TW202518076A - 光學膜、偏光板及圖像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種即便暴露於光下之情形時波長分散值亦不易變化之光學膜。
本發明之光學膜含有具有下述式(A1)所表示之骨架作為部分結構之化合物(A),且
每單位體積之上述化合物(A)之含量為2.5 kg/m
3以上30 kg/m
3以下。
Description
本發明係關於一種光學膜、偏光板及圖像顯示裝置。
平板顯示裝置(FPD)中使用偏光板、相位差板等包含光學膜之構件。作為此種光學膜,已知有使用包含聚合性液晶化合物、光聚合起始劑及溶劑之組合物所形成之光學膜(例如專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-214801號公報
[發明所欲解決之問題]
先前之光學膜存在暴露於光下之情形時其波長分散值發生變化之問題。
本發明提供一種即便於暴露於光下之情形時波長分散值亦不易變化之光學膜。又,本發明提供具備此種光學膜之偏光板及具備該偏光板之圖像顯示裝置。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述課題,本發明提供以下之光學膜、偏光板及圖像顯示裝置。
[1]一種光學膜,其含有具有下述式(A1)所表示之骨架作為部分結構之化合物(A),且
每單位體積之化合物(A)之含量為2.5 kg/m
3以上30 kg/m
3以下。
[化1]
[2]如[1]中記載之光學膜,其滿足下述式(1)及(2)。
0.82≤Re(450)/Re(550)≤0.98 (1)
100 nm≤Re(550)≤160 nm (2)
[式中,Re(450)表示對應波長450 nm之光之面內相位差值,Re(550)表示對應波長550 nm之光之面內相位差值]
[3]如[1]或[2]中記載之光學膜,其厚度為0.5 μm以上5 μm以下。
[4]如[1]~[3]中任一項記載之光學膜,其含有聚合性液晶化合物之硬化物。
[5]一種偏光板,其具備偏光膜及如[1]~[4]中任一項記載之光學膜。
[6]一種圖像顯示裝置,其具備如[5]中記載之偏光板。
[發明之效果]
根據本發明,提供一種即便於暴露於光下之情形時波長分散值亦不易變化之光學膜。又,根據本發明,提供具備此種光學膜之偏光板及具備該偏光板之圖像顯示裝置。
[光學膜]
以下,對一實施方式之光學膜進行說明。本實施方式之光學膜(以下,亦簡稱為「光學膜」)含有具有下述式(A1)所表示之骨架作為部分結構之化合物(A)(以下,亦簡稱為「化合物(A)」),每單位體積之化合物(A)之含量為2.5 kg/m
3以上30 kg/m
3以下。
[化2]
光學膜含有化合物(A),且其含量為上述數值範圍,藉此即便於暴露於光下之情形時波長分散值亦不易變化。
所謂上述式(A1)所表示之骨架,係指上述式(A1)所表示之化合物所具有之包含碳原子及硫原子之骨架。
就存在以下傾向而言,光學膜中所含之化合物(A)較佳為具有下述通式(A11)所表示之取代基:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化。就同樣之觀點而言,該取代基之數較佳為1個或2個,更佳為2個。
[化3]
式(A11)中,※表示鍵結鍵。
式(A11)中,R
11表示烴基。烴基之碳數例如可為1~20。
就存在以下傾向而言,光學膜中所含之化合物(A)較佳為具有下述式(A21)及(A22)之任一者所表示之基之化合物:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化,且就存在以下傾向而言,光學膜中所含之化合物(A)更佳為具有下述式(A21)所表示之基之化合物:即便於將光學膜暴露於光下之情形時相位差值亦難以進一步變化。式(A21)及(A22)中,※表示鍵結鍵。
[化4]
就存在以下傾向而言,化合物(A)較佳為下述式(A31)~(A36)所表示之化合物以及來自下述式(A31)及(A32)所表示之化合物之化合物:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化,且就存在以下傾向而言,化合物(A)更佳為下述式(A31)所表示之化合物及來自下述式(A31)所表示之化合物之化合物:即便於將光學膜暴露於光下之情形時相位差值亦難以進一步變化。
[化5]
就存在以下傾向而言,光學膜中所含之化合物(A)之CLogP較佳為2~10,更佳為4~9:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化。CLogP係對有機化合物之相對於水與1-辛醇之親和性進行推算所得之值[P=(1-辛醇相之有機化合物之濃度)/(水相之有機化合物之濃度)],可藉由使用根據構成化合物之原子之數及化學鍵之類型所決定之原子團之片段值之計算程式而算出。本說明書中,CLogP意指藉由PerkinElmer公司之ChemDrawver.18.2而計算之值。
光學膜之每單位體積之化合物(A)之含量為2.5 kg/m
3以上。就存在以下傾向而言,該含量較佳為3 kg/m
3以上:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化。光學膜之每單位體積之化合物(A)之含量為30 kg/m
3以下。就存在以下傾向而言,該含量較佳為29 kg/m
3以下:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化。
光學膜較佳為除了化合物(A)以外,亦含有聚合性液晶化合物之硬化物及未硬化物中之至少一者。光學膜可為含有聚合性液晶化合物及化合物(A)之聚合性液晶組合物之硬化物。化合物(A)亦可於聚合性液晶組合物中例如具有調平劑、抗氧化劑、聚合起始劑及著色劑之功能。
聚合性液晶化合物之硬化物之含量以光學膜之總量為基準,可為70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上或95質量%以上。
本說明書中,聚合性液晶化合物意指具有聚合性基、尤其是光聚合性基之液晶化合物。作為聚合性液晶化合物,例如可使用相位差膜之領域中先前公知之聚合性液晶化合物。
所謂聚合性基,係指可參與聚合反應之基。所謂光聚合性基,係指聚合性基中之可利用由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,例如可例舉: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、環氧乙烷基及氧雜環丁基。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顯示之液晶性可為向熱性液晶,亦可為向液性液晶,就可進行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。聚合性液晶化合物可單獨使用或組合二種以上使用。
作為聚合性液晶化合物,較佳為具有下述(1)~(4)之特徵之化合物。
(1)可形成向列相或層列相之化合物。
(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)將存在於長軸方向(a)上之π電子之合計設為N(πa)、存在於長軸方向上之分子量之合計設為N(Aa)而以下述式(i)所定義之聚合性液晶化合物之長軸方向(a)之π電子密度:
D(πa)=N(πa)/N(Aa) (i)
與將存在於交叉方向(b)上之π電子之合計設為N(πb)、存在於交叉方向(b)上之分子量之合計設為N(Ab)而以下述式(ii)所定義之聚合性液晶化合物之交叉方向(b)之π電子密度:
D(πb)=N(πb)/N(Ab) (ii)
處於式(iii)
0≤[D(πa)/D(πb)]<1 (iii)
之關係[即,交叉方向(b)之π電子密度大於長軸方向(a)之π電子密度]。又,如上述記載般於長軸、及相對於其交叉之方向上具有π電子之聚合性液晶化合物例如成為T字結構。
聚合性液晶化合物較佳為可形成向列相之化合物。
又,上述(1)~(4)之特徵中,長軸方向(a)及π電子數N係以如下方式定義。
若為長軸方向(a)例如具有棒狀結構之化合物,則為該棒狀之長軸方向。
存在於長軸方向(a)上之π電子數N(πa)中不包含因聚合反應消失之π電子。
存在於長軸方向(a)上之π電子數N(πa)係長軸上之π電子及與其共軛之π電子之合計數,例如包含存在於長軸方向(a)上之環中之滿足休克爾規則之環上所存在之π電子之數。
存在於交叉方向(b)上之π電子數N(πb)中不包含因聚合反應消失之π電子。
滿足上述之聚合性液晶化合物於長軸方向上具有液晶原結構。藉由該液晶原結構表現液晶相(向列相、層列相)。
滿足上述(1)~(4)之聚合性液晶化合物可藉由塗佈於下述之光配向膜上且加熱至相轉移溫度以上而形成向列相或層列相。該聚合性液晶化合物配向所形成之向列相或層列相中,例如以聚合性液晶化合物之長軸方向相互平行之方式配向,該長軸方向成為向列相之配向方向。若將此種聚合性液晶化合物製成膜狀,於向列相或層列相之狀態下聚合,則可形成包含於配向於長軸方向(a)上之狀態下聚合而成之聚合物之聚合物膜。該聚合物膜藉由長軸方向(a)上之π電子與交叉方向(b)上之π電子吸收紫外線。
此處,將藉由交叉方向(b)上之π電子吸收之紫外線之吸收極大波長設為λbmax。λbmax通常為300 nm~400 nm。由於π電子之密度滿足上述式(iii),交叉方向(b)之π電子密度大於長軸方向(a)之π電子密度,故而成為在交叉方向(b)上具有振動面之直線偏光紫外線(波長為λbmax)之吸收大於在長軸方向(a)上具有振動面之直線偏光紫外線(波長為λbmax)之吸收之聚合物膜。其比(直線偏光紫外線之交叉方向(b)之吸光度/長軸方向(a)之吸光度之比)例如超過1.0,較佳為1.2以上30以下,例如為10以下。
具有上述特性之聚合性液晶化合物通常多為顯示逆波長分散性者。具體而言,例如可例舉下述式(X):
[化6]
所表示之化合物。
式(X)中,Ar表示可具有取代基之二價之芳香族基。此處,所謂芳香族基,意指具有該環結構所具有之π電子數依照休克爾規則為[4n+2]個之芳香環之基。此處,n表示整數。於包含-N=或-S-等雜原子而形成環結構之情形時,亦包含以下情況:包含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。該芳香族基中較佳為包含氮原子、氧原子及硫原子中之至少一個以上。Ar中所含之芳香環可為1個,亦可為2個以上。於Ar中所含之芳香環為2個以上之情形時,2個以上之芳香環可相互以單鍵、-CO-O-、-O-等二價之鍵結基進行鍵結。
G
1及G
2分別獨立地表示二價之芳香族基或二價之脂環式烴基。此處,該二價之芳香族基或二價之脂環式烴基中所含之氫原子可經鹵素原子、碳數1~4之烷基、碳數1~4之氟烷基、碳數1~4之烷氧基、氰基或硝基取代,構成該二價之芳香族基或二價之脂環式烴基之碳原子可被取代為氧原子、硫原子或氮原子。
