CN117546065A - 光吸收各向异性层、光学膜、视角控制***及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种光吸收各向异性层、以及使用该光吸收各向异性层的光学膜、视角控制***及图像显示装置,该光吸收各向异性层对比度高,并且在用于视角控制***时,对于向周围(例如,窗玻璃等)的映入图像,能够抑制相对于原图像的色相变化。本发明的光吸收各向异性层为由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成的光吸收各向异性层,液晶性化合物为显示近晶相液晶状态的液晶性化合物,二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上,光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层表面的法线方向所成角度θ为0°以上且45°以下。
Description
技术领域
本发明涉及光吸收各向异性层、光学膜、视角控制***及图像显示装置。
背景技术
在使用汽车导航仪等车载显示器的情况下,存在从显示画面向上射出的光映入挡风玻璃等而妨碍驾驶的问题。
为了解决这种问题,例如,专利文献1中公开有一种视角控制***,其具有含有吸收二色性物质且吸收轴与薄膜面的法线所成的角为0°~45°的起偏器(光吸收各向异性层)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4902516号
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人对专利文献1中记载的视角控制***进行研究的结果,发现向位于车载显示器上方的窗玻璃(挡风玻璃)的映入减少,但从光吸收各向异性层的正面方向的透射率与从倾斜方向的透射率之差(以下,简称“对比度”。)有改善的余地,并且,得知部分残留的映入图像的色调从原来的色调大幅变化为红色调、绿色调、蓝色调等,其结果,存在抑制了亮度的映入图像再次变得明显的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种光吸收各向异性层、以及使用该光吸收各向异性层的光学膜、视角控制***及图像显示装置,该光吸收各向异性层对比度高,并且在用于视角控制***时,对于向周围(例如,窗玻璃等)的映入图像,能够抑制相对于原图像的色相变化。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了达成上述课题进行了深入研究,结果发现,关于由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成的光学各向异性层,通过液晶性化合物显示近晶相液晶状态且二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上,发现对比度高,并且在用于视角控制***时,对于向周围的映入图像,能够抑制相对于原图像的色相变化,从而完成了本发明。
即,本发明人发现根据以下结构能够解决上述课题。
[1]一种光吸收各向异性层,其由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成,其中,
液晶性化合物为显示近晶相液晶状态的液晶性化合物,
二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上,
一种光吸收各向异性层,其中,光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层表面的法线方向所成角度θ为0°以上且45°以下。
[2]根据[1]所述的光吸收各向异性层,其中,二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为8.0质量%以上。
[3]根据[1]或[2]所述的光吸收各向异性层,其中,二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为10.0质量%以上。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的光吸收各向异性层,其中,二色性物质的含量相对于取向剂1质量份为2~100质量份。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的光吸收各向异性层,其中,二色性物质包含在波长370~550nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质、以及在波长500~700nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的光吸收各向异性层,其厚度为1.5μm以上。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的光吸收各向异性层,其厚度为4.0μm以下。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的光吸收各向异性层,其中,液晶性化合物为显示近晶B相、E相、F相、G相、H相、I相、J相、K相及L相中任一种液晶状态的液晶性化合物。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的光吸收各向异性层,其中,取向剂为由下述式(B1)或(B2)表示的化合物。
[10]根据[1]~[8]中任一项所述的光吸收各向异性层,其中,取向剂为选自由非离子性硅烷化合物及离子化合物组成的组中的至少1种化合物。
[11]一种光学膜,其具有透明薄膜基材以及设置于透明薄膜基材上的[1]~[10]中任一项所述的光吸收各向异性层。
[12]根据[11]所述的光学膜,其在透明薄膜基材与光吸收各向异性层之间具有取向膜。
[13]一种视角控制***,其具有在面内方向具有吸收轴的起偏器、以及[1]~[10]中任一项所述的光吸收各向异性层或[11]或[12]所述的光学膜。
[14]一种图像显示装置,其具有显示元件及[13]所述的视角控制***,
视角控制***配置于显示元件的至少一个主表面上。
[15]根据[14]所述的图像显示装置,其中,视角控制***所具有的光吸收各向异性层配置于比视角控制***所具有的起偏器更靠视觉辨认侧。
发明效果
根据本发明,能够提供一种光吸收各向异性层、以及使用该光吸收各向异性层的光学膜、视角控制***及图像显示装置,该光吸收各向异性层对比度高,并且在用于视角控制***时,对于向周围(例如,窗玻璃等)的映入图像,能够抑制相对于原图像的色相变化。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的,但是本发明并不限定于这种实施方式。
另外,本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指包含记载于“~”的前后的数值作为下限值及上限值的范围。
并且,在本说明书中,平行及正交分别是指平行±5°的范围及正交±5°的范围,而不是严格意义上的平行及正交。
并且,在本说明书中,液晶性组合物及液晶性化合物的概念中还包括通过固化等而不再显示液晶性的化合物。
并且,本说明书中,各成分可以单独使用1种相当于各成分的物质,也可以同时使用2种以上。其中,在对于各成分同时使用2种以上的物质的情况下,只要没有特别指定,该成分的含量是指同时使用的物质的合计含量。
并且,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”为表示“丙烯酸酯”或“甲基丙烯酸酯”的表述,“(甲基)丙烯酸”为表示“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”的表述,“(甲基)丙烯酰基”为表示“丙烯酰基”或“甲基丙烯酰基”的表述。
[取代基W]
在本说明书中使用的取代基W表示以下的基团。
作为取代基W,例如,可以举出卤原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的卤化烷基、碳原子数1~20的环烷基、碳原子数1~10的烷基羰基、碳原子数1~10的烷氧基羰基、碳原子数1~10的烷基羰氧基、碳原子数1~10的烷基氨基、烷基氨基羰基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数1~20的芳基、杂环基(也称为含杂原子环基)、氰基、羟基、硝基、羧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、氨基(包括苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、氨磺酰氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)、硫酸基(-OSO3H)、其他公知的取代基等。
另外,关于取代基的详细内容,记载于日本特开2007-234651号公报的[0023]段。
并且,取代基W也可以为由下述式(W1)表示的基团。
[化学式1]
*-LW-SPW-Q (VV1)
式(W1)中,LW表示单键或2价连结基团,SPW表示2价的间隔基团,Q表示后述式(A-1)中的Q1或Q2,*表示键合位置。
作为LW所表示的2价连结基团,可以举出-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g为1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-等。LW也可以是由2个以上这些基团组合而成的基团(以下还简称为“L-C”)。
作为SPW所表示的2价的间隔基团,可以举出碳原子数1~50的直链、支链或环状的亚烷基或碳原子数1~20杂环基。
上述亚烷基、杂环基的碳原子可以被-O-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g为1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-C(S)-、-S(O)-、-SO2-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(0)-及-C(O)S-、由2个以上这些基团组合而成的基团取代(以下还简称为“SP-C”)。
