TWI728987B - 光學異向層、光學膜、圓偏光板及顯示裝置 - Google Patents

光學異向層、光學膜、圓偏光板及顯示裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種可形成轉印時的轉印缺陷少的光學異向層之組成物、及具備由該組成物所形成的光學異向層的顯示裝置等,該組成物係包含1種以上的聚合性液晶化合物及1種以上的光聚合起始劑,光聚合起始劑具有極大吸收波長λ(A)及極大吸收波長λ(B),至少1種的聚合性液晶化合物的極大吸收波長為λmax(LC)時,滿足20nm<λ(B)-λmax(LC)或20nm<λmax(LC)-λ(A)。

Description

光學異向層、光學膜、圓偏光板及顯示裝置
本發明係關於可形成光學異向層之組成物及具備光學異向層之顯示裝置。
於平板顯示裝置(FPD)等觸控面板顯示裝置,使用偏光板、相位差板等包含光學膜的構件。作為如此的光學膜,已知有包括由包含聚合性液晶化合物的組成物形成的液晶硬化膜(光學異向層)的光學膜。於專利文獻1,記載一種光學膜,其包括顯示反波長分散性的液晶硬化膜。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國公表特許公報「特表2010-537955號公報」(公告日:2010年12月9日)
於觸控面板顯示裝置,由聚合性液晶化合物聚合而成的光學異向層,係被轉印至顯示裝置使用。此處,所謂轉印,係指將形成於基材上的光學異向層,隔著黏接著劑層等貼合至被轉印體後,剝離去除該基材。
但是,由在波長300至380nm附近具有極大吸收波長的聚合性液晶化合物聚合而成的光學異向層,不容易從基材上剝離,在轉印時有產生條紋、或光學異向層的一部分與基材一起被剝離等轉印缺陷產生的情況。亦即,由上述聚合性液晶化合物聚合而成的光學異向層,係有所謂不容易轉印的課題。
本發明係考慮上述課題而成的發明,其主要目的,係提供可形成轉印時的轉印缺陷少的光學異向層之組成物及具備光學異向層的顯示裝置等。
為了解決上述課題,本發明包含以下的發明。
〈1〉一種組成物,其係包含至少1種的聚合性液晶化合物及光聚合起始劑組成物;其中上述光聚合起始劑組成物,包含至少1種的光聚合起始劑;上述光聚合起始劑組成物具有極大吸收波長λ(A)及極大吸收波長λ(B),至少1種的聚合性液晶化合物的極大吸收波長為λmax(LC)時,滿足20nm<λ(B)-λmax(LC)或20nm<λmax(LC)-λ(A)。
〈2〉如〈1〉記載的組成物,其中上述至少1種的聚合性 液晶化合物滿足300nm≦λmax(LC)≦380nm。
〈3〉如〈1〉或〈2〉記載的組成物,其中上述至少1種的聚合性液晶化合物滿足λ(A)<λmax(LC)<λ(B)。
〈4〉如〈1〉至〈3〉中任一項記載的組成物,其中包含於上述光聚合起始劑組成物的至少1種的光聚合起始劑,在波長290至330nm的範圍具有極大吸收波長。
〈5〉如〈1〉至〈3〉中任一項記載的組成物,其中包含於上述光聚合起始劑組成物的至少1種的光聚合起始劑,在波長340至380nm的範圍具有極大吸收波長。
〈6〉如〈1〉至〈5〉中任一項記載的組成物,其中上述光聚合起始劑組成物只包含1種的光聚合起始劑。
〈7〉如〈1〉至〈5〉中任一項記載的組成物,其中上述光聚合起始劑組成物只包含2種的光聚合起始劑。
〈8〉如〈1〉至〈7〉中任一項記載的組成物,其中相對於聚合性液晶化合物100質量份,包含於上述光聚合起始劑組成物的光聚合起始劑中的至少1個極大吸收波長λ1滿足下述式(II)的光聚合起始劑的添加量,為1質量份以上20質量份以下。
20nm<| λ1max(LC)| (II)
〈9〉如〈1〉至〈6〉中任一項記載的組成物,其中包含於上述光聚合起始劑組成物的至少1種的光聚合起始劑,分子內具有肟(oxime)結構。
〈10〉一種光學異向層,其係由〈1〉至〈9〉中任一項記載的組成物所形成的光學異向層。
〈11〉如〈10〉記載的光學異向層,具有下述式(1)及式(2)所示的光學特性;Re(450)/Re(550)≦1.00…(1)
1.00≦Re(650)/Re(550)…(2)(式中,Re(450)表示對波長450nm的光之面內相位差值,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值,Re(650)表示對波長650nm的光之面內相位差值)。
〈12〉如〈10〉或〈11〉記載的光學異向層,具有下述式(3)所示的光學特性;100nm<Re(550)<160nm…(3)(式中,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值)。
〈13〉一種光學膜,其係包含〈10〉至〈12〉中任一項記載的光學異向層之光學膜。
〈14〉一種圓偏光板,具備〈10〉至〈12〉中任一項記載的光學異向層及偏光板。
〈15〉一種有機電激發光顯示裝置,具備〈14〉記載之圓偏光板。
〈16〉一種觸控面板顯示裝置,具備〈14〉記載之圓偏光板。
根據本發明,達成所謂可提供可形成轉印時的轉印缺陷少的光學異向層之組成物及具備光學異向層的 顯示裝置等的效果。
以下,詳細說明關於本發明的一實施態樣。又,於本申請案中所謂「A至B」係表示「A以上、B以下」。
〈聚合性液晶化合物〉
於本發明,所謂包含於組成物的聚合性液晶化合物,係指具有聚合性基且具有液晶性的化合物。聚合性基係指參與聚合反應的基,較佳為光聚合性基。此處,所謂光聚合性基,係指可藉由光聚合起始劑產生的活性自由基、酸等參與聚合反應的基。
作為聚合性基,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、環氧乙烷基(oxiranyl)、環氧丙烷基(oxetanyl)等。其中較佳為乙烯氧基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧乙烷基及環氧丙烷基,更佳為丙烯醯氧基。液晶性可為熱致性液晶,亦可為溶致性液晶,或者可為熱致性液晶之向列型(nematic)液晶、層列型(smectic)液晶。從容易製造的觀點,液晶性較佳為熱致性液晶之向列型液晶。
以展現前述反波長分散性的觀點而言,作為聚合性液晶化合物較佳為具有下述式(I)結構者。
L-G-D-Ar-D-G-L (I)
式(I)中,Ar表示取代或無取代的二價芳香族基。所謂該芳香族基,係指具有平面性的環結構的基,該環結構所具有的π電子數,根據休克爾(Huckel)法則為[4n+2]個。此處,n表示整數。環結構包含-N=及-S-等異原子的情況,也包含於該等異原子上的非共價鍵結電子對及環結構所具有的π電子數滿足休克爾法則,具有芳香族性的情況。於二價芳香族基中,較佳為包含選自氮原子、氧原子及硫原子所成群組中的至少1個原子。
2個D,分別獨立為單鍵或二價連結基。
2個G,分別獨立表示2價脂環式烴基。
2個L,分別獨立表示1價有機基,至少1個具有聚合性基。
Ar較佳為具有選自具有取代基或無取代的芳香族烴環、具有取代基或無取代的芳香族雜環及電子吸引性基中之至少一個。作為該芳香族烴環,例如苯環、萘環、蒽環等,較佳為苯環、萘環。作為該芳香族雜環,例如呋喃環、苯並呋喃環、吡咯環、吲哚環、噻吩環、苯並噻吩環、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、苯並噻唑環、噻吩並噻唑環、噁唑環、苯並噁唑環及鄰二氮菲(phenanthroline)環等。其中,較佳為具有噻唑環、苯並噻唑環或苯並呋喃環,更佳為具有苯並噻唑基。而且,於Ar包含氮原子的情況,較佳為該氮原子具有π電子。