G
1及G
2較佳為分別獨立為可經選自由鹵素原子及碳數1~4之烷基所組成之群中之至少1個取代基取代之1,4-伸苯二基、或可經選自由鹵素原子及碳數1~4之烷基所組成之群中之至少1個取代基取代之1,4-環己二基,更佳為經甲基取代之1,4-伸苯二基、未經取代之1,4-伸苯二基或未經取代之1,4-反式-環己二基,進而較佳為未經取代之1,4-伸苯二基或未經取代之1,4-反式-環己二基。
又,較佳為存在複數個之G
1及G
2中之至少一個為二價之脂環式烴基,又,更佳為鍵結於L
1或L
2上之G
1及G
2中之至少一個為二價之脂環式烴基。
L
1、L
2、B
1及B
2分別獨立為單鍵或二價之連結基。
L
1及L
2分別獨立地較佳為單鍵、碳數1~4之伸烷基、-O-、-S-、-R
a1OR
a2-、-R
a3COOR
a4-、-R
a5OCOR
a6-、R
a7OC=OOR
a8-、-N=N-、-CR
c=CR
d-或-C≡C-。此處,R
a1~R
a8分別獨立地表示單鍵或碳數1~4之伸烷基,R
c及R
d表示碳數1~4之烷基或氫原子。L
1及L
2分別獨立地更佳為單鍵、-OR
a2-1-、-CH
2-、-CH
2CH
2-、-COOR
a4-1-或OCOR
a6-1-。此處,R
a2-1、R
a4-1及Ra
6-1分別獨立地表示單鍵、-CH
2-及-CH
2CH
2-之任一者。L
1及L
2分別獨立地進而較佳為單鍵、-O-、-CH
2CH
2-、-COO-、-COOCH
2CH
2-或OCO-。
B
1及B
2分別獨立地較佳為單鍵、碳數1~4之伸烷基、-O-、-S-、-R
a9OR
a10-、-R
a11COOR
a12-、-R
a13OCOR
a14-或R
a15OC=OOR
a16-。R
a9~R
a16分別獨立地表示單鍵或碳數1~4之伸烷基。B
1及B
2分別獨立地更佳為單鍵、-OR
a10-1-、-CH
2-、-CH
2CH
2-、-COOR
a12-1-或OCOR
a14-1-。此處,R
a10-1、R
a12-1及R
a14-1分別獨立地表示單鍵、-CH
2-及-CH
2CH
2-之任一者。B
1及B
2分別獨立地進而較佳為單鍵、-O-、-CH
2CH
2-、-COO-、-COOCH
2CH
2-、-OCO-或OCOCH
2CH
2-。
k、l分別獨立地表示0~3之整數,且滿足1≤k+l之關係。此處,於2≤k+l之情形時,存在複數個之B
1、B
2、G
1及G
2可分別相互相同,亦可不同。
就逆波長分散性表現之觀點而言,k及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。
E
1及E
2分別獨立地表示碳數1~17之烷二基。E
1及E
2更佳為碳數4~12之烷二基。又,烷二基中所含之氫原子可經鹵素原子取代,該烷二基中所含之-CH
2-可被取代為-O-、-S-、-SiH
2-或-C(=O)-。
P
1及P
2分別獨立地表示聚合性基或氫原子,且至少1個為聚合性基。
作為P
1或P
2所表示之聚合性基,可例舉: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較佳為具有選自由可具有取代基之芳香族烴環、可具有取代基之芳香族雜環、及拉電子性基所組成之群中之至少一個。作為該芳香族烴環,例如可例舉苯環、萘環、蒽環等,較佳為苯環、萘環。作為該芳香族雜環,可例舉: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、吡𠯤環、嘧啶環、三唑環、三𠯤環、吡咯啉環、咪唑環、吡唑環、噻唑環、苯并噻唑環、噻吩并噻唑環、㗁唑環、苯并㗁唑環、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(X)中,Ar所表示之2價之芳香族基中所含之π電子之合計數Nπ較佳為8以上,更佳為10以上,進而較佳為14以上,尤佳為16以上。又,較佳為30以下,更佳為26以下,進而較佳為24以下。
作為Ar所表示之芳香族基,例如可例舉以下之基。
[化7]
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,*記號表示鍵結鍵,Z
0、Z
1及Z
2分別獨立地表示氫原子、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1~12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。又,Z
0、Z
1及Z
2可包含聚合性基。
Q
1及Q
2分別獨立地表示-CR
21R
22-、-S-、-NH-、-NR
21-、-CO-或-O-,R
21及R
22分別獨立地表示氫原子或碳數1~4之烷基。
Q
1及Q
2較佳為-NH-、-S-、-NR
21-及-O-。R
21較佳為氫原子。Q
1及Q
2更佳為-S-、-O-及-NH-。
J
1及J
2分別獨立地表示碳原子或氮原子。
Y
1、Y
2及Y
3分別獨立地表示可經取代之芳香族烴基或芳香族雜環基。
W
1及W
2分別獨立地表示氫原子、氰基、甲基或鹵素原子,m表示0~6之整數。
作為Y
1、Y
2及Y
3中之芳香族烴基,可例舉苯基、萘基、蒽基、菲基及聯苯基等碳數6~20之芳香族烴基,較佳為苯基及萘基,更佳為苯基。作為芳香族雜環基,可例舉呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少1個氮原子、氧原子、硫原子等雜原子之碳數4~20之芳香族雜環基,較佳為呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基及苯并噻唑基。
Y
1、Y
2及Y
3可分別獨立為可經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自芳香環集合之基。多環系芳香族雜環基係指縮合多環系芳香族雜環基或來自芳香環集合之基。
Z
0、Z
1及Z
2較佳為分別獨立為氫原子、鹵素原子、碳數1~12之烷基、氰基、硝基及碳數1~12之烷氧基,Z
0更佳為氫原子、碳數1~12之烷基、氰基,Z
1及Z
2更佳為氫原子、氟原子、氯原子、甲基及氰基。Z
0、Z
1及Z
2可包含聚合性基。
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)。
式(Ar-16)~(Ar-23)中,Y
1可與其所鍵結之氮原子及Z
0一起形成芳香族雜環基。作為芳香族雜環基,可例舉作為Ar可具有之芳香族雜環而上述者,例如可例舉:吡咯環、咪唑環、吡咯啉環、吡啶環、吡𠯤環、嘧啶環、吲哚環、喹啉環、異喹啉環、嘌呤環及吡咯啶環。該芳香族雜環基可具有取代基。又,Y
1可與其所鍵結之氮原子及Z
0一起為上述之可經取代之多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。例如可例舉苯并呋喃環、苯并噻唑環及苯并㗁唑環。
聚合性液晶組合物中之聚合性液晶化合物之含量相對於聚合性液晶組合物之固形物成分100質量份,例如為70~99.5質量份,較佳為80~99質量份,更佳為85~98質量份,進而較佳為90~95質量份。若聚合性液晶化合物之含量為上述範圍內,則就所得之液晶硬化膜之配向性之觀點而言有利。再者,本說明書中,所謂聚合性液晶組合物之固形物成分,意指自聚合性液晶組合物去除有機溶劑等揮發性成分所得之全部之成分。
聚合性液晶組合物包含化合物(A)。就存在以下傾向而言,聚合性液晶組合物中之化合物(A)之含量相對於聚合性液晶組合物之固形物成分100質量份,例如為1~20質量份,較佳為3~12質量份,更佳為5~10質量份:即便於將光學膜暴露於光下之情形時波長分散值及相位差值亦難以進一步變化。
聚合性液晶組合物除了聚合性液晶化合物及化合物(A)以外,可進而包含溶劑、光聚合起始劑、調平劑、抗氧化劑及光增感劑等添加劑。該等成分可分別僅使用1種,亦可組合2種以上使用。
聚合性液晶組合物通常於溶解於溶劑中之狀態下塗佈於基材等,故而較佳為包含溶劑。作為溶劑,較佳為可溶解聚合性液晶化合物之溶劑,又,較佳為對聚合性液晶化合物之聚合反應惰性之溶劑。作為溶劑,例如可例舉:水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇及丙二醇單甲醚等醇溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、丙二醇甲醚乙酸酯及乳酸乙酯等酯溶劑;丙酮、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-庚酮及甲基異丁基酮等酮溶劑;戊烷、己烷及庚烷等脂肪族烴溶劑;乙基環己烷等脂環式烴溶劑;甲苯及二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈溶劑;四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚溶劑;氯仿及氯苯等含氯溶劑;二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等醯胺系溶劑等。該等溶劑可單獨使用或組合二種以上使用。該等之中,較佳為醇溶劑、酯溶劑、酮溶劑、含氯溶劑、醯胺系溶劑及芳香族烴溶劑。
聚合性液晶組合物中之溶劑之含量相對於聚合性液晶組合物100質量份,較佳為50~98質量份,更佳為70~95重量份。因此,聚合性液晶組合物100質量份中所占之固形物成分較佳為2~50質量份。若固形物成分為50質量份以下,則存在聚合性液晶組合物之黏度變低,故而膜之厚度變得大致均勻,難以產生不均之傾向。上述固形物成分可考慮所欲製造之液晶硬化膜之厚度而適當決定。
聚合起始劑係藉由熱或光之幫助生成反應活性種而開始聚合性液晶化合物等之聚合反應之化合物。作為反應活性種,可例舉自由基或陽離子或陰離子等活性種。其中,就反應控制容易之觀點而言,較佳為藉由光照射產生自由基之光聚合起始劑。
作為光聚合起始劑,例如可例舉:安息香化合物、二苯甲酮化合物、苯偶醯縮酮化合物、肟化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、三𠯤化合物、錪鹽及鋶鹽。
光聚合起始劑之含量相對於聚合性液晶化合物100質量份,例如為0.1~30質量份,較佳為1~20質量份,更佳為1~15質量份。若為上述範圍內,則聚合性基之反應充分地進行,且難以打亂聚合性液晶化合物之配向。