上述亚烷基的氢原子及杂环基的氢原子可以被卤原子、氰基、-ZH、-OH、-OZH、-COOH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH、-OC(O)OZH、-NZHZH’、-NZHC(O)ZH’、-NZHC(O)OZH’、-C(O)NZHZH’、-OC(O)NZHZH’、-NZHC(O)NZn’OZH”、-SH、-SZH、-C(S)ZH、-C(O)SZH、-SC(O)ZH取代(以下还简称为“SP-H”)。其中,ZH、ZH’表示碳原子数1~10的烷基、卤化烷基、-L-CL(L表示单键或2价连结基团。2价连结基团的具体例与上述的LW及SPW相同。CL表示交联性基团,可以举出由后述式(A-1)中Q1或Q2表示的基团,优选由后述式(P-1)~(P-30)表示的聚合性基团。)。
[光吸收各向异性层]
本发明的光吸收各向异性层为由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成的光吸收各向异性层。
并且,本发明的光吸收各向异性层中,液晶性化合物为显示近晶相液晶状态的液晶性化合物。
并且,本发明的光吸收各向异性层中,二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上。
并且,本发明的光吸收各向异性层中,光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层表面的法线方向所成角度θ(以下,还简称为“透射率中心轴角度θ”。)为0°以上且45°以下。
在此,透射率中心轴是指,改变相对于光吸收各向异性层表面的法线方向的倾斜角度(极角)和倾斜方向(方位角)来测定透射率时显示出最高透射率的方向。
具体而言,使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制),实测波长550nm下的穆勒矩阵。更具体而言,测定时,首先寻找透射率中心轴所倾斜的方位角,接着,在包含沿着其方位角的光吸收各向异性层的法线方向的表面(包含透射率中心轴且与层表面正交的平面)内,将相对于光吸收各向异性层表面的法线方向的角度即极角以1°改变至-70~70°的同时,实际测定波长550nm的穆勒矩阵,导出光吸收各向异性层的透射率。其结果,将透射率最高的方向设为透射率中心轴。
另外,透射率中心轴表示光吸收各向异性层所包含的二色性物质的吸收轴的方向(分子的长轴方向)。
在本发明中,作为由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成的光吸收各向异性层,使用液晶性化合物显示近晶相液晶状态、二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上、透射率中心轴角度θ为0°以上且45°以下的光吸收各向异性层,由此对比度高,并且能够抑制在用于视角控制***时,对于向周围的映入图像,相对于原图像的色相变化。
其详细原因虽不明确,但本发明人等推测为如下。
首先,在本发明的光吸收各向异性层中,使用取向剂来使液晶性化合物及二色性物质取向,由此调整透射率中心轴角度θ。
其次,认为本发明的光吸收各向异性层由于二色性物质的含量高,因此表现出充分的吸收,对比度变高。
并且,认为本发明的光吸收各向异性层通过使用显示近晶相液晶状态的液晶性化合物,对比度变高,对于向周围的映入图像,能够抑制相对于原图像的色相变化。
在本发明中,透射率中心轴角度θ优选为0°以上且小于45°,更优选为0°以上且35°以下,更优选为0°以上且小于35°。
〔液晶组合物〕
本发明的光吸收各向异性层由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成。另外,在本发明中,液晶性化合物由于使用显示近晶相液晶状态的液晶性化合物,因此本发明的光吸收各向异性层优选为将液晶组合物以近晶相液晶状态固定化而成的光吸收各向异性层。
并且,液晶组合物也可以含有溶剂、聚合引发剂、聚合性化合物、表面改良剂、以及其他的添加剂。
以下,对各成分进行说明。
<液晶性化合物>
液晶组合物含有液晶性化合物。
在本发明中,液晶性化合物使用显示近晶相液晶状态的液晶性化合物(以下,还简称为“近晶液晶性化合物”。)。
其中,作为近晶相,例如,可以举出近晶A相、近晶C相等,但也可以为更高阶的近晶相(例如,近晶B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、近晶L相等)。
并且,除了近晶相以外,还可以表达向列相。
在本发明中,从对比度变得更高的理由出发,液晶性化合物优选为显示近晶B相、E相、F相、G相、H相、I相、J相、K相及L相中任一种液晶状态的液晶性化合物。
作为近晶液晶性化合物,优选由下述式(A-1)表示的化合物。
式(A-1)
Q1-V1-SP1-X1-(Ma-La)na-X2-SP2-V2-Q2
式(A-1)中,Q1及Q2分别独立地表示聚合性基团。
并且,V1、V2、X1及X2分别独立地表示单键或2价连结基团。
并且,SP1及SP2分别独立地表示2价的间隔基团。
并且,Ma表示可以具有取代基的芳香环、脂肪族环或杂环。其中,多个Ma可以相同,也可以不同。
并且,La表示单键或2价连结基团。其中,多个La可以相同,也可以不同。
并且,na表示2~10的整数。
作为Q1及Q2所表示的聚合性基团,优选可自由基聚合的聚合性基团(自由基聚合性基团)或可阳离子聚合的聚合性基团(阳离子聚合性基团)。
作为自由基聚合性基团,能够使用公知的自由基聚合性基团,优选丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。已知有丙烯酰氧基的聚合速度较快的倾向,就提高生产率的观点而言,优选为丙烯酰氧基,但甲基丙烯酰氧基也同样能够用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用公知的阳离子聚合性基团,例如,可以举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基及乙烯氧基。其中,优选脂环式醚基或乙烯氧基,更优选环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基。
作为优选的聚合性基团的例子,可以举出为由下述式(P-1)~(P-30)表示的聚合性基团。
[化学式2]
上述式(P-1)~(P-30)中,RP表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的直链状、支链状或环状的亚烷基、碳原子数1~20的卤化烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数1~20的芳基、杂环基(也称为含杂原子环基)、氰基、羟基、硝基、羧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、氨基(包括苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、氨磺酰氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)、或者硫酸基(-OSO3H)。多个RP分别可以相同,也可以不同。
其中,作为自由基聚合性基团,优选由上述式(P-1)表示的乙烯基、由上述式(P-2)表示的丁二烯基、由上述式(P-4)表示的(甲基)丙烯酸基、由上述式(P-5)表示的(甲基)丙烯酸酰胺基、由上述式(P-6)表示的乙酸乙烯基、由上述式(P-7)表示的富马酸二酯类、由上述式(P-8)表示的苯乙烯基、由上述式(P-9)表示的乙烯基吡咯烷酮基、由上述式(P-11)表示的马来酸酐或由上述式(P-12)表示的马来酰亚胺基,作为阳离子聚合性基团,优选由上述式(P-18)表示的乙烯基醚基、由上述式(P-19)表示的环氧基或由上述式(P-20)表示的氧杂环丁基。
式(A-1)中,作为V1、V2、X1、X2及La的-方式所表示的2价连结基团,例如,可以举出-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g为1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-等。V1、V2、X1、X2及La也可以是由2个以上这些基团组合而成的基团。
式(A-1)中,作为SP1及SP2所表示的2价的间隔基团,例如,可以举出碳原子数1~50的直链状、支链状或环状的亚烷基、或者碳原子数1~20的杂环基等。
上述亚烷基及杂环基的碳原子可以被-O-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g为1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-C(S)-、-S(O)-、-SO2-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-、由2个以上这些基团组合而成的基团取代。
上述亚烷基及杂环基的氢原子可以被卤原子、氰基、-ZH、-OH、-OZH、-COOH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH、-OC(O)OZH、-NZHZH’、-NZHC(O)ZH’、-NZHC(O)OZH’、-C(O)NZHZH’、-OC(O)NZHZH’、-NZHC(O)NZH’OZH”、-SH、-SZH、-C(S)ZH、-C(O)SZH、-SC(O)ZH取代。其中,ZH、ZH’、Z”分别独立地表示碳原子数1~10的烷基、卤化烷基、-L-Q(L表示单键或2价连结基团。2价连结基团的具体例与上述V1相同。Q表示交联性基团,可以举出由上述Q1或Q2表示的聚合性基团,优选由上述式(P-1)~(P-30)表示的聚合性基团。)。
式(A-1)中,MA表示可以具有取代基的芳香环、脂肪族环或杂环,优选为4~15元环。MA可以是单环,也可以是稠环,多个MA可以相同,也可以不同。
作为MA所表示的芳香环,可以举出亚苯基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从介晶骨架的设计的多样性或原材料的获取性等的观点出发,优选亚苯基、亚萘基。
作为MA所表示的脂肪族环,可以举出亚环戊基及亚环己基等,碳原子可以被-O-、-Si(CH3)2-、-N(Z)-、-C(O)-、(Z分别独立地表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-S-、-C(S)-、-S(O)-及-SO2-、由2个以上这些基团组合而成的基团取代。
