TWI732017B - 光學異方性層積體、偏光板以及影像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
光學異方性層積體,係具備有第一光學異方性層與第二光學異方性層的光學異方性層積體,且第二光學異方性層的折射率、第一光學異方性層的面內延遲、第二光學異方性層厚度方向的延遲、光學異方性層積體的面內延遲、光學異方性層積體的NZ係數、及光學異方性層積體厚度方向的延遲Rth,分別滿足既定關係。
Description
本發明係關於光學異方性層積體、以及具備有其之偏光板及影像顯示裝置。
在有機電致發光顯示裝置(以下適當稱「有機EL顯示裝置」)等影像顯示裝置中,設有光學異方性薄膜作為光學薄膜。相關此種光學薄膜,從以前起便有各種研究(參照專利文獻1~6)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-053709號公報
[專利文獻2]日本專利特開2015-106114號公報
[專利文獻3]日本專利特開2015-163935號公報
[專利文獻4]日本專利特開2015-163936號公報
[專利文獻5]日本專利特開2014-169722號公報
[專利文獻6]日本專利特開2015-200861號公報
在影像顯示裝置的顯示面上設有圓偏光板。此處
「圓偏光板」用詞不僅是狹義的圓偏光板,亦涵蓋橢圓偏光板在內。上述圓偏光板通常係使用由直線偏光片、與具光學異方性光學薄膜進行貼合而獲得的薄膜。藉由在影像顯示裝置的顯示面設置圓偏光板,當從正面方向觀看顯示面時,因為可抑制外光反射,故而能提高影像檢視性。
但是,以往即便將一般的圓偏光板設置於影像顯示裝置的顯示面,當從斜向觀看顯示面時,較難抑制外光反射。具體而言,若從斜向觀看顯示面,因為會檢視到被顯示面所反射的光,因而顯示面被看到呈上色狀態。
此處,本發明者嘗試在圓偏光板上設置正C薄膜。所謂「正C薄膜」係折射率nx、ny及nz滿足nz>nx≧ny的薄膜。藉由在圓偏光板上設置正C薄膜,當從斜向觀看顯示面時,會抑制外光反射,而期待能抑制顯示面的上色情形。
藉由在圓偏光板上設置正C薄膜,從斜向觀看顯示面時的上色會被大幅降低。但是,經本發明者更進一步探討,結果得知即便在圓偏光板上設置正C薄膜時,從斜向觀看顯示面時僅些微反射便會觀察到上色。詳言之,斜向觀察顯示面所測定的色度、與沒有反射的黑色顯示面色度之色差△E*ab,並非充分小。
本發明係有鑑於上述課題而構思,目地在於提供:可實現從斜向觀看顯示面時會抑制外光反射、能有效抑制上色之影像顯示裝置的光學異方性層積體及偏光板;以及從斜向觀看顯示面時會抑制外光反射、能有效抑制上色的影像顯示裝置。
本發明者為解決上述課題經深入鑽研,結果發現藉由使用由組合含有具既定折射率異方性的第一光學異方性層與第二光學異方性層,而獲得具既定延遲、且呈既定逆波長分散性的NZ係數的光學異方性積層,便可解決上述課題,遂完成本發明。
即,本發明係含有下述。
〔1〕一種光學異方性層積體,係具備有第一光學異方性層與第二光學異方性層的光學異方性層積體;其中,上述第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、上述第二光學異方性層的上述面內方向且與上述nx2方向垂直的方向的折射率ny2、及上述第二光學異方性層的厚度方向的折射率nz2,係滿足式(1);在波長450nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(650),係滿足式(2);在波長450nm的上述第二光學異方性層的厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的上述第二光學異方性層的厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的上述第二光學異方性層的厚度方向的延遲Rth2(650),係滿足式(3);在波長550nm的上述光學異方性層積體之面內延遲Re0(550),係滿足式(4);在波長450nm的上述光學異方性層積體之NZ係數
Nz(450)、與在波長650nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)的比Nz(450)/Nz(650),係滿足式(5);在波長550nm的上述光學異方性層積體的厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足式(6);nz2>nx2≧ny2 式(1)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(2)
Rth2(450)<Rth2(550)≦Rth2(650) 式(3)
137nm<Re0(550)<152nm 式(4)
0.75<Nz(450)/Nz(650)≦0.845 式(5)
-2nm<Rth0(550)<14nm 式(6)。
〔2〕一種光學異方性層積體,係具備有第一光學異方性層與第二光學異方性層的光學異方性層積體;其中,上述第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、上述第二光學異方性層的上述面內方向且與上述nx2方向垂直的方向的折射率ny2、及上述第二光學異方性層厚度方向的折射率nz2,係滿足式(7);在波長450nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(650),係滿足式(8);在波長450nm的上述第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的上述第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的上述第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(650),係滿足式(9);
在波長550nm的上述光學異方性層積體之面內延遲Re0(550),係滿足式(10);在波長450nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、與在波長650nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)的Nz(450)/Nz(650)比,係滿足式(11);在波長550nm的上述光學異方性層積體的厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足式(12);nz2>nx2≧ny2 式(7)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(8)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(9)
137nm<Re0(550)<152nm 式(10)
0.845<Nz(450)/Nz(650)≦0.915 式(11)
-9nm<Rth0(550)<26nm 式(12)。
〔3〕一種光學異方性層積體,係具備有第一光學異方性層與第二光學異方性層的光學異方性層積體;其中,上述第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、上述第二光學異方性層的上述面內方向且與上述nx2方向垂直的方向的折射率ny2、及上述第二光學異方性層厚度方向的折射率nz2,係滿足式(13);在波長450nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(650),係滿足式(14);在波長450nm的上述第二光學異方性層的厚度方向的延
遲Rth2(450)、在波長550nm的上述第二光學異方性層的厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的上述第二光學異方性層的厚度方向的延遲Rth2(650),係滿足式(15);在波長550nm的上述光學異方性層積體之面內延遲Re0(550),係滿足式(16);在波長450nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、與在波長650nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)的Nz(450)/Nz(650)比,係滿足式(17);在波長550nm的上述光學異方性層積體厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足式(18);nz2>nx2≧ny2 式(13)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(14)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(15)
137nm<Re0(550)<152nm 式(16)
0.915<Nz(450)/Nz(650)≦0.97 式(17)
-11nm<Rth0(550)<27nm 式(18)。
〔4〕如〔2〕所記載的光學異方性層積體,其中,上述光學異方性層積體的上述比Nz(450)/Nz(650),係滿足式(19);在波長550nm的上述光學異方性層積體的厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足式(20);0.89<Nz(450)/Nz(650)≦0.91 式(19)
4nm<Rth0(550)<10nm 式(20)。
〔5〕如〔3〕所記載的光學異方性層積體,其中,上述光學異方性層積體的上述比Nz(450)/Nz(650),係滿足式(21);
在波長550nm的上述光學異方性層積體的厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足式(22);0.94<Nz(450)/Nz(650)≦0.96 式(21)
4nm<Rth0(550)<12nm 式(22)。
〔6〕如〔1〕~〔5〕中任一項所記載的光學異方性層積體,其中,上述第二光學異方性層係含有聚合體、與具有配向狀態亦可被固定之液晶原骨架的化合物;當藉由使用上述聚合體溶液的塗佈法形成上述聚合體的膜時,上述膜的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx(P)、上述膜的上述面內方向且上述nx(P)方向的直交方向的折射率ny(P)、及上述膜之厚度方向的折射率nz(P),係滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P);上述具液晶原骨架的化合物,係選自由:呈液晶性、且當水平配向時呈逆波長分散性面內延遲的第一化合物、以及單獨時不會呈液晶性的第二化合物,所構成群組中至少1種的化合物;在水平配向時呈順波長分散性面內延遲的評價用液晶化合物中,相對於上述評價用液晶化合物與上述第二化合物合計100重量份,依30重量份~70重量份中至少任一比例混合上述第二化合物的混合物,係呈液晶性,且當上述混合物水平配向時,上述第二化合物呈逆波長分散性的面內延遲;在波長450nm的上述第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的上述第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的上述第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(650),係滿足式(23)與式(24);
0.50<Rth2(450)/Rth2(550)<1.00 式(23)
1.00≦Rth2(650)/Rth2(550)<1.25 式(24)。
〔7〕如〔6〕所記載的光學異方性層積體,其中,上述具液晶原骨架的化合物係在上述具液晶原骨架的化合物分子中,含有:主鏈液晶原骨架、以及鍵結於上述主鏈液晶原骨架的側鏈液晶原骨架。
〔式(I)中,Ar1係表示具有D1取代基的二價芳香族烴環基、或具有D1取代基的二價芳香族雜環基;D1係表示具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的碳數1~20之有機基;Z11及Z12係表示各自獨立的-CO-O-、-O-CO-、-NR31-CO-、或-CO-NR32-;R31及R32係表示各自獨立的氫原子或碳數1~6之烷基;A11、A12、B11及B12係表示各自獨立的亦可具有取代基之環狀脂肪族基、或亦可具有取代基之芳香族基;Y11、Y12、L11及L12係各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR21-CO-、-CO-NR22-、-O-CO-O-、
-NR23-CO-O-、-O-CO-NR24-、或-NR25-CO-NR26-;R21~R26係各自獨立地表示氫原子、或碳數1~6之烷基;R1及R2係各自獨立地表示氫原子、甲基或氯原子;m及q係各自獨立地表示1~20之整數;n及p係各自獨立地表示0或1〕。
〔式(II)中,Ax係表示具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的碳數2~20之有機基;Ra係表示氫原子、或亦可具有取代基之碳數1~20的有機基〕
所示基。
〔式(III)中,Rx係表示氫原子、鹵原子、碳數1~6之烷基、氰基、硝基、碳數1~6之氟烷基、碳數1~6之烷氧基、或-C(=O)-O-Rb;Rb係表示亦可具有取代基之碳數1~20之烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基、或亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基;複數Rx彼此間係全部可為相同亦可為互異;構成環的至少1個C-Rx係亦可被氮原子取代〕
所示基。
〔11〕如〔9〕或〔10〕所記載的光學異方性層積體,其中,上述Ra係亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數2~20的炔基、或亦可具有取代基之碳數6~18的芳香族基。
〔12〕如〔6〕~〔11〕中任一項所記載的光學異方性層積體,其中,上述聚合體係從聚乙烯咔唑及聚反丁烯二酸酯所構成群組中選擇至少1種的聚合體。
〔13〕如〔6〕~〔12〕中任一項所記載的光學異方性層積體,其中,上述第二光學異方性層的總固形份中,上述具液晶原骨架的化合物的比率係20重量%~60重量%。
〔14〕一種偏光板,係具備有:直線偏光片、與〔1〕~〔13〕中任一項所記載的光學異方性層積體。
〔15〕一種影像顯示裝置,係具備有:〔14〕所記載的偏光板、及有機電致發光元件的影像顯示裝置,依序具備有:上述直線偏光片、光學異方性層積體、及上述有機電致發
光元件。
根據本發明可提供:能實現從斜向觀看顯示面時會抑制外光反射、能有效抑制上色之影像顯示裝置的光學異方性層積體及偏光板;以及從斜向觀看顯示面時會抑制外光反射、能有效抑制上色的影像顯示裝置。
100‧‧‧光學異方性層積體
110‧‧‧第一光學異方性層
120‧‧‧第二光學異方性層
200‧‧‧偏光板
210‧‧‧直線偏光片
300‧‧‧影像顯示裝置
300U‧‧‧顯示面
310‧‧‧有機EL元件
[圖1]圖1係本發明第一實施形態的光學異方性層積體的剖面的示意式剖視圖。
[圖2]圖2係本發明一實施形態的偏光板示意式剖視圖。
[圖3]圖3係本發明一實施形態的影像顯示裝置示意式剖視圖。
[圖4]圖4係實施例與比較例的模擬中,施行色度計算時所設定評價模型樣子的示意式立體示意圖。
以下,針對本發明例示實施形態及例示物進行詳細說明。惟,本發明並不受限於以下所示實施形態及例示物,舉凡在不脫逸本發明申請專利範圍及其均等範圍的範疇內,均可任意變更實施。
以下說明中,所謂「長條」的薄膜係是具有相對於寬度達5倍以上長度的薄膜,較佳為10倍或以上的長度,具體是指具有呈捲筒狀捲取並保管或運搬程度之長度的薄膜。長條薄膜的長度上限並無特別的限制,例如相對於寬度在
10萬倍以下。
以下說明中,薄膜的面內延遲(Retardation)Re在無特別聲明前提下,是Re=(nx-ny)×d所示之值。又,薄膜之厚度方向的延遲Rth在無特別聲明前提下,是Rth={(nx+ny)/2-nz}×d所示之值。又,薄膜的NZ係數在無特別聲明前提下,是(nx-nz)/(nx-ny)所示之值,能依0.5+Rth/Re計算。此處,nx係表示與薄膜厚度方向垂直的方向(面內方向)、且能提供最大折射率之方向的折射率。ny係表示薄膜的上述面內方向、且與nx方向直交方向的折射率。nz係表示薄膜厚度方向的折射率。d係表示薄膜的厚度。
以下說明中,在無特別聲明前提下,折射率的測定波長係550nm。
以下說明中,所謂「薄膜的遲相軸」在無特別聲明前提下,係表示該薄膜面內的遲相軸。
以下說明中,所謂「長條薄膜的斜方向」,在無特別聲明前提下,係表示該薄膜的面內方向,且非平行亦非垂直於該薄膜寬度方向的方向。
以下說明中,所謂「某面的正面方向」,在無特別聲明前提下,係指該面的法線方向,具體係指上述面的極角0°且方位角0°之方向。
以下說明中,所謂「某面的斜向」,在無特別聲明前提下,係指非平行亦非垂直於該面的方向,具體係指上述面的極角大於0°且小於90°範圍內的方向。
以下說明中,所謂要件的方向為「平行」、「垂
直」及「直交」,在無特別聲明前提下,於不致損及本發明效果的範圍內,亦可包含例如±5°範圍內的誤差。
以下說明中,所謂「基材」及「偏光板」,在無特別聲明前提下,不僅剛硬的構件,亦涵蓋例如樹脂製的薄膜之類具有可撓性的構件。
以下說明中,具備複數層的構件中,各層光學軸(偏光吸收軸、偏光穿透軸、遲相軸等)的夾角,在無特別聲明前提下,係表示從厚度方向觀看上述層之時的角度。
以下說明中,所謂「具有正固有雙折射值的樹脂」係指延伸方向的折射率,較其直交方向的折射率為大的樹脂。又,所謂「具負固有雙折射值的樹脂」係指延伸方向的折射率,較其直交方向的折射率為小的樹脂。固有雙折射值可從介電常數分佈計算出。
[1.光學異方性層積體之概要]
圖1所示係本發明第一實施形態的光學異方性層積體100之剖面的示意式剖面圖。
如圖1所示,光學異方性層積體100係具備有:第一光學異方性層110及第二光學異方性層120。光學異方性層積體100、第一光學異方性層110及第二光學異方性層120,係下述第一~第三中之任一組合,滿足光學特性的既定要件。又,光學異方性層積體100係視需要亦可具備任意層(未圖示)。
[2.光學特性之第一組合]
在第一組合,第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、第二光學異方性層的上述面內方
向且上述nx2方向垂直方向的折射率ny2、第二光學異方性層之厚度方向的折射率nz2、在波長450nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、在波長650nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(650)、在波長450nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)、在波長650nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650)、在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)、在波長450nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、在波長650nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)、及在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足下述式(1)~式(6)。
nz2>nx2≧ny2 式(1)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(2)
Rth2(450)<Rth2(550)≦Rth2(650) 式(3)
137nm<Re0(550)<152nm 式(4)
0.75<Nz(450)/Nz(650)≦0.845 式(5)
-2nm<Rth0(550)<14nm 式(6)
將具有滿足上述式(1)~式(6)之光學特性的光學異方性層積體與直線偏光片組合所獲得的圓偏光板設置在影像顯示裝置中,藉此,當從斜向觀看該影像顯示裝置之顯示面時,可抑制外光反射、並能有效抑制上色。
關於式(1),針對第二光學異方性層的折射率nx2、ny2及nz2之關係進行詳細說明。式(1)係表示第二光學異方性
