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CN108139532B - 光取向膜用组合物、光取向膜、光学层叠体及图像显示装置 - Google Patents

光取向膜用组合物、光取向膜、光学层叠体及图像显示装置 Download PDF

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CN108139532B CN201680060926.7A CN201680060926A CN108139532B CN 108139532 B CN108139532 B CN 108139532B CN 201680060926 A CN201680060926 A CN 201680060926A CN 108139532 B CN108139532 B CN 108139532B
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Abstract

本发明提供一种能够制作取向性优异的光取向膜的光取向膜用组合物、以及使用所述光取向膜用组合物来制作的光取向膜、光学层叠体及图像显示装置。本发明的光取向膜用组合物含有:聚合物A,具有包含肉桂酸酯基的构成单元a1;及低分子化合物B,具有肉桂酸酯基,且分子量比聚合物A小。

Description

光取向膜用组合物、光取向膜、光学层叠体及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种光取向膜用组合物、光取向膜、光学层叠体及图像显示装置。
背景技术
为了消除图像着色或扩大视角而在各种图像显示装置中使用光学补偿片或相位差膜等光学薄膜。
作为光学薄膜而使用拉伸双折射薄膜,但近年来,提出替代拉伸双折射薄膜而使用由液晶性化合物构成的光学各向异性层。
关于这种光学各向异性层,已知为了使液晶性化合物取向而在形成光学各向异性层的支撑体上设置取向膜,并且作为该取向膜,已知有替代摩擦处理而实施了光取向处理的光取向膜。
例如,在专利文献1中记载有“一种具有光取向性的热固化膜形成组合物,其含有作为(A)成分的具有光二聚化部位及热交联部位的丙烯酸共聚物和作为(B)成分的交联剂。”([权利要求1]),并且记载有(A)成分的光二聚化部位为肉桂酰基的方式([权利要求3])。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5459520号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1等中所记载的现有的光取向膜用组合物进行研究的结果,明确了如下问题,即根据因形成光取向膜用组合物的支撑体(例如,聚合物薄膜、起偏器等)的材料引起的光取向处理的条件,所形成的光取向膜的取向性变得不够充分。
因此,本发明的课题在于提供一种能够制作取向性优异的光取向膜的光取向膜用组合物、以及使用上述光取向膜用组合物来制作的光取向膜、光学层叠体及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了实现上述课题而进行深入研究的结果,发现通过使用含有具有包含肉桂酸酯基的构成单元的聚合物和具有肉桂酸酯基的低分子化合物,所形成的光取向膜的取向性变良好,并完成了本发明。
即,发现通过以下的结构能够实现上述课题。
[1]一种光取向膜用组合物,含有:
聚合物A,具有包含肉桂酸酯基的构成单元a1;及
低分子化合物B,具有肉桂酸酯基,且分子量比聚合物A小。
[2]根据[1]所述的光取向膜用组合物,其中,
低分子化合物B的分子量为200~500。
[3]根据[1]或[2]所述的光取向膜用组合物,其中,
低分子化合物B的含量相对于聚合物A的构成单元a1的质量为10~500质量%
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光取向膜用组合物,其中
低分子化合物B为由下述式(B1)表示的化合物。
[化学式1]
其中,式(B1)中,a表示0~5的整数,R1表示氢原子或1价有机基团,R2表示1价有机基团。当a为2以上时,多个R1可以分别相同,也可以不同。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的光取向膜用组合物,其中,
聚合物A还具有包含交联性基团的构成单元a2。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的光取向膜用组合物,其还含有具有交联性基团的交联剂C。
[7]一种光取向膜,其是使用[1]至[6]中任一项所述的光取向膜用组合物来制作的,
