JP6816563B2 - 光学異方性層、光学異方性積層体、偏光板、及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される。
前記重合体は、前記重合体の溶液を用いた塗工法により前記重合体の膜を形成した場合に、前記膜の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx(P)、前記膜の前記面内方向であって前記nxの方向に垂直な方向の屈折率ny(P)、及び、前記膜の厚み方向の屈折率nz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たすものであり、
前記光学異方性層は、その内部に、前記メソゲン骨格を有する化合物の断面楕円状の形状を有する領域を有し、
前記断面楕円状の領域は、前記光学異方性層を厚み方向で切断した断面において、1μm×1μmあたり1個以上存在し、
前記断面における前記領域の最大径の平均値が、0.13μm以上、かつ、0.50μm以下である、光学異方性層。
〔2〕 前記メソゲン骨格を有する化合物が、ホモジニアス配向した場合に逆波長分散性の面内レターデーションを示す化合物である、〔1〕に記載の光学異方性層。
〔3〕 前記メソゲン骨格を有する化合物が、下記式(I)で表される構造を有する、〔1〕又は〔2〕に記載の光学異方性層。
Y1〜Y8は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−、−C(=O)−NR1−、−O−C(=O)−NR1−、−NR1−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−NR1−、−O−NR1−、又は、−NR1−O−を表す。ここで、R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、1つの脂肪族基当たり1以上の−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR2−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−、又は、−C(=O)−が介在していてもよい。ただし、−O−又は−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。ここで、R2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、−C(=O)−R3、−SO2−R4、−C(=S)NH−R9、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。ここで、R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。R4は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表す。R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族基を表す。前記Ax及びAyが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記AxとAyは、一緒になって、環を形成していてもよい。
A1は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2及びA3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基を表す。
A4及びA5は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
mは、それぞれ独立に、0又は1を表す。)
〔4〕 前記重合体が、ポリビニルカルバゾール、ポリフマル酸エステル、セルロース誘導体、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の光学異方性層。
〔5〕 波長590nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)、および、前記光学異方性層の厚みdが、下記式(1):
−20.0×10−3<Rth(A590)/d<−8.0×10−3 (1)
を満たす、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の光学異方性層。
〔6〕 波長590nmにおける前記光学異方性層の面内レターデーションRe(A590)、及び、波長590nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)が、下記式(2)及び(3):
Re(A590)≦10nm (2)
−200nm≦Rth(A590)≦−50nm (3)
を満たす、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の光学異方性層。
〔7〕 波長450nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A450)、波長550nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A550)、及び、波長650nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A650)が、下記式(4)及び(5):
