CN113302528B - 圆偏光板及使用其的有机el显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供圆偏光板,其包含偏光板和相位差膜,所述偏光板是包含二向色性色素的偏光膜与厚度10μm以上且80μm以下的透明保护膜层叠而成的,所述相位差膜为包含聚合性液晶化合物B的组合物的固化物,上述相位差膜具有5μm以下的厚度,上述聚合性液晶化合物B为分子结构中具有酯键的化合物,上述偏光板在温度为23℃且湿度为50%时的平衡含水率为1.5质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及圆偏光板及使用其的有机EL显示装置。
背景技术
近年来,随着薄型显示器的普及,搭载了有机EL面板的显示器(有机EL显示装置)不断普及。就有机EL面板而言,会发生因外部光在内部的金属电极处被反射故而无法获得清晰明确的黑色显示这样的问题。针对该问题,通过将圆偏光板设置于观看面,从而能够抑制外部光反射。即,作为从观看者起的层叠顺序,为圆偏光板→有机EL显示器。圆偏光板通常可通过将偏光板与相位差膜层叠来制作。作为偏光板,通常使用在将PVA(聚乙烯醇)拉伸并用碘进行染色而成的偏光片上层叠透明保护膜而得到的制品,作为相位差膜,可使用拉伸膜、或液晶分子经取向的相位差膜(λ/4板)。此时,可优选使用显示出波长越长则双折射性越大的性质(逆波长分散特性)这样的λ/4板。
发明内容
发明要解决的课题
有机EL显示装置中,存在有机EL层根据使用环境的不同而因氧及水分发生劣化、变得不发光这样的课题,有时利用玻璃等透湿度低的基材来保护有机EL面板的两面。另外,面板的最外表面有时也用耐水面乃至透湿度低的基材来保护。然而,已知为这样的构成时,存在根据相位差膜种类的不同而在高温环境下发生颜色变化这样的问题。本申请的发明人进行了深入研究,结果获知,形成偏光板的保护膜或聚乙烯醇等所具有的微量水分残留在体系内,由于该水分而引起相位差膜的水解,由此引起颜色变化。
因此,本发明的目的在于提供高温环境下颜色变化小的优异圆偏光板以及带有圆偏光板的有机EL显示装置。
用于解决课题的手段
本发明涉及以下的优选方式[1]~[12]。
[1]圆偏光板,其包含偏光板和相位差膜,所述偏光板是包含二向色性色素的偏光膜与厚度10μm以上80μm以下的透明保护膜层叠而成的,所述相位差膜为包含聚合性液晶化合物B的组合物的固化物,
上述相位差膜具有5μm以下的厚度,
上述聚合性液晶化合物B为分子结构中具有酯键的化合物,
上述偏光板在温度为23℃且相对湿度为50%时的平衡含水率为1.5质量%以下。
[2]如[1]所述的圆偏光板,其中,二向色性色素为偶氮色素。
[3]如[1]或[2]所述的圆偏光板,其中,透明保护膜为环状烯烃系树脂。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的圆偏光板,其中,上述偏光膜还包含具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基作为聚合性基团的聚合性液晶化合物A的固化物。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的圆偏光板,其中,上述偏光膜在X射线衍射测定中显示出布拉格峰。
[6]如[4]所述的圆偏光板,其中,所述聚合性液晶化合物A的固化物显示近晶型液晶相并且是以水平取向状态被固化的。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的圆偏光板,其中,上述相位差膜满足下述式(1)。
100≤Re(550)≤180 (1)
[式中,Re(550)表示波长550nm处的面内相位差值。]
[8]如[1]~[7]中任一项所述的圆偏光板,其中,上述相位差膜满足式(2)。
Re(450)/Re(550)<1 (2)
[式中,Re(450)及Re(550)分别表示波长450nm及550nm处的面内相位差值。]
[9]如[1]~[8]中任一项所述的圆偏光板,其中,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°。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的圆偏光板,其中,上述聚合性液晶化合物B具有丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基中的至少一种聚合性基团。
[11]如[1]~[10]中任一项所述的圆偏光板,其中,上述聚合性液晶化合物B为下述式(II)表示的化合物。
[化学式1]
式(II)中,
Ar表示可具有取代基的二价芳香族基团。
G1及G2各自独立地表示二价芳香族基团或二价脂环式烃基。
L1及L2各自独立地为具有酯结构的二价连接基团。
T1及T2各自独立地为单键或二价连接基团。
h及i各自独立地表示0~3的整数,满足1≤h+i关系。此处,2≤h+i时,T1及T2、G1及G2各自可以彼此相同,也可以不同。
E1及E2各自独立地表示碳原子数1~17的烷二基,此处,烷二基中包含的氢原子可以被卤素原子取代,烷二基中包含的-CH2-可以被-O-、-S-、-COO-替换,具有多个-O-、-S-、-COO-时,彼此不邻接。
P1及P2彼此独立地表示聚合性基团或氢原子,且至少一者为聚合性基团。
[12]如[1]~[11]中任一项所述的圆偏光板,其中,就偏光板而言,仅在偏光膜的一面层叠有透明保护膜。
[13]有机EL显示装置,其包含[1]~[12]中任一项所述的圆偏光板。
发明的效果
本发明的圆偏光板即使在高温环境下也能够防止颜色变化。
具体实施方式
圆偏光板由偏光板和相位差膜构成。本发明中,需要将偏光板在温度为23℃且湿度为50%时的平衡含水率控制为1.5质量%以下。平衡含水率被定义为:在一定的温度、湿度的空气中,材质中的水分量在该气氛中达到平衡的状态下的含水率。本发明中,将偏光板(尺寸:宽度为4cm,长度为10cm)在温度为23℃、相对湿度为50%的洁净室中保持1天并测定质量后,将该偏光板于105℃干燥1小时,测定质量,利用下式进行计算,将得到的值作为平衡含水率:
(温度为23℃且相对湿度为50%时的质量-于105℃干燥1小时后的质量)÷(温度为23℃且相对湿度为50%时的质量)×100
本发明中,偏光板的平衡含水率高于1.5质量%时,容易引起高温下的圆偏光板的颜色变化,是不优选的。偏光板的平衡含水率优选为1.0质量%以下,更优选为0.5质量%以下。偏光板的平衡含水率的下限可以为0。偏光板的平衡含水率高于1.5质量%时,可通过干燥来降低平衡含水率。就干燥而言,除了加热外,还可在干燥环境中静置等来适当进行。
本发明的圆偏光板包含偏光板及相位差膜,所述偏光板是包含二向色性色素的偏光膜与厚度10μm以上且80μm以下的透明保护膜层叠而成的,所述相位差膜为包含聚合性液晶化合物B的组合物的固化物。
<偏光膜>
偏光膜为具有光吸收各向异性的功能的膜。偏光膜可以为吸附有二向色性色素的拉伸膜,也可以为包含经水平取向的聚合性液晶化合物和经水平取向的二向色性色素的组合物的固化物。从上述平衡含水率的观点考虑,偏光膜更优选为由聚合性液晶化合物的聚合物形成的偏光膜。
包含吸附有二向色性色素的拉伸膜作为偏光膜的膜通常可经由下述工序来制造:对聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序;通过用二向色性色素对聚乙烯醇系树脂膜进行染色,从而使其吸附二向色性色素的工序;用硼酸水溶液对吸附有二向色性色素的聚乙烯醇系树脂膜进行处理的工序;以及在利用硼酸水溶液进行处理后进行水洗的工序。
聚乙烯醇系树脂通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯之外,还可使用乙酸乙烯酯同可与其共聚的其他单体形成的共聚物。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如,可举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如,也可以使用用醛类进行了改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1,000~10,000左右,优选为1,500~5,000的范围。