且具有选自由光取向膜用组合物中所含有的聚合物A及低分子化合物B的肉桂酸酯基被二聚化而成的环丁烷环及肉桂酸酯基被异构化而成的结构组成的组中的至少1种。
[8]一种光学层叠体,具有[7]所述的光取向膜和设置在光取向膜上,并含有液晶性化合物的光学各向异性层。
[9]根据[8]所述的光学层叠体,其依次具有支撑体、光取向膜及光学各向异性层。
[10]根据[9]所述的光学层叠体,其中,
支撑体的玻璃化转变温度为100℃以下。
[11]根据[9]或[10]所述的光学层叠体,其中,
支撑体为起偏器。
[12]根据[9]所述的光学层叠体,其中,
在支撑体与光取向膜之间还具有树脂层,
树脂层含有具有由下述式(X)表示的部分结构的化合物。
[化学式2]
Figure BDA0001632329030000031
[13]根据[12]所述的光学层叠体,其中,
在树脂层与光取向膜之间具有与光学各向异性层不同的其他光学各向异性层。
[14]根据[13]所述的光学层叠体,其中,
其他光学各向异性层含有液晶性化合物。
[15]一种光学层叠体,通过将[9]及[12]至[14]中任一项所述的光学层叠体层叠于起偏器上,然后剥离光学层叠体中的支撑体而制作,且层叠有光学各向异性层与起偏器。
[16]一种图像显示装置,其具有[8]至[15]中任一项所述的光学层叠体。
[17]根据[16]所述的图像显示装置,其依次具有起偏器、粘接剂层或粘合剂层、光学各向异性层、光取向膜、粘接剂层或粘合剂层、及显示元件,且在光取向膜与显示元件之间不具有支撑体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够制作取向性优异的光取向膜的光取向膜用组合物、以及使用上述光取向膜用组合物来制作的光取向膜、光学层叠体及图像显示装置。
附图说明
图1A为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
图1B为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
图1C为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
图1D为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
图1E为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
图1F为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
图1G为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时会基于本发明的代表性实施方式而进行,但本发明并不限定于这种实施方式。
另外,在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指包括“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
[光取向膜用组合物]
本发明的光取向膜用组合物为如下光取向膜用组合物,其含有:聚合物A,具有包含肉桂酸酯基的构成单元a1;及低分子化合物B,具有肉桂酸酯基,且分子量比聚合物A小。
在此,本申请说明书中,肉桂酸酯基是指具有含有肉桂酸或其衍生物来作为基本骨架的肉桂酸结构的基团,且称为由下述式(I)或下述式(II)表示的基团。
[化学式3]
Figure BDA0001632329030000051
(式中,a表示0~5的整数,R1表示氢原子或1价有机基团,R2表示1价有机基团。当a为2以上时,多个R1可以分别相同,也可以不同。*表示键合键。)
如上述,本发明的光取向膜用组合物含有聚合物A及低分子化合物B,因此所制作的光取向膜的取向性变良好。
其详细原因虽不明确,但本发明人等推测为如下。
首先,本发明人等在根据形成光取向膜用组合物的支撑体的材料来缓和光取向处理的温度条件的情况等中,发现当使用了不含有低分子化合物B的组合物时,取向未充分进行。
因此,认为在本发明中,通过掺合低分子化合物B,低分子化合物B的取向成为辅助或起点而能够提高聚合物A的肉桂酸酯基的取向性。
以下,对本发明的光取向膜用组合物所含有的聚合物A及低分子化合物B以及任意成分进行详细说明。
〔聚合物A〕
本发明的光取向膜用组合物所含有的聚合物A只要是具有包含肉桂酸酯基的构成单元a1的聚合物,则无特别限定,能够使用以往公知的聚合物。
聚合物A的优选的分子量范围为以重均分子量计,优选为1000~500000,更优选为2000~300000,进一步优选为3000~200000。
