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CN107209315B - 光学膜用转印体、光学膜、有机电致发光显示装置和光学膜的制造方法 - Google Patents

光学膜用转印体、光学膜、有机电致发光显示装置和光学膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学膜用转印体,其包含基材膜和形成在上述基材膜上的光学各向异性层,上述光学各向异性层是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的,上述光学各向异性层中的光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下;光学膜,其为依次具有被粘附体、粘接层和光学各向异性层的光学膜,上述粘接层为使光固化性粘接剂固化而成的层,上述光学各向异性层为使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的层,上述光学各向异性层中的光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下;以及光学膜的制造方法和有机电致发光显示装置。

Description

光学膜用转印体、光学膜、有机电致发光显示装置和光学膜的 制造方法
技术领域
本发明涉及可用于光学膜的制造的光学膜用转印体、光学膜、有机电致发光显示装置和光学膜的制造方法。
背景技术
作为有机电致发光显示装置、液晶显示装置等显示装置的构成要素,已知使用包含光学各向异性层(即,具有光学上的各向异性的层)的光学膜。例如,为了减少显示装置的显示面的外光的反射,或者提高从倾斜方向观察显示装置时的显示品质,有时使用这样的光学膜。
作为包含这样的光学各向异性层的光学膜的制造方法的一例,已知如下技术:通过在基材膜上涂布液晶组合物(包含光聚合性液晶化合物的组合物)、使其固化,从而形成光学各向异性层(例如,专利文献1、2)。已知通过使用对其表面赋予了取向限制力的膜作为基材膜,从而能够使光聚合性液晶化合物取向,能够对得到的层给予光学各向异性(例如,专利文献3、4)。采用这样的方法,能够容易地制造相位差和取向方向受控的光学各向异性层。另外,也已知将形成在取向基板上的光学各向异性层经由粘合剂转印于其它基材的方法(例如,专利文献5)。进而,从与光学各向异性层的附着性、处理的容易性等出发,也已知丙烯酸系粘合剂和/或粘接剂的使用(例如,专利文献6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-52131号公报;
专利文献2:日本特开平9-73081号公报(对应外国公报:美国专利第5853801号说明书);
专利文献3:日本特开平3-9325号公报(对应外国公报:美国专利第5132147号说明书);
专利文献4:日本特开平4-16919号公报;
专利文献5:日本特开2009-116002号公报;
专利文献6:日本特开2007-277462号公报(对应外国公报:美国专利申请公开第2009/208673号说明书)。
发明内容
发明要解决的课题
将使液晶组合物固化而得到的光学各向异性层贴合于构成显示装置的其它层而进行转印的情况下,多数情况下需要经由粘接剂来进行该贴合。这样的情况下,由于未固化的粘接剂与光学各向异性层相接,因此有时光学各向异性层的相位差非期望地降低。如果发生这样的现象,则产生光学各向异性层的相位差变得不均质、相位差的显现不充分的问题。
因此,本发明的目的在于提供包含使液晶组合物固化而成的光学各向异性层且粘接剂与该光学各向异性层的接触引起的相位差的降低小的光学膜用转印体和光学膜、这样的光学膜的制造方法、以及具有这样的光学膜的有机电致发光显示装置。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了研究,结果发现粘接剂与光学各向异性层的接触引起的相位差降低量的减小可通过使光学各向异性层内的、未反应的光聚合性液晶化合物的比例成为规定量以下来实现,基于该见解完成了本发明。
即,根据本发明,提供以下内容。
[1]一种光学膜用转印体,其包含基材膜和形成在上述基材膜上的光学各向异性层,上述光学各向异性层是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的,
上述光学各向异性层中的光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下。
[2]根据[1]所述的光学膜用转印体,其中,上述基材膜为包含含有脂环式结构的聚合物的树脂的膜。
[3]根据[1]或[2]所述的光学膜用转印体,其中,上述基材膜为拉伸膜。
[4]根据[3]所述的光学膜用转印体,其中,上述拉伸膜为倾斜拉伸膜。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的光学膜用转印体,其中,在上述光学各向异性层中,固化液晶分子相对于上述基材膜水平取向。
[6]一种光学膜,其依次具有被粘附体、粘接层和光学各向异性层,
上述粘接层为使光固化性粘接剂固化而成的层,
上述光学各向异性层为使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的层,
上述光学各向异性层中的光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下。
[7]根据[6]所述的光学膜,其中,上述光固化性粘接剂包含50重量%以上的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体。
[8]根据[6]或[7]所述的光学膜,其中,
上述被粘附体为偏振膜,
上述光学膜为圆偏振片。
[9]根据[6]~[8]中任一项所述的光学膜,其中,上述光学各向异性层的相位差为140±30nm。
[10]根据[6]~[9]中任一项所述的光学膜,其中,上述光学各向异性层具有反常波长色散性。
[11]一种有机电致发光显示装置,其具有[6]~[10]中任一项所述的光学膜。
[12]一种光学膜的制造方法,其为[6]~[10]中任一项所述的光学膜的制造方法,包含:
工序(A),制备光学膜用转印体,上述光学膜用转印体包含基材膜和形成在上述基材膜上的光学各向异性层,上述光学各向异性层是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的,
工序(B),将光固化性粘接剂涂布于被粘附体,形成上述光固化性粘接剂的层,
工序(C),将上述光学膜用转印体贴合于上述光固化性粘接剂的层,
工序(D),对上述光固化性粘接剂的层照射光,使光固化性粘接剂的层固化而制成粘接层,得到依次具有上述被粘附体、上述粘接层、上述光学各向异性层和上述基材膜的层叠体,以及
工序(E),从上述层叠体将上述基材膜剥离。
[13]根据[12]所述的光学膜的制造方法,其中,上述被粘附体为偏振膜。
[14]根据[12]或[13]所述的光学膜的制造方法,其中,在上述工序(D)中,从上述基材膜侧进行上述光的照射。
发明的效果
本发明的光学膜用转印体由于包含使液晶组合物固化而成的特定的光学各向异性层,可使粘接剂与该光学各向异性层的接触产生的相位差的降低小,因此可用作具有相位差均质、并且相位差高的光学各向异性层的本发明的光学膜和本发明的有机电致发光显示装置的制造的材料。另外,根据本发明的光学膜的制造方法,能够容易地制造这样的本发明的光学膜。
附图说明
图1为示意地表示本发明的光学膜的制造方法中的光的照射时伴有使用了从被照射面的背侧支承基材膜的支承辊的温度的调节的工序的实施的例子的概略图。
具体实施方式
以下,示出实施方式和例示物等对本发明详细地说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施方式和例示物等,在不脱离本发明的权利要求及其均等的范围的范围内可任意地变形而实施。
以下的说明中,“长尺寸”是指相对于宽度具有5倍以上的长度,优选地是指具有10倍或其以上的长度、具体地具有卷取为卷状而进行保管或运输的程度的长度。对于膜的长度相对于宽度的比例的上限并无特别限定,可设为例如100000倍以下。
另外,“基材”和“偏振片”不仅是刚直的构件,也包含例如树脂制的膜这样具有可挠性的构件。
以下的说明中,只要无另外地说明,膜的表面内方向的相位差为由(nx-ny)×d表示的值。其中,nx表示与膜的厚度方向垂直的方向(表面内方向)且给予最大的折射率的方向的折射率。ny表示上述表面内方向且与nx的方向正交的方向的折射率。d表示膜的厚度。这些延迟可使用市售的相位差测定装置或Senarmont(セナルモン)法测定。
以下的说明中,只要无另外说明,“(甲基)丙烯酸酯”是包含“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”这两者的用语。另外,以下的说明中,只要无另外说明,“(甲基)丙烯酰基”是包含“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”这两者的用语。
[1.光学膜用转印体]
本发明的光学膜用转印体包含基材膜和形成在基材膜上的特定的光学各向异性层。
本发明中,“光学膜用转印体”为包含多个层的构件,将该多个层中的一部分的层转印,供于包含该一部分的层的光学膜的制造。本发明的光学膜用转印体中,将光学各向异性层供于光学膜的制造。
[1.1.基材膜:材料]
作为基材膜,可适当地选择可用作光学的层叠体的基材的膜来使用。
对基材膜的材料并无特别限定,可使用各种树脂。作为树脂的例子,可列举出包含各种的聚合物的树脂。作为该聚合物,可列举出含有脂环式结构的聚合物、纤维素酯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、UV透过丙烯酸、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、环氧聚合物、聚苯乙烯、和它们的组合。这些中,从透明性、低吸湿性、尺寸稳定性、轻质性等的观点出发,优选含有脂环式结构的聚合物和纤维素酯,更优选含有脂环式结构的聚合物。
含有脂环式结构的聚合物为在重复单元中具有脂环式结构的非晶性的聚合物,在主链中含有脂环式结构的聚合物和在侧链中含有脂环式结构的聚合物都能够使用。
作为脂环式结构,可列举出例如环烷烃结构、环烯烃结构等,从热稳定性等的观点出发,优选环烷烃结构。
对构成1个脂环式结构的重复单元的碳原子数并无特别限制,但通常为4~30个,优选为5~20个,更优选为6~15个。
含有脂环式结构的聚合物中的具有脂环式结构的重复单元的比例根据使用目的适当地选择,通常为50重量%以上,优选为70重量%以上,更优选为90重量%以上。
如果具有脂环式结构的重复单元过少,则有可能膜的耐热性降低。
对于含有脂环式结构的聚合物,具体地,可列举出(1)降冰片烯聚合物、(2)单环的环状烯烃聚合物、(3)环状共轭二烯聚合物、(4)乙烯基脂环式烃聚合物、和这些的加氢物等。
这些中,从透明性、成型性的观点出发,更优选降冰片烯聚合物和它们的加氢物。
作为降冰片烯聚合物,可列举出例如:降冰片烯单体的开环聚合物、降冰片烯单体与可开环共聚的其它单体的开环共聚物、以及它们的加氢物;降冰片烯单体的加成聚合物、降冰片烯单体与可共聚的其它单体的加成共聚物等。
这些中,从透明性的观点出发,最优选降冰片烯单体的开环聚合物加氢物。
上述的含有脂环式结构的聚合物选自例如日本特开2002-321302号公报等中公开的公知的聚合物。
就含有脂环式结构的聚合物而言,其玻璃化转变温度优选为80℃以上,更优选为100~250℃的范围。
