TW202248002A - 光學積層體 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題為提供一種光學積層體,其係可簡便地減少從斜向觀看顯示裝置時之黑色圖像的著色。
本發明對於上述課題之解決手段係光學積層體依序包含:含色素層、偏光層、及具有面內相位差之相位差層。含色素層包含在波長400nm以上750nm以下之範圍具有最大吸收的二色性色素,並且滿足下式(1)及下式(2)的關係;
0.001≦AxC≦0.3 (1)
AxC(z=60)/AxC>2 (2)
[式(1)及式(2)中,
AxC及AxC(z=60)皆為含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,AxC表示在x軸方向振動的直線偏光之吸光度,AxC(z=60)表示以y軸為旋轉軸而使含色素層旋轉60°時在x軸方向振動的直線偏光之吸光度]。
Description
本發明係關於光學積層體,亦進一步關於具備該光學積層體的顯示裝置。
有機電致發光(以下有時亦稱為「有機EL」)顯示裝置中,顯示圖像的面板會因為組裝至其內部的電極等而使從外部入射的光線反射。該反射光會導致不易視認該面板所顯示之圖像。因此,廣泛地在面板的視認側配置圓偏光板。圓偏光板係藉由將直線偏光板與λ/4相位差板予以積層而成的光學元件,直線偏光板的吸收軸與λ/4相位差板的慢軸係形成約45°的角度。通常,以使直線偏光板成為視認側且使λ/4相位差板成為面板側之方式配置此圓偏光板。若從正面方向視認這種具備圓偏光板的有機EL顯示裝置,則可減少反射光的影響,尤其能夠以高畫質呈現黑色圖像。
另一方面,若從斜向視認具備圓偏光板的有機EL顯示裝置,則會有看到黑色圖像著色之情形。這是因為在從斜向視認有機EL顯示裝置時,λ/4相位差板會偏離理想的相位差值而發揮作用之故。又,因為有機EL顯示裝置之面板的內部組裝有金屬電極,故從斜向視認有機EL顯示裝置時,會受到在金屬電
極表面斜向反射之反射光的相位差之影響。因此,從斜向視認有機EL顯示裝置時的黑色圖像,會依據作為對象的面板而被著色成不同的顏色。
關於解決這種問題的對策,可舉出專利文獻1揭示的垂直定向液晶硬化膜。該垂直定向液晶硬化膜,係使包含二色性色素及聚合性液晶化合物的組成物在使聚合性液晶化合物於垂直方向定向的狀態下進行硬化而成的硬化膜。該硬化膜係在厚度方向顯示相位差,故發揮所謂正C相位差板的功能。藉由將該正C相位差板與λ/4相位差板組合並應用於有機EL顯示裝置,而補償從斜向視認時之λ/4相位差板的相位差值,可實現λ/4相位差板的理想的相位差值。
在使用了垂直定向液晶硬化膜的有機EL顯示裝置中,亦仍可能有在黑色圖像更進一步殘留些微著色之情形。專利文獻1所述之垂直定向液晶硬化膜,係因已在膜內垂直定向的二色性色素而亦具有作為著色層的功能。因此,亦可選擇「與從斜向視認有機EL顯示裝置時的黑色圖像之著色具有互補色關係之顏色的二色性色素」來作為垂直定向液晶膜所包含的二色性色素,藉此而消解殘留於黑色圖像中的些微著色。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2020-76920號公報
然而,在將直線偏光板、λ/4相位差板及垂直定向液晶硬化膜予以積層而成的圓偏光板中,必須同時控制垂直定向液晶硬化膜的厚度方向的相位差值與著色的程度。為了實現該控制,必須選擇用以製作垂直定向液晶硬化膜的聚合性液晶化合物及組合至其中的二色性色素、以及必須調整此等的摻合比例等,該等調整為繁瑣且需要進行大量的試錯。
本案的發明人為了能夠無需大量試錯且可輕易製造適於目的之面板的圓偏光板而精心研究。結果發現,藉由以個別獨立的層來分別負責垂直定向液晶硬化膜所具有的兩項功能(亦即,「作為正C相位差板的功能」以及「作為具備已垂直定向的二色性色素之著色層的功能」),並且將具有負責作為著色層之功能的層配置在較直線偏光板更靠近視認側之處,即可互相獨立地控制厚度方向的相位差值與黑色圖像的著色程度,進而完成本發明。
本發明之目的在於提供一種可簡便地減少從斜向視認顯示裝置時之黑色圖像之著色的光學積層體,以及具備該光學積層體的顯示裝置。
本發明提供以下的光學積層體及顯示裝置。
[1]一種光學積層體,係依序包含:含色素層、偏光層、及具有面內相位差之相位差層,其中,
前述含色素層包含在波長400nm以上750nm以下之範圍具有最大吸收的二色性色素,並且滿足下式(1)及下式(2)的關係,
0.001≦AxC≦0.3 (1)
AxC(z=60)/AxC>2 (2)
[式(1)及式(2)中,
AxC為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示在x軸方向振動的直線偏光之吸光度,
AxC(z=60)為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示在以y軸為旋轉軸而使前述含色素層旋轉60°時在前述x軸方向振動的直線偏光之吸光度;
前述x軸表示前述含色素層之面內的任意方向,前述y軸表示前述含色素層之面內與前述x軸垂直的方向]。
[2]如[1]所述之光學積層體,其係積層體之製造中間體,該積層體依序包含:前述含色素層、前述偏光層、前述相位差層、以及在使聚合性液晶化合物於前述光學積層體之積層方向定向之狀態下硬化而成的垂直定向液晶層。
[3]一種光學積層體,係依序包含:含色素層、偏光層、具有面內相位差之相位差層、及垂直定向液晶層,其中,
前述垂直定向液晶層係在使聚合性液晶化合物於前述光學積層體之積層方向定向之狀態下硬化而成的硬化物層;
前述含色素層包含在波長400nm以上750nm以下之間具有最大吸收的二色性色素,並且滿足下式(1)及下式(2)的關係,
0.001≦AxC≦0.3 (1)
AxC(z=60)/AxC>2 (2)
[式(1)及式(2)中,
AxC為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示在x軸方向振動的直線偏光之吸光度,
AxC(z=60)為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示以y軸為旋轉軸而使前述含色素層旋轉60°時在前述x軸方向振動的直線偏光之吸光度;
前述x軸表示前述含色素層之面內的任意方向,前述y軸表示前述含色素層之面內與前述x軸垂直的方向]。
[4]如[1]至[3]中任一項之光學積層體,其中,前述含色素層更包含:在使聚合性液晶化合物於前述光學積層體之積層方向定向之狀態下硬化而成的硬化物。
[5]如[1]至[4]中任一項之光學積層體,其中,前述相位差層係水平定向液晶層,該水平定向液晶層係在使聚合性液晶化合物於「與前述光學積層體之積層方向為正交之方向」定向之狀態下硬化而成者。
[6]如[1]至[5]中任一項之光學積層體,其中,前述相位差層滿足下式(3)的關係;
ReA(450)/ReA(550)<1.00 (3)
[式(3)中,ReA(450)及ReA(550)分別表示前述相位差層的在波長450nm及波長550nm之面內相位差值]。
[7]如[1]至[6]中任一項之光學積層體,其中,前述相位差層滿足下式(4)的關係;
120nm≦ReA(550)≦170nm (4)
[式(4)中,ReA(550)表示前述相位差層的在波長550nm之面內相位差值]。
[8]如[1]至[7]中任一項之光學積層體,其中,由前述偏光層的吸收軸與前述相位差層的慢軸所形成之角度係在45°±5°之範圍內。
[9]如[1]至[8]中任一項之光學積層體,其中,前述二色性色素為偶氮色素。
[10]如[1]至[9]中任一項之光學積層體,其中,前述含色素層滿足下述[a1]至[a3]中之任一項;
[a1]在波長400nm以上且未達550nm之範圍以及在波長550nm以上且未達700nm之範圍兩者均具有最大吸收;
[a2]在波長400nm以上且未達550nm之範圍內具有最大吸收,在波長550nm以上700nm以下之範圍內不具有最大吸收;
[a3]在波長400nm以上且未達550nm之範圍內不具有最大吸收,在波長550nm以上700nm以下之範圍內具有最大吸收。
[11]如[1]至[10]中任一項之光學積層體,其中,在前述含色素層之與前述偏光層側為相反之側更包含硬塗層。
[12]如[1]至[11]中任一項之光學積層體,其中,在前述含色素層之與前述偏光層側為相反之側更包含保護膜。
[13]如[1]至[12]中任一項之光學積層體,其中,在前述相位差層與前述垂直定向液晶層之間更具有接著劑層;
前述接著劑層係直接相接於前述相位差層及前述垂直定向液晶層。
[14]如[13]所述之光學積層體,其中,前述接著劑層為紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層。
[15]一種顯示裝置,係具備[1]至[14]中任一項之光學積層體,其中,
前述光學積層體係以使前述含色素層較前述偏光層更靠近視認側的方式配置。
[16]如[15]所述之顯示裝置,其係有機EL顯示裝置。
根據本發明的光學積層體,可簡便地減少從斜向視認顯示裝置時之黑色圖像的著色。
1:光學積層體
5:光學積層體
6:光學積層體
7:光學積層體
11:含色素層
12:偏光層
13:相位差層
15:保護膜(第1保護膜)
16:硬塗層(第1硬塗層)
17:垂直定向液晶層
20:第1積層體
152:第2保護膜
162:第2硬塗層
圖1係示意性顯示本發明之一實施型態的光學積層體的剖面圖。
圖2係示意性顯示圖1所示之光學積層體的製造方法之一例的概略圖。
圖3係示意性顯示本發明之另一實施型態之光學積層體的剖面圖。
圖4係示意性顯示本發明之又另一實施型態之光學積層體的剖面圖。
圖5係示意性顯示本發明之又另一實施型態之光學積層體的剖面圖。
以下係參照圖式來說明光學積層體及顯示裝置的較佳實施型態。在各圖式中,對於與先前已說明之構件相同的構件,係附記相同符號而省略其說明。
[實施型態1]
(光學積層體)
圖1係示意性表示本發明的一實施型態之光學積層體的剖面圖。如圖1所示,光學積層體1依序具備:含色素層11、偏光層12、及具有面內相位差之相位差層13。光學積層體1中,較佳係由偏光層12及相位差層13構成橢圓偏光板(包括其為圓偏光板的情況)。光學積層體1中,亦可在含色素層11之與偏光層12側為相反之側,更具有硬塗層16或保護膜15。圖1所示的光學積層體1係同時具有硬塗層16及保護膜15。在光學積層體1同時具有硬塗層16及保護膜15的情況下,較佳係從含色素層11側依序具備保護膜15及硬塗層16。
構成光學積層體1的各層,較佳係隔著屬於黏著劑(pressure sensitive adhesive)層或接著劑層的貼合層而進行積層。在光學積層體1同時具有硬塗層16及保護膜15的情況下,保護膜15與硬塗層16較佳係以未隔著貼合層而直接相接的方式來設置。
在含色素層11、偏光層12及相位差層13為使用聚合性液晶化合物等液晶化合物所形成之層的情況下,光學積層體1亦可具有定向膜(其係以與使用上述液晶化合物而形成之層直接相接的方式來用於限制液晶化合物之定向者),也可具有用以形成「使用上述液晶化合物所形成之層或定向膜」的基材。「使用上述液晶化合物所形成之層或定向膜」與「基材」係可設置成直接相接。
光學積層體1中,由偏光層12的吸收軸與相位差層13的慢軸所形成之角度較佳係在45°±5°之範圍內。上述角度可在45°±3°之範圍內,亦可為45°。
光學積層體1也可用來作為積層體之製造中間體,該積層體係如後述圖3所示之光學積層體5般依序包含:含色素層11、偏光層12、具有面內相位差之相位差層13、以及在使聚合性液晶化合物於光學積層體1之積層方向定向之狀態下硬化而成的垂直定向液晶層17(圖3)。在此情況下,可藉由將垂直定向液晶層17設置在光學積層體1的相位差層13側,而製造上述積層體。
光學積層體1可用於顯示裝置,尤其可適合使用於有機EL顯示裝置。顯示裝置中,光學積層體1係以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式配置。光學積層體1包含滿足後述式(1)及式(2)之關係的含色素層11。因此,在以上述配置而組裝有光學積層體1的顯示裝置中,可藉由含色素層11而消解「從斜向視認面板所顯示之黑色圖像時之黑色圖像的著色」。藉此,可減少從斜向視認顯示裝置時之黑色圖像的著色。
(含色素層)
含色素層11包含在波長400nm以上750nm以下之範圍內具有最大吸收的二色性色素,並且滿足下式(1)及下式(2)的關係,
0.001≦AxC≦0.3 (1)
AxC(z=60)/AxC>2 (2)
[式(1)及式(2)中,
AxC為含色素層11的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示在x軸方向振動的直線偏光之吸光度;
AxC(z=60)為含色素層11的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示以y軸為旋轉軸而使含色素層11旋轉60°時在x軸方向振動的直線偏光之吸光度;
x軸表示含色素層11之面內的任意方向,y軸表示含色素層11之面內與x軸垂直的方向]。
本說明書中的吸光度,皆表示在排除測量時的界面反射之影響的狀態下進行測量時的吸光度。就排除界面反射之影響的方法而言,可列舉例如:使用分光光度計,將在波長800nm等長波長區域中可無視化合物之吸收的波長中的吸光度設為0,在此狀態下測量存在有化合物之吸收的區域之波長的吸光度等方法。
含色素層11包含至少一種在波長400nm以上750nm以下之範圍具有最大吸收的二色性色素(以下有時亦稱為「本二色性色素」)。所謂的二色性色素係指具有「分子之長軸方向的吸光度與短軸方向的吸光度為不同」之性質的色素。因為含色素層11滿足上述式(1)及式(2)的關係,故咸認本二色性色素係於含
色素層11中於光學積層體1之積層方向定向。含色素層11亦可包含本二色性色素以外的二色性色素。
若從斜向視認具備圓偏光板的有機EL顯示裝置的面板,會有看到黑色圖像被著色之情形。這是由於圓偏光板所包含的相位差層偏離理想的相位差值而發揮作用之故。又,因為有機EL顯示裝置的面板內部組裝有金屬電極,故從斜向視認有機EL顯示裝置時,會受到在金屬電極表面於斜向反射的反射光之相位差的影響。因此,從斜向視認有機EL顯示裝置時的黑色圖像,會依據作為對象之面板而被著色成不同顏色。
本實施型態的光學積層體1具備含色素層11,該含色素層11包含「具有在從斜向視認顯示裝置時可消解面板顯示黑色時之著色的光吸收能力的二色性色素」作為本二色性色素。因此,在組裝有光學積層體1的顯示裝置中,可減少在顯示黑色時之正面反射色相與斜向反射色相的色相差。例如,相對於在面板顯示黑色時從斜向45°視認面板時的色相,以使從相同方向觀看含色素層11時的反射色相成為互補色的關係之方式,來調整含色素層11的在400至750nm之最大吸收波長。藉此,可消解在從斜向45°視認具備光學積層體1之顯示裝置時的著色。因此,可不影響顯示裝置顯示黑色時的正面反射色相,而改善斜向反射色相,並可抑制正面反射色相與斜向反射色相的色相差,故可減少從斜向視認顯示裝置時之黑色圖像的著色。
上述式(1)及式(2)中的AxC,可從含色素層11的厚度方向(以下有時亦稱為「z軸方向」)往含色素層11之表面使在x軸方向振動的直線偏光入射並進行測量。上述式(1)係指含色素層11的正面方向(相對於含色素層11的表面為正交的方向,且為光學積層體1的積層方向)的吸光度為0.001以上0.3以下,AxC的值越
小,則可說是對於含色素層11的表面,本二色性色素更精準地於光學積層體1之積層方向定向。在AxC超過0.3的情況下,含色素層11的在正面方向的著色會變強,故會因與相位差層13組合而阻礙顯示裝置的正面發光,因此,AxC較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。又,AxC的下限值通常為0.001以上,較佳為0.003以上,又更佳為0.005以上。
上述式(2)中的AxC(z=60),可在以y軸為旋轉軸而使含色素層11旋轉60°的狀態下,使與測量AxC之直線偏光為相同的直線偏光入射以進行測量。此處,含色素層11的旋轉,係使已測量AxC後之狀態的含色素層11以y軸為旋轉軸而在直線偏光的入射方向旋轉60°。若AxC(z=60)/AxC在2以下,則難以得到良好的光吸收各向異性,尤其會有阻礙顯示裝置的正面發光之情形。AxC(z=60)/AxC較佳為2.5以上,更佳為3以上。另一方面,若AxC(z=60)/AxC太大,則尤其會有阻礙從斜向視認顯示裝置時的發光之情形,因此,AxC(z=60)/AxC較佳為50以下,更佳為30以下,又更佳為20以下。又,AxC(z=60)較佳為0.01以上,更佳為0.05以上,又更佳為0.10以上,又,較佳為1.0以下,更佳為0.5以下,又更佳為0.3以下。
另外,本說明書中的含色素層11中,在y軸方向振動的直線偏光之吸光度AyC通常係與AxC為大致相等的值。在AxC與AyC為不同的情況下,會變得在面內具有二色性,此時尤其可能有阻礙顯示裝置的正面發光之情形。
在含色素層11滿足上述式(1)及式(2)的情況下,含色素層11可說是具有優良的偏光性能(吸收各向異性),藉此,可有效地使來自正面方向的光穿透,且有效地吸收來自斜向的光。因此,組裝有含有含色素層11的光學積層體1的顯示裝置,係可在不阻礙顯示裝置之正面發光的情況下,抑制黑色顯示中之正面反射色相與斜向反射色相的色相差。
含色素層11的AxC及AxC(z=60),例如可藉由調整含色素層11的厚度、製造步驟的條件、含色素層11所包含的本二色性色素的種類及/或摻合量等來控制。如後所述,含色素層11包含「在使聚合性液晶化合物於光學積層體1之積層方向定向之狀態下硬化而成的硬化物」時,亦可藉由調整聚合性液晶化合物的種類及/或摻合量來控制AxC及AxC(z=60),並可藉由上述硬化物(液晶)與本二色性色素的主客體交互作用來控制。就AxC(z=60)/AxC的值而言,當聚合性液晶化合物為向列型液晶時則為2至10左右,當其為層列型液晶時則為5至30左右,可配合目標之光學特性而適當選擇。
如上所述,在以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式組裝有光學積層體1的顯示裝置中,含色素層11可用來抑制黑色顯示中之正面反射色相與斜向反射色相的色相差。顯示裝置中,若將含色素層11配置於較偏光層12更靠近視認側,即使含色素層11在厚度方向具有相位差,亦不會被人眼所辨識到。因此,含色素層11亦可在厚度方向具有相位差,其值的大小並無特別限定。是以,不會受限於含色素層11的在厚度方向的相位差值,能夠以滿足式(1)及式(2)的方式來調整含色素層11的厚度及本二色性色素的濃度。如此一來,藉由使用光學積層體1,可簡便地抑制黑色顯示中的正面反射色相與斜向反射色相的色相差。
當相位差層13偏離理想的相位差值而發揮作用時會有各種著色,大多是變化成例如紅色或藍色。由此來看,在將面板與光學積層體1組合而成的顯示裝置中,為了容易將從斜向觀察時的斜向反射色相調整成所期望的色相,含色素層11較佳係滿足下述[a1]至[a3]中的任一項。
[a1]在波長400nm以上且未達550nm之範圍及在波長550nm以上且未達700nm之範圍兩者均具有最大吸收;
[a2]在波長400nm以上且未達550nm之範圍內具有最大吸收,在波長550nm以上700nm以下之範圍內不具有最大吸收;
[a3]在波長400nm以上且未達550nm之範圍內不具有最大吸收,在波長550nm以上700nm以下之範圍內具有最大吸收。
在含色素層11滿足上述[a3]的情況下,雖可吸收從斜向漏出的反射光,但從顯示裝置發光時的視認性之觀點來看,較佳係使用滿足上述[a1]或上述[a2]的含色素層11。在含色素層11滿足上述[a2]的情況下,可藉由將「含色素層11」與「在斜向45°黑色顯示時波長400nm以上且未達550nm之範圍的光之反射為明顯的橢圓偏光板」組合使用,而可提升顯示裝置顯示黑色時的斜向反射色相。又,在含色素層11滿足上述[a3]的情況下,可藉由將「含色素層11」與「在斜向45°黑色顯示時波長550nm以上700nm以下之範圍的光之反射為明顯的橢圓偏光板」組合使用,而提升顯示裝置顯示黑色時的斜向反射色相。
含色素層11較佳係包含硬化物,該硬化物係在使聚合性液晶化合物於光學積層體1之積層方向定向之狀態下硬化而成者。藉由包含該硬化物,在由該硬化物所形成的硬化膜中,容易使本二色性色素於光學積層體1之積層方向定向,因而容易製作含色素層11。本二色性色素及聚合性液晶化合物的細節係如後所述。
含色素層11的厚度並無特別限定,可因應顯示裝置的結構等而適當選擇。含色素層11的厚度較佳為0.1μm以上,更佳為0.2μm以上,而且,較佳為10μm以下,更佳為3μm以下,又更佳為2μm以下。
(偏光層)