其中,将重均分子量定义为基于凝胶渗透色谱(GPC)测定的聚苯乙烯(PS)换算值,本发明中的基于GPC的测定能够使用HLC-8220GPC(Tosoh Corporation制),且作为色谱柱而使用TSKgel Super HZM-H、HZ4000、HZ2000来测定。
<包含肉桂酸酯基的构成单元a1>
作为上述聚合物A所具有的包含肉桂酸酯基的构成单元a1,可举出由下述式(A1)~(A4)表示的重复单元。
[化学式4]
Figure BDA0001632329030000061
其中,式(A1)及式(A3)中,R3表示氢原子或甲基,式(A2)及式(A4)中,R4表示碳原子数1~6的烷基。
式(A1)及式(A2)中,L1表示单键或2价连接基团,a表示0~5的整数,R1表示氢原子或1价有机基团。
式(A3)及式(A4)中,L2表示2价连接基团,R2表示1价有机基团。
并且,作为R4的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等,其中,优选为甲基、乙基。
并且,作为L1,具体而言,例如可举出-CO-O-Ph-、-CO-O-Ph-Ph-、-CO-O-(CH2)n-、-(CH2)n-Cy-等。其中,Ph表示可以具有取代基的2价苯环(例如,亚苯基等),Cy表示可以具有取代基的2价环己烷环(例如,环己烷-1,4-二基等),n表示1~4的整数。
并且,作为L2,具体而言,例如可举出-O-CO-、-O-CO-(CH2)m-O-等。其中,m表示1~6的整数。
并且,作为R1的1价有机基团,例如可举出碳原子数1~20的链状或环状烷基、碳原子数1~20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数6~20的芳基等。
并且,作为R2的1价有机基团,例如可举出碳原子数1~20的链状或环状烷基、可以具有取代基的碳原子数6~20的芳基等。
并且,a优选为1,R1优选在对位具有。
并且,作为上述Ph、Cy及芳基可以具有的取代基,例如可举出烷氧基、羟基、羧基、氨基等。
作为由上述式(A1)表示的构成单元,具体而言,例如可举出以下构成单元。
[化学式5]
Figure BDA0001632329030000081
Figure BDA0001632329030000091
另一方面,作为由上述式(A2)表示的构成单元,具体而言,例如可举出以下构成单元。
[化学式6]
Figure BDA0001632329030000101
作为由上述式(A1)及(A2)表示的构成单元的其他例,可举出日本特开2015-026050号公报的[0016]段中所记载的具有以下肉桂酸酯基的构成单元。另外,下述结构中,*表示与聚合物的主链结构的键合位置。
[化学式7]
Figure BDA0001632329030000111
作为由上述式(A3)及(A4)表示的构成单元的例,可举出日本特开2015-026050号公报的[0016]段中所记载的具有以下肉桂酸酯基的构成单元。另外,下述结构中,*表示与聚合物的主链结构的键合位置。
[化学式8]
Figure BDA0001632329030000121
Figure BDA0001632329030000131
<包含交联性基团的构成单元a2>
本发明中,从进步一提高取向性的理由考虑,优选上述聚合物A还具有包含交联性基团的构成单元a2。
上述交联性基团优选为通过热的作用而引起固化反应的热交联性基团。
作为具有上述交联性基团的构成单元a2,例如可举出包含选自由环氧基团、氧杂环丁基、由-NH-CH2-O-R(R表示氢原子或碳原子数1~20的烷基。)表示的基团、烯属不饱和基团及封端异氰酸酯基组成的组中的至少一个的构成单元。
这些之中,优选为具有环氧基团和/或氧杂环丁基的构成单元。另外,将3元环环状醚基称为环氧基团,且将4元环环状醚基称为氧杂环丁基。
作为用于形成具有环氧基团的构成单元的自由基聚合性单体的具体例,例如可举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、α-乙基丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、日本专利第4168443号公报0031~0035段中所记载的含有脂环式环氧骨架的化合物等,并将这些内容编入本申请说明书中。
作为用于形成具有氧杂环丁基的构成单元的自由基聚合性单体的具体例,例如可举出日本特开2001-330953号公报的0011~0016段中所记载的具有氧杂环丁基的(甲基)丙烯酸酯等,并将这些内容编入本申请说明书中。
