TWI813671B - 光學異向性膜及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種光學異向性膜,其係包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物配向而成之聚合物者,且沸點120℃以上之有機溶劑之含量相對於該光學異向性膜之質量為100~2000ppm。
Description
本發明係關於一種包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物配向而成之聚合物之光學異向性膜及其製造方法、包含該光學異向性膜及偏光膜之橢圓偏光板、以及包含該橢圓偏光板之顯示裝置。
對平板顯示裝置(FPD)使用相位差膜等光學異向性膜。近年來,就薄膜化之觀點而言,已知有使包含聚合性液晶化合物及有機溶劑之聚合性液晶組合物硬化而成之光學異向性膜(例如日本專利特開2017-027057號公報)。
[專利文獻1]日本專利特開2017-027057號公報
但是,根據本發明者之研究,可知此種光學異向性膜由於膜中之溶
劑殘存量相對較多,不具有充分之耐熱性,故而若暴露於高溫下,則存在相位差變化較大之情況。另一方面,可知若為了減少膜中之溶劑殘存量而於光學異向性膜之製造過程中強化乾燥,則聚合性液晶化合物於以液晶狀態充分地進行配向之前發生結晶化,光學異向性膜之霧度等變高,結果為,存在將光學異向性膜應用於顯示裝置時產生畫面看起來發白等問題之情況。
又,可知一般對製造光學異向性膜時之乾燥機使用熱風乾燥爐,但通常熱風乾燥爐中之乾燥溫度最高為130~140℃左右,因此,若為液晶相轉移溫度超過該溫度之聚合性液晶化合物,則通常無法獲得充分之配向性。
因此,本發明之目的在於提供一種具有優異之耐熱性、並且展現充分之配向性、低霧度等光學特性優異之光學異向性膜及其製造方法,包含該光學異向性膜及偏光膜之橢圓偏光板,以及包含該橢圓偏光板之顯示裝置。
本發明者為了解決上述課題而專心進行研究,結果發現,於包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物配向而成之聚合物之光學異向性膜中,若將沸點120℃以上之有機溶劑之含量設為100~2000ppm,則能夠解決上述課題,從而完成本發明。即,本發明包括以下內容。
[1]一種光學異向性膜,其係包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物配向而成之聚合物者,且沸點120℃以上之有機溶劑之含量相對於該光學異向性膜之質量為100~2000ppm。
[2]如[1]中記載之光學異向性膜,其霧度為2%以下。
[3]一種橢圓偏光板,其包含如[1]或[2]中記載之光學異向性膜及偏光膜。
[4]一種顯示裝置,其包含如[3]中記載之橢圓偏光板。
[5]一種方法,其係如[1]或[2]中記載之光學異向性膜之製造方法,且包括以下步驟:將包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物之聚合性液晶組合物塗佈於基材或配向膜上而獲得塗佈層;一面於未達該有機溶劑之沸點之乾燥溫度下使所獲得之塗佈層乾燥並自該塗佈層去除該有機溶劑,一面使聚合性液晶化合物以液晶狀態配向;及藉由使配向後之聚合性液晶化合物聚合,而使聚合性液晶層硬化,獲得光學異向性膜。
本發明之光學異向性膜具有優異之耐熱性,並且展現充分之配向性,低霧度等光學特性優異。
本發明之光學異向性膜包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物配向而成之聚合物。該光學異向性膜係使包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物之聚合性液晶組合物硬化而成,且係該聚合性液晶化合物以液晶狀態配向聚合之膜。再者,於本說明書中,有時將液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物簡稱為聚合性液晶化合物。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物中所包含之聚合性液晶化合物係具有聚合性基、尤其是光聚合性基之液晶化合物,作為該聚合性液晶化合物,可使用光學膜之領域中先前公知之聚合性液晶化合物。光聚合性基係指可藉由自光聚合起始劑產生之反應活性種,例如活性自由基或酸等參與聚合反應之基。作為光聚合性基,可列舉:乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧乙烷基、氧雜環丁基等。其中,較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯氧基、環氧乙烷基及氧雜環丁基,更佳為丙烯醯氧基。聚合性液晶化合物所展現之液晶性可為向熱性液晶,亦可為向液性液晶,但就實現緻密之膜厚控制之方面而言,較佳為向熱性液晶。又,作為向熱性液晶中之相秩序結構,可為向列型液晶,亦可為層列型液晶。尤其是就容易進行配向控制,霧度不易變高之觀點而言,聚合性液晶化合物較佳為展現向列型液晶性。
作為聚合性液晶化合物,可列舉滿足所有下述(1)~(4)之化合物。
(1)可形成向列相之化合物。
(2)於該聚合性液晶化合物之長軸方向(a)上具有π電子。
(3)於相對於長軸方向(a)交叉之方向〔交叉方向(b)〕上具有π電子。
(4)將長軸方向(a)上存在之π電子之合計設為N(πa),將長軸方向上存在之分子量之合計設為N(Aa),由下述式(i)所定義之聚合性液晶化合物之長軸方向(a)的π電子密度:D(πa)=N(πa)/N(Aa) (i)與將交叉方向(b)上存在之π電子之合計設為N(πb),將交叉方向(b)上存在之分子量之合計設為N(Ab),由下述式(ii)所定義之聚合性液晶化合物之交叉方向(b)的π電子密度:D(πb)=N(πb)/N(Ab) (ii)
存在0≦〔D(πa)/D(πb)〕≦1之關係〔即,交叉方向(b)之π電子密度較長軸方向(a)之π電子密度大〕。
再者,滿足所有上述(1)~(4)之聚合性液晶化合物能夠藉由塗佈於例如配向膜上,並加熱至相轉移溫度以上而形成向列相。於該聚合性液晶化合物配向而形成之向列相中,通常以聚合性液晶化合物之長軸方向相互平行之方式進行配向,該長軸方向成為向列相之配向方向。
具有上述特性之聚合性液晶化合物一般展現逆波長分散性之情況居多。作為滿足上述(1)~(4)之特性之化合物,具體而言,例如可列舉由下述式(I)所表示之化合物。
式(I)中,Ar表示可具有取代基之二價芳香族基。此處所述之芳香族基係具有平面性之環狀結構之基,且係指該環結構所具有之π電子數按照休克爾(Huckel)規則為[4n+2]個者。其中,n表示整數。於包含-N=或-S-等雜原子形成環結構之情形時,亦包含包括該等雜原子上之非共價鍵電子對在內滿足休克爾規則且具有芳香族性之情況。較佳為於該二價芳香族基中包含氮原子、氧原子、硫原子中之至少1種以上。
G1與G2分別獨立表示二價芳香族基或二價脂環式烴基。其中,該二價芳香族基或二價脂環式烴基中所包含之氫原子可被取代為鹵素原子、碳數1~4之烷基、碳數1~4之氟烷基、碳數1~4之烷氧基、氰基或硝基,亦可將構成該二價芳香族基或二價脂環式烴基之碳原子取代為氧原子、硫原子或氮原子。
L1、L2 、B1及B2分別獨立為單鍵或二價連結基。
k、l分別獨立表示0~3之整數,且滿足1≦k+l之關係。其中,於2≦k+l之情形時,B1與B2、G1與G2可分別彼此相同,亦可不同。
E1與E2分別獨立表示碳數1~17之烷二基,其中,烷二基中所包含之氫原子可經鹵素原子取代,該烷二基中所包含之-CH2-可經-O-、-S-、-Si-取代。
P1與P2相互獨立表示聚合性基或氫原子,且至少一者為聚合性基。
G1與G2獨立地分別較佳為可經鹵素原子及選自由碳數1~4之烷基所組成之群中之至少1種取代基取代之1,4-亞苯基二基、可經鹵素原子及選自由碳數1~4之烷基所組成之群中之至少1種取代基取代之1,4-環己烷二基,更佳為經甲基取代之1,4-亞苯基二基、未經取代之1,4-亞苯基二基、或未經取代之1,4-反式-環己烷二基,尤佳為未經取代之1,4-亞苯基二基、或未經取代之1,4-反式-環己烷二基。
又,存在複數個之G1與G2中之至少一者較佳為二價脂環式烴基,又,與L1或L2鍵結之G1及G2中之至少一者更佳為二價脂環式烴基。
L1與L2獨立地分別較佳為單鍵、碳數1~4之伸烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-、或C≡C-。其中,Ra1~Ra8分別獨立表示單鍵、或碳數1~4之伸烷基,Rc與Rd表示碳數1~4之烷基或氫原子。L1與L2分別獨立更佳為單鍵、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、或-OCORa6-1-。其中,Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1分別獨立表示單鍵、-CH2-、-CH2CH2-之任一種。L1與L2分別獨立進而較佳為單鍵、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、或-OCO-。