0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (4)
1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (5)
を満たす、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の光学異方性層。
〔8〕 〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の光学異方性層と、位相差層とを備え、
前記位相差層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx(B)、前記位相差層の前記面内方向であって前記nx(B)の方向に垂直な方向の屈折率ny(B)、及び、前記位相差層の厚み方向の屈折率nz(B)が、nx(B)>ny(B)≧nz(B)を満たす、光学異方性積層体。
〔9〕 前記位相差層が、波長450nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B450)、波長550nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B550)、及び、波長650nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B650)が、下記式(6)及び(7):
0.75<Re(B450)/Re(B550)<1.00 (6)
1.01<Re(B650)/Re(B550)<1.25 (7)
を満たす、〔8〕に記載の光学異方性積層体。
〔10〕 波長590nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B590)、波長590nmにおける前記光学異方性層の面内レターデーションRe(A590)、及び、波長590nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)が、下記式(8)、(9)及び(10):
110nm≦Re(B590)≦170nm (8)
Re(A590)≦10nm (9)
−200nm≦Rth(A590)≦−50nm (10)
を満たす、〔8〕又は〔9〕に記載の光学異方性積層体。
〔11〕 直線偏光子と、
〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の光学異方性層、又は、〔8〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の光学異方性積層体と、を備える、偏光板。
〔12〕 〔11〕に記載の偏光板を備える、画像表示装置。
〔13〕 〔8〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の光学異方性積層体と、
直線偏光子と、
画像表示素子と、を、この順に備え、
前記画像表示素子が、液晶セル又は有機エレクトロルミネッセンス素子である、画像表示装置。
〔14〕 直線偏光子と、
〔8〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の光学異方性積層体と、
有機エレクトロルミネッセンス素子と、を、この順に備える、画像表示装置。
本発明の光学異方性層は、特定の重合体と、メソゲン骨格を有する化合物とを含む。光学異方性層が含むかかる特定の重合体を、以下、適宜「ポジC重合体」ということがある。また、光学異方性層が含むメソゲン骨格を有する化合物を、以下、適宜「メソゲン化合物」ということがある。
ポジC重合体は、当該ポジC重合体の溶液を用いた塗工法によりポジC重合体の膜を形成した場合に、その膜の屈折率nx(P)、ny(P)及びnz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たす重合体である。ここで、nx(P)は、前記膜の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ny(P)は、前記膜の前記面内方向であって前記nxの方向に垂直な方向の屈折率を表し、nz(P)は、前記膜の厚み方向の屈折率を表す。このようなポジC重合体を、特定のメソゲン化合物と組み合わせて用いることにより、配向膜を用いることなく製造可能で、且つ単位厚み当たりのRthが小さいポジティブCプレートとして用いられる光学異方性層を実現できる。
まず、試料としての重合体を、メチルエチルケトン(MEK)、1,3−ジオキソラン、N−メチルピロリドン(NMP)等の溶媒に、重合体の濃度が10重量%〜20重量%になるように加え、室温にて溶解させて、重合体溶液を得る。
この重合体溶液を、樹脂からなる未延伸フィルム上に、アプリケーターを用いて塗工して、重合体溶液の層を形成する。その後、85℃オーブンで10分ほど乾燥させて、溶媒を蒸発させることにより、厚み10μm程度の重合体膜を得る。
