甲烷基磺醯基苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以噻吩-3-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-甲基噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-氯噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以噻吩並[3,2-b]噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以2-苯并噻唑基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-聯苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-丙基聯苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-噻唑基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以1-苯基乙烯基-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以4-吡啶基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以2-呋喃基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以萘並[1,2-b]呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基;以5-甲氧基-2-苯并噻唑基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基;以苯基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基;以4-硝基苯基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基;或,以2-噻唑基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基等。在此,Rf及Rf1,係分別獨立地表示與後述Q1相同的意思。Rg係與後述的Ay表示相同的意思,Rh係與後述Ax表示相同的意思。
在前述式(Ia),Y1~Y8係分別獨立地表示化學單鍵、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、 -C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-或-NR1-O-。在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基。
在前述式(Ia),G1a及G2a,係分別獨立地表示,可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基。又前述脂肪族基,係每1個脂肪族基介在1個以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-或-C(=O)-。惟除去-O-或-S-分別以2個以上鄰接介在之情形。在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基。
在前述式(Ia),Z1a及Z2a係分別獨立地表示,無取代或以鹵素原子取代的碳數2~10的烯基。
在前述式(Ia),A2a及A3a係分別獨立地表示,亦可具有取代基的碳數3~30的二價脂環式烴基。
在前述式(Ia),A4a及A5a係分別獨立地表示,亦可具有取代基的碳數6~30的二價芳香族基。
在前述式(Ia),k及l係分別獨立地表示0或1。
逆波長分散液晶化合物的特別佳的具體例,可舉下式(I)表示的化合物之中,顯示液晶性的化合物。在以下的說明,有時將式(I)所示的化合物,適宜稱為「化合物(I)」。
化合物(I),通常係如下式所示,包含:由基-Y5-A4-(Y3-A2)n-Y1-A1-Y2-(A3-Y4)m-A5-Y6-組成的主鏈液晶原骨架1a;及由基>A1-C(Q1)=N-N(Ax)Ay組成的側鏈液晶原骨架1b的兩個液晶原骨架。又,該等主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b,互相交差。亦可將上述主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b併作一個液晶原骨架,惟在本發明,分成兩個液晶原骨架記述。
使主鏈液晶原骨架1a的長軸方向的折射率為n1,側鏈液晶原骨架1b的長軸方向的折射率為n2。此時,折射率n1的絕對值及波長分散性,通常依存於主鏈液晶原骨架1a的分子結構。又,折射率n2的絕對值及波長分散性,通常依存於側鏈液晶原骨架1b的分子結構。在此,在液晶相,化合物(I),通常係以主鏈液晶原骨架1a的長軸方向作為旋轉軸進行旋轉運動,故在此所述折射率n1及n2,係以旋轉體的折射率表示。
源於主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b的分子結構,折射率n1的絕對值較折射率n2的絕值大。再者,折射率n1及n2,通常顯示順波長分散性。在此,所謂順波長分散性的折射率,係表示測定波長越大該折射率的絕對值會變小的折射率。主鏈液晶原骨架1a的折射率n1,顯示很小程度 的順波長分散性。因此,以長波長測定的折射率n1,會變得較以短波長測定的折射率n1小,但該等的差很小。相對於此,側鏈液晶原骨架1b的折射率n2,顯示較大程度的順波長分散性。因此,以長波長測定的折射率n2,會變得較以短波長測定的折射率n2小,且該等的差很大。因此,測定波長較短,則折射率n1與折射率n2的差Δn較小,而測定波長較長,則折射率n1與折射率n2的差Δn會較大。如此地,可源於主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b,化合物(I),水平配向時,可顯現逆波長分散性的面內延遲。
在前述式(I),Y1~Y8係分別獨立地表示化學單鍵、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-或-NR1-O-。
在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基。
R1的碳數1~6的烷基,可列舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基等。
R1,以氫原子或碳數1~4的烷基為佳。
在化合物(I),Y1~Y8係分別獨立地以化學單鍵、-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-或-O-C(=O)-O-為佳。
在前述式(I),G1及G2係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基。
碳數1~20的二價脂肪族基,可舉例如,碳數1~20的亞烷基、碳數2~20的伸烯基等的具有鏈狀結構的二價脂肪族基;碳數3~20的環烷二基、碳數4~20的環烯二基、碳數10~30的 二價脂環式縮合環基等的二價脂肪族基等。
G1及G2的二價脂肪族基的取代基,可列舉例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的鹵素原子;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、正己氧基等的碳數1~6的烷氧基。特別是以氟原子、甲氧基、乙氧基為佳。
又,在前述脂肪族基,係每1個脂肪族基介在1個以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-或-C(=O)-。惟除去-O-或-S-分別以2個以上鄰接介在之情形。在此,R2係以氫原子或碳數1~6的烷基,以氫原子或甲基為佳。
介在於前述脂肪族基的基,以-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-或-O-C(=O)-O-為佳
介在有該等基的脂肪族基的具體例,可舉例如-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-S-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-、-CH2-O-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-NR2-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-NR2-CH2-、-CH2-NR2-CH2-CH2-、-CH2-C(=O)-CH2-等。
該等之中,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點來看,G1及G2,分別獨立地以具有碳數1~20的伸烷基、碳數2~20的伸烯基等的鏈狀結構的二價脂肪族基為佳,以亞甲基、亞乙基、三亞甲基、伸丙基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、八亞甲基、十亞甲基[-(CH2)10-]等的碳數1~12的伸 烷基更佳,以四亞甲基[-(CH2)4-]、六亞甲基[-(CH2)6-]、八亞甲基[-(CH2)8-]、及十亞甲基[-(CH2)10-]特別佳。
在前述式(I),Z1及Z2係分別獨立地表示,亦可被鹵素原子取代的碳數2~10的烯基。
該烯基的碳數,以2~6為佳。Z1及Z2的烯基的取代基的鹵素原子,可舉氟原子、氯原子、溴原子等,以氯原子為佳。
Z1及Z2的碳數2~10的烯基的具體例,可舉CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-CH2-、CH3-CH=CH-、CH2=CH-CH2-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-CH2-、(CH3)2C=CH-CH2-、(CH3)2C=CH-CH2-CH2-、CH2=C(Cl)-、CH2=C(CH3)-CH2-、CH3-CH=CH-CH2-。
尤其,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點,Z1及Z2,分別獨立地以CH2=CH-、CH2=C(CH3)-,CH2=C(Cl)-,CH2=CH-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-或CH2=C(CH3)-CH2-CH2-為佳,以CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、或CH2=C(Cl)-更佳,以CH2=CH-特別佳。
在前述式(I),Ax係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基。「芳香環」係指遵照海格耳(Huckel)法則的廣義的具有芳香族性的環狀結構,即,具有(4n+2)個π電子的環狀共軛結構、及以噻吩、呋喃、苯并噻唑等代表,硫、氧、氮等的雜原子的孤立電子對參與於π電子系顯示芳香族性的環狀結構。
Ax的具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基,可為具有複數個芳香環者,亦可為具有芳香族烴環及芳香族雜環之雙方者。
前述芳香族烴環,可舉例如苯環、萘環、蒽環等。前述芳香族雜環,可舉吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡啶環、嗒環、嘧啶環、吡環、吡唑環、咪唑環、唑環、噻唑環等的單環的芳香族雜環;苯并噻唑環、苯并唑環、喹啉環、呋環、苯并咪唑環、苯并吡唑環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、噻唑吡啶環、唑吡啶環、噻唑吡環、唑吡環、噻唑嗒環、唑嗒環、噻唑嘧啶環、唑嘧啶環等的縮合環的芳香族雜環。
Ax所具有的芳香環亦可具有取代基。該取代基,可列舉例如,氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等的碳數2~6的烯基;三氟甲基等的碳數1~6的鹵化烷基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等的碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;-C(=O)-R5;-C(=O)-OR5;-SO2R6等。在此,R5係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、或碳數3~12的環烷基,R6係與後述的R4同樣地表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基,或4-甲基苯基。
又,Ax所具有的芳香環,可具有複數個相同或不同的取代基,亦可相鄰的兩個取代基一起鍵結形成環。形成的環,可為單環、縮合多環、亦可為不飽和環、飽和環。
再者,Ax的碳數2~30的有機基的「碳數」,係指不含取代基的碳原子的有機基全體的總碳數(與後述的Ay相同。)。
Ax的具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基,可舉例如苯環基、萘環基、蒽環基等的芳香族烴環基;吡咯環基、呋喃環基、 噻吩環基、吡啶環基、嗒環基、嘧啶環基、吡環基、吡唑環基、咪唑環基、唑環基、噻唑環基、苯并噻唑環基、苯并唑環基、喹啉環基、呔環基、苯并咪唑環基、苯并吡唑環基、苯并呋喃環基、苯并噻吩環基、噻唑吡啶環基、唑吡啶環基、噻唑吡環基、唑吡環基、噻唑嗒環基、唑嗒環基、噻唑嘧啶環基、唑嘧啶環基等的芳香族雜環基;含有芳香族烴環及雜環的組合之基;具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數3~30的烷基;選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數4~30的烯基;選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數4~30的炔基。
以下表示Ax的較佳的具體例。惟Ax不應限定於以下所示者。再者,下述式中,「-」係表示從環的任意的位置延伸的原子鍵結(以下相同。)。
(1)芳香族烴環基
(2)芳香族雜環基
上述式中,E係表示NR6a、氧原子或硫原子。在此,R6a係表示氫原子;或,甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。
上述式中、X及Y係分別獨立地表示NR7、氧原子,硫原子,-SO-或-SO2-(惟去除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2分別鄰接之情形。)。R7係與前述R6a同樣地表示,氫原子;或,甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。
(上述式中,X係表示與前述相同的意思。)
〔各式中,X1係表示-CH2-、-NRc-、氧原子、硫原子、-SO-或-SO2-,E1係表示-NRc-,氧原子或硫原子。在此,Rc係表示氫原子或甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。(惟在各式中,氧原子、硫原子、-SO-,-SO2,分別不鄰接者。)〕
(3)包含芳香族烴環及芳香族雜環的組合的基:
(上述式中,X及Y係分別獨立地表示與前述相同的意思。又,上述式中,Z係表示,NR7、氧原子、硫原子、-SO-或-SO2-(惟去除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2分別鄰接之情形。)。)
(4)具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之 群之至少一個芳香環的烷基
(5)具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的烯基
(6)具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的炔基
上述Ax之中,以碳數6~30的芳香族烴環基、碳數4~30的芳香族雜環基、或包含芳香族烴環及雜環的組合的碳數4~30的基為佳,以下述所示之任意一個基更佳。
再者,Ax,係以下述所示的任意一個基更為較佳。
