WO2025239209A1 - 円偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
円偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置Info
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- WO2025239209A1 WO2025239209A1 PCT/JP2025/016391 JP2025016391W WO2025239209A1 WO 2025239209 A1 WO2025239209 A1 WO 2025239209A1 JP 2025016391 W JP2025016391 W JP 2025016391W WO 2025239209 A1 WO2025239209 A1 WO 2025239209A1
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- H10K59/10—OLED displays
Definitions
- the present invention relates to a circular polarizing plate and an organic electroluminescent display device.
- Patent Document 1 discloses a retardation plate having two types of optically anisotropic layers that exhibit predetermined optical properties.
- the inventors attached the circular polarizing plate specifically disclosed in Patent Document 1 to an organic EL display element and evaluated its visibility from an oblique angle, revealing that there is room for improvement in the visibility of black.
- a circular polarizing plate having a linear polarizer, a first optically anisotropic layer, a second optically anisotropic layer, a third optically anisotropic layer, and a fourth optically anisotropic layer in this order, wherein the first optically anisotropic layer and the fourth optically anisotropic layer both satisfy the following formula (1), the second optically anisotropic layer satisfies the following formula (2), and the third optically anisotropic layer is a layer in which a discotic liquid crystal compound is fixed that is twist-oriented with the thickness direction as the helical axis.
- a circular polarizing plate comprising a linear polarizer, a first optically anisotropic layer, a second optically anisotropic layer, and a third optically anisotropic layer in this order, wherein the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer are each independently a layer in which a vertically aligned discotic liquid crystal compound is fixed, or a layer in which a twistedly aligned discotic liquid crystal compound with the thickness direction as the helical axis is fixed, and the third optically anisotropic layer is a layer in which a horizontally aligned discotic liquid crystal compound is fixed.
- An organic electroluminescence display device having the circular polarizer according to [13].
- the present invention provides a circular polarizer and an organic EL display device that can improve the visibility of black from oblique directions.
- FIG. 1 is an example of a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in one aspect of the first embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis direction of a linear polarizer and the angle between the absorption axis direction of the second optically anisotropic layer and the angle between the absorption axis direction of the third optically anisotropic layer and the angle between the absorption axis direction of the ... FIG.
- FIG. 4 is an example of a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in one aspect of the second embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the angle between the absorption axis direction of the second optically anisotropic layer and the in-plane slow axis of the third optically anisotropic layer when observed from the direction of the white arrow in FIG.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in one aspect of the second embodiment of
- FIG. 7 is an example of a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer in one aspect of the third embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis direction of a linear polarizer and the angle between the absorption axis direction of the first optically anisotropic layer and the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer when observed from the direction of the white arrow in FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of a composition layer for explaining step 1.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of the composition layer for explaining step 2.
- FIG. 12 is a schematic diagram of a graph plotting the relationship between helical twisting power (HTP) ( ⁇ m ⁇ 1 ) ⁇ concentration (mass %) and light irradiation dose (mJ/cm 2 ) for each of chiral agent A and chiral agent B.
- FIG. 13 is a schematic diagram of a graph plotting the relationship between the weighted average helical twisting power ( ⁇ m ⁇ 1 ) and the light irradiation dose (mJ/cm 2 ) in a system using both chiral agent A and chiral agent B.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of the composition layer for explaining the case where step 5 is carried out.
- FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the organic electroluminescent display device of the present invention.
- a numerical range expressed using “to” means a range that includes the numerical values before and after “to” as the lower and upper limits.
- the upper or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages.
- the upper or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
- a substance corresponding to the component may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the component refers to the total content of the substances used in combination, unless otherwise specified.
- (meth)acrylate is a notation that represents “acrylate” or “methacrylate”
- (meth)acrylic is a notation that represents “acrylic” or “methacrylic”
- (meth)acryloyl is a notation that represents “acryloyl” or “methacryloyl.”
- the in-plane slow axis is defined at 550 nm unless otherwise specified.
- Re( ⁇ ) and Rth( ⁇ ) respectively represent the in-plane retardation and the thickness retardation at a wavelength ⁇ , which is 550 nm unless otherwise specified.
- Re( ⁇ ) and Rth( ⁇ ) are values measured at a wavelength ⁇ using an AxoScan (manufactured by Axometrics).
- AxoScan manufactured by Axometrics.
- Re( ⁇ ) R0( ⁇ )
- NAR-4T Abbe refractometer
- DR-M2 multi-wavelength Abbe refractometer
- values from the Polymer Handbook (John Wiley & Sons, Inc.) and catalogs of various optical films can be used.
- cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), and polystyrene (1.59).
- Light in this specification refers to actinic rays or radiation, such as the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet light represented by an excimer laser, extreme ultraviolet light (EUV light: Extreme Ultraviolet), X-rays, ultraviolet light (UV: Ultraviolet), and electron beams (EB). Of these, ultraviolet light is preferred.
- EUV light Extreme Ultraviolet
- X-rays ultraviolet light
- UV Ultraviolet
- EB electron beams
- visible light refers to light having a wavelength of 380 to 780 nm.
- the measurement wavelength is 550 nm.
- the angular relationship e.g., “perpendicular,””parallel,” etc. is understood to include the range of error acceptable in the technical field to which the present invention pertains. Specifically, this means that the angle is within a range of less than ⁇ 10° from the exact angle, and the error from the exact angle is preferably within a range of ⁇ 5° or less, and more preferably within a range of ⁇ 3° or less.
- a feature of the circularly polarizing plate of the present invention is that it comprises three or more optically anisotropic layers that satisfy predetermined optical properties.
- Patent Document 1 two optically anisotropic layers having predetermined optical properties are arranged to suppress black tinting in the front direction when applied to an organic EL display device as a circular polarizer, but suppression of color tinting in oblique directions is insufficient.
- a new optically anisotropic layer is added to compensate for the phase difference of the two optically anisotropic layers for oblique light, thereby achieving suppression of black tinting in oblique directions.
- a circularly polarizing plate comprises a linear polarizer, a first optically anisotropic layer, a second optically anisotropic layer, a third optically anisotropic layer, and a fourth optically anisotropic layer in this order, wherein the first optically anisotropic layer and the fourth optically anisotropic layer both satisfy the following formula (1), the second optically anisotropic layer satisfies the following formula (2), and the third optically anisotropic layer is a layer in which a discotic liquid crystal compound is fixed that is twist-oriented with the thickness direction as the helical axis:
- nx ny>nz
- Formula (2) nz nx>ny
- nx refers to the refractive index in the in-plane slow axis direction of the optically anisotropic layer (the direction in which the in-plane refractive index is maximum)
- ny refers to the refractive index in the in-plane slow axis direction of the optically ani
- FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in the first embodiment of the circular polarizer of the present invention, and in FIG. 2, the linear polarizer, the first optically anisotropic layer, and the fourth optically anisotropic layer are omitted.
- FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in the first embodiment of the circular polarizer of the present invention, and in FIG. 2, the linear polarizer, the first optical
- FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the angle between the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer when observed from the white arrow in FIG. 1 .
- the third optically anisotropic layer 18a is a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound (DLC: Discotic Liquid Crystal) that is twisted and aligned with the thickness direction as the helical axis.
- DLC discotic liquid crystal compound
- the linear polarizer 12 may be any member that has the function of converting natural light into specific linearly polarized light, and may be, for example, an absorptive polarizer.
- the type of polarizer is not particularly limited, and any commonly used polarizer can be used, such as an iodine-based polarizer, a dye-based polarizer using a dichroic dye, and a polyene-based polarizer.
- Iodine-based polarizers and dye-based polarizers are generally produced by adsorbing iodine or a dichroic dye into polyvinyl alcohol and stretching the resulting mixture.
- a protective film may be disposed on one or both surfaces of the polarizer.
- the transparent resin film refers to a film having a visible light transmittance of 60% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
- the retardation value (Rth(550)) in the thickness direction of the first optically anisotropic layer 14 at a wavelength of 550 nm is preferably 0 to 60 nm, more preferably 10 to 60 nm, and even more preferably 10 to 50 nm, in order to further suppress black tinge when an organic EL display device to which the circular polarizer of the present invention is applied is viewed from an oblique direction (hereinafter, simply referred to as "black tinge suppression").
- the in-plane retardation value (Re(550)) of the first optically anisotropic layer 14 at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but is preferably 0 to 20 nm, more preferably 0 to 10 nm.
- the material for forming the first optically anisotropic layer 14 is preferably a polymer that is excellent in optical performance transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture blocking properties, isotropy, and the like.
- polymer films that can be used as the first optically anisotropic layer 14 include cellulose acylate films (e.g., cellulose triacetate film, cellulose diacetate film, cellulose acetate butyrate film, and cellulose acetate propionate film), polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethersulfone films, polyacrylic films such as polymethyl methacrylate, polyurethane films, polycarbonate films, polysulfone films, polyether films, polymethylpentene films, polyether ketone films, (meth)acrylonitrile films, and films of polymers having an alicyclic structure (norbornene-based resins (Arton: product name, manufactured by JSR Corporation
- the first optically anisotropic layer 14 is preferably a cellulose acylate film.
- the first optically anisotropic layer 14 may contain various additives (e.g., optical anisotropy adjusters, wavelength dispersion adjusters, fine particles, plasticizers, UV inhibitors (UV absorbers or UV scatterers), anti-degradation agents, and release agents).
- additives e.g., optical anisotropy adjusters, wavelength dispersion adjusters, fine particles, plasticizers, UV inhibitors (UV absorbers or UV scatterers), anti-degradation agents, and release agents.
- the thickness of the first optically anisotropic layer 14 is preferably 0.5 to 60 ⁇ m, and more preferably 1 to 40 ⁇ m, as this is more suitable for continuous production.
- the second optically anisotropic layer 16a is a layer disposed between the first optically anisotropic layer 14 and a third optically anisotropic layer 18a described below.
- the second optically anisotropic layer 16a may be any layer that exhibits predetermined optical properties, and is preferably, for example, a layer in which vertically aligned discotic liquid crystal compounds are fixed.
- the "fixed" state refers to a state in which the alignment of the liquid crystal compound is maintained.
- the layer has no fluidity and the alignment is not changed by an external field or external force, usually in a temperature range of 0 to 50°C, or under more severe conditions, in a temperature range of -30 to 70°C, and that the fixed alignment can be stably maintained.
- vertical alignment refers to a state in which the discotic plane of a discotic liquid crystal compound (which means the long axis direction in the case of a rod-shaped liquid crystal compound; the same applies hereinafter) is aligned perpendicular to and in the same direction as the main surface of the optically anisotropic layer (optically uniaxial).
- vertical does not necessarily mean strictly vertical, but means an orientation in which the tilt angle between the discotic plane of the discotic liquid crystal compound and the main surface of the optically anisotropic layer is greater than 70°.
- the term “same orientation” does not require that the orientation be strictly the same, but rather means that when the orientations of the slow axes are measured at any 20 positions within the plane, the maximum difference between the slow axis orientations at the 20 positions (the difference between the two slow axis orientations with the largest difference among the 20 slow axis orientations) is less than 10°.
- horizontal alignment refers to a state in which the discotic planes of the discotic liquid crystal compound are aligned parallel to and in the same direction as the main surface of the optically anisotropic layer (optically uniaxial).
- parallel does not necessarily mean that the alignment is strictly parallel, but means that the angle between the discotic plane of the discotic liquid crystal compound and the main surface of the optically anisotropic layer is less than 10°.
- the in-plane retardation (Re(550)) of the second optically anisotropic layer 16a at a wavelength of 550 nm is preferably 138 to 198 nm, and more preferably 148 to 188 nm, in order to further suppress black tinting.
- the angle ⁇ 1 between the absorption axis direction of the linear polarizer 12 and the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 16a is preferably 94 to 114°, and more preferably 99 to 109°, in order to further suppress black tinting.
- Fig. 2 will be described in detail.
- the arrows in Fig. 2 in the second optically anisotropic layer 16a represent the in-plane slow axes on each surface, and the dashed lines represent the absorption axis direction of the linear polarizer. As shown in Fig.
- the in-plane slow axis on the surface 161a of the second optically anisotropic layer 16a opposite to the third optically anisotropic layer 18a side is parallel to the in-plane slow axis on the surface 162a of the second optically anisotropic layer 16a facing the third optically anisotropic layer 18a, and the angle ⁇ 1 between both in-plane slow axes and the absorption axis direction of the linear polarizer is 94 to 114°. 3, when observed from the side indicated by the white arrow in Fig.
- the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 16a is rotated clockwise by ⁇ 1° with respect to the absorption axis direction of the linear polarizer indicated by the dashed line.
- the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 16a is located at a position rotated clockwise by ⁇ 1°.
- the discotic liquid crystal compound used to form the second optically anisotropic layer 16a is not particularly limited, and any known discotic liquid crystal compound can be used.
- any known discotic liquid crystal compound can be used.
- the compounds described in paragraphs [0020] to [0067] of JP-A No. 2007-108732 and paragraphs [0013] to [0108] of JP-A No. 2010-244038 can be preferably used.
- the discotic liquid crystal compound may be used alone or in combination of two or more kinds.
- the discotic liquid crystal compound may have a polymerizable group.
- polymerizable group There are no particular restrictions on the type of polymerizable group, but functional groups capable of undergoing addition polymerization reactions are preferred, polymerizable ethylenically unsaturated groups or ring-polymerizable groups are more preferred, and (meth)acryloyl groups, vinyl groups, styryl groups, or allyl groups are even more preferred.
- the third optically anisotropic layer 18 a is a layer disposed between the second optically anisotropic layer 16 a and the fourth optically anisotropic layer 20 .
- the third optically anisotropic layer 18a is a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound DLC that is twisted and aligned with the thickness direction (z-axis direction in Fig. 1) as the helical axis.
- the third optically anisotropic layer 18a is preferably a layer formed by fixing a chiral nematic phase having a so-called helical structure.
- the value of the product ⁇ nd of the refractive index anisotropy ⁇ n of the third optically anisotropic layer 18a measured at a wavelength of 550 nm and the thickness d of the third optically anisotropic layer 18a is preferably 130 to 190 nm, and more preferably 140 to 180 nm, in order to further suppress black tinting.
- the refractive index anisotropy ⁇ n means the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules in the optically anisotropic layer.
- the thickness d used to calculate the product ⁇ nd is expressed in units of "nm.”
- the ⁇ nd is measured using an AxoScan (polarimeter) device manufactured by Axometrics and the device analysis software of the same company.
- the twist angle of the liquid crystal compound LC (the twist angle of the alignment direction of the liquid crystal compound LC) is preferably 81 ⁇ 10° (within a range of 71 to 91°), and more preferably 81 ⁇ 8° (within a range of 73 to 89°), in that black tinting is further suppressed.
- the twist angle is measured using an Axometrics AxoScan (polarimeter) device and the device analysis software of the same company.
- the twisted alignment of the liquid crystal compound means that the liquid crystal compound is twisted from one main surface to the other main surface of the third optically anisotropic layer 18 a around the thickness direction of the third optically anisotropic layer 18 a, and accordingly, the alignment direction (in-plane slow axis direction) of the liquid crystal compound varies depending on the position in the thickness direction of the third optically anisotropic layer 18 a.
- the positional relationship of the in-plane slow axes of the third optically anisotropic layer 18a will be described with reference to Fig. 2.
- the arrows in the third optically anisotropic layer 18a in Fig. 2 represent the in-plane slow axes on each surface.
- the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 16a is parallel to the in-plane slow axis of the third optically anisotropic layer 18a on its surface facing the second optically anisotropic layer 16a.
- the angle formed by the in-plane slow axis of the third optically anisotropic layer 18a on its surface facing the second optically anisotropic layer 16a and the absorption axis direction of the linear polarizer corresponds to the angle ⁇ 1 described above.
- the in-plane slow axis of the surface 181a of the third optically anisotropic layer 18a facing the second optically anisotropic layer 16a and the in-plane slow axis of the surface 182a of the third optically anisotropic layer 18a facing the opposite side to the second optically anisotropic layer 16a form the twist angle described above.
- the in-plane slow axis of the surface 182a of the third optically anisotropic layer 18a facing the second optically anisotropic layer 16a is rotated clockwise by a predetermined angle with respect to the in-plane slow axis of the surface 181a of the third optically anisotropic layer 18a facing the second optically anisotropic layer 16a.
- the in-plane slow axis of the second optical anisotropic layer 16a is used as the reference, and the in-plane slow axis of the third optical anisotropic layer 18a on the surface 182a opposite to the second optical anisotropic layer 16a side is located at a position rotated by a predetermined angle ⁇ 2° clockwise.
- the discotic liquid crystal compound used to form the third optically anisotropic layer 18a is not particularly limited, and any known discotic liquid crystal compound can be used. Examples of the discotic liquid crystal compound include those described as the discotic liquid crystal compound used to form the second optically anisotropic layer 16a.
- the liquid crystal compound may have a polymerizable group.
- polymerizable group There are no particular restrictions on the type of polymerizable group, but functional groups capable of addition polymerization reactions are preferred, polymerizable ethylenically unsaturated groups or ring-polymerizable groups are more preferred, and (meth)acryloyl groups, vinyl groups, styryl groups, or allyl groups are even more preferred.
- the third optically anisotropic layer 18a is preferably a layer formed by fixing a liquid crystal compound having a polymerizable group through polymerization. More specifically, it is more preferably a layer formed by fixing a liquid crystal compound having a twistedly aligned polymerizable group through polymerization.
- the thickness of the third optically anisotropic layer 18a is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer are directly adjacent to each other, from the viewpoint of reducing the film thickness.
- the thickness ratio of the second optically anisotropic layer 16a to the third optically anisotropic layer 18a is preferably 0.5 to 2.0.
- the fourth optically anisotropic layer 20 is a layer disposed on the surface of the third optically anisotropic layer 18a opposite to the second optically anisotropic layer 16a side.
- the fourth optically anisotropic layer 20 may be any layer that exhibits predetermined optical properties, and is preferably a transparent resin film (particularly a cellulose acylate film) or a layer in which a horizontally aligned discotic liquid crystal compound is fixed. The meaning of the "fixed" state is as described above.
- the retardation value (Rth(550)) in the thickness direction of the fourth optically anisotropic layer 20 at a wavelength of 550 nm is preferably 10 to 90 nm, more preferably 20 to 90 nm, even more preferably 30 to 90 nm, and particularly preferably 40 to 80 nm, in order to further suppress black tinting.
- the in-plane retardation value (Re(550)) of the fourth optically anisotropic layer 20 at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but is preferably 0 to 20 nm, more preferably 0 to 10 nm.
- the discotic liquid crystal compound that can be suitably used to form the fourth optically anisotropic layer 20 is not particularly limited, and any known discotic liquid crystal compound can be used.
- Examples of the discotic liquid crystal compound include those described as the discotic liquid crystal compound used to form the second optically anisotropic layer 16a.
- the liquid crystal compound may have a polymerizable group.
- polymerizable group There are no particular restrictions on the type of polymerizable group, but functional groups capable of addition polymerization reactions are preferred, polymerizable ethylenically unsaturated groups or ring-polymerizable groups are more preferred, and (meth)acryloyl groups, vinyl groups, styryl groups, or allyl groups are even more preferred.
- the fourth optically anisotropic layer 20 is preferably a layer formed by fixing a liquid crystal compound having a polymerizable group through polymerization.
- the transparent resin film suitable for use in the fourth optically anisotropic layer 20 is not particularly limited, and preferably has the same transmittance and is made of the same material as the transparent resin film described above for the first optically anisotropic layer 14 .
- the fourth optically anisotropic layer 20 may also contain additives, and may include various additives (e.g., optical anisotropy adjusters, wavelength dispersion adjusters, fine particles, plasticizers, UV inhibitors (UV absorbers or UV scattering agents), anti-degradation agents, and release agents, etc.).
- the thickness of the fourth optically anisotropic layer 20 is preferably 0.5 to 100 ⁇ m.
- FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in a second embodiment of the circular polarizer of the present invention, and in FIG. 5, the first optically anisotropic layer and the fourth optically anisotropic layer are omitted.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer in a second embodiment of the circular polarizer of the present invention, and in FIG. 5, the first optically anisotropic layer and the fourth optically anisotropic layer are omitted.
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the angle between the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer when observed from the white arrow in FIG. 4 .
- the preferred embodiments of the first optically anisotropic layer 14 and the fourth optically anisotropic layer 20 in the second embodiment are the same as the preferred embodiments of the first optically anisotropic layer 14 and the fourth optically anisotropic layer 20 in the first embodiment.
- the second optically anisotropic layer 16b is a layer disposed between the first optically anisotropic layer 14 and a third optically anisotropic layer 18b described below. As shown in FIG. 4, the second optically anisotropic layer 16b is a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound DLC that is twisted and aligned with the thickness direction (z-axis direction in FIG. 4) as the helical axis.
- the value of the product ⁇ nd of the refractive index anisotropy ⁇ n of the second optically anisotropic layer 16b measured at a wavelength of 550 nm and the thickness d of the second optically anisotropic layer 16b is preferably 252 to 312 nm, and more preferably 262 to 302 nm, in order to further suppress the development of black tints.
- the angle ⁇ 1 between the absorption axis direction of the linear polarizer 12 and the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 16b is preferably 85 to 95°, and more preferably 87 to 93°, in order to further suppress black tinting.
- the positional relationship of the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer 16b will be described with reference to Fig. 5.
- the arrows in the second optically anisotropic layer 16b in Fig. 5 represent the in-plane slow axes on each surface, and the dashed lines represent the absorption axis directions of the linear polarizers.
- the angle (twist angle) ⁇ 2 between the in-plane slow axis of the surface 161b of the second optically anisotropic layer 16b opposite to the third optically anisotropic layer 18b side and the in-plane slow axis of the surface 162b of the second optically anisotropic layer 16b facing the third optically anisotropic layer 18b is preferably 16 to 36°, and more preferably 18 to 34°, in order to further suppress black tinting.
- the in-plane slow axis on the surface of the second optical anisotropic layer 16b facing the first optical anisotropic layer 14 is located at a position rotated by a predetermined angle ⁇ 2° clockwise based on the in-plane slow axis on the surface of the second optical anisotropic layer 16b facing the first optical anisotropic layer 14.
- the thickness of the second optically anisotropic layer 16b is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the third optically anisotropic layer 18 b is a layer disposed between the second optically anisotropic layer 16 b and the fourth optically anisotropic layer 20 .
- the third optically anisotropic layer 18b is a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound DLC that is twisted and aligned with the thickness direction (z-axis direction in FIG. 4) as the helical axis.
- the value of the product ⁇ nd of the refractive index anisotropy ⁇ n of the third optically anisotropic layer 18b measured at a wavelength of 550 nm and the thickness d of the third optically anisotropic layer 18b is preferably 110 to 170 nm, and more preferably 120 to 160 nm, in order to further suppress the development of black tints.
- the thickness of the third optically anisotropic layer 18b is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer are directly adjacent to each other, from the viewpoint of reducing the film thickness.
- the thickness ratio of the second optically anisotropic layer 16b to the third optically anisotropic layer 18b is preferably 0.5 to 2.0.
- the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer are both layers formed by fixing a discotic liquid crystal compound that is twisted and aligned with the thickness direction as the helical axis.
- the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer are directly adjacent to each other, the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer can be distinguished at the point where the continuity of the twisted alignment is lost, i.e., the point where the direction and amount of rotation of the twisted alignment are different.
- the arrows in the third optically anisotropic layer 18b in FIG. 5 represent the in-plane slow axes on the respective surfaces.