所謂調平劑,係指具有調整聚合性液晶組合物之流動性,使塗佈組合物所得之塗膜變得更平坦之功能之添加劑,例如可例舉聚矽氧系、聚丙烯酸酯系及全氟烷基系之調平劑。作為調平劑,可使用市售品,具體而言,可例舉:DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上均由Dow Corning Toray(股)製造)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001(以上均由信越化學工業(股)製造)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上均由Momentive Performance Materials Japan有限公司製造)、Fluorinert(註冊商標)FC-72、Fluorinert FC-40、Fluorinert FC-43、Fluorinert FC-3283(以上均由住友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(以上均由DIC(股)製造)、Eftop(商品名)EF301、Eftop EF303、Eftop EF351、Eftop EF352(以上均由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(以上均由AGC Seimi Chemical(股)製造)、商品名E1830、商品名E5844(Daikin Fine Chemical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。調平劑可單獨使用或組合2種以上使用。
調平劑之含量相對於聚合性液晶化合物100質量份,較佳為0.01~5質量份,更佳為0.05~3質量份。若調平劑之含量為上述範圍內,則存在所得之液晶硬化膜變得更加平滑之傾向,故而較佳。
藉由調配抗氧化劑,可控制聚合性液晶化合物之聚合反應。作為抗氧化劑,可為選自酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、醌系抗氧化劑、亞硝基系抗氧化劑之一次抗氧化劑,亦可為選自磷系抗氧化劑及硫系抗氧化劑之二次抗氧化劑。為了不打亂聚合性液晶化合物之配向而使聚合性液晶化合物聚合,抗氧化劑之含量相對於聚合性液晶化合物100質量份,例如為0.01~10質量份,較佳為0.1~5質量份,進而較佳為0.1~3質量份。抗氧化劑可單獨使用或組合2種以上使用。
又,藉由使用光增感劑,可使光聚合起始劑高感度化。作為光增感劑,例如可例舉:𠮿酮、9-氧硫𠮿
等𠮿酮類;蒽及具有烷基醚等取代基之蒽類;啡噻𠯤;紅螢烯。光增感劑可單獨使用或組合2種以上使用。光增感劑之含量相對於聚合性液晶化合物100質量份,例如為0.01~10質量份,較佳為0.05~5質量份,更佳為0.1~3質量份。
聚合性液晶組合物可藉由在特定溫度下對化合物(A)、聚合性液晶化合物、及溶劑等聚合性液晶化合物以外之成分進行攪拌等而獲得。
光學膜例如以如下方式製作。即,首先形成聚合性液晶組合物之塗膜。使聚合性液晶化合物相對於該塗膜之平面配向於水平方向。保持聚合性液晶化合物之水平配向狀態而使聚合性液晶組合物硬化。藉此,製作光學膜。作為使聚合性液晶化合物配向於水平方向之方法,例如可例舉將包含容易水平配向之棒狀之聚合性液晶化合物之聚合性液晶組合物塗佈於下述之水平配向膜上之方法。
光學膜較佳為滿足下述式(1)及(2)。藉由使光學膜滿足該等式,於將具備該光學膜之圓偏光板用於有機EL顯示裝置之情形時,存在反射色相被改善,進行黑顯示時不易著色之傾向。
0.82≤Re(450)/Re(550)≤0.98 (1)
100 nm≤Re(550)≤160 nm (2)
[式中,Re(450)表示對應波長450 nm之光之面內相位差值,Re(550)表示對應波長550 nm之光之面內相位差值]
就同樣之觀點而言,Re(450)/Re(550)較佳為0.70以上、更佳為0.78以上,又,較佳為0.95以下、更佳為0.92以下。
就同樣之觀點而言,Re(550)較佳為130 nm以上,且較佳為150 nm以下。
Re(450)可為110 nm以上,且可為130 nm以下。
Re(630)可為135 nm以上,且可為155 nm以下。
Re(630)/Re(550)可為0.95以上,且可為1.05以下。Re(630)表示對應波長630 nm之光之面內相位差值。
面內相位差值係藉由下述式(3)而決定。因此,面內相位差值(Re(λ):波長λ(nm)下之光學膜之面內相位差值)係藉由變更三維折射率與厚度d而調整。三維折射率取決於聚合性液晶化合物之分子結構及配向狀態。
Re(λ)=(nx(λ)-ny(λ))×d (3)
[式中,nx(λ)表示光學膜之面內之波長λ下之主折射率,ny(λ)表示與nx同一面內之相對於nx之方向正交之方向上之波長λ下之折射率,d表示光學膜之厚度]
光學膜之厚度較佳為0.5~5.0 μm、更佳為0.8~4 μm、進而較佳為1.0~3.5 μm。
[積層體]
本實施方式之積層體(以下,亦簡稱為「積層體」)具備上述實施方式之光學膜與水平配向膜。光學膜於積層體中亦可謂水平配向液晶硬化膜。
(水平配向膜)
水平配向膜具有使聚合性液晶化合物相對於液晶硬化膜之膜平面配向於水平方向之配向限制力。配向限制力可藉由配向膜之種類、表面狀態或摩擦條件等任意地調整,於配向膜係由光配向性聚合物形成之情形時,可藉由偏光照射條件等任意地調整。
作為水平配向膜,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,且具有用以去除溶劑或使下述之聚合性液晶化合物配向之加熱處理中之耐熱性者。作為水平配向膜,可例舉摩擦配向膜、光配向膜及表面具有凹凸圖案或複數個溝槽之溝槽配向膜等。就配向角之精度及品質之觀點而言,較佳為光配向膜。
摩擦配向膜例如以如下方式製作。即,準備包含配向性聚合物與溶劑之組合物(以下,亦稱為「配向性聚合物組合物」)。將配向性聚合物組合物塗佈於基材之表面,去除溶劑,獲得塗膜。藉由對該塗膜進行摩擦而賦予配向限制力。藉此,獲得摩擦配向膜。作為溶劑,例如可例舉與可於聚合性液晶組合物中含有之溶劑同樣者。
作為配向性聚合物,例如可例舉:分子內具有醯胺鍵之聚醯胺或明膠類、分子內具有醯亞胺鍵之聚醯亞胺及作為其水解物之聚醯胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚㗁唑、聚乙烯亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯類。其中,較佳為聚乙烯醇。配向性聚合物可單獨使用或組合2種以上使用。
關於配向性聚合物組合物中之配向性聚合物之濃度,只要為可使配向性聚合物材料完全溶解於溶劑中之範圍即可,相對於溶液,以固形物成分換算計,較佳為0.1~20%,進而較佳為0.1~10%。
作為配向性聚合物組合物,可直接使用市售之配向膜材料。作為市售之配向膜材料,可例舉Sunever(註冊商標,日產化學工業(股)製造)、Optomer(註冊商標,JSR(股)製造)等。
光配向膜例如以如下方式製作。即,準備包含具有光反應性基之聚合物及單體中之至少一者與溶劑之組合物(以下,亦稱為「光配向膜形成用組合物」)。將光配向膜形成用組合物塗佈於基材之表面,去除溶劑,獲得塗膜。對塗膜照射偏光。藉此,獲得光配向膜。光配向膜藉由選擇所照射之偏光之偏光方向可任意地控制配向限制力之方向,就該方面而言亦有利。
所謂光反應性基,係指藉由進行光照射而產生液晶配向能力之基。具體而言,可例舉參與成為液晶配向能力之起源之光反應之基,該光反應為藉由光照射產生之分子之配向誘發或異構化反應、二聚化反應、光交聯反應或光分解反應等。其中,參與二聚化反應或光交聯反應之基就配向性優異之方面而言較佳。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1個之基。
作為具有C=C鍵之光反應性基,可例舉:乙烯基、多烯基、茋基、苯乙烯基吡啶基、苯乙烯基吡啶鎓基、查耳酮基及肉桂醯基等。作為具有C=N鍵之光反應性基,可例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,可例舉偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族雜環偶氮基、雙偶氮基、甲臢基、及具有氧偶氮苯結構之基等。作為具有C=O鍵之光反應性基,可例舉二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及順丁烯二醯亞胺基等。該等基可具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧基羰基、羥基、磺酸基、鹵化烷基等取代基。
光反應性基較佳為參與光二聚化反應之光反應性基,就光配向所必需之偏光照射量相對較少,且容易獲得熱穩定性或經時穩定性優異之光配向膜之方面而言,較佳為肉桂醯基及查耳酮基。作為形成水平配向膜之具有光反應性基之聚合物,於水平配向液晶硬化膜係由具有(甲基)丙烯醯氧基作為聚合性基之聚合性液晶化合物形成之情形時,可進一步提高與該水平配向液晶硬化膜之密接性,故而尤佳為該聚合物側鏈之末端部成為肉桂酸結構之具有肉桂醯基者。
作為光配向膜形成用組合物中所含之溶劑,例如可例舉與可於聚合性液晶組合物中含有之溶劑同樣者。溶劑可根據具有光反應性基之聚合物或單體之溶解性適當選擇。
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藉由聚合物或單體之種類或目標之光配向膜之厚度適當調節。該含量相對於光配向膜形成用組合物之質量,較佳為設為至少0.2質量%,更佳為0.3~10質量%之範圍。又,就製造容易之方面、及於水平配向液晶硬化膜係由具有(甲基)丙烯醯氧基作為聚合性基之聚合性液晶化合物形成之情形時可提高與該水平配向液晶硬化膜之密接性之方面而言,形成光配向膜之聚合物較佳為(甲基)丙烯酸聚合物。光配向膜形成用組合物可於不明顯損及光配向膜之特性之範圍內包含聚乙烯醇或聚醯亞胺等高分子材料或光增感劑。
溝槽(groove)配向膜係於膜表面具有凹凸圖案或複數個溝槽(groove)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之情形時,液晶分子配向於沿著其溝槽之方向。
配向膜(包含配向性聚合物之配向膜或光配向膜)之厚度例如為10~10000 nm,較佳為10~1000 nm,更佳為10~500 nm以下,進而較佳為10~300 nm,尤佳為50~250 nm。
(硬化性樹脂)
積層體可具備硬化樹脂層。就積層體之薄型化之觀點而言,硬化樹脂層之厚度為0.1~10 μm,較佳為0.5~5 μm。
作為硬化樹脂層,例如可例舉亦可用作下述之基材之環烯烴聚合物(COP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及三乙醯基纖維素(TAC)等之膜以及包含聚合性單體之硬化樹脂層形成用組合物之硬化物,就薄膜化之觀點而言,硬化樹脂層較佳為硬化樹脂層形成用組合物之硬化物。又,硬化樹脂層可包含多層,就生產性之觀點而言,較佳為2層以下,更佳為單層。又,就不對多層之光學特性產生影響之方面而言,硬化樹脂層較佳為具有光學各向同性。