B1與B2獨立地分別較佳為單鍵、碳數1~4之伸烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、或-Ra15OC=OORa16-。其中,Ra9~Ra16分別獨立表示單鍵、或碳數1~4之伸烷基。B1與B2分別獨立更佳為單鍵、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-、或OCORa14-1-。其中,Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1分別獨立表示單鍵、-CH2-、
-CH2CH2-之任一種。B1與B2分別獨立進而較佳為單鍵、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或-OCOCH2CH2-。
就逆波長分散性展現之觀點而言,k與l較佳為2≦k+l≦6之範圍,較佳為k+l=4,更佳為k=2且l=2。若k=2且l=2,則成為對稱結構,故而較佳。
E1與E2獨立地分別較佳為碳數1~17之烷二基,更佳為碳數4~12之烷二基。
作為由P1或P2所表示之聚合性基,可列舉:環氧基、乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧乙烷基、及氧雜環丁基等。其中,較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯氧基、環氧乙烷基及氧雜環丁基,更佳為丙烯醯氧基。
Ar較佳為具有選自可具有取代基之芳香族烴環、可具有取代基之芳香族雜環、及吸電子性基中之至少一種。作為該芳香族烴環,例如可列舉:苯環、萘環、蒽環等,較佳為苯環、萘環。作為該芳香族雜環,可列舉:呋喃環、苯并呋喃環、吡咯環、吲哚環、噻吩環、苯并噻吩環、吡啶環、吡環、嘧啶環、***環、三環、吡咯啉環、咪唑環、吡唑環、噻唑環、苯并噻唑環、噻吩并噻唑環、唑環、苯并唑環、及啡啉環等。其中,較佳為具有噻唑環、苯并噻唑環、或苯并呋喃環,進而較佳為具有苯并噻唑基。又,於Ar中包含氮原子之情形時,該氮原子較佳為具有π電
子。
式(I)中,由Ar所表示之二價芳香族基中所包含之π電子之合計數Nπ較佳為8個以上,更佳為10個以上,進而較佳為14個以上,尤佳為16個以上。又,較佳為30個以下,更佳為26個以下,進而較佳為24以下。
作為由Ar所表示之芳香族基,例如可列舉以下之基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,*符號表示連結部,Z0、Z1及Z2分別獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數1~12之烷基、氰基、硝基、碳數1~12之烷基亞磺醯基、碳數1~12之烷基磺醯基、羧基、碳數1~12之氟烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數1~12之烷硫基、碳數1~12之N-烷基胺基、碳
數2~12之N,N-二烷基胺基、碳數1~12之N-烷基胺磺醯基或碳數2~12之N,N-二烷基胺磺醯基。
Q1、Q2及Q3分別獨立表示-CR2'R3'-、-S-、-NH-、-NR2'-、-CO-或O-,R2'與R3'分別獨立表示氫原子或碳數1~4之烷基。
J1與J2分別獨立表示碳原子、或氮原子。
Y1、Y2及Y3分別獨立表示可被取代之芳香族烴基或芳香族雜環基。
W1與W2分別獨立表示氫原子、氰基、甲基或鹵素原子,m表示0~6之整數。
作為Y1、Y2及Y3中之芳香族烴基,可列舉:苯基、萘基、蒽基、菲基、聯苯基等碳數6~20之芳香族烴基,較佳為苯基、萘基,更佳為苯基。作為芳香族雜環基,可列舉:呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含氮原子、氧原子、硫原子等雜原子至少1種之碳數4~20之芳香族雜環基,較佳為呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1、Y2及Y3亦可分別獨立為可被取代之多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。多環系芳香族烴基係指縮合多環系芳香族烴基、或來源於芳香環集合之基。多環系芳香族雜環基係指縮合多環系芳香族雜環基、或
來源於芳香環集合之基。
Z0、Z1及Z2獨立地分別較佳為氫原子、鹵素原子、碳數1~12之烷基、氰基、硝基、碳數1~12之烷氧基,Z0進而較佳為氫原子、碳數1~12之烷基、氰基,Z1及Z2進而較佳為氫原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。
Q1、Q2及Q3較佳為-NH-、-S-、-NR2'-、-O-,R2'較佳為氫原子。其中,尤佳為-S-、-O-、-NH-。
式(Ar-1)~(Ar-23)之中,就分子之穩定性之觀點而言,較佳為式(Ar-6)及式(Ar-7)。
於式(Ar-16)~(Ar-23)中,Y1亦可與其所鍵結之氮原子及Z0一同形成芳香族雜環基。作為芳香族雜環基,可列舉上文作為Ar可具有之芳香族雜環而敍述者,例如可列舉:吡咯環、咪唑環、吡咯啉環、吡啶環、吡環、嘧啶環、吲哚環、喹啉環、異喹啉環、嘌呤環、吡咯啶環等。該芳香族雜環基亦可具有取代基。又,Y1亦可為可與其所鍵結之氮原子及Z0一同被上述取代之多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。例如可列舉:苯并呋喃環、苯并噻唑環、苯并唑環等。
本發明之光學異向性膜中之來源於聚合性液晶化合物之成分之含量相對於光學異向性膜的質量,較佳為70~99.5質量%,較佳為80~99質量%,更佳為85~98質量%,進而較佳為90~95質量%。若來源於聚合性液
晶化合物之成分之含量為上述範圍內,則能夠提高光學異向性膜之配向性。再者,於本說明書中,來源於聚合性液晶化合物之成分係指聚合性液晶化合物、及聚合性液晶化合物之聚合物。
聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度為120℃以上,該液晶相轉移溫度之上限通常為200℃以下,較佳為180℃以下。再者,聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度可使用示差掃描熱量計進行測定,例如可藉由實施例中記載之方法進行測定。
本發明之光學異向性膜包含沸點120℃以上之有機溶劑,該有機溶劑之含量相對於該光學異向性膜之質量為100~2000ppm。如此,本發明之光學異向性膜之溶劑含量相對較少,因此,可具有優異之耐熱性,即便於高溫下,亦能夠抑制相位差之變化等。又,若所獲得之光學異向性膜之溶劑含量(溶劑餘量)為上述範圍,則於光學異向性膜製造時之乾燥步驟中,聚合性液晶化合物能夠於最適於以液晶狀態配向之量之有機溶劑中進行配向,能夠抑制配向前之結晶化及配向缺陷之產生。因此,本發明之光學異向性膜能夠展現充分之配向性,具有低霧度等優異之光學特性。再者,本發明之光學異向性膜亦可包含沸點未達120℃之有機溶劑,但通常實質上不包含沸點未達120℃之有機溶劑。實質上不包含係指沸點未達120℃之有機溶劑相對於光學異向性膜之質量較佳為100ppm以下,更佳為50ppm以下,進而較佳為10ppm以下,尤佳為0ppm。再者,有機溶劑之溶劑含量(溶劑殘存量)可藉由加熱脫附氣相層析質譜分析法進行測定,例如可藉由實施例中記載之方法進行測定。
沸點120℃以上之有機溶劑之含量相對於光學異向性膜之質量,較佳為100~1500ppm,更佳為150~1000ppm,進而較佳為200~500ppm。若有機溶劑之含量為上述下限值以上,則易於提高光學異向性膜之配向性,且易於提高光學異向性膜之低霧度等光學特性。又,若為上述上限值以下,則易於提高光學異向性膜之耐熱性。
沸點120℃以上之有機溶劑之含量相對於聚合性液晶化合物之質量,較佳為100~1500ppm,更佳為150~1000ppm,進而較佳為200~500ppm。若有機溶劑之含量為上述下限值以上,則易於提高光學異向性膜之配向性,且易於提高光學異向性膜之低霧度等光學特性。又,若為上述上限值以下,則易於提高光學異向性膜之耐熱性。
作為沸點120℃以上之有機溶劑,較佳為能夠使聚合性液晶化合物溶解且對聚合性液晶化合物之聚合反應為惰性之溶劑,根據所使用之聚合性液晶化合物適當進行選擇即可。具體可列舉:N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP,沸點202℃)、二乙基乙醯胺(沸點165℃)及二甲基甲醯胺(沸點153℃)等醯胺系溶劑;丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA,沸點146℃)、乙酸丁酯(沸點126℃)、乙二醇甲醚乙酸酯(沸點145℃)、γ-丁內酯(GBL,沸點204℃)及乳酸乙酯(沸點155℃)等酯溶劑;環戊酮(沸點130℃)、環己酮(沸點157℃)及2-庚酮(沸點151℃)等酮溶劑;乙二醇(沸點197℃)、丙二醇(沸點187℃)、乙二醇甲醚(沸點124℃)、乙二醇丁醚(沸點171℃)及丙二醇單甲醚(沸點121℃)等醇溶劑;二甲苯(沸點138~144℃)等芳香族烴溶劑;氯苯