層能發揮正C板(positive C-plate)功能的層。此時,上述折射率nx2與折射率ny2較佳為相同或接近的值。所以,第二光學異方性層的折射率nx2、ny2及nz2,較佳為滿足nz2>nx2≒ny2的關係。具體而言,折射率nx2與折射率ny2的差nx2-ny2,較佳為0.00000~0.00100、更佳為0.00000~0.00050、特佳為0.00000~0.00020。藉由折射率差nx2-ny2收束於上述範圍內,便可實現從斜向觀看顯示面時能有效抑制因反射光所造成上色的圓偏光板。
關於式(2),針對在波長450nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(650)的關係,進行詳細說明。第一光學異方性層是面內具有折射率異方性的層,所以具有大於0nm的面內延遲。如式(2)所示,第一光學異方性層之面內延遲係呈逆波長分散性。藉由第一光學異方性層之面內延遲呈逆波長分散性,便可均勻轉換斜向穿透該第一光學異方性層的廣泛波長範圍光之偏光狀態。所以,具備含有此種第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,因為在廣泛波長範圍內均能夠均勻地抑制外光反射,故能抑制顯示面上色。
關於式(3),針對在波長450nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650)的關係,進行詳細說明。如式(3)所示,第二光學異方性層之厚度方向的延遲係呈
逆波長分散性。藉由第二光學異方性層之厚度方向的延遲呈逆波長分散性,便可均勻轉換斜向穿透該第二光學異方性層的廣泛波長範圍光之偏光狀態。所以,具備含有此種第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,因為在廣泛波長範圍內可均勻地抑制外光反射,故能抑制顯示面上色。
其中,第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、Rth2(550)及Rth2(650),較佳為滿足下述式(23)及式(24)。
0.50<Rth2(450)/Rth2(550)<1.00 式(23)
1.00≦Rth2(650)/Rth2(550)<1.25 式(24)
詳細言之,Rth2(450)/Rth2(550)之比、以大於0.50為較佳、更佳為大於0.6、特佳為大於0.7、且較佳為未滿1.00。又,Rth2(650)/Rth2(550)較佳為1.00以上,且較佳為未滿1.25、更佳為未滿1.22、特佳為未滿1.19。藉此,能特別有效實現抑制顯示面之斜向的外光反射、及顯示面上色。
關於式(4),針對在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)進行詳細說明。光學異方性層積體之面內延遲Re0(550),通常為大於137nm、較佳為大於138nm、更佳為大於139nm,且通常為未滿152nm、較佳為未滿151nm、更佳為未滿150nm。藉由在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)收束於此種範圍內,便可由該光學異方性層積體與直線偏光片組合獲得圓偏光板。根據該圓偏光板可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
關於式(5),針對在波長450nm的光學異方性層積
體之NZ係數Nz(450)、與在波長650nm的光學異方性層積體之NZ係數的比Nz(650)的Nz(450)/Nz(650),進行詳細說明。NZ係數的比Nz(450)/Nz(650),通常為大於0.75、較佳為大於0.78、特佳為大於0.81,且通常為0.845以下。藉由光學異方性層積體之NZ係數的比Nz(450)/Nz(650)收束於此種範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
關於式(6),針對在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)進行詳細說明。光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550),通常為大於-2nm、較佳為大於-1nm,且通常為未滿14nm、較佳為未滿10nm、更佳為未滿5nm。藉由在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)收束於此種範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第一組合中,在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550),較佳為137nm以上、更佳為138nm以上、特佳為139nm以上,且較佳為152nm以下、更佳為151nm以下、特佳為150nm以下。藉由將第一光學異方性層的面內延遲Re1(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地的實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第一組合中,在波長550nm的第一光
學異方性層之厚度方向的延遲Rth1(550),較佳為68.5nm以上、更佳為69nm以上、特佳為69.5nm以上,且較佳為76nm以下、更佳為75.5nm以下、特佳為75nm以下。藉由第一光學異方性層之厚度方向的延遲Rth1(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第一組合中,在波長550nm的第二光學異方性層之面內延遲Re2(550),較佳為0nm~10nm、更佳為0nm~5nm、特佳為0nm~3nm。藉由第二光學異方性層之面內延遲Re2(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
在光學特性的第一組合中,在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550),較佳為-75nm以上、更佳為-72nm以上、特佳為-69nm以上,又較佳為-60nm以下、更佳為-61nm以下、特佳為-62nm以下。藉由第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
在光學特性的第一組合中,在波長550nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(550),較佳為0.48以上、更佳為0.50以上、特佳為0.52以上,且較佳為0.58以下、更佳為0.57
以下。藉由光學異方性層積體之NZ係數Nz(550)收束於上述範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
[3.光學特性之第二組合]
在第二組合中,第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、第二光學異方性層的上述面內方向且上述nx2方向的垂直方向的折射率ny2、第二光學異方性層之厚度方向的折射率nz2、在波長450nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、在波長650nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(650)、在波長450nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)、在波長650nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650)、在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)、在波長450nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、在波長650nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)、及在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足下述式(7)~式(12)。
nz2>nx2≧ny2 式(7)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(8)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(9)
137nm<Re0(550)<152nm 式(10)
0.845<Nz(450)/Nz(650)≦0.915 式(11)
-9nm<Rth0(550)<26nm 式(12)
藉由將由具有滿足上述式(7)~式(12)之光學特性的光學異方性層積體,與直線偏光片組合而獲得的圓偏光板,設置於影像顯示裝置中,當從斜向觀看該影像顯示裝置之顯示面時,可抑制外光反射,並能有效抑制上色。
關於式(7),針對第二光學異方性層的折射率nx2、ny2及nz2之關係進行詳細說明。式(7)係表示第二光學異方性層能發揮正C板功能的層。此時,上述折射率nx2與折射率ny2較佳為相同或接近的值。所以,第二光學異方性層的折射率nx2、ny2及nz2,較佳為滿足nz2>nx2≒ny2的關係。具體而言,折射率nx2與折射率ny2的差nx2-ny2,以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由折射率差nx2-ny2收束於上述範圍內,便可實現從斜向觀看顯示面時能有效抑制因反射光所造成上色的圓偏光板。
關於式(8),針對在波長450nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(650)的關係,進行詳細說明。第一光學異方性層是面內具有折射率異方性的層,所以具有大於0nm的面內延遲。如式(8)所示,第一光學異方性層之面內延遲係呈逆波長分散性。藉由第一光學異方性層之面內延遲呈逆波長分散性,便可均勻轉換斜向穿透該第一光學異方性層的廣泛波長範圍光之偏光狀態。所以,具備含有此種第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,因為在廣泛波長範圍內可均勻地抑制外光反射,故能抑制顯示面上色。
關於式(9),針對在波長450nm的第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的第二光學異方性層厚度方向的延遲Rth2(650)的關係,進行詳細說明。如式(9)所示,第二光學異方性層之厚度方向的延遲係呈逆波長分散性。藉由第二光學異方性層之厚度方向的面內延遲呈逆波長分散性,便可均勻轉換斜向穿透該第二光學異方性層的廣泛波長範圍光之偏光狀態。所以,具備含有此種第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,因為在廣泛波長範圍內可均勻地抑制外光反射,故能抑制顯示面上色。
尤其,第二光學異方性層的厚度方向的延遲之比Rth2(450)/Rth2(550)及Rth2(650)/Rth2(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳(參照式(23)與式(24))。藉此能特別有效實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及顯示面上色。
關於式(10),針對在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)進行詳細說明。光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)通常為大於137nm、較佳為大於138nm、更佳為大於139nm,又通常為未滿152nm、較佳為未滿151nm、更佳為未滿150nm。藉由在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)收束於此種範圍內,則由該光學異方性層積體與直線偏光片組合便能夠獲得圓偏光板。根據該圓偏光板,可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
關於式(11),針對在波長450nm的光學異方性層
積體之NZ係數Nz(450)、與在波長650nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)的比Nz(450)/Nz(650),進行詳細說明。上述的比Nz(450)/Nz(650),較佳為滿足下述式(19)。
0.89<Nz(450)/Nz(650)≦0.91 式(19)
更詳言之,NZ係數的比Nz(450)/Nz(650)通常為大於0.845、較佳為大於0.89、更佳為大於0.895,且通常為0.915以下、較佳為0.91以下。藉由光學異方性層積體之NZ係數的比Nz(450)/Nz(650)收束於此種範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
關於式(12),針對在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)進行詳細說明。光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550),較佳係滿足下述式(20)。
4nm<Rth0(550)<10nm 式(20)
更詳言之,光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)通常為大於-9nm、較佳為大於4nm、更佳為大於7nm,且通常為未滿26nm、較佳為未滿10nm。藉由在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)收束於此種範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
在光學特性的第二組合中,在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有
該第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第二組合中,在波長550nm的第一光學異方性層之厚度方向的延遲Rth1(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由第一光學異方性層之厚度方向的延遲Rth1(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第二組合中,在波長550nm的第二光學異方性層之面內延遲Re2(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由第二光學異方性層之面內延遲Re2(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第二組合中,在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)較佳為-79nm以上、更佳為-76nm以上、更佳為-73nm以上,且較佳為-45nm以下、更佳為-50nm以下、特佳為-55nm以下。藉由第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
在光學特性的第二組合中,在波長550nm的光學
異方性層積體之NZ係數Nz(550)較佳為0.44以上、更佳為0.48以上、特佳為0.52以上,且較佳為0.68以下、更佳為0.64以下、特佳為0.6以下。藉由光學異方性層積體之NZ係數Nz(550)收束於上述範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
[4.光學特性之第三組合]
在第三組合中,第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、第二光學異方性層的上述面內方向且上述nx2方向的垂直方向的折射率ny2、第二光學異方性層之厚度方向的折射率nz2、在波長450nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、在波長650nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(650)、在波長450nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)、在波長650nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650)、在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)、在波長450nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、在波長650nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)、及在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足下述式(13)~式(18)。
nz2>nx2≧ny2 式(13)
Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(14)
Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(15)
137nm<Re0(550)<152nm 式(16)
0.915<Nz(450)/Nz(650)≦0.97 式(17)
-11nm<Rth0(550)<27nm 式(18)
藉由將具有滿足上述式(13)~式(18)之光學特性的光學異方性層積體,與直線偏光片組合而獲得的圓偏光板,設置於影像顯示裝置中,當從斜向觀看該影像顯示裝置之顯示面時,可抑制外光反射,並能有效抑制上色。
關於式(13),針對第二光學異方性層的折射率nx2、ny2及nz2之關係進行詳細說明。式(13)係表示第二光學異方性層能發揮正C板功能的層。此時,上述折射率nx2與折射率ny2較佳為相同或接近的值。所以,第二光學異方性層的折射率nx2、ny2及nz2,較佳為滿足nz2>nx2≒ny2的關係。具體而言,折射率nx2與折射率ny2的差nx2-ny2,以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由折射率差nx2-ny2收束於上述範圍內,便可實現從斜向觀看顯示面時能有效抑制因反射光所造成上色的圓偏光板。
關於式(14),針對在波長450nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的第一光學異方性層之面內延遲Re1(650)的關係,進行詳細說明。第一光學異方性層是面內具有折射率異方性的層,所以具有大於0nm的面內延遲。如式(14)所示,第一光學異方性層的面內延遲係呈逆波長分散性。藉由第一光學異方性層之面內延遲呈逆波長分散性,便可均勻轉換斜向穿透該第一光學異方性層的廣泛波長範
圍光之偏光狀態。所以,具備含有此種第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,因為在廣泛波長範圍內可均勻地抑制外光反射,故能抑制顯示面上色。
關於式(15),針對在波長450nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650)之關係,進行詳細說明。如式(15)所示,第二光學異方性層厚度方向的延遲係呈逆波長分散性。藉由第二光學異方性層之厚度方向的面內延遲呈逆波長分散性,便可均勻轉換斜向穿透該第二光學異方性層的廣泛波長範圍的光之偏光狀態。所以,具備含有此種第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,因為在廣泛波長範圍內可均勻地抑制外光反射,故能抑制顯示面上色。
尤其,第二光學異方性層的厚度方向的延遲之比Rth2(450)/Rth2(550)及Rth2(650)/Rth2(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳(參照式(23)及式(24))。藉此能特別有效實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及顯示面上色。
關於式(16),針對在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)進行詳細說明。光學異方性層積體的面內延遲Re0(550)通常為大於137nm、較佳為大於138nm、更佳為大於139nm,又通常為未滿152nm、較佳為未滿151nm、更佳為未滿150nm,藉由在波長550nm的光學異方性層積體之面內延遲Re0(550)收束於此種範圍內,則由該光學異方性層積