本發明中,關於硬化樹脂層中含有之樹脂,存在基於所含之官能基之中數量最多者稱呼樹脂之情形。例如,於樹脂中所含之官能基之中丙烯醯氧基之數量最多之情形時,將該樹脂稱為丙烯酸系樹脂,於樹脂中所含之官能基之中環氧基之數量最多之情形時,將該樹脂稱為環氧樹脂等。
硬化樹脂層較佳為包含選自由丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、胺基甲酸酯樹脂及三聚氰胺樹脂所組成之群中之至少1種。藉由包含如上所述之至少1種樹脂,硬化性較高,容易提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性。
構成硬化樹脂層之硬化樹脂層形成用組合物係含有自由基聚合性單體、陽離子聚合性單體、熱聚合性單體等能夠硬化之聚合性單體作為硬化性材料之組合物,就反應速度較高而生產性提高之方面、及容易提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性之方面而言,更佳為包含自由基聚合性單體或陽離子聚合性單體。
硬化樹脂層較佳為包含選自由丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、胺基甲酸酯樹脂及三聚氰胺樹脂所組成之群中之至少1種。硬化樹脂層藉由包含此種樹脂,硬化性較高,容易提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性。
硬化樹脂層形成用組合物含有能夠硬化之聚合性單體作為硬化性材料。作為聚合性單體,例如可例舉自由基聚合性單體、陽離子聚合性單體及熱聚合性單體。就反應速度較高而生產性提高之方面、及容易提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性之方面而言,聚合性單體較佳為自由基聚合性單體及陽離子聚合性單體。
作為此種自由基聚合性單體,例如可例舉:多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等(甲基)丙烯酸酯化合物;多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物等胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物;多官能環氧(甲基)丙烯酸酯化合物等環氧(甲基)丙烯酸酯化合物;羧基改性環氧(甲基)丙烯酸酯化合物、聚酯(甲基)丙烯酸酯化合物等。該等可僅使用1種,亦可組合2種以上使用。
就提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性之觀點、提高與鄰接之層之密接性之觀點、及提高生產性之觀點而言,聚合性單體較佳為具有(甲基)丙烯醯氧基之聚合性單體,更佳為多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,進而較佳為多官能丙烯酸酯化合物。
作為多官能丙烯酸酯化合物,例如可例舉分子內具有2個(甲基)丙烯醯氧基之2官能(甲基)丙烯酸酯單體、及分子內具有3個以上之(甲基)丙烯醯氧基之3官能以上之(甲基)丙烯酸酯單體。
本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」意指「丙烯酸酯」或「甲基丙烯酸酯」,「(甲基)丙烯醯基」意指「丙烯醯基」或「甲基丙烯醯基」,「多官能(甲基)丙烯酸酯化合物」意指分子內具有2個以上之(甲基)丙烯醯氧基之化合物。
多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可單獨使用1種或組合2種以上使用。於使用2種以上之多官能(甲基)丙烯酸酯化合物之情形時,各多官能(甲基)丙烯酸酯化合物中所含之(甲基)丙烯醯氧基之數可相同,亦可不同。
作為分子內具有2個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯及新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等伸烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯;二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯及聚四亞甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚氧伸烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯;四氟乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等鹵素取代伸烷基二醇之二(甲基)丙烯酸酯;三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯等脂肪族多元醇之二(甲基)丙烯酸酯;氫化二環戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯等氫化二環戊二烯或三環癸烷二烷醇之二(甲基)丙烯酸酯;1,3-二㗁烷-2,5-二基二(甲基)丙烯酸酯[別名:二㗁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯]等二㗁烷二醇或二㗁烷二烷醇之二(甲基)丙烯酸酯;雙酚A環氧乙烷加成物二丙烯酸酯物、雙酚F環氧乙烷加成物二丙烯酸酯物等雙酚A或雙酚F之環氧烷加成物之二(甲基)丙烯酸酯;雙酚A二縮水甘油醚之丙烯酸加成物、雙酚F二縮水甘油醚之丙烯酸加成物等雙酚A或雙酚F之環氧二(甲基)丙烯酸酯;聚矽氧二(甲基)丙烯酸酯;羥基特戊酸新戊二醇酯之二(甲基)丙烯酸酯;2,2-雙[4-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基乙氧基苯基]丙烷;2,2-雙[4-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基乙氧基環己基]丙烷;2-(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二㗁烷]之二(甲基)丙烯酸酯;三(羥基乙基)異氰尿酸酯二(甲基)丙烯酸酯等。
作為分子內具有3個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、己內酯改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、環氧乙烷改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、環氧丙烷改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物等。
作為分子內具有4個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。
作為分子內具有5個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、己內酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、環氧乙烷改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、環氧丙烷改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物等。
作為分子內具有6個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
作為分子內具有7個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、己內酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、環氧乙烷改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、環氧丙烷改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物等。
作為分子內具有8個(甲基)丙烯醯氧基之單體,例如可例舉:三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯等。
作為上述之陽離子聚合性單體,例如可例舉具有環氧基之環氧化合物及具有氧雜環丁基之氧雜環丁烷化合物。
環氧化合物係於分子內具有至少1個以上之環氧基之聚合性單體。作為環氧化合物,例如可例舉脂環式環氧化合物、芳香族環氧化合物及脂肪族環氧化合物。
脂環式環氧化合物係於分子內具有至少1個直接鍵結於脂環式環之環氧基之化合物。作為脂環式環氧化合物,例如可例舉:3,4-環氧環己烷羧酸3,4-環氧環己基甲酯、3,4-環氧-6-甲基環己烷羧酸3,4-環氧-6-甲基環己基甲酯、伸乙基雙(3,4-環氧環己烷羧酸酯)、己二酸雙(3,4-環氧環己基甲基)酯、己二酸雙(3,4-環氧-6-甲基環己基甲基)酯、二乙二醇雙(3,4-環氧環己基甲醚)、乙二醇雙(3,4-環氧環己基甲基)醚等。該等脂環式環氧化合物可單獨使用1種或組合2種以上使用。
芳香族環氧化合物係於分子內具有芳香族環與環氧基之化合物。作為其具體例,可例舉:雙酚A之二縮水甘油醚、雙酚F之二縮水甘油醚、雙酚S之二縮水甘油醚等雙酚型環氧化合物或其低聚物;苯酚酚醛清漆環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂、羥基苯甲醛苯酚酚醛清漆環氧樹脂等酚醛清漆型之環氧樹脂;2,2',4,4'-四羥基二苯基甲烷之縮水甘油醚、2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮之縮水甘油醚等多官能型之環氧化合物;環氧化聚乙烯基苯酚等多官能型之環氧樹脂等。該等芳香族環氧化合物可單獨使用1種或組合2種以上使用。
氫化環氧化合物中,上述之芳香族環氧化合物之核氫化物成為氫化環氧化合物。該等可藉由以下方法製造:於觸媒之存在下及加壓下選擇性地對作為所對應之芳香族環氧化合物之原料之芳香族聚羥基化合物,典型而言對雙酚類進行氫化反應,藉此獲得多元醇,典型而言獲得氫化雙酚類,以其作為原料,使其與表氯醇反應形成氯醇醚,進而利用鹼對其進行分子內閉環。該等氫化環氧化合物可單獨使用1種或組合2種以上使用。