偏光層12係具有「在入射無偏光之光線時,使具有與吸收軸正交之振動面的直線偏光穿透之性質」的直線偏光層。偏光層12可列舉:經吸附具有吸收各向異性之色素的延伸膜、將包含具有吸收各向異性之色素的組成物塗佈於基材膜而所形成之含偏光層的膜等。偏光層12的細節如後所述。
(相位差層)
相位差層13具有面內相位差。相位差層13所具有的面內相位差的值並無特別限定,惟相位差層13的在波長550nm之面內相位差值ReA(550)較佳為50nm以上,更佳為90nm以上。相位差層13的ReA(550)又更佳為100nm以上250nm以下之範圍,特佳為下式(4)之範圍。
120nm≦ReA(550)≦170nm (4)
[式(4)中,ReA(550)表示相位差層13的在波長550nm之面內相位差值]。
藉由使相位差層13的面內相位差ReA(550)在上述式(4)之範圍內,使組裝有光學積層體1之顯示裝置在顯示黑色時的正面反射色相提升效果(抑制著色效果)會變得顯著。面內相位差值ReA(550)更佳為130nm以上,又,更佳為150nm以下。
相位差層13亦可為例如具有面內相位差之延伸膜,也可為在使聚合性液晶化合物於「與光學積層體1的積層方向為正交的方向(以下有時亦稱為「水平方向」)」定向之狀態下硬化而成的硬化物層(以下有時亦稱為「水平定向液晶層」)。從可將相位差層13容易調控成所期望的面內相位差值並能夠薄膜化之觀點來看,相位差層13較佳為水平定向液晶層。
相位差層13較佳係滿足下式(3)的關係。
ReA(450)/ReA(550)<1.00 (3)
[式(3)中,ReA(450)及ReA(550)分別表示相位差層13的在波長450nm及波長550nm之面內相位差值]。
此處,相位差層13的在波長λ之面內相位差值ReA(λ)係以下式(6)表示。
ReA(λ)=(nxA(λ)-nyA(λ))×dA (6)
[式(6)中,
nxA(λ)表示相位差層13的面內的在波長λ nm的主折射率;
nyA(λ)表示在與nxA(λ)同一面內且相對於nxA(λ)之方向為正交的方向之在波長λ nm的折射率;
dA表示相位差層13的厚度]。
相位差層13滿足上述式(3)的關係時,相位差層13的在短波長的面內相位差值係小於在長波長的面內相位差值,而展現出所謂的反波長色散(reverse wavelength dispersion)性。從提升反波長色散性的觀點來看,ReA(450)/ReA(550)較佳為0.70以上,更佳為0.78以上,而且,較佳為0.95以下,更佳為0.92以下。
面內相位差值ReA(λ)可藉由相位差層13的厚度dA進行調整。面內相位差值ReA(λ)係由上述式(6)決定,因此,為了得到所期望的面內相位差值,可調整3維折射率與膜厚dA。
相位差層13為延伸膜時,相位差層13的厚度通常為5μm以上200μm以下,較佳為10μm以上80μm以下,又更佳為40μm以下。相位差層13為水平定向液晶層時,相位差層13的厚度較佳為0.1μm以上,更佳為0.2μm以上,又較佳為3μm以下,更佳為2μm以下。
相位差層13亦可為「具有λ/4之相位差特性的層」與「具有λ/2之相位差特性的層」之組合等,以使各層的慢軸彼此所形成的角度成為任意角度的方式來積層複數個層,藉此而使整體之面內相位差值ReA(550)滿足上述式(4)的關係,並使ReA(450)/ReA(550)滿足上述式(3)的關係。當相位差層13係由「具有λ/4之相位差特性的層」與「具有λ/2之相位差特性的層」所積層而成之積層體時,例如可適合使用以使各層的慢軸彼此所形成之角度成為50°以上70°以下的方式所積層而成者。
構成相位差層13的材料、相位差層13的形成方法等細節係如後所述。
(光學積層體的製造方法)
圖2係示意性表示圖1所示之光學積層體1的製造方法之一例的概略圖。圖1所示的光學積層體1可藉由將上述各層因應需求而隔著貼合層積層來製造。如圖2所示,當藉由一邊連續地輸送長條狀膜一邊進行積層(即所謂的捲對捲(roll to roll)之方式)來製造光學積層體1時,例如可將含有含色素層11與偏光層12的第1積層體20、及相位差層13,在圖2中的箭號方向,一邊連續地輸送一邊隔著貼合層而進行貼合。相位差層13為水平定向液晶層時,亦可將在基材上設置有水平定向液晶層的積層體與第1積層體20貼合。
藉由以捲對捲方式製造光學積層體1,可縮短光學積層體1的製造步驟,而且可防止異物混入至層間,製造出視認性優良的光學積層體1。
(顯示裝置)
光學積層體1可用於顯示裝置。顯示裝置較佳為有機EL顯示裝置。光學積層體1係設置於顯示裝置之面板的視認側,顯示裝置中,較佳係以使含色素層11較
偏光層12更靠近視認側的方式配置。藉此,可提供抑制了黑色顯示中的正面反射色相與斜向反射色相之色相差的顯示裝置。
[實施型態2]
(光學積層體)
圖3係示意性表示本發明之另一實施型態之光學積層體的剖面圖。如圖3所示,光學積層體5依序具備:含色素層11、偏光層12、具有面內相位差之相位差層13、及垂直定向液晶層17。光學積層體5中,較佳係由偏光層12及相位差層13構成橢圓偏光板(包含為圓偏光板的情況)。光學積層體5中,亦可在含色素層11之與偏光層12側為相反之側,更具有硬塗層16或保護膜15。圖3所示的光學積層體5係同時具有硬塗層16及保護膜15。光學積層體5同時具有硬塗層16及保護膜15時,較佳係從含色素層11側依序具備保護膜15及硬塗層16。
構成光學積層體5的各層,較佳係隔著屬於黏著劑層或接著劑層的貼合層進行積層。在光學積層體5同時具有硬塗層16及保護膜15的情況下,保護膜15與硬塗層16較佳係未隔著貼合層而以直接相接的方式設置。光學積層體5中,在相位差層13與垂直定向液晶層17之間具有接著劑層,該接著劑層較佳係直接相接於相位差層13及垂直定向液晶層17。該接著劑層較佳為後述紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層。
當含色素層11、偏光層12、相位差層13及垂直定向液晶層17為使用聚合性液晶化合物等液晶化合物所形成之層時,光學積層體5亦可具有定向膜(其係以與使用上述液晶化合物所形成之層直接相接的方式來用於限制液晶化合物之定向者),也可具有用以形成「使用上述液晶化合物所形成之層或定向膜」的基材。「使用上述液晶化合物所形成之層或定向膜」與「基材」係可設置成直接相接。
光學積層體5中,由偏光層12的吸收軸與相位差層13的慢軸所形成之角度較佳係在45°±5°之範圍內。上述角度亦可在45°±3°之範圍內,亦可為45°。
光學積層體5可用於顯示裝置,尤其可適合使用於有機EL顯示裝置。顯示裝置中,光學積層體5係以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式配置。以這樣的配置而組裝有光學積層體5的顯示裝置,可改善在顯示黑色時來自顯示裝置斜向之反射光的著色程度(斜向反射色相)。
含色素層11、偏光層12及相位差層13可使用上述實施型態中說明者,其配置亦能夠以上述實施型態所說明的方式來進行。
(垂直定向液晶層)
垂直定向液晶層17係在使聚合性液晶化合物於光學積層體5之積層方向定向之狀態下硬化而成的硬化物層。垂直定向液晶層17亦可包含二色性色素,惟較佳係至少不包含本二色性色素,更佳係不包含所有的二色性色素。
此處,在波長λ的垂直定向液晶層17的厚度方向的相位差值RthC(λ)係如下式(7)表示。
RthC(λ)=((nxC(λ)+nyC(λ))/2-nzC(λ))×dC (7)
[式(7)中,
nxC(λ)表示垂直定向液晶層17的面內的在波長λ nm的主折射率;
nyC(λ)表示在與nxC(λ)同一面內且相對於nxC(λ)為正交之方向的在波長λ nm之折射率;
nzC(λ)表示垂直定向液晶層17的厚度方向的在波長λ nm的折射率,當nxC(λ)=nyC(λ)時,nxC(λ)可設為垂直定向液晶層17的在面內任意方向的折射率;
dC表示垂直定向液晶層17的膜厚]。
RthC(450)/RthC(550)並無特別限定,較佳為0.70以上,更佳為0.75以上,又更佳為0.80以上,亦可為1.00以上,亦可為1.10以上,亦可為1.20以上。又,較佳為0.95以下,更佳為0.92以下,特佳為0.90以下。
就垂直定向液晶層17而言,較佳係聚合性液晶化合物在積層方向以高秩序度定向。藉此,可使改善組裝有光學積層體5的顯示裝置在顯示黑色時的斜向反射色相的效果獲得提高。為了容易得到該效果,垂直定向液晶層17的RthC(550)較佳係在-120nm以上-30nm以下之範圍內。從更提升上述效果的觀點來看,垂直定向液晶層17的RthC(550)更佳為-100nm以上,又更佳為-90nm以上,特佳為-80nm以上,而且,更佳為-40nm以下,又更佳為-50nm以下。
厚度方向的相位差值RthC(λ)可藉由垂直定向液晶層17的厚度dC來調整。厚度方向的相位差值RthC(λ)係由上述式(7)決定,因此,為了得到所期望的厚度方向之相位差值RthC(λ),可調整3維折射率與膜厚dC。
在如上述般以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式組裝有光學積層體5的顯示裝置中,可使用垂直定向液晶層17來改善顯示裝置在顯示黑色時的斜向反射色相。因此,組裝有光學積層體5的顯示裝置可改善顯示裝置在顯示黑色時的斜向反射色相。
另一方面,當使用除了「未設置含色素層11,使用使上述垂直定向液晶層17含有本二色性色素的層(以下有時亦稱為「含色素之液晶層」)」以外而具有與光學積層體5相同之層結構的積層體時,亦可改善顯示裝置在顯示黑色時的斜向反射色相。然而,「含色素之液晶層的吸光度及吸收波長」與「含色素之液晶層的厚度方向的相位差值Rth」為相互有關係之參數。因此,例如若是為
了調整含色素之液晶層的厚度方向的相位差值Rth而僅使含色素之液晶層的厚度增減時,吸光度亦會發生大幅增減,而例如會有在顯示裝置顯示白色時從斜向視認到著色之情形。又,例如若是為了調整二色性色素的吸光度而改變含色素之液晶層所包含的二色性色素之濃度,則含色素之液晶層的厚度方向的相位差值Rth會改變,而會有導致在顯示裝置顯示黑色時從斜向觀看時的對比降低之情形。再者,在金屬電極表面於斜向反射的反射光之相位差的大小會因顯示裝置之面板的種類而有所不同,故使最佳的厚度方向的相位差值Rth會變化,因而必須配合顯示裝置的結構來進行調整。所以,為了僅使用含色素之液晶層來改善斜向反射色相,則必須配合顯示裝置的結構來調整含色素之液晶層的厚度及二色性色素的濃度,而有含色素之液晶層的製作變得繁瑣的問題。
相對於此,本實施型態的光學積層體5中,含色素層11係吸收來自斜向的著色光,垂直定向液晶層17係以厚度方向的相位差值Rth來調整相位差層13的斜向之相位差值,藉此而改善反射色相。如此,光學積層體5中,係由獨立的兩個層分別負責上述兩種功能。因此,在欲調整吸光度及吸收波長的情況時可調整含色素層11,在欲調整厚度方向的相位差值Rth時可調整垂直定向液晶層17。如此一來,光學積層體5中,可在獨立的兩個層中分別獨立地調整上述兩種功能,因此,相較於在如上述之含色素之液晶層般的一個層中調整上述兩種功能的情況,可更簡便地進行上述兩種功能的調整。
(光學積層體的製造方法)
圖3所示的光學積層體5可藉由將圖1所示的光學積層體1與垂直定向液晶層17隔著貼合層而積層來製造。該貼合層較佳為接著劑層,更佳為紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層。光學積層體5中,亦可將「光學積層體1」與「在基材上
設有垂直定向液晶層17的積層體」貼合。光學積層體5的製造,如上述實施型態中所說明之光學積層體1的製造(圖2)般,較佳係以捲對捲的方式來製造。
(顯示裝置)
光學積層體5可用於顯示裝置。顯示裝置較佳為有機EL顯示裝置。光學積層體5係設於顯示裝置的面板之視認側,在顯示裝置中,較佳係以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式配置。藉此,可提供抑制了顯示裝置之黑色顯示中的正面反射色相與斜向反射色相之色相差的顯示裝置。
[實施型態3]
(光學積層體)
圖4及圖5係示意性表示本發明的再另一實施型態之光學積層體的剖面圖。
如圖4所示,光學積層體6依序具備:含色素層11、偏光層12、及具有面內相位差之相位差層13。光學積層體6中,較佳係由偏光層12及相位差層13構成橢圓偏光板(包括為圓偏光板的情況)。光學積層體6中,亦可在含色素層11之與偏光層12側為相反之側,更具有第1硬塗層16及/或第1保護膜15。第1硬塗層16及第1保護膜15係分別對應上述實施型態所說明的硬塗層16及保護膜15。圖4所示的光學積層體6係同時具有第1硬塗層16及第1保護膜15。當光學積層體6同時具有第1硬塗層16及第1保護膜15時,較佳係如圖4所示般從含色素層11側依序具備第1保護膜15及第1硬塗層16。
構成光學積層體6的各層,較佳係隔著屬於黏著劑層或接著劑層的貼合層來進行積層。當光學積層體6同時具有第1硬塗層16及第1保護膜15時,較佳係使第1保護膜15與第1硬塗層16未隔著貼合層而以直接相接的方式設置。
圖4所示的光學積層體6中,係在含色素層11與偏光層12之間,從含色素層11側依序更具有第2硬塗層162及第2保護膜152。第2硬塗層162與第2保護膜152較佳係未隔著貼合層而以直接相接的方式設置。第2硬塗層162通常係隔著貼合層而積層於含色素層11。第2保護膜152通常係隔著貼合層而積層於偏光層12。貼合層為黏著劑層或接著劑層。第2硬塗層162、第2保護膜152及偏光層12可構成偏光板。
光學積層體6中,係在含色素層11之與偏光層12側為相反之側,隔著第1保護膜15而具備第1硬塗層16,並在含色素層11之偏光層12側,依序具備第2硬塗層162及第2保護膜152。這樣的光學積層體6中,從提升含色素層11的對於「來自第1硬塗層16側之衝擊」的抗裂性的觀點來看,較佳係第1硬塗層16的在積層於第1保護膜15的狀態下之鉛筆硬度為HB至6B,第2硬塗層162的在積層於第2保護膜152的狀態下之鉛筆硬度為HB至6B。第1硬塗層16的鉛筆硬度與第2硬塗層162的鉛筆硬度亦可相同。或者,第1硬塗層16的鉛筆硬度可較第2硬塗層162的鉛筆硬度更軟或更硬。當第1硬塗層16的鉛筆硬度與第2硬塗層162的鉛筆硬度不同時,其差距通常為6個鉛筆硬度等級以下,惟從可更提升抗裂性的觀點來看,較佳為2個鉛筆硬度等級以上。
光學積層體6中,亦可在含色素層11與偏光層12之間更具有第3硬塗層。當光學積層體6具備第2硬塗層162及第2保護膜152時,在含色素層11與第2硬塗層162之間可具備第3硬塗層。第3硬塗層能夠以直接相接的方式設置於「含色素層11」或「與含色素層11直接相接的定向膜」,並且,「第3硬塗層」與「偏光層12或第2硬塗層162」較佳係隔著貼合層進行積層。上述貼合層較佳係直接相
接於「偏光層12或第2硬塗層162」與「第3硬塗層」。第3硬塗層的鉛筆硬度可與第1硬塗層16或第2硬塗層162相同或不同。
圖4所示的光學積層體6可用於顯示裝置。光學積層體6亦可用來作為光學積層體7(圖5)的製造中間體,該光學積層體7係依下述順序而在光學積層體6的相位差層13側包含「在使聚合性液晶化合物於光學積層體6之積層方向定向之狀態下硬化而成的垂直定向液晶層17」。
圖5所示的光學積層體7具有將光學積層體6與垂直定向液晶層17積層而成的結構。光學積層體7中,垂直定向液晶層17較佳係隔著屬於黏著劑層或接著劑層的貼合層而積層於光學積層體6的相位差層13側。
光學積層體6、7可用於顯示裝置,尤其可適合使用於有機EL顯示裝置。顯示裝置中,光學積層體6、7係以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式配置。依上述配置而組裝有光學積層體6的顯示裝置,係可藉由含色素層11來消解從斜向視認面板中所顯示之黑色圖像時之黑色圖像的著色。藉此,可減少從斜向視認顯示裝置時之黑色圖像的著色。又,依上述配置而組裝有光學積層體7的顯示裝置係可改善在黑色顯示時來自顯示裝置斜向之反射光的著色程度(斜向反射色相)。
含色素層11、偏光層12、相位差層13及垂直定向液晶層17可使用上述之實施型態中所說明者,其配置亦可為上述實施型態中所說明的態樣。
(光學積層體的製造方法)
圖4所示的光學積層體6及圖5所示的光學積層體7,係可因應需求將上述各層隔著貼合層進行積層而製造。光學積層體6例如可藉由下述方式而得到:首先,將「包含第1硬塗層16、第1保護膜15、含色素層及因應需求之第3硬塗層的第2積
層體」與「包含第2硬塗層162、第2保護膜152及偏光層12的偏光板」隔著貼合層而積層,得到第3積層體,其次,將該第3積層體與相位差層13隔著貼合層而積層,得到光學積層體6。光學積層體7可藉由將光學積層體6與垂直定向液晶層17隔著貼合層進行積層來製造。光學積層體7中,亦可將光學積層體6與「在基材上設置有垂直定向液晶層17的積層體」貼合。光學積層體6、7的製造如上述實施型態所說明的光學積層體1之製造(圖2)般,較佳係以捲對捲之方式來製造。
(顯示裝置)
光學積層體6、7可用於顯示裝置。顯示裝置較佳為有機EL顯示裝置。光學積層體6、7設於顯示裝置的面板的視認側,在顯示裝置中,較佳係以使含色素層11較偏光層12更靠近視認側的方式配置。藉此,可提供抑制了在顯示裝置顯示黑色時的正面反射色相與斜向反射色相之色相差的顯示裝置。
以下說明本實施型態之光學積層體中所使用之各構件的細節及其製造方法等。
(本二色性色素)
含色素層所包含的本二色性色素,只要是在波長400nm以上750nm以下之範圍內具有最大吸收的二色性色素,即無特別限定。本二色性色素可為染料,亦可為顏料。含色素層所包含的本二色性色素可為兩種以上之染料的組合,亦可為兩種以上之顏料的組合,亦可為染料與顏料的組合。
含色素層較佳係滿足上述[a1]或[a2],故本二色性色素較佳係使用選自吖啶色素、噁嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素中之色素。其中,從定向性的觀點來看,更佳係使用偶氮色素。又,本二色性色素亦可呈現液晶性。
偶氮色素可列舉單偶氮色素、雙偶氮色素、參偶氮色素、肆偶氮色素及二苯乙烯偶氮色素等,較佳為雙偶氮色素及參偶氮色素,可列舉例如式(i)表示的化合物(以下有時亦稱為「化合物(i)」)。
K1(-N=N-K2)p-N=N-K3 (i)
[式(i)中,
K1及K3互相獨立地表示可具有取代基的苯基、可具有取代基的萘基、或可具有取代基的1價雜環基;
K2表示可具有取代基的對伸苯基、可具有取代基的萘-1,4-二基、或可具有取代基的2價雜環基;
p表示1至4的整數;p為2以上的整數時,複數個K2彼此可相同亦可不同;
在可見光區域中呈現吸收之範圍內,-N=N-鍵亦可置換成-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-鍵]。
1價雜環基可列舉例如:從喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑、苯并噁唑等雜環化合物去除1個氫原子後所成的基。2價雜環基可列舉從上述雜環化合物去除2個氫原子後所成的基。
K1及K3中的苯基、萘基及1價雜環基、以及K2中的對伸苯基、萘-1,4-二基及2價雜環基所任意具有的取代基係可列舉:碳數1至20的烷基、具有聚合性基的碳數1至20的烷基、碳數1至4的烯基;甲氧基、乙氧基、丁氧基等碳數1至20的烷氧基;具有聚合性基的碳數1至20之烷氧基;三氟甲基等碳數1至4的氟化烷基;氰基;硝基;鹵素原子;胺基、二乙胺基、吡咯烷基等經取代或未經取代之胺基(經取代之胺基係意指具有1個或2個碳數1至6之烷基的胺基、具有1個或2個具有聚合性基的碳數1至6之烷基的胺基、或具有由2個經取代之烷基互相鍵結而
形成碳數2至8之烷二基的胺基;未經取代之胺基為-NH2)等。另外,此處,上述聚合性基可列舉:丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基等。
化合物(i)之中,較佳為下式(i-1)至式(i-8)任一者表示的化合物。
[式(i-1)至(i-8)中,
B1至B30係互相獨立地表示氫原子、碳數1至6的烷基、碳數1至6的烯基、碳數1至4的烷氧基、氰基、硝基、經取代或未經取代之胺基(經取代之胺基及未經取代之胺基的定義如上所述)、氯原子、或三氟甲基;
n1至n4互相獨立地表示0至3的整數;
n1為2以上時,複數個B2彼此可相同亦可不同,
n2為2以上時,複數個B6彼此可相同亦可不同,
n3為2以上時,複數個B9彼此可相同亦可不同,
n4為2以上時,複數個B14彼此可相同亦可不同]。
蒽醌色素較佳為式(i-9)表示的化合物。
[式(i-9)中,
R1至R8互相獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子;
Rx表示碳數1至4的烷基或碳數6至12的芳基]。
噁酮(oxazone)色素較佳為式(i-10)表示的化合物。
[式(i-10)中,