作为用于形成具有上述环氧基团和/或氧杂环丁基的构成单元a2-1的自由基聚合性单体的具体例,优选为含有甲基丙烯酸酯结构的单体、含有丙烯酸酯结构的单体。
这些单体中优选的单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯及甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯。这些构成单元可以单独使用1种或者将组合使用2种以上。
作为具有环氧基团和/或氧杂环丁基的构成单元的优选的具体例,能够例示下述构成单元。另外,R3及R4的定义分别与上述式(A1)及式(A2)中的R3及R4相同。
[化学式9]
Figure BDA0001632329030000141
作为具有上述交联性基团的构成单元a2的其他例,可举出具有烯属不饱和基团的构成单元。作为具有上述烯属不饱和基团的构成单元,优选在侧链具有烯属不饱和基团的构成单元,更优选在末端具有烯属不饱和基团,且具有碳原子数3~16的侧链的构成单元。
关于具有烯属不饱和基团的构成单元,能够参考日本特开2011-215580号公报的0072~0090段的记载及日本特开2008-256974号公报的0013~0031段的记载,并将这些内容编入本申请说明书中。
<其他构成单元>
本发明中,上述聚合物A可以具有除了上述构成单元a1及构成单元a2以外的其他构成单元。共聚物中包含其他构成单元,由此例如能够提高溶剂溶解性、耐热性、反应性等。
作为形成这种其他构成单元的单体,例如可举出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、丙烯酰胺化合物、丙烯腈、马来酸酐、苯乙烯化合物、乙烯基化合物等。
<含量>
本发明中,当含有后述有机溶剂时,上述聚合物A的含量相对于溶剂100质量份优选为0.1~50质量份,更优选为0.5~10质量份。
〔低分子化合物B〕
本发明的光取向膜用组合物所含有的低分子化合物B具有肉桂酸酯基,且为分子量比聚合物A小的化合物。
如上述,本发明的光取向膜用组合物含有低分子化合物B,由此所制作的光取向膜的取向性变良好。
本发明中,从取向性进一步提高的理由考虑,上述低分子化合物B的分子量优选为200~500,更优选为200~400。
作为上述低分子化合物B,例如,可举出由下述式(B1)表示的化合物。
[化学式10]
Figure BDA0001632329030000151
其中,式(B1)中,a表示0~5的整数,R1表示氢原子或1价有机基团,R2表示1价有机基团。当a为2以上时,多个R1可以分别相同,也可以不同。
并且,作为R1的1价有机基团,例如可举出碳原子数1~20的链状或环状烷基、碳原子数1~20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数6~20的芳基等,其中,优选碳原子数1~20的烷氧基,更优选碳原子数1~6的烷氧基,进一步优选甲氧基、乙氧基。
并且,作为R2的1价有机基团,例如可举出碳原子数1~20的链状或环状烷基、可以具有取代基的碳原子数6~20的芳基等,其中,,优选碳原子数1~20的链状烷基,更优选碳原子数1~10的支链状烷基。
并且,a优选为1,且优选在对位具有R1
并且,作为上述芳基可以具有的取代基,例如可举出烷氧基、羟基、羧基、氨基等。
作为由上述式(B1)表示的化合物,具体而言,例如可举出肉桂酸辛酯、乙基-4-异丙基肉桂酸酯、乙基-2,4-二异丙基肉桂酸酯、甲基-2,4-二异丙基肉桂酸酯、丙基-对甲氧基肉桂酸酯、异丙基-对甲氧基肉桂酸酯、异戊基-对甲氧基肉桂酸酯、2-乙基己基-对甲氧基肉桂酸酯、2-乙氧基乙基-对甲氧基肉桂酸酯、2-己基癸基-对甲氧基肉桂酸酯、环己基-对甲氧基肉桂酸酯等。
<含量>
本发明中,从所制作的光取向膜的取向性变更良好的理由考虑,上述低分子化合物B的含量相对于聚合物A的构成单元a1的质量优选为10~500质量%,更优选为30~300质量%。
并且,当含有后述有机溶剂时,上述低分子化合物B的含量相对于溶剂100质量份优选为0.01~50质量份,更优选为0.1~10质量份。
〔交联剂C〕
关于本发明的光取向膜用组合物,从取向性进一步提高的理由考虑,除了具有包含交联性基团的构成单元a2的聚合物A以外,优选还含有具有交联性基团的交联剂C。
上述交联剂C的分子量优选为1000以下,更优选为100~500。
上述交联性基团优选为通过热的作用而引起固化反应的热交联性基团。
作为上述交联剂C,例如可举出在分子内具有2个以上的环氧基团或氧杂环丁基的化合物、封端异氰酸酯化合物(具有被保护的异氰酸酯基的化合物)、含有烷氧基甲基的化合物等。
这些之中,优选以下示出具体例的在分子内具有2个以上的环氧基团或氧杂环丁基的化合物、封端异氰酸酯化合物。