脂肪族環氧化合物有脂肪族多元醇或其環氧烷加成物之聚縮水甘油醚。作為其具體例,可例舉:新戊二醇之二縮水甘油醚、1,4-丁二醇之二縮水甘油醚、1,6-己二醇之二縮水甘油醚、甘油之三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷之三縮水甘油醚、聚乙二醇之二縮水甘油醚、丙二醇之二縮水甘油醚、藉由對如乙二醇或丙二醇、甘油之脂肪族多元醇加成1種或2種以上之環氧烷(環氧乙烷或環氧丙烷)獲得之聚醚多元醇之聚縮水甘油醚等。該等脂肪族環氧化合物可單獨使用1種或組合2種以上使用。
氧雜環丁烷化合物係於分子內含有至少1個以上之氧雜環丁基之化合物,作為其具體例,可例舉:3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷(亦稱為氧雜環丁烷醇)、2-乙基己基氧雜環丁烷、1,4-雙[{(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基}甲基]苯(亦稱為苯二甲基雙氧雜環丁烷)、3-乙基-3[{(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基}甲基]氧雜環丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧雜環丁烷、3-(環己氧基)甲基-3-乙基氧雜環丁烷等。
作為上述之熱聚合性單體,例如可例舉三聚氰胺化合物。作為三聚氰胺化合物,例如可例舉:六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺等。三聚氰胺化合物可單獨使用1種或組合2種以上使用。
又,作為其他聚合性單體,可例舉異氰酸酯化合物與分子內具有羥基之醇化合物之組合,製造胺基甲酸酯樹脂。用於製造胺基甲酸酯樹脂、脲樹脂之異氰酸酯化合物通常於分子內具有2個以上之異氰酸基(-NCO),可使用芳香族、脂肪族或脂環式之各種二異氰酸酯。作為具體例,可例舉:四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、及該等之中具有芳香環之二異氰酸酯之核氫化物等。又,用於胺基甲酸酯樹脂之醇化合物通常於分子內具有2個以上之羥基,例如可例舉:乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、羥基特戊酸之新戊二醇酯、1,4-環己二醇、螺二醇、三環癸烷二甲醇、雙酚A、氫化雙酚A、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、甘油、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、葡萄糖類等。
就抑制因硬化時或硬化後之加熱產生之捲曲之觀點、提高加工特性之觀點、調整與基材或液晶硬化膜之密接性之觀點、提高生產性之觀點、提高耐溶劑性之觀點、及提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性之觀點而言,上述之聚合性單體可適當選擇。本發明中,硬化樹脂層較佳為包含選自由丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、胺基甲酸酯樹脂及三聚氰胺樹脂所組成之群中之至少1種。又,例如可使用2種以上之自由基聚合性單體,亦可組合自由基聚合性單體與陽離子聚合性單體。尤其是就提高生產性之觀點而言,較佳為含有自由基聚合性單體。
硬化樹脂層形成用組合物除了聚合性單體以外,可進而含有光聚合起始劑、熱聚合起始劑、溶劑、抗氧化劑、光增感劑、調平劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、光穩定劑、黏著賦予劑、填充劑、流動調整劑、塑化劑、消泡劑、色素、抗靜電劑、及紫外線吸收劑等添加劑。該等添加劑相對於硬化樹脂層形成用組合物之固形物成分之質量,通常為0.1~15質量%。所謂硬化樹脂層形成用組合物之固形物成分,意指於硬化樹脂層形成用組合物中包含溶劑之情形時自該組合物去除溶劑所得之成分之合計量。
硬化樹脂層形成用組合物中,聚合性單體之含量相對於組合物之固形物成分100質量份,較佳為50質量份以上,更佳為60質量份以上。若為上述之範圍,則容易提高與水平配向液晶硬化膜組合時之可靠性。
硬化樹脂層形成用組合物較佳為包含聚合起始劑。作為聚合性起始劑,可例舉光聚合起始劑或熱聚合起始劑等,就生產性提高之觀點而言,較佳為使用光聚合起始劑。光聚合起始劑只要為可藉由可見光線、紫外線、X射線、電子束等活性能量線之照射而開始聚合性單體之硬化者則並無特別限定,可配合聚合性單體之種類適當使用光自由基聚合起始劑或光陽離子聚合起始劑。作為光自由基聚合起始劑或光陽離子聚合起始劑,具體而言,可例舉與先前作為可調配於形成水平配向液晶硬化膜之聚合性液晶組合物中者所例示之聚合起始劑同樣者。
於硬化樹脂層形成用組合物包含聚合起始劑之情形時,聚合起始劑之含量相對於硬化性化合物之總量100質量份,較佳為0.1~10質量份、更佳為0.5~7質量份。若聚合起始劑之含量為上述之下限值以上,則充分表現聚合起始能力,若聚合起始劑之含量為上述之上限值以下,則難以殘存聚合起始劑。
於硬化樹脂層形成用組合物包含溶劑之情形時,可根據充分地溶解添加於硬化樹脂層形成用組合物中之聚合性單體或聚合起始劑等之觀點、以及不使基材溶解之觀點適當選擇,例如可使用可於水平配向液晶硬化膜形成用之聚合性液晶組合物中使用之溶劑。溶劑之含量相對於硬化樹脂層形成用組合物中所含之成分之總量100質量份,可為1~10000質量份,較佳為10~1000質量份,更佳為20~500質量份。
本發明之積層體中,硬化樹脂層較佳為具有光學各向同性。若硬化樹脂層具有光學各向同性,則與水平配向液晶硬化膜組合時,可於不對水平配向液晶硬化膜之光學特性產生影響之情況下獲得具有較高之光學特性之積層體。
於積層體具備硬化樹脂層之情形時,積層體之各層之積層順序可適當選擇,較佳為積層體具有依序具備水平配向液晶硬化膜、水平配向膜及硬化樹脂層之積層結構。積層體可進而具備黏接著劑層。
積層體例如可藉由具備以下之步驟之方法製造。
硬化樹脂層形成步驟:形成硬化樹脂層之步驟
水平配向膜形成步驟:形成水平配向膜之步驟
水平配向液晶硬化膜形成步驟:於水平配向膜上形成水平配向液晶硬化膜(光學膜)之步驟
(硬化樹脂層形成步驟)
硬化樹脂層例如可藉由以下方式獲得,即,將上述之硬化樹脂層形成用組合物塗佈於基材上後,於包含溶劑之情形時將溶劑乾燥去除,使聚合性單體硬化。
作為基材,例如可例舉玻璃基材或膜基材等,就加工性之觀點而言,較佳為樹脂膜基材。作為構成膜基材之樹脂,例如可例舉:如聚乙烯、聚丙烯、及降𦯉烯系聚合物之聚烯烴;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;如三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、及乙酸丙酸纖維素之纖維素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚碸;聚醚碸;聚醚酮;如聚苯硫醚及聚苯醚之塑膠。可藉由溶劑澆鑄法、熔融擠出法等公知之方法將此種樹脂製成膜而作為基材。可對基材表面(例如與黏著層接合之表面)實施如聚矽氧處理之脫模處理、電暈處理、電漿處理等表面處理。
作為基材,可使用市售之製品。作為市售之纖維素酯基材,例如可例舉:如Fujitac Film之Fuji Photo Film股份有限公司製造之纖維素酯基材;如「KC8UX2M」、「KC8UY」、及「KC4UY」之Konica Minolta Opto股份有限公司製造之纖維素酯基材等。作為市售之環狀烯烴系樹脂,例如可例舉:如「Topas(註冊商標)」之Ticona公司(德)製造之環狀烯烴系樹脂;如「ARTON(註冊商標)」之JSR股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂;如「ZEONOR(註冊商標)」、及「ZEONEX(註冊商標)」之日本瑞翁股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂;如「APEL」(註冊商標)之三井化學股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂。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,可例舉:如「S-SINA(註冊商標)」及「SCA40(註冊商標)」之積水化學工業股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂基材;如「Zeonor Film(註冊商標)」之Optes股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂基材;如「ARTON FILM(註冊商標)」之JSR股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂基材。
就薄型化、基材之剝離容易性等觀點而言,基材之厚度通常為5~300 μm,較佳為10~150 μm。
作為將硬化樹脂層形成用組合物塗佈於基材等上之方法,可例舉:旋轉塗佈法、擠壓塗佈法、凹版塗佈法、模嘴塗佈法、棒式塗佈法、敷料器法等塗佈法、軟版印刷法等印刷法等公知之方法。
又,作為硬化樹脂層形成用組合物包含溶劑之情形時將溶劑乾燥去除之方法,例如可例舉自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。
(水平配向膜形成步驟)
於積層體所具備之水平配向膜為摩擦配向膜之情形時,於硬化樹脂層上塗佈配向性聚合物組合物,將溶劑去除,形成塗膜。然後,對該塗膜進行摩擦,藉此獲得水平配向膜。
作為於硬化樹脂層上塗佈配向性聚合物組合物之方法,例如可例舉:旋轉塗佈法、擠壓塗佈法、凹版塗佈法、模嘴塗佈法、棒式塗佈法、敷料器法等塗佈法、軟版印刷法等印刷法等公知之方法。
作為將溶劑自配向性聚合物組合物乾燥去除之方法,例如可例舉自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法。
作為摩擦處理之方法,例如可例舉使上述塗膜與捲繞有摩擦布且旋轉中之摩擦輥接觸之方法。若於進行摩擦處理時進行遮蔽,則亦可於配向膜上形成配向之方向不同之複數個區域(圖案)。
於水平配向膜為光配向膜之情形時,於硬化樹脂層上塗佈光配向膜形成用組合物,去除溶劑後,照射偏光,藉此獲得光水平配向膜。所照射之偏光較佳為偏光UV。
作為於硬化樹脂層上塗佈光配向膜形成用組合物之方法及自所塗佈之光配向膜形成用組合物去除溶劑之方法,可例舉與配向性聚合物組合物中例舉之方法同樣之方法。