體與直線偏光片組合便可獲得圓偏光板。藉由該圓偏光板,便能夠抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
關於式(17),針對在波長450nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、與在波長650nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)的比Nz(450)/Nz(650),進行詳細說明。上述比Nz(450)/Nz(650)較佳為滿足下述式(21)。
0.94<Nz(450)/Nz(650)≦0.96 式(21)
更詳言之,NZ係數的比Nz(450)/Nz(650)通常為大於0.915、較佳為大於0.94、更佳為大於0.945,且通常為0.97以下、較佳為0.96以下、更佳為0.955以下。藉由光學異方性層積體之NZ係數的比Nz(450)/Nz(650),收束於此種範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便能夠抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
關於式(18),針對在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)進行詳細說明。光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)較佳係滿足下述式(22)。
4nm<Rth0(550)<12nm 式(22)
更詳言之,光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)通常為大於-11nm、較佳為大於4nm、更佳為大於5nm,且通常為未滿27nm、較佳為未滿12nm、更佳為未滿11nm。藉由在波長550nm的光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550)收束於此種範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
在光學特性的第三組合中,在波長550nm的第一光學異方性層的面內延遲Re1(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由第一光學異方性層的面內延遲Re1(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第三組合中,在波長550nm的第一光學異方性層之厚度方向的延遲Rth1(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由第一光學異方性層厚度方向的延遲Rth1(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第一光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第三組合中,在波長550nm第二光學異方性層的面內延遲Re2(550),以收束於與上述[2.光學特性的第一組合]所說明的同樣範圍內為佳。藉由第二光學異方性層的面內延遲Re2(550)收束於上述範圍內,則利用具備含有該第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第三組合中,在波長550nm第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)較佳為-83nm以上、更佳為-80nm以上、特佳為-77nm以上,且較佳為-45nm以下、更佳為-50nm以下、特佳為-55nm以下。藉由第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)收束於上述範圍內,則利用具
備含有該第二光學異方性層之光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
光學特性的第三組合中,在波長550nm的光學異方性層積體之NZ係數Nz(550),較佳為0.43以上、更佳為0.47以上、特佳為0.51以上,且較佳為0.69以下、更佳為0.65以下、特佳為0.61以下。藉由光學異方性層積體之NZ係數Nz(550)收束於上述範圍內,則利用具備該光學異方性層積體的圓偏光板,便可有效地實現抑制顯示面的斜向的外光反射、及抑制顯示面上色。
[5.第二光學異方性層之構造]
作為第二光學異方性層係可使用含有:既定聚合體、及具有液晶原骨架之既定化合物的層。該第二光學異方性層所含有的上述聚合體,以下適當稱為「正C聚合體」。又,第二光學異方性層所含有的具有液晶原骨架的化合物,以下適當稱為「液晶原化合物」。
〔5.1.正C聚合體〕
正C聚合體為當使用該正C聚合體的溶液,利用塗佈法形成正C聚合體的膜時,該膜的折射率nx(P)、ny(P)及nz(P)滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P)的聚合體。此處,nx(P)表示上述膜的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率,ny(P)表示上述膜的上述面內方向且上述nx(P)方向的垂直方向的折射率,nz(P)表示上述膜的厚度方向的折射率。
利用下述方法能夠確認某聚合體是否屬於正C聚
合體。首先,將作為試料的聚合體,以使聚合體的濃度成為10重量%~20重量%的方式,添加於例如甲乙酮(MEK)、1,3-二氧環戊烷(dioxolane)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)等溶劑中,於室溫溶解,獲得聚合體溶液。
將該聚合體溶液利用滴流器(applicator)塗佈於由樹脂構成的未延伸薄膜上,而形成聚合體溶液的層。然後,利用85℃烤箱施行10分鐘左右的乾燥,使溶劑蒸發,藉此獲得厚度10μm程度的聚合體膜。
然後,評價該聚合體膜的折射率nx(P)、折射率ny(P)及折射率nz(P),是否滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P),當滿足的情況,便將該作為試料的聚合體判定為屬於正C聚合體。
其中,上述折射率nx(P)與折射率ny(P)以值為相同或接近較佳。具體而言,折射率nx(P)與折射率ny(P)的差nx(P)-ny(P),較佳為0.00000~0.00100、更佳為0.00000~0.00050、特佳為0.00000~0.00020。藉由折射率差nx(P)-ny(P)收束於上述範圍內,便可容易獲得第二光學異方性層。
正C聚合體可使用具有滿足上述式nz(P)>nx(P)≧ny(P)之折射率的任意聚合體。其中,作為正C聚合體較佳是從聚乙烯咔唑及聚反丁烯二酸酯所構成的群組中選擇至少1種聚合體。藉由使用該等聚合體作為正C聚合體,便可利用塗佈容易獲得厚度方向的延遲Rth為較大的第二光學異方性層。
正C聚合體的具體例,係可列舉例如:聚(9-乙烯咔唑);反丁烯二酸二異丙酯與丙烯酸-3-乙基-3-氧環丁烷基甲酯的共聚合體;反丁烯二酸二異丙酯與桂皮酸酯的共聚合體
等。
再者,正C聚合體係可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
第二光學異方性層的總固形份中,正C聚合體的比率較佳為40重量%以上、更佳為45重量%以上、特佳為50重量%以上,且較佳為80重量%以下、更佳為70重量%以下、特佳為60重量%以下。藉由正C聚合體的比率達上述範圍的下限值以上,在第二光學異方性層中,可使液晶原化合物均勻分散、或提高第二光學異方性層的機械強度,又藉由在上述範圍的上限值以下,便可容易地使第二光學異方性層的厚度方向的延遲之波長分散性接近逆分散性。此處所謂「某層的固形份」係指該層乾燥後殘留的成分。
〔5.2.液晶原化合物〕
液晶原化合物為具有液晶原骨架的化合物。此處所謂「液晶原骨架」係指利用吸力與斥力相互作用的異方性,在低分子量或高分子量物質中,對液晶(LC:liquid-crystalline)相之生成具本質貢獻的分子骨架。含液晶原骨架的液晶原化合物未必本身一定要具有能發生向液晶相之相轉移的液晶性。所以,液晶原化合物係可為單獨便能發生向液晶相之相轉移的液晶化合物,亦可為單獨並不會發生向液晶相之相轉移的非液晶化合物。作為液晶原骨架之例,可列舉例如剛硬的棒狀或圓盤狀的形狀之單元。關於液晶原骨架可參照Pure Appl.Chem.2001、第73卷(第5期)、第888頁,及C.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、第116卷、第6340~6368頁。
第二光學異方性層中,液晶原化合物的配向狀態可被固定。例如液晶原化合物亦可藉由聚合,而固定該液晶原化合物的配向狀態。通常藉由聚合,液晶原化合物便能成為維持該液晶原化合物配向狀態的聚合體,因而利用上述聚合,液晶原化合物的配向狀態便被固定。所以,「配向狀態被固定的液晶原化合物」用詞,涵蓋液晶原化合物的聚合體。故,液晶原化合物為具有液晶性的液晶化合物時,該液晶化合物在第二光學異方性層中,亦可呈液晶相,亦可藉由配向狀態被固定化而未呈液晶相。
作為上述既定液晶原化合物是使用從作為第一化合物的逆波長分散液晶化合物、及作為第二化合物的逆波長液晶原化合物所構成的群組中選擇至少1種的化合物。
此處所謂「逆波長分散液晶化合物」係指滿足下述要件(A1)與(A2)的化合物。
(A1)逆波長分散液晶化合物呈現液晶性。
(A2)逆波長分散液晶化合物呈現水平(homogeneous)配向時,呈現逆波長分散性的面內延遲。
再者,所謂「逆波長液晶原化合物」係指滿足下述要件(A3)~(A5)的化合物。
(A3)逆波長液晶原化合物單獨未呈現液晶性。
(A4)評價用混合物呈現液晶性。此處所謂「評價用混合物」係指在水平配向時呈現順波長分散性的面內延遲的評價用液晶化合物中,相對於評價用液晶化合物及逆波長液晶原化合物合計100重量份,依30重量份~70重量份中之至少任一比例
混合上述逆波長液晶原化合物的混合物。
(A5)上述評價用混合物水平配向時,上述逆波長液晶原化合物呈現逆波長分散性的面內延遲。
以下,針對逆波長分散液晶化合物進行說明。
逆波長分散液晶化合物為水平配向時,呈逆波長分散性的面內延遲。此處所謂「使液晶化合物水平配向」是指形成含有該液晶化合物的層,並使該層中的液晶化合物分子之液晶原骨架的長軸方向,配向於平行於上述層之面的某一方向。當液晶化合物含有不同配向方向的複數種液晶原骨架時,以該等中最長種類的液晶原的配向方向為上述配向方向。關於液晶化合物是否水平配向,以及其配向方向,係藉由使用例如Axoscan(Axometrics公司製)所代表之相位差儀進行遲相軸方向的測定、與測定遲相軸方向入射角的每延遲分佈,便可確認。
再者,所謂「面內延遲呈逆波長分散性」係指波長450nm及550nm的面內延遲Re(450)及Re(550),滿足Re(450)/Re(550)<1.00。
所以,形成含有逆波長分散液晶化合物的液晶層,當使該液晶層的液晶化合物分子之液晶原骨架的長軸方向,配向於平行於上述液晶層之面的某一方向時,該液晶層在波長450nm及550nm的面內延遲Re(L450)及Re(L550),通常係滿足Re(L450)/Re(L550)<1.00。又,從可容易獲得所需的第二光學異方性層的觀點,在波長450nm、550nm及650nm的上述液晶層之面內延遲Re(L450)、Re(L550)及Re(L650),更佳為滿足Re(L450)<Re(L550)≦Re(L650)。
作為逆波長分散液晶化合物可使用例如該逆波長分散液晶化合物的分子中,含有:主鏈液晶原骨架、與鍵結於上述主鏈液晶原骨架上的側鏈液晶原骨架之化合物。含有主鏈液晶原骨架及側鏈液晶原骨架的上述逆波長分散液晶化合物,係在該逆波長分散液晶化合物配向的狀態下,側鏈液晶原骨架能配向於不同於主鏈液晶原骨架的方向。此種情況,因為雙折射是顯現出主鏈液晶原骨架所對應的折射率、與側鏈液晶原骨架所對應的折射率的差,因而結果當逆波長分散液晶化合物呈水平配向時,便可呈現逆波長分散性的面內延遲。
例如具有主鏈液晶原骨架與側鏈液晶原骨架,如上述化合物之類的逆波長分散液晶化合物,通常具有不同於一般順波長分散液晶化合物的立體形狀的特異性立體形狀。此處所謂「順波長分散液晶化合物」係指水平配向時,能呈現順波長分散性的面內延遲的液晶化合物。又,所謂順波長分散性面內延遲是表示測定波長越大,則面內延遲越小的面內延遲。藉由逆波長分散液晶化合物具有如此的特異性立體形狀,則藉由正C聚合體與逆波長分散液晶化合物的組合,便可容易獲得第二光學異方性層。
再者,逆波長分散液晶化合物較佳為具有聚合性。所以,逆波長分散液晶化合物較佳為具有聚合性基。若使用具有如此的聚合性基的逆波長分散液晶化合物,則利用聚合便能夠容易地固定逆波長分散液晶化合物的配向狀態。所以,能夠容易獲得具有安定的光學特性的第二光學異方性層。
逆波長分散液晶化合物的CN點較佳為25℃以
上、更佳為45℃以、特佳為60℃以上,且較佳為120℃以下、更佳為110℃以下、特佳為100℃以下。此處所謂「CN點」係指結晶-向列相轉移溫度。藉由使用在上述範圍內具有CN點的逆波長分散液晶化合物,便可容易地製造第二光學異方性層。
逆波長分散液晶化合物的分子量在單體的情況,較佳為300以上、更佳為700以上、特佳為1000以上,且較佳為2000以下、更佳為1700以下、特佳為1500以下。藉由逆波長分散液晶化合物具有如上述的分子量,則可使供形成第二光學異方性層用的塗佈液之塗佈性特別地良好。
上述逆波長分散液晶化合物可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
作為逆波長分散液晶化合物,可列舉例如日本專利特開2014-123134號公報所記載等,特別適合的具體例係可舉例如下述式(I)所示化合物中,呈液晶性的化合物。以下說明中,將式(I)所示化合物適當稱為「化合物(I)」。
化合物(I)通常係如下述式所示,含有:由基-Y11-[B11-L11]n-A11-Z11-Ar1-Z12-A12-[L12-B12]p-Y12所形成的主鏈液晶原骨架1a、以及由基>Ar1-D1所形成的側鏈液晶原骨架1b等2個液晶原骨架。又,該等主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b相互交叉。上述主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原
骨架1b雖可合併成為1個液晶原骨架,但本發明中分開為2個液晶原骨架記載。
將主鏈液晶原骨架1a長軸方向的折射率設為n1,側鏈液晶原骨架1b長軸方向的折射率設為n2。此時,折射率n1的絕對值及波長分散性通常依存於主鏈液晶原骨架1a的分子結構。又,折射率n2的絕對值及波長分散性通常依存於側鏈液晶原骨架1b的分子結構。此處,液晶相中的化合物(I),通常是以主鏈液晶原骨架1a的長軸方向為旋轉軸進行旋轉運動,因而此處所謂的折射率n1與n2是表示旋轉體的折射率。
源自於主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b的分子結構、折射率n1的絕對值大於折射率n2的絕對值。又,折射率n1與n2通常表示順波長分散性。此處所謂順波長分散性折射率是表示測定波長越大,則該折射率的絕對值越小之折射率。主鏈液晶原骨架1a的折射率n1表示較小程度的順波長分散性。所以,依長波長所測定到的折射率n1,小於依短波長所測定到的折射率n1,但該等的差值小。相對於此,側鏈液晶原骨架1b的折射率n2表示較大程度的順波長分散性。所以,依長波長所測定到的折射率n2,小於依短波長所測定到的折射率n2,且該等的差值大。所以,若測定波長較短,則折射率n1與折射率n2的差△n較小,若測定波長較長,則折射率n1
與折射率n2的差△n較大。依此,源自於主鏈液晶原骨架1a及側鏈液晶原骨架1b的化合物(I)呈水平配向時,便能呈現逆波長分散性的面內延遲。
此處,式(I)中,m及q係各自獨立的表示1~20之整數、較佳為2~12之整數、更佳為4~8之整數。
再者,式(I)中,n及p係各自獨立的表示0或1、較佳為1。
式(I)中,Ar1係表示具有D1取代基的二價芳香族烴環基、或具有D1取代基的二價芳香族雜環基。
再者,式(I)中,D1係表示具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的碳數1~20之有機基。
此處,所謂具有D1取代基的二價芳香族烴環基、或具有D1取代基的二價芳香族雜環基,為從D1所鍵結的芳香族烴環、或D1所鍵結的芳香族雜環之環部分中,除去2個氫原子(該氫原子係鍵結於D1所鍵結碳以外的碳上)。所以,式(I)所示Ar1係表示與式(I)所示D1相鍵結的芳香族烴環基或芳香族雜環基,並非在式(I)所示D1之外再含有其他D1。
再者,Ar1的二價芳香族烴環基可列舉例如:1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸萘基、2,6-伸萘基、1,5-伸萘基、蒽-9,10-二基、蒽-1,4-二基、蒽-2,6-二基等。
該等之中,二價芳香族烴環基較佳為1,4-伸苯基、1,4-伸萘基及2,6-伸萘基。
再者,Ar1的二價芳香族雜環基係可列舉例如:苯并噻唑-4,7-二基、1,2-苯并異噻唑-4,7-二基、苯并唑-4,7-二
基、吲哚-4,7-二基、苯并咪唑-4,7-二基、苯并吡唑-4,7-二基、1-苯并呋喃-4,7-二基、2-苯并呋喃-4,7-二基、苯并[1,2-d:4,5-d']二噻唑-4,8-二基、苯并[1,2-d:5,4-d']二噻唑-4,8-二基、苯并苯硫-4,7-二基、1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基、苯并[1,2-b:5,4-b']二苯硫-4,8-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二苯硫-4,8-二基、苯并[1,2-b:5,4-b']二呋喃-4,8-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃-4,8-二基、苯并[2,1-b:4,5-b']二吡咯-4,8-二基、苯并[1,2-b:5,4-b']二吡咯-4,8-二基、苯并[1,2-d:4,5-d']二咪唑-4,8-二基等。
該等之中,二價芳香族雜環基較佳可例如:苯并噻唑-4,7-二基、苯并唑-4,7-二基、1-苯并呋喃-4,7-二基、2-苯并呋喃-4,7-二基、苯并[1,2-d:4,5-d']二噻唑-4,8-二基、苯并[1,2-d:5,4-d']二噻唑-4,8-二基、苯并苯硫-4,7-二基、1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基、苯并[1,2-b:5,4-b']二苯硫-4,8-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二苯硫-4,8-二基、苯并[1,2-b:5,4-b']二呋喃-4,8-二基及苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃-4,8-二基。
Ar1的二價芳香族烴環基及二價芳香族雜環基,係除D1之外,尚亦可具有從甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基等碳數1~6之烷基中選擇至少1個取代基。當取代基為複數的情況,複數取代基相互可為相同亦可為不同。二價芳香族烴環基及二價芳香族雜環基之除D1以外的取代基,較佳為從甲基、乙基、丙基、第二丁基及第三丁基之中選擇至少1個取代基。
式(I)中,D1係表示「具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的碳數1~20之有機
基」。此處所謂「芳香環」指具有依照海格耳法則(Huckel rule)廣義芳香族性的環狀結構,即具有(4n+2)個π電子的環狀共軛結構,及例如噻吩、呋喃、苯并噻唑等代表性的,由硫、氧、氮等雜原子的孤立電子對參予π電子系統而呈芳香族性的環狀結構。
再者,D1所具有的芳香環亦可具有1或複數個取代基。
再者,上述Ar1及D1中所含的π電子合計數,通常為12以上、較佳為12以上且22以下、更佳為12以上且20以下。
D1的芳香族烴環可例如:苯環、萘環、蒽環、菲環、芘環、茀環等。
該等之中,芳香族烴環較佳係苯環、萘環。
再者,D1的芳香族雜環係可舉例如:1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮環、1-苯并呋喃環、2-苯并呋喃環、吖啶環、異喹啉環、咪唑環、吲哚環、二唑環、唑環、唑并吡環、唑并吡啶環、唑并嗒環、唑并嘧啶環、喹唑啉環、喹啉環、喹啉環、啉環、噻二唑環、噻唑環、噻唑并吡環、噻唑并吡啶環、噻唑并嗒環、噻唑并嘧啶環、噻吩環、三環、三唑環、啶環、吡環、吡唑環、吡喃酮環、吡喃環、吡啶環、嗒環、嘧啶環、吡咯環、啡啶環、呔環、呋喃環、苯并[c]噻吩環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、苯并二唑環、苯并唑環、苯并噻二唑環、苯并噻唑環、苯并噻吩環、苯并三環、苯并三唑環、苯并吡唑環、苯并吡喃酮環、二氫哌喃環、四氫哌喃環、二氫呋喃環、四氫呋喃環等。