玻璃化转变温度在这样的范围的含有脂环式结构的聚合物不会产生高温下的使用中的变形、应力,耐久性优异。
就含有脂环式结构的聚合物的分子量而言,用使用了环己烷(树脂不溶解的情况下为甲苯)作为溶剂的凝胶渗透色谱(以下简写为“GPC”。)测定的聚异戊二烯换算(溶剂为甲苯时聚苯乙烯换算)的重均分子量(Mw)计,优选为10000~100000,更优选为25000~80000,进一步优选为25000~50000。重均分子量在这样的范围时,使膜的机械强度和成型加工性高度地均衡而优选。
对含有脂环式结构的聚合物的分子量分布(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))并无特别限制,通常为1~10,优选为1~4,更优选为1.2~3.5的范围。
对使用了包含含有脂环式结构的聚合物的树脂作为基材膜的材质时的、基材膜的厚度并无特别限制,但从使生产率的提高、薄型化和轻质化变得容易的观点出发,其厚度优选为规定的范围。从这样的观点出发优选的厚度通常为1~1000μm,优选为5~300μm,更优选为30~100μm。
包含含有脂环式结构的聚合物的树脂可只包含含有脂环式结构的聚合物,但只要不显著地损害本发明的效果,可包含任意的配合剂。包含含有脂环式结构的聚合物的树脂中的、含有脂环式结构的聚合物的比例优选为70重量%以上,更优选为80重量%以上。
作为包含含有脂环式结构的聚合物的树脂的优选的具体例,可列举出日本瑞翁株式会社制“ZEONOA 1420、ZEONOA 1420R”。
作为纤维素酯,以纤维素的低级脂肪酸酯(例:乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和乙酸丙酸纤维素)为代表。低级脂肪酸意味着每1分子的碳原子数为6以下的脂肪酸。乙酸纤维素中包含三乙酰纤维素(TAC)、二乙酸纤维素(DAC)。
乙酸纤维素的乙酰化度优选50~70%,特别优选55~65%。优选重均分子量70000~120000,特别优选80000~100000。另外,上述乙酸纤维素不仅是用醋酸,只要满足上述乙酰化度,可以一部分用丙酸、丁酸等脂肪酸酯化。另外,构成基材膜的树脂可组合地包含乙酸纤维素和乙酸纤维素以外的纤维素酯(丙酸纤维素和丁酸纤维素等)。这种情况下,优选这些纤维素酯的总体满足上述乙酰化度。
使用三乙酰纤维素的膜作为基材膜的情况下,作为该膜,从环境保护的观点出发,特别优选使用通过采用低温溶解法或高温溶解法将三乙酰纤维素溶解于基本上不含二氯甲烷的溶剂中而制备的三乙酰纤维素胶浆所作成的三乙酰纤维素膜。三乙酰纤维素的膜可采用共流延法制作。共流延法可通过以下方式进行,即,将三乙酰纤维素的原料薄片溶解于溶剂中,根据需要向其添加任选的添加剂而制备溶液(胶浆),将该胶浆从胶浆供给装置(模头)流延到支承体上,在将流延物在某种程度上干燥而赋予了刚性的时刻从支承体剥离来作为膜,对该膜进一步干燥,将溶剂除去。作为溶解原料薄片的溶剂的例子,可列举出卤代烃类(二氯甲烷等)、醇类(甲醇、乙醇、丁醇等)、酯类(甲酸甲酯、醋酸甲酯等)、醚类(二噁烷、二氧戊环、二乙基醚等)等。作为添加在胶浆中的添加剂的例子,可列举出延迟上升剂、增塑剂、紫外线吸收剂、防劣化剂、滑动剂、剥离促进剂等。作为流延胶浆的支承体的例子,可列举出水平式的环形的金属带和旋转的滚筒。流延时,能够对单一的胶浆进行单层流延,也能够对多个层进行共流延。将多个层共流延的情况下,例如,可将多个胶浆依次流延以致形成低浓度的纤维素酯胶浆的层和与其表面和背面相接地设置的高浓度的纤维素酯胶浆的层。作为将膜干燥而将溶剂除去的装置的例子,可列举出对膜进行搬运而使其通过将内部设定为适于干燥的条件的干燥部的装置。
作为三乙酰纤维素的膜的优选的例子,可列举出TAC-TD80U(富士胶片株式会社制造)等公知的三乙酰纤维素的膜以及发明协会公开技报公技序号2001-1745号中公开的三乙酰纤维素的膜。对三乙酰纤维素的膜的厚度并无特别限定,但优选20~150μm,更优选40~130μm,进一步优选70~120μm。
[1.2.基材膜:取向限制力]
作为基材膜,可使用具有取向限制力的基材膜。基材膜的取向限制力是指可使涂布在基材膜上的液晶组合物中的光聚合性液晶化合物取向的基材膜的性质。
取向限制力可通过对成为基材膜的材料的膜实施赋予取向限制力的处理而赋予。作为该处理的例子,可列举出拉伸处理和摩擦处理。
在优选的方式中,基材膜为拉伸膜。通过成为该拉伸膜,从而可成为具有与拉伸方向相应的取向限制力的膜。
更优选的方式中,基材膜为倾斜拉伸膜。即,基材膜为长尺寸的膜,并且为在与膜的长尺寸方向和短尺寸方向都不平行的方向上拉伸了的膜。
基材膜为倾斜拉伸膜时的、拉伸方向与基材膜的短尺寸方向所成的角度具体地可设为超过0°且小于90°。通过使用这样的倾斜拉伸膜,能够制成以辊对辊将光学各向异性层转印、层叠于长尺寸状的起偏器、使圆偏振片等的高效率的制造成为可能的材料。
另外,某方式中,可使拉伸方向与基材膜的短尺寸方向所成的角度优选地成为15°±5°、22.5±5°、45°±5°、或者75°±5°,更优选地成为15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°,进一步优选地成为15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、或75°±3°的特定的范围。通过具有这样的角度关系,从而能够使本发明的光学膜用转印体成为使特定的圆偏振片的高效率的制造成为可能的材料。
[1.3.光学各向异性层:形成方法]
光学各向异性层形成在基材膜上的层,是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的。本申请中,有时将包含光聚合性液晶化合物的组合物简称为“液晶组合物”。
使液晶组合物固化而在基材膜上形成光学各向异性层的操作,典型地,采用以下方法进行,该方法包含:
工序(I):在基材膜上涂布液晶组合物、形成液晶组合物的层的工序,
工序(II):使液晶组合物的层中的光聚合性液晶化合物取向的工序,以及
工序(III):使光聚合性液晶化合物聚合、形成固化液晶分子的工序。
工序(I)例如通过在连续地搬运的长尺寸状的基材膜的一面上直接涂布液晶组合物而进行。作为涂布的方法的例子,可列举出帘式涂布法、挤出涂布法、辊式涂布法、旋转涂布法、浸渍涂布法、棒式涂布法、喷涂法、滑动涂布法、印刷涂布法、照相凹版涂布法、模压涂布法、CAP涂布法、和浸渍法。所涂布的液晶组合物的层的厚度可根据光学各向异性层所要求的所期望的厚度来适当地设定。
工序(II)有时也通过涂布立即实现,有时也根据需要在涂布后通过实施加热等取向处理而实现。取向处理的条件可根据使用的液晶组合物的性质适当地设定,例如,可设为在50~160℃的温度条件下处理30秒~5分钟的条件。
在工序(II)之后可立即进行工序(III),也可在工序(II)之后工序(III)之前等任选的阶段根据需要进行使液晶组合物的层干燥的工序。该干燥可采用自然干燥、加热干燥、减压干燥、减压加热干燥等干燥方法实现。通过该干燥,能够将溶剂从液晶组合物的层除去。
工序(III)可适当地选择适合聚合性化合物及聚合引发剂等液晶组合物的成分的性质的方法。例如优选照射光的方法。其中,所照射的光可包含可见光线、紫外线和红外线等光。其中,从操作简便出发,优选照射紫外线的方法。
工序(III)中照射紫外线时的紫外线照射强度通常为0.1mW/cm2~1000mW/cm2的范围,优选为0.5mW/cm2~600mW/cm2的范围。紫外线照射时间为1秒~300秒的范围,优选为5秒~100秒的范围。用紫外线累计光量(mJ/cm2)=紫外线照射强度(mW/cm2)×照射时间(秒)求出。作为紫外线照射光源,能够使用高压汞灯、金属卤化物灯、低压汞灯。
[1.4.光学各向异性层的残留单体比例]
在本发明的光学膜转印体的光学各向异性层中,光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下。即,将光学各向异性层的重量设为100重量%的情况下,该各向异性层中所含的光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下。本申请中,有时将这样的光学各向异性层中的光聚合性液晶化合物的比例简称为“残留单体比例”。
残留单体比例优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下,进一步优选为6重量%以下。残留单体比例的下限理想地为0重量%,但从现实的反应速度和制造的容易性的观点考虑,可成为2重量%以上。
残留单体比例可通过从光学各向异性层中抽取光聚合性液晶化合物而得到抽取溶液,对该抽取溶液中的光聚合性液晶化合物的量进行定量而求出。抽取溶液中的光聚合性液晶化合物的定量可采用气相色谱等定量方法进行。
残留单体为光学各向异性层的形成中没有聚合的光聚合性液晶化合物。因此,残留单体比例可通过改变光学各向异性层的形成中的聚合的条件而成为所期望的低值。例如,在上述的包含工序(I)~(III)的光学各向异性层的形成方法的工序(III)中,通过调节液晶组合物的层的温度,能够减少残留单体比例。
工序(III)中的液晶组合物的层的温度的调节可通过在利用支承辊支承基材膜的状态下进行工序(III),调节支承辊的温度而进行。
支承辊是在光的照射时从被照射面的背侧支承基材膜的辊。图1为示意地表示伴有使用了这样的支承辊的温度的调节的工序(III)的实施的例子的概略图。图1中,将包含基材膜11及设置在其上的液晶组合物的层12的层叠体10在箭头A1的方向上搬运。层叠体10在位置L处,在基材膜11侧的面相接的状态下被沿着箭头A3方向旋转的支承辊21支承并搬运。在该位置L处,液晶组合物的层12在箭头A2方向上受到来自于光源22的紫外线照射而固化。由此,液晶组合物的层固化,形成光学各向异性层。其中,通过各种各样地调节支承辊的温度,从而可实现残留单体比例低的固化。总的说来,具有支承辊的温度越高、残留单体比例越减少的倾向,但最佳的温度也因其它条件而异,因此使残留单体比例减少的温度优选通过实验确定。此外,也可通过增加光的照射量、增加聚合引发剂的量来减少残留单体比例。
从防止基材膜的变形的观点出发,支承辊的温度的上限优选设为基材的玻璃化转变温度(Tg)以下。通常为150℃以下,优选为100℃以下,特别优选为80℃以下的范围。支承辊的温度的下限可设为15℃以上。因此,优选地,可在该温度范围内通过实验来确定使残留单体比例减少的温度。
另外,与在空气下进行工序(III)相比,在氮气氛下等非活性气体气氛下进行更倾向于可减少残留单体比例,因此工序(III)优选在这样的非活性气体气氛下进行。
[1.5.光学各向异性层的相位差降低率]
根据本发明人的发现,通过使残留单体比例成为上述上限以下的低值,从而能够将使粘接剂与光学各向异性层接触时的相位差降低率抑制为小的值。
光学各向异性层的相位差降低率可通过测定涂布粘接剂前的表面内方向的相位差Re0和涂布了粘接剂后的表面内方向的相位差Re1而求出。具体地,将光学膜用转印体的光学各向异性层转印于适当的相位差测定用的基材,因此测定550nm处的表面内方向的相位差Re0,进而将粘接剂涂布于光学各向异性层的表面,测定经过10分钟后的相位差Re1,由它们并根据式((Re0-Re1)/Re0)×100,可求出相位差降低率(%)。作为相位差测定用的基材,可适当地选择玻璃板等适于相位差的测定的基材。作为测定相位差的装置,可使用相位差计(Axometrics Inc.制造、商品名“AxoScan”等)。
作为用于评价光学各向异性层的相位差降低率的粘接剂,可使用与本发明的光学膜的制造中使用的粘接剂相同的粘接剂。另外,粘接剂的涂布厚度可设为能够充分地观察相位差的降低的厚度,具体地可设为1mm。
[1.6.光学各向异性层的光学上的性质等]