そして、この重合体膜の屈折率nx(P)、屈折率ny(P)及び屈折率nz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たすか否かを評価し、満たす場合に、その試料としての重合体は、ポジC重合体に該当すると判定できる。
また、ポジC重合体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
メソゲン化合物即ちメソゲン骨格を有する化合物におけるメソゲン骨格とは、その引力及び斥力的相互作用の異方性によって、低分子量又は高分子量の物質中で、液晶相の発生に本質的に寄与する分子骨格を意味する。メソゲン骨格を含有するメソゲン化合物は、それ自身では、必ずしも液晶相への相転移を生じうる液晶性を有していなくてもよい。よって、メソゲン化合物は、単独で液晶相への相転移を生じうる液晶化合物であってもよく、単独では液晶相への相転移を生じない非液晶化合物であってもよい。メソゲン骨格の例としては、剛直な棒状又は円盤状の形状のユニットが挙げられる。メソゲン骨格については、Pure Appl.Chem.2001、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁を参照しうる。
なかでも、本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、Z1及びZ2としては、それぞれ独立して、CH2=CH−、CH2=C(CH3)−、CH2=C(Cl)−、CH2=CH−CH2−、CH2=C(CH3)−CH2−、又は、CH2=C(CH3)−CH2−CH2−が好ましく、CH2=CH−、CH2=C(CH3)−、又は、CH2=C(Cl)−がより好ましく、CH2=CH−が特に好ましい。
AaおよびAbにおける芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾフリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも一つ含み、炭素数4〜20の芳香族複素環基が挙げられ、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基が好ましい。
a1は、0〜5の整数、a2は、0〜4の整数、b1は、0〜3の整数、b2は、0〜2の整数を表し、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
そして、Z2としては、ハロゲン原子、メチル基、シアノ基、ニトロ基、スルホン基、カルボキシル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、メチルチオ基、N,N−ジメチルアミノ基又はN−メチルアミノ基が好ましい。
A21およびA22の2価の環状脂肪族基の具体例としては、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,4−ジイル、1,4−シクロヘプタン−1,4−ジイル、シクロオクタン−1,5−ジイル等の炭素数5〜20のシクロアルカンジイル基;デカヒドロナフタレン−1,5−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル等の炭素数5〜20のビシクロアルカンジイル基等が挙げられる。
A21およびA22の2価の芳香族基の具体例としては、1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、4,4’−ビフェニレン基等の、炭素数6〜20の2価の芳香族炭化水素環基;フラン−2,5−ジイル、チオフェン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ピラジン−2,5−ジイル等の、炭素数2〜20の2価の芳香族複素環基;等が挙げられる。
前記R61およびR62の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
B21およびB22の2価の環状脂肪族基の具体例としては、化合物(II)のA21およびA22の2価の環状脂肪族基として例示したものと同じものが挙げられる。
B21およびB22の2価の芳香族基の具体例としては、化合物(II)のA21およびA22の2価の芳香族基として例示したものと同じものが挙げられる。
R63およびR64の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
ここで、L11およびL12の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基が好ましく、置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルキレン基がより好ましく、無置換の炭素数2〜12のアルキレン基が更に好ましく、−(CH2)y−で表される基(式中、yは2〜12の整数を表し、好ましくは2〜8の整数を表す。)が特に好ましい。