該等之中,芳香族雜環較佳係例如:苯并噻唑環、苯并唑環、1-苯并呋喃環、2-苯并呋喃環、苯并噻吩環、1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮環、噻吩環、呋喃環、苯并[c]噻吩環、唑環、噻唑環、二唑環、吡喃環、苯并異唑環、噻二唑環、苯并二唑環、苯并噻二唑環。
再者,D1之具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數1~20之有機基,並無特別的限定。D1係可列舉例如:亦可具有取代基之芳香族烴環基、亦可具有取代基之芳香族雜環基、或式:-RfC(=N-NRgRh)所示之基。
另外,上述式中,Rf係表示氫原子、或、甲基、乙基、丙基、異丙基等碳數1~6之烷基。
再者,上述式中,Rg係表示氫原子、或亦可具有取代基之碳數1~20的有機基。此處,碳數1~20之有機基及其取代基的具體例,係可列舉例如與後述Ra之碳數1~20的有機基及其取代基之具體例所列舉記載者相同之物。
再者,上述式中,Rh係表示具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的碳數2~20之有機基。此處,碳數2~20之有機基及其取代基的具體例,係可列舉例如與後述Ax的碳數2~20之有機基及其取代基之具體例所列舉者相同之物。
具體而言,成為D1的芳香族烴環基係可例如:苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、茀基等。
該等之中,芳香族烴環基較佳係苯基、萘基。
再者,成為D1的芳香族雜環基係可舉例如:酞醯亞胺基、1-苯并呋喃基、2-苯并呋喃基、吖啶基、異喹啉基、咪唑基、吲哚啉基、呋呫基(furazanyl)、唑基、唑并吡基、唑并吡啶基、唑并嗒基、唑并嘧啶基、喹唑啉基、喹啉基、喹啉基、啉基(cinnolinyl)、噻二唑基、噻唑基、噻唑并吡基、噻唑并吡啶基、噻唑并嗒基、噻唑并嘧啶基、噻吩基、三基、三唑基、啶基(naphthyridinyl)、吡基、吡唑基、吡喃酮基、哌喃基、吡啶基、嗒基、嘧啶基、吡咯基、啡啶基(phenanthridinyl)、呔基、呋喃基、苯并[c]噻吩基、苯并異唑基、苯并異噻唑基、苯并咪唑基、苯并唑基、苯并唑基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、苯并三基、苯并三唑基、苯并吡唑基、苯并吡喃酮基、二氫哌喃基、四氫哌喃基、二氫呋喃基、四氫呋喃基等。
成為D1的芳香族烴環基及芳香族雜環基,亦可具有從:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基等碳數1~20之脂肪族烴基;氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;三氟甲基等碳數1~6之鹵化烷基;-C(=O)-Rb';-C(=O)-ORb';-SRb';-SO2Rd';羥基等之中選擇至少1個取代基。此處,Rb'係表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯
基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基、或亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基。又,Rd'係表示甲基、乙基等碳數1~6之烷基;苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基等亦可具有取代基的碳數6~20之芳香族烴環基。另外,當芳香族烴環基及芳香族雜環基係具有複數取代基的情況,取代基係可為相同、亦可為不同。
Rb'之亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、及亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基的取代基,可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等碳數1~20之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;呋喃基、苯硫基等碳數2~20之芳香族雜環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1個氫原子被氟原子取代的碳數1~12之氟烷基等。Rb'的碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基、及碳數5~12之芳香族烴環基,亦可具有從上述取代基中選擇1或複數取代基,當具有複數取代基的情況,複數取代基係相互可為相同、亦可為不同。
再者,Rb'的碳數3~12之環烷基的取代基,可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;及苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴基等。Rb的碳數3~12之環烷基亦可具有從上述取代基中選擇1或複數取代基,當具有複數取代基的情況,複數取代基係相互可為相同、亦可為不同。
再者,Ar1及D1的組合(Ar1-D1)係可舉例如:被式:-RfC(=N-NRgRh)所示之基取代的伸苯基、被1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被5-(2-丁基)-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4,6-二甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被6-甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4,6,7-三甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4,5,6-三甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被5-甲基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被5-丙基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被7-丙基-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被5-氟-1-苯并呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-氟苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-硝化苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-三氟甲基苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-氰基苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-甲磺醯基苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被噻吩-3-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被5-甲基噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被5-氯噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被噻吩并[3,2-b]噻吩-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被2-苯并噻唑基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-聯苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-丙基聯苯基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-噻唑基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被1-苯基乙烯-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被4-吡啶基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被2-呋喃基取代的苯并噻唑-4,7-二基、被萘并[1,2-b]呋喃-2-基取代的苯并噻唑-4,7-二
基、被5-甲氧基-2-苯并噻唑基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基、被苯基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基、被4-硝化苯基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基、或被2-噻唑基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基等。此處,Rf、Rg、Rh係表示與上述同義。
〔式(II)中,Ax係表示具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的碳數2~20之有機基;Ra係表示氫原子、或亦可具有取代基之碳數1~20的有機基。〕
另外,本說明書中,下述式(i)所示部分結構係指下述式(ia)及/或(ib)所示部分結構。
此處,Ax的「具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數2~20之有機基」,所謂「芳香環」係指具有依照海格耳法則廣義芳香族性的環狀結構,即具有(4n+2)個π電子的環狀共軛結構,及例如噻吩、呋
喃、苯并噻唑等所代表的,由硫、氧、氮等雜原子的孤立電子對參予π電子系統而呈芳香族性的環狀結構。
Ax的具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數2~20之有機基,亦可為具有複數個芳香環者、亦可為具有組合芳香族烴環與芳香族雜環者。
Ax的芳香族烴環係可例如:苯環、萘環、蒽環、菲環、芘環、茀環等。該等之中,芳香族烴環較佳係苯環、萘環。
再者,Ax的芳香族雜環係可舉例如:1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮環、1-苯并呋喃環、2-苯并呋喃環、吖啶環、異喹啉環、咪唑環、吲哚環、二唑環、唑環、唑并吡環、唑并吡啶環、唑并嗒環、唑并嘧啶環、喹唑啉環、喹啉環、喹啉環、啉環、噻二唑環、噻唑環、噻唑并吡環、噻唑并吡啶環、噻唑并嗒環、噻唑并嘧啶環、噻吩環、三環、三唑環、啶環、吡環、吡唑環、吡喃酮環、吡喃環、吡啶環、嗒環、嘧啶環、吡咯環、啡啶環、呔環、呋喃環、苯并[c]噻吩環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、苯并二唑環、苯并唑環、苯并噻二唑環、苯并噻唑環、苯并噻吩環、苯并三環、苯并三唑環、苯并吡唑環、苯并吡喃酮環、二氫哌喃環、四氫哌喃環、二氫呋喃環、四氫呋喃環等。
Ax所具有的芳香環亦可具有取代基。該取代基係
可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6之烯基;三氟甲基等碳數1~6之鹵化烷基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;-C(=O)-Rb;-C(=O)-ORb;-SO2Rd等。此處,Rb係表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基、或亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基。又,Rd係表示例如:甲基、乙基等碳數1~6之烷基;苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基等亦可具有取代基的碳數6~20之芳香族烴環基。該等之中,Ax所具有芳香環的取代基,較佳為鹵素原子、氰基、碳數1~6之烷基、及碳數1~6之烷氧基。
另外,Ax亦可具有從上述取代基中選擇的複數取代基。當Ax具有複數取代基時,取代基係可為相同、亦可為不同。
作為Rb之亦可具有取代基的碳數1~20之烷基的碳數1~20之烷基,可舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正廿烷基等。另外,亦可具有取代基的碳數1~20之烷基的碳數較佳為1~12、更佳為4~10。
Rb的亦可具有取代基之碳數2~20的烯基,該碳數2~20的烯基係可舉例如:乙烯基、丙烯基、異丙烯基、丁烯
基、異丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、廿碳稀基等。
亦可具有取代基之碳數2~20的烯基的碳數較佳為2~12。
Rb的碳數1~20之烷基及碳數2~20之烯基的取代基,可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等碳數1~20之烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳數1~12之烷氧基取代的碳數1~12之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;三唑基、吡咯基、呋喃基、苯硫基等碳數2~20之芳香族雜環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;環戊氧基、環己氧基等碳數3~8之環烷氧基;四氫呋喃基、四氫哌喃基、二氧雜環戊烷基、二烷基等碳數2~12之環狀醚基;苯氧基、萘氧基等碳數6~14之芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1個氫原子被氟原子取代的碳數1~12之氟烷基;苯并呋喃基;苯并哌喃基;苯并二氧雜環戊烷基;苯并二烷基等。該等之中,Rb的碳數1~20之烷基及碳數2~20之烯基的取代基,較佳可例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等碳數1~20之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;呋喃基、苯硫基等碳數2~20之芳香族雜環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1個氫原子被氟原子取代的碳數1~12之氟烷基。
另外,Rb的碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基,亦可具有從上述取代基中選擇的複數取代基。當Rb的碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基係具有複數取代基時,複數取代基係相互可為相同、亦可為不同。
Rb的亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基,該碳數3~12的環烷基係可舉例如:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等。該等之中,較佳係環戊基、環己基。
Rb的碳數3~12之環烷基的取代基,可例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;二甲胺基等取代胺基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴基等。其中,Rb的碳數3~12之環烷基的取代基,較佳可例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴基。
另外,Rb的碳數3~12之環烷基亦可具有複數取代基。當Rb的碳數3~12之環烷基係具有複數取代基時,複數取代基係相互可為相同、亦可為不同。
Rb的亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基的碳數5~12的芳香族烴環基,可舉例如:苯基、1-萘基、2-萘基等。該等之中,較佳係苯基。
Rb的亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基,其取代基係可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等
碳數1~20之烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳數1~12之烷氧基取代的碳數1~12之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;三唑基、吡咯基、呋喃基、苯硫基等碳數2~20之芳香族雜環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;環戊氧基、環己氧基等碳數3~8之環烷氧基;四氫呋喃基、四氫哌喃基、二氧雜環戊烷基(dioxolanyl)、二烷基等碳數2~12之環狀醚基;苯氧基、萘氧基等碳數6~14之芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1個氫原子被氟原子取代的碳數1~12之氟烷基;苯并呋喃基;苯并哌喃基;苯并二氧雜環戊烷基;苯并二烷基等。其中,碳數5~12之芳香族烴環基的取代基,較佳係從氟原子、氯原子等鹵原子;氰基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等碳數1~20之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;呋喃基、苯硫基等碳數2~20之芳香族雜環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1個氫原子被氟原子取代的碳數1~12之氟烷基中選擇至少1個取代基。
另外,碳數5~12之芳香族烴環基亦可具有複數取代基。當碳數5~12之芳香族烴環基係具有複數取代基時,取代基係可為相同、亦可為不同。
此處,Ax所具有的芳香環係可複數具有相同或互異的取代基,亦可由相鄰的二個取代基一起鍵結形成環。所形成的環係可為單環、亦可為縮合多環、亦可為不飽和環、亦可為飽和環。
另外,Ax的碳數2~20之有機基,其「碳數」係指未包含取代基碳原子的有機基全體總碳數。
再者,Ax具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數2~20之有機基,係可舉例如:苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、茀基等碳數6~20之芳香族烴環基;酞醯亞胺基、1-苯并呋喃基、2-苯并呋喃基、吖啶基、異喹啉基、咪唑基、吲哚啉基、呋呫基、唑基、唑并吡基、唑并吡啶基、唑并嗒基、唑并嘧啶基、喹唑啉基、喹啉基、喹啉基、啉基、噻二唑基、噻唑基、噻唑并吡基、噻唑并吡啶基、噻唑并嗒基、噻唑并嘧啶基、噻吩基、三基、三唑基、啶基、吡基、吡唑基、吡喃酮基、哌喃基、吡啶基、嗒基、嘧啶基、吡咯基、啡啶基、呔基、呋喃基、苯并[c]噻吩基、苯并異唑基、苯并異噻唑基、苯并咪唑基、苯并唑基、苯并唑基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、苯并苯硫基、苯并三基、苯并三唑基、苯并吡唑基、苯并吡喃酮基、二氫哌喃基、四氫哌喃基、二氫呋喃基、四氫呋喃基等碳數2~20之芳香族雜環基;具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的烴環基;具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的雜環基;具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數3~20之烷基;具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數4~20之烯基;具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數4~20之炔基等。
