CN112703436A - 偏光膜以及包含其的偏光板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

偏光膜,其依次包含偏光片、第1保护层和第2保护层,所述偏光片为包含具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物及二向色性色素的聚合性液晶组合物的固化物,上述第1保护层为包含水溶性树脂的固化性组合物的固化物层,上述第2保护层为包含聚合性化合物的固化性组合物的固化物层。

Description

偏光膜以及包含其的偏光板及显示装置
技术领域
本发明涉及偏光膜、以及包含上述偏光膜的偏光板及具备其的显示装置。
背景技术
以往,在液晶显示面板、有机电致发光(有机EL)显示面板等各种图像显示面板中,偏光板被贴合于液晶盒、有机EL显示元件等图像显示元件而使用。作为这样的偏光板,具有下述结构的偏光板是已知的:在偏光片的至少一面上介由粘接层而层叠有三乙酰基纤维素膜等保护层,所述偏光片是在聚乙烯醇系树脂膜上吸附碘、二向色性染料等显示二向色性的化合物并使其取向而得到的。
近年来,对于图像显示面板等显示器,存在进一步薄型化的要求,对于作为其构成要素之一的偏光板、偏光片,也要求进一步的薄型化。对于这样的要求,例如,提出了由聚合性液晶化合物和显示二向色性的化合物形成的薄型的主体客体型偏光片(专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2007-510946号公报
专利文献2:日本特开2013-37353号公报
专利文献3:日本特开2017-083843号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在使上述专利文献1所记载那样的主体客体型偏光片与保护层等高分子膜、图像显示元件等贴合时,根据偏光片所暴露的外部环境条件,偏光片中包含的二向色性色素变得容易扩散至高分子膜、粘结剂层中,会产生因各向异性被扰乱而导致偏光性能经时地下降这样的课题。
这样的偏光性能的经时下降在高温或高温高湿等严苛的环境下变得尤其显著。
为了解决上述课题,在专利文献2所记载的偏光膜中,将在透明基材上形成有取向层、偏光层和保护层的偏光膜以内嵌方式配置于前面板(玻璃基材)。但是,在形成构成专利文献2所记载的偏光膜的前述保护层时,溶剂干燥工序是必须的,根据用于形成保护层的组合物中包含的溶剂种类、所构筑的保护层的种类,在前述干燥工序中,偏光片中的二向色性化合物变得易于向保护层内扩散,由此,会产生偏光性能的经时下降。
进而,专利文献3中教导了:通过利用防扩散层密封偏光膜的两面,从而能够防止二向色性色素向偏光膜外扩散,能够抑制偏光板的光学性能的经时下降。然而,在专利文献3中作为上述防扩散层所提出的聚乙烯醇等亲水性化合物对酸的耐受性不充分,在这样的偏光板与例如粘合剂层邻接而组装至显示装置等的情况下,防扩散层本身因粘结剂层中包含的酸而发生劣化,由此容易使得透过率下降,或者偏光片中包含的偶氮色素等二向色性色素劣化,另外,由于防扩散层功能下降,从而二向色性色素从偏光片向偏光片外扩散,由此可能成为导致偏光性能经时下降的原因。此外,还存在下述问题:在高湿环境下,容易产生裂纹、剥离、浮起等,雾度上升。
因此,本发明的目的在于解决会在现有技术中产生的上述课题,提供具有高耐酸性并且能够有效地抑制由二向色性色素的扩散导致的偏光性能的经时下降(特别是高温或高温高湿等严苛的环境下的经时下降)的、优选为薄型的偏光膜。另外,本发明的目的还在于提供包含该偏光膜的偏光板及显示装置。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果完成了本发明。即,本发明提供以下的优选方式。
[1]偏光膜,其依次包含偏光片、第1保护层和第2保护层,所述偏光片为包含具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物及二向色性色素的聚合性液晶组合物的固化物,
上述第1保护层为包含水溶性树脂的固化性组合物的固化物层,
上述第2保护层为包含聚合性化合物的固化性组合物的固化物层。
[2]如上述[1]所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含阳离子聚合性化合物作为聚合性化合物。
[3]如上述[1]或[2]所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含具有环状醚结构的聚合性化合物作为聚合性化合物。
[4]如上述[1]~[3]中任一项所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含具有氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物作为聚合性化合物。
[5]如上述[1]~[4]中任一项所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含具有两个以上氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物作为聚合性化合物。
[6]如上述[5]所述的偏光膜,其中,相对于形成第2保护层的固化性组合物中包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,具有两个以上氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物的含量为30质量份以上。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的偏光膜,其中,二向色性色素为偶氮色素。
[8]如上述[1]~[7]中任一项所述的偏光膜,其中,聚合性液晶化合物显示出近晶型液晶相。
[9]如上述[1]~[8]中任一项所述的偏光膜,其中,偏光片在X射线分析测定中显示出布拉格峰。
[10]偏光板,其具备上述[1]~[9]中任一项所述的偏光膜和相位差膜,上述相位差膜满足式(X):
100≤Re(550)≤180 (X)
〔式中,Re(550)表示波长550nm处的面内相位差值〕
上述相位差膜的慢轴与上述偏光膜的吸收轴所成的角度实质上为45°。
[11]如上述[10]所述的偏光板,其中,相位差膜满足式(Y):
Re(450)/Re(550)<1 (Y)
〔式中,Re(450)及Re(550)分别表示波长450nm及550nm处的面内相位差值〕。
[12]显示装置,其具备上述[1]~[9]中任一项所述的偏光膜、或上述[10]~[11]中任一项所述的偏光板。
发明的效果
根据本发明,可以提供具有高耐酸性、并且能够有效地抑制由二向色性色素的扩散导致的偏光性能的经时下降(特别是高温或高温高湿等严苛的环境下的经时下降)的薄型偏光膜。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明的范围不限于此处说明的实施方式,可在不损害本发明的主旨的范围内进行各种变更。
<偏光膜>
本发明的偏光膜包含偏光片、第1保护层及第2保护层,这些层依次层叠。本发明的偏光膜中,上述偏光片为包含具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物及二向色性色素的聚合性液晶组合物的固化物,上述第1保护层为包含水溶性树脂的固化性组合物(以下,也称为“固化性组合物(1)”)的固化物层,上述第2保护层为包含聚合性化合物的固化性组合物(以下,称为“固化性组合物(2)”)的固化物层。
在通过使包含聚合性液晶化合物和二向色性色素的聚合性液晶组合物固化而制作的偏光片中,以二向色性色素被聚合性液晶化合物包封且聚合性液晶化合物与二向色性色素进行了取向的状态进行聚合、固化,但与使二向色性色素吸附并取向于以往广泛使用的聚乙烯醇系树脂膜而得到的偏光片相比,二向色性色素较难被保持于高分子成分中,在高温环境下等存在下述倾向:二向色性色素从偏光片中向与该偏光片层叠的其他层进行热扩散,容易产生偏光性能的经时下降。
与此相对,本发明的偏光膜通过在偏光片的一面设置作为包含水溶性树脂的固化性组合物(1)的固化物的第1保护层,从而使得耐热性提高,即使在高温环境下,也能够确保针对二向色性色素向偏光片外的扩散的高抑制效果。另外,通过在第1保护层上进一步设置作为包含聚合性化合物的固化性组合物(2)的固化物的第2保护层,从而能够确保耐湿热性,并且在介由粘合剂层将本发明的偏光膜组装至偏光板、显示装置等时,能够抑制由粘合剂层等所包含的酸导致的二向色性色素的劣化。由此,本发明的偏光膜即使在高温或高温高湿环境下也能够有效地抑制偏光性能的经时下降。此外,通过将第1保护层与第2保护层以上述顺序层叠,能够协同地发挥各保护层的效果,因此能够使这些保护层的厚度变得更薄,能够得到更薄型的偏光膜。
本发明中,作为形成第1保护层的固化性组合物(1)所包含的水溶性树脂,可以使用该领域中已知的水溶性树脂,例如,可举出聚乙烯醇系树脂、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、水溶性酯树脂、水溶性纤维素树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性酚醛树脂、水溶性氨基树脂等。这些水溶性树脂可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。其中,从耐热性优异、并且容易获得的方面考虑,优选包含选自由聚乙烯醇系树脂、水溶性环氧树脂组成的组中的1种。
就聚乙烯醇系树脂而言,除了部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇外,还可以为羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羟甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇这样的经改性的聚乙烯醇系树脂。另外,可以使用市售的聚乙烯醇系树脂。作为这样的市售品,例如,分别可举出由(株)Kuraray销售的作为部分皂化聚乙烯醇的“PVA-403”、作为羧基改性部分皂化聚乙烯醇的“KL-506”及“KL-318”、由日本合成化学(株)销售的乙酰乙酰基改性部分皂化聚乙烯醇“Z-100”、“Z-200”、“Z-300”等。
作为水溶性的环氧树脂,可举出使表氯醇与聚酰胺聚胺(其通过二乙烯三胺、三乙烯四胺这样的多亚烷基多胺与己二酸这样的二羧酸的反应而得到)反应而得到的聚酰胺环氧树脂。作为该聚酰胺环氧树脂的市售品,可举出“Sumirez Resin650”(田冈化学工业(株)制)、“Sumirez Resin675”(田冈化学工业(株)制)、“WS-525”(日本PMC(株)制)等。
相对于固化性组合物(1)的固态成分的质量而言,固化性组合物(1)中的水溶性树脂的含量优选为85质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上。另外,固化性组合物(1)的固态成分可以全部为水溶性树脂(即,100质量%)。需要说明的是,本发明中,所谓水溶性树脂,是指在水中溶解或均匀地分散3质量份以上的树脂。此处所谓均匀地分散,是指静置24小时时不产生沉淀物。另外,所谓固化性组合物(1)的固态成分,在固化性组合物(1)含有溶剂的情况下,是指从固化性组合物(1)中除去溶剂后剩余的成分的总量。
从制作固化性组合物(1)的固化物时的涂布性及操作性良好的方面考虑,固化性组合物(1)优选包含溶剂。作为固化性组合物(1)中的溶剂,可举出水或者水与亲水性有机溶剂(例如醇溶剂、醚溶剂、酯溶剂等)的混合溶剂。固化性组合物(1)含有溶剂的情况下,其固态成分优选为1~30质量%,更优选为2~10质量%。
固化性组合物(1)可以根据需要包含稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、表面调节剂、交联剂等添加剂。添加剂可以单独使用或组合两种以上而使用。相对于固化性组合物(1)的固态成分的质量而言,添加剂的含量优选为0.1~10质量%左右。
固化性组合物(1)可以通过将水溶性树脂、及根据需要加入的添加剂等溶解于溶剂来制备。通过将固化性组合物(1)涂布于偏光片的一个表面上,并将溶剂干燥除去,从而能够使固化性组合物(1)固化,得到第1保护层。
本发明的偏光膜中,第1保护层的厚度根据使用的水溶性树脂的种类、构成第2保护层的固化性组合物的组成、第2保护层的厚度、设想的使用环境等来适当确定即可,优选为0.1~10μm,更优选为0.3~2μm。第1保护层的厚度在上述范围内时,能够在有效地抑制来自偏光片的二向色性色素的扩散的同时,实现偏光膜的薄型化。
本发明中,第2保护层具有下述功能:在本发明的偏光膜介由粘合剂层组装至偏光板、显示装置时,保护第1保护层免受粘合剂层所包含的酸的影响。本发明的偏光膜中,通过将主要由水溶性树脂形成的第1保护层与偏光片邻接地设置,从而抑制通常为不溶性的二向色性色素向偏光片外扩散,并且通过在第1保护层上进一步设置保护第1保护层免受酸、水影响的第2保护层,从而能够实现耐酸性、耐热性及耐湿热性优异的偏光膜。另外,通过依次设置第1保护层和第2保护层,第1保护层及第2保护层能够协同地发挥其效果,由此,能够使各保护层的厚度更薄,在得到薄型的偏光膜方面也是有利的。
本发明中,形成第2保护层的固化性组合物(2)所包含的聚合性化合物为具有至少一个聚合性基团的化合物。此处,所谓聚合性基团,是指通过由聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而能够参与聚合反应的基团。