R9至R15互相獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子;
Rx表示碳數1至4的烷基或碳數6至12的芳基]。
吖啶色素較佳為式(i-11)表示的化合物。
[式(i-11)中,
R16至R23互相獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子;
Rx表示碳數1至4的烷基或碳數6至12的芳基]。
式(i-9)、式(i-10)及式(i-11)中,Rx的碳數1至6的烷基可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等,碳數6至12的芳基可列舉苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基等。
花青色素較佳為式(i-12)表示的化合物及式(i-13)表示的化合物。
[式(i-12)中,
D1及D2互相獨立地表示式(i-12a)至式(i-12d)任一者所示之基;
n5表示1至3的整數]。
[式(i-13)中,
D3及D4互相獨立地表示式(i-13a)至式(i-13h)中任一者所示之基;
n6表示1至3的整數]。
從定向性的觀點來看,含色素層較佳係含有至少一種偶氮色素作為本二色性色素。本二色性色素的重量平均分子量通常為300至2000,較佳為400至1000。
在形成含色素層的組成物中的本二色性色素之含量,可因應本二色性色素的種類等而適當決定。當含色素層包含聚合性液晶化合物之硬化物時,相對於聚合性液晶化合物100質量份,上述組成物中的本二色性色素的含量較佳為0.1至20質量份,更佳為0.1至10質量份,又更佳為0.1至5質量份。本二色性色素的含量若在上述範圍內,則不阻礙顯示裝置的白色顯示,且能夠以補償來自斜向之反射色相的方式控制吸光度。又,可得到聚合性液晶化合物的定向不易紊亂而具有高定向秩序度的聚合性液晶化合物之硬化物。
(用以形成含色素層的聚合性液晶化合物及聚合性液晶組成物)
含色素層亦可包含:在使聚合性液晶化合物於光學積層體之積層方向定向的狀態下硬化而成的硬化物。該聚合性液晶化合物為具有聚合性基的液晶化合物,聚合性基較佳為光聚合性基。聚合性液晶化合物只要是可形成滿足上述式(1)及(2)的含色素層者,即無特別限定,例如可使用相位差膜的領域中之以往習知的聚合性液晶化合物。
聚合性基係指能夠參與聚合反應的基。光聚合性基係指屬於聚合性基且由光聚合起始劑所產生的反應活性物種,例如能夠藉由活性自由基或酸等而參與聚合反應的基。光聚合性基可列舉例如:乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、氧雜環丙烷基、氧雜環丁烷基等。其中,較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯氧基、氧雜環丙烷基及氧雜環丁烷基,更佳為丙烯醯氧基。聚合性液晶化合物所呈現的液晶性可為熱致性液晶,亦可為溶致性液晶,惟就能夠精細地控制膜厚的觀點來看,較佳為熱致性液晶。又,熱致性液晶中的相序結構可為向列型液晶,亦可為層列型液晶。從將上述式(1)及式(2)中的AxC值降低並提高AxC(z=60)/AxC值的觀點來看,較佳為層列型液晶。在AxC值小且AxC(z=60)/AxC值大的情況下,可良好地保持上述顯示裝置的白色顯示,並且可有效地改善斜向反射色相。聚合性液晶化合物可單獨使用或組合兩種以上使用。
聚合性液晶化合物一般可列舉如呈現正波長色散性的聚合性液晶化合物與呈現反波長色散性的聚合性液晶化合物,亦可僅使用其中一種聚合性液晶化合物,也可將兩種聚合性液晶化合物混合使用。
呈現反波長色散性的聚合性液晶化合物較佳係具有下述(A)至(D)之特徵的化合物。
(A)可形成向列相或層列相的化合物。
(B)在該聚合性液晶化合物的長軸方向(a)上具有π電子。
(C)在相對於長軸方向(a)為交叉的方向[交叉方向(b)]上具有π電子。
(D)將存在於長軸方向(a)的π電子總數設為N(π a),將存在於長軸方向的總分子量設為N(Aa),依下式(ia)定義出聚合性液晶化合物之長軸方向(a)的π電子密度,
D(π a)=N(π a)/N(Aa) (ia)
另外,將存在於交叉方向(b)的π電子總數設為N(π b),將存在於交叉方向(b)的總分子量設為N(Ab),依下式(iib)定義出聚合性液晶化合物之交叉方向(b)的π電子密度,
D(π b)=N(π b)/N(Ab) (iib)
在此,上述D(π a)與上述D(π b)係滿足下式(iiic)所示之關係:
0≦[D(π a)/D(π b)]<1 (iiic)
[亦即,交叉方向(b)的π電子密度係大於長軸方向(a)的π電子密度]。又,如上述所記載,在長軸及對該長軸為交叉之方向上具有π電子的聚合性液晶化合物係例如成為T字結構。
上述(A)至(D)的特徵中,長軸方向(a)及π電子數N係定義如下。
.例如若為具有棒狀結構的化合物,則長軸方向(a)為其棒狀的長軸方向。
.存在於長軸方向(a)上的π電子數N(π a)中,係不包含因聚合反應而消失的π電子。
.存在於長軸方向(a)上的π電子數N(π a)中,係包含長軸上的π電子及與其共軛之π電子的總數,例如包含存在於長軸方向(a)上的環(且其為滿足休克耳定則(Hückel's rule)的環)之π電子的數量。
.存在於交叉方向(b)的π電子數N(π b)中,係不包含因聚合反應而消失的π電子。
滿足上述定義的聚合性液晶化合物,係在長軸方向具有介晶(mesogen)結構。藉由此介晶結構而呈現液晶相(向列相、層列相)。
滿足上述(A)至(D)的聚合性液晶化合物,係藉由塗佈於基材或定向膜上,並加熱至相轉移溫度以上,而能夠形成向列相及層列相。由此聚合性液晶化合物定向而形成的向列相或層列相中,一般係定向成使聚合性液晶化合物的長軸方向成為互相平行,該長軸方向會成為向列相的定向方向。若以如此之聚合性液晶化合物作成膜狀而在向列相或層列相的狀態下聚合,則可形成由在長軸方向(a)定向的狀態下聚合而成的聚合物所構成的聚合物膜。此聚合物膜係藉由長軸方向(a)上的π電子與交叉方向(b)上的π電子來吸收紫外線。其中,將由交叉方向(b)的π電子所吸收之紫外線的最大吸收波長設為λ bmax。λ bmax通常為300nm至400nm。π電子的密度滿足上述式(iiic),交叉方向(b)的π電子密度係大於長軸方向(a)的π電子密度,因此,成為「在交叉方向(b)具有振動面的直線偏光紫外線(波長為λ bmax)之吸收」大於「在長軸方向(a)具有振動面的直線偏光紫外線(波長為λ bmax)之吸收」的聚合物膜。其比率(直線偏光紫外線的交叉方向(b)的吸光度/長軸方向(a)的吸光度之比率)例如超過1.0,較佳為1.2以上,通常為30以下,例如10以下。
具有上述特性的聚合性液晶化合物,一般多為呈現反波長色散性者。具體而言,可列舉例如下式(X)表示的化合物。
式(X)中,Ar表示可具有取代基之含有芳香族基的二價基。此處所述的芳香族基,係指該環結構所具有的π電子數遵循休克耳定則而為[4n+2]個者,例如亦可經由二價連結基而具有2個以上之後述(Ar-1)至(Ar-23)所例示之Ar基。此處之n表示整數。所謂包含-N=或-S-等雜原子而形成環結構的情況,係亦包括包含此等雜原子上的非共價鍵電子對而滿足休克耳定則並具有芳香族性的情況。該芳香族基中,較佳係包含氮原子、氧原子、硫原子中的至少一者以上。二價基Ar所包含的芳香族基可為1個,亦可為2個以上。在芳香族基為1個的情況下,二價基Ar可為可具有取代基的二價芳香族基。在二價基Ar所包含的芳香族基為2個以上的情況下,2個以上的芳香族基可互相以單鍵、-CO-O-、-O-等二價鍵結基鍵結。
G1及G2分別獨立地表示二價芳香族基或二價脂環族烴基。此處,該二價芳香族基或二價脂環族烴基所包含的氫原子亦可經置換為鹵素原子、碳數1至4的烷基、碳數1至4的氟烷基、碳數1至4的烷氧基、氰基或硝基,構成該二價芳香族基或二價脂環族烴基的碳原子亦可經置換為氧原子、硫原子或氮原子。
L1、L2、B1及B2分別獨立地為單鍵或二價連結基。
k、l分別獨立地表示0至3的整數,且滿足1≦k+l的關係。此處,2≦k+l的情況下,B1及B2、G1及G2分別彼此可相同亦可不同。
E1及E2分別獨立地表示碳數1至17的烷二基,更佳為碳數4至12的烷二基。又,烷二基所包含的氫原子亦可經鹵素原子所取代,該烷二基所包含的-CH2-亦可經-O-、-S-、-SiH2-、-C(=O)-所取代。
P1及P2互相獨立地表示聚合性基或氫原子,至少1者為聚合性基。
G1及G2分別獨立地較佳為可經選自由鹵素原子及碳數1至4的烷基所構成群組中之至少一個取代基取代的1,4-伸苯基二基、可經選自由鹵素原子及碳數1至4的烷基所構成群組中之至少一個取代基取代的1,4-環己烷二基,更佳為經甲基取代的1,4-伸苯基二基、未經取代的1,4-伸苯基二基、或未經取代的1,4-反式環己烷二基,特佳為未經取代的1,4-伸苯基二基、或未經取代的1,4-反式環己烷二基。
而且,較佳係複數個存在的G1及G2中之至少一者為二價脂環族烴基,此外,更佳係L1或L2所鍵結的G1及G2中之至少一者為二價脂環族烴基。
L1及L2分別獨立地較佳為單鍵、碳數1至4的伸烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-或-C≡C-。此處,Ra1至Ra8分別獨立地表示單鍵或碳數1至4的伸烷基,Rc及Rd表示碳數1至4的烷基或氫原子。L1及L2分別獨立地更佳為單鍵、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-或-OCORa6-1-。其中,Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1分別獨立地表示單鍵、-CH2-、-CH2CH2-中之任一者。L1及L2分別獨立地又更佳為單鍵、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-或-OCO-。
B1及B2係分別獨立地較佳為單鍵、碳數1至4的伸烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-或-Ra15OC=OORa16-。此處,Ra9至Ra16分別獨立地表示單鍵或碳數1至4的伸烷基。B1及B2係分別獨立地更佳為單鍵、-ORa10-1-、-
CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-或-OCORa14-1-。此處,Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1分別獨立地表示單鍵、-CH2-、-CH2CH2-之任一者。B1及B2分別獨立地更佳為單鍵、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-或OCOCH2CH2-。
從呈現反波長色散性的觀點來看,k及l較佳為2≦k+l≦6之範圍,較佳為k+l=4,更佳為k=2且l=2。若為k=2且l=2則成為對稱結構,因而較佳。
P1或P2表示的聚合性基可列舉:環氧基、乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、氧雜環丙烷基及氧雜環丁烷基等。其中,較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯氧基、氧雜環丙烷基及氧雜環丁烷基,更佳為丙烯醯氧基。
Ar較佳係具有選自可具有取代基的芳香族烴環、可具有取代基之芳香族雜環及拉電子基中的至少一者。該芳香族烴可列舉例如苯環、萘環、蒽環等,較佳為苯環、萘環。該芳香族雜環可列舉呋喃環、苯并呋喃環、吡咯環、吲哚環、噻吩環、苯并噻吩環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、三唑環、三嗪環、吡咯啉環、咪唑環、吡唑環、噻唑環、苯并噻唑環、噻吩并噻唑環、噁唑環、苯并噁唑環及啡啉環等。其中,較佳係具有噻唑環、苯并噻唑環或苯并呋喃環,又更佳係具有苯并噻唑基。又,於Ar含氮原子的情況下,該氮原子較佳係具有π電子。
式(X)中,Ar表示的2價芳香族基所包含的π電子之總數N π較佳為8以上,更佳為10以上,又更佳為14以上,特佳為16以上。又,較佳為30以下,更佳為26以下,又更佳為24以下。
Ar表示的芳香族基可列舉例如以下的基。
式(Ar-1)至式(Ar-23)中,*符號表示連結部,Z0、Z1及Z2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1至12的烷基、氰基、硝基、碳數1至12的烷基亞磺醯基、碳數1至12的烷基磺醯基、羧基、碳數1至12的氟烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數1至12的烷基硫基、碳數1至12的N-烷基胺基、碳數2至12的N,N-二烷胺基、碳數1至12的N-烷基胺磺醯基或碳數2至12的N,N-二烷基胺磺醯基。又,Z0、Z1及Z2亦可包含聚合性基。
Q1及Q2分別獨立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或-O-,R2’及R3’分別獨立地表示氫原子或碳數1至4的烷基。
J1及J2分別獨立地表示碳原子或氮原子。
Y1、Y2及Y3分別獨立地表示可經取代的芳香族烴基或芳香族雜環基。
W1及W2分別獨立地表示氫原子、氰基、甲基或鹵素原子,m表示0至6的整數。
Y1、Y2及Y3中的芳香族烴基可列舉苯基、萘基、蒽基、菲基、聯苯基等碳數6至20的芳香族烴基,較佳為苯基、萘基,更佳為苯基。芳香族雜環基可列舉呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等含有至少一個氮原子、氧原子、硫原子等雜原子的碳數4至20之芳香族雜環基,較佳為呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1、Y2及Y3分別獨立地表示可經取代的多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。多環系芳香族烴基係指源自縮合多環系芳香族烴基或芳香環集團的基。多環系芳香族雜環基係指源自縮合多環系芳香族雜環基或芳香環集團的基。
Z0、Z1及Z2分別獨立地較佳為氫原子、鹵素原子、碳數1至12的烷基、氰基、硝基、碳數1至12的烷氧基,Z0更佳為氫原子、碳數1至12的烷基、氰基,Z1及Z2更佳為氫原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。又,Z0、Z1及Z2亦可包含聚合性基。
Q1及Q2較佳為-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’較佳為氫原子。其中特佳為-S-、-O-、-NH-。
從分子穩定性的觀點來看,式(Ar-1)至(Ar-23)之中,較佳為式(Ar-6)及式(Ar-7)。
式(Ar-16)至(Ar-23)中,Y1亦可與其鍵結的氮原子及Z0一起形成芳香族雜環基。芳香族雜環基可列舉前文所述之Ar亦可具有的芳香族雜環,可列舉例如:吡咯環、咪唑環、吡咯啉環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、吲哚環、喹啉環、異喹啉環、嘌呤環、吡咯啶環等。此芳香族雜環基可具有取代基。又,Y1亦可與其鍵結的氮原子及Z0一起成為上述可經取代的多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。可列舉例如:苯并呋喃環、苯并噻唑環、苯并噁唑環等。
又,形成含色素層的聚合性液晶化合物,例如亦可使用包含下式(Y)所示之基的化合物(以下有時亦稱為「聚合性液晶化合物(Y)」)。聚合性液晶化合物(Y)一般係有呈現正波長色散性的傾向。聚合性液晶化合物可單獨使用或將2種以上組合使用。
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (Y)
[式(Y)中,
P11表示聚合性基。
A11表示2價脂環族烴基或2價芳香族烴基。該2價脂環族烴基及2價芳香族烴基所包含的氫原子亦可經鹵素原子、碳數1至6的烷基、碳數1至6烷氧基、氰基或硝基所取代,該碳數1至6的烷基及該碳數1至6烷氧基所包含的氫原子亦可經氟原子所取代。
B11表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-或單鍵。R16表示氫原子或碳數1至6的烷基。
B12及B13分別獨立地表示-C≡C-、-CH=CH-、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-、-CF2O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-或單鍵。
E11表示碳數1至12的烷二基,該烷二基所包含的氫原子可經碳數1至5的烷氧基所取代,該烷氧基所包含的氫原子可經鹵素原子所取代。又,構成該烷二基的-CH2-亦可置換成-O-或-CO-]。
A11的芳香族烴基及脂環族烴基的碳數較佳為3至18之範圍,更佳為5至12之範圍,特佳為5或6。A11較佳為環己烷-1,4-二基、1,4-伸苯基。
E11較佳為直鏈狀的碳數1至12的烷二基。構成該烷二基的-CH2-亦可置換成-O-。
具體可列舉:亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一烷-1,11-二基及十二烷-1,12-二基等碳數1至12的直鏈狀烷二基;-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-及-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-等。
B11較佳為-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-,其中,更佳為-CO-O-。
B12及B13分別獨立地較佳為-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-,其中更佳為-O-或-O-C(=O)-O-。
關於P11所示之聚合性基,從聚合反應性、尤其是光聚合反應性高的觀點來看,較佳為自由基聚合性基或陽離子聚合性基,另外,從除了容易操作
以外還使液晶化合物的製造本身亦容易的觀點來看,聚合性基較佳為下述式(P-11)至式(P-15)表示的基。
[式(P-11)至(P-15)中,
R17至R21分別獨立地表示碳數1至6的烷基或氫原子]。
式(P-11)至式(P-15)表示之基的具體例可列舉:下式(P-16)至式(P-20)表示的基。
P11較佳為式(P-14)至式(P-20)表示的基,更佳為乙烯基、對二苯乙烯基、環氧基或氧雜環丁烷基。
P11-B11-表示的基為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基。
聚合性液晶化合物(Y)可列舉:式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)或式(VI)表示的化合物。
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
[式(I)至(VI)中,
A12至A14係分別獨立地與A11同義,B14至B16係分別獨立地與B12同義,B17與B11為同義,E12與E11為同義。
F11表示氫原子、碳數1至13的烷基、碳數1至13的烷氧基、氰基、硝基、三氟甲基、二甲胺基、羥基、羥甲基、甲醯基、磺酸基(-SO3H)、羧基、碳數1至10的烷氧基羰基或鹵素原子,構成該烷基及烷氧基的-CH2-亦可置換成-O-]。
聚合性液晶化合物(Y)的具體例可列舉:液晶便覽(液晶便覽編集委員會編,丸善股份有限公司2000年10月30日發行)的「3.8.6網路(完全交聯型)」、「6.5.1液晶材料b.聚合性向列型液晶材料」記載的化合物中具有聚合性基的化合物、日本特開2010-31223號公報、日本特開2010-270108號公報、日本特開2011-6360號公報及日本特開2011-207765號公報記載的聚合性液晶。
聚合性液晶化合物(Y)的具體例可列舉:下式(I-1)至式(I-4)、式(II-1)至式(II-4)、式(III-1)至式(III-26)、式(IV-1)至式(IV-26)、式(V-1)至式(V-2)及式(VI-1)至式(VI-6)所表示之化合物。另外,下式中,k1及k2分別獨立地表示2至12的整數。就合成容易性或取得容易性之觀點而言,此等聚合性液晶化合物(Y)為較佳。