(沸點131℃)等含氯溶劑等。有機溶劑可單獨使用,或將兩種以上組合使用。有機溶劑之沸點較佳為125℃以上,更佳為130℃以上。若上述有機溶劑之沸點為上述下限值以上,則易於將光學異向性膜之溶劑含量(溶劑殘存量)調整為特定範圍,因此能夠提高光學異向性膜之耐熱性、配向性、及低霧度等光學特性。再者,有機溶劑之沸點之上限值並無特別限定,但通常為250℃以下。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物可包含聚合起始劑。聚合起始劑係借助於熱或光而產生反應活性種,且可使聚合性液晶化合物等之聚合反應開始之化合物。作為反應活性種,可列舉:自由基、陽離子或陰離子等活性種。其中,就容易進行反應控制之觀點而言,較佳為藉由光照射而產生自由基(活性自由基)之光聚合起始劑。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:安息香化合物、二苯甲酮化合物、苄基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、三化合物、錪鹽及鋶鹽。具體可列舉:豔佳固(Irgacure、註冊商標)907、豔佳固184、豔佳固651、豔佳固819、豔佳固250、豔佳固369、豔佳固379、豔佳固127、豔佳固2959、豔佳固754、豔佳固379EG(以上為BASF日本股份有限公司製造)、Seikuol BZ、Seikuol Z、Seikuol BEE(以上為精工化學股份有限公司製造)、kayacure(kayacure)BP100(日本化藥股份有限公司製造)、kayacure UVI-6992(Dow公司製造)、Adeka Optomer SP-152、Adeka Optomer SP-170、Adeka Optomer N-1717、Adeka Optomer N-
1919、ADEKAARKLS NCI-831、ADEKAARKLS NCI-930(以上為ADEKA股份有限公司製造)、TAZ-A、TAZ-PP(以上為Nihon SiberHegner公司製造)及TAZ-104(三和化學公司製造)。光聚合起始劑可單獨使用,或將兩種以上組合使用。該等光聚合起始劑之中,就能夠有效率地利用波長350nm以上之紫外線之觀點而言,較佳為α-苯乙酮系光聚合起始劑、肟系光聚合起始劑。
作為α-苯乙酮系光聚合起始劑,例如可列舉:2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基胺基-2-苄基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮及2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-(4-甲基苯基甲基)丁烷-1-酮等,更佳為2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮及2-二甲基胺基-2-苄基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮。作為α-苯乙酮系光聚合起始劑之市售品,可列舉:豔佳固369、379EG、907(以上為BASF日本(股)製造)及Seikuol BEE(精工化學公司製造)等。
肟系光聚合起始劑係藉由照射光而產生甲基自由基。藉由該甲基自由基而適當地進行光學異向性膜之深部中之聚合性液晶化合物之聚合。又,就更有效率地進行光學異向性膜之深部中之聚合反應之觀點而言,較佳為使用能夠有效率地利用波長350nm以上之紫外線之光聚合起始劑。作為能夠有效率地利用波長350nm以上之紫外線之光聚合起始劑,較佳為三化合物或肟酯型咔唑化合物,就感度之觀點而言,更佳為肟酯型咔唑化合物。作為肟酯型咔唑化合物,例如可列舉:1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯肟)]、乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-
3-基]-1-(O-乙醯肟)等。作為肟酯型咔唑化合物之市售品,可列舉:豔佳固OXE-01、豔佳固OXE-02、豔佳固OXE-03(以上為BASF日本股份有限公司製造)、Adeka Optomer N-1919、ADEKAARKLS NCI-831(以上為ADEKA股份有限公司製造)等。
於構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物含有聚合起始劑之情形時,聚合起始劑之含量可根據聚合性液晶化合物之種類及其量適當進行調節,但相對於聚合性液晶化合物100質量份,較佳為0.1~30質量份,更佳為0.5~20質量份,進而較佳為1~15質量份。若聚合起始劑之含量為上述範圍,則聚合性基之反應充分地進行,獲得具有充分之硬度之光學異向性膜,並且不易擾亂聚合性液晶化合物之配向。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物可包含聚合抑制劑。藉由聚合抑制劑能夠控制聚合性液晶化合物之聚合反應之進展程度。
作為聚合抑制劑,可使用光學膜之領域中先前公知之聚合抑制劑,作為其例,可列舉:酚類抗氧化劑、胺系抗氧化劑、醌系抗氧化劑、亞硝基系抗氧化劑等一次抗氧化劑;磷系抗氧化劑及硫系抗氧化劑等二次抗氧化劑等。聚合抑制劑可單獨使用,或將兩種以上組合使用。該等之中,就捕捉來源於聚合起始劑之自由基之觀點而言,較佳為酚類抗氧化劑等一次抗氧化劑,就乾燥後不阻礙液晶硬化膜之聚合之觀點而言,更佳為分子量500以下之一次抗氧化劑。
酚類抗氧化劑係於分子內具有酚性羥基之抗氧化劑,較佳為於其酚性羥基之鄰位具有烷基者。於本說明書中,具有酚性羥基及磷酸酯結構或亞磷酸酯結構之抗氧化劑係分類為磷系抗氧化劑。
作為酚類抗氧化劑,例如可列舉:1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、4、4'-亞丁基-雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、6-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸2-第三丁酯、四[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、3,3',3",5,5',5"-六-第三丁基-a,a',a"-(均三甲苯-2,4,6-三基)三-對甲酚、1,3,5-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、1,3,5-三((4-第三丁基-3-羥基-2,6-二甲苯基)甲基)-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、硫代二乙烯雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、苯丙酸、3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基、C7-C9側鏈烷基酯、4,6-雙(辛硫基甲基)-鄰甲酚、Irganox(註冊商標)3125(BASF公司製造)、2,4-雙(正辛硫基)-6-(4-羥基3',5'-二-第三丁基苯胺)-1,3,5-三、3,9-雙(2-(3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基)-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺(5,5)十一烷、二丁基羥基甲苯(2,6-二-第三丁基-對甲酚,有時稱為BHT)、Sumilizer(註冊商標)BHT(住友化學(股)製造)、Sumilizer(註冊商標)GA-80(住友化學(股)製造)、Sumilizer(註冊商標)GS(住友化學(股)製造)、Cyanox(註冊商標)1790(Cytec(股)製造)及維生素E(衛材(股)製造)等。
胺系抗氧化劑係於分子內具有胺基之抗氧化劑。作為胺系抗氧化劑,例如可列舉:1-萘胺、苯基-1-萘胺、對辛基苯基-1-萘胺、對壬基苯基-1-萘胺、對十二烷基苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺等萘基胺系抗氧化劑;N,N'-二異丙基-對苯二胺、N,N'-二異丁基-對苯二胺、N,N'-二苯基-對苯二胺、N,N'-二-β-萘基-對苯二胺、N-苯基-N'-異丙基-對苯二胺、N-環己基-N'-苯基-對苯二胺、N-1,3-二甲基丁基-N'-苯基-對苯二胺、二辛基-對苯二胺、苯基己基-對苯二胺、苯基辛基-對苯二胺等苯二胺系抗氧化劑;二吡啶胺、二苯胺、p,p'-二-正丁基二苯胺、p,p'-二-第三丁基二苯胺、p,p'-二-第三戊基二苯胺、p,p'-二辛基二苯胺、p,p'-二壬基二苯胺、p,p'-二癸基二苯胺、p,p'-二(十二烷基)二苯胺、p,p'-二苯乙烯基二苯胺、p,p'-二甲氧基二苯胺、4,4'-雙(4-α,α-二甲基苯甲醯基)二苯胺、對異丙氧基二苯胺、二吡啶胺等二苯胺系抗氧化劑;啡噻、N-甲基啡噻、N-乙基啡噻、3,7-二辛基啡噻、啡噻羧酸酯、吩哂等啡噻系抗氧化劑。