从工艺的简化的观点考虑,固化性组合物(2)所包含的聚合性化合物优选为活性能量射线固化性的聚合性化合物。作为活性能量射线固化性聚合性化合物,例如,可举出:多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等(甲基)丙烯酸酯化合物;多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物等氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物;多官能环氧(甲基)丙烯酸酯化合物等环氧(甲基)丙烯酸酯化合物;羧基改性环氧(甲基)丙烯酸酯化合物、聚酯(甲基)丙烯酸酯化合物等自由基聚合性化合物、及具有环氧基的环氧化合物、具有氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物、乙烯基化合物等阳离子聚合性化合物。阳离子聚合性化合物通常存在具有高耐酸性的倾向,因此固化性组合物(2)优选包含阳离子聚合性化合物作为聚合性化合物。这些聚合性化合物可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。另外,固化性组合物(2)可以含有阳离子聚合性化合物和自由基聚合性化合物作为聚合性化合物。自由基聚合性化合物例如为能够利用通过光的照射由光自由基聚合引发剂产生的自由基种而引发聚合反应的化合物。
从确保高耐酸性的观点考虑,固化性组合物(2)优选包含具有环状醚结构的聚合性化合物作为聚合性化合物。作为环状醚结构,可举出环氧乙烷环、氧杂环丁烷环及四氢呋喃环、四氢吡喃环等。其中,从实现耐酸性以及高的耐热性及耐湿热性的观点考虑,固化性组合物(2)优选包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的聚合性化合物作为聚合性化合物,更优选包含具有氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物作为聚合性化合物。
具有氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物是在分子内具有1个以上的氧杂环丁基(氧杂环丁烷环)的化合物,可以为脂肪族化合物、脂环式化合物或芳香族化合物中的任意。作为具有1个氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物,例如,可举出3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、2-乙基己基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(环己基氧基)甲基-3-乙基氧杂环丁烷等。另外,作为具有两个以上氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物,例如,可举出1,4-双〔{(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基}甲基〕苯(也称为苯二甲撑双氧杂环丁烷)、双(3-乙基-3-氧杂环丁基甲基)醚等。这些氧杂环丁烷化合物可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。
优选的方式中,固化性组合物(2)包含在分子内具有两个以上氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物(以下,也称为“氧杂环丁烷化合物(A)”)。通过包含氧杂环丁烷化合物(A),能够得到交联密度高、致密的固化物,在与第1保护层的组合中,有效地抑制来自偏光片的二向色性色素的扩散,能够得到不易发生光学性能的经时变化的偏光膜。
相对于固化性组合物(2)所包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,氧杂环丁烷化合物(A)的含量例如可以为10质量份以上,优选为30质量份以上,更优选为40质量份以上,进一步优选为45质量份以上,尤其优选为50质量份以上。氧杂环丁烷化合物(A)的含量在上述下限值以上时,成为耐热性及耐湿热性更优异的保护层,因此在与第1保护层的组合中,能够有效地提高偏光膜的耐酸性、耐热性及耐湿热性。
由此,能够得到不易发生光学性能的经时变化的偏光膜,并且容易使各保护层进一步薄型化。另外,相对于固化性组合物(2)所包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,氧杂环丁烷化合物(A)的含量优选为90质量份以下,更优选为85质量份以下,进一步优选为80质量份以下。另外,上述氧杂环丁烷化合物(A)的含量可以为这些下限值与上限值的组合,相对于固化性组合物(2)所包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,可以优选为30质量份~90质量份、更优选为40~85质量份。
相对于上述固化性组合物(2)的总量100质量份而言,氧杂环丁烷化合物(A)的含量例如25质量份以上,优选为35质量份以上,更优选为40质量份以上,另外,例如为90质量份以下,优选为85质量份以下。
固化性组合物(2)优选除了包含氧杂环丁烷化合物(A)外还包含环氧化合物作为聚合性化合物。环氧化合物优选为选自(B1)具有2个以上环氧基的脂肪族环氧化合物(以下,也称为“脂肪族环氧化合物(B1)”)、(B2)具有2个以上环氧基的脂环式环氧化合物(以下,也称为“脂环式环氧化合物(B2)”)、以及(B3)具有1个以上芳香环的芳香族环氧化合物(以下,也称为“芳香族环氧化合物(B3)”)中的至少一种。
上述脂肪族环氧化合物(B1)为在分子内具有至少2个以上的与脂肪族碳原子键合的环氧环的化合物。
作为上述脂肪族环氧化合物(B1)中的脂肪族碳原子,例如可举出碳原子数为1~15的亚烷基,该亚烷基可以为直链或支链,构成该亚烷基的亚甲基可以被氧原子替换。
作为脂肪族环氧化合物(B1),例如,可举出:1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、环己烷二甲醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚等2官能的环氧化合物;三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚等3官能以上的环氧化合物。
包含脂肪族环氧化合物(B1)的情况下,优选为在分子内具有2个与脂肪族碳原子键合的环氧乙烷环的2官能环氧化合物(也称为脂肪族二环氧化合物),更优选为式(I)表示的脂肪族二环氧化合物。固化性组合物(2)通过包含式(I)表示的脂肪族二环氧化合物作为脂肪族环氧化合物(B1),能够得到粘度低、容易涂布的固化性组合物。
Figure BDA0002978560250000101
式(I)中,Z表示碳原子数为1~9的亚烷基、碳原子数为3或4的烷叉基(alkylidenegroup)、二价的脂环式烃基、或者由式-CmH2m-Z1-CnH2n-表示的二价的基团。-Z1-表示-O-、-CO-O-、-O-CO-、-SO2-、-SO-或CO-,m及n各自独立地表示1以上的整数。其中,m及n的合计为9以下。
二价的脂环式烃基例如可以为碳原子数为4~8的二价的脂环式烃基,例如可举出下述式(I-1)表示的二价的残基。
Figure BDA0002978560250000102
作为式(I)表示的化合物的具体例,可举出烷烃二醇的二缩水甘油醚;重复数至4左右的低聚亚烷基二醇的二缩水甘油醚;脂环式二醇的二缩水甘油醚等。
作为能够形成上述式(I)表示的化合物的二醇(二元醇),可举出乙二醇、丙二醇、1,3-丙烷二醇、2-甲基-1,3-丙烷二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙烷二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、3-甲基-2,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、3,5-庚二醇、1,8-辛烷二醇、2-甲基-1,8-辛烷二醇、1,9-壬二醇等烷烃二醇;
二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇等低聚亚烷基二醇;
环己烷二醇、环己烷二甲醇等脂环式二醇等。
本发明中,作为脂肪族环氧化合物(B1),从能够形成粘度低、容易涂布的固化性组合物(2)的观点考虑,优选1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚。从能够维持光学性能的方面考虑,优选1,6-己二醇二缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚。作为脂肪族环氧化合物(B1),可以单独使用1种脂肪族环氧化合物,也可以组合不同的多种而使用。
固化性组合物(2)含有脂肪族环氧化合物(B1)的情况下,相对于固化性组合物(2)所包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,脂肪族环氧化合物(B1)的含量例如可以为1~95质量份,优选为1~90质量份,更优选为1~40质量份,进一步优选为3~30质量份,尤其优选为5~20质量份,尤其更优选为7~15质量份。
脂肪族环氧化合物(B1)的含量在上述范围内时,固化性组合物(2)的粘度低,能够制成容易涂布的组合物。
上述脂环式环氧化合物(B2)为在分子内具有2个以上的与脂环式环键合的环氧基的化合物。所谓“与脂环式环键合的环氧基”,是指下述式(a)表示的结构中的桥接的氧原子-O-。
Figure BDA0002978560250000111
上述式(a)中,m为2~5的整数。
上述脂环式环氧化合物(B2)可举出具有上述与脂环式环键合的环氧基、和碳原子数为1~10的亚烷基(该亚烷基可以为直链或支链,构成该亚烷基的亚甲基可以被氧原子或羰基替换。)的化合物。
2个以上的除去上述式(a)的(CH2)m中的1个或多个氢原子后的形式的基团与其他化学结构键合的化合物可成为脂环式环氧化合物(B2)。(CH2)m中的1个或多个氢原子可适当地被甲基、乙基这样的直链状烷基取代。
其中,从固化物的玻璃化转变温度变高的观点考虑,优选具有环氧环戊烷结构〔上述式(a)中m=3的结构〕、环氧环己烷结构〔上述式(a)中m=4的结构〕的脂环式环氧化合物,更优选式(II)表示的脂环式二环氧化合物。固化性组合物(2)通过包含式(II)表示的脂环式二环氧化合物作为化合物(B2),固化性组合物(2)固化后的固化物层(第2保护层)的玻璃化转变温度变高,能够抑制高温下的色素的扩散。
Figure BDA0002978560250000121
式(II)中,R1及R2各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,上述烷基的碳原子数为3以上的情况下,可具有脂环式结构。上述碳原子数为1~6的烷基可以为直链或支链烷基,作为具有脂环式结构的烷基,可举出环丙基、环丁基、环戊基等。
式(II)中,X表示氧原子、碳原子数为1~6的烷烃二基或下述式(IIa)~(IId)中任一者表示的二价的基团。
Figure BDA0002978560250000122
作为碳原子数为1~6的烷烃二基,可举出亚甲基、亚甲基、丙烷-1,2-二基等。
式(II)中的X为式(IIa)~(IId)中的任一者表示的二价基团的情况下,各式中的Y1~Y4各自独立地为碳原子数为1~20的烷烃二基,上述烷烃二基的碳原子数为3以上的情况下,可具有脂环式结构。
a及b各自独立地表示0~20的整数。
作为式(II)表示的化合物,例如可举出以下的A~G的化合物。需要说明的是,以下段落所示的化学式A~G分别与化合物A~G对应。
A:3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲基酯
B:3,4-环氧基-6-甲基环己烷甲酸3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基酯
C:亚乙基双(3,4-环氧环己烷甲酸酯)
D:己二酸双(3,4-环氧环己基甲基)酯
E:己二酸双(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基)酯
F:二乙二醇双(3,4-环氧环己基甲基醚)
G:乙二醇双(3,4-环氧环己基甲基醚)
Figure BDA0002978560250000141
本发明中,作为脂环式环氧化合物(B2),从容易获得的方面考虑,更优选3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲基酯。另外,从能够有效地抑制色素的扩散这样的观点考虑,优选2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧基-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物。作为脂环式环氧化合物(B2),可以单独使用1种脂环式环氧化合物,也可以组合不同的多种而使用。
固化性组合物(2)含有脂环式环氧化合物(B2)的情况下,相对于固化性组合物(2)所包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,脂环式环氧化合物(B2)的含量优选为1~90质量份,更优选为1~80质量份,进一步优选为3~70质量份,更进一步优选为3~60质量份。脂环式环氧化合物(B2)的含量在上述范围内时,利用紫外线等活性能量射线的照射进行的固化迅速进行,能够形成耐热及耐湿热性优异、并且硬度充分的固化物层(第2保护层)。
上述芳香族环氧化合物(B3)为在分子内具有1个以上的芳香环的化合物,例如可举出以下这样的化合物。
苯酚、甲酚、丁基苯酚等具有至少一个芳香环的一元苯酚或者、其环氧烷加成物的单/聚缩水甘油醚化物、例如双酚A、双酚F、或向它们进一步附加环氧烷而成的化合物的缩水甘油醚化物、环氧Novolac树脂;
间苯二酚、对苯二酚、邻苯二酚等具有2个以上的酚式羟基的芳香族化合物的缩水甘油醚;
