TWI672361B - 複層膜、其用途及製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種複層膜,具備:長條狀第一基材;及含有硬化液晶分子的光學異方性層,其係直接形成在前述第一基材的表面上;前述第一基材的前述表面之表面張力為35~45mN/m,而且藉由延伸而具有配向規制力,前述光學異方性層係具有沿著與前述第一基材藉由延伸的配向方向為大略相同方向之遲相軸;以及一種具有該光學異方性層之光學補償片、λ/4波長板、偏光板、圓偏光板、液晶顯示裝置、有機電激發光顯示裝置及其製造方法。

Description

複層膜、其用途及製造方法
本發明係有關於一種具有光學異方性層之複層膜及光學異方性積層體。而且,本發明係有關於一種具有該光學異方性層之光學補償片、λ/4波長板、偏光板、圓偏光板、液晶顯示裝置、有機電激發光顯示裝置、及製造方法。
相位差板、亦即具有相位差之光學構件,係被廣泛地使用作為液晶顯示裝置及有機電激發光顯示裝置等的各種顯示裝置的構成要素。
作為用以得到相位差板的方法之一,已知將能夠呈現液晶相之化合物,在呈現液晶相的狀態下,成形為固體薄膜之方法。作為此種方法的例子,可舉出將含有具有聚合性且能夠呈現液晶相的聚合性液晶化合物之組成物,塗佈在適當基材的表面而成為層,藉由使層內的聚合性液晶化合物配向且維持在配向後的狀態使其聚合,來形成具有光學異方性之薄膜之方法。使用此種方法時,能夠得到使相位差在面內均勻地顯現之相位差板,又,藉由適當地選擇聚合性液晶化合物,能夠得到使相同相位差在可見光波長區域產生之相位差板(例如專利文獻1)。
作為使能夠呈現此種液晶相的化合物配向之方法,通常係 進行塗佈含有能夠對基材表面賦予配向規制力且在其上呈現液晶相的化合物之組成物,而且預先在適合配向的條件下進行。作為對基材表面賦予配向規制力之方法的例子,可舉出藉由摩擦之方法(例如專利文獻2~3)。又,亦已知藉由使用經施行延伸處理之薄膜作為基材,來使液晶化合物配向在薄膜上而有效率地進行製造(例如專利文獻4)。
先前技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本特開平11-52131號公報
[專利文獻2]日本特開2010-151971號公報
[專利文獻3]日本特開2002-098836號公報(對應外國公報:歐洲專利申請公開第1079244號說明書)
[專利文獻4]日本特開平3-9325號公報(對應外國公報;美國專利第5132147號說明書)
但是摩擦處理時,係在其處理步驟中有因產生靜電致使異物混入、和配向規制力不足等的問題點。又,即便使用經施行延伸處理的薄膜時,亦有配向規制力不足之問題,其結果,使用在顯示裝置時有無法得到充分的配向性用以使顯示品質成為良好者之問題點。
因而,本發明之目的,係提供一種具有光學異方性層之複層膜,其能夠有效率地製造且使用在顯示裝置時能夠 得到充分的配向性,用以使顯示品質成為良好者;以及一種具有該光學異方性層之光學補償片、λ/4波長板、偏光板、圓偏光板、液晶顯示裝置、有機電激發光顯示裝置及其製造方法。
為了解決前述課題,本發明者進行研討之結果,發現藉由使用藉由延伸而具有配向規制力且具有特定表面張力者作為形成光學異方性層之基材,能夠解決上述課題而完成了本發明。
亦即,依照本發明,能夠提供以下事項。
[1]一種複層膜,具備:長條狀第一基材;及含有硬化液晶分子的光學異方性層,其係直接形成在前述第一基材的表面上;前述第一基材的前述表面之表面張力為35~45mN/m,而且藉由延伸而具有配向規制力,前述光學異方性層係具有沿著與前述第一基材藉由延伸的配向方向為大略相同方向之遲相軸。
[2]如[1]所述之複層膜,其中前述第一基材係由複數層所構成。
[3]如[1]或[2]所述之複層膜,其中前述硬化液晶分子為圓盤狀液晶化合物的硬化物。
[4]如[1]或[2]所述之複層膜,其中前述硬化液晶分子為棒狀液晶化合物的硬化物。
[5]一種製造方法,係如[1]至[4]項中任一項所述之複層膜的製造方法,包含以下步驟: 將含有硬化性液晶化合物的液晶組成物塗佈在長條狀第一基材上,來形成液晶組成物層;使在前述液晶組成物層之硬化性液晶化合物,沿著與前述第一基材藉由延伸的配向方向為大略相同方向而水平配向或混合配向;及使前述硬化性液晶化合物聚合而形成硬化液晶分子。
[6]如[5]所述之製造方法,其中前述液晶組成物為表面張力20~35mN/m的液體。
[7]一種光學補償片,係將光學異方性層從如[1]、[2]或[3]所述之複層膜剝離且將前述光學異方性層貼合在第二基材而成。
[8]一種λ/4波長板,係將光學異方性層從如[1]、[2]或[4]所述之複層膜剝離且將前述光學異方性層貼合在第二基材而成。
[9]一種偏光板,係具備如[7]所述之光學補償片。
[10]一種圓偏光板,係具備如[8]所述之λ/4波長板。
[11]一種液晶顯示裝置,係具備如[9]所述之偏光板。
[12]一種有機電激發光顯示裝置,係具備如[10]所述之圓偏光板。
本發明之複層膜、光學補償片、λ/4波長板、偏光板、圓偏光板:液晶顯示裝置、及有機電激發光顯示裝置係長條狀,藉由使用因延伸而具有配向規制力之第一基材,在光學異方性層之配向性係成為充分而能夠使顯示品質成為良好 者,而且能夠有效率地製造。特別是使用藉由傾斜延伸而賦予配向規制力之第一基材時,係具備適合λ/4波長板、圓偏光板之光學異方性層且能夠有效率地製造。又,本發明的複層膜的製造方法係能夠有效率地製造該複層膜。
11‧‧‧圓盤狀液晶化合物
15、21、22、31-34‧‧‧箭號
300‧‧‧圓偏光板
301‧‧‧發光面板
302‧‧‧λ/4波長板
303‧‧‧λ/2波長板
304‧‧‧偏光鏡
A31‧‧‧短尺寸方向
A32‧‧‧遲相軸
A33‧‧‧遲相軸
A34‧‧‧偏光板的吸收軸
401‧‧‧細管
402‧‧‧液滴
θ 32、θ 33‧‧‧順時針旋轉位移
ds、de‧‧‧液滴徑
第1圖係示意性地顯示圓盤狀液晶化合物的混合配向狀態之斜視圖。
第2圖係示意性地顯示圓盤狀液晶化合物的混合配向狀態之上視圖。
第3圖係顯示在實施例7之圓偏光板的構成要素之分解斜視圖。
第4圖係說明使用懸滴法測定液晶組成物的表面張力之概略圖。
用以實施發明之形態
以下,舉出例示物及實施形態而詳細地說明本發明,但是本發明係不被以下所舉出的例示物及實施形態限定,在不脫離本發明的申請專利範圍及其均等的範圍之範圍,亦可任意地變更而實施。
在本申請案,「偏光板」、「圓偏光板」、「λ/2波長板」、「λ/4波長板」及「相位差板」之具有板狀的形狀之構件,係不被剛直的構件限定,亦可設作薄膜狀之具有可撓性者。
[1.複層膜]
本發明的複層膜係具備長條狀第一基材及光學異方性層。
[1.1.第一基材]
在本發明所使用之第一基材係長條狀基材。在本申請案,所謂「長條狀」,係指相對於寬度具有至少5倍以上的長度之形狀,較佳是具有10倍或是其以上的長度,具體而言,係指具有能夠捲取成為捲物狀而能夠保管或搬運程度的長度之薄膜形狀。相對於薄膜的寬度之長度的比例之上限,係沒有特別限定,例如能夠設為100,000倍以下。
[1.2.第一基材的表面張力]
在本發明使用之第一基材,第一基材之設置光學異方性層側的表面之表面張力為35mN/m~45mN/m。在本申請案,文脈上為清楚明白時,係有將第一基材之設置光學異方性層側的表面簡略敘述為第一基材「表面」之情形。
第一基材表面的表面張力,係以35mN/m以上為佳,較佳為37mN/m以上,另一方面,以45mN/m以下為佳,較佳為40mN/m以下。第一基材表面的表面張力,係能夠藉由適當地選擇構成該表面之材料、在該表面的表面處理條件等而調整成為所需要的範圍。作為此種表面處理的例子,可舉出電暈(corona)處理、電漿處理、及皂化處理。
第一基材表面張力的測定,係例如能夠使用表面張力計、接觸角計,使用純水A3(JIS K0557)作為測定試料液而製造液滴,而且使其滴落在第一基材的樣品表面上來測定。
使用接觸角計測定液滴與第一基材表面的接觸角時,係能夠使用式I的經驗式而算出表面張力。
cosθ=0.0467.γs-1.508 式I
θ:純水的接觸角(degree)、γs為第一基材表面張力(mN/m)。
依照本發明者的研討,相較於第一基材表面的表面張力為上述的範圍外時,第一基材表面的表面張力為上述的範圍內時,使用在顯示裝置時,能夠得到充分的光學異方性層較高的配向性,使其顯示品質良好。其結果,將該光學異方性層使用在液晶顯示裝置或有機電激發光顯示裝置時,能減低白點等,達成良好的顯示品質。所謂光學異方性層具有較高的配向性,係能夠藉由測定光學異方性層的正交尼科耳鏡(crossed Nicol)透射率、及將光學異方性層載置在液晶顯示裝置、有機電激發光顯示裝置等的顯示裝置上且觀察顯示的狀態而進行評價。
[1.3.第一基材的配向規制力]
本發明所使用的第一基材,係藉由延伸而具有配向規制力。亦即,第一基材係藉由對延伸前的基材施行延伸處理來得到之由一層以上的層所構成之薄膜。藉由延伸而產生的配向規制力之顯現方向,係通常與藉由延伸的配向方向一致。所謂藉由延伸的配向方向,係指藉由延伸而產生之構成第一基材的分子配向之方向,通常係與延伸方向本身一致。
第一基材之藉由延伸的配向方向與第一基材的短尺寸方向所構成的角度係能夠設為0~90°。特別是能夠設為大於0°且小於90°的角度。藉由具有在此種範圍的角度之配向方向,能夠使本發明的複層膜成為能夠有效率地製造圓偏光 板等之材料。
又,在某態樣,第一基材的配向方向與第一基材的短尺寸方向所構成的角度係以10°~60°為佳,以40°~50°為特佳。藉由成為此種角度關係,能夠使本發明的複層膜成為能夠有效率地製造特定圓偏光板之材料。具體而言,係能夠有效率地製造直線偏光鏡、及具有一片或二片的相位差板之圓偏光板。
更具體地,係藉由使第一基材的配向方向與第一基材的短尺寸方向所構成的角度成為較佳為15°±5°、22.5±5°、45°±5°、75°±5°、更佳為15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、75°±4°,又更佳為15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、75°±3°之特定範圍,能夠使本發明的複層膜成為能夠有效率地製造特定圓偏光板之材料。
用以將延伸前的基材延伸而成為第一基材之延伸,可以是只有傾斜延伸,亦可以是只有橫向延伸(在第一基材的短尺寸方向之延伸),亦可以將傾斜延伸、縱向延伸(在第一基材的長度方向之延伸)及/或橫向延伸組合而進行。能夠在基材表面產生配向規制力之範圍下,適當地設定進行延伸時之延伸溫度及延伸倍率。
[1.4.第一基材的材料]
第一基材係可以只由1層所構成,亦可以由複數層所構成。
作為由複數層所構成之第一基材的例子,可舉出具備由1層以上的層所構成之支撐物、及設置在另一表面之配向膜者。此時,能夠使第一基材的配向膜側之表面成為設置光學異方性 層之面。
第一基材係只有由1層所構成時,其材料沒有特別限定,能夠使用可藉由賦予雙折射性來對其表面賦予配向規制力之各種樹脂。作為樹脂的例子,可舉出含有各種聚合物之樹脂。聚合物可舉出含脂環式結構的聚合物、纖維素酯、聚乙烯醇、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚碸(polysulfone)、聚醚碸(polyethersulfone)、環氧聚合物、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、聚乙烯、聚丙烯及該等組合。該等之中,從透明性、低吸濕性、尺寸安定性、輕量性等的觀點而言,以含脂環式結構的聚合物及纖維素酯為佳,以含脂環式結構的聚合物為較佳。
在第一基材係具備支撐物及配向膜時,該等材料亦能夠使用作為支撐物的材料。
含脂環式結構的聚合物,係在重複單元中具有脂環式結構之非晶性聚合物,能夠使用在主鏈中含有脂環式結構之聚合物、及在側鏈含有脂環式結構之聚合物之任一種。
脂環式結構例如可舉出環烷結構、環烯結構等,從熱安定性等的觀點而言,係以環烷結構為佳。
構成1個脂環式結構的重複單元之碳數係沒有特別限制,通常為4~30個,以5~20個為佳,較佳為6~15個。
含脂環式結構的聚合物中之具有脂環式結構之重複單元的比例,係能夠按照使用目的而適當地選擇,通常為50重量%以上,以70重量%以上為佳,較佳為90重量%以上。
具有脂環式結構之重複單元太少時,薄膜的耐熱性有低落 之可能性。
含脂環式結構的聚合物,係具體而言可舉出(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)乙烯基脂環式烴聚合物及該等氫化物等。
該等之中,從透明性和成形性的觀點而言,係以降莰烯聚合物及該等氫化物為較佳。
作為降莰烯聚合物,例如可舉出降莰烯單體的開環聚合物、降莰烯單體與能夠開環共聚合的其它單體之開環共聚物、及該等的氫化物;降莰烯單體的加成聚合物、降莰烯單體與能夠共聚合的其它單體之加成共聚物等。該等之中,從透明性的觀點而言,係以降莰烯單體的開環聚合物氫化物為最佳。