光学各向异性层通常包含由光聚合性液晶化合物形成的固化液晶分子。本申请中,“固化液晶分子”意味着使可呈液晶相的化合物在呈液晶相的状态下成为固体时的该化合物的分子。作为固化液晶分子的例子,可列举出使光聚合性液晶化合物聚合而成的聚合物。
固化液晶分子优选具有相对于基材膜水平取向的取向规则性。其中,固化液晶分子相对于基材膜进行“水平取向”是指固化液晶分子的介晶的长轴方向的平均方向与膜面平行或接近平行(例如与膜面所成的角度为5°以内)、在某一方向上排列。固化液晶分子是否水平取向以及其排列方向可通过使用了AxoScan(Axometrics Inc.制造)等的相位差计的测定来确认。
其中,在固化液晶分子是使具有棒状的分子结构的光聚合性液晶化合物聚合而成的固化液晶分子情况下,通常该光聚合性液晶化合物的介晶的长轴方向成为固化液晶分子的介晶的长轴方向。另外,如使用了反常波长色散光聚合性液晶化合物(后述)作为光聚合性液晶化合物的情形那样,在光学各向异性层中存在取向方向不同的多种介晶的情况下,它们中最长的种类的介晶的长轴方向排列的方向成为该排列方向。
通过使用具有取向限制力的膜作为基材膜,进而适当地选择光学各向异性层的材料,从而能够在光学各向异性层中使固化液晶分子水平取向。
对光学各向异性层的厚度并无特别限定,能够适当地调节以致能够使表面内方向的相位差等特性成为所期望的范围。具体地,厚度的下限优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,另一方面,厚度的上限优选为10μm以下,更优选为7μm以下,进一步优选为5μm以下。
光学各向异性层优选具有反常波长色散性。即,光学各向异性层优选具有对于比短波长的波长长的透过光显示高的表面内相位差的波长色散。光学各向异性层优选至少在可见光的频带的一部分、优选地在全部中具有这样的反常波长色散性。通过光学各向异性层具有反常波长色散性,从而可在λ/4波长片或λ/2波长片这样的光学用途中、在宽频带中均匀地显现功能。
光学各向异性层由于具有光学各向异性,因此使透过光学各向异性层的光产生相位差。作为优选的方式,光学各向异性层为λ/4波长片或λ/2波长片。具体地,用测定波长550nm测定的表面内方向的相位差Re为108nm~168nm的范围的情况下,可作为λ/4波长片使用。另外,用测定波长550nm测定的表面内方向的相位差Re为245nm~305nm的范围的情况下,可作为λ/2波长片使用。更具体地,λ/4波长片的情况下,用测定波长550nm测定的表面内方向的相位差Re优选为110~170nm(即,140±30nm),更优选为128nm~148nm,进一步优选为135nm~145nm(即,140±5nm)的范围。另外,λ/2波长片的情况下,用测定波长550nm测定的表面内方向的相位差Re优选为265nm~285nm,更优选为270nm~280nm的范围。光学各向异性层为这样的λ/4波长片或λ/2波长片的情况下,利用其可容易地制造具有λ/4波长片或λ/2波长片的圆偏振片等光学元件。
优选的方式中,基材膜为长尺寸的膜,因此,在其面上所形成的光学各向异性层也可成为长尺寸的形状。光学各向异性层为长尺寸的形状的情况下,光学各向异性层的慢轴与光学各向异性层的短尺寸方向所成的角度可和基材膜的取向限制力的方向与基材膜的短尺寸方向所成的角度相同。具体地,在基材膜为倾斜拉伸膜、具有沿着该拉伸方向的取向限制力的情况下,光学各向异性层的慢轴与光学各向异性层的短尺寸方向所成的角度具体地可设为超过0°且小于90°。另外,在某方式中,光学各向异性层的慢轴与光学各向异性层的短尺寸方向所成的角度可成为优选地15°±5°、22.5°±5°、45°±5°、或75°±5°、更优选地15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、或75°±4°、进一步优选地15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、或75°±3°这样的特定的范围。通过具有这样的角度关系,从而能够使本发明的光学膜用转印体成为使特定的圆偏振片的高效率的制造成为可能的材料。
[1.7.光学各向异性层的材料:液晶组合物]
对光学各向异性层的形成中可使用的液晶组合物(以下有时将该组合物简称为“组合物(A)”。)进行说明。
本申请中,作为组合物(A)的成分的液晶化合物为配合在组合物(A)中并使其取向时可呈现液晶相的化合物。光聚合性液晶化合物为在呈现该液晶相的状态下在组合物(A)中聚合、可在维持液晶相中的分子的取向的状态下成为聚合物的液晶化合物。进而,反常波长色散光聚合性液晶化合物为这样成为了聚合物的情况下得到的聚合物显示反常波长色散性的光聚合性液晶化合物。
另外,本申请中,有时将作为组合物(A)的成分的、具有聚合性的化合物(光聚合性液晶化合物及其它具有聚合性的化合物等)总称地简称为“聚合性化合物”。
[1.7.1.光聚合性液晶化合物]
作为光聚合性液晶化合物,可列举出具有聚合性基团的液晶化合物、可形成侧链型液晶聚合物的化合物、圆盘状液晶性化合物等化合物,即,可通过照射可见光线、紫外线和红外线等光而聚合的化合物。作为具有聚合性基团的液晶化合物,可列举出例如日本特开平11-513360号公报、日本特开2002-030042号公报、日本特开2004-204190号公报、日本特开2005-263789号公报、日本特开2007-119415号公报、日本特开2007-186430号公报等中记载的具有聚合性基团的棒状液晶化合物等。另外,作为侧链型液晶聚合物化合物,可列举出例如日本特开2003-177242号公报等中记载的侧链型液晶聚合物化合物等。另外,如果用制品名列举优选的液晶化合物的例子,可列举出巴斯夫公司制“LC242”等。作为圆盘状液晶性化合物的具体例,记载于日本特开平8-50206号公报、文献(C.Destrade等,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,第71卷,第111页(1981);日本化学会编、季刊化学总说、No.22、液晶的化学、第5章、第10章第2节(1994);B.Kohne等,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,第1794页(1985);J.Zhang等,J.Am.Chem.Soc.,第116卷,第2655页(1994))中。这些液晶化合物及以下说明的反常波长色散光聚合性液晶化合物可单独地使用1种,也可以以任意的比率将2种以上组合使用。
[1.7.2.反常波长色散光聚合性液晶化合物]
作为光聚合性液晶化合物的一部分或全部,可使用反常波长色散光聚合性液晶化合物。通过使用反常波长色散光聚合性液晶化合物,从而能够容易地得到具有反常波长色散性的光学各向异性层。
作为反常波长色散光聚合性液晶化合物的例子,可列举出在其分子中具有主链介晶和与主链介晶键合的侧链介晶的化合物。在这样的反常波长色散光聚合性液晶化合物取向的状态下侧链介晶可在与主链介晶不同的方向上取向。因此,在光学各向异性层中,主链介晶和侧链介晶可在不同的方向上取向。通过这样的取向,从而光学各向异性层可呈现反常波长色散特性。
[1.7.2.1.化合物(I)]
作为反常波长色散光聚合性液晶化合物的例子,能够列举出由下述式(I)表示的化合物(以下有时称为“化合物(I)”。)。
[化学式1]
Figure BDA0001371667670000161
反常波长色散光聚合性液晶化合物为化合物(I)的情况下,基团-Y5-A4-Y3-A2-Y1-A1-Y2-A3-Y4-A5-Y6-成为主链介晶,另一方面,基团>A1-C(Q1)=N-N(Ax)Ay成为侧链介晶,基团A1影响主链介晶和侧链介晶这两者的性质。
式中,Y1~Y8各自独立地表示化学单键、-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-、或-NR1-O-。
其中,R1表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
作为R1的碳原子数为1~6的烷基,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
作为R1,优选氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
化合物(I)中,优选Y1~Y8各自独立地为化学单键、-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、或者-O-C(=O)-O-。
G1、G2各自独立地表示可具有取代基的、碳原子数为1~20的二价脂肪族基团。
作为碳原子数为1~20的二价脂肪族基团,可列举出:碳原子数为1~20的亚烷基、碳原子数为2~20的亚烯基等具有链状结构的二价脂肪族基团;碳原子数为3~20的环烷烃二基、碳原子数为4~20的环烯烃二基、碳原子数为10~30的二价脂环式稠环基等二价脂肪族基团等。
作为G1、G2的二价脂肪族基团的取代基,可列举出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等碳原子数为1~6的烷氧基等。其中,优选氟原子、甲氧基、乙氧基。
另外,上述脂肪族基团中,可插入有-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或者-C(=O)-。但是,不包括插入有相邻的2个以上的-O-或相邻的2个以上的-S-的情况。其中,R2表示与上述R1同样的、氢原子或碳原子数为1~6的烷基,优选为氢原子或甲基。
作为插入在上述脂肪族基团中的基团,优选-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-。
作为插入这些基团的脂肪族基团的具体例,可列举出-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-S-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-、-CH2-O-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-NR2-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-NR2-CH2-、-CH2-NR2-CH2-CH2-、-CH2-C(=O)-CH2-等。
这些中,从使本发明的所期望的效果更良好地显现的观点出发,G1、G2各自独立地优选碳原子数为1~20的亚烷基、碳原子数为2~20的亚烯基等具有链状结构的二价脂肪族基团,更优选亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基[-(CH2)10-]等碳原子数为1~12的亚烷基,特别优选四亚甲基[-(CH2)4-]、六亚甲基[-(CH2)6-]、八亚甲基[-(CH2)8-]、和十亚甲基[-(CH2)10-]。
Z1、Z2各自独立地表示未取代或被卤素原子取代的碳原子数为2~10的烯基。
作为该烯基的碳原子数,优选2~6。作为Z1和Z2的烯基的取代基的卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子等,优选氯原子。
作为Z1和Z2的碳原子数为2~10的烯基的具体例,可列举出CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-CH2-、CH3-CH=CH-、CH2=CH-CH2-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-CH2-、(CH3)2C=CH-CH2-、(CH3)2C=CH-CH2-CH2-、CH2=C(Cl)-、CH2=C(CH3)-CH2-、CH3-CH=CH-CH2-等。