作为构成MA所表示的杂环的碳以外的原子,可以举出氮原子、硫黄原子及氧原子。在杂环具有多个除碳以外的构成环的原子的情况下,这些可以相同,也可以不同。作为杂环的具体例,例如,可以举出亚吡啶基(吡啶-二基)、哒嗪-二基、咪唑-二基、亚噻吩(噻吩-二基)、亚喹啉基(喹啉-二基)、异亚喹啉基(异喹啉-二基)、噁唑-二基、噻唑-二基、噁二唑-二基、苯并噻唑-二基、苯并噻二唑-二基、邻苯二甲酰亚胺-二基、噻吩并噻唑-二基、噻唑并噻唑-二基、噻吩并噻吩-二基、以及噻吩并噁唑-二基、下述结构(II-1)~(II-4)等。
[化学式3]
式(II-1)~(II-4)中,D1表示-S-、-O-或NR11-,R11表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。
Y1表示碳原子数6~12的芳香烃基或碳原子数3~12的芳香族杂环基。
Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20的脂肪族烃基、碳原子数3~20的脂环烃基、1价的碳原子数6~20的芳香烃基、卤原子、氰基、硝基、-NR12R13或SR12。其中,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环或芳香族杂环,R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。
A1及A2分别独立地表示选自包括-O-、-NR21-(R21表示氢原子或取代基。)、-S-及-CO-的组中的基团。
E表示氢原子或取代基可以键合的、第14~16族的非金属原子。
Ax表示具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的、碳原子数2~30的有机基团,
Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基、或者具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的、碳原子数2~30的有机基团,Ax及Ay所具有的芳香环可以具有取代基,Ax和Ay可以键合而形成环。
D2表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
式(II-2)中,在Y1为碳原子数6~12的芳香烃基的情况下,可以是单环也可以是多环。在Y1为碳原子数3~12的芳香族杂环基的情况下,可以是单环也可以是多环。
式(II-2)中,在A1及A2表示-NR21-的情况下,作为R21的取代基,例如,可以参考日本特开2008-107767号公报的0035~0045段中的记载,其内容被编入本说明书中。
式(II-2)中,在X为取代基可以键合的第14~16族的非金属原子的情况下,优选=O、=S、=NR’、=C(R’)R’。R’表示取代基,作为取代基,例如,能够参考日本特开2008-107767号公报的[0035]~[0045]段的記记载,优选氮原子。
关于式(A-1)中的MA,作为芳香环、脂肪族环或杂环可以具有的取代基,例如,可以举出卤原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的卤化烷基、碳原子数1~20的环烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数1~20的芳基、杂环基(也称为含杂原子环基。)、氰基、羟基、硝基、羧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、氨基(包括苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、氨磺酰氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)、硫酸基(-OSO3H)、其他公知的取代基等。
另外,关于取代基的详细内容,记载于日本特开2007-234651号公报的[0023]段。
式(A-1)中,na表示2~10的整数,更优选2~8的整数。
作为近晶液晶性化合物,例如,可以举出日本特开2008-19240号公报的[0033]~[0039]段、日本特开2008-214269号公报的[0037]~[0041]段、日本特开2006-215437号公报的[0033]~[0040]段所述的化合物或以下所示的结构,但不限于这些。
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
n | m | R |
4 | 4 | H |
4 | 6 | H |
4 | 10 | H |
6 | 10 | H |
6 | 12 | H |
4 | 8 | OCH3 |
4 | 12 | OCH3 |
6 | 1O | Br |
6 | 12 | Br |
8 | 12 | OCH3 |
[化学式8]
SP | L | R |
-(CH2)4- | -(CH2)3- | H |
-(CH2)4- | -(CH2)3- | Br |
-(CH2)4- | -(CH2)3- | OCH3 |
-CH2CH(CH3)CH2- | -(CH2)3- | H |
-(CH2CH2O)2CH2CH3- | -(CH2)3- | H |
-(CH2CH2O)2CH2CH3- | -(CH2CH2O)2CH2CH3- | H |
[化学式9]
近晶液晶性化合物的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量,优选为50~99质量%,更优选60~95质量%。
<二色性物质>
液晶组合物还含有二色性物质。
本发明中,二色性物质是指,根据方向而吸光度不同的色素。二色性物质可以显示液晶性,也可以不显示液晶性。
二色性物质没有特别限定,可以举出可见光吸收物质(二色性色素)、发光物质(荧光物质、磷光物质)、紫外线吸收物质、红外线吸收物质、非线性光学物质、碳纳米管及无机物质(例如量子杆)等,能够使用以往公知的二色性物质(二色性色素)。
具体而言,例如,可以举出日本特开2013-228706号公报的[0067]~[0071]段、日本特开2013-227532号公报的[0008]~[0026]段、日本特开2013-209367号公报的[0008]~[0015]段、日本特开2013-14883号公报的[0045]~[0058]段、日本特开2013-109090号公报的[0012]~[0029]段、日本特开2013-101328号公报的[0009]~[0017]段、日本特开2013-37353号公报的[0051]~[0065]段、日本特开2012-63387号公报的[0049]~[0073]段、日本特开平11-305036号公报的[0016]~[0018]段、日本特开2001-133630号公报的[0009]~[0011]段、日本特开2011-215337号公报的[0030]~[0169]、日本特开2010-106242号公报的[0021]~[0075]段、日本特开2010-215846号公报的[0011]~[0025]段、日本特开2011-048311号公报的[0017]~[0069]段、日本特开2011-213610号公报的[0013]~[0133]段、日本特开2011-237513号公报的[0074]~[0246]段、日本特开2016-006502号公报的[0005]~[0051]段、日本特开2018-053167号公报[0014]~[0032]段、日本特开2020-11716号公报的[0014]~[0033]段、国际公开第2016/060173号公报的[0005]~[0041]段、国际公开2016/136561号公报的[0008]~[0062]段、国际公开第2017/154835号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/154695号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/195833号的[0013]~[0037]段、国际公开第2018/164252号的[0014]~[0034]段、国际公开第2018/186503号的[0021]~[0030]段、国际公开第2019/189345号的[0043]~[0063]段、国际公开第2019/225468号的[0043]~[0085]段、国际公开第2020/004106号的[0050]~[0074]段、国际公开第2021/044843号的[0015]~[0038]段等中记载的内容。
使二色性物质向所期望的方向取向的技术可参考利用了二色性物质的起偏器的制作技术或客主液晶单元的制作技术等。
例如,在日本特开平11-305036公报或日本特开2002-90526号公报中所记载的二色性偏振元件的制作方法;日本特开2002-99388号公报或日本特开2016-27387公报中所记载的客主型液晶显示装置的制作方法;等中所利用的技术也可以利用于本发明的光吸收各向异性层的制作。
具体而言,在利用客主型液晶单元的技术的情况下,将成为客体的二色性物质和成为主体液晶的棒状液晶性化合物进行混合,在使主体液晶取向的同时,沿着其液晶分子的取向使二色性物质的分子取向,来固定其取向状态,从而能够制作本发明的光吸收各向异性层。
为了防止本发明的光吸收各向异性层的光吸收特性受到使用环境的影响而发生变动,优选通过化学键的形成来固定二色性物质的取向。例如,通过进行主体液晶、二色性物质、以及根据需要所添加的聚合性成分的聚合,能够固定取向。
在本发明中,也可以同时使用2种以上的二色性物质,优选同时使用3种以上的二色性物质。
在同时使用2种以上的二色性物质的情况下,例如,从对比度变更高且在用于视角控制***时对于向周围的映入图像更能够抑制相对于原图像的色相变化的理由出发,优选同时使用在波长370~550nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质、以及在波长500~700nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质。