上述含脂環式結構的聚合物,例如能夠選自在特開2002-321302號公報等所揭示之習知的聚合物。
含脂環式結構的聚合物之玻璃轉移溫度,係以80℃以上為佳,較佳為100~250℃的範圍。玻璃轉移溫度在此種範圍下,含脂環式結構的聚合物係在高溫下使用不會產生變形和應力,而具有優異的耐久性。
含脂環式結構的聚合物之分子量,係藉由使用環己烷(樹脂不溶解時為甲苯)作為溶劑之凝膠滲透層析法(以下,簡稱為「GPC」)所測得之聚異戊二烯換算(溶劑為甲苯時,係聚苯乙烯換算)的重量平均分子量(Mw),通常為10,000~100,000,以25,000~80,000為佳,較佳為25,000~50,000。
重量平均分子量在此種範圍時,能適當地使薄膜的機械強度及成形加工性能夠高度地平衡。
含脂環式結構的聚合物之分子量分布(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn))係有特別限制,通常為1~10,以1~4為佳,較佳為1.2~3.5的範圍。
含有含脂環式結構的聚合物之樹脂,其分子量2,000以下的樹脂成分(亦即寡聚物(oligomer)成分)的含量,係以5重量%以下為佳,較佳為3重量%以下,更佳為2重量%以下。寡聚物成分之量在前述範圍內時,在表面產生微細的凸部減少,厚度不均變小且面精確度提升。 ,可藉由適當地設定聚合觸媒和氫化觸媒的選擇、聚合、氫化等的反應條件、在將樹脂作為成形用材料而進行丸粒化之步驟之溫度條件等來減少寡聚物成分之含量。寡聚物的成分含量,係能夠藉由前述的GPC而測定。
使用含脂環式結構的聚合物之樹脂作為第一基材的材質時,第一基材的厚度係沒有特別限制,從容易提升生產性、薄型化及輕量化的觀點而言,其厚度係通常1~1000μm,以5~300μm為佳,較佳為30~100μm。
含有含脂環式結構的聚合物之樹脂,亦可只由含脂環式結構的聚合物所構成,但是只要不顯著地損害本發明的效果,亦可含有任意的調配劑。含有含脂環式結構的聚合物之樹脂中之含脂環式結構的聚合物的比例,係以70重量%以上為佳,較佳為80重量%以上。
作為含有含脂環式結構的聚合物之樹脂的較佳具體例,能 夠舉出日本ZEON公司製「ZEONOR 1420、ZEONOR 1420R」。
作為纖維素酯,化表性有纖維素的低級脂肪酸酯(例如:乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素及乙酸丙酸纖維素酯)。低級脂肪酸係意味著每1分子的碳原子數係6以下的脂肪酸。乙酸酯纖維素係包含三乙酸纖維素(TAC)和二乙酸纖維素(DAC)。
乙酸酯纖維素的酯化度,係以50~70%為佳,以55~65%為特佳。重量平均分子量係以70000~120000為佳,以80000~100000為特佳。又,上述乙酸酯纖維素係不僅是乙酸,只要滿足上述酯化度,亦可以是一部分被丙酸、酪酸等的脂肪酸酯化。又,構成第一基材之樹脂,亦可將乙酸纖維素與乙酸酯纖維素以外的纖維素酯(丙酸纖維素及丁酸纖維素等)組合而含有。此時,係以該等纖維素酯的全體滿足上述酯化度為佳。
使用三乙酸纖維素的薄膜時,作為此種薄膜,從環境保護的觀點而言,係以三乙酸纖維素薄膜為特佳,該三乙酸纖維素薄膜,係能夠使用將三乙酸纖維素藉由低溫溶解法或高溫溶解法而溶解在實質上不含有二氯甲烷的溶劑所調製成的三乙酸纖維素膠漿來製造。三乙酸纖維素的薄膜係能夠使用共流延法來製造。共流延法係能夠藉由將三乙酸纖維素的原料碎片溶解在溶劑,在此按照必要添加任意的添加劑來調製溶液(膠漿),將該膠漿從膠漿供給手段(塑模)流延至支撐物上,將流延物進行某種程度乾燥而在被賦予剛性的時點,從支撐物剝離作為薄膜,藉由將該薄膜進一步乾燥而除去溶劑來進行。作為將原料碎片溶解之溶劑的例子,可舉出鹵化烴類(二氯甲烷 等)、醇類(甲醇、乙醇、丁醇等)、酯類(甲酸甲酯、乙酸甲酯等)、醚類(二噁烷(dioxane)、二氧戊烷(dioxolane)、二乙醚等)等。作為添加在膠漿之添加劑的例子,可舉出遲滯值上升劑、可塑劑、紫外線吸收劑、劣化防止劑、滑劑、剝離促進劑等。作為使膠漿流延之支撐物的例子,可舉出水平式的環狀金屬帶及旋轉滾筒。在流延時,能夠將單獨的膠漿進行單層流延,亦能夠將複數層進行共流延。將複數層進行共流處時,係例如能夠以形成低濃度的纖維素酯膠漿層、及接觸其表面及背面而設置之高濃度的纖維素酯膠漿層之方式將複數種膠漿依次流延。作為將薄膜乾燥而除去溶劑之手段的例子,可舉出將薄膜進行搬運且使其通過已將內部設定為適合乾燥的條件之乾燥部之手段。
作為三乙酸纖維素的薄膜之較佳例,可舉出TAC-TD80U(富士照相FILM(股)製)等習知者及在日本發明協會公開技報公技號碼2001-1745號所公開者。三乙酸纖維素薄膜的厚度係沒有特別限定,以20~150μm為佳,以40~130μm為較佳,以70~120μm為更佳。
[1.5.第一基材材料:配向膜]
說明在第一基材係具備支撐物及配向膜時之配向膜的材料。作為配向膜的材料,能夠使用可顯現所需要的表面張力及藉由延伸而產生的配向規制力之聚合物。
作為配向膜的材料之聚合物的例子,能夠舉出纖維素(cellulose)、矽烷偶合劑、聚醯亞胺(polyimide)、聚醯胺(polyamide)、聚乙烯醇、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、矽烷 醇寡聚物(silanol oligomer)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、酚樹脂、聚噁唑(oxazole)、環化聚異戊二烯、該等改性物及該等混合物。以聚乙烯醇為特佳。
必要時,配向膜能藉由使聚合物溶解在水或溶劑之溶液等,使用逆輥凸版塗佈、直輥凹版塗佈、模塗佈、棒塗佈等的塗佈方法塗佈在經電暈放電處理等的表面處理之支撐物上,且使其乾燥來形成。藉由此種步驟來形成具備支撐物及配向膜之延伸前的基材,進而將其延伸,而能夠使用作為第一基材。第一基材之配向膜的厚度係沒有特別限定,能夠調整成為能夠得到所需要的配向規制力之厚度。配向膜的厚度係以0.050μm以上為佳,較佳為0.1μm以上,另一方面,以10μm以下為佳,較佳為5μm以下。
[1.6第一基材的製造方法]
製造第一基材之方法係沒有特別限定,能夠藉由將上述的材料以習知的方法成形且進行延伸來製造。
第一基材係由複數層所構成時之製造方法,能採用藉由多層擠製之方法形成一部分的層之後,藉由塗佈、蒸鍍等的操作在其表面設置其它層之方法來形成延伸前的基材,而且將其延伸之方法。
進行表面處理以調整第一基材表面的表面張力時,就使配向規制力良好地顯現而言,係以在延伸前進行此種表面處理之後,進行延伸為佳。
[1.7.在第一基材上形成光學異方性層]
在本發明的複層膜之光學異方性層,為具有硬化液晶分子 的光學異方性層,其直接設置於第一基材的表面上。
在本申請案,所謂「硬化液晶分子」,係意味著使能夠呈現液晶相之化合物,在呈現液晶相的狀態下成為固體時之該化合物的分子。作為硬化液晶分子的例子,可舉出使聚合性液晶化合物聚合而成之聚合物,更具體地可舉出聚合性液晶化合物聚合而成之聚合物。在以下的說明,係只要未特別預先告知,就將該特定之含有硬化液晶分子的光學異方性層簡稱為「光學異方性層」。
所謂在第一基材表面「直接」設置光學異方性層,係指在第一基材表面不透過其它層而形成光學異方性層。藉由將光學異方性層直接設置在具有特定的表面張力之第一基材表面,光學異方性層能夠得到充分較高的配向性,使用在顯示裝置時,使其顯示品質良好。
在第一基材上形成光學異方性層,典型地,能夠藉由包含以下的步驟來進行:步驟(I):將含有硬化性液晶化合物的液晶組成物,塗佈在長條狀第一基材上而形成液晶組成物層之步驟;步驟(II):使在液晶組成物層之硬化性液晶化合物,沿著與第一基材之藉由延伸的配向方向為大略相同方向而水平配向或混合配向之步驟;及步驟(III):使硬化性液晶化合物聚合,形成硬化液晶分子之步驟。
步驟(I),係能夠藉由在連續地被搬運之第一基材的一面上直接塗佈液晶組成物來進行。作為塗佈方法的例子, 可舉出簾流塗佈法、擠製塗佈法、輥塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗佈法、噴霧塗佈法、斜板式塗佈法、印刷塗佈法、凹版塗佈法、模塗佈法、帽式塗佈法、及浸漬法。例如在模塗佈法,將模塗佈機的模唇方向以成為與基材寬度方向平行之方式配置時,液晶組成物的塗佈方向係與基材的搬運方向,亦即基材的長度方向相同。被塗佈之液晶組成物層的厚度係能夠按照光學異方性層被要求所需的厚度而適當地設定。
液晶組成物,係以特定表面張力的液體為佳。液晶組成物的表面張力,係以20mN/m以上為佳,較佳為25mN/m以上,另一方面以35mN/m以下,較佳為30mN/m以下。在第一基材表面張力為上述之特定範圍內時,能藉由液晶組成物的表面張力為該範圍內而能容易地將液晶組成物在收縮斑(cissing)等的面狀缺陷較少的狀態下塗佈在第一基材表面,進而能夠容易地製造具有良好的光學特性之光學異方性層。
使液晶組成物的表面張力之值成為前述範圍之方法,係沒有特別限定,例如能夠藉由適當地選擇在液晶組成物之溶劑、界面活性劑及其它添加劑的種類及含有比率而調整液晶組成物的表面張力。
測定液晶組成物的表面張力,係例如能夠藉由使用表面張力計且製造定量液滴,而且使用懸滴法且依照式II進行解析來算出。在此,液滴徑de及ds係如第4圖所顯示,能夠藉由計量從細管401懸滴的液滴402來求取。
γL=g.ρ.(de)2H-1式II
γL:液晶組成物的表面張力
g:重力加速度
ρ:液滴密度
de:最大液滴徑
H-1:從ds/de求取之修正項
ds:在液下端上升de的位置之直徑
步驟(II)亦有藉由塗佈而直接達成之情形,此時不必進行特別的操作;但必要時,亦有在塗佈之後,藉由施行加溫等的配向處理來達成之情形。配向處理的條件,係能夠按照所使用的液晶組成物之性質而適當地設定,例如,能夠設為在50~160℃的溫度條件處理30秒~5分鐘處理之條件。藉由適當地設定所使用的液晶組成物之組成及處理條件,能夠達成沿著與第一基材之藉由延伸的配向方向為大略相同方向之配向。
在步驟(II)之前,亦可按照必要而進行使液晶組成物層乾燥之步驟。此種乾燥,能夠使用自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥、減壓加熱乾燥等的乾燥方法來達成。藉由此種乾燥,能夠將溶劑從液晶組成物層除去。
步驟(III),係能夠適當地選擇適合液晶組成物成分(聚合性化合物及聚合起始劑等)的性質之方法。例如可舉出照射活性能量線之方法、及熱聚合法。因為不必加熱且能夠使其在室溫反應,以照射活性能量線之方法為佳。在此,被照射之活性能量線,係能夠包含可見光線、紫外線、及紅外線等的光、以及電子射線等任意的能量線。尤其是因為操作簡便,以照射紫外線等的光線之方法為佳。紫外線照射時的溫度,係以設為30℃以下為佳。紫外線照射時的溫度之下限,係能夠設為15 ℃以上。紫外線照射強度係通常為0.1mW/cm2~1000mW/cm2的範圍,較佳為0.5mW/cm2~600mW/cm2的範圍。紫外線照射時間為介於1秒~300秒的範圍,較佳為介於5秒~100秒的範圍。能夠依照紫外線累計光量(mJ/cm2)=紫外線照射強度(mW/cm2)×照射時間(秒)而求取。
作為紫外線照射光源,能夠使用高壓水銀燈、鹵化金屬燈、低壓水銀燈。
[1.8.光學異方性層]
在本發明的複層膜,光學異方性層係具有沿著與第一基材之藉由延伸的配向方向為大略相同方向之遲相軸。具體而言,在光學異方性層所含有的硬化液晶分子,係藉由第一基材的配向規制力而呈現配向規則性,藉此,能夠控制遲相軸的方向。硬化液晶分子係能夠具有水平配向規則性或混合配向規則性。
在此,所謂「具有混合配向規則性」,係指在接近第一基材表面,分子相對於該表面為水平地配向,離表面越遠的空氣界面側之分子,相對於水平方向為越傾斜之配向規則性。在本申請案的某態樣,其硬化液晶分子係圓盤狀液晶化合物的硬化物,在該態樣,液晶分子係能夠混合配向。
參照第1圖及第2圖而說明混合配向的具體例。第1圖及第2圖係示意性地顯示圓盤狀液晶化合物的混合配向狀態之斜視圖及上視圖。在第1圖及第2圖,係顯示圓盤狀液晶化合物11配向在以水平方向(與箭號22正交的方向)設置的第一基材的表面上之狀態。第一基材之藉由延伸的配向方向係以箭號21表示。圓盤狀液晶化合物11之下側,亦即靠近第一 基材表面的分子為水平地配向,另一方面,越上側的分子越朝向箭號15方向傾斜。此種圓盤狀液晶化合物的混合配向,係能夠藉由從極角0°方向(箭號22的方向)、及從極角0°方向於如箭號31~34所顯示之各式各樣的方位角以及從在極角傾斜的方向測定光學異方性層的折射率異方性來確認。如此,混合配向的圓盤狀液晶化合物層,係通常在箭號15傾斜之方向具有遲相軸,因而,通常在箭號21方向具有遲相軸。