ここで、P3およびP4の重合性基としては、例えば、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基等のCH2=CRp−C(=O)−O−で表される基(Rpは、水素原子、メチル基、または塩素原子を表す。)、ビニル基、p−スチルベン基、アクリロイル基、メタクリロイル基、カルボキシル基、メチルカルボニル基、水酸基、アミド基、炭素数1〜4のアルキルアミノ基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、アルデヒド基、イソシアネート基又はチオイソシアネート基などが例示される。中でも、CH2=CRp−C(=O)−O−で表される基が好ましく、CH2=CH−C(=O)−O−(アクリロイルオキシ基)、CH2=C(CH3)−C(=O)−O−(メタクリロイルオキシ基)がより好ましく、アクリロイルオキシ基がさらに好ましい。化合物(II)中に2つのRpが存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
「(*)を対称中心とした対称構造を有する」とは、例えば、−C(=O)−O−(*)と(*)−O−C(=O)−や、−O−(*)と(*)−O−や、−O−C(=O)−(*)と(*)−C(=O)−O−などの構造を有することを意味する。
逆波長非液晶メソゲン化合物は、単独では液晶性を示さないメソゲン化合物であるが、逆波長非液晶メソゲン化合物と評価用液晶化合物とを特定の混合割合で混合した評価用混合物は液晶性を示す。評価用液晶化合物としては、ホモジニアス配向した場合に順波長分散性の面内レターデーションを示す液晶化合物である順波長分散液晶化合物を用いる。評価用液晶化合物として順波長分散液晶化合物を用いることにより、評価用混合物をホモジニアス配向させた場合の逆波長メソゲン化合物の面内レターデーションの波長分散性の評価を容易に行うことができる。中でも、評価用液晶化合物としては、100℃において液晶相となりうる棒状構造を有する液晶化合物が好ましい。特に好ましい評価用液晶化合物の具体例としては、下記式(E1)に示す構造を有する順波長分散液晶化合物「LC242」、下記式(E2)に示す構造を有する順波長分散液晶化合物等が挙げられる。下記の式において、Meはメチル基を表す。
基材上に評価用混合物を塗工及び乾燥させて、基材及び評価用混合物の層を備えるサンプルフィルムを得る。このサンプルフィルムをホットステージ上に設置する。偏光顕微鏡によってサンプルフィルムを観察しながら、サンプルフィルムを昇温させる。評価用混合物の層の液晶相への相転移が観察された場合、評価用混合物が液晶性を示すと判定できる。
順波長分散液晶化合物としての評価用液晶化合物を含む液晶層を形成し、その液晶層において評価用液晶化合物をホモジニアス配向させる。そして、その液晶層の波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(X450)及びRe(X550)の比Re(X450)/Re(X550)を測定する。
また、前記の評価用液晶化合物及び非液晶メソゲン化合物を含む評価用混合物の層を形成し、その評価用混合物の層において評価用混合物をホモジニアス配向させる。そして、その評価用混合物の層の波長450nm及び550nmにおける面内レターデーションRe(Y450)及びRe(Y550)の比Re(Y450)/Re(Y550)を測定する。
測定の結果、非液晶メソゲン化合物を含まない液晶層のレターデーション比Re(X450)/Re(X550)よりも、非液晶メソゲン化合物を含む評価用混合物の層のレターデーション比Re(Y450)/Re(Y550)が小さい場合、その非液晶メソゲン化合物は、逆波長分散性の面内レターデーションを示すと判定できる。
また、本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、前記の確認方法において、液晶層の波長550nm及び650nmにおける面内レターデーションRe(X550)及びRe(X650)の比Re(X650)/Re(X550)よりも、評価用混合物の層の波長550nm及び650nmにおける面内レターデーションRe(Y550)及びRe(Y650)の比Re(Y650)/Re(Y550)の方が、大きいことが好ましい。
光学異方性層は、ポジC重合体及びメソゲン化合物に組み合わせて、更に、任意の成分を含みうる。例えば、下記に説明する塗工液の任意成分のうちの固形分に相当するものは、光学異方性層において任意成分として含有されうる。
本発明の光学異方性層は、その内部に、メソゲン化合物の断面楕円状の形状を有する領域を有する。ここで、「断面楕円状」の形状とは、ある平面で切断した場合にその断面が楕円(円を含む)の形状となる立体形状であり、その例としては、楕円体(球を含む)、及び楕円体が変形した形状が挙げられる。
本発明の光学異方性層は、上に述べた特定の構成を採用することにより、そのRthの発現性が高いものとすることができる。即ち、単位厚み当たりのRthの値を小さくすることができる。具体的には、Rth(A590)/d(即ち波長590nmにおける(nx+ny)/2−nzの値)が、式(1)を満たすことが好ましい。
−20.0×10−3<Rth(A590)/d<−8.0×10−3 (1)
Rth(A590)/dは、より好ましくは−16.0×10−3〜−10.0×10−3としうる。
Re(A590)≦10nm (2)