磷系抗氧化劑係具有磷酸酯結構或亞磷酸酯結構之抗氧化劑。作為磷系抗氧化劑,例如可列舉:6-[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四-第三丁基二苯并[d,f][1,3,2]二惡磷環庚烷、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、亞磷酸二苯基異辛基酯、2,2'-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)辛基亞磷酸酯、亞磷酸二苯基異癸酯、亞磷酸二苯基異癸酯、磷酸三苯基酯、磷酸三丁酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、環狀新戊烷四基雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯、6-[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四-第三丁基苯并[d,f][1,3,2]二惡磷環
庚烷、亞磷酸三(壬基苯基)酯、三(單-&二壬基苯基混合)亞磷酸酯、亞磷酸二苯基單(十三烷基)酯、2,2'-亞乙基雙(4,6-二-第三丁基苯酚)氟亞磷酸酯、亞磷酸苯基二異癸酯、亞磷酸三(2-乙基己基)酯、亞磷酸三(異癸基)酯、亞磷酸三(十三烷基)酯、4,4'-伸聯苯基-二-亞磷酸四(2,4-二-第三丁基苯基)酯、4,4'-亞異丙基二苯基四烷基(C12-C15)二亞磷酸酯、4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯基)-二(十三烷基)亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇-二-亞磷酸酯、環狀新戊烷四基雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基-亞磷酸酯)、1,1,3-三(2-甲基-4-二(十三烷)基亞磷酸酯-5-第三丁基苯基)丁烷、四(2,4-二-第三丁基-5-甲基苯基)-4,4'-伸聯苯基二亞磷酸酯、亞磷酸三-2-乙基己酯、亞磷酸三異癸酯、亞磷酸三(十八烷基)酯、亞磷酸苯基二異癸酯、三硫代亞磷酸三月桂酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、亞磷酸三(壬基苯基)酯三[2-[[2,4,8,10-四-第三丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧雜膦-6-基]氧基]乙基]胺、雙(2,4-雙(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基)乙酯亞磷酸、Adekastab(註冊商標)329K(ADEKA(股)製造)、Adekastab(註冊商標)PEP36(ADEKA(股)製造)、Adekastab(註冊商標)PEP-8(ADEKA(股)製造)、Sandstab(註冊商標)P-EPQ(Clariant公司製造)、Weston(註冊商標)618(GE公司製造)、Weston(註冊商標)619G(GE公司製造)、Ultranox(註冊商標)626(GE公司製造)、6-[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四-第三丁基二苯并[d,f][1,3,2]二惡磷環庚烷)等。
硫系抗氧化劑係於分子內具有硫原子之抗氧化劑。作為硫系抗氧化劑,例如可列舉:硫代二丙酸二月桂酯、二肉豆蔻基、二硬脂基等之二烷
基硫代二丙酸酯化合物;四[亞甲基(3-十二烷硫基)丙酸酯]甲烷等多元醇之β-烷基巰基丙酸酯化合物等。
於構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物含有聚合抑制劑之情形時,聚合抑制劑之含量相對於聚合性液晶化合物100質量份,較佳為0.1~10質量份,0.15~7質量份,進而較佳為0.2~5質量份,尤佳為0.2~1質量份。若聚合抑制劑之含量為上述範圍,則防止保管聚合性液晶組合物時之凝膠化,易於抑制所獲得之光學異向性膜之配向缺陷之產生。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物亦可包含調平劑。調平劑具有調整聚合性液晶組合物之流動性,使塗佈該組合物而獲得之光學異向性膜變得更平坦之功能。作為調平劑,例如可列舉:聚矽氧系調平劑、聚丙烯酸酯系調平劑、全氟烷基系調平劑等。具體可列舉:DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上全部為東麗道康寧(股)製造)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001(以上全部為信越化學工業(股)製造)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上全部為邁圖高新材料日本合同會公司製造)、電子氟化液(fluorinert)(註冊商標)FC-72、fluorinert FC-40、fluorinert FC-43、fluorinert FC-3283(以上全部為Sumitomo 3M(股)製造)、MEGAFAC(註冊商標)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-477、MEGAFAC F-479、MEGAFAC F-482、MEGAFAC F-483(以上均為DIC(股)製造)、Eftop(商品名)EF301、Eftop EF303、Eftop EF351、Eftop EF352(以上全部為三菱綜合材料電子化成(股)製造)、Surflon(註冊商標)S-381、Surflon S-382、Surflon S-383、Surflon S-393、Surflon SC-101、Surflon SC-105、KH-40、SA-100(以上全部為AGC清美化學(股)製造)、商品名E1830、商品名E5844(大金精密化學研究所(股)製造)、BM-1000、BM-1100、BYK-352、BYK-353及BYK-361N(均為商品名:BM,Chemie公司製造)等。該等調平劑可單獨使用,或將兩種以上組合使用。該等之中,較佳為聚丙烯酸酯系調平劑及全氟烷基系調平劑。
調平劑之含量相對於聚合性液晶化合物100質量份,較佳為0.001~5質量份,更佳為0.01~3質量份。若調平劑之含量為上述範圍,則例如易於使聚合性液晶化合物水平配向,且所獲得之光學異向性膜有變得更平滑之傾向,故而較佳。光學異方層形成用組合物亦可含有2種以上之調平劑。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物可包含光敏劑。光敏劑能夠使光聚合起始劑高感度化。作為光敏劑,例如可列舉:酮、9-氧硫等酮類;蒽及烷基醚等具有取代基之蒽類;啡噻;紅螢烯。光敏劑可單獨使用,或將兩種以上組合使用。光敏劑之含量相對於聚
合性液晶化合物100質量份,較佳為0.01~10質量份,更佳為0.05~5質量份,進而較佳為0.1~3質量份。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物可包含密接性提高劑、脫模劑、穩定劑、上藍劑等著色劑、阻燃劑及潤滑劑等添加劑。添加劑之含量相對於構成光學異向性膜之聚合性液晶組合物之固形物成分的質量,較佳為0.01~10質量%,更佳為0.1~5質量%。再者,重量性液晶組合物之固形物成分係表示自聚合性液晶組合物中將溶劑等揮發性成分除外之所有成分。
本發明之該光學異向性膜較佳為對三維折射率具有異向性之膜。光學異向性膜所形成之三維折射率橢圓體亦可具有雙軸性,但較佳為具有單軸性。光學異向性膜可為相對於該光學異向性膜之平面沿水平方向配向之狀態之聚合性液晶化合物聚合而成的水平配向液晶硬化膜,可為相對於該光學異向性膜之平面沿垂直方向(光學異向性膜之膜厚方向)配向之狀態之聚合性液晶化合物聚合而成的垂直配向液晶硬化膜,亦可為混合配向液晶硬化膜或傾斜配向液晶硬化膜。
於本發明之較佳之態樣中,本發明之光學異向性膜係使上述聚合性液晶組合物硬化而成之硬化膜,且係相對於該光學異向性膜之平面沿水平方向配向之狀態之聚合性液晶化合物聚合而成的水平配向液晶硬化膜。
上述水平配向液晶硬化膜較佳為相對於波長λnm之光之面內相位差即R(λ)滿足下述式(2)所表示之光學特性,更佳為滿足下述式(3)、下述式(4)及下述式(5)所表示之光學特性。
100nm≦Re(550)≦160nm…(2)
[式中,Re(550)表示相對於波長550nm之光之面內相位差值(面內延遲)]
Re(450)/Re(550)≦1.0…(3)
1.00≦Re(650)/Re(550)…(4)
[式中,Re(450)表示相對於波長450nm之光之面內相位差值,Re(550)表示相對於波長550nm之光之面內相位差值,Re(650)表示相對於波長650nm之光之面內相位差值]
若光學異向性膜之「Re(450)/Re(550)」超過1.0,則包含光學異向性膜之橢圓偏光板中之短波長側之光洩漏有變大之傾向。更佳為0.95以下,進而較佳為0.92以下。
光學異向性膜之面內相位差值可根據光學異向性膜之厚度進行調整。面內相位差值係由下述式(5)決定,因此,為了獲得所期望之面內相位差值(Re(λ)),只要對△n(λ)及膜厚d進行調整即可。水平配向液晶硬化層之厚度較佳為0.5~5μm,更佳為1~3μm。水平配向液晶硬化層之厚度可藉由干涉膜厚計、雷射顯微鏡或觸針式膜厚計進行測定。再者,△n(λ)取決於下述聚合性液晶化合物之分子結構。
Re(λ)=d×△n(λ)…(5)
(式中,Re(λ)表示波長λ nm時之面內相位差值,d表示膜厚,△n(λ)
表示波長λnm時之雙折射率)