另一方面,所謂「具有水平配向規則性」,係指將硬化液晶分子的液晶原(mesogen)之長軸方向投影在第一基材的表面而得到之線的平均方向,係在表面於水平的某一方向(例如基材薄膜的表面指向矢方向)排列。而且,所謂「沿著」某預定方向之水平配向規則性,係指該排列方向沿著與前述預定方向大約一致的方向。所謂前述預定方向,係指第一基材藉由延伸的配位方向。硬化液晶分子是否具有水平配向規則性及其排列方向,係能夠藉由使用以AxoScan(Axometrics公司製)為代表之相位差計,測定遲相軸方向、遲相軸方向以及與遲相軸正交的方向之毎個入射角的遲滯值分布來確認。
在此,硬化液晶分子係使具有棒狀分子結構的聚合性液晶化合物聚合而成者時,通常該聚合性液晶化合物的液晶原之長軸方向為硬化液晶分子的液晶原之長軸方向。又,如使用逆波長分散聚合性液晶化合物(後述)作為聚合性液晶化合物時,在光學異方性層中係存在配向方向不同之複數種類的液晶原時,該等之中最長的種類之液晶原的長軸方向所排列的方向係成為該排列方向。
在本申請案,所謂沿著與第一基材之藉由延伸的配向方向為「大略」相同方向之遲相軸,係指第一基材之藉由延伸的配向方向、與該遲相軸所構成的角度為5°以內。該角係以3°以內為佳,較佳為1°以內。
藉由使用在上面已說明作為第一基材之預定物,而且適當地選擇光學異方性層的材料,能夠對光學異方性層賦予沿著與第一基材之藉由延伸的配向方向為大略相同方向之配向規則性,其拮果,能夠得到具有此種配向規則性之光學異方性層。
光學異方性層的厚度係沒有特別限定,以遲滯值等的特性能夠成為所需要的範圍之方式適當地調整。具體而言,厚度的下限係以0.5μm以上為佳,以1.0μm以上為較佳,另一方面,厚度的上限係以10μm以下為佳,以7μm以下為較佳,以5μm以下為更佳。
光學異方性層形狀和長度及寬度,係能夠設為與第一基材同樣的長條薄膜狀的形狀,必要時,能裁剪成適合所需要的用途之矩形等的形狀。
光學異方性層係以具有逆波長分散性為佳。亦即,光學異方性層係相較於短波長,以對長波長的透射光具有顯示較高的面內相位差之波長分散為佳。光學異方性層係以至少在可見光帶域的一部分、較佳是全部具有此種逆波長分散性為佳。藉由具有逆波長分散性的光學異方性層,能夠在λ/4波長板或λ/2波長板之光學用途上,發現在廣闊帶域中能均勻地顯現之功能。
作為較佳態樣,光學異方性層係具有能夠作為λ/4波長板或λ/2波長板之光學特性。具體而言,係在測定波長550nm所測得的面內遲滯值Re為108nm~168nm的範圍時,能夠使用作為λ/4波長板。又,在測定波長550nm所測得的面內遲滯值Re為245nm~305nm的範圍時,能夠使用作為λ/2波長板。更具體地,λ/4波長板時,在測定波長550nm所測得的面內遲滯值Re,係以128nm~148nm為佳,較佳為介於133nm~143nm的範圍。又,λ/2波長板時,在測定波長550nm所測得的面內遲滯值Re,係以265nm~285nm為佳,較佳為270nm~280nm的範圍。在此,面內遲滯值Re係能夠依照下述式而算出。
Re=(nx-ny)×d(式中,nx係光學異方性層的面內的遲相軸方向之折射率(面內的最大折射率),ny係與光學異方性層的面內的遲相軸為垂直方向之折射率,d係光學異方性層的厚度(nm))。
光學異方性層係具有使用作為此種λ/4波長板或λ/2波長板之光學特性時,利用其而能夠容易地製造具有λ/4波長板或λ/2波長板之圓偏光板等的光學元件。
光學異方性層的遲相軸與光學異方性層的短尺寸方向所構成之角度,係能夠和第一基材的遲相軸與第一基材的短尺寸方向所構成之角度相同。具體而言,光學異方性層的遲相軸與光學異方性層的短尺寸方向所構成之角度,具體而言係能夠設為0°~90°。又,在某態樣,光學異方性層的遲相軸與光學異方性層的短尺寸方向所構之角度,係以40°~50°為 特佳。又,具體而言,光學異方性層的遲相軸與光學異方性層的短尺寸方向所構成之角度,係以15°±5°、22.5°±5°、45°±5°、75°±5°為佳,較佳為15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、75°±4°,更佳是能夠設為15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、75°±3°之特定範圍。藉由具有此種角度關係,能夠將本發明的複層膜作為能夠有效率地製造特定圓偏光板之材料。
[1.9.液晶組成物]
說明在製造本發明的複層膜,能夠使用之含有聚合性液晶化合物之液晶組成物(以下,有將該組成物簡稱為「組成物(A)」之情形)。
在本申請案,所謂作為組成物(A)的成分之液晶化合物,係指使其調配在組成物(A)時,能夠呈現液晶相之化合物。所謂聚合性液晶化合物,係指能夠在呈現此種液晶相的狀態下在組成物(A)中進行聚合,且能夠在維持液晶相分子配向的狀態下成為聚合物之液晶化合物。而且,所謂逆波長分散聚合性液晶化合物,係指如此地成為聚合物時,所得到的聚合物係顯示逆波長分散性之聚合性液晶化合物。
又,在本申請案,係有將組成物(A)的成分且具有聚合性之化合物(聚合性液晶化合物及其它具有聚合性之化合物等),總稱且簡稱為「聚合性化合物」之情形。
[1.9.1.聚合性液晶化合物]
作為聚合性液晶化合物的例子,可舉出各種圓盤狀液晶化合物、及棒狀液晶化合物。
作為圓盤狀液晶化合物的例子,可舉出具有圓盤狀核(碟狀核)及聚合性基且能夠呈現液晶相之各種化合物。圓盤狀液晶化合物係通常分子本身在光學上具有負單軸性。作為圓盤狀液晶化合物,係以能夠混合配向者為特佳。使用圓盤狀液晶化合物而形成且經混合配向之光學異方性層,係例如改良TN型液晶胞的視角特性為有用的。作為圓盤狀液晶化合物,能夠使用在側鏈末端具有如環氧基和丙烯酸酯基的交聯基者,藉由使其在碟狀相形成溫度範圍交聯,而能夠熱安定地保持其配向構造。
作為圓盤狀液晶化合物更具體的例子,可舉出以下的圓盤狀液晶化合物D1~D3。
[化2]
在圓盤狀液晶化合物D1~D3,作為取代基R的例子,可舉出-O-C(=O)-CnH2n+1、-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n+1、-O-C(=O)-CnH2n-O-C(=O)-CH=CH2、-O-C(=O)-CnH2n-O-C(=O)-C(CH3)-CH2、-O-C(=O)-CnH2n-O-CH=CH2、-O-C(=O)-CnH2n-O-C(CH3)=CH2、-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-C(=O)-CH=CH2、 -O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-C(=O)-C(CH3)=CH2、-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-CH=CH2、及-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-C(CH3)=CH2。該等之中,以-O-C(=O)-CnH2n-O-C(=O)-CH=CH2、-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-C(=O)-CH=CH2、及-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-CH=CH2為佳,以-O-C(=O)-Ph-O-CnH2n-O-C(=O)-CH=CH2為更佳。
在取代基R,n係以3~10的自然數為佳,較佳為4~8的自然數。在圓盤狀液晶化合物D2,X為CH2、O、S或NH。尤其是以CH2或O為佳,以CH2為更佳。
作為圓盤狀液晶性化合物的其它具體例,可舉出在特開平8-50206號公報、文獻(C.Destrade等人.,Mol.Crysr.Lig.Cryst(分子晶體及液體晶體).,第71卷,第111頁(1981年);日本化學會編、季刊化學總說、第22期、液晶化學、第5章、第10章第2節(1994年);B.Kohne等人.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm(應用化學協會化學通訊).,第1794頁(1985年);J.Zhang等人.,J.Am.Chem.Soc(美國化學協會期刊).,第116卷,第2655頁(1994年))所記載者。
作為聚合性液晶化合物,係使用圓盤狀液晶化合物、在主鏈骨架具有芳香族之芳香族聚酯、芳香族聚碳酸酯、芳香族聚醯亞胺、芳香族聚醯胺等時,能夠使所得到的光學異方性層,成為具有負單軸性之層。所謂光學異方性層之負單軸性,係指將光學異方性層的3軸方向折射率依照其值以由小而大的順序依次設為n1、n2、及n3時,具有n1<n2=n3的關係 之性質。因而,在具有負單軸性之光學異方性層,光學軸方向的折射率為最小。但是n2及n3之值,不必嚴格地相等,大致相等時係能夠具有負的單軸性。具體而言,提供具有(|n2-n3|/|n2-n1|)≦0.2者,能實際使用作為具有負單軸性之層。又,為了能夠得到可大幅度地改良扭曲向列型液晶胞的視野角特性之光學異方性層,光學軸之從光學異方性層之面的法線方向傾斜β,係以5°~60°為佳,以10°~50°為較佳,以20°~40°為最佳。而且,光學異方性層係以滿足50≦Re≦400(nm)的條件為佳。
作為棒狀液晶化合物的例子,可舉出在特開2002-030042號公報、特開2004-204190號公報、特開2005-263789號公報、特開2007-119415號公報、特開2007-186430號公報、及特開平11-513360號公報所記載之具有聚合性基之棒狀液晶化合物。又,以製品名舉出較佳液晶化合物的例子時,可舉出BASF公司製「LC242」等。液晶化合物係可單獨使用1種類,亦可以任意比率組合2種類以上而使用。
棒狀液晶化合物的折射率異方性△n,係以0.02以上為佳,較佳為0.05以上,以0.30以下為佳,較佳為0.25以下。折射率異方性△n小於0.02,為了得到所需要的光學的功能,液晶樹脂層的厚度有變厚且配向均勻性低落之可能性,又,在經濟成本上亦不利。折射率異方性△n大於0.30時,為了得到所需要的光學的功能,液晶樹脂層的厚度變薄而對厚度精確度不利。又,△n大於0.30時,液晶樹脂層的紫外線吸收 光譜之長波長側的吸收端有可能擴及至可見區域之情況,但是即便該光譜的吸收端擴及至可見區域,只要不對所需要的光學性能造成不良影響,就能使用。液晶層形成用組成物係只含1種類的液晶化合物時,能夠將該液晶化合物的折射率異方性直接設為液晶層形成用組成物之液晶化合物的折射率異方性△n之值。又,液晶層形成用組成物係含有2種類以上的液晶化合物時,能夠將從各液晶化合物各自的折射率異方性△n之值及各液晶化合物的含有比率所求取的折射率異方性△n之值,設為液晶層形成用組成物之液晶化合物的折射率異方性。折射率異方性△n之值係能夠使用色拿蒙(Senarmont)法來測定。
該等液晶化合物及在以下所說明的逆波長分散聚合性液晶化合物,係可單獨使用1種類,亦可以任意比例組合2種類以上而使用。
[1.9.2.逆波長分散聚合性液晶化合物]
作為聚合性液晶化合物的一部分或全部,能夠使用逆波長分散聚合性液晶化合物。藉由使用逆波長分散聚合性液晶化合物,能夠容易地得到具有逆波長分散性之光學異方性層。
作為逆波長分散聚合性液晶化合物的例子,可舉出在該其分子中具有主鏈液晶原、及鍵結在主鏈液晶原的側鏈液晶原之化合物。在此種逆波長分散聚合性液晶化合物配向的狀態下,側鏈液晶原係能夠配向在與主鏈液晶原不同的方向。因而,在光學異方性層,主鏈液晶原及側鏈液晶原係能夠配向在不同方向。藉由此種配向,光學異方性層係能夠呈現逆波長分散特性。
[1.9.2.1.化合物(I)]
作為逆波長分散聚合性液晶化合物的例子,能夠舉出下述式(I)所顯示的化合物(以下,有稱為「化合物(I)」之情形)。
逆波長分散聚合性液晶化合物為化合物(I)時,基-Y5-A4-Y8-A2-Y1-A1-Y2-A3-Y4-A5-Y6-係成為主鏈液晶原,另一方面,基>A1-C(Q1)=N-N(Ax)Ay係成為側鏈液晶原,基團A1影響主鏈液晶原及側鏈液晶原雙方的性質。
式中,Y1~Y8係各自獨立且化學單鍵,表示-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。
作為R1之碳數1~6的烷基,可舉出甲基、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。
作為R1,係以氫原子或碳數1~4的烷基為佳。
在化合物(I),Y1~Y8係各自獨立且化學的單鍵、以-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、或-O-C(=O)-O-為佳。
G1、G2係表示各自獨立且亦可具有取代基之碳數 1~20的二價脂肪族基。