即ち、Re(A590)は、好ましくは0nm〜10nmである。式(2)におけるRe(A590)は、より好ましくは0nm〜5nm、特に好ましくは0nm〜2nmである。Re(A590)が前記の範囲内であることにより、光学異方性層をポジティブCフィルムとして有用に用いることができる。例えば、有用な光学補償等の機能を発現することができ、かつ、光学異方性層を画像表示装置に設ける場合の光学設計をシンプルにすることができ、かつ、他の位相差フィルムとの貼合時に貼り合せ方向の調整を不要にできる。
−200nm≦Rth(A590)≦−50nm (3)
式(3)におけるRth(A590)は、好ましくは−200nm以上、より好ましくは−130nm以上、特に好ましくは−100nm以上であり、好ましくは−50nm以下、より好ましくは−60nm以下、特に好ましくは−70nm以下である。Rth(A590)が前記の範囲内であることにより、光学異方性層を、ポジティブCフィルムとして有用に用いることができる。例えば、かかる光学異方性層を、円偏光板に組み込んで画像表示装置に適用した場合に、画像表示装置の表示面の傾斜方向において、外光の反射を抑制し、反射光の色味変化を小さくしたり、画像を表示する光が偏光サングラスを透過できるようにしたりできる。さらに、画像表示装置が液晶表示装置である場合には、通常は、視野角を広げることができる。そのため、画像表示装置の表示面を傾斜方向から見た場合に、画像の視認性を高めることができる。
0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (4)
1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (5)
本発明の光学異方性層は、ポジC重合体と、メソゲン化合物と、溶媒とを含む塗工液を支持面上に塗工し、乾燥させることを含む製造方法により製造しうる。
より具体的には、光学異方性層は、ポジC重合体と、メソゲン化合物と、溶媒とを含む塗工液を用意する工程と;この塗工液を支持面上に塗工して、塗工液層を得る工程と;塗工液層を乾燥させる工程と;を含む製造方法によって、製造しうる。
脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。
1つの脂環式構造の繰り返し単位を構成する炭素数に特に制限はないが、好ましくは4個以上、より好ましくは5個以上、特に好ましくは6個以上であり、好ましくは30個以下、より好ましくは20個以下、特に好ましくは15個以下である。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂の好適な具体例としては、日本ゼオン社製「ゼオノア1420」、「ゼオノア1420R」を挙げうる。
本発明の光学異方性層の用途は、特に限定されず、ポジティブCフィルムとしての光学的性質が求められる種々の用途に用いうる。好ましい例として、以下に説明する本発明の光学異方性積層体の構成要素として用いうる。
本発明の光学異方性積層体は、前記本発明の光学異方性層と、位相差層とを備える。
光学異方性積層体の光学異方性層としては、上述したものを用いる。ただし、光学異方性積層体においては、波長590nmにおける光学異方性層の面内レターデーションRe(A590)、及び、波長590nmにおける光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)が、下記式(9)及び(10)を満たすことが好ましい。
Re(A590)≦10nm (9)
−200nm≦Rth(A590)≦−50nm (10)
〔2.2.1.位相差層の光学特性〕
位相差層は、その屈折率nx(B)、ny(B)及びnz(B)が、nx(B)>ny(B)≧nz(B)を満たす層である。ここで、nx(B)は、位相差層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ny(B)は、位相差層の面内方向であって前記nx(B)の方向に垂直な方向の屈折率を表し、nz(B)は、位相差層の厚み方向の屈折率を表す。このような位相差層を備える光学異方性積層体は、直線偏光子と組み合わせることによって円偏光板を製造できる。この円偏光板は、画像表示装置の表示面に設けることにより、表示面を正面方向から見た場合に、外光の反射を抑制したり、画像を表示する光が偏光サングラスを透過できるようにしたりできるので、画像の視認性を高めることが可能である。
110nm≦Re(B590)≦170nm (8)
0.75<Re(B450)/Re(B550)<1.00 (6)
1.01<Re(B650)/Re(B550)<1.25 (7)
前記のような位相差層としては、延伸フィルム層を用いうる。位相差層として延伸フィルム層を用いる場合、当該延伸フィルム層は、光学異方性層の製造方法において説明した基材フィルムの材料である樹脂を含みうる。このような樹脂を含むフィルム層は、延伸処理を施すことにより、レターデーション等の光学特性を発現しうる。中でも、前記の延伸フィルム層は、脂環式構造含有重合体を含むことが好ましい。