式(I)中,包含於Ar所示的2價芳香族基中的 π電子的合計數Nπ較佳為8以上,更佳為10以上,更加佳為14以上,特別佳為16以上。而且,較佳為30以下,更佳為26以下,更加佳為24以下。
作為Ar所示的芳香族基,例如以下的基。
Figure 105123204-A0202-12-0007-2
式(Ar-1)至式(Ar-22),*標記表示鍵結部,Z0、 Z1及Z2分別獨立表示氫原子、鹵原子、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、羰基、碳數1至12的氟烷基、碳數1至6的烷氧基、碳數1至12的烷硫基、碳數1至12的N-烷基胺基、碳數2至12的N,N-二烷基胺基、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。
Q1、Q2及Q3分別獨立表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或-O-,R2’及R3’分別獨立表示氫原子或碳數1至4的烷基。
J1及J2分別獨立表示碳原子或氮原子。
Y1、Y2及Y3分別獨立表示取代或無取代的芳香族烴基或芳香族雜環基。
W1及W2分別獨立表示氫原子、氰基、甲基或鹵原子,m表示0至6的整數。
作為Y1、Y2及Y3中之芳香族烴基,可列舉例如苯基、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。作為芳香族雜環基,可列舉例如呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯並噻唑基等包含至少1個氮原子、氧原子、硫原子等異原子的碳數4至20的芳香族雜環基,較佳為呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯並噻唑基。
Y1、Y2及Y3亦可分別獨立表示取代或無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,係指縮合多環系芳香族烴基或來自芳香環集合的基。多環系芳香族雜環基,係指縮合多環系芳香族雜環基或來自芳香環集合的基。
Z0、Z1及Z2分別獨立較佳為氫原子、鹵原子、碳數1至6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。
Q0、Q1及Q2較佳為-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’較佳為氫原子。其中特別佳為-S-、-O-、-NH-。
從分子的安定性的觀點而言,式(Ar-1)至式(Ar-22)中,較佳為式(Ar-6)及式(Ar-7)。
於式(Ar-16)至式(Ar-22),Y1可為與其鍵結的氮原子及Z0一起形成芳香族雜環基。作為芳香族雜環基,可舉為前述之Ar可具有的芳香族雜環者,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、吡咯烷環等。該芳香族雜環基,可具有取代基。而且,Y1可為與其鍵結的氮原子及Z0一起之前述取代或無取代的多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。可列舉例如苯並呋喃環、苯並噻唑環、苯並噁唑環等。
由組成物硬化而成的液晶硬化膜之光學異向層,滿足上述式(1)或式(2)所示的光學特性的情況,作為聚合性液晶化合物,較佳為下述式(A)所示的化合物(以下,亦稱為化合物(A))。聚合性液晶化合物,可僅使用1種, 亦可使用2種以上的組合,於組合使用2種以上的情況,較佳為至少1種為化合物(A)。
Figure 105123204-A0202-12-0010-3
(式(A)中,X1表示氧原子、硫原子或-NR1-。R1表示氫原子或碳數1至4的烷基。Y1表示具有取代基或無取代的碳數6至12的1價芳香族烴基、或具有取代基或無取代的碳數3至12的1價芳香族雜環基。Q3及Q4分別獨立表示氫原子、具有取代基或無取代的碳數1至20的1價脂肪族烴基、碳數3至20的1價脂環式烴基、具有取代基或無取代的碳數6至20的1價芳香族烴基、鹵原子、氰基、硝基、-NR2R3或-SR2,或者Q3與Q4互相鍵結,與該等鍵結的碳原子一起形成芳香環或芳香族雜環。R2及R3分別獨立表示氫原子或碳數1至6的烷基。D1及D2分別獨立表示單鍵、-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-CR4R5、-CR4R5-CR6R7-、-O-CR4R5-、-CR4R5-O-CR6R7-、-C(=O)-O-CR4R5-、-O-C(=O)-CR4R5-、-CR4R5-O-C(=O)-CR6R7-、-CR4R5-C(=O)-O-CR6R7-、-NR4-CR5R6-或-C(=O)-NR4-。R4、R5、R6及R7分別獨立表示氫原子、氟原子或碳數1至4的烷基。G1及G2分別獨立表示碳數5至8的2價脂環式烴基,構成該脂環式烴基的亞甲基,可更換取代為氧原子、硫原子或-NH-,構成該脂環式烴基的次甲基,可更換取代為3級氮原子。L1及L2分別獨立表 示1價有機基,L1及L2中之至少1個具有聚合性基。此處,所謂聚合性基,係如上述說明。)
化合物(A)之L1,較佳為下述式(A1)所示的基,化合物(A)之L2,較佳為下述式(A2)所示的基。
P1-F1-(B1-A1)k-E1-…(A1)
P2-F2-(B2-A2)l-E2-…(A2)(式中,B1、B2、E1及E2分別獨立表示-CR4R5、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-CS-O-、-O-C(=S)-O-、-C(=O)-NR1-、-O-CH2-、-S-CH2-或單鍵。A1及A2分別獨立表示碳數5至8的2價脂環式烴基或碳數6至18的2價芳香族烴基,構成該脂環式烴基的亞甲基,可更換取代為氧原子、硫原子或-NH-,構成該脂環式烴基的次甲基,可更換取代為3級氮原子。k及l分別獨立表示0至3的整數。F1及F2分別獨立表示碳數1至12的2價脂肪族烴基。P1表示氫原子或聚合性基,較佳為聚合性基。P2表示氫原子或聚合性基。P1及P2,該等之中至少一個為聚合性基即可。R4及R5分別獨立表示氫原子、氟原子或碳數1至4的烷基。R1表示氫原子或碳數1至4的烷基。)
作為較佳的化合物(A),列舉日本特表2011-207765號公報中記載的聚合性液晶化合物。
作為與化合物(A)不同的聚合性液晶化合物,列舉包含下述式(X)所示的基之化合物(以下,亦稱為化合物(X))。
P11-B11-B11-B12-A11-B13-…(X) (式中,P11表示聚合性基。A11表示2價脂環式烴基或2價芳香族烴基。包含於該2價脂環式烴基及2價芳香族烴基的氫原子,可經鹵原子、碳數1至6的烷基、碳數1至6的烷氧基、氰基或硝基取代,包含於該碳數1至6的烷基及碳數1至6的烷氧基之氫原子,可經氟原子取代。B11表示-O-、-S-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-C(=O)-、-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,包含於該烷二基的氫原子,可經碳數1至5的烷氧基取代,包含於該烷氧基的氫原子,可經鹵原子取代。構成該烷二基的-CH2-,可更換為-O-或-C(=O)-。)
作為聚合性液晶化合物的具體例,例如液晶手冊(液晶手冊編輯委員會編、丸善股份有限公司、平成12年10月30日發行)的「3.8.6網狀結構(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,以及日本特開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化合物。