Ax所具有的環亦可具有取代基。該取代基,可列舉例如氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等的碳數2~6的烯基;三氟甲基等的碳數1~6的鹵化烷基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等的碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;-C(=O)-R8;-C(=O)-OR8;-SO2R6等。在此R8,係表示甲基、乙基等的碳數1~6的烷基;或苯基等的碳數6~14的芳基。其中,作為取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基,及碳數1~6的烷氧基為佳。
又,Ax所具有的環,可具有複數個相同或不同的取代基,亦可相鄰的兩個取代基一起鍵結形成環。形成的環,可為單環,亦可為縮合多環。
Ax的碳數2~30的有機基的「碳數」,係指不含取代基的碳原子的有機基全體的總碳數(與後述的Ay相同。)。
在前述式(I),Ay係表示氫原子、亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦 可具有取代基的碳數3~12的環烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的炔基,-C(=O)-R3、-SO2-R4,-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基。在此,R3係表示亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基,或碳數5~12的芳香族烴環基。R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基,或4-甲基苯基。R9係表示亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或亦可具有取代基的碳數5~20的芳香族基。
Ay的亦可具有取代基的碳數1~20的烷基的碳數1~20的烷基,可舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基。亦可具有取代基的碳數1~20的烷基的碳數,以1~12為佳,以4~10更佳。
Ay的亦可具有取代基的碳數2~20的烯基的碳數2~20的烯基,可列舉例如乙烯基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、十九烯基、二十烯基等。可具有取代基的碳數2~20的烯基的碳數,以2~12為佳。
Ay的亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基的碳數3~12的環烷基,可舉例如環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等。
Ay的亦可具有取代基的碳數2~20的炔基的碳數2~20的炔基,可舉例如,乙炔基、丙炔基、2-丙炔基(炔丙基)、丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、2-戊炔基、己炔基、5-己炔基、庚炔基、辛炔基、2-辛炔基、壬炔基、癸炔基、7-癸炔基等。
Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、及可具有取代基的碳數2~20的烯基的取代基,可舉例如氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等的碳數1~20的烷氧基;被甲氧甲氧基、甲氧乙氧基等的碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;環丙基、環戊基、環己基等的碳數3~8的環烷基;環戊氧基、環己氧基等的碳數3~8的環烷氧基;四氫呋喃基、四氫吡喃基、二氧戊環基、二氧六環基等的碳數2~12的環狀醚基;苯氧基、萘氧基等的碳數6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基,-CH2CF3等的至少1個以氟原子取代的碳數1~12的氟烷氧基;苯并呋喃基;苯并吡喃基;苯并二氧戊環基;苯并二氧六環基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;-SR10;以-SR10取代的碳數1~12的烷氧基;羥基。在此,R7a及R10,係分別獨立地表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、碳數3~12的環烷基、或碳數6~12的芳香族烴環基,R8a係與前述R4同樣地表示碳數1~20的烷 基、碳數2~20的烯基、苯基,或4-甲基苯基。
Ay的亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基的取代基,可舉例如氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;二甲基胺基等的取代胺基;甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等的碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;環丙基、環戊基、環己基等的碳數3~8的環烷基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;烴基。在此,R7a、R8a係表示與前述相同的意思。
Ay的亦可具有取代基的碳數2~20的炔基的取代基,可舉例如,與亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、及亦可具有取代基的碳數2~20的烯基的取代基相同的取代基。
在Ay,以-C(=O)-R3表示的基,R3係表示亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或碳數5~12的芳香族烴環基。該等具體例,可列舉出前述Ay的亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、及亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基;以及,在前述Ax所說明的芳香族烴環基中碳數為5~12之例所舉之相同者。
在Ay,以-SO2-R4表示之基,R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基,或4-甲基苯基。R4的碳數1~20的烷基、及碳數2~20的烯基的具體例,可列舉例如前述Ay的碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基之例所舉之相同者。
在Ay,以-C(=S)NH-R9表示之基,R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯 基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或可具有取代基的碳數5~20的芳香基。該等具體例,可舉前述Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳散3~12的環烷基;以及,例舉作為前述Ax所說明的芳香族烴環基及芳香族雜環基中碳數為5~20之例所舉之相同者。
在Ay的具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基,可列舉在前述Ax所例示之相同者。
該等之中,Ay,以氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基所表示之基為佳。再者,Ay,以氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、可具有取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有取代基的碳數3~9的芳香族雜環基,可具有取代基的包含組合芳香族烴環及雜環的組合的碳數3~9的基、-C(=O)-R3、-SO2-R4所表示之基更佳。
在此,R3、R4係表示與前述相同的意思。
Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數2~20的炔基的取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、以碳數1~12 的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環狀醚基、碳數6~14的芳氧基、羥基、苯并二氧六環基、苯基磺醯基、4-甲基苯磺醯基、苯甲醯基,-SR10為佳。在此,R10係表示與前述相同的意思。
Ay的可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數6-12的芳香族烴環基、可具有取代基的碳數3~9的芳香族雜環基的取代基、可具有取代基的包含組合芳香族烴環基及雜環基的碳數3~9的基,以氟原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基為佳。
又,Ax與Ay亦可一起形成環。該環,可舉例如,可具有取代基的碳數4~30的不飽和雜環、碳數6~30的不飽和碳環。
前述碳數4~30的不飽和雜環、及碳數6~30的不飽和碳環,並無特別限制,可具有亦可不具有芳香族性。
Ax與Ay一起形成的環,可舉例如,下述所示的環。再者,下述所示的環,係表示式(I)中的
所表示的部分。
(式中X、Y、Z係表示與前述相同的意思。)
又,該等環,亦可具有取代基。該取代基,可列舉已說明作為Ax所具有的芳香環的取代基之相同者。
包含在Ax與Ay中的π電子的總數,從更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點,以4以上24以下為佳,以6以上20以下更佳,進一步以6以上18以下更佳。
Ax與Ay的更佳的組合,可舉下述組合(α)及組合(β)。
(α)Ax為碳數4~30的芳香族烴環基、芳香族雜環基,或包含芳香族烴環及雜環的組合的基,Ay為氫原子、碳數3~8的環烷基、可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基,或碳數3~8的環烷基)作為取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的包含芳香族烴環及雜環的組合的碳數3~9的基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數1~20的烯基、或可具有取代基的碳數2~20的炔基,該取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、以碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環狀醚基、碳數6~14的芳氧基、羥基、苯并二氧六環基、苯磺醯基、苯甲醯基及-SR10的任一組合。
(β)Ax與Ay一起形成不飽和雜環或不飽和碳環的組合。
在此,R10係表示與前述相同的意思。
Ax與Ay的較佳的組合,可舉下述組合(γ)。
(γ)Ax為具有下述結構的基的任一者,Ay為氫原子、碳數3~8的環烷基、可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基,或碳數3~8的環烷基)作為取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的包含芳香族烴環及雜環的組合的碳數3~9的 基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數1~20的烯基、或可具有取代基的碳數2~20的炔基,該取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環狀醚基、碳數6~14的芳羥基、羥基、苯并二氧六環基、苯磺醯基、苯甲醯基及-SR10的任一組合。
在此,R10係表示與前述相同的意思。
(式中X、Y係表示與前述相同的意思。)
Ax與Ay的特別佳的組合,可舉下述組合(δ)。
(δ)Ax為具有下述結構的基的任一者,Ay氫原子、碳數3~8的環烷基、可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數 1~6的烷氧基,或碳數3~8的環烷基)作為取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的包含芳香族烴環及雜環的組合的碳數3~9的基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數1~20的烯基、或可具有取代基的碳數2~20的炔基,該取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環狀醚基、碳數6~14的芳羥基、羥基、苯并二氧六環基、苯磺醯基、苯甲醯基及-SR10的任一組合。
下述式中X係表示與前述相同的意思。在此,R10係表示與前述相同的意思。
在前述式(I),A1係表示可具有取代基的三價芳香族基。三價芳香族基,可為三價碳環式芳香族基,亦可為三價雜環式芳香族基。從更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點而言,以三價碳環式芳香族基為佳,以三價苯環基或三價萘環 基更佳,進一步以下述式所示三價苯環基或三價萘環基為佳。再者,在下述式,為使鍵結狀態更明確,權宜上記載取代基Y1、Y2(Y1、Y2係表示與前述相同的意思。以下相同。)。
該等之中,A1以下述所示之式(A11)~(A25)表示之基更佳,以式(A11)、(A13)、(A15)、(A19)、(A23)表示的基更為較佳,以式(A11)、(A23)表示之基特別佳。
A1的可具有三價芳香族基的取代基,可列舉已說明作為前述Ax的芳香環的取代基之相同者。A1,以不具有取 代基者為佳。
前述式(I),A2及A3係分別獨立地表示可具有取代基的碳數3~30的二價脂環式烴基。碳數3~30的二價脂環式烴基,可舉例如,碳數3~30的環烷二基、碳數10~30二價脂環式縮合環基等。
碳數3~30的環烷二基,可舉例如,環丙烷二基;環丁烷-1,2-二基、環丁烷-1,3-二基等的環丁烷二基;環戊烷-1,2-二基、環戊烷-1,3-二基等的環戊烷二基;環己烷-1,2-二基、環己烷-1,3-二基、環己烷-1,4-二基等的環己烷二基;環庚烷-1,2-二基、環庚烷-1,3-二基、環庚烷-1,4-二基等的環庚烷二基;環辛烷-1,2-二基、環辛烷-1,3-二基、環辛烷-1,4-二基、環辛烷-1,5-二基等的環辛烷二基;環癸烷-1,2-二基、環癸烷-1,3-二基、環癸烷-1,4-二基、環癸烷-1,5-二基等的環癸烷二基;環十二烷-1,2-二基、環十二烷-1,3-二基、環十二烷-1,4-二基、環十二烷-1,5-二基等的環十二烷二基;環十四烷-1,2-二基、環十四烷-1,3-二基、環十四烷-1,4-二基、環十四烷-1,5-二基、環十四烷-1,7-二基等的環十四烷二基;環二十烷-1,2-二基、環二十烷-1,10-二基等的環二十烷二基等。
碳數10~30的二價脂環式縮合環基,可舉例如十氫萘-2,5-二基、十氫萘-2,7-二基等的十氫萘二基;金剛烷-1,2-二基、金剛烷-1,3-二基等的金剛烷二基;雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二基、雙環[2.2.1]庚烷-2,5-二基、雙環[2.2.1]庚烷-2,6-二基等的雙環[2.2.1]庚烷二基。
該等二價脂環式烴基,亦可在任意位置具有取代 基。取代基,可列舉已說明作為前述Ax的芳香環的取代基之相同者。
該等之中,A2及A3,以碳數3~12的二價脂環式烴基為佳,以碳數3~12的環烷二基更佳,進一步以下述式(A31)~(A34)所示之基為佳,以下述式(A32)所示之基特別佳。
前述碳數3~30的二價脂環式烴基,基於與Y1、Y3(或Y2及Y4)鍵結的碳原子的立體配置的不同,能夠存在順式及反式的立體異構物。例如,環己烷-1,4-二基之情形,能夠存在如下述所示順式異構物(A32a)與反式異構物(A32b)。
前述碳數3~30的二價脂環式烴基,可為順式,亦可為反式,或亦可為順式及反式異構物的混合物。其中,由配向性良好而言,以反式或順式為佳,以反式更佳。
在前述式(I),A4及A5係分別獨立表示可具有取代基的碳數6~30的二價芳香族基。A4及A5的芳香族基,可為單 環,亦可為多環。A4及A5的較佳的具體例,可舉如下述者。
上述A4及A5的二價芳香族基,可在任意位置具有取代基。該取代基,可舉例如鹵素原子、氰基、羥基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-OR8b基。在此,R8b係碳數1~6的烷基。其中,取代基,以鹵素原子、碳數1~6的烷基、烷氧基為佳。又,鹵素原子,以氟原子更佳;碳數1~6的烷基,以甲基、乙基、丙基更佳;烷氧基,以甲氧基、乙氧基更佳。