由这样的聚乙烯醇系树脂制成的膜可作为偏光膜的坯膜(日文:原反フイル厶)使用。将聚乙烯醇系树脂制成膜的方法没有特别限定,可利用已知的方法进行制膜。聚乙烯醇系坯膜的膜厚例如可以为10~150μm左右。
聚乙烯醇系树脂膜的单轴拉伸可在基于二向色性色素的染色之前、或与染色同时、或在染色之后进行。在染色后进行单轴拉伸的情况下,该单轴拉伸可在硼酸处理之前进行,也可在硼酸处理中进行。另外,也可在它们中的多个阶段进行单轴拉伸。在进行单轴拉伸时,可以在圆周速度不同的辊之间进行单轴拉伸,也可使用热辊进行单轴拉伸。另外,单轴拉伸可以是在大气中进行拉伸的干式拉伸,也可以是在用溶剂使聚乙烯醇系树脂膜溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常为3~8倍左右。
聚乙烯醇系树脂膜的基于二向色性色素的染色例如可通过在含有二向色性色素的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜的方法进行。
作为二向色性色素,具体而言,可使用碘、二向色性的有机染料。作为二向色性的有机染料,可举出由C.I.直接红(DIRECT RED)39等二重氮化合物形成的二向色性直接染料、及由三偶氮、四偶氮等化合物形成的二向色性直接染料等。对于聚乙烯醇系树脂膜而言,在染色处理前,优选预先实施在水中的浸渍处理。
使用碘作为二向色性色素的情况下,通常可采用在含有碘及碘化钾的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。
该水溶液中的碘的含量相对于水100质量份而言通常为0.01~1质量份左右。另外,碘化钾的含量相对于水100质量份而言通常为0.5~20质量份左右。用于染色的水溶液的温度通常为20~40℃左右。另外,在该水溶液中浸渍的浸渍时间(染色时间)通常为20~1,800秒左右。
另一方面,使用二向色性的有机染料作为二向色性色素的情况下,通常可采用在包含水溶性二向色性染料的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。
该水溶液中的二向色性有机染料的含量相对于水100质量份而言通常为1×10-4~10质量份左右,优选为1×10-3~1质量份,进一步优选为1×10-3~1×10-2质量份。该水溶液可以包含硫酸钠等无机盐作为染色助剂。用于染色的二向色性染料水溶液的温度通常为20~80℃左右。另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为10~1,800秒左右。
基于二向色性色素的染色后的硼酸处理通常可通过将经染色的聚乙烯醇系树脂膜在硼酸水溶液中浸渍的方法来进行。该硼酸水溶液中的硼酸的含量相对于水100质量份而言通常为2~15质量份左右,优选为5~12质量份。使用碘作为二向色性色素的情况下,该硼酸水溶液优选含有碘化钾,此时的碘化钾的含量相对于水100质量份而言通常为0.1~15质量份左右,优选为5~12质量份。在硼酸水溶液中浸渍的浸渍时间通常为60~1,200秒左右,优选为150~600秒,进一步优选为200~400秒。硼酸处理的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃,进一步优选为60~80℃。
通常,可对硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜进行水洗处理。水洗处理例如可通过将经硼酸处理的聚乙烯醇系树脂膜在水中浸渍的方法来进行。水洗处理中的水的温度通常为5~40℃左右。
另外,浸渍时间通常为1~120秒左右。
可在水洗后实施干燥处理,从而得到偏光膜。干燥处理例如可使用热风干燥机、远红外线加热器进行。干燥处理的温度通常为30~100℃左右,优选为50~80℃。干燥处理的时间通常为60~600秒左右,优选为120~600秒。通过干燥处理,能将偏光片的水分率降低至实用程度。其水分率通常为5~20质量%左右,优选为8~15质量%。水分率低于5质量%时,偏光膜的挠性丧失,偏光膜有时在其干燥后发生损伤,或者发生断裂。另外,水分率高于20质量%时,存在偏光膜的热稳定性变差的可能。
如上所述地对聚乙烯醇系树脂膜实施单轴拉伸、基于二向色性色素的染色、硼酸处理、水洗及干燥而得到的偏光膜的厚度优选为5~40μm。
就偏光膜而言,为包含经水平取向的聚合性液晶化合物和经水平取向的二向色性色素的组合物(以下,有时称为聚合性液晶组合物(A))的固化物的偏光膜情况下,聚合性液晶化合物可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,但在与二向色性色素混合的情况下,优选为热致性液晶。为热致性液晶时,可以为显示向列型液晶相的热致性液晶化合物,也可以为显示近晶型液晶相的热致性液晶化合物。在利用聚合反应将聚合性液晶化合物制成固化膜而呈现偏光功能时,聚合性液晶化合物所显示的液晶状态优选为近晶相。这样的化合物的具体例如后文所述。
聚合性液晶组合物(A)包含具有至少1个聚合性基团且优选显示近晶型液晶性的聚合性液晶化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(A)”)而成。通过使用显示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膜。
聚合性液晶化合物(A)所显示的液晶状态优选为近晶相(近晶型液晶状态),从能够实现更高的取向有序度的观点考虑,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相及近晶L相,其中,更优选近晶B相、近晶F相及近晶I相。关于液晶性,可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,但从能进行精密的膜厚控制的方面考虑,优选为热致性液晶。另外,聚合性液晶化合物可以为单体,也可以为聚合性基团进行聚合而成的低聚物或聚合物。
聚合性液晶化合物(A)为具有至少1个聚合性基团的液晶化合物。此处,所谓聚合性基团,是指能够通过由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、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选为自由基聚合性基团,更优选为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯基氧基,进一步优选为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基。
作为聚合性液晶化合物(A),只要为具有至少1个聚合性基团的液晶化合物即可,没有特别限定,可以使用已知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及X2彼此独立地表示二价芳香族基团或二价脂环式烃基,此处,该二价芳香族基团或二价脂环式烃基中包含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的氟烷基、碳原子数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该二价芳香族基团或二价脂环式烃基的碳原子可以被氧原子、硫原子或氮原子替换。优选地,X1及X2中的至少一者为可具有取代基的1,4-亚苯基或可具有取代基的环己烷-1,4-二基。
Y1为单键或二价连接基团。
n为1~3,n为2以上时,多个X1可以彼此相同,也可以不同。X2可以与多个X1中的任一个或全部相同,也可以不同。n为2以上时,多个Y1可以彼此相同,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(甲基)丙烯酰氧基。
U2表示(甲基)丙烯酰氧基。
W1及W2彼此独立地为单键或二价连接基团。
V1及V2彼此独立地表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷二基,构成该烷二基的-CH2-可以替换为-O-、-CO-、-S-或NH-。]