具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少1個芳香環的烴環基、具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的雜環基、具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數3~20之烷基、具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數4~20之烯基、以及具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數4~20之炔基的芳香族烴環及芳香族雜環的具體例,係可列舉例如上述D1的芳香族烴環及芳香族雜環的具體例所列舉者相同之物。
另外,上述有機基亦可具有1或複數個取代基。當具有複數個取代基的情況,複數取代基係相互可為相同、亦可為不同。
該取代基可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6之烯基;三氟甲基等碳數1~6之鹵化烷基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;-C(=O)-Rb;-C(=O)-ORb;-SO2Rd等。此處,Rb、Rd係與上述表示相同意義。
該等之中,Ax的有機基所具有取代基,較佳係從鹵素原子、氰基、碳數1~6之烷基、及碳數1~6之烷氧基中選擇至少1個取代基。
Ax之具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的碳數2~20的有機基之較佳具體例係
如下所示。惟,本發明並不受限於以下所示之物。另外,下述式中,「-」係表示與從環的任意位置延伸的N原子(即,式(II)中,與Ax相鍵結的N原子)之鍵結手。
1)芳香族烴環基
2)芳香族雜環基
〔各式中,E表示-NRz-、氧原子或硫原子。其中,Rz係表示氫原子;或甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基。〕
〔各式中,X及Y係各自獨立地表示-NRz-、氧原子、硫原子、-SO-或-SO2-。其中,Rz係表示氫原子;或甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基。〕
〔各式中,X係表示與上述同義。〕
3)具有至少1個芳香環的烴環基
4)具有至少一個芳香環的雜環基
〔各式中,X及Y係表示與上述同義;Z係表示-NRz-、氧原子或硫原子。其中,Rz係表示與上述同義(但,各式中,氧原子、硫原子、-SO-、-SO2-係分別未相鄰接)。〕
5)具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的烷基
6)具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中
選擇至少一個芳香環的烯基
7)具有從芳香族烴環及芳香族雜環所構成群組中選擇至少一個芳香環的炔基
另外,上述Ax的較佳具體例所具有之環,可具有1或複數個取代基。又,具有複數取代基的情況,複數取代基相互可為相同、亦可為不同。該取代基可列舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6之烯基;三氟甲基等碳數1~6之鹵化烷基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;-C(=O)-Rb;-C(=O)-ORb;-SO2Rd等。
此處,Rb及Rd係表示與上述同義。該等之中,Ax所具有上述環所含有的取代基,較佳係鹵原子、氰基、碳數1~6之烷基、及碳數1~6之烷氧基。
此處,Ax的更佳具體例係如下所示。但,Ax並不受限於以下所示之物。
〔各式中,X係表示與前述同義。〕
另外,如前述,上述環亦可具有1或複數個取代基。當具有複數個取代基時,複數取代基相互可為相同、亦可為不同。該取代基可舉例如:氟原子、氯原子、溴原子等鹵原子;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;氰基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6之烯基;三氟甲基、五氟乙基等碳數1~6之鹵化烷基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;-C(=O)-Rb;-C(=O)-ORb;-SO2Rd等。其中,Rb及Rd係表示與前述同義。
該等之中,上述環所具有的取代基較佳為鹵素原子、氰基、碳數1~6之烷基、及碳數1~6之烷氧基。
此處,上述式(III)中,Rx係表示例如:氫原子;氟原子、氯原子、溴原子等鹵素原子;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;氰基;硝基;三氟甲基、五氟乙基等碳數1~6之氟烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;或、如-C(=O)-O-Rb所示,Rb係如上述表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基、或亦可具有取代基之碳數5~12的芳香族烴環基。
另外,複數Rx彼此間全部可為相同亦可為互異,構成環的任意的C-Rx亦可被取代為氮原子。
此處,上述式(III)所示基的C-Rx被取代為氮原子之基的具體例,如下述所示。但,C-Rx被取代為氮原子的基並不受限於該等。
〔各式中,Rx係表示與前述同義。〕
該等之中,Ax較佳為上述式(III)所示之基的Rx全部為氫原子。
再者,上述式(II)所示二價基Ra的亦可具有取代基之碳數1~20的有機基,並無特別的限制,例如:亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數2~20的炔基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基、-C(=O)-Rb、-SO2-Rd、-C(=S)NH-Ri、亦可具有取代基之碳數6~20的芳香族烴環基、或亦可具有取代基之碳數2~20的芳香族雜環基。
其中,Rb及Rd係表示與前述同義。又,Ri係表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基、亦可具有取代基之碳數5~20的芳香族烴環基、或亦可具有取代基的碳數5~20之芳香族雜環基。
再者,Ri之亦可具有取代基之碳數1~20的烷基之碳數1~20的烷基及其取代基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基之碳數2~20的烯基及其取代基、以及亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基的碳數3~12之環烷基及其取代基具體例,係可列舉與Rb的碳數1~20之烷基及其取代基、碳數2~20之烯基及其取代基、以及碳數3~12之環烷基及其取代基的具體例所列舉者相同。又,Ri亦可具有取代基的碳數5~20之芳香族烴環基,係可列舉例如:苯基、1-萘基、2-萘基等。又,亦可具有取代基的碳數5~20之芳香族雜環基,係可列舉例如:吡啶基、喹啉基等。
又,該等芳香族烴環基及芳香族雜環基的取代基例,係可列舉例如與Ax碳數2~20之有機基的取代基所例示者相同之物。
Ra的亦可具有取代基之碳數1~20的烷基的碳數1~20之烷基,可舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正廿烷基等。又,亦可具有取代基的碳數1~20之烷基的碳數較佳為1~12、更佳為1~10。
再者,Ra的亦可具有取代基的碳數2~20之烯基的碳數2~20之烯基,可列舉例如:乙烯基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、廿碳稀基等。
亦可具有取代基之碳數2~20的烯基的碳數較佳為2~12。
再者,Ra的亦可具有取代基之碳數2~20的炔基的碳數2~20的炔基,可列舉例如:乙炔基、丙炔基、2-丙炔基(炔丙基)、丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、2-戊炔基、己炔基、5-己炔基、庚炔基、辛炔基、2-辛炔基、壬炔基、癸炔基、7-癸炔基等。
再者,Ra的亦可具有取代基的碳數3~12之環烷基的碳數3~12的環烷基,可列舉例如:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等。
再者,Ra的碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基、
及碳數2~20之炔基的取代基,係可舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;二甲胺基等取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等碳數1~20之烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳數1~12之烷氧基取代的碳數1~12之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;三唑基、吡咯基、呋喃基、苯硫基等碳數2~20之芳香族雜環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;環戊氧基、環己氧基等碳數3~8之環烷氧基;四氫呋喃基、四氫哌喃基、二氧雜環戊烷基、二烷基等碳數2~12之環狀醚基;苯氧基、萘氧基等碳數6~14之芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1個氫原子被氟原子取代的碳數1~12之氟烷基;苯并呋喃基;苯并哌喃基;苯并二氧雜環戊烷基;苯并二烷基;-C(=O)-Rb;-C(=O)-ORb;被-SO2Rd;-SRb;-SRb取代的碳數1~12之烷氧基;羥基等。其中,Rb及Rd係表示與上述同義。
另外,Ra的碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基、及碳數2~20之炔基,亦能夠以複數具有上述取代基,當具有複數取代基的情況,複數取代基相互可為相同、亦可為不同。
再者,Ra的碳數3~12之環烷基的取代基,可例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;二甲胺基等取代胺基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6之烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6之烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳數6~20之芳香族烴環基;環丙基、環戊基、環己基等碳數3~8之環烷基;-C(=O)-Rb;-C(=O)-ORb;-SO2Rd;羥基等。其中,Rb及Rd係表示與上述同義。
另外,Ra的碳數3~12之環烷基,亦能夠以複數具有上述
取代基,當具有複數取代基的情況,複數取代基相互可為相同、亦可為不同。
再者,Ra的碳數6~20之芳香族烴環基及碳數2~20之芳香族雜環基、以及該等的取代基,分別可與Ax的芳香族烴環基及芳香族雜環基、以及該等的取代基所列舉者相同。
上述中,Ra較佳為氫原子、亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數2~20的炔基、亦可具有取代基之碳數5~20的環烷基、亦可具有取代基之碳數6~18的芳香族烴環基、亦可具有取代基之碳數5~18的芳香族雜環基,更佳係氫原子、亦可具有取代基之碳數1~10的烷基、亦可具有取代基之碳數2~10的烯基、亦可具有取代基之碳數2~10的炔基、亦可具有取代基之碳數5~10的環烷基、碳數6~12的芳香族烴環基。或者,Ra較佳亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數2~20的炔基、或亦可具有取代基之碳數6~18的芳香族基。
再者,前述式(I)中,Z11及Z12係各自獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-NR31-CO-、或-CO-NR32-。其中,R31及R32係各自獨立地表示氫原子或碳數1~6之烷基。其中,Z11較佳係-CO-O-。又,Z12較佳係-O-CO-。
再者,式(I)中,A11及A12係各自獨立地表示亦可具有取代基之環狀脂肪族基、或亦可具有取代基之芳香族基。其中,A11及A12較佳亦可具有取代基的環狀脂肪族基。
亦可具有取代基的環狀脂肪族基為無取代的二價環
狀脂肪族基、或具有取代基的二價環狀脂肪族基。又,二價環狀脂肪族基碳數通常為5~20且具有環狀結構的二價脂肪族基。
A11及A12的二價環狀脂肪族基的具體例,係可舉例如:環戊烷-1,3-二基、環己烷-1,4-二基、1,4-環庚烷-1,4-二基、環辛烷-1,5-二基等碳數5~20之環烷烴二基;十氫化萘-1,5-二基、十氫化萘-2,6-二基等碳數5~20之雙環烷烴二基等。
再者,亦可具有取代基的芳香族基為無取代的二價芳香族基、或具取代基的二價芳香族基。而,二價芳香族基碳數通常為2~20、且具有芳香環結構的二價芳香族基。
A11及A12的二價芳香族基具體例,係可舉例如:1,4-伸苯基、1,4-伸萘基、1,5-伸萘基、2,6-伸萘基、4,4'-伸聯苯基(biphenylenyl)等碳數6~20之二價芳香族烴環基;呋喃-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、吡-2,5-二基等碳數2~20之二價芳香族雜環基等。
再者,A11及A12的二價環狀脂肪族基及二價芳香族基之取代基,係可列舉例如:氟原子、氯原子、溴原子等鹵素原子;甲基、乙基等碳數1~6之烷基;甲氧基、異丙氧基等碳數1~5之烷氧基;硝基;氰基等。上述環狀脂肪族基及芳香族基亦可具有從上述取代基中選擇至少1個取代基。另外,當複數具有取代基的情況,各取代基係可為相同、亦可為不同。
再者,式(I)中,L11及L12係各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR21-CO-、-CO-NR22-、-O-CO-O-、-NR23-CO-O-、-O-CO-NR24-、或-NR25-CO-NR26-。其中,R21~R26係各自獨立地表示氫原子或碳數1~6之烷基。其中,L11及L12較佳係各自獨立的-O-、-CO-O-、或-O-CO-。
另外,上述R21~R26的碳數1~6之烷基,係可例如:甲基、乙基、丙基、異丙基等。
再者,式(I)中,B11及B12係各自獨立地表示亦可具有取代基之環狀脂肪族基、或亦可具有取代基之芳香族基。其中,B11及B12較佳係亦可具有取代基的芳香族基。
其中,亦可具有取代基的環狀脂肪族基無取代的二價環狀脂肪族基、或具取代基的二價環狀脂肪族基。而,二價環狀脂肪族基碳數通常5~20、且具環狀結構的二價脂肪族基。
B11及B12的二價環狀脂肪族基的具體例,係可列舉與上述A11及A22的二價環狀脂肪族基所例示者相同之物。
再者,亦可具有取代基的芳香族基係無取代的二價芳香族基、或具取代基的二價芳香族基。而,二價芳香族基係碳數通常為2~20、且具芳香環結構的二價芳香族基。
B11及B12的二價芳香族基具體例,係可列舉與上述A11及A22的二價芳香族基所例示者相同之物。
又,B11及B12的二價環狀脂肪族基及二價芳香族基之取代基,係可與上述A11及A22的二價環狀脂肪族基及二價芳香族基之取代基所例示者相同之物。
再者,式(I)中,Y11及Y12係各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR21-CO-、-CO-NR22-、-O-CO-O-、-NR23-CO-O-、-O-CO-NR24-、或-NR25-CO-NR26-。其中,R21~R26係各自獨立地表示氫原子或碳數1~6之烷基。其中,Y11及Y12較佳係各自獨立的-O-、-CO-O-、或-O-CO-。
另外,R21~R26的碳數1~6之烷基,係可列舉例如:甲基、
乙基、丙基、異丙基等。
式(I)中,R1及R2係各自獨立地表示氫原子、甲基或氯原子,較佳為氫原子或甲基。另外,更佳為R1及R2相同,特佳為R1及R2均為氫原子。
另外,從獲得逆波長分散性優異第二光學異方性層的觀點,化合物(I)較佳為具有以Ar1-D1為中心且左右對稱的結構。具體而言,化合物(I)中,R1、m及n分別係與R2、q及p相同,-Y11-[B11-L11]n-A11-Z11-(*)、與(*)-Z12-A12-[L12-B12]p-Y12-較佳具有以鍵結於Ar1側(*)為對稱中心的對稱結構。
另外,所謂「具有以(*)為對稱中心的對稱結構」指具有例如:-CO-O-(*)與(*)-O-CO-、-O-(*)與(*)-O-、-O-CO-(*)與(*)-CO-O-等結構。
上述化合物(I)藉由組合已知的合成反應而能夠製造。即,可參照各種文獻(例如:MARCH'S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY(WILEY)、Sandra Caro「依官能基別之有機化合物合成法」稻本直樹共譯(廣川書店))所記載之方法,進行合成。
此處,n及p為1的聚合性化合物(I)較佳例並無特別的限定,可列舉例如下述式(IVa)所示化合物(以下稱「化合物(IVa)」)。
〔式(IVa)中,R1、R2、Ra、Rx、m及q係表示與上述同義。〕
化合物(IVa)較佳係Rx全部均為氫原子。
化合物(I)係例如國際公開第2012/147904號所記載,藉由使聯胺化合物與羰化合物進行反應而可製造。又,特別化合物(IVa)是利用例如國際公開第2014/010325號所記載方法等以往公知的方法而可製造。
其次,針對逆波長液晶原化合物進行說明。
逆波長液晶原化合物係單獨不會呈現液晶性,但若依既定混合比例與評價用液晶化合物混合的評價用混合物則呈現液晶性的化合物。評價用液晶化合物係使用當水平配向時,呈順波長分散性的面內延遲的液晶化合物之順波長分散液晶化合物。藉由評價用液晶化合物是使用順波長分散液晶化合物,便可容易進行評價當評價用混合物呈水平配向時,逆波長液晶原化合物的面內延遲的波長分散性。其中,評價用液晶化合物較佳為具有在100℃時能成為液晶相之棒狀結構的液晶化合物。特佳的評價用液晶化合物具體例,係可舉例如:具有下述式(E1)所示結構的順波長分散液晶化合物「LC242」、具有依下述式(E2)所示結構的順波長分散液晶化合物等。下述式中,Me係表示甲基。
再者,為能獲得上述評價用混合物,而與評價用液晶化合物混合的逆波長液晶原化合物之混合比例,相對於評價用液晶化合物與逆波長液晶原化合物的合計100重量份,通常在30重量份~70重量份中之至少任一份量。所以,在相對於評價用液晶化合物與逆波長液晶原化合物的合計100重量份,依30重量份~70重量份範圍內的至少一混合比例混合逆波長液晶原化合物,能獲得呈現液晶性的評價用混合物之前提下,相對於評價用液晶化合物與逆波長液晶原化合物的合計100重量份,依30重量份~70重量份範圍內的其他混合比例而獲得的混合物,亦可未呈液晶性。
評價用混合物呈現液晶性之事,可依照下述方法確認。
在基材上塗佈評價用混合物並使其乾燥,便可獲得具備基材與評價用混合物層的樣品薄膜。將該樣品薄膜設置於加熱台上。一邊利用偏光顯微鏡觀察樣品薄膜,一邊使樣品薄膜昇溫。當有觀察到評價用混合物層之向液晶相之相轉移時,便可判定評價用混合物呈液晶性。
再者,當使上述評價用混合物水平配向時,該評價用混合物中的逆波長液晶原化合物便呈逆波長分散性的面內延遲。此處,所謂使評價用混合物水平配向係指形成該評價
用混合物的層,並使該層的評價用液晶化合物水平配向。所以,水平配向的評價用混合物中,評價用液晶化合物的分子液晶原骨架之長軸方向,通常配向於平行上述層面的某一方向。
再者,所謂水平配向之評價用混合物中的逆波長液晶原化合物呈現逆波長分散性的面內延遲,是指評價用混合物中所含的逆波長液晶原化合物,在波長450nm及550nm的面內延遲Re(450)及Re(550),滿足Re(450)/Re(550)<1.00。
但,評價用混合物的層中,僅選擇性的測定逆波長液晶原化合物的面內延遲是困難的。所以,利用評價用液晶化合物屬於順波長分散液晶化合物,並藉由下述確認方法,便可確認評價用混合物中的逆波長液晶原化合物顯示逆波長分散性的面內延遲。
形成含有順波長分散液晶化合物之評價用液晶化合物的液晶層,使評價用液晶化合物在該液晶層中呈水平配向。然後,測定該液晶層在波長450nm與550nm的面內延遲Re(X450)與Re(X550)之比Re(X450)/Re(X550)。