苯二甲醇、苯二乙醇、苯二丁醇等具有2个以上醇式羟基的芳香族化合物的单/聚缩水甘油醚化物;
邻苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸等具有2个以上的羧酸的多元酸芳香族化合物的缩水甘油基酯;
苯甲酸、甲苯甲酸、萘甲酸等苯甲酸化合物的缩水甘油基酯;
苯基环氧乙烷或二乙烯基苯的环氧化物等。
含有芳香族环氧化合物(B3)的情况下,从固化性组合物(2)的低粘度化的观点考虑,优选包含选自酚类的缩水甘油醚、具有两个以上醇式羟基的芳香族化合物的缩水甘油醚化物、多元酚类的缩水甘油醚化物、苯甲酸类的缩水甘油基酯、多元酸类的缩水甘油基酯、苯基环氧乙烷或二乙烯基苯的环氧化物的组中的至少一种。
另外,从提高固化性组合物(2)的固化性的方面考虑,作为芳香族环氧化合物(B3),优选环氧当量为80~500的化合物。
作为芳香族环氧化合物(B3),可以单独使用1种芳香族环氧化合物,也可以组合不同的多种而使用。
作为芳香族环氧化合物(B3),可以使用市售品,例如,可举出Denacol EX-121、Denacol EX-141、Denacol EX-142、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-147、Denacol EX-201、Denacol EX-203、Denacol EX-711、Denacol EX-721、On Court EX-1020、On Court EX-1030、On Court EX-1040、On Court EX-1050、On Court EX-1051、On CourtEX-1010、On Court EX-1011、On Court 1012(以上为Nagase ChemteX公司制);OGSOL PG-100、OGSOL EG-200、OGSOL EG-210、OGSOL EG-250(以上为大阪气体化学公司制);HP4032、HP4032D、HP4700(以上为DIC公司制);ESN-475V(新日铁住金化学公司制);EpikoteYX8800、jER828EL(三菱化学公司制);Mar proof G-0105SA、Mar proof G-0130SP(日油公司制);Epiclon N-665、Epiclon HP-7200(以上为DIC公司制);EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、XD-1000、NC-3000、EPPN-501H、EPPN-501HY、EPPN-502H、NC-7000L(以上为日本化药公司制);Adeka Glycirol ED-501、Adeka Glycirol ED-502、AdekaGlycirol ED-509、Adeka Glycirol ED-529、Adeka Resin EP-4000、Adeka Resin EP-4005、Adeka Resin EP-4100、Adeka Resin EP-4901(以上为ADEKA公司制);TECHMORE VG-3101L、EPOX-MKR710、EPOX-MKR151(以上为Printec公司制)等。
固化性组合物(2)含有芳香族环氧化合物(B3)的情况下,固化性组合物(2)成为疏水性的树脂,由此,得到的固化物层(第2保护层)也成为疏水性。因此,防止高温高湿下来自外部的水分的侵入,能够有效地抑制偏光片所包含的二向色性色素的移动。
固化性组合物(2)含有芳香族环氧化合物(B3)的情况下,相对于固化性组合物(2)所包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,芳香族环氧化合物(B3)的含量优选为1~70质量份,更优选为5~60质量份,进一步优选为7~55质量份,尤其优选为10~50质量份。芳香族环氧化合物(B3)的含量在上述范围内时,能够提高第2保护层的疏水性,能够更有效地抑制高温高湿条件下二向色性色素向偏光片外的扩散。
相对于固化性组合物(2)的总质量100质量份而言,固化性组合物(2)所包含的聚合性化合物的含量优选为80~100质量份,更优选为90~99.5质量份,进一步优选为95~99质量份。聚合性化合物的含量在上述范围内时,能够得到耐酸性优异、防止二向色性色素向偏光片外扩散的效果优异的保护层。
固化性组合物(2)优选含有用于引发聚合的聚合引发剂。聚合引发剂可以为光聚合引发剂(例如光阳离子聚合引发剂、光自由基聚合引发剂),也可以为热聚合引发剂。例如,固化性组合物(2)包含上述氧杂环丁烷化合物(A)、环氧化合物(B)等作为聚合性化合物的情况下,优选在聚合引发剂中使用光阳离子聚合引发剂。
光阳离子聚合引发剂是通过可见光线、紫外线、X射线、或电子射线这样的活性能量射线的照射而产生阳离子种或路易斯酸、并引发阳离子聚合性化合物的聚合反应的聚合引发剂。光阳离子聚合引发剂在光下发挥催化性作用,因此即使与聚合性化合物混合,保存稳定性、操作性也优异。作为因活性能量射线的照射而产生阳离子种或路易斯酸的化合物,例如,可举出芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐这样的鎓盐、芳香族重氮鎓盐、铁-芳烃络合物等。
芳香族碘鎓盐是具有二芳基碘鎓阳离子的化合物,作为该阳离子,典型地可举出二苯基碘鎓阳离子。
芳香族锍盐是具有三芳基锍鎓阳离子的化合物,作为该阳离子,典型地可举出三苯基锍鎓阳离子、4,4’-双(二苯基锍)二苯基硫醚阳离子等。芳香族重氮鎓盐为具有重氮鎓阳离子的化合物,作为该阳离子,典型地可举出苯重氮鎓阳离子。另外,铁-芳香烃络合物典型地为环戊二烯铁(II)芳香烃阳离子络合物盐。
以上所示的阳离子与阴离子(阴离子)成对地构成光阳离子聚合引发剂。作为构成光阳离子聚合引发剂的阴离子,可举出特殊磷系阴离子[(Rf)nPF6-n]-、六氟磷酸根阴离子PF6 -、六氟锑酸根阴离子SbF6 -、五氟羟基锑酸根阴离子SbF5(OH)-、六氟砷酸根阴离子AsF6 -、四氟硼酸根阴离子BF4 -、四(五氟苯基)硼酸根阴离子B(C6F5)4 -等。其中,从聚合性化合物的固化性及得到的第2保护层的安全性的观点考虑,光阳离子聚合引发剂优选为特殊磷系阴离子[(Rf)nPF6-n]-、六氟磷酸根阴离子PF6 -
光阳离子聚合引发剂可以单独使用,也可以组合不同的多种而使用。其中,芳香族锍盐在300nm附近的波长区域也具有紫外线吸收特性,因此能够带来固化性优异、且具有良好的机械强度、粘接强度的固化物,因此优选。
相对于聚合性化合物100质量份而言,固化性组合物(2)中的聚合引发剂的含量通常为0.5~10质量份,优选为6质量份以下,更优选为3质量份以下。聚合引发剂的含量在上述范围内时,能够使聚合性化合物充分地固化,能够对由得到的固化物构成的固化物层赋予高的机械强度、粘接强度。
本发明中,固化性组合物(2)可以根据需要包含固化性组合物中通常使用的添加剂。作为这样的添加剂,例如,可举出离子捕获剂、抗氧化剂、链转移剂、聚合促进剂(多元醇等)、敏化剂、敏化助剂、光稳定剂、增粘剂、热塑性树脂、填充剂、流动调节剂、增塑剂、消泡剂、流平剂、硅烷偶联剂、色素、抗静电剂、紫外线吸收剂等。
作为敏化剂,例如可举出光敏化剂。光敏化剂是在比光阳离子聚合引发剂显示的极大吸收波长更长的波长下显示极大吸收、并且促进基于光阳离子聚合引发剂的聚合引发反应的化合物。另外,光敏化助剂是进一步促进光敏化剂的作用的化合物。优选根据保护膜的种类来配合这样的光敏化剂、以及光敏化助剂。通过配合这些光敏化剂、光敏化助剂,从而即使在使用UV透过性低的膜的情况下,也能形成具有所期望性能的固化物。
光敏化剂优选为对例如波长比380nm长的光显示极大吸收的化合物。作为该光敏化剂,可举出以下记载的蒽系化合物等。
9,10-二甲氧基蒽、
9,10-二乙氧基蒽、
9,10-二丙氧基蒽、
9,10-二异丙氧基蒽、
9,10-二丁氧基蒽、
9,10-二戊氧基蒽、
9,10-二己氧基蒽、
9,10-双(2-甲氧基乙氧基)蒽、
9,10-双(2-乙氧基乙氧基)蒽、
9,10-双(2-丁氧基乙氧基)蒽、
9,10-双(3-丁氧基丙氧基)蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二丙氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二异丙氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二丁氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二戊氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二己氧基蒽。
流平剂是具有调节固化性组合物的流动性、使得涂布该组合物而得到的涂膜更平坦的功能的添加剂,例如,可举出硅烷偶联剂等有机硅系、聚丙烯酸酯系及全氟烷基系的流平剂。
作为流平剂,可以使用市售品。
相对于聚合性化合物100质量份而言,流平剂的含量优选为0.01~5质量份,更优选为0.05~3质量份。流平剂的含量在上述范围内时,得到的第2保护层有变得更平滑的倾向,因此优选。
固化性组合物(2)是将聚合性化合物、及根据需要加入的聚合引发剂、添加剂混合而得到的。第2保护层可以通过下述方式形成:将固化性组合物(2)涂布于第1保护层上,照射紫外线、电子射线等活性能量射线,由此使涂布的固化性组合物(2)固化。
本发明的偏光膜中,第2保护层的厚度根据使用的聚合性化合物的种类、其组合及量、构成第1保护层的固化性组合物的组成、第1保护层的厚度、设想的使用环境等而适当确定即可,优选为0.1~10μm,更优选为0.2~2μm。第2保护层的厚度在上述范围内时,能够发挥对第1保护层的保护功能以及防止来自偏光片的二向色性色素扩散的功能,并且能够实现偏光膜的薄型化。
构成本发明的偏光膜的偏光片为包含具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物和二向色性色素的聚合性液晶组合物的固化物。
本发明的偏光膜中,形成偏光片的聚合性液晶组合物(以下也称为“聚合性液晶组合物(A)”)中包含的聚合性液晶化合物(以下也称为“聚合性液晶化合物(A)”)为具有至少一个聚合性基团的液晶化合物。此处,所谓聚合性基团,是指可通过由聚合引发剂产生的活性自由基、酸等从而参与聚合反应的基团。作为聚合性液晶化合物(A)所具有的聚合性基团,例如可举出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、氧杂环丙基、氧杂环丁基等。其中,优选自由基聚合性基团,更优选丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基、乙烯基氧基,进一步优选丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基。
本发明中,聚合性液晶化合物(A)优选为显示出近晶型液晶性的化合物。通过使用显示出近晶型液晶性的聚合性液晶化合物,从而能够形成取向有序度高的偏光片。聚合性液晶化合物(A)所显示的液晶状态为近晶相(近晶型液晶状态),从能够实现更高的取向有序度的观点出发,更优选为高阶近晶相(高阶近晶型液晶状态)。此处,所谓高阶近晶相,是指近晶B相、近晶D相、近晶E相、近晶F相、近晶G相、近晶H相、近晶I相、近晶J相、近晶K相以及近晶L相,这些之中,更优选近晶B相、近晶F相以及近晶I相。液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,从可进行精密的膜厚控制的方面考虑,优选热致性液晶。另外,聚合性液晶化合物(A)可以为单体,也可以为聚合性基团进行聚合而形成的低聚物或聚合物。
作为聚合性液晶化合物(A),只要为具有至少一个聚合性基团的液晶化合物,就没有特别限定,可以使用已知的聚合性液晶化合物,优选显示出近晶型液晶性的化合物。作为这样的聚合性液晶化合物,例如可举出下述式(A1)表示的化合物(以下也称为“聚合性液晶化合物(A1)”)。
U1-V1-W1-(X1-Y1-)n-X2-W2-V2-U2 (A1)
[式(A1)中,
X1和X2彼此独立地表示二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基,此处,该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基中包含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的氟烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基的碳原子可以被氧原子或硫原子或氮原子取代。其中,X1和X2中的至少1个为可以具有取代基的1,4-亚苯基或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基。
Y1为单键或二价的连接基团。
n为1~3,在n为2以上的情况下,多个X1相互可以相同,也可以不同。X2可以与多个X1之中的任一个或全部相同,也可以不同。另外,在n为2以上的情况下,多个Y1相互可以相同,也可以不同。从液晶性的观点考虑,n优选为2以上。
U1表示氢原子或聚合性基团。
U2表示聚合性基团。
W1和W2彼此独立地为单键或二价的连接基团。
V1和V2彼此独立地表示可以具有取代基的碳原子数为1~20的烷烃二基,构成该烷烃二基的-CH2-可以替换成-O-、-CO-、-S-或NH-。]
聚合性液晶化合物(A1)中,X1和X2彼此独立地优选为可以具有取代基的1,4-亚苯基、或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基,X1和X2中的至少1个为可以具有取代基的1,4-亚苯基、或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基,优选为反式-环己烷-1,4-二基。作为可以具有取代基的1,4-亚苯基、或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基所任选具有的取代基,可举出甲基、乙基以及丁基等碳原子数为1~4的烷基、氰基和氯原子、氟原子等卤素原子。优选为未取代。