組成物的固形分100質量份中聚合性液晶化合物所佔合計含量,通常為70至99.5質量份,較佳為80至99質量份,更佳為80至94質量份。上述合計含量只要是上述範圍內,所得之光學異向層的配向性有變高的傾向。此處,所謂固形分,係指從組成物去除溶劑的成分之合計量。
〈光聚合起始劑〉
光聚合起始劑,較佳為藉由光照射而產生自由基的光聚合起始劑。
作為光聚合起始劑,可列舉例如安息香化合物、二苯基甲酮化合物、苯甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、三嗪化合物、碘鎓鹽及硫鎓鹽。具體而言可列舉: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日本股份有限公司製)、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(道氏公司製)、Adekaoptomer SP-152、Adekaoptomer SP-170、Adekaoptomer N-1717、Adekaoptomer N-1919、Adeka arkls NCI-831、Adeka arkls NCI-930(以上為Adeka股份有限公司製)、TAZ-A、TAZ-PP(以上為日本Siber Hegner公司製)及TAZ-104(三和化學公司製)。
於本發明使用光聚合起始劑組成物。光聚合起始劑組成物,可僅包含1種的光聚合起始劑,亦可包含2種以上的光聚合起始劑。作為本發明之光聚合起始劑組成物,為了有效率地使用波長未達350nm的光以及波長350nm以上的光,較佳為使用主要感光波長互異的2種以上的光聚合起始劑。
作為可有效率地利用波長未達350nm的光之光聚合起始劑,較佳為使用α-苯乙酮化合物,作為α-苯乙酮化合物,可列舉例如2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基氫硫基苯基)丙-1-酮、2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-苯甲基丁-1-酮及2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-(4-甲基苯基甲基)丁-1-酮等,更佳為2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基氫硫基苯基)丙-1-酮及2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-苯甲基丁-1-酮。作為α-苯乙酮化合物的市售品,可列舉Irgacure 369、Irgacure 379EG、Irgacure 907(以上為BASF日本股份有限公司製)及Seikuol BEE(精工化學股份有限公司製)。
而且,從使光學異向層的深部的聚合反應更有效率地進行的觀點,較佳為使用可有效率地利用波長350nm以上的光之光聚合起始劑,例如可使用包含1mg的光聚合起始劑之100mL氯仿溶液中之波長350nm的吸光度為0.10以上之該光聚合起始劑。作為可有效率地利用波長350nm以上的光之光聚合起始劑,較佳為三嗪化合物、肟酯型咔唑化合物,從感度的觀點,更佳為肟酯型咔唑化 合物。作為肟酯型咔唑化合物,可列舉例如1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)等。作為肟酯型咔唑化合物的市售品,可列舉Irgacure OXE-01、Irgacure OXE-02(以上為BASF日本股份有限公司製)、Adekaoptomer N-1919、Adeka arkls NCI-831(以上為Adeka股份有限公司製)等。
而且,從更有效率地進行聚合反應的觀點,較佳為光聚合起始劑具有2個以上波長300nm以上的極大吸收。作為具有2個以上波長300nm以上的極大吸收之光聚合起始劑,可列舉Adeka arkls NCI-831(Adeka股份有限公司製)、Irgacure OXE-03(BASF日本股份有限公司製)等。
於本發明所述之組成物,光聚合起始劑組成物較佳為僅包含1種光聚合起始劑或僅包含2種光聚合起始劑。而且,更佳為至少1種光聚合起始劑,在波長290至330nm的範圍具有極大吸收波長,或者至少1種光聚合起始劑,在波長340至380nm的範圍具有極大吸收波長。進一步較佳為至少1種光聚合起始劑於分子內具有肟結構。
本發明所述之組成物,係包含至少1種聚合性液晶化合物及含有至少1種光聚合起始劑之光聚合起始劑組成物。上述光聚合起始劑組成物具有極大吸收波長λ(A)及極大吸收波長λ(B),至少1種上述聚合性液晶化合物的極大吸收波長為λmax(LC)時,滿足下述式。
λ(A)<λ(B)
20nm<λ(B)-λmax(LC)或20nm<λmax(LC)-λ(A)
藉由滿足上述式,於將光照射於上述光聚合起始劑及聚合性液晶化合物時,由於不會阻礙聚合性液晶化合物的光吸收,光聚合起始劑的光吸收被進行,產生足以引發聚合反應之充分量的自由基,而可適當地進行聚合反應。再者,作為光聚合起始劑,除光聚合起始劑組成物之外,亦可使用其他光聚合起始劑。所謂其他光聚合起始劑,係指該光聚合起始劑所具有的極大吸收波長與聚合性液晶化合物的極大吸收波長λmax(LC)不滿足上述式。
相對於聚合性液晶化合物100質量份而言,滿足上述式的光聚合起始劑組成物的添加量,通常為0.1至30質量份,較佳為1至20質量份,更佳為3至18質量份。而且,包含於光聚合起始劑組成物的光聚合起始劑,相對於聚合性液晶化合物100質量份而言,光聚合起始劑所具有的至少一個極大吸收波長λ1滿足下述式(II)者的添加量,較佳為1至20質量份,更佳為3至18質量份。
20nm<| λ1max(LC)| (II)
於上述光聚合起始劑組成物,相對於聚合性液晶化合物與上述光聚合起始劑組成物的總量,具有滿足式(II)的極大吸收波長之光聚合起始劑的含量,較佳為0.1質量%以上,更佳為1質量%以上,更加佳為2質量%以上,又再更佳為2.5質量%以上,而且較佳為18質量%以下, 更佳為14質量%以下。只要是上述範圍內,不易擾亂聚合性液晶化合物的配向,而且可抑制光學異向層轉印時產生的缺陷。
而且,於上述光聚合起始劑組成物,相對於上述光聚合起始劑組成物的總量,具有滿足式(II)的極大吸收波長之光聚合起始劑的含量為10質量%以上,更佳為15質量%以上,更加佳為16質量%以上。只要是上述範圍內,不易擾亂聚合性液晶化合物的配向,而且可抑制光學異向層轉印時產生的缺陷。
此處,於本發明的組成物包含2種以上的聚合性液晶化合物的情況,較佳為以質量單位包含最多的聚合性液晶化合物的λmax(LC)滿足上述式。更佳為所包含的全部聚合性液晶化合物的λmax(LC)滿足上述式。
更佳為進一步滿足下述式300nm≦λmax(LC)≦380nm;更加佳為再加上滿足下述式λ(A)<λmax(LC)<λ(B)。
本發明所述之組成物,亦可再包含溶劑、增感劑、聚合抑制劑及調平劑等成分。
〈溶劑〉
作為溶劑,較佳為可完全溶解聚合性液晶化合物的溶劑,而且較佳為在聚合性液晶化合物的聚合反應為非活性的溶劑。
作為溶劑,可列舉例如甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚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、甲基乙基酮、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;甲苯及二甲苯等芳香族烴溶劑;丙腈等腈溶劑;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等。該等溶劑,可僅使用1種,亦可組合2種以上使用。