<在分子内具有2个以上的环氧基团的化合物>
作为在分子内具有2个以上的环氧基团的化合物的具体例,能够举出脂肪族环氧化合物等。
这些能够作为市售品而获得。例如,可举出Denacol EX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-411、EX-421、EX-313、EX-314、EX-321、EX-211、EX-212、EX-810、EX-811、EX-850、EX-851、EX-821、EX-830、EX-832、EX-841、EX-911、EX-941、EX-920、EX-931、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L、DLC-201、DLC-203、DLC-204、DLC-205、DLC-206、DLC-301、DLC-402(以上为Nagase ChemteX Corporation制)、CELLOXIDE2021P、2081、3000、EHPE3150、EPOLEAD GT400、Serubinasu B0134、B0177(DaicelCorporation.制)等。
这些能够单独使用1种或组合使用2种以上。
<在分子内具有2个以上的氧杂环丁基的化合物>
作为在分子内具有2个以上的氧杂环丁基的化合物的具体例,能够使用AronOxetane OXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX(以上为TOAGOSEI CO.,LTD.制)。
<封端异氰酸酯化合物>
封端异氰酸酯化合物只要是具有异氰酸酯基被化学保护的封端异氰酸酯基的化合物则无特别限制,从固化性的观点考虑,优选为在1分子中具有2以上的封端异氰酸酯基的化合物。
另外,本发明中的封端异氰酸酯基是指能够通过热而生成异氰酸酯基的基团,例如能够优选例示使封端剂与异氰酸酯基反应并保护异氰酸酯基的基团。并且,上述封端异氰酸酯基优选为能够通过90℃~250℃的热而生成异氰酸酯基的基团。
并且,作为封端异氰酸酯化合物,其骨架无特别限定,只要是在1分子中具有2个异氰酸酯基,则可以是任意化合物,也可以是脂肪族、脂环族或芳香族聚异氰酸酯,例如能够适宜地使用2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,3-三亚甲基二异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,9-九亚甲基二异氰酸酯、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,2’-二乙醚二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、邻二甲苯二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸酯、亚甲基双(环己基异氰酸酯)、环己烷-1,3-二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、3,3’-亚甲基二甲苯-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二苯醚二异氰酸酯、四氯亚苯基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、氢化1,3-亚二甲苯二异氰酸酯、氢化1,4-亚二甲苯二异氰酸酯等异氰酸酯化合物及由它们的化合物衍生的预聚物型骨架的化合物。在这些之中,尤其优选甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
作为封端异氰酸酯化合物的母结构,能够举出缩二脲型、异氰脲酸酯型、加合物型、2官能预聚物型等。
作为形成上述封端异氰酸酯化合物的封端结构的封端剂,能够举出肟化合物、内酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亚甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑类化合物、酰亚胺类化合物等。在这些之中,尤其优选选自肟化合物、内酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亚甲基化合物、吡唑化合物中的封端剂。