前記のような位相差層の材料としては、位相差層用の液晶化合物(以下、適宜「位相差層用液晶化合物」ということがある。)を含む液晶層を用いうる。位相差層において、位相差用液晶化合物は、その配向状態が固定されていてもよく、固定されていなくてもよい。この際、位相差層用液晶化合物としては、ホモジニアス配向した前記の逆波長分散液晶化合物を用いることが好ましい。これにより、光学異方性層の項において説明したのと同様の利点を、位相差層においても得ることができる。位相差用液晶化合物の好ましい例としては、下記式(II)で表される化合物が挙げられる。以下の説明において、式(II)で表される化合物を、適宜「化合物(II)」ということがある。位相差用液晶化合物としては、化合物(II)のうち、所望の位相差を与えるものを適宜選択して用いうる。
光学異方性積層体は、光学異方性層及び位相差層に組み合わせて、更に任意の層を備えうる。任意の層としては、例えば、接着層、ハードコート層、防眩層、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
本発明の偏光板は、直線偏光子と、上述した光学異方性層又は光学異方性積層体とを備える。このような偏光板は、画像表示装置に設けることにより、画像表示装置を傾斜方向から見た場合の画像の視認性を高めることができる。
また、直線偏光子の厚みは、好ましくは5μm〜80μmである。
本発明の画像表示装置は、画像表示素子と、上述した本発明の偏光板とを備える。画像表示装置において、偏光板は、通常、画像表示素子の視認側に設けられる。この際、偏光板の向きは、その偏光板の用途に応じて任意に設定しうる。よって、画像表示装置は、光学異方性層又は光学異方性積層体と;偏光子と;画像表示素子と;を、この順に備えていてもよい。また、画像表示装置は、偏光子と;光学異方性層又は光学異方性積層体と;画像表示素子と;を、この順に備えていてもよい。
以下、画像表示装置の好ましい実施形態について、図面を示して説明する。
図1に示すように、有機EL表示装置100は、画像表示素子としての有機EL素子110;位相差層121及び光学異方性層122を備える光学異方性積層体120;並びに、直線偏光子130を、この順に備える。図1には、有機EL素子110側から位相差層121及び光学異方性層122がこの順に設けられた例を示したが、逆に、有機EL素子110側から光学異方性層122及び位相差層121がこの順に設けられていてもよい。
図2に示すように、有機EL表示装置200は、画像表示素子としての有機EL素子210;λ/4波長板220;直線偏光子230;並びに、位相差層241及び光学異方性層242を備える光学異方性積層体240;を、この順に備える。図2には、有機EL素子210側から位相差層241及び光学異方性層242がこの順に設けられた例を示したが、逆に、有機EL素子210側から光学異方性層242及び位相差層241がこの順に設けられていてもよい。
図3に示すように、液晶表示装置300は、光源310;光源側直線偏光子320;画像表示素子としての液晶セル330;視認側直線偏光子340;並びに、位相差層351及び光学異方性層352を備える光学異方性積層体350;を、この順に備える。図3には、液晶セル330側から位相差層351及び光学異方性層352がこの順に設けられた例を示したが、逆に、液晶セル330側から光学異方性層352及び位相差層351がこの順に設けられていてもよい。
〔溶解性〕
溶媒(有機溶媒A又はB)と、溶質(ポジC重合体又はメソゲン化合物)とを混合して溶質含有割合12重量%の溶液を調製した。溶液を、25℃で1日撹拌した後、かかる溶液の沈殿物の有無及びヘイズ値を評価した。ヘイズ値は、当該溶液を1cmの石英セルに入れて測定した。測定機器としては、ヘイズガードII(株式会社東洋精機製作所製)を用いた。測定された値から、石英セルのみのヘイズ値を差し引くことにより、溶液のヘイズ値を求めた。沈殿物が無く、且つ、ヘイズ値が80%以下である場合は溶解性が良好であると判定した。一方、沈殿物が有るか、又は、ヘイズが80%超である場合は溶解性が不良であると判定した。
基材フィルム等の支持体上に形成された、測定対象の層のレターデーション及び逆波長分散特性は、下記の方法で測定した。
基材フィルム等の支持体上に形成された測定対象の層の厚みは、膜厚測定装置(フィルメトリクス社製「フィルメトリクス」)を用いて、測定した。
光学異方性層を、その厚み方向に平行な方向に切断した断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察した。断面において、最大径が0.03μm以上の楕円領域を計数し、1μm×1μm当たりの個数を計算し、楕円領域の密度を求めた。また、観察された楕円領域の最大径の平均値を計算した。かかる楕円領域がメソゲン化合物により構成される領域であることは、断面の元素分析等の任意の方法により確認した。
液晶化合物50重量部、及びポジC重合体50重量部を、固形分濃度が12%となるように、混合溶媒に溶解させ、塗工液を調製した。
液晶化合物としては、下記式(IA)で表される構造を有する光重合性の逆波長分散液晶化合物IA(CN点は96℃)を用いた。ポジC重合体としては、下記式(P1)で表される重合単位及び下記式(P2)で表される重合単位を有するポリフマル酸エステル(フマル酸ジイソプロピルとケイ皮酸エステルの共重合体、式中Rはイソプロピル基、重合単位の数m及びnの比率m:n=85:15、分子量72,000)を用いた。混合溶媒としては、1,3−ジオキソラン(有機溶媒A、沸点77℃、化合物IAに対する溶解性良好、ポジC重合体に対する溶解性良好)80重量%及びMIBK(有機溶媒B、沸点117℃、化合物IAに対する溶解性不良、ポジC重合体に対する溶解性良好)20重量%の混合物を用いた。