照射偏光時,可為以下形式:對自塗佈於應形成水平配向膜之表面上之光配向膜形成用組合物去除溶劑所得者直接照射偏光UV。又,該偏光尤佳為實質上為平行光。所照射之偏光之波長較佳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區域者。具體而言,較佳為波長250~400 nm之範圍之UV(紫外線)。作為用於該偏光照射之光源,可例舉:氙氣燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、KrF、ArF等紫外光雷射等,更佳為高壓水銀燈、超高壓水銀燈及金屬鹵化物燈。該等之中,高壓水銀燈、超高壓水銀燈及金屬鹵化物燈由於波長313 nm之紫外線之發光強度較大而較佳。可通過適當之偏光元件照射來自光源之光,藉此照射偏光UV。作為該偏光元件,可使用偏光濾光器或葛蘭-湯普生稜鏡、葛蘭-泰勒稜鏡等偏光稜鏡或線柵類型之偏光元件。
再者,若進行摩擦或偏光照射時進行遮蔽,則亦可形成液晶配向之方向不同之複數個區域(圖案)。
作為獲得溝槽配向膜之方法,可例舉以下方法等:經由具有圖案形狀之狹縫之曝光用光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,形成凹凸圖案;於表面具有溝槽之板狀之母盤形成硬化前之UV硬化樹脂之層,將所形成之樹脂層移至硬化樹脂層後進行硬化;以及將具有複數個溝槽之卷狀之母盤壓抵於形成於硬化樹脂層上之硬化前之UV硬化樹脂之膜,形成凹凸,其後進行硬化。
於積層體不具備硬化樹脂層之情形時,可於基材上形成水平配向膜。
(水平配向液晶硬化膜形成步驟)
本步驟中,於水平配向膜上塗佈聚合性液晶組合物,獲得塗膜。將所得之塗膜加熱至聚合性液晶組合物中所含之聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度以上。藉此,自塗膜乾燥去除溶劑,同時使聚合性液晶化合物配向於水平方向。
塗膜之加熱溫度可考慮所使用之聚合性液晶化合物及形成塗膜之基材等之材質等而適當決定。由於一面去除聚合性液晶組合物中所含之溶劑,一面將聚合性液晶化合物設為水平配向狀態,故而加熱溫度較佳為比聚合性液晶化合物之液晶相(向列相)轉移溫度高3℃以上、更佳為高5℃以上之溫度。加熱溫度之上限值並無特別限定,為了避免由加熱引起之對塗膜或基材等之損傷,較佳為180℃以下、更佳為150℃以下。向列相轉移溫度例如可使用具備溫度調節台之偏光顯微鏡、或示差掃描熱量計(DSC)、熱重量-示差熱分析裝置(TG-DTA)等而測定。
加熱時間可根據加熱溫度、所使用之聚合性液晶化合物之種類、溶劑之種類或其沸點及其量等適當決定。加熱時間例如為0.5~10分鐘,較佳為0.5~5分鐘。
自塗膜之溶劑去除可於達至聚合性液晶化合物之向列相轉移溫度以上之加熱之同時進行,亦可另外進行,就生產性提高之觀點而言,較佳為同時進行。自塗膜之溶劑去除通常於達至聚合性液晶化合物之向列相轉移溫度以上之加熱之同時進行,亦可於進行達至聚合性液晶化合物之液晶相轉移溫度以上之加熱前,設置用以於由聚合性液晶組合物獲得之塗膜中所含之聚合性液晶化合物不聚合之條件下適度去除塗膜中之溶劑之預備乾燥步驟。作為該預備乾燥步驟中之乾燥方法,可例舉自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等,該乾燥步驟中之乾燥溫度(加熱溫度)可根據所使用之聚合性液晶化合物之種類、溶劑之種類或其沸點及其量等適當決定。
繼而,於所得之乾燥塗膜中保持聚合性液晶化合物之水平配向狀態而使聚合性液晶化合物聚合,藉此形成水平配向液晶硬化膜。作為聚合方法,較佳為光聚合法,藉由自聚合性液晶組合物之塗佈面側進行光照射可形成水平配向液晶硬化膜。作為光聚合中對乾燥塗膜照射之光,根據該乾燥塗膜中所含之光聚合起始劑之種類、聚合性液晶化合物之種類(尤其是該聚合性液晶化合物所具有之聚合性基之種類)及其量適當選擇。作為其具體例,可例舉選自由可見光、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1種以上之光或活性電子束。其中,就容易控制聚合反應之進行之方面、或可使用該領域中作為光聚合裝置廣泛使用者之方面而言,較佳為紫外光。較佳為以可藉由紫外光進行光聚合之方式選擇聚合性液晶組合物中含有之聚合性液晶化合物或光聚合起始劑之種類。又,聚合時,一面藉由適當之冷卻機構對乾燥塗膜進行冷卻,一面進行光照射,藉此亦可控制聚合溫度。若藉由上述冷卻機構之採用於更低溫度下實施聚合性液晶化合物之聚合,則即便基材使用耐熱性相對較低者,亦可適當地形成水平配向液晶硬化膜。
作為活性能量線之光源,例如可例舉: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、發出波長範圍380~440 nm之光之LED光源、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈及金屬鹵化物燈。
紫外線照射強度例如為10~3,000 mW/cm
2。照射光之時間例如為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,則其累計光量例如為10~3,000 mJ/cm
2、較佳為50~2,000 mJ/cm
2、更佳為100~1,000 mJ/cm
2。
於積層體進而具備黏接著劑層之情形時,作為構成其之黏接著劑,例如可例舉感壓式黏著劑、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,例如可例舉活性能量線硬化型接著劑。
感壓式黏著劑通常包含聚合物,可包含溶劑。作為聚合物,可例舉: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之黏著劑由於光學透明性優異,具有適度之潤濕性或凝聚力,接著性優異,進而耐候性或耐熱性等較高,於加熱或加濕之條件下難以產生隆起或剝離等而較佳。
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,貼合於被轉印體後去除時亦可相對容易地去除而不會於被轉印體產生糊劑殘留等而較佳。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,可例舉與可用於聚合性液晶組合物等之溶劑同樣之溶劑。感壓式黏著劑可含有光擴散劑。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,可例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。包含丙烯酸系聚合物在內,黏著劑作為有效成分所包含之聚合物大多具有1.4~1.6之折射率,故而較佳為自其折射率為1.2~1.8之光擴散劑中適當選擇。黏著劑作為有效成分所包含之聚合物與光擴散劑之折射率差通常為0.01以上,就顯示裝置之明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、尤其是接近單分散之微粒子,更佳為平均粒徑為2~6 μm之微粒子。折射率藉由通常之最小偏角法或阿貝折射計而測定。
作為包含無機化合物之微粒子,可例舉氧化鋁(折射率1.76)及氧化矽(折射率1.45)等。作為包含有機化合物(聚合物)之微粒子,可例舉:三聚氰胺珠粒(折射率1.57)、聚甲基丙烯酸甲酯珠粒(折射率1.49)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物樹脂珠粒(折射率1.50~1.59)、聚碳酸酯珠粒(折射率1.55)、聚乙烯珠粒(折射率1.53)、聚苯乙烯珠粒(折射率1.6)、聚氯乙烯珠粒(折射率1.46)、及聚矽氧樹脂珠粒(折射率1.46)等。光擴散劑之含量例如相對於聚合物100質量份為3~30質量份。
感壓式黏著劑之厚度根據其密接力等而決定,並無特別限制,例如為1 μm~40 μm。就加工性或耐久性等方面而言,該厚度較佳為3 μm~25 μm,更佳為5 μm~20 μm。藉由將由黏著劑形成之黏接著劑層之厚度設為5 μm~20 μm,可保持自正面觀察顯示裝置之情形或自斜向觀察顯示裝置之情形時之明度,不易產生顯示像之暈開或模糊。
乾燥固化型接著劑可包含溶劑。作為乾燥固化型接著劑,可例舉含有具有羥基、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胺基甲酸酯樹脂作為主成分,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,可例舉: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,可例舉: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。水系之黏接著劑中之聚乙烯醇系樹脂之含量相對於水100質量份,例如為1~10質量份,較佳為1~5質量份。
作為胺基甲酸酯樹脂,可例舉聚酯系離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂等。此處所謂之聚酯系離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂係具有聚酯骨架之胺基甲酸酯樹脂,且其中導入有少量之離子性成分(親水成分)。該離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂於不使用乳化劑之情況下於水中乳化而形成乳液,故而可作為水系之黏接著劑。於使用聚酯系離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂之情形時,有效的是調配水溶性之環氧化合物作為交聯劑。
作為環氧樹脂,可例舉使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等二羧酸之反應獲得之聚醯胺聚胺與表氯醇反應所得之聚醯胺環氧樹脂等。作為該聚醯胺環氧樹脂之市售品,可例舉:Sumirez Resin(註冊商標)650及Sumirez Resin 675(以上由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,例如為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例如為0.001~5 μm,較佳為0.01~2 μm,進而較佳為0.01~0.5 μm。若由乾燥固化型接著劑形成之黏接著劑層過厚,則容易產生外觀不良。
活性能量線硬化型接著劑可包含溶劑。所謂活性能量線硬化型接著劑,係指受到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,可例舉: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及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及自由基聚合起始劑之接著劑、以及於不含該等聚合起始劑之情況下藉由照射電子束而硬化之接著劑等。