再者,形成含有上述評價用液晶化合物與逆波長液晶原化合物的評價用混合物之層,並使評價用混合物在該評價用混合物的層中呈水平配向。然後,測定該評價用混合物的層在波長450nm與550nm的面內延遲Re(Y450)與Re(Y550)之比Re(Y450)/Re(Y550)。
測定結果,當含逆波長液晶原化合物的評價用混合物層的延遲比Re(Y450)/Re(Y550),較未含逆波長液晶原化合物的液晶層之延遲比Re(X450)/Re(X550)為小時,便可判定該逆波長
液晶原化合物呈逆波長分散性的面內延遲。
再者,就從能更良好顯現本發明所期望效果的觀點,上述確認方法中,最好評價用混合物層的面內延遲比Re(Y650)/Re(Y550),較液晶層的面內延遲比Re(X650)/Re(X550)為大。此處,Re(X550)係表示在波長550nm的液晶層之面內延遲,Re(X650)係表示在波長650nm的液晶層之面內延遲,Re(Y550)係表示在波長550nm的評價用混合物層之面內延遲,Re(Y650)係表示在波長650nm的評價用混合物層之面內延遲。
逆波長液晶原化合物可使用例如在該逆波長液晶原化合物的分子中,含有:主鏈液晶原骨架、以及鍵結在上述主鏈液晶原骨架上的側鏈液晶原骨架的化合物。
再者,逆波長液晶原化合物較佳為具有聚合性基。所以,逆波長液晶原化合物較佳為具有聚合性基。若使用具有如此的聚合性基的逆波長液晶原化合物,便可利用聚合容易地固定逆波長液晶原化合物的配向狀態。所以,可容易獲得具安定光學特性的第二光學異方性層。
逆波長液晶原化合物的分子量,當單體的情況,較佳為300以上、更佳為700以上、特佳為1000以上,且較佳為2000以下、更佳為1700以下、特佳為1500以下。藉由逆波長液晶原化合物具有如上述的分子量,則供形成第二光學異方性層用的塗佈液之塗佈性特佳。
上述逆波長液晶原化合物係可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
上述液晶原化合物中,從更良好顯現本發明所期
望的效果的觀點,該液晶原化合物的分子中,較佳係含有從苯并噻唑環(下述式(10A)的環)、環己環(下述式(10B)的環)及苯環(下述式(10C)的環)的組合所構成群組中選擇至少1種。
第二光學異方性層的總固形份中的液晶原化合物比率,較佳為20重量%以上、更佳為30重量%以上、特佳為40重量%以上,且較佳為60重量%以下、更佳為55重量%以下、特佳為50重量%以下。藉由液晶原化合物的比率在上述範圍的下限值以上,則第二光學異方性層的厚度方向的延遲的波長分散性便可容易地接近逆分散性,又,藉由在上述範圍的上限值以下,則可使液晶原化合物在第二光學異方性層中均勻分散、提高第二光學異方性層的機械強度。
〔5.3.任意成分〕
第二光學異方性層為組合正C聚合體及液晶原化合物,可更進一步含有任意成分。
〔5.4.第二光學異方性層之物性及厚度〕
第二光學異方性層的全光線穿透率,較佳為80%以上、更佳為85%以上、特佳為90%以上。全光線穿透率係可使用紫外‧可見分光計,依波長400nm~700nm的範圍測定。
第二光學異方性層的霧度較佳為5%以下、更佳為
3%以下、特佳為1%以下,理想為0%。此處,霧度係根據JIS K7361-1997,使用日本電色工業公司製「濁度計NDH-300A」,測定5個地方,並採用所求得的平均值。
第二光學異方性層較佳為未呈液晶性。藉由第二光學異方性層未呈現液晶性,在第二光學異方性層中正C聚合體與液晶原化合物的分散呈良好。又,未具液晶性的第二光學異方性層當使用塗佈液製造第二光學異方性層時,能抑制因乾燥風等空氣搖晃的影響,而造成液晶原化合物配向不均情況發生。
第二光學異方性層的厚度能夠依照獲得所期望的延遲的方式適當調整。第二光學異方性層的具體厚度較佳為1.0μm以上、更佳為3.0μm以上,又較佳為50μm以下、更佳為40μm以下、特佳為30μm以下。
〔5.5.第二光學異方性層之製造方法〕
第二光學異方性層係依照下述製造方法而製造,該製造方法係包括有:準備含有正C聚合體、液晶原化合物及溶劑的塗佈液之步驟;將該塗佈液塗佈於支撐面上而獲得塗佈液層的步驟;以及使塗佈液層乾燥的步驟。
準備塗佈液的步驟,通常係將正C聚合體、液晶原化合物及溶劑予以混合而獲得塗佈液。塗佈液的總固形份中的正C聚合體與液晶原化合物之比率,可調整於與第二光學異方性層的總固形份中的正C聚合體及液晶原化合物之比率為同樣範圍。
溶劑通常可使用有機溶劑。該有機溶劑之例可舉列例如:環戊烷、環己烷等烴溶劑;環戊酮、環己酮、甲乙酮、
丙酮、甲基異丁酮、N-甲基吡咯啶酮等酮溶劑;醋酸丁酯、醋酸戊酯等醋酸酯溶劑;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等鹵化烴溶劑;1,4-二烷、環戊基甲醚、四氫呋喃、四氫吡喃、1,3-二氧雜環戊烷、1,2-二甲氧基乙烷等醚溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴溶劑;及該等的混合物。從操作性優異的觀點,溶劑的沸點較佳為60℃~250℃、更佳為60℃~150℃。又,溶劑可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
溶劑的量以調整為能使塗佈液的固形份濃度成為所需範圍狀態為佳。塗佈液的固形份濃度較佳為6重量%以上、更佳為8重量%以上、特佳為10重量%以上,又較佳為20重量%以下、更佳為18重量%以下、特佳為15重量%以下。藉由塗佈液的固形份濃度收束於上述範圍內,便可容易形成具所需光學特性的第二光學異方性層。
供形成第二光學異方性層用的塗佈液,組合正C聚合體、液晶原化合物及溶劑,尚亦可含有任意成分。又,任意成分係可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
塗佈液例如可含有可塑劑作為任意成分。可塑劑可列舉例如:磷酸三苯酯、三乙酸甘油酯等。又,可塑劑可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
可塑劑的量相對於正C聚合體100重量份,較佳為2重量份以上、更佳為5重量份以上、特佳為8重量份以上,且較佳為15重量份以下、更佳為12重量份以下、特佳為10重量份以下。藉由將可塑劑量調整於上述範圍,能夠抑制第二光學異方性層的脆化,能提高機械強度。
塗佈液可含有例如聚合起始劑作為任意成分。聚合起始劑的種類係可配合塗佈液中的聚合性化合物所含有的聚合性基的種類,進行適當選擇。此處,所謂聚合性化合物,是具有聚合性的化合物的總稱。其中,較佳為光聚合起始劑。光聚合起始劑可列舉例如:自由基聚合起始劑、陰離子聚合起始劑、陽離子聚合起始劑等。市售之光聚合起始劑的具體例,可列舉例如:BASF公司製的商品名:Irgacure 907、商品名:Irgacure 184、商品名:Irgacure 369、商品名:Irgacure 651、商品名:Irgacure 819、商品名:Irgacure 907、商品名:Irgacure 379、商品名:Irgacure 379EG、及商品名:Irgacure OXE02;ADEKA公司製的商品名:ADEKA OPTOMER N1919等。又,聚合起始劑可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
聚合起始劑的量相對於聚合性化合物100重量份,較佳為0.1重量份以上、更佳為0.5重量份以上,且較佳為30重量份以下、更佳為10重量份以下。
塗佈液,作為任意成分,可含有金屬、金屬錯合物、染料、顏料、螢光材料、磷光材料、均塗劑、搖變劑、膠化劑、多醣類、界面活性劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、抗氧化劑、離子交換樹脂、氧化鈦等的金屬氧化物等的任意添加劑。該任意添加劑的比例相對於正C聚合體100重量份,較佳為分別為0.1重量份~20重量份。
塗佈液較佳為未呈液晶性。藉由使用未呈液晶性的塗佈液,可使正C聚合體及液晶原化合物在第二光學異方性層中呈良好分散。又,藉由使用未具液晶性的塗佈液,便可抑
制因乾燥風等空氣搖晃的影響,而造成液晶原化合物配向不均情況發生。
準備如上述塗佈液後,進行將該塗佈液塗佈於支撐面上,而獲得塗佈液層的步驟。支撐面可使用能支撐塗佈液層的任意面。該支撐面,從使第二光學異方性層的面狀態呈良好之觀點,通常使用沒有凹部與凸部的平坦面。上述支撐面較佳為使用長條基材的表面。當使用長條基材時,能夠在連續搬送的基材上,連續地進行塗佈液的塗佈。所以,藉由使用長條基材,便可連續地製造第二光學異方性層,因而能提升生產性。
將塗佈液塗佈在基材上時,以對基材施加適度張力(通常100N/m~500N/m),減少基材搬送的變動而維持平面性狀態下進行塗佈為佳。所謂平面性是指與基材的寬度方向及搬送方向垂直的上下方向的振動量,理想為0mm,通常在1mm以下。
作為基材,通常使用基材薄膜。基材薄膜可適當地選擇使用能當作光學性層積體的基材用之薄膜。其中,從基材薄膜可使用為光學異方性層積體所含的任意層的觀點,基材薄膜較佳為透明的薄膜。具體而言,基材薄膜的全光線穿透率較佳為80%以上、更佳為85%以上、特佳為88%以上。
基材薄膜的材料並無特別的限定,可使用各種樹脂。作為樹脂之例,可列舉含有各種聚合體的樹脂。該聚合體係可舉例如:含脂環式結構聚合體、纖維素酯、聚乙烯醇、聚醯亞胺、UV穿透丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、環氧聚合體、聚苯乙烯、及該等的組合。該等之中,從透明性、低吸濕性、尺寸安定性及輕量性的觀點,較佳為含脂環式結構
聚合體及纖維素酯、更佳為含脂環式結構聚合體。
含脂環式結構聚合體為重複單元中具有脂環式結構的聚合體,通常為非晶質的聚合體。作為含脂環式結構聚合體,可使用主鏈含有脂環式結構的聚合體、及側鏈含有脂環式結構的聚合體中之任一者。
脂環式結構,可列舉例如:環烷烴結構、環烯結構等,從熱安定性等觀點而言,較佳為環烷烴結構。
構成1個脂環式結構重複單元的碳數並無特別的限制,較佳為4個以上、更佳為5個以上、特佳為6個以上,且較佳為30個以下、更佳為20個以下、特佳為15個以下。
含脂環式結構聚合體中,具脂環式結構的重複單元的比例,係可配合使用目的進行適當選擇,較佳為50重量%以上、更佳為70重量%以上、特佳為90重量%以上。藉由將具有脂環式結構的重複單元設為如上述地多,便可提高基材薄膜的耐熱性。
含脂環式結構聚合體,可列舉如:(1)降莰烯聚合體、(2)單環的環狀烯烴聚合體、(3)環狀共軛二烯聚合體、(4)乙烯基脂環式烴聚合體、及該等的氫化物等。該等之中,從透明性及成形性的觀點,更佳為降莰烯聚合體。
作為降莰烯聚合體,可列舉例如:降莰烯單體的開環聚合體、能與降莰烯單體進行開環共聚合的其他單體之開環共聚合體、及該等的氫化物;降莰烯單體的加成聚合體、能與降莰烯單體進行共聚合的其他單體之加成共聚合體等。該等之中,從透明性的觀點,更佳為降莰烯單體的開環聚合體氫化物。
上述含脂環式結構聚合體,例如可自日本專利特開2002-321302號公報等所揭示的公知聚合體中選擇。
含脂環式結構聚合體之玻璃轉移溫度,較佳為80℃以上、更佳為100℃~250℃範圍。玻璃轉移溫度在此種範圍內的含脂環式結構聚合體,在高溫下使用時不易發生變形及應力,具優異耐久性。
含脂環式結構聚合體的重量平均分子量(Mw),較佳為10,000~100,000、更佳為25,000~80,000、特佳為25,000~50,000。當重量平均分子量在此種範圍內時,基材薄膜的機械強度與成形加工性可高度取得均衡。上述重量平均分子量是藉由使用環己烷作為溶劑的凝膠滲透色層分析儀(以下簡稱「GPC」),依聚異戊二烯換算值而測定。又,上述凝膠滲透色層分析儀中,當試料樹脂不溶解於環己烷的情況,溶劑亦可使用甲苯。又,溶劑為甲苯時,上述凝膠滲透色層分析儀可依聚苯乙烯換算值測定重量平均分子量。
含脂環式結構聚合體的分子量分佈(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn)),較佳為1以上、更佳為1.2以上,且較佳為10以下、更佳為4以下、特佳為3.5以下。
當使用含脂環式結構聚合體的樹脂作為基材薄膜的材質時,基材薄膜的厚度從容易提升生產性、薄型化與輕量化的觀點,較佳為1μm~1000μm、更佳為5μm~300μm、特佳為30μm~100μm。
含有含脂環式結構聚合體的樹脂,可僅由含脂環式結構聚合體構成,但在不致損及本發明效果之前提下,亦可含有
任意摻合劑。含有含脂環式結構聚合體的樹脂中,含脂環式結構聚合體的比例較佳為70重量%以上、更佳為80重量%以上。
含有含脂環式結構聚合體的樹脂較佳具體例,可列舉日本ZEON公司製「ZEONOR」。
作為纖維素酯,例如纖維素的低級脂肪酸酯(例如:醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素及醋酸丙酸纖維素)為代表。低級脂肪酸指每1分子的碳原子數為6以下之脂肪酸。醋酸纖維素包括有三醋酸纖維素(TAC)及纖維素二醋酸酯(DAC)。
纖維素醋酸酯的醋化度(acetylation degree)較佳為50%~70%、更佳為55%~65%。重量平均分子量較佳為70000~120000、更佳為80000~100000。又,上述醋酸纖維素,不僅醋酸,亦可部分以丙酸、丁酸等脂肪酸酯化。又,構成基材薄膜的樹脂亦可含有醋酸纖維素、與醋酸纖維素以外的纖維素酯(丙酸纖維素及丁酸纖維素等)之組合。此情況,較佳為該等纖維素酯全體均滿足上述醋化度。
當基材薄膜為使用三醋酸纖維素的薄膜時,該薄膜較佳為利用低溫溶解法或高溫溶解法,使三醋酸纖維素溶解於實質未含二氯甲烷的溶劑中,而製備的三醋酸纖維素塗料,再使用該三醋酸纖維素塗料製作的三醋酸纖維素薄膜,從環保觀點為佳。三醋酸纖維素的薄膜可利用共流延法製作。共流延法為製備含有三醋酸纖維素的原料片、溶劑以及視需要的任意添加劑之溶液(塗料),再從塗料供應器(模具)將該塗料流延於支撐體上,在將流延物施行某程度乾燥而賦予剛性的時點,便從支撐體上撕開薄膜,更進一步乾燥該薄膜除去溶劑而進行。溶解
原料片的溶劑之例,可列舉例如:鹵化烴溶劑(二氯甲烷等)、醇溶劑(甲醇、乙醇、丁醇等)、酯溶劑(蟻酸甲酯、醋酸甲酯等)、醚溶劑(二氧六環、二氧戊環、二乙醚等)等。含塗料的添加劑之例,可列舉例如:延遲提升劑、可塑劑、紫外線吸收劑、劣化抑制劑、滑劑、剝離促進劑等。塗料進行流延的支撐體例,可舉列例如水平式無端金屬帶、及旋轉滾筒。施行流延時,可將單一塗料施行單層流延,亦可共流延複數層。當共流延複數層時,例如可依形成:低濃度纖維素酯塗料層、鄰接表面與背面設置的高濃度纖維素酯塗料層之方式,依序流延複數塗料。將薄膜施行乾燥而除去溶劑的方法之例,可列舉例如搬送薄膜,並使其通過內部經設定為適合乾燥條件的乾燥部之方法。
三醋酸纖維素薄膜的較佳例,可列舉如富士軟片公司製的「TAC-TD80U」、及發明協會公開技報公技編號2001-1745號所公開者。三醋酸纖維素薄膜的厚度並無特別的限定,較佳為20μm~150μm、更佳為40μm~130μm、特佳為70μm~120μm。
塗佈液的塗佈方法之例,可舉例如:淋幕塗佈法、擠出塗佈法、輥輪塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗佈法、噴霧塗佈法、斜板式塗佈法、印刷塗佈法、凹版塗佈法、模具塗佈法、間隙塗佈法、及浸漬法。所塗佈的塗佈液厚度,可依照第二光學異方性層要求的所期望的厚度進行適當設定。
將塗佈液塗佈於支撐面上而獲得塗佈液層之後,施行使塗佈液層乾燥的步驟。藉由乾燥而從塗佈液層中除去溶劑,便獲得第二光學異方性層。乾燥方法為可採用例如:加熱乾燥、減壓乾燥、加熱減壓乾燥、自然乾燥等任意乾燥方法。
上述第二光學異方性層的製造方法,為塗佈組合含有正C聚合體與液晶原化合物的塗佈液,再藉由乾燥之類的簡單操作便可製造第二光學異方性層。所以,因為不需要配向膜,因而不需要液晶原化合物與配向膜的相性調整、形成配向膜等操作,便可容易地製造第二光學異方性層。
再者,組合含有正C聚合體與液晶原化合物的塗佈液,可抑制在乾燥時因空氣搖晃的影響,導致液晶原化合物配向不均情況發生。所以,可容易獲得在面內方向廣範圍內呈配向狀態均一的第二光學異方性層,因而可容易獲得面狀態優異的第二光學異方性層。
此處,針對藉由正C聚合體與液晶原化合物的組合,便能獲得所期望的第二光學異方性層的搭配方式進行說明。惟,本發明的技術範圍並不因下述所說明的搭配方式而受限制。
正C聚合體一般為含有交叉於主鏈之萘環及聯苯基等剛硬結構的側鏈。而,含有正C聚合體的第二光學異方性層,正C聚合體的主鏈為平行橫跨於第二光學異方性層的面內方向,側鏈呈朝向第二光學異方性層的厚度方向立起的狀態。所以,若組合正C聚合體與液晶原化合物,利用正C聚合體的側鏈便可矯正液晶原化合物的分子方向,藉此液晶原化合物的分子便依分子的長軸方向平行於第二光學異方性層的厚度方向之方式配向。所以,在第二光學異方性層的厚度方向顯現出較大折射率。又,例如逆波長分散液晶化合物及逆波長液晶原化合物之類的液晶原化合物,屬於能呈現逆波長分散性的面內延遲之
物。所以,藉由含有分子朝厚度方向配向的液晶原化合物,第二光學異方性層的厚度方向的延遲便可呈逆波長分散性。
上述第二光學異方性層的製造方法除上述步驟之外,尚可更進一步包括有任意步驟。例如,第二光學異方性層的製造方法,亦可針對經乾燥後所獲得的第二光學異方性層,施行將液晶原化合物的配向狀態固定之步驟。該步驟通常藉由使液晶原化合物進行聚合,而將液晶原化合物的配向狀態固定。
液晶原化合物的聚合可適當選擇適合於例如聚合性化合物及聚合起始劑等、塗佈液所含成分性質的方法。例如較佳為照射光的方法。此處,所照射的光可包括有:可見光線、紫外線、及紅外線等光。其中,就從操作簡便的觀點,較佳為照射紫外線的方法。紫外線照射強度較佳為0.1mW/cm2~1000mW/cm2範圍、更佳為0.5mW/cm2~600mW/cm2範圍。紫外線照射時間較佳為1秒~300秒範圍、更佳為5秒~100秒範圍。紫外線積算光量(mJ/cm2)為由紫外線照射強度(mW/cm2)×照射時間(秒)求取。紫外線照射光源可使用高壓水銀燈、金屬鹵素燈、低壓水銀燈。若液晶原化合物的聚合為在氮環境下等惰性氣體環境下施行,便會有降低殘留單體比例的傾向,故屬較佳。
利用上述製造方法,第二光學異方性層便可以具備有基材與第二光學異方性層的光學異方性轉印體的狀態獲得。此處所謂光學異方性轉印體是指含有複數層的構件,並轉印該等複數層中之其中一部分的層,再提供於製造含有該其中一部分的層的製品。第二光學異方性層的製造方法,例如亦可
包括從光學異方性轉印體上剝離基材的步驟。
[6.第一光學異方性層的結構]
第一光學異方性層可使用含有配向狀態亦可被固定之液晶化合物(以下適當稱「第一層光學異方性層用液晶化合物」)的液晶層。此時,第一層光學異方性層用液晶化合物較佳為使用呈水平配向的上述逆波長分散液晶化合物。藉此,第一光學異方性層亦可獲得在第二光學異方性層項中所說明的同樣優點。其中,第一光學異方性層的液晶層更佳為含有配向狀態亦可被固定的下述式(V)所示的液晶化合物。
上述式(V)中,R1、R2、Y11、Y12、B11、B12、L11、L12、A11、A12、Z11、Z12、Ar1、D1、m、n、p及q,為表示與式(I)同義。所以,式(V)所示的液晶化合物表示與式(I)所示的液晶化合物同樣的化合物。
第一光學異方性層之面內的遲相軸方向為任意,可配合光學異方性層積體的用途進行任意設定。其中,當光學異方性層積體為長條薄膜的情況,第一光學異方性層的遲相軸與薄膜寬度方向之夾角,較佳為超過0°且未滿90°。又,其中一態樣的第一光學異方性層之面內遲相軸與薄膜寬度方向的夾角,可設為較佳15°±5°、22.5°±5°、45°±5°、或75°±5°、更佳為15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°、特佳為15°±3°、
22.5°±3°、45°±3°、或75°±3°的特定範圍。藉由具有此種角度關係,便可將光學異方性積層體利用滾輪對滾輪貼合於長條的直線偏光片上,便能有效率地製造圓偏光板。
第一光學異方性層的全光線穿透率較佳為80%以上、更佳為85%以上、特佳為90%以上。又,第一光學異方性層的霧度較佳為5%以下、更佳為3%以下、特佳為1%以下、理想為0%。
第一光學異方性層的厚度並無特別的限定,可依延遲等特性成為所期望的範圍的方式適當調整。具體的厚度較佳為0.5μm以上、更佳為1.0μm以上,且較佳為10μm以下、更佳為7μm以下、特佳為5μm以下。
作為第一光學異方性層的液晶層,例如藉由下述方法可製造。該方法包括有:準備包含有第一光學異方性層用液晶化合物之液晶組成物的步驟;在支撐體上塗佈液晶組成物,而獲得液晶組成物層的步驟;以及使液晶組成物層所含的第一光學異方性層用液晶化合物配向之步驟。
準備液晶組成物的步驟,通常將第一光學異方性層用液晶化合物、與視需要使用的任意成分予以混合,而獲得液晶組成物。
液晶組成物,作為任意成分,可含有聚合性單體。所謂「聚合性單體」為具有聚合能力且能成為單體作用的化合物中,特別是上述第一光學異方性層用液晶化合物以外的化合物。聚合性單體可使用,例如每1分子具有1以上的聚合性基者。當聚合性單體為每1分子具有2以上聚合性基的交聯性單