并且,在同时使用3种以上的二色性物质的情况下,从与上述同样的理由出发,更优选同时使用在波长560以上且700nm以下的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质、在波长455nm以上且小于560nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质、在波长370nm以上且小于455nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质。
其中,作为在波长560以上且700nm以下的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质,例如,可以举出国际公开公报第2019/189345的[0043]段以后的所记载的由式(1)表示的化合物,作为在波长455nm以上且小于560nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质,例如,可以举出国际公开公报第2019/189345的[0054]段以后的所记载的由式(2)表示的化合物。
如上所述,二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上,但从在用于视角控制***时对于向周围的映入图像更能够抑制相对于原图像的色相变化的理由出发,相对于液晶组合物的总固体成分质量,优选为8.0质量%以上,更优选为10.0质量%以上,进一步优选为10~50质量%。另外,在同时使用多种二色性物质的情况下,多种二色性物质的合计量优选在上述范围内。
并且,从对比度变得更高的观点出发,二色性物质的含量相对于后述的取向剂1质量份优选为2~100质量份,更优选为4~50质量份。
<取向剂>
液晶组合物还含有取向剂。
作为取向剂,例如,可举出日本特表2013-543526号公报的[0042]~[0076]段、日本特表2016-523997号公报的[0089]~[0097]段、日本特开2020-076920号公报的[0153]~[0170]段等中所记载的取向剂,这些可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在本发明中,从对比度变得更高的观点出发,上述取向剂优选为由下述式(B1)表示的鎓化合物。
[化学式10]
上述式(B1)中,环A表示由含氮杂环构成的季铵离子。
并且,X表示阴离子。
并且,L1表示2价连结基团。
并且,L2表示单键或2价连结基团。
并且,Y1表示具有5元环或6元环作为部分结构的2价连结基团。
并且,Z表示具有碳原子数2~20的亚烷基作为部分结构的2价连结基团。
并且,P1及P2分别独立地表示具有聚合性烯属不饱和键的一价的取代基。
环A表示由含氮杂环构成的季铵离子。作为环A的例子,可以举出吡啶环、皮考啉环、2,2’-联吡啶基环、4,4’-联吡啶基环、1,10-菲咯啉环、喹啉环、噁唑环、噻唑环、咪唑环、吡嗪环、***环、四唑环等,优选为季咪唑鎓离子及季吡啶鎓离子。
X表示阴离子。作为X的例子,可以举出卤素阴离子(例如,氟离子、氯离子、溴离子、碘离子等)、磺酸根离子(例如,甲磺酸根离子、三氟甲磺酸根离子、甲基硫酸根离子、乙烯基磺酸根离子、烯丙基磺酸根离子、p-甲苯磺酸根离子、p-氯苯磺酸根离子、p-乙烯基苯磺酸根离子、1,3-苯二磺酸根离子、1,5-萘二磺酸根离子、2,6-萘二磺酸根离子等)、硫酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子、硫氰酸根离子、高氯酸根离子、四氟硼酸根离子、苦味酸根离子、乙酸根离子、安息香酸根离子、p-乙烯基安息香酸根离子、甲酸根离子、三氟乙酸根离子、磷酸根离子(例如,六氟磷酸根离子)、氢氧化物离子等。优选为卤素阴离子、磺酸根离子、氢氧化物离子。并且,尤其优选氯离子、溴离子、碘离子、甲磺酸根离子、乙烯基磺酸根离子、p-甲苯磺酸根离子、p-乙烯基苯磺酸根离子。
L1表示二价连结基团。作为L1的例子,可以举出由亚烷基、-O-、-S-、-CO-、-SO2-、-NRa-(其中,Ra为碳原子数为1~5的烷基或氢原子)、亚烯基、亚炔基或亚芳基的组合构成的碳原子数为1~20的二价连结基团。L1优选碳原子数为1~10的-AL-、-O-AL-、-CO-O-AL-、-O-CO-AL-,进一步优选碳原子数为1~10的-AL-、-O-AL-,最优选碳原子数为1~5的-AL-、-O-AL-。另外,AL表示亚烷基。
L2表示单键或二价连结基团。作为L2的例子,可以举出由亚烷基、-O-、-S-、-CO-、-SO2-、-NRa-(其中,Ra为碳原子数1~5的烷基或氢原子)、亚烯基、亚炔基或亚芳基的组合构成的碳原子数为1~10的二价连结基团、单键、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-AL-O-、-O-AL-O-CO-、-O-AL-CO-O-、-CO-O-AL-O-、-CO-O-AL-O-CO-、-CO-O-AL-CO-O-、-O-CO-AL-O-、-O-CO-AL-O-CO-、-O-CO-AL-CO-O-等。另外,AL表示亚烷基。L2优选单键、碳原子数为1~10的-AL-、-O-AL-、-NRa-AL-O-,进一步优选单键、碳原子数为1~5的-AL-、-O-AL-、-NRa-AL-O-,最优选单键、碳原子数为1~5的-O-AL-、-NRa-AL-O-。
Y1表示具有5元环或6元环作为部分结构的2价连结基团。作为Y1的例子,可以举出环己基环、芳香族环或杂环等。作为芳香族环,例如,可以举出苯环、茚环、萘环、芴环、菲环、蒽环、联苯环、芘环等,尤其优选苯环、联苯环、萘环。作为构成杂环的杂原子,优选氮原子、氧原子及硫黄原子,例如,可以举出呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡咯啉环、吡咯烷环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、咪唑啉环、咪唑烷环、吡唑环、吡唑啉环、吡唑烷环、***环、呋咱环、四唑环、吡喃环、二噁烷环、二噻烷环、噻哌喃环、吡啶环、哌啶环、噁嗪环、吗啉环、噻嗪环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌嗪环及三嗪环等。杂环优选为6元环。具有由Y1表示的5元环或6元环作为部分结构的2价连结基团可以进一步具有取代基(例如,上述的取代基W)。
由Y1表示的2价连结基团优选为具有2个以上5元环或6元环的2价连结基团,更优选具有2个以上的环通过连结基团连结的结构的连结基团。关于连结基团的例子,可以举出L1及L2所表示的连结基团的例子或-C≡C-、-CH=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-等。
Z表示具有碳原子数2~20的亚烷基作为部分结构且由-O-、-S-、-CO-、-SO2-的组合构成的2价连结基团,亚烷基可以具有取代基。作为上述2价连结基团的例子,可以举出亚烷基氧基、聚亚烷基氧基。Z所表示的亚烷基的碳原子数更优选为2~16,进一步优选为2~12,尤其优选为2~8。
P1及P2分别独立地表示具有聚合性烯属不饱和基团的一价的取代基。作为具有上述聚合性烯属不饱和基团的一价的取代基的例子,可以举出下述式(M-1)~(M-8)。即,具有聚合性烯属不饱和基团的一价的取代基也可以为如(M-8)那样仅由乙烯基构成的取代基。
[化学式11]
式(M-3)、(M-4)中,R表示氢原子或烷基,优选氢原子或甲基。上述式(M-1)~(M-8)中,优选(M-1)、(M-2)、(M-8),更优选(M-1)或(M-8)。尤其,作为P1,优选(M-1)。并且,作为P2,优选(M-1)或(M-8),在环A为季咪唑鎓离子的化合物中,P2优选为(M-8)或(M-1),及在环A为季吡啶鎓离子的化合物中,P2优选为(M-1)。
作为由上述式(B1)表示的鎓化合物,可以举出日本特开2012-208397号公报的0052~0058段落中所记载的鎓盐、日本特开2008-026730号公报的0024~0055段落中所记载的鎓盐、以及日本特开2002-37777号公报中所记载的鎓盐。
在本发明中,从对比度变得更高的观点出发,上述取向剂优选为下述式(B2)表示的硼酸化合物。
[化学式12]
上述(B2)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的脂肪族烃基、可以具有取代基的芳基、或者可以具有取代基的含杂原子环基。
并且,R3表示取代基。
作为R1及R2的一方式所表示的脂肪族烃基,可以举出碳原子数1~20的经取代或未经取代的直链或者支链的烷基(例如,甲基、乙基、异丙基等)、碳原子数3~20的经取代或未经取代的环状烷基(例如,环己基等)、碳原子数2~20的烯基(例如,乙烯基等)。
并且,作为R1及R2的一方式所表示的芳基,可以举出碳原子数6~20的经取代或未经取代的苯基(例如,苯基、甲苯基等)、碳原子数10~20的经取代或未经取代的萘基等。
并且,作为R1及R2的一方式所表示的含杂原子环基,例如,可以举出至少含有一个杂原子(例如,氮原子、氧原子、硫黄原子等)的、经取代或未经取代的5元环或6元环的基团,具体而言,可以举出吡啶基、咪唑基、呋喃基、哌啶基、吗啉基等。
R1及R2可以彼此连结而形成环,例如,R1及R2的异丙基可以连结而形成4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环。
R1及R2优选氢原子、碳原子数1~3的直链或支链的烷基、以及它们连结而形成环的方式,更优选氢原子。
作为R3所表示的取代基,优选为含有可与(甲基)丙烯酸基键合的官能团的取代基。
其中,作为可与(甲基)丙烯酸基键合的官能团,例如,可以举出乙烯基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酰胺基、苯乙烯基、乙烯酮基、丁二烯基、乙烯基醚基、环氧乙烷基、氮丙啶基、氧杂环丁烷基等,其中,优选乙烯基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、苯乙烯基、环氧乙烷基或氧杂环丁烷基,更优选乙烯基、丙烯酸酯基、丙烯酸酰胺基或苯乙烯基。
作为R3,优选具有可与(甲基)丙烯酸基键合的官能团的、经取代或未经取代的、脂肪族烃基、芳基或含杂原子环基。
作为脂肪族烃基,可以举出碳原子数1~30的经取代或未经取代的直链或者支链的烷基(例如,甲基、乙基、异丙基、n-丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1-甲基丁基、异己基、2-甲基己基等)、碳原子数3~20的经取代或未经取代的环状烷基(例如,环戊基、环己基、1-金刚烷基、2-降冰片基等)、碳原子数2~20的烯基(例如,乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基等)。