聚合性液晶化合物(A1)中,X1及X2彼此独立地优选为可具有取代基的1,4-亚苯基、或可具有取代基的环己烷-1,4-二基,X1及X2中的至少一者为可具有取代基的1,4-亚苯基、或可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。作为可具有取代基的1,4-亚苯基、或可具有取代基的环己烷-1,4-二基任选具有的取代基,可举出甲基、乙基及丁基等碳原子数1~4的烷基、氰基及氯原子、氟原子等卤素原子。优选为未取代。
对于聚合性液晶化合物(A1)而言,从容易呈现近晶型液晶性的方面考虑,优选式(A1)中的式(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及n各自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为彼此不同的结构的聚合性液晶化合物(A1)。另外,还可举出:n为2且2个Y1为彼此相同的结构的聚合性液晶化合物(A1),其中,2个X1为彼此相同的结构,1个X2为与这2个X1不同的结构;2个X1中的与W1键合的X1为与另一个X1及X2不同的结构、且另一个X1与X2为彼此相同的结构的聚合性液晶化合物(A1)。此外,可举出n为3且3个Y1为彼此相同的结构的聚合性液晶化合物(A1),其中,3个X1及1个X2中的任意一个为与其他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及Rb彼此独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。Y1更优选为-CH2CH2-、-COO-或单键,存在多个Y1的情况下,与X2键合的Y1更优选为-CH2CH2-或-CH2O-。X1及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。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,有容易呈现近晶型液晶性的倾向。
U2为(甲基)丙烯酰氧基。U1为氢原子或(甲基)丙烯酰氧基,优选为(甲基)丙烯酰氧基。从提高偏光膜的层间密合性及耐热性的观点考虑,优选U1及U2均为(甲基)丙烯酰氧基。(甲基)丙烯酰氧基可以为进行了聚合的状态,也可以为未聚合的状态,优选为未聚合的状态。
作为V1及V2表示的烷二基,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2~12的烷二基,更优选为碳原子数6~12的烷二基。
作为该烷二基任选具有的取代基,可举出氰基及卤素原子等,该烷二基优选为未取代,更优选为未取代的直链状烷二基。
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-。
具体而言,聚合性液晶化合物(A)更优选为具有由式(A-a)~(A-i)表示的结构的显示近晶型液晶性的聚合性液晶化合物。从容易显示高阶近晶型液晶性这样的观点考虑,更优选具有式(A-a)、式(A-b)或式(A-c)表示的结构。需要说明的是,式(A-a)~式(A-i)中,*表示连接键(单键)。
[化学式2]
作为聚合性液晶化合物(A1),具体而言,例如可举出式(A-1)~式(A-25)表示的化合物。聚合性液晶化合物(A1)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。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
这些之中,优选选自由式(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)及式(A-17)表示的化合物组成的组中的至少一种。作为聚合性液晶化合物(A1),可以单独使用1种,也可以组合两种以上而使用。
聚合性液晶化合物(A1)可以通过例如Lub等的Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)、或日本专利第4719156号等中记载的已知方法来制造。
只要不损害本发明的效果,聚合性液晶组合物(A)也可以包含除聚合性液晶化合物(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,聚合性液晶化合物(A)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,所谓固态成分,是指从聚合性液晶组合物中除去溶剂后剩余的成分的总量。
聚合性液晶组合物(A)包含二色性色素。此处,所谓二色性色素,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。二向色性色素为与液晶化合物一同取向而显示二向色性的色素,二向色性色素自身可以具有聚合性,也可以具有液晶性。本发明中可使用的二色性色素没有特别限制,只要为具有上述性质的二色性色素即可,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。
作为二色性色素,优选在300~700nm的范围内具有极大吸收波长(λMAX)的二色性色素。作为这样的二色性色素,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相互独立地表示可具有取代基的苯基、可具有取代基的萘基或可具有取代基的一价的杂环基。K2表示可具有取代基的对亚苯基、可具有取代基的萘-1,4-二基或可具有取代基的二价杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数时,多个K2彼此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-键可以替换为-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-键。]
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。作为二价杂环基,可举出从上述杂环化合物除去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-6)中任一式表示的化合物。
[化学式8]
[式(I-1)~(I-8)中,
B1~B30相互独立地表示氢原子、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相互独立地表示0~3的整数。
n1为2以上时,多个B2彼此可以相同也可以不同,
n2为2以上时,多个B6彼此可以相同也可以不同,
n3为2以上时,多个B9彼此可以相同也可以不同,
n4为2以上时,多个B14彼此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。
[化学式9]
[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1~4的烷基或碳原子数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。
[化学式10]
[式(I-8)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1~4的烷基或碳原子数6~12的芳基。]
作为上述吖啶色素,优选式(I-11)表示的化合物。
[化学式11]
[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1~4的烷基或碳原子数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。
[化学式12]
[式(I-12)中,
D1及D2彼此独立地表示式(I-12a)~式(I-12d)任一式表示的基团。
[化学式13]
n5表示1~3的整数。]
[化学式14]
[式(I-13)中,
D3及D4彼此独立地表示式(I-13a)~式(1-13h)中任一式表示的基团。