作為碳數1~20的二價脂肪族基,可舉出碳數1~20的伸烷基、碳數2~20的伸烯基等具有鏈狀結構之二價脂肪族基;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。
作為G1、G2的二價脂肪族基之取代基,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的鹵素原子;甲氧基、環氧基、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的烷氧基等。尤其是以氟原子、甲氧基、環氧基為佳。
又,-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-或-C(=O)-亦可介於前述脂肪族基之間。但是,各別鄰接2個以上的-O-或-S-介於之間的情況除外。在此,R2係表示與前述R1同樣的氫原子或碳數1~6的烷基,以氫原子或甲基為佳。
作為介於前述脂肪族基之間之基,係以-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-為佳。
基團介於脂肪族基之間的雞團的具體例,可舉出-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,從使本發明所需要的效果更良好地顯 現之觀點而言,G1、G2係以各自獨立且碳數1~20的伸烷基、碳數2~20的伸烯基等具有鏈狀結構之二價脂肪族基為佳,以亞甲基、伸乙基、三亞甲基、丙烯基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、八亞甲基、十亞甲基(-(CH2)10-等碳數1~12的伸烷基為較佳,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-]為特佳。
Z1、Z2係表示各自獨立且未取代或被鹵素原子取代之碳數2~10的烯基。
作為該烯基的碳數,係以2~6為佳。作為Z1及Z2的烯基的取代基之鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子等,以氯原子為佳。
作為Z1及Z2之碳數2~10的烯基之具體例,可舉出CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-CH2-、CH2-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-等。
尤其是以更良好地顯現本發明所需要的效果的觀點而言,Z1及Z2,係為各自獨立的CH2=CH-、CH2C(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)-為較佳,以CH2=CH-為特佳。
Ax係表示具有至少一個選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成群組的芳香環之碳數2~30的有機基。
在本發明,「芳香環」係意味著具有依照休克耳規則 (Huckel’s rule)之廣義的芳香族性之環狀結構,亦即具有(4n+2)個π電子之環狀共軛結構、及以噻吩、呋喃、苯并噻唑等作為代表之硫、氧、氮等雜原子的孤立電子對參與π電子系而顯示芳香族性者。
Ax之具有至少一個選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成群組的芳香環之碳數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者。
作為前述芳香族烴環,可舉出苯環、萘環、蒽環等。作為前述芳香族雜環,可舉出吡咯(pyrrole)環、呋喃(furan)環、噻吩(thiophene)環、吡啶環、嗒嗪(pyridazine)環、嘧啶(pyrimidine)環、吡嗪(pyrazine)環、吡唑(pyrazole)環、咪唑(imidazole)環、噁唑(oxazole)環、噻唑(thiazole)環等的單環的芳香族雜環;苯並噻唑(benzothiazole)環、苯並噁唑(benzoxazole)環、喹啉(quinoline)環、酞嗪(phthalazine)環、苯並咪唑(benzimidazole)環、苯並吡唑(benzopyrazole)環、苯並呋喃(benzofuran)環、苯並噻吩(benzothiophene)環、噻唑吡啶(thiazolopyridine)環、噁唑吡啶(oxazolopyridine)環、噻唑吡嗪(thiazolopyrazine)環、噁唑吡嗪(oxazole pyridine)環、噻唑噠嗪(thiazolopyridazine)環、噁唑嗒嗪(oxazolpyridazine)環、噻唑嘧啶(thiazolopyrimidine)環、噁唑嘧啶環(oxazolopyrimidine)等的縮合環的芳香族雜環等。
Ax所具有之芳香環亦可具有取代基。作為此種取代基,可舉出氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6的烯 基;三氟甲基等碳數1~6的鹵化烷基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、環氧基、異丙氧基等碳數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係表示與後述R4同樣之碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
又,Ax所具有之芳香環,可具有複數個相同或不同之取代基,相鄰的二個取代基亦可一起鍵結而形成環。所形成的環可為單環,亦可為縮合多環,可為不飽環,亦可為飽和環。
而且,Ax之碳數2~30的有機基的「碳數」,係意味著不包含取代基的碳原子之有機基團全體的總碳數(後述之Ay相同)。
作為Ax之具有至少一個選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成群組的芳香環之碳數2~30的有機基團,可舉出具有選自由芳香族烴環基;芳香族雜環基;芳香族烴環基及芳香族雜環基所組成群組的至少一個芳香環之碳數3~30的烷基;選自由芳香族烴環基及芳香族雜環基所組成群組的至少一個芳香環之碳數4~30的烯基;選自由芳香族烴環基及芳香族雜環基所組成群組的至少一個芳香環之碳數4~30的炔基等。
將Ax的較佳具體例顯示在以下。但是,在本發明,Ax係不被以下所表示者限定。又,下述式中,「-」係表示從環的任意位置延伸之鍵結(以下相同)。
(1)芳香烴環基
(2)芳香族雜環基
[化7]
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;或是甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。
[化9]
上述式中,X、Y、Z係各自獨立表示NR7、氧原子、硫原子、-SO-、或-SO2-(但是,將各別鄰接氧原子、硫原子、-SO-、-SO2-的情況除外)。R7係表示與前述R6a同樣的氫原子;或甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基。
(上述式中,X係表示與前述相同意思)。
(3)具有至少一個選自由芳香族烴環基及芳香族雜環基所組成群組的芳香環之烷基
(4)具有至少一個選自由芳香族烴環基及芳香族雜環基所組成群組的芳香環之烯基
(5)具有至少一個選自由芳香族烴環基及芳香族雜環基所組成群組的芳香環之炔基
上述的Ax之中,係以碳數6~30的芳香族烴基、或碳數4~30的芳香族雜環基為佳,以下述顯示之任一基為較佳。
以下述所顯示之任一種基為更佳。
Ax所具有的環可具有取代基。作為此種取代基,可舉出氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6的烯基;三氟甲基等碳數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、乙基等碳數1~6的烷基;或苯基等碳數6~14的芳基。尤其是以鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、及碳數1~6的烷氧基為佳。
又,Ax所具有之環亦可具有複數個相同或不同的取代基,相鄰的二個取代基亦可一起鍵結而形成環。所形成的環可為單環亦可為縮合多環。
而且,Ax之碳數2~30的有機基團的「碳數」,係意味著不包含取代基的碳原子之有機基團全體的總碳數(後述之Ay相同)。
Ay係表示氫原子、可具有取代基之碳數1~20的烷 基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基、可具有取代基之碳數2~20的炔基、具有至少一個選自由-C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9或芳香族烴環及芳香族雜環所組成群組的芳香環之碳數2~30的有機基。在此,R3係表示可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基、碳數5~12的芳香族烴基,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之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基、可具有取代基之碳數5~20的芳香族基。
Ay之可具有取代基之碳數1~20的烷基,可舉出甲基、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、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正十九基、正二十基等作為碳數1~20的烷基。可具有取代基之碳數1~20的烷基之碳數,以1~12為佳、4~10為更佳。
Ay之可具有取代基之碳數2~20的烯基,可舉出乙烯基、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、二十烯基等作為碳數2~20的烯基。
亦可具有取代基之碳數2~20的烯基之碳數,係以2~12為佳。
Ay之可具有取代基之碳數3~12的環烷基,可舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等作為碳數3~12的環烷基。
Ay之亦可具有取代基之碳數2~20的炔基,可舉出乙炔基、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-癸炔基等作為碳數2~20的炔基。
Ay之可具有取代基之碳數1~20的烷基、及可具有取代基之碳數2~20的烯基之取代基,可舉出氟原子、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;甲氧基甲氧基、甲氧基環氧基等被碳數1~12的烷氧基取代之碳數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、環己氧基等碳數3~8的環烷氧基;四氫呋喃基、四氫吡喃基、二氧雜戊環基、二噁烷基等碳數2~12的環醚基;苯氧基、萘氧基等碳數6~14的芳基氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等被至少1個為氟原子取代之碳數1~12的氟烷氧基;苯並呋喃基;苯並吡喃基;苯併二氧戊環基;苯並二噁烷基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;-SR10;被-SR10取代之碳數1~12的烷氧基;羥基等。在此,R7a及R10係表示各自獨立且碳數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的芳香族烴基,R8a係表示與前述R4同樣之碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
Ay之可具有取代基之碳數3~12的環烷基,可舉出氟原子、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、丙基等碳數1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8的環烷基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;SO2R8a;羥基等作為取代基。在此,R7a、R8a係表示與前述相同意思。
Ay之可具有取代基之碳數2~20的炔基之取代基,可舉出與具有取代基之碳數1~20的烷基、及具有取代基之碳數2~20的烯基之取代基相同的取代基。