本發明之光學異向性膜之霧度較佳為2%以下,更佳為1.5%以下,進而較佳為1%以下,尤佳為0.5%以下,最佳為0.3%以下。若霧度為上述上限值以下,則將本發明之光學異向性膜應用於顯示裝置時能夠清晰地顯示畫面。又,霧度之下限值通常大於0。再者,霧度可使用HAZE METER進行測定,例如可藉由實施例中記載之方法進行測定。
就薄膜化之觀點而言,本發明之光學異向性膜之膜厚較佳為0.5~5μm,更佳為1~3μm。再者,光學異向性膜之膜厚例如可藉由干涉膜厚計、雷射顯微鏡或觸針式膜厚計進行測定。
本發明之光學異向性膜較佳為形成於基材或配向膜上。此種光學異向性膜可藉由包括以下之步驟之方法進行製造:將包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物之聚合性液晶組合物塗佈於基材或配向膜上,獲得塗佈層(以下,亦稱為「塗佈步驟」);一面於未達該有機溶劑之沸點之乾燥溫度下使所獲得之塗佈層乾燥,並自該塗佈層去除該有機溶劑,一面使聚合性液晶化合物配向(以下,亦稱為「乾燥步驟」);及藉由使配向後之聚合性液晶化合物聚合,而使聚合性液晶層硬化,獲得光學異向性膜(以下,亦稱為「硬化步驟」)。
再者,於使聚合性液晶組合物形成於配向膜上之情形時,該配向膜較佳為形成於基材上。
構成本發明之光學異向性膜之聚合性液晶組合物可藉由利用例如攪拌等公知之方法,將上述聚合性液晶化合物及上述有機溶劑、以及視需要之上述聚合起始劑、上述聚合抑制劑、上述調平劑、上述光敏劑及上述添加劑混合而進行製備。
作為於塗佈步驟中,將上述聚合性液晶組合物塗佈於基材或配向膜上之方法,例如可列舉:擠出塗佈法、直接凹版塗佈法、反向凹版塗佈法、CAP塗佈法、狹縫式塗佈法、模嘴塗佈法等。又,亦可列舉使用浸漬塗佈機、棒式塗佈機、旋轉塗佈機等塗佈機進行塗佈之方法等。該等之中,就能夠以輥對輥(Roll to Roll)形式連續進行塗佈之方面而言,較佳為CAP塗佈法、噴墨法、浸漬塗佈法、狹縫式塗佈法、模嘴塗佈法及利用棒式塗佈機之塗佈方法。於以輥對輥形式進行塗佈之情形時,亦可將配向膜形成用組合物等塗佈於基材而形成配向膜,進而將聚合性液晶組合物連續地塗佈於所獲得之配向膜上。
作為基材,可列舉玻璃基材及膜基材,就加工性之觀點而言,較佳為膜基材,就能夠連續地進行製造之方面而言,更佳為長條之卷狀膜。作為構成膜基材之樹脂,例如可列舉:聚乙烯、聚丙烯、降烯系聚合物等聚烯烴;環狀烯烴系樹脂;聚乙烯醇;聚對苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙醯纖維素、二乙醯纖維素及乙酸纖維素丙酸酯等
纖維素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚碸;聚醚碸;聚醚酮;聚苯硫醚及聚苯醚等樹脂。
作為市售之纖維素酯基材,可列舉:「Fujitac膜」(富士軟片股份有限公司製造);「KC8UX2M」、「KC8UY」及「KC4UY」(以上為Konica Minolta Opto股份有限公司製造)等。
作為市售之環狀烯烴系樹脂,可列舉:「Topas」(註冊商標)(Ticona公司(德國)製造)、「ARTON」(註冊商標)(JSR股份有限公司製造)、「ZEONOR」(註冊商標)、「ZEONEX」(註冊商標)(以上為日本瑞翁股份有限公司製造)及「APEL」(註冊商標)(三井化學股份有限公司製造)。可藉由溶劑流延法、熔融擠出法等公知之方法將此種環狀烯烴系樹脂製膜而製成基材。亦可使用市售之環狀烯烴系樹脂基材。作為市售之環狀烯烴系樹脂基材,可列舉:「S-SINA」(註冊商標)、「SCA40」(註冊商標)(以上為積水化學工業股份有限公司製造)、「ZEONOR膜」(註冊商標)(日本瑞翁股份有限公司製造)及「ARTON膜」(註冊商標)(JSR股份有限公司製造)。
該等構成基材之樹脂之中,就耐熱性之觀點而言,較佳為環狀烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯。
基材之厚度就實現實用上之操作之程度之質量的方面而言,較薄者更佳,但若過薄,則強度下降,加工性有變差之傾向。基材之厚度通常為5~300μm,較佳為20~200μm。又,藉由將基材剝離,並對單個光學異向性膜或光學異向性膜與配向膜之積層體進行轉印,而獲得進一步之薄膜化效果。
配向膜係具有使上述聚合性液晶化合物沿所期望之方向配向之配向限制力者。作為配向膜,較佳為具有不因聚合性液晶組合物之塗佈等而溶解之耐溶劑性,又,具有用於溶劑之去除或下述聚合性液晶化合物之配向之加熱處理時的耐熱性者。作為配向膜,可列舉:摩擦配向膜、光配向膜、於表面具有凹凸圖案或複數個槽之溝槽配向膜、延伸膜等。於應用於長條之卷狀膜之情形時,就易於控制配向方向之方面而言,較佳為光配向膜。
此種配向膜易於進行聚合性液晶化合物之配向。又,根據配向膜之種類或摩擦條件或光照射條件,能夠進行垂直配向、水平配向、混合配向、及傾斜配向等各種配向之控制。
配向膜之膜厚通常為10~10000nm,較佳為10~1000nm,進而較佳為50~300nm。
作為用於摩擦配向膜之配向性聚合物,例如可列舉:具有醯胺鍵之聚醯胺或明膠類、具有醯亞胺鍵之聚醯亞胺及其水解物即聚醯胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚唑、聚伸乙基亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯類。配向性聚合物可單獨使用,或將兩種以上組合使用。
摩擦配向膜通常可藉由將配向性聚合物溶解於溶劑而得之組合物(以下,亦稱為配向性聚合物組合物)塗佈於基材,將溶劑去除形成塗佈膜,
並對該塗佈膜進行摩擦而賦予配向限制力。
配向性聚合物組合物中之配向性聚合物之濃度只要為配向性聚合物完全溶解於溶劑之範圍即可。配向性聚合物相對於配向性聚合物組合物之含量較佳為0.1~20質量%,更佳為0.1~10質量%。
配向性聚合物組合物可自市場購入。作為市售之配向性聚合物組合物,可列舉:Sunever(註冊商標,日產化學工業(股)製造)、Optomer(註冊商標,JSR(股)製造)等。
作為將配向性聚合物組合物塗佈於基材之方法,可列舉與將上述聚合性液晶組合物塗佈於基材或配向膜之方法相同之方法。作為將配向性聚合物組合物中所包含之溶劑去除之方法,可列舉:自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。
作為摩擦處理之方法,例如可列舉:使上述塗佈膜接觸於捲繞有摩擦布並旋轉之摩擦輥之方法。進行摩擦處理時,若進行遮蔽,亦能夠於配向膜形成配向之方向不同之複數個區域(圖案)。
光配向膜通常包含具有光反應性基之聚合物或低聚物或單體。於連續形成光學異向性膜之情形時,就耐溶劑性等觀點而言,較佳為分子量5000以上之聚合物,就親和性之觀點而言,於聚合性液晶化合物具有(甲基)丙烯醯基之情形時,較佳為丙烯酸系聚合物。光配向膜可係藉由如下
方法獲得,即,將包含具有光反應性基之聚合物或低聚物或單體及溶劑之組合物(以下,亦稱為「光配向膜形成用組合物」)塗佈於基材,對溶劑進行乾燥去除,之後照射偏光(較佳為偏光UV)。光配向膜就可藉由選擇照射之偏光之偏光方向而任意地控制配向限制力之方向之方面而言更佳。
光反應性基係指藉由光照射產生配向能之基。具體可列舉參與藉由光照射所產生之分子之配向誘發反應、異構化反應、光二聚反應、光交聯反應或光分解反應等成為配向能之起源之光反應的基。作為光反應性基,較佳為具有不飽和鍵,尤其是雙鍵之基,尤佳為具有選自由碳-碳雙鍵(C=C鍵)、碳-氮雙鍵(C=N鍵)、氮-氮雙鍵(N=N鍵)及碳-氧雙鍵(C=O鍵)所組成之群中之至少一種之基。
作為具有C=C鍵之光反應性基,例如可列舉:乙烯基、多烯基、芪基、苯乙烯基吡啶基、苯乙烯基吡啶鹽基、查耳酮基及桂皮醯基。作為具有C=N鍵之光反應性基,例如可列舉:具有芳香族希夫鹼、芳香族腙等結構之基。作為具有N=N鍵之光反應性基,例如可列舉:偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族雜環偶氮基、雙偶氮基、甲臢基、及具有氧化偶氮苯結構之基。作為具有C=O鍵之光反應性基,例如可列舉:二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及順丁烯二醯亞胺基。該等基亦可具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧羰基、羥基、磺酸基、鹵化烷基等取代基。
參與光二聚反應或光交聯反應之基就配向性優異之方面而言較佳。其中,較佳為參與光二聚反應之光反應性基,就配向所需之偏光照射量相
對較少,且易於獲得熱穩定性或經時穩定性優異之光配向膜之方面而言,較佳為桂皮醯基及查耳酮基。作為具有光反應性基之聚合物,尤佳為如該聚合物側鏈之末端部成為桂皮酸結構或桂皮酸酯結構般之具有桂皮醯基者。
光配向膜形成用組合物中之具有光反應性基之聚合物或單體之含量可根據聚合物或單體之種類或目標之光配向膜的厚度進行調節,較佳為設為至少0.2質量%以上,更佳為0.3~10質量%之範圍。
作為將光配向膜形成用組合物塗佈於基材之方法,可列舉與將上述聚合性液晶組合物塗佈於基材或配向膜上之方法相同之方法。作為自塗佈後之光配向膜形成用組合物去除溶劑之方法,可列舉與自配向性聚合物組合物去除溶劑之方法相同之方法。