[化学式15]
n6表示1~3的整数。]
聚合性液晶组合物(A)中的二色性色素的含量可根据所用的二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膜。
聚合性液晶组合物(A)可以还含有聚合引发剂。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。
作为聚合引发剂,可举出苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯酮化合物、酰基氧化膦化合物、三嗪化合物、碘鎓盐及锍盐等。
作为苯偶姻化合物,可举出苯偶姻、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。
作为二苯甲酮化合物,可举出二苯甲酮、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。
作为烷基苯酮化合物,可举出二乙氧基苯乙酮、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、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。
作为酰基氧化膦化合物,可举出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。
作为三嗪化合物,可举出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。
聚合引发剂可以使用市售品。作为市售的聚合引发剂,例如,可举出“Irgacure(Irgacure)(注册商标)907”、“Irgacure(注册商标)184”、“Irgacure(注册商标)651”、“Irgacure(注册商标)819”、“Irgacure(注册商标)250”、“Irgacure(注册商标)369”(CibaJapan(株));“SEIKUOL(注册商标)BZ”、“SEIKUOL(注册商标)Z”、“SEIKUOL(注册商标)BEE”(精工化学(株));“kayacure(カヤキュアー)(注册商标)BP100”(日本化药(株));“kayacure(注册商标)UVI-6992”(DOW Chemical Company制);“ADEKA OPTOMER SP-152”、“ADEKA OPTOMER SP-170”((株)ADEKA);“TAZ-A”、“TAZ-PP”(日本Siber Hegner公司);及“TAZ-104”(Sanwa Chemical Co.,Ltd.)等。
聚合性液晶组合物(A)含有聚合引发剂的情况下,其含量根据聚合性液晶组合物(A)中包含的聚合性液晶化合物的种类及其量而适当确定即可,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。聚合性引发剂的含量在上述范围内时,能够在不使聚合性液晶化合物的取向紊乱的情况下使其聚合。
聚合性液晶组合物(A)含有光聚合引发剂的情况下,可以还含有光敏化剂。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。
聚合性液晶组合物(A)中的光敏化剂的含量根据光聚合引发剂及聚合性液晶化合物的种类及其量而适当确定即可,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。
聚合性液晶组合物(A)可以还含有流平剂。流平剂具有调节聚合性液晶组合物(A)的流动性、使通过涂布聚合性液晶组合物(A)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)。
作为以含有氟原子的化合物为主成分的流平剂,例如,可举出“Megafac(注册商标)R-08”、Megafac“R-30”、Megafac“R-90”、Megafac“F-410”、Megafac“F-411”、Megafac“F-443”、Megafac“F-445”、Megafac“F-470”、Megafac“F-471”、Megafac“F-477”、Megafac“F-479”、Megafac“F-482”及Megafac“F-483”(DIC(株));“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 Semi Chemical(株));“E1830”、“E5844”((株)大金精密化学研究所);“Eftop EF301”、“Eftop EF303”、“Eftop EF351”及“Eftop EF352”(三菱材料电子化成(株))。
相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,聚合性液晶组合物(A)中的流平剂的含量优选为0.05~5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,存在下述倾向:容易使聚合性液晶化合物水平取向,并且不易产生不均,能够得到更平滑的偏光膜。
聚合性液晶组合物(A)可以还含有除聚合引发剂、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,可举出脱模剂、稳定剂、上蓝剂等着色剂、阻燃剂及润滑剂等。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)可以还含有溶剂。通常,显示近晶型液晶性的化合物的粘度高,因此,通过向聚合性液晶组合物中加入溶剂而使得涂布容易,结果,大多容易形成偏光膜。溶剂可以根据聚合性液晶化合物及二向色性色素的溶解性而适当选择,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、氯苯等氯代烃溶剂等。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。
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、以及根据需要加入的上述添加剂及溶剂等混合并搅拌来制备。
聚合性液晶组合物(A)包含显示近晶型液晶相且以水平取向状态固化的聚合性液晶化合物的情况下,能够由该聚合性液晶组合物(A)得到对二向色性色素的光劣化的抑制效果优异、不易发生偏光性能的经时下降的偏光膜。尤其在由包含显示近晶型液晶相且以水平取向状态固化的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物(A)形成偏光膜的情况下,能够得到取向有序度高的偏光膜。
对于取向有序度高的偏光膜而言,在X射线衍射测定中,可得到来自六角相、结晶相这样的高阶结构的布拉格峰。所谓布拉格峰,是指来自分子取向的面周期结构的峰。因此,在由本发明的聚合性液晶组合物形成的偏光膜中,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膜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的偏光膜。显示出布拉格峰这样的高取向有序度可以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、其量等进行控制来实现。
本发明中的偏光膜例如可以通过包括下述步骤的方法来制造:
形成聚合性液晶组合物(A)的涂膜;
从上述涂膜中除去溶剂;
在升温至聚合性液晶化合物(A)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);以及,
在保持为上述近晶相(近晶型液晶状态)的状态下,使聚合性液晶化合物聚合。
聚合性液晶组合物(A)的涂膜的形成例如可以通过下述方式进行:在基材上、后述的取向膜上等涂布聚合性液晶组合物(A)、特别是加入溶剂调节了粘度的聚合性液晶组合物(A)(以下,也称为“偏光膜形成用组合物”)。另外,也可以在构成本发明的偏光板的相位差膜、其他层上直接涂布偏光膜形成用组合物。