該等之中,從更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點,A4及A5,以可分別獨立地具有取代基的下述式(A41)、(A42)及(A43)所示之基更佳,以可具有取代基的式(A41)所示之基特別佳。
在前述式(I),Q1係表示氫原子或可具有取代基的碳數1~6的烷基。可具有取代基的碳數1~6的烷基,可列舉在前述Ay已說明之可具有取代基的碳數1~20的烷基之中,碳數1~6者。該等之中,Q1以氫原子或碳數1~6的烷基為佳,以氫原子及甲基更佳。
在前述式(I),m係分別獨立地表示,0或1。其中,m以1為佳。
化合物(I),可藉由例如,國際公開第2012/147904號所記載的聯胺化合物與羰基化合物的反應而製造。
接著說明關於逆波長液晶原化合物。
逆波長液晶原化合物,係單獨並不顯示液晶性,而與評估用液晶化合物,以既定的混合比例混合的評估用混合物顯示液晶性的化合物。評估用液晶化合物,係使用水平配向時,顯示 順波長分散性的面內延遲的液晶化合物的順波長分散液晶化合物。藉由使用順波長分散液晶化合物作為評估用液晶化合物,可容易地進行使評估用混合物水平配向時的逆波長液晶原化合物的面內延遲的波長分散性的評估。其中,評估用液晶化合物,以具有可在100℃成為液晶相的棒狀結構的液晶化合物為佳。評估用液晶化合物的特別佳的具體例,可舉具有下述式(E1)所示結構的順波長分散液晶化合物「LC242」、具有下述式(E2)所示結構的順波長分散液晶化合物等。在下述式,Me係表示甲基。
又,為了得到前述評估用混合物、評估用液晶化合物與所混合的逆波長液晶原化合物的混合比例,相對於評估用液晶化合物及逆波長液晶原化合物的共計100重量份,通常為30重量份~70重量份的至少任何一種。因此,使逆波長液晶原化合物,相對於評估用液晶化合物及逆波長液晶原化合物的共計100重量份,以包含30重量份~70重量份的範圍的至少一種混合比例混合,只要可得到顯示液晶性的評估用混合 物,將逆波長液晶原化合物,相對於評估用液晶化合物及逆波長液晶原化合物的共計100重量份,以包含30重量份~70重量份的範圍的其他的混合比例混合而得的混合物,亦可不顯示液晶性。
評估用混合物顯示液晶性,可藉由下述方法確認。
在基材上將評估用混合物塗佈及乾燥,得到具備基材及評估用混合物的層的樣品薄膜。將該樣品薄膜設定加熱台上。邊以偏光顯微鏡觀察樣品薄膜,邊將樣品薄膜升溫。觀察到評估用混合物的層向液晶相的相轉移時,能夠判定評估用混合物顯示液晶性。
又,使前述評估用混合物水平配向時,該評估用混合物中的逆波長液晶原化合物,顯示逆波長分散性的面內延遲。在此,所謂使評估用混合物水平配向,係指形成該評估用混合物的層,使在該層的評估用液晶化合物水平配向。因此,在水平配向的評估用混合物,評估用液晶化合物的分子的液晶原骨架的長軸方向,通常,向平行於前述層的面的某一方向配向。
又,所謂水平配向的評估用混合物中的逆波長液晶原化合物顯示逆波長分散性的面內延遲,係指包含在評估用混合物中的逆波長液晶原化合物在波長450nm及550nm的面內延遲Re(450)及Re(550),滿足Re(450)/Re(550)<1.00。
惟,在評估用混合物的層,難以選擇性地僅測定逆波長液晶原化合物的面內延遲。因此,利用評估用液晶化合物係順波長分散液晶化合物此點,能夠藉由下述的確認方法, 確認評估用混合物中的逆波長液晶原化合物顯示逆波長分散性的面內延遲。
形成包含作為順波長分散液晶化合物的評估用液晶化合物的液晶層,在該液晶層,使評估用液晶化合物水平配向。然後,測定該液晶層在波長450nm及550nm的面內延遲Re(X450)及Re(X550)的比Re(X450)/Re(X550)。
又,形成包含前述評估用液晶化合物及逆波長液晶原化合物的評估用混合物的層,在該評估用混合物的層使評估用混合物水平配向。然後,測定該評估用混合物的層在波長450nm及550nm的面內延遲Re(Y450)及Re(Y550)的比Re(Y450)/Re(Y550)。
測定的結果,包含逆波長液晶原化合物的評估用混合物的層的延遲比Re(Y450)/Re(Y550),相較於不包含逆波長液晶原化合物的液晶層的延遲比Re(X450)/Re(X550)小時,可判定逆波長液晶原化合物,顯示逆波長分散性的面內延遲。
又,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點來看,在前述確認方法,評估用混合物的層在波長550nm及650nm的面內延遲Re(Y550)及Re(Y650)的比Re(Y650)/Re(Y550),較液晶層在波長550nm及650nm的面內延遲Re(X550)及Re(X650)的比Re(X650)/Re(X550)大為佳。
逆波長液晶原化合物,可使用例如,在該逆波長液晶原化合物的分子中,包含主鏈液晶原骨架及與前述主鏈液晶原骨架鍵結的側鏈液晶原骨架的化合物。
再者,逆波長液晶原化合物,具有聚合性為佳。 因此,逆波長液晶原化合物,具有聚合性基為佳。使用具有如此的聚合性的逆波長液晶原化合物,可容易地藉由聚合將逆波長液晶原化合物的配向狀態固定。因此,能夠容易地得到具有穩定的光學特性的光學異向性層。
逆波長液晶原化合物的分子量,單體時,以300以上為佳,以700以上更佳,以1000以上特別佳,以2000以下為佳,以1700以下更佳,以1500以下特別佳。藉由使逆波長液晶原化合物具有如上所述的分子量,可讓用於形成光學異向性層的塗佈液的塗佈性特別良好。
前述逆波長分散液晶化合物,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
逆波長液晶原化合物,可舉例如前述式(Ia)所示的化合物之中,不顯示液晶性的化合物。逆波長液晶原化合物的較佳的例,可舉前述式(I)所示的化合物之中,不顯示液晶性的化合物。其中,特別佳的逆波長液晶原化合物,可舉下述化合物。
前述液晶原化合物之中,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點來看,在該液晶原化合物的分子中,含有選自由苯并噻唑環(下述式(10A)環);以及,環己基環(下述 式(10B)環)及苯基環(下述式(10C)環)的組合;所組成之群組之至少1種為佳。
在光學異向性層的全固形份的液晶原化合物的比率,以20重量%以上為佳,以30重量%以上為佳,以35重量%以上更佳,以40重量%以上,以60重量%以下為佳,以55重量%以下為佳,以50重量%以下更佳,以45重量%以下。藉由使液晶原化合物的比例,在前述範圍的下限值以上,可容易地使光學異向性層的厚度方向的延遲Rth的波長分散性接近逆分散性,又,藉由使之在前述範圍的上限值以下,可在光學異向性層,使液晶原化合物均勻分散,使光學異向性層的機械性強度變高。
[1.3.任意成分]
光學異向性層,可與正C聚合物及液晶原化合物組合,進一步包含任意成分。
[1.4.光學異向性層的特性]
光學異向性層,其折射率nx(A)、ny(A)及nz(A),滿足nz(A)>nx(A)≧ny(A)。在此,nx(A)係表示在光學異向性層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率,ny(A)係表示在光學異向性層的前述面內方向垂直於前述nx(A)方向的方向的折 射率,nz(A)係表示在光學異向性層的厚度方向的折射率。具有如此的折射率nx(A)、ny(A)及nz(A)的光學異向性層,能夠使用於作為正C薄膜。因此,將該光學異向性層組入圓偏光板、應用於影像顯示裝置時,在影像顯示裝置的顯示面的傾斜方向,可抑制外來光線的反射、能夠使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡。再者,影像顯示裝置為液晶顯示裝置時,通常能夠擴大視野角。因此,由傾斜方向觀看影像顯示裝置的顯示面時,能夠提升影像的視認性。
其中,光學異向性層的折射率nx(A)與折射率ny(A)的值相同或接近為佳。具體而言,折射率nx(A)與折射率ny(A)的差nx(A)-ny(A),以0.00000~0.00100為佳,以0.00000~0.00050更佳,以0.00000~0.00020特別佳。藉由使折射率差nx(A)-ny(A)落於前述範圍,可使將光學異向性層設置在影像顯示裝置時的光學設計變簡單,且與其他的相位差薄膜貼合時,可無須調整貼合方向。
在波長450nm光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A450),在波長550nm光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A550),及在波長650nm光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A650)通常,滿足下述式(1)及(2):0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (1)
1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (2)。
詳細地說明前述式(1),Rth(A450)/Rth(A550),通常,較0.50大,較0.60大為佳,較0.65大更佳,又,通常為未滿1.00,以未滿0.90為佳,以未滿0.85更佳。
再者,詳細地說明前述式(2),Rth(A650)/Rth(A550),通常為1.00以上,以1.01以上為佳,以1.02以上更佳,通常為未滿1.25,以未滿1.15為佳,以未滿1.10更佳。
具有滿足前述式(1)及式(2)的厚度方向的延遲Rth(A450)、Rth(A550)及Rth(A650)的光學異向性層,該厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性。將如此的厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的光學異向性層,組入圓偏光板,應用於影像顯示裝置時,在影像顯示裝置的顯示面的傾斜方向,能夠在廣泛波長範圍發揮抑制外來光線的反射,使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡的功能。再者,影像顯示裝置為液晶顯示裝置時,通常能夠擴大視野角。因此,能夠特別有效地提升顯示在顯示面的影像的視認性。
組合包含正C聚合物及液晶原化合物的光學異向性層,可發揮前述光學特性的原理,根據本發明者的研究,可推測如下。惟,本發明的技術範圍,不應受限於下述說明的原理。
一般,包含液晶化合物的液晶層的雙折射,依存在該液晶層的液晶化合物的分子的配向狀態。因此,欲得在厚度方向具有大折射率的薄膜的正C薄膜時,大多使液晶化合物的分子,向液晶層的厚度方向配向。欲使液晶化合物的分子如此在厚度方向配向時,先前使用垂直配向劑。
使用垂直配向劑形成液晶層時,通常係準備包含液晶化合物及垂直配向劑的塗佈液,將該塗佈液塗佈及乾燥,得到液晶層。然而,逆波長分散液晶化合物的分子,由於具有 特異的立體形狀,故即使以先前的使用垂直配向劑的方法形成液晶層,在液晶化合物的分子的傾斜角發生不均,而難以得到良好的液晶層。具體而言,以先前的製造方法製造的液晶層,以相同傾斜角的液晶化合物的集合形成複數個液晶區域,但由於液晶區域之間的傾斜角不同,故液晶層整體會產生光的反射、折射或分散,產生液晶層的白濁。在此,所謂傾斜角,係指液晶化合物的分子的配向軸相對於某基準面所形成的夾角。
相對於此,本發明的光學異向性層所包含的正C聚合物,一般包含具有對主鏈交叉的萘環及聯苯基等的剛直的結構的側鏈。然後,在包含正C聚合物的光學異向性層,正C聚合物的主鏈在光學異向性層的面內方向平行橫躺,而其側鏈向光學異向性層的厚度方向站立。因此,將正C聚合物與液晶原化合物組合,可藉由正C聚合物的側鏈矯正液晶原化合物的分子的方向,液晶原化合物的分子,係分子的長軸方向會向平行於光學異向性層的厚度方向配向。因此,可在光學異向性層的厚度方向顯現很大的折射率,故本發明的光學異向性層,顯示可作用作為正C薄膜的折射率。
再者,逆波長分散液晶化合物及逆波長液晶原化合物等的液晶原化合物,顯示逆波長分散性的面內延遲。因此,包含分子向厚度方向配向的液晶原化合物的光學異向性的厚度方向的延遲,顯示逆波長分散性。
藉由如此的原理,可認為本發明的光學異向性層,可發揮上述光學特性。
光學異向性層在波長590nm的面內延遲Re(A590), 滿足下述式(3)為佳。
Re(A590)≦10nm (3)
詳細地說明前述式(3),則Re(A590),以0nm~10nm為佳,以0nm~5nm更佳,以0nm~2nm特別佳。藉由使Re(A590)落於前述範圍,可使將光學異向性層設置在影像顯示裝置時的光學設計變簡單,且與其他的相位差薄膜貼合時,可無須調整貼合方向。
光學異向性層的厚度方向在波長590nm的延遲Rth(A590),滿足下述式(4)為佳。
-200nm≦Rth(A590)≦-10nm (4)
詳細地說明前述式(4),Rth(A590),以-200nm以上為佳,以-130nm以上更佳,以-100nm以上特別佳,以-10nm以下為佳,以-30nm以下更佳,以-50nm以下特別佳。具有如此的Rth(A590)的光學異向性層,組入圓偏光板應用於影像顯示裝置時,能夠在影像顯示裝置的顯示的傾斜方向,抑制外來光線的反射,使反射光的色調變化變小、使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡。再者,影像顯示裝置為液晶顯示裝置時,通常能夠擴大視野角。因此,由傾斜方向觀看影像顯示裝置的顯示面時,能夠提升影像的視認性。
光學異向性層的全光譜穿透率,以80%以上為佳,以85%以上更佳,以90%以上特別佳。全光譜穿透率,係使用紫外‧可見光光譜儀,以波長400nm~700nm的範圍測定。
光學異向性層的霧度,以5%以下為佳,以3%以下更佳,以1%以下特別佳,理想為0%。在此,霧度,係遵照JIS K7361-1997,使用日本電色工業公司製「濁度計NDH-300A」,測定5處求得平均值。
光學異向性層,不顯示液晶性為佳。藉由光學異向性層不顯示液晶性,在光學異向性層可使正C聚合物及液晶原化合物的分散良好。又,不具有液晶性的光學異向性層,使用塗佈液製造光學異向性層時,可抑制因乾燥風等的空氣搖動的影響,發生液晶原化合物的配向不均。
光學異向性層的厚度,可適當調整,以得到所期望的延遲。光學異向性層的具體的厚度,以1.0μm以上為佳,以3.0μm以上更佳,以50μm以下為佳,以40μm以下更佳,以30μm以下特別佳。
[1.5.光學異向性層的製造方法]
光學異向性層,可藉由包含:準備包含正C聚合物、液晶原化合物及溶劑的塗佈液的步驟;在支持面上塗佈該塗佈液,得到塗佈液層的步驟;使塗佈液層乾燥的步驟;的製造方法而製造。
在準備塗佈液的步驟,通常,係將正C聚合物、液晶原化合物及溶劑,混合得到塗佈液。正C聚合物及液晶原化合物在塗佈液的全固形份的的比率,可調整成與正C聚合物及液晶原化合物在光學異向性層的全固形份的的比率同樣的範圍。
溶劑,通常使用有機溶劑。該有機溶劑之例,可舉環戊烷、環己烷等的烴溶劑;環戊酮、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮、N-甲基吡咯烷酮等的酮溶劑;醋酸丁酯、 醋酸戊酯等的醋酸酯溶劑;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等的鹵化烴溶劑;1,4-二烷、環戊基甲醚、四氫呋喃、四氫哌喃,1,3-二氧戊環、1,2-二甲氧基乙烷等的醚溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯(mesitylene)等的芳香族烴溶劑;及該等的混合物。溶劑的沸點,從操作性優良的觀點,以60℃~250℃為佳,以60℃~150℃更佳。又,溶劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
溶劑的量,以可將塗佈液的固形份濃度調整為所期望的範圍為佳。塗佈液的固形份濃度,以6重量%以上為佳,以8重量%以上更佳,以10重量%以上特別佳,以20重量%以下為佳,以18重量%以下更佳,以15重量%以下特別佳。藉由使塗佈液的固形份濃度落於前述範圍,可容易地形成具有所期望的光學特性的光學異向性層。
用於形成光學異向性層的塗佈液,可與正C聚合物、液晶原化合物及溶劑組合,包含任意成分。又,任意成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
塗佈液,例如可包含可塑劑作為任意成分。可塑劑,可列舉磷酸三苯酯、三乙酸甘油酯等。又,可塑劑,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
可塑劑的量,相對於正C聚合物100重量份,以2重量份以上為佳,以5重量份以上更佳,以8重量份以上特別佳,以15重量份以下為佳,以12重量份以下更佳,以10重量份以下特別佳。藉由將可塑劑的量調整為前述範圍,可抑制光學異向性層的脆化,而可提升機械性強度。