另外,从易于呈现近晶型液晶性的方面考虑,聚合性液晶化合物(A1)优选在式(A1)中式(A1-1)表示的部分〔以下,称为部分结构(A1-1)。〕为非对称结构。
-(X1-Y1-)n-X2- (A1-1)
〔式中,X1、Y1、X2和n分别表示与上述相同的含义。〕
作为部分结构(A1-1)为非对称结构的聚合性液晶化合物(A1),例如可举出:n为1且1个X1与X2彼此不同的结构的聚合性液晶化合物(A1)。
另外,还可举出:
聚合性液晶化合物(A1),其为n为2且2个Y1彼此相同的结构的化合物,其为2个X1彼此相同的结构,且为1个X2与上述2个X1不同的结构;
聚合性液晶化合物(A1),其为n为2且2个Y1彼此相同的结构的化合物,其为2个X1中的键合于W1的X1与另一个X1和X2不同的结构,且为另一个X1与X2彼此相同的结构。
进而,可举出:
聚合性液晶化合物(A1),其为n为3且3个Y1彼此相同的结构的化合物,其为3个X1和1个X2中的任一个与其他3个均不同的结构。
Y1优选为-CH2CH2-、-CH2O-、-CH2CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-、-CRa=N-或-CO-NRa-。Ra和Rb彼此独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。Y1更优选为-CH2CH2-、-COO-或单键,在存在多个Y1的情况下,与X2键合的Y1更优选为-CH2CH2-或-CH2O-。在X1和X2全部为相同结构的情况下,优选存在键合方式彼此不同的2个以上的Y1。在存在键合方式彼此不同的多个Y1的情况下,成为非对称结构,因此,处于易于呈现近晶型液晶性的倾向。
U2为聚合性基团。U1为氢原子或聚合性基团,优选为聚合性基团。优选U1和U2均为聚合性基团,优选均为自由基聚合性基团。作为聚合性基团,可举出与作为聚合性液晶化合物(A)所具有的聚合性基团而在上文中记载的基团同样的基团。U1表示的聚合性基团与U2表示的聚合性基团相互可以不同,但优选为相同种类的基团。另外,聚合性基团可以为进行了聚合的状态,也可以为未聚合的状态,但优选为未聚合的状态。
作为V1及V2表示的烷烃二基,可举出亚甲基、亚乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基及二十烷-1,20-二基等。V1及V2优选为碳原子数为2~12的烷烃二基,更优选为碳原子数为6~12的烷烃二基。
作为该烷烃二基任选地具有的取代基,可举出氰基及卤素原子等,该烷烃二基优选为未取代,更优选为未取代的直链状烷烃二基。
W1及W2彼此独立地优选为单键、-O-、-S-、-COO-或OCOO-,更优选为单键或-O-。
作为聚合性液晶化合物(A),只要为具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物,就没有特别限定,可以使用已知的聚合性液晶化合物,优选显示出近晶型液晶性,作为易于显示出近晶型液晶性的结构,优选在分子结构中具有非对称性的分子结构,具体而言,更优选为具有以下(A-a)~(A-i)的部分结构的聚合性液晶化合物,且为显示出近晶型液晶性的聚合性液晶化合物。从易于显示出高阶近晶型液晶性这样的观点考虑,更优选具有(A-a)、(A-b)或(A-c)的部分结构。需要说明的是,下述(A-a)~(A-i)中,*表示连接键(单键)。
Figure BDA0002978560250000241
作为聚合性液晶化合物(A),具体而言,例如可举出式(A-1)~式(A-25)表示的化合物。在聚合性液晶化合物(A)具有环己烷-1,4-二基的情况下,该环己烷-1,4-二基优选为反式体。
Figure BDA0002978560250000251
Figure BDA0002978560250000261
Figure BDA0002978560250000271
这些之中,优选为从由式(A-2)、式(A-3)、式(A-4)、式(A-5)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-8)、式(A-13)、式(A-14)、式(A-15)、式(A-16)和式(A-17)表示的化合物组成的组中选择的至少1种。作为聚合性液晶化合物(A),可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
聚合性液晶化合物(A)例如可利用Lub等的Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)、或日本专利第4719156号等中记载的已知的方法来制造。
本发明中,聚合性液晶组合物(A)可以含有聚合性液晶化合物(A)以外的其他聚合性液晶化合物,从得到取向有序度高的偏光膜的观点考虑,相对于聚合性液晶组合物(A)中包含的全部聚合性液晶化合物的总质量而言的聚合性液晶化合物(A)的比例优选为51质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
另外,在聚合性液晶组合物(A)包含2种以上聚合性液晶化合物(A)的情况下,可以是其中至少1种为聚合性液晶化合物(A1),也可以是其全部为聚合性液晶化合物(A1)。通过将多种聚合性液晶化合物组合,从而即使在液晶-结晶相变温度以下的温度下,有时也能暂时保持液晶性。
关于聚合性液晶组合物(A)中的聚合性液晶化合物的含量,相对于聚合性液晶组合物(A)的固态成分而言,优选为40~99.9质量%,更优选为60~99质量%,进一步优选为70~99质量%。若聚合性液晶化合物的含量为上述范围内,则存在聚合性液晶化合物的取向性变高的倾向。需要说明的是,本说明书中,所谓聚合性液晶组合物(A)的固态成分,是指从聚合性液晶组合物(A)中除去溶剂后剩余的成分的总量。
本发明中,形成偏光片的聚合性液晶组合物(A)包含二向色性色素。此处,所谓二向色性色素,是指具有分子的长轴方向的吸光度与短轴方向的吸光度不同的性质的色素。本发明中可使用的二向色性色素没有特别限制,只要为具有上述性质的二向色性色素即可,可以为染料,也可以为颜料。另外,可以将2种以上的染料或颜料分别组合使用,也可将染料和颜料组合使用。
作为二向色性色素,优选有机二向色性色素,更优选在300~700nm的范围内具有极大吸收波长(λMAX)的色素。作为这样的二向色性色素,例如,可举出吖啶色素、噁嗪色素、菁色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素等。
作为偶氮色素,可举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素及茋偶氮色素等,优选双偶氮色素及三偶氮色素,可举出例如式(I)表示的化合物(以下,也称为“化合物(I)”。)。
K1(-N=N-K2)p-N=N-K3 (I)
[式(I)中,K1及K3彼此独立地表示可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基或可以具有取代基的一价的杂环基。K2表示可以具有取代基的对亚苯基、可以具有取代基的萘-1,4-二基或可以具有取代基的二价的杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数时,多个K2相互可以相同也可以不同。在可见光区域呈现吸收的范围内,-N=N-键可以被-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-键替换。]
作为一价的杂环基,例如可举出从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑、苯并噁唑等杂环化合物除去1个氢原子而得到的基团。作为二价的杂环基,可举出从前述杂环化合物除去2个氢原子而得到的基团。
作为K1及K3中的苯基、萘基及一价的杂环基、以及K2中的对亚苯基、萘-1,4-二基及二价的杂环基任选地具有的取代基,可举出碳原子数为1~4的烷基;甲氧基、乙氧基、丁氧基等碳原子数为1~4的烷氧基;三氟甲基等碳原子数为1~4的氟化烷基;氰基;硝基;卤素原子;氨基、二乙基氨基、吡咯烷基等取代或未取代氨基(所谓取代氨基,是指具有1个或2个碳原子数为1~6的烷基的氨基、或2个取代烷基相互键合而形成了碳原子数为2~8的烷烃二基而成的氨基。未取代氨基为-NH2。)等。
化合物(I)中,优选以下的式(I-1)~式(I-8)中任一者表示的化合物。
Figure BDA0002978560250000301
[式(I-1)~(I-8)中,
B1~B30彼此独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基(取代氨基及未取代氨基的定义如上所述)、氯原子或三氟甲基。
n1~n4彼此独立地表示0~3的整数。
n1为2以上时,多个B2相互可以相同也可以不同,
n2为2以上时,多个B6相互可以相同也可以不同,
n3为2以上时,多个B9相互可以相同也可以不同,
n4为2以上时,多个B14相互可以相同也可以不同。]
作为上述蒽醌色素,优选式(I-9)表示的化合物。
Figure BDA0002978560250000311
[式(I-9)中,
R1~R8彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述噁嗪酮色素,优选式(I-10)表示的化合物。
Figure BDA0002978560250000312
[式(I-10)中,
R9~R15彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述吖啶色素,优选式(I-11)表示的化合物。
Figure BDA0002978560250000313
[式(I-11)中,
R16~R23彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
式(I-9)、式(I-10)及式(I-11)中,作为Rx的碳原子数为1~6的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等,作为碳原子数为6~12的芳基,可举出苯基、甲苯甲酰基、二甲苯基及萘基等。
作为上述菁色素,优选式(I-12)表示的化合物及式(I-13)表示的化合物。
Figure BDA0002978560250000321
[式(I-12)中,
D1及D2彼此独立地表示式(I-12a)~式(I-12d)中任一者表示的基团。
Figure BDA0002978560250000322
n5表示1~3的整数。]
Figure BDA0002978560250000323
[式(I-13)中,
D3及D4彼此独立地表示式(I-13a)~式(1-13h)中任一者表示的基团。
Figure BDA0002978560250000331
n6表示1~3的整数。]
这些二向色性色素中,偶氮色素的直线性高,因此适于制作偏光性能优异的偏光片,但在包含高性能的偏光片的偏光膜中,即使极少量的色素向偏光片外扩散,对其光学特性的影响也变大。在这样的偏光片中,若为依次层叠作为上述特定的固化性组合物(1)的固化物的第1保护层和作为固化性组合物(2)的固化物的第2保护层而成的本发明的偏光膜的构成,则也能够有效地抑制二向色性色素的扩散(特别是热扩散、湿热扩散),能够显著地发挥本发明的效果。因此,本发明的一个实施方式中,形成偏光片的聚合性液晶组合物中包含的二向色性色素优选为偶氮色素。
本发明中,二向色性色素的重均分子量通常为300~2000,优选为400~1000。若二向色性色素的重均分子量为上述上限值以下,则在偏光片中以被聚合性液晶化合物包封的状态存在的二向色性色素容易移动,在高温环境下等变得容易向偏光片外扩散。即使在这样的情况下,若为在偏光片上层叠有上述特定的保护层的本发明的偏光膜的构成,则也能够有效地抑制二向色性色素的扩散(特别是热扩散、湿热扩散),能够显著地发挥本发明的效果。
聚合性液晶组合物(A)中的二向色性色素的含量可根据所用的二向色性色素的种类等适当确定,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,优选为0.1~50质量份,更优选为0.1~20质量份,进一步优选为0.1~12质量份。若二向色性色素的含量为上述范围内,则不易扰乱聚合性液晶化合物的取向,能够得到具有高取向有序度的偏光片。
本发明中,用于形成偏光片的聚合性液晶组合物(A)可以含有聚合引发剂。聚合引发剂为能够引发聚合性液晶化合物的聚合反应的化合物,从能在较低温度条件下引发聚合反应的方面考虑,优选为光聚合引发剂。具体而言,可举出能够通过光的作用而产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选为通过光的作用而产生自由基的光聚合引发剂。聚合引发剂可以单独使用或组合使用两种以上。
作为光聚合引发剂,可以使用已知的光聚合引发剂,例如,作为产生活性自由基的光聚合引发剂,有自裂解型光聚合引发剂、夺氢型光聚合引发剂。
作为自裂解型光聚合引发剂,可以使用自裂解型苯偶姻系化合物、苯乙酮系化合物、羟基苯乙酮系化合物、α-氨基苯乙酮系化合物、肟酯系化合物、酰基氧化膦系化合物、偶氮系化合物等。另外,作为夺氢型光聚合引发剂,可以使用夺氢型二苯甲酮系化合物、苯偶姻醚系化合物、苯偶酰缩酮系化合物、二苯并环庚酮系化合物、蒽醌系化合物、呫吨酮系化合物、噻吨酮系化合物、卤代苯乙酮系化合物、二烷氧基苯乙酮系化合物、卤代双咪唑系化合物、卤代三嗪系化合物、三嗪系化合物等。
作为产生酸的光聚合引发剂,可以使用碘鎓盐及锍盐等。