作为芳基,可以举出碳原子数6~50的经取代或未经取代的苯基(例如,苯基、甲苯基、苯乙烯基、4-苯甲酰氧基苯基、4-苯氧基羰基苯基、4-联苯基、4-(4-辛氧基苯甲酰氧基)苯氧基羰基苯基等)、碳原子数10~50的经取代或未经取代的萘基等(例如,未经取代萘基等)。
作为含杂原子环基,例如为至少含有一个杂原子(例如,氮原子、氧原子、硫黄原子等)的、经取代或未经取代的5元环或6元环的基团,例如,可以举出吡咯、呋喃、噻吩、吡唑、咪唑、***、噁唑、异噁唑、噁二唑、噻唑、噻二唑、吲哚、咔唑、苯并呋喃、二苯并呋喃、硫茚、二苯并噻吩、吲唑苯并咪唑、氨茴、苯并异噁唑、苯并噁唑、苯并噻唑、嘌呤、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、喹啉、吖啶、异喹啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、菲咯啉、蝶啶、吗啉、哌啶等的基团。
作为由上述式(B2)表示的硼酸化合物,例如,可以举出日本特开2008-225281号公报的0023~0032段中所记载的通式(I)表示的硼酸化合物。
作为由上述式(B2)表示的化合物,优选以下所例示的化合物。
[化学式13]
作为上述取向剂,除了由上述式(B1)或(B2)表示的化合物以外,可以举出选自由非离子性硅烷化合物及离子化合物组成的组中的至少1种化合物。
其中,上述离子化合物中不含有由上述式(B1)表示的化合物。
作为非离子性硅烷化合物,例如,可以举出日本特开2020-181150号公报的[0035]~[0039]段中记载的非离子性硅烷化合物。
并且,作为离子化合物,可以举出日本特开2020-181150号公报的[0017]~[0029]段中记载的离子化合物。
上述取向剂的含量相对于液晶组合物所包含的液晶性化合物与二色性物质的合计100质量份,优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~8质量份。
<溶剂>
从操作性等的观点出发,液晶组合物优选含有溶剂。
作为溶剂,例如,可以举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、乙酰丙酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃、四氢吡喃、二氧戊环、四氢糠醇、环戊基甲基醚、二丁醚等)、脂肪族烃类(例如,己烷等)、脂环烃类(例如,环己烷等)、芳香烃类(例如,苯、甲苯、二甲苯、四氢萘、三甲苯等)、卤化碳类(例如,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、二氯乙烷、二氯苯、1,1,2,2-四氯乙烷、氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、炭酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸正戊酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苄酯、丁基卡必醇乙酸酯、二乙二醇单***乙酸酯、乙酸异戊酯等)、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇、丁醇、糠醇、2-乙基己醇、辛醇、苄醇、乙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单***、二乙二醇单丁基醚等)、苯酚类(例如,苯酚、甲酚等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、以及1,2-二甲氧基乙烷等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)、酰胺类(例如,二甲基甲酰胺、以及二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等)、以及杂环化合物(例如,吡啶、2,6-卢剔啶等)等的有机溶剂、以及水。
这些溶剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在液晶组合物含有溶剂的情况下,溶剂的含量相对于液晶组合物的总质量(100质量%)优选为60~99.5质量%,更优选为70~99质量%,尤其优选为75~98质量%。
<聚合引发剂>
液晶组合物也可以含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂没有特别限制,但优选具有感光性的化合物、即光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,各种化合物能够没有特别限制地使用。光聚合引发剂的例子可以举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(美国专利第3046127号及美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和p-氨基苯基酮的组合(美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(日本特开昭60-105667号公报及美国专利第4239850号说明书)、噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书)、o-酰基肟化合物(日本特开2016-27384说明书[0065])、以及酰基氧化膦化合物(日本特公昭63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报及日本特开平10-29997号公报)等。
作为这种光聚合引发剂,能够使用市售品,可以举出BASF公司制的IRGACURE-184、IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-651、IRGACURE-819、IRGACURE-OXE-01及IRGACURE-OXE-02等。
在液晶组合物含有聚合引发剂的情况下,聚合引发剂的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量,优选为0.01~30质量%,更优选为0.1~15质量%。
<聚合性化合物>
液晶组合物也可以含有聚合性化合物。
作为聚合性化合物,可以举出含有丙烯酸酯的化合物(例如,(甲基)丙烯酸酯单体等)。
在液晶组合物含有聚合性化合物的情况下,聚合性化合物的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量优选为0.5~50质量%,更优选为1.0~40质量%。
<表面改良剂>
液晶组合物也可以含有表面改良剂。
作为表面改良剂没有特别限定,能够使用高分子系表面改良剂、低分子系表面改良剂,能够使用日本特开2011-237513号公报的[0253]~[0293]段中所记载的化合物。
并且,作为表面改良剂,能够使用日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]等中所记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物。
并且,作为表面改良剂,还可以使用日本特开2007-069471号公报的[0079]~[0102]段中记载的化合物、日本特开2013-047204号公报中记载的由式(4)表示的聚合性液晶性化合物(尤其是[0020]~[0032]段中记载的化合物)、日本特开2012-211306号公报中记载的由式(4)表示的聚合性液晶性化合物(尤其是[0022]~[0029]段中记载的化合物)、日本特开2002-129162号公报中记载的由式(4)表示的液晶取向促进剂(尤其是[0076]~[0078]段及[0082]~[0084]段中记载的化合物)、日本特开2005-099248号公报中记载的由式(4)、(II)及(III)表示的化合物(尤其是[0092]~[0096]段中记载的化合物)、日本专利第4385997号的[0013]~[0059]段中所记载的化合物、日本专利第5034200号的[0018]~[0044]段中所记载的化合物、日本专利第4895088号的[0019]~[0038]段中记载的化合物。
表面改良剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在液晶组合物含有表面改良剂的情况下,表面改良剂的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量优选为0.005~15质量%,更优选为0.01~5质量%,进一步优选为0.015~3质量%。在同时使用多种表面改良剂的情况下,多种表面改良剂的合计量优选在上述范围内。
〔光吸收各向异性层的形成方法〕
本发明的光吸收各向异性层的形成方法没有特别限定,可以举出依次包括以下工序的方法:涂布上述的液晶组合物(以下,还称为“光吸收各向异性层形成用组合物”。)而形成涂布膜的工序(以下,还称为“涂布膜形成工序”。)、使涂布膜所包含的液晶性成分或二色性物质取向的工序(以下,还称为“取向工序”。)。
另外,所谓液晶性成分,不仅是上述的液晶性化合物,在上述的二色性物质具有液晶性的情况下,是含有具有液晶性的二色性物质的成分。
<涂布膜形成工序>
涂布膜形成工序为涂布光吸收各向异性层形成用组合物而形成涂布膜的工序。
通过使用含有上述的溶剂的光吸收各向异性层形成用组合物、或使用通过加热等而将光吸收各向异性层形成用组合物制成溶融液等的液状物,涂布光吸收各向异性层形成用组合物变得容易。
作为光吸收各向异性层形成用组合物的涂布方法,具体而言,例如,可以举出辊涂法、凹版印刷法、旋涂法、绕线棒涂布法、挤压涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法、喷涂法及喷墨法等公知的方法。
<取向工序>
取向工序为使涂布膜所包含的液晶性成分取向的工序。由此,可获得光吸收各向异性层。
取向工序还可以包括干燥处理。通过干燥处理,能够从涂布膜去除溶剂等成分。干燥处理可以通过将涂布膜在室温下放置规定时间的方法(例如,自然干燥)进行,也可以通过加热及/或送风的方法进行。