塗佈液,例如可包含聚合起始劑作為任意成分。聚合起始劑的種類可按照塗佈液中的聚合性化合物所具有的聚合性基的種類適宜選擇。在此,聚合性化合物係具有聚合性的化合物的總稱。其中以光聚合起始劑為佳。光聚合起始劑,可舉自由基聚合起始劑、陰離子聚合起始劑、陽離子聚合起始劑等。市售的光聚合起始劑的具體例,可舉BASF公司製,商品名:Irgacure907、商品名:Irgacure184、商品名:Irgacure369、商品名:Irgacure651、商品名:Irgacure819、商品名:Irgacure907、商品名:Irgacure379、商品名:Irgacure379EG,及商品名:Irgacure OXE02;ADEKA公司製商品名:Adeka Optomer N1919等。又,聚合起始劑,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
聚合起始劑的量,對聚合性化合物100重量份,以0.1重量份以上為佳,以0.5重量份以上更佳,以30重量份以下為佳,以10重量份以下更佳。
塗佈液,可包含金屬、金屬錯合物、染料、顏料、螢光材料、磷光材料、調平劑、觸變劑、凝膠化劑、多醣類、界面活性劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、抗氧化劑、離子交換樹脂、氧化鈦等的金屬氧化物等的任意的添加劑作為任意成分。該任意的添加劑的比例,相對於正C聚合物100重量份,分別可為0.1重量份~20重量份。
塗佈液,以不顯示液晶性為佳。藉由使用不顯示液晶性的塗佈液,在光學異向性層,可使正C聚合物及液晶原化合物的分散良好。又,藉由使用不具有液晶性的塗佈液,可 抑制因乾燥風等的空氣搖動的影響,發生液晶原化合物的配向不均。
準備如上所述的塗佈液之後,在支持面上塗佈該塗佈液,進行得到塗佈液層的步驟。支持面,可使用能夠支持塗佈液層的任意的面。該支持面,在使光學異向性層的面狀態良好的觀點,通常使用沒有凹部及凸部的平坦面。前述支持面,以使用長條的基材的表面為佳。使用長條的基材時,可將塗佈液連續塗佈在連續輸送的基材上。因此,藉由使用長條的基材,能夠連續製造光學異向性層,故可提升生產性。
在基材上塗佈塗佈液時,對基材施加適度的張力(通常,100N/m~500N/m),減少基材輸送的振動,維持平面性塗佈為佳。所謂平面性,係指在垂直於基材寬幅方向及搬送方向的上下方向的振動量,理想為0mm,惟通常為1mm以下。
基材,通常使用基材薄膜。基材薄膜,可適宜選擇可使用於作為光學性層積體的基材的薄膜。其中,將具有基材薄膜及光學異向性層的複層薄膜作成可利用於作為光學薄膜,無需由基材薄膜剝離光學異向性層的觀點,基材薄膜以透明薄膜為佳。具體而言,基材薄膜的全光譜穿透率,以80%以上為佳,以85%以上更佳,以88%以上特別佳。
基材薄膜的材料,並無特別限定,可使用各種樹脂。樹脂之例,可舉包含各種聚合物的樹脂。該聚合物,可舉含有脂環式結構的聚合物、纖維素酯、聚乙烯醇、聚醯亞胺、UV穿透丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、環氧聚合物、聚苯乙烯,及該等的組合。該等之中,由透明性、低吸濕性、 尺寸穩定性及輕量性的觀點,以含有脂環式結構的聚合物及纖維素酯為佳,以含有脂環式結構的聚合物更為佳。
含有脂環式結構的聚合物,係在反覆單位中具有脂環式結構的聚合物,通常係非晶質的聚合物。含有脂環式結構的聚合物,可使用在主鏈中含有脂環式結構的聚合物及在側鏈含有脂環式結構的聚合物的任一種。
脂環式結構,可舉例如,環烷結構、環烯結構等,由熱穩定性等的觀點,以環烷結構為佳。
構成1個脂環式結構的反覆單位的碳數,並無特別限制,以4個以上為佳,以5個以上更佳,以6個以上特別佳,以30個以下為佳,以20個以下更佳,以15個以下特別佳。
含有脂環式結構聚合物中的具有脂環式結構的反覆單位的比例,可按照使用目的適宜選擇而得,以50重量%以上為佳,以70重量%以上更佳,以90重量%以上特別佳。藉由使具有脂環式結構的反覆單位如前述地多,可提高基材薄膜的耐熱性。
含有脂環式結構聚合物,可列舉例如,(1)降莰烯聚合物、(2)單環的環狀烯烴聚合物、(3)環狀共軛二烯聚合物、(4)乙烯脂環式烴聚合物,及該等的加氫物等。該等之中,由透明性及成形性的觀點,以降莰烯聚合物更佳。
降莰烯聚合物,可舉例如,降莰烯單體的開環聚合物、可與降莰烯單體開環共聚合的其他單體的開環共聚物,及該等的加氫物;降莰烯單體的加成聚合物、可與降莰烯單體共聚合的其他單體的加成共聚物等。該等之中,由透明性的觀 點,以降莰烯單體的開環聚合物加氫物特別佳。
上述含有脂環式結構聚合物,例如,可由日本特開2002-321302號公報等所揭示的習知的聚合物中選擇。
含有脂環式結構聚合物的玻璃轉換溫度,以80℃以上為佳,以100℃~250℃的範圍更佳。玻璃轉換溫度在如此範圍的含有脂環式結構聚合物,在高溫下的使用不容易發生變形及應力,耐久性優良。
含有脂環式結構聚合物的重量平均分子量(Mw),以10,000~100,000為佳,以25,000~80,000更佳,進一步以25,000~50,000為佳。重量平均分子量在如此的範圍時,基材薄膜的機械強度及成形加工性可高度地平衡而佳。前述重量平均分子量,可藉由使用環己烷作為溶劑的凝膠滲透層析(以下簡稱為「GPC」。),以聚異戊二烯換算值測定。又,樹脂不溶於環己烷時,前述的重量平均分子量使用甲苯作為溶劑藉由GPC,以聚苯乙烯換算值測定。
含有脂環式結構聚合物的分子量分佈(重量平均分子量(Mw)/數目平均分子量(Mn)),以1以上為佳,以1.2以上更佳,以10以下為佳,以4以下更佳,以3.5以下特別佳。
使用包含含有脂環式結構聚合物的樹脂作為基材薄膜的材質時的基材薄膜的厚度,由提升生產性、容易薄型化及輕量化的觀點,以1μm~1000μm為佳,以5μm~300μm更佳,以30μm~100μm特別佳。
包含含有脂環式結構聚合物的樹脂,亦可僅由含有脂環式結構聚合物組成,只要不顯著地損及本發明的效果, 亦可含有任意的調合劑。包含含有脂環式結構聚合物的樹脂中的含有脂環式結構聚合物的比例,以70重量%以上為佳,以80重量%以上更佳。
包含含有脂環式結構聚合物的樹脂之較佳的具體例,可舉日本ZEON公司製的「Zeonor1420」、「Zeonor1420R」。
纖維素酯,代表性的是纖維素的低級脂肪酸酯(例:醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素及醋酸丙酸纖維素)。低級脂肪酸,係指每1分子的碳原子數為6以下的脂肪酸。在醋酸纖維素,包含三醋酸纖維素(TAC)及纖維素二醋酸酯(DAC)。
醋酸纖維的醋化度,以50%~70%為佳,以55%~65%特別佳。重量平均分子量以70000~120000為佳,以80000~100000特別佳。又,上述醋酸纖維素,不只是醋酸,亦可一部分以丙酸、酪酸等的脂肪酸酯化。又,構成基材薄膜的樹脂,亦可包含醋酸纖維素與醋酸纖維素以外的纖維素酯(丙酸纖維素及丁酸纖維素等)之組合。此時,該等纖維素酯的全體,滿足上述醋化度為佳。
使用三醋酸纖維素的薄膜作為基材薄膜時,該薄膜係使用將三醋酸纖維素以低溫溶解法或高溫溶解法溶解於實質上不含二氯甲烷的溶劑所調製的三醋酸纖維素塗料所製作的三醋酸纖維素薄膜,就環保的觀點而言特別佳。三醋酸纖維素的薄膜,可藉由共流延法製作。共流延法,係調製包含三醋酸纖維素的原料片及溶劑以及按照需要的任意添加劑的溶液(塗料),將該塗料由塗料供應器(模具)流延到支持體上,將流延物乾燥到某種程度賦予剛性時從支持體剝離作成薄膜,再 進一步從該薄膜乾燥去除溶劑而進行。溶解原料片的溶劑之例,可舉鹵化烴溶劑(二氯甲烷等),醇溶劑(甲醇、乙醇、丁醇等),酯溶劑(蟻酸甲酯、醋酸甲酯等),醚溶劑(二氧六環、二氧戊環、乙醚等)等。塗料所包含的添加劑之例,可舉延遲提升劑、可塑劑、紫外線吸收劑、防止劣化劑、滑劑、剝離促進劑等。流延塗料的支持體之例,可舉水平式的無端金屬帶,及旋轉輥筒。流延時,可將單一的塗料單層流延,亦可將複數層共流延。將複數層共流延時,例如,可將複數塗料依序流延,形成低濃度的纖維素酯塗料層,及在其表面及背面接觸設置的高濃度纖維素酯塗料層。將薄膜乾燥去除溶劑的方法之例,可舉將薄膜輸送,通過內部設定為適於乾燥條件的乾燥部的方法。
三醋酸纖維素的薄膜的較佳的例,可舉富士軟片公司製的「TAC-TD80U」、及,發明協會公開技報公技編號2001-1745號所公開者。三醋酸纖維素的薄膜的厚度,並無特別限定,以20μm~150μm為佳,以40μm~130μm更佳,進一步以70μm~120μm更佳。
塗佈液的塗佈方法之例,可舉淋幕塗佈法、擠出塗佈法、輥輪塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗佈法、噴霧塗佈法、斜板塗佈法、印刷塗佈法、凹版塗佈法、模具塗佈法、間隙塗佈法,及浸漬法。被塗佈的塗佈液的厚度,可按照對光學異向性層要求的所期望的厚度適宜設定。
在支持面上塗佈塗佈液得到塗佈液層之後,進行使塗佈液層乾燥的步驟。藉由乾燥,從塗佈液層去除溶劑,得 到光學異向性層。乾燥方法,可使用加熱乾燥、減壓乾燥、加熱減壓乾燥、自然乾燥等的任意乾燥方法。
前述光學異向性層的製造方法,可藉由將組合包含正C聚合物及液晶原化合物的塗佈液塗佈、乾燥的簡單的操作製造光學異向性層。因此,無需如專利文獻1所記載的配向膜。因此,無須逆波長分散液晶與配向膜的匹配性的調整、配向膜的形成等的操作,故可容易地製造光學異向性層。
再者,組合包含正C聚合物及液晶原化合物的塗佈液,乾燥時,可抑制因空氣搖動的影響,發生液晶原化合物的配向不均。因此,可在面內方向的廣泛的範圍,容易得到配向狀態均勻的光學異向性層,故容易得到面狀態優良的光學異向性層。因此,可以抑制因光學異向性層的配向不均所造成的白濁。
光學異向性層的製造方法,加上前述步驟,可進一步包含任意步驟。例如,光學異向性層的製造方法,亦可對乾燥後所得的光學異向性層,進行固定液晶原化合物的配向狀態的步驟。在此步驟,通常使液晶原化合物聚合,將液晶原化合物的配向狀態固定。
液晶原化合物的聚合,可適宜選擇適合聚合性化合物及聚合起始劑等的塗佈液所包含的成分的性質的方法。例如,以照射光的方法為佳。在此,照射的光,可包含可見光線、紫外線,及紅外線等的光。其中,由於操作簡便,以照射紫外線的方法為佳。紫外線照射強度,以0.1mW/cm2~1000mW/cm2的範圍為佳,以0.5mW/cm2~600mW/cm2的範圍更佳。紫外線 照射時間,以1秒~300秒的範圍為佳,以5秒~100秒的範圍更佳。紫外線積算光量(mJ/cm2),係以紫外線照射強度(mW/cm2)x照射時間(秒)而求得。紫外線照射光源,可使用高壓汞燈、金屬鹵化物燈、低壓汞燈。液晶原化合物的聚合,由於在氮氣氛下等的惰性氣體氣氛進行,有降低殘留單體比例的趨勢而佳。
又,光學異向性層的製造方法,亦可包含例如,將光學異向性層由基材剝離的步驟。
[2.光學異向性轉寫體]
本發明的光學異向性轉寫體,具備基材及上述光學異向性層。在此,所謂光學異向性轉寫體,係指包含複數層的構件,可將該複數層之中的一部分的層轉寫,提供於包含該一部分的層的產品的製造之物。在本發明的光學異向性轉寫體,係光學異向性層提供於前述產品的製造。
基材,可使用與光學異向性層的製造方法所說明的基材相同的基材。其中基材,以可剝離者為佳。具備如此的基材的光學異向性轉寫體,可藉由使用基材的前述光學異向性層的製造方法而製造。
光學異向性轉寫體,可用於光學薄膜的製造。例如,將光學異向性轉寫體的光學異向性層與樹脂薄膜貼合之後,藉由剝離基材,可製造具備光學異向性層及樹脂薄膜的光學薄膜。
[3.光學異向性層積體]
本發明的光學異向性層積體,具備上述光學異向性層及相 位差層。
[3.1.在光學異向性層積體的光學異向性層]
光學異向性層積體的光學異向性層,可使用上述者。惟,在光學異向性層積體,以光學異向性層在波長590nm的面內延遲Re(A590),及光學異向性層在波長590nm的厚度方向的延遲Rth(A590),滿足下述式(8)及(9)為佳。
Re(A590)≦10nm (8)
-110nm≦Rth(A590)≦-20nm (9)
詳細地說明前述式(8),Re(A590),以0nm~10nm為佳,以0nm~5nm更佳,以0nm~2nm特別佳。藉由使Re(A590)落於前述範圍,可使將光學異向性層設置在影像顯示裝置時的光學設計變簡單。
又,詳細地說明前述式(9),Rth(A590),以-110nm以上為佳,以-100nm以上更佳,以-20nm以下為佳,以-40nm以下更佳,以-50nm以下特別佳。將具備如此的具有Rth(A590)的光學異向性層的光學異向性層積體,組入圓偏光板應用於影像顯示裝置時,在影像顯示裝置的顯示的傾斜方向,可有效地發揮,抑制外來光線的反射,使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡的功能。因此,由傾斜方向觀看影像顯示裝置的顯示面時,可有效地提升影像的視認性。
[3.2.在光學異向性層積體的相位差層]
(3.2.1.相位差層的光學特性)
相位差層,係其折射率nx(B),ny(B)及nz(B),滿足nx(B)>ny(B)≧nz(B)的層。在此,nx(B)係表示在相位差層的的 面內方向顯示最大的折射率的折射率,ny(B)係表示在相位差層的面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率,nz(B)係表示在相位差層的厚度方向的折射率。具備如此的相位差層的光學異向性層積體,可藉由與直線偏光片組合製造圓偏光板。藉由將該圓偏光板,設於影像顯示裝置的顯示面,從正面方向觀看顯示面時,可抑制外來光線的反射,使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡,故可提升影像的視認性。
其中,相位差層的折射率ny(B)與折射率nz(B)的值相同或接近為佳。具體而言,折射率ny(B)與折射率nz(B)差的絕對值|ny(B)-nz(B)|,以0.00000~0.00100為佳,以0.00000~0.00050更佳,以0.00000~0.00020特別佳。藉由使折射率差的絕對值|ny(B)-nz(B)|落於前述範圍,可使將光學異向性層設置在影像顯示裝置時的光學設計變簡單。
在波長590nm的相位差層的面內延遲Re(B590),滿足下述式(7)為佳。
110nm≦Re(B590)≦170nm (7)
詳細地說明前述式(7),Re(B590),以110nm以上為佳,以120nm以上更佳,以130nm以上特別佳,以170nm以下為佳,以160nm以下更佳,以150nm以下特別佳。具備如此的具有Re(B590)的相位差層的光學異向性層積體,可與直線偏光片組合得到圓偏光板。藉由將該圓偏光板,設於影像顯示裝置的顯示面,從正面方向觀看顯示面時,可抑制外來光線的反射,使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡,故可提升影像的視認性。
在波長450nm相位差層的面內延遲Re(B450),在波長550nm相位差層的面內延遲Re(B550),及在波長650nm相位差層的面內延遲Re(B650),滿足下述式(5)及(6)為佳。
0.75<Re(B450)/Re(B550)<1.00 (5)
1.01<Re(B650)/Re(B550)<1.25 (6)
詳細地說明前述式(5),Re(B450)/Re(B550),較0.75大為佳,較0.78大更佳,較0.80大特別佳,又,以未滿1.00為佳,以未滿0.95更佳,以未滿0.90特別佳。
詳細地說明前述式(6),Re(B650)/Re(B550),較1.01大為佳,較1.02大更佳,較1.04大特別佳,又,以未滿1.25為佳,以未滿1.22更佳,以未滿1.19以下特別佳。
具有滿足前述式(5)及式(6)的面內延遲Re(B450)、Re(B550)及Re(B650)的相位差層,其面內延遲Re顯示逆波長分散性。將具備如此的面內延遲Re顯示逆波長分散性的相位差層的光學異向性層積體,組入圓偏光板應用於影像顯示裝置時,在影像顯示裝置的顯示面的正面方向,可在廣泛波長範圍發揮抑制外來光線的反射,使顯示影像的光穿透偏光太陽眼鏡的功能。因此,可特別有效地提升顯示在顯示面的影像的視認性。
相位差層的面內的遲相軸方向為任意,可按照光學異向性層積體的用途任意設定。其中,光學異向性層積體為長條的薄膜時,相位差層的遲相軸與薄膜的寬幅方向所形成的角度,超過0°未滿90°為佳。又,在某態樣,相位差層的面內的遲相軸與薄膜的寬幅方向所形成的角度,15°±5°、22.5°±5°、 45°±5°、或75°±5°為佳,以15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°更佳,進一步以15°±3°、22.5°±3°、45°±3°,或75°±3°的特定的範圍更佳。藉由具有如此的角度關係,可將光學異向性層積體以卷對卷與長條的直線偏光片貼合,而有效地製造圓偏光板。
相位差層的全光譜穿透率,以80%以上為佳,以85%以上更佳,以90%以上特別佳。又,相位差層的霧度,以5%以下為佳,以3%以下更佳,以1%以下特別佳,理想為0%。
(3.2.2.作為相位差層的延伸薄膜層)