- the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 16b is parallel to the in-plane slow axis of the surface of the third optically anisotropic layer 18b facing the second optically anisotropic layer 16b.
- the angle between the in-plane slow axis of the surface 181b of the third optically anisotropic layer 18b facing the second optically anisotropic layer 16b and the absorption axis direction of the linear polarizer corresponds to the above-mentioned ⁇ 1+ ⁇ 2.
- the angle (twist angle) ⁇ 3 between the in-plane slow axis of the surface 181b of the third optical anisotropic layer 18b opposite to the fourth optical anisotropic layer 20 side and the in-plane slow axis of the surface 182b of the third optical anisotropic layer 18b facing the fourth optical anisotropic layer 20 is preferably 68 to 88°, and more preferably 70 to 86°, in order to further suppress black tinting.
- the in-plane slow axis on the surface of the second optical anisotropic layer 16b facing the third optical anisotropic layer 18b is located at a position rotated by a predetermined angle ⁇ 3° clockwise based on the in-plane slow axis on the surface of the second optical anisotropic layer 16b facing the third optical anisotropic layer 18b.
- a circular polarizer according to a third embodiment of the present invention comprises a linear polarizer, a first optically anisotropic layer, a second optically anisotropic layer, and a third optically anisotropic layer in this order, wherein the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer are each independently a layer in which a vertically aligned discotic liquid crystal compound is fixed, or a layer in which a twistedly aligned discotic liquid crystal compound with the thickness direction as the helical axis is fixed, and the third optically anisotropic layer is a layer in which a horizontally aligned discotic liquid crystal compound is fixed.
- FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the circularly polarizing plate of the present invention.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer in a third embodiment of the circular polarizer of the present invention, and the third optically anisotropic layer is omitted from FIG.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer in a third embodiment of the circular polarizer of the present invention, and the third optically anisotropic layer is omitted from FIG.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the in-plane slow axes of the first optically anisotropic layer
- FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the absorption axis direction of the linear polarizer and the angle between the in-plane slow axes of the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer when observed from the white arrow in FIG. 7 .
- the first optically anisotropic layer 16c is a layer disposed between the linear polarizer 12 and a second optically anisotropic layer 18c described below.
- the first optically anisotropic layer 16c is a layer formed by fixing a vertically aligned discotic liquid crystal compound or a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound that is twisted and aligned with the thickness direction as the helical axis. The following describes the case where the first optically anisotropic layer 16c is a layer formed by fixing a vertically aligned discotic liquid crystal compound.
- the discotic liquid crystal compound suitable for use in forming the first optically anisotropic layer 16c is not particularly limited, and any known discotic liquid crystal compound may be used.
- Examples of the discotic liquid crystal compound include those described as the discotic liquid crystal compound suitable for use in forming the second optically anisotropic layer 16a.
- the value of the product ⁇ nd of the refractive index anisotropy ⁇ n of the first optically anisotropic layer 16c measured at a wavelength of 550 nm and the thickness d of the first optically anisotropic layer 16c is preferably 138 to 198 nm, and more preferably 148 to 188 nm, in order to further suppress the development of black tints.
- the thickness of the first optically anisotropic layer 16c is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the angle ⁇ 1 between the absorption axis direction of the linear polarizer 12 and the in-plane slow axis of the first optically anisotropic layer 16c is preferably 94 to 114°, and more preferably 99 to 109°, in order to further suppress the impartation of black color.
- Fig. 7 will be described in detail.
- the arrows in the first optically anisotropic layer 16c in Fig. 7 represent the in-plane slow axes on each surface, and the dashed lines represent the absorption axis direction of the linear polarizer. As shown in Fig.
- the in-plane slow axis of the surface 161c of the first optically anisotropic layer 16c opposite to the second optically anisotropic layer 18c side is parallel to the in-plane slow axis of the surface 162c of the first optically anisotropic layer 16c facing the second optically anisotropic layer 18c, and the angle ⁇ 1 between both in-plane slow axes and the absorption axis direction of the linear polarizer is 94 to 114°. 8, when observed from the side indicated by the white arrow in Fig.
- the in-plane slow axis of the first optically anisotropic layer 16c is rotated clockwise by ⁇ 1° with respect to the absorption axis direction of the linear polarizer indicated by the dashed line.
- the in-plane slow axis of the first optically anisotropic layer 16c is located at a position rotated clockwise by ⁇ 1°.
- the second optically anisotropic layer 18 c is a layer disposed between the first optically anisotropic layer 16 c and the third optically anisotropic layer 22 .
- the second optically anisotropic layer 18c is a layer formed by fixing a vertically aligned discotic liquid crystal compound or a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound that is twisted and aligned with the thickness direction as the helical axis. The following describes the case where the second optically anisotropic layer 18c is a layer formed by fixing a vertically aligned discotic liquid crystal compound.
- the discotic liquid crystal compound suitable for use in forming the second optically anisotropic layer 18c is not particularly limited, and any known discotic liquid crystal compound may be used.
- Examples of the discotic liquid crystal compound include those described above as the discotic liquid crystal compound suitable for use in forming the second optically anisotropic layer 16a.
- the second optically anisotropic layer 18c is a layer formed by fixing a discotic liquid crystal compound DLC that is twisted and aligned with the thickness direction (z-axis direction in FIG. 7) as the helical axis.
- the value of the product ⁇ nd of the refractive index anisotropy ⁇ n of the second optically anisotropic layer 18c measured at a wavelength of 550 nm and the thickness d of the second optically anisotropic layer 18c is preferably 130 to 190 nm, and more preferably 140 to 180 nm, in order to further suppress the development of black tints.
- the twist angle of the liquid crystal compound LC (the twist angle of the alignment direction of the liquid crystal compound LC) is preferably 81 ⁇ 10° (within the range of 71 to 91°), and more preferably 81 ⁇ 8° (within the range of 73 to 89°), in order to further suppress the development of a black tint.
- the thickness of the second optically anisotropic layer 18c is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the positional relationship of the in-plane slow axes of the second optically anisotropic layer 18c will be described with reference to Fig. 8.
- the arrows in the second optically anisotropic layer 18c in Fig. 8 represent the in-plane slow axes on each surface.
- the in-plane slow axis of the first optically anisotropic layer 16c is parallel to the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 18c on the surface thereof facing the first optically anisotropic layer 16c.
- the angle formed by the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer 18c on the surface thereof facing the first optically anisotropic layer 16c and the absorption axis direction of the linear polarizer corresponds to the angle ⁇ 1 described above. 7 (when the linear polarizer 12 is observed from the side of the third optical anisotropic layer 22), the in-plane slow axis of the second optical anisotropic layer 18c at the surface 181c facing the first optical anisotropic layer 16c forms the twist angle described above. In other words, when observed from the side indicated by the white arrow in Fig.
- the in-plane slow axis of the second optical anisotropic layer 18c at the surface 182c facing the first optical anisotropic layer 16c is rotated clockwise by a predetermined angle with respect to the in-plane slow axis of the second optical anisotropic layer 18c at the surface 181c facing the first optical anisotropic layer 16c.
- the third optically anisotropic layer 22 is a layer disposed on the surface of the second optically anisotropic layer 18c opposite to the first optically anisotropic layer 16c side.
- the third optically anisotropic layer 22 may be any layer that exhibits predetermined optical properties, and is preferably a layer in which horizontally aligned discotic liquid crystal compounds are fixed.
- the discotic liquid crystal compound used to form the third optically anisotropic layer 22 and any known discotic liquid crystal compound can be used. Examples of the discotic liquid crystal compound include those described as the discotic liquid crystal compound used to form the second optically anisotropic layer 16a.
- the meaning of the "fixed" state is as described above.
- the retardation value (Rth(550)) in the thickness direction of the third optically anisotropic layer 22 at a wavelength of 550 nm is preferably 30 to 90 nm, more preferably 40 to 80 nm, in order to further suppress black tinting.
- the in-plane retardation value (Re(550)) of the third optically anisotropic layer 22 at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but is preferably 0 to 20 nm, more preferably 0 to 10 nm.
- the thickness of the third optically anisotropic layer 22 is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the circularly polarizing plate may have an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer between each layer.
- the adhesive layer may be a known adhesive layer, for example, formed by applying an ultraviolet-curable adhesive to form a coating film and curing it by irradiating it with ultraviolet light.
- the pressure-sensitive adhesive layer may be a known pressure-sensitive adhesive layer.
- the difference in refractive index between the layer and the object to be bonded is preferably 0.1 or less, more preferably 0.08 or less, even more preferably 0.06 or less, and particularly preferably 0.03 or less.
- the thickness of the adhesive layer or pressure-sensitive adhesive layer is preferably 0.1 to 50 ⁇ m. From the viewpoint of thinning, the thickness is more preferably 25 ⁇ m or less, even more preferably 15 ⁇ m or less, and particularly preferably 5 ⁇ m or less. From the viewpoint of suppressing interference unevenness, the thickness is more preferably 5 ⁇ m or more, even more preferably 15 ⁇ m or more, and particularly preferably 25 ⁇ m or more.
- a high refractive index adhesive or pressure-sensitive adhesive may be used.
- a highly refractive monomer or highly refractive metal fine particles it is also preferable to use a highly refractive monomer or highly refractive metal fine particles.
- the highly refractive monomer preferably has a benzene ring skeleton in the molecule.
- Examples of monofunctional monomers having a benzene ring skeleton in the molecule include ethoxylated O-phenylphenol (meth)acrylate, O-phenylphenol glycidyl ether (meth)acrylate, para-cumylphenoxyethylene glycol (meth)acrylate, 2-methacryloyloxyethyl phthalate, 2-acryloyloxyethyl phthalate, 2-acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl phthalate, 2-acryloyloxypropyl phthalate, phenoxyethyl (meth)acrylate, EO-modified phenol (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, EO-modified nonylphenol (meth)acrylate, PO-modified nonylphenol (meth)acrylate, phenyl glycidyl ether (meth)acrylate, neopentyl glycol benzoate (meth)acryl
- Examples of highly refractive metal fine particles include inorganic particles.
- Components constituting inorganic particles include metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides, and simple metals.
- Metal atoms contained in the metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides, and simple metals include titanium atoms, silicon atoms, aluminum atoms, cobalt atoms, and zirconium atoms.
- Specific examples of inorganic particles include inorganic oxide particles such as alumina particles, alumina hydrate particles, silica particles, zirconia particles, and clay minerals (e.g., smectite). Zirconium oxide particles are preferred in terms of refractive index.
- the refractive index can be adjusted to a desired value by changing the amount of inorganic particles.
- the average particle size of the inorganic particles is not particularly limited, but when zirconium oxide is used as the main component, it is preferably 1 to 120 nm, more preferably 1 to 60 nm, and even more preferably 2 to 40 nm.
- the circularly polarizing plate may have layers other than the linear polarizer, the first optically anisotropic layer, the second optically anisotropic layer, the third optically anisotropic layer, and the fourth optically anisotropic layer.
- the other layer may be, for example, an alignment film.
- the alignment layer can be formed by means of rubbing an organic compound (preferably a polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer with microgrooves, or deposition of an organic compound (e.g., ⁇ -tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearate, etc.) by the Langmuir-Blodgett method (LB film).
- LB film Langmuir-Blodgett method
- alignment films are also known that exhibit alignment functions when an electric field is applied, a magnetic field is applied, or light (preferably polarized light) is irradiated.
- the alignment film is preferably formed by rubbing a polymer.
- a circular polarizing plate may be produced by sequentially preparing the second to fourth optically anisotropic layers on a long support, or on the first optically anisotropic layer as a support, using the polymerizable liquid crystal composition described below, and then bonding them to a linear polarizer. Furthermore, the above-mentioned method of laminating an optically anisotropic layer and the method of forming an optically anisotropic layer using a polymerizable liquid crystal composition may be combined.
- the polymerizable liquid crystal composition contains a liquid crystal compound having a polymerizable group, such as a discotic liquid crystal compound, as described above.
- the polymerizable liquid crystal composition may contain components other than the liquid crystal compound having a polymerizable group. Examples of the other components include a polymerization initiator.
- the polymerization initiator used is selected depending on the type of polymerization reaction, and examples include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.
- the content of the polymerization initiator in the polymerizable liquid crystal composition is preferably from 0.01 to 20% by mass, more preferably from 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the composition.
- the solid content means a component capable of forming an optically anisotropic layer from which the solvent has been removed, and is considered to be a solid content even if the component is in a liquid state.
- the polymerizable liquid crystal composition may contain a polymerizable monomer other than the liquid crystal compound having a polymerizable group.
- the polymerizable monomer include radically polymerizable or cationic polymerizable compounds, and polyfunctional radically polymerizable monomers are preferred.
- the content of the polymerizable monomer in the polymerizable liquid crystal composition is preferably from 1 to 50% by mass, more preferably from 2 to 30% by mass, based on the total mass of the liquid crystal compound.
- the polymerizable liquid crystal composition preferably contains a chiral agent.
- the chiral agent is added to twist align the liquid crystal compound, but of course, if the liquid crystal compound is an optically active compound, such as one having an asymmetric carbon atom in the molecule, the addition of a chiral agent is not necessary. Furthermore, depending on the production method and twist angle, the addition of a chiral agent is not necessary.
- both the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer contain two or more chiral agents, and it is more preferable that at least one of the chiral agents is a photosensitive chiral agent whose helical twisting power changes upon irradiation with light, and it is even more preferable that at least one of the chiral agents is a chiral agent having a photoisomerizable double bond and a binaphthyl moiety.
- the amount of the chiral agent used is not particularly limited, and is adjusted so as to achieve the twist angle described above.
- the optically anisotropic layer can be produced by applying a polymerizable liquid crystal composition to form a coating film, subjecting the coating film to an alignment treatment to align the polymerizable liquid crystal compound, and then subjecting the coating film to a curing treatment.
- a polymerizable liquid crystal composition is applied to form a coating film, subjecting the coating film to an alignment treatment to align the polymerizable liquid crystal compound, and then subjecting the coating film to a curing treatment.
- the object to which the polymerizable liquid crystal composition is applied and examples thereof include the above-mentioned long support and the first to third optically anisotropic layers.
- the substrate to which the polymerizable liquid crystal composition is applied may be subjected to a rubbing treatment.
- a rubbed long support may be used.
- Methods for applying the polymerizable liquid crystal composition include curtain coating, dip coating, spin coating, print coating, spray coating, slot coating, roll coating, slide coating, blade coating, gravure coating, and wire bar coating.
- the formed coating film is subjected to an alignment treatment to align the polymerizable liquid crystal compound in the coating film.
- the alignment treatment can be carried out by drying the coating film at room temperature or by heating the coating film.
- the liquid crystal phase formed by the alignment treatment can generally be transitioned by a change in temperature or pressure.
- the transition can also be achieved by changing the composition ratio, such as the amount of solvent.
- the conditions for heating the coating are not particularly limited, but the heating temperature is preferably 50 to 250° C., more preferably 50 to 150° C., and the heating time is preferably 10 seconds to 10 minutes.
- the coating film may be cooled, if necessary, before the curing treatment (light irradiation treatment) described below.
- the cooling temperature is preferably 20 to 200°C, and more preferably 30 to 150°C.
- the coating film in which the polymerizable liquid crystal compound is aligned is subjected to a curing treatment.
- the method of curing the coating film in which the polymerizable liquid crystal compound is oriented is not particularly limited, and examples thereof include light irradiation treatment and heat treatment. Among these, from the viewpoint of manufacturability, light irradiation treatment is preferred, and ultraviolet irradiation treatment is more preferred.
- the irradiation conditions for the light irradiation treatment are not particularly limited, but the irradiation dose is preferably 50 to 1000 mJ/cm 2 .
- the atmosphere during the light irradiation treatment is not particularly limited, but a nitrogen atmosphere is preferred.
- Step 1 A step of applying a polymerizable liquid crystal composition containing a chiral agent including at least a photosensitive chiral agent whose helical twisting power is changed by irradiation with light, and a discotic liquid crystal compound having a polymerizable group (hereinafter, in the explanation of Steps 1 to 5, this will also be simply referred to as a "liquid crystal compound”) onto a long support or a first optically anisotropic layer to form a composition layer.
- Step 2 A step of subjecting the composition layer to a heat treatment to align the liquid crystal compound in the composition layer.
- Step 3 After Step 2, a step of irradiating the composition layer with light under conditions of an oxygen concentration of 1% by volume or more.
- Step 4 After Step 3, a step of subjecting the composition layer to a heat treatment.
- Step 5 After Step 4, a step of subjecting the composition layer to a curing treatment to fix the alignment state of the liquid crystal compound, thereby forming a second optically anisotropic layer and a third optically anisotropic layer.
- Step 1 a polymerizable liquid crystal composition containing a chiral agent including at least a photosensitive chiral agent whose helical twisting power changes upon irradiation with light and a liquid crystal compound having a polymerizable group is applied onto a long support to form a composition layer.
- a composition layer to be subjected to the light irradiation treatment described below is formed.
- the various components contained in the polymerizable liquid crystal composition are as described above, and the photosensitive chiral agent not described above will be described in detail below.
- the helical twist power (HTP) of a chiral agent is a factor indicating the helical orientation ability, which is represented by the following formula (X).
- HTP 1/(helical pitch length (unit: ⁇ m) ⁇ concentration of chiral dopant relative to liquid crystal compound (mass %)) [ ⁇ m ⁇ 1 ]
- a photosensitive chiral agent whose helical twisting power changes upon irradiation with light may be liquid crystalline or non-liquid crystalline.
- Chiral agent A generally contains an asymmetric carbon atom.
- chiral agent A may be an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound that does not contain an asymmetric carbon atom.
- the chiral agent A may have a polymerizable group.
- the chiral agent A may be a chiral agent whose helical twisting power increases or decreases upon irradiation with light.
- “increase and decrease in helical twisting power” refers to an increase or decrease when the initial helical direction (before light irradiation) of the chiral agent A is considered to be "positive.” Therefore, even when the helical twisting power continues to decrease upon light irradiation and exceeds 0, making the helical direction "negative" (i.e., when a helical twist is induced in the opposite helical direction to the initial helical direction (before light irradiation)), the chiral agent A corresponds to a "chiral agent whose helical twisting power decreases.”
- the chiral agent A is a so-called photoreactive chiral agent.
- the photoreactive chiral agent has a chiral moiety and a photoreactive moiety that undergoes a structural change upon irradiation with light, and is, for example, a compound that significantly changes the twisting power of a liquid crystal compound depending on the amount of irradiation.
- the chiral agent A is preferably a compound having at least a photoisomerizable moiety, and more preferably the photoisomerizable moiety has a photoisomerizable double bond.
- a cinnamoyl moiety, a chalcone moiety, an azobenzene moiety, or a stilbene moiety is preferred in that photoisomerization is likely to occur and there is a large difference in helical twisting power before and after light irradiation, and a cinnamoyl moiety, a chalcone moiety, or a stilbene moiety is more preferred in that there is little visible light absorption.
- the photoisomerizable moiety corresponds to the photoreactive moiety that undergoes a structural change upon light irradiation described above.
- Step 1 may be an embodiment in which two or more types of chiral agents A are used, or an embodiment in which at least one type of chiral agent A and at least one type of chiral agent whose helical twisting power does not change upon irradiation with light (hereinafter, also simply referred to as "chiral agent B") are used.
- the chiral agent B may be liquid crystalline or non-liquid crystalline.
- the chiral agent B generally contains an asymmetric carbon atom.
- the chiral agent B may be an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound that does not contain an asymmetric carbon atom.
- the chiral agent B may have a polymerizable group.
- Chiral agent B a known chiral agent can be used.
- Chiral agent B is preferably a chiral agent that induces a helix in the opposite direction to that of the above-mentioned chiral agent A. That is, for example, if the helix induced by chiral agent A is right-handed, the helix induced by chiral agent B will be left-handed.
- the content of the chiral dopant A in the composition layer is not particularly limited, but is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, and even more preferably 2.0% by mass or less, relative to the total mass of the liquid crystal compound, in order to facilitate uniform alignment of the liquid crystal compound.
- the lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and even more preferably 0.05% by mass or more.
- the chiral agent A may be used alone or in combination of two or more. When two or more types of the chiral agent A are used in combination, the total content is preferably within the above range.
- the content of the chiral dopant B in the composition layer is not particularly limited, but is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, and even more preferably 2.0% by mass or less, relative to the total mass of the liquid crystal compound, in order to facilitate uniform alignment of the liquid crystal compound.
- the lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and even more preferably 0.05% by mass or more.
- the chiral agent B may be used alone or in combination of two or more. When two or more chiral agents B are used in combination, the total content is preferably within the above range.
- the total content of the chiral agents in the composition layer is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 4.0% by mass or less, and even more preferably 2.0% by mass or less, relative to the total mass of the liquid crystal compound.
- the method for applying the polymerizable liquid crystal composition to form a composition layer is not particularly limited, and examples include the methods for applying the polymerizable liquid crystal composition described above.
- the film thickness of the composition layer is preferably 0.1 to 20 ⁇ m, more preferably 0.2 to 15 ⁇ m, and even more preferably 0.5 to 10 ⁇ m.
- Step 2 the composition layer is subjected to a heat treatment to align the liquid crystal compound in the composition layer.
- the liquid crystal compound in the composition layer is brought into a predetermined alignment state.
- the optimum conditions for the heat treatment are selected depending on the liquid crystal compound used.
- the heating temperature is often 10 to 250°C, more often 40 to 150°C, and even more often 50 to 130°C.
- the heating time is often 0.1 to 60 minutes, more often 0.2 to 5 minutes.
- the absolute value of the weighted average helical twisting power of the chiral dopant in the composition layer formed in step 1 is preferably 0.0 to 1.9 ⁇ m ⁇ 1 , more preferably 0.0 to 1.5 ⁇ m ⁇ 1 , even more preferably 0.0 to 1.0 ⁇ m ⁇ 1 , particularly preferably 0.0 to 0.5 ⁇ m ⁇ 1 , and most preferably zero.
- the weighted average helical twisting power of the chiral agent refers to the sum of the values obtained by dividing the product of the helical twisting power of each chiral agent contained in the composition layer and the concentration (% by mass) of each chiral agent in the composition layer by the total concentration (% by mass) of the chiral agents in the composition layer.
- the helical twisting force is a positive value.
- the helical twisting force is a negative value. That is, for example, in the case of a chiral agent with a helical twisting force of 10 ⁇ m ⁇ 1 , when the helical direction of the helical spiral induced by the chiral agent is right-handed, the helical twisting force is expressed as 10 ⁇ m ⁇ 1 . On the other hand, when the helical direction of the helical spiral induced by the chiral agent is left-handed, the helical twisting force is expressed as ⁇ 10 ⁇ m ⁇ 1 .
- a composition layer 24 in which the discotic liquid crystal compound DLC is vertically aligned is formed on the long support or the first optically anisotropic layer 14, as shown in Figure 10.
- Figure 10 is a schematic diagram of the cross section of the first optically anisotropic layer 14 and the composition layer 24.
- the composition layer 24 shown in Figure 10 contains chiral agents A and B at equal concentrations, and the helical direction induced by chiral agent A is left-handed, and the helical direction induced by chiral agent B is right-handed.
- the absolute value of the helical twisting power of chiral agent A and the absolute value of the helical twisting power of chiral agent B are the same.
- Step 3 is a step of irradiating the composition layer with light in the presence of oxygen after step 2.