組成物100質量份中溶劑所佔含量,較佳為50至98質量份。故,組成物100質量份中固形分所佔較佳為2至50質量份。組成物的固形分為50質量份以下時,由於組成物的黏度變低,有光學異向層的厚度變得大略均一,光學異向層難以產生不均勻的傾向。上述固形分,可考慮欲製造之光學異向層的厚度而適當地決定。
〈增感劑〉
藉由使用增感劑,可更促進聚合性液晶化合物的聚合反應。
作為增感劑,較佳為光增感劑。作為增感劑,可列舉例如氧雜蒽酮及硫雜蒽酮等氧雜蒽酮化合物(2,4-二乙基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等);蒽及含有烷氧基的蒽(二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪(phenothiazine)及紅螢烯(rubrene)等。
相對於聚合性液晶化合物的合計量100質量份,組成物之增感劑的含量,較佳為0.1至30質量份,更佳為0.5至10質量份,更加佳為0.5至8質量份。
〈聚合抑制劑〉
藉由使用聚合抑制劑,可控制聚合性液晶化合物之聚合反應的進行程度。
作為聚合抑制劑,例如2,6-二-第3丁基-4-甲基酚等酚系化合物、硫代二丙酸二月桂酯等硫系化合物、亞磷酸三辛酯等的磷系化合物及2,2,6,6-四甲基哌啶為代表的包含受阻胺結構的胺系化合物等的自由基捕捉劑。
以液晶硬化膜的光學異向層的著色較少的觀點,作為聚合抑制劑,較佳為酚系化合物。
相對於聚合性液晶化合物的合計量100質量份,組成物中之聚合抑制劑的含量,較佳為0.1至30質量份,更佳為0.5至10質量份,更加佳為0.5至8質量份。只要是上述範圍內,不會擾亂聚合性液晶化合物的配向且可使其聚合。聚合抑制劑,可僅使用1種,亦可併用2種以上。
〈調平劑〉
所謂調平劑,係指具有調整組成物的流動性,使塗佈組成物而得的膜更平坦的功能之添加劑,可例舉界面活性劑。作為較佳的調平劑,可列舉"BYK-361N"(BYK Chemie 公司製)等的以聚丙烯酸酯化合物為主成分的調平劑及Surflon(註冊商標)"S-381"(AGC SEIMI CHEMICAL股份有限公司製)等的以含有氟原子的化合物為主成分的調平劑。
相對於聚合性液晶化合物的合計量100質量份,組成物中之調平劑的含量,較佳為0.01至5質量份,更佳為0.1至3質量份。只要是上述範圍內,有容易使聚合性液晶化合物水平配向,且所得之光學異向層更平滑的傾向。組成物亦可含有2種以上的調平劑。
〈光學異向層〉
本發明所述之光學異向層,係由組成物硬化所成的液晶硬化膜。亦即,光學異向層係由組成物所形成。光學異向層,通常藉由於基材上或形成於基材上的配向膜上,塗佈包含聚合性液晶化合物的組成物,聚合性液晶化合物進行聚合而得。
光學異向層,通常聚合性液晶化合物在配向的狀態下硬化之厚度為5μm以下的膜,較佳為聚合性液晶化合物對基材面配向為水平方向或垂直方向的狀態下硬化之液晶硬化膜。
光學異向層的厚度較佳為0.5至5μm,更佳為1至3μm。光學異向層的厚度,可藉由干涉式膜厚計、雷射顯微鏡或接觸探針式膜厚計而測定。
聚合性液晶化合物對基材面配向為水平方向的狀態下硬化之光學異向層,對波長λ nm的光之複折射 率△n(λ)較佳為滿足下述式(1)及式(2)所示的光學特性,更佳為滿足式(1)、式(2)及式(3)所示的光學特性。
Re(450)/Re(550)≦1.00…(1)
1.00≦Re(650)/Re(550)…(2)(式中,Re(450)表示對波長450nm的光之面內相位差值,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值,Re(650)表示對波長650nm的光之面內相位差值。)
100nm<Re(550)<160nm…(3)(式中,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值。)
以保護液晶顯示裝置、EL顯示裝置的元件不受紫外線的目的,本發明所述之光學異向層,較佳為具有對可能導致該元件劣化的波長300至380nm的範圍的光之吸收,更佳為具有對波長330至380nm的範圍的光之吸收。而且,該光學異向層更佳為在上述範圍具有極大吸收。亦即,本發明所述之光學異向層,較佳為由在波長300至380nm的範圍具有極大吸收波長的聚合性液晶化合物形成,更佳為由在波長330至380nm的範圍具有極大吸收波長的聚合性液晶化合物形成。
作為在波長300至380nm的範圍具有極大吸收波長的聚合性液晶化合物,可例舉上述化合物(A)。
聚合性液晶化合物對基材面配向為垂直方向的狀態下硬化之光學異向層,較佳為滿足下述式(4)。
nz>nx≒ny…(4)(式中,nz表示厚度方向的折射率。nx表示面內產生最大 的折射率的方向之折射率。ny表示面內與nx方向垂直之方向的折射率。)
光學異向層的面內相位差值,可依據光學異向層的厚度而調整。由於面內相位差值係由下述式(50)決定,為了得到所期望的面內相位差值(Re(λ)),調整△n(λ)及膜厚d即可。
Re(λ)=d×△n(λ)…(50)(式中,Re(λ)表示波長λ nm之面內相位差值,d表示膜厚,△n(λ)表示波長λ nm之複折射率。)
複折射率△n(λ)可藉由測定面內相位差值,再除以光學異向層的厚度而得。具體的測定方法表示於實施例,此時,藉由測定經製膜在如玻璃板之基材本身無面內相位差之基材上之膜,可測定實質的光學異向層的特性。
於聚合性液晶化合物對基材面配向為垂直方向的狀態下硬化之光學異向層,Re(550)較佳為0至10nm,更佳為0至5nm。厚度方向的相位差值Rth較佳為-10至-300nm,更佳為-20至-200nm。滿足式(4)、且Re(550)及Rth為上述範圍內的光學異向層,特別適合於平面轉換(In-plane switching)模式的液晶顯示裝置的補償。
將面內的前進相位軸作為傾斜軸,Rth可由使光學異向層的平面對該前進相位軸傾斜40度所測定的相位差值R40與面內的相位差值R0而算出。亦即,Rth可由面內的相位差值R0、將前進相位軸作為傾斜軸之使光學異向層的平面對該前進相位軸傾斜40度所測定的相位差值 R40、光學異向層的厚度d及光學異向層的平均折射率n0,藉由下述式(9)至(11)而求出nx、ny及nz,將該等代入式(8)而算出。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d…(8)
R0=(nx-ny)×d…(9)
Figure 105123204-A0202-12-0023-12
(nx+ny+nz)/3=n0…(11)此處
Figure 105123204-A0202-12-0023-13
〈基材〉
作為基材,可列舉玻璃基材及塑膠基材,較佳為塑膠基材。作為構成塑膠基材的塑膠,可列舉例如聚乙烯、聚丙烯、降莰烯(Norbornene)系聚合物等聚烯烴;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;三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素及纖維素乙酸酯丙酸酯等纖維素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚碸;聚醚碸;聚醚酮;聚苯硫醚及聚苯醚等的塑膠。
作為市售的纖維素酯基材,可列舉"Fujitek film"(富士照相膠片股份有限公司製);"KC8UX2M"、"KC8UY"及"KC4UY"(以上為柯尼卡美能達光學股份有限公司製)等。