如前述的相位差層,可使用延伸薄膜層。使用延伸薄膜層作為相位差層時,該延伸薄膜層,可包含在光學異向性層的製造方法所說明的基材薄膜的材料的樹脂。包含如此的樹脂的薄膜層,可藉由進行延伸處理,而顯現延遲等的光學特性。其中,前述延伸薄膜層,包含含有脂環式結構聚合物為佳。
延伸薄膜層的延伸方向為任意。因此,延伸方向可為長邊方向、寬幅方向、亦可為斜向方向。再者,亦可在該等延伸方向之中,向2個方向以上的方向進行延伸。在此,所謂斜向方向,係指在薄膜的面內方向,與長邊方向及寬幅方向的任一均不平行的方向。
其中,延伸薄膜層,以斜向延伸薄膜層為佳。即,延伸薄膜層,係長條的薄膜,且向與薄膜的長邊方向及寬幅方向的任一均不平行的方向延伸的薄膜為佳。斜向延伸薄膜層時,薄膜的寬幅方向與延伸方向所形成的角度,具體可為超過0°未滿90°。藉由使用如此的斜向延伸薄膜層作為相位差層, 可將光學異向性層積體,以卷對卷貼合到長條的直線偏光片,而能夠有效地製造圓偏光板。
延伸方向與薄膜的寬幅方向所形成的角度,以15°±5°、22.5±5°、45°±5°、或75°±5°為佳,以15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°更佳,進一步以15°±3°、22.5°±3°、45°±3°,或75°±3°的特定範圍為佳。藉由具有如此的角度關係,能夠將光學異向性層積體,作成可有效地製造圓偏光板的材料。
再者,前述延伸薄膜層,以具有包含複數層的複層結構為佳。具有複層結構的延伸薄膜層,可藉由包含在延伸薄膜層中的各層的功能的組合,發揮多種多樣的特性。例如延伸薄膜層,以依序具備:由包含聚合物的樹脂所組成的第一外側層、由包含聚合物及紫外線吸收劑的樹脂所組成的中間層及由包含聚合物的樹脂所組成的第二外側層為佳。此時,包含在各層中的聚合物,可為不同,惟以相同為佳。具備如此的第一外側層、中間層及第二外側層的延伸薄膜層,可抑制紫外線穿透。又,由於在中間層的兩側設置第一外側層及第二外側層,故可抑制紫外線吸收劑的滲出。
在包含於中間層中的樹脂的紫外線吸收劑的量,以3重量%以上為佳,以4重量%以上更佳,以5重量%以上特別佳,以20重量%以下為佳,以18重量%以下更佳,以16重量%以下特別佳。藉由使紫外線吸收劑的量在前述範圍的下限值以上,可特別提升延伸薄膜層阻礙紫外線穿透的能力,藉由使之在前述範圍的上限值以下,可提升延伸薄膜層對可視光的透明性。
中間層的厚度,係以「中間層的厚度」/「延伸薄膜層全體的厚度」所表示的比,落於既定範圍地設定為佳。前述既定的範圍,以1/5以上為佳,以1/4以上更佳,以1/3以上特別佳,以80/82以下為佳,以79/82以下更佳,以78/82以下特別佳。藉由使前述比在前述範圍的下限值以上,可特別提升延伸薄膜層阻礙紫外線穿透的能力,藉由使之在前述範圍的上限值以下,能夠使延伸薄膜層的厚度較薄。
相位差層的延伸薄膜層的厚度,以10μm以上為佳,以13μm以上更佳,以15μm以上特別佳,以60μm以下為佳,以58μm以下更佳,以55μm以下特別佳。藉由使延伸薄膜層的厚度在前述範圍的下限值以上,可顯現所期望的延遲,又,藉由使之在前述範圍的上限值以下,能夠薄膜化。
延伸薄膜層,可例如以包含:準備延伸前薄膜層的步驟、將準備的延伸前薄膜層延伸的步驟的方法而製造。
延伸前薄膜層,例如,藉由適當的成形方法將成為延伸薄膜層的材料的樹脂成形而製造。成形方法,可舉例如,澆鑄成形法、擠出成形法、膨脹成形法等。其中,以不使用溶劑的熔融擠出法,可有效地減低殘留揮發成份量,由地球環境及作業環境的觀點,及製造效率優良的觀點為佳。熔融擠出法,可舉使用模具的膨脹法等,其中,以生產性及厚度精度優良的點,使用T模具的方法為佳。
製造具有複層結構的延伸薄膜層時,通常,準備具有複層結構之物作為延伸前薄膜層。具有如此的複層結構的延伸前薄膜層,可例如,以共擠出法及共流延法等的成形方 法,將對應於包含在複層結構中的各層的樹脂成形而製造。該等成形方法中,由於共擠出法製造效率優良,不容易在薄膜中殘留揮發性成分而佳。共擠出法,可舉例如共擠出T模具法、共擠出膨脹法、共擠出層壓法等。其中,以共擠出T模具法為佳。在共擠出T模具法,有分層器模式及多歧管模式,可使厚度誤差少的點,以多歧管模式特別佳。
藉由成形如前述的樹脂,可得長條的延伸前薄膜。藉由延伸該延伸前薄膜,可得延伸薄膜層。延伸,通常,係邊將延伸前薄膜向長邊方向輸送,連續進行。此時,延伸方向,可為薄膜的長邊方向,亦可為寬幅方向,以斜向方向為佳。又,延伸,可為對延伸方向以外不施加約束力的自由單軸延伸,亦可為對延伸方向以外施加約束力的延伸。該等延伸,可使用輥輪延伸機、擴布延伸機等的任意的延伸機進行。
延伸倍率,以1.1倍以上為佳,以1.15倍以上更佳,以1.2倍以上特別佳,以3.0倍以下為佳,以2.8倍以下更佳,以2.6倍以下特別佳。藉由使延伸倍率在前述範圍的下限值以上,可使延伸方向的折射率較大。又,藉由使之在上限值以下,可容易地控制延伸薄膜層的遲相軸方向。
延伸溫度,以Tg-5℃以上為佳,以Tg-2℃以上更佳,以Tg℃以上特別佳,以Tg+40℃以下為佳,以Tg+35℃以下更佳,以Tg+30℃以下特別佳。在此,「Tg」係表示包含在延伸前薄膜層中的聚合物的玻璃轉移溫度之中,最高的溫度。藉由使延伸溫度在前述範圍,可使包含在延伸前薄膜層中的分子確實配向,故可容易地得到可作用作為具有所期望的光學特 性的相位差層的延伸薄膜層。
(3.2.3.作為相位差層的液晶層)
如上所述的相位差層,使用包含配向狀態可被固定的液晶化合物(以下,有時適宜稱為「相位差層用液晶化合物」。)的液晶層。此時,相位差層用液晶化合物,使用水平配向的前述逆波長分散液晶化合物為佳。藉此,在相位差層亦可得到與光學異向性層的項目所說明的同樣的優點。其中,作為相位差層的液晶層,包含配向狀態可被固定的下述式(II)所示的液晶化合物特別佳。
在前述式(II),Y1~Y8、G1、G2、Z1、Z2、Ax、Ay、A1~A5、Q1、m係表示與式(I)所示意思相同的意思。因此,以式(II)表示的液晶化合物,與式(I)所表示的液晶化合物相同的化合物。
作為相位差層的液晶層的厚度,並無特別限定,可適切地調整使延遲等的特性呈現所期望的範圍。液晶層的具體的厚度,以0.5μm以上為佳,以1.0μm以上更佳,以10μm以下為佳,以7μm以下更佳,以5μm以下特別佳。
相位差層的液晶層,可藉由例如,包含:準備包 含相位差層用液晶化合物的液晶組合物的步驟;在支持體上塗佈液晶組合物,得到液晶組合物的層的步驟;及,使包含在液晶組合物層中的相位差層用液晶化合物配向的步驟;的方法製造。
在準備液晶組合物的步驟,通常,使相位差層用液晶化合物,與按照需要使用的任意成分混合,得到液晶組合物。
液晶組合物,作為任意成分,可包含聚合性單體。「聚合性單體」,係指作為具有聚合能單體而作用的化合物之中,特別是,指上述相位差層用液晶化合物以外的化合物。聚合性單體,可使用例如,在每1分子具有1以上的聚合性基。聚合性單體,係每1分子具有2以上聚合性基的架橋性單體時,可達成架橋性聚合。該聚合性基之例,可舉與化合物(I)中的基Z1-Y7-及Z2-Y8-同樣的基,更具體可舉例如,丙烯醯基、甲基丙烯醯基、及環氧基。又,聚合性單體,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
聚合性單體在液晶組合物的比例,相對於相位差層用液晶化合物100重量份,以1重量份~100重量份為佳,以5重量份~50重量份更佳。
液晶組合物,可包含光聚合起始劑作為任意成分。聚合起始劑例,可列舉與可包含在用於製造光學異向性層的塗佈液的聚合起始劑之相同物。又,聚合起始劑,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
聚合起始劑在液晶組合物的比例,相對於聚合性化合物 100重量份,以0.1重量份~30重量份為佳,以0.5重量份~10重量份更佳。
液晶組合物,可包含界面活性劑作為任意成分。界面活性劑,以非離子系界面活性劑為佳。該非離子系界面活性劑,可使用市售品。例如,可使用分子量為數千左右的寡聚物的非離子系界面活性劑。該等界面活性劑的具體例,可舉OMNOVA公司PolyFox的「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-3320」、「PF-651」、「PF-652」;NEOS公司的Ftargent的「FTX-209F」、「FTX-208G」、「FTX-204D」、「601AD」;SEIMI CHEMICAL公司SURFRON的「KH-40」、「S-420」等。又,界面活性劑,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
界面活性劑在液晶組合物的比例,相對於聚合性化合物100重量份,以0.01重量份~10重量份為佳,以0.1重量份~2重量份更佳。
液晶組合物,可包溶劑作為任意成分。溶劑,可列舉例如與用於製造光學異向性層的塗佈液所包含的溶劑的相同物。又,溶劑,可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
溶劑在液晶組合物的比例,相對於聚合性化合物100重量份,以100重量份~1000重量份為佳。
液晶組合物,進一步,作為任意成分可包含,金屬、金屬錯合物、染料、顏料、螢光材料、磷光材料、調平劑、觸變劑、凝膠化劑、多醣類、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、 抗氧化劑、離子交換樹脂、氧化鈦等的金屬氧化物等的添加劑。該添加劑的比例,相對於液晶化合物100重量份,分別以0.1重量份~20重量份為佳。
準備如前述的液晶組合物之後,將該液晶組合物,塗佈在支持體上,進行得到液晶組合物的層的步驟。支持體,使用長條的支持體為佳。使用長條的支持體時,可將液晶組合物連續塗佈在連續輸送的支持體上。因此,藉由使用長條的支持體,可連續製造作為相位差層的液晶層,故提升生產性。
在支持體上塗佈液晶組合物時,對支持體施加適度的張力(通常,100N/m~500N/m),減少支持體輸送的振動,維持平面性塗佈為佳。所謂平面性,係指與支持體在垂直於寬幅方向及搬送方向的上下方向的振動量,理想為0mm,惟通常為1mm以下。
支持體,通常使用支持體薄膜。支持體薄膜,可適宜選擇可使用於作為光學性層積體的支持體的薄膜。其中,將具有支持體薄膜、相位差層及光學異向性層的光學異向性層積體作成可利用於作為光學薄膜,作成無需由支持體薄膜剝離的觀點,支持體薄膜以透明薄膜為佳。具體而言,支持體薄膜的全光譜穿透率,以80%以上為佳,以85%以上更佳,以88%以上特別佳。
支持體薄膜的材料,並無特別限定,可使用各種樹脂。樹脂之例,可列舉包含用於形成光學異向性層的基材的材料所說明的聚合物的樹脂。該等之中,由透明性、低吸濕性、尺寸穩定性及輕量性的觀點,包含樹脂的聚合物,以含有脂環 式結構聚合物及纖維素酯為佳,含有脂環式結構聚合物更佳。
支持體,可使用具有配向規制力的支持體。所謂支持體的配向規制力,可使塗佈在支持體上的液晶組合物中的相位差層用液晶化合物配向的支持體的性質。
配向規制力,係藉由對成為支持體的材料的薄膜等的構件,施以賦予配向規制力的處理而賦予。該處理之例,可舉延伸處理及摩擦處理。
在較佳的態樣,支持體係延伸薄膜。藉由作成該延伸薄膜,可作成具有按照延伸方向的配向規制力的支持體。
延伸薄膜的延伸方向為任意。因此,延伸方向,可為長邊方向、寬幅方向、亦可為斜向方向。再者,亦可在該等延伸方向之中,向2以上的方向進行延伸。延伸倍率,以可在支持體的表面產生配向規制力的範圍適宜設定。支持體的材料,為具有正的固有雙折射值的樹脂時,分子在延伸方向配向而在延伸方向顯現遲相軸。延伸,可使用擴佈延伸機等的已知的延伸機進行。
在更佳的態樣,支持體係斜向延伸薄膜。支持體為斜向延伸薄膜時,延伸方向與延伸薄膜的寬幅方向所形成的角度,具體可為超過0°未滿90°。藉由使用如此的斜向延伸薄膜作為支持體,可將光學異向性層積體,作成可有效地製造圓偏光板的材料。
又,在某態樣,可使延伸方向與延伸薄膜的寬幅方向所形成的角度,以15°±5°、22.5±5°、45°±5°、或75°±5°為佳,以15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°更佳,進一步 以15°±3°、22.5°±3°、45°±3°,或75°±3°的特定範圍為佳。藉由具有如此的角度關係,可將光學異向性層積體,作成能夠有效地製造圓偏光板的材料。
液晶組合物的塗佈方法之例,可舉淋幕塗佈法、擠出塗佈法、輥輪塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗佈法、噴霧塗佈法、斜板塗佈法、印刷塗佈法、凹版塗佈法、模具塗佈法、間隙塗佈法,及浸漬法。塗佈的液晶組合物的層的厚度,可按照對做為相位差層的液晶層要求的所期望的厚度適宜設定。
在支持體上塗佈液晶組合物得到液晶組合物的層之後,進行使包含在液晶組合物的層中的相位差層用液晶化合物配向的步驟。藉此使包含在液晶組合物的層中的相位差層用液晶化合物,按照支持體的配向規制力的配向方向配向。例如使用延伸薄膜作為支持體時,包含在液晶組合物的層中的相位差層用液晶化合物,將與延伸薄膜的延伸方向平行地配向。
相位差層用液晶化合物的配向,有藉由塗佈立即達成之情形,惟亦有按照需要,在塗佈之後藉由進行加溫等的配向處理而達成之情形。配向處理的條件,可按照使用的液晶組合物的性質適宜設定,可為例如,在50℃~160℃的溫度條件,處理30秒~5分鐘的條件。
如上所述地藉由使相位差層用液晶化合物在液晶組合物層配向,可在液晶組合物層顯現所期望的光學特性,故可得可作用做為相位差層的液晶層。
作為前述相位差層的液晶層的製造方法,可進一 步包含任意步驟。液晶層的製造方法,亦可進行例如,使液晶組合物的層或液晶層乾燥的步驟。該乾燥,可以自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥、減壓加熱乾燥等的乾燥方法達成。
又,作為相位差層的液晶層的製造方法,例如,在使包含在液晶組合物中的相位差層用液晶化合物配向之後,進行將相位差層用液晶化合物的配向狀態固定的步驟。在該步驟,通常,係藉由使相位差層用液晶化合物聚合,將相位差層用液晶化合物的配向狀態固定。又,藉由使相位差層用液晶化合物聚合,可提升液晶層的剛性,而提升機械性強度。
相位差層用液晶化合物的聚合,可適宜選擇適合液晶組合物的成分的性質的方法。例如,以照射光的方法為佳。其中由於操作簡便,以照射紫外線的方法為佳。紫外線照射強度、紫外線照射時間、紫外線積算光量、及紫外線照射光源等的照射條件,可調整成與光學異向性層的製造方法的照射條件相同的範圍。
聚合時,相位差層用液晶化合物,通常維持該分子的配向聚合。因此,藉由前述聚合,可得到向與包含在聚合前的液晶組合物中的相位差層用液晶化合物的配向方向平行的方向配向的、包含相位差層液晶化合物的聚合物的液晶層。因此,例如使用延伸薄膜作為支持體時,可得具有與延伸薄膜的延伸方向平行的配向方向的液晶層。在此,平行係指與延伸薄膜的延伸方向與相位差層用液晶化合物的聚合物的配向方向的偏移,通常為±3°,以±1°為佳,理想為0°。
在以上述製造方法製造的作為相位差層的液晶 層,由相位差層用液晶化合物所得的聚合物的分子,以具有相對於支持體薄膜水平配向的配向規則性為佳。例如,使用具有配向規制力之物作為支持體薄膜時,在液晶層可使相位差層用液晶化合物的聚合物的分子水平配向。在此,所謂相位差層用液晶化合物的聚合物的分子對支持體薄膜「水平配向」,係指來自聚合物所包含的相位差層用液晶化合物的結構單位的液晶原骨架的長軸方向的平均方向,向與薄膜面平行或接近平行(例如,與薄膜面所形成的角度在5°以內)的某一方向配向。如使用式(II)所示化合物作為相位差層用液晶化合物時,在液晶層中存在配向方向不同的複數種類的液晶原骨架時,通常,係以該等之中最長的種類的液晶原骨架的長軸方向所配向的方向,成為該配向方向。
再者,作為相位差層的液晶層的製造方法,亦可包含在得到液晶層之後,剝離支持體的步驟。
[3.3.在光學異向性層積體的任意的層]
光學異向性層積體,可與光學異向性層及相位差層組合,進一步具備任意的層。任意的層,可舉例如接著層、硬塗層等。
[3.4.光學異向性層積體的製造方法]
光學異向性層積體,例如,可藉由下述的製造方法1或2製造。
‧製造方法1:
包含:製造相位差層的步驟;及使用前述相位差層作為基材,藉由進行上述光學異向性層的製造方法,在相位差層上形成光學異向性層,得到光學異向 性層積體的步驟;的製造方法。
如製造方法1,在相位差層上塗佈塗佈液時,藉由塗佈液層的乾燥,在相位差層上形成光學異向性層,可得光學異向性層積體。
‧製造方法2:
包含:製造相位差層的步驟;製造光學異向性轉寫體的步驟;將光學異向性轉寫體的光學異向性層與相位差層貼合,得到光學異向性層積體的步驟;及剝離光學異向性轉寫體的基材的步驟;的製造方法。
如製造方法2,貼合光學異向性層與相位差層製造光學異向性層積體時,貼合可使用適當的接著劑。該接著劑,例如,可使用與在後述的偏光板使用的同樣的接著劑。
又,前述光學異向性層積體的製造方法,加上上述步驟,亦可包含任意步驟。例如,前述製造方法,亦可包含設置硬塗層等的任意的層的步驟。
[4.偏光板]