- the mechanism of this step will be described below with reference to the drawings. 11 , in the above-mentioned step 2, light irradiation is carried out from the direction opposite to the composition layer 20 side of the long support or the first optically anisotropic layer 14 (the direction indicated by the white arrow in FIG. 11 ) under conditions of an oxygen concentration of 1% by volume or more. Note that although light irradiation is carried out from the first optically anisotropic layer 14 side in FIG. 11 , it may also be carried out from the composition layer 24 side.
- the surface of the upper region 24B is closer to the air, so the oxygen concentration in the upper region 24B is higher and the oxygen concentration in the lower region 24A is lower. Therefore, when the composition layer 24 is irradiated with light, polymerization of the liquid crystal compound in the lower region 24A is likely to proceed, and the alignment state of the liquid crystal compound is fixed.
- the chiral dopant A is also present in the lower region 24A, and the chiral dopant A is also photosensitive, causing a change in the helical twisting force.
- step 4 heat treatment
- the alignment state of the liquid crystal compound changes in accordance with the changed helical twisting force.
- step 3 the alignment state of the liquid crystal compound is more likely to be fixed in the region of the composition layer facing the substrate (lower region). Furthermore, in the region of the composition layer opposite the substrate (upper region), the alignment state of the liquid crystal compound is less likely to be solidified, resulting in a state in which the helical twisting force changes depending on the photoexposed chiral dopant A.
- Step 3 is carried out under conditions where the oxygen concentration is 1% by volume or higher.
- the oxygen concentration is 1% by volume or higher.
- an oxygen concentration of 2% by volume or higher is preferred, and 5% by volume or higher is more preferred, as this facilitates the formation of regions in which the liquid crystal compound has a different alignment state in the optically anisotropic layer.
- the irradiation intensity of the light irradiation in step 3 is not particularly limited and can be appropriately determined based on the helical twisting power of the chiral agent A.
- the irradiation dose of the light irradiation in step 3 is not particularly limited, but is preferably 300 mJ/ cm2 or less, and more preferably 200 mJ/ cm2 or less, from the viewpoint of facilitating the formation of a predetermined optically anisotropic layer.
- the lower limit is preferably 5 mJ/ cm2 or more, and more preferably 10 mJ/ cm2 or more, from the viewpoint of facilitating the formation of a predetermined optically anisotropic layer.
- the light irradiation in step 3 is preferably carried out at 15 to 70°C (preferably 15 to 50°C).
- the light used for irradiation may be any light to which chiral agent A is sensitive.
- the light used for irradiation there are no particular restrictions on the light used for irradiation, as long as it is actinic radiation or radiation that changes the helical twisting power of chiral agent A.
- Examples include the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet light as typified by excimer lasers, extreme ultraviolet light, X-rays, ultraviolet light, and electron beams. Of these, ultraviolet light is preferred.
- Step 4 is a step of subjecting the composition layer to a heat treatment after step 3.
- the alignment state of the liquid crystal compound changes in the region in the composition layer irradiated with light where the helical twisting power of the chiral dopant A has changed.
- the mechanism of this step will be explained below with reference to the drawings.
- step 3 when step 3 is performed on the composition layer 22 shown in Figure 10, the orientation state of the liquid crystal compound is fixed in the lower region 24A, whereas polymerization of the liquid crystal compound is difficult to proceed in the upper region 24B, and the orientation state of the liquid crystal compound is not fixed. Furthermore, the helical twisting force of the chiral dopant A changes in the upper region 24B. When such a change in the helical twisting force of the chiral dopant A occurs, the force twisting the liquid crystal compound in the upper region 24B changes compared to the state before light irradiation. This point will be explained in more detail.
- the composition layer 24 shown in Figure 10 contains chiral agents A and B at equal concentrations, and the helical direction induced by chiral agent A is left-handed, while the helical direction induced by chiral agent B is right-handed. Furthermore, the absolute value of the helical twisting power of chiral agent A is the same as that of chiral agent B. Therefore, the weighted average helical twisting power of the chiral agents in the composition layer before light irradiation is 0.
- Figure 12 The above embodiment is shown in Figure 12.
- the vertical axis represents "helix twisting power of chiral dopant ( ⁇ m -1 ) ⁇ chiral dopant concentration (mass %)", and the further this value is from zero, the stronger the helix twisting power.
- the horizontal axis represents "light irradiation dose (mJ/cm 2 )”.
- the relationship between chiral agent A and chiral agent B in the composition layer before light irradiation corresponds to a state where the light irradiation dose is 0, and the absolute value of "helical twisting power of chiral agent A ( ⁇ m ⁇ 1 ) ⁇ concentration of chiral agent A (mass %)" is equal to the absolute value of "helical twisting power of chiral agent B ( ⁇ m ⁇ 1 ) ⁇ concentration of chiral agent B (mass %).”
- the helical twisting powers of chiral agent A which induces left-handedness
- chiral agent B which induces right-handedness
- the weighted average helical twisting power of the chiral dopant in the upper region 24B increases, and the left-handed helical twisting power becomes stronger, as shown in Fig. 13.
- the helical twisting power of the liquid crystal compound increases in the negative (-) direction of the helical twist induced by the chiral dopant A as the amount of irradiation increases.
- the composition layer 24 after step 3, in which such a change in the weighted average helical twisting force has occurred is subjected to a heat treatment to promote reorientation of the liquid crystal compound, as shown in Figure 14, in the upper region 24B, the liquid crystal compound DLC is twisted and oriented along the helical axis extending along the thickness direction of the composition layer 24.
- the lower region 24A of the composition layer 24 polymerization of the liquid crystal compound has progressed during step 3, and the orientation state of the liquid crystal compound has been fixed, so reorientation of the liquid crystal compound does not proceed.
- step 4 a plurality of regions in which the liquid crystal compound has different alignment states are formed along the thickness direction of the composition layer.
- the degree of twist of the liquid crystal compound DLC can be appropriately adjusted by the type of chiral dopant A used and the exposure dose in step 3, and the twist angle of the third optically anisotropic layer described below can be realized.
- chiral agents A may be used.
- a chiral agent A1 that induces left-handedness and a chiral agent A2 that induces right-handedness are used in combination.
- Chiral agents A1 and A2 may each independently be chiral agents that increase the helical twisting power or chiral agents that decrease the helical twisting power.
- a chiral agent that induces left-handedness and whose helical twisting power increases upon light irradiation may be used in combination with a chiral agent that induces right-handedness and whose helical twisting power decreases upon light irradiation.
- the heating temperature is preferably the temperature at which the mixture is heated from the state in step 3, which is often 35 to 250°C, more often 50 to 150°C, even more often higher than 50°C and 150°C or lower, and particularly often 60 to 130°C.
- the heating time is often 0.01 to 60 minutes, more often 0.03 to 5 minutes.
- the absolute value of the weighted average helical twisting power of the chiral agent in the composition layer after light irradiation is not particularly limited, but the absolute value of the difference between the weighted average helical twisting power of the chiral agent in the composition layer after light irradiation and the weighted average helical twisting power before light irradiation is preferably 0.05 ⁇ m ⁇ 1 or more, more preferably 0.05 to 10.0 ⁇ m ⁇ 1 , and even more preferably 0.1 to 10.0 ⁇ m ⁇ 1 .
- Step 5 is a step of forming the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer by subjecting the composition layer to a curing treatment after step 4 to fix the alignment state of the liquid crystal compound.
- the alignment state of the liquid crystal compound in the composition layer is fixed, and as a result, a predetermined optically anisotropic layer is formed.
- the method of curing treatment is not particularly limited, and examples thereof include photocuring treatment and heat curing treatment. Among these, photoirradiation treatment is preferred, and ultraviolet irradiation treatment is more preferred.
- a light source such as an ultraviolet lamp is used.
- the amount of light (for example, ultraviolet light) to be irradiated is not particularly limited, but generally, it is preferably about 100 to 800 mJ/cm 2 .
- the organic EL display device of the present invention has the above-described circular polarizer of the present invention.
- the circular polarizer is provided on an organic EL display panel of the organic EL display device. That is, the organic EL display device of the present invention has an organic EL display panel and the above-described circular polarizer of the present invention.
- an organic EL display device 100 includes an organic EL display panel 26 and a circular polarizer 10a, as shown in Fig. 15. As shown in Fig. 15, a linear polarizer 12 is disposed on the outermost side.
- the organic EL display panel 26 is a component in which a light-emitting layer or multiple organic compound thin films including light-emitting layers are formed between a pair of electrodes, an anode and a cathode.
- the panel may also have a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a protective layer, etc., and each of these layers may also have other functions.
- Various materials can be used to form each layer.
- panels with a hollow structure include those using sealing glass, specifically SAMSUNG's GALAXY SII and GALAXY S4.
- panels without a hollow structure include those using thin-film sealing, specifically SAMSUNG's GALAXY S8+, Apple's iPhone (registered trademark) X, and Huawei's P40 Pro.
- the circularly polarizing plate of the present invention further suppresses the tinting of black, particularly in a panel that does not have a hollow structure.
- Example 1 ⁇ Preparation of First Optically Anisotropic Layer> The following composition was charged into a mixing tank, stirred, and further heated at 90°C for 10 minutes. Thereafter, the obtained composition was filtered through filter paper with an average pore size of 34 ⁇ m and a sintered metal filter with an average pore size of 10 ⁇ m to prepare cellulose acylate solution 1.
- the solution 1 prepared above was cast using a drum film-forming machine.
- the solution was cast from a die so that it was in contact with a metal support cooled to 0°C, and the resulting web (film) was then peeled off.
- the drum was made of SUS (Steel Use Stainless Steel).
- the web (film) obtained by casting was peeled from the drum and then dried for 20 minutes in a tenter apparatus, in which both ends of the web were clipped with clips while the film was being transported, at 30 to 40°C. Subsequently, the web was post-dried by zone heating while being transported with rolls. The obtained web was knurled and then wound up.
- the obtained cellulose acylate film (first optically anisotropic layer) had a thickness of 40 ⁇ m, an in-plane retardation Re(550) of 0 nm at a wavelength of 550 nm, and a thickness direction retardation Rth(550) of 26 nm.
- ⁇ One-side saponification treatment> The cellulose acylate film was passed through a dielectric heating roll at a temperature of 60°C to raise the film surface temperature to 40°C, and then an alkaline solution having the composition shown below was applied to the band surface of the film using a bar coater in an amount of 14 ml/ m2 .
- the film was then transported for 10 seconds under a steam-type far-infrared heater manufactured by Noritake Co., Ltd., heated to 110°C. Subsequently, 3 ml/ m2 of pure water was applied using the same bar coater.
- the film was washed with water using a fountain coater and drained with an air knife three times, and then transported for 10 seconds in a drying zone at 70°C to dry, thereby producing a one-side saponified cellulose acylate film.
- a composition (A) for forming an alignment film having the following composition was continuously applied using a #9 wire bar, and the coating was dried with hot air at 60° C. for 60 seconds and then with hot air at 100° C. for 120 seconds.
- the thickness of the alignment film was 0.3 ⁇ m.
- Modified polyvinyl alcohol P1 (in the formula below, the numerical value for each repeating unit represents the content (mol %) of each repeating unit relative to all repeating units.)
- the alignment film prepared as described above was subjected to a continuous rubbing treatment.
- the longitudinal direction of the long film was parallel to the conveying direction, and the angle between the longitudinal direction of the film (conveying direction) and the rotation axis of the rubbing roller was 76°.
- the longitudinal direction of the film (conveying direction) was set to 90°, and when observed from the film side, the width direction of the film was used as the reference (0°) and clockwise directions were expressed as positive values, so the rotation axis of the rubbing roller was at an angle of -14°.
- the position of the rotation axis of the rubbing roller was rotated 76° clockwise from the longitudinal direction of the film.
- the rubbed cellulose acylate film was used as a substrate, and an optically anisotropic layer-forming composition (1) containing a discotic liquid crystal compound having the following composition was applied using a Giesser coater to form a composition layer.
- the absolute value of the weighted average helical twisting power of the chiral dopant in the composition layer was 0.0 ⁇ m
- the resulting composition layer was heated at 95° C. for 80 seconds, which caused the discotic liquid crystal compound in the composition layer to be aligned in a predetermined direction.
- composition layer was irradiated with ultraviolet light (irradiation dose: 14 mJ/cm 2 ) using a 365 nm LED (Light Emitting Diode) lamp (manufactured by Acroedge Co., Ltd.) at 40°C in oxygen-containing air (oxygen concentration: approximately 20 % by volume).
- ultraviolet light irradiation dose: 14 mJ/cm 2
- 365 nm LED Light Emitting Diode lamp
- the thickness of the liquid crystal cured layer was 2.7 ⁇ m, and the 1.4 ⁇ m thick region (second optical anisotropic layer) on the cellulose acylate film (resin film) side of the liquid crystal cured layer was homogeneously aligned without a twist angle, and the 1.3 ⁇ m thick region (third optical anisotropic layer) on the opposite side of the optical anisotropic layer from the cellulose acylate film (resin film) was twistedly aligned.
- the optical properties of the laminate were determined using an Axometrics AxoScan and its analysis software (Multi-Layer Analysis).
- the product ( ⁇ n2d2) of the in-plane refractive index anisotropy ⁇ n2 and the thickness d2 of the second optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 168 nm, the twist angle of the liquid crystal compound was 0°, and the alignment axis angle of the liquid crystal compound relative to the longitudinal direction was ⁇ 104° on the substrate side and ⁇ 104° on the side contacting the third optically anisotropic layer.
- the product ( ⁇ n1d1) of the in-plane refractive index anisotropy ⁇ n1 and the thickness d1 of the third optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 160 nm, the twist angle of the liquid crystal compound was 81°, and the alignment axis angle of the liquid crystal compound relative to the longitudinal direction was ⁇ 104° on the side in contact with the second optically anisotropic layer and ⁇ 185° on the air side.
- Leveling agent B-1 weight average molecular weight: 16,000; in the formula below, the numerical value for each repeating unit represents the content (mass%) of each repeating unit relative to all repeating units.
- Cellulose acylate solution 2 ⁇ Cellulose acylate having an acetylation degree of 60.7 to 61.1%: 100 parts by mass; Triphenyl phosphate (plasticizer): 7.8 parts by mass; Biphenyl diphenyl phosphate (plasticizer): 3.9 parts by mass; Methylene chloride (first solvent): 336 parts by mass; Methanol (second solvent): 29 parts by mass; 1-butanol (third solvent): 11 parts by mass.
- the following retardation increasing agent (16 parts by mass), methylene chloride (92 parts by mass), and methanol (8 parts by mass) were charged and stirred while heating to prepare a retardation increasing agent solution.
- the retardation increasing agent solution 25 parts by mass
- the amount of the retardation increasing agent added was 6.0 parts by mass relative to 100 parts by mass of cellulose acylate.
- the resulting solution was cast using a band stretching machine. After the film surface temperature on the band reached 40°C, the film was peeled off from the band and dried with warm air at 70°C for 1 minute, and then with dry air at 140°C for 10 minutes.
- the resulting cellulose acylate film (fourth optically anisotropic layer) had a thickness of 60 ⁇ m, an in-plane retardation Re(550) of 0 nm at a wavelength of 550 nm, and a thickness direction retardation Rth(550) of 60 nm.
- a polyvinyl alcohol (PVA) film having a thickness of 80 ⁇ m was dyed by immersing it in an aqueous iodine solution having an iodine concentration of 0.05% by mass for 60 seconds at 30° C.
- the obtained film was immersed in an aqueous boric acid solution having a boric acid concentration of 4% by mass for 60 seconds, while being longitudinally stretched to 5 times its original length, and then dried at 50° C. for 4 minutes to obtain a polarizer having a thickness of 20 ⁇ m.
- a commercially available cellulose acylate film Fujitac TG40UL (manufactured by Fujifilm Corporation), was prepared and immersed in a 1.5 mol/L aqueous sodium hydroxide solution at 55°C, followed by thorough rinsing with water to remove the sodium hydroxide. The resulting film was then immersed in a 0.005 mol/L dilute sulfuric acid solution at 35°C for 1 minute, and then immersed in water to thoroughly rinse off the dilute sulfuric acid solution. Finally, the resulting film was thoroughly dried at 120°C to prepare a polarizer protective film with a saponified surface.
- the circular polarizing plate (P-1) had a polarizer protective film, a polarizer, a first optically anisotropic layer, a second optically anisotropic layer, a third optically anisotropic layer, and a fourth optically anisotropic layer in this order.
- the absorption axis of the polarizer coincided with the longitudinal direction of the circular polarizer, the rotation angle of the in-plane slow axis of the second optically anisotropic layer relative to the absorption axis of the polarizer was 104°, and the rotation angle of the in-plane slow axis of the surface of the third optically anisotropic layer opposite the second optically anisotropic layer relative to the absorption axis of the polarizer was 185°.
- the rotation angle of the in-plane slow axis is expressed as an angle value that is positive in the counterclockwise direction and negative in the clockwise direction when the optically anisotropic layer is observed from the polarizer side, with the longitudinal direction of the substrate being taken as the reference angle of 0°.
- Example 2 ⁇ Formation of alignment film> A cellulose acylate film prepared in the same manner as in Example 1 for the first optically anisotropic layer was subjected to one-side saponification treatment in the same manner as in Example 1. Next, the saponified surface was continuously coated with a composition (B) for forming an alignment film having the following composition using a #10 wire bar, and dried with hot air at 60° C. for 60 seconds and then with hot air at 100° C. for 120 seconds. The thickness of the alignment film was 0.5 ⁇ m. In Example 2, the cellulose acylate film on which the alignment film was formed was used as a substrate when the second optically anisotropic layer and the third optically anisotropic layer were formed.
- Modified polyvinyl alcohol in the formula below, the numerical value for each repeating unit represents the content (mol %) of each repeating unit relative to all repeating units.
- the alignment film prepared above was subjected to a rubbing treatment in the same manner as in Example 1, and then an optically anisotropic layer-forming composition (2) containing a discotic liquid crystal compound having the following composition was applied thereto, followed by heating and ultraviolet irradiation, to prepare a laminate [layer structure: cellulose acylate film (resin film)/alignment film/cured liquid crystal layer].
- the laminate prepared by the above-mentioned procedure was cut parallel to the rubbing direction, and the liquid crystal cured layer was observed from the cross-sectional direction using a polarizing microscope.
- the thickness of the liquid crystal cured layer was 2.7 ⁇ m, and the 1.4 ⁇ m thick region (second optical anisotropic layer) on the cellulose acylate film (resin film) side of the liquid crystal cured layer was homogeneously aligned without a twist angle, and the 1.3 ⁇ m thick region (third optical anisotropic layer) on the opposite side of the optical anisotropic layer from the cellulose acylate film (resin film) was twistedly aligned.
- the optical properties of the laminate were determined using an Axometrics AxoScan and its analysis software (Multi-Layer Analysis).
- the product ( ⁇ n2d2) of the in-plane refractive index anisotropy ⁇ n2 and the thickness d2 of the second optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 168 nm, the twist angle of the liquid crystal compound was 0°, and the alignment axis angle of the liquid crystal compound relative to the longitudinal direction was ⁇ 104° on the substrate side and ⁇ 104° on the side contacting the third optically anisotropic layer.
- the product ( ⁇ n1d1) of the in-plane refractive index anisotropy ⁇ n1 and the thickness d1 of the third optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 160 nm, the twist angle of the liquid crystal compound was 81°, and the alignment axis angle of the liquid crystal compound relative to the longitudinal direction was ⁇ 104° on the side in contact with the second optically anisotropic layer and ⁇ 185° on the air side.
- An optically anisotropic layer-forming composition (3) containing a discotic liquid crystal compound having the following composition was applied to a cellulose acylate film using a Giesser coater to form a composition layer.
- the film with the composition layer formed was heated with hot air at 116°C for 1 minute, and then irradiated with ultraviolet light at a dose of 150 mJ/ cm2 using a 365 nm UV-LED at a UV temperature of 78°C while purging with nitrogen to maintain an oxygen concentration of 100 ppm by volume or less.
- the film thickness of the formed liquid crystal alignment layer (fourth optically anisotropic layer) was 2 ⁇ m.
- the in-plane retardation Re(550) at a wavelength of 550 nm was 0 nm, and the thickness direction retardation Rth(550) at a wavelength of 550 nm was 60 nm.
- the average tilt angle of the discotic plane of the discotic liquid crystal compound with respect to the film surface was 0°, and it was confirmed that the compound was aligned horizontally with respect to the film surface.
- Leveling agent B-2 weight average molecular weight: 12,500; in the formula below, the numerical value for each repeating unit represents the content (mass%) of each repeating unit relative to all repeating units.
- Base material side unevenly distributed polymer P-1 (weight average molecular weight: 7800)
- ultraviolet-curable adhesive composition 1 was applied to the surface side of the fourth optically anisotropic layer of the film containing the fourth optically anisotropic layer to form an adhesive composition layer, and the surfaces of the third optically anisotropic layers of the film containing the second and third optically anisotropic layers were bonded together so that their longitudinal directions were parallel.
- the obtained laminate was irradiated with ultraviolet light at an exposure dose of 600 mJ/cm 2 (wavelength 365 nm) using a high-pressure mercury lamp to cure the adhesive composition layer and form an adhesive layer with a thickness of 1 ⁇ m.
- a polarizer was prepared using the same procedure as in Example 1, and then Fujitac TG40UL as a polarizer protective film and TJ25 (manufactured by Fujifilm Corporation) as a first optically anisotropic layer were successively bonded together using a polyvinyl alcohol-based adhesive.
- the thickness of TJ25 was 25 ⁇ m
- the in-plane retardation Re(550) at a wavelength of 550 nm was 0 nm
- the retardation in the thickness direction Rth(550) at a wavelength of 550 nm was 20 nm.
- the TJ25 surface side of the linear polarizer and the second optically anisotropic layer surface side of the prepared optical laminate were treated once using a corona treatment device under conditions of an output of 0.3 kW and a treatment speed of 7.6 m/min, and then ultraviolet-curable adhesive composition 1 was applied to the TJ25 surface side to form an adhesive composition layer, and the second optically anisotropic layer surface side of the optical laminate was bonded to it.
- the laminate was then irradiated with ultraviolet light at a dose of 600 mJ/cm 2 (wavelength 365 nm) using a high-pressure mercury lamp to cure the adhesive composition layer and form a 1 ⁇ m-thick adhesive layer.
- the substrate (cellulose acylate film) of the fourth optically anisotropic layer was peeled off to produce a circularly polarizing plate having, in this order, the polarizer protective film, the polarizer, the first optically anisotropic layer, the adhesive layer, the second optically anisotropic layer, the third optically anisotropic layer, the adhesive layer, and the fourth optically anisotropic layer.
- Example 3 A circularly polarizing plate was prepared in the same manner as in Example 1, except that a horizontally aligned layer of the same discotic liquid crystal as in the fourth optically anisotropic layer of Example 2 was used instead of the cellulose acylate film as the fourth optically anisotropic layer.
- Example 4 A circularly polarizing plate was prepared in the same manner as in Example 1, except that the rubbing angle of the alignment film, the amount of chiral agent in the composition (1) for forming an optically anisotropic layer, the coating amount, and the irradiation amount of the 365 nm LED lamp were adjusted to obtain the desired optical properties.
- Example 5 A circularly polarizing plate was produced in the same manner as in Example 2, except that TJ25 was not used as the polarizer protective film and the ultraviolet-curable adhesive composition 1 was applied directly to the polarizer surface.
- Example 5 is described as a circular polarizer that does not have a first optically anisotropic layer but has second to fourth optically anisotropic layers, which is an example corresponding to the third embodiment described above.