其中,从防止色素的溶解的观点考虑,优选为低温下的反应,从低温下的反应效率的观点考虑,优选为自裂解型光聚合引发剂,特别优选苯乙酮系化合物、羟基苯乙酮系化合物、α-氨基苯乙酮系化合物、肟酯系化合物。
作为光聚合引发剂,具体而言,例如可举出以下的物质。
苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚及苯偶姻异丁基醚等苯偶姻系化合物;
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮及2-羟基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕丙烷-1-酮的低聚物等羟基苯乙酮系化合物;
2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等α-氨基苯乙酮系化合物;
1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰基肟)等肟酯系化合物;
2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦及双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等酰基氧化膦系化合物;
二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮及2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;
二乙氧基苯乙酮等二烷氧基苯乙酮系化合物;
2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪及2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪等三嗪系化合物。光聚合引发剂例如根据与聚合性液晶组合物(A)中包含的聚合性液晶化合物的关系而从上述的光聚合引发剂中适当选择即可。
另外,可以使用市售的光聚合引发剂。作为市售的光聚合引发剂,可举出Irgacure(イルガキュア)(注册商标)907、184、651、819、250以及369、379、127、754、OXE01、OXE02、OXE03(BASF公司制);Omnirad BCIM、Esacure 1001M、Esacure KIP160(IDM Resins B.V.公司制);SEIKUOL(注册商标)BZ、Z以及BEE(精工化学株式会社制);kayacure(カヤキュアー)(注册商标)BP100以及UVI-6992((DOW Chemical Company制);ADEKA OPTOMER SP-152、N-1717、N-1919、SP-170、ADEKA ARKLS NCI-831、ADEKA ARKLS NCI-930(株式会社ADEKA制);TAZ-A以及TAZ-PP(日本Siber Hegner株式会社制);以及TAZ-104(Sanwa Chemical Co.,Ltd.制);等等。
用于形成偏光片的聚合性液晶组合物(A)中的聚合引发剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份而言优选为1~10质量份,更优选为1~8质量份,进一步优选为2~8质量份,特别优选为4~8质量份。若聚合引发剂的含量为上述上限下限值内,则能够在不大幅扰乱聚合性液晶化合物的取向的情况下进行聚合性液晶化合物的聚合反应。
另外,从制造时的线路污染、处置的观点考虑,本发明中的聚合性液晶化合物的聚合率优选为60%以上,更优选为65%以上,进一步优选为70%以上。
聚合性液晶组合物(A)还可以含有光敏化剂。通过使用光敏化剂,能进一步促进聚合性液晶化合物的聚合反应。作为光敏化剂,可举出呫吨酮、噻吨酮等呫吨酮化合物(例如2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽、含烷氧基的蒽(例如二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪及红荧烯等。光敏化剂可以单独使用或组合使用2种以上。
在聚合性液晶组合物(A)包含光敏化剂的情况下,其含量根据聚合引发剂以及聚合性液晶化合物的种类及其量适当地确定即可,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。
另外,聚合性液晶组合物(A)可以含有流平剂。流平剂具有调节聚合性液晶组合物的流动性、使通过涂布该聚合性液晶组合物而得到的涂膜更平坦的功能,具体而言,可举出表面活性剂。作为聚合性液晶组合物(A)中的流平剂,优选选自由以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂及以含氟原子的化合物为主成分的流平剂组成的组中的至少1种。流平剂可以单独使用或组合使用2种以上。
作为以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂,例如,可举出“BYK-350”、“BYK-352”、“BYK-353”、“BYK-354”、“BYK-355”、“BYK-358N”、“BYK-361N”、“BYK-380”、“BYK-381”及“BYK-392”(BYK Chemie公司)。
作为以含氟原子的化合物为主成分的流平剂,例如可举出“MEGAFACE(注册商标)R-08”、MEGAFACE“R-30”、MEGAFACE“R-90”、MEGAFACE“F-410”、MEGAFACE“F-411”、MEGAFACE“F-443”、MEGAFACE“F-445”、MEGAFACE“F-470”、MEGAFACE“F-471”、MEGAFACE“F-477”、MEGAFACE“F-479”、MEGAFACE“F-482”及MEGAFACE“F-483”(DIC株式会社);“Surflon(注册商标)S-381”、Surflon“S-382”、Surflon“S-383”、Surflon“S-393”、Surflon“SC-101”、Surflon“SC-105”、“KH-40”及“SA-100”(AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.);“E1830”、“E5844”(Daikin Fine Chemical Kenkyusho,K.K.);“EFTOP EF301”、“EFTOP EF303”、“EFTOP EF351”及“EFTOP EF352”(Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.)。
在聚合性液晶组合物(A)含有流平剂的情况下,其含量相对于聚合性液晶化合物100质量份而言优选为0.05~5质量份,更优选为0.05~3质量份。若流平剂的含量为上述范围内,则存在以下倾向:容易使聚合性液晶化合物水平取向,并且,不易产生不均,能得到更平滑的偏光片。
聚合性液晶组合物(A)可以含有光敏化剂及流平剂以外的其他添加剂。作为其他添加剂,例如可举出抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂等着色剂、阻燃剂以及润滑剂等。在聚合性液晶组合物(A)含有其他添加剂的情况下,其他添加剂的含量相对于聚合性液晶组合物(A)的固态成分而言,优选大于0%且为20质量%以下,更优选大于0%且为10质量%以下。
聚合性液晶组合物(A)可以通过以往已知的聚合性液晶组合物(A)的制备方法来制造,通常,可以通过将聚合性液晶化合物及二向色性色素、以及根据需要添加的聚合引发剂及上述的添加剂等混合并搅拌来制备。
本发明的偏光膜中,偏光片优选为取向有序度高的偏光片。对于取向有序度高的偏光片而言,在X射线衍射测定中,能得到来自六角相(hexatic phase)、结晶相这样的高级结构的布拉格峰。所谓布拉格峰,是指来自分子取向的面周期结构的峰。因此,优选构成本发明的偏光膜的偏光片在X射线衍射测定中显示出布拉格峰。即,在构成本发明的偏光膜的偏光片中,聚合性液晶化合物或其聚合物优选以在X射线衍射测定中该偏光片显示出布拉格峰的方式取向,更优选为聚合性液晶化合物的分子沿吸收光的方向取向的“水平取向”。本发明中,优选分子取向的面周期间隔为
Figure BDA0002978560250000381
的偏光片。显示出布拉格峰这样的高取向有序度可通过对使用的聚合性液晶化合物的种类、二向色性色素的种类、其量以及聚合引发剂的种类、其量等进行控制来实现。
本发明中,偏光片的厚度可以根据应用的显示装置而适当选择,优选为0.1μm以上且5μm以下的膜,更优选为0.3μm以上且4μm以下,进一步优选为0.5μm以上且3μm以下。厚度比该范围变得过薄时,存在无法得到必要的光吸收的情况,并且,厚度比该范围变得过厚时,有基于取向膜的取向限制力降低、容易产生取向缺陷的倾向。
本发明的偏光膜中,偏光片可以层叠于基材上。作为基材,例如,可举出玻璃基材、膜基材等,从弯曲性、加工性的观点考虑,优选树脂膜基材。作为构成树脂膜的树脂,可举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;降冰片烯系聚合物等环状烯烃系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙酰基纤维素、二乙酰基纤维素、纤维素乙酸酯丙酸酯等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚;聚苯醚;聚酰胺以及聚酰胺酰亚胺等。从获得的容易性的观点考虑,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、环状烯烃系树脂或聚碳酸酯。纤维素酯是纤维素中包含的羟基的一部分或全部被酯化而得到的产物,可容易地从市场获得。另外,纤维素酯基材也可容易地从市场获得。作为市售的纤维素酯基材,例如可举出“Fujitac Film”(Fuji Photo Film Co.,Ltd.);“KC8UX2M”、“KC8UY”及“KC4UY”(Konica Minolta Inc.)等。基材所要求的特性根据偏光膜的构成而不同,通常,优选相位差性尽可能小的基材。作为相位差性尽可能小的基材,可举出ZeroTAC(Konica Minolta Opto Inc.)、Z-TAC(FujifilmCorporation)等不具有相位差的纤维素酯膜等。树脂膜可以为拉伸和未拉伸中的任一种,可以对基材的未层叠偏光片的面实施硬涂处理、防反射处理、防静电处理等。
另外,偏光片可以隔着取向膜而层叠于基材上。作为取向膜,从取向角的精度及品质、以及含有取向膜的偏光膜的耐水性及弯曲性等观点考虑,优选光取向膜。含有取向膜的情况下,取向膜的厚度优选为10~5000nm,更优选为10~1000nm。
本发明的偏光膜例如可以通过包括下述工序的方法来制造:
形成包含具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物及二向色性色素的聚合性液晶组合物(A)的涂膜,从上述涂膜中除去溶剂,接着,升温至聚合性液晶化合物相变为液相的温度以上,然后降温,使该聚合性液晶化合物相变为近晶相,在保持该近晶相的状态下使聚合性液晶化合物聚合,从而得到偏光片的工序(以下,也称为“偏光片形成工序”);
在得到的偏光片的一个表面上涂布固化性组合物(1),通过将固化性组合物(1)中包含的溶剂干燥除去,从而使固化性组合物(1)固化,得到第1保护层的工序(以下,也称为“「第1保护层形成工序”);以及,
在得到的第1保护层的与偏光片呈相反侧的表面上涂布固化性组合物(2),使聚合性化合物聚合并固化,得到第2保护层的工序(以下,也称为“第2保护层形成工序”)。
偏光片形成工序中,聚合性液晶组合物(A)的涂膜的形成例如可以通过在基材上直接或隔着后述的取向膜涂布聚合性液晶组合物(A)来进行。通常,显示近晶型液晶性的化合物的粘度高,因此从使聚合性液晶组合物(A)的涂布性提高从而容易进行偏光片的形成的观点考虑,可以通过向聚合性液晶组合物(A)中添加溶剂来进行粘度调节(以下,也将向聚合性液晶组合物中加入溶剂而成的组合物称为“偏光片形成用组合物”)。
用于偏光片形成用组合物的溶剂可以根据所用的聚合性液晶化合物以及二向色性色素的溶解性等适当地选择。具体而言,例如可举出水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚等醇溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂、丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂、戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂、以及氯仿、氯苯等氯化烃溶剂等。这些溶剂可以单独使用或组合使用2种以上。溶剂的含量相对于构成聚合性液晶组合物(A)的固态成分100质量份而言,优选为100~1900质量份,更优选为150~900质量份,进一步优选为180~600质量份。
作为将偏光片形成用组合物涂布于基材等的方法,可举出旋涂法、挤出法、凹版涂覆法、模涂法、棒涂法、涂敷器法等涂布法、柔印法等印刷法等已知的方法。
接下来,在由偏光片形成用组合物得到的涂膜中包含的聚合性液晶化合物不聚合的条件下通过干燥等将溶剂除去,由此,可形成干燥涂膜。作为干燥方法,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥以及减压干燥法等。
进而,为了使聚合性液晶化合物相变为液相,在升温至聚合性液晶化合物相变为液相的温度以上之后进行降温,使该聚合性液晶化合物相变为近晶相(近晶型液晶状态)。所述相变可在上述涂膜中的溶剂的除去后进行,也可与溶剂的除去同时进行。