其中,从使本发明的所期望的效果更良好地显现的观点出发,作为Z1和Z2,各自独立地优选为CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=C(Cl)-、CH2=CH-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-、或者CH2=C(CH3)-CH2-CH2-,更优选为CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、或者CH2=C(Cl)-,特别优选为CH2=CH-。
Ax表示具有选自芳香族烃环和芳香族杂环中的至少一个芳香环的、碳原子数为2~30的有机基团。
本发明中,“芳香环”意味着具有符合Huckel规则的广义的芳香性的环状结构,即,具有(4n+2)个的π电子的环状共轭结构、和以噻吩、呋喃、苯并噻唑等为代表的硫、氧、氮等杂原子的孤立电子对参与π电子系而显示芳香性的环状结构。
Ax的、具有选自芳香族烃环和芳香族杂环中的至少一个芳香环的、碳原子数为2~30的有机基团可以具有多个芳香环,也可以具有芳香族烃环和芳香族杂环。
作为上述芳香族烃环,可列举出苯环、萘环、蒽环等。作为上述芳香族杂环,可列举出:吡咯环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡唑环、咪唑环、噁唑环、噻唑环等单环的芳香族杂环;苯并噻唑环、苯并噁唑环、喹啉环、酞嗪环、苯并咪唑环、苯并吡唑环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、噻唑并吡啶环、噁唑并吡啶环、噻唑并吡嗪环、噁唑并吡嗪环、噻唑并哒嗪环、噁唑并哒嗪环、噻唑并嘧啶环、噁唑并嘧啶环等稠合环的芳香族杂环等。
Ax具有的芳香环可具有取代基。作为该取代基,可列举出:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数为2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数为1~6的卤代烷基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;-C(=O)-R5;-C(=O)-OR5;-SO2R6等。其中,R5表示碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基、或者碳原子数为3~12的环烷基,R6表示与后述的R4同样的、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基、苯基、或者4-甲基苯基。
另外,Ax具有的芳香环可具有多个相同或不同的取代基,相邻的二个取代基可一起键合而形成环。所形成的环可以为单环,也可以为稠合多环,可以为不饱和环,也可以为饱和环。
应予说明,Ax的碳原子数为2~30的有机基团的“碳原子数”意味着不包含取代基的碳原子的有机基团整体的总碳原子数(后述的Ay中同样。)。
作为Ax的、具有选自芳香族烃环和芳香族杂环中的至少一个芳香环的、碳原子数为2~30的有机基团,可列举出:芳香族烃环基;芳香族杂环基;具有选自芳香族烃环基和芳香族杂环基中的至少一个芳香环的、碳原子数为3~30的烷基;具有选自芳香族烃环基和芳香族杂环基中的至少一个芳香环的、碳原子数为4~30的烯基;具有选自芳香族烃环基和芳香族杂环基中的至少一个芳香环的、碳原子数为4~30的炔基等。
以下示出Ax的优选的具体例。但是,本发明中,Ax并不限定于以下所示的具体例。应予说明,下述式中,“-”表示从环的任意的位置延伸出的键合端(下同。)。
(1)芳香族烃环基
[化学式2]
Figure BDA0001371667670000191
[化学式3]
Figure BDA0001371667670000201
(2)芳香族杂环基
[化学式4]
Figure BDA0001371667670000202
[化学式5]
Figure BDA0001371667670000203
上述式中,E表示NR6a、氧原子或硫原子。其中,R6a表示氢原子;或者甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基。
[化学式6]
Figure BDA0001371667670000211
上述式中,X、Y、Z各自独立地表示NR7、氧原子、硫原子、-SO-、或-SO2-(但是,不包括氧原子、硫原子、-SO-、-SO2-彼此邻接的情况。)。R7表示与上述R6a同样的、氢原子;或者甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基。
[化学式7]
Figure BDA0001371667670000212
(上述式中,X表示与上述相同的含义。)
(3)具有选自芳香族烃环基和芳香族杂环基中的至少一个芳香环的烷基
[化学式8]
Figure BDA0001371667670000221
(4)具有选自芳香族烃环基和芳香族杂环基中的至少一个芳香环的烯基
[化学式9]
Figure BDA0001371667670000222
(5)具有选自芳香族烃环基和芳香族杂环基中的至少一个芳香环的炔基
[化学式10]
Figure BDA0001371667670000231
上述的Ax中,优选碳原子数为6~30的芳香族烃环基、或者碳原子数为4~30的芳香族杂环基,更优选为下述所示的任一个基团,
[化学式11]
Figure BDA0001371667670000232
[化学式12]
Figure BDA0001371667670000233
进一步优选为下述所示的任一个基团。
[化学式13]
Figure BDA0001371667670000241
Ax具有的环可具有取代基。作为该取代基,可列举出:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数为2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数为1~6的卤代烷基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;-C(=O)-R8;-C(=O)-OR8;-SO2R6等。其中,R8表示甲基、乙基等碳原子数为1~6的烷基;或者苯基等碳原子数为6~14的芳基。其中,优选卤素原子、氰基、碳原子数为1~6的烷基、和碳原子数为1~6的烷氧基。
另外,Ax具有的环可具有多个相同或不同的取代基,相邻的二个取代基可一起键合而形成环。所形成的环可以为单环,也可以为稠合多环。
再有,Ax的碳原子数为2~30的有机基团的“碳原子数”意味着不包含取代基的碳原子的有机基团整体的总碳原子数(后述的Ay中同样。)。
Ay表示氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9、或者具有选自芳香族烃环和芳香族杂环中的至少一个芳香环的、碳原子数为2~30的有机基团。其中,R3表示可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、碳原子数为5~12的芳香族烃环基,R4表示碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基、苯基、或者4-甲基苯基,R9表示可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、可具有取代基的碳原子数为5~20的芳香族基团。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基的碳原子数为1~20的烷基,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等。可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基的碳原子数优选为1~12,更优选为4~10。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基的碳原子数为2~20的烯基,可列举出乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基等。
可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基的碳原子数优选为2~12。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基的碳原子数为3~12的环烷基,可列举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基的碳原子数为2~20的炔基,可列举出乙炔基、丙炔基、2-丙炔基(炔丙基)、丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、2-戊炔基、己炔基、5-己炔基、庚炔基、辛炔基、2-辛炔基、壬炔基、癸炔基、7-癸炔基等。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基和可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基的取代基,可列举出:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等用碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3~8的环烷氧基;四氢呋喃基、四氢吡喃基、二氧戊环基、二噁烷基等碳原子数为2~12的环状醚基;苯氧基、萘氧基等碳原子数为6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1个被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟烷氧基;苯并呋喃基;苯并吡喃基;苯并二氧戊环基;苯并二噁烷基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;-SR10;用-SR10取代的碳原子数为1~12的烷氧基;羟基等。其中,R7a和R10各自独立地表示碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基、碳原子数为3~12的环烷基、或者碳原子数为6~12的芳香族烃环基,R8a表示与上述R4同样的、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基、苯基、或者4-甲基苯基。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基的取代基,可列举出:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等取代氨基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;羟基等。其中,R7a、R8a表示与上述相同的含义。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基的取代基,可列举出与可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基和可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基的取代基同样的取代基。