- Example 6 A circularly polarizing plate was prepared in the same manner as in Example 1, except that the fourth optically anisotropic layer in Example 1 was changed to a cellulose acylate film containing a UV absorber as shown below.
- ⁇ Formation of Fourth Optically Anisotropic Layer> The following composition was charged into a mixing tank, stirred, and further heated at 90°C for 10 minutes. Thereafter, the obtained composition was filtered through filter paper with an average pore size of 34 ⁇ m and a sintered metal filter with an average pore size of 10 ⁇ m to prepare cellulose acylate solution 1.
- the solution 1 prepared above was cast using a drum film-forming machine.
- the solution was cast from a die onto a metal support cooled to 0°C, and the resulting web (film) was then peeled off.
- the drum was made of SUS.
- the web (film) obtained by casting was peeled from the drum and then dried for 20 minutes in a tenter apparatus, in which both ends of the web were clipped with clips while the film was being transported, at 30 to 40°C. Subsequently, the web was post-dried by zone heating while being transported with rolls. The obtained web was knurled and then wound up.
- the obtained cellulose acylate film (fourth optically anisotropic layer) containing a UV absorber had a thickness of 40 ⁇ m, an in-plane retardation Re(550) of 0 nm at a wavelength of 550 nm, and a thickness direction retardation Rth(550) of 26 nm.
- Example 7 A circularly polarizing plate was produced in the same manner as in Example 2, except that the thickness of the fourth optically anisotropic layer was changed from 2 ⁇ m to 1 ⁇ m.
- the fourth optically anisotropic layer had an in-plane retardation Re(550) of 0 nm at a wavelength of 550 nm and a thickness direction retardation Rth(550) of 44 nm at a wavelength of 550 nm.
- the organic EL display device thus fabricated was set to display black, and a fluorescent lamp was shone on it at a polar angle of 45° under bright light, and the reflected light was observed from all directions.
- the azimuth angle dependence of the color change was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. 4: No visible color change (acceptable). 3: Coloring is visible, but very slight (acceptable). 2: Some coloring is visible and there is some reflected light, which is unacceptable. 1: Coloring was visible and there was a lot of reflected light, which was unacceptable.
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Abstract
本発明は、斜め方向からの黒色の視認性向上を達成することができる円偏光板および有機EL表示装置を提供することを課題とする。本発明の円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層が下記式(2)を満たし、第3光学異方性層が厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。 式(1) nx=ny>nz 式(2) nz=nx>ny
Description
本発明は、円偏光板、および、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
屈折率異方性を持つ光学異方性層は、表示装置の反射防止膜、および、液晶表示装置の光学補償フィルムなどの種々の用途に適用されている。
特許文献1においては、所定の光学特性を示す2種の光学異方性層を有する位相差板が開示されている。
特許文献1においては、所定の光学特性を示す2種の光学異方性層を有する位相差板が開示されている。
一方、近年、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置の視認性に関してより一層の向上が求められており、具体的には、有機EL表示装置を斜め方向から視認した際の黒色の視認性のより一層の向上が求められている。つまり、有機EL表示装置を斜め方向から視認した際に、黒色に他の色味が含まれず、より一層黒色に見えることが求められている。
本発明者らは、特許文献1に具体的に開示されている円偏光板を、有機EL表示素子に貼り合せて、その視認性を斜め方向から評価したところ、黒色の視認性に改善の余地があることを明らかとした。
本発明は、斜め方向からの黒色の視認性向上を達成することができる円偏光板および有機EL表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、所定の屈折率異方性を有する、複数の光学異方性層を組み合わせることにより、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[1] 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層が下記式(2)を満たし、第3光学異方性層が厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
式(1) nx=ny>nz
式(2) nz=nx>ny
[2] 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層および第3光学異方性層がいずれも厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
式(1) nx=ny>nz
[3] 第2光学異方性層が、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、[1]に記載の円偏光板。
[4] 第2光学異方性層と、第3光学異方性層とが直接隣接する、[1]~[3]のいずれかに記載の円偏光板。
[5] 第2光学異方性層の第3光学異方性層側表面での面内遅相軸と、第3光学異方性層の第2光学異方性層側表面での面内遅相軸とが平行である、[1]~[4]のいずれかに記載の円偏光板。
[6] 直線偏光子の吸収軸と、第2光学異方性層の面内遅相軸とのなす角度が94~114°であり、第2光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションが138~198nmであり、第3光学異方性層における捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が71~91°であり、波長550nmで測定した第3光学異方性層の屈折率異方性Δnと第3光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が130~190nmである、[1]に記載の円偏光板。
[7] 直線偏光子の吸収軸と、第2光学異方性層の第1光学異方性層側表面での面内遅相軸とのなす角度が85~95°であり、第2光学異方性層における捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が16~36°であり、第2光学異方性層の波長550nmで測定した第2光学異方性層の屈折率異方性Δnと第2光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が252~312nmであり、第3光学異方性層における捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が68~88°であり、波長550nmで測定した第3光学異方性層の屈折率異方性Δnと第3光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が110~170nmである、[2]に記載の円偏光板。
[8] 第1光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは0~60nmであり、第4光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは10~90nmである、[1]~[7]のいずれかに記載の円偏光板。
[9] 第1光学異方性層がセルロースアシレートフィルムであり、第4光学異方性層がセルロースアシレートフィルム、または、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、[1]~[8]のいずれかに記載の円偏光板。
[10] 第2光学異方性層および第3光学異方性層が、ともに2種以上のキラル剤を含む、[1]~[9]のいずれかに記載の円偏光板。
[11] 第2光学異方性層および第3光学異方性層に含まれる2種以上のキラル剤の少なくとも1種が、光異性化可能な二重結合、および、ビナフチル部分構造を有する、[10]に記載の円偏光板。
[12] [1]~[11]のいずれかに記載の円偏光板を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
[13] 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第2光学異方性層が、それぞれ独立に、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層が水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
[14] [13]に記載の円偏光板を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
式(1) nx=ny>nz
式(2) nz=nx>ny
[2] 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層および第3光学異方性層がいずれも厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
式(1) nx=ny>nz
[3] 第2光学異方性層が、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、[1]に記載の円偏光板。
[4] 第2光学異方性層と、第3光学異方性層とが直接隣接する、[1]~[3]のいずれかに記載の円偏光板。
[5] 第2光学異方性層の第3光学異方性層側表面での面内遅相軸と、第3光学異方性層の第2光学異方性層側表面での面内遅相軸とが平行である、[1]~[4]のいずれかに記載の円偏光板。
[6] 直線偏光子の吸収軸と、第2光学異方性層の面内遅相軸とのなす角度が94~114°であり、第2光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションが138~198nmであり、第3光学異方性層における捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が71~91°であり、波長550nmで測定した第3光学異方性層の屈折率異方性Δnと第3光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が130~190nmである、[1]に記載の円偏光板。
[7] 直線偏光子の吸収軸と、第2光学異方性層の第1光学異方性層側表面での面内遅相軸とのなす角度が85~95°であり、第2光学異方性層における捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が16~36°であり、第2光学異方性層の波長550nmで測定した第2光学異方性層の屈折率異方性Δnと第2光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が252~312nmであり、第3光学異方性層における捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が68~88°であり、波長550nmで測定した第3光学異方性層の屈折率異方性Δnと第3光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が110~170nmである、[2]に記載の円偏光板。
[8] 第1光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは0~60nmであり、第4光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは10~90nmである、[1]~[7]のいずれかに記載の円偏光板。
[9] 第1光学異方性層がセルロースアシレートフィルムであり、第4光学異方性層がセルロースアシレートフィルム、または、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、[1]~[8]のいずれかに記載の円偏光板。
[10] 第2光学異方性層および第3光学異方性層が、ともに2種以上のキラル剤を含む、[1]~[9]のいずれかに記載の円偏光板。
[11] 第2光学異方性層および第3光学異方性層に含まれる2種以上のキラル剤の少なくとも1種が、光異性化可能な二重結合、および、ビナフチル部分構造を有する、[10]に記載の円偏光板。
[12] [1]~[11]のいずれかに記載の円偏光板を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
[13] 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第2光学異方性層が、それぞれ独立に、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層が水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
[14] [13]に記載の円偏光板を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
本発明によれば、斜め方向からの黒色の視認性向上を達成することができる円偏光板および有機EL表示装置を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、段階的に記載されている数値範囲における、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲における、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
次に、本明細書で用いられる用語について説明する。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、段階的に記載されている数値範囲における、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲における、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
次に、本明細書で用いられる用語について説明する。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を表す表記であり、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記であり、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を表す表記である。
本明細書において、面内遅相軸は、特別な断りがなければ、550nmにおける定義である。
本明細書において、Re(λ)およびRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚み方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan(Axometrics社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan(Axometrics社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本明細書において、屈折率nx、ny、および、nzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルターとの組み合わせで測定できる。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、および、ポリスチレン(1.59)。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、および、ポリスチレン(1.59)。
本明細書中における「光」とは、活性光線または放射線を意味し、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、紫外線(UV:Ultraviolet)、および電子線(EB:Electron Beam)などを意味する。なかでも、紫外線が好ましい。
本明細書では、「可視光」とは、380~780nmの光のことをいう。また、本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は550nmである。
また、本明細書において、角度の関係(例えば「直交」、「平行」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。具体的には、厳密な角度±10°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、±5°以下の範囲内であることが好ましく、±3°以下の範囲内であることがより好ましい。
また、本明細書において、角度の関係(例えば「直交」、「平行」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。具体的には、厳密な角度±10°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、±5°以下の範囲内であることが好ましく、±3°以下の範囲内であることがより好ましい。
本発明の円偏光板の特徴点としては、所定の光学特性を満たす光学異方性層を3層以上配置している点が挙げられる。
特許文献1においては、所定の光学特性を満たす光学異方性層を2層配置することにより、円偏光板として有機EL表示装置に適用した際の、正面方向の黒色の色味づきを抑制していたが、斜め方向の色味づきの抑制は不十分であった。それに対して、本発明では、2層の光学異方性層の斜め光に対する位相差を補償するための光学異方性層を新たに追加することにより、斜め方向における黒色の色味づきの抑制を達成している。
特許文献1においては、所定の光学特性を満たす光学異方性層を2層配置することにより、円偏光板として有機EL表示装置に適用した際の、正面方向の黒色の色味づきを抑制していたが、斜め方向の色味づきの抑制は不十分であった。それに対して、本発明では、2層の光学異方性層の斜め光に対する位相差を補償するための光学異方性層を新たに追加することにより、斜め方向における黒色の色味づきの抑制を達成している。
<第1の実施態様>
本発明の第1の実施態様に係る円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層が下記式(2)を満たし、第3光学異方性層が厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。
式(1) nx=ny>nz
式(2) nz=nx>ny
ここで、上記式(1)および(2)中、nxは、光学異方性層の面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をいい、nyは、光学異方性層の面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をいい、nzは、光学異方性層の厚み方向の屈折率をいう。
以下に、本発明の円偏光板の第1の実施態様について図面を参照して説明する。
図1に、本発明の円偏光板の第1の実施態様の概略断面図を示す。
また、図2は、本発明の円偏光板の第1の実施態様における、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図であり、図2では、直線偏光子、第1光学異方性層および第4光学異方性層の記載は省略している。
また、図3は、図1の白矢印から観察した際の、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との角度の関係を示す図である。
本発明の第1の実施態様に係る円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層が下記式(2)を満たし、第3光学異方性層が厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。
式(1) nx=ny>nz
式(2) nz=nx>ny
ここで、上記式(1)および(2)中、nxは、光学異方性層の面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をいい、nyは、光学異方性層の面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をいい、nzは、光学異方性層の厚み方向の屈折率をいう。
以下に、本発明の円偏光板の第1の実施態様について図面を参照して説明する。
図1に、本発明の円偏光板の第1の実施態様の概略断面図を示す。
また、図2は、本発明の円偏光板の第1の実施態様における、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図であり、図2では、直線偏光子、第1光学異方性層および第4光学異方性層の記載は省略している。
また、図3は、図1の白矢印から観察した際の、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との角度の関係を示す図である。
図1に示す円偏光板10aは、直線偏光子12と、第1光学異方性層14と、第2光学異方性層16aと、第3光学異方性層18aと、第4光学異方性層20とを有する。第3光学異方性層18aは、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物(DLC:Discotic Liquid Crystal)を固定してなる層である。
以下、各部材について詳述する。
以下、各部材について詳述する。
(直線偏光子12)
直線偏光子12は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であればよく、例えば、吸収型偏光子が挙げられる。
偏光子の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光子を利用でき、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
なお、偏光子の片面または両面には、保護膜が配置されていてもよい。
直線偏光子12は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であればよく、例えば、吸収型偏光子が挙げられる。
偏光子の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光子を利用でき、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
なお、偏光子の片面または両面には、保護膜が配置されていてもよい。
(第1光学異方性層14)
第1光学異方性層14は、製造プロセスが簡易であるという観点から、透明樹脂フィルムが好ましい。なお、透明樹脂フィルムとは、可視光の透過率が60%以上であるフィルムを意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
第1光学異方性層14は、製造プロセスが簡易であるという観点から、透明樹脂フィルムが好ましい。なお、透明樹脂フィルムとは、可視光の透過率が60%以上であるフィルムを意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
第1光学異方性層14の波長550nmにおける厚み方向のレタデーション値(Rth(550))は、本発明の円偏光板を適用した有機EL表示装置の斜め方向から視認した際の黒色の色味づきがより抑制される点(以下、単に「黒色の色味づきがより抑制される点」ともいう。)で、0~60nmが好ましく、10~60nmがより好ましく、10~50nmがさらに好ましい。
第1光学異方性層14の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~20nmが好ましく、0~10nmがより好ましい。
第1光学異方性層14の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~20nmが好ましく、0~10nmがより好ましい。
第1光学異方性層14を形成する材料としては、光学性能透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、および、等方性などに優れるポリマーが好ましい。
第1光学異方性層14として用いることのできるポリマーフィルムとしては、例えば、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、および、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレートなどのポリアクリルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルム、並びに、脂環式構造を有するポリマーのフィルム(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製)))が挙げられる。
なかでも、ポリマーフィルムの材料としては、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、または、脂環式構造を有するポリマーが好ましい。
また、第1光学異方性層14としては、セルロースアシレートフィルムであることが好ましい。
第1光学異方性層14として用いることのできるポリマーフィルムとしては、例えば、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、および、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレートなどのポリアクリルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルム、並びに、脂環式構造を有するポリマーのフィルム(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製)))が挙げられる。
なかでも、ポリマーフィルムの材料としては、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、または、脂環式構造を有するポリマーが好ましい。
また、第1光学異方性層14としては、セルロースアシレートフィルムであることが好ましい。
第1光学異方性層14には、種々の添加剤(例えば、光学的異方性調整剤、波長分散調整剤、微粒子、可塑剤、紫外線防止剤(紫外線吸収剤または紫外線散乱剤)、劣化防止剤、および、剥離剤など)が含まれていてもよい。
第1光学異方性層14の厚みは0.5~60μmが好ましく、連続生産性により適する点から、1~40μmがより好ましい。
(第2光学異方性層16a)
第2光学異方性層16aは、第1光学異方性層14と後述する第3光学異方性層18aとの間に配置される層である。
第2光学異方性層16aは、所定の光学特性を示す層であればよく、例えば、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。
なお、「固定した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態である。具体的には、通常、0~50℃、より過酷な条件下では-30~70℃の温度範囲において、層に流動性がなく、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定された配向形態を安定に保ち続けることができる状態であることが好ましい。
第2光学異方性層16aは、第1光学異方性層14と後述する第3光学異方性層18aとの間に配置される層である。
第2光学異方性層16aは、所定の光学特性を示す層であればよく、例えば、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。
なお、「固定した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態である。具体的には、通常、0~50℃、より過酷な条件下では-30~70℃の温度範囲において、層に流動性がなく、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定された配向形態を安定に保ち続けることができる状態であることが好ましい。
本明細書において、垂直配向とは、円盤状液晶化合物の円盤面(棒状液晶化合物の場合は長軸方向のことをいう。以下、同様。)が光学異方性層の主面に対して垂直に、かつ、同一方位に配列している状態(光学的一軸性)をいう。
ここで、垂直とは、厳密に垂直であることを要求するものでなく、円盤状液晶化合物の円盤面と光学異方性層の主面とのなす傾斜角が70°超の配向を意味するものとする。
また、同一方位とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
一方、本明細書において、水平配向とは、円盤状液晶化合物の円盤面が光学異方性層の主面に対して平行に、かつ、同一方位に配列している状態(光学的一軸性)をいう。
ここで、平行とは、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤状液晶化合物の円盤面と光学異方性層の主面とのなす角度が10°未満の配向であることを意味するものとする。
ここで、垂直とは、厳密に垂直であることを要求するものでなく、円盤状液晶化合物の円盤面と光学異方性層の主面とのなす傾斜角が70°超の配向を意味するものとする。
また、同一方位とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
一方、本明細書において、水平配向とは、円盤状液晶化合物の円盤面が光学異方性層の主面に対して平行に、かつ、同一方位に配列している状態(光学的一軸性)をいう。
ここで、平行とは、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤状液晶化合物の円盤面と光学異方性層の主面とのなす角度が10°未満の配向であることを意味するものとする。
第2光学異方性層16aの波長550nmにおける面内レタデーション(Re(550))は、黒色の色味づきがより抑制される点で、138~198nmが好ましく、148~188nmがより好ましい。
図2に示すように、直線偏光子12の吸収軸方向と、第2光学異方性層16aの面内遅相軸とがなす角度θ1は黒色の色味づきがより抑制される点で、94~114°が好ましく、99~109°がより好ましい。
図2について、詳細に説明する。図2中の第2光学異方性層16a中の矢印はそれぞれの表面上での面内遅相軸を表し、破線は直線偏光子の吸収軸方向を表す。図2に示すように、第2光学異方性層16aの第3光学異方性層18a側とは反対側の表面161aにおける面内遅相軸と、第2光学異方性層16aの第3光学異方性層18a側の表面162aにおける面内遅相軸とは平行であり、いずれの面内遅相軸も直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度θ1は94~114°である。
なお、図3に示すように、図1の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、破線で表した直線偏光子の吸収軸方向を基準にして、第2光学異方性層16aの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転している。つまり、第2光学異方性層16aの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転した位置に位置する。
図2について、詳細に説明する。図2中の第2光学異方性層16a中の矢印はそれぞれの表面上での面内遅相軸を表し、破線は直線偏光子の吸収軸方向を表す。図2に示すように、第2光学異方性層16aの第3光学異方性層18a側とは反対側の表面161aにおける面内遅相軸と、第2光学異方性層16aの第3光学異方性層18a側の表面162aにおける面内遅相軸とは平行であり、いずれの面内遅相軸も直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度θ1は94~114°である。
なお、図3に示すように、図1の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、破線で表した直線偏光子の吸収軸方向を基準にして、第2光学異方性層16aの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転している。つまり、第2光学異方性層16aの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転した位置に位置する。
第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]や、特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好ましく用いることができる。
円盤状液晶化合物は1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
円盤状液晶化合物は1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
円盤状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。
第2光学異方性層16aは、後段で詳述するように、重合性基を有する円盤状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましく、垂直配向した重合性基を有する円盤状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることがより好ましい。