本發明的偏光板,具備:直線偏光片、前述光學異向性層、及光學異向性轉寫體或光學異向性層積體。藉由將如此的偏光板,設置於影像顯示裝置,可提升從傾斜方向觀看影像顯示裝置時的影像的視認性。
直線偏光片,可使用用於液晶顯示裝置、及其他的光學裝置等的裝置的已知的直線偏光片。直線偏光片之例,可舉使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料之後,在硼酸浴中單 軸延伸而得之薄膜;及使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料延伸,進一步使分子鏈中的聚乙烯醇單位的一部分變性為聚亞乙烯基單位而得的薄膜。又,直線偏光片的其他例,可舉柵格偏光片、多層偏光片、膽固醇液晶偏光片等的具有可將偏光分離為反射光與穿透光的功能的偏光片。該等之中以含有聚乙烯醇的偏光片為佳。
使自然光入射直線偏光片,則只有一方的偏光穿透。該直線偏光片的偏光度,並無特別限定,以98%以上為佳,以99%以上更佳。偏光片的平均厚度以5μm~80μm為佳。
偏光板,可進一步具備用於貼合直線偏光片、光學異向性層、光學異向性轉寫體或光學異向性層積體的接著層。接著層,可使用使硬化性接著劑硬化形成的層。硬化性接著劑,可使用熱硬化性接著劑,惟使用光硬化性接著劑為佳。光硬化性接著劑,可使用包含聚合物或反應性的單體。又,接著劑,可按照必要,包含溶劑、光聚合起始劑、其他的添加劑等。
光硬化性接著劑,係照射可見光線、紫外線,及紅外線等的光即會硬化的接著劑。其中,由於操作簡便,以紫外線硬化的接著劑為佳。
接著層的厚度,以0.5μm以上為佳,以1μm以上更佳,以30μm以下為佳,以20μm以下更佳,進一步以10μm以下為佳。藉由使接著層的厚度在前述範圍,可不損及光學異向性層的光學性質,而達成良好的接著。
又,偏光板具備光學異向性層積體時,該偏光板 可作用作為圓偏光板。如此的圓偏光板,可依序具備:直線偏光片、光學異向性層及相位差層。又,如此的圓偏光板,亦可依序具備:直線偏光片、相位差層及光學異向性層。
在如上所述的圓偏光板,相位差層的遲相軸對直線偏光片的偏光吸收軸所形成的角度,呈45°或接近該角度為佳。前述角度,具體而言,以45°±5°為佳,以45°±4°更佳,以45°±3°特別佳。
前述偏光板,可進一步包含任意的層。任意的層,可舉例如,偏光片保護薄膜層。偏光片保護薄膜層,可使用任意的透明薄膜層。其中以透明性、機械性強度、熱穩定性、水分阻隔性等優良的樹脂薄膜層為佳。如此的樹脂,可舉三醋酸纖維素等的醋酸樹脂、聚酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、鏈狀烯烴樹脂、環烯烴樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂等。再者,偏光板可包含的任意層,可舉例如,耐衝擊性聚甲基丙烯酸酯樹脂層等的硬塗層、使薄膜的滑性變好的去光層、抗反射層、防污層等。該等任意的層,可分別僅設1層,亦可設2層以上。
偏光板,與直線偏光片、光學異向性層、光學異向性轉寫體或光學異向性層積體,可按照需要使用接著劑,藉由貼合製造。
[5.影像顯示裝置]
本發明的影像顯示裝置,具備影像顯示元件及上述本發明的偏光板。在影像顯示裝置,偏光板,通常設置於影像顯示元件的視認側。此時,偏光板的方向,可按照該偏光板的用途任 意設定。因此,影像顯示裝置,亦可依序具備光學異向性層、光學異向性轉寫體或光學異向性層積體;偏光片;影像顯示元件。又,影像顯示裝置,亦可依序具備:偏光片;光學異向性層、光學異向性轉寫體或光學異向性層積體;影像顯示元件。
影像顯示裝置,雖依影像顯示元件的種類,有各式各樣,惟代表性的例,可舉具備液晶胞作為影像顯示元件的液晶顯示裝置、及具備有機EL元件作為影像顯示元件的有機EL顯示裝置。
以下,關於影像顯示裝置的較佳實施型態,以圖顯示,進行說明。
圖1係示意表示關於本發明的第一實施形態的影像顯示裝置的有機EL顯示裝置100的剖面圖。
如圖1所示,有機EL顯示裝置100,依序具備:作為影像顯示元件的有機EL元件110;具備相位差層121及光學異向性層122的光學異向性層積體120;以及,直線偏光片130。在圖1,顯示由有機EL元件110側,依序設置相位差層121及光學異向性層122之例,但亦可相反地由有機EL元件110側,依序設置光學異向性層122及相位差層121。
在有機EL顯示裝置100,將相位差層121,以相位差層121的遲相軸對直線偏光片130的偏光吸收軸所形成的角度,呈45°或接近該角度設置。前述45°或接近該角度,係例如,以45°±5°為佳,以45°±4°更佳,以45°±3°特別佳。藉此,可藉由相位差層121與直線偏光片130的組合,顯現圓偏光板的功能,可抑制顯示面100U因外來光線的反射的閃耀。
具體而言,由裝置外部入射的光,只有其中一部分的直線偏光通過直線偏光片130,接著藉由通過包含光學異向性層積體121的光學異向性層積體120,成為圓偏光。圓偏光,被顯示裝置內的反射構成要素(有機EL元件110中的反射電極(未繪示)等)反射,藉由再度通過光學異向性層積體120,成為振動方向與入射的直線偏光的振動方向正交的直線偏光,而無法通過直線偏光片130。在此,直線偏光的振動方向,係指直線偏光的電場的振動方向。藉此,可達成抑制反射的功能(在有機EL顯示裝置的抑制反射的原理,參照日本特開平9-127885號公報)。
再者,有機EL顯示裝置100,由於光學異向性層積體120具備可作用作為正C薄膜的光學異向性層122,故不只在顯示面100U的正面方向,在傾斜方向亦可發揮前述反射抑制的功能。再者,光學異向性層122,由於該厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性,故能夠抑制廣泛的波長範圍的光的反射。再者,相較於使用厚度方向的延遲顯示順波長分散性的正C薄膜的有機EL顯示裝置,能夠抑制從顯示面100U的傾斜方向觀看時的反射光的色調變化。因此,有機EL顯示裝置100,在顯示面100U的正面方向及傾斜方向的雙方,能夠有效地抑制外來光線的反射,而可提升影像的視認性。
圖2係示意表示關於本發明的第二實施形態的影像顯示裝置的有機EL顯示裝置200的剖面圖。
如圖2所示,有機EL顯示裝置200,依序具備:作為影像顯示元件的有機EL元件210;λ/4波長板220;直線偏光片 230;以及,具備相位差層241及光學異向性層242的光學異向性層積體240。在圖2,顯示由有機EL元件210側,依序設置相位差層241及光學異向性層242之例,但亦可相反地由有機EL元件210側,依序設置光學異向性層242及相位差層241。
λ/4波長板220,可使用可使穿透直線偏光片230的直線偏光轉變為圓偏光的構件。如此的λ/4波長板220,可使用例如,具有與相位差層241所具有的面內延遲Re的範圍的同樣的範圍的面內延遲Re的薄膜。又,λ/4波長板220,係以λ/4波長板220的遲相軸與直線偏光片230的偏光吸收軸所形成的角度,呈45°或接近該角度設置。前述45°或接近該角度,例如,以45°±5°為佳,以45°±4°更佳,以45°±3°特別佳。藉此,可藉由λ/4波長板220與直線偏光片230的組合,顯現圓偏光板的功能,能夠抑制顯示面200U因外來光線的反射的閃耀。
又,在有機EL顯示裝置200,相位差層241,係以相位差層241的遲相軸與直線偏光片230的偏光吸收軸所形成的角度,呈45°或接近該角度設置。前述45°或接近該角度,例如,以45°±5°為佳,以45°±4°更佳,以45°±3°特別佳。
在如此的有機EL顯示裝置200,可藉由從有機EL元件210發出,穿透λ/4波長板220、直線偏光片230及光學異向性層積體240的光,顯示影像。因此,顯示影像的光,雖在穿透直線偏光片230時為直線偏光,但藉由穿透包含相位差層241的光學異向性層積體240,轉變成圓偏光。因此,在前述有機EL顯示裝置200,由於係以圓偏光顯示影像,故透過 偏光太陽眼鏡觀看顯示面200U時,能夠視認影像。
再者,有機EL顯示裝置200,由於光學異向性層積體240具備可作用作為正C薄膜的光學異向性層242,故顯示影像的光,不僅是顯示面200U的正面方向,在傾斜方向,亦可穿透偏光太陽眼鏡。再者,光學異向性層242,由於該厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性,故可使廣泛的波長範圍的光,穿透偏光太陽眼鏡。故有機EL顯示裝置200,在顯示面200U的正面方向及傾斜方向的雙方,能夠提升透過偏光太陽眼鏡的影像的視認性。
前述有機EL元件110及210,依序具備:透明電極層、發光層及電極層,藉由對透明電極層及電極層施加電壓使發光層產生光。構成有機發光層的材料之例,可舉聚對伸苯伸乙烯基系、聚芴系及聚乙烯基咔唑系的材料。又,發光層,亦可具有複數發光色不同的層的層積體、或在某色素的層摻雜不同的色素的混合層。再者,有機EL元件110及210,亦可具備:電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層、電子傳輸層、等電位面形成層、電荷產生層等的功能層。
圖3係示意表示關於本發明的第三實施形態的影像顯示裝置的液晶顯示裝置300的剖面圖。
如圖3所示,液晶顯示裝置300依序具備:光源310;光源側直線偏光片320;作為影像顯示元件的液晶胞330;視認側直線偏光片340;以及,具備相位差層351及光學異向性層352的光學異向性層積體350。在圖3,顯示由液晶胞330側,依序設置相位差層351及光學異向性層352之例,但亦可相反 地由液晶胞330側,依序設置光學異向性層352及相位差層351。
在液晶顯示裝置300,相位差層351,係以相位差層351的遲相軸與視認側直線偏光片340的偏光吸收軸所形成的角度,呈45°或接近該角度設置。45°或接近該角度,例如,以45°±5°為佳,以45°±4°更佳,以45°±3°特別佳。
在如此的液晶顯示裝置300,藉由從光源310發出,通過光源側直線偏光片320、液晶胞330、視認側直線偏光片340及光學異向性層積體350的光,顯示影像。因此,顯示影像的光,通過視認側直線偏光片340時為直線偏光,但藉由通過包含相位差層351的光學異向性層積體350,轉變為圓偏光。因此,前述液晶顯示裝置300,係以圓偏光顯示影像,故透過偏光太陽眼鏡觀看顯示面300U時,能夠視認影像。
再者,液晶顯示裝置300,由於光學異向性層積體350具備可作用作為正C薄膜的光學異向性層352,故顯示影像的光,不只是顯示面300U的正面方向,在傾斜方向,亦可穿透偏光太陽眼鏡。再者,光學異向性層352,由於該厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性,故可使廣泛的波長範圍的光,穿透偏光太陽眼鏡。故液晶顯示裝置300,在顯示面300U的正面方向及傾斜方向的雙方,能夠提升透過偏光太陽眼鏡的影像的視認性。
液晶胞330,可使用例如,橫向電場效應(IPS)模式、垂直排列(VA)模式、多域分割垂直配向(MVA)模式、連續焰火狀排列(CPA)模式、混合排列向列(HAN)模式、扭轉向列 (TN)模式、超扭轉向列(STN)模式、光學補償彎曲(OCB)等的任意模式的液晶胞。其中,IPS模式的液晶胞330,由於可藉由光學異向性層352有效地擴大視野角,並且對從傾斜方向觀看顯示面300U時的對比及色調變化有改善效果而佳。
[實施例]
以下,顯示實施例具體說明本發明,惟本發明並非受限於以下所說明的實施例,在不脫離本發明的申請範圍及其均等範圍的範圍可任意變更實施。在以下的說明當中,表示量的「%」及「份」,若無特別提及係重量基準。又,以下所說明的操作,若無特別提及,係在常溫及常壓大氣中的條件進行。
[評估方法]
[延遲及折射率的測定方法,及該等的逆波長分散性的評估方法]
形成在某薄膜(基材薄膜;支持體薄膜;由支持體薄膜及相位差層組成的複層薄膜等)上的試料層(光學異向性層、相位差層等)的延遲及逆波長分散特性,係以下述方法測定。
將成為評估對象的試料層,貼合在附有黏著劑的載玻片(黏著劑為日東電工公司製「CS9621T」)。之後,將薄膜剝離,得到具備載玻片及試料層的樣品。將該樣品,設置在相位差計(Axometrics公司製)的載台,測定試料層的面內延遲Re的波長分散。在此,所謂面內延遲Re的波長分散,係指以顯示每個波長的面內延遲Re的圖表,例如,橫軸為波長、縱軸為面內延遲Re的座標,以圖表顯示。由如此所得的試料層 的面內延遲Re的波長分散,求得試料層在波長450nm、550nm、590nm及650nm的面內延遲Re(450)、Re(550)、Re(590)及Re(650)。
又,以試料層的遲相軸作為旋轉軸,將載台傾斜40°,測定在對試料層的厚度方向成為40°的角度的傾斜方向的試料層的延遲Re40的波長分散。在此,所謂延遲Re40的波長分散,係顯示在每個波長的延遲Re40的圖表,例如橫軸為波長、縱軸為面內延遲Re40的座標,以圖表顯示。
再者,使用棱鏡耦合器(Metricon公司製),以波長407nm、532nm及633nm測定試料層在面內方向顯示最大的折射率的折射率nx、在前述面內方向垂直於前述nx方向的方向的折射率ny、及厚度方向的折射率nz,藉由柯西擬合(Cauchy fitting),得到折射率nx、ny及nz的波長分散。在此,所謂折射率的波長分散,係顯示在每個波長的折射率的圖表,例如橫軸為波長、縱軸為折射率的座標,以圖表顯示。
之後,基於延遲Re40及折射率的波長分散的數據,計算試料層的厚度方向的延遲Rth的波長分散。在此,所謂厚度方向的延遲Rth的波長分散,係在每個波長的厚度方向的延遲Rth的圖表,例如橫軸為波長、縱軸為厚度方向的延遲Rth的座標,以圖表顯示。然後,從如此求得的試料層的厚度方向的延遲Rth的波長分散,求得試料層的厚度方向在波長450nm、550nm、590nm及650nm的延遲Rth(450),Rth(550),Rth(590)及Rth(650)。
[厚度的測定方法]
形成在某薄膜(基材薄膜;支持體薄膜;由支持體薄膜及相位差層組成的複層薄膜等)上的試料層(光學異向性層、相位差層等)的厚度,係使用膜厚測定裝置(Filmetrics公司製「Filmetrics」)測定。
[面狀態的評估方法]
準備附有光學黏著劑(日東電工公司製CS9621)的平板玻璃。在該平板玻璃上,將光學異向性轉寫體(實施例1~2、4~5及7~8、以及比較例1~4)或光學異向性層積體(實施例3)的光學異向性層轉寫,得到霧度測定用層積體。使用該霧度測定用層積體,將光學異向性層的霧度,以霧度計(東洋精機公司製「HAZE-GARD II」)測定。測定的結果,霧度未滿0.3%,則將面狀態判定為「良好」,霧度為0.3%以上未滿1.0%,則將面狀態判定為「稍微白濁」,霧度為1.0%以上,則將面狀態判定為「白濁」。
又,在實施例6,將光學異向性層的面狀態,在日光燈下目視觀察,沒有觀察到薄膜的收縮皺紋及白濁時判定為「良好」,可觀察到時為「不良」。
[實施例1]
將67重量份下述式(B1)所示光聚合性的逆波長分散液晶化合物(CN點96℃)、10重量份作為可塑劑的磷酸三苯酯(Wako公司製)及90重量份作為正C聚合物的聚(9-乙烯基咔唑),以固形份濃度12%溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP),製作塗佈液。
準備由包含含有脂環式結構聚合物的樹脂所組成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製,樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)163℃,厚度100μm)作為基材薄膜。在前述基材薄膜的面上,將塗佈液,使用塗膠機塗佈,形成塗佈液層。塗佈液層的厚度,調整為所得光學異向性層的厚度為10μm的程度。
之後,將塗佈液層,以85℃的烘箱乾燥10分鐘左右,使塗佈液層中的溶劑蒸發。藉此,在基材薄膜上形成光學異向性層,得到具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體。使用如此所得的光學異向性轉寫體,以上述方法,進行光學異向性層的評估。
[實施例2]
將正C聚合物的種類變更為富馬酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚物。該共聚物,係具有下述式(P1)所示之反覆單位及下述式(P2)所示之反覆單位的聚富馬酸酯(重量平均分子量72,000)。又,在下述式(P1)及式(P2),R係表示異丙基,反覆單位的數量m及n的比例為m:n=85:15。
除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地進行具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[實施例3]
將具備支持體薄膜及相位差層的複層薄膜以如下述方法製造。