作为将偏光膜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,在由偏光膜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(A)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(A)的近晶型液晶状态的情况下使聚合性液晶化合物(A)聚合,从而以聚合性液晶组合物(A)的固化层的形式形成偏光膜。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光聚合引发剂的种类、聚合性液晶化合物(A)的种类(尤其是聚合性液晶化合物(A)所具有的聚合性基团的种类)、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种以上的光、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、光聚合引发剂的种类。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膜。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膜。
作为上述活性能量射线的光源,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光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。
就偏光膜而言,在聚合性液晶化合物(A)保持为近晶相的液晶状态进行聚合而得到的情况下,也伴随着上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膜)相比,具有偏光性能高这样的优点。此外,与仅涂布二向色性色素、溶致性液晶而成的偏光膜相比,还具有强度优异这样的优点。
偏光膜的厚度可根据所应用的显示装置而适当选择,优选为0.1~10μm,更优选为0.3~4μm,进一步优选为0.5~3μm。
偏光膜优选形成于取向膜上。该取向膜是具有使聚合性液晶化合物(A)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,优选具有不会由于聚合性液晶化合组合物(A)的涂布等而发生溶解的耐溶剂性,并且具有用于溶剂的除去、聚合性液晶化合物(A)的取向的加热处理中的耐热性。作为该取向膜,可举出包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜及在表面具有凹凸图案、多个沟的沟槽取向膜、沿取向方向进行了拉伸的拉伸膜等,从取向角的精度及品质的观点考虑,优选光取向膜。
作为取向性聚合物,例如可举出在分子内具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及作为其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯类。其中,优选聚乙烯醇。取向性聚合物可以单独使用或组合2种以上而使用。
包含取向性聚合物的取向膜通常可通过下述方式得到:将使取向性聚合物溶解于溶剂中而成的组合物(以下,有时称为“取向性聚合物组合物”)涂布于基材,将溶剂除去;或者,将取向性聚合物组合物涂布于基材,将溶剂除去,并进行摩擦(摩擦法)。作为溶剂,可举出与作为可在形成偏光膜时使用的溶剂而在上文中示例的溶剂同样的溶剂。
关于取向性聚合物组合物中的取向性聚合物的浓度,只要是取向性聚合物材料能完全溶解于溶剂中的范围即可,相对于溶液而言,以固态成分换算,优选为0.1~20%,进一步优选为0.1~10%左右。
作为取向性聚合物组合物,可以直接使用市售的取向膜材料。作为市售的取向膜材料,可举出SUNEVER(注册商标,日产化学工业(株)制)、OPTOMER(注册商标,JSR(株)制)等。
作为将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法,可举出与作为将偏光膜形成用组合物涂布于基材的方法而示例的方法同样的方法。
作为将取向性聚合物组合物中包含的溶剂除去的方法,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等。
为了向取向膜赋予取向限制力,可根据需要进行摩擦处理(摩擦法)。
作为利用摩擦法赋予取向限制力的方法,可举出下述的方法:使缠绕有摩擦布并进行旋转的摩擦辊、与通过将取向性聚合物组合物涂布于基材并进行退火从而在基材表面上形成的取向性聚合物的膜接触。
光取向膜通常可通过下述方式得到:将包含具有光反应性基团的聚合物或单体和溶剂的组合物(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(优选偏振UV光)。对于光取向膜而言,通过选择要照射的偏振光的偏振方向,从而能任意地控制取向限制力的方向,从这方面考虑是更优选的。
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种的基团。
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、甲基、及具有氧化偶氮苯结构的基团。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。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成为肉桂酸结构的那样的具有肉桂酰基的聚合物。
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,可举出与作为可在形成偏光膜时使用的溶剂而在上文中示例的溶剂同样的溶剂,可根据具有光反应性基团的聚合物或单体的溶解性而适当选择。
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的方法,可举出与将取向性组合物涂布于基材的方法同样的方法。作为从涂布后的光取向膜形成用组合物中除去溶剂的方法,例如,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等。
为了照射偏振光,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。通过使来自上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)。
沟槽(groove)取向膜是在膜表面具有凹凸图案或多个沟槽(沟)的膜。在具有等间隔地排列的多个直线状沟槽的膜上涂布聚合性液晶化合物时,液晶分子在沿着该沟的方向上取向。
作为得到沟槽取向膜的方法,可举出下述方法:在介由具有图案形状的狭缝的曝光用掩模对感光性聚酰亚胺膜表面进行曝光后,进行显影及漂洗处理从而形成凹凸图案的方法;在表面具有沟的板状原版上,形成固化前的UV固化树脂的层,将形成的树脂层转移至基材,然后将其固化的方法;以及,将具有多个沟的辊状的原版推靠至在基材形成的固化前的UV固化树脂的膜而形成凹凸,然后将其固化的方法;等等。
取向膜(包含取向性聚合物的取向膜或光取向膜)的厚度通常为10~10000nm的范围,优选为10~1000nm的范围,更优选为500nm以下,进一步优选为10~200nm,特别优选为50~150nm的范围。
通过介由粘接剂组合物在偏光膜的至少一面层叠厚度10μm以上80μm以下的透明保护膜,从而可得到本发明的偏光板。粘接剂组合物没有特别限定,可以使用已知的粘接剂。就本发明中的偏光板而言,优选仅在偏光膜的一面层叠有透明保护膜。
<透明保护膜>
透明保护膜是指具有能够透过光、特别是可见光的透明性的基材,所谓透明性,是指相对于波长380~780nm范围内的光线而言的透过率成为80%以上的特性。作为具体的透明保护膜,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;聚乙烯醇;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;聚苯硫醚及聚苯醚等。从获得的容易性、透明性的观点考虑,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素酯、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”(FujifilmCorporation);“KC8UX2M”、“KC8UY”及“KC4UY”(Konica Minolta Opto Products Co.,Ltd.)等。另外,其中,从平衡含水率的观点考虑,优选环状烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯,更优选环状烯烃系树脂。