Ay的、由-C(=O)-R3表示的基团中,R3表示可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、碳原子数为5~12的芳香族烃环基。它们的具体例可列举出与作为上述Ay的、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基的例子列举的实例同样的实例。
Ay的、由-SO2-R4表示的基团中,R4表示碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基、苯基、或者4-甲基苯基。
R4的、碳原子数为1~20的烷基和碳原子数为2~20的烯基的具体例可列举出与作为上述Ay的、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为2~20的烯基的例子列举的实例同样的实例。
作为Ay的、具有选自芳香族烃环和芳香族杂环中的至少一个芳香环的、碳原子数为2~30的有机基团,可列举出与上述Ax中例示的有机基团同样的有机基团。
这些中,作为Ay,优选氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、或者具有选自芳香族烃环和芳香族杂环中的至少一个芳香环的碳原子数为2~30的有机基团所示的基团,更优选氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基、可具有取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基、可具有取代基的碳原子数为3~9的芳香族杂环基、-C(=O)-R3、-SO2-R4所示的基团。其中,R3、R4表示与上述相同的含义。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基的取代基,优选卤素原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、用碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数为2~12的环状醚基、碳原子数为6~14的芳氧基、羟基、苯并二噁烷基、苯基磺酰基、4-甲基苯基磺酰基、苯甲酰基、-SR10。其中,R10表示与上述相同的含义。
作为Ay的、可具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、可具有取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基、可具有取代基的碳原子数为3~9的芳香族杂环基的取代基,优选氟原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、氰基。
另外,Ax和Ay可一起形成环。作为这样的环,可列举出可具有取代基的、碳原子数为4~30的不饱和杂环、碳原子数为6~30的不饱和碳环。
作为上述碳原子数为4~30的不饱和杂环、碳原子数为6~30的不饱和碳环,并无特别限制,可具有芳香性,也可不具有芳香性。可列举出例如下述所示的环。再有,下述所示的环表示作为式(I)中的
[化学式14]
Figure BDA0001371667670000271
所表示的部分。
[化学式15]
Figure BDA0001371667670000281
[化学式16]
Figure BDA0001371667670000291
[化学式17]
Figure BDA0001371667670000301
(式中,X、Y、Z表示与上述相同的含义。)
另外,这些环可具有取代基。作为这样的取代基,可列举出与作为Ax具有的芳香环的取代基例示的取代基同样的取代基。
从使本发明的所期望的效果更为良好地显现的观点出发,Ax和Ay中所含的π电子的总数优选为4以上且24以下,更优选为6以上且20以下,进一步优选为6以上且18以下。
作为Ax与Ay的优选的组合,可列举出:
(α)Ax为碳原子数为4~30的、芳香族烃环基或芳香族杂环基;Ay为氢原子、碳原子数为3~8的环烷基、可具有(卤素原子、氰基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或者碳原子数为3~8的环烷基)作为取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基、可具有(卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、氰基)作为取代基的碳原子数为3~9的芳香族杂环基、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为1~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基,该取代基为卤素原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、用碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数为2~12的环状醚基、碳原子数为6~14的芳氧基、羟基、苯并二噁烷基、苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10的任一个;的组合,以及
(β)Ax和Ay一起形成了不饱和杂环或不饱和碳环的组合。其中,R10表示与上述相同的含义。
作为Ax与Ay的更优选的组合,为
(γ)Ax为具有下述结构的基团的任一个;Ay为氢原子、碳原子数为3~8的环烷基、可具有(卤素原子、氰基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或者碳原子数为3~8的环烷基)作为取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基、可具有(卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、氰基)作为取代基的碳原子数为3~9的芳香族杂环基、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为1~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基,该取代基为卤素原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、用碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数为2~12的环状醚基、碳原子数为6~14的芳氧基、羟基、苯并二噁烷基、苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10的任一个;的组合。其中,R10表示与上述相同的含义。
[化学式18]
Figure BDA0001371667670000311
[化学式19]
Figure BDA0001371667670000321
(式中,X、Y表示与上述相同的含义。)
作为Ax与Ay的特别优选的组合,为
(δ)Ax为具有下述结构的基团的任一个;Ay为氢原子、碳原子数为3~8的环烷基、可具有(卤素原子、氰基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或者碳原子数为3~8的环烷基)作为取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基、可具有(卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、氰基)作为取代基的碳原子数为3~9的芳香族杂环基、可具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数为1~20的烯基、可具有取代基的碳原子数为2~20的炔基,该取代基为卤素原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、用碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数为2~12的环状醚基、碳原子数为6~14的芳氧基、羟基、苯并二噁烷基、苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10的任一个;的组合。下述式中,X表示与上述相同的含义。其中,R10表示与上述相同的含义。
[化学式20]
Figure BDA0001371667670000331
A1表示可具有取代基的三价芳香族基团。作为三价芳香族基团,可以是三价碳环式芳香族基团,也可以是三价杂环式芳香族基团。从使本发明的所期望的效果更良好地显现的观点出发,优选三价碳环式芳香族基团,更优选三价苯环基或三价萘环基,进一步优选下述式所示的三价苯环基或三价萘环基。
应予说明,下述式中,为了使键合状态更为明确,方便起见记载了取代基Y1、Y2(Y1、Y2表示与上述相同的含义。下同。)。
[化学式21]
Figure BDA0001371667670000332
这些中,作为A1,更优选下述所示的式(A11)~(A25)所示的基团,进一步优选式(A11)、(A13)、(A15)、(A19)、(A23)所示的基团,特别优选式(A11)、(A23)所示的基团。
[化学式22]
Figure BDA0001371667670000341
作为A1的、三价芳香族基团可具有的取代基,可列举出与作为上述Ax的芳香族基团的取代基例示的取代基同样的取代基。作为A1,优选不具有取代基的基团。
A2、A3各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为3~30的二价脂环式烃基。
作为碳原子数为3~30的二价脂环式烃基,可列举出碳原子数为3~30的环烷烃二基、碳原子数为10~30的二价脂环式稠环基等。
作为碳原子数为3~30的环烷烃二基,可列举出环丙烷二基;环丁烷-1,2-二基、环丁烷-1,3-二基等环丁烷二基;环戊烷-1,2-二基、环戊烷-1,3-二基等环戊烷二基;环己烷-1,2-二基、环己烷-1,3-二基、环己烷-1,4-二基等环己烷二基;环庚烷-1,2-二基、环庚烷-1,3-二基、环庚烷-1,4-二基等环庚烷二基;环辛烷-1,2-二基、环辛烷-1,3-二基、环辛烷-1,4-二基、环辛烷-1,5-二基等环辛烷二基;环癸烷-1,2-二基、环癸烷-1,3-二基、环癸烷-1,4-二基、环癸烷-1,5-二基等环癸烷二基;环十二烷-1,2-二基、环十二烷-1,3-二基、环十二烷-1,4-二基、环十二烷-1,5-二基等环十二烷二基;环十四烷-1,2-二基、环十四烷-1,3-二基、环十四烷-1,4-二基、环十四烷-1,5-二基、环十四烷-1,7-二基等环十四烷二基;环二十烷-1,2-二基、环二十烷-1,10-二基等环二十烷二基等。
作为碳原子数为10~30的二价脂环式稠环基,可列举出十氢萘-2,5-二基、十氢萘-2,7-二基等十氢萘二基;金刚烷-1,2-二基、金刚烷-1,3-二基等金刚烷二基;双环[2.2.1]庚烷-2,3-二基、双环[2.2.1]庚烷-2,5-二基、双环[2.2.1]庚烷-2,6-二基等双环[2.2.1]庚烷二基等。
这些二价脂环式烃基可在任意的位置具有取代基。作为取代基,可列举出与作为上述Ax的芳香族基团的取代基例示的取代基同样的取代基。
这些中,作为A2、A3,优选碳原子数为3~12的二价脂环式烃基,更优选碳原子数为3~12的环烷烃二基,进一步优选由下述式(A31)~(A34)