在Ay之以-C(=O)-R3表示之基,R3係表示可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基、碳數5~12的芳香族烴基。該等具體例,可舉出與前述作為Ay之可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基的例子所列出者相同的基。
在Ay之以-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之碳數1~20的烷基、及碳數2~20的烯基之具體例,係可舉出與前述作為Ay之碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基的例子所列出者相同的基。
作為Ay之具有至少一個選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成群組的芳香環之碳數2~30的有機基團,可舉出與前述Ax所例示者相同的基。
該等之中,作為Ay的有機基團,以具有至少一個選自由氫原子、可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基、可具有取代基之碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、或芳香族烴環及芳香族雜環所組成的群組的芳香環之碳數2~30所表示之基團為佳,以氫原子、可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數3~12的環烷基、可具有取代基之碳數2~20的炔基、可具有取代基之碳數6~12的芳香族烴基、可具有取代基之碳數3~9的芳香族雜環基、以-C(=O)-R3、-SO2-R4表示之基團為更佳。在此,R3、R4係表示與前述相同意思。
Ay之可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數2~20的烯基、可具有取代基之碳數2~20的炔基之取代基,係以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、被碳數1~12的烷氧基取代之碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的苯氧基、羥基、苯並二噁烷基、苯磺酸(benzoyl)基、4-甲基苯磺酸基、苯甲醯基、-SR10為佳。在此,R10係表示與前述相同意思。
Ay之可具有取代基之碳數3~12的環烷基、可具有取代基之碳數6~12的芳香族烴基、可具有取代基之碳數3~9的芳香族雜環基之取代基,係以氟原子、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。作為此種環,可舉出可具有取代基之碳數4~30的不飽和雜環、碳數6~30的不飽和碳環。
作為前述碳數4~30的飽和雜環、碳數6~30的不飽和碳環,係沒有特別的限制,可具有亦可不具有芳香族性。例如可舉出下述所表示之環。又,下述所表示之環,係表示式(I)中以
的方式表示之部分。
[化18]
[化19]
[化20]
(式中,X、Y、Z係表示與前述相同意思)。
又,該等環亦可具有取代基。作為此種取代基,可舉出與作為Ax所具有之芳香環的取代基已例示者同樣的基團。
從更良好地顯現本發明所需要的效果的觀點而言,在Ax與Ay所含有的π電子之總數,係以4以上且24以下為佳,以6以上且20以下為較佳,以6以上且18以下為更佳。
作為Ax與Ay的較佳組合,可舉出(α)Ax為碳數4~30的芳香族烴基或芳香族雜環基,Ay為 氫原子、碳數3~8的環烷基、亦可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、或是碳數3~8的環烷基)作為取代基之碳數6~12的芳香族烴基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基之碳數3~9的芳香族雜環基、可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數1~20的烯基、可具有取代基之碳數2~20的炔基,該取代基係可舉出鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、被碳數1~12的烷氧基取代之碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的苯氧基、羥基、苯並二噁烷基、苯磺醯基、苯甲醯基、-SR10的任一者之組合、及(β)Ax與Ay一起形成不飽和雜環或不飽和碳環者。在此,R10係表示與前述相同意思。
作為Ax與Ay的較佳組合,可舉出(γ)Ax為具有下述構造之基團的任一者,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、或是碳數3~8的環烷基)作為取代基之碳數6~12的芳香族烴基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基之碳數3~9的芳香族雜環基、可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數1~20的烯基、可具有取代基之碳數2~20的炔基,該取代基係鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、被碳數1~12的烷氧基取代之碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的苯氧基、羥基、苯並二噁烷基、苯磺醯基、 苯甲醯基、-SR10的任一者之組合。在此,R10係表示與前述相同意思。
(式中,X、Y係表示與前述相同意思)
作為Ax與Ay的特佳組合,(δ)Ax為具有下述構造之基團的任一者,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、或是碳數3~8的環烷基)作為取代基之碳數6~12的芳香族烴基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基之碳數3~9的芳香族雜環基、可具有取代基之碳數1~20的烷基、可具有取代基之碳數1~20的烯基、可具有取代基之碳數2~20的炔基,該取代基 係鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、被碳數1~12的烷氧基取代之碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的苯氧基、羥基、苯並二噁烷基、苯磺醯基、苯甲醯基、-SR10的任一者之組合。下述式中,X係表示與前述相同意思。在此,R10係表示與前述相同意思。
A1表示可具有取代基之三價芳香族基。作為三價芳香族基,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需要的效果的觀點而言,係以三價碳環式芳香族基為佳,以三價苯環基或三價萘環基為較佳,以下述式所表示之三價苯環基或三價萘環基為更佳。
又,在下述式,為了使鍵結狀態更明確,而簡單地記載取代基Y1、Y2(Y1、Y2係表示與前述相同意思。以下相同)。
[化24]
該等之中,作為A1,係以下述所顯示之(A11)~(A25)表示之基為較佳,以式(A11)、(A13)、(A15)、(A11)、(A23)表示之基為更佳,以式(A11)、(A23)表示之基為特佳。
[化25]
作為A1的三價芳香族基可具有的取代基,可舉出與已例示作為前述Ax的芳香族基之取代基相同者。作為A1,係以不具有取代基者為佳。
A2、A3係表示各自獨立且可具有取代基之碳數3~30的二價脂環式烴基。
作為碳數3~30的二價脂環式烴基,可舉出碳數3~30的環 烷二基(diyl)、碳數10~30的二價脂環式縮合環基等。
作為碳數3~30的環烷二基,可舉出環丙烷二基;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;環丁烷-1,2-二基、環庚烷-1,3-二基、環庚烷-1,4-二基等的環丁烷二基;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-1,4-二基、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。
作為碳數10~30的二價脂環式縮合環基,可舉出十氫萘-2,5-二基、十氫萘(decalin)-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(adamantane)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]庚烷二基等。
該等二價脂環式烴基在任意位置可具有取代基。可舉出與已例示之前述Ax的芳香族基之取代基相同者作為取代基。
該等之中,作為A2、A3,係以碳數3~12的二價脂環式烴基為佳,以碳數3~12的環烷二基為較佳,以下述式 (A31)~(A34)
表示之基為更佳,以前述式(A32)表示之基為特佳。
前述碳數3~30的二價脂環式烴基,係根據與Y1、Y3(或Y2、Y4)鍵結之碳原子的立體配置的不同,而能夠存在順式、反式的立體異構物。例如如下所示,環己烷-1,4-二基存在順式異構物(A32a)及反式異構物(A32b)。
在本發明,可為順式亦可為反式,或者亦可為順式與反式的異構物混合物,因為配向性良好,以反式型或順式型為佳,以反式型為較佳。
A4、A5係表示各自獨立且亦可具有取代基之碳數6~30的二價芳香族基。
A4、A5的芳香族基可為單環者,亦可為多環者。
作為A4、A5的較佳具體例,可舉出下述者。
上述A4、A5的二價芳香族基,係在任意位置亦可具有取代基。該取代基,可舉出鹵素原子、氰基、羥基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-OR8b基等。在此R8b係碳數1~6的烷基。尤其以鹵素原子、碳數1~6的烷基、烷氧基為佳。又,鹵素原子以氟原子;碳數1~6的烷基以甲基、乙基、丙基;烷氧基以甲氧基、環氧基為較佳。
該等之中,從更良好地顯現本發明所需要的效果的觀點而言,A4、A5係表示各自獨立且可具有取代基之下述式(A41)、(A42)及(A43)表示之基團為較佳,以可具有取代基之式(A41)表示之基團為特佳。
[化29]
Q1係表示氫原子、可具有取代基之碳數1~6的烷基。
作為可具有取代基之碳數1~6的烷基,可舉出與在前述Ax已例示者相同的基團。
該等之中,Q1係以氫原子或碳數1~6的烷基為佳,以氫原子及甲基為較佳。
化合物(I),係例如能夠藉由在國際公開第WO2012/147904號所記載之以肼(hydrazine)化合物與羰基化合物進行反應來製造。
[1.9.3.聚合性單體]
組成物(A)係含有逆波長分散聚合性液晶化合物作為聚合性液晶化合物時,組成物(A)係能夠含有聚合性單體(a)作為任意成分。在本申請案,所謂「聚合性單體(a)」,係指具有聚合能力且能作為單體之化合物者,特別是指逆波長分散聚合性液晶化合物以外的化合物。
作為聚合性單體(a),例如為能夠使用每1分子具有1個以上的聚合性基者。藉由具有此種聚合性基團,在形成光學異方性層時,能夠達成聚合。當聚合性單體(a)係每1分子具有2個以上的聚合性基之交聯性單體時,能夠達成交聯性聚合。作為此種聚合性基團的例子,可舉出與化合物(I)中的基Z1-Y7-及Z2-Y8-相同的基團,更具體地,例如能夠舉出丙烯醯基、甲基丙烯醯基、及環氧基。
作為聚合性單體(a)的例子,可舉出下述通式(M1)表示之化合物。
ZM1-YM1-AM1-YM3-MM-YM4-AM2-YM2-ZM2 (M1)
式(M1)中,符號係具有以下的意思。ZM1及ZM2係表示具有能夠獨立地引起聚合的反應性基之基團。
YM1~YM4係獨立地表示化學單鍵、氧、硫、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NRM-、-NRM-CO-、-O-CO-NRM-、-NRM-CO-O-或-NRM-CO-NRM-。在此,基YM3及YM4之中,至少1個係表示-O-CO-O-、-O-CO-NRM-、-NRM-CO-O-或-NRM-CO-NRM-。
AM1及AM2係獨立地表示具有2~30個C原子之間隔物,此時在碳鏈,醚官能基中的氧、硫醚官能基中的硫、未隣接的亞胺基或C1~C4-烷基亞胺基亦可介於其間。
MM係表示聚合性單體(a)的液晶基。RM係表示C1~C4-烷基。在聚合性單體(a)存在2個以上的RM時,該等可相同,亦可不同。
作為ZM1及ZM2的例子,可舉出下述式表示之基團及環氧 基。
[化31]