作為市售的環狀烯烴系樹脂,例如"Topas" (註冊商標)(Ticona公司(德國)製)、"Arton"(註冊商標)(JSR股份有限公司製)、"ZEONOR"(註冊商標)、"ZEONEX"(註冊商標)(以上為日本Zeon股份有限公司製)及"APEL"(註冊商標)(三井化學股份有限公司製)。將如此的環狀烯烴系樹脂藉由溶劑鑄膜法、熔融擠出法等習知的手段進行製膜,而可作為基材。可使用市售的環狀烯烴系樹脂基材。作為市售的環狀烯烴系樹脂基材,可列舉"Escena"(註冊商標)、"SCA40"(註冊商標)(以上為積水化學工業股份有限公司製)、"ZEONOR FILM"(註冊商標)(Optes股份有限公司製)及"Arton film"(註冊商標)(JSR股份有限公司製)。
在質量為可實際上使用之程度的觀點而言,基材的厚度,較佳為較薄者,惟太薄時有強度降低,加工性變差的傾向。基材的厚度,通常為5至300μm,較佳為20至200μm。
〈配向膜〉
配向膜為厚度500nm以下的膜,具有使聚合性液晶化合物液晶配向在所期望的方向之配向約束力的膜。作為配向膜,可例舉由配向性聚合物所形成的配向膜、光配向膜及溝槽(groove)配向膜。
配向膜係使聚合性液晶化合物的液晶配向變容易。水平配向、垂直配向、混成配向、傾斜配向等液晶配向的狀態,係依據配向膜及聚合性液晶化合物的性質而改變,其組合可任意選擇。若配向膜為展現水平配向作為 配向約束力的材料時,聚合性液晶化合物可形成水平配向或混成配向,若為展現垂直配向的材料,聚合性液晶化合物可形成垂直配向或傾斜配向。「水平」、「垂直」等表現,以光學異向層平面作為基準的情況,表示經配向的聚合性液晶化合物的長軸方向。所謂水平配向,係指在對光學異向層的平面平行的方向,具有經配向的聚合性液晶化合物的長軸之配向。此處所謂「平行」,係指相對於光學異向層的平面成0°±20°的角度。所謂垂直配向,係指在對光學異向層的平面垂直的方向,具有經配向的聚合性液晶化合物的長軸之配向。此處所謂「垂直」,係指相對於光學異向層的平面成90°±20°的角度。
配向約束力,於配向膜為由配向性聚合物形成時,可依據該聚合物的表面狀態、摩擦條件而任意調整,由光配向性聚合物形成時,可依據對該聚合物之偏光照射條件等而任意調整。藉由選擇聚合性液晶化合物的表面張力、液晶性等物性,亦可控制聚合性液晶化合物的液晶配向。
光學異向層為滿足式(4)的情況,形成該光學異向層之聚合性液晶化合物的液晶配向較佳為垂直配向。使聚合性液晶化合物垂直配向時,較佳為使用具有由矽原子、氟原子等構成的非極性取代基之配向膜,作為該配向膜,可使用如日本特許第4605016號、日本特許第4985906號、日本特許第4502119號及國際公開WO2008/117760號中所記載之作為一般垂直配向型液晶顯示元件使用的液晶 配向膜的材料。
作為形成於基材與光學異向層之間的配向膜,係不溶解於在配向膜上形成光學異向層時所使用的溶劑,較佳為具有用於溶劑的去除、液晶配向之加熱處理的耐熱性的膜。作為配向膜,可列舉由配向性聚合物構成的配向膜、光配向膜及溝槽配向膜等。
配向膜的厚度,通常為10至500nm,較佳為10至200nm。
<由配向性聚合物構成的配向膜〉
由配向性聚合物構成的配向膜,通常將在溶劑中溶解有配向性聚合物的組成物(以下亦稱為配向性聚合物組成物)塗佈於基材,並去除溶劑而得;或將配向性聚合物組成物塗佈於基材,去除溶劑,並進行摩擦(摩擦法)而得。
配向性聚合物組成物中的配向性聚合物的濃度,只要是配向性聚合物材料可完全溶解於溶劑的範圍內即可,對溶液以固形分換算,較佳為0.1至20質量%,更佳為0.1至10質量%。
作為市售的配向性聚合物組成物,可列舉Sunever(註冊商標)(日產化學工業股份有限公司製)或Optomer(註冊商標)(JSR股份有限公司製)等。
〈光配向膜〉
光配向膜,通常將包含具有光反應性基的聚合物或單 體(光配向性材料)及溶劑的組成物(以下,亦稱為光配向膜形成用組成物)塗佈於基材,藉由照射偏光(較佳為偏光UV)而得。光配向膜係在可藉由選擇照射之偏光的偏光方向而任意控制配向約束力的方向的觀點上為更佳。
所謂光反應性基,係指藉由光照射而產生液晶配向能力的基。具體而言,光反應性基係產生藉由光照射而產生的如分子之配向誘導或異構化反應、二聚化反應、光交聯反應或光分解反應之成為液晶配向能力起源之光反應的基。該光反應性基中,引起二聚化反應或光交聯反應的基,在配向性優異的點上為較佳。作為可產生上述反應的光反應性基,較佳為具有不飽和鍵結,特別是雙鍵的基,特別佳為具有選自碳-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)所成群的至少1個基。
相對於光配向膜形成用組成物之具有光反應性基的聚合物或單體的含量,較佳為0.2質量%以上,特別佳為0.3至10質量%。光配向膜形成用組成物,在無顯著損害光配向膜的特性的範圍內,亦可含有聚乙烯醇、聚醯亞胺等高分子材料、光增感劑。
在照射偏光時,可為對從塗佈於基材上的光配向膜形成用組成物中去除溶劑之組成物,直接照射偏光的形式,亦可為從基材側照射偏光,使偏光穿透而照射組成物的形式。該偏光,特別佳為實質上的平行光。照射的偏光波長,可為具有光反應性基的聚合物或單體的光反應 性基可吸收光能的波長區域的波長。具體而言,特別佳為波長250至400nm的UV(紫外線)。
又,進行摩擦或偏光照射時,若進行遮罩,亦可形成液晶配向的方向為不同的複數區域(圖形)。
〈溝槽配向膜〉
溝槽(groove)配向膜,係於膜表面具有凹凸圖形或複數溝槽(溝)的膜。於具有等間隔排列的複數的直線狀溝槽之膜上塗佈有聚合性液晶化合物的情況,液晶分子沿著該溝槽的方向配向。
作為得到溝槽配向膜的方法,可列舉於感光性聚醯亞胺膜表面隔著具有圖形形狀的狹縫之曝光用光罩曝光後,進行顯像及洗淨處理,形成凹凸圖形的方法;於表面具有溝槽的板狀母版,形成硬化前的UV硬化樹脂層,將樹脂層轉移至基材後硬化的方法;以及於形成於基材上的硬化前的UV硬化樹脂膜,壓入具有複數溝槽的滾輪狀的母版,形成凹凸,然後硬化的方法等。具體而言可列舉日本特開平6-34976號公報及日本特開2011-242743號公報中記載的方法等。
〈積層體的製造方法〉
包含光學異向層、黏接著劑層及被轉印體的積層體,可藉由在基材上形成光學異向層,將該光學異向層隔著黏接著劑層貼合於被轉印體,並去除上述基材而製造。
黏接著劑層,可形成於光學異向層上,亦可形成於被轉印體上。於基材與光學異向層之間有配向膜的情況,配向膜亦可與基材一起去除。
表面具有與光學異向層或配向膜等形成化學鍵結之官能基的基材,有該官能基與光學異向層或配向膜等形成化學鍵結,而變得難以去除基材的傾向。因此,於剝離去除基材的情況,較佳為表面的官能基少的基材,較佳為沒有實施在表面形成官能基之表面處理的基材。
具有與基材形成化學鍵結的官能基之配向膜,由於基材與配向膜的密著力有變大的傾向,在剝離去除基材時,較佳為與基材形成化學鍵結的官能基少的配向膜。配向性聚合物組成物及光配向膜形成用組成物等的溶液,較佳為不包含與基材及配向膜交聯的試藥,更佳為不包含溶解基材的溶劑等成分。
具有與光學異向層形成化學鍵結之官能基的配向膜,光學異向層與配向膜的密著力有變大的傾向。所以,於剝離去除基材的情況,較佳為與光學異向層形成化學鍵結的官能基少的配向膜。配向性聚合物組成物及光配向膜形成用組成物等的溶液,較佳為不包含與光學異向層及配向膜交聯的試藥。
具有與配向膜形成化學鍵結之官能基的光學異向層,配向膜與光學異向層的密著力有變大的傾向。因此,於剝離去除基材的情況,較佳為與配向膜形成化學鍵結的官能基少的光學異向層。組成物較佳為不包含與基 材或配向膜及光學異向層交聯的試藥。
〈黏接著劑層〉
黏接著劑層係由黏接著劑形成。作為黏接著劑,可列舉黏著劑、乾燥固化型接著劑及化學反應型接著劑。作為化學反應型接著劑,可舉活性能量線硬化型接著劑。較佳的黏接著劑層為黏著劑或活性能量線硬化型接著劑。