活性能量線硬化型接著劑較佳為含有丙烯酸系硬化成分與光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、以及含有環氧化合物與光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,可例舉(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,可例舉氧雜環丁烷化合物或丙烯酸系化合物等。
作為光自由基聚合起始劑及光陽離子聚合起始劑,可例舉上述之光自由基聚合起始劑及光陽離子聚合起始劑。自由基聚合起始劑以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,例如為0.5~20質量份,較佳為1~15質量份。
活性能量線硬化型接著劑中可進而含有離子捕捉劑、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、塑化劑及消泡劑等。
本說明書中,所謂活性能量線,定義為可分解產生活性種之化合物而產生活性種之能量線。作為此種活性能量線,可例舉: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之聚合性液晶化合物之聚合同樣。
積層體可包含垂直配向液晶硬化膜或其他配向液晶硬化膜等其他層。
[偏光板]
本實施方式之偏光板具備偏光膜及上述實施方式之光學膜。偏光板可為具備偏光膜及上述實施方式之積層體者。
(偏光膜)
偏光膜係具有偏光功能之膜,可例舉包含吸附有具有吸收各向異性之色素之延伸膜或塗佈有具有吸收各向異性之色素之膜作為偏光元件之膜等。作為具有吸收各向異性之色素,例如可例舉二色性色素。
偏光元件例如可經過以下之步驟(1)~(4)而製造。藉此,獲得吸附有具有吸收各向異性之色素之延伸膜作為偏光元件。
步驟(1):使聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸之步驟
步驟(2):藉由以二色性色素對聚乙烯醇系樹脂膜進行染色而吸附該二色性色素之步驟
步驟(3):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之步驟
步驟(4):利用硼酸水溶液處理後進行水洗之步驟
聚乙烯醇系樹脂可藉由對聚乙酸乙烯酯系樹脂進行皂化而獲得。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂,除了作為乙酸乙烯酯之均聚物之聚乙酸乙烯酯以外,還使用乙酸乙烯酯與可與其共聚之其他單體之共聚物。作為可與乙酸乙烯酯共聚之其他單體,例如可例舉:不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基之丙烯醯胺類等。
聚乙烯醇系樹脂之皂化度例如為85~100莫耳%,較佳為98莫耳%以上。聚乙烯醇系樹脂可被改性,例如亦可使用經醛類改性之聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮乙醛。聚乙烯醇系樹脂之聚合度例如為1,000~10,000,較佳為1,500~5,000。
將此種聚乙烯醇系樹脂製成膜而成者被用作偏光膜之坯膜。將聚乙烯醇系樹脂製成膜之方法並無特別限定,可利用公知之方法製膜。聚乙烯醇系坯膜之膜厚例如可設為10~150 μm。
聚乙烯醇系樹脂膜之單軸延伸可於利用二色性色素進行之染色之前、染色之同時或染色之後進行。於染色之後進行單軸延伸之情形時,該單軸延伸可於硼酸處理之前進行,亦可於硼酸處理中進行。又,亦可於該等複數個階段中進行單軸延伸。進行單軸延伸時,可於不同周速之輥間進行單軸延伸,亦可使用熱輥進行單軸延伸。又,單軸延伸可為於大氣中進行延伸之乾式延伸,亦可為於使用溶劑使聚乙烯醇系樹脂膜膨潤之狀態下進行延伸之濕式延伸。延伸倍率例如為3~8倍。
聚乙烯醇系樹脂膜之利用二色性色素進行之染色例如可藉由將聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含有二色性色素之水溶液中之方法而進行。
作為二色性色素,具體而言,使用碘或二色性之有機染料。作為二色性之有機染料,可例舉C.I.直接紅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。聚乙烯醇系樹脂膜較佳為於染色處理前預先實施於水中之浸漬處理。
於使用碘作為二色性色素之情形時,通常採用於含有碘及碘化鉀之水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂膜進行染色之方法。該水溶液中之碘之含量相對於水每100質量份,例如為0.01~1質量份。又,碘化鉀之含量相對於水每100質量份,例如為0.5~20質量份。用於染色之水溶液之溫度例如為20~40℃。又,於該水溶液中之浸漬時間(染色時間)例如為20~1,800秒。
另一方面,於使用二色性之有機染料作為二色性色素之情形時,例如採用於包含水溶性二色性染料之水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂膜進行染色之方法。該水溶液中之二色性有機染料之含量相對於水每100質量份,例如為1×10
-4~10質量份,較佳為1×10
-3~1質量份,進而較佳為1×10
-3~1×10
-2質量份。該水溶液可包含硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。用於染色之二色性染料水溶液之溫度例如為20~80℃。又,於該水溶液中之浸漬時間(染色時間)例如為10~1,800秒。
利用二色性色素染色後之硼酸處理例如可藉由將經染色之聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於硼酸水溶液中之方法進行。該硼酸水溶液中之硼酸之含量相對於水每100質量份,例如為2~15質量份,較佳為5~12質量份。於使用碘作為二色性色素之情形時,該硼酸水溶液較佳為含有碘化鉀,該情形時之碘化鉀之含量相對於水每100質量份,例如為0.1~15質量份,較佳為5~12質量份。於硼酸水溶液中之浸漬時間例如為60~1,200秒,較佳為150~600秒,進而較佳為200~400秒。硼酸處理之溫度例如為50℃以上,較佳為50~85℃,進而較佳為60~80℃。
硼酸處理後之聚乙烯醇系樹脂膜可進行水洗處理。水洗處理例如可藉由將經硼酸處理之聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於水中之方法進行。水洗處理中之水之溫度例如為5~40℃。又,浸漬時間例如為1~120秒。
水洗後實施乾燥處理,獲得偏光元件。乾燥處理例如可使用熱風乾燥機或遠紅外線加熱器進行。乾燥處理之溫度例如為30~100℃,較佳為50~80℃。乾燥處理之時間例如為60~600秒,較佳為120~600秒。藉由乾燥處理,偏光元件之水分率被降低至實用程度。其水分率例如為5~20重量%,較佳為8~15重量%。若水分率低於5重量%,則存在喪失偏光元件之可撓性,偏光元件於其乾燥後損傷或破斷之情況。又,若水分率高於20重量%,則存在偏光元件之熱穩定性變差之可能性。
偏光元件之厚度較佳為5~40 μm。
作為塗佈有具有吸收各向異性之色素之膜,可例舉塗佈包含具有液晶性之二色性色素之組合物、或包含二色性色素與聚合性液晶之組合物所得之膜等。該膜較佳為於其單面或兩面具有保護膜。作為該保護膜,可例舉與先前所例示之基材相同者。
塗佈有具有吸收各向異性之色素之膜宜較薄,但若過薄,則存在強度降低,加工性較差之傾向。該膜之厚度例如為20 μm以下,較佳為5 μm以下,更佳為0.5~3 μm。
作為上述之塗佈有具有吸收各向異性之色素之膜,具體而言,可例舉日本專利特開2012-33249號公報等中記載之膜。
偏光膜可具備透明保護膜。透明保護膜藉由接著劑貼附於偏光元件之至少一面。作為透明保護膜,可較佳地使用與先前所例示之基材同樣之透明膜。
本實施方式之偏光板例如可藉由將上述實施方式之光學膜或積層體與偏光膜經由接著劑層等進行積層而獲得。
本實施方式之偏光板之透過光可為直線偏光、圓偏光或橢圓偏光。
於偏光板為直線偏光之情形時,上述實施方式之光學膜與偏光膜較佳為以光學膜之慢軸(光軸)與偏光膜之吸收軸所成之角成為0±5°或90±5°之方式進行積層。於偏光板為圓偏光之情形時,上述實施方式之光學膜與偏光膜較佳為以光學膜之慢軸(光軸)與偏光膜之吸收軸所成之角成為45±5°之方式進行積層。
本實施方式之偏光板例如可具備用以將偏光板貼合於有機EL等顯示元件之黏著劑層(片材)、及以保護偏光元件或光學膜之表面以免其受到損傷或污染之目的使用之保護膜等。
[圖像顯示裝置]
本實施方式之圖像顯示裝置具備上述實施方式之偏光板。所謂圖像顯示裝置,係具有顯示元件之裝置,包含作為發光源之發光元件或發光裝置。圖像顯示裝置例如可為液晶顯示裝置、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(例如場發射顯示裝置(FED)、表面場發射顯示裝置(SED))、電子紙(使用電子油墨或電泳元件之顯示裝置)、電漿顯示裝置、投射型顯示裝置(例如柵狀光閥(GLV)顯示裝置、具有數位微鏡裝置(DMD)之顯示裝置)及壓電陶瓷顯示器。
液晶顯示裝置包含穿透式液晶顯示裝置、半穿透式液晶顯示裝置、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者。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。本實施方式之偏光板可良好地用於有機電致發光(EL)顯示裝置及無機電致發光(EL)顯示裝置,本實施方式之光學膜可良好地用於液晶顯示裝置及觸控面板顯示裝置。該等顯示裝置藉由具備具有高可靠性之上述實施方式之偏光板,可表現良好之圖像顯示特性。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例對本發明進行更具體之說明,但本發明不限定於以下之實施例。例中之「%」及「份」只要無特別說明,則分別意指質量%及質量份。
[實施例1~4及比較例1]
(光配向膜形成用組合物之製備)
下述所示之結構之光配向性聚合物(重量平均分子量:50000,m:n=50:50)係依據日本專利特開2021-196514中記載之方法而製造。將光配向性聚合物2份與環戊酮(溶劑)98份作為成分進行混合,獲得混合物。將混合物於80℃下攪拌1小時,製備光配向膜形成用組合物。
光配向性材料:
[化8]
(聚合性液晶化合物之製造)
分別製備具有下述所示之結構之聚合性液晶化合物(P1)及聚合性液晶化合物(P2)。聚合性液晶化合物(P1)係與日本專利特開2019-003177號公報中記載之方法同樣地準備。聚合性液晶化合物(P2)係與日本專利特開2009-173893號公報中記載之方法同樣地準備。
聚合性液晶化合物(P1):
[化9]
聚合性液晶化合物(P2):
[化10]