藉由使用呈現層列型液晶性的聚合性液晶化合物,可形成定向秩序度高的含色素層,若定向秩序度高,則在上述式(1)及式(2)中之AxC值小、AxC(z=60)/AxC值大。在使用呈現層列型液晶性的聚合性液晶化合物作為形成含色素層的聚合性液晶化合物的情況下,從可實現更高的定向秩序度的觀點來看,該聚合性液晶化合物較佳係高次層列相(高次層列型液晶狀態)。此處,高次層列相係指層列型B相、層列型D相、層列型E相、層列型F相、層列型G相、層列型H相、層列型I相、層列型J相、層列型K相及層列型L相,此等之中,更佳為層列型B相、層列型F相及層列型I相。液晶性可為熱致性液晶亦可為溶致性液晶,惟就能夠精準控制膜厚的觀點來看,較佳為熱致性液晶。又,展現層列型液晶性的聚
合性液晶化合物可為單體,亦可為由聚合性基聚合而成的寡聚物,亦可為聚合物。
展現層列型液晶性的聚合性液晶化合物為具有至少一個聚合性基的液晶化合物,從提升含色素層之耐熱性的觀點來看,較佳為具有2個以上之聚合性基的液晶化合物。聚合性基可列舉例如(甲基)丙烯醯氧基、乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、氧雜環丙烷基、氧雜環丁烷基等,其中,從容易製造、容易提升含色素層的耐熱性、容易調整含色素層與基材的密合性之觀點來看,較佳係包含(甲基)丙烯醯氧基。本說明書中,(甲基)丙烯醯基係指丙烯醯基或甲基丙烯醯基。
展現層列型液晶性的聚合性液晶化合物可列舉例如下式(Z)表示的化合物(以下有時亦稱為「聚合性液晶化合物(Z)」)。
U1z-V1z-W1z-(X1z-Y1z-)nz-X2z-W2z-V2z-U2z (Z)
[式(Z)中,
X1z及X2z互相獨立地表示2價芳香族基或2價脂環族烴基,此處,該2價芳香族基或2價脂環族烴基所包含的氫原子亦可經鹵素原子、碳數1至4的烷基、碳數1至4的氟烷基、碳數1至4的烷氧基、氰基或硝基所取代,構成該2價芳香族基或2價脂環族烴基的碳原子亦可經氧原子或硫原子或氮原子所取代。惟X1z及X2z中之至少一者為可具有取代基的1,4-伸苯基或可具有取代基的環己烷-1,4-二基。
Y1z為單鍵或二價連結基。
nz為1至3,在nz為2以上的情況下,複數個X1z彼此可相同亦可不同。X2z亦可與複數個X1z中之任一者或全部為相同或不同。又,在nz為2以上的情況下,複數個Y1z可彼此相同亦可不同。從液晶性的觀點來看,nz較佳為2以上。
U1z表示氫原子或(甲基)丙烯醯氧基。
U2z表示聚合性基。
W1z及W2z互相獨立地表示單鍵或二價連結基。
V1z及V2z互相獨立地表示可具有取代基的碳數1至20之烷二基,構成該烷二基的-CH2-亦可置換成-O-、-CO-、-S-或-NH-]。
聚合性液晶化合物(Z)中,X1z及X2z互相獨立地較佳為可具有取代基的1,4-伸苯基或可具有取代基的環己烷-1,4-二基,X1z及X2z中的至少一者為可具有取代基的1,4-伸苯基或可具有取代基的環己烷-1,4-二基,較佳為反式-環己烷-1,4-二基。就可具有取代基的1,4-伸苯基或可具有取代基的環己烷-1,4-二基中所任意具有的取代基而言,係可列舉:甲基、乙基及丁基等碳數1至4之烷基、氰基及氯原子、氟原子等鹵素原子。較佳為未經取代。
又,就聚合性液晶化合物(Z)而言,從容易展現層列型液晶性的觀點來看,在式(Z)中,式(Z1)所示的部分(以下有時亦稱為「部分結構(Z1)」)較佳為非對稱結構,
-(X1z-Y1z-)n-X2z- (Z1)
[式(Z1)中,X1z、Y1z、X2z及nz分別表示與上述相同之意義]。
部分結構(Z1)為非對稱結構的聚合性液晶化合物(Z)可列舉例如:一種聚合性液晶化合物(Z),其中,nz為1,且1個X1z與X2z為互相不同之結構。又,亦可列舉:一種聚合性液晶化合物(Z),其係nz為2且2個Y1z彼此為相同結構的化合物,其中,2個X1z彼此為相同結構,1個X2z與該等2個X1z為不同結構;一種聚合性液晶化合物(Z),其中,2個X1z中與W1z鍵結的X1z與另一個X1z及X2z為不同結構,且另一個X1z與X2z彼此為相同結構。再者,可列舉:一種聚合性液晶化合物(Z),其係nz為3且3個
Y1z互相為相同結構的化合物,其中,3個X1z及1個X2z中之任一者與其他3者全為不同之結構。
Y1z較佳為-CH2CH2-、-CH2O-、-CH2CH2O-、-COO-、-OCOO-、單鍵、-N=N-、-CRaz=CRbz-、-C≡C-、-CRaz=N-或-CO-NRaz-。Raz及Rbz互相獨立地表示氫原子或碳數1至4的烷基。Y1z更佳為-CH2CH2-、-COO-或單鍵,在存在複數個Y1z的情況下,與X2z鍵結的Y1z更佳為-CH2CH2-或-CH2O-。在X1z及X2z皆為相同結構的情況下,較佳係存在有2個以上之鍵結方式互相不同的Y1z。在存在有鍵結方式互相不同的複數個Y1z的情況下,因成為非對稱結構,故有容易展現層列型液晶性的傾向。
U2z為上述的聚合性基。U1z為氫原子或聚合性基。從容易製造、容易提升含色素層的耐熱性、容易調整含色素層與基材之密合性的觀點來看,聚合性基較佳為(甲基)丙烯醯氧基。聚合性基可為聚合的狀態,亦可為未聚合的狀態,但較佳為未聚合的狀態。
V1z及V2z所表示的烷二基可列舉:亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基及二十烷-1,20-二基等。V1z及V2z較佳為碳數2至12的烷二基,更佳為碳數6至12的烷二基。
該烷二基所任意具有的取代基可列舉氰基及鹵素原子等,但該烷二基較佳為未經取代,更佳為未經取代的直鏈狀烷二基。
W1z及W2z互相獨立地較佳為單鍵、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-,更佳為單鍵或-O-。
聚合性液晶化合物(Z)較佳係在分子結構中具有非對稱性的分子結構,具體而言,更佳為具有下式(A-a)至式(A-i)表示之部分結構的聚合性液晶化合物。從容易展現高次層列型液晶性的觀點來看,更佳為具有式(A-a)、式(A-b)或式(A-c)表示的部分結構。另外,式(A-a)至式(A-i)中,*表示鍵結鍵(單鍵)。
聚合性液晶化合物(Z)具體可列舉例如:式(A-1)至式(A-25)表示的化合物。在聚合性液晶化合物(Z)具有環己烷-1,4-二基的情況下,其環己烷-1,4-二基較佳為反式體。
此等之中,較佳為選自由式(A-2)、式(A-3)、式(A-4)、式(A-5)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-8)、式(A-13)、式(A-14)、式(A-15)、式(A-16)及式(A-17)表示的化合物所構成群組中之至少一種。聚合性液晶化合物(Z)可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
聚合性液晶化合物(Z)可依據例如記載於Lub等人之Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)或日本專利第4719156號等的習知方法來製造。
形成含色素層的聚合性液晶化合物,較佳為在波長300至400nm之間具有最大吸收波長的聚合性液晶化合物。在形成含色素層的聚合性液晶組成物中包含光聚合起始劑之情況下,會有在長期保管時進行聚合性液晶化合物的聚合反應及膠化的疑慮。不過,若聚合性液晶化合物的最大吸收波長為300至400nm,則即使在保管中暴露於紫外光,亦可有效地抑制從光聚合起始劑產生反應活性物種以及由該反應活性物種所致之聚合性液晶化合物的聚合反應及膠化之進行。因此,就聚合性液晶組成物之長期穩定性之點而言係屬有利,可提升所得之含色素層的定向性及膜厚的均勻性。另外,聚合性液晶化合物的最大吸收波長,係可藉由在溶劑中使用紫外可見分光光度計來測定。該溶劑係能夠將聚合性液晶化合物溶解的溶劑,可列舉例如氯仿等。
相對於聚合性液晶組成物的固體成分100質量份,形成含色素層的聚合性液晶組成物中的聚合性液晶化合物的含量係例如為70至99.5質量份,較佳為80至99質量份,更佳為85至98質量份,又更佳為90至95質量份。若聚合性液晶化合物的含量在上述範圍內,則從所得之含色素層之定向性的觀點來看係屬有利。另外,在本說明書中,聚合性液晶組成物的固體成分係指從聚合性液晶組成物去除有機溶劑等揮發性成分後的所有成分。
用於形成含色素層的聚合性液晶組成物,除了包含聚合性液晶化合物及本二色性色素以外,亦可更包含溶劑、光聚合起始劑、調平劑、抗氧化劑、光敏劑等添加劑。此等成分可分別僅使用1種,亦可將2種以上組合使用。
用於形成含色素層的聚合性液晶組成物,通常係以溶解於溶劑中的狀態塗佈在基材等,故較佳係包含溶劑。溶劑較佳為能夠將聚合性液晶化合物溶解的溶劑,又較佳為對於聚合性液晶化合物之聚合反應為非活性的溶劑。溶劑
可列舉例如:水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇及丙二醇單甲醚等醇溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、丙二醇甲醚乙酸酯及乳酸乙酯等酯溶劑;丙酮、甲乙酮、環戊酮、環己酮、2-庚酮及甲基異丁基酮等酮溶劑;戊烷、己烷、及庚烷等脂肪族烴溶劑;乙基環己烷等脂環族烴溶劑;甲苯及二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈溶劑;四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚溶劑;氯仿及氯苯等含氯溶劑;二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、1,3-二甲基-2-咪唑啉二酮等醯胺系溶劑等。此等溶劑可單獨使用或將兩種以上組合使用。此等之中,較佳為醇溶劑、酯溶劑、酮溶劑、含氯溶劑、醯胺系溶劑及芳香族烴溶劑。
相對於聚合性液晶組成物100質量份,聚合性液晶組成物中的溶劑含量較佳為50至98質量份,更佳為70至95重量份。因此,聚合性液晶組成物100質量份中的所佔之固體成分較佳為2至50質量份。若固體成分為50質量份以下,則聚合性液晶組成物的黏度變低,故層的厚度變得大致均勻,而有不易產生不均勻的傾向。上述固體成分可考量所欲製造之含色素層的厚度而適當決定。
聚合起始劑係藉由熱或光的幫助而生成反應活性物種,而得以開始聚合性液晶化合物等的聚合反應之化合物。反應活性物種可列舉:自由基、或是陽離子或陰離子等活性物種。其中,從容易進行反應控制的觀點來看,較佳係藉由光照射來產生自由基的光聚合起始劑。
光聚合起始劑可列舉例如:苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、苄基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、肟化合物、三嗪化合物、碘鎓鹽及鋶鹽。具體可列舉:Irgacure(註冊商標)907、Irgacure 184、Irgacure 651、
Irgacure 819、Irgacure 250、Irgacure 369、Irgacure 379、Irgacure 127、Irgacure 2959、Irgacure 754、Irgacure 379EG(以上為BASF JAPAN股份有限公司製);Seikuol BZ、Seikuol Z、Seikuol BEE(以上為精工化學股份有限公司製);Kayacure BP100(日本化藥股份有限公司製);Kayacure UVI-6992(Dow公司製);Adekaoptomer SP-152、Adekaoptomer SP-170、Adekaoptomer N-1717、Adekaoptomer N-1919、Adekaarkls NCI-831、Adekaarkls NCI-930(以上為ADEKA股份有限公司製);TAZ-A、TAZ-PP(以上為Nihon Siber Hegner公司製)、及TAZ-104(三和化學公司製)。
為了可充分活用從光源所發出之能量且使生產性優良,光聚合起始劑之最大吸收波長較佳為300nm至400nm,更佳為300nm至380nm,其中,較佳為α-苯乙酮系聚合起始劑、肟系光聚合起始劑。
α-苯乙酮化合物可列舉:2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基氫硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-苄基丁烷-1-酮及2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-(4-甲基苯基甲基)丁烷-1-酮等,更佳為2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基氫硫基苯基)丙烷-1-酮及2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-苄基丁烷-1-酮。α-苯乙酮化合物的市售產品可列舉:Irgacure 369、379EG、907(以上為BASF JAPAN股份有限公司製)及Seikuol BEE(精工化學公司製)等。
肟系光聚合起始劑係可藉由光照射來生成苯基自由基或甲基自由基等自由基。藉由該自由基而可適當地進行聚合性液晶化合物的聚合,其中從聚合反應之起始效率高的觀點來看,較佳為產生甲基自由基的肟系光聚合起始劑。又,從更有效率地進行聚合反應的觀點來看,較佳係使用可有效率地利用波長350nm以上之紫外線的光聚合起始劑。就可有效率地利用波長350nm以上之紫外線的光聚合起始劑而言,較佳為包含肟結構的三嗪化合物或咔唑化合物,從靈
敏度的觀點來看,更佳為包含肟酯結構的咔唑化合物。包含肟結構的咔唑化合物可列舉:1,2-辛烷二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯肟)]、乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)等。肟酯系光聚合起始劑的市售產品可列舉:Irgacure OXE-01、Irgacure OXE-02、Irgacure OXE-03(以上為BASF JAPAN股份有限公司製)、AdekaoptomerN-1919、Adeka arkls NCI-831(以上為ADEKA股份有限公司製)等。
相對於聚合性液晶化合物100質量份,光聚合起始劑的含量通常為0.1至30質量份,較佳為1至20質量份,更佳為1至15質量份。若在上述範圍內,則聚合性基的反應會充分地進行,而且聚合性液晶化合物的定向不易紊亂。
調平劑係具有「調整聚合性液晶組成物之流動性,使由塗佈組成物所得之塗膜更平坦之功能」的添加劑,可列舉例如:聚矽氧系、聚丙烯酸酯系及全氟烷基系的調平劑。調平劑可使用市售產品,具體可列舉:DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上皆為TORAY-DOW CORNING股份有限公司製);KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001(以上皆為信越化學工業股份有限公司製);TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上皆為Momentive Performance Materials Japan合同公司製);Fluorinert(註冊商標)FC-72、同系列的FC-40、同系列的FC-43、同系列的FC-3283(以上皆為住友3M股份有限公司製);Megafac(註冊商標)R-08、同系列的R-30、同系列的R-90、同系列的F-410、同系列的F-411、同系列的F-443、同系列的F-445、同系列的F-470、同系列的F-477、同系列的F-479、同系列的F-482、同系列的F-483、同系列的F-556(以上皆為DIC股份有限公司製);EFTOP(商品名稱)EF301、同系列EF303、同系
列EF351、同系列EF352(以上皆為三菱材料電子化成股份有限公司製);Surflon(註冊商標)S-381、同系列的S-382、同系列的S-383、同系列的S-393、同系列的SC-101、同系列的SC-105、KH-40、SA-100(以上皆為AGC Seimi Chemical股份有限公司製);商品名稱E1830、同系列的E5844(大金精密化學研究所股份有限公司製);BM-1000、BM-1100、BYK-352、BYK-353及BYK-361N(皆為商品名稱:BM Chemie公司製)等。調平劑可單獨使用或將2種以上組合使用。
相對於聚合性液晶化合物100質量份,調平劑的含量較佳為0.01至5質量份,更佳為0.05至3質量份。若調平劑的含量在上述範圍內,則有容易使聚合性液晶化合物定向且所得之含色素層變得更平滑的傾向,因而較佳。
藉由摻合抗氧化劑,可控制聚合性液晶化合物的聚合反應。抗氧化劑亦可為選自酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、醌系抗氧化劑、亞硝基系抗氧化劑中的初級抗氧化劑,也可為選自磷系抗氧化劑及硫系抗氧化劑中的二級抗氧化劑。為了在不使聚合性液晶化合物的定向紊亂的情況下使聚合性液晶化合物聚合,相對於聚合性液晶化合物100質量份,抗氧化劑的含量通常為0.01至10質量份,較佳為0.1至5質量份,又更佳為0.1至3質量份。抗氧化劑可單獨使用或將2種以上組合使用。
藉由使用光敏劑,可使光聚合起始劑高靈敏化。光敏劑可列舉例如:氧雜蒽酮、氧硫雜蒽酮等氧雜蒽酮類;具有蒽及烷醚等取代基的蒽類;啡噻嗪;紅螢烯(rubrene)。光敏劑可單獨使用或將2種以上組合使用。相對於聚合性液晶化合物100質量份,光敏劑的含量通常為0.01至10質量份,較佳為0.05至5質量份,又更佳為0.1至3質量份。
聚合性液晶組成物可藉由在既定溫度將「聚合性液晶化合物及本二色性色素」與「溶劑和光聚合起始劑等聚合性液晶化合物及本二色性色素以外的成分」進行攪拌等來獲得。
(含色素層的製造方法)
在含色素層包含聚合性液晶化合物的情況下,含色素層例如可藉由包含下述步驟的方法來製造:
形成聚合性液晶組成物之塗膜的步驟,該聚合性液晶組成物係用以形成含色素層者;
使前述塗膜乾燥而形成乾燥塗膜的步驟;及
對於乾燥塗膜照射活性能量射線而形成含色素層的步驟。
聚合性液晶組成物之塗膜的形成,例如可藉由將用以形成含色素層的聚合性液晶組成物塗佈於基材、定向膜或偏光層等來進行。
基材可列舉例如:玻璃基材或膜基材等,從加工性的觀點來看,較佳為樹脂膜基材。構成膜基材的樹脂可列舉例如:聚乙烯、聚丙烯及降莰烯系聚合物之類的聚烯烴;環狀烯烴系樹脂;聚乙烯醇;聚對苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙醯纖維素、二乙醯基纖維素及纖維素乙酸丙酸酯(cellulose acetate propionate)之類的纖維素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚碸;聚醚碸;聚醚酮;聚伸苯基硫醚及聚伸苯醚之類的塑膠。可藉由溶劑澆鑄法、熔融擠製法等習知手段將這樣的樹脂進行製膜而作為膜基材。在膜基材表面上,亦可形成由丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、胺酯樹脂、三聚氰胺樹脂等所形成之保護層,也可將膜基材與保護層的積層體用來作為基材。於膜基材表面,亦可實施聚矽氧處理之類的離型處理、電暈處理、電漿處
理等表面處理,也可將膜基材與經表面處理所形成的層用來作為基材。保護層係例如可列舉硬塗層(上述第3硬塗層)等。該硬塗層可列舉如在後述用以保護含色素層之表面的硬塗層(第1硬塗層)處所說明者。在對於基材膜設置保護層或實施表面處理的情況下,較佳係在保護層側或表面處理側積層定向膜及/或含色素層。
基材亦可使用市售產品。市售的纖維素酯基材可列舉例如:Fuji-TAC film之類的FUJI PHOTO FILM股份有限公司製的纖維素酯基材;「KC8UX2M」、「KC8UY」及「KC4UY」之類的Konica Minolta Opto股份有限公司製的纖維素酯基材等。市售的環狀烯烴系樹脂可列舉例如:「Topas(註冊商標)」之類的Ticona公司(德國)製的環狀烯烴系樹脂;「Arton(註冊商標)」之類的JSR股份有限公司製的環狀烯烴系樹脂;「Zeonor(註冊商標)」及「Zeonex(註冊商標)」之類的日本ZEON股份有限公司製的環狀烯烴系樹脂;「Apel」(註冊商標)之類的三井化學股份有限公司製的環狀烯烴系樹脂。亦可使用市售的環狀烯烴系樹脂基材。市售的環狀烯烴系樹脂基材可列舉:「Escena(註冊商標)」及「SCA40(註冊商標)」之類的積水化學工業股份有限公司製的環狀烯烴系樹脂基材;「Zeonor Film(註冊商標)」之類的Optes股份有限公司製的環狀烯烴系樹脂基材;「Arton Film(註冊商標)」之類的JSR股份有限公司製的環狀烯烴系樹脂基材。