[化学式23]
Figure BDA0001371667670000351
表示的基团,特别优选由上述式(A32)表示的基团。
上述碳原子数为3~30的二价脂环式烃基于与Y1、Y3(或者Y2、Y4)键合的碳原子的立体配置的不同,可存在顺式、反式的立体异构体。例如,环己烷-1,4-二基的情况下,如下述所示,可存在顺式的异构体(A32a)和反式的异构体(A32b)。
[化学式24]
Figure BDA0001371667670000361
本发明中,可以为顺式,也可以为反式,或者可以为顺式和反式的异构体混合物,从取向性良好的观点出发,优选为反式或顺式,更优选反式。
A4、A5各自独立地表示可具有取代基的、碳原子数为6~30的二价芳香族基团。
A4、A5的芳香族基团可以为单环的芳香族基团,也可以为多环的芳香族基团。
作为A4、A5的优选的具体例,可列举出下述的实例。
[化学式25]
Figure BDA0001371667670000362
上述A4、A5的二价芳香族基团可在任意的位置具有取代基。作为该取代基,可列举出卤素原子、氰基、羟基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-OR8b基等。其中,R8b为碳原子数为1~6的烷基。其中,优选卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、烷氧基。另外,作为卤素原子,更优选氟原子,作为碳原子数为1~6的烷基,更优选甲基、乙基、丙基,作为烷氧基,更优选甲氧基、乙氧基。
这些中,从使本发明的所期望的效果更良好地显现的观点出发,A4、A5各自独立地更优选可具有取代基的、由下述式(A41)、(A42)和(A43)表示的基团,特别优选可具有取代基的由式(A41)表示的基团。
[化学式26]
Figure BDA0001371667670000371
Q1表示氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~6的烷基。
作为可具有取代基的碳原子数为1~6的烷基,可列举出与上述Ax中例示的基团同样的基团。
这些中,Q1优选氢原子或碳原子数为1~6的烷基,更优选氢原子和甲基。
化合物(I)可通过例如国际公开第WO2012/147904号中记载的、肼化合物与羰基化合物的反应制造。
[1.7.3.聚合性单体]
组合物(A)可含有聚合性单体作为任选的成分。本申请中,“聚合性单体”是指在具有聚合能力、可作为单体发挥作用的化合物中特别是反常波长色散光聚合性液晶化合物以外的化合物。
作为聚合性单体,可使用例如每1分子具有1个以上的聚合性基团的单体。通过具有这样的聚合性基团,从而能够在光学各向异性层的形成时实现聚合。聚合性单体为每1分子具有2个以上的聚合性基团的交联性单体的情况下,能够实现交联的聚合。作为这样的聚合性基团的例子,能够列举出与化合物(I)中的基团Z1-Y7-和Z2-Y8-同样的基团,更具体地,能够列举出例如丙烯酰基、甲基丙烯酰基和环氧基。
聚合性单体其自身可以为液晶性,也可以为非液晶性。其中,其自身为“非液晶性”是指即使将该聚合性单体自身放置于室温至200℃的任何温度的情况下,在进行了取向处理的基材膜上也不显示取向。是否显示取向在通过偏光显微镜的正交尼科耳透过观察中使摩擦方向在表面内旋转的情况下用是否具有明暗的对比度来判断。
组合物(A)中,相对于反常波长色散光聚合性液晶化合物100重量份,聚合性单体的配合比例通常为1~100重量份,优选为5~50重量份。通过在该范围内适当地调节聚合性单体的配合比例以致显示所期望的反常波长色散特性,从而反常波长色散特性的精密的控制变得容易。
聚合性单体能够采用已知的制造方法制造。或者,对于具有与化合物(I)类似的结构的聚合性单体,能够按照化合物(I)的制造方法制造。
[1.7.4.组合物(A)的其它成分]
组合物(A)除了包含光聚合性液晶化合物和聚合性单体以外,根据需要可包含以下例示的成分等任意的成分。
组合物(A)可包含光聚合引发剂。作为聚合引发剂,可根据组合物(A)中的、光聚合性液晶化合物、聚合性单体及其它聚合性化合物具有的聚合性基团的种类来适当地选择。例如,如果聚合性基团为自由基聚合性,则可使用自由基聚合引发剂,如果为阴离子聚合性的基团,则可使用阴离子聚合引发剂,如果为阳离子聚合性的基团,则可使用阳离子聚合引发剂。
作为自由基聚合引发剂的例子,可列举出通过光照射而产生可引发聚合性化合物的聚合的活性种的化合物的光自由基产生剂。
作为光自由基产生剂,可列举出例如国际公开第WO2012/147904号中记载的、苯乙酮系化合物、联咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-酰基肟系化合物、鎓盐系化合物、苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、咕吨酮系化合物、重氮系化合物、酰亚胺磺酸酯系化合物等。
作为上述阴离子聚合引发剂,可列举出例如烷基锂化合物;联苯、萘、芘等的、单锂盐或单钠盐;二锂盐、三锂盐等多官能性引发剂等。
另外,作为上述阳离子聚合引发剂,可列举出例如硫酸、磷酸、高氯酸、三氟甲磺酸等质子酸;三氟化硼、氯化铝、四氯化钛、四氯化锡这样的路易斯酸;芳香族鎓盐或芳香族鎓盐与还原剂的组合使用系。
作为市售的光聚合引发剂的具体的例子,可列举出商品名“Irgacure379EG”(巴斯夫公司制造)等。
这些聚合引发剂能够单独使用一种或者将二种以上组合使用。
组合物(A)中,相对于聚合性化合物100重量份,聚合引发剂的配合比例通常为0.1~30重量份,优选为0.5~10重量份。
组合物(A)可包含用于调节表面张力的表面活性剂。作为该表面活性剂,并无特别限定,通常优选非离子系表面活性剂。作为该非离子系表面活性剂,可使用市售品。例如,可使用作为分子量为数千左右的低聚物的非离子系表面活性剂。作为这些表面活性剂的具体例,能够使用OMNOVA公司PolyFox的“PF-151N”、“PF-636”、“PF-6320”、“PF-656”、“PF-6520”、“PF-3320”、“PF-651”、“PF-652”;NEOS公司的Ftergent的“FTX-209F”、“FTX-208G”、“FTX-204D”、“601AD”;SEIMI CHEMICAL CO.,LTD.的SURFLON的“KH-40”、“S-420”等。另外,表面活性剂可单独使用1种,也可以以任意的比率将2种以上组合使用。组合物(A)中,相对于聚合性化合物100重量份,表面活性剂的配合比例通常为0.01~10重量份,优选为0.1~2重量份。
组合物(A)可包含有机溶剂等溶剂。作为这样的有机溶剂的例子,可列举出:环戊烷、环己烷等烃类;环戊酮、环己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮等酮类;醋酸丁酯、醋酸戊酯等醋酸酯类;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类;1,4-二噁烷、环戊基甲基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、1,2-二甲氧基乙烷等醚类;甲苯、二甲苯、均三甲基苯等芳香族烃;及它们的混合物。从处理性优异的观点出发,溶剂的沸点优选为60~250℃,更优选为60~150℃。相对于聚合性化合物100重量份,溶剂的使用量通常为100~1000重量份。
组合物(A)可还包含金属、金属络合物、染料、颜料、荧光材料、磷光材料、流平剂、触变剂、凝胶化剂、多糖类、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗氧化剂、离子交换树脂、氧化钛等金属氧化物等任选的添加剂。在本发明的聚合性组合物中,相对于聚合性化合物100重量份,这样的任选的添加剂的配合比例通常各自为0.1~20重量份。
组合物(A)通常能够通过将上述的成分混合而制备。
[2.光学膜]
本发明的光学膜依次具有被粘附体、粘接层和光学各向异性层。即,本发明的光学膜具有被粘附体的层、光学各向异性层和将它们粘接的粘接层这三个层依次地重叠的结构。
本发明的光学膜可以只由1层的被粘附体、1层的粘接层和1层的光学各向异性层结构,具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)的层结构,也可具有比其多的层。例如,本发明的光学膜可以由1层的被粘附体、2层的粘接层和2层的光学各向异性层结构,具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)/(粘接层)/(光学各向异性层)的层结构。
[2.1.被粘附体]
被粘附体可设为可与光学各向异性层一起显现光学的效果的任意的材料。优选的例子中,被粘附体为偏振膜。通过具备偏振膜作为被粘附体,并且具备具有特定的相位差的光学各向异性层,从而本发明的光学膜可作为圆偏振片发挥功能。
偏振膜可具有显现偏振功能的起偏器,进而根据需要可具有保护起偏器的保护膜等。作为偏振膜的起偏器,通常可使用线性起偏器。作为线性起偏器,可使用在液晶显示装置和其它的光学装置等装置中使用的已知的起偏器。作为线性起偏器的例子,可列举出通过使聚乙烯醇膜吸附碘或二色性染料后,在硼酸浴中进行单轴拉伸而得到的产物;和通过使聚乙烯醇膜吸附碘或二色性染料、拉伸、进而将分子链中的聚乙烯醇单元的一部分改性为聚亚乙烯基单元而得到的产物。作为线性起偏器的其它例子,可列举出格栅起偏器、多层起偏器、胆甾型液晶起偏器等具有将偏振光分离为反射光和透过光的功能的起偏器。这些中,优选含有聚乙烯醇的起偏器。
如果使自然光入射本发明中使用的起偏器,则只一方的偏振光透过。对本发明中使用的起偏器的偏振度并无特别限定,优选为98%以上,更优选为99%以上。起偏器的平均厚度优选为5~80μm。
作为被粘附体的其它例子,可列举出各向同性的膜。作为这样的各向同性的膜的材料的例子,可列举出与上述的基材膜的材料同样的材料。
作为被粘附体的其它的例子,可列举出具有光学各向异性的膜。更具体地,可列举出正C片和负C片。作为正C片,可使用例如日本专利2818983号公报、日本特开平6-88909号公报等中记载的拉伸膜、日本特开2010-126583号公报等中记载的聚(N-乙烯基咔唑)和聚苯乙烯的共聚物。另外,作为负C片,可使用例如日本特开2006-285208号公报等中记载的纤维素系树脂膜、拉伸膜、液晶化合物。
[2.2.粘接层]
本发明的光学膜中,粘接层是使光固化性粘接剂固化而成的层。作为光固化性粘接剂,可使用包含聚合物或反应性的单体的光固化性粘接剂。光固化性粘接剂还可根据需要包含溶剂、光聚合引发剂、其它添加剂等的一种以上。
光固化性粘接剂是照射可见光线、紫外线和红外线等光时可固化的粘接剂。其中,从操作简便出发,优选可用紫外线固化的粘接剂。
优选的方式中,光固化性粘接剂包含50重量%以上的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体,更优选包含70重量%以上的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体。本申请中,“粘接剂以某比例包含单体”的情况下,该单体的比例为该单体以单体的状态存在的比例、该单体已聚合而成为了聚合物的一部分的比例这两者的合计的比例。对具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的比例的上限并无特别限定,可设为例如100重量%以下。