通过在保持为聚合性液晶化合物的近晶型液晶状态的状态下,使聚合性液晶化合物聚合,从而以聚合性液晶组合物的固化层的形式形成偏光片。作为聚合方法,优选光聚合法。光聚合中,作为向干燥涂膜照射的光,可根据该干燥涂膜中包含的聚合性液晶化合物的种类(尤其是该聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团的种类)、聚合引发剂的种类、以及它们的量等适当选择。作为其具体例,可举出选自由可见光、紫外光、红外光、X射线、α射线、β射线及γ射线组成的组中的1种以上的活性能量射线、活性电子束。其中,从容易控制聚合反应的进行、可使用作为光聚合装置而在本领域中广泛使用的装置这样的方面考虑,优选紫外光,优选以可通过紫外光而进行光聚合的方式预先选择聚合性液晶组合物中含有的聚合性液晶化合物、聚合引发剂的种类。另外,在聚合时,也可通过一边利用适当的冷却手段将干燥涂膜冷却,一边进行光照射,从而控制聚合温度。若通过采用这样的冷却手段而在较低温度下实施聚合性液晶化合物的聚合,则即使使用了耐热性较低的基材,也能适当地形成偏光片。
在进行光聚合时,也可通过进行掩蔽、显影等,从而得到经图案化的偏光片。
作为上述活性能量射线的光源,例如可举出低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、氙灯、卤素灯、碳弧灯、钨灯、镓灯、准分子激光、发出波长范围380~440nm的光的LED光源、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯、金属卤化物灯等。
紫外线照射强度通常为10~3000mW/cm2。紫外线照射强度优选为对于聚合引发剂的活化有效的波长区域中的强度。照射光的时间通常为0.1秒~10分钟,优选为1秒~5分钟,更优选为5秒~3分钟,进一步优选为10秒~1分钟。以这样的紫外线照射强度照射1次或多次时,其累积光量为10~3000mJ/cm2,优选为50~2000mJ/cm2,更优选为100~1000mJ/cm2
通过进行光聚合,聚合性液晶化合物在保持为近晶相、优选高阶的近晶相的液晶状态的状态下进行聚合,形成偏光片。对于聚合性液晶化合物在保持为近晶相的液晶状态的状态下进行聚合而得到的偏光片而言,也伴随着前述二向色性色素的作用,与以往的主体客体型偏光膜、即由向列相的液晶状态形成的偏光片相比,具有偏光性能高这样的优点。此外,与仅涂布了二向色性色素、溶致液晶而成的偏光片相比,还存在强度优异这样的优点。
本发明中偏光片可以使用取向膜而形成。该取向膜是具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向进行液晶取向的取向限制力的膜。作为取向膜,优选具有不会由于含有聚合性液晶化合物的组合物的涂布等而发生溶解的耐溶剂性,另外具有为了进行溶剂的除去、聚合性液晶化合物的取向的加热处理中的耐热性。本发明中,作为取向膜,从取向角的精度及品质、以及包含取向膜的偏光膜的耐水性和弯曲性等的观点考虑,优选光取向膜。光取向膜从能够通过选择所照射的偏振光的偏振方向从而任意地控制取向限制力的方向的方面考虑也是有利的。
光取向膜通常通过将包含具有光反应性基团的聚合物或单体与溶剂的组合物(以下,也称为“光取向膜形成用组合物”)涂布于基材,并照射偏振光(优选为偏振UV光)而得到。
所谓光反应性基团,是指通过进行光照射而产生液晶取向能力的基团。具体而言,可举出参与通过光照射而发生的分子的取向诱发或异构化反应、二聚化反应、光交联反应或光分解反应等成为液晶取向能力的起源的光反应的基团。其中,参与二聚化反应或光交联反应的基团从取向性优异的方面考虑是优选的。作为光反应性基团,优选具有不饱和键、尤其是双键的基团,特别优选具有选自由碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)及碳-氧双键(C=O键)组成的组中的至少1种基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可举出乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基、茋唑鎓基、查尔酮基及肉桂酰基等。作为具有C=N键的光反应性基团,可举出具有芳香族希夫碱、芳香族腙等结构的基团。
作为具有N=N键的光反应性基团,可举出偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲
Figure BDA0002978560250000421
基、及具有氧化偶氮苯结构的基团等。作为具有C=O键的光反应性基团,可举出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及马来酰亚胺基等。这些基团可以具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙基氧基、氰基、烷氧基羰基、羟基、磺酸基、卤代烷基等取代基。
其中,优选参与光二聚化反应的光反应性基团,从光取向所需要的偏振光照射量较少、并且容易得到热稳定性、经时稳定性优异的光取向膜这方面考虑,优选肉桂酰基及查尔酮基。作为具有光反应性基团的聚合物,特别优选该聚合物侧链的末端部具有成为肉桂酸结构那样的肉桂酰基的聚合物。
通过将光取向膜形成用组合物涂布于基材上,从而能在基材上形成光取向诱发层。作为该组合物中包含的溶剂,可举出与作为在形成偏光片时可使用的溶剂而在上文中例示的溶剂同样的溶剂,可根据具有光反应性基团的聚合物或单体的溶解性适当选择。
光取向膜形成用组合物中的具有光反应性基团的聚合物或单体的含量可根据聚合物或单体的种类、目标光取向膜的厚度适当调节,相对于光取向膜形成用组合物的质量而言,优选至少达到0.2质量%,更优选为0.3~10质量%的范围。光取向膜形成用组合物可在不显著损害光取向膜的特性的范围内包含聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料、光敏化剂。
作为将光取向膜形成用组合物涂布于基材上的方法、以及从涂布的光取向膜形成用组合物中除去溶剂的方法,可举出与将偏光片形成用组合物涂布于基材的方法以及除去溶剂的方法同样的方法。
对于偏振光的照射而言,可以是向从已涂布于基板上的光取向膜形成用组合物中除去溶剂而得到的产物直接照射偏振UV光的形式,也可以是从基材侧照射偏振光、使偏振光透过从而进行照射的形式。另外,该偏振光特别优选实质上为平行光。照射的偏振光的波长为具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团可吸收光能的波长区域的波长即可。具体而言,特别优选波长250~400nm的范围的UV(紫外线)。作为用于该偏振光照射的光源,可举出氙灯、高压水银灯、超高压水银灯、金属卤化物灯、KrF、ArF等紫外光激光等,更优选高压水银灯、超高压水银灯及金属卤化物灯。这些中,高压水银灯、超高压水银灯及金属卤化物灯由于波长313nm的紫外线的发光强度大而优选。通过使来自前述光源的光通过适当的偏光片而进行照射,从而能照射偏振UV光。作为所述偏光片,可使用偏振滤光片、格兰-汤普森、格兰-泰勒等的偏光棱镜、线栅型的偏光片。
需要说明的是,在进行摩擦或偏振光照射时,若进行掩蔽,则也可形成液晶取向的方向不同的多个区域(图案)。
第1保护层形成工序中,作为在偏光片的表面(与基材呈相反侧的表面)涂布固化性组合物(1)的方法,可举出与将偏光片形成用组合物涂布于基材的方法同样的方法。
通过将固化性组合物(1)中包含的溶剂干燥除去,并将固化性组合物(1)固化,从而能够得到第1保护层。溶剂的干燥除去可以通过自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等来进行,但从生产率的观点考虑,优选在加热下进行。在加热下进行溶剂的干燥除去时,加热条件根据构成固化性组合物(1)的水溶性树脂的种类、溶剂的种类、其量等而适当确定即可。例如,加热温度通常为90~140℃,优选为100~120℃,加热时间通常为0.5~5分钟,优选为1~2分钟。
第2保护层形成工序中,作为在第1保护层的表面(与偏光片呈相反侧的表面)涂布固化性组合物(2)的方法,可举出与将偏光片形成用组合物涂布于基材的方法同样的方法。
在构成固化性组合物(2)的聚合性化合物为活性能量射线固化性聚合化合物的情况下,可以通过照射活性能量射线,从而使第1保护层上涂布的固化性组合物(2)中包含的聚合性化合物聚合、固化。
作为活性能量射线及其光源,可举出关于偏光片形成用组合物的固化而示例的同样的射线及光源。使固化性组合物(2)固化时的光照射强度根据组合物不同而不同,对聚合引发剂的活化有效的波长区域的光照射强度优选为0.1~1000mW/cm2。固化性组合物(2)的固化时的光照射时间根据各组合物来控制,没有特别限定,以光照射强度与光照射时间之积的形式表示的累积光量优选设定为10~5000mJ/cm2。光照射条件在上述范围内时,聚合反应充分地进行,能够生产率良好地进行固化。
<偏光板>
本发明包含具备本发明的偏光膜和相位差膜的偏光板(椭圆偏光板)。本发明的偏光板中,相位差膜优选满足下述式(X):
100≤Re(550)≤180 (X)
〔式中,Re(550)表示波长550nm处的面内相位差值〕。
相位差膜具有上述(X)表示的面内相位差值时,作为所谓的λ/4板发挥功能。从光学性能的观点考虑,上述式(X)优选为100nm≤Re(550)≤180nm,进一步优选为120nm≤Re(550)≤160nm。
本发明的偏光板中,相位差膜的慢轴与偏光膜的吸收轴所成的角度优选实质上为45°。需要说明的是,本发明中,所谓“实质上为45°”,是指45°±5°。
进而,相位差膜优选满足下述式(Y):
Re(450)/Re(550)<1 (Y)
〔式中,Re(450)和Re(550)分别表示波长450nm和550nm处的面内相位差值〕。
满足上述式(Y)的相位差膜具有所谓的逆波长分散性,显示优异的偏光性能。Re(450)/Re(550)的值优选为0.93以下,更优选为0.88以下,进一步优选为0.86以下,优选为0.80以上,更优选为0.82以上。
上述相位差膜可以是通过对聚合物进行拉伸从而赋予相位差的拉伸膜,从偏光板的薄型化的观点考虑,优选由包含聚合性液晶化合物的聚合物的聚合性液晶组合物(以下,也称为“聚合性液晶组合物(B)”)构成。上述相位差膜中,聚合性液晶化合物通常在进行了取向的状态下进行聚合。形成相位差膜的聚合性液晶化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(B)”)是指具有聚合性官能团、特别是光聚合性官能团的液晶化合物。
所谓光聚合性官能团,是指可通过由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。作为光聚合性官能团,可举出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、氧杂环丙基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基氧基、氧杂环丙基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰基氧基。液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,作为相有序结构,可以为向列型液晶,也可以为近晶型液晶。作为聚合性液晶化合物,可以仅使用1种,也可组合使用2种以上。
作为聚合性液晶化合物(B),从成膜的容易性及赋予上述式(Y)表示的相位差性这样的观点考虑,优选具有下述(I)~(IV)的特征的化合物。
(I)为具有热致液晶性的化合物;
(II)在该聚合性液晶化合物的长轴方向(a)上具有π电子。
(III)在相对于长轴方向(a)交叉的方向〔交叉方向(b)〕上具有π电子。
(IV)将在长轴方向(a)上存在的π电子的合计记为N(πa),将在长轴方向上存在的分子量的合计记为N(Aa),由下述式(i)定义聚合性液晶化合物的长轴方向(a)的π电子密度:
D(πa)=N(πa)/N(Aa) (i)
将在交叉方向(b)上存在的π电子的合计记为N(πb),将在交叉方向(b)上存在的分子量的合计记为N(Ab),由下述式(ii)定义聚合性液晶化合物的交叉方向(b)的π电子密度:
D(πb)=N(πb)/N(Ab) (ii)
所述D(πa)与所述D(πb)处于0≤〔D(πa)/D(πb)〕≤1的关系〔即,交叉方向(b)的π电子密度大于长轴方向(a)的π电子密度〕。
需要说明的是,通过将满足上述(I)~(IV)的聚合性液晶化合物(B)例如涂布于通过摩擦处理而形成的取向膜上,并加热至相变温度以上,从而可形成向列相。对于该聚合性液晶化合物(B)进行取向而形成的向列相而言,通常,以聚合性液晶化合物的长轴方向相互平行的方式进行取向,该长轴方向成为向列相的取向方向。
具有上述特性的聚合性液晶化合物(B)通常大多显示逆波长分散性。作为满足上述(I)~(IV)的特性的化合物,可举出例如下述式(II)表示的化合物。
Figure BDA0002978560250000471
上述式(II)表示的化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
式(II)中,Ar表示可以具有取代基的二价的芳香族基团。此处所谓芳香族基团,是指具有平面性的环状结构、且该环状结构所具有的π电子数按照休克尔规则为[4n+2]个的基团。此处,n表示整数。包含-N=、-S-等杂原子而形成环结构时,也包括包含这些杂原子上的非共价电子对在内满足休克尔规则、且具有芳香性的情况。该二价的芳香族基团中优选包含氮原子、氧原子、硫原子中的至少1个以上。
式(II)中,G1及G2各自独立地表示二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基。此处,该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基中包含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的氟烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基的碳原子可以被氧原子、硫原子或氮原子替换。