從光學積層體的薄化、基材的易剝離性、基材的操作性等觀點來看,基材的厚度通常為5至300μm,較佳為10至150μm。
將聚合性液晶組成物塗佈於基材等的方法可列舉:旋塗法、擠製法、凹版塗佈法、模塗佈法、棒塗佈法、塗佈器法等塗佈方法、柔版法等印刷法等習知的方法。
其次,藉由乾燥等將溶劑去除,形成乾燥塗膜。乾燥方法可列舉:自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。此時,將由聚合性液晶組成物所得之塗膜加熱,藉此可將溶劑從塗膜乾燥去除,並且使聚合性液晶化合物在相對於塗膜平面為垂直的方向定向。塗膜的加熱溫度,可考慮所使用之聚合性液晶化合物及形成塗膜之基材等的材質等而適當決定,但為了使聚合性液晶化合物相轉移至液晶層狀態,必須為液晶相轉移溫度以上的溫度。為了去除聚合性液晶組成物所包含的溶劑並且使聚合性液晶化合物成為垂直定向狀態,例如可加熱至聚合性液晶組成物所包含之聚合性液晶化合物的液晶相轉移溫度(層列相轉移溫度或向列相轉移溫度)之程度以上的溫度。
液晶相轉移溫度例如可使用具備溫度調節載台的偏光顯微鏡和示差掃描熱量計(DSC)、熱重量示差熱分析裝置(TG-DTA)等進行測定。又,在將2種以上組合用來作為聚合性液晶化合物的情況下,上述相轉移溫度係意指使用聚合性液晶化合物之混合物並以與使用一種聚合性液晶化合物的情況時相同之方式進行測量而得的溫度,前述聚合性液晶化合物之混合物係指將構成聚合性液晶組成物的所有聚合性液晶化合物以與在聚合性液晶組成物中的組成相同之比例混合而成者。另外,一般而言,已知前述聚合性液晶組成物中的聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度亦有低於作為聚合性液晶化合物單體的液晶相轉移溫度之情形。
加熱時間可因應加熱溫度、使用之聚合性液晶化合物的種類、溶劑的種類、其沸點及其量等而適當決定,通常為15秒至10分鐘,較佳為0.5至5分鐘。
將溶劑從塗膜去除一事,可與「將聚合性液晶化合物加熱至液晶相轉移溫度以上」同時進行,亦可為分開進行,惟從提升生產性的觀點來看,宜同時進行。在加熱至聚合性液晶化合物的液晶相轉移溫度以上之前,亦可設置預乾燥步驟,該預乾燥步驟係用以在使由聚合性液晶組成物所得之塗膜中所包含的聚合性液晶化合物不會聚合的條件下適當地去除塗膜中的溶劑。此預乾燥步驟中的乾燥方法可列舉:自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等,該乾燥步驟中的乾燥溫度(加熱溫度)可因應所使用之聚合性液晶化合物的種類、溶劑的種類和其沸點及其量等來適當決定。
其次,在所得之乾燥塗膜中,在保持聚合性液晶化合物之垂直定向狀態下,藉由使聚合性液晶化合物聚合而形成含色素層。聚合方法可列舉熱聚合法和光聚合法,惟從容易控制聚合反應的觀點來看,較佳為光聚合法。光聚合中,照射至乾燥塗膜的光可因應該乾燥塗膜所包含之光聚合起始劑的種類、聚合性液晶化合物的種類(尤其是該聚合性液晶化合物所具有的聚合性基之種類)及其量而適當選擇。其具體例可列舉:選自由可見光、紫外光、紅外光、X射線、α射線、β射線及γ射線所構成群組中之一種以上的光或活性電子射線。其中,從容易控制聚合反應之進行的觀點、以及可使用廣泛用於該領域者作為光聚合裝置的觀點來看,較佳為紫外光,並且較佳係以能夠藉由紫外光進行光聚合的方式來選擇聚合性液晶組成物所含有之聚合性液晶化合物及光聚合起始劑的種類。又,聚合時,亦可藉由一邊以適當的冷卻手段將乾燥塗膜冷卻並且一邊進行光照射,而控制聚合溫度。藉由採用這樣的冷卻手段,若以較低溫來實施聚合性液晶化合物的聚合,則即便使用耐熱性較低的基材亦可適當形成含色素層。又,在不會因光照射時的熱而導致不良情形(例如因基材的熱所導致的變形等)之範
圍內,亦可藉由提高聚合溫度來促進聚合反應。光聚合時,亦可藉由遮蔽(masking)和顯影來得到經圖案化的含色素層。
活性能量射線的光源可列舉例如:低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、氙燈、鹵素燈、碳弧燈、鎢燈、鎵燈、準分子雷射、波長範圍380至440nm發光的LED光源、化學燈、黑光燈、微波激發汞燈、金屬鹵素燈等。
紫外線照射強度通常為10至3,000mW/cm2。紫外線照射強度較佳係對於光聚合起始劑之活性化為有效的波長區域之強度。光照射時間通常為0.1秒至10分鐘,較佳為0.1秒至5分鐘,更佳為0.1秒至3分鐘,又更佳為0.1秒至1分鐘。若以這樣的紫外線照射強度照射1次或複數次,則其累積光量為10至3,000mJ/cm2,較佳為50至2,000mJ/cm2,更佳為100至1,000mJ/cm2。
聚合性液晶組成物的塗膜可形成於定向膜上。定向膜係具有「使聚合性液晶化合物在所期望的方向進行液晶定向之定向限制力」者。就定向膜而言,係有例如水平定向膜與垂直定向膜等,其中,前述水平定向膜係具有使聚合性液晶化合物在水平方向定向之定向限制力的定向膜,前述垂直定向膜係具有使聚合性液晶化合物在垂直方向定向之定向限制力的定向膜,不過,在形成含色素層時所使用的定向膜為垂直定向膜。定向限制力係可藉由定向膜的種類、表面狀態及摩擦條件等而任意地調整,當定向膜係由光定向性聚合物所形成時,可藉由偏光照射條件等而任意地調整。
就定向膜而言,較佳係具有不會因為聚合性液晶組成物的塗佈等而溶解的耐溶劑性,並且具有對於用以去除溶劑及定向後述聚合性液晶化合物之加熱處理的耐熱性者。定向膜可列舉:包含定向性聚合物的定向膜、光定向膜、
以及在表面具有凹凸圖案和複數個溝槽的溝槽(groove)定向膜、在定向方向延伸的延伸膜等,從定向角的精度及品質的觀點來看,較佳為光定向膜。
定向性聚合物可列舉例如:於分子內具有醯胺鍵的聚醯胺或明膠類、於分子內具有醯亞胺鍵的聚醯亞胺及屬於其水解物的聚醯胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚噁唑、聚乙烯亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯類。其中,較佳為聚乙烯醇。定向性聚合物可單獨使用或將2種以上組合使用。
包含定向性聚合物的定向膜,通常係藉由將於溶劑溶解有定向性聚合物而成的組成物(以下有時亦稱為「定向性聚合物組成物」)塗佈於基材並去除溶劑、或是將定向性聚合物組成物塗佈於基材並去除溶劑,然後進行摩擦(摩擦法)而得到。溶劑可列舉如關於可用於聚合性液晶組成物之溶劑而於前文例示的溶劑。
定向性聚合物組成物中的定向性聚合物的濃度,若為使定向性聚合物材料可完全溶解於溶劑之範圍即可,相對於溶液而以固體成分換算時較佳為0.1至20%,更佳為0.1至10%左右。
定向性聚合物組成物亦可直接使用市售的定向膜材料。市售的定向膜材料可列舉:SUNEVER(註冊商標,日產化學工業股份有限公司製)、Optomer(註冊商標,JSR股份有限公司製)等。
就將定向性聚合物組成物塗佈於基材上的方法而言,係可列舉與上述例示的將聚合性液晶組成物塗佈於基材之方法相同的方法。
去除定向性聚合物組成物中所包含之溶劑的方法可列舉:自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。
就藉由摩擦法賦予定向限制力的方法而言,係可列舉下述方法:使纏繞有摩擦布且旋轉中的摩擦輥接觸定向性聚合物的膜,該定向性聚合物的膜係藉由將定向性聚合物組成物塗佈於基材並進行退火而形成於基材表面者。進行摩擦處理時,若進行遮蔽,則亦可在定向膜形成定向方向不同的複數個區域(圖案)。
光定向膜通常係依據下述方式獲得:將包含具有光反應性基之聚合物或單體與溶劑的組成物(以下有時亦稱為「光定向膜形成用組成物」)塗佈於基材,去除溶劑後照射偏光(較佳為偏光UV)。從可藉由選擇照射之偏光的偏光方向而任意地控制定向限制力之方向的觀點來看,光定向膜亦屬有利。
光反應性基係指藉由光照射而產生液晶定向能力之基。具體而言,可列舉參與「因光照射所產生之分子的定向誘發或異性化反應、二聚化反應、光交聯反應或光分解反應等」會成為液晶定向能力之起源的光反應之基。其中,從定向性優良的觀點來看,較佳為參與二聚化反應或光交聯反應之基。光反應性基較佳為具有不飽和鍵(尤其是雙鍵)的基,特佳為具有選自由碳-碳雙鍵(C=C鍵)、碳-氮雙鍵(C=N鍵)、氮-氮雙鍵(N=N鍵)及碳-氧雙鍵(C=O鍵)所構成群組中之至少1者之基。
具有C=C鍵的光反應性基可列舉:乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基、芪鎓基、查耳酮基及桂皮醯基等。具有C=N鍵的光反應性基可列舉:具有芳香族希夫鹼基、芳香族腙等結構的基。具有N=N鍵的光反應性基可列舉:偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族雜環偶氮基、雙偶氮基、甲瓚(formazan)基、及具有氧偶氮苯(azoxybenzene)結構之基等。具有C=O鍵的光反應性基可列舉:二苯甲酮基、香
豆素基、蒽醌基及馬來醯亞胺基等。此等基亦可具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧基羰基、羥基、磺酸基、鹵化烷基等取代基。
其中,較佳為參與光二聚化反應的光反應性基,從容易得到光定向所需之偏光照射量較少且熱穩定性、經時穩定性優良之光定向膜的觀點來看,較佳為桂皮醯基及查耳酮基。就具有光反應性基的聚合物而言,特佳為該聚合物側鏈的末端部分具有為桂皮酸結構的桂皮醯基者。
藉由將光定向膜形成用組成物塗佈於基材上,可在基材上形成光定向誘發層。該組成物所包含的溶劑可列舉關於可用於聚合性液晶組成物之溶劑而於前文例示之溶劑,可因應具有光反應性基的聚合物或單體的溶解性而適當選擇。
光定向膜形成用組成物中的具有光反應性基之聚合物或單體的含量,係可根據聚合物或單體的種類及目的之光定向膜的厚度而適當調節,相對於光定向膜形成用組成物的質量,較佳係至少為0.2質量%,更佳為0.3至10質量%之範圍。在未明顯損及光定向膜之特性之範圍內,光定向膜形成用組成物亦可包含聚乙烯醇或聚醯亞胺等高分子材料以及光敏劑。
將光定向膜形成用組成物塗佈於基材上的方法,可列舉與將定向性聚合物組成物塗佈於基材上之方法相同的方法。從已塗佈之光定向膜形成用組成物去除溶劑的方法,可列舉例如:自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。
就照射偏光而言,可為對於已從塗佈於基材上之光定向膜形成用組成物去除溶劑者直接照射偏光UV的形式,亦可為從基材側照射偏光而使偏光穿透以進行照射的形式。又,該偏光特佳係實質上為平行光。照射之偏光的波長
係以具有光反應性基之聚合物或單體的光反應性基為可吸收光能之波長區域為佳。具體而言,特佳為波長250至400nm之範圍的UV(紫外線)。用於該偏光照射的光源可列舉:氙燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵素燈、KrF、ArF等紫外光雷射等,更佳為高壓汞燈、超高壓汞燈及金屬鹵素燈。此等之中,高壓汞燈、超高壓汞燈及金屬鹵素燈因為波長313nm的紫外線之發光強度大而為較佳。藉由將來自光源的光通過適當的偏光元件而進行照射,可照射偏光UV。該偏光元件可使用偏光濾光器、格蘭-湯姆森(Glan-Thompson)、格蘭-泰勒(Glan-Taylor)等的偏光稜鏡及線柵型(Wire-grid type)的偏光元件。
進行摩擦或偏光照射時,若進行遮蔽,則亦可形成液晶化合物之定向方向不同的複數個區域(圖案)。
溝槽(groove)定向膜係在膜表面上具有凹凸圖案或複數個溝槽(溝體)的膜。在具有等間隔並排的複數個直線狀溝槽的膜上塗佈聚合性液晶化合物的情況下,液晶分子係在沿著該溝的方向定向。
得到溝槽定向膜的方法可列舉:在感光性聚醯亞胺膜表面隔著具有圖案形狀之狹縫的曝光用遮罩進行曝光後,進行顯影及淋洗處理而形成凹凸圖案的方法;在表面具有溝的板狀母版形成硬化前的UV硬化樹脂之層,再將所形成之樹脂層移至基材後進行硬化的方法;以及對於在基材上所形成的硬化前之UV硬化樹脂膜,將具有複數個溝的輥狀母版壓抵而形成凹凸後,再進行硬化的方法等。
就展現使聚合性液晶化合物在相對於塗膜平面為垂直之方向定向的定向限制力的材料而言,除了可使用上述定向性聚合物等之外,亦可使用全
氟烷基等的氟系聚合物及矽烷化合物以及由此等的縮合反應所得之聚矽氧烷化合物等。
在使用矽烷化合物作為形成定向膜之材料的情況下,從容易降低表面張力、容易提高與定向膜鄰接之層的密合性的觀點來看,較佳係在構成元素中包含Si元素與C元素的化合物,可適宜使用矽烷化合物。就矽烷化合物而言,係可使用後述之非離子性矽烷化合物、和關於離子性化合物而於後文例示的含矽烷之離子性化合物等,藉由使用此等矽烷化合物,可提高垂直定向限制力。此等矽烷化合物可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用,亦可與其他材料混合使用。在矽烷化合物為非離子性矽烷化合物的情況下,從容易提高垂直定向限制力的觀點來看,較佳係於分子末端具有烷基的矽烷化合物,更佳為具有碳數3至30之烷基的矽烷化合物。
定向膜(包含定向性聚合物之定向膜或光定向膜)的厚度通常為10至10000nm之範圍,較佳為10至1000nm之範圍,更佳為10至500nm以下,又更佳為10至300nm,特佳為50至250nm之範圍。
聚合性液晶組成物的塗膜,亦可不使用定向膜而直接形成於基材上。當在基材上直接形成聚合性液晶組成物之塗膜時,係不需要形成定向膜的步驟,因此,在生產效率及生產成本方面為有利。此情況下,用以形成含色素層的聚合性液晶組成物通常包含定向促進劑。定向促進劑係意指促進聚合性液晶化合物朝向所期望的方向進行液晶定向的材料。
就促進聚合性液晶化合物朝向垂直方向定向的定向促進劑而言,可列舉由非金屬原子所構成之離子性化合物及非離子性矽烷化合物等。形成含色素層的聚合性液晶組成物,係以包含由非金屬原子所構成之離子性化合物及
非離子性矽烷化合物中的至少一種為較佳,又以同時包含由非金屬原子所構成之離子性化合物及非離子性矽烷化合物為更佳。
當形成含色素層的聚合性液晶組成物包含由非金屬原子所構成之離子性化合物時,在使用用以形成含色素層之聚合性液晶組成物而形成於基材上的乾燥塗膜,係因為靜電交互作用而展現對於聚合性液晶化合物之垂直定向限制力,並在乾燥塗膜內有使聚合性液晶化合物對於基材表面在垂直方向定向的傾向。藉此,可在使聚合性液晶化合物保持垂直定向的狀態下形成含色素層。
由非金屬原子所構成之離子性化合物可列舉例如:鎓鹽(更具體為氮原子帶正電荷的四級銨鹽、三級鋶鹽、及磷原子帶正電荷的四級鏻鹽等)。此等鎓鹽中,從可更提升聚合性液晶化合物之垂直定向性的觀點來看,較佳為四級鎓鹽;從提升取得性及量產性的觀點來看,更佳為四級鏻鹽或四級銨鹽。鎓鹽可在分子內具有2個以上的四級鎓鹽部位,亦可為寡聚物或聚合物。
離子性化合物的分子量較佳為100以上10,000以下。若分子量在上述範圍內,則容易在確保聚合性液晶組成物之塗佈性的狀態下提升聚合性液晶化合物的垂直定向性。離子性化合物的分子量更佳為5000以下,又更佳為3000以下。
離子性化合物的陽離子成分可列舉例如:無機的陽離子及有機的陽離子。其中,就不易發生聚合性液晶化合物之定向缺陷之觀點而言,較佳為有機的陽離子。有機的陽離子可列舉例如:咪唑鎓陽離子、吡啶鎓陽離子、銨陽離子、鋶陽離子及鏻陽離子等。
離子性化合物一般具有相對陰離子。成為上述陽離子成分之相對離子的陰離子成分可列舉例如:無機的陰離子及有機的陰離子。其中,從不易產生聚合性液晶化合物之定向缺陷之觀點來看,較佳為有機的陰離子。另外,陽離子與陰離子不一定需要一對一的對應。
陰離子成分具體可舉例如下。
氯化物陰離子[Cl-]、溴化物陰離子[Br-]、碘化物陰離子[I-]、四氯鋁酸根陰離子[AlCl4 -]、七氯二鋁酸根陰離子[Al2Cl7 -]、四氟硼酸根陰離子[BF4 -]、六氟磷酸根陰離子[PF6 -]、過氯酸根陰離子[ClO4 -]、硝酸根陰離子[NO3 -]、乙酸根陰離子[CH3COO-]、三氟乙酸根陰離子[CF3COO-]、氟磺酸根陰離子[FSO3 -]、甲磺酸根陰離子[CH3SO3 -]、三氟甲磺酸根陰離子[CF3SO3 -]、對甲苯磺酸根陰離子[p-CH3C6H4SO3 -]、雙(氟磺醯基)醯亞胺陰離子[(FSO2)2N-]、雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺陰離子[(CF3SO2)2N-],
參(三氟甲磺醯基)甲烷化物陰離子[(CF3SO2)3C-],六氟砷酸根陰離子[AsF6 -]、六氟銻酸根陰離子[SbF6 -]、六氟鈮酸根陰離子[NbF6 -]、六氟鉭酸根陰離子[TaF6 -]、二甲基亞膦酸根陰離子[(CH3)2POO-]、(聚)氟化氫氟化物陰離子[F(HF)n -](例如,n表示1至3的整數)、二氰亞胺陰離子[(CN)2N-]、硫氰酸根陰離子[SCN-]、全氟丁烷磺酸根陰離子[C4F9SO3 -]、雙(五氟乙磺醯基)醯亞胺陰離子[(C2F5SO2)2N-]、全氟丁酸根陰離子[C3F7COO-]、及(三氟甲磺醯基)(三氟甲烷羰基)醯亞胺陰離子[(CF3SO2)(CF3CO)N-]。
離子性化合物的具體例,可從上述陽離子成分與陰離子成分的組合適當選擇。具體的陽離子成分與陰離子成分的組合之化合物可舉例如下。
(吡啶鎓鹽)
N-己基吡啶鎓六氟磷酸鹽、N-辛基吡啶鎓六氟磷酸鹽、N-甲基-4-己基吡啶鎓六氟磷酸鹽、N-丁基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸鹽、N-辛基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸鹽、N-己基吡啶鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺、
N-辛基吡啶雙(氟磺醯基)醯亞胺、N-甲基-4-己基吡啶鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺、N-丁基-4-甲基吡啶鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺、N-辛基-4-甲基吡啶鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺、N-己基吡啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、N-辛基吡啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、N-甲基-4-己基吡啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、N-丁基-4-甲基吡啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、N-辛基-4-甲基吡啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、N-己基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、N-辛基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、N-甲基-4-己基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、N-丁基-4-甲基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、及N-辛基-4-甲基吡啶鎓對甲苯磺酸酯。
(咪唑鎓鹽)
1-乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓對甲苯磺酸鹽,1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲磺酸鹽等。
(吡咯啶鎓鹽)
N-丁基-N-甲基吡咯啶鎓六氟磷酸鹽、
N-丁基-N-甲基吡咯啶鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺、N-丁基-N-甲基吡咯啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、N-丁基-N-甲基吡咯啶鎓對甲苯磺酸酯等。
(銨鹽)