透明保护膜所要求的特性根据偏光板构成的不同而不同,通常,优选相位差性尽可能小的膜。作为相位差性尽可能小的膜,可举出ZeroTAC(Konica Minolta Opta株式会社)、Z-TAC(Fujifilm Corporation)等不具有相位差的纤维素酯膜等。另外,也优选为未拉伸的环状烯烃系树脂膜。可以对未层叠偏光膜的透明保护膜的面进行硬涂处理、防反射处理、抗静电处理等。
透明保护膜的厚度过薄时,有强度降低、加工性差的倾向,因此,通常为10~80μm,优选为20~60μm,更优选为20~40μm。
<相位差膜>
本发明中,相位差膜优选满足下述式(1):
100≤Re(550)≤180 (1)
〔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(1)表示的面内相位差值时,作为所谓的λ/4板发挥功能。上述式(1)优选为100nm≤Re(550)≤180nm,进一步优选为120nm≤Re(550)≤160nm。需要说明的是,Re(550)可以利用实施例中记载的方法测定。
此外,相位差膜优选满足下述式(2):
Re(450)/Re(550)<1 (2)
〔式中,Re(450)及Re(550)分别表示波长450nm及550nm处的面内相位差值〕。
满足上述式(2)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。
上述相位差膜通常通过使取向状态的聚合性液晶化合物聚合而得到。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”)是指具有聚合性基团、特别是光聚合性基团的液晶化合物。所谓光聚合性基团,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。作为光聚合性基团,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、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、环氧乙基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基,进一步优选丙烯酰氧基。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B,可以仅使用一种,也可以组合两种以上而使用。
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)表示的特性这样的观点考虑,可举出满足下述(I)~(IV)中的全部的化合物。
(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)中的全部的聚合性液晶化合物B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,具体而言,可举出例如下述式(II)表示的化合物。
[化学式16]
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表示可具有取代基的二价芳香族基团。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。
G1及G2各自独立地表示二价芳香族基团或二价脂环式烃基。此处,该二价芳香族基团或二价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,构成该二价芳香族基团或二价脂环式烃基的碳原子可以替换为氧原子、硫原子或氮原子。
L1及L2各自独立地为具有酯结构的二价连接基团。
T1及T2各自独立地为单键或二价连接基团。
h、i各自独立地表示0~3的整数,且满足1≤h+i的关系。此处,2≤h+i时,T1及T2、G1及G2各自可以彼此相同,也可以不同。
E1及E2各自独立地表示碳原子数1~17的烷二基,此处,烷二基中包含的氢原子可以被卤素原子取代,该烷二基中包含的-CH2-可以被-O-、-S-、-Si-、-COO-替换。P1及P2彼此独立地表示聚合性基团或氢原子,且至少一者为聚合性基团。
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个为二价脂环式烃基。
L1及L2各自独立地优选为-Ra1COORa2-(Ra1及Ra2各自独立地表示单键或碳原子数1~4的亚烷基),更优选为-COORa2-1-(Ra2-1表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一者),进一步优选为-COO-或-COOCH2CH2-。
T1及T2各自独立地优选为单键、碳原子数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1~4的亚烷基。T1及T2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-中的任一者。T1及T2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或OCOCH2CH2-。
从呈现逆波长分散性的观点考虑,h及i优选为2≤h+i≤6的范围,优选h+i=4,更优选h=2且i=2。h=2且i=2时,成为对称结构,因此进一步优选。
E1及E2各自独立地优选为碳原子数1~17的烷二基,更优选为碳原子数4~12的烷二基。
作为P1或P2表示的聚合性基团,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、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、及氧杂环丁基等。这些之中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、环氧乙基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。
Ar优选具有选自可具有取代基的芳香族烃环、可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,例如可举出以下的式(Ar-1)~式(Ar-23)的基团。
[化学式17]
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。
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1~4的烷基。
J1及J2各自独立地表示碳原子、或氮原子。
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。
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1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。
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。
Q1及Q2优选为-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’优选为氢原子。其中,特别优选为-S-、-O-、-NH-。