其中,光吸收各向异性层形成用组合物所包含的液晶性成分有时通过上述的涂布膜形成工序或干燥处理而取向。例如,在光吸收各向异性层形成用组合物被制备成含有溶剂的涂布液的方式中,通过干燥涂布膜而从涂布膜去除溶剂,来获得具有光吸收各向异性的涂布膜(即,光吸收各向异性层)。
在干燥处理在涂布膜所包含的液晶性成分向液晶相的转移温度以上的温度下进行的情况下,也可以不实施后述的加热处理。
从制造适用性等方面出发,涂布膜所包含的液晶性成分向液晶相的转移温度优选为10~250℃,更优选为25~190℃。若上述转移温度为10℃以上,则无需进行为了将温度降低至呈液晶相的温度范围的冷却处理等,因此优选。并且,若上述转移温度为250℃以下,即使在暂时成为比呈液晶相的温度范围更高温的各向同性液体状态的情况下也无需高温,从而能够减少热能的浪费、以及基板的变形及变质等,因此优选。
取向工序优选包括加热处理。由此,能够使涂布膜所包含的液晶性成分取向,因此能够将加热处理后的涂布膜优选地用作光吸收各向异性层。
从制造适用性等方面出发,加热处理优选为10~250℃,更优选为25~190℃。并且,加热时间优选为1~300秒,更优选为1~60秒。
取向工序还可以包括加热处理后实施的冷却处理。冷却处理为将加热后的涂布膜冷却至室温(20~25℃)左右的处理。由此,能够使涂布膜所包含的液晶性成分的取向固定。作为冷却方法,没有特别限定,可通过公知的方法实施。
通过以上工序,能够获得光吸收各向异性层。
另外,在本方式中,作为使涂布膜所包含的液晶性成分取向的方法,举出了干燥处理及加热处理等,但不限定于这些,可通过公知的取向处理来实施。
<其他工序>
光吸收各向异性层的形成方法还可以包括在上述取向工序后使光吸收各向异性层固化的工序(以下,还称为“固化工序”。)。
固化工序例如在光吸收各向异性层具有交联性基团(聚合性基团)的情况下,通过加热及/或光照射(曝光)来实施。其中,固化工序优选通过光照射来实施。
用于固化的光源能够使用红外线、可见光或紫外线等各种光源,但优选为紫外线。并且,固化时可以一边加热一边照射紫外线,也可以经由仅透射特定波长的滤片照射紫外线。
在曝光被一边加热一边进行的情况下,曝光时的加热温度取决于液晶膜所包含的液晶性成分向液晶相的转移温度,但优选为25~140℃。
并且,曝光可以在氮气氛下进行。在通过自由基聚合进行液晶膜的固化的情况下,可减少由氧引起的聚合的阻碍,因此优选在氮气氛下进行曝光。
从对于向周围的映入图像抑制相对于原图像的色相变化的理由出发,本发明的光吸收各向异性层的厚度优选为1.5μm以上,并优选为4.0μm以下。
〔光吸收各向异性层的图案化〕
本发明的光吸收各向异性层能够制成在面内具有区域A和区域B且在各自的区域中透射率中心轴不同的光吸收各向异性层。只要通过对液晶的每个像素进行图案化来控制发光像素,则可以切换窄视角的视野中心。
并且,本发明的光吸收各向异性层可为在面内具有区域C和区域D并且在区域C和区域D中包含透射率中心轴和光吸收各向异性层表面的法线的平面中从透射率中心轴向法线方向倾斜30°的透射率不同的、光吸收各向异性层。该情况下,优选为区域C的从透射率中心轴向法线方向倾斜30°的透射率为50%以下、区域D的从透射率中心轴向法线方向倾斜30°的透射率为80%以上的光吸收各向异性层。
通过进行上述图案化,能够在局部区域增强或减弱视角依赖性。由此,能够仅在增强视角依赖性的区域显示高度机密的信息。并且,作为显示装置按每个显示位置控制视角依赖性,由此也可以成为外观设计性优异的设计。进一步地,只要通过对液晶的每个像素进行图案化来控制发光像素,则可以切换窄视角/宽视角。
<图案形成方法>
如此在面内具有不同的2个以上的区域的图案光吸收各向异性层的形成方法没有限制,例如可以利用如WO2019/176918号公报中记载的公知的各种方法。作为一例,可举出改变向光取向膜照射的紫外光的照射角度来形成图案的方法、在面内控制图案光吸收各向异性层的厚度的方法、使图案光吸收各向异性层中的二色性色素化合物偏在的方法、对光学上均匀的图案光吸收各向异性层进行后加工的方法等。
作为在面内控制图案光吸收各向异性层的厚度的方法,可以举出利用光刻的方法、利用压印的方法、以及在具有凹凸结构的基材上形成图案光吸收各向异性层的方法等。作为使图案光吸收各向异性层中的二色性色素化合物偏在的方法,可以举出通过溶剂浸渍来提取二色性色素的方法(漂白)。进一步地,作为对光学上均匀的图案光吸收各向异性层进行后加工的方法,可以举出通过激光加工等来裁切平坦的光吸收各向异性层的一部分的方法。
[光学膜]
本发明的光学膜具有透明薄膜基材以及设置于透明薄膜基材上的上述本发明的光吸收各向异性层。
以下,对构成本发明的光学膜的各部件进行说明。
〔透明薄膜基材〕
作为透明薄膜基材,能够使用公知的透明树脂薄膜、透明树脂板、透明树脂薄片等,没有特别限定。作为透明树脂薄膜,能够使用纤维素酰化物薄膜(例如,三乙酸纤维素薄膜(折射率1.48)、纤维素二乙酸酯薄膜、乙酸丁酸纤维素薄膜、乙酸丙酸纤维素薄膜)、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚醚砜薄膜、聚丙烯酸系树脂薄膜、聚丙烯酸系树脂薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚砜薄膜、聚醚薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚醚酮薄膜、(甲基)丙烯腈薄膜等。
其中,优选透明性高、光学双折射少且制造容易、并作为偏振片的保护薄膜通常使用的纤维素酰化物薄膜,尤其优选三乙酸纤维素(还称为三乙酰纤维素(TAC))薄膜。
透明薄膜基材的厚度通常为20μm~100μm。
在本发明中,透明薄膜基材为纤维素酯系薄膜,且其厚度尤其优选为20~70μm。
〔光吸收各向异性层〕
关于本发明的光学膜所具有的光吸收各向异性层,由于是上述的本发明的光吸收各向异性层,因此省略其说明。
〔取向膜〕
本发明的光学膜优选在透明薄膜基材与光吸收各向异性层之间具有取向膜。
作为取向膜,优选由聚乙烯醇或聚酰亚胺构成的取向膜。
关于取向膜,能够参考国际公开第2001/88574A1号公报的43页24行~49页8行的记载。
取向膜的厚度优选为0.01~10μm,更优选为0.01~1μm。
〔阻挡层〕
本发明的光学膜优选与透明薄膜基材及光吸收各向异性层一起具有阻挡层。
其中,阻挡层还称为阻气层(阻氧层),具有保护本发明的偏振元件的功能,使其免受来自大气中的氧等气体、水分或相邻层所包含的化合物等的影响。
关于阻挡层,例如,能够参考日本特开2014-159124号公报的[0014]~[0054]段、日本特开2017-121721号公报的[0042]~[0075]段、日本特开2017-115076号公报的[0045]~[0054]段、日本特开2012-213938号公报的[0010]~[0061]段、日本特开2005-169994号公报的[0021]~[0031]段的记载。
〔折射率调整层〕
从抑制光吸收各向异性层的高折射率引起的内部反射的影响的观点出发,本发明的光学膜优选具有折射率调整层。
折射率调整层为以与光吸收各向异性层接触的方式配置的层,波长550nm下的面内平均折射率为1.55以上且1.70以下。优选为用于进行所谓的折射率匹配的折射率调整层。
[视角控制***]
本发明的视角控制***具有在面内方向具有吸收轴的起偏器、以及上述本发明的光吸收各向异性层或本发明的光学膜。
〔起偏器〕
本发明的视角控制***所具有的起偏器只要是在面内具有吸收轴、且具有使光转换为特定线偏振光的功能的部件,则没有特别限定,能够利用以往公知的起偏器。
作为起偏器,可使用碘类起偏器、利用了二色性染料的染料类起偏器及多烯类起偏器等。碘类起偏器及染料类起偏器有涂布型起偏器和延伸型起偏器,能够应用任一种。作为涂布型起偏器,优选利用液晶性化合物的取向而使二色性有机色素取向的起偏器,作为延伸型起偏器,优选使聚乙烯醇吸附碘或二色性染料并延伸来制作的起偏器。
并且,作为在基材上形成聚乙烯醇层的层叠薄膜的状态下实施延伸及染色而获得起偏器的方法,能够举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第5048120号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报、日本专利第4751486号公报,还能够优选地利用关于这些起偏器的公知的技术。
其中,就容易获得且偏光度优异的观点而言,优选含有聚乙烯醇系树脂(含有-CH2-CHOH-作为重复单元的聚合物。尤其是选自包括聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少1个)的起偏器。
在本发明中,起偏器的厚度没有特别限定,优选为3μm~60μm,更优选为5μm~20μm,进一步优选为5μm~10μm。
本发明的视角控制***中,将光吸收各向异性层的透射率中心正投影到薄膜面上的方向φ1与起偏器的吸收轴φ2所成的角φ优选为45°~90°,更优选为80°~90°,进一步优选为88°~90°。上述角度越接近90°,越能够附加图像显示装置的容易看到的方向和难以看到的方向的照度对比度。
本发明的视角控制***可以将上述光吸收各向异性层和上述起偏器经由后述的粘合层或粘接层而层叠,也可以直接在上述起偏器上涂覆上述取向膜及上述光吸收各向异性层而层叠。
〔粘合层〕
粘合层优选为与通常的图像显示装置中使用的粘合剂相同的透明且光学各向同性的粘接剂,通常使用压敏型粘接剂。
粘合层中除了母材(粘合剂)、导电性粒子及根据需要而使用的热膨胀性粒子以外,还可以配合适当的添加剂,如交联剂(例如,异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂等)、增粘剂(例如,松脂衍生物树脂、聚萜烯树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂等)、增塑剂、填充剂、老化防止剂、表面活性剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂等。
粘合层的厚度通常为20~500μm,优选为20~250μm。在小于20μm时,有时无法获得所需的粘接力或再加工适性,若超过500μm,则有时粘合剂会从图像显示装置的周边端部溢出或渗出。
粘合层的形成例如能够通过如下方法等适当的方法来进行:将母材、导电性粒子及根据需要含有的热膨胀性粒子、添加剂、溶剂等的涂布液直接涂布于保护部件用支撑体110上并且经由剥离衬垫来压接的方法、在适当的剥离衬垫(剥离纸等)上涂布涂布液来形成热膨胀性粘合层并且将其压接转印(移接)到保护部件用支撑体110上的方法等。