作為MM的例子,可舉出以-(-T-Y5M-)r-T-表示之基團。在此T係表示二價飽和或不飽和異環式基或雜環式基,Y5M係表示Y1M~Y4M、-CH2-O-、-O-CH2-、-CH=N-、-N=CH-或-N=N-,r係表示0、1、2或3,當r大於0時,此時基團T及Y5可相同亦可不同。作為T的具體例,可舉出以下述式表示之基。
[化32]
[化33]
聚合性單體(a)係其本身可為液晶性者,亦可為非液晶性者。在此,所謂其本身為「非液晶性」,係指即便將該聚合性單體(a)本身放置在從室溫起至200℃的任一溫度,在經 配向處理的第一基材上亦不會顯示配向者。是否顯示配向,係藉由在偏光顯微鏡的正交尼科耳稜鏡(crossed Nicol)透射觀察,使摩擦方向在面相旋轉時是否有明暗的對比來判斷。
組成物(A)之聚合性單體(a)的調配比例,係相對於逆波長分散聚合性液晶化合物100重量份,通常為1~100重量份,較佳為5~50重量份。藉由在該範圍內,以能夠顯示所需要的逆波長分散特性之方式適當地調整聚合性單體的調配比例,變得容易精密控制逆波長分散特性。
聚合性單體(a)係能夠藉由已知的製造方法來製造。或是針對與化合物(I)具有類似的構造者,能夠依據化合物(I)的製造方法製造。
[1.9.4.組成物(A)的其它成分]
必要時,組成物(A)係除了聚合性液晶化合物及聚合性單體以外,亦能夠含有以下例示的任意成分。
組成物(A)係能夠含有聚合起始劑。作為聚合起始劑,能夠按照組成物(A)中的聚合性液晶化合物、聚合性單體及其它聚合性化合物所具有的聚合性基之種類而適當地選擇。例如各自能夠如以下使用:聚合性基為自由基聚合性時能,夠使用自由基聚合起始劑;陰離子聚合性基時,能夠使用要陰離子聚合起始劑;陽離子聚合性基時,能夠使用陽離子聚合起始劑。
作為自由基聚合起始劑,係能夠使用以下的任一者:藉由加熱而產生能夠使聚合性化合物開始聚合的化合物之熱自由基產生劑;及藉由可見光線、紫外線(i線等)、遠紫外 線、電子射線、X射線等曝光光線的曝光而產生能夠使聚合性化合物開始聚合的活性種之化合物之光自由基產生劑;以使用光自由基產生劑為佳。
作為光自由基產生劑,例如能夠舉出記載在國際公開第WO2012/147904號之苯乙酮系化合物、雙咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-醯基肟系化合物(acyloxime)、鎓鹽系化合物(onium)、苯偶姻(benzoin)系化合物、二苯甲酮(benzophenone)系化合物、α-二酮系化合物、多核醌(quinone)系化合物、氧雜蒽酮(xanthone)系化合物、重氮(diazo)系化合物、磺醯亞胺系化合物等。
作為前述陰離子聚合起始劑,例如可舉出烷基鋰化合物;聯苯、萘、芘(pyrene)等的單鋰鹽或單鈉鹽;二鋰鹽、三鋰鹽等的多官能性起始劑等。
又,作為前述陽離子聚合起始劑,例如可舉出硫酸、磷酸、過氯酸、三氟甲磺酸等的質子酸;如三氟化硼、氯化鋁、四氯化鈦、四氯化錫的路易士酸;芳香族鎓鹽或芳香族鎓鹽還原劑的併用系。
作為能夠使用作為聚合起始劑之市售的製品之例子,可舉出IRGACURE 907及IRGACURE 379(BASF製)等的光聚合起始劑。
該等聚合起始劑係能夠單獨一種,或是組合二種以上而使用。
在組成物(A),相對於聚合性化合物100重量份,聚合起始劑的調配比例係通常為0.1~30重量份,較佳為0.5~10重量 份。
組成物(A)係為了調整表面張力,而能夠含有界面活性劑。該界面活性劑並沒有特別是限定,通常以非離子系界面活性劑為佳。作為該非離子系界面活性劑,能夠使用市售品。例如能夠使用分子量為數千左右的寡聚物之非離子系界面活性劑。作為該等界面活性劑的具體例,能夠使用OMNOVA公司PolyFox的「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-3320」、「PF-651」、「PF-652」;NEOS公司Ftergent的「FTX-209F」、「FTX-208G」、「FTX-204D」;SEIMI CHEMICAL公司SURFLON的「KH-40」、「S-420」等。又,界面活性劑係可單獨使用1種類,亦可以任意比率組合2種類以上而使用。在組成物(A),相對於聚合性化合物100重量份,界面活性劑的調配比例係通常為0.01~10重量份,較佳為0.1~2重量份。
而且,組成物(A)係為了調整表面張力等之目的,亦能夠含有纖維素系高分子化合物。特別是使用圓盤狀液晶化合物作為聚合性液晶化合物時,藉由含有纖維素系高分子化合物,塗佈時能夠顯現防止收縮斑等的效果。纖維素系高分子化合物係對圓盤狀液晶化合物之親和性良好,擾亂配向狀態之傾向較低。作為纖維素系高分子化合物的例子,可舉出乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、及羧甲基(carboxymethyl)纖維素。在相對於聚合性液晶化合物的總量之重量百分率,組成物(A)之纖維素系高分子化合物的調配比例以1~8%為佳,較佳為1.5~6%。藉由使纖維素系高分子化 合物的調配比例成為上述下限以上,能夠得到有效地抑制收縮斑之效果,藉由成為8%以下,能夠避免圓盤狀液晶化合物的配向速度極端地低落。
組成物(A)係能夠含有有機溶劑等的溶劑。此種有機溶劑的例子可舉出環戊酮、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮等的酮類;乙酸丁酯、乙酸戊酯等的乙酸酯類;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等的鹵化烴類;1,4-二噁烷、環戊基甲醚、四氫呋喃、四氫吡喃、1,3-二氧雜戊環、1,2-二甲氧基乙烷等的醚類;及甲苯、二甲苯、均三甲苯(mesitylene)等的芳香族烴。從具有優異的操作性的觀點而言,溶劑的沸點係以60~250℃為佳,以60~150℃為較佳。相對於聚合性化合物100重量份,溶劑的使用量係通常為100~1000重量份。
組成物(A)能進一步含有金屬、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、多糖類、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任意的添加劑。在本發明的聚合性組成物,相對於聚合性化合物100重量份,此種任意的添加劑之調配比例係通常各自為0.1~20重量份。
組成物(A)係通常能夠藉由混合上面已敘述的成分來調製。
而且,組成物(A)係能夠含有下述式(M5)表示之化合物。
[化34]
在此,WM5係碳數1~10的烷基、碳數1~10的烷氧基、氯原子、氟原子、-CN或-OCF3,Z係單鍵、-COO-、-OCO-或-CH2CH2-:而且,qM係1~20的整數。
作為式(M5)表示的化合物之更具體的例子,可舉出下述式(M6)表示之化合物。
藉由在組成物(A)混合式(M6)表示的化合物等之式(M5)表示之化合物,例如能夠對組成物(A)賦予在室溫下之垂直配向液晶相具有優異的安定性,且在聚合前後顯示均勻的配向性。因而,能夠從組成物(A)形成良好的光學異方性層。
而且,組成物(A)係能夠含有構成特開2006-307150號公報所記載聚合性液晶組成物之化合物。藉由含有該等化合物,能夠形成垂直配向液晶相具有優異的安定性之液晶組成物層。
[2.光學補償片、偏光板、及液晶顯示裝置]
本發明的光學補償片,係將光學異方性層從前述本發明的複層膜剝離且將其貼合在長條狀第二基材而成。
在較佳態樣,光學補償片係具備硬化液晶分子為 圓盤狀液晶化合物的硬化物,來作為光學異方性層。而且,在特佳態樣,圓盤狀液晶化合物的硬化物係混合配向而成之圓盤狀液晶化合物的硬化物。藉由扭曲向列型液晶顯示裝置具備此種光學異方性層時,能夠顯著地改善液晶顯示裝置的視野角。
作為第二基材的一例,可舉出光學等方性的基材薄膜。所謂光學等方性,具體而言,面內遲滯值Re係以小於10nm為佳,以小於5nm為較佳。又,在光學等方性的基材,厚度方向的遲滯值Rth亦以小於10nm為佳,以小於5nm為較佳。配向遲滯值Re的下限係能夠設為0nm。厚度方向的遲滯值Rth之下限,係以大於-10nm為佳,以大於-5nm為較佳。厚度方向的遲滯值Rth係能夠依照下述式而算出。
Rth=[{(nx+ny)/2}-nz](式中,nx係基材薄膜的面內的遲相軸方向之折射率(面內的最大折射率),ny係對基材薄膜的面內的遲相軸為垂直方向之折射率,d係基材薄膜的厚度(nm))。
作為光學等方性的基材薄膜的材料之例子,可舉出與上面已敘述的第一基材薄膜同樣者、以及纖維素酯等。形成此種材料的長條狀薄膜,不將其延伸而直接作為第二基材。具備光學等方性的基材薄膜的作為第二基材之光學補償片,係能夠使用作為光學元件,直接組裝於顯示裝置等的光學裝置。
在製造本發明的光學補償片,係能夠藉由捲繞式的操作,來進行將光學異方性層從複層膜剝離且將其貼合在長條狀第二基材之步驟。
本發明的光學補償片,係能夠使用作為偏光板等的構成要素。又,該偏光板係能夠使用作為液晶顯示裝置的構 成要素。例如,安裝有光學補償片之偏光板,係能作為扭曲向列型液晶顯示裝置之偏光板。在此種液晶顯示裝置,從觀看者側觀看顯示裝置的層結構時,光學補償片係能夠以偏光板/光學補償片/液晶胞/光學補償片/偏光板的態樣而設置。
[3.λ/4波長板]
本發明的λ/4波長板,係將光學異方性層從前述本發明的複層膜剝離且將其貼合在長條狀第二基材而成。
在較佳態樣,λ/4波長板係具備硬化液晶分子為棒狀液晶化合物的硬化物作為光學異方性層。而且,在特佳態樣,棒狀液晶化合物的硬化物係水平配向而成之棒狀液晶化合物的硬化物。更具體地,在λ/4波長板之光學異方性層,其Re及遲相軸方向等的光學特性,係以能夠使用作為上述的λ/4波長板之光學特性為佳。例如較佳的λ/4波長板之Nz係數(=Rth/Re+0.5)為1.0附近。另一方面,作為構成λ/4波長板之第二基材,係能夠使用與在上述的光學補償片所使用者同樣物。
在製造本發明的λ/4波長板,係能夠藉由捲繞式操作來進行將複層膜從光學異方性層剝離且將其貼合在長條狀第二基材之步驟。
[4.圓偏光板及有機電激發光顯示裝置]
本發明的圓偏光板係具備前述本發明的λ/4波長板。
作為本發明的圓偏光板之具體態樣,可舉出下述的2個態樣。
圓偏光板(i):將長條狀λ/4波長板及長條狀直線偏光鏡貼 合而成之圓偏光板。
圓偏光板(ii):將長條狀λ/4波長板、長條狀λ/2波長板及長條狀直線偏光鏡貼合而成之圓偏光板。
在圓偏光板(ii),作為λ/2波長板,亦能夠使用本發明的複層膜,且光學異方性層的光學特性係以成為能夠使用作為λ/2波長板的光學特性之方式調製而成者,此外亦能夠使用已知的λ/2波長板。
在圓偏光板(ii),λ/4波長板的遲相軸、λ/2波長板的遲相軸及直線偏光鏡的吸收軸或透射軸之關係,係能夠設作已知各式各樣的關係。例如,本發明的複層膜係使用光學異方性層作為λ/4波長板及λ/2波長板之雙方時,係能夠設作以下的關係:λ/2波長板的遲相軸方向相對於偏光鏡的透射軸或吸收軸方向為15°或與其接近的角度(例如15°±5°、較佳為15°±4°、更佳為15°±3°),λ/4波長板的遲相軸方向相對於偏光鏡的吸收軸或透射軸方向為75°或與其接近的角度(例如75°±5°、較佳為75°±4°、更佳為75°±3°)。藉由具有此種態樣,能夠將圓偏光板使用作為有機EL顯示裝置用的廣帶域抗反射薄膜。
與本發明相關之製品(如複層膜、圓偏光板、顯示裝置等),其面內的光學軸(遲相軸、透射軸、吸收軸等)的方向及幾何學的方向(薄膜的長度方向及短尺寸方向等)之間的角度關係,係規定將某方向的位移設為正,將在其它方向的位移設為負,而且在該製品內的構成要素係共同地規定該正及負方向。例如,在某圓偏光板,所謂「λ/2波長板的遲相軸方向對 直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向為15°,且λ/4波長板的遲相軸方向對直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向為75°」,係表示如下述的2種情況:
.從某一面觀察該圓偏光板時,λ/2波長板的遲相軸方向係從直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向順時針旋轉位移15°,且λ/4波長板的遲相軸方向係從直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向順時針旋轉位移75°。
.從某一面觀察該圓偏光板時,λ/2波長板的遲相軸方向係從直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向逆時針旋轉位移15°,且λ/4波長板的遲相軸方向係從直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向逆時針旋轉位移75°。