第2光学異方性層16aの厚みは0.5~5μmが好ましい。
(第3光学異方性層18a)
第3光学異方性層18aは、第2光学異方性層16aと第4光学異方性層20との間に配置される層である。
第3光学異方性層18aは、図1に示すように、厚み方向(図1中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。第3光学異方性層18aは、いわゆる螺旋構造を持ったキラルネマチック相を固定してなる層であることが好ましい。なお、上記相を形成する際には、ネマチック液晶相を示す液晶化合物と後述するキラル剤とを混合したものが使用されることが好ましい。
なお、「固定した」状態の意味は、上述した通りである。
第3光学異方性層18aは、第2光学異方性層16aと第4光学異方性層20との間に配置される層である。
第3光学異方性層18aは、図1に示すように、厚み方向(図1中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。第3光学異方性層18aは、いわゆる螺旋構造を持ったキラルネマチック相を固定してなる層であることが好ましい。なお、上記相を形成する際には、ネマチック液晶相を示す液晶化合物と後述するキラル剤とを混合したものが使用されることが好ましい。
なお、「固定した」状態の意味は、上述した通りである。
波長550nmで測定した第3光学異方性層18aの屈折率異方性Δnと第3光学異方性層18aの厚みdとの積Δndの値は、黒色の色味づきがより抑制される点で、130~190nmが好ましく、140~180nmがより好ましい。
なお、屈折率異方性Δnとは、光学異方性層中の液晶分子の屈折率異方性を意味する。
また、積Δndを算出する際の厚みdの数値は、「nm」を単位とする数値である。
上記Δndの測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
なお、屈折率異方性Δnとは、光学異方性層中の液晶分子の屈折率異方性を意味する。
また、積Δndを算出する際の厚みdの数値は、「nm」を単位とする数値である。
上記Δndの測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
液晶化合物LCの捩れ角度(液晶化合物LCの配向方向の捩れ角度)は黒色の色味づきがより抑制される点で、81±10°(71~91°の範囲内)が好ましく、81±8°(73~89°の範囲内)がより好ましい。
なお、捩れ角度の測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
また、液晶化合物が捩れ配向するとは、第3光学異方性層18aの厚み方向を軸として、第3光学異方性層18aの一方の主表面から他方の主表面までの液晶化合物が捩れることを意図する。それに伴い、液晶化合物の配向方向(面内遅相軸方向)が、第3光学異方性層18aの厚み方向の位置によって異なる。
なお、捩れ角度の測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
また、液晶化合物が捩れ配向するとは、第3光学異方性層18aの厚み方向を軸として、第3光学異方性層18aの一方の主表面から他方の主表面までの液晶化合物が捩れることを意図する。それに伴い、液晶化合物の配向方向(面内遅相軸方向)が、第3光学異方性層18aの厚み方向の位置によって異なる。
図2を用いて、第3光学異方性層18aの面内遅相軸の位置関係を説明する。図2中の第3光学異方性層18a中の矢印はそれぞれの表面での面内遅相軸を表す。
第2光学異方性層16aの面内遅相軸と、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面での面内遅相軸とは平行である。言い換えれば、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面181aでの面内遅相軸と、直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度は、上述したθ1に該当する。
また、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面181aでの面内遅相軸と、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面182aでの面内遅相軸とは、上述した捩れ角度をなす。言い換えると、図1の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面181aでの面内遅相軸を基準に、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面182aでの面内遅相軸が時計回りに所定の角度回転している。
つまり、図3に示すように、図1の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層16aの面内遅相軸を基準にして、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面182aでの面内遅相軸はθ2°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
第2光学異方性層16aの面内遅相軸と、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面での面内遅相軸とは平行である。言い換えれば、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面181aでの面内遅相軸と、直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度は、上述したθ1に該当する。
また、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面181aでの面内遅相軸と、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面182aでの面内遅相軸とは、上述した捩れ角度をなす。言い換えると、図1の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側の表面181aでの面内遅相軸を基準に、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面182aでの面内遅相軸が時計回りに所定の角度回転している。
つまり、図3に示すように、図1の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層16aの面内遅相軸を基準にして、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面182aでの面内遅相軸はθ2°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
第3光学異方性層18aに形成に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。
なお、円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
なお、円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。
第3光学異方性層18aは、重合性基を有する液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。より具体的には、捩れ配向した重合性基を有する液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることがより好ましい。
第3光学異方性層18aの厚みは0.5~5μmが好ましい。
本発明においては、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とが直接隣接する態様であることが、膜厚を薄くする観点から好ましい。
また、第2光学異方性層16aと第3光学異方性層18aの膜厚比(第2光学異方性層16aの厚み/第3光学異方性層18aの厚み)は0.5~2が好ましい。
また、第2光学異方性層16aと第3光学異方性層18aの膜厚比(第2光学異方性層16aの厚み/第3光学異方性層18aの厚み)は0.5~2が好ましい。
(第4光学異方性層20)
第4光学異方性層20は、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面側に配置される層である。
第4光学異方性層20は、所定の光学特性を示す層であればよく、透明樹脂フィルム(特に、セルロースアシレートフィルム)、または、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。
なお、「固定した」状態の意味は、上述した通りである。
第4光学異方性層20は、第3光学異方性層18aの第2光学異方性層16a側とは反対側の表面側に配置される層である。
第4光学異方性層20は、所定の光学特性を示す層であればよく、透明樹脂フィルム(特に、セルロースアシレートフィルム)、または、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。
なお、「固定した」状態の意味は、上述した通りである。
第4光学異方性層20の波長550nmにおける厚み方向のレタデーション値(Rth(550))は、黒色の色味づきがより抑制される点で、10~90nmが好ましく、20~90nmがより好ましく、30~90nmがさらに好ましく、40~80nmが特に好ましい。
第4光学異方性層20の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~20nmが好ましく、0~10nmがより好ましい。
第4光学異方性層20の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~20nmが好ましく、0~10nmがより好ましい。
第4光学異方性層20に形成に好適に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。
なお、円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
なお、円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。
第4光学異方性層20は、後段で詳述するように、重合性基を有する液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。
第4光学異方性層20に好適に用いられる透明樹脂フィルムは特に制限されず、第1光学異方性層14で上述した透明樹脂フィルムと同様の透過率および材料であることが好ましい。
また、第4光学異方性層20は添加剤を含有してもよく、種々の添加剤(例えば、光学的異方性調整剤、波長分散調整剤、微粒子、可塑剤、紫外線防止剤(紫外線吸収剤または紫外線散乱剤)、劣化防止剤、および、剥離剤など)が含まれていてもよい。
また、第4光学異方性層20は添加剤を含有してもよく、種々の添加剤(例えば、光学的異方性調整剤、波長分散調整剤、微粒子、可塑剤、紫外線防止剤(紫外線吸収剤または紫外線散乱剤)、劣化防止剤、および、剥離剤など)が含まれていてもよい。
第4光学異方性層20の厚みは0.5~100μmが好ましい。
<第2の実施態様>
本発明の第2の実施態様に係る円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層および第3光学異方性層がいずれも厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。
式(1) nx=ny>nz
以下に、本発明の円偏光板の第2の実施態様について図面を参照して説明する。
図4に、本発明の円偏光板の第2の実施態様の概略断面図を示す。
また、図5は、本発明の円偏光板の第2の実施態様における、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図であり、図5では、第1光学異方性層および第4光学異方性層の記載は省略している。
また、図6は、図4の白矢印から観察した際の、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との角度の関係を示す図である。
本発明の第2の実施態様に係る円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、第2光学異方性層および第3光学異方性層がいずれも厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。
式(1) nx=ny>nz
以下に、本発明の円偏光板の第2の実施態様について図面を参照して説明する。
図4に、本発明の円偏光板の第2の実施態様の概略断面図を示す。
また、図5は、本発明の円偏光板の第2の実施態様における、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図であり、図5では、第1光学異方性層および第4光学異方性層の記載は省略している。
また、図6は、図4の白矢印から観察した際の、直線偏光子の吸収軸方向と、第2光学異方性層および第3光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との角度の関係を示す図である。
第2の実施態様における第1光学異方性層14および第4光学異方性層20の好適態様は、第1の実施態様における第1光学異方性層14および第4光学異方性層20の好適態様と同じである。
(第2光学異方性層16b)
第2光学異方性層16bは、第1光学異方性層14と後述する第3光学異方性層18bとの間に配置される層である。
第2光学異方性層16bは、図4に示すように、厚み方向(図4中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。
第2光学異方性層16bは、第1光学異方性層14と後述する第3光学異方性層18bとの間に配置される層である。
第2光学異方性層16bは、図4に示すように、厚み方向(図4中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。
波長550nmで測定した第2光学異方性層16bの屈折率異方性Δnと第2光学異方性層16bの厚みdとの積Δndの値は、黒色の色味づきがより抑制される点で、252~312nmが好ましく、262~302nmがより好ましい。
図5に示すように、直線偏光子12の吸収軸方向と、第2光学異方性層16bの面内遅相軸とがなす角度θ1は黒色の色味づきがより抑制される点で、85~95°が好ましく、87~93°がより好ましい。
図5を用いて、第2光学異方性層16bの面内遅相軸の位置関係を説明する。図5中の第2光学異方性層16b中の矢印はそれぞれの表面での面内遅相軸を表し、破線は直線偏光子の吸収軸方向を表す。
第2光学異方性層16bの第3光学異方性層18b側とは反対側の表面161bにおける面内遅相軸と、第2光学異方性層16bの第3光学異方性層18b側の表面162bにおける面内遅相軸とのなす角度(捩れ角度)θ2は黒色の色味づきがより抑制される点で、16~36°が好ましく、18~34°がより好ましい。
図6に示すように、図4の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層16bの第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準にして、第2光学異方性層16bの第1光学異方性層14側とは反対側の表面162bでの面内遅相軸はθ2°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
図5を用いて、第2光学異方性層16bの面内遅相軸の位置関係を説明する。図5中の第2光学異方性層16b中の矢印はそれぞれの表面での面内遅相軸を表し、破線は直線偏光子の吸収軸方向を表す。
第2光学異方性層16bの第3光学異方性層18b側とは反対側の表面161bにおける面内遅相軸と、第2光学異方性層16bの第3光学異方性層18b側の表面162bにおける面内遅相軸とのなす角度(捩れ角度)θ2は黒色の色味づきがより抑制される点で、16~36°が好ましく、18~34°がより好ましい。
図6に示すように、図4の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層16bの第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準にして、第2光学異方性層16bの第1光学異方性層14側とは反対側の表面162bでの面内遅相軸はθ2°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
第2光学異方性層16bの厚みは0.5~5μmが好ましい。
(第3光学異方性層18b)
第3光学異方性層18bは、第2光学異方性層16bと第4光学異方性層20との間に配置される層である。
第3光学異方性層18bは、図4に示すように、厚み方向(図4中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。
第3光学異方性層18bは、第2光学異方性層16bと第4光学異方性層20との間に配置される層である。
第3光学異方性層18bは、図4に示すように、厚み方向(図4中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。
波長550nmで測定した第3光学異方性層18bの屈折率異方性Δnと第3光学異方性層18bの厚みdとの積Δndの値は、黒色の色味づきがより抑制される点で、110~170nmが好ましく、120~160nmがより好ましい。
第3光学異方性層18bの厚みは0.5~5μmが好ましい。
本発明においては、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とが直接隣接する態様であることが、膜厚を薄くする観点から好ましい。
また、第2光学異方性層16bと第3光学異方性層18bの膜厚比(第2光学異方性層16bの厚み/第3光学異方性層18bの厚み)は0.5~2が好ましい。
なお、第2の実施態様においては、第2光学異方性層および第3光学異方性層が、いずれも、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であるため、第2光学異方性層と第3光学異方性層とが直接隣接している場合、第2光学異方性層と第3光学異方性層とは、捩れ配向の連続性が失われる地点、すなわち、捩れ配向の回転の向きおよび量が異なる地点において、区別することが可能となる。
また、第2光学異方性層16bと第3光学異方性層18bの膜厚比(第2光学異方性層16bの厚み/第3光学異方性層18bの厚み)は0.5~2が好ましい。
なお、第2の実施態様においては、第2光学異方性層および第3光学異方性層が、いずれも、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であるため、第2光学異方性層と第3光学異方性層とが直接隣接している場合、第2光学異方性層と第3光学異方性層とは、捩れ配向の連続性が失われる地点、すなわち、捩れ配向の回転の向きおよび量が異なる地点において、区別することが可能となる。
図5中の第3光学異方性層18b中の矢印はそれぞれの表面での面内遅相軸を表す。
第2光学異方性層16bの面内遅相軸と、第3光学異方性層18bの第2光学異方性層16b側の表面での面内遅相軸とは平行である。言い換えれば、第3光学異方性層18bの第2光学異方性層16b側の表面181bでの面内遅相軸と、直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度は、上述したθ1+θ2に該当する。
また、第3光学異方性層18bの第4光学異方性層20側とは反対側の表面181bにおける面内遅相軸と、第3光学異方性層18bの第4光学異方性層20側の表面182bにおける面内遅相軸とのなす角度(捩れ角度)θ3は黒色の色味づきがより抑制される点で、68~88°が好ましく、70~86°がより好ましい。
図6に示すように、図4の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層16bの第3光学異方性層18b側の表面での面内遅相軸を基準にして、第3光学異方性層18bの第2光学異方性層16b側とは反対側の表面182bでの面内遅相軸はθ3°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
第2光学異方性層16bの面内遅相軸と、第3光学異方性層18bの第2光学異方性層16b側の表面での面内遅相軸とは平行である。言い換えれば、第3光学異方性層18bの第2光学異方性層16b側の表面181bでの面内遅相軸と、直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度は、上述したθ1+θ2に該当する。
また、第3光学異方性層18bの第4光学異方性層20側とは反対側の表面181bにおける面内遅相軸と、第3光学異方性層18bの第4光学異方性層20側の表面182bにおける面内遅相軸とのなす角度(捩れ角度)θ3は黒色の色味づきがより抑制される点で、68~88°が好ましく、70~86°がより好ましい。
図6に示すように、図4の白矢印側から観察した際(第4光学異方性層20側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層16bの第3光学異方性層18b側の表面での面内遅相軸を基準にして、第3光学異方性層18bの第2光学異方性層16b側とは反対側の表面182bでの面内遅相軸はθ3°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
<第3の実施態様>
本発明の第3の実施態様に係る円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第2光学異方性層が、それぞれ独立に、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層が水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。
以下に、本発明の円偏光板の第3の実施態様について図面を参照して説明する。
図7に、本発明の円偏光板の第3の実施態様の概略断面図を示す。
また、図8は、本発明の円偏光板の第3の実施態様における、直線偏光子の吸収軸方向と、第1光学異方性層および第2光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図であり、図8では、第3光学異方性層の記載は省略している。
また、図9は、図7の白矢印から観察した際の、直線偏光子の吸収軸方向と、第1光学異方性層および第2光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との角度の関係を示す図である。
本発明の第3の実施態様に係る円偏光板は、直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とをこの順に有し、第1光学異方性層および第2光学異方性層が、それぞれ独立に、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層が水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板である。
以下に、本発明の円偏光板の第3の実施態様について図面を参照して説明する。
図7に、本発明の円偏光板の第3の実施態様の概略断面図を示す。
また、図8は、本発明の円偏光板の第3の実施態様における、直線偏光子の吸収軸方向と、第1光学異方性層および第2光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図であり、図8では、第3光学異方性層の記載は省略している。
また、図9は、図7の白矢印から観察した際の、直線偏光子の吸収軸方向と、第1光学異方性層および第2光学異方性層のそれぞれの面内遅相軸との角度の関係を示す図である。
(第1光学異方性層16c)
第1光学異方性層16cは、直線偏光子12と後述する第2光学異方性層18cとの間に配置される層である。
第1光学異方性層16cは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。以下は、第1光学異方性層16cが垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である場合について記載する。
なお、第1光学異方性層16cに形成に好適に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
第1光学異方性層16cは、直線偏光子12と後述する第2光学異方性層18cとの間に配置される層である。
第1光学異方性層16cは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。以下は、第1光学異方性層16cが垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である場合について記載する。
なお、第1光学異方性層16cに形成に好適に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
波長550nmで測定した第1光学異方性層16cの屈折率異方性Δnと第1光学異方性層16cの厚みdとの積Δndの値は、黒色の色味づきがより抑制される点で、138~198nmが好ましく、148~188nmがより好ましい。
第1光学異方性層16cの厚みは0.5~5μmが好ましい。
図7に示すように、直線偏光子12の吸収軸方向と、第1光学異方性層16cの面内遅相軸とがなす角度θ1は黒色の色味づきがより抑制される点で、94~114°が好ましく、99~109°がより好ましい。
図7について、詳細に説明する。図7中の第1光学異方性層16c中の矢印はそれぞれの表面上での面内遅相軸を表し、破線は直線偏光子の吸収軸方向を表す。図7に示すように、第1光学異方性層16cの第2光学異方性層18c側とは反対側の表面161cにおける面内遅相軸と、第1光学異方性層16cの第2光学異方性層18c側の表面162cにおける面内遅相軸とは平行であり、いずれの面内遅相軸も直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度θ1は94~114°である。
なお、図8に示すように、図7の白矢印側から観察した際(第3光学異方性層22側から直線偏光子12を観察した際)、破線で表した直線偏光子の吸収軸方向を基準にして、第1光学異方性層16cの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転している。つまり、第1光学異方性層16cの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転した位置に位置する。
図7について、詳細に説明する。図7中の第1光学異方性層16c中の矢印はそれぞれの表面上での面内遅相軸を表し、破線は直線偏光子の吸収軸方向を表す。図7に示すように、第1光学異方性層16cの第2光学異方性層18c側とは反対側の表面161cにおける面内遅相軸と、第1光学異方性層16cの第2光学異方性層18c側の表面162cにおける面内遅相軸とは平行であり、いずれの面内遅相軸も直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度θ1は94~114°である。
なお、図8に示すように、図7の白矢印側から観察した際(第3光学異方性層22側から直線偏光子12を観察した際)、破線で表した直線偏光子の吸収軸方向を基準にして、第1光学異方性層16cの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転している。つまり、第1光学異方性層16cの面内遅相軸はθ1°時計回りに回転した位置に位置する。
(第2光学異方性層18c)
第2光学異方性層18cは、第1光学異方性層16cと第3光学異方性層22との間に配置される層である。
第2光学異方性層18cは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。以下は、第2光学異方性層18cが垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である場合について記載する。
なお、第2光学異方性層18cに形成に好適に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
第2光学異方性層18cは、図7に示すように、厚み方向(図7中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。
第2光学異方性層18cは、第1光学異方性層16cと第3光学異方性層22との間に配置される層である。
第2光学異方性層18cは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。以下は、第2光学異方性層18cが垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である場合について記載する。
なお、第2光学異方性層18cに形成に好適に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
第2光学異方性層18cは、図7に示すように、厚み方向(図7中、z軸方向)を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物DLCを固定してなる層である。
波長550nmで測定した第2光学異方性層18cの屈折率異方性Δnと第2光学異方性層18cの厚みdとの積Δndの値は、黒色の色味づきがより抑制される点で、130~190nmが好ましく、140~180nmがより好ましい。
液晶化合物LCの捩れ角度(液晶化合物LCの配向方向の捩れ角度)は黒色の色味づきがより抑制される点で、81±10°(71~91°の範囲内)が好ましく、81±8°(73~89°の範囲内)がより好ましい。
第2光学異方性層18cの厚みは0.5~5μmが好ましい。
図8を用いて、第2光学異方性層18cの面内遅相軸の位置関係を説明する。図8中の第2光学異方性層18c中の矢印はそれぞれの表面での面内遅相軸を表す。
第1光学異方性層16cの面内遅相軸と、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面での面内遅相軸とは平行である。言い換えれば、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面181cでの面内遅相軸と、直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度は、上述したθ1に該当する。
また、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面181cでの面内遅相軸と、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面182cでの面内遅相軸とは、上述した捩れ角度をなす。言い換えると、図7の白矢印側から観察した際(第3光学異方性層22側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面181cでの面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面182cでの面内遅相軸が時計回りに所定の角度回転している。
つまり、図9に示すように、図7の白矢印側から観察した際(第3光学異方性層22側から直線偏光子12を観察した際)、第1光学異方性層16cの面内遅相軸を基準にして、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面182cでの面内遅相軸はθ2°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
第1光学異方性層16cの面内遅相軸と、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面での面内遅相軸とは平行である。言い換えれば、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面181cでの面内遅相軸と、直線偏光子の吸収軸方向とのなす角度は、上述したθ1に該当する。
また、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面181cでの面内遅相軸と、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面182cでの面内遅相軸とは、上述した捩れ角度をなす。言い換えると、図7の白矢印側から観察した際(第3光学異方性層22側から直線偏光子12を観察した際)、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側の表面181cでの面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面182cでの面内遅相軸が時計回りに所定の角度回転している。
つまり、図9に示すように、図7の白矢印側から観察した際(第3光学異方性層22側から直線偏光子12を観察した際)、第1光学異方性層16cの面内遅相軸を基準にして、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面182cでの面内遅相軸はθ2°時計回りに所定の角度回転した位置に位置する。
(第3光学異方性層22)
第3光学異方性層22は、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面側に配置される層である。
第3光学異方性層22は、所定の光学特性を示す層であればよく、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。
第3光学異方性層22に形成に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
なお、「固定した」状態の意味は、上述した通りである。
第3光学異方性層22は、第2光学異方性層18cの第1光学異方性層16c側とは反対側の表面側に配置される層である。
第3光学異方性層22は、所定の光学特性を示す層であればよく、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。
第3光学異方性層22に形成に用いられる円盤状液晶化合物は特に制限されず、公知の円盤状液晶化合物が用いられる。円盤状液晶化合物の例示は、第2光学異方性層16aに形成に用いられる円盤状液晶化合物として記載したものが挙げられる。
なお、「固定した」状態の意味は、上述した通りである。
第3光学異方性層22の波長550nmにおける厚み方向のレタデーション値(Rth(550))は、黒色の色味づきがより抑制される点で、30~90nmが好ましく、40~80nmがより好ましい。
第3光学異方性層22の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~20nmが好ましく、0~10nmがより好ましい。
第3光学異方性層22の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~20nmが好ましく、0~10nmがより好ましい。
第3光学異方性層22の厚みは0.5~5μmが好ましい。
本実施態様のように、光学異方性層の全層が液晶構成であれば、総膜厚が薄くできて、薄層軽量化、曲面を有するデザイン用途、フレキシブルな部位への用途等の観点で好ましい。光学異方性層の総膜厚としては、0.5~50μmが好ましく、1~10μmがより好ましい。
<接着剤層および粘着剤層>
円偏光板は、各層の間に接着剤層または粘着剤層を有していてもよい。
接着剤層としては、公知の接着剤層が挙げられる。接着剤層は、例えば、紫外線硬化型接着剤を塗布して塗膜を形成して、紫外線を照射して硬化することにより形成される。
粘着剤層としては、公知の粘着剤層が挙げられる。
円偏光板は、各層の間に接着剤層または粘着剤層を有していてもよい。
接着剤層としては、公知の接着剤層が挙げられる。接着剤層は、例えば、紫外線硬化型接着剤を塗布して塗膜を形成して、紫外線を照射して硬化することにより形成される。
粘着剤層としては、公知の粘着剤層が挙げられる。
特開平11-149015公報に記載のように、一般的に、積層体を形成する各液晶層は、反射抑制の点から、屈折率を調整することが好ましい。接着対象との屈折率差は、0.1以下が好ましく、0.08以下がより好ましく、0.06以下がさらに好ましく、0.03以下が特に好ましい。