為了照射偏光,以直接對自塗佈於基材上之光配向膜形成用組合物去除溶劑而得者照射偏光之形式,以自基材側照射偏光,使偏光透過基材而進行照射之形式均可。又,若該偏光實質上為平行光,則較佳。照射之偏光之波長可為具有光反應性基之聚合物或單體之光反應性基可吸收光能之波長域者。具體而言,尤佳為波長250nm~400nm之範圍之UV(紫外線)。作為照射該偏光之光源,可列舉:氙氣燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈、KrF、ArF等紫外光雷射等。其中,高壓水銀燈、超高壓水銀燈及金屬鹵素燈由於波長313nm之紫外線之發光強度較大,故而較佳。藉由使來自上述光源之光通過適當之偏光元件進行照射,能夠照
射偏光UV。作為偏光元件,可列舉:偏光濾波器、葛蘭-湯普生、及葛蘭-泰勒等偏光稜鏡、以及線柵。其中,就大面積化及熱之耐性之觀點而言,較佳為線柵型偏光元件。再者,進行摩擦或偏光照射時,若進行遮蔽,亦能夠形成液晶配向之方向不同之複數個區域(圖案)。
溝槽(groove)配向膜係於膜表面具有凹凸圖案或複數個溝槽(槽)之膜。於將聚合性液晶化合物塗佈於具有等間隔排列之複數個直線狀之溝槽之膜的情形時,液晶分子於沿著該槽之方向上配向。
作為獲得溝槽配向膜之方法,可列舉以下方法等:經由具有圖案形狀之狹縫之曝光用遮罩對感光性聚醯亞胺膜表面進行曝光後,進行顯影及沖洗處理,而形成凹凸圖案;於在表面具有槽之板狀之母盤形成硬化前之UV硬化樹脂之層,使樹脂層向基材移動,然後進行硬化;及將具有複數個槽之輥狀之母盤壓抵於形成於基材上之硬化前之UV硬化樹脂的膜而形成凹凸,其後進行硬化。
於乾燥步驟中,一面於未達該有機溶劑之沸點之乾燥溫度下使塗佈步驟中所獲得之塗佈層乾燥,並自該塗佈層去除該有機溶劑,一面使聚合性液晶化合物以液晶狀態配向。未達有機溶劑之沸點之乾燥溫度下,以所獲得之光學異向性膜之有機溶劑含量(殘存量)成為100~2000ppm之方式將有機溶劑去除,藉此可經過乾燥步驟於塗佈層存在特定量之有機溶劑,因此,能夠使聚合性液晶化合物以液晶狀態充分配向。
於本發明之一實施態樣中,於乾燥步驟中,就易於提高配向性或低
霧度等光學特性之觀點而言,較佳為塗佈層中之聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度未達有機溶劑之沸點,更佳為未達乾燥溫度。此處,聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度於有機溶劑中有下降之傾向,因此,聚合性液晶化合物(單獨)中所測得之液晶相轉移溫度存在較塗佈層中(包含有機溶劑)之聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度高的傾向。因此,聚合性液晶化合物(單獨)之液晶相轉移溫度較佳為未達(有機溶劑之沸點+40℃),更佳為未達(有機溶劑之沸點+30℃),進而較佳為未達(有機溶劑之沸點+20℃),尤佳為未達(有機溶劑之沸點+10℃),又,較佳為(有機溶劑之沸點-80℃)以上。若聚合性液晶化合物(單獨)之液晶相轉移溫度為上述範圍,則易於有效抑制配向前之結晶化及配向缺陷之產生,從而易於有效提高所獲得之光學異向性膜之配向性或低霧度等光學特性。再者,聚合性液晶化合物(單獨)之液晶相轉移溫度可使用示差掃描熱量計進行測定,例如可藉由實施例中記載之方法進行測定。
乾燥溫度亦取決於聚合性液晶化合物及溶劑之種類,但較佳為50~140℃,更佳為80~130℃。若乾燥溫度較該範圍高,則熱風乾燥爐之溫度變得不穩定,此外,基材可能發生變形,若乾燥溫度較該範圍低,則無法獲得充分之配向性。若乾燥溫度為上述範圍,則就光學異向性膜之耐熱性、配向性及光學特性之方面而言較為有利。
於硬化步驟中,藉由乾燥步驟而配向之聚合性液晶化合物之聚合可藉由用以使具有聚合性基之化合物聚合之公知的方法進行,例如可採用利用活性能量線之照射所進行之光聚合。
作為照射之活性能量線,根據聚合性液晶化合物之種類(尤其是聚合性液晶化合物所具有之光聚合性官能基之種類)、光聚合起始劑之種類、及該等之量適當進行選擇。具體可列舉選自由可見光、紫外光、紅外光、X射線、α射線、β射線、及γ射線所組成之群中之一種以上之光。其中,就易於控制聚合反應之進展之方面、及可使用作為光聚合裝置而於本領域中廣泛使用者之方面而言,較佳為紫外光,且較佳為以能夠藉由紫外光進行光聚合之方式選擇聚合性液晶化合物之種類。
作為上述活性能量線之光源,例如可列舉:低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙氣燈、鹵素燈、碳弧燈、鎢絲燈、鎵燈、準分子雷射、發光波長範圍380~440nm之LED(light-emitting diode,發光二極體)光源、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、金屬鹵素燈等。
紫外線照射強度通常為10~3,000mW/cm2。紫外線照射強度較佳為對光聚合起始劑之活化有效之波長區域中之強度。照射光之時間通常為0.1秒~10分鐘,較佳為0.1秒~5分鐘,更佳為0.1秒~3分鐘,進而較佳為0.1秒~1分鐘。若以此種紫外線照射強度照射1次或複數次,則其累計光量為10~3,000mJ/cm2,較佳為50~2,000mJ/cm2,更佳為100~1,000mJ/cm2。若累計光量為該範圍,則有所獲得之光學異向性膜獲得充分之硬化之傾向,並且能夠防止光學異向性膜之著色。
本發明之橢圓偏光板包含上述光學異向性膜及偏光膜。該光學異向性膜亦可形成於積層在上述基材上之上述配向膜上。橢圓偏光板可藉由使上述光學異向性膜與偏光膜經由黏接著劑貼合而獲得。於較佳之態樣中,本發明之橢圓偏光板依序具有上述基材、上述配向膜、上述光學異向性膜、黏接著劑層及偏光膜。
於本發明之一實施態樣中,於將光學異向性膜積層於偏光膜之情形時,較佳為以光學異向性膜之遲相軸(光軸)與偏光膜之吸收軸實質上成為45°之方式進行積層。藉由以該光學異向性膜之遲相軸(光軸)與偏光膜之吸收軸實質上成為45°之方式進行積層,能夠獲得作為橢圓偏光板之功能。再者,實質上45°通常為45±5°之範圍。
作為偏光膜,包含具有偏光功能之偏光元件。作為偏光元件,可列舉:吸附有具有吸收異向性之色素之延伸膜、或將具有吸收異向性之色素塗佈配向而得之膜。作為具有吸收異向性之色素,可列舉二色性色素。
吸附有具有吸收異向性之色素之延伸膜通常經由以下步驟進行製造:使聚乙烯醇系樹脂膜單軸延伸;藉由利用二色性色素對聚乙烯醇系樹脂膜進行染色,而使其吸附該二色性色素;利用硼酸水溶液對吸附有二色性色素之聚乙烯醇系樹脂膜進行處理;及於利用硼酸水溶液進行處理後,進行水洗。藉由使以此方式獲得之偏光元件與透明保護膜貼合而獲得偏光膜。作為二色性色素,可列舉碘或二色性之有機染料。作為二色性之有機染料,可列舉:C.I.DIRECT RED 39等包含雙偶氮化合物之二色性直接
染料、及包含三偶氮、四偶氮等化合物之二色性直接染料等。如上所述,對聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸、利用二色性色素之染色、硼酸處理、水洗及乾燥而獲得之偏光元件之厚度較佳為5~40μm。
作為將具有吸收異向性之色素塗佈配向而成之膜,可列舉:塗佈包含具有液晶性之二色性色素之組合物而獲得之膜、或塗佈包含二色性色素與聚合性液晶化合物之組合物而獲得之膜等。塗佈具有吸收異向性之色素之膜較薄者更佳,但若過薄,則強度下降,加工性有變差之傾向。該膜之厚度通常為20μm以下,較佳為5μm以下,更佳為0.5~3μm。就作為硬膜而獲得之方面而言,較佳為塗佈包含二色性色素與聚合性液晶化合物之組合物,且以聚合性液晶化合物配向之狀態形成聚合物之膜,就獲得較高之偏光性能之方面而言,更佳為聚合性液晶化合物具有層列型液晶相,且以層列型液晶相狀態形成聚合物之膜。作為此種偏光元件,具體可列舉:日本專利第4719156號、日本專利第4937252號、日本專利第5776063號、日本專利第5923941號、日本專利第5982762號、日本專利第6006485號、日本專利第6036452號、日本專利第6098053號、日本專利第6132049號等中記載之偏光元件。
再者,本發明之橢圓偏光板可包含光學異向性膜、偏光膜、黏接著劑(黏接著劑層)、基材、及配向膜以外之其他層。作為其他層,例如可列舉:等向性保護膜、硬塗層等。
本發明包括包含上述橢圓偏光板之顯示裝置。該顯示裝置可藉由使
橢圓偏光板,較佳為使橢圓偏光板之光學異向性膜經由黏接著劑貼合於顯示裝置而獲得。本發明之上述橢圓偏光板及包含該橢圓偏光板之顯示裝置由於包含上述光學異向性膜,故而具有優異之耐熱性,並且低霧度等光學特性優異,能夠使顯示器清晰地顯示。顯示裝置係具有顯示機構之裝置,包含作為發光源之發光元件或發光裝置。作為顯示裝置,可列舉:液晶顯示裝置、有機電致發光(EL)顯示裝置、無機電致發光(EL)顯示裝置、觸控面板顯示裝置、電子發射顯示裝置(電場發射顯示裝置(FED等)、表面場發射顯示裝置(SED))、電子紙(使用電子墨水或電泳元件之顯示裝置)、電漿顯示裝置、投影型顯示裝置(具有柵狀光閥成像系統(GLV)顯示裝置、數位微鏡裝置(DMD)之顯示裝置等)及壓電陶瓷顯示器等。液晶顯示裝置亦包含透射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直視型液晶顯示裝置及投影型液晶顯示裝置等之任一種。該等顯示裝置可為顯示二維圖像之顯示裝置,亦可為顯示三維圖像之立體顯示裝置。尤其是作為本發明之包含橢圓偏光板之顯示裝置,較佳為有機EL顯示裝置及觸控面板顯示裝置。