下記の変更点以外は、実施例1と同じ操作により、光学異方性層の製造、並びに評価を行った。
・有機溶媒Bの種類を、MIBKから酢酸n−ブチル(沸点126℃、化合物IAに対する溶解性不良、ポジC重合体に対する溶解性良好)に変更した。
下記の変更点以外は、実施例1と同じ操作により、光学異方性層の製造、並びに評価を行った。
・混合溶媒の代わりに、1,3−ジオキソラン(有機溶媒A)100重量%のみからなる溶媒を用いた。
下記の変更点以外は、実施例1と同じ操作により、光学異方性層の製造、並びに評価を行った。
・混合溶媒の代わりに、1,3−ジオキソラン(有機溶媒A)100重量%のみからなる溶媒を用いた。
・液晶化合物の割合を40重量部、ポジC重合体の割合を60重量部に変更した。
液晶化合物IA 100重量部、光重合開始剤(BASF社製「Irgacure379EG」)3重量部、及び界面活性剤(DIC社製「メガファックF−562」)0.3重量部を混合し、更に、希釈溶媒としてシクロペンタノン及び1,3−ジオキソランの混合溶媒(重量比シクロペンタノン:1,3−ジオキソラン=4:6)を、固形分が22重量%になるように加え、50℃に加温し溶解させた。得られた混合物を、孔径0.45μmのメンブレンフィルターでろ過して、液晶組成物を得た。
液晶化合物IAの代わりに、液晶化合物IBを用いた以外は参考例2と同じ操作により、試料フィルムを得て波長分散を測定した。
ポリフマル酸エステルを、1,3−ジオキソランに、固形分濃度が12重量%となるように加え、室温にて溶解させて、重合体溶液を得た。
110 有機EL素子
120 光学異方性積層体
121 位相差層
122 光学異方性層
130 直線偏光子
200 有機EL表示装置
210 有機EL素子
220 λ/4波長板
230 直線偏光子
240 光学異方性積層体
241 位相差層
242 光学異方性層
300 液晶表示装置
310 光源
320 光源側直線偏光子
330 液晶セル
340 視認側直線偏光子
350 光学異方性積層体
351 位相差層
352 光学異方性層
Claims (13)
- 重合体と、メソゲン骨格を有する化合物を含む光学異方性層であって、
前記重合体は、前記重合体の溶液を用いた塗工法により前記重合体の膜を形成した場合に、前記膜の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx(P)、前記膜の前記面内方向であって前記nxの方向に垂直な方向の屈折率ny(P)、及び、前記膜の厚み方向の屈折率nz(P)が、nz(P)>nx(P)≧ny(P)を満たすものであり、
前記光学異方性層は、その内部に、前記メソゲン骨格を有する化合物の断面楕円状の形状を有する領域を有し、
前記断面楕円状の領域は、前記光学異方性層を厚み方向で切断した断面において、1μm×1μmあたり1個以上存在し、
前記断面における前記領域の最大径の平均値が、0.13μm以上、かつ、0.50μm以下であり、
前記光学異方性層の全固形分における前記メソゲン骨格を有する化合物の比率が、20重量%以上60重量%以下であり、
前記メソゲン骨格を有する化合物が、ホモジニアス配向した場合に逆波長分散性の面内レターデーションを示す化合物である、光学異方性層。 - 前記メソゲン骨格を有する化合物が、下記式(I)で表される構造を有する、請求項1に記載の光学異方性層。
Y1〜Y8は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−、−C(=O)−NR1−、−O−C(=O)−NR1−、−NR1−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−NR1−、−O−NR1−、又は、−NR1−O−を表す。ここで、R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、1つの脂肪族基当たり1以上の−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR2−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−、又は、−C(=O)−が介在していてもよい。ただし、−O−又は−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。ここで、R2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、−C(=O)−R3、−SO2−R4、−C(=S)NH−R9、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。ここで、R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。R4は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表す。R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族基を表す。前記Ax及びAyが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記AxとAyは、一緒になって、環を形成していてもよい。