また、接着剤層または粘着剤層の厚みは、0.1~50μmが好ましい。薄層化の観点では、25μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましく、5μm以下が特に好ましい。干渉ムラ抑止の観点では、5μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましく、25μm以上が特に好ましい。
また、接着剤層または粘着剤層の厚みは、0.1~50μmが好ましい。薄層化の観点では、25μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましく、5μm以下が特に好ましい。干渉ムラ抑止の観点では、5μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましく、25μm以上が特に好ましい。
液晶層間に接着剤層または粘着剤層を配置する場合は、高屈折の接着剤や粘着剤を用いてもよい。
屈折率を高くするためには、高屈折モノマー、または、高屈折金属微粒子を用いることも好ましい。
高屈折モノマーとしては、分子中にベンゼン環骨格を有することが好ましい。分子中にベンゼン環骨格を有する単官能モノマーとしては、例えば、エトキシ化O-フェニルフェノール(メタ)アクリレート、O-フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-メタクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシプロピルフタレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、および、ビニルカルバゾールなどが挙げられる。
高屈折金属微粒子としては、無機粒子が挙げられる。無機粒子を構成する成分としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体が挙げられる。上記金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体に含まれる金属原子としては、チタン原子、ケイ素原子、アルミニウム原子、コバルト原子、および、ジルコニウム原子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、アルミナ粒子、アルミナ水和物粒子、シリカ粒子、ジルコニア粒子、および、粘土鉱物(例えば、スメクタイト)などの無機酸化物粒子が挙げられる。屈折率の点から、酸化ジルコニウムの粒子が好ましい。
無機粒子の量を変化させることで所定の屈折率に調整できる。
無機粒子の平均粒径は特に制限されないが、酸化ジルコニウムを主成分として用いた場合、1~120nmが好ましく、1~60nmがより好ましく、2~40nmがさらに好ましい。
屈折率を高くするためには、高屈折モノマー、または、高屈折金属微粒子を用いることも好ましい。
高屈折モノマーとしては、分子中にベンゼン環骨格を有することが好ましい。分子中にベンゼン環骨格を有する単官能モノマーとしては、例えば、エトキシ化O-フェニルフェノール(メタ)アクリレート、O-フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-メタクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシプロピルフタレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、および、ビニルカルバゾールなどが挙げられる。
高屈折金属微粒子としては、無機粒子が挙げられる。無機粒子を構成する成分としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体が挙げられる。上記金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体に含まれる金属原子としては、チタン原子、ケイ素原子、アルミニウム原子、コバルト原子、および、ジルコニウム原子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、アルミナ粒子、アルミナ水和物粒子、シリカ粒子、ジルコニア粒子、および、粘土鉱物(例えば、スメクタイト)などの無機酸化物粒子が挙げられる。屈折率の点から、酸化ジルコニウムの粒子が好ましい。
無機粒子の量を変化させることで所定の屈折率に調整できる。
無機粒子の平均粒径は特に制限されないが、酸化ジルコニウムを主成分として用いた場合、1~120nmが好ましく、1~60nmがより好ましく、2~40nmがさらに好ましい。
接着剤層または粘着剤層の平均屈折率は、好ましくは1.50~1.64であり、より好ましくは1.52~1.64であり、さらに好ましくは1.55~1.64である。
<その他の層>
上記円偏光板は、直線偏光子、第1光学異方性層、第2光学異方性層、第3光学異方性層、および、第4光学異方性層以外の他の層を有していてもよい。
他の層としては、例えば、配向膜が挙げられる。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、または、ラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチルなど)の累積のような手段で形成できる。
さらに、電場の付与、磁場の付与、または、光照射(好ましくは偏光)により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
上記円偏光板は、直線偏光子、第1光学異方性層、第2光学異方性層、第3光学異方性層、および、第4光学異方性層以外の他の層を有していてもよい。
他の層としては、例えば、配向膜が挙げられる。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、または、ラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチルなど)の累積のような手段で形成できる。
さらに、電場の付与、磁場の付与、または、光照射(好ましくは偏光)により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
<円偏光板の製造方法>
上述した円偏光板の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。特に、上述した円偏光板の製造方法は、ロールトゥロールで連続的に実施できる。
例えば、所定の光学特性を示す第1光学異方性層~第4光学異方性層をそれぞれ作製して、それら光学異方性層と直線偏光子とを密着層(例えば、粘着剤層または接着剤層)を介して所定の順番に貼り合わせることにより、円偏光板を製造できる。
また、長尺支持体上、または、第1光学異方性層を支持体としてその上に順次、後述する重合性液晶組成物を用いて、第2光学異方性層~第4光学異方性層をそれぞれ作製したのち、直線偏光子と貼り合わせることにより、円偏光板を製造してもよい。
また、上述した光学異方性層を貼り合わせる方法と、重合性液晶組成物を用いて光学異方性層を形成する方法とを組み合わせてもよい。
上述した円偏光板の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。特に、上述した円偏光板の製造方法は、ロールトゥロールで連続的に実施できる。
例えば、所定の光学特性を示す第1光学異方性層~第4光学異方性層をそれぞれ作製して、それら光学異方性層と直線偏光子とを密着層(例えば、粘着剤層または接着剤層)を介して所定の順番に貼り合わせることにより、円偏光板を製造できる。
また、長尺支持体上、または、第1光学異方性層を支持体としてその上に順次、後述する重合性液晶組成物を用いて、第2光学異方性層~第4光学異方性層をそれぞれ作製したのち、直線偏光子と貼り合わせることにより、円偏光板を製造してもよい。
また、上述した光学異方性層を貼り合わせる方法と、重合性液晶組成物を用いて光学異方性層を形成する方法とを組み合わせてもよい。
第2光学異方性層~第4光学異方性層の製造方法は特に制限されないが、重合性基を有する液晶化合物(例えば、重合性基を有する棒状液晶化合物、および、重合性基を有する円盤状液晶化合物)を含む組成物(以下、単に「重合性液晶組成物」ともいう。)を用いる方法が好ましい。
以下、重合性液晶組成物を用いる方法について詳述する。
以下、重合性液晶組成物を用いる方法について詳述する。
重合性液晶組成物は、重合性基を有する液晶化合物を含む。液晶化合物としては、上述したように円盤状液晶化合物等が挙げられる。
重合性液晶組成物は、重合性基を有する液晶化合物以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、重合開始剤が挙げられる。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて選択され、例えば、熱重合開始剤、および、光重合開始剤が挙げられる。
重合性液晶組成物中における重合開始剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
なお、固形分とは、溶媒を除去した、光学異方性層を形成し得る成分を意味し、その性状が液体状であっても固形分とする。
重合性液晶組成物は、重合性基を有する液晶化合物以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、重合開始剤が挙げられる。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて選択され、例えば、熱重合開始剤、および、光重合開始剤が挙げられる。
重合性液晶組成物中における重合開始剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
なお、固形分とは、溶媒を除去した、光学異方性層を形成し得る成分を意味し、その性状が液体状であっても固形分とする。
重合性液晶組成物は、重合性基を有する液晶化合物以外の他の重合性モノマーを含んでいてもよい。重合性モノマーとしては、ラジカル重合性またはカチオン重合性の化合物が挙げられ、多官能性ラジカル重合性モノマーが好ましい。
重合性液晶組成物中における重合性モノマーの含有量は、液晶化合物の全質量に対して、1~50質量%が好ましく、2~30質量%がより好ましい。
重合性液晶組成物中における重合性モノマーの含有量は、液晶化合物の全質量に対して、1~50質量%が好ましく、2~30質量%がより好ましい。
重合性液晶組成物に含まれていてもよい他の成分としては、上記以外にも、配向制御剤(垂直配向剤、水平配向剤)、界面活性剤、密着改良剤、可塑剤、および、溶媒が挙げられる。
なお、液晶化合物を捩れ配向させるためには、重合性液晶組成物はキラル剤を含むことが好ましい。キラル剤は、液晶化合物を捩れ配向させるために添加されるが、勿論、液晶化合物が、分子内に不斉炭素を有する等、光学活性を示す化合物である場合は、キラル剤の添加は不要である。また、製造方法および捩れ角度によっては、キラル剤の添加は不要である。
キラル剤としては、併用する液晶化合物を相溶するものであれば、特に構造についての制限はない。公知のキラル剤(例えば、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」,第3章4-3項,TN、STN用カイラル剤,199頁,1989年に記載)のいずれも用いることができる。
特に、上述した第1の実施態様および第2の実施態様においては、第2光学異方性層および第3光学異方性層が、いずれも、2種以上のキラル剤を含有していることが好ましく、少なくとも1種のキラル剤が、光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤であることがより好ましく、少なくとも1種のキラル剤が、光異性化可能な二重結合、および、ビナフチル部分構造を有するキラル剤であることがさらに好ましい。
キラル剤の使用量は特に制限されず、上述した捩れ角度が達成されるように調整される。
なお、液晶化合物を捩れ配向させるためには、重合性液晶組成物はキラル剤を含むことが好ましい。キラル剤は、液晶化合物を捩れ配向させるために添加されるが、勿論、液晶化合物が、分子内に不斉炭素を有する等、光学活性を示す化合物である場合は、キラル剤の添加は不要である。また、製造方法および捩れ角度によっては、キラル剤の添加は不要である。
キラル剤としては、併用する液晶化合物を相溶するものであれば、特に構造についての制限はない。公知のキラル剤(例えば、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」,第3章4-3項,TN、STN用カイラル剤,199頁,1989年に記載)のいずれも用いることができる。
特に、上述した第1の実施態様および第2の実施態様においては、第2光学異方性層および第3光学異方性層が、いずれも、2種以上のキラル剤を含有していることが好ましく、少なくとも1種のキラル剤が、光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤であることがより好ましく、少なくとも1種のキラル剤が、光異性化可能な二重結合、および、ビナフチル部分構造を有するキラル剤であることがさらに好ましい。
キラル剤の使用量は特に制限されず、上述した捩れ角度が達成されるように調整される。
光学異方性層を作製する方法としては、重合性液晶組成物を塗布して塗膜を形成して、塗膜に配向処理を施して重合性液晶化合物を配向させて、硬化処理を施す方法が挙げられる。
重合性液晶組成物が塗布される対象は特に制限されず、例えば、上述した長尺支持体、および、第1光学異方性層~第3光学異方性層が挙げられる。
なお、形成される光学異方性層の面内遅相軸の方向を所定の方向にするために、重合性液晶組成物が塗布される対象は、ラビング処理が施されていてもよい。例えば、ラビング処理が施された長尺支持体を用いてもよい。
重合性液晶組成物が塗布される対象は特に制限されず、例えば、上述した長尺支持体、および、第1光学異方性層~第3光学異方性層が挙げられる。
なお、形成される光学異方性層の面内遅相軸の方向を所定の方向にするために、重合性液晶組成物が塗布される対象は、ラビング処理が施されていてもよい。例えば、ラビング処理が施された長尺支持体を用いてもよい。
重合性液晶組成物の塗布方法としては、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、および、ワイヤーバー法が挙げられる。
次に、形成された塗膜に、配向処理を施して、塗膜中の重合性液晶化合物を配向させる。
配向処理は、室温により塗膜を乾燥させる、または、塗膜を加熱することにより行うことができる。配向処理で形成される液晶相は、サーモトロピック性液晶化合物の場合、一般に温度または圧力の変化により転移させることができる。リオトロピック性液晶化合物の場合には、溶媒量などの組成比によっても転移させることができる。
なお、塗膜を加熱する場合の条件は特に制限されないが、加熱温度としては50~250℃が好ましく、50~150℃がより好ましく、加熱時間としては10秒間~10分間が好ましい。
また、塗膜を加熱した後、後述する硬化処理(光照射処理)の前に、必要に応じて、塗膜を冷却してもよい。冷却温度としては20~200℃が好ましく、30~150℃がより好ましい。
配向処理は、室温により塗膜を乾燥させる、または、塗膜を加熱することにより行うことができる。配向処理で形成される液晶相は、サーモトロピック性液晶化合物の場合、一般に温度または圧力の変化により転移させることができる。リオトロピック性液晶化合物の場合には、溶媒量などの組成比によっても転移させることができる。
なお、塗膜を加熱する場合の条件は特に制限されないが、加熱温度としては50~250℃が好ましく、50~150℃がより好ましく、加熱時間としては10秒間~10分間が好ましい。
また、塗膜を加熱した後、後述する硬化処理(光照射処理)の前に、必要に応じて、塗膜を冷却してもよい。冷却温度としては20~200℃が好ましく、30~150℃がより好ましい。
次に、重合性液晶化合物が配向された塗膜に対して硬化処理を施す。
重合性液晶化合物が配向された塗膜に対して実施される硬化処理の方法は特に制限されず、例えば、光照射処理および加熱処理が挙げられる。なかでも、製造適性の点から、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
光照射処理の照射条件は特に制限されないが、50~1000mJ/cm2の照射量が好ましい。
光照射処理の際の雰囲気は特に制限されないが、窒素雰囲気が好ましい。
重合性液晶化合物が配向された塗膜に対して実施される硬化処理の方法は特に制限されず、例えば、光照射処理および加熱処理が挙げられる。なかでも、製造適性の点から、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
光照射処理の照射条件は特に制限されないが、50~1000mJ/cm2の照射量が好ましい。
光照射処理の際の雰囲気は特に制限されないが、窒素雰囲気が好ましい。
円偏光板の製造方法において、長尺支持体、または、第1光学異方性層上に第2光学異方性層および第3光学異方性層を製造する際、以下の工程1~5を実施することが好ましい。以下の工程1~工程5を実施することにより、塗布工程1回で第2光学異方性層および第3光学異方性層の積層体を製造できる。
工程1:光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤を少なくとも含むキラル剤、および、重合性基を有する円盤状液晶化合物(以下、工程1~工程5の説明においては、単に「液晶化合物」とも記す。)を含む重合性液晶組成物を長尺支持体、または、第1光学異方性層上に塗布して、組成物層を形成する工程
工程2:組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程
工程3:工程2の後、酸素濃度1体積%以上の条件下にて、組成物層に対して光照射を行う工程
工程4:工程3の後、組成物層に加熱処理を施す工程
工程5:工程4の後、組成物層に対して硬化処理を施して、液晶化合物の配向状態を固定し、第2光学異方性層および第3光学異方性層を形成する工程
以下、上記各工程の手順について詳述する。
工程1:光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤を少なくとも含むキラル剤、および、重合性基を有する円盤状液晶化合物(以下、工程1~工程5の説明においては、単に「液晶化合物」とも記す。)を含む重合性液晶組成物を長尺支持体、または、第1光学異方性層上に塗布して、組成物層を形成する工程
工程2:組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程
工程3:工程2の後、酸素濃度1体積%以上の条件下にて、組成物層に対して光照射を行う工程
工程4:工程3の後、組成物層に加熱処理を施す工程
工程5:工程4の後、組成物層に対して硬化処理を施して、液晶化合物の配向状態を固定し、第2光学異方性層および第3光学異方性層を形成する工程
以下、上記各工程の手順について詳述する。
(工程1)
工程1は、光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤を少なくとも含むキラル剤、および、重合性基を有する液晶化合物を含む重合性液晶組成物を長尺支持体上に塗布して、組成物層を形成する工程である。本工程を実施することにより、後述する光照射処理が施される組成物層が形成される。
重合性液晶組成物に含まれる各種成分は上述した通りであり、以下では、上記で説明していない感光性キラル剤について詳述する。
なお、キラル剤の螺旋誘起力(HTP)は、下記式(X)で表される螺旋配向能力を示すファクターである。
式(X) HTP=1/(螺旋ピッチの長さ(単位:μm)×液晶化合物に対するキラル剤の濃度(質量%))[μm-1]
螺旋ピッチの長さとは、コレステリック液晶相の螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)の長さをいい、液晶便覧(丸善株式会社出版)の196ページに記載の方法で測定できる。
工程1は、光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤を少なくとも含むキラル剤、および、重合性基を有する液晶化合物を含む重合性液晶組成物を長尺支持体上に塗布して、組成物層を形成する工程である。本工程を実施することにより、後述する光照射処理が施される組成物層が形成される。
重合性液晶組成物に含まれる各種成分は上述した通りであり、以下では、上記で説明していない感光性キラル剤について詳述する。
なお、キラル剤の螺旋誘起力(HTP)は、下記式(X)で表される螺旋配向能力を示すファクターである。
式(X) HTP=1/(螺旋ピッチの長さ(単位:μm)×液晶化合物に対するキラル剤の濃度(質量%))[μm-1]
螺旋ピッチの長さとは、コレステリック液晶相の螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)の長さをいい、液晶便覧(丸善株式会社出版)の196ページに記載の方法で測定できる。
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤(以下、単に「キラル剤A」ともいう。)は、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。キラル剤Aは、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、キラル剤Aは、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物であってもよい。
キラル剤Aは、重合性基を有していてもよい。
キラル剤Aは、重合性基を有していてもよい。
キラル剤Aは、光照射によって螺旋誘起力が増加するキラル剤であってもよいし、減少するキラル剤であってもよい。
なお、本明細書において「螺旋誘起力の増加および減少」とは、キラル剤Aの初期(光照射前)の螺旋方向を「正」としたときの増減を表す。従って、光照射により螺旋誘起力が減少し続け、0を超えて螺旋方向が「負」となった場合(つまり、初期(光照射前)の螺旋方向とは逆の螺旋方向の螺旋を誘起する場合)にも、「螺旋誘起力が減少するキラル剤」に該当する。
なお、本明細書において「螺旋誘起力の増加および減少」とは、キラル剤Aの初期(光照射前)の螺旋方向を「正」としたときの増減を表す。従って、光照射により螺旋誘起力が減少し続け、0を超えて螺旋方向が「負」となった場合(つまり、初期(光照射前)の螺旋方向とは逆の螺旋方向の螺旋を誘起する場合)にも、「螺旋誘起力が減少するキラル剤」に該当する。
キラル剤Aとしては、いわゆる光反応型キラル剤が挙げられる。光反応型キラル剤とは、キラル部位と光照射によって構造変化する光反応部位を有し、例えば、照射量に応じて液晶化合物の捩れ力を大きく変化させる化合物である。
キラル剤Aとしては、なかでも、光異性化部位を少なくとも有する化合物が好ましく、光異性化部位は光異性化可能な二重結合を有することがより好ましい。上記光異性化可能な二重結合を有する光異性化部位としては、光異性化が起こりやすく、かつ、光照射前後の螺旋誘起力差が大きいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位またはスチルベン部位が好ましく、さらに可視光の吸収が小さいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位またはスチルベン部位がより好ましい。なお、光異性化部位は、上述した光照射によって構造変化する光反応部位に該当する。
キラル剤Aとしては、なかでも、光異性化部位を少なくとも有する化合物が好ましく、光異性化部位は光異性化可能な二重結合を有することがより好ましい。上記光異性化可能な二重結合を有する光異性化部位としては、光異性化が起こりやすく、かつ、光照射前後の螺旋誘起力差が大きいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位またはスチルベン部位が好ましく、さらに可視光の吸収が小さいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位またはスチルベン部位がより好ましい。なお、光異性化部位は、上述した光照射によって構造変化する光反応部位に該当する。
工程1においては、上述したキラル剤Aが少なくともが用いられる。工程1は、キラル剤Aを2種以上用いる態様であってもよいし、少なくとも1種のキラル剤Aと少なくとも1種の光照射により螺旋誘起力が変化しないキラル剤(以下、単に「キラル剤B」ともいう。)とを用いる態様であってもよい。
キラル剤Bは、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。キラル剤Bは、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、キラル剤Bは、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物であってもよい。
キラル剤Bは重合性基を有していてもよい。
キラル剤Bとしては、公知のキラル剤を使用できる。
キラル剤Bは、上述したキラル剤Aと逆向きの螺旋を誘起するキラル剤であることが好ましい。つまり、例えば、キラル剤Aにより誘起する螺旋が右方向の場合には、キラル剤Bにより誘起する螺旋は左方向となる。
キラル剤Bは、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。キラル剤Bは、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、キラル剤Bは、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物であってもよい。
キラル剤Bは重合性基を有していてもよい。
キラル剤Bとしては、公知のキラル剤を使用できる。
キラル剤Bは、上述したキラル剤Aと逆向きの螺旋を誘起するキラル剤であることが好ましい。つまり、例えば、キラル剤Aにより誘起する螺旋が右方向の場合には、キラル剤Bにより誘起する螺旋は左方向となる。
組成物層中における上記キラル剤Aの含有量は特に制限されないが、液晶化合物が均一に配向しやすい点で、液晶化合物の全質量に対して、5.0質量%以下が好ましく、3.0質量%以下がより好ましく、2.0質量%以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上がさらに好ましい。
なお、上記キラル剤Aは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の上記キラル剤Aを併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
なお、上記キラル剤Aは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の上記キラル剤Aを併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
組成物層中における上記キラル剤Bの含有量は特に制限されないが、液晶化合物が均一に配向しやすい点で、液晶化合物の全質量に対して、5.0質量%以下が好ましく、3.0質量%以下がより好ましく、2.0質量%以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上がさらに好ましい。
なお、上記キラル剤Bは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の上記キラル剤Bを併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
なお、上記キラル剤Bは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の上記キラル剤Bを併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
組成物層中におけるキラル剤の合計含有量(全てのキラル剤の総含有量)は、液晶化合物の全質量に対して、5.0質量%以下が好ましく、4.0質量%以下がより好ましく、2.0質量%以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上がさらに好ましい。
重合性液晶組成物を塗布して組成物層を形成する方法は特に制限されず、上述した重合性液晶組成物を塗布する方法が挙げられる。
組成物層の膜厚は特に制限されないが、0.1~20μmが好ましく、0.2~15μmがより好ましく、0.5~10μmがさらに好ましい。
(工程2)
工程2は、組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程である。本工程を実施することにより、組成物層中の液晶化合物が所定の配向状態となる。
加熱処理の条件としては、使用される液晶化合物に応じて最適な条件が選択される。
なかでも、加熱温度としては、10~250℃の場合が多く、40~150℃の場合がより多く、50~130℃の場合がさらに多い。
加熱時間としては、0.1~60分間の場合が多く、0.2~5分間の場合がより多い。
工程2は、組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程である。本工程を実施することにより、組成物層中の液晶化合物が所定の配向状態となる。
加熱処理の条件としては、使用される液晶化合物に応じて最適な条件が選択される。
なかでも、加熱温度としては、10~250℃の場合が多く、40~150℃の場合がより多く、50~130℃の場合がさらに多い。
加熱時間としては、0.1~60分間の場合が多く、0.2~5分間の場合がより多い。
工程1により形成される組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値は、0.0~1.9μm-1であることが好ましく、0.0~1.5μm-1であることがより好ましく、0.0~1.0μm-1であることがさらに好ましく、0.0~0.5μm-1であることが特に好ましく、ゼロが最も好ましい。
なお、キラル剤の加重平均螺旋誘起力とは、組成物層中に2種以上のキラル剤が含まれる場合に、組成物層中に含まれる各キラル剤の螺旋誘起力と各キラル剤の組成物層中における濃度(質量%)との積を組成物層中におけるキラル剤の合計濃度(質量%)で除した値の合計値を表す。例えば、2種類のキラル剤(キラル剤Xおよびキラル剤Y)を併用した場合、下記式(Y)により表される。
式(Y) 加重平均螺旋誘起力(μm-1)=(キラル剤Xの螺旋誘起力(μm-1)×組成物層中におけるキラル剤Xの濃度(質量%)+キラル剤Yの螺旋誘起力(μm-1)×組成物層中におけるキラル剤Yの濃度(質量%))/(組成物層中におけるキラル剤Xの濃度(質量%)+組成物層中におけるキラル剤Yの濃度(質量%))
ただし、上記式(Y)において、キラル剤の螺旋方向が右巻きの場合、その螺旋誘起力は正の値とする。また、キラル剤の螺旋方向が左巻きの場合、その螺旋誘起力は負の値とする。つまり、例えば、螺旋誘起力が10μm-1のキラル剤の場合、上記キラル剤により誘起される螺旋の螺旋方向が右巻きであるときは、螺旋誘起力を10μm-1として表す。一方、上記キラル剤により誘起される螺旋の螺旋方向が左巻きであるときは、螺旋誘起力を-10μm-1として表す。
式(Y) 加重平均螺旋誘起力(μm-1)=(キラル剤Xの螺旋誘起力(μm-1)×組成物層中におけるキラル剤Xの濃度(質量%)+キラル剤Yの螺旋誘起力(μm-1)×組成物層中におけるキラル剤Yの濃度(質量%))/(組成物層中におけるキラル剤Xの濃度(質量%)+組成物層中におけるキラル剤Yの濃度(質量%))
ただし、上記式(Y)において、キラル剤の螺旋方向が右巻きの場合、その螺旋誘起力は正の値とする。また、キラル剤の螺旋方向が左巻きの場合、その螺旋誘起力は負の値とする。つまり、例えば、螺旋誘起力が10μm-1のキラル剤の場合、上記キラル剤により誘起される螺旋の螺旋方向が右巻きであるときは、螺旋誘起力を10μm-1として表す。一方、上記キラル剤により誘起される螺旋の螺旋方向が左巻きであるときは、螺旋誘起力を-10μm-1として表す。
工程1により形成される組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値が0である場合には、図10に示すように、長尺支持体、または、第1光学異方性層14上に、円盤状液晶化合物DLCが垂直配向した組成物層24が形成される。なお、図10は、第1光学異方性層14と組成物層24との断面の概略図である。なお、図10に示す組成物層24にはキラル剤Aとキラル剤Bとが同濃度で存在しており、キラル剤Aにより誘起される螺旋方向が左巻きであり、キラル剤Bにより誘起される螺旋方向が右巻きであるとする。また、キラル剤Aの螺旋誘起力の絶対値と、キラル剤Bの螺旋誘起力の絶対値は同じとする。
(工程3)
工程3は、工程2の後、酸素の存在下にて、組成物層に対して光照射を行う工程である。以下では、図面を用いて本工程の機構を説明する。
図11に示すように、上述した工程2では酸素濃度1体積%以上の条件下にて、長尺支持体、または、第1光学異方性層14の組成物層20側とは反対側の方向(図11中の白矢印の方向)から光照射を行う。なお、図11では光照射は第1光学異方性層14側から実施されているが、組成物層24側から実施されてもよい。
その際、組成物層24の第1光学異方性層14側の下側領域24Aと、第1光学異方性層14側とは反対側の上側領域24Bとを比較すると、上側領域24Bの表面のほうが空気側にあるため、上側領域24B中の酸素濃度が高く、下側領域24A中の酸素濃度は低い。そのため、組成物層24に対して光照射がなされると、下側領域24Aにおいては液晶化合物の重合が進行しやすく、液晶化合物の配向状態が固定される。なお、下側領域24Aにおいてもキラル剤Aが存在しており、キラル剤Aも感光し、螺旋誘起力が変化する。しかしながら、下側領域24Aでは液晶化合物の配向状態が固定されているため、後述する、光照射された組成物層に対して加熱処理を施す工程4を実施しても、液晶化合物の配向状態の変化は生じない。
また、上側領域24Bにおいては酸素濃度が高いため、光照射がなされても、液晶化合物の重合が酸素により阻害され、重合が進行しにくい。そして、上側領域24Bにおいてもキラル剤Aが存在しているため、キラル剤Aが感光し、螺旋誘起力が変化する。そのため、後述する工程4(加熱処理)を実施すると、変化した螺旋誘起力に沿って液晶化合物の配向状態が変化する。
工程3は、工程2の後、酸素の存在下にて、組成物層に対して光照射を行う工程である。以下では、図面を用いて本工程の機構を説明する。
図11に示すように、上述した工程2では酸素濃度1体積%以上の条件下にて、長尺支持体、または、第1光学異方性層14の組成物層20側とは反対側の方向(図11中の白矢印の方向)から光照射を行う。なお、図11では光照射は第1光学異方性層14側から実施されているが、組成物層24側から実施されてもよい。
その際、組成物層24の第1光学異方性層14側の下側領域24Aと、第1光学異方性層14側とは反対側の上側領域24Bとを比較すると、上側領域24Bの表面のほうが空気側にあるため、上側領域24B中の酸素濃度が高く、下側領域24A中の酸素濃度は低い。そのため、組成物層24に対して光照射がなされると、下側領域24Aにおいては液晶化合物の重合が進行しやすく、液晶化合物の配向状態が固定される。なお、下側領域24Aにおいてもキラル剤Aが存在しており、キラル剤Aも感光し、螺旋誘起力が変化する。しかしながら、下側領域24Aでは液晶化合物の配向状態が固定されているため、後述する、光照射された組成物層に対して加熱処理を施す工程4を実施しても、液晶化合物の配向状態の変化は生じない。
また、上側領域24Bにおいては酸素濃度が高いため、光照射がなされても、液晶化合物の重合が酸素により阻害され、重合が進行しにくい。そして、上側領域24Bにおいてもキラル剤Aが存在しているため、キラル剤Aが感光し、螺旋誘起力が変化する。そのため、後述する工程4(加熱処理)を実施すると、変化した螺旋誘起力に沿って液晶化合物の配向状態が変化する。
つまり、工程3を実施することにより、組成物層の基板側の領域(下側領域)においては液晶化合物の配向状態の固定化が進行しやすい。また、組成物層の基板側と反対側の領域(上側領域)においては、液晶化合物の配向状態の固形化は進行しづらく、感光したキラル剤Aに応じて螺旋誘起力が変化する状態となる。
工程3は、酸素濃度1体積%以上の条件下にて実施される。なかでも、光学異方性層中において液晶化合物の配向状態が異なる領域が形成しやすい点で、酸素濃度は2体積%以上が好ましく、5体積%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、100体積%が挙げられる。
工程3における光照射の照射強度は特に制限されず、キラル剤Aの螺旋誘起力に基づいて適宜決定できる。工程3における光照射の照射量は特に制限されないが、所定の光学異方性層が形成されやすい点で、300mJ/cm2以下が好ましく、200mJ/cm2以下がより好ましい。下限としては、所定の光学異方性層が形成されやすい点で、5mJ/cm2以上が好ましく、10mJ/cm2以上がより好ましい。
なお、工程3での光照射は、15~70℃(好ましくは、15~50℃)にて実施されることが好ましい。