作為於橢圓偏光板之形成中用以使偏光膜與光學異向性膜貼合之黏接著劑、或於顯示裝置之形成中用以使橢圓偏光板與顯示裝置之表面貼合之黏接著劑,可列舉:感壓式黏著劑、乾燥固化型接著劑及化學反應型接著劑。作為化學反應型接著劑,例如可列舉活性能量線硬化型接著劑。作為橢圓偏光板之形成中之黏接著劑,較佳為由感壓式黏著劑、乾燥固化型接著劑、活性能量線硬化型接著劑形成之接著劑層,作為顯示裝置之形成中之黏接著劑,較佳為感壓式黏著劑或活性能量線硬化型接著劑。
感壓式黏著劑通常包含聚合物,亦可包含溶劑。
作為聚合物,可列舉:丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、或聚醚等。其中,包含丙烯酸系聚合物之丙烯酸系黏著劑由於光學透明性優異,具有適度之濡濕性或凝聚力,接著性優異,進而耐候性或耐熱性等較高,且於加熱或加濕之條件下不易發生***或剝離等,故而較佳。
作為丙烯酸系聚合物,較佳為酯部分之烷基為甲基、乙基或丁基等碳數1~20之烷基之(甲基)丙烯酸酯(以下,有時將丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯統稱為(甲基)丙烯酸酯,有時將丙烯酸與甲基丙烯酸統稱為(甲基)丙烯酸)與(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥基乙酯等具有官能基之(甲基)丙烯酸系單體之共聚物。
包含此種共聚物之感壓式黏著劑由於黏著性優異,貼合於顯示裝置之後除去時,亦不會於顯示裝置產生糊劑殘留等,能夠相對容易地除去,故而較佳。丙烯酸系聚合物之玻璃轉移溫度較佳為25℃以下,更佳為0℃以下。此種丙烯酸系聚合物之質量平均分子量較佳為10萬以上。
作為溶劑,可列舉作為上述有機溶劑所列舉之溶劑等。感壓式黏著劑亦可含有光擴散劑。光擴散劑係對黏著劑賦予光擴散性之添加劑,只要為具有與黏著劑所包含之聚合物之折射率不同之折射率之微粒子即可。作為光擴散劑,可列舉:包含無機化合物之微粒子、及包含有機化合物(聚
合物)之微粒子。包括丙烯酸系聚合物在內,黏著劑中作為有效成分而包含之聚合物大多具有1.4~1.6左右之折射率,因此,較佳為自其折射率為1.2~1.8之光擴散劑中適當進行選擇。黏著劑中作為有效成分而包含之聚合物與光擴散劑之折射率差通常為0.01以上,就顯示裝置之亮度與顯示性之觀點而言,較佳為0.01~0.2。用作光擴散劑之微粒子較佳為球形之微粒子、其亦接近單分散之微粒子,更佳為平均粒徑為2~6μm之微粒子。折射率係藉由一般之最小偏角法或阿貝折射計進行測定。
作為包含無機化合物之微粒子,可列舉氧化鋁(折射率1.76)及氧化矽(折射率1.45)等。包含有機化合物(聚合物)之微粒子,可列舉:三聚氰胺珠(折射率1.57)、聚甲基丙烯酸甲酯珠(折射率1.49)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物樹脂珠(折射率1.50~1.59)、聚碳酸酯珠(折射率1.55)、聚乙烯珠(折射率1.53)、聚苯乙烯珠(折射率1.6)、聚氯乙烯珠(折射率1.46)、及聚矽氧樹脂珠(折射率1.46)等。光擴散劑之含量通常相對於聚合物100質量份為3~30質量份。
感壓式黏著劑之厚度係根據其密接力等決定,因此並無特別限制,但通常為1~40μm。就加工性或耐久性等方面而言,該厚度較佳為3~25μm,更佳為5~20μm。藉由將由黏著劑形成之黏接著劑層之厚度設為5~20μm,能夠保持自正面觀察顯示裝置之情形時或傾斜觀察之情形時之亮度,不易產生顯示像之模糊或斑點。
乾燥固化型接著劑亦可包含溶劑。
作為乾燥固化型接著劑,可列舉:具有羥基、羧基或胺基等質子性官能基與乙烯性不飽和基之單體之聚合物;或含有聚胺酯樹脂作為主成
分,進而含有多元醛、環氧化合物、環氧樹脂、三聚氰胺化合物、氧化鋯化合物、及鋅化合物等交聯劑或硬化性化合物之組合物等。作為具有羥基、羧基或胺基等質子性官能基與乙烯性不飽和基之單體之聚合物,可列舉:乙烯-順丁烯二酸共聚物、伊康酸共聚物、丙烯酸共聚物、丙烯醯胺共聚物、聚乙酸乙烯酯之皂化物、及聚乙烯醇系樹脂等。
作為聚乙烯醇系樹脂,可列舉:聚乙烯醇、部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇、羧基改性聚乙烯醇、乙醯乙醯基改性聚乙烯醇、羥甲基改性聚乙烯醇、及胺基改性聚乙烯醇等。水系黏接著劑中之聚乙烯醇系樹脂之含量相對於水100質量份,通常為1~10質量份,較佳為1~5質量份。
作為聚胺酯樹脂,可列舉:聚酯系離子聚合物型聚胺酯樹脂等。此處所述之聚酯系離子聚合物型聚胺酯樹脂係具有聚酯骨架之聚胺酯樹脂,且係於其中導入有少量之離子性成分(親水成分)之樹脂。該離子聚合物型聚胺酯樹脂由於不使用乳化劑,於水中發生乳化而成為乳膠,故而可製成水系黏接著劑。於使用聚酯系離子聚合物型聚胺酯樹脂之情形時,作為交聯劑而調配水溶性之環氧化合物較為有效。
作為環氧樹脂,可列舉於藉由二伸乙基三胺或三伸乙基四胺等聚伸烷基聚胺與己二酸酸二羧酸之反應所獲得之聚醯胺聚胺中,使表氯醇反應而獲得之聚醯胺環氧樹脂等。作為該聚醯胺環氧樹脂之市售品,可列舉:「Sumirez Resin(註冊商標)650」及「Sumirez Resin675」(以上為Sumika
Chemtex股份有限公司製造)、「WS-525」(日本PMC股份有限公司製造)等。於調配環氧樹脂之情形時,其添加量相對於聚乙烯醇系樹脂100質量份,通常為1~100質量份,較佳為1~50質量份。
由乾燥固化型接著劑形成之黏接著劑層之厚度通常為0.001~5μm,較佳為0.01~2μm,進而較佳為0.01~0.5μm。若由乾燥固化型接著劑形成之黏接著劑層過厚,則橢圓偏光板容易外觀不良。
活性能量線硬化型接著劑亦可包含溶劑。活性能量線硬化型接著劑係接受活性能量線之照射而硬化之接著劑。
作為活性能量線硬化型接著劑,可列舉:含有環氧化合物與陽離子聚合起始劑之陽離子聚合性之接著劑;含有丙烯酸系硬化成分與自由基聚合起始劑之自由基聚合性之接著劑;含有環氧化合物等陽離子聚合性之硬化成分與丙烯酸系化合物等自由基聚合性之硬化成分之兩者,且進而含有陽離子聚合起始劑與自由基聚合起始劑之接著劑;及不包含該等聚合起始劑,藉由照射電子束而硬化之接著劑等。
其中,較佳為含有丙烯酸系硬化成分與自由基聚合起始劑之自由基聚合性之活性能量線硬化型接著劑、含有環氧化合物與陽離子聚合起始劑之陽離子聚合性之活性能量線硬化型接著劑。作為丙烯酸系硬化成分,可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯等(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸等。含有環氧化合物之活性能量線硬化型接著劑亦可進而含有環氧化合物以外之化合物。作為環氧化合物以外之化合物,可列舉氧雜環
丁烷化合物或丙烯酸系化合物等。
作為自由基聚合起始劑,可列舉上述光聚合起始劑。作為陽離子聚合起始劑之市售品,可列舉「Kayarad」(註冊商標)系列(日本化藥股份有限公司製造)、「Cyracure UVI」系列(Dow化學公司製造)、「CPI」系列(San-Apro股份有限公司製造)、「TAZ」、「BBI」及「DTS」(以上為Midori Kagaku股份有限公司製造)、「Adeka Optomer」系列(股份有限公司ADEKA製造)、「RHODORSIL」(註冊商標)(Rhodia股份有限公司製造)等。自由基聚合起始劑及陽離子聚合起始劑之含量相對於活性能量線硬化型接著劑100質量份,通常為0.5~20質量份,較佳為1~15質量份。
於活性能量線硬化型接著劑中,亦可進而包含離子捕捉劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、黏著賦予劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動調整劑、可塑劑及消泡劑等。
於本說明書中,活性能量線定義為能夠使產生活性種之化合物分解而產生活性種之能量線。作為此種活性能量線,可列舉:可見光、紫外線、紅外線、X射線、α射線、β射線、γ射線及電子束等,較佳為紫外線及電子束。較佳之紫外線之照射條件與上述聚合性液晶化合物之聚合相同。
以下,藉由實施例對本發明更詳細地進行說明。例中之「%」及「份」只要無特殊說明,則為質量%及質量份。
於實施例中所使用之裝置、測定方法、及評價方法如下。
‧對環烯烴聚合物(COP)膜使用日本瑞翁股份有限公司製造之ZF-14。
‧對電暈處理裝置使用春日電機股份有限公司製造之AGF-B10。
‧電暈處理係使用上述電暈處理裝置,於輸出0.3kW、處理速度3m/分鐘之條件下進行1次。
‧對偏光UV照射裝置使用牛尾電機股份有限公司製造之帶有偏光元件單元之SPOT CURE SP-7。
‧對高壓水銀燈使用牛尾電機股份有限公司製造之QURE VB-15201BY-A。
‧面內相位差值係使用王子計測機器股份有限公司製造之KOBRA-WR進行測定。再者,相對於波長450nm、550nm及650nm之光之面內相位差值係由根據相對於波長448.2nm、498.6nm、548.4nm、587.3nm、628.7nm、748.6nm之光之面內相位差值之測定結果所得之柯西色散公式求出。
實施例及比較例中之基材、光配向膜及光學異向性膜之膜厚係使用日本分光股份有限公司製造之橢圓偏光計M-220進行測定。
於實施例及比較例中,包含光學異向性膜之積層體(2)之霧度係使用