封端异氰酸酯化合物能够作为市售品而获得,例如能够优选使用CORONATE APStable M、CORONATE 2503、2515、2507、2513、2555、Millionate MS-50(以上为NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.制)、Takenate B-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上为Mitsui Chemicals,Inc.制)、Duranate 17B-60PX、17B-60P、TPA-B80X、TPA-B80E、MF-B60X、MF-B60B、MF-K60X、MF-K60B、E402-B80B、SBN-70D、SBB-70P、K6000(以上为Asahi KaseiChemicals Corporation制)、Desmodule BL1100、BL1265MPA/X、BL3575/1、BL3272MPA、BL3370MPA、BL3475BA/SN、BL5375MPA、VPLS2078/2、BL4265SN、PL340、PL350、Sumidule BL3175(以上为Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.制)等。
<含量>
本发明中,含有上述交联剂C的情况下的含量相对于聚合物A的构成单元a1的100质量份优选为1~1000质量份,更优选为10~500质量份。
并且,当含有后述有机溶剂时,含有上述交联剂C的情况下的含量相对于溶剂100质量份优选为0.05~50质量份,更优选为1~10质量份。
〔有机溶剂〕
从制作光取向膜的操作性等的观点考虑,本发明的光取向膜用组合物优选含有有机溶剂。
作为有机溶剂,具体而言,例如可举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(例如,己烷等)、脂环式烃类(例如,环己烷等)、芳香族烃类(例如,甲苯、二甲苯、三甲苯等)、卤化碳类(例如,二氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯、氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)、酰胺类(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
〔其他成分〕
本发明的聚合性液晶组合物可以含有除了上述以外的其他成分,例如可举出交联催化剂、粘附改良剂、流平剂、表面活性剂、增塑剂等。
另外,本申请说明书中,交联催化剂是指不具有交联性基团,且为与上述交联剂C不同的化合物。
作为交联催化剂,例如当上述交联剂C具有由环氧基团、氧杂环丁基、-NH-CH2-O-R(R表示氢原子或碳原子数1~20的烷基。)表示的基团和/或封端异氰酸酯基时,作为具有对交联性基团之间的交联反应的催化剂作用的成分和/或具有促进交联性基团之间的交联反应的功能的成分,可举出热酸产生剂、光酸产生剂、金属螯化物及固化促进剂等。
作为上述热酸产生剂,只要是通过热而释放酸的化合物则无特别限定,例如可举出有机卤化化合物、二磺酸化合物、肟酯化合物、磺酸酯化合物、磷酸酯化合物、膦酸酯化合物、锍、碘鎓、重氮鎓、吡啶鎓、鏻及铵等鎓盐化合物等公知的热酸产生剂。
作为上述光酸产生剂,为对波长300nm以上,优选为对波长300~450nm的活性光线敏感,并产生酸的化合物,且其化学结构无限定。并且,对波长300nm以上的活性光线并不直接敏感的光酸产生剂中,还能够使用通过与增感剂同时使用而对波长300nm以上的活性光线敏感,且产生酸的化合物。作为上述光酸产生剂的例,能够举出三氯甲基均三嗪类、锍盐及碘鎓盐(鎓盐)、四级铵盐类、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸酯化合物及肟磺酸酯化合物等。这些之中,从绝缘性及灵敏度的观点考虑,优选使用肟磺酸酯化合物。这些光酸产生剂能够单独使用1种或组合使用2种以上。作为三氯甲基均三嗪类、二芳基碘鎓盐類、三芳基锍盐类、四级铵盐类及重氮甲烷衍生物的具体例,能够例示日本特开2011-221494号公报的[0083]~[0088]段中所记载的化合物。
作为上述金属螯化物,优选选自包括铝、钛及锆的组中的至少1种金属的乙酰丙酮络合物或乙酰乙酸络合物。具体而言,作为铝的螯化物,例如能够举出二异丙氧基乙基乙酰乙酸铝、二异丙氧基乙酰丙酮铝、异丙氧基双(乙酰乙酸乙酯)铝、异丙氧基双(乙酰丙酮)铝、三(乙酰乙酸乙酯)铝、三(乙酰丙酮)铝及单乙酰丙酮双(乙酰乙酸乙酯)铝等;作为钛的螯化物,例如能够举出二异丙氧基双(乙酰乙酸乙酯)钛及二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛等;作为锆的螯化物,例如能够举出三正丁氧基乙基乙酰乙酸锆、二正丁氧基双(乙酰乙酸乙酯)锆、正丁氧基三(乙酰乙酸乙酯)锆、四(正丙基乙酰乙酸)锆、四(乙酰丙酮)锆及四(乙酰乙酸乙酯)锆等。作为金属螯化物,能够单独使用选自这些之中的1种或组合使用2种以上。