A1は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2及びA3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基を表す。
A4及びA5は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
mは、それぞれ独立に、0又は1を表す。) - 前記重合体が、ポリビニルカルバゾール、ポリフマル酸エステル、セルロース誘導体、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる、請求項1又は2に記載の光学異方性層。
- 波長590nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)、および、前記光学異方性層の厚みdが、下記式(1):
−20.0×10−3<Rth(A590)/d<−8.0×10−3 (1)
を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学異方性層。 - 波長590nmにおける前記光学異方性層の面内レターデーションRe(A590)、及び、波長590nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)が、下記式(2)及び(3):
Re(A590)≦10nm (2)
−200nm≦Rth(A590)≦−50nm (3)
を満たす、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学異方性層。 - 波長450nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A450)、波長550nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A550)、及び、波長650nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A650)が、下記式(4)及び(5):
0.50<Rth(A450)/Rth(A550)<1.00 (4)
1.00≦Rth(A650)/Rth(A550)<1.25 (5)
を満たす、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学異方性層。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学異方性層と、位相差層とを備え、
前記位相差層の面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率nx(B)、前記位相差層の前記面内方向であって前記nx(B)の方向に垂直な方向の屈折率ny(B)、及び、前記位相差層の厚み方向の屈折率nz(B)が、nx(B)>ny(B)≧nz(B)を満たす、光学異方性積層体。 - 前記位相差層が、波長450nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B450)、波長550nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B550)、及び、波長650nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B650)が、下記式(6)及び(7):
0.75<Re(B450)/Re(B550)<1.00 (6)
1.01<Re(B650)/Re(B550)<1.25 (7)
を満たす、請求項7に記載の光学異方性積層体。 - 波長590nmにおける前記位相差層の面内レターデーションRe(B590)、波長590nmにおける前記光学異方性層の面内レターデーションRe(A590)、及び、波長590nmにおける前記光学異方性層の厚み方向のレターデーションRth(A590)が、下記式(8)、(9)及び(10):
110nm≦Re(B590)≦170nm (8)
Re(A590)≦10nm (9)
−200nm≦Rth(A590)≦−50nm (10)
を満たす、請求項7又は8に記載の光学異方性積層体。 - 直線偏光子と、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学異方性層、又は、請求項7〜9のいずれか1項に記載の光学異方性積層体と、を備える、偏光板。 - 請求項10に記載の偏光板を備える、画像表示装置。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の光学異方性積層体と、
直線偏光子と、
画像表示素子と、を、この順に備え、
前記画像表示素子が、液晶セル又は有機エレクトロルミネッセンス素子である、画像表示装置。 - 直線偏光子と、
請求項7〜9のいずれか1項に記載の光学異方性積層体と、
有機エレクトロルミネッセンス素子と、を、この順に備える、画像表示装置。
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