四丁基銨六氟磷酸鹽、四丁基銨雙(氟磺醯基)醯亞胺、四己基銨雙(氟磺醯基)醯亞胺、三辛基甲基銨雙(氟磺醯基)醯亞胺、(2-羥乙基)三甲基銨雙(氟磺醯基)醯亞胺、四丁基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、四己基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、三辛基甲基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、(2-羥乙基)三甲基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、四丁基銨對甲苯磺酸鹽、四己基銨對甲苯磺酸鹽、三辛基甲基銨對甲苯磺酸鹽、(2-羥乙基)三甲基銨對甲苯磺酸鹽、(2-羥基乙基)三甲基銨二甲基亞膦酸鹽、1-(3-三甲氧基矽基丙基)-1,1,1-三丁基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1-(3-三甲氧基矽基丙基)-1,1,1-三甲基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1-(3-三甲氧基矽基丁基)-1,1,1-三丁基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1-(3-三甲氧基矽基丁基)-1,1,1-三甲基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、
N-{(3-三乙氧基矽基丙基)胺甲醯基氧基乙基)}-N,N,N-三甲基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、及N-[2-{3-(3-三甲氧基矽基丙胺基)-1-側氧基丙氧基}乙基]-N,N,N-三甲基銨雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺。
(鏻鹽)
三丁基(2-甲氧基乙基)鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、三丁基甲基鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1,1,1-三甲基-1-[(三甲氧基矽基)甲基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1,1,1-三甲基-1-[2-(三甲氧基矽基)乙基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1,1,1-三甲基-1-[3-(三甲氧基矽基)丙基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1,1,1-三甲基-1-[4-(三甲氧基矽基)丁基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1,1,1-三丁基-1-[(三甲氧基矽基)甲基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、1,1,1-三丁基-1-[2-(三甲氧基矽基)乙基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、及1,1,1-三丁基-1-[3-(三甲氧基矽基)丙基]鏻雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺。
此等的離子性化合物可分別單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
從能夠進一步提升聚合性液晶化合物的垂直定向性的觀點來看,離子性化合物較佳係在陽離子部位的分子結構中具有Si元素及/或F元素。若離子性化合物在陽離子部位的分子結構中具有Si元素及/或F元素,則容易使離子性化合物在含色素層的表面偏析。其中,就構成元素皆為非金屬元素的離子性化合物而言,較佳為下述離子性化合物(I-i)至(I-iii)等。
(離子性化合物(I-i))
(離子性化合物(I-ii))
(離子性化合物(I-iii))
提升聚合性液晶化合物之垂直定向性的方法,例如已知使用具有鏈長為一定程度之長烷基的界面活性劑來處理基材表面的方法(例如參照「液晶便覽」的第2章液晶的定向與物性(丸善股份有限公司發行)等)。藉由這種界面活性劑來提升液晶化合物之垂直定向性的方法亦可應用於離子性化合物。亦即,藉由使用具有鏈長為一定程度之長烷基的離子性化合物來處理基材表面,可有效地提升聚合性液晶化合物的垂直定向性。
具體而言,離子性化合物較佳係滿足下式(8)的關係。
5<M<16 (8)
[式(8)中,M係以下述式(9)所表示。
M=(在直接鍵結於帶正電荷之原子上的取代基當中,「至分子鏈末端為止的共價鍵數量最多之取代基」的「從帶正電荷之原子起到分子鏈末端為止的共價鍵數」)÷(帶正電荷的原子之數量) (9)]
藉由使離子性化合物滿足上述式(8)的關係,可有效地提升聚合性液晶化合物的垂直定向性。
當離子性化合物的分子中存在2個以上之帶正電荷之原子時,針對具有2個以上之帶正電荷之原子的取代基,係將「從視為基準點的帶正電荷之原子算起直到最接近的另一帶正電荷之原子為止的共價鍵數」設為上述M之定義中記載的「從帶正電荷之原子起到分子鏈末端為止的共價鍵數」。又,離子性化合物為具有2個以上之重複單元的寡聚物或聚合物時,係將構成單元視為一分子而算出上述M。將帶正電荷的原子併入至環結構時,係將「經由環結構至同樣帶正電荷之原子為止的共價鍵數」或「至與環結構鍵結之取代基之末端為止的共價鍵數」中之共價鍵數較多者設為上述M之定義中記載的「從帶正電荷之原子起到分子鏈末端為止的共價鍵數」。
在形成含色素層的聚合性液晶組成物含有離子性化合物的情況下,通常,相對於聚合性液晶組成物的固體成分,其含量較佳為0.01至5質量%,更佳為0.05至4質量%,又更佳為0.1至3質量%。若離子性化合物的含量在上述範圍內,則可維持聚合性液晶組成物的良好塗佈性,並且可有效地促進聚合性液晶化合物的垂直定向性。
在形成含色素層的聚合性液晶組成物包含非離子性矽烷化合物的情況下,非離子性矽烷化合物會使聚合性液晶組成物的表面張力降低,在基材上由用以形成含色素層之聚合性液晶組成物所形成的乾燥塗膜中,在乾燥塗膜
之與基材為相反之側的面係存在有非離子性矽烷化合物,提高對於聚合性液晶化合物的垂直定向限制力,而有在乾燥塗膜內使聚合性液晶化合物相對於基材表面在垂直方向定向的傾向。藉此,可在使聚合性液晶化合物保持垂直定向的狀態下形成含色素層。
非離子性矽烷化合物可為非離子性且含Si元素的化合物。非離子性矽烷化合物可列舉例如:聚矽烷之類的矽聚合物、聚矽氧油(silicone oil)及矽樹脂之類的聚矽氧樹脂、以及聚矽氧寡聚物、倍半矽氧烷及烷氧基矽烷之類的有機無機矽烷化合物(更具體為矽烷偶合劑等)、例示為調平劑的含矽烷之化合物等。
非離子性矽烷化合物可為聚矽氧單體型,亦可為聚矽氧寡聚物(聚合物)型。若以(單體)-(單體)共聚物的形式來表示聚矽氧寡聚物,則可列舉:3-巰丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-巰丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-巰丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物及3-巰丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物之類的含巰丙基的共聚物;巰基甲基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、巰基甲基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、巰基甲基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物及巰基甲基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物之類的含巰基甲基的共聚物;3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物及3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物之類的含甲基丙烯醯氧基丙基
的共聚物;3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物及3-丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物之類的含丙烯醯氧基丙基的共聚物;乙烯基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、乙烯基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、乙烯基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、乙烯基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、乙烯基甲基二甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、乙烯基甲基二甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、乙烯基甲基二乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物及乙烯基甲基二乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物之類的含乙烯基的共聚物;3-胺基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-胺基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-胺基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-胺基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷共聚物及3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共聚物之類的含胺基的共聚物等。此等的非離子性矽烷化合物可單獨使用1種或將2種以上組合使用。其中,從提升與鄰接之層的密合性的觀點來看,較佳為矽烷偶合劑。
矽烷偶合劑係含Si元素之化合物,並且在其末端具有選自由乙烯基、環氧基、苯乙烯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、胺基、三聚異氰酸酯基、脲基、巰基、異氰酸酯基、羧基及羥基所構成群組中之至少一個官能基,與至少一
個烷氧基矽基或矽醇基。藉由適當選定此等官能基,可賦予提升含色素層之機械強度、含色素層的表面改性、提升含色素層與鄰接之層(例如基材)之密合性等特殊的效果。從密合性的觀點來看,矽烷偶合劑較佳係具有烷氧基矽基與另一個不同於烷氧基矽基之反應基(例如上述官能基)的矽烷偶合劑。再者,矽烷偶合劑較佳係具有烷氧基矽基與極性基的矽烷偶合劑。若矽烷偶合劑在其分子內具有至少1個烷氧基矽基與至少1個極性基,則有容易進一步提升聚合性液晶化合物的垂直定向性而明顯地得到垂直定向促進效果的傾向。極性基可列舉例如:環氧基、胺基、三聚異氰酸酯基、巰基、羧基及羥基。另外,為了控制矽烷偶合劑的反應性,極性基亦可適當地具有取代基或保護基。
就矽烷偶合劑而言,具體可列舉例如:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基二甲氧基甲基矽烷、及3-環氧丙氧基丙基乙氧基二甲基矽烷。
市售的矽烷偶合劑可列舉例如:KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001、KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-402、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-602、KBM-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-
573、KBM-575、KBM-9659、KBE-585、KBM-802、KBM-803、KBE-846及KBE-9007之類的信越化學工業股份有限公司製的矽烷偶合劑。
在形成含色素層的聚合性液晶組成物包含非離子性矽烷化合物的情況下,通常,相對於聚合性液晶組成物的固體成分,其含量較佳為0.01質量%至5質量%,更佳為0.05質量%至4質量%,又更佳為0.1質量%至3質量%。若非離子性矽烷化合物的含量在上述範圍內,一方面可維持聚合性液晶組成物的良好塗佈性,一方面可有效地促進聚合性液晶化合物的垂直定向性。
形成含色素層的聚合性液晶組成物係藉由含有離子性化合物及非離子性矽烷化合物兩者,而能在由上述聚合性液晶組成物形成於基材上的乾燥塗膜中,以源自離子性化合物的靜電交互作用與源自非離子性矽烷化合物的表面張力降低效果,而更容易地促進聚合性液晶化合物的垂直定向。藉此,可在使聚合性液晶化合物更精準地保持垂直定向的狀態下形成含色素層。
(構成相位差層的延伸膜)
構成相位差層的延伸膜可使用以往習知者,可使用藉由將樹脂膜進行單軸延伸或雙軸延伸而賦予面內相位差者。樹脂膜可使用:三乙醯纖維素及二乙醯纖維素等纖維素系膜;聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯系膜;聚(甲基)丙烯酸甲酯及聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸樹脂系膜;聚碳酸酯系膜、聚醚碸系膜、聚碸系膜、聚醯亞胺系膜、聚烯烴系膜、聚降莰烯系膜等,但不限於此等。
(水平定向液晶層)
用以形成構成相位差層的水平定向液晶層的聚合性液晶化合物,係可使用以往習知的聚合性液晶化合物。其中,較佳為展現所謂反波長色散性的聚合性液
晶化合物,就如此之聚合性液晶化合物而言,例如可適合使用上述式(X)所示之化合物。聚合性液晶化合物可單獨使用或將2種以上組合使用。
用於形成水平定向液晶層的聚合性液晶組成物中,相對於聚合性液晶組成物的固體成分100質量份,聚合性液晶化合物的含量例如為70至99.5質量份,較佳為80至99質量份,更佳為85至98質量份,又更佳為90至95質量份。若聚合性液晶化合物的含量在上述範圍內,從所得之水平定向液晶層之定向性的觀點來看係屬有利。
用於形成水平定向液晶層的聚合性液晶組成物中,除了可包含聚合性液晶化合物以外,亦可更包含溶劑、光聚合起始劑、調平劑、抗氧化劑、光敏劑等添加劑。此等成分可列舉關於能夠用於含色素層之成分而於前文例示者,分別可僅使用1種,亦可將2種以上組合使用。
用於形成水平定向液晶層的聚合性液晶組成物,可藉由將「聚合性液晶化合物」與「溶劑和光聚合起始劑等聚合性液晶化合物以外的成分」在既定溫度下進行攪拌等而獲得。
水平定向液晶層例如可藉由包含下述步驟的方法製造:將用以形成水平定向液晶層的聚合性液晶化合物塗佈於基材或定向膜上而得到塗膜的步驟;
使上述塗膜乾燥以形成乾燥塗膜的步驟;及
對於乾燥塗膜照射活性能量射線而形成水平定向液晶層的步驟。
聚合性液晶組成物之塗膜的形成,例如可藉由在基材上或定向膜等之上塗佈用以形成水平定向液晶層的聚合性液晶組成物來進行。此處所能使用的基材,係可使用關於可用於製造含色素層的基材而於前文例示者。
就定向膜而言,可使用具有使聚合性液晶化合物相對於塗膜平面在水平方向定向之水平定向限制力的水平定向膜。定向限制力可藉由定向膜的種類、表面狀態及摩擦條件等而任意調整,在由光定向性聚合物形成的情況下,可藉由偏光照射條件等而任意調整。就這樣的材料而言,可列舉例如關於可用於製造含色素層的定向膜而於前文說明過的定向性聚合物等。水平定向膜可藉由下述方式獲得:將包含具有水平定向限制力的材料與溶劑(例如含色素層處所例示的溶劑)之組成物塗佈於基材上,去除溶劑之後,對於塗膜實施乾燥處理。從品質的觀點來看,較佳係使用光定向膜作為水平定向膜。
乾燥方法可列舉:自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。就生產性方面而言,較佳為加熱乾燥,此時的加熱溫度較佳係可去除溶劑且在聚合性液晶化合物的相轉移溫度以上。此步驟中的順序與條件可列舉如在含色素層的製造中所能採用的順序及條件。
藉由對於所得之乾燥塗膜照射活性能量射線(更具體為紫外線等),並在使聚合性液晶化合物保持相對於塗膜平面在水平方向定向的狀態下,使聚合性液晶化合物聚合,而形成水平定向液晶層。聚合方法可列舉如在含色素層的製造中可採用的方法。
(構成偏光層的延伸膜)
偏光層亦可為吸附了具有吸收各向異性之色素的延伸膜。由這種延伸膜所構成的偏光層,通常可經由下述步驟來製造:將聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸的步驟、藉由以具有吸收各向異性之色素將聚乙烯醇系樹脂膜染色而吸附該具有吸收各向異性之色素的步驟、以硼酸水溶液處理已吸附具有吸收各向異性之色素的聚乙烯醇系樹脂膜的步驟、以及在以硼酸水溶液進行處理後進行水洗的
步驟。偏光層亦可作成在單面或雙面隔著接著劑而積層有透明保護膜的偏光板而組裝至光學積層體中。
聚乙烯醇系樹脂可藉由將聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而獲得。聚乙酸乙烯酯系樹脂中,除了可使用屬於乙酸乙烯酯之均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,亦可使用乙酸乙烯酯與能夠和乙酸乙烯酯共聚合之其他單體的共聚物。能夠和乙酸乙烯酯共聚合的其他單體可列舉例如:不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基的丙烯醯胺類等。
聚乙烯醇系樹脂的皂化度通常為85至100莫耳%左右,較佳為98莫耳%以上。聚乙烯醇系樹脂亦可改性,例如亦可使用經醛類改性的聚乙烯基甲醛或聚乙烯基縮醛。聚乙烯醇系樹脂的聚合度通常在1,000至10,000左右,較佳為1,500至5,000之範圍。
由如此之聚乙烯醇系樹脂所製作的薄膜,係可用來作為偏光層的原料膜。將聚乙烯醇系樹脂予以製膜的方法並無特別限定,可依據習知的方法製膜。聚乙烯醇系原料膜的膜厚可為例如10至150μm左右。
聚乙烯醇系樹脂膜的單軸延伸,可在以具有吸收各向異性的色素進行染色之前、與染色同時、或是在染色之後進行。在染色後進行單軸延伸的情況下,此單軸延伸可在硼酸處理之前進行,亦可在硼酸處理中進行。又,亦可在此等之複數個階段中進行單軸延伸。單軸延伸時,可在轉速不同的輥之間進行單軸延伸,亦可使用熱輥進行單軸延伸。又,單軸延伸可為在大氣中進行延伸的乾式延伸,亦可為使用溶劑而在使聚乙烯醇系樹脂膜膨潤的狀態下進行延伸的濕式延伸。延伸倍率通常為3至8倍左右。
對於聚乙烯醇系樹脂膜以具有吸收各向異性的色素進行之染色,例如可藉由將聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於包含具有吸收各向異性之色素的水溶液的方法來進行。
具有吸收各向異性的色素,具體可使用碘或二色性的有機染料。二色性的有機染料可列舉:由C.I.DIRECT RED 39等雙偶氮化合物所構成之二色性直接染料,以及由參偶氮、肆偶氮等化合物所構成之二色性直接染料等。聚乙烯醇系樹脂膜較佳係在染色處理前實施浸漬於水中的處理。
在使用碘作為具有吸收各向異性之色素的情況下,通常係採用將聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含有碘及碘化鉀的水溶液中以進行染色的方法。就此水溶液中的碘含量而言,在每100質量份的水中通常為0.01至1質量份左右。又,就碘化鉀的含量而言,在每100質量份的水中通常為0.5至20質量份左右。用於染色的水溶液之溫度通常為20至40℃左右。又,浸漬於該水溶液的時間(染色時間)通常為20至1,800秒左右。
另一方面,在使用二色性的有機染料作為具有吸收各向異性之色素的情況下,通常係採用將聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含水溶性二色性染料之水溶液以進行染色的方法。此水溶液中的二色性的有機染料的含量,在每100質量份的水中通常為1×10-4至10質量份左右,較佳為1×10-3至1質量份,又更佳為1×10-3至1×10-2質量份。此水溶液亦可包含硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。包含染色用二色性染料的水溶液之溫度通常為20至80℃左右。又,浸漬於該水溶液的時間(染色時間)通常為10至1,800秒左右。