作為圓偏光板(i)之更具體的態樣,係可舉出如以下的關係之態樣:具有1層λ/4波長板作為光學異方性層,λ/4波長板的遲相軸方向對直線偏光鏡的透射軸或吸收軸方向為45°或與其接近的角度(例如45°±5°,較佳為45°±4°,更佳為45°±3°)。藉由具有此種態樣,能夠將圓偏光板用於作為有機EL顯示裝置用的抗反射薄膜。
在圓偏光板的製造,藉由採用捲繞式貼合構成圓偏光板之層,能夠達成有效率地製造。所謂採用捲繞式之貼合,係指進行將薄膜從長條狀薄膜的捲物捲抽出,將其搬運且在搬運線上與其它薄膜貼合之步驟,而且將所得到的貼合物捲取而成為捲物的態樣之貼合。
能夠使用習知用於液晶顯示裝置及其它光學裝置等的裝置的偏光鏡作為直線偏光鏡。作為直線偏光鏡的例子, 可舉出藉由使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料之後,在硼酸浴中進行單軸延伸而得到者;及藉由使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料且進行延伸,而且將分子鏈中的聚乙烯醇單元之一部分改性成為聚乙烯基(polyvinylene)單元而得到者。作為直線偏光鏡的其它例子,可舉出具有將偏光分離成為反射光與透射光的功能之偏光鏡,例如格柵偏光鏡、多層偏光鏡、膽固醇型液晶偏光鏡。該等之中,係以含有聚乙烯醇之偏光鏡為佳。
當自然光入射至本發明所使用的偏光鏡時,係只有一方的偏光透射。在本發明所使用的偏光鏡之偏光度係沒有特別限定,以98%以上為佳,較佳為99%以上。偏光鏡的平均厚度係較佳為5~80μm。
必要時,本發明的圓偏光板亦可按具有其它任意層。作為任意層的例子,可舉出用以與其它構件接著之接著層、使薄膜的滑性成為良好之接墊層、耐衝撃性聚甲基丙烯酸酯樹脂層等的硬塗層、抗反射層、防污層等。
作為本發明的圓偏光板用途之一,可舉出將其作為具有有機EL元件之顯示裝置的抗反射薄膜。亦即,在顯示裝置的表面上,藉由將具有上述構成之圓偏光板,設成以直線偏光鏡側的面朝向觀看側之方式,能夠抑制從裝置外部入射的光線在裝置內反射而往裝置外部射出,其結果,能夠抑制顯示裝置的顯示面減少產生不希望的閃耀等。具體而言,藉由從裝置外部入射後的光線,只有其一部分的直線偏光通過直線偏光鏡,其次該一部分的直線偏光係通過光學異方性層且成為圓偏光。作為在此所稱之圓偏光,係實質上在顯現抗反射功能之範 圍時,亦包含橢圓偏光。圓偏光係藉由將裝置內的光線進行反射之構成要素(有機EL元件中的反射電極等)而被反射,而且再次通過光學異方性層而成為在與入射後的直線偏光的偏光軸正交之方向具有偏光軸之直線偏光,而不通過直線偏光鏡。藉此,能夠達成抗反射的功能。特別是以上所敘述的圓偏光板(ii)時,能夠達成在廣帶域的抗反射功能。因為光學異方性層中的異物等引起的缺陷較少,所以本發明的圓偏光板能夠特別良好地得到此種抗反射效果。又,針對光學異方性層的三維折射率(nx、ny、nz)之關係,例如能夠使用具有「nx>ny=nz」「nx>ny>nz」「nx>nz>ny」等的關係之光學異方性層。藉由具有三維折射率為「nx>nz>ny」的關係之光學異方性層,不僅是具有正面方向的抗反射功能,亦具有傾斜方向的抗反射功能。
[實施例]
以下,顯示實施例而具體地說明本發明,但是本發明係不被以下所說明的實施例限定,在不脫離本發明的申請專利範圍及其均等的範圍之範圍,亦可任意地變更而實施。
在以下的說明,表示量之「%」及「份」,係只要未預先告知就是重量基準。又,以下說明的操作,係只要未預先告知就是在常溫及常壓的條件下進行。
<測定方法>
(A)第一基材的表面張力
使用協和界面科學(股)製Drop Master DM500,將各實施例及比較例所調製的第一基材安裝在試驗台,使用純水A3(JIS K0557)作為表面張力測定用液,藉由液滴法進行測定設置光學 異方性層側的表面之接觸角。
藉由將所測得的接觸角代入式I,來求取第一基材的表面張力。
cosθ=0.0467.γs-1.508 式I
(θ:純水的接觸角(°),γs:第一基材表面張力(mN/m))
(B)液晶組成物的表面張力。
使用協和界面科學(股)製Drop Master DM500,將在各實施例及比較例所調製的溶液狀液晶組成物作為表面張力測定用液,使用表面張力計且藉由懸滴法,而且採用下式II來求取液晶組成物液的表面張力。
γL=g.ρ.(de)2H-1 式II
L:液晶組成物的表面張力
g:重力加速度
ρ:液滴密度
de:最大液滴徑
H-1:從ds/de求取之修正項
ds:在液下端上升de之位置的直徑)
[光學特性的評價方法]
將在實施例及比較例所得到的複層膜的光學異方性層進行轉印,透過接著劑(日東電工製、商品名「CS9621T」)而貼合在含脂環式結構的聚合物樹脂的薄膜(ZEONORFILM ZF14-050、股份公司OPTES製)。藉此,來製造具有(含脂環式結構的聚合物樹脂之薄膜)/(黏著劑層)/(光學異方性層)的層結構之光學補償片或λ/4波長板且將其用於以下的評價。
[面內遲滯值、遲相軸方向及配向狀態]
使用AxoScan(Axometrics公司製)且在測定波長550nm下,測定光學補償片或λ/4波長板,來觀察配向狀態。
[正交尼科耳稜鏡透射率]
將光學補償片或λ/4波長板放置在2片直線偏光鏡(偏光鏡及檢光鏡(analyser))之間。此時,從厚度方向觀看時,前述的直線偏光鏡以互相的偏光透射軸為垂直之方式設定方向。又,從厚度方向觀看時,以光學異方性層的遲相軸方向與直線偏光鏡的偏光透射軸平行或垂直之方式設定,使用日本分光公司製的分光光度計「V7200」及自動偏光薄膜測定裝置「VAP-7070S」測定透射該樣品之光線透射率(正交尼科耳稜鏡(crossed Nicol)透射率、波長550nm)。
[在液晶顯示裝置的評價]
將安裝在扭曲向列型液晶胞(液晶的異常光與常光的折射率之差與液晶胞的間隙尺寸之乘積為450nm、扭曲角90°)之2片偏光板從液晶胞剝離,將前述剝離後的偏光板安裝在使用實施例1~3以及比較例1、3、4、及6所得到的複層膜而製成之光學補償片,以從觀看者側為偏光板/光學補償片/液晶胞/光學補償片/偏光板的構成之方式安裝在液晶胞,而且使液晶胞顯示黑色且基於以下的評價基準進行評價。在此,係以光學補償片之含脂環式結構的聚合物樹脂薄膜,以成為偏光板側之方式來安裝。
良:能夠看到白色漏光之面積小於全畫面的10%。
不良:能夠看到白色漏光之面積大於全畫面中的10%以 上。
[在有機電激發光顯示裝置的評價]
準備偏光薄膜(SANRITZ公司製、商品名「HLC2-5618S」、厚度180μm、對短尺寸方向於90°的方向具有吸收軸)。將其一面與使用實施例4~6以及比較例2、5及7所得到的複層膜所製成的λ/4波長板貼合。貼合係透過黏著劑層(日東電工型、商品名「CS9621T」)而進行。藉此,得到具有(偏光鏡)/(黏著劑層)/(第二基材)/(λ/4波長板)的層結構之圓偏光板。針對實施例7,係直接使用在步驟(7-6)所得到的圓偏光板。
從市售的RGB發色的有機電激發光顯示裝置面板(SAMSUNG公司製)將觸控面板卸下。在發光面板上配置上述所製成的圓偏光板且在顯示黑色、明視野下進行觀察,基於下述的評價基準進行評價。
良:能夠看到白色漏光之面積為全畫面中小於10%。
不良:能夠看到白色漏光之面積為全畫面中10%以上。
[實施例1]
(1-1.第一基材的調製)
對厚度100μm、寬度1330mm的長條含脂環式結構的聚合物樹脂薄膜(ZEONORFILM ZF14-100、股份公司OPTES製)施行電暈處理(輸出功率0.2kW、電極寬度1600mm、處理速度20m/min),隨後供給至拉幅延伸機,在延伸溫度145℃且延伸倍率1.5倍進行傾斜延伸。藉此,得到延伸方向(相對於短尺寸方向之方向)45°、經電暈處理側之面的表面張力35.2mN/m之第一基材。
(1-2.液晶組成物的調製)
將乙酸丁酸纖維素(KODAK Chemical公司製、商品名:CAB-531-1)6份、參照特開平9-95467而合成之圓盤狀化合物D1(R係任一者均為-O-C(=O)-Ph-O-C4H8-O-C(=O)-CH=CH2)100份、三丙二醇二丙烯酸酯(東京化成公司製)10份、作為光聚合起始劑之IRGACURE 907(BASF製)2部及甲基乙基酮400份混合而調製液晶組成物。針對所得到的液晶組成物,測定其表面張力為28.3m/N/m。
(1-3.光學異方性層的形成)
將(1-2)所得到的液晶組成物使用桿塗佈器塗佈在(1-1)所得到的第一基材之經電暈處理側之面,來形成液晶組成物層。將其放入140℃的加熱區且於加熱狀態放置2分鐘後,在氮氣環境下,藉由照射累計光量100mJ/cm2(在照射強度10mW/cm2照射時間10秒)以上的紫外線而進行紫外線照射,來使其交聯反應。藉此形成膜厚2.0μm的光學異方性層而得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜。
(1-4.評價)
針對所得到的複層膜之光學異方性層,進行測定遲相軸與短尺寸方向所構成的角度,測定正交尼科耳稜鏡透射率、及在液晶顯示裝置的評價。將結果彙總而顯示在表1。所得到的光學異方性層之配向狀態,係對短尺寸方向為45°的混合配向,面內方向的遲滯值Re為30nm。
[實施例2]
(2-1.第一基材的調製)
對厚度100μm、寬度1330mm的長條含脂環式結構的聚合物樹脂薄膜(ZEONORFILM ZF14-100、股份公司OPTES製)施行電暈處理(輸出功率0.2kW、電極寬度1600mm、處理速度20m/min),將聚乙烯醇(商品名「PVA226」、股份公司KURARAY製)的5wt%水溶液使用#4棒塗佈在該經電暈處理面,於120℃乾燥5分而形成聚乙烯醇膜,來得到具有(聚乙烯醇層)/(含脂環式結構的聚合物樹脂的薄膜)的層結構之延伸前基材。將其供給至拉幅延伸機,在延伸溫度145℃且延伸倍率1.5倍進行傾斜延伸。藉此,得到延伸方向(對短尺寸方向之方向)45°、聚乙烯醇層側的表面之表面張力44.4mN/m之第一基材。配向膜的厚度為0.2μm。
(2-2.光學異方性層的形成)
將實施例1的(1-2)所得到的液晶組成物使用桿塗佈器塗佈在(2-1)所得到的第一基材之配向膜側之面,來形成液晶組成物層。將其放入140℃的加熱區且於加熱狀態放置2分鐘後,藉由進行紫外線照射來使其交聯反應。藉此形成膜厚2.0μm的光學異方性層,來得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜。
(2-3.評價)
針對所得到的複層膜之光學異方性層,進行測定遲相軸與短尺寸方向所構成的角度,測定正交尼科耳稜鏡透射率、及在液晶顯示裝置的評價。將結果彙總而顯示在表1。所得到的光學異方性層之配向狀態,係對短尺寸方向為45°的混合配向, 面內方向的遲滯值Re為35nm。
[實施例3]
(3.1.第一基材的調製)
使厚度80μm、寬度1330mm的長條TAC薄膜(FUJITAC T-80)在40℃的鹼溫水溶液(0.1M的NaOH水溶液)中浸漬4分鐘之後,進行水洗且乾燥而得到皂化TAC薄膜。將其供給至拉幅延伸機,在延伸溫度185℃且延伸倍率1.8倍進行傾斜延伸。藉此,得到延伸方向(對短尺寸方向之方向)45°、表面張力37.4mN/m之第一基材。
(3-2.光學異方性層的形成)
將實施例1的(1-2)所得到的液晶組成物使用桿塗佈器塗佈在(3-1)所得到的第一基材之之一面,來形成液晶組成物層。將其放入140℃的加熱區且於加熱狀態放置2分鐘後,藉由進行紫外線照射來使其交聯反應。藉此形成膜厚2.0μm的光學異方性層,來得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜。所得到的光學異方性層之配向狀態,係對短尺方內於45°的混合配向。
(3-3.評價)
針對所得到的複層膜之光學異方性層,進行測定遲相軸與短尺寸方向所構成的角度,測定正交尼科耳稜鏡透射率、及在液晶顯示裝置的評價。將結果彙總而顯示在表1。所得到的光學異方性層之配向狀態,係對短尺寸方向為45°的混合配向,面內方向的遲滯值Re為40nm。
[實施例4]
(4-1.液晶組成物的調製)
將式(B1)所表示之逆波長分散聚合性液晶化合物21.25份、界面活性劑(商品名「SURFLONS420」、AGC SEMICHEMICAL公司製)0.11份、聚合起始劑(商品名「IRGACURE 379」、BASF公司製)0.64份、及溶劑(環戊烷、日本ZEON股份公司製)78.00份混合,來調製液晶組成物。針對所得到的液晶組成物測定其表面張力為33.4mN/m。
(4-2.光學異方性層的形成)
將(4-1)所得到的液晶組成物使用模塗佈器塗佈在實施例1(1-1)所得到之經電暈處理側之面,來形成液晶組成物層。將其在110℃進行配向處理2.5分鐘。隨後,在氮氣環境下,對液晶組成物層照射累計光量100mJ/cm2(在照射強度10mW/cm2照射時間10秒)以上的紫外線使液晶組成物中的聚合性液晶化合物聚合而形成硬化液晶分子。藉此形成乾燥膜厚2.3μm的光學異方性層,來得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜。