〈黏著劑〉
黏著劑包含聚合物。
作為聚合物,可列舉丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚氨酯(polyurethane)或聚醚等。其中,包含丙烯酸系聚合物的丙烯酸系黏著劑,因光學透明性優異,具有適度的潤濕性、凝聚力,接著性優異,進一步耐候性、耐熱性等高,在加熱、加濕的條件下不易產生浮起、剝離等而較佳。
作為丙烯酸系聚合物,較佳為酯部分的烷基為甲基、乙基或丁基等碳數1至20的烷基之(甲基)丙烯酸酯(以下丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯總稱為(甲基)丙烯酸酯;丙烯酸、甲基丙烯酸總稱為(甲基)丙烯酸)與具有(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥基乙酯等官能基之(甲基)丙烯酸系單體的共聚物。
包含如此的共聚物之黏著劑,由於黏著性優異,即使在將黏著劑層貼合於顯示裝置後去除時,不會 於顯示裝置產生殘膠等,而可較容易地去除,故較佳。
黏著劑亦可含有光擴散劑。作為光擴散劑,可列舉由無機化合物構成的微粒子及由有機化合物(聚合物)構成的微粒子。
由黏著劑形成的黏接著劑層的厚度,因可依據其密著力等決定而無特別限制,通常為1至40μm。從加工性、耐久性等觀點而言,該厚度較佳為3至25μm,更佳為5至20μm。藉由使由黏著劑形成的黏接著劑層的厚度成為5至20μm,可保持顯示裝置從正面看時、及從傾斜方向看時之亮度,難以產生顯示像的滲出、模糊。
〈乾燥固化型接著劑〉
作為乾燥固化型接著劑,可列舉具有羥基、羧基或胺基等質子性官能基及乙烯性不飽和基的單體之聚合物、或含有氨酯樹脂作為主成分,復含有多元醛、環氧化合物、環氧樹脂、三聚氰胺化合物、氧化鋯化合物及鋅化合物等交聯劑或硬化性化合物等的組成物等。
作為具有羥基、羧基或胺基等質子性官能基及乙烯性不飽和基的單體的聚合物,可列舉乙烯-順丁烯二酸共聚物、亞甲基丁二酸共聚物、丙烯酸共聚物、丙烯醯胺共聚物、聚乙酸乙烯酯的皂化物及聚乙烯醇系樹脂等。
作為氨酯樹脂,可舉聚酯系離子聚合物型氨酯樹脂等。此處,所謂聚酯系離子聚合物型氨酯樹脂,係指具有聚酯骨架的氨酯樹脂,其中導入少量的離子性成 分(親水成分)的樹脂。
由乾燥固化型接著劑形成的黏接著劑層的厚度,通常為0.001至5μm,較佳為0.01至2μm,更佳為1μm以下。由乾燥固化型接著劑形成的黏接著劑層的厚度太厚時,光學異向層的外觀容易變得不佳。
〈活性能量線硬化型接著劑〉
所謂活性能量線硬化型接著劑,係指受到活性能量線的照射而硬化之接著劑。
作為活性能量線硬化型接著劑,可列舉含有環氧化合物及陽離子聚合起始劑的陽離子聚合性接著劑、含有丙烯酸系硬化成分及自由基聚合起始劑的自由基聚合性接著劑、含有環氧化合物等陽離子聚合性硬化成分及丙烯酸系化合物等自由基聚合性硬化成分兩者,復含有陽離子聚合起始劑及自由基聚合性接著劑之接著劑以及不包含該等聚合起始劑藉由照射電子束而硬化之接著劑等。較佳為含有丙烯酸系硬化成分及自由基聚合起始劑的自由基聚合性的活性能量線硬化型接著劑。而且,較佳為在實質上無溶劑下可使用之含有環氧化合物及陽離子聚合起始劑的陽離子聚合性的活性能量線硬化型接著劑。
作為環氧化合物的市售品,可列舉"jER"系列(三菱化學股份有限公司製)、"Epiclon"(DIC股份有限公司製)、"EPOTOHTO"(註冊商標)(東都化成股份有限公司製)、"Adeka Resin"(註冊商標)(ADEKA股份有限公司製)、 "Denacol"(註冊商標)(長瀨化學股份有限公司公司製)、"DOW EPOXY"(道氏化學公司製)、"Tepikka"(註冊商標)(日產化學工業股份有限公司製)等。作為脂環式環氧化合物,可列舉"Celloxide"系列及"Cyclomer"系列(皆為DAICEL股份有限公司製)、"Cyracure UVR"系列(道氏化學公司製)等。
所謂陽離子聚合起始劑,係指受到紫外線等活性能量線的照射而產生陽離子活性種的化合物,可列舉芳香族重氮鎓鹽;芳香族碘鎓鹽及芳香族硫鎓鹽等鎓鹽;以及鐵-芳烴錯合物等。該等陽離子聚合起始劑,可僅使用1種,亦可組合2種以上使用。
作為陽離子聚合起始劑的市售品,例如"Kayalite"(註冊商標)系列(日本化藥股份有限公司製)、"Cyracure UVI"系列(道氏化學公司製)、"CPI"系列(San-Apro股份有限公司製)、"TAZ"、"BBI"及"DTS"(以上為綠化學股份有限公司製)、"Adeka Optomer"系列(ADEKA股份有限公司製)、"RHODORSIL"(註冊商標)(Rhodia股份有限公司製)等。
作為丙烯酸系硬化成分,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯等(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸等。
作為自由基聚合起始劑,可列舉奪氫型光自由基起始劑及分裂型光自由基起始劑等。
作為奪氫型光自由基起始劑,可列舉1-甲基萘等萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、咔唑衍生物、二 苯甲酮衍生物、硫雜蒽酮衍生物及香豆素衍生物等。
作為分裂型光自由基起始劑,可列舉安息香醚衍生物、苯乙酮衍生物等芳香基烷基酮類、肟酮類、醯基膦氧化物類、硫代安息香酸S-苯酯類、二茂鈦(Titanocene)類及該等高分子量化的衍生物等。
分裂型光自由基起始劑中,較佳為醯基膦氧化物類,具體而言,較佳為三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(商品名「DAROCURE TPO」;BASF日本股份有限公司製)、雙(2,6-二甲氧基-苯甲醯基)-(2,4,4-三甲基-戊基)-氧化膦(商品名「CGI 403」;BASF日本股份有限公司製)或雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,4-二戊氧基苯基氧化膦(商品名「Irgacure819」;BASF日本股份有限公司製)。
活性能量線硬化型接著劑亦可含有增感劑。相對於活性能量線硬化型接著劑100質量份,增感劑的含量較佳為0.1至20質量份。
於活性能量線硬化型接著劑,亦可更含有離子捕捉劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、黏著賦予劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動調整劑、可塑劑及消泡劑等。
於本說明書中所謂活性能量線,定義為可分解產生活性種的化合物而使活性種產生之能量線。作為如此的活性能量線,可列舉可見光、紫外線、紅外線、X射線、α射線、β射線、γ射線及電子線等,較佳為紫外線及電子線。
由活性能量線硬化型接著劑形成的黏接著 劑層的厚度,通常為0.001至5μm,較佳為0.01μm以上,而且較佳為2μm以下,更加佳為1μm以下。由活性能量線硬化型接著劑形成的黏接著劑層的厚度太厚時,光學異向層的外觀容易變得不佳。
〈被轉印體〉
作為被轉印體,可列舉與上述基材相同的材質之物質、偏光件、偏光板等。
〈偏光件及偏光板〉
偏光件具有偏光功能。作為偏光件,可列舉吸附有具有吸收各向異性的色素之延伸膜或塗有具有吸收各向異性的色素之膜等。作為具有吸收異向性的色素,例如二色性色素。