在以具有吸收各向異性的色素進行染色後的硼酸處理,通常可藉由將已染色的聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於硼酸水溶液中的方法來進行。此硼酸水
溶液中的硼酸含量,在每100質量份的水中通常為2至15質量份左右,較佳為5至12質量份。在使用碘作為具有吸收各向異性之色素的情況下,此硼酸水溶液較佳係含有碘化鉀,此時碘化鉀的含量,在每100質量份的水中通常為0.1至15質量份左右,較佳為5至12質量份。浸漬於硼酸水溶液的時間,通常為60至1,200秒左右,較佳為150至600秒,更佳為200至400秒。硼酸處理的溫度通常為50℃以上,較佳為50至85℃,更佳為60至80℃。
硼酸處理後的聚乙烯醇系樹脂膜通常會進行水洗處理。水洗處理例如可藉由將經硼酸處理的聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於水中的方法來進行。水洗處理之水溫通常為5至40℃左右。又,浸漬時間通常為1至120秒左右。
在水洗後實施乾燥處理,得到偏光層。乾燥處理例如可使用熱風乾燥機及遠紅外線加熱器進行。乾燥處理的溫度通常為30至100℃左右,較佳為50至80℃。乾燥處理的時間通常為60至600秒左右,較佳為120至600秒。藉由乾燥處理,使偏光層的水分率減少至實用的程度。該水分率通常為5至20重量%左右,較佳為8至15重量%。若水分率低於5重量%,則會失去偏光層的可撓性,而有導致偏光層在該乾燥後損傷、破裂之情形。又,若水分率超過20重量%,則偏光層的熱穩定性可能會變差。
如此,對於聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸、以具有吸收各向異性之色素進行之染色、硼酸處理、水洗及乾燥而得到的偏光層之厚度較佳為5至40μm。
(將具有吸收各向異性之色素塗佈於基材膜而形成之偏光層)
關於將具有吸收各向異性之色素塗佈於基材膜而形成之偏光層,可列舉:將「包含具有液晶性及吸收各向異性之色素的組成物」或「包含具有吸收各向異性
之色素與聚合性液晶的組成物」塗佈於基材膜所得之偏光層。基材膜可列舉關於可用於製造含色素層的基材而於前文例示者。
依上述方式形成的基材膜與偏光層的總厚度係以薄為宜,但若是太薄,則強度會降低而有加工性不佳的傾向,因此通常為20μm以下,較佳為5μm以下,更佳為0.5至3μm。
上述偏光層具體可列舉日本特開2013-33249號公報等所記載的偏光層。
依上述方式所得之偏光層(延伸膜,將具有吸收各向異性之色素塗佈於基材膜而形成之偏光層),亦可在其單面或雙面隔著接著劑積層有透明保護膜而作成偏光板的狀態下組裝至光學積層體。構成透明保護膜的上述第2保護膜152及第2硬塗層162,係可適合使用關於可用於製造含色素層的基材而於前文例示者、以及關於保護膜及硬塗層而於後文例示者。在將具有吸收各向異性之色素塗佈於基材膜而形成的偏光層中,亦可將上述基材膜作為透明保護膜。
(硬塗層(第1硬塗層))
為了保護含色素層的表面,可在含色素層之與偏光層側為相反之側設置硬塗層(第1硬塗層)。硬塗層較佳為任意之適當的紫外線硬化型樹脂之硬化物層。紫外線硬化型樹脂可列舉例如:丙烯酸系樹脂、聚矽氧系樹脂、聚酯系樹脂、胺酯系樹脂、醯胺系樹脂、環氧系樹脂等。硬塗層可因應需求而包含任意適當的添加劑。該添加劑的代表例可列舉無機系微粒子及/或有機系微粒子。藉由包含微粒子,例如可具備適當的折射率。
硬塗層的厚度可設定為任意適當的值。較佳為50μm以下,更佳為1至50μm,又更佳為1至40μm,特佳為1至30μm。硬塗層的鉛筆硬度較佳為4H以上,又更佳為5H至8H。
就硬塗層而言,具代表性者是以在保護膜(第1保護膜)等基材上實施硬塗處理而作成積層體的狀態下設置於光學積層體。就基材而言,除了可採用後述針對保護膜所說明的樹脂膜以外,亦可採用上述含色素層之製造方法所使用的基材。
硬塗層亦可藉由將上述紫外線硬化型樹脂塗佈於含色素層的表面或保護膜的表面來形成。
(保護膜(第1保護膜))
為了保護含色素層的表面,可在含色素層之與偏光層側為相反之側設置保護膜(第1保護膜)。保護膜可採用任意適當的膜。該膜之主成分的材料之具體例可列舉:三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降莰烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明樹脂等。又,亦可列舉:(甲基)丙烯酸系、胺酯系、(甲基)丙烯酸胺酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。其他亦可列舉例如:矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。又,亦可使用日本特開2001-343529號公報(國際公開2001/37007號)記載的聚合物膜。作為此膜的材料,例如可使用含有側鏈具有經取代或未經取代之醯亞胺基的熱塑性樹脂與側鏈具有經取代或未經取代之苯基以及腈基的熱塑性樹脂的樹脂組成物,可列舉例如:具有由異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺所構成之交替共聚物與丙
烯腈/苯乙烯共聚物的樹脂組成物。該聚合物膜例如可為上述樹脂組成物的擠製成形物。本說明書中所謂之(甲基)丙烯酸系係指丙烯酸系及/或甲基丙烯酸系。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂的Tg(玻璃轉移溫度)較佳為115℃以上,更佳為120℃以上,又更佳為125℃以上,特佳為130℃以上。這是因為可得到優良的耐久性之故。上述(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg的上限值並未特別限定,從成形性等的觀點來看較佳為170℃以下。
上就述(甲基)丙烯酸系樹脂而言,在不損及本發明之效果之範圍內,可採用任何適當的(甲基)丙烯酸系樹脂。可列舉例如:聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS樹脂等)、具有脂環族烴基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己基共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降莰酯共聚物等)。較佳為聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基。更佳為以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50至100重量%,較佳為70至100重量%)的甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂的具體例,可列舉例如:MITSUBISHI RAYON公司製的ACRYPET VH和ACRYPET VRL20A,日本特開2004-70296號公報所記載的分子內具有環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂、藉由分子內交聯及分子內環化反應所得之高Tg(甲基)丙烯酸系樹脂。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂,從具有高耐熱性、高透明性、高機械強度的觀點來看,特佳為具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂。
上述具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂可列舉:日本特開2000-230016號公報、日本特開2001-151814號公報、日本特開2002-120326號公報、日本特開2002-254544號公報、日本特開2005-146084號公報等所記載的具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂。
上述具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂,質量平均分子量(有時亦稱為重量平均分子量)較佳為1000至2000000,更佳為5000至1000000,又更佳為10000至500000,特佳為50000至500000。
上述具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂從耐久性的觀點來看,Tg(玻璃轉移溫度)較佳為115℃以上,更佳為125℃以上,又更佳為130℃以上,特佳為135℃,最佳為140℃以上。上述具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂的Tg之上限值並未特別限定,惟從成形性等的觀點來看,較佳為170℃以下。
保護膜較佳為透明無色。保護膜的波長590nm之厚度方向的相位差值Rth(590)較佳為-90nm至+90nm,更佳為-80nm至+80nm,又更佳為-70nm至+70nm。
於保護膜之與偏光層側為相反之側的表面,亦可進行硬塗處理、抗反射處理、防黏處理、防眩光處理等。
保護膜的厚度可採用任意適當的厚度,較佳為200μm以下,更佳為1至200μm,又更佳為3至150μm,特佳為5至100μm。
(貼合層)
設於光學積層體的貼合層,可使用習知的黏著劑層或接著劑層。
黏著劑層係使用黏著劑而形成之層。本說明書中,所謂黏著劑係藉由將其本身鋪設於面板等被附著體而展現接著性者,亦即所謂的感壓型接著
劑(pressure sensitive adhesive)。黏著劑可使用以往習知的光學透明性優良之黏著劑,而無特別限制,例如可使用具有丙烯酸系、胺酯系、聚矽氧系、聚乙烯醚系等基質聚合物的黏著劑。黏著劑層的厚度可為3μm以上,亦可為5μm以上,又可為35μm以下,亦可為30μm以下。
黏著劑層亦可包含紫外線吸收劑、使用了離子性化合物等的抗靜電劑、溶劑、交聯觸媒、賦黏樹脂(膠黏劑(tackifier))、塑化劑、軟化劑、染料、顏料、無機填充物等添加劑。
接著劑層可藉由使接著劑中的硬化性成分硬化來形成。用以形成接著劑層的接著劑係感壓型接著劑(黏著劑)以外的接著劑,可列舉例如:水系接著劑、紫外線硬化型接著劑等活性能量射線硬化型接著劑。
[實施例]
以下列示實施例以更具體說明本發明,但本發明不限於此等例子。實施例及比較例中的「%」及「份」若未特別說明則為質量%及質量份。
<水平定向液晶層(相位差層)的製作>
(1)水平定向膜形成用組成物的製備
將下述結構之光定向性材料5份(重量平均分子量:30000)與環戊酮(溶劑)95份作為成分並進行混合,將所得之混合物於80℃攪拌1小時,得到水平定向膜形成用組成物。
(2)聚合性液晶化合物的製備
分別製備具有下述分子結構的聚合性液晶化合物(X1)及聚合性液晶化合物(X2)。聚合性液晶化合物(X1)係依照日本特開2010-31223號公報記載的方法製造。又,聚合性液晶化合物(X2)係依照日本特開2009-173893號公報記載的方法製造。
聚合性液晶化合物(X1):
聚合性液晶化合物(X2):
使聚合性液晶化合物(X1)1mg溶解於四氫呋喃50mL中而得到溶液。將所得之溶液放入光路徑長1cm的測量用容器,以作為測量用試料。將測量用試料設置於紫外可見分光光度計(島津製作所股份有限公司製「UV-2450」)並測量吸收光譜,從所得之吸收光譜讀取成為最大吸收的波長,結果,在波長300至400nm之範圍內的最大吸收波長λ max為350nm。
(3)用以形成水平定向液晶層的聚合性液晶組成物(A1)的製備
以質量比90:10將聚合性液晶化合物(X1)及聚合性液晶化合物(X2)混合,得到混合物。相對於所得之混合物100份,添加調平劑「BYK-361N」(BM Chemie公司製)0.1份與作為光聚合起始劑的2-二甲胺基-2-苄基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(BASF JAPAN股份有限公司製「Irgacure(註冊商標)369(Irg369)」)6份。再者,以使
固體成分濃度成為13%的方式添加N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)。將此混合物於80℃攪拌1小時,得到用以形成水平定向液晶層的聚合性液晶組成物(A1)。
(4)水平定向液晶層的製作
在日本ZEON股份有限公司製的COP膜(ZF-14-50)上實施電暈處理後,以棒塗機塗佈上述所得之水平定向膜形成用組成物,於80℃乾燥1分鐘,使用偏光UV照射裝置(SPOT CURE SP-9;USHIO股份有限公司製),以在波長313nm之累積光量:100mJ/cm2實施偏光UV曝光,得到水平定向膜。以橢圓偏光儀(ellipsometer)測量所得之水平定向膜的膜厚,結果為200nm。
然後,使用棒塗機將上述所得之聚合性液晶組成物(A1)塗佈於水平定向膜上,於120℃加熱60秒後,使用高壓汞燈(UNICURE VB-15201BY-A,USHIO股份有限公司製),從塗佈有聚合性液晶組成物(A1)的面照射紫外線(氮氣環境下,波長365nm之累積光量:500mJ/cm2),藉此形成水平定向液晶層,得到具有COP膜/水平定向膜/水平定向液晶層之層結構的積層結構體(A1)。確認COP膜無相位差後,使用王子計測機器股份有限公司製的KOBRA-WPR,測量積層結構體(A1)的在波長450nm及波長550nm之面內相位差值ReA(450)及ReA(550),結果ReA(550)為139nm,算出ReA(450)/ReA(550),結果為0.87。
<含色素層的製作>
(5)用以形成含色素層的聚合性液晶組成物(C1)之製備
如下述方式,相對於將下述聚合性液晶化合物(X3)及聚合性液晶化合物(X4)以質量比90:10混合而成的聚合性液晶化合物之混合體100份,添加調平劑「F-556」(DIC公司製)0.25份、下述二色性色素A 0.9份、作為光聚合起始劑的2-二甲胺基-2-苄基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(BASF JAPAN股份有限公司製「Irgacure
(註冊商標)369(Irg369)」)6份。再者,以使固體成分濃度成為25%的方式添加鄰二甲苯。將此混合物於80℃攪拌30分鐘,得到用以形成含色素層的聚合性液晶組成物(C1)。
聚合性液晶化合物(X3)及(X4)係根據Lub等人之於Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)所記載的方法合成。
聚合性液晶化合物(X3):
聚合性液晶化合物(X4):
二色性色素A(最大吸收波長592nm(在氯仿溶液中測量)):
(6)含色素層1的製作
使矽烷偶合劑「KBE-9103」(信越化學工業股份有限公司製)溶解於將乙醇與水以9:1(重量比)的比例混合而成的混合溶劑中,得到固體成分濃度為1%的垂直定向膜形成用組成物。準備在日本ZEON股份有限公司製的COP膜(ZF-14-50)上形成有硬塗層(HC層)的HC-COP膜1。在此HC-COP膜1的硬塗層側實施電暈處理後,以棒塗機塗佈垂直定向膜形成用組成物,於120℃乾燥1分鐘,得到垂直定向膜。以橢圓偏光儀測量所得之垂直定向膜的膜厚,結果為100nm。
然後,使用棒塗機在所得之垂直定向膜上塗佈聚合性液晶組成物(C1),於120℃乾燥1分鐘後,使用高壓汞燈(UNICURE VB-15201BY-A,USHIO股份有限公司製),從塗佈有聚合性液晶組成物(C1)的面側照射紫外線(在氮氣環境下,波長365nm之累積光量:500mJ/cm2),藉此形成含色素層1,得到具有COP膜/硬塗層/垂直定向膜/含色素層1之層結構的積層結構體(D1)。以橢圓偏光儀(日本分光股份有限公司製M-220)測量含色素層1的厚度,結果為0.6μm。
(7)含色素層1的吸光度測量
隔著厚度25μm的感壓式黏著劑層(LINTEC公司製),將上述(6)所得之積層結構體(D1)與縱向4cm×橫向4cm×厚度0.7mm的玻璃貼合,得到測量用樣本。測量用樣本係以使積層結構體(D1)的含色素層1側成為玻璃側的方式製作。將測量用樣本設置於紫外可見分光光度計(島津製作所股份有限公司製「UV-2450」),決定波長400至750nm的最大吸收波長(λ max)、上述式(1)及式(2)中的吸光度AxC及AxC(z=60)。針對吸光度AxC,係以使測量用樣本的在波長800nm之吸光度成為零的方式進行修正後予以測量。針對AxC(z=60),亦設置測量用樣本並使其傾斜,以使在波長800nm的吸光度成為零的方式進行修正之後予以測量。波長400至750nm的最大吸收波長(λ max)為598nm,AxC為0.005,AxC(z=60)為0.073,AxC(z=60)/AxC為14.6。
(8)含色素層2的製作
除了變更棒塗機、變更聚合性液晶組成物(C1)的塗佈厚度之外,係以與含色素層1相同的方式製作含色素層2,得到具有COP膜/硬塗層/垂直定向膜/含色素層2之層結構的積層結構體(D2)。以橢圓偏光儀(日本分光股份有限公司製M-220)測量含色素層2的厚度,結果為1.2μm。
(9)含色素層2的吸光度測量
以與含色素層1之吸光度測量相同的方式測量含色素層2的吸光度。波長400至750nm的最大吸收波長(λ max)為598nm,AxC為0.010,AxC(z=60)為0.15,AxC(z=60)/AxC為15.0。
(10)用以形成含色素層的聚合性液晶組成物(C2)之製備
除了將二色性色素A的份數變更成相對於聚合性液晶化合物之混合體100份為1.8份之外,以與聚合性液晶組成物(C1)的製備相同的方式,得到用以形成含色素層的聚合性液晶組成物(C2)。
(11)含色素層3的製作
除了將聚合性液晶組成物(C1)變更為聚合性液晶組成物(C2)之外,以與含色素層1的製作相同的方式形成含色素層3,得到具有COP膜/硬塗層/垂直定向膜/含色素層3之層結構的積層結構體(D3)。以橢圓偏光儀(日本分光股份有限公司製M-220)測量含色素層3的厚度,為0.6μm。
(12)含色素層3的吸光度測量
以與含色素層1之吸光度測量相同的方式測量含色素層3的吸光度。波長400至750nm的最大吸收波長(λ max)為598nm,AxC為0.010,AxC(z=60)為0.15,AxC(z=60)/AxC為15.0。
(13)含色素層4的製作
除了變更棒塗機、變更聚合性液晶組成物(C2)的塗佈厚度之外,以與含色素層3相同的方式製作含色素層4,得到具有COP膜/硬塗層/垂直定向膜/含色素層4之層結構的積層結構體(D4)。以橢圓偏光儀(日本分光股份有限公司製M-220)測量含色素層4的厚度,結果為1.2μm。
(14)含色素層4的吸光度測量
以與含色素層1之吸光度測量相同的方式測量含色素層4的吸光度。波長400至750nm的最大吸收波長(λ max)為598nm,AxC為0.010,AxC(z=60)為0.28,AxC(z=60)/AxC為28.0。
(15)水系接著劑的製備
相對於100份的水,使3份的羧基改性聚乙烯醇[從Kuraray股份有限公司取得的商品名稱「KL-318」]溶解,在該水溶液中添加1.5份的屬於水溶性環氧樹脂的聚醯胺環氧系添加劑[從田岡化學工業股份有限公司取得的商品名稱「SumirezResin(註冊商標)650(30)」,固體成分濃度30%的水溶液],製備水系接著劑。
(16)紫外線硬化型接著劑組成物的製備
將下述所示的陽離子硬化性成分a1至a3及陽離子聚合起始劑混合後,再混合下述所示的陽離子聚合起始劑及敏化劑,將所得之混合物進行脫泡,製備紫外線硬化型接著劑組成物。另外,下述的摻合量係以固體成分量為基準。
.陽離子硬化性成分a1(70份):
3’,4’-環氧環己烷羧酸3’,4’-環氧環己基甲酯(商品名稱:CEL2021P,DAICEL股份有限公司製)
.陽離子硬化性成分a2(20份):
新戊二醇二縮水甘油醚(商品名稱:EX-211,Nagase ChemteX股份有限公司製)
.陽離子硬化性成分a3(10份):
2-乙基己基縮水甘油醚(商品名稱:EX-121,Nagase ChemteX股份有限公司製)
.陽離子聚合起始劑(2.25份(固體成分量)):
商品名稱:CPI-100(San-Apro股份有限公司製)的50%丙烯碳酸酯溶液
.敏化劑(2份):
1,4-二乙氧基萘
<偏光板的製作>
(17)偏光層的製作
將厚度20μm的聚乙烯醇系樹脂膜進行延伸,以碘染色,得到在聚乙烯醇系樹脂膜中吸附定向有碘的偏光層(厚度8μm)。該延伸的總延伸倍率為5.2倍。
(18)偏光板的製作