另一方面,作为保护部件,例如能够应用在日本特开2003-292916号公报等中所记载的热剥离性粘合片的结构上添加导电性粒子的结构。
并且,作为保护部件,也可以使用Nitto Denko Corporation制“REVALPHA”等市售品中的在粘合层表面上散布有导电性粒子的部件。
(粘接层〕
粘接剂通过贴合后的干燥或反应而表现出粘接性。
聚乙烯醇类粘接剂(PVA类粘接剂)通过干燥而表现出粘接性,从而能够将材料彼此粘接。
作为通过反应而表现出粘接性的固化型粘接剂的具体例,可以举出如(甲基)丙烯酸酯类粘接剂那样的活性能量射线固化型粘接剂或阳离子聚合固化型粘接剂。另外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。作为(甲基)丙烯酸酯类粘接剂中的固化性成分,例如,可以举出具有(甲基)丙烯酰基的化合物、具有乙烯基的化合物。并且,作为阳离子聚合固化型粘接剂,还能够使用具有环氧基或氧杂环丁基的化合物。具有环氧基的化合物只要是在分子内具有至少2个环氧基的化合物,则没有特别限定,能够使用通常已知的各种固化性环氧化合物。作为优选的环氧化合物,作为例子可以举出在分子内具有至少2个环氧基和至少1个芳香环的化合物(芳香族系环氧化合物)、或在分子内具有至少2个环氧基且其中至少1个形成于构成脂环式环的相邻的2个碳原子之间的化合物(脂环式环氧化合物)等。
其中,从加热变形耐性的观点出发,优选使用通过紫外线照射而固化的紫外线固化型粘接剂。
可以为通过如下方式、即通过水杨酸酯类化合物或苯并苯酚类化合物、苯并***类化合物或氰基丙烯酸类化合物、镍络合盐类化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等而对粘接层及粘合层各层赋予紫外线吸收能力而得的层等。
粘合层及粘接层的附设能够通过适当的方式来进行。作为其例,例如,可以举出制备将基础聚合物或其组合物溶解或分散于由甲苯或乙酸乙酯等适当的溶剂的单独物或混合物构成的溶剂而成的10~40重量%左右的粘合剂溶液并且将其通过流延方式或涂布方式等适当的展开方式直接附设于薄膜上的方式或者根据上述在隔板上形成粘合层并将其移接的方式等。
粘合层及粘接层也能够作为不同的组成或种类等重叠而成的重叠层而设置于薄膜的单面或两面。并且,在设置于两面的情况下,还能够在薄膜的表面和背面具有不同的组成或种类或厚度等的粘合层。
〔其他的层〕
本发明的视角控制***为了控制视角的角度依赖性,还能够将上述的光吸收各向异性层进一步与光学各向异性薄膜或旋转器组合而使用。例如,作为透明基材薄膜,优选使用由聚合物构成的具有光学各向异性的树脂薄膜,该聚合物包含碳酸酯、环烯烃、纤维素酰化物、甲基丙烯酸甲基、苯乙烯、马来酸酐等。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置为具有显示元件及上述本发明的视角控制***并且视角控制***配置于显示元件的至少一个主表面上的图像显示装置。
并且,本发明的图像显示装置优选为视角控制***所具有的光吸收各向异性层配置于比视角控制***所具有的起偏器更靠视觉辨认侧的图像显示装置,即,从视觉辨认侧依次具有光吸收各向异性层、起偏器及显示元件的图像显示装置。
本发明的图像显示装置中使用的显示元件没有特别限定,例如,可以举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称“EL”。)显示面板、以及等离子显示面板等。
其中,优选为液晶单元或有机EL显示面板。即,作为本发明的显示装置,优选为使用液晶单元作为显示元件的液晶显示装置、使用有机EL显示面板作为显示元件的有机EL显示装置。
在图像显示装置中,有薄型且能够形成为弯曲面的部件。本发明中使用的光学各向异性吸收膜薄且容易折弯,因此相对于显示面为弯曲面的图像显示装置也能够优选应用。
并且,在图像显示装置中有像素密度超过250ppi且能够高清显示的装置。本发明中使用的光学各向异性吸收膜还能够优选地适用于这种高清图像显示装置,而且不会产生干涉波纹。
〔液晶显示装置〕
作为本发明的显示装置的一例的液晶显示装置,可优选地举出具备具有上述的起偏器的光学膜、液晶单元的方式。
作为具体的结构,有将本发明的光学膜配置于前侧偏振片或后侧偏振片的结构。在这些构成中,能够进行上下方向或左右方向被遮光的视角控制。
并且,可以在前侧偏振片及后侧偏振片这两个偏振片上配置本发明的光学膜。通过设为这种结构,能够进行全方位被遮光且仅正面方向透光的视角控制。
进一步地,可以经由相位差层来层叠本发明的光学膜。通过控制位相差值及光轴方向,能够控制透射性能及遮光性能。例如,通过配置起偏器、光学膜、λ/2波长板(轴角度为相对于起偏器的取向方向偏离45°的角度)、光学膜来全方位遮光,从而可以进行仅在正面方向透光的视角控制。作为相位差层,能够使用正A板、负A板、正C板、负C板、B板、O板等。从将视角控制***薄型化的观点出发,在不损害光学特性、机械物性及制造适用性的范围内,位相差层的厚度优选为薄,具体而言,优选为1~150μm,更优选为1~70μm,进一步优选为1~30μm。
以下,对构成液晶显示装置的液晶单元进行详细叙述。
<液晶单元>
液晶显示装置中所利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching:面内切换)模式或TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式,但并不限定于这些。
在TN模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶性分子实质上水平取向,进而向60~120°扭曲取向。TN模式的液晶单元作为彩色TFT液晶显示装置而被最广泛使用,且记载于多个文献中。
VA模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了包含(1)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中所记载)以外,还包含(2)为了扩大视角,对VA模式进行了多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中所记载)、(3)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中所记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCDInternational 98中发表)。并且,可以是PVA(Patterned Vertical Alignment:图像垂直调整)型、光取向型(Optical Alignment:光学对准)及PSA(Polymer-SustainedAlignment:聚合物稳定取向)中的任一种。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细的记载。
在IPS模式的液晶单元中,液晶性化合物相对于基板实质上平行取向,通过施加与基板面平行的电场,使液晶分子平面响应。即,在未施加电场的状态下,液晶性化合物在面内取向。关于IPS模式,在未施加电场的状态下显示黑色,且上下一对偏振片的吸收轴正交。使用光学补偿片来降低倾斜方向上的显示黑色时的漏光并改善视角的方法,公开在日本特开平10-54982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中。
〔有机EL显示装置〕
作为本发明的显示装置的一例的有机EL显示装置,例如,可优选地举出从视觉辨认侧依次具备具有上述起偏器的光学膜、λ/4板、有机EL显示面板的方式。
并且,与上述液晶显示装置同样地,可以经由相位差层来层叠多个本发明的光学膜,并且配置于有机EL显示面板上。通过控制位相差值及光轴方向,能够控制透射性能及遮光性能。
并且,有机EL显示面板为使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件来构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并没有特别限制,可采用公知的结构。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行进一步详细的说明。只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地变更以下实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等。从而,本发明的范围不应通过以下所示的实施例限定性地解释。
[实施例1]
<取向膜1的形成>
用碱液皂化作为透明薄膜基材的纤维素酰化物薄膜1(厚度40μm的TAC基材;TG40FUJIFILM Co.,Ltd.制)的表面,在其上方用绕线棒涂布下述的取向膜形成用涂布液1。
将形成有涂膜的纤维素酰化物薄膜1用60℃的暖风干燥60秒钟、进一步地用100℃的暖风干燥120秒钟,形成取向膜1,从而获得带取向膜的TAC薄膜。
取向膜1的厚度为0.5μm。
进一步地,对所制作的带取向膜的TAC薄膜的取向膜面进行摩擦处理后使用薄膜。
[化学式14]
<光吸收各向异性层的制作>
在所制作的带取向膜的TAC薄膜的取向膜上,用绕线棒涂布下述的光吸收各向异性层形成用组合物P1,形成涂布层P1。
接着,将涂布层P1以120℃加热30秒钟,将涂布层P1冷却至100℃。
然后,用LED灯(中心波长365nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射10秒钟,从而在取向层1上制作了光吸收各向异性层P1。
光吸收各向异性层P1的厚度为3.0μm。
<阻挡层1的形成>
在所制作的光吸收各向异性层P1上,用绕线棒涂布下述的阻挡层形成用涂布液,形成涂膜,以80℃干燥5分钟。
接着,对于干燥后的涂膜,在氧浓度100ppm、温度60℃的环境,用LED灯(中心波长365nm)在照度150mW/cm2的照射条件下照射2秒钟,从而在光吸收各向异性层P1上形成了阻挡层1。
阻挡层1的厚度为1.0μm。
根据以上方式,获得了具有透明薄膜基材、取向膜、光吸收各向异性层及阻挡层的光学膜P1。
<层叠体A1的制作>
用与国际公开第2015/166991号记载的单面带保护膜的偏振片02相同的方法,制作了起偏器的厚度为8μm且起偏器的单面露出的偏振片1。
对上述偏振片1的起偏器露出面和上述所制作的光学膜P1的表面进行电晕处理,使用下述的PVA粘接剂1贴合起偏器和光学膜P1的阻挡层1,制作了层叠体A1。