式(II)中,L1、L2、B1及B2各自独立地为单键或二价的连接基团。
式(II)中,k、l各自独立地表示0~3的整数,满足1≤k+l的关系。此处,为2≤k+l的情况下,B1及B2、G1及G2分别地相互可以相同,也可以不同。
式(II)中,E1及E2各自独立地表示碳原子数为1~17的烷烃二基,此处,烷烃二基中包含的氢原子可以被卤素原子取代,该烷烃二基中包含的-CH2-可以被-O-、-S-、-Si-替换。P1及P2彼此独立地表示聚合性基团或氢原子,至少1个为聚合性基团。
式(II)中,G1及G2各自独立地优选为可以被选自由卤素原子及碳原子数为1~4的烷基组成的组中的至少1个取代基取代的1,4-亚苯基(phenylenediyl)、可以被选自由卤素原子及碳原子数为1~4的烷基组成的组中的至少1个取代基取代的1,4-环己烷二基,更优选为被甲基取代的1,4-亚苯基、未取代的1,4-亚苯基、或未取代的1,4-反式-环己烷二基,特别优选为未取代的1,4-亚苯基、或未取代的1,4-反式-环己烷二基。另外,优选存在有多个的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基,另外,更优选与L1或L2键合的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基。
式(II)中,L1及L2各自独立地优选为单键、碳原子数为1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-、或-C≡C-。此处,Ra1~Ra8各自独立地表示单键、或碳原子数为1~4的亚烷基,Rc及Rd表示碳原子数为1~4的烷基或氢原子。L1及L2各自独立地更优选为单键、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、或-OCORa6-1-。此处,Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一种。L1及L2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、或-OCO-。
本发明的一个优选实施方式中,可使用式(II)中的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基、该二价的脂环式烃基通过可以具有取代基的二价的芳香族基团Ar和作为-COO-的L1及/或L2进行键合而得到的聚合性液晶化合物。
式(II)中,B1及B2各自独立地优选为单键、碳原子数为1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、或-Ra15OC=OORa16-。此处,Ra9~Ra16各自独立地表示单键、或碳原子数为1~4的亚烷基。
B1及B2各自独立地更优选为单键、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-、或-OCORa14-1-。此处,Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一种。B1及B2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或-OCOCH2CH2-。
式(II)中,从呈现逆波长分散性的观点考虑,k及l优选为2≤k+l≤6的范围,优选k+l=4,更优选k=2并且l=2。k=2并且l=2时,成为对称结构,因而进一步优选。
式(II)中,E1及E2各自独立地优选为碳原子数为1~17的烷烃二基,更优选为碳原子数为4~12的烷烃二基。
式(II)中,作为P1或P2表示的聚合性基团,例如可举出环氧基、乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、氧杂环丙基、及氧杂环丁基等。这些中,优选丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基氧基、氧杂环丙基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰基氧基。
式(II)中,Ar优选具有选自可以具有取代基的芳香族烃环、可以具有取代基的芳香族杂环、及吸电子性基团中的至少1种。作为该芳香族烃环,例如可举出苯环、萘环、蒽环等,优选苯环、萘环。作为该芳香族杂环,可举出呋喃环、苯并呋喃环、吡咯环、吲哚环、噻吩环、苯并噻吩环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、***环、三嗪环、吡咯啉环、咪唑环、吡唑环、噻唑环、苯并噻唑环、噻吩并噻唑环、噁唑环、苯并噁唑环、及菲咯啉环等。这些中,优选具有噻唑环、苯并噻唑环、或苯并呋喃环,进一步优选具有苯并噻唑基。另外,Ar中包含氮原子时,该氮原子优选具有π电子。
式(II)中,Ar表示的二价的芳香族基团中包含的π电子的合计数Nπ优选为8以上,更优选为10以上,进一步优选为14以上,特别优选为16以上。另外,优选为30以下,更优选为26以下,进一步优选为24以下。
作为Ar表示的芳香族基团,例如可举出式(Ar-1)~式(Ar-23)的基团。
Figure BDA0002978560250000501
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,*符号表示连接部,Z0、Z1及Z2各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数为1~12的烷基亚磺酰基、碳原子数为1~12的烷基磺酰基、羧基、碳原子数为1~12的氟烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为1~12的烷基硫基、碳原子数为1~12的N-烷基氨基、碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数为1~12的N-烷基氨磺酰基或碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨磺酰基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Q1及Q2各自独立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或O-,R2’及R3’各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,J1及J2各自独立地表示碳原子、或氮原子。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Y1、Y2及Y3各自独立地表示可经取代的芳香族烃基或芳香族杂环基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,W1及W2各自独立地表示氢原子、氰基、甲基或卤素原子,m表示0~6的整数。
作为Y1、Y2及Y3中的芳香族烃基,可举出苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等碳原子数为6~20的芳香族烃基,优选苯基、萘基,更优选苯基。作为芳香族杂环基,可举出呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少一个氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的碳原子数为4~20的芳香族杂环基,优选呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1及Y2各自独立地可以为可经取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。多环系芳香族烃基是指稠合多环系芳香族烃基、或来自芳香环集合的基团。多环系芳香族杂环基是指稠合多环系芳香族杂环基、或来自芳香环集合的基团。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Z0、Z1及Z2各自独立地优选为氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数为1~12的烷氧基,Z0进一步优选为氢原子、碳原子数为1~12的烷基、氰基,Z1及Z2进一步优选为氢原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Q1及Q2优选为-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’优选为氢原子。其中特别优选-S-、-O-、-NH-。
式(Ar-1)~(Ar-23)中,从分子的稳定性的观点考虑,优选式(Ar-6)及式(Ar-7)。
式(Ar-17)~(Ar-23)中,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起形成芳香族杂环基。作为芳香族杂环基,可举出作为Ar可以具有的芳香族杂环而在上文中说明的芳香族杂环,例如可举出吡咯环、咪唑环、吡咯啉环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吲哚环、喹啉环、异喹啉环、嘌呤环、吡咯烷环等。该芳香族杂环基可以具有取代基。另外,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起形成上述的可经取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。例如,可举出苯并呋喃环、苯并噻唑环、苯并噁唑环。需要说明的是,上述式(II)表示的化合物例如可按照日本特开2010-31223号公报中记载的方法制造。
构成相位差膜的聚合性液晶组合物(B)中的聚合性液晶化合物(B)的含量相对于聚合性液晶组合物(B)的固态成分100质量份而言,例如为70~99.5质量份,优选为80~99质量份,更优选为90~98质量份。若含量为上述范围内,则存在相位差膜的取向性变高的倾向。此处,所谓固态成分,是指从聚合性液晶组合物(B)中除去溶剂等挥发性成分后剩余的成分的总量。
聚合性液晶组合物(B)可包含用于引发聚合性液晶化合物(B)的聚合反应的聚合引发剂。作为聚合引发剂,可以从以往在该领域中使用的聚合引发剂中适当地选择来使用,可以为热聚合引发剂,也可以为光聚合引发剂,从能在较低温条件下引发聚合反应的方面考虑,优选为光聚合引发剂。优选可举出与作为聚合性液晶组合物(A)中可使用的光聚合引发剂而在上文中例举的光聚合引发剂同样的光聚合引发剂。另外,聚合性液晶组合物(B)根据需要可含有光敏化剂、流平剂、及作为聚合性液晶组合物(A)中包含的添加剂而例举的添加剂等。作为光敏化剂及流平剂,可举出与作为聚合性液晶组合物(A)中可使用的光敏化剂及流平剂而在上文中例举的物质同样的物质。
相位差膜例如可通过以下方法得到:将通过向包含聚合性液晶化合物(B)及根据需要的聚合引发剂、添加剂等的聚合性液晶组合物(B)中添加溶剂并进行混合及搅拌而制备的组合物(以下,也称为“相位差膜形成用组合物”)涂布于基材或取向膜上,通过干燥将溶剂除去,通过加热及/或活性能量射线使得到的涂膜中的聚合性液晶化合物(B)固化。作为可用于制作相位差膜的基材及/或取向膜,可举出与作为在制作本发明的偏光片时可使用的基材及/或取向膜而在上文中例举的基材及/或取向膜同样的基材及/或取向膜。
关于相位差膜形成用组合物中使用的溶剂、相位差膜形成用组合物的涂布方法、基于活性能量射线的固化条件等,均可举出与在本发明的偏光片的制作方法中可采用的例子相同的例子。
相位差膜的厚度可根据应用的显示装置而适当选择,从薄型化及弯曲性等观点考虑,优选为0.1~10μm,更优选为1~5μm,进一步优选为1~3μm。
本发明的偏光板除了包含本发明的偏光膜及相位差膜外,可以还包含除这些以外的其他层(粘结剂层等)。本发明的偏光板中,例如,本发明的偏光膜的第2保护层与相位差膜可介由粘结剂层而贴合。
从显示装置的弯曲性、视觉辨认性的观点考虑,本发明的偏光板的厚度优选为10~300μm,更优选为20~200μm,进一步优选为25~100μm。
<显示装置>
本发明包含具备本发明的偏光膜或本发明的偏光板的显示装置。本发明的显示装置例如可通过介由粘结剂层将本发明的偏光膜或偏光板贴合于显示装置的表面而得到。所谓显示装置,是指具有显示机构的装置,包含发光元件或发光装置作为发光源。作为显示装置,可举出液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置、无机电致发光(EL)显示装置、触摸面板显示装置、电子发射显示装置(场发射显示装置(FED等)、表面传导场发射显示装置(SED))、电子纸(使用了电子墨水、电泳元件的显示装置)、等离子体显示装置、投射型显示装置(光栅光阀(GLV)显示装置、具有数字微镜器件(DMD)的显示装置等)及压电陶瓷显示器等。液晶显示装置包括透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置、直视型液晶显示装置及投影型液晶显示装置等中的所有。这些显示装置可以是显示二维图像的显示装置,也可以是显示三维图像的立体显示装置。尤其是,作为本发明的显示装置,优选有机EL显示装置及触摸面板显示装置,特别优选有机EL显示装置。
实施例
以下,示出实施例及比较例进一步具体地对本发明进行说明,但本发明不受这些例限定。以下,只要没有特别说明,表示使用量、含量的份及%是以质量为基准。
<偏光片形成用组合物的制备>
将下述的成分混合,于80℃搅拌1小时,由此得到偏光片形成用组合物。二向色性色素中,使用日本特开2013-101328号公报的实施例中记载的偶氮色素。