作为上述交联催化剂,能够使用具有苯酚基、硅烷醇基、硫醇基、磷酸基、磺酸基、羧基及羧酸酐基团等的化合物。这些之中,优选具有苯酚基、硅烷醇基或羧基的化合物,更优选具有苯酚基或硅烷醇基的化合物。
作为具有苯酚基或硅烷醇基的化合物的具体例,作为具有苯酚基的交联催化剂,例如能够举出氰基苯酚、硝基苯酚、甲氧基苯氧基苯酚、硫代苯氧基苯酚、双(4-羟基苯基)砜、双(羟基萘基)砜、(3-羟基苯基)(4-羟基苯基)砜、苯基(4-羟基苯基)砜、(甲氧基苯基)(4-羟基苯基)砜、4-苄基苯酚及2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等;作为具有硅烷醇基的固化促进剂,例如能够举出三甲基硅烷醇、三乙基硅烷醇、1,1,3,3-四苯基-1,3-二硅氧烷二醇、1,4-双(羟基二甲基甲硅烷基)苯、三苯基硅烷醇、三(对甲苯基)硅烷醇、三(间三氟甲基苯基)硅烷醇、三(邻三氟甲基苯基)硅烷醇、三(间氟苯基)硅烷醇、三(邻氟苯基)硅烷醇、二苯基硅烷二醇、二(邻甲苯基)硅烷二醇等。另外,作为固化促进剂,能够单独使用选自这些之中的1种或组合使用2种以上。
[光取向膜]
本发明的光取向膜为使用上述本发明的光取向膜用组合物而制作,且具有光取向膜用组合物中所含有的聚合物A及低分子化合物B的肉桂酸酯基被二聚化的环丁烷环和/或上述肉桂酸酯基被异构化的结构的光取向膜。
作为光取向膜的膜厚,无特别限制,能够根据目的而适当选择,优选为10~1000nm,更优选为10~700nm。
〔制造方法〕
除了使用上述本发明的光取向膜用组合物以外,本发明的光取向膜还能够通过以往公知的制造方法来制造,例如能够通过如下制造方法来制作,该方法具有涂布工序,将上述本发明的光取向膜用组合物涂布于支撑体表面;及光照射工序,对光取向膜用组合物的涂膜,相对于偏光或涂膜表面向倾斜方向照射非偏光。
另外,关于支撑体,于后述本发明的光学层叠体中进行说明。
<涂布工序>
涂布工序中的涂布方法并无特别限定,能够根据目的而适当选择,例如可举出旋转涂布法、模涂法、凹版涂布法、柔板印刷、喷墨印刷等。
<光照射工序>
光照射工序中,对光取向膜用组合物的涂膜照射的偏光无特别限制,例如可举出直线偏光、圆偏光、椭圆偏光等,其中优选直线偏光。
并且,照射非偏光的“倾斜方向”是指,只要是相对于涂膜表面的法线方向倾斜极角θ(0<θ<90°)的方向,则无特别限制,能够根据目的而适当选择,优选θ为20~80°。
作为偏光或非偏光中的波长,只要能够对光取向膜用组合物的涂膜赋予针对液晶性分子的取向控制能,则无特别限制,例如可举出紫外线、近紫外线、可见光线等。其中,尤其优选250nm~450nm的近紫外线。
并且,作为用于照射偏光或非偏光的光源,例如可举出氙气灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯等。通过对从这种光源得到的紫外线或可见光线使用干扰过滤器或滤色器等而能够限制所照射的波长范围。并且,通过对来自这些光源的光使用偏振膜或偏振棱镜而能够得到直线偏光。
作为偏光或非偏光的累计光量,只要能够对光取向膜用组合物的涂膜赋予对液晶性分子的取向控制能,则无特别限制,优选为1~300mJ/cm2,更优选为5~100mJ/cm2
作为偏光或非偏光的照度,只要能够对光取向膜用组合物的涂膜赋予对液晶性分子的取向控制能,则无特别限制,优选为0.1~300mW/cm2,更优选为1~100mW/cm2
[光学层叠体]
本发明的光学层叠体为具有上述本发明的光取向膜和设置在光取向膜上,且含有液晶性化合物的光学各向异性层的光学层叠体。
并且,本发明的光学层叠体优选还具有支撑体,具体而言,优选依次具有支撑体、光取向膜及光学各向异性层。
并且,当本发明的光学层叠体以上述顺序具有支撑体时,优选在支撑体与光取向膜之间具有树脂层,且优选还在树脂层与光取向膜之间具有其他光学各向异性层。
图1A~图1G分别为表示本发明的光学层叠体的一例的示意性剖视图。另外,图1A~图1G均为模式图,各层的厚度的关系等并不一定与实际一致。
图1A所示的光学层叠体10依次具有光取向膜1和光学各向异性层2。
图1B所示的光学层叠体20依次具有支撑体3、光取向膜1及光学各向异性层2。
图1C所示的光学层叠体30依次具有聚合物薄膜3b及起偏器3a、光取向膜1及光学各向异性层2。
图1D所示的光学层叠体40依次具有支撑体3、光取向膜1、第1光学各向异性层2a及其他第2光学各向异性层2b。