(PVA粘接剂1的制备)
对于含有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂(平均聚合度:1200,皂化度:98.5摩尔%,乙酰乙酰化度:5摩尔%)100份,将羟甲基三聚氰胺20份在30℃的温度条件下溶解于纯水中,制备了调整为固体成分浓度3.7%的水溶液。
<带有防映入***的图像显示装置B1的制作>
将搭载有有机EL面板(有机EL显示元件)的SAMSUNG Co.,Ltd.制的GALAXY S4进行分解,从有机EL显示装置上剥离带有圆偏振片的触摸面板,进而从触摸面板上剥离圆偏振片,使有机EL显示元件、触摸面板及圆偏振片分别单独分离,再次将单独分离的圆偏振片与有机EL表示元件再贴合。使用下述的粘合剂薄片在再贴合的圆偏振片上层叠了层叠体A1。此时,以圆偏振片中的起偏器与层叠体A1的起偏器的透射轴成为平行的方式进行了层叠。通过以上制作了带有防映入***的图像显示装置B1。
(粘合剂薄片1的制作)
按照以下步骤制备了丙烯酸酯类聚合物。在具备冷却管、氮导入管、温度计及搅拌装置的反应容器中,使丙烯酸丁酯95质量份、丙烯酸5质量份通过溶液聚合法聚合,而获得了平均分子量200万、分子量分布(Mw/Mn)3.0的丙烯酸酯类聚合物A1。
接着,除了所获得的丙烯酸酯类聚合物A1(100质量份)以外,还将CORONATE L(甲苯基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的75质量%乙酸乙酯溶液,1个分子中的异氰酸酯基数量:3个,Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)(1.0质量份)及硅烷偶联剂KBM-403(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)(0.2质量份)进行混合,最后以使总固体成分浓度成为10质量%的方式添加乙酸乙酯,制备了粘合剂形成用组合物。将该组合物使用模涂机涂布于用硅酮类剥离剂进行了表面处理的分离薄膜上,在90℃的环境下干燥1分钟,获得了丙烯酸酯类粘合剂薄片。所获得的丙烯酸酯类粘合剂薄片的厚度为25μm,储能模量为0.1MPa。
[评价]
(1)透射率中心轴角度θ
使用所制作的光学膜P1以上述的方法测定透射率中心轴角度θ的结果为0°。另外,光学膜P1所具有的光吸收各向异性层P1以外的层结构均没有吸收各向异性,因此,在上述中算出的透射率中心轴角度θ能够理解为光学膜P1所具有的光吸收各向异性层P1的值。
(2)对比度
使用所制作的光吸收各向异性层P1,并使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制),对波长550nm下的光学膜的缪勒矩阵从极角-60度至60度为止以每10度进行了测量。去除表面反射的影响后,算出正面的透射率(TmO)及30°的透射率(Tm30),用下述式评价了对比度(CR)。
CR=Tm0/Tm30
A:Cr为1.7以上
B:Cr为1.4以上且小于1.7
C:Cr为1.1以上且小于1.4
D:Cr小于1.1
(3)色相变化
为了评价映入到玻璃窗的映入像,所制作的带有防映入***的图像显示装置B1整个面显示为白色的图像(R256、6256、B256)。
接着,代替窗玻璃在映入图像评价装置前方设置丙烯酸板,通过对映入表面的图像的色相进行官能评价,评价了色调(红色调、绿色调、蓝色调)。此时,观察映入像的方向以相对于从图像显示装置的中心向丙烯酸板的正面方向伸长的直线成约30°的角度的倾斜方向进行观察,并以以下标准进行了评价。结果示于下述表1。
A:反射图像的色相变化小,反射图像不明显。
B:观察到反射图像的色相变化,反射图像不明显且处于可接受的水平。
C:观察到反射图像的色相变化,反射图像稍微明显。
D:清楚地观察到反射图像的色相变化,反射图像令人担忧。
[实施例2~8及比较例1~3]
除了将光吸收各向异性层形成用组合物P1的组成转换为下述表1所示的组成,并转换为下述表1所示的涂布条件(聚合温度)以外,以与实施例1相同的方式,制作了实施例2~8及比较例1~3的光吸收各向异性层、光学膜、层叠体、以及带有防映入***的图像显示装置,并进行了与实施例1同样的评价。
另外,在实施例2~8及比较例1~3中制作的光吸收各向异性层的透射率中心轴角度θ均为0。
并且,下述表1中,涂布条件的项目中示出聚合温度下的液晶性化合物的液晶相的状态,比较例2中使用的液晶性化合物L6在通过光学显微镜的观察中确认到作为液晶相只显示向列相。
上述表1中用记号表示的成分如下所示。
液晶性化合物L1
[化学式15]
液晶性化合物L2
[化学式16]
液晶性化合物L3
[化学式17]
液晶性化合物L4
[化学式18]
液晶性化合物L5
[化学式19]
液晶性化合物L6
[化学式20]
二色性物质Y1
[化学式21]
二色性物质Y2
[化学式22]
二色性物质O1
[化学式23]
二色性物质O2
[化学式24]
二色性物质C1
[化学式25]
二色性物质C2
[化学式26]
表面改良剂F1
[化学式27]
取向剂F2
[化学式28]
取向剂F3
[化学式29]
取向剂F4
[化学式30]
取向剂F5
[化学式31]
从表1所示的结果可知,若二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量若小于5.0质量%,则对比度低,且映入图像相对于原图像色调变化变大(比较例1)。
并且,在使用了不显示近晶相液晶状态的液晶性化合物的情况下,可知对比度变低(比较例2)。
进一步地,在不配合取向剂的情况下,对比度低,并且,映入图像相对于原图像色调变化变大(比较例3)。
与此相对,若使用显示近晶相液晶状态的液晶性化合物、二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上,若使用含有取向剂的液晶组合物,则对比度变高,并且,映入图像相对于原图像色调变化变小(实施例1~8)。
尤其,从实施例1与实施例2的对比可知,若使用显示高阶的近晶相液晶性化合物,则对比度变更高。
并且,从实施例2与实施例3的对比、以及实施例4与实施例5的对比可知,若二色性物质的含量相对于液晶组合物的总固体成分质量为10.0质量%以上,则映入图像相对于原图像色调变化变更小。
并且,从实施例5与实施例6的对比可知,若取向剂为由上述式(B1)或(B2)表示的化合物,则对比度变更高。
并且,从实施例2与实施例7的对比可知,若同时使用2种以上的二色性物质,则对比度变更高,映入图像相对于原图像色调变化变更小。
Claims (15)
1.一种光吸收各向异性层,其由含有液晶性化合物、二色性物质及取向剂的液晶组合物形成,其中,
所述液晶性化合物为显示近晶相的液晶状态的液晶性化合物,
所述二色性物质的含量相对于所述液晶组合物的总固体成分质量为5.0质量%以上,
所述光吸收各向异性层的透射率中心轴与所述光吸收各向异性层表面的法线方向所成的角度θ为0°以上且45°以下。
2.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述二色性物质的含量相对于所述液晶组合物的总固体成分质量为8.0质量%以上。
3.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述二色性物质的含量相对于所述液晶组合物的总固体成分质量为10.0质量%以上。
4.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述二色性物质的含量相对于所述取向剂1质量份为2~100质量份。
5.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述二色性物质包含在波长370~550nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质、以及在波长500~700nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质。
6.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,所述光吸收各向异性层的厚度为1.5μm以上。
7.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,所述光吸收各向异性层的厚度为4.0μm以下。
8.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述液晶性化合物为显示近晶B相、E相、F相、G相、H相、I相、J相、K相及L相中的任1种液晶状态的液晶性化合物。
9.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述取向剂为由下述式(B1)或(B2)表示的化合物,
其中,所述式(B1)及(B2)中,
环A表示由含氮杂环形成的季铵离子,
X表示阴离子,
L1表示2价连结基团,
L2表示单键或2价连结基团,
Y1表示具有5元环或6元环作为部分结构的2价连结基团,
Z表示具有碳原子数2~20的亚烷基作为部分结构的2价连结基团,
P1及P2分别独立地表示具有聚合性烯属不饱和键的一价的取代基,
R1及R2分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的脂肪族烃基、可以具有取代基的芳基、或可以具有取代基的含杂原子环基,
R3表示取代基。
10.根据权利要求1所述的光吸收各向异性层,其中,
所述取向剂为选自由非离子性硅烷化合物及离子化合物组成的组中的至少1种化合物。
11.一种光学膜,其具有透明薄膜基材以及设置于所述透明薄膜基材上的权利要求1至10中任一项所述的光吸收各向异性层。
12.根据权利要求11所述的光学膜,其中,在所述透明薄膜基材与所述光吸收各向异性层之间具有取向膜。
13.一种视角控制***,其具有:在面内方向具有吸收轴的起偏器、以及权利要求1至10中任一项所述的光吸收各向异性层。
14.一种图像显示装置,其具有显示元件及权利要求13所述的视角控制***,
所述视角控制***配置于所述显示元件的至少一个主表面上。
15.根据权利要求14所述的图像显示装置,其中,
所述视角控制***所具有的光吸收各向异性层配置于比所述视角控制***所具有的起偏器更靠视觉辨认侧。
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