HAZE METER(Suga Test Instruments股份有限公司製造之「HZ-2」)進行測定。
實施例中所獲得之光學異向性膜及聚合性液晶化合物(A)之極大吸收波長係使用紫外可見分光光度計(島津製作所股份有限公司製造之「UV-2450」)進行測定。再者,聚合性液晶化合物(A)之極大吸收波長係於氯仿中進行測定。
於實施例及比較例中,光學異向性膜中之有機溶劑含量(有機溶劑殘存量)係使用珀金埃爾默公司製造之TurboMATrix650作為ATD(Automatic Thermal Desorption,自動熱脫附)裝置,使用Agilent公司製造之7890B/5977A MSD作為GC/MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,氣相色譜/質譜聯用儀)裝置,藉由加熱脫附氣相層析質譜分析法進行測定。於85℃下將光學異向性膜加熱48小時,使用Tenax多孔質聚合物吸附劑(Tenax TA)捕獲產生之氣體,之後實施捕獲之氣體之GC/MS測定。
使用示差掃描熱量計(TA Instruments公司製造之「DSCQ2000」)進行測定。初始溫度設為20℃,最高溫度設為250℃,升溫度速度設為20℃/分鐘。
使用偏光顯微鏡(BX51,Olympus股份有限公司製造)以400倍之倍率觀察實施例及比較例中所獲得之依序具有COP(基材)、光配向膜及光學異向性膜之積層體(1)的光學異向性膜。將配向性良好者設為「○」,將於表面觀察到配向不良等配向性不充分者設為「×」。
於實施例及比較例中所獲得之依序具有COP(基材)、光配向膜及光學異向性膜之積層體(1)之光學異向性層側之面依序積層黏著劑層及偏光層,而製造橢圓偏光板。此時,以偏光板之透射軸與光學異向性膜之COP膜(基材)之遲相軸大致正交之方式進行積層。將所獲得之橢圓偏光板貼合於除去視認側偏光板之Galaxy S5(註冊商標)(Samsung公司製造)之視認側,而製作液晶顯示裝置。自相對於面板表面方位角45°、仰角45°之方向目視確認黑顯示時之漏光。
對實施例及比較例中所獲得之積層體(2)之相對於波長450nm、波長550nm、以及波長650nm之光之面內相位差值進行測定。然後,將積層體(2)放入至85℃之烘箱並經過500小時,之後測定面內相位差值,算出耐熱試驗前後之相對於波長550nm之光之面內相位差值之變化量(耐熱試驗時之相對於波長550nm之光之面內相位差值之變化)。
將下述結構之光配向性材料5份與環戊酮(溶劑)95份作為成分進行混合,並於80℃下攪拌所獲得之混合物1小時,藉此獲得光配向膜形成用組合物(1)。
光配向性材料:
按照以下所示之組成將下述結構之聚合性液晶化合物(A)、聚丙烯酸酯化合物(調平劑)(BYK-361N,BYK-Chemie公司製造)、及下述光聚合起始劑混合,獲得包含聚合性液晶化合物(A)之聚合性液晶組合物(1)。
聚合性液晶化合物(A):
聚合性液晶化合物(A)可藉由日本專利特開2010-31223號公報及日本專利特開2011-207765號公報中記載之方法進行合成。聚合性液晶化合物
(A)之極大吸收波長λmax(LC)為350nm。該聚合性液晶化合物(A)之液晶相轉移溫度(表示向列相)為137℃以上。
聚丙烯酸酯化合物之量相對於聚合性液晶化合物(A)之質量100份設為0.01份。
使用下述2種作為光聚合起始劑,相對於聚合性液晶化合物(A)之質量100份按照以下之添加量添加以下之光聚合起始劑。
‧肟酯型咔唑化合物(豔佳固OXE-03(BASF日本股份有限公司製造)):相對於聚合性液晶化合物(A)之質量100份為7.5份。
‧2-二甲基胺基-2-苄基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(豔佳固369(Irg369),BASF日本股份有限公司製造):相對於聚合性液晶化合物(A)之質量100份為3份。
向上述聚合性液晶組合物(1)以固形物成分濃度成為9%之方式添加N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP),於80℃下攪拌1小時,藉此獲得塗佈液。另一方面,使用電暈處理裝置對作為基材之環烯烴聚合物(COP)膜(膜厚23μm)進行電暈處理。然後,使用棒式塗佈機將上述光配向膜形成用組合物(1)塗佈於實施電暈處理後之COP膜(基材)之表面,於80℃下乾燥1分鐘,之後使用偏光UV照射裝置以100mJ/cm2之累計光量實施偏光UV曝光而獲得光配向膜。所獲得之光配向膜之膜厚為100nm。
然後,使用棒式塗佈機將上述塗佈液塗佈於上述光配向膜上,於120
℃下乾燥3分鐘,之後使用高壓水銀燈自塗佈液之塗佈面側照射紫外線(氮氣氛圍下,波長313nm中之累計光量為500mJ/cm2),藉此形成光學異向性膜。藉此,獲得依序具有COP膜(基材)、光配向膜及光學異向性膜之積層體(1)。所獲得之光學異向性膜之極大吸收波長為350nm,該光學異向性膜之膜厚為2μm。
將黏接著劑層(包含丙烯酸系聚合物之黏著劑)及玻璃基材依序貼合於積層體(1)之光學異向性膜中之相對於厚度方向垂直之面中之與光配向膜側相反側的表面,之後將作為基材之COP膜與光配向膜一同剝離,然後,將黏接著劑層、及實施電暈處理後之COP膜(被轉印體)依序貼合於該光學異向性膜之表面。藉此,獲得依序具有玻璃基材、黏接著劑層、光學異向性膜、黏接著劑層、COP膜(被転寫體)之積層體(2)。
將乾燥時間設為7分鐘,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得光學異向性膜及積層體。
將溶劑設為環戊酮,使乾燥時間如表1中記載,除此以外,以相同之方式獲得光學異向性膜及積層體。
將溶劑設為γ-丁內酯(GBL),使乾燥時間如表1中記載,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得光學異向性膜及積層體。
將溶劑設為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA),使乾燥時間如表1中記載,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得光學異向性膜及積層體。
將乾燥溫度設為140℃,將乾燥時間設為5分鐘,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得光學異向性膜及積層體。使用所獲得之積層體(1)實施橢圓偏光板中之面板安裝評價,結果為,雖產生因基材所導致之熱褶皺,但獲得清晰之顯示。
使溶劑、乾燥溫度、乾燥時間如表1中記載,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得光學異向性膜及積層體。
對實施例1~9及比較例1~10中所獲得之光學異向性膜及積層體,測定並算出霧度、殘存溶劑量及耐熱試驗前後之面內相位差值之變化量,又,進行配向性評價及橢圓偏光板中之面板安裝評價。將結果示於表1。
實施例1~9中所獲得之光學異向性膜之耐熱性試驗後之相位差之變化相對較少,耐熱性優異。又,確認出配向性評價良好,並且為低霧度,於用於橢圓偏光板之情形時之面板安裝評價中為清晰之顯示。因此,實施例1~9中所獲得之光學異向性膜具有優異之耐熱性,並且展現充分之配向性,低霧度等光學特性優異。與此相對,確認出比較例1、3、5及7中所獲得之光學異向性膜之耐熱性試驗後之相位差變化相對較大,耐熱性較低。確認出比較例2、4、6及8中所獲得之光學異向性膜之聚合性液晶化合物發生結晶化,因此霧度變高,於應用於橢圓偏光板之情形時顯示器呈現發白之顯示。確認出比較例9中所獲得之光學異向性膜之有機溶劑之沸點低至110℃,因此,因配向時之塗佈層中之有機溶劑量不充分之影響,而導致發生配向不良,於應用於橢圓偏光板之情形時顯示器呈現發白之顯示。進而,比較例10中所獲得之光學異向性膜由於乾燥溫度較低,故而溶劑含量大於2000ppm。於比較例10中,認為於乾燥步驟中未達到液晶相轉移溫度,確認出不進行配向而發生結晶化,霧度變高,並且於應用於橢圓偏光板之情形時顯示器之顯示成為發白之顯示。
Claims (5)
- 一種光學異向性膜,其係包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物配向而成之聚合物者,其中沸點120℃以上之有機溶劑係選自由醯胺系溶劑、酯溶劑、酮溶劑、醇溶劑、芳香族烴溶劑及含氯溶劑所組成之群中之至少1種以上之溶劑,沸點120℃以上之有機溶劑之含量相對於該光學異向性膜之質量為100~2000ppm,該聚合性液晶化合物係下述式(I)所表示之化合物:
- 如請求項1之光學異向性膜,其霧度為2%以下。
- 一種橢圓偏光板,其包含如請求項1或2之光學異向性膜及偏光膜。
- 一種顯示裝置,其包含如請求項3之橢圓偏光板。
- 一種光學異向性膜之製造方法,其係如請求項1或2之光學異向性膜之製造方法,且包括以下步驟:將包含沸點120℃以上之有機溶劑、及液晶相轉移溫度為120℃以上之聚合性液晶化合物之聚合性液晶組合物塗佈於基材或配向膜上而獲得塗 佈層;一面於未達該有機溶劑之沸點之乾燥溫度下使所獲得之塗佈層乾燥並自該塗佈層去除有機溶劑,且一面使聚合性液晶化合物以液晶狀態配向;及藉由使配向後之聚合性液晶化合物聚合,而使聚合性液晶層硬化,獲得光學異向性膜。
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