體時,便能夠達成交聯性聚合。該聚合性基的例子,可列舉例如:丙烯醯基、甲基丙烯醯基、及環氧基。又,聚合性單體可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
液晶組成物中,聚合性單體的比例相對於第一光學異方性層用液晶化合物100重量份,較佳為1重量份~100重量份、更佳為5重量份~50重量份。
液晶組成物為可含有任意成分的光聚合起始劑。聚合起始劑為可例如供製造第二光學異方性層用的塗佈液中所能含有聚合起始劑的同樣物。又,聚合起始劑為可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
液晶組成物中,聚合起始劑的比例為相對於聚合性化合物100重量份,較佳為0.1重量份~30重量份、更佳為0.5重量份~10重量份。
液晶組成物可含有界面活性劑作為任意成分。界面活性劑較佳為非離子系界面活性劑。非離子系界面活性劑可使用市售品。例如可使用屬於分子量為數千程度的寡聚物的非離子系界面活性劑。該等界面活性劑的具體例,可使用例如: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」、「601AD」;SEIMI CHEMICAL公司SURFLON的「KH-40」、「S-420」等。又,界面活性劑可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
液晶組成物中,界面活性劑的比例相對於聚合性化合物
100重量份,較佳為0.01重量份~10重量份、更佳為0.1重量份~2重量份。
液晶組成物可含有溶劑為任意成分。溶劑可為例如供製造第二光學異方性層用的塗佈液中所能含有的溶劑的同樣物。又,溶劑可單獨使用1種、亦可依任意比率組合使用2種以上。
液晶組成物中,溶劑的比例相對於聚合性化合物100重量份,較佳為100重量份~1000重量份。
液晶組成物,作為任意成分,可含有:金屬、金屬錯合物、染料、顏料、螢光材料、磷光材料、均塗劑、搖變劑、膠化劑、多醣類、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、抗氧化劑、離子交換樹脂、以及氧化鈦等金屬氧化物等的添加劑。該添加劑的比例相對於聚合性化合物100重量份,分別較佳為0.1重量份~20重量份。
準備如上述的液晶組成物後,進行將該液晶組成物塗佈於支撐體上,而獲得液晶組成物層的步驟。支撐體較佳為使用長條支撐體。使用長條支撐體時,可在連續地搬送的支撐體上,連續地塗佈液晶組成物。所以,藉由使用長條支撐體,便可連續式地製造第一光學異方性層,故能提升生產性。
將液晶組成物塗佈於支撐體上時,以對支撐體施加適度張力(通常100N/m~500N/m),減少支撐體搬送變動、維持平面性狀態下施行塗佈為佳。所謂平面性是指與支撐體寬度方向及搬送方向的垂直的上下方向振動量,理想為0mm,通常在1mm以下。
支撐體通常使用支撐體薄膜。支撐體薄膜可適當選擇使用能使用為光學性層積體之支撐體用的薄膜。其中,支撐體薄膜從可使用為光學異方性層積體所含的任意層的觀點,支撐體薄膜較佳為透明的薄膜。具體而言,支撐體薄膜的全光線穿透率較佳為80%以上、更佳為85%以上、特佳為88%以上。
支撐體薄膜的材料並無特別的限定,可使用各種樹脂。樹脂之例可列舉如第二光學異方性層形成時所能使用基材的材料時進行說明之含有聚合體的樹脂。該等之中,從透明性、低吸濕性、尺寸安定性及輕量性的觀點,含樹脂的聚合體較佳為含脂環式結構聚合體及纖維素酯、更佳為含脂環式結構聚合體。
作為支撐體可使用具配向規制力之物。所謂支撐體的配向規制力是指能使支撐體上所塗佈的液晶組成物中的第一光學異方性層用液晶化合物,進行配向的支撐體性質。
配向規制力是藉由對支撐體材料的薄膜等構件,施加賦予配向規制力的處理而提供該配向規制力。該處理例為可例如延伸處理及磨擦(rubbing)處理。
較佳態樣的支撐體為延伸薄膜。藉由設為該延伸薄膜,便可成為具有配合延伸方向之配向規制力的支撐體。
延伸薄膜的延伸方向為任意。所以,延伸方向可為長邊方向、亦可為寬度方向、亦可為斜方向。又,該等延伸方向中,亦可朝2以上方向施行延伸。延伸倍率以可在支撐體表面能夠生成配向規制力的範圍內適當設定。當支撐體的材料為具有正固有雙折射值的樹脂時,分子會在朝延伸方向配向而在延伸方向上顯現遲相軸。延伸可使用拉幅延伸機等已知延伸機實施。
更佳態樣的支撐體為斜向延伸薄膜。當支撐體為斜向延伸薄膜的情況,延伸方向與延伸薄膜寬度方向的夾角,具體為可設為超過0°且未滿90°。藉由將此種斜向延伸薄膜使用為支撐體,便可使光學異方性層積體成為能有效率製造圓偏光板用的材料。
再者,在一態樣的延伸方向與延伸薄膜寬度方向之夾角,可設定為較佳15°±5°、22.5°±5°、45°±5°、或75°±5°,更佳為15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°,特佳為15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、或75°±3°的特定範圍。藉由具有此種角度關係,光學異方性層積體能夠成為有效率製造圓偏光板用的材料。
液晶組成物的塗佈方法例,為可例如:淋幕塗佈法、擠出塗佈法、輥輪塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗法、噴霧塗佈法、斜板式塗佈法、印刷塗佈法、凹版塗佈法、模具塗佈法、間隙塗佈法、及浸漬法。所塗佈的液晶組成物層的厚度,能夠配合第一光學異方性層所要求的所需厚度進行適當設定。
在支撐體上塗佈液晶組成物而獲得液晶組成物層之後,施行使液晶組成物層所含的第一光學異方性層用液晶化合物進行配向的步驟。藉此,液晶組成物層中所含的第一光學異方性層用液晶化合物,便朝配合支撐體配向規制力的配向方向進行配向。例如,當支撐體使用延伸薄膜的情況,液晶組成物層中所含的第一光學異方性層用液晶化合物,便朝延伸薄膜延伸方向之平行方向配向。
第一光學異方性層用液晶化合物的配向,有舊油塗佈便直接達成的情況,但視需要亦有在塗佈後,藉由施行加溫等配向處理才達成的情況。配向處理的條件可配合所使用液晶組成物的性質進行適當設定,例如在50℃~160℃溫度條件下施行30秒鐘~5分鐘處理的條件。
如上述,藉由在液晶組成物層中使第一光學異方性層用液晶化合物進行配向,液晶組成物層顯現出所期望的光學特性,故可獲得液晶層的第一光學異方性層。
上述第一光學異方性層的製造方法可更進一步包括有任意步驟。第一光學異方性層的製造方法例如亦可施行使液晶組成物層或液晶層乾燥的步驟。該乾燥能夠利用:自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥、減壓加熱乾燥等乾燥方法達成。
再者,第一光學異方性層的製造方法為例如可在使液晶組成物中所含的第一光學異方性層用液晶化合物進行配向後,再施行將第一光學異方性層用液晶化合物的配向狀態予以固定之步驟。該步驟通常藉由使第一光學異方性層用液晶化合物進行聚合,便可將第一光學異方性層用液晶化合物的配向狀態予以固定。又,藉由使第一光學異方性層用液晶化合物進行聚合,便可提高第一光學異方性層的剛性,能提升機械強度。
第一光學異方性層用液晶化合物的聚合可適當選擇適合液晶組成物成分性質的方法。例如較佳為照射光的方法。其中,從操作簡便的觀點,較佳為照射紫外線的方法。紫外線照射強度、紫外線照射時間、紫外線積算光量、及紫外線照射光源等照射條件,可調整為與第二光學異方性層之製造方法的照射條件為相同範圍。
聚合時,第一光學異方性層用液晶化合物通常為在維持該分子配向狀態下進行聚合。所以,藉由上述聚合,含有朝平行於聚合前液晶組成物中所含的第一光學異方性層用液晶化合物之配向方向,進行配向的第一光學異方性層用液晶化合物聚合體之液晶層,便可獲得第一光學異方性層。所以,例如當支撐體使用延伸薄膜的情況,可獲得具有與延伸薄膜的延伸方向為平行的配向方向的液晶層。此處所謂平行是指延伸薄膜的延伸方向與第一光學異方性層用液晶化合物聚合體的配向方向的偏移,通常為±3°、較佳為±1°、理想為0°。
依照上述製造方法所製造的第一光學異方性層,由第一光學異方性層用液晶化合物所獲得的聚合體的分子,較佳具有對支撐體薄膜呈水平配向的配向規則性。例如當支撐體薄膜使用具配向規制力之物的情況,第一光學異方性層中,使第一光學異方性層用液晶化合物聚合體的分子進行水平配向。此處,第一光學異方性層用液晶化合物聚合體的分子對支撐體薄膜進行「水平配向」,是指源自聚合體所含的第一光學異方性層用液晶化合物的結構單元之液晶原骨架的長軸方向的平均方向為朝薄膜面的平行或近似平行(例如與薄膜面的夾角在5°以內)之某一方向配向。如第一光學異方性層用液晶化合物使用式(V)所示的化合物的情況,第一光學異方性層中存在有不同配向方向的複數種液晶原骨架時,通常該等中最長種類的液晶原骨架的長軸方向之配向方向,便成為該配向方向。
藉由上述製造方法,第一光學異方性層便可依具有支撐體與第一光學異方性層的複層體狀態獲得。第一光學異方性層的製造方法例如亦可包括從複層體上剝離支撐體的步驟。
[7.任意層〕
光學異方性層積體是組合第一光學異方性層與第二光學異方性層,更可具備有任意層。任意層可為例如接著層、硬塗層等。
[8.光學異方性層積體的物性及厚度]
光學異方性層積體的全光線穿透率較佳為80%以上、更佳為85%以上、特佳為90%以上。
光學異方性層積體的霧度較佳為5%以下、更佳為3%以下、特佳為1%以下、理想為0%。
光學異方性層積體的厚度可在具有上述光學特性之範圍內任意調整。從薄型化的觀點,具體的厚度較佳為3μm以上、更佳為4μm以上、特佳為5μm以上,且較佳為20μm以下、更佳為15μm以下、特佳為12μm以下。
〔9.光學異方性層積體之製造方法〕
光學異方性層積體為例如可依照下述製造方法1或2進行製造。
‧製造方法1:
包括有下述步驟的製造方法:製造第一光學異方性層的步驟;使用上述第一光學異方性層作為基材,藉由施行上述第二
光學異方性層的製造方法,在第一光學異方性層上形成第二光學異方性層,而獲得光學異方性層積體的步驟。
當如製造方法1般在第一光學異方性層上塗佈塗佈液的情況,藉由塗佈液層的乾燥而在第一光學異方性層上形成第二光學異方性層,便可獲得光學異方性層積體。
‧製造方法2:
包括有下述步驟的製造方法,製造第一光學異方性層的步驟;製造含有基材與第二光學異方性層之光學異方性轉印體的步驟;將光學異方性轉印體的第二光學異方性層、與第一光學異方性層進行貼合,而獲得光學異方性層積體的步驟;以及剝離光學異方性轉印體之基材的步驟。
如製造方法2,當使第二光學異方性層與第一光學異方性層貼合,而製造光學異方性層積體時,在貼合時可使用適當的接著劑。該接著劑,可使用例如後述偏光板所採用的同樣的接著劑。
再者,上述光學異方性層積體的製造方法,為除上述步驟之外,尚亦可包括有任意步驟。例如上述製造方法亦可包括有設置硬塗層等任意層的步驟。
[10.偏光板]
圖2所示為本發明一實施形態的偏光板示意式剖視圖。
如圖2所示,偏光板200具備有:直線偏光片210、與光學異方性層積體100。此種偏光板200通常為可具圓偏光板功
能,因而藉由設置於影像顯示裝置的顯示面,便可抑制外光反射。特別是根據具備光學異方性層積體100的上述偏光板200,當從斜向觀看顯示面時,能抑制外光反射,能有效抑制上色。
偏光板200可依序具備有:直線偏光片210、第二光學異方性層120及第一光學異方性層110,但就從有效抑制斜向時的外光反射之觀點,較佳為如圖2所示,依序具備有:直線偏光片210、第一光學異方性層110及第二光學異方性層120。
直線偏光片210為使用任意的直線偏光片。直線偏光片的例子,可列舉例如:使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料之後,再於硼酸浴中施行單軸延伸而獲得的薄膜;使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料,施行延伸,更藉由將分子鏈中的聚乙烯醇單元其中一部分,改質為聚伸乙烯單元而獲得的薄膜。又,直線偏光片的其他例為可例如:柵偏光片、多層偏光片、膽固醇液晶偏光片等,具有會將偏光分離為反射光與穿透光功能的偏光片。該等之中,直線偏光片210較佳為含有聚乙烯醇的偏光片。
若使自然光入射於直線偏光片210,則僅會有其中一部分的偏光會穿透。該直線偏光片210的偏光度並無特別的限定,較佳為98%以上、更佳為99%以上。
再者,直線偏光片210的厚度較佳為5μm~80μm。
偏光板亦可更進一步具備有供使直線偏光片210與光學異方性層積體100貼合用的接著層。接著層可使用黏著
性接著劑所形成的黏著層,亦可使用使硬化性接著劑硬化而形成的層。硬化性接著劑可使用熱硬化性接著劑,但較佳為使用光硬化性接著劑。光硬化性接著劑可使用含有聚合體或反應性單體者。又,接著劑可視需要亦可含有例如溶劑、光聚合起始劑、其他添加劑等。
光硬化性接著劑是藉由照射例如可見光線、紫外線、及紅外線等光,便能硬化的接著劑。其中,就從操作簡便的觀點,較佳為利用紫外線便能硬化的接著劑。
接著層的厚度較佳為0.5μm以上、更佳為1μm以上,且較佳為30μm以下、更佳為20μm以下、特佳為10μm以下。藉由將接著層的厚度設在上述範圍內,便可在不致損及光學異方性層之光學性質情況下,達成良好的接著。
偏光板中,光學異方性層積體100的遲相軸對直線偏光片210的偏光吸收軸之夾角,較佳為45°或接近的角度,具體而言,較佳為45°±5°、更佳為45°±4°、特佳為45°±3°。
上述偏光板可更進一步含有任意層。任意層可例如偏光片保護薄膜層。偏光片保護薄膜層可使用任意的透明薄膜層。其中,較佳為透明性、機械強度、熱安定性、水分屏蔽性等均優異的樹脂之薄膜層。此種樹脂可舉例如:三醋酸纖維素等醋酸酯樹脂;聚酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、鏈狀烯烴樹脂、環式烯烴樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂等。又,偏光板所含的任意層可為例如:耐衝擊性聚甲基丙烯酸酯樹脂層等硬塗層、使薄膜滑順性變佳的墊層(mat layer)、以及反射抑制層、防污層、靜電抑制層等。該
等任意層可僅設置1層、亦可設置2層以上。
偏光板藉由將直線偏光片與光學異方性層積體,視需要使用接著劑進行貼合便可製造。
[11.影像顯示裝置]
圖3所示是本發明一實施形態的影像顯示裝置300之示意式剖視圖。
如圖3所示,影像顯示裝置300具備有:偏光板200、與有機電致發光元件(以下適當稱「有機EL顯示元件」)310。該影像顯示裝置300通常依序具備有:直線偏光片210、光學異方性層積體100、及有機EL顯示元件310。
影像顯示裝置300可依序具備有:直線偏光片210、第二光學異方性層120、第一光學異方性層110、及有機EL元件310,就從有效抑制斜向時的外光反射之觀點,以如圖3所示,依序具備有:直線偏光片210、第一光學異方性層110、第二光學異方性層120、及有機EL元件310為佳。
有機EL元件310為依序具備有透明電極層、發光層及電極層,藉由從透明電極層與電極層施加電壓,便可使發光層產生光。構成有機發光層的材料例,為可舉例如:聚對伸苯乙烯系、聚茀系、及聚乙烯咔唑系材料。又,發光層亦可設有:複數發光色的不同層之層積體、或者在色素層中摻雜不同色素的混合層。又,有機EL元件310亦可設置例如:電洞注入層、電洞輸送層、電子注入層、電子輸送層、等電位面形成層、電荷產生層等功能層。
上述影像顯示裝置300可抑制顯示面300U的外光
反射。具體而言,從裝置外部入射的光僅其中一部分直線偏光會通過直線偏光片210,接著藉由使其通過光學異方性層積體100便成為圓偏光。圓偏光是利用會將顯示裝置內的光予以反射的構成要件(有機EL元件310中的反射電極(未圖示)等)進行反射,並再度通過光學異方性層積體100,藉此成為具有振動方向為直交於所入射直線偏光振動方向的直線偏光,便不會通過直線偏光片210。此處所謂「直線偏光的振動方向」是指直線偏光的電場的振動方向。藉此,可達成抑制反射的功能(影像顯示裝置的有機EL顯示裝置的抑制反射之原理,參照日本專利特開平9-127885號公報)。
再者,影像顯示裝置300因為光學異方性層積體100具有既定的光學特性,因而不僅在顯示面300U的正面方向,就連斜向亦均能發揮上述抑制反射的功能。所以,藉此可抑制因反射光造成的顯示面300U的上色。所以,影像顯示裝置300是顯示面300U的正面方向與斜向雙方,均能有效地抑制外光反射,能抑制上色。
上述上色的程度可利用斜向觀察顯示面300U時所測定的色度、與無反射之黑色顯示面300U的色度間之色差△E*ab便可評價。上述色度測定由顯示面300U所反射的光的光譜,再從該光譜乘上對應肉眼的分光感度(色匹配函數)而求取三刺激值X、Y及Z,藉由計算出色度(a*,b*,L*)便可求得。又,上述色差△E*ab是由顯示面300U未被外光照射時的色度(a0*,b0*,L0*)、及有被外光照射時的色度(a1*,b1*,L1*),依照下式(X)便可求得。
再者,一般因反射光導致顯示面300U的上色,是依照觀察方向的方位角而有所不同。所以,當從斜向觀察顯示面300U時,依照觀察方向的方位角,所測得的色度亦會不同,因而色差△E*ab亦會不同。此處,如上述,當從斜向觀察顯示面300U的上色程度時,最好藉由從複數方位角方向觀察時獲得的色差△E*ab的平均值,施行上色的評價。具體而言,在方位角方向上依5°刻度,在方位角(參照圖4)由0°以上且未滿360°範圍內施行色差△E*ab的測定,利用所測得色差△E*ab的平均值(平均色差),評價上色程度。上述平均色差越小,則表示從斜向觀察顯示面300U時的顯示面上色越小。
[實施例]
以下,例示實施例,針對本發明進行具體說明。惟,本發明並不受限於以下所示實施例,舉凡在不脫逸本發明申請專利範圍及其均等範圍的範疇內,均可實施任意變更。以下說明中,表示量的「%」及「份」,在無特別聲明前提下是指重量基準。又,以下所說明的操作,在無特別聲明前提下,均在常溫、常壓、大氣中實施。
〔延遲及折射率之測定方法〕
在某薄膜(基材薄膜、或支撐體薄膜)上,所形成的試料層(第一光學異方性層、或第二光學異方性層)的延遲及逆波長分散特性,是依照下述方法測定。
使評價對象的試料層貼合於具黏著劑之載玻片(黏
著劑為日東電工公司製「CS9621T」)。然後,撕開薄膜,獲得具備有載玻片與試料層的樣品。將該樣品設置於相位差儀(Axometrics公司製)的平台上,測定試料層的面內延遲Re之波長分散。此處所謂面內延遲Re之波長分散為指表示每波長之面內延遲Re的圖,例如橫軸設為波長、縱軸設為面內延遲Re的座標圖。從依此所獲得試料層的面內延遲Re之波長分散,求取在波長在450nm、550nm及650nm的試料層之面內延遲Re(450)、Re(550)及Re(650)。
再者,以試料層的遲相軸為旋轉軸,將平台傾斜40°,測定相對於試料層的厚度方向呈40°角度的斜向的試料層的延遲Re40之波長分散。此處所謂延遲Re40的波長分散為指表示每波長的延遲Re40之圖,例如將橫軸設為波長、縱軸設為面內延遲Re40的座標圖。
再者,使用稜鏡耦合儀(Metricon公司製),依波長407nm、532nm及633nm測定試料層的面內方向且能提供最大折射率方向的折射率nx、上述面內方向且上述nx方向垂直的方向折射率ny、及厚度方向的折射率nz的平均折射率no,藉由施行柯西(Cauchy)擬合,而獲得平均折射率no的波長分散。此處,所謂折射率的波長分散為表示每波長折射率的圖,例如橫軸設為波長、縱軸設為折射率的座標圖。
然後,根據面內方向延遲Re、延遲Re40及平均折射率no的波長分散數據,計算試料層厚度方向的延遲Rth的波長分散。此處所謂厚度方向延遲Rth的波長分散為表示每波長的厚度方向延遲Rth的圖,例如橫軸設為波長、縱軸設為厚
度方向延遲Rth的座標圖。然後,從依此所求得試料層厚度方向延遲Rth的波長分散,求取在波長450nm、550nm及650nm的試料層厚度方向的延遲Rth(450)、Rth(550)及Rth(650)。
再者,光學異方性層積體的延遲及NZ係數,是從第一光學異方性層及第二光學異方性層的光學特性值計算求取。
〔利用模擬進行的色差△E*ab之計算方法〕
模擬用軟體是使用SYMTEC公司製「LCD Master」,製成含有依各實施例及比較例所製造的圓偏光板的下述評價模型。
模擬用評價模型是設定為在具平面狀反射面的鏡之上述反射面,貼合圓偏光板的第二光學異方性層側之面的結構。所以,該評價模型設定為從檢視側起,依序設有:偏光薄膜、黏著層、第一光學異方性層、黏著層、第二光學異方性層及鏡的結構。又,該評價模型中,鏡是設定為會將所入射的光依反射率100%進行鏡面反射的理想鏡,又偏光薄膜設定為使具有平行於某方向的振動方向直線偏光能全部通過,但具有垂直於該方向的振動方向的直線偏光則完全不會通過的理想偏光薄膜。
圖4所示為實施例及比較例的模擬中,施行色度計算時所設定評價模型樣子的示意式立體示意圖。
如圖4所示,針對被D65光源(未圖示)照射的鏡反射面10,計算相對於上述反射面10從極角θ=60°觀察方向20觀看時所觀察到的色度。此處,所謂「極角θ」是表示相對於反射