於氯仿10 mL中溶解聚合性液晶化合物(P1)1 mg,獲得溶液。將所得之溶液放入至光程長度1 cm之測定用槽中,將測定用試樣設置於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」),測定吸收光譜。自所得之吸收光譜讀取成為極大吸收度之波長,結果波長300~400 nm之範圍內之極大吸收波長λmax為356 nm。
(聚合性液晶組合物之製備)
將聚合性液晶化合物(P1)及聚合性液晶化合物(P2)以質量比(P1:P2)90:10進行混合,獲得混合物。相對於混合物100質量份,添加調平劑「BYK-361N」(BM Chemie公司製造)0.1質量份與添加物A。相對於混合物100質量份之添加物A之添加量設為表1所示之值。表1中之略稱如下所述。
化合物(A31):上述式(A31)所表示之化合物(CLogP:4.352)
化合物(A32):上述式(A32)所表示之化合物(CLogP:8.496)
化合物(C1):下述式(C1)所表示之化合物(CLogP:3.8153)
[化11]
以固形物成分(聚合性液晶化合物(P1)、(P2)、添加劑A及調平劑)濃度成為13%之方式向混合物中進而添加N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)。將該混合物於溫度80℃下攪拌1小時,藉此製備聚合性液晶組合物。
(積層體之製作)
準備雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(DIAFOIL,三菱樹脂(股)製造)作為基材。藉由棒式塗佈機將上述光配向膜形成用組合物塗佈於基材之一表面上。將所得之塗佈膜於120℃下乾燥2分鐘後,冷卻至室溫,形成乾燥覆膜。其後,使用UV照射裝置(SPOT CURE SP-9,牛尾電機股份有限公司製造),照射偏光紫外光100 mJ(313 nm基準),獲得光配向膜。使用日本分光股份有限公司製造之橢圓偏光計M-220所測定之光配向膜之膜厚為100 nm。
藉由棒式塗佈機將聚合性液晶組合物塗佈於所得之光配向膜上,形成塗佈膜。將該塗佈膜於120℃下加熱乾燥2分鐘後,冷卻至室溫,獲得乾燥覆膜。繼而,使用高壓水銀燈(牛尾電機股份有限公司製造之「uniQure VB-15201BY-A」),於氮氛圍下對上述乾燥覆膜照射曝光量500 mJ/cm
2(365 nm基準)之紫外光,藉此形成水平配向液晶硬化膜(光學膜)。藉此,獲得包含基材/光配向膜/水平配向液晶硬化膜之積層體。聚合性液晶化合物係於相對於基材面內配向於水平方向之狀態下硬化。使用奧林巴斯股份有限公司製造之雷射顯微鏡LEXT OLS4100所測定之光學膜之厚度為2.0 μm。
(第1試驗片之製作)
將積層體切成4 cm×4 cm。藉由電暈處理裝置(AGF-B10,春日電機股份有限公司製造)對積層體之光學膜側之表面進行1次電暈處理(輸出:0.3 kW、處理速度:3 m/min)。將積層體及玻璃經由感壓式黏著劑(LINTEC公司製造,厚度:25 μm)進行貼合。以積層體之經電暈處理之表面與玻璃對向之方式進行貼合。自積層體將基材(PET膜)剝離去除,藉此獲得第1試驗片(層構成:玻璃/黏著劑/光學膜/光配向膜)。
(使用第1試驗片之光學膜之面內相位差值之測定)
使用第1試驗片測定光學膜之面內相位差值。測定中使用王子計測機器股份有限公司製造之KOBRA-WR。光之波長設為波長448.2 nm、498.6 nm、548.4 nm、587.3 nm、628.7 nm及748.6 nm。根據該等波長之測定結果,藉由柯西(Cauchy)之分散公式求出對應波長450 nm、550 nm及630 nm之光之面內相位差值。將結果示於表1。
(偏光膜之製造)
將聚乙烯醇膜(平均聚合度:約2400、皂化度:99.9莫耳%以上、厚度:30 μm)浸漬於30℃之純水中。繼而,將聚乙烯醇膜浸漬於30℃之水溶液中進行碘染色(以下,亦稱為碘染色步驟)。碘染色步驟中使用之水溶液為碘、碘鉀及水之混合物(碘:碘鉀:水之質量比為0.02:2:100)。
將經過碘染色步驟之聚乙烯醇膜浸漬於56.5℃之水溶液中進行硼酸處理(以下,亦稱為硼酸處理步驟)。硼酸處理步驟中使用之水溶液為碘化鉀、硼酸及水之混合物(碘化鉀:硼酸:水之質量比為12:5:100)。
將經過硼酸處理步驟之聚乙烯醇膜以8℃之純水洗淨後,於65℃下乾燥。藉此,獲得於聚乙烯醇吸附配向有碘之偏光元件(延伸後之厚度12 μm)。碘染色步驟及硼酸處理步驟中,使聚乙烯醇膜進行延伸。該延伸中之總延伸倍率為5.3倍。
利用夾輥於偏光元件之兩面經由水系接著劑分別貼合經皂化處理之三乙醯基纖維素膜(Konica Minolta股份有限公司製造,KC4UYTAC,厚度:40 μm)。一面將所得之貼合物之張力保持於430 N/m,一面於60℃下乾燥2分鐘。藉此,獲得具有偏光元件與設置於偏光元件之兩面之保護膜之偏光膜。
用於貼合之水系接著劑係於水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(可樂麗股份有限公司製造之KURARAY POVAL KL318)3份、水溶性聚醯胺環氧樹脂(田岡化學工業股份有限公司製造之Sumirez Resin(註冊商標)650,固形物成分濃度30%之水溶液)1.5份而製備。
關於偏光元件,使用分光光度計(V7100,日本分光股份有限公司製造)進行光學特性之測定。偏光元件之視感度補正單體透過率為42.1%,視感度補正偏光度為99.996%,單體色相a
*為-1.1,單體色相b
*為3.7。
(第2試驗片之製作)
與第1試驗片之製作同樣地製作第1試驗片。使用電暈處理裝置(AGF-B10,春日電機股份有限公司製造),對第1試驗片之光配向膜側之表面進行1次電暈處理(輸出:0.3 kW、處理速度:3 m/min)。將偏光膜及第1試驗片經由感壓式黏著劑(LINTEC公司製造,厚度:25 μm)進行貼合。以第1試驗片之經電暈處理之表面與偏光膜之一保護膜對向且偏光元件之光吸收軸方向與積層體之慢軸方向所成之角成為45°之方式進行貼合。藉此,獲得於玻璃貼合有偏光板之第2試驗片(層構成:玻璃/黏著劑/光學膜/光配向膜/三乙醯基纖維素膜/偏光元件/三乙醯基纖維素膜)。
(曝光處理)
將第2試驗片收納於耐光性試驗機(SUNTEST XLS+,ATLAS製造)之庫內。第2試驗片係以偏光板側成為氙氣燈側之方式收納。一面照射氙氣燈光(照度:267 mW/m
2)一面將第2試驗片靜置300小時。將第2試驗片自庫內取出,於25℃濕度55%環境下靜置1小時。
(使用第2試驗片之光學膜之面內相位差值之測定)
使用曝光處理前之第2試驗片代替第1試驗片,除此以外,以與(使用第1試驗片之光學膜之面內相位差值之測定)同樣之方式測定光學膜之面內相位差值。
又,使用曝光處理後之第2試驗片代替第1試驗片,除此以外,以與(使用第1試驗片之光學膜之面內相位差值之測定)同樣之方式測定光學膜之面內相位差值。
算出曝光處理前後之附玻璃之圓偏光板之波長分散值(Re(450)/Re(550)之變化量(ΔRe(450)/Re(550))。按照以下之基準評價該變化量。將結果示於表1。
(基準)
A:未達0.02
B:0.02以上且未達0.03
C:0.03以上
算出曝光處理前後之附玻璃之圓偏光板之Re(550)之變化量(ΔRe(550))。按照以下之基準評價該變化量。將結果示於表1。
(基準)
A:未達4 nm
B:4 nm以上且未達7 nm
C:7 nm以上
(化合物(A)之含量之測定)
測定光學膜之每單位體積之化合物(A)之含量。具體而言,利用刮勺自光配向膜側對第1試驗片進行刮削,藉此採取3~4 mg程度之光學膜。將所採取之光學膜加入至2 mL之THF(四氫呋喃)中,放置24小時。藉此,獲得於THF中萃取有目標成分之萃取液。依照下述之條件對萃取液進行HPLC測定,藉此進行化合物(A)之定量分析。根據定量分析之結果算出光學膜之每單位體積之化合物(A)之含量。將結果示於表1。
<HPLC測定條件>
測定裝置:HPLC LC-10AT(島津製作所製造)
管柱:L-column ODS(長度:105 mm、內徑:3 mm、粒徑:3 μm)
流量:0.5 mL/min
注入量:5 μL
檢測波長:254 nm、350 nm
流動相A:添加有0.1體積%之TFA(三氟乙酸)之水
流動相B:乙腈
穩定化時間:15分鐘
梯度條件:70%~100%流動相B中30分鐘,繼而100%流動相B中30分鐘
[表1]
| 添加物A | 化合物(A)之含量(kg/m 3) | 面內相位差值(nm) | 面內相位差值之比率 | 耐光性 | ||||||
| 種類 | 添加量(質量份) | Re(450) | Re(550) | Re(630) | Re(450)/Re(550) | Re(630)/Re(550) | ∆Re(450)/Re(550) | ∆Re(550) | ||
| 實施例1 | 化合物(A31) | 3 | 4 | 126.6 | 146.7 | 150.9 | 0.863 | 1.029 | B | A |
| 實施例2 | 化合物(A31) | 5 | 10.05 | 121.6 | 140.6 | 144.7 | 0.865 | 1.029 | A | A |
| 實施例3 | 化合物(A31) | 10 | 28.05 | 123.7 | 141 | 144.5 | 0.877 | 1.025 | A | A |
| 實施例4 | 化合物(A32) | 10 | 8.8 | 118.9 | 138.5 | 143.0 | 0.858 | 1.032 | A | C |
| 比較例1 | 化合物(C1) | 10 | 0 | 111.9 | 130.2 | 133.8 | 0.859 | 1.028 | C | B |
Claims (6)
- 一種光學膜,其含有具有下述式(A1)所表示之骨架作為部分結構之化合物(A),且 每單位體積之上述化合物(A)之含量為2.5 kg/m 3以上30 kg/m 3以下, [化1] 。
- 如請求項1之光學膜,其滿足下述式(1)及(2), 0.82≤Re(450)/Re(550)≤0.98 (1) 100 nm≤Re(550)≤160 nm (2) [式中,Re(450)表示對應波長450 nm之光之面內相位差值,Re(550)表示對應波長550 nm之光之面內相位差值]。
- 如請求項2之光學膜,其厚度為0.5 μm以上5 μm以下。
- 如請求項1之光學膜,其含有聚合性液晶化合物之硬化物。
- 一種偏光板,其具備偏光膜及如請求項1至4中任一項之光學膜。
- 一種圖像顯示裝置,其具備如請求項5之偏光板。
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|---|---|---|---|
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