式(Ar-1)~(Ar-23)中,从分子稳定性的观点考虑,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、苯并噁唑环等。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,可举出与作为可在聚合性液晶组合物(A)中使用的聚合引发剂而在上文中示例的聚合引发剂同样的聚合引发剂。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)中包含的添加剂而示例的添加剂等。作为光敏化剂及流平剂,可举出与作为可在聚合性液晶组合物(A)中使用的光敏化剂及流平剂而在上文中示例的物质同样的物质。
相位差膜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,可举出与作为可在制作上述偏光膜时使用的基材及/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,均可举出与可在上述偏光膜的制作方法中采用的例子同样的例子。
相位差膜的厚度可根据应用的显示装置适当选择,从薄膜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。
<圆偏光板>
本发明的圆偏光板具备上述的偏光板及相位差膜,上述的偏光板优选依次层叠透明保护膜、取向膜(特别是光取向膜)及偏光膜而成。本发明的圆偏光板中,就偏光板而言,优选仅在偏光膜的一面层叠有透明保护膜,进一步优选将该偏光膜与该相位差膜进行了层叠。
本发明的圆偏光板可以还包含除了偏光板及相位差膜以外的其他层(保护层、粘结剂层等)。
本发明的圆偏光板中,上述的偏光膜与相位差膜可以介由粘接剂层或粘合剂层而贴合,还可以通过将相位差膜形成用组合物直接涂布于上述的偏光膜上从而在本发明的偏光膜上直接形成相位差膜。
本发明的圆偏光板中,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“实质上为45°”是指45°±5°。
从显示装置的弯曲性、视觉辨认性的观点考虑,本发明的圆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>
本发明包括具备本发明的圆偏光板的显示装置。
本发明的显示装置例如可以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。为在圆偏光板的两面具有疏水性基材的构成时,可进一步发挥本申请圆偏光板的效果。所谓疏水性基材,例如表示透湿度为10g/m2·d(40℃·90%RH)(JISK 7129)以下的基材。
疏水性基材的种类没有特别限制,例如可举出玻璃等。
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)、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,利用实施例及比较例更详细地说明本发明。只要没有特别说明,则实施例及比较例中的“%”及“份”为“质量%”及“质量份”。
[实施例1]
<偏光板的制作>
[偏光板:包含由拉伸膜形成的偏光膜的偏光板的制造]
利用干式拉伸,将厚度30μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度为约2400,皂化度为99.9摩尔%以上)单轴拉伸成约5倍,进而在保持紧张状态的情况下,在40℃的纯水中浸渍40秒。然后,在碘/碘化钾/水的质量比为0.044/5.7/100的染色水溶液中,于28℃浸渍30秒,进行染色处理。
接着,在碘化钾/硼酸/水的质量比为11.0/6.2/100的硼酸水溶液中于70℃浸渍120秒。继而,利用8℃的纯水清洗15秒后,在以300N的张力保持的状态下,于60℃干燥50秒,接着于75℃干燥20秒,得到碘吸附取向于聚乙烯醇膜的厚度12μm的偏光片。
向得到的偏光片与环烯烃膜(日本Zeon株式会社制ZF14)之间注入水系粘接剂,利用夹持辊使它们贴合。在将得到的贴合物的张力保持为430N/m的同时,于60℃干燥2分钟,得到在单面具有环烯烃膜作为透明保护膜的偏光板I。需要说明的是,上述水系粘接剂是在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(KURARAY POVAL KL318;株式会社KURARAY制)3份、和水溶性聚酰胺环氧树脂(Sumirez Resin 650;Sumika Chemtex株式会社制,固态成分浓度为30%的水溶液)1.5份而制备的。
<偏光板在23℃、50%时的平衡含水率>
将制作的偏光板的试验片(尺寸:宽度为4cm,长度为10cm)在23℃、相对湿度50%的洁净室中保持1天并测定重量,然后,使试验片于105℃干燥1小时,测定重量,利用Mitsubishi Chemical Analytech制CA-200型,测定温度为23℃、相对湿度为50%时的平衡含水率。将结果示于表1。
<相位差膜的制作>
[光取向膜形成用组合物的制备]
将下述光取向性材料5份(数均分子量28000)与环戊酮(溶剂)95份混合,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。
[化学式18]
[聚合性液晶组合物的制备]
将下述结构的聚合性液晶化合物B1(86.0份)、聚合性液晶化合物A1(14.0份)、聚丙烯酸酯化合物(流平剂)(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)(0.12份)、和光聚合引发剂2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(Irgacure369;Ciba Specialty Chemicals公司制)(3.0份)混合,得到包含聚合性液晶化合物B1及聚合性液晶化合物A1的聚合性液晶组合物(B1)。
聚合性液晶化合物B1:
[化学式19]
聚合性液晶化合物A1:
[化学式20]
[相位差膜的制造方法]
使用电晕处理装置(AGF-B10;春日电机株式会社制),在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下,对环烯烃聚合物膜(COP;ZF-14;日本Zeon株式会社制)进行1次处理。用棒涂机,将上述光取向膜形成用组合物涂布于实施了电晕处理的表面,于80℃干燥1分钟,使用偏振UV光照射装置(带有偏光片单元的SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制),以100mJ/cm2的累积光量实施偏振UV光曝光,形成取向膜。利用椭圆偏振计M-220(日本分光株式会社制),对得到的取向膜的厚度进行测定,结果为100nm。
接着,将棒涂机的线设定为#30,以50mm/秒的速度将聚合性液晶组合物B1涂布于上述取向膜上,于120℃干燥1分钟。然后,使用高压汞灯(Unicure VB-15201BY-A;Ushio电机株式会社制),从涂布了聚合性液晶组合物B1的面侧照射紫外线(氮气氛下,波长313nm处的累积光量:500mJ/cm2),由此形成相位差膜A与环烯烃聚合物膜的层叠体。利用激光显微镜(LEXT;Olympus株式会社制),对得到的相位差膜A的厚度进行测定,结果为2.3μm。
<圆偏光板的制作>
使用丙烯酸系压敏式粘合剂(无色透明,未取向),以偏光板I的吸收轴与相位差膜A的慢轴所成的角度(θ)成为45°的方式,将以上述方式制作的偏光板I的聚乙烯醇侧、同相位差膜A与环烯烃聚合物膜的层叠体的相位差膜A侧贴合,然后将相位差膜的环烯烃聚合物膜剥离,制作圆偏光板。
<耐久性试验>
介由丙烯酸系压敏式粘合剂(无色透明,未取向),在得到的圆偏光板的相位差膜侧、偏光板侧这两侧贴合0.4mm厚的玻璃(Corning公司制),测定相位差膜的相位差值。然后,将其投入90℃RH烘箱中500小时,再次测定相位差膜的相位差值,求出差值。在表1中示出相位差值之差。另外,按以下的基准,将其耐久性评价示于表1。
耐久性评价
○:差值小于1nm。
△:差值为1nm以上且小于10nm。
×:差值为10nm以上。
表1中记载了偏光板的构成材料及相位差膜的主要构成材料。
[实施例2]
<偏光板的制作>
[偏光板:包含由含有聚合性液晶化合物的组合物形成的偏光膜的偏光板的制造]
(取向层形成用组合物的制造)