作为具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的例子,可列举出(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-丙烯酰氧基丙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。这些可使用1种,也可将2种以上组合使用。组合使用的情况下的含量为合计的比例。
作为光固化性粘接剂可包含的、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体以外的单体的例子,可列举出单官能、或多官能的不具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体、和每1分子含有1个以上的环氧基的化合物。对上述具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体以外的单体的比例并无特别限制,但优选为50重量%以下,更优选为30重量%以下。
光固化性粘接剂在不显著地损害本发明的效果的范围内可进一步包含任选的成分。作为任选的成分的例子,可列举出光聚合引发剂、交联剂、无机填料、阻聚剂、着色颜料、染料、消泡剂、流平剂、分散剂、光扩散剂、增塑剂、抗静电剂、表面活性剂、非反应性聚合物(非活性聚合物)、粘度调节剂、近红外线吸收材料等。这些可单独使用1种,也可以以任意的比率将2种以上组合使用。
作为光聚合引发剂的例子,可列举出自由基引发剂和阳离子引发剂。作为阳离子引发剂的例子,可列举出Irgacure 250(二烯丙基碘鎓盐、巴斯夫公司制造)。作为自由基引发剂的例子,可列举出Irgacure 184、Irgacure 819、Irgacure 2959(均为巴斯夫公司制造)。
粘接层的厚度优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,优选为30μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为10μm以下。通过使粘接层的厚度成为上述范围内,从而可在不损害光学膜的光学性质的情况下实现良好的粘接。
[2.3.光学膜的光学各向异性层]
本发明的光学膜中的光学各向异性层为使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的层,光聚合性液晶化合物的比例为25重量%以下。这样的光学各向异性层能够通过将上述的、本发明的光学膜用转印体的光学各向异性层转印而得到。因此,本发明的光学膜中的光学各向异性层的优选的形成方法、光学性质、形状、材料等特征与上述的本发明的光学膜用转印体的光学各向异性层的那些相同。
[2.4.圆偏振片的具体的方式]
本发明的光学膜可作为圆偏振片发挥功能的情况下,作为这样的圆偏振片的更具体的方式,可列举出下述的2个方式。
圆偏振片(i):被粘附体为线性起偏器、光学各向异性层为λ/4波长片、相对于线性起偏器的透过轴或吸收轴的λ/4波长片的慢轴的方向为45°或与其接近的角度(例如45°±5°、优选地45°±4°、更优选地45°±3°)的圆偏振片。
圆偏振片(ii):以辊对辊将长尺寸状的λ/4波长片、长尺寸状的λ/2波长片和长尺寸状的线性起偏器贴合而成的圆偏振片,长尺寸状的λ/4波长片、长尺寸状的λ/2波长片或者这两者为从上述本发明的光学膜用转印体剥离的光学各向异性层的圆偏振片。
圆偏振片(ii)中,λ/4波长片的慢轴、λ/2波长片的慢轴和线性起偏器的吸收轴的关系可设为已知的各种关系。例如,使用本发明的光学膜用转印体的光学各向异性层作为λ/4波长片和λ/2波长片这两者的情况下,可使其成为如下的关系:相对于起偏器的吸收轴的方向的λ/2波长片的慢轴的方向为15°或与其接近的角度(例如15°±5°、优选地15°±°4、更优选地15°±3°),相对于起偏器的吸收轴的方向的λ/4波长片的慢轴的方向为75°或与其接近的角度(例如75°±5°、优选地75°±°4、更优选地75°±3°)。通过具有这样的方式,从而能够将圆偏振片用作有机电致发光显示装置用的宽频带减反射膜。
将本发明的光学膜作为圆偏振片应用于显示装置的情况下,粘接剂引起的相位差的变化小,因此相位差的值偏离最佳值的情形少,因此,可减少相位差变化引起的色调的变化(显示面看起来蓝、或者看起来红的现象)。
本发明涉及的某制品(光学膜用转印体、圆偏振片、显示装置等)中,就表面内的光学轴(慢轴、吸收轴等)的方向和几何学方向(膜的长尺寸方向和短尺寸方向等)的角度关系而言,将某方向的位移规定为正,将另一方向的位移规定为负,该正和负的方向在该制品内的构成要素中通用地规定。例如,某圆偏振片中,“相对于线性起偏器的吸收轴的方向的λ/2波长片的慢轴的方向为15°,相对于线性起偏器的吸收轴的方向的λ/4波长片的慢轴的方向为75°”表示下述的2种情况:
·当对该圆偏振片从其某一面进行观察时,λ/2波长片的慢轴的方向从线性起偏器的吸收轴的方向顺时针位移15°,并且λ/4波长片的慢轴的方向从线性起偏器的吸收轴的方向顺时针位移75°。
·当对该圆偏振片从其某一面进行观察时,λ/2波长片的慢轴的方向从线性起偏器的吸收轴的方向逆时针位移15°,并且λ/4波长片的慢轴的方向从线性起偏器的吸收轴的方向逆时针位移75°。
[2.5.光学膜的任选的构成要素]
本发明的光学膜根据需要可具有其它的任选的层。作为任选的层的例子,可列举出用于与其它构件粘接的粘接层、改善膜的滑动性的消光层、抗冲击性聚甲基丙烯酸酯树脂层等硬涂层、减反射层、防污层等。
[3.有机电致发光显示装置]
本发明的有机电致发光显示装置具有上述本发明的光学膜。
本发明的有机电致发光显示装置中,光学膜优选为上述的圆偏振片(i)(ii)等可作为圆偏振片发挥功能的膜。作为这样的圆偏振片的用途的例子,可列举出作为具有有机电致发光元件的显示装置的减反射膜的用途。即,通过在显示装置的表面设置具有上述的圆偏振片(i)(ii)等结构的圆偏振片以致线性起偏器侧的面与可视侧相对,从而能够抑制从装置外部入射的光在装置内反射而向装置外部射出,其结果是,可抑制显示装置的显示面的晃眼等不期望的减少。具体地,就从装置外部入射的光而言,只其一部分的线性偏振光通过线性起偏器,接下来,其通过光学各向异性层而成为圆偏振光。作为这里所说的圆偏振光,只要是基本上显现减反射功能的范围,则可也包含椭圆偏振光。圆偏振光通过被反射装置内的光的构成要素(有机电致发光元件中的反射电极等)反射,再次通过光学各向异性层,从而成为在与入射的线性偏振光的偏振轴正交的方向具有偏振轴的线性偏振光,没有通过线性起偏器。由此实现减反射的功能。特别地,光学各向异性层具有反常波长色散性的情况以及圆偏振片为上述的圆偏振片(ii)的情况下,可实现宽频带中的减反射的功能。
[4.光学膜的制造方法]
本发明的光学膜优选地可采用包含下述工序(A)~(E)的制造方法制造。
工序(A):制备光学膜用转印体的工序,上述光学膜用转印体包含基材膜和形成在基材膜上的光学各向异性层,上述光学各向异性层是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的。
工序(B):将光固化性粘接剂涂布于被粘附体,形成光固化性粘接剂的层。
工序(C):将光学膜用转印体贴合于光固化性粘接剂的层。
工序(D):对光固化性粘接剂的层照射光,使光固化性粘接剂的层固化而制成粘接层,得到依次具有被粘附体、粘接层、光学各向异性层和基材膜的层叠体。
工序(E):从层叠体将基材膜剥离。
以下,将该方法作为本发明的制造方法进行说明。
工序(A)可通过制造上述的本发明的光学膜用转印体而进行。
工序(B)可通过将上述的光固化性粘接剂涂布于上述的被粘附体而进行。被粘附体优选为偏振膜。通过使用偏振膜作为被粘附体,并且使用具有特定的相位差的光学各向异性层作为光学各向异性层,从而能够制造可作为圆偏振片发挥功能的光学膜。光固化性粘接剂的涂布厚度可适当地调节以致固化后的粘接层的厚度成为所期望的厚度。
工序(C)可通过将工序(A)中得到的光学膜用转印体贴合于工序(B)中得到的光固化性粘接剂的层而进行。工序(C)中,以光固化性粘接剂的层与光学膜用转印体的光学各向异性层侧的面相接的方式进行贴合。
工序(D)优选在工序(C)的贴合完成后立即进行。通过缩短工序(C)的贴合完成后直至进行工序(D)的时间,从而能够减少光固化性粘接剂与光学各向异性层的接触引起的光学各向异性层的相位差的降低的量。具体地,工序(C)的贴合完成后直至进行工序(D)的时间优选地可设为60秒以下,更优选地可设为30秒以下。但是,本发明的光学膜的制造方法中,使用上述的特定的光学各向异性层,因此即使工序(C)的贴合完成后直至进行工序(D)的时间长,也可进行光学各向异性层的相位差的降低小的制造。
工序(D)中照射的光的种类及其照射量以及温度等的条件可适当地选择和调节以致光固化性粘接剂的层固化而成为粘接层。具体地,例如,光固化性粘接剂为紫外线固化性粘接剂的情况下,照射的光的种类可设为紫外线。作为更具体的例子,照射可使用高压汞灯、在室温、300mW/cm2、200mJ/cm2的条件下进行。
工序(D)中,光的照射可从被粘附体侧进行,也可从基材膜侧进行。从如被粘附体为偏振膜的情况那样、即使是被粘附体的光透过率低的情况下也有效地进行光照射的观点出发,优选从基材膜侧进行光的照射。
通过进行工序(D),从而得到具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)/(基材膜)的层结构的层叠体。工序(E)中通过从该层叠体将基材膜剥离,从而得到具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)的层结构的层叠体。工序(E)中得到的层叠体可原样地作为本发明的光学膜。另外,例如,也可根据需要将任意的层贴合于工序(E)中得到的层叠体,将其作为本发明的光学膜。更具体地,例如,可经由粘接层进一步贴合光学各向异性层,得到具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)/(粘接层)/(光学各向异性层)的层结构的层叠体,将其作为本发明的光学膜。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行具体地说明,但本发明并不限定于以下说明的实施例,在不脱离本发明的权利要求及其均等的范围的范围内可任意地变形而实施。
以下的说明中,表示量的“%”和“份”只要无另外说明,则为重量基准。另外,以下说明的操作只要无另外说明,则在常温和常压的条件下进行。
[测定方法]
[残留单体比例的测定方法]
将各实施例和比较例中使用的光聚合性液晶化合物溶解于溶剂(1,3-二氧戊环)中,得到了各种浓度的校正曲线制作用的溶液。将这些溶液供于HPLC,作成了校正曲线。
从各实施例和比较例中得到的光学膜用转印体用刮铲刮取光学各向异性层的10cm×10cm分,放入小瓶中称量。进而,放入溶剂(1,3-二氧戊环)1g,静置24小时,通过用0.45μm过滤器过滤1次,从而将未反应单体抽取,得到了抽取液。用HPLC对得到的抽取液进行分析,通过将测定结果与校正曲线对照,从而求出了残留单体比例。
HPLC的条件如下述所示。
柱:LC1200(Agilent Technologies Inc.制造)
柱温度:40℃
载体(水:乙腈)
从0分钟(水:乙腈=5:95)到5分钟(水:乙腈=0:100)直线浓度梯度,其后25分钟(水:乙腈=0:100)
残留单体的流出时间:13.2分钟左右
[相位差降低率的测定]
对各实施例和比较例中得到的光学膜用转印体的光学各向异性层侧的面实施了电晕处理。另外,对玻璃板的面实施了电晕处理。通过将这些电晕处理面贴合,进而将基材膜剥离,从而将光学各向异性层从基材膜转印于玻璃板,得到了具有光学各向异性层和玻璃板的层叠体。
测定了得到的层叠体上的光学各向异性层的550nm处的表面内方向的相位差Re0。测定使用了相位差计(商品名“AxoScan”、Axometrics Inc.制造)。