(4-3.評價)
針對所得到的複層膜之光學異方性層,進行測定遲相軸與 短尺寸方向所構成的角度,測定正交尼科耳稜鏡透射率、及在OLED的評價。將結果彙總而顯示在表1。所得到的光學異方性層之配向狀態,係相對於短尺寸方向為45°的水平配向,面內方向的遲滯值Re為145nm。
[實施例5及6]
除了使用實施例2的(2-1)所得到者,(實施例5)、或實施例3的(3-1)所得到者(實施例6)代替實施例1的(1-1)所得到者作為第一基材以外,係與實施例4同樣地進行而得到複層膜且進行評價。針對塗佈在第一基材的任一面之液晶組成物,係與實施例2及3同樣。將結果彙總而顯示在表1。所得到的光學異方性層之配向狀態係實施例5及6均是對短尺寸方向為45°的水平配向,面內方向的遲滯值Re為143nm(實施例5)、及145nm(實施例6)。
[實施例7]
(7-1.第一基材(75)的調製)
除了變更延伸方向且將延伸倍率變更成為2.5倍以外,係與實施例2的(2-1)同樣地進行而得到延伸方向(相對於短尺寸方向之方向)75°、表面張力44.4mN/m之第一基材(75)。
(7-2.第一基材(15)的調製)
除了變更延伸方向以外,係與實施例2的(2-1)同樣地進行而得到延伸方向(相對於短尺寸方向之方向)15°、表面張力44.4mN/m之第一基材。
(7-3.液晶組成物的調製)
將聚合性液晶化合物(商品名「LC242JBASF公司製、式(A1) 表示之化合物)24.15份、界面活性劑(商品名「Futagent FTX-209F」、NEOS公司製)0.12份、聚合起始劑(商品名「IRGACURE 379」、BASF公司製)0.73重量份、及溶劑(甲基乙基酮)75.00份混合,來調製液晶組成物。針對所得到的液晶組成物測定其表面張力為19.0mN/m。
(7-4.複層膜(75)的調製)
使用棒塗佈機將(7-3)所得到的液晶組成物,塗佈在(7-1)所得到的第一基材(75)之配向膜側之面而形成液晶組成物層。液晶組成物層係由於細小的收縮斑而在配向膜上產生不均。將其在110℃進行配向處理2.5分鐘。隨後,在氮氣環境下,對液晶組成物層照射累計照度100mW/cm2(在照射強度10mW/cm2照射時間10秒)以上的紫外線,使液晶組成物中的聚合性液晶化合物聚合而形成硬化液晶分子,藉此,得到乾燥膜厚4.5μm的光學異方性層,而且得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜(75)。
(7-5.複層膜(15)的調製)
在(7-2)所得到的第一基材(15)之配向膜側之面,塗佈經(7-3)所得到的液晶組成物而形成液晶組成物層。液晶組成物層係由於細小的收縮斑而在配向膜上產生不均。將其在110℃進行配向處理2.5分鐘。隨後,在氮氣環境下,對液晶組成物層 照射累計照度100mW/cm2(在照射強度10mW/cm2照射時間10秒)以上的紫外線,使液晶組成物中的聚合性液晶化合物聚合而形成硬化液晶分子,藉此,得到乾燥膜厚2.1μm之水平配向而成的光學異方性層,而且得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜(15)。
(7-6.圓偏光板)
將在(7-4)所得到之複層膜(75)的光學異方性層用作為λ/2波長板,而且使用(7-5)所得到之複層膜(15)的光學異方性層作為λ/4波長板來製成圓偏光板。
首先,準備偏光薄膜(SANRITZ公司製、商品名「HLC2-5618S」、厚度180μm、相對於短尺寸方向於90°的方向具有吸收軸)作為長條直線偏光鏡。將其一面、與複層膜(75)的光學異方性層(亦即λ/2波長板)側之面貼合。貼合係透過黏著劑層(日東電工、商品名「CS9621T」)而進行。藉此,得到具有(偏光鏡)/(黏著劑層)/(λ/2波長板)/(第一基材)的層結構之積層體(7-i)。
其次,將、第一基材從積層體(7-i)剝離,而得到具有(偏光鏡)/(黏著劑層)/(λ/2波長板)的層結構之積層體(7-ii)。
其次,將積層體(7-ii)的λ/2波長板側之面,與複層膜(15)的光學異方性層(亦即λ/4波長板)側之面貼合。貼合係透過黏著劑層(日東電工、商品名「C59621T」)而進行。藉此,得到具有(偏光鏡)/(黏著劑層)/(λ/2波長板)/(黏著劑層)/(λ/4波長板)/(第一基材)的層結構之積層體(7-iii)。
其次,將第一基材從積層體(7-iii)剝離,而得到具有(偏光 鏡)/(黏著劑層)/(λ/2波長板)/(黏著劑層)/(λ/4波長板)的層結構之圓偏光板。
該等貼合及剝離操作任一者均採用捲繞式連續地進行。因而,貼合操作係任一者均是在使長條薄膜長度方向一致的狀態下進行。
所得到的圓偏光板的構成要素之光學軸,係具有如第3圖所顯示的角度關係。亦即,從偏光鏡304側之面觀察圓偏光板300時,偏光板的吸收軸A34係與短尺寸方向A31構成90°的角度,λ/2波長板303的遲相軸A33係從短尺寸方向A31順時針旋轉位移θ33=75°,而且,λ/4波長板302的遲相軸A32係從短尺寸方向A31順時針旋轉位移θ32=15°。
(7-7.評價)
針對所得到的複層膜(75)及複層膜(15)的光學異方性層,進行測定遲相軸與短尺寸方向所構成的角度、及測定正交尼科耳稜鏡透射率。將結果彙總而顯示於表1。複層膜(75)的光學異方性層之配向狀態,係相對於短尺寸方向於75°的水平配向,複層膜(15)的光學異方性層之配向狀態,係相對於短尺寸方向於15°的水平配向。複層膜(75)及複層膜(15)的光學異方性層之任一者均是實用上無問題,但是由於細小的收縮斑而存在不均。複層膜(75)的光學異方性層之面內方向的遲滯值Re為275nm。複層膜(15)的光學異方性層之面內方向的遲滯值Re為143nm。
又,針對(7-6)所得到的圓偏光板,係進行在OLED的評價。在評價時,係如第3圖,將圓偏光板300,以偏光板304 成為出光面側的方式載置在發光面板301上。將結果彙總而顯示於表1。
[實施例8]
(8-1.第一基材的調製)
與實施例1同樣地進行而得到第一基材。
(8-2.液晶組成物的調製)
將聚合性液晶化合物(與實施例7使用者相同、式(A1)表示之化合物)68份,式(C1)所表示的化合物29份、作為光聚合起始劑之IRGACURE184(BASF製)3份及甲基乙基酮400份混合而調製液晶組成物。針對所得到的液晶組成物測定表面張力時,為25mN/m。
(8-3.光學異方性層的形成)
將(8-2)所得到的液晶組成物使用棒塗佈器塗佈在(8-1)所得到第一基材之經電暈處理側之面,來形成液晶組成物層。將其放入80℃的加熱區,在加熱狀態下放置2分鐘後,在氮氣環境下,照射累計光量100mJ/cm2(在照射強度10mW/cm2照射時間10秒)以上的紫外線,藉由進行紫外線照射來使其交聯反應。藉此,形成膜厚2.0μm的光學異方性層,來得到具有(第一基材)/(光學異方性層)的層結構之複層膜。
(8-4.評價)
針對所得到的複層膜之光學異方性層,進行測定遲相軸與短尺寸方向所構成的角度,測定正交尼科耳稜鏡透射率、及在液晶顯示裝置的評價。將結果彙總而顯示在表1。所得到的光學異方性層之配向狀態,係相對於短尺寸方向為45°的混合配向,面內方向的遲滯值Re為28nm。
(比較例1及2)
除了在(1-1)之第一基材的調製不進行電暈處理以外,係與實施例1同樣(比較例1)、或實施例4同樣(比較例2)地進行而得到複層膜且進行評價。不進行電暈處理之第一基材表面的表面張力為34.0mN/m。將結果彙總而顯示在表2。所得到的光學異方性層之配向狀態,係比較例1為無配向,比較例2係對短尺寸方向於45°的水平配向,光學異方性層的面內方向之遲滯值Re為139mm。
[比較例3]
除了在(2-1)之第一基材的調製,將聚乙烯醇變更成為聚乙烯醇(商品名「Gohsefimer Z200」、日本合成化學公司製)以外,係與實施例2同樣地進行而得到複層膜且進行評價。第一基材之配向膜側的表面之表面張力為50.2mN/m。將結果彙總而顯示在表2。所得到的光學異方性層之配向狀態,係相對於短尺寸方向於45°的混合配向,但是能夠觀看面內白化且配向方向為不均勻而為不良的配向。光學異方性層的面內方向之遲滯值Re為50nm。
[比較例4及5]
(C4-1.第一基材的調製)
對厚度100μm、寬度1330mm的長條含脂環式結構的聚合物樹脂薄膜(ZEONORFILM ZF14-100、股份公司OPTES製),(不施行電暈處理及延伸)在短尺寸方向於45°的方向施行摩擦處理。藉此,得到經摩擦處理側的面之表面張力31.7mN/m的第一基材。
(C4-2.光學異方性層的形成及評價)
除了使用(C4-1)所得到者代替(1-1)所得到者作為第一基材且對經摩擦處理側之面形成光學異方性層以外,係與實施例1同樣(比較例4)、或與實施例4同樣(比較例5)地進行而得到複層膜且進行評價。將結果彙總而顯示在表2。所得到的光學異方性層之配向狀態,比較例4係對短尺寸方向於45°的混合配向,比較例5係對短尺寸方向於45°的水平配向。光學異方性層的面內方向之遲滯值Re為30nm(比較例4)及145nm(比較例5)。
[比較例6及7]
除了不將TAC薄膜皂化以外,係與實施例8同樣(比較例6)、或與實施例6同樣(比較例7)地進行而得到複層膜且進行評價。未皂化的TAC薄膜表面之表面張力為55.0mN/m。將結果總而顯示在表2。所得到的光學異方性層之配向狀態,比較例6為無配向,比較例7係相對於短尺寸方向於45°的水平配向。光學異方性層的面內方向之遲滯值Re為139nm。
從表1~2的結果,得知在本申請案的實施例,係能夠達成包含藉由基材的延伸處理來賦予配向規制力之有效率的製造步驟,來製造能夠得到充分的配向性之具有光學異方性層之複層膜,用以使用在顯示裝置時使顯示品質成為良好者。

Claims (14)

  1. 一種複層膜,具備:長條狀第一基材;及含有硬化液晶分子的光學異方性層,直接形成在前述第一基材的表面上,前述第一基材是只有由一層以上的層所形成的支撐物所構成;前述第一基材的前述表面之表面張力為35~45mN/m,而且藉由延伸而具有配向規制力,前述光學異方性層係具有沿著與前述第一基材藉由延伸的配向方向為大略相同方向之遲相軸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複層膜,其中前述第一基材係由複數層所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之複層膜,其中前述硬化液晶分子為圓盤狀液晶化合物的硬化物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之複層膜,其中前述硬化液晶分子為棒狀液晶化合物的硬化物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之複層膜,其中前述第一基材是由含脂環式結構的聚合物所形成的層。
  6. 一種製造方法,係如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之複層膜的製造方法,包含以下步驟:將含有硬化性液晶化合物的液晶組成物塗佈在長條狀第一基材上,來形成液晶組成物層;使在前述液晶組成物層之硬化性液晶化合物,沿著與前述第一基材藉由延伸的配向方向為大略相同方向而水平配向 或混合配向;及使前述硬化性液晶化合物聚合而形成硬化液晶分子,前述第一基材是只有由一層以上的層所形成的支撐物所構成,前述第一基材的表面之表面張力為35~45mN/m。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法,其中前述液晶組成物為表面張力20~35mN/m的液體。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法,其中前述第一基材是由含脂環式結構的聚合物所形成的層。
  9. 一種光學補償片,係將光學異方性層從如申請專利範圍第1、2、3或5項所述之複層膜剝離且將前述光學異方性層貼合在第二基材而成。
  10. 一種λ/4波長板,係將光學異方性層從如申請專利範圍第1、2、4或5項所述之複層膜剝離且將前述光學異方性層貼合在第二基材而成。
  11. 一種偏光板,係具備如申請專利範圍第9項所述之光學補償片。
  12. 一種圓偏光板,係具備如申請專利範圍第10項所述之λ/4波長板。
  13. 一種液晶顯示裝置,係具備如申請專利範圍第11項所述之偏光板。
  14. 一種有機電激發光顯示裝置,係具備如申請專利範圍第12項所述之圓偏光板。
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