〔聚合性液晶化合物〕
Figure BDA0002978560250000541
〔二向色性色素〕
偶氮色素;
Figure BDA0002978560250000542
Figure BDA0002978560250000551
〔聚合引发剂〕
·2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Irgacure369;CibaSpecialty Chemicals(株)制6份
〔流平剂〕
·聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)1.2份
〔溶剂〕
·邻二甲苯 400份
<第1保护层形成用的固化性组合物(1)的制备>
将纯水100质量份、聚乙烯醇((株)Kuraray制,“Kuraray POVAL KL318”(商品名):羧基改性聚乙烯醇)3.0质量份、及水溶性聚酰胺环氧树脂(Sumika Chemtex(株)制,“Sumirez Resin 650”(商品名),固态成分浓度为30%的使用液)1.5质量份混合,制备第1保护层形成用的固化性组合物(1)〔制造例8〕。需要说明的是,“Sumirez Resin 650”的质量份表示固态成分的质量。
<第2保护层形成用的固化性组合物(2)的制备>
按照表1的组成,将各成分混合,制备制造例1~7的第2保护层形成用的固化性组合物(2)。
[表1]
Figure BDA0002978560250000561
将表1中记载的构成固化性组合物(2)的各成分示于以下。
〔脂环式环氧化合物(B2)〕
·Celloxide 2021P:3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲基酯(Daicel化学(株)制)
·EHPE3150:2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧基-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(Daicel化学(株)制)
〔脂肪族环氧化合物(B1)〕
·EX-214:1,4-丁二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX(株)制)
〔芳香族环氧化合物(B3)〕
·TECHMORE VG3101L:2-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-双[4-([2,3-环氧丙氧基]苯基]乙基]苯基]丙烷((株)Printec制)
〔氧杂环丁烷化合物(A)(二元)〕
·OXT-221:双(3-乙基-3-氧杂环丁基甲基)醚(东亚合成(株)制)
〔氧杂环丁烷化合物(一元)〕
·OXT-212:2-乙基己基氧杂环丁烷(东亚合成(株)制)
〔聚合引发剂〕
·CPI-100P:光阳离子聚合引发剂:六氟磷酸根三芳基锍盐的碳酸亚丙酯50溶液(San-Apro(株)制)
〔流平剂〕
·SH710:有机硅系流平剂(Dow Corning Toray(株)制)
1.实施例1
(1)向基材上的光取向膜的制作
(i)光取向膜形成用组合物的制备
将下述光取向性聚合物与下述溶剂以下述比例混合,将得到的混合物于80℃搅拌1小时,由此得到光取向膜形成用组合物。需要说明的是,下述光取向性聚合物是利用日本特开2013-033249号公报的合成例1中记载的方法制作的聚合物,数均分子量为28200,Mw/Mn为1.82。
〔光取向性聚合物〕
Figure BDA0002978560250000571
〔溶剂〕
·邻二甲苯 98份
(ii)带有光取向膜的基材膜的制作
作为基材,使用三乙酰纤维素膜(KC4UY,KONICA MINOLTA(株)制),对该膜表面实施电晕处理后,涂布上述光取向膜形成用组合物,于120℃干燥而得到干燥被膜。向该干燥被膜上照射偏振UV光,形成光取向膜,得到带有光取向膜的膜。偏振UV光处理是使用UV照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制)、在波长365nm处测得的强度为100mJ的条件下进行的。
(2)偏光片的制作
利用棒涂法(#9,30mm/s),将上述偏光片形成用组合物涂布于以上述方式得到的带有光取向膜的基材膜上,利用120℃的干燥烘箱进行加热干燥1分钟,由此使聚合性液晶化合物相变为液相,然后,冷却至室温,使该聚合性液晶化合物相变为近晶型液晶状态。接着,使用UV照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制),将曝光量为1000mJ/cm2(365nm基准)的紫外线照射至由偏光膜形成用组合物形成的层,由此,使该干燥被膜中包含的聚合性液晶化合物在保持了上述聚合性液晶化合物的近晶型液晶状态的情况下进行聚合,由该干燥被膜形成偏光膜。利用激光显微镜(Olympus株式会社制OLS3000)测定此时的偏光膜的膜厚,结果为2.3μm。如此得到的是包含偏光片和基材膜的偏光片膜。针对该偏光片膜,使用X射线衍射装置X’Pert PRO MPD(Spectris株式会社制),从偏光片膜的吸收轴方向照射X射线,进行X射线衍射测定,结果在2θ=20.2°附近得到半峰宽度(FWHM)=约0.17°的尖锐的衍射峰(布拉格峰)。由峰位置求出的有序周期(d)为约
Figure BDA0002978560250000581
确认形成了反映高阶近晶相的结构。
(3)第1保护层的制作
对以上述方式得到的偏光片膜的偏光片表面实施电晕处理后,使用棒涂机,以固化后的膜厚成为约0.5μm的方式涂布作为第1保护层形成用固化性组合物(1)的制造例8的组合物。接着,于100℃干燥1.5分钟,得到带有第1保护层的偏光片膜。
(4)第2保护层的制作
进而,对以上述方式得到的带有第1保护层的偏光片膜的第1保护层表面实施电晕处理,然后,使用棒涂机,以固化后的膜厚成为约1.5μm的方式涂布作为第2保护层形成用固化性组合物(2)的制造例3的组合物。接着,使用UV照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制),将曝光量为500mJ/cm2(365nm基准)的紫外线照射至由第2保护层形成用固化组合物形成的层,由此使第2保护层形成用固化性组合物(2)(制造例3的组合物)固化,制作了由第2保护层形成用固化性组合物(2)的固化物/第1保护层形成用固化性组合物(1)的固化物/偏光片/光取向膜/基材膜形成的实施例1的偏光膜。
2.实施例2
除了使第1保护层的厚度为1.0μm、第2保护层的厚度为0.7μm以外,利用与实施例1同样的方法,制作实施例2的偏光膜。
3.实施例3
除了使第1保护层的厚度为1.0μm以外,利用与实施例1同样的方法,制作实施例3的偏光膜。
4.实施例4及5
作为形成第2保护层的固化性组合物(2),代替制造例3的组合物而使用表1所示的制造例1或2的组合物,并使第2保护层的厚度为0.7μm,除此以外,利用与实施例1同样的方法,分别制作实施例4及5的偏光膜。
5.实施例6
除了使第2保护层的厚度为0.7μm以外,利用与实施例1同样的方法,制作实施例6的偏光膜。
6.实施例7~10
作为形成第2保护层的固化性组合物(2),代替制造例3的组合物而使用表1所示的制造例4~7的组合物,并使第2保护层的厚度为0.7μm,除此以外,利用与实施例1同样的方法,分别制作实施例7~10的偏光膜。
7.比较例1
利用与实施例1同样的方法,制作带有第1保护层的偏光片膜,以不设置第2保护层的方式制作比较例1的偏光片层叠体。
8.比较例2
对利用与实施例1同样的方法得到的偏光片膜的偏光片表面实施电晕处理,然后使用棒涂机,以固化后的膜厚成为约0.7μm的方式涂布制造例3的固化性组合物。接着,使用UV照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制),将曝光量为500mJ/cm2(365nm基准)的紫外线照射至由上述制造例3的固化性组合物形成的层,由此使该固化性组合物固化,制作了带有制造例3的固化性组合物的固化物层的偏光片膜。
接着,对得到的带有制造例3的固化性组合物的固化物层的偏光片膜的上述固化物层表面实施电晕处理,然后使用棒涂机,以固化后的膜厚成为约0.5μm的方式涂布制造例8的固化性组合物。接着,于100℃干燥1.5分钟,制作了由制造例8的固化性组合物的固化物层/制造例3的固化性组合物的固化物层/偏光片/光取向膜/基材膜形成的比较例2的偏光片层叠体。
9.比较例3
对利用与实施例1同样的方法得到的偏光片膜的偏光片表面实施电晕处理,然后使用棒涂机,以固化后的膜厚成为约0.7μm的方式涂布制造例3的固化性组合物。接着,使用UV照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制),将曝光量为500mJ/cm2(365nm基准)的紫外线照射至由上述制造例3的固化性组合物形成的层,由此使该固化性组合物固化,制作了由制造例3的固化性组合物的固化物层/偏光片/光取向膜/基材膜形成的比较例3的偏光片层叠体。
<偏振度Py、单体透过率Ty的测定>
以下述方式,测定实施例1~10的偏光膜及比较例1~3的偏光片层叠体的偏振度Py及单体透过率Ty。使用在分光光度计(岛津制作所株式会社制UV-3150)中设置有带偏光片的折叠器的装置,利用双光束法,在波长380nm~780nm的范围内测定透过轴方向的透过率(Ta)及吸收轴方向的透过率(Tb)。该折叠器中,参比侧设置拦截50%光量的网。
使用式(式1)及(式2),算出各波长处的单体透过率、偏振度,进而根据JIS Z 8701的2度视野(C光源)进行可见度修正,算出可见度修正单体透过率(Ty)及可见度修正偏振度(Py)。
单体透过率Ty(%)=(Ta+Tb)/2(式1)
偏振度Py(%)=(Ta-Tb)/(Ta+Tb)×100(式2)
针对实施例1~10的偏光膜及比较例1~3的偏光片层叠体,按照以下的方法评价耐热性及耐湿热性。将结果示于表2。
<耐热性的评价>
将上述偏光膜及上述偏光片层叠体在85℃干燥的条件下加热240小时后,再次测定上述偏光膜及上述偏光片层叠体的偏振度Py、单体透过率Ty,算出耐热试验前后的变化率量(ΔPy及ΔTy)。
<耐湿热性的评价>
将上述偏光膜及上述偏光片层叠体在60℃ 90%RH的条件下加热240小时后,再次测定上述偏光膜及上述偏光片层叠体的偏振度Py、单体透过率Ty,算出耐湿热试验前后的变化率量(ΔPy及ΔTy)。
针对实施例1~10的偏光膜及比较例1~3的偏光片层叠体,按照以下的方法评价耐酸性。将结果示于表2。
<耐酸性的评价>
向上述偏光膜及上述偏光片层叠体的成为最外层的保护层(固化物层)面滴加18质量%的盐酸水溶液,静置2分钟后,通过目视对形状及色相的变化进行评价。在LED照明下,以白色背景对静置后的层叠体进行目视观察,将能够观察到与保护层(固化物层)溶胀相伴的凹凸的产生的情况判定为“×”,将观察不到形状的变化的情况判定为“○”。另外,关于色相,将能够观察到从无彩色向红紫色或红色的色相变化的情况判定为“×”,将观察不到色相的变化的情况判定为“○”。
[表2]
Figure BDA0002978560250000621
确认了本发明的偏光膜具有良好的耐热性能、耐湿热性能及耐酸性。

Claims (12)

1.偏光膜,其依次包含偏光片、第1保护层和第2保护层,所述偏光片为包含具有至少一个聚合性基团的聚合性液晶化合物及二向色性色素的聚合性液晶组合物的固化物,
所述第1保护层为包含水溶性树脂的固化性组合物的固化物层,
所述第2保护层为包含聚合性化合物的固化性组合物的固化物层。
2.如权利要求1所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含阳离子聚合性化合物作为聚合性化合物。
3.如权利要求1或2所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含具有环状醚结构的聚合性化合物作为聚合性化合物。
4.如权利要求1~3中任一项所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含具有氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物作为聚合性化合物。
5.如权利要求1~4中任一项所述的偏光膜,其中,第2保护层中的固化性组合物包含具有两个以上氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物作为聚合性化合物。
6.如权利要求5所述的偏光膜,其中,相对于形成第2保护层的固化性组合物中包含的全部聚合性化合物的总量100质量份而言,具有两个以上氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物的含量为30质量份以上。
7.如权利要求1~6中任一项所述的偏光膜,其中,二向色性色素为偶氮色素。
8.如权利要求1~7中任一项所述的偏光膜,其中,聚合性液晶化合物显示出近晶型液晶相。
9.如权利要求1~8中任一项所述的偏光膜,其中,偏光片在X射线分析测定中显示出布拉格峰。
10.偏光板,其具备权利要求1~9中任一项所述的偏光膜和相位差膜,所述相位差膜满足式(X):
100≤Re(550)≤180 (X),
式中,Re(550)表示波长550nm处的面内相位差值,
所述相位差膜的慢轴与所述偏光膜的吸收轴所成的角度实质上为45°。
11.如权利要求10所述的偏光板,其中,相位差膜满足式(Y):
Re(450)/Re(550)<1 (Y),
式中,Re(450)及Re(550)分别表示波长450nm及550nm处的面内相位差值。
12.显示装置,其具备权利要求1~9中任一项所述的偏光膜、或权利要求10~11中任一项所述的偏光板。
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