将下文中记载的聚合物2份及邻二甲苯98份混合,将得到的混合物于80℃搅拌1小时,由此得到作为光取向膜形成用组合物的取向层形成用组合物。
·如下所示的具有光反应性基团的聚合物(数均分子量为28000)2份
[化学式21]
(偏光层形成用组合物的制造)
将下述的成分混合,于80℃搅拌1小时,由此得到偏光层形成用组合物。
·式(1-6)表示的聚合性液晶化合物75份
[化学式22]
·式(1-7)表示的聚合性液晶化合物25份
[化学式23]
·如下所示的二向色性色素(1)2.8份
[化学式24]
·如下所示的二向色性色素(2)2.8份
[化学式25]
·如下所示的二向色性色素(3)2.8份
[化学式26]
·如下所示的聚合引发剂6份
2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(Irgacure369;CibaSpecialty Chemicals公司制)
·如下所示的流平剂1.2份
聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)
·如下所示的溶剂250份
环戊酮
(偏光板的制造)
对作为基材(透明保护膜)层的三乙酸纤维素膜(TAC;KC2UA;Konica Minolta株式会社制)的表面实施电晕处理(AGF-B10,春日电机株式会社制)。使用棒涂机,将取向层形成用组合物涂布于实施了电晕处理的膜表面,然后,在设定为120℃的干燥烘箱中干燥1分钟,得到取向层用涂覆层。使用偏振UV光照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制),将偏振UV光以50mJ/cm2(313nm基准)的累积光量照射至取向层用涂覆层上,形成取向层。使用棒涂机,将偏光层形成用组合物涂布于得到的取向层上,然后,在设定为110℃的干燥烘箱干燥1分钟。然后,使用高压汞灯(Unicure VB-15201BY-A,Ushio电机株式会社制),照射紫外线(氮气氛下,波长:365nm,波长365nm处的累积光量:1000mJ/cm2),由此得到聚合性液晶化合物及二向色性色素发生了取向的偏光板。
除了使用该偏光板以外,与实施例1同样地制作圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
[实施例3]
作为基材(透明保护膜)层,代替三乙酸纤维素膜而使用环烯烃聚合物膜(COP;ZF-14;日本Zeon株式会社制),除此以外,与实施例2同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
[实施例4]
关于相位差膜,代替聚合性液晶化合物B1而使用日本特开2016-81035号公报中记载的下述聚合性化合物B2,除此以外,与实施例2同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
聚合性化合物B2
[化学式27]
[实施例5]
关于相位差膜,代替聚合性液晶化合物B1而使用下述聚合性化合物B3,除此以外,与实施例2同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
聚合性化合物B3
[化学式28]
[比较例1]
作为偏光板,在偏光片的两侧使用三乙酸纤维素膜(TAC;KC2UA;Konica Minolta株式会社制)作为透明保护膜,除此以外,与实施例1同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
[比较例2]
作为偏光板的保护膜,在一面使用三乙酸纤维素膜(TAC;KC2UA;Konica Minolta株式会社制),在另一面使用环烯烃聚合物膜(COP;ZF-14;日本Zeon株式会社制),在偏光板的三乙酸纤维素膜侧贴合相位差层,除此以外,与实施例1同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
[比较例3]
作为相位差膜的聚合性液晶化合物,使用与实施例4同样的聚合性液晶化合物,除此以外,与比较例2同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
[比较例4]
作为相位差膜的聚合性液晶化合物,使用与实施例5同样的聚合性液晶化合物,除此以外,与比较例2同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。
[参考例1]
作为相位差膜,使用环烯烃聚合物膜(COP;ZD-12;日本Zeon株式会社制),除此以外,与比较例1同样地制作偏光板及圆偏光板,实施评价。将结果示于表1。
[表1]
由上述表1的结果可知,实施例1~5中,偏光板的23℃、50%(相对湿度)时的平衡含水率为1.5%以下,该情况下的耐久性为○及△,与此相对,在平衡含水率超过1.5%的比较例1~4的情况下,耐久性为×,结果相差明显。关于参考例1,在使相位差膜为由拉伸膜形成的相位差膜(不包含聚合性液晶化合物的相位差膜)的情况下,尽管偏光板的平衡含水率超过1.5%,耐久性也良好。认为相位差膜不受到偏光板中的水分的影响。
Claims (11)
1.圆偏光板,其包含偏光板和相位差膜,所述偏光板是包含二向色性色素的偏光膜与厚度10μm以上且80μm以下的透明保护膜层叠而成的,所述相位差膜为包含聚合性液晶化合物B的组合物的固化物,
所述偏光膜还包含具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基作为聚合性基团的聚合性液晶化合物A的固化物,
就偏光板而言,仅在偏光膜的一面层叠有透明保护膜,
所述相位差膜具有5μm以下的厚度,
所述聚合性液晶化合物B为分子结构中具有酯键的化合物,
所述偏光板在温度为23℃且相对湿度为50%时的平衡含水率为1.0质量%以下。
2.如权利要求1所述的圆偏光板,其中,二向色性色素为偶氮色素。
3.如权利要求1或2所述的圆偏光板,其中,透明保护膜为环状烯烃系树脂。
4.如权利要求1~3中任一项所述的圆偏光板,其中,所述偏光膜在X射线衍射测定中显示出布拉格峰。
5.如权利要求1~3中任一项所述的圆偏光板,其中,所述聚合性液晶化合物A的固化物显示近晶型液晶相并且是以水平取向状态被固化的。
6.如权利要求1~5中任一项所述的圆偏光板,其中,所述相位差膜满足下述式(1),
100nm≤Re(550)≤180nm(1)
式(1)中,Re(550)表示波长550nm处的面内相位差值。
7.如权利要求1~6中任一项所述的圆偏光板,其中,所述相位差膜满足式(2),
Re(450)/Re(550)<1(2)
式(2)中,Re(450)及Re(550)分别表示波长450nm及550nm处的面内相位差值。
8.如权利要求1~7中任一项所述的圆偏光板,其中,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°。
9.如权利要求1~8中任一项所述的圆偏光板,其中,所述聚合性液晶化合物B具有丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基中的至少一种聚合性基团。
10.如权利要求1~9中任一项所述的圆偏光板,其中,所述聚合性液晶化合物B为下述式(II)表示的化合物,
[化学式1]
式(II)中,
Ar表示可具有取代基的二价芳香族基团;
G1及G2各自独立地表示二价芳香族基团或二价脂环式烃基;
L1及L2各自独立地为具有酯结构的二价连接基团;
T1及T2各自独立地为单键或二价连接基团;
h及i各自独立地表示0~3的整数,满足1≤h+i关系;此处,2≤h+i时,T1及T2、G1及G2各自可以彼此相同,也可以不同;
E1及E2各自独立地表示碳原子数1~17的烷二基,此处,烷二基中包含的氢原子可以被卤素原子取代,烷二基中包含的-CH2-可以被-O-、-S-、-COO-替换,具有多个-O-、-S-、-COO-的情况下,彼此不邻接;
P1及P2彼此独立地表示聚合性基团或氢原子,且至少一者为聚合性基团。
11.有机EL显示装置,其包含权利要求1~10的中任一项所述的圆偏光板。
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