然后,将各实施例和比较例中使用的粘接剂涂布于层叠体的光学各向异性层侧的面。使粘接剂的涂布厚度为1mm。涂布经过10分钟后,再次测定了光学各向异性层的550nm处的表面内方向的相位差Re1。根据式((Re0-Re1)/Re0)×100求出了相位差降低率(%)。
[制造例1]
[紫外线固化性粘接剂(A)的配合]
装入作为在分子内包含羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的“甲基丙烯酸2-羟基-3-丙烯酰氧基丙酯”(商品名:共荣社化学株式会社制LIGHT ESTER G-201P)70份、作为不含羟基的丙烯酸酯单体的“3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯”(商品名:共荣社化学株式会社制LIGHT ACRYLATE MPD-A)27份、和光聚合引发剂Irgacure 2959(商品名:巴斯夫公司制造)3份,充分地进行搅拌,充分地进行了脱泡。由此得到了紫外线固化性粘接剂(A)。
[制造例2]
[紫外线固化性粘接剂(B)的配合]
装入作为在分子内含有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的“甲基丙烯酸2-羟基-3-丙烯酰氧基丙酯”7份、作为不含羟基的丙烯酸酯单体的“3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯”90份、和光聚合引发剂Irgacure2959 3份,充分地进行搅拌,充分地进行了脱泡。由此得到了紫外线固化性粘接剂(B)。
[实施例1]
(1-1.液晶组合物的制备)
量取具有由下述式表示的结构的光聚合性液晶化合物(B1)100份、光聚合引发剂(商品名“Irgacure 379EG”巴斯夫公司制造)3份、和表面活性剂(商品名“Ftergent 601AD”NEOS公司制造)0.3份,进而加入稀释溶剂(环戊酮:1,3-二氧戊环=1:1)以致固体成分成为22%,加热到50℃,使其溶解。用0.45μm的膜滤器将得到的混合物过滤,制备了液晶组合物。
[化学式27]
Figure BDA0001371667670000481
(1-2.光学膜用转印体的制造)
作为基材膜,准备了包含含有脂环式结构的聚合物的树脂的、经倾斜拉伸的长尺寸的膜(制品名“倾斜拉伸ZEONOA FILM、Tg126℃”、日本瑞翁株式会社制造、厚47μm、波长550nm时的表面内方向的相位差Re141nm、拉伸方向为相对于短尺寸方向45°的方向)。
在基材膜上用模头涂布(1-1)中得到的液晶组合物,形成了液晶组合物的层。调节液晶组合物的层的厚度以致得到的光学各向异性层的厚度成为2.3μm左右。然后,用110℃烘箱使其干燥约2分钟,使液晶组合物中的溶剂蒸发,同时使光聚合性液晶化合物在基材拉伸轴方向取向。对于经干燥的液晶组合物的层,采用紫外线照射装置照射了紫外线。照射在氮气氛下进行,通过使基材膜附着于60℃的支承辊,从而在附着于支承辊的状态下进行。由此使光聚合性液晶化合物固化,形成光学各向异性层,制造了具有基材膜和光学各向异性层的光学膜用转印体。
(1-3.光学膜用转印体的评价)
对于得到的光学膜用转印体,测定了光学各向异性层中的残留单体比例和相位差降低率。将结果示于表1中。
作为相位差降低率测定用的粘接剂,使用了制造例1中制备的紫外线固化性粘接剂(A)。
(1-4.光学膜的制造)
作为被粘附体,准备了偏振膜(SANRITZ公司制造、商品名“HLC2-5618S”、厚180μm、在相对于短尺寸方向为0°的方向上具有透过轴)。对于偏振膜的涂布侧的面实施了电晕处理。另外,对(1-2)中得到的光学膜用转印体的光学各向异性层侧的面实施了电晕处理。使用棒涂器在偏振膜的电晕处理面涂布制造例1中得到的紫外线固化性粘接剂(A),形成了粘接剂(A)的层。涂布厚度设为约5μm。然后,在粘接剂(A)的层上放置(1-2)中得到的光学膜用转印体的进行了电晕处理的光学各向异性层侧的面,采用层压机贴合。通过贴合时的加压,使粘接剂(A)的层的厚度成为1~2μm左右。然后,立即在空气环境下、从基材膜侧采用金属卤化物光源、在峰值照度100mW/cm2、累计光量3000mJ/cm2的条件照射了紫外线。由此,形成粘接剂(A)的层固化而成的粘接层,得到了具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)/(基材膜)的层结构的层叠体。
接着,从上述层叠体将基材膜剥离。由此得到了具有(被粘附体)/(粘接层)/(光学各向异性层)的层结构的光学膜。得到的光学膜中的光学各向异性层具有反常波长色散性,固化液晶分子在水平方向取向。
[实施例2]
在(1-2)的光学膜用转印体的制造中,除了改变了下述的方面以外,与实施例1同样地进行,制造光学膜用转印体并评价,进而制造了光学膜。
·代替模头使用涂布棒进行了涂布。
·在紫外线照射时,代替使基材膜附着于支承辊,用胶带将基材膜固定于SUS板(加热到60℃),在该状态下进行了紫外线照射。
将光学膜用转印体的评价结果示于表1中。通过改变使基材膜附着于支承辊的方式,从而使紫外线照射时的温度条件不同,其结果是,得到的光学各向异性层中的残留单体比例与实施例1的光学各向异性层中的残留单体比例不同。
得到的光学膜中的光学各向异性层具有反常波长色散性,固化液晶分子在水平方向取向。
[实施例3]
在(1-2)的光学膜用转印体的制造中,除了将支承辊的温度变为25℃以外,与实施例1同样地进行,制造光学膜用转印体并评价,进而制造了光学膜。将光学膜用转印体的评价结果示于表1中。通过改变支承辊的温度,从而使紫外线照射时的温度条件不同,其结果是,得到的光学各向异性层中的残留单体比例与实施例1的光学各向异性层中的残留单体比例不同。
得到的光学膜中的光学各向异性层具有反常波长色散性,固化液晶分子在水平方向取向。
[比较例1]
在(1-2)的光学膜用转印体的制造中,除了改变了下述的方面以外,与实施例1同样地进行,制造光学膜用转印体并评价,进而制造了光学膜。
·代替模头而使用涂布棒进行了涂布。
·在紫外线照射时,代替使基材膜附着于支承辊,将水涂布于基材膜的面,用水贴合于SUS板(加热到25℃),形成聚合热迅速地逃逸、液晶组合物的层的温度没有上升的状态,在该状态下进行了紫外线照射。
·不是氮气氛而是在空气中进行了紫外线的照射。
将光学膜用转印体的评价结果示于表1中。通过改变光聚合性液晶化合物的固化的条件,从而得到的光学各向异性层中的残留单体比例与实施例1的光学各向异性层中的残留单体比例不同。
[实施例4]
作为粘接剂,代替紫外线固化性粘接剂(A)而使用了制造例2中得到的紫外线固化性粘接剂(B),除此以外,与实施例1同样地进行,制造光学膜用转印体并评价,进而制造了光学膜。将光学膜用转印体的评价结果示于表1中。
得到的光学膜中的光学各向异性层具有反常波长色散性,固化液晶分子在水平方向取向。
[实施例5]
在(1-1)的液晶组合物的制备中,作为光聚合性液晶化合物,代替(B1)而使用了具有由下述式表示的结构的光聚合性液晶化合物(A1)(商品名“LC242”巴斯夫公司制造),除此以外,与实施例1同样地进行,制造光学膜用转印体并评价,进而制造了光学膜。将光学膜用转印体的评价结果示于表1中。
[化学式28]
Figure BDA0001371667670000511
在得到的光学膜中的光学各向异性层中,固化液晶分子在水平方向取向。
[实施例6]
作为粘接剂,代替粘接剂A而使用了粘接剂B,除此以外,与实施例5同样地进行,制造光学膜用转印体并评价,进而制造了光学膜。将光学膜用转印体的评价结果示于表1中。
在得到的光学膜中的光学各向异性层中,固化液晶分子在水平方向取向。
[比较例2]
在比较例1中,不是在空气中而是在氮气氛中进行紫外线的照射,残留单体量为27%。这种情况下,相位差降低率为47%。
将实施例和比较例的评价结果示于表1中。
[表1]
表1
Figure BDA0001371667670000521
※OH单体比例:构成粘接剂中的聚合物的单体单元中的、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的比例。
[探讨]
由以上的实施例和比较例的结果可知,光学各向异性层的残留单体比例在本申请中规定的范围内的本申请实施例的情况下,使相位差降低率减小,能够制造有用的光学膜用转印体和光学膜。
另外,作为光固化性粘接剂使用了大量包含具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体的光固化性粘接剂的情况下,即使在残留单体比例比较高的情况下,也能够将相位差降低率抑制为比较低的值。
附图标记说明
10:层叠体
11:基材膜
12:液晶组合物的层
21:支承辊
22:光源

Claims (14)

1.一种光学膜用转印体,其包含基材膜和形成在所述基材膜上的光学各向异性层,
所述光学各向异性层是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的,
所述光学各向异性层的形成中没有聚合的光聚合性液晶化合物的比例即残留单体比例为2重量%以上且6重量%以下。
2.根据权利要求1所述的光学膜用转印体,其中,所述基材膜为包含含有脂环式结构的聚合物的树脂的膜。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜用转印体,其中,所述基材膜为拉伸膜。
4.根据权利要求3所述的光学膜用转印体,其中,所述拉伸膜为倾斜拉伸膜。
5.根据权利要求1或2所述的光学膜用转印体,其中,在所述光学各向异性层中,固化液晶分子相对于所述基材膜水平取向。
6.一种光学膜,其依次具有被粘附体、粘接层和光学各向异性层,
所述粘接层为使光固化性粘接剂固化而成的层,
所述光学各向异性层为使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的层,
所述光学各向异性层的形成中没有聚合的光聚合性液晶化合物的比例即残留单体比例为2重量%以上且6重量%以下。
7.根据权利要求6所述的光学膜,其中,所述光固化性粘接剂包含50重量%以上的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体。
8.根据权利要求6或7所述的光学膜,其中,
所述被粘附体为偏振膜,
所述光学膜为圆偏振片。
9.根据权利要求6或7所述的光学膜,其中,所述光学各向异性层的相位差为140±30nm。
10.根据权利要求6或7所述的光学膜,其中,所述光学各向异性层具有反常波长色散性。
11.一种有机电致发光显示装置,其具有权利要求6~10中任一项所述的光学膜。
12.一种光学膜的制造方法,其为权利要求6~10中任一项所述的光学膜的制造方法,包含:
工序(A),制备光学膜用转印体,所述光学膜用转印体包含基材膜和形成在所述基材膜上的光学各向异性层,所述光学各向异性层是使包含光聚合性液晶化合物的组合物固化而成的,
工序(B),将光固化性粘接剂涂布于被粘附体,形成所述光固化性粘接剂的层,
工序(C),将所述光学膜用转印体贴合于所述光固化性粘接剂的层,
工序(D),对所述光固化性粘接剂的层照射光,使光固化性粘接剂的层固化而制成粘接层,得到依次具有所述被粘附体、所述粘接层、所述光学各向异性层和所述基材膜的层叠体,以及
工序(E),从所述层叠体将所述基材膜剥离。
13.根据权利要求12所述的光学膜的制造方法,其中,所述被粘附体为偏振膜。
14.根据权利要求12或13所述的光学膜的制造方法,其中,在所述工序(D)中,从所述基材膜侧进行所述光的照射。
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