なお、工程3での光照射は、15~70℃(好ましくは、15~50℃)にて実施されることが好ましい。
光照射に使用される光は、キラル剤Aが感光する光であればよい。つまり、光照射に使用される光は、キラル剤Aの螺旋誘起力を変化させる活性光線または放射線であれば特に制限されず、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、紫外線、および、電子線が挙げられる。なかでも、紫外線が好ましい。
(工程4)
工程4は、工程3の後、組成物層に加熱処理を施す工程である。本工程を実施することにより、光照射が施された組成物層中のキラル剤Aの螺旋誘起力が変化した領域において、液晶化合物の配向状態が変化する。
以下では、図面を用いて本工程の機構を説明する。
工程4は、工程3の後、組成物層に加熱処理を施す工程である。本工程を実施することにより、光照射が施された組成物層中のキラル剤Aの螺旋誘起力が変化した領域において、液晶化合物の配向状態が変化する。
以下では、図面を用いて本工程の機構を説明する。
上述したように、図10に示した組成物層22に対して工程3を実施すると、下側領域24Aにおいては液晶化合物の配向状態が固定されるのに対して、上側領域24Bでは液晶化合物の重合は進行しづらく、液晶化合物の配向状態が固定されていない。また、上側領域24Bにおいてはキラル剤Aの螺旋誘起力が変化している。このようなキラル剤Aの螺旋誘起力の変化が生じると、光照射前の状態と比較すると、上側領域24Bにおいて液晶化合物を捩じる力が変化している。この点をより詳細に説明する。
上述したように、図10に示す組成物層24にはキラル剤Aとキラル剤Bとが同濃度で存在しており、キラル剤Aにより誘起される螺旋方向が左巻きであり、キラル剤Bにより誘起される螺旋方向が右巻きである。また、キラル剤Aの螺旋誘起力の絶対値と、キラル剤Bの螺旋誘起力の絶対値は同じである。よって、光照射を行う前の組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力は0である。
上記の態様を図12に示す。図12においては、縦軸が「キラル剤の螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤の濃度(質量%)」を表し、その値がゼロから離れるほど、螺旋誘起力が大きくなる。横軸は「光照射量(mJ/cm2)」を表す。
まず、光照射を行う前の組成物層中のキラル剤Aとキラル剤Bとの関係は、光照射量が0の時点に該当し、「キラル剤Aの螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤Aの濃度(質量%)」の絶対値と、「キラル剤Bの螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤Bの濃度(質量%)」の絶対値とが等しい状態に該当する。つまり、左巻きを誘起するキラル剤Aと右巻きを誘起するキラル剤Bとの両者の螺旋誘起力は相殺されている。
このような状態の上側領域24Bにおいて光照射が行われ、図12に示すように、光照射量によってキラル剤Aの螺旋誘起力が増加する場合、図13に示すように、上側領域24Bにおけるキラル剤の加重平均螺旋誘起力は大きくなり、左巻きの螺旋誘起力が強くなる。つまり、液晶化合物の螺旋を誘起する螺旋誘起力は、照射量が大きいほど、キラル剤Aが誘起する螺旋の方向(-)に螺旋誘起力が大きくなる。
そのため、このような加重平均螺旋誘起力の変化が生じている工程3後の組成物層24に対して、加熱処理を施して液晶化合物の再配向を促すと、図14に示すように、上側領域24Bにおいては、組成物層24の厚み方向に沿って延びる螺旋軸に沿って液晶化合物DLCが捩れ配向する。
一方で、上述したように、組成物層24の下側領域24Aにおいては工程3の際に液晶化合物の重合が進行して液晶化合物の配向状態が固定されているため、液晶化合物の再配向は進行しない。
上記のように、工程4を実施することにより、組成物層の厚み方向に沿って、液晶化合物の配向状態が異なる領域が複数形成される。
上記液晶化合物DLCの捩れの程度は、使用されるキラル剤Aの種類、および、工程3の露光量などによって適宜調整でき、後述する第3光学異方性層の捩れ角度を実現できる。
上述したように、図10に示す組成物層24にはキラル剤Aとキラル剤Bとが同濃度で存在しており、キラル剤Aにより誘起される螺旋方向が左巻きであり、キラル剤Bにより誘起される螺旋方向が右巻きである。また、キラル剤Aの螺旋誘起力の絶対値と、キラル剤Bの螺旋誘起力の絶対値は同じである。よって、光照射を行う前の組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力は0である。
上記の態様を図12に示す。図12においては、縦軸が「キラル剤の螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤の濃度(質量%)」を表し、その値がゼロから離れるほど、螺旋誘起力が大きくなる。横軸は「光照射量(mJ/cm2)」を表す。
まず、光照射を行う前の組成物層中のキラル剤Aとキラル剤Bとの関係は、光照射量が0の時点に該当し、「キラル剤Aの螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤Aの濃度(質量%)」の絶対値と、「キラル剤Bの螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤Bの濃度(質量%)」の絶対値とが等しい状態に該当する。つまり、左巻きを誘起するキラル剤Aと右巻きを誘起するキラル剤Bとの両者の螺旋誘起力は相殺されている。
このような状態の上側領域24Bにおいて光照射が行われ、図12に示すように、光照射量によってキラル剤Aの螺旋誘起力が増加する場合、図13に示すように、上側領域24Bにおけるキラル剤の加重平均螺旋誘起力は大きくなり、左巻きの螺旋誘起力が強くなる。つまり、液晶化合物の螺旋を誘起する螺旋誘起力は、照射量が大きいほど、キラル剤Aが誘起する螺旋の方向(-)に螺旋誘起力が大きくなる。
そのため、このような加重平均螺旋誘起力の変化が生じている工程3後の組成物層24に対して、加熱処理を施して液晶化合物の再配向を促すと、図14に示すように、上側領域24Bにおいては、組成物層24の厚み方向に沿って延びる螺旋軸に沿って液晶化合物DLCが捩れ配向する。
一方で、上述したように、組成物層24の下側領域24Aにおいては工程3の際に液晶化合物の重合が進行して液晶化合物の配向状態が固定されているため、液晶化合物の再配向は進行しない。
上記のように、工程4を実施することにより、組成物層の厚み方向に沿って、液晶化合物の配向状態が異なる領域が複数形成される。
上記液晶化合物DLCの捩れの程度は、使用されるキラル剤Aの種類、および、工程3の露光量などによって適宜調整でき、後述する第3光学異方性層の捩れ角度を実現できる。
なお、上記図12および13においては、キラル剤Aとして光照射により螺旋誘起力が増加するキラル剤を用いた態様について説明したが、この態様には限定されない。例えば、キラル剤Aとして光照射により螺旋誘起力が減少するキラル剤を用いてもよい。その場合、光照射によりキラル剤Bの誘起する螺旋誘起力が大きくなり、キラル剤Bの誘起する旋回方向に液晶化合物が捩れ配向することになる。
また、上記図12および13においては、キラル剤Aとキラル剤Bとを併用する態様について説明したが、この態様には限定されない。例えば、2種のキラル剤Aを用いる態様であってもよい。具体的には、左巻きを誘起するキラル剤A1と、右巻きを誘起するキラル剤A2とを併用する態様であってもよい。キラル剤A1およびA2は、それぞれ独立に、螺旋誘起力が増加するキラル剤であってもよいし、螺旋誘起力が減少するキラル剤であってもよい。例えば、左巻きを誘起するキラル剤であって、光照射により螺旋誘起力が増加するキラル剤と、右巻きを誘起するキラル剤であって、光照射により螺旋誘起力が減少するキラル剤とを併用してもよい。
また、上記図12および13においては、キラル剤Aとキラル剤Bとを併用する態様について説明したが、この態様には限定されない。例えば、2種のキラル剤Aを用いる態様であってもよい。具体的には、左巻きを誘起するキラル剤A1と、右巻きを誘起するキラル剤A2とを併用する態様であってもよい。キラル剤A1およびA2は、それぞれ独立に、螺旋誘起力が増加するキラル剤であってもよいし、螺旋誘起力が減少するキラル剤であってもよい。例えば、左巻きを誘起するキラル剤であって、光照射により螺旋誘起力が増加するキラル剤と、右巻きを誘起するキラル剤であって、光照射により螺旋誘起力が減少するキラル剤とを併用してもよい。
加熱処理の条件としては、使用される液晶化合物に応じて最適な条件が選択される。
なかでも、加熱温度としては、工程3の状態から加熱する温度であることが好ましく、35~250℃の場合が多く、50~150℃の場合がより多く、50℃超150℃以下の場合がさらに多く、60~130℃の場合が特に多い。
加熱時間としては、0.01~60分間の場合が多く、0.03~5分間の場合がより多い。
なかでも、加熱温度としては、工程3の状態から加熱する温度であることが好ましく、35~250℃の場合が多く、50~150℃の場合がより多く、50℃超150℃以下の場合がさらに多く、60~130℃の場合が特に多い。
加熱時間としては、0.01~60分間の場合が多く、0.03~5分間の場合がより多い。
また、光照射後の組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値は特に制限されないが、光照射後の組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力と光照射前の加重平均螺旋誘起力との差の絶対値が、0.05μm-1以上が好ましく、0.05~10.0μm-1がより好ましく、0.1~10.0μm-1がさらに好ましい。
(工程5)
工程5は、工程4の後、組成物層に対して硬化処理を施して、液晶化合物の配向状態を固定し、第2光学異方性層および第3光学異方性層を形成する工程である。本工程を実施することにより、組成物層中の液晶化合物の配向状態が固定され、結果として所定の光学異方性層が形成される。
工程5は、工程4の後、組成物層に対して硬化処理を施して、液晶化合物の配向状態を固定し、第2光学異方性層および第3光学異方性層を形成する工程である。本工程を実施することにより、組成物層中の液晶化合物の配向状態が固定され、結果として所定の光学異方性層が形成される。
硬化処理の方法は特に制限されず、光硬化処理および熱硬化処理が挙げられる。なかでも、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
紫外線照射には、紫外線ランプなどの光源が利用される。
光(例えば、紫外線)の照射量は特に制限されないが、一般的には、100~800mJ/cm2程度が好ましい。
紫外線照射には、紫外線ランプなどの光源が利用される。
光(例えば、紫外線)の照射量は特に制限されないが、一般的には、100~800mJ/cm2程度が好ましい。
<有機EL表示装置>
本発明の有機EL表示装置は、上述した本発明の円偏光板を有する。通常、円偏光板は、有機EL表示装置の有機EL表示パネル上に設けられる。つまり、本発明の有機EL表示装置は、有機EL表示パネルと、上述した本発明の円偏光板とを有する。
有機EL表示装置の一例としては、図15に示すように、有機EL表示装置100は、有機EL表示パネル26、円偏光板10aを有する。図15に示すように、直線偏光子12は最も外側に配置される。
本発明の有機EL表示装置は、上述した本発明の円偏光板を有する。通常、円偏光板は、有機EL表示装置の有機EL表示パネル上に設けられる。つまり、本発明の有機EL表示装置は、有機EL表示パネルと、上述した本発明の円偏光板とを有する。
有機EL表示装置の一例としては、図15に示すように、有機EL表示装置100は、有機EL表示パネル26、円偏光板10aを有する。図15に示すように、直線偏光子12は最も外側に配置される。
有機EL表示パネル26は、陽極、陰極の一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄膜を形成した部材であり、発光層のほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
また、有機EL表示パネル26の構造において、前記電極と円偏光板との間に中空構造を有するかどうかで、斜め方向から視認した際の黒色の色味づきが異なることを明らかにした。中空構造を有するパネルとしては、例えば、封止ガラスを用いたものが挙げられ、具体的には、SAMSUNG社製GALAXY SII、GALAXY S4等がこれに該当する。中空構造を有さないパネルとしては、例えば、薄膜封止を用いたものが挙げられ、具体的には、SAMSUNG社製GALAXY S8+、Apple社製iPhone(登録商標) X、Huawei社製P40 Pro等がこれに該当する。
本発明の円偏光板は、特に中空構造を有さないパネルにおいて、黒色の色味づきがより抑制される。
本発明の円偏光板は、特に中空構造を有さないパネルにおいて、黒色の色味づきがより抑制される。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明は以下の実施例に限定され制限されるものではない。
[実施例1]
<第1光学異方性層の作製>
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、セルロースアシレート溶液1を調製した。溶液1の固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶剤は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
<第1光学異方性層の作製>
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、セルロースアシレート溶液1を調製した。溶液1の固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶剤は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
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セルロースアシレート溶液1
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セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(化学式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(化学式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
溶剤(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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セルロースアシレート溶液1
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セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(化学式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(化学式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
溶剤(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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上記で作製した溶液1を、ドラム製膜機を用いて流延した。0℃に冷却された金属支持体上に接するように溶液をダイから流延し、その後、得られたウェブ(フィルム)を剥ぎ取った。なお、ドラムはSUS(Steel Use Stainless)製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取った。
得られたセルロースアシレートフィルム(第1光学異方性層)の膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、厚み方向のレタデーションRth(550)は26nmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム(第1光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
得られたセルロースアシレートフィルム(第1光学異方性層)の膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、厚み方向のレタデーションRth(550)は26nmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム(第1光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
<片面鹸化処理>
上記セルロースアシレートフィルムを、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムのバンド面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、片面鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
上記セルロースアシレートフィルムを、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムのバンド面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、片面鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
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アルカリ溶液
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤SF-1:C14H29O(CH2CH2O)20H
1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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アルカリ溶液
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤SF-1:C14H29O(CH2CH2O)20H
1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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<配向膜の形成>
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜形成用組成物(A)を#9のワイヤーバーで連続的に塗布し、60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥した。配向膜の厚みは0.3μmであった。
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜形成用組成物(A)を#9のワイヤーバーで連続的に塗布し、60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥した。配向膜の厚みは0.3μmであった。
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配向膜形成用組成物(A)
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下記変性ポリビニルアルコールP1 100質量部
下記光重合開始剤 12.5質量部
水 3286質量部
メタノール 1171質量部
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配向膜形成用組成物(A)
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下記変性ポリビニルアルコールP1 100質量部
下記光重合開始剤 12.5質量部
水 3286質量部
メタノール 1171質量部
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変性ポリビニルアルコールP1〔下記式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(mol%)を表す。〕
光重合開始剤
<第2光学異方性層および第3光学異方性層の形成>
上記で作製した配向膜に対し、連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルム長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、ラビングローラーの回転軸の位置は、フィルム長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記ラビング処理したセルロースアシレートフィルムを基板として、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(1)を塗布して、組成物層を形成した。なお、組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値は、0.0μm-1であった。
次に、得られた組成物層を95℃で80秒間加熱した。この加熱により組成物層の円盤状液晶化合物が所定の方向に配向した。
その後、酸素を含む空気(酸素濃度:約20体積%)下、40℃にて、365nmLED(Light Emitting Diode)ランプ(アクロエッジ(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射した(照射量:14mJ/cm2)。
続いて、得られた組成物層を95℃で40秒間加熱した。
その後、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、75℃にて、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射し(照射量:200mJ/cm2)、液晶硬化層として液晶化合物の配向状態を固定した光学異方性層を形成し、積層体〔層構成:セルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)/配向膜/液晶硬化層〕を作製した。
上述した手順で作製した積層体をラビング方向と平行に切削し、偏光顕微鏡で液晶硬化層を断面方向から観察した。液晶硬化層の厚みは2.7μmであり、液晶硬化層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)側の厚み1.4μmの領域(第2光学異方性層)は、捩れ角の無いホモジニアス配向であり、光学異方性層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)と反対側の厚み1.3μmの領域(第3光学異方性層)は液晶化合物が捩れ配向していた。また、第2光学異方性層は、上記式(2)の「nz=nx>ny」を満たしていた。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、積層体の光学特性を求めた。第2光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn2と厚みd2との積(Δn2d2)は168nm、液晶化合物の捩れ角は0°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、基板側が-104°、第3光学異方性層に接する側が-104°であった。
また、第3光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn1と厚みd1との積(Δn1d1)は160nm、液晶化合物の捩れ角度は81°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、第2光学異方性層に接する側が-104°、空気側が-185°であった。
上記で作製した配向膜に対し、連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルム長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、ラビングローラーの回転軸の位置は、フィルム長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記ラビング処理したセルロースアシレートフィルムを基板として、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(1)を塗布して、組成物層を形成した。なお、組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値は、0.0μm-1であった。
次に、得られた組成物層を95℃で80秒間加熱した。この加熱により組成物層の円盤状液晶化合物が所定の方向に配向した。
その後、酸素を含む空気(酸素濃度:約20体積%)下、40℃にて、365nmLED(Light Emitting Diode)ランプ(アクロエッジ(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射した(照射量:14mJ/cm2)。
続いて、得られた組成物層を95℃で40秒間加熱した。
その後、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、75℃にて、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射し(照射量:200mJ/cm2)、液晶硬化層として液晶化合物の配向状態を固定した光学異方性層を形成し、積層体〔層構成:セルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)/配向膜/液晶硬化層〕を作製した。
上述した手順で作製した積層体をラビング方向と平行に切削し、偏光顕微鏡で液晶硬化層を断面方向から観察した。液晶硬化層の厚みは2.7μmであり、液晶硬化層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)側の厚み1.4μmの領域(第2光学異方性層)は、捩れ角の無いホモジニアス配向であり、光学異方性層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)と反対側の厚み1.3μmの領域(第3光学異方性層)は液晶化合物が捩れ配向していた。また、第2光学異方性層は、上記式(2)の「nz=nx>ny」を満たしていた。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、積層体の光学特性を求めた。第2光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn2と厚みd2との積(Δn2d2)は168nm、液晶化合物の捩れ角は0°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、基板側が-104°、第3光学異方性層に接する側が-104°であった。
また、第3光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn1と厚みd1との積(Δn1d1)は160nm、液晶化合物の捩れ角度は81°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、第2光学異方性層に接する側が-104°、空気側が-185°であった。
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光学異方性層形成用組成物(1)
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下記の円盤状液晶化合物1 80質量部
下記の円盤状液晶化合物2 20質量部
下記の配向膜界面配向剤 1質量部
下記の配向膜界面密着剤 0.1質量部
下記の左捩れキラル剤 1.06質量部
下記の右捩れキラル剤 0.1質量部
下記のレベリング剤B-1 0.18質量部
下記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート 5質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 2質量部
下記の消泡剤 2質量部
メチルエチルケトン 105質量部
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光学異方性層形成用組成物(1)
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下記の円盤状液晶化合物1 80質量部
下記の円盤状液晶化合物2 20質量部
下記の配向膜界面配向剤 1質量部
下記の配向膜界面密着剤 0.1質量部
下記の左捩れキラル剤 1.06質量部
下記の右捩れキラル剤 0.1質量部
下記のレベリング剤B-1 0.18質量部
下記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート 5質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 2質量部
下記の消泡剤 2質量部
メチルエチルケトン 105質量部
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円盤状液晶化合物1
円盤状液晶化合物2
配向膜界面配向剤
配向膜界面密着剤
左捩れキラル剤(下記式中、Meはメチル基を表す)
右捩れキラル剤
レベリング剤B-1(重量平均分子量:16000、下記式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(質量%)を表す。)
変性トリメチロールプロパントリアクリレート
消泡剤
<第4光学異方性層の形成>
下記の成分をミキシングタンクに投入し、加熱しながら撹拌して、セルロースアシレート溶液2を調製した。
下記の成分をミキシングタンクに投入し、加熱しながら撹拌して、セルロースアシレート溶液2を調製した。
──────────────────────────────────
セルロースアシレート溶液2
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酢化度60.7~61.1%のセルロースアシレート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 336質量部
メタノール(第2溶媒) 29質量部
1-ブタノール(第3溶媒) 11質量部
──────────────────────────────────
セルロースアシレート溶液2
──────────────────────────────────
酢化度60.7~61.1%のセルロースアシレート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 336質量部
メタノール(第2溶媒) 29質量部
1-ブタノール(第3溶媒) 11質量部
──────────────────────────────────
別のミキシングタンクに、下記のレタデーション上昇剤(16質量部)、メチレンクロライド(92質量部)、および、メタノール(8質量部)を投入し、加熱しながら撹拌して、レタデーション上昇剤溶液を調製した。
セルロースアシレート溶液2(474質量部)にレタデーション上昇剤溶液(25質量部)を混合し、充分に撹拌してドープを調製した。レタデーション上昇剤の添加量は、セルロースアシレート100質量部に対して、6.0質量部であった。
セルロースアシレート溶液2(474質量部)にレタデーション上昇剤溶液(25質量部)を混合し、充分に撹拌してドープを調製した。レタデーション上昇剤の添加量は、セルロースアシレート100質量部に対して、6.0質量部であった。
レタデーション上昇剤
得られた溶液を、バンド延伸機を用いて流延した。バンド上でのフィルムの膜面温度が40℃となってから、バンド上からフィルムを剥ぎ取り、得られたフィルムを70℃の温風で1分間乾燥し、さらに140℃の乾燥風で10分間乾燥した。得られたセルロースアシレートフィルム(第4光学異方性層)の膜厚は60μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、厚み方向のレタデーションRth(550)は60nmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム(第4光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
<偏光子の作製>
厚み80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒間浸漬して染色した。次に、得られたフィルムをホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒間浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚み20μmの偏光子を得た。
厚み80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒間浸漬して染色した。次に、得られたフィルムをホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒間浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚み20μmの偏光子を得た。
<偏光子保護フィルムの作製>
市販のセルロースアシレート系フィルムのフジタックTG40UL(富士フイルム(株)製)を準備し、1.5モル/リットルで55℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、0.005モル/リットルで35℃の希硫酸水溶液に得られたフィルムを1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に、得られたフィルムを120℃で十分に乾燥させて、表面を鹸化処理した偏光子保護フィルムを作製した。
市販のセルロースアシレート系フィルムのフジタックTG40UL(富士フイルム(株)製)を準備し、1.5モル/リットルで55℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、0.005モル/リットルで35℃の希硫酸水溶液に得られたフィルムを1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に、得られたフィルムを120℃で十分に乾燥させて、表面を鹸化処理した偏光子保護フィルムを作製した。
<円偏光板の作製>
前述の偏光子保護フィルムの作製と同様に、上記作製した光学フィルム(第1、第2、第3光学異方性層)を鹸化処理し、第1光学異方性層表面に、前述の偏光子および前述の偏光子保護フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合せた。
さらに、第3光学異方性層表面側に粘着剤で第4光学異方性層を貼り合わせ、長尺状の円偏光板(P-1)を作製した。つまり、円偏光板(P-1)は、偏光子保護フィルム、偏光子、第1光学異方性層、第2光学異方性層、第3光学異方性層、および、第4光学異方性層をこの順で有していた。
なお、偏光子の吸収軸は円偏光板の長手方向と一致しており、偏光子の吸収軸に対する第2光学異方性層の面内遅相軸の回転角度は104°であり、偏光子の吸収軸に対する第3光学異方性層の第2光学異方性層とは反対側の表面の面内遅相軸の回転角度は185°であった。
なお、上記面内遅相軸の回転角度は、偏光子側から光学異方性層を観察して、基板の長手方向を基準の0°とし、反時計回り方向に正、時計回りに負の角度値をもって表してある。
前述の偏光子保護フィルムの作製と同様に、上記作製した光学フィルム(第1、第2、第3光学異方性層)を鹸化処理し、第1光学異方性層表面に、前述の偏光子および前述の偏光子保護フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合せた。
さらに、第3光学異方性層表面側に粘着剤で第4光学異方性層を貼り合わせ、長尺状の円偏光板(P-1)を作製した。つまり、円偏光板(P-1)は、偏光子保護フィルム、偏光子、第1光学異方性層、第2光学異方性層、第3光学異方性層、および、第4光学異方性層をこの順で有していた。