準備在環狀聚烯烴系樹脂膜(COP膜)(厚度13μm)的單面形成有硬塗層(HC層)(厚度3μm)的硬塗環狀烯烴系樹脂膜(HC-COP膜2)。此HC-COP膜2的在HC層側表面的鉛筆硬度為5B。在上述(17)中所得之偏光層的一面上,隔著上述(15)中製備的水系接著劑貼合該HC-COP膜2的COP膜側(與HC層側為相反之側)。該HC-COP膜2的在波長550nm之面內相位差值Re(550)為0(零)nm,使用積分球式透光率測量裝置(Suga Test Instruments股份有限公司製「Haze Meter Hz-V3」),依照JIS K7105測量總透光率Ht(%),結果為0.1%。
以偏光板的偏光層側作為入射面,使用分光光度計(V7100,日本分光股份有限公司製)確認光學特性,結果,發光因數修正單體穿透率為42.1%,發光因數修正偏光度為99.996%,單體色相a為-1.1,單體色相b為3.7。
<光學積層體(製造中間體)的製作>
[實施例1]
(光學積層體(E1)的製作)
準備在環狀聚烯烴系樹脂膜(COP膜)(厚度13μm)的單面形成有硬塗層(HC層)(厚度3μm)的硬塗環狀烯烴系樹脂膜(厚度16μm)(以下有時亦稱為「16HC-COP膜」),以作為設有硬塗層之保護膜。該16HC-COP膜的在HC層側表面的鉛筆硬度為3B。在該16HC-COP膜的硬塗層側貼合保護膜。在16HC-COP膜的COP膜側(與硬塗層側為相反之側),隔著上述(16)中製備的紫外線硬化型接著劑組成物(厚度2μm),以使含色素層側成為16HC-COP膜側的方式貼合上述所得之積層結構體(D1)。之後,從積層結構體(D1)側(COP膜側),藉由附帶式輸送機(belt conveyor)的紫外線照射裝置(燈係使用Fusion UV systems公司製的「H bulb」),以成為UVA區域中的照射強度為390W/cm2、累積光量為420mJ/cm2的方式,並以成為UVB區域中400mW/cm2、累積光量為400mJ/cm2的方式照射紫外線,使紫外線硬化型接著劑組成物硬化而形成接著劑層,得到積層體。此積層體具有保護膜/硬塗層(鉛筆硬度3B)/COP膜/接著劑層(紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層)/含色素層1/垂直定向膜/硬塗層/COP膜的層結構。然後,將所得之積層體的COP膜(ZF-14-50)剝離,在露出的面上隔著黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,5μm)貼合上述(18)所得之偏光板的HC-COP膜2側。
其次,在上述已貼合於積層體的偏光板之偏光層側,隔著黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,5μm),以使水平定向液晶層側成為偏光板側的方式貼合上述(4)中所得之積層結構體(A1),並將COP膜(ZF-14-50)剝離而得到光學積層體(E1)。此時,以使由偏光層的吸收軸與水平定向液晶層的慢軸所形成之角成為45°的方式進行貼合。光學積層體(E1)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度3B)/COP膜/接著劑層(紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層)/含色素層1/垂直定向膜/硬塗層/黏著劑層/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接著劑層(水系接著劑的硬
化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜。針對此光學積層體(E1)所使用的黏著劑層,當使用積分球式透光率測量裝置(Suga Test Instruments股份有限公司製「Haze Meter Hz-V3」)並依照JIS K7105測量總透光率Ht(%)時,結果為0.1%。
[實施例2]
(光學積層體(E2)的製作)
除了將積層結構體(D1)變更為積層結構體(D2),並將紫外線硬化型接著劑組成物變更為黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,5μm),且在與積層結構體(D2)貼合後不進行紫外線照射之外,以與光學積層體(E1)的製作相同的方式製作光學積層體(E2)。光學積層體(E2)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度3B)/COP膜/黏著劑層/含色素層2/垂直定向膜/硬塗層/黏著劑層/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接著劑層(水系接著劑的硬化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜。當針對此光學積層體(E2)中所使用之任一黏著劑層,使用積分球式透光率測量裝置(Suga Test Instruments股份有限公司製「Haze Meter Hz-V3」)並依照JIS K7105測量總透光率Ht(%)時,結果皆為0.1%。
[實施例3至5]
除了將積層結構體(D1)變更為積層結構體(D2)至(D4)之外,以與光學積層體(E1)的製作相同的方式製作光學積層體(E3)至(E5)。
<垂直定向液晶層的製作>
(19)垂直定向液晶層1的製作
相對於屬於聚合性液晶化合物的Paliocolor LC242(BASF公司註冊商標)100份,添加0.1份之F-556作為調平劑以及3份之Irgacure 369作為聚合起始劑。以使固
體成分濃度成為13%的方式添加環戊酮,得到聚合性液晶組成物(C3)。其次,除了使用聚合性液晶組成物(C3)之外,以與上述(6)說明之含色素層1的製作相同的方式,在已形成於硬塗層上的垂直定向膜上形成垂直定向液晶層1,得到積層結構體(D5)。
(20)垂直定向液晶層1之厚度方向的相位差之測量
為了確認垂直定向液晶層1中的聚合性液晶化合物的定向狀態,係在確認COP膜無相位差之後,使用王子計測機器股份有限公司製KOBRA-WPR,測量積層結構體(D5)之厚度方向的相位差值,以作為垂直定向液晶層1之厚度方向的相位差值RthC。附帶說明,因前述量測設備無法測量在可見光具有各向異性吸收之膜的相位差,故測量經去除二色性色素的垂直定向液晶硬化膜的RthC(λ)以作為參考。測量中,係改變光對於積層結構體(D5)的入射角,並測量垂直定向液晶層1的正面相位差值、以及在以快軸為中心而傾斜40°時的相位差值。各波長中的平均折射率係使用日本分光股份有限公司製的橢圓偏光儀M-220進行測量。又,垂直定向液晶層1的厚度係使用Hamamatsu Photonics股份有限公司製的Optical NanoGauge膜厚計C12562-01進行測量。依上述測量的正面相位差值、以快軸為中心傾斜40°時的相位差值、平均折射率、垂直定向液晶層1的厚度之值,參考王子計測機器技術資料(http://www.oji-keisoku.co.jp/products/kobra/reference.html)算出3維折射率。從所得之3維折射率,以上述式(7)算出垂直定向液晶層1之厚度方向的相位差值RthC(λ)。其結果係RthC(550)為-70nm,RthC(450)/RthC(550)為1.10。
(21)垂直定向液晶層2的製作
除了變更棒塗機、變更聚合性液晶組成物(C3)的塗佈厚度之外,以與垂直定向液晶層1的製作相同的方式形成垂直定向液晶層2,得到積層結構體(D6)。
(22)垂直定向液晶層2之厚度方向的相位差之測量
以與垂直定向液晶層1的厚度方向之相位差的測量相同的方式算出垂直定向液晶層2之厚度方向的相位差值RthC(λ)。其結果係RthC(550)為-140nm,RthC(450)/RthC(550)為1.10。
<光學積層體的製作>
[實施例6]
(光學積層體(F1)的製作)
在實施例1所製作的光學積層體(E1)的積層結構體(A1)之水平定向膜側,隔著使用上述(16)中製備的紫外線硬化型接著劑所形成之接著劑層(厚度2μm),以使垂直定向液晶層1側成為光學積層體(E1)側的方式,貼合上述(19)製作的積層結構體(D5)。然後,從積層結構體(D5)側(COP膜側),藉由附有帶式輸送機的紫外線照射裝置(燈係使用Fusion UV systems公司製的「H bulb」),以在UVA區域中使照射強度成為390W/cm2且累積光量成為420mJ/cm2的方式,並以在UVB區域中成為400mW/cm2且累積光量成為400mJ/cm2的方式,照射紫外線,使紫外線硬化型接著劑組成物硬化,形成接著劑層,剝離COP膜(ZF-14-50)而得到光學積層體(F1)。光學積層體(F1)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度3B)/COP膜/接著劑層(紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層)/含色素層1/垂直定向膜/硬塗層/黏著劑層/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接著劑層(水系接著劑的硬化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜/接著劑層(紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層)/垂直定向液晶層1/垂直定向膜/硬塗層。
(附黏著劑層之光學積層體(G1)的製作)
在光學積層體(F1)的積層結構體(D5)的垂直定向液晶層側,貼合黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,25μm),得到附黏著劑層的光學積層體(G1)。附黏著劑層的光學積層體(G1)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度3B)/COP膜/接著劑層(紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層)/含色素層1/垂直定向膜/硬塗層/黏著劑層/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接著劑層(水系接著劑的硬化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜/接著劑層(紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層)/垂直定向液晶層1/垂直定向膜/硬塗層/黏著劑層。
[實施例7至9]
除了將光學積層體(E1)變更為表1所示的光學積層體(實施例3至5所得之光學積層體)之外,以與光學積層體(F1)及附黏著劑層的光學積層體(G1)之製作相同的方式,製作光學積層體(F2)至(F4)及附黏著劑層之光學積層體(G2)至(G4)。
[實施例10]
除了將用以積層垂直定向液晶層的積層結構體(D5)變更為上述(21)製作的積層結構體(D6)之外,以與光學積層體(F2)及附黏著劑層之光學積層體(G2)的製作相同的方式,製作光學積層體(F5)及附黏著劑層之光學積層體(G5)。
[實施例11]
除了將光學積層體(E1)變更為實施例2中所得之光學積層體(E2)之外,以與光學積層體(F2)及附黏著劑層之光學積層體(G2)的製作相同的方式,製作光學積層體(F6)及附黏著劑層之光學積層體(G6)。
[比較例1]
(光學積層體(F7)的製作)
在上述(18)製作的偏光板之16HC-COP膜的硬塗層側貼合保護膜,在偏光層側隔著黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,5μm),以使水平定向液晶層側成為偏光板側的方式,貼合上述(4)所得之積層結構體(A1),將COP膜(ZF-14-50)剝離而得到光學積層體(E6)。光學積層體(E6)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接著劑層(水系接著劑的硬化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜。針對此光學積層體(E6)中使用之黏著劑層,使用積分球式透光率測量裝置(Suga Test Instruments股份有限公司製「Haze Meter Hz-V3」),依據JIS K7105測量總透光率Ht(%)時,結果為0.1%。
在上述所得之光學積層體(E6)的積層結構體(A1)的水平定向膜側,隔著黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,5μm),將上述(6)製作的積層結構體(D1)以使含色素層1側成為光學積層體(E1)側的方式貼合,將COP膜剝離而得到光學積層體(F7)。光學積層體(F7)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接著劑層(水系接著劑的硬化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜/黏著劑層/含色素層1/垂直定向膜/硬塗層。
以與垂直定向液晶層1之厚度方向的相位差之測量相同的方式算出含色素層1之厚度方向的相位差值RthC(λ)。結果係RthC(550)為-70nm,RthC(450)/RthC(550)為1.10。
(附黏著劑層之光學積層體(G7)的製作)
在光學積層體(F7)的積層結構體(D1)的垂直定向液晶層側貼合黏著劑層(LINTEC公司製,感壓式黏著劑,25μm),得到附黏著劑層之光學積層體(G7)。附黏著劑層之光學積層體(G7)的層結構為保護膜/硬塗層(鉛筆硬度5B)/COP膜/接
著劑層(水系接著劑的硬化物層)/偏光層/黏著劑層/水平定向液晶層(相位差層)/水平定向膜/黏著劑層/含色素層1/垂直定向膜/硬塗層/黏著劑層。
[比較例2]
除了將積層結構體(D1)變更為上述(8)中製作的積層結構體(D2)之外,以與光學積層體(F7)及附黏著劑層之光學積層體(G7)的製作相同的方式,製作光學積層體(F8)及附黏著劑層之光學積層體(G8)。
以與垂直定向液晶層1之厚度方向的相位差之測量相同的方式算出含色素層2之厚度方向的相位差值RthC(λ)。其結果係RthC(550)為-140nm,RthC(450)/RthC(550)為1.10。
[比較例3]
除了將積層結構體(D1)變更為上述(19)製作的積層結構體(D5)之外,以與光學積層體(F7)及附黏著劑層之光學積層體(G7)的製作相同的方式,製作光學積層體(F9)及附黏著劑層之光學積層體(G9)。
<評估>
(初始的附黏著劑層之光學積層體的評估)
從SAMSUNG公司製「GalaxyS5」去除前表面玻璃及偏光板,取出顯示裝置。貼合由上述方法製作的附黏著劑層之光學積層體的黏著劑層側,並剝離保護膜。然後,在顯示裝置的電源為OFF的狀態(顯示黑色時),確認從正面方向及斜向視認時的反射色相,依下述評估基準進行評估。結果顯示於表1及表2。
[評估基準]
A:未感覺到著色感
B:稍微感覺到著色感
C:感覺到著色感
D:明顯感覺到著色感
繼而,使用相同的樣本,開啟顯示裝置的電源並將亮度調到最大之後,將藍光屏蔽功能及色彩平衡變更等改變畫面顯示顏色的設定全部關閉,在顯示白色畫面的狀態下(顯示白色時)(顯示出HTML的色彩編碼# FFFFFF的狀態),確認從正面方向及斜向視認時的色相,並依上述評估基準進行評估。
(耐熱試驗後的附黏著劑層之光學積層體的評估)
將由上述方法製作出的附黏著劑層之光學積層體投入至溫度設為80℃的烘箱,進行保持240小時的耐熱試驗。針對耐熱試驗後的附黏著劑層之光學積層體,以與初始的附黏著劑層之光學積層體的評估相同的程序來進行評估。結果顯示於表1及表2。
1:光學積層體
11:含色素層
12:偏光層
13:相位差層
15:保護膜(第1保護膜)
16:硬塗層(第1硬塗層)
Claims (16)
- 一種光學積層體,係依序包含:含色素層、偏光層、及具有面內相位差之相位差層,其中,前述含色素層包含在波長400nm以上750nm以下之範圍具有最大吸收的二色性色素,並且滿足下式(1)及下式(2)的關係,0.001≦AxC≦0.3 (1)AxC(z=60)/AxC>2 (2)式(1)及式(2)中,AxC為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示在x軸方向振動的直線偏光之吸光度;AxC(z=60)為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示以y軸為旋轉軸而使前述含色素層旋轉60°時在前述x軸方向振動的直線偏光之吸光度;前述x軸表示前述含色素層之面內的任意方向,前述y軸表示前述含色素層之面內與前述x軸垂直的方向。
- 如請求項1所述之光學積層體,其係積層體的製造中間體,該積層體依序包含:前述含色素層、前述偏光層、前述相位差層、以及在使聚合性液晶化合物於前述光學積層體之積層方向定向之狀態下硬化而成的垂直定向液晶層。
- 一種光學積層體,係依序包含:含色素層、偏光層、具有面內相位差之相位差層、及垂直定向液晶層,其中,前述垂直定向液晶層係在使聚合性液晶化合物於前述光學積層體之積層方向定向之狀態下硬化而成的硬化物層;前述含色素層包含在波長400nm以上750nm以下之間具有最大吸收的二色性色素,並且滿足下式(1)及下式(2)的關係,0.001≦AxC≦0.3 (1)AxC(z=60)/AxC>2 (2)式(1)及式(2)中,AxC為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示在x軸方向振動的直線偏光之吸光度,AxC(z=60)為前述含色素層的在波長400nm以上750nm以下之範圍內的最大吸收波長之吸光度,且表示以y軸為旋轉軸而使前述含色素層旋轉60°時在前述x軸方向振動的直線偏光之吸光度;前述x軸表示前述含色素層之面內的任意方向,前述y軸表示前述含色素層之面內與前述x軸垂直的方向。
- 如請求項1至3中任一項所述之光學積層體,其中,前述含色素層更含有:在使聚合性液晶化合物於前述光學積層體之積層方向定向之狀態下硬化而成的硬化物。
- 如請求項1至4中任一項所述之光學積層體,其中,前述相位差層為水平定向液晶層,該水平定向液晶層係在使聚合性液晶化合物於與前述光學積層體之積層方向為正交的方向定向之狀態下硬化而成者。
- 如請求項1至5中任一項所述之光學積層體,其中,前述相位差層滿足下式(3)的關係:ReA(450)/ReA(550)<1.00 (3)式(3)中,ReA(450)及ReA(550)分別表示前述相位差層的在波長450nm及波長550nm之面內相位差值。
- 如請求項1至6中任一項所述之光學積層體,其中,前述相位差層滿足下式(4)的關係:120nm≦ReA(550)≦170nm (4)式(4)中,ReA(550)表示前述相位差層的在波長550nm之面內相位差值。
- 如請求項1至7中任一項所述之光學積層體,其中,由前述偏光層的吸收軸與前述相位差層的慢軸所形成之角度係在45°±5°之範圍內。
- 如請求項1至8中任一項所述之光學積層體,其中,前述二色性色素為偶氮色素。
- 如請求項1至9中任一項所述之光學積層體,其中,前述含色素層滿足下述[a1]至[a3]中之任一項;[a1]在波長400nm以上且未達550nm之範圍及在波長550nm以上且未達7000nm之範圍兩者均具有最大吸收;[a2]在波長400nm以上且未達550nm之範圍具有最大吸收,在波長550nm以上700nm以下之範圍不具有最大吸收;[a3]在波長400nm以上且未達550nm之範圍不具有最大吸收,在波長550nm以上700nm以下之範圍具有最大吸收。
- 如請求項1至10中任一項所述之光學積層體,其中,在前述含色素層之與前述偏光層側為相反之側更含有硬塗層。
- 如請求項1至11中任一項所述之光學積層體,其中,在前述含色素層之與前述偏光層側為相反之側更含有保護膜。
- 如請求項1至12中任一項所述之光學積層體,其中,在前述相位差層與前述垂直定向液晶層之間更具有接著劑層;前述接著劑層係直接相接於前述相位差層及前述垂直定向液晶層。
- 如請求項13所述之光學積層體,其中,前述接著劑層為紫外線硬化型接著劑組成物的硬化物層。
- 一種顯示裝置,係具備請求項1至14中任一項所述之光學積層體,其中,前述光學積層體係以使前述含色素層較前述偏光層更靠近視認側的方式配置。
- 如請求項15所述之顯示裝置,其為有機EL顯示裝置。
Applications Claiming Priority (6)
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