將100重量份以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物(CN點96℃)、3重量份光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure379EG」)、及0.3重量份界面活性劑(DIC公司製「MEGAFAC F-562」)混合,進一步作為溶劑加入 環戊酮及1,3-二氧戊環的混合溶劑(重量比環戊酮:1,3-二氧戊環=4:6),使固形份為22重量%,加溫為50℃使之溶解。將所得混合物,以孔徑0.45μm的薄膜過濾器過濾,得到液態的液晶組合物。
準備由包含含有脂環式結構聚合物的樹脂所組成的長條的斜向延伸薄膜(日本ZEON公司製,「Zeonor Film」,樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)126℃,厚度47μm,在波長550nm的面內延遲141nm,延伸方向係對寬幅方向為45°的方向)作為支持體薄膜。
在前述支持體薄膜上,將前述液狀的液晶組合物,以模具塗佈機塗佈,形成液晶組合物的層。將液晶組合物的層的厚度,調整為所得的相位差層的厚度為2.3μm左右。
之後,將液晶組合物的層,以110℃的烘箱乾燥4分鐘左右,使液晶組合物的層中的溶劑蒸發的同時,使包含在液晶組合物的層中的液晶化合物向支持體薄膜的延伸方向水平配向。
之後,對液晶組合物的層,使用紫外線照射裝置照射紫外線。該紫外線的照射,係在氮氣氛下,於已加熱為60℃的SUS板上,將支持體薄膜以膠帶固定的狀態進行。藉由紫外線的照射使液晶組合物的層硬化,在支持體薄膜上形成相位差層。藉此得到具備支持體薄膜及相位差層的複層薄膜。
將所得複層薄膜的相位差層的延遲,以上述方法測定,在波長450nm、550nm、590nm及650nm的面內延遲Re(B450)、Re(B550)、Re(B590)及Re(B650),係如下述表1所 示。又,將前述相位差層的折射率,以上述方法測定,在相位差層的面內方向顯示最大的折射率的折射率nx(B),在相位差層的面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率ny(B),及在相位差層的厚度方向的折射率nz(B),係如下述表1所示。
取代用於實施例1的未延伸薄膜,使用具備支持體薄膜及相位差層的複層薄膜作為基材薄膜。除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,製造依序具備:支持體薄膜、相位差層及光學異向性層的光學異向性層積體。使用如此所得的光學異向性層積體,以上述方法,進行光學異向性層的評估。
[實施例4]
取代用於實施例1的未延伸薄膜,使用由包含含有脂環式結構的聚合物的樹脂所組成的長條的斜向延伸薄膜(日本ZEON公司製,「Zeonor Film」,樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)126℃,厚度47μm,在波長550nm的面內延遲141nm,延伸方向係對寬幅方向為45°的方向)作為基材薄膜。除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,進行依序具備:基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[實施例5]
取代前述式(B1)所示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物,使用下述式(B2)所示光聚合性的逆波長液晶原化合物。除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,進行具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[實施例6]
準備斜向延伸薄膜(日本ZEON公司製,「Zeonor Film」,樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)126℃,厚度47μm,在波長550nm的面內延遲141nm,折射率nx(B)>ny(B)≧nz(B),延伸方向係對寬幅方向為45°的方向),作為相位差層的延伸薄膜層。
將實施例1所製作的光學異向性轉寫體的光學異向性層側的面與前述斜向延伸薄膜的一邊的面,以經由黏著層(日東電工製「CS9621T」)貼合,得到依序具備:基材薄膜、光學異向性層、黏著層及斜向延伸薄膜的層積體。此時,貼合係使用貼合機。
接著,藉由從前述層積體剝離基材薄膜,得到依序具備:光學異向性層、黏著層及斜向延伸薄膜的光學異向性 層積體。將如此所得的光學異向性層積體的面狀態,以上述方法評估,結果良好。
[實施例7]
將以式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物的量,由67重量份變更為100重量份。除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,進行具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[實施例8]
將以式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物的量,由67重量份變更為122重量份。除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,進行具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[比較例1]
在製作塗佈液時,沒有使用以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物。
又,使用樹脂的玻璃轉移溫度以外,與實施例1所使用的未延伸薄膜相同的薄膜{由包含含有脂環式結構的聚合物的樹脂所組成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製,「Zeonor Film」,樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)126℃,厚度100μm)}作為基材薄膜。
除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,進行具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[比較例2]
將100重量份以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散 液晶化合物(CN點96℃)及3重量份光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure379EG」)混合,進一步作為溶劑加入環戊酮及1,3-二氧戊環的混合溶劑(重量比環戊酮:1,3-二氧戊環=4:6),使固形份為22重量%,加溫為50℃使之溶解。將所得混合物,以孔徑0.45μm的薄膜過濾器過濾,得到塗佈液。
對與實施例1使用的同樣的未延伸薄膜的表面,施以電暈處理。在進行電暈處理的未延伸薄膜的表面上,將垂直配向膜用的矽烷偶合系材料(JNC公司製「DMOAP」),以棒塗佈機塗佈,以100℃鍛燒1小時。藉此得到具備延伸薄膜及垂直配向膜的垂直配向基材薄膜。
對所得垂直配向基材薄膜,使用棒塗佈機,塗佈塗佈液,以110℃乾燥4分鐘。之後對乾燥的塗佈液層,使用紫外線照射裝置照射紫外線。該紫外線的照射,係在氮氣氛下,將垂直配向基材薄膜以膠帶固定在SUS板上的狀態進行。藉由紫外線的照射使塗佈液層硬化。在垂直配向基材薄膜上形成光學異向性層,藉此得到具備垂直配向基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體。使用如此所得的光學異向性轉寫體,以上述方法,進行光學異向性層的評估。
[比較例3]
將50重量份以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物(CN點96℃)、50重量份對支持體薄膜顯示強烈的垂直配向性的液晶性單體化合物甲基丙烯酸6-(4-氰基聯苯-4-基氧基)己酯(6-(4-cyanobiphenyl-4-yloxy)hexyl methacrylate;DKSH公司製「ST03474」)及3重量份光聚合起始劑(BASF公 司製「Irgacure379EG」)混合,進一步作為溶劑加入環戊酮及1,3-二氧戊環的混合溶劑(重量比環戊酮:1,3-二氧戊環=4:6),使固形份為22重量%,加溫為50℃使之溶解。將所得混合物,以孔徑0.45μm的薄膜過濾器過濾,得到塗佈液。
對與實施例1使用的同樣的未延伸薄膜的表面,以旋轉塗佈機塗佈塗佈液,形成塗佈液層。將塗佈液層的厚度,調整為所得光學異向性層的厚度為2.3μm左右。
之後,將塗佈液層,以110℃的烘箱乾燥4分鐘左右,使塗佈液層中的溶劑蒸發的同時,使包含在塗佈液層的液晶化合物,對基材薄膜的面垂直配向。
之後,對塗佈液層,使用紫外線照射裝置照射紫外線。該紫外線的照射,係在氮氣氛下,將基材薄膜以膠帶固定在SUS板上的狀態進行。藉由紫外線的照射使塗佈液層硬化。藉此在基材薄膜上形成光學異向性層,得到具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體。使用如此所得的光學異向性轉寫體,以上述方法,進行光學異向性層的評估。
[比較例4]
取代以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物,使用光聚合性的順波長分散液晶化合物「LC242」(CN點66℃)。除了以上的事項以外,以與實施例1同樣地,進行具備基材薄膜及光學異向性層的光學異向性轉寫體的製造,及光學異向性層的評估。
[結果]
將前述實施例及比較例的結果示於下述表2及表3。在表 2及表3,簡稱的意思如下所述。
未延伸薄膜:由包含含有脂環式結構的聚合物的樹脂組成的未延伸薄膜。
斜向延伸薄膜:由包含含有脂環式結構的聚合物的樹脂組成的斜向延伸薄膜。
正A薄膜:具備支持體薄膜及相位差層的複層薄膜。
PVC:聚(9-乙烯基咔唑)。
PFDE:富馬酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚物。
化合物B1:以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物。
化合物B2:以前述式(B2)表示的逆波長液晶原化合物。
LC242:光聚合性的順波長分散液晶化合物「LC242」。
液晶原化合物比率:液晶原化合物在塗佈液的全固形份的比率。
混合塗佈:塗佈包含正C聚合物及液晶原化合物的塗佈液的成膜。
聚合物塗佈:塗佈僅含正C聚合物而不包含液晶原化合物的塗佈液的成膜。
對配向膜上的塗佈:對配向膜上,塗佈僅含液晶原化合物而不包含正C聚合物的塗佈液的成膜。
垂直配向劑塗佈:塗佈包含液晶原化合物及顯示強的垂直配向性的液晶性單體化合物,不包含正C聚合物的塗佈液的成膜。
正C:折射率nx(A)、ny(A)及nz(A)滿足,nz(A)>nx(A)≧ ny(A)。
波長分散性:厚度方向的延遲Rth的波長分散性。
在比較例2及3的面狀評估,在光學異向性層液晶化合物的分子,對基材薄膜的面垂直配向,但在液晶化合物的分子的傾斜角有不均,使光學異向性層白濁。
由比較例3可知,逆波長分散液晶化合物,即使使用對支持體薄膜顯示強烈的垂直配向性的液晶性單體化合物,亦不容易得到配向均勻的液晶層。此與,順波長分散液晶化合物,一般只要與對支持體薄膜顯示強的垂直配向性的液晶性單體化合物組合,即可形成配光均勻的液晶層之情況,形成 對比。
又,由比較例2可知,逆波長分散液晶化合物,即使使用配向膜,若沒有調整配向膜與逆波長分散液晶化合物的匹配性,難以得到配向均勻的液晶層。因此,即使欲藉由包含在厚度方向平行配向的逆波長分散液晶化合物的液晶層,得到正C薄膜,以先前的製造方法,難以實現。
對此,實施例1~4、7及8,藉由將逆波長分散液晶化合物與正C聚合物組合,能夠得配向均勻的液晶層作為光學異向性層,又,該光學異向性層,可作用作為正C薄膜。
又,由實施例5可知,取代逆波長分散液晶化合物使用逆波長液晶原化合物時,亦可得到配向均勻的光學異向性層,又,該光學異向性層,可作用作為正C薄膜。
因此,由前述實施例,確認藉由本發明能夠實現不使用配向膜而可製造,可使用於作為厚度方向的延遲Rth顯示逆波長分散性的正C板的光學異向性層。
[參考例1:以前述式(B1)表示的逆波長分散液晶化合物的波長分散性的確認]
將100重量份以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物、3重量份光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure379EG」)及0.3重量份界面活性劑(DIC公司製「MEGAFAC F-562」)混合,進一步作為稀釋溶劑加入環戊酮及1,3-二氧戊環的混合溶劑(重量比環戊酮:1,3-二氧戊環=4:6),使固形份為22重量%,加溫為50℃使之溶解。將所得混合物,以孔徑0.45μm的薄膜過濾器過濾,得到塗佈液。
準備由包含含有脂環式結構的聚合物的樹脂組成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製,「Zeonor Film」)。藉由對該未延伸薄膜進行摩擦處理,準備配向基材。
在前述配向基材上,以棒塗佈機塗佈液晶組合物,形成液晶組合物的層。將液晶組合物的層的厚度,調整為硬化後所得到的光學異向性層的厚度為2.3μm左右。
之後,將液晶組合物的層,以110℃的烘箱乾燥4分鐘左右,使液晶組合物中的溶劑蒸發的同時,使包含在液晶組合物的逆波長分散液晶化合物水平配向。
之後,對液晶組合物的層,使用紫外線照射裝置照射紫外線。該紫外線的照射,係在氮氣氛下,將配向基材以膠帶固定在SUS板上的狀態進行。藉由紫外線的照射使液晶組合物的層硬化,得到具備光學異向性層及配向基材的試料薄膜。
關於該試料薄膜,以相位差計(Axometrics公司製),測定面內延遲的波長分散。配向基材,由於不具有面內延遲,故藉由前述測定而得的面內延遲,顯示光學異向性層的面內延遲。測定的結果,在波長450nm、550nm及650nm的面內延遲Re(450)、Re(550)及Re(650),滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。因此,確認以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化合物,水平配向時顯示逆波長分散性的面內延遲。
[參考例2:順波長分散液晶化合物「LC242」的波長分散性的確認]
取代以前述式(B1)表示的光聚合性的逆波長分散液晶化 合物,使用光聚合性的順波長分散液晶化合物「LC242」。除了以上的事項以外,以與參考例1同樣地製作包含光學異向性層的試料薄膜,測定該面內延遲的波長分散。
測定的結果,在波長450nm、550nm及650nm的面內延遲Re(450)、Re(550)及Re(650),滿足Re(450)>Re(550)>Re(650)。因此,確認順波長分散液晶化合物「LC242」,水平配向時顯示順波長分散性的面內延遲。
[參考例3:聚(9-乙烯基咔唑)符合正C聚合物的確認]
將聚(9-乙烯基咔唑),以固形份濃度為12重量%加入N-甲基吡咯啶酮,在室溫溶解,得到聚合物溶液。
準備由包含含有脂環式結構的聚合物的樹脂組成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製,「Zeonor Film」)。在該未延伸薄膜上,將前述聚合物溶液,使用塗膠機塗佈,形成聚合物溶液的層。之後,以85℃的烘箱乾燥10分鐘左右,使溶劑蒸發,得到具備厚度10μm左右的聚合物膜與未延伸薄膜的試料薄膜。
將該試料薄膜,設置在相位差計(Axometrics公司製)的載台,在測定波長590nm測定試料薄膜的面內延遲Re0。由於未延伸薄膜,係光學等向性的薄膜,故測定的面內延遲Re0,顯示聚合物膜的面內延遲Re0。測定的結果,由於面內延遲Re0為Re0≦1nm,故確認滿足nx(P)≧ny(P)。
之後,以聚合物膜的遲相軸作為載台的旋轉軸,將載台傾斜40°,測定在對試料薄膜的厚度方向成為40°的角 度的傾斜方向的延遲Re40。然後,藉由此測定,測定聚合物膜的遲相軸方向。只要「遲相軸方向」與「載台的旋轉軸」垂直,可判定nz(P)>nx(P),相反地「遲相軸方向」與「載台的旋轉軸」平行,則可判定ny(P)>nz(P)。測定的結果,由於遲相軸方向,垂直於載台的旋轉軸,故可判定聚合物膜的折射率nx(P)及nz(P),滿足nz(P)>nx(P)。
因此,聚(9-乙烯基咔唑),係使用聚(9-乙烯基咔唑)的溶液,藉由以塗佈法形成聚合物膜時,確認該聚合物膜的折射率滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P)。故,確認聚(9-乙烯基咔唑)符合正C聚合物。
[參考例4:富馬酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚物符合正C聚合物的確認]