吸附有具有吸收異向性的色素之延伸膜,通常係經由下列步驟而製造:將聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸的步驟、藉由將聚乙烯醇系樹脂膜以二色性色素染色,使該二色性色素吸附的步驟、將吸附有二色性色素的聚乙烯醇系樹脂膜用硼酸水溶液處理的步驟及藉由硼酸水溶液處理後的水洗步驟。
作為二色性色素,可列舉碘、二色性有機染料。作為二色性有機染料,可列舉C.I.直接紅39等由雙偶氮化合物構成的二色性直接染料及由三偶氮、四偶氮等化合物構成的二色性直接染料。
在如此施作之聚乙烯醇系樹脂膜,進行單軸延伸、藉由二色性色素的染色、硼酸處理、水洗及乾燥而得之偏光件的厚度,較佳為5至40μm。
作為塗佈有具有吸收異向性色素之膜,可列舉塗佈含有具有液晶性的二色性色素的組成物所得之膜或塗佈包含二色性色素及聚合性液晶化合物的組成物所得之膜。
塗佈有具有吸收異向性色素之膜,較佳微薄者,惟太薄時,有強度降低、加工性變差的傾向。該膜的厚度,通常為20μm以下,較佳為5μm以下,更佳為0.5至3μm。
塗佈有具有吸收異向性色素之膜,具體而言可舉日本特開2012-33249號公報等中記載的膜。
於偏光件的至少一面,藉由隔著接著劑積層透明保護膜,得到偏光板。作為透明保護膜,較佳為與前述同樣的基材之透明膜。
〈積層體的製造方法〉
作為於基材表面或形成於基材上之配向膜表面上塗佈組成物之方法,可列舉旋轉塗佈法、擠出法、凹版塗佈法、狹縫塗佈法、棒塗法及敷貼法(applicator)等塗佈法、柔版印刷法等印刷法等習知方法。進行塗佈的組成物之厚度,考慮所得之光學異向層的厚度而決定。
接著,藉由聚合性液晶化合物在不聚合的 條件下,去除包含於組成物中的溶劑,而於基材表面或配向膜表面形成組成物的乾燥被膜。作為溶劑的去除方法,可列舉自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥法及減壓乾燥法等。
乾燥被膜進行加熱等,使包含於乾燥被膜的聚合性液晶化合物液晶配向後,保持該液晶配向的同時藉由對乾燥被膜照射光,使聚合性液晶化合物聚合。
作為光照射的光源,可列舉氙光燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈或KrF、ArF等紫外光雷射等,較佳為高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈。
進行照射的光及其光源,依據包含於乾燥被膜的光聚合起始劑的種類或聚合性液晶化合物的種類(特別是該聚合性液晶化合物所具有的聚合基的種類)及其量而適當選擇。照射的光,較佳為包含波長未達350nm的光及波長350nm以上的光。藉由使用如此的光,聚合性液晶化合物有更充分硬化的傾向。在容易控制聚合反應進行的觀點、作為關於聚合的裝置在本領域可使用廣泛地被使用的光的觀點而言,上述光較佳為紫外光。因此,較佳為以藉由紫外光而可聚合之方式,選擇包含於組成物的聚合性液晶化合物及光聚合起始劑。聚合時,較佳為與紫外光照射的同時,藉由適當的冷卻手段,冷卻乾燥被膜,控制聚合溫度。藉由如此的冷卻,在更低溫下使聚合性液晶化合物聚合時,即使基材使用耐熱性低的材質,仍可適當地 製造光學異向層。
因此,具有液晶配向的光學異向層形成於基材表面或配向膜表面。
〈底塗層〉
於光學異向層與黏接著劑層之間,亦可設置由環氧樹脂等透明樹脂構成的底塗層。
黏接著劑層,係藉由將黏接著劑塗佈於光學異向層或底塗層的表面而形成。於黏接著劑包含溶劑的情況,藉由將黏接著劑塗佈於光學異向層或底塗層的表面,並去除溶劑而形成。由黏著劑形成的黏接著劑層,亦可藉由將黏著劑塗佈於經離型處理的膜之離型處理面後,以使其黏接著劑層側成為貼合面之方式,將該附黏接著劑層的膜貼合於光學異向層或底塗層的表面的方法而形成。
可藉由電暈處理,進一步提高光學異向層或底塗層與黏接著劑層的密著性。
作為塗佈黏接著劑的方法,可舉與作為將配向性聚合物組成物塗佈於基材的方法之例示的方法相同的方法。作為從塗佈的黏接著劑去除溶劑的方法,可與與從塗佈配向性聚合物組成物去除溶劑的方法相同的方法。
〈圓偏光板〉
被轉印體為偏光件或偏光板,光學異向層為聚合性液晶化合物經配向為對基材面水平的方向之狀態下硬化所成 的膜之情況,藉由在包含光學異向層、黏接著劑層及偏光件或偏光板之積層體中之該光學異向層上,進一步形成黏接著劑層,而可得到依序積層有偏光件或偏光板、第1黏接著劑層、光學異向層、第2黏接著劑層之圓偏光板。亦即,圓偏光板至少具備光學異向層及偏光板。
藉由在包含光學異向層、配向膜、黏接著劑層及偏光件或偏光板之積層體中之該光學異向層上,進一步形成黏接著劑層,可得到依序積層有偏光件或偏光板、第1黏接著劑層、配向膜、光學異向層、第2黏接著劑層之圓偏光板。
〈用途〉
光學異向層及圓偏光板,可使用於各種顯示裝置。
所謂顯示裝置,係具有顯示元件的裝置,包含發光元件或發光裝置作為發光源。作為顯示裝置,可列舉液晶顯示裝置、有機電激發光(EL)顯示裝置、無機電激發光(EL)顯示裝置、觸控面板顯示裝置、電子放射顯示裝置(電場發射顯示裝置(FED等)、表面電場發射顯示裝置(SED))、電子紙(使用電子油墨、電泳元件的顯示裝置)、電漿顯示裝置、投射型顯示裝置(光柵光閥(GLV)顯示裝置、具有數位微反射鏡裝置(DMD)之顯示裝置等)及壓電陶瓷顯示器等。液晶顯示裝置,包括穿透型液晶顯示裝置、半穿透型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直視型液晶顯示裝置及投射型液晶顯示裝置等的任一種。該等顯示裝 置,可為顯示2維圖像的顯示裝置,亦可為顯示3維圖像的顯示裝置。特別是圓偏光板可有效地使用於有機EL顯示裝置及無機EL顯示裝置,光學補償偏光板可有效地使用於液晶顯示裝置及觸控面板顯示裝置。
[實施例]
以下,藉由實施例及比較例,更詳細地說明本發明。實施例及比較例中的「%」及「份」,在無特別記載限制下為「質量%」及「質量份」。
在實施例及比較例中所使用之聚合物膜、裝置及測定方法係如下所述。
‧環烯烴聚合物(COP)膜,係使用日本ZEON股份有限公司製的ZF-14。
‧電暈處理裝置,係使用春日電機股份有限公司製的AGF-B10。
‧電暈處理,係使用上述電暈處理裝置,在輸出0.3kW、處理速度3m/分的條件下進行1次。
‧偏光UV照射裝置,係使用USHIO電機股份有限公司製的附偏光件單元的SPOT CURE SP-7。
‧高壓水銀燈,係使用USHIO電機股份有限公司製的UNICURE VB-15201BY-A。
‧面內相位差值係使用王子計測機器股份有限公司製的KOBRA-WR進行測定。
‧膜厚係使用日本分光股份有限公司製的橢偏儀M-220測定。
[實施例1至26] [光配向膜形成用組成物的調製]
混合下述結構的光配向性材料5份及環戊酮(溶劑)95份作為成分,所得之混合物藉由在80℃下攪拌1小時,得到光配向膜形成用組成物。下述光配向性材料,係用日本特開2013-33248號公報記載的方法合成。
Figure 105123204-A0202-12-0041-4
[包含聚合性液晶化合物的組成物的調製]
混合下述結構的聚合性液晶A、聚丙烯酸酯化合物(調平劑)(BYK-361N;BYK-CHEMIE公司製)、及下述光聚合起始劑作為成分,得到包含聚合性液晶化合物的組成物(本發明所述之組成物)。
Figure 105123204-A0202-12-0041-5
聚合性液晶A係用日本特開2010-31223號公報記載的方法合成。聚合性液晶A的極大吸收波長λmax(LC)為350nm。
相對於聚合性液晶A 100份,聚丙烯酸酯化合物的量為0.01份。
作為光聚合起始劑,使用下述5種,相對於聚合性液晶A 100份,各實施例將下述表1所示的光聚合起始劑以下述表1所示的添加量進行添加。又,於表1亦記載各光聚合起始劑的極大吸收波長λ(A)及極大吸收波長λ(B)。