なお、偏光子の吸収軸は円偏光板の長手方向と一致しており、偏光子の吸収軸に対する第2光学異方性層の面内遅相軸の回転角度は104°であり、偏光子の吸収軸に対する第3光学異方性層の第2光学異方性層とは反対側の表面の面内遅相軸の回転角度は185°であった。
なお、上記面内遅相軸の回転角度は、偏光子側から光学異方性層を観察して、基板の長手方向を基準の0°とし、反時計回り方向に正、時計回りに負の角度値をもって表してある。
[実施例2]
<配向膜の形成>
実施例1の第1光学異方性層と同様の方法で作製したセルロースアシレートフィルムに対して、実施例1と同様の方法で、片面鹸化処理を施した。
次いで、鹸化処理を施した面に、下記組成の配向膜形成用組成物(B)を#10のワイヤーバーで連続的に塗布し、60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥した。配向膜の厚みは0.5μmであった。
なお、実施例2においては、配向膜を形成したセルロースアシレートフィルムは、第2光学異方性層および第3光学異方性層の形成時の基材として用いている。
<配向膜の形成>
実施例1の第1光学異方性層と同様の方法で作製したセルロースアシレートフィルムに対して、実施例1と同様の方法で、片面鹸化処理を施した。
次いで、鹸化処理を施した面に、下記組成の配向膜形成用組成物(B)を#10のワイヤーバーで連続的に塗布し、60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥した。配向膜の厚みは0.5μmであった。
なお、実施例2においては、配向膜を形成したセルロースアシレートフィルムは、第2光学異方性層および第3光学異方性層の形成時の基材として用いている。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
配向膜形成用組成物(B)
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の変性ポリビニルアルコール 100質量部
水 1711質量部
メタノール 570質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
配向膜形成用組成物(B)
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の変性ポリビニルアルコール 100質量部
水 1711質量部
メタノール 570質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
変性ポリビニルアルコール〔下記式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(mol%)を表す。〕
<第2光学異方性層および第3光学異方性層の形成>
上記で作製した配向膜に対し、実施例1と同様にラビング処理を行ったのち、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(2)の塗布、加熱、紫外線照射を行い、積層体〔層構成:セルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)/配向膜/液晶硬化層〕を作製した。
上述した手順で作製した積層体をラビング方向と平行に切削し、偏光顕微鏡で液晶硬化層を断面方向から観察した。液晶硬化層の厚みは2.7μmであり、液晶硬化層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)側の厚み1.4μmの領域(第2光学異方性層)は、捩れ角の無いホモジニアス配向であり、光学異方性層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)と反対側の厚み1.3μmの領域(第3光学異方性層)は液晶化合物が捩れ配向していた。また、第2光学異方性層は、上記式(2)の「nz=nx>ny」を満たしていた。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、積層体の光学特性を求めた。第2光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn2と厚みd2との積(Δn2d2)は168nm、液晶化合物の捩れ角は0°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、基材側が-104°、第3光学異方性層に接する側が-104°であった。
また、第3光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn1と厚みd1との積(Δn1d1)は160nm、液晶化合物の捩れ角度は81°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、第2光学異方性層に接する側が-104°、空気側が-185°であった。
上記で作製した配向膜に対し、実施例1と同様にラビング処理を行ったのち、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(2)の塗布、加熱、紫外線照射を行い、積層体〔層構成:セルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)/配向膜/液晶硬化層〕を作製した。
上述した手順で作製した積層体をラビング方向と平行に切削し、偏光顕微鏡で液晶硬化層を断面方向から観察した。液晶硬化層の厚みは2.7μmであり、液晶硬化層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)側の厚み1.4μmの領域(第2光学異方性層)は、捩れ角の無いホモジニアス配向であり、光学異方性層のセルロースアシレートフィルム(樹脂フィルム)と反対側の厚み1.3μmの領域(第3光学異方性層)は液晶化合物が捩れ配向していた。また、第2光学異方性層は、上記式(2)の「nz=nx>ny」を満たしていた。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、積層体の光学特性を求めた。第2光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn2と厚みd2との積(Δn2d2)は168nm、液晶化合物の捩れ角は0°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、基材側が-104°、第3光学異方性層に接する側が-104°であった。
また、第3光学異方性層の波長550nmにおける面内の屈折率異方性Δn1と厚みd1との積(Δn1d1)は160nm、液晶化合物の捩れ角度は81°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、第2光学異方性層に接する側が-104°、空気側が-185°であった。
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光学異方性層形成用組成物(2)
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上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
上記の配向膜界面配向剤 1質量部
上記の左捩れキラル剤 1.06質量部
上記の右捩れキラル剤 0.1質量部
上記のレベリング剤B-1 0.18質量部
上記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート 5質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 2質量部
上記の消泡剤 2質量部
メチルエチルケトン 105質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層形成用組成物(2)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
上記の配向膜界面配向剤 1質量部
上記の左捩れキラル剤 1.06質量部
上記の右捩れキラル剤 0.1質量部
上記のレベリング剤B-1 0.18質量部
上記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート 5質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 2質量部
上記の消泡剤 2質量部
メチルエチルケトン 105質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<第4光学異方性層の形成>
セルロースアシレートフィルム上にギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(3)を塗布して、組成物層を形成した。組成物層の形成されたフィルムを温風にて116℃で1分間加熱し、UV温度78℃にて酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量150mJ/cm2の紫外線を照射した。
なお、形成した液晶配向層(第4光学異方性層)の膜厚は2μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は60nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。また、形成した液晶配向層(第4光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
セルロースアシレートフィルム上にギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(3)を塗布して、組成物層を形成した。組成物層の形成されたフィルムを温風にて116℃で1分間加熱し、UV温度78℃にて酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量150mJ/cm2の紫外線を照射した。
なお、形成した液晶配向層(第4光学異方性層)の膜厚は2μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は60nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。また、形成した液晶配向層(第4光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層形成用組成物(3)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
上記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート 12質量部
下記の重合開始剤S-1(オキシム型) 3質量部
下記のレベリング剤B-2 0.6質量部
下記の基材側偏在ポリマーP-1(特定ポリマー) 0.6質量部
メチルイソブチルケトン 360質量部
プロピオン酸エチル 90質量部
メチルエチルケトン 25質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層形成用組成物(3)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
上記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート 12質量部
下記の重合開始剤S-1(オキシム型) 3質量部
下記のレベリング剤B-2 0.6質量部
下記の基材側偏在ポリマーP-1(特定ポリマー) 0.6質量部
メチルイソブチルケトン 360質量部
プロピオン酸エチル 90質量部
メチルエチルケトン 25質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
重合開始剤S-1
レベリング剤B-2(重量平均分子量:12500、下記式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(質量%)を表す。)
基材側偏在ポリマーP-1(重量平均分子量:7800)
<光学積層体の作製>
上記作製した、第2光学異方性層および第3光学異方性層を含むフィルムの第3光学異方性層表面、ならびに、第4光学異方性層を含むフィルムの第4光学異方性層表面を、それぞれ、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理した。
次いで、第4光学異方性層を含むフィルムの第4光学異方性層表面側に、紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、接着剤組成物層を形成して、第2、第3光学異方性層を含むフィルムの第3光学異方性層表面を、長手方向が平行となるように貼合した。
次いで、得られた積層体に対して、高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm2(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤組成物層を硬化して厚さ1μmの接着剤層を形成した。さらに、第2光学異方性層および第3光学異方性層の基材(セルロースアシレートフィルムおよび配向膜)を剥離し、第2光学異方性層、第3光学異方性層、接着剤層、第4光学異方性層、および、セルロースアシレートフィルムをこの順で有する光学積層体を作製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
紫外線硬化型接着剤組成物1
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セロキサイド2021P((株)ダイセル製) 67.0質量部
2-エチルヘキシルグリシジルエーテル 9.6質量部
リカレジンDME-100(新日本理化(株)製) 19.1質量部
CPI-100P(サンアプロ(株)製) 4.3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した、第2光学異方性層および第3光学異方性層を含むフィルムの第3光学異方性層表面、ならびに、第4光学異方性層を含むフィルムの第4光学異方性層表面を、それぞれ、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理した。
次いで、第4光学異方性層を含むフィルムの第4光学異方性層表面側に、紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、接着剤組成物層を形成して、第2、第3光学異方性層を含むフィルムの第3光学異方性層表面を、長手方向が平行となるように貼合した。
次いで、得られた積層体に対して、高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm2(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤組成物層を硬化して厚さ1μmの接着剤層を形成した。さらに、第2光学異方性層および第3光学異方性層の基材(セルロースアシレートフィルムおよび配向膜)を剥離し、第2光学異方性層、第3光学異方性層、接着剤層、第4光学異方性層、および、セルロースアシレートフィルムをこの順で有する光学積層体を作製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
紫外線硬化型接着剤組成物1
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セロキサイド2021P((株)ダイセル製) 67.0質量部
2-エチルヘキシルグリシジルエーテル 9.6質量部
リカレジンDME-100(新日本理化(株)製) 19.1質量部
CPI-100P(サンアプロ(株)製) 4.3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<円偏光板の作製>
実施例1と同様の手順で偏光子を作製したのち、偏光子保護フィルムとしてフジタックTG40UL、および、第1光学異方性層としてTJ25(富士フイルム社製)を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合せた。TJ25の厚みは25μmで、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は20nmであった。また、TJ25は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
次いで、上記直線偏光板のTJ25表面側、および、上記作製した光学積層体の第2光学異方性層表面側を、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理したのち、TJ25表面側に紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、接着剤組成物層を形成して、上記光学積層体の第2光学異方性層表面側を貼合した。
さらに、得られた積層体に対して、高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm2(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤組成物層を硬化して厚さ1μmの接着剤層を形成した。第4光学異方性層の基材(セルロースアシレートフィルム)を剥離し、偏光子保護フィルム、偏光子、第1光学異方性層、接着剤層、第2光学異方性層、第3光学異方性層、接着剤層、および、第4光学異方性層をこの順で有する円偏光板を作製した。
実施例1と同様の手順で偏光子を作製したのち、偏光子保護フィルムとしてフジタックTG40UL、および、第1光学異方性層としてTJ25(富士フイルム社製)を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合せた。TJ25の厚みは25μmで、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は20nmであった。また、TJ25は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
次いで、上記直線偏光板のTJ25表面側、および、上記作製した光学積層体の第2光学異方性層表面側を、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理したのち、TJ25表面側に紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、接着剤組成物層を形成して、上記光学積層体の第2光学異方性層表面側を貼合した。
さらに、得られた積層体に対して、高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm2(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤組成物層を硬化して厚さ1μmの接着剤層を形成した。第4光学異方性層の基材(セルロースアシレートフィルム)を剥離し、偏光子保護フィルム、偏光子、第1光学異方性層、接着剤層、第2光学異方性層、第3光学異方性層、接着剤層、および、第4光学異方性層をこの順で有する円偏光板を作製した。
[実施例3]
第4光学異方性層として、セルロースアシレートフィルムのかわりに、実施例2の第4光学異方性層と同じ円盤状液晶の水平配向層を使用した以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
第4光学異方性層として、セルロースアシレートフィルムのかわりに、実施例2の第4光学異方性層と同じ円盤状液晶の水平配向層を使用した以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
[実施例4]
配向膜のラビング処理角度、光学異方性層形成用組成物(1)のキラル剤量、塗布量、および、365nmLEDランプの照射量を、所望の光学特性となるよう調整した以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
配向膜のラビング処理角度、光学異方性層形成用組成物(1)のキラル剤量、塗布量、および、365nmLEDランプの照射量を、所望の光学特性となるよう調整した以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
[実施例5]
偏光子保護フィルムとしてTJ25を使用せず、偏光子表面に直接紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工した以外は、実施例2と同じ方法で円偏光板を作製した。
なお、下記表1中、実施例5においては、第1光学異方性層を有さず、第2~第4光学異方性層を有する円偏光板として記載されているが、これは、上述した第3の実施態様に該当する例である。
偏光子保護フィルムとしてTJ25を使用せず、偏光子表面に直接紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工した以外は、実施例2と同じ方法で円偏光板を作製した。
なお、下記表1中、実施例5においては、第1光学異方性層を有さず、第2~第4光学異方性層を有する円偏光板として記載されているが、これは、上述した第3の実施態様に該当する例である。
[実施例6]
実施例1の第4光学異方性層を下記に示すUV吸収剤入りセルロースアシレートフィルムに変更した以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
<第4光学異方性層の形成>
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、セルロースアシレート溶液1を調製した。溶液2の固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶剤は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
実施例1の第4光学異方性層を下記に示すUV吸収剤入りセルロースアシレートフィルムに変更した以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
<第4光学異方性層の形成>
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、セルロースアシレート溶液1を調製した。溶液2の固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶剤は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート溶液2
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(化学式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(化学式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
下記UV吸収剤 2.1質量部
溶剤(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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セルロースアシレート溶液2
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(化学式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(化学式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
下記UV吸収剤 2.1質量部
溶剤(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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UV吸収剤
上記で作製した溶液1を、ドラム製膜機を用いて流延した。0℃に冷却された金属支持体上に接するように溶液をダイから流延し、その後、得られたウェブ(フィルム)を剥ぎ取った。なお、ドラムはSUS製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取った。
得られたUV吸収剤入りセルロースアシレートフィルム(第4光学異方性層)の膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、厚み方向のレタデーションRth(550)は26nmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム(第4光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
得られたUV吸収剤入りセルロースアシレートフィルム(第4光学異方性層)の膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nm、厚み方向のレタデーションRth(550)は26nmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム(第4光学異方性層)は、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たしていた。
[実施例7]
第4光学異方性層の膜厚を2μmから1μmに変更した以外は、実施例2と同じ方法で円偏光板を作成した。第4光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は44nmであった。
第4光学異方性層の膜厚を2μmから1μmに変更した以外は、実施例2と同じ方法で円偏光板を作成した。第4光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は44nmであった。
[比較例1]
面内レタデーションRe(550)および厚み方向のレタデーションRth(550)がいずれも0nmのセルロースアシレートフィルムすなわち、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たさない光学異方性層に対して、配向膜の形成、ラビング処理、光学異方性層形成用組成物(1)の塗布を行い、かつ、第4光学異方性層が無いこと以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
面内レタデーションRe(550)および厚み方向のレタデーションRth(550)がいずれも0nmのセルロースアシレートフィルムすなわち、上記式(1)の「nx=ny>nz」を満たさない光学異方性層に対して、配向膜の形成、ラビング処理、光学異方性層形成用組成物(1)の塗布を行い、かつ、第4光学異方性層が無いこと以外は、実施例1と同じ方法で円偏光板を作製した。
<有機EL表示装置の作製および表示性能の評価>
(表示装置への実装)
有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S8+を分解し、円偏光板を剥離して、そこに上記の実施例で作製した円偏光板を、偏光子保護フィルムが外側に配置されるように、表示装置に貼り合せた。
(表示装置への実装)
有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S8+を分解し、円偏光板を剥離して、そこに上記の実施例で作製した円偏光板を、偏光子保護フィルムが外側に配置されるように、表示装置に貼り合せた。
(表示性能の評価)
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明光下において、極角45°から蛍光灯を映し込んで、全方位から反射光を観察した。色味変化の方位角依存性を下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
4:色味づきが全く視認されない(許容)。
3:色味づきが視認されるものの、ごくわずかとなる(許容)。
2:色味づきがやや視認され、反射光もややあり、許容できない。
1:色味づきが視認され、反射光も多く、許容できない。
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明光下において、極角45°から蛍光灯を映し込んで、全方位から反射光を観察した。色味変化の方位角依存性を下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
4:色味づきが全く視認されない(許容)。
3:色味づきが視認されるものの、ごくわずかとなる(許容)。
2:色味づきがやや視認され、反射光もややあり、許容できない。
1:色味づきが視認され、反射光も多く、許容できない。
表1に示すように、第1~第3の実施態様のいずれにも該当しない比較例1の円偏光板を用いた場合は、色味変化の方位角依存性が許容できないレベルとなり、斜め方向からの黒色の視認性が劣ることが分かった。
これに対し、第1~第3の実施態様に該当する実施例1~7の円偏光板を用いた場合は、色味変化の方位角依存性が許容できるレベルとなり、斜め方向からの黒色の視認性が向上することが分かった。
これに対し、第1~第3の実施態様に該当する実施例1~7の円偏光板を用いた場合は、色味変化の方位角依存性が許容できるレベルとなり、斜め方向からの黒色の視認性が向上することが分かった。
10a、10b 円偏光板
12 直線偏光子
14、16c 第1光学異方性層
16a、16b、18c 第2光学異方性層
18a、18b、22 第3光学異方性層
20 第4光学異方性層
24 組成物層
24A 下側領域
24B 上側領域
26 有機EL表示パネル
100 有機EL表示装置
12 直線偏光子
14、16c 第1光学異方性層
16a、16b、18c 第2光学異方性層
18a、18b、22 第3光学異方性層
20 第4光学異方性層
24 組成物層
24A 下側領域
24B 上側領域
26 有機EL表示パネル
100 有機EL表示装置
Claims (14)
- 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、前記第1光学異方性層および前記第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、前記第2光学異方性層が下記式(2)を満たし、前記第3光学異方性層が厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
式(1) nx=ny>nz
式(2) nz=nx>ny - 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層と、第4光学異方性層とをこの順に有し、前記第1光学異方性層および前記第4光学異方性層がいずれも下記式(1)を満たし、前記第2光学異方性層および前記第3光学異方性層がいずれも厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
式(1) nx=ny>nz - 前記第2光学異方性層が、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、請求項1に記載の円偏光板。
- 前記第2光学異方性層と、前記第3光学異方性層とが直接隣接する、請求項1または2に記載の円偏光板。
- 前記第2光学異方性層の前記第3光学異方性層側表面での面内遅相軸と、前記第3光学異方性層の前記第2光学異方性層側表面での面内遅相軸とが平行である、請求項1または2に記載の円偏光板。
- 前記直線偏光子の吸収軸と、前記第2光学異方性層の面内遅相軸とのなす角度が94~114°であり、前記第2光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションが138~198nmであり、前記第3光学異方性層における前記捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が71~91°であり、波長550nmで測定した前記第3光学異方性層の屈折率異方性Δnと前記第3光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が130~190nmである、請求項1に記載の円偏光板。
- 前記直線偏光子の吸収軸と、前記第2光学異方性層の前記第1光学異方性層側表面での面内遅相軸とのなす角度が85~95°であり、前記第2光学異方性層における前記捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が16~36°であり、前記第2光学異方性層の波長550nmで測定した前記第2光学異方性層の屈折率異方性Δnと前記第2光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が252~312nmであり、前記第3光学異方性層における前記捩れ配向した液晶化合物の捩れ角度が68~88°であり、波長550nmで測定した前記第3光学異方性層の屈折率異方性Δnと前記第3光学異方性層の厚みdとの積Δndの値が110~170nmである、請求項2に記載の円偏光板。
- 前記第1光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは0~60nmであり、前記第4光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは10~90nmである、請求項1または2に記載の円偏光板。
- 前記第1光学異方性層がセルロースアシレートフィルムであり、前記第4光学異方性層がセルロースアシレートフィルム、または、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、請求項1または2に記載の円偏光板。
- 前記第2光学異方性層および前記第3光学異方性層が、ともに2種以上のキラル剤を含む、請求項1または2に記載の円偏光板。
- 前記第2光学異方性層および前記第3光学異方性層に含まれる前記2種以上のキラル剤の少なくとも1種が、光異性化可能な二重結合、および、ビナフチル部分構造を有する、請求項10に記載の円偏光板。
- 請求項1または2に記載の円偏光板を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 直線偏光子と、第1光学異方性層と、第2光学異方性層と、第3光学異方性層とをこの順に有し、前記第1光学異方性層および前記第2光学異方性層が、それぞれ独立に、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、厚み方向を螺旋軸とする捩れ配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、前記第3光学異方性層が水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である、円偏光板。
- 請求項13に記載の円偏光板を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| JP2024-078504 | 2024-05-14 | ||
| JP2024078504 | 2024-05-14 | ||
| JP2024-164920 | 2024-09-24 | ||
| JP2024164920 | 2024-09-24 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025239209A1 true WO2025239209A1 (ja) | 2025-11-20 |
Family
ID=97720192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/016391 Pending WO2025239209A1 (ja) | 2024-05-14 | 2025-04-30 | 円偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025239209A1 (ja) |
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| JP2006514754A (ja) * | 2003-01-28 | 2006-05-11 | エルジー・ケム・リミテッド | ネガティブ補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置 |
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| JP2023084440A (ja) * | 2021-12-07 | 2023-06-19 | 富士フイルム株式会社 | 積層フィルム、円偏光板、表示装置 |
-
2025
- 2025-04-30 WO PCT/JP2025/016391 patent/WO2025239209A1/ja active Pending
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