取代聚(9-乙烯基咔唑)使用富馬酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚物。除了以上的事項以外,以與參考例3同樣地形成聚合物膜,確認該聚合物膜的折射率滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P)。因此確認富馬酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚物符合正C聚合物。
[參考例5~9]
將作為評估用液晶化合物的光聚合性的順波長分散液晶化合物「LC242」(CN點66℃)、以前述式(B2)表示的光聚合性的逆波長液晶原化合物、3重量份光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure 379EG」)及0.3重量份界面活性劑(DIC公司製「MEGAFAC F-562」)混合,進一步作為溶劑加入環戊酮及1,3-二氧戊環的混合溶劑(重量比環戊酮:1,3-二氧戊環=4:6),使固形份為22重量%,加溫為50℃使之溶解。此時,順波長分 散液晶化合物「LC242」的量,及以前述式(B2)表示的逆波長液晶原化合物的量,係如下述表4所示。將所得混合物,用孔徑0.45μm的薄膜過濾器過濾,得到液狀的評估用混合物。
在基材上,使前述評估用混合物塗佈及乾燥,得到具備基材及評估用混合物的層的樣品薄膜。將樣品薄膜設置在加熱台(METTLER TOLEDO公司製)上。邊以偏光顯微鏡觀察樣品薄膜,邊使樣品薄膜升溫。然後,觀察到評估用混合物的層對液晶相的相轉移時,判定評估用混合物顯示液晶性,沒有觀察到相轉移時,判定評估用混合物不顯示液晶性。
再者,取代液狀的液晶組合物,使用前述評估用混合物之外,以與具備實施例3所說明的支持體薄膜及相位差層的複層薄膜的製造方法同樣地,得到具備由前述評估用混合物形成的相位差層的複層薄膜。將所得複層薄膜的相位差層的延遲,以上述方法測定。
將前述參考例5~9的結果,示於下述表4。在表4,簡稱的意思係如下所述。
Re(450)/Re(550):在波長450nm及550nm的面內延遲Re(450)及Re(550)比。
Re(650)/Re(550):在波長550nm及650nm的面內延遲Re(650)及Re(550)比。
由參考例9可知,以前述式(B2)表示的逆波長液晶原化合物,為單獨並不顯示液晶性的化合物。
又,由包含逆波長液晶原化合物的參考例6~8的相位差層的延遲比Re(450)/Re(550),較不包含逆波長液晶原化合物的參考例5的相位差層的延遲比Re(450)/Re(550)小,確認以式(B2)表示的逆波長液晶原化合物,在水平配向的評估用混合物顯示逆波長分散性的面內延遲。

Claims (21)

  1. 一種光學異向性層,係包含:聚合物、及配向狀態亦可被固定的液晶原骨架的化合物的光學異向性層,前述聚合物,使用前述聚合物的溶液,藉由塗佈法形成前述聚合物的膜時,在前述膜的面內方向顯示最大折射率的方向的折射率nx(P),在前述膜的前述面內方向垂直於前述nx(P)方向的方向的折射率ny(P),及在前述膜的厚度方向的折射率nz(P),滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),具有前述液晶原骨架的化合物,係選自由:顯示液晶性,且水平配向時顯示逆波長分散性的面內延遲的第一化合物;以及,單獨並不顯示液晶性的第二化合物,所組成之群組之至少1種化合物,前述第二化合物,係將前述第二化合物對水平配向時顯示順波長分散性的面內延遲的評估用液晶化合物,對前述評估用液晶化合物及前述第二化合物的共計100重量份,以30重量份-70重量份的至少任何一種比例混合的混合物,顯示液晶性,且前述混合物水平配向時前述第二化合物顯示逆波長分散性的面內延遲,在前述光學異向性層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(A),在前述光學異向性層的前述面內方向垂直於前述nx(A)方向的方向的折射率ny(A),及在前述光學異向性層的厚度方向的折射率nz(A),滿足nz(A)>nx(A)≧ny(A),在波長450nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲 Rth(A450),在波長550nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A550),及在波長650nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A650),滿足下述式(1)及(2):0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (1) 1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (2)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學異向性層,其中前述具有液晶原骨架的化合物,係於前述具有液晶原骨架的化合物的分子中,包含主鏈液晶原骨架、及與前述主鏈液晶原骨架鍵結的側鏈液晶原骨架。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學異向性層,其中具有前述液晶原骨架的化合物,係以下述式(I)表示: (在前述式(I),Y1~Y8係分別獨立地表示,化學單鍵、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-或-NR1-O-;在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基;G1、G2係分別獨立地表示亦可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基;再者,前述脂肪族基,亦可在每1個脂肪族 基介在1以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-;惟排除-O-或-S-分別鄰接2以上所介在的情形;在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基;Z1、Z2係分別獨立地表示,可被鹵素原子取代的碳數2~10的烯基;Ax係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;Ay係表示氫原子、亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群組之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;在此,R3係表示亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、碳數5~12的芳香族烴環基;R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基;R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、亦可具有取代基的碳數5~20的芳香族基;前述Ax與Ay所具有的芳香環,亦可具有取代基;再者,前述Ax與Ay亦可一起形成環;A1係表示亦可具有取代基的三價的芳香族基;A2、A3係表示分別獨立表示亦可具有取代基的碳數3~30的 二價的脂環式烴基;A4、A5表示分別獨立的表示亦可具有取代基的碳數6~30的二價的芳香族基;Q1係表示氫原子、亦可具有取代基的碳數1~6的烷基;m係分別獨立的表示0或1)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光學異向性層,其中前述具有液晶原骨架的化合物,在前述具有液晶原骨架的化合物的分子中,包含選自由苯并噻唑環、環己基環及苯基環的組合所組成之群組之至少1種。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光學異向性層,其中前述聚合物,係選自由聚乙烯基咔唑、聚富馬酸酯及纖維素衍生物所組成之群組之至少1種聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光學異向性層,其中具有前述液晶原骨架的化合物在前述光學異向性層的全固形份的比率,為20重量%~60重量%。
  7. 如申請專利範圍第1至6項的任何一項所述的光學異向性層,其中在波長590nm前述光學異向性層的面內延遲Re(A590),及在波長590nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A590),滿足下述式(3)及(4):Re(A590)≦10nm (3) -200nm≦Rth(A590)≦-10nm (4)。
  8. 一種光學異向性轉寫體,其具備,基材及申請專利範圍第1至7項的任何一項所述的光學異向性層。
  9. 一種光學異向性層積體,其具備,申請專利範圍第1至7 項的任何一項所述的光學異向性層及相位差層,在前述相位差層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(B),在前述相位差層的前述面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率ny(B),及前述相位差層的厚度方向的折射率nz(B)滿足:nx(B)>ny(B)≧nz(B)。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層,係包含含有脂環式結構的聚合物的延伸薄膜層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層係斜向延伸薄膜層。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層,係具有複層結構的延伸薄膜層。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的光學異向性層積體,其中在波長450nm前述相位差層的面內延遲Re(B450),在波長550nm前述相位差層的面內延遲Re(B550),及在波長650nm前述相位差層的面內延遲Re(B650),滿足下述式(5)及(6):0.75<Re(B450)/Re(B550)<1.00 (5) 1.01<Re(B650)/Re(B550)<1.25 (6)。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的光學異向性層積體,其中前述相位差層,包含:配向狀態亦可被固定,以下述式(II)表示的相位差層用液晶化合物: (在前述式(II),Y1~Y8係分別獨立地表示,化學的單鍵、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-或-NR1-O-;在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基;G1、G2係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基;再者,前述脂肪族基,亦可在每1個脂肪族基介在1以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-;惟排除-O-或-S-分別鄰接2以上所介在的情形;在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基;Z1、Z2係分別獨立地表示,亦可被鹵素原子取代的碳數2~10的烯基;Ax係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;Ay係表示氫原子、亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的炔基、 -C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;在此,R3係表示亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、碳數5~12的芳香族烴環基;R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基;R9係表示亦可具有取代基的碳數1~20的烷基、亦可具有取代基的碳數2~20的烯基、亦可具有取代基的碳數3~12的環烷基、亦可具有取代基的碳數5~20的芳香族基;前述Ax與Ay所具有的芳香環,亦可具有取代基;再者,前述Ax與Ay亦可一起形成環;A1係表示可具有取代基的三價的芳香族基;A2、A3係表示分別獨立表示可具有取代基的碳數3~30的二價的脂環式烴基;A4、A5表示分別獨立的表示可具有取代基的碳數6~30的二價的芳香族基;Q1係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~6的烷基;m係分別獨立的表示0或1)。
  15. 如申請專利範圍第9至14項的任何一項所述的光學異向性層積體,其中在波長590nm前述相位差層的面內延遲Re(B590),在波長590nm前述光學異向性層的面內延遲Re(A590),及在波長590nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A590),滿足下述式(7)、(8)及(9):110nm≦Re(B590)≦170nm (7) Re(A590)≦10nm (8) -110nm≦Rth(A590)≦-20nm (9)。
  16. 一種偏光板,其具備:直線偏光片;及申請專利範圍第1至7項的任何一項所述的光學異向性層、申請專利範圍第8項所述的光學異向性轉寫體、或申請專利範圍第9至15項的任何一項所述的光學異向性層積體。
  17. 一種影像顯示裝置,其具備申請專利範圍第16項所述的偏光板。
  18. 一種影像顯示裝置,其依序具備:申請專利範圍第9至15項的任何一項所述的光學異向性層積體;直線偏光片;及影像顯示元件,前述影像顯示元件,係液晶胞或有機電致發光元件。
  19. 一種影像顯示裝置,其依序具備:直線偏光片;申請專利範圍第9至15項的任何一項所述的光學異向性層積體;及有機電致發光元件。
  20. 一種光學異向性層的製造方法,係包含:將包含聚合物、具有液晶原骨架的化合物及溶劑的塗佈液,塗佈在支持面上,得到塗佈液層的步驟;使前述塗佈液層乾燥的步驟的光學異向性層的製造方法,前述聚合物,使用前述聚合物的溶液,藉由塗佈法形成前述聚合物的膜時,在前述膜的面內方向顯示最大折射率的 方向的折射率nx(P),在前述膜的前述面內方向垂直於前述nx(P)方向的方向的折射率ny(P),及在前述膜的厚度方向的折射率nz(P),滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),前述具有液晶原骨架的化合物,係選自由:顯示液晶性,且水平配向時顯示逆波長分散性的面內延遲的第一化合物;以及,單獨並不顯示液晶性的第二化合物,所組成之群組之至少1種化合物,前述第二化合物,係將前述第二化合物對水平配向時顯示順波長分散性的面內延遲的評估用液晶化合物,對前述評估用液晶化合物及前述第二化合物的共計100重量份,以30重量份~70重量份的至少任何一種比例混合的混合物,顯示液晶性,且前述混合物水平配向時前述第二化合物顯示逆波長分散性的面內延遲,在前述光學異向性層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(A),在前述光學異向性層的前述面內方向垂直於前述nx(A)方向的方向的折射率ny(A),及在前述光學異向性層的厚度方向的折射率nz(A),滿足nz(A)>nx(A)≧ny(A),在波長450nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A450),在波長550nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A550),及在波長650nm前述光學異向性層的厚度方向的延遲Rth(A650),滿足下述式(1)及(2):0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (1) 1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (2)。
  21. 一種光學異向性層積體的製造方法,係包含:將申請專利範圍第8項所述的光學異向性轉寫體的光學異向性層,與相位差層黏貼的步驟;將前述光學異向性轉寫體的基材剝離的步驟的光學異向性層積體的製造方法,在前述相位差層的面內方向顯示最大的折射率的方向的折射率nx(B),在前述相位差層的前述面內方向垂直於前述nx(B)方向的方向的折射率ny(B),及前述相位差層的厚度方向的折射率nz(B)滿足:nx(B)>ny(B)≧nz(B)。
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