‧Irgacure OXE-03(BASF日本股份有限公司製)
‧Adeka arkls NCI-831(Adeka股份有限公司製)
‧1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure184(Irg184);BASF日本股份有限公司製)
‧2-二甲基胺基-2-苯甲基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(Irgacure369(Irg369);BASF日本股份有限公司製)
‧2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(Irgacure651(Irg651);BASF日本股份有限公司製)
[光學異向層的製造]
於包含上述之聚合性液晶化合物的組成物中,已使固形分濃度成為13%之方式,添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作為溶劑,藉由在80℃下攪拌1小時,得到塗佈液。
另一方面,作為基材的環烯烴聚合物(COP)膜,使用電暈處理裝置進行電暈處理。接著,在經施以電暈處理的COP膜(基材)的表面,使用棒塗器塗佈上述光配向膜形成用組成物,在80℃下乾燥1分鐘後,使用偏光 UV照射裝置以100mJ/cm2的累積光量,實施偏光UV照射而得到配向膜。所得之配向膜的膜厚為122nm。
接著,於上述配向膜上,使用棒塗器,塗佈上述的塗佈液,在120℃下乾燥1分鐘後,使用高壓水銀燈,藉由從塗佈液的塗佈面側照射紫外線(氮氣環境下、波長:365nm、波長365nm之累積光量係如表1所記載),而形成光學異向層。而且,將作為被轉印體的COP膜,使用電暈處理裝置進行電暈處理。
將所得之光學異向層貼合黏接著劑層後,隔著該黏接著劑層將光學異向層貼合於經施以電暈處理的COP膜(被轉印體)。然後,藉由剝離作為基材的COP膜,得到光學異向層轉印至作為被轉印體的COP膜所成的光學膜。此時,轉印的層,只有光學異向層,配向膜殘留於作為基材的COP膜上。將光學異向層的轉印性的評估結果表示於表1。
Figure 105123204-A0202-12-0044-7
測定所得之光學膜對波長450nm、波長550nm以及波長650nm的光之面內相位差值。其結果,於實施例1,面內相位差值為120至150nm,在各波長的面內 相位差值的關係如下。
Re(450)/Re(550)=0.87
Re(650)/Re(550)=1.02(式中,Re(450)表示對波長450nm的光之面內相位差值,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值,Re(650)表示對波長650nm的光之面內相位差值。)
亦即,光學異向層具有下述式(1)、式(2)及式(3)所示的光學特性。又,因COP的波長550nm之面內相位差值約為0,不影響式(1)至(3)所示的光學特性。
Re(450)/Re(550)≦1.00…(1)
1.00≦Re(650)/Re(550)…(2)
100nm<Re(550)<160nm…(3)
關於實施例2至26亦得到相同的結果。但是,於實施例19,雖可無轉印缺陷地轉印光學異向層,累積光量為實施例19的一半之實施例20,轉印後的光學異向層,確認有條紋狀缺陷。而且,於實施例21至26,雖可無轉印缺陷地轉印光學異向層,於轉印後的光學異向層確認有配向缺陷。
[比較例1至4]
與實施例1同樣地,得到光學異向層轉印至作為被轉印體的COP膜所成的光學膜。所使用的光聚合起始劑及其添加量表示於表1。波長365nm之累積光量係如表1的記載。而且,評估光學異向層的轉印性的結果表示於表1。 於比較例1至4,由於光聚合起始劑不具有極大吸收波長λ(B),由聚合性液晶化合物阻礙光聚合起始劑作用的結果,聚合性液晶化合物的聚合不充分,無法轉印光學異向層。
[產業上的利用可能性]
根據本發明,聚合性液晶化合物可充分地硬化。因此,可提供可形成轉印時的轉印缺陷少的光學異向層之組成物及具備光學異向層的顯示裝置等。本發明的組成物,可廣泛地利用於有機電激發光(EL)顯示裝置、觸控面板顯示裝置等顯示裝置等。
Figure 105123204-A0202-11-0003-1

Claims (12)

  1. 一種光學異向層,其係由包含至少1種的聚合性液晶化合物及光聚合起始劑組成物之組成物所形成者,其中上述光聚合起始劑組成物,包含至少1種的光聚合起始劑;上述光聚合起始劑組成物具有極大吸收波長λ(A)及極大吸收波長λ(B),至少1種的聚合性液晶化合物的極大吸收波長為λmax(LC)時,滿足20nm<λ(B)-λmax(LC)或20nm<λmax(LC)-λ(A),其中上述至少1種的聚合性液晶化合物滿足330nm≦λmax(LC)≦380nm,相對於上述組成物之固形分100質量份,上述至少1種的聚合性液晶化合物的含量為70至99.5質量份;包含於上述光聚合起始劑組成物的至少1種的光聚合起始劑係於分子內具有肟結構;該光學異向層具有下述式(1)及式(2)所示的光學特性;Re(450)/Re(550)≦1.00…(1) 1.00≦Re(650)/Re(550)…(2)式中,Re(450)表示對波長450nm的光之面內相位差值,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值,Re(650)表示對波長650nm的光之面內相位差值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,其中上述至少1種的聚合性液晶化合物滿足λ(A)<λmax(LC)<λ(B)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,其中包含於上述光聚合起始劑組成物的至少1種的光聚合起始劑,在波長290至330nm的範圍具有極大吸收波長。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,其中包含於上述光聚合起始劑組成物的至少1種的光聚合起始劑,在波長340至380nm的範圍具有極大吸收波長。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,其中上述光聚合起始劑組成物只包含1種的光聚合起始劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,其中上述光聚合起始劑組成物只包含2種的光聚合起始劑。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,其中相對於聚合性液晶化合物100質量份,包含於上述光聚合起始劑組成物的光聚合起始劑中的至少1個極大吸收波長λ1滿足下述式(II)的光聚合起始劑的添加量,為1質量份以上20質量份以下,20nm<|λ1max(LC)| (II)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學異向層,具有下述式(3)所示的光學特性;100nm<Re(550)<160nm…(3)式中,Re(550)表示對波長550nm的光之面內相位差值。
  9. 一種光學膜,係包含申請專利範圍第1項所述之光學異 向層。
  10. 一種圓偏光板,係具備申請專利範圍第1項所述之光學異向層及偏光板。
  11. 一種有機電激發光顯示裝置,係具備申請專利範圍第10項所述之圓偏光板。
  12. 一種觸控面板顯示裝置,係具備申請專利範圍第10項所述之圓偏光板。
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