面10的法線方向11的角度。又,另外計算未被光源照射時所觀察到的色度。然後,從(i)被光源照射時的色度、與(ii)未被光源照射時的色度,使用前述式(X)求取色差△E*ab。
上述色差△E*ab的計算為使觀察方向20在方位角方向上依5°刻度進行移動,並在方位角為0°以上且未滿360°的範圍內實施。此處,所謂方位角為指反射面10的平行方向相對於平行反射面10的某基準方向12之夾角。然後,計算所求得色差△E*ab的平均,便獲得平均色差。
〔利用目視進行的反射輝度及上色之評價方法〕
將市售鏡當作有機EL元件的反射電極,使用手動貼合輥在該鏡面上,貼合依後述實施例或比較例所製造圓偏光板的第二光學異方性層側之面。貼合時是經由黏著層(日東電工製「CS9621」)實施。藉此獲得評價用的樣品薄膜。
針對上述樣品薄膜的圓偏光板側之面,從該面的極角60°斜向,在自然光下觀察顯示面。觀察時,由外光反射所造成的輝度及上色越小,則表示越良好的結果。
上述評價為由多數觀察者實施,各人均將所有實驗例(實施例及比較例)的結果排序,並針對該排序給予相對應的分數(第1名43分、第2名42分、‧‧‧、殿後1分)。針對各實驗例,將各人所給的分數的合計分數進行排序,就該分數範圍中,從高分組起依序評為A、B、C、D及E。
[製造例1.塗佈液(液晶40%)之製造]
將下述式(B1)所示光聚合性的逆波長分散液晶化合物(CN點為96℃)40重量份、及正C聚合體之聚(9-乙烯咔唑)60重量
份,依成為固形份濃度12%的方式,溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中,而製作塗佈液(液晶40%)。
[製造例2.塗佈液(液晶45%)之製造]
將前述式(B1)所示光聚合性的逆波長分散液晶化合物(CN點為96℃)45重量份、及正C聚合體之聚(9-乙烯咔唑)55重量份,依成為固形份濃度12%的方式,溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中,而製作塗佈液(液晶45%)。
[製造例3.塗佈液(液晶50%)之製造]
將前述式(B1)所示光聚合性逆波長分散液晶化合物(CN點為96℃)50重量份、及正C聚合體之聚(9-乙烯咔唑)50重量份,依成為固形份濃度12%的方式,溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中,而製作塗佈液(液晶50%)。
[實施例I-1]
(I-1-1.第一光學異方性層之製造)
將前述式(B1)所示光聚合性逆波長分散液晶化合物(CN點為96℃)100重量份、光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure 379EG」)3重量份、及界面活性劑(DIC公司製「MEGAFAC F-562」)0.3重量份予以混合,更進一步依成為固形份22重量%的方式,添加溶劑的環戊酮與1,3-二氧雜環戊烷的混合溶劑
(重量比環戊酮:1,3-二氧雜環戊烷=4:6),加溫至50℃而使溶解。所獲得混合物利用孔徑0.45μm的薄膜過濾器施行過濾,獲得液狀的液晶組成物。
支撐體薄膜為準備由含有含脂環式結構聚合體之樹脂所構成的長條斜向延伸薄膜(日本ZEON公司製「ZEONOR薄膜」、樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)126℃、厚度47μm、在波長550nm的面內延遲141nm、延伸方向為寬度方向的45°方向)。
在上述支撐體薄膜上,利用棒塗佈機塗佈上述液狀液晶組成物,而形成液晶組成物的層。
然後,將該液晶組成物的層利用110℃烤箱施行4分鐘左右的乾燥,使液晶組成物層中的溶劑蒸發,同時使液晶組成物層中所含的液晶化合物朝支撐體薄膜之延伸方向水平配向。
然後,使用紫外線照射裝置,對液晶組成物層照射紫外線。該紫外線的照射為在氮環境下,利用膠帶將支撐體薄膜固定於經加熱至60℃ SUS板的狀態下實施。利用紫外線照射使液晶組成物層硬化,便在支撐體薄膜上形成厚度2.2μm的第一光學異方性層。藉此,便獲得具備有:支撐體薄膜、以及在該支撐體薄膜上所形成第一光學異方性層的複層薄膜。第一光學異方性層的延遲為依照上述方法測定。
(I-1-2.第二光學異方性層之製造)
基材薄膜是準備由含有含脂環式結構聚合體之樹脂所構成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製、樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)163℃、厚度100μm)。在上述基材薄膜的面上,使用滴流器塗佈製造例1所調製的塗佈液(液晶40%),而形成塗佈液層。
然後,將塗佈液層利用85℃烤箱施行10分鐘左右的乾燥,使塗佈液層中的溶劑蒸發。藉此在基材薄膜上形成第二光學異方性層,而獲得具備有基材薄膜及厚度10μm第二光學異方性層的光學異方性轉印體。第二光學異方性層的延遲為依照上述方法測定。
(I-1-3.光學異方性層積體之製造)
將上述複層薄膜的第一光學異方性層側之面、與上述光學異方性轉印體的第二光學異方性層側之面,經由黏著層(日東電工製「CS9621T」)進行貼合。然後,剝離支撐體薄膜及基材薄膜,便獲得具有第一光學異方性層/黏著層/第二光學異方性層之層結構的光學異方性層積體。
(I-1-4.圓偏光板之製造)
在上述光學異方性層積體靠第一光學異方性層側之一面上,經由黏著層(日東電工製「CS9621T」),貼合直線偏光片的偏光薄膜(Sanritz公司製「HLC2-5618S」)。貼合時,依第一光學異方性層的遲相軸、與偏光薄膜的偏光穿透軸呈45°角度的方式實施。藉此,獲得具有偏光薄膜/黏著層/第一光學異方性層/黏著層/第二光學異方性層之層結構的圓偏光板。
針對所獲得圓偏光板,依照上述方法施行評價。
[實施例I-2~I-3]
上述步驟(I-1-2)中,依能獲得具有下述表1所示延遲的第二光學異方性層的方式,變更塗佈液(液晶40%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例I-4~I-6]
上述步驟(I-1-1)中,依能獲得具有下述表1所示延遲的第一光學異方性層的方式,變更液晶組成物的塗佈厚度。
又,上述步驟(I-1-2)中,依能獲得具有下述表1所示延遲的第二光學異方性層的方式,變更塗佈液(液晶40%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例II-1~II-3]
上述步驟(I-1-2)中,依能獲得具有下述表2所示延遲的第二光學異方性層的方式,變更塗佈液(液晶40%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例II-4~II-5]
上述步驟(I-1-1)中,依能獲得具有下述表2所示延遲的第一光學異方性層的方式,變更液晶組成物的塗佈厚度。
又,上述步驟(I-1-2)中,依能獲得具有下述表2所示延遲的第二光學異方性層的方式,變更塗佈液(液晶40%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例II-6]
上述步驟(I-1-1)中,依能獲得具有下述表2所示延遲的第一光學異方性層的方式、變更液晶組成物的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光
學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例II-7~II-11]
上述步驟(I-1-2)中,取代塗佈液(液晶40%),改為使用製造例2所調製的塗佈液(液晶45%),更依能獲得具有下述表3所示延遲的第二光學異方性層的方式,變更該塗佈液(液晶45%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例II-12~II-15]
上述步驟(I-1-1)中,依能獲得具有下述表3或表4所示延遲之第一光學異方性層的方式,變更液晶組成物的塗佈厚度。
又,上述步驟(I-1-2)中,取代塗佈液(液晶40%),改為使用製造例2所調製的塗佈液(液晶45%),又依能獲得具有下述表3或表4所示延遲之第二光學異方性層的方式,變更該塗佈液(液晶45%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例III-1~III-3]
上述步驟(I-1-2)中,取代塗佈液(液晶40%),使用製造例2所調製的塗佈液(液晶45%),又依能獲得具下述表5所示延遲之第二光學異方性層的方式,變更該塗佈液(液晶45%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例III-4~III-6]
在上述步驟(I-1-1)中,依能獲得具下述表5所示延遲之第一光學異方性層的方式,變更液晶組成物的塗佈厚度。
又,上述步驟(I-1-2)中,取代塗佈液(液晶40%),改為使用製造例2所調製的塗佈液(液晶45%),又依能獲得具有下述表5所示延遲之第二光學異方性層的方式,變更該塗佈液(液晶45%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例III-7~III-13]
上述步驟(I-1-2)中,取代塗佈液(液晶40%),改為使用製造例3所調製的塗佈液(液晶50%),又依能獲得具有下述表6或表7所示延遲之第二光學異方性層的方式,變更該塗佈液(液晶50%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[實施例III-14~III-21]
在上述步驟(I-1-1)中,依能獲得具下述表7或表8所示延遲之第一光學異方性層的方式,變更液晶組成物的塗佈厚度。
又,上述步驟(I-1-2)中,取代塗佈液(液晶40%),改為使用製造例3調製的塗佈液(液晶50%),又依能獲得具有下述表7或表8所示延遲之第二光學異方性層的方式,變更該塗佈液(液晶50%)的塗佈厚度。
除以上事項之外,其餘均依照與實施例I-1同樣地施行光
學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[比較例1]
將聚合性液晶化合物(BASF公司製「LC242」。下述式(LC1)所示化合物)68份、下述式(C1)所示化合物29份、光聚合起始劑(BASF製「IRGACURE 184」)3份、及甲乙酮400份予以混合,而調製得液晶組成物的塗佈液(LC1)。
基材薄膜為準備由含有含脂環式結構聚合體之樹脂所構成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製、樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)163℃、厚度100μm)。對上述基材薄膜施行電暈處理(輸出0.2kW、電極寬1600mm、處理速度20m/min)。在上述基材薄膜經施行電暈處理過的面,使用棒塗佈機塗佈上述塗佈液(LC1),而形成塗佈液層。
將上述塗佈液層利用110℃烤箱加熱2.5分鐘,而進行乾燥處理與配向處理,獲得液晶組成物的層。然後,在氮環境下,對液晶組成物的層照射積分照度100mJ/cm2(照射強度10mW/cm2、照射時間10秒)以上的紫外線,而使液晶組成物中的聚合性液晶化合物進行聚合。藉此,獲得具備有基材薄膜與
厚度0.5μm的第二光學異方性層的光學異方性轉印體。第二光學異方性層的延遲為依照上述方法測定。除在上述步驟(I-1-3)中使用依此所獲得光學異方性轉印體之外,其餘均依照與實施例1同樣地進行光學異方性層積體與圓偏光板的製造及評價。
[結果]
上述實施例及比較例的結果,如下述表所示。
[參考例1:式(B1)所示之逆波長分散液晶化合物的波長分散性確認]
將上述式(B1)所示之光聚合性逆波長分散液晶化合物100重量份、光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure 379EG」)3重量份、及界面活性劑(DIC公司製「MEGAFAC F-562」)0.3重量份予以混合,更依固形份成為22重量%的方式,添加稀釋溶劑的環戊酮與1,3-二氧雜環戊烷之混合溶劑(重量比環戊酮:
1,3-二氧雜環戊烷=4:6),加溫至50℃而溶解。所獲得混合物利用孔徑0.45μm的薄膜過濾器施行過濾,獲得液晶組成物。
準備由含有含脂環式結構聚合體之樹脂所構成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製「ZEONOR薄膜」)。藉由對該未延伸薄膜施行磨擦處理,而準備的配向基材。
在上述配向基材上,利用棒塗佈機塗佈上述液晶組成物,而形成液晶組成物的層。液晶組成物層的厚度為依硬化後所獲得光學異方性層的厚度成為2.3μm左右方式進行調整。
然後,將液晶組成物的層利用110℃烤箱施行4分鐘左右的乾燥,使液晶組成物層中的溶劑蒸發,同時使液晶組成物層中所含的逆波長分散液晶化合物呈水平配向。
然後,使用紫外線照射裝置,對液晶組成物層照射紫外線。該紫外線的照射為在氮環境下,利用膠帶將配向基材固定於SUS板的狀態下實施。利用紫外線照射使液晶組成物層硬化,便獲得具備有光學異方性層與配向基材的試料薄膜。
針對該試料薄膜,利用相位差儀(Axometrics公司製)測定面內延遲的波長分散。因為配向基材並沒有面內延遲,因而利用上述測定所獲得的面內延遲為表示光學異方性層的面內延遲。測定結果,在波長450nm、550nm及650nm的面內延遲Re(450)、Re(550)及Re(650),滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。所以,確認到當上述式(B1)所示光聚合性逆波長分散液晶化合物,水平配向時呈逆波長分散性的面內延遲。
[參考例2:聚(9-乙烯咔唑)符合正C聚合體的確認]
將聚(9-乙烯咔唑)依成為固形份濃度12重量%的方式添加於N-甲基吡咯啶酮中,於室溫下溶解,獲得聚合體溶液。
準備由含有含脂環式結構聚合體之樹脂所構成的未延伸薄膜(日本ZEON公司製「ZEONOR薄膜」)。在該未延伸薄膜上,使用滴流器塗佈上述聚合體溶液,而形成聚合體溶液的層。然後,利用85℃烤箱施行10分鐘左右的乾燥,使溶劑蒸發,而獲得厚度10μm程度之具備聚合體膜與未延伸薄膜的試料薄膜。
將該試料薄膜設置於相位差儀(Axometrics公司製)的平台上,在測定在波長550nm測定試料薄膜的面內延遲Re。因為支撐體薄膜為屬於光學等向性薄膜,因而所測得面內延遲Re便表示聚合體膜的面內延遲Re。測定的結果,因為面內延遲Re為Re≦1nm,因而可確認滿足nx(P)≧ny(P)。
然後,將聚合體膜的遲相軸當作平台的旋轉軸,使平台傾斜40°,測定試料薄膜的厚度方向為傾斜40°角度之延遲Re40。又,藉由該測定,測得聚合體膜的遲相軸方向。若「遲相軸方向」垂直於「平台旋轉軸」,便可判定nz(P)>nx(P),反之,若「遲相軸方向」平行於「平台旋轉軸」,則可判定ny(P)>nz(P)。測定結果,因為遲相軸方向垂直於平台的旋轉軸,因而可判定聚合體膜的折射率nx(P)與nz(P)為滿足nz(P)>nx(P)。
所以,聚(9-乙烯咔唑)為當使用該聚(9-乙烯咔唑)溶液利用塗佈法形成聚合體膜時,可確認到該聚合體膜的折射率為滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P)。所以,可確認聚(9-乙烯咔唑)
為符合正C聚合體。
100‧‧‧光學異方性層積體
110‧‧‧第一光學異方性層
120‧‧‧第二光學異方性層
Claims (11)
- 一種光學異方性層積體,係具備有第一光學異方性層與第二光學異方性層的光學異方性層積體;其中,上述第二光學異方性層的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx2、上述第二光學異方性層的上述面內方向且與上述nx2方向垂直的方向的折射率ny2、及上述第二光學異方性層之厚度方向的折射率nz2,係滿足式(13);在波長450nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(450)、在波長550nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(550)、及在波長650nm的上述第一光學異方性層之面內延遲Re1(650),係滿足式(14);在波長450nm的上述第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的上述第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的上述第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650),係滿足式(15);在波長550nm的上述光學異方性層積體之面內延遲Re0(550),係滿足式(16);在波長450nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(450)、與在波長650nm的上述光學異方性層積體之NZ係數Nz(650)的比Nz(450)/Nz(650),係滿足式(21);在波長550nm的上述光學異方性層積體之厚度方向的延遲Rth0(550),係滿足式(22);nz2>nx2≧ny2 式(13) Re1(450)<Re1(550)<Re1(650) 式(14) Rth2(450)<Rth2(550)<Rth2(650) 式(15) 137nm<Re0(550)<152nm 式(16) 0.94<Nz(450)/Nz(650)≦0.96 式(21) 4nm<Rth0(550)<12nm 式(22)。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學異方性層積體,其中,上述第二光學異方性層係含有聚合體、與具有配向狀態亦可被固定之液晶原骨架的化合物;當使用上述聚合體溶液藉由塗佈法形成上述聚合體的膜時,上述膜的面內方向且能提供最大折射率之方向的折射率nx(P)、上述膜的上述面內方向且與上述nx(P)方向垂直的方向的折射率ny(P)、及上述膜之厚度方向的折射率nz(P),係滿足nz(P)>nx(P)≧ny(P);上述具液晶原骨架的化合物,係選自由:呈液晶性、且當水平配向時呈逆波長分散性的面內延遲的第一化合物、以及單獨時不會呈液晶性的第二化合物,所構成群組中至少1種的化合物;在水平配向時呈順波長分散性面內延遲的評價用液晶化合物中,相對於上述評價用液晶化合物與上述第二化合物的合計100重量份,依30重量份~70重量份中至少任一比例混合上述第二化合物的混合物,係呈液晶性,且當上述混合物水平配向時,上述第二化合物呈逆波長分散性的面內延遲;在波長450nm的上述第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(450)、在波長550nm的上述第二光學異方性層之厚度 方向的延遲Rth2(550)、及在波長650nm的上述第二光學異方性層之厚度方向的延遲Rth2(650),係滿足式(23)與式(24);0.50<Rth2(450)/Rth2(550)<1.00 式(23) 1.00≦Rth2(650)/Rth2(550)<1.25 式(24)。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學異方性層積體,其中,上述具液晶原骨架的化合物係在上述具液晶原骨架的化合物分子中,含有:主鏈液晶原骨架、以及鍵結於上述主鏈液晶原骨架的側鏈液晶原骨架。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學異方性層積體,其中,上述具液晶原骨架的化合物係下述式(I)所示:
- 如申請專利範圍第5項所述之光學異方性層積體,其中,上述Ra係亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數2~20的快基、或亦可具有取代基之碳數6~18的芳香族基。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學異方性層積體,其中,上述聚合體係從聚乙烯咔唑及聚反丁烯二酸酯所構成群組中選擇至少1種的聚合體。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學異方性層積體,其中,上述第二光學異方性層的總固形份中,上述具液晶原骨架的化合物的比率為20重量%~60重量%。
- 一種偏光板,係具備有:直線偏光片、與如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之光學異方性層積體。
- 一種影像顯示裝置,係具備有:如申請專利範圍第10項所述之偏光板、及有機電致發光元件的影像顯示裝置,其依序具備有:上述直線偏光片、光學異方性層積體、及上述有機電致發光元件。
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