图1E所示的光学层叠体50依次具有伪支撑体3c、树脂层4、光取向膜1及光学各向异性层2。
图1F所示的光学层叠体60依次具有伪支撑体3c、树脂层4、其他光学各向异性层6、光取向膜1及光学各向异性层2。
图1G所示的光学层叠体70依次具有树脂层4、其他光学各向异性层6、光取向膜1、光学各向异性层2、粘接剂层或粘合剂层5、起偏器3a及聚合物薄膜3b。
〔光学各向异性层〕
本发明的光学层叠体所具有的光学各向异性层只要是含有液晶性化合物的光学各向异性层,则无特别限定,能够适当应用以往公知的光学各向异性层。
这种光学各向异性层优选为使含有具有聚合性基团的液晶性化合物的组合物(以下,还称为“光学各向异性层形成用组合物”。)固化而得到的层,且可以是单层结构,例如,也可以是如图1D所示那样层叠有多层的结构(层叠体)。
以下,对光学各向异性层形成用组合物所含有的液晶性化合物及任意添加剂进行说明。
<液晶性化合物>
光学各向异性层形成用组合物所含有的液晶性化合物为具有聚合性基团的液晶性化合物。
通常,液晶性化合物根据其形状而分类为棒状类型和圆盘状类型。而且,分别有低分子和高分子类型。高分子是指通常聚合度为100以上的物体(高分子物理/相转移动力学,土井正男编著,2页,岩波书店,1992)。
本发明中,能够使用任意的液晶性化合物,但优选使用棒状液晶性化合物或盘状液晶性化合物,更优选使用棒状液晶性化合物。
本发明中,为了上述液晶性化合物的固定化而使用具有聚合性基团的液晶性化合物,但进一步优选液晶性化合物在1分子中具有2个以上的聚合性基团。另外,当液晶性化合物为2种以上的混合物时,优选至少1种液晶性化合物在1分子中具有2以上的聚合性基团。另外,在液晶性化合物通过聚合而固定之后,不再需要显示液晶性。
并且,聚合性基团的种类无特别限制,优选能够进行加成聚合反应的官能团,更优选聚合性烯属不饱和基团或开环聚合性基团。更具体而言,优选举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等,更优选(甲基)丙烯酰基。另外,(甲基)丙烯酰基是指表示甲基丙烯酰基或丙烯酰基的标记。
作为棒状液晶性化合物,例如能够优选使用日本特表平11-513019号公报的权利要求1或日本特开2005-289980号公报的[0026]~[0098]段中所记载的化合物,作为盘状液晶性化合物,例如能够优选使用日本特开2007-108732号公报的[0020]~[0067]段或日本特开2010-244038号公报的[0013]~[0108]段中所记载的化合物,但并不限定于这些。
<添加剂>
光学各向异性层形成用组合物中可以含有除了上述液晶性化合物以外的成分。
例如,光学各向异性层形成用组合物可以含有聚合起始剂。所使用的聚合起始剂根据聚合反应的形式而选择,例如可举出热聚合起始剂、光聚合起始剂。例如,光聚合起的剂的例中举出α-羰基化合物、偶姻醚、α-烃取代芳香族偶姻化合物、多核醌化合物、三芳基咪唑二聚体与对氨基苯基酮的组合等。
聚合起始剂的使用量优选为相对于组合物的总固体成分为0.01~20质量%,更优选为0.5~5质量%。
并且,从涂膜的均匀性、膜的强度的方面考虑,光学各向异性层形成用组合物中可以含有聚合性单体。
作为聚合性单体,可举出自由基聚合性或阳离子聚合性化合物。优选为多官能性自由基聚合性单体,更优选为与上述含有聚合性基团的液晶性化合物共聚合的化合物。例如,可举出日本特开2002-296423号公报中的[0018]~[0020]段中所记载的化合物。
聚合性单体的含量优选为相对于液晶性化合物的总质量为1~50质量%,更优选为2~30质量%。
并且,从涂膜的均匀性、膜的强度的方面考虑,光学各向异性层形成用组合物中可以含有表面活性剂。
作为表面活性剂,可举出以往公知的化合物,尤其优选氟系化合物。具体而言,例如可举出日本特开2001-330725号公报中的[0028]~[0056]段中所记载的化合物、日本专利申请2003-295212号说明书中的[0069]~[0126]段中所记载的化合物。
并且,光学各向异性层形成用组合物中可以含有有机溶剂。作为有机溶剂,能够举出与在上述本发明的光取向膜用组合物中进行说明的有机溶剂相同的有机溶剂。
并且,光学各向异性层形成用组合物中可以含有起偏器界面侧垂直取向剂及空气界面侧垂直取向剂等垂直取向促进剂、以及起偏器界面侧水平取向剂及空气界面侧水平取向剂等水平取向促进剂等各种取向剂。
而且,除了上述成分以外,光学各向异性层形成用组合物中还可以含有粘附改良剂、增塑剂、聚合物等。
使用了具有这种成分的光学各向异性层形成用组合物的光学各向异性层的形成方法无特别限定,例如能够通过在上述本发明的光取向膜上涂布光学各向异性层形成用组合物而形成涂膜,并对所得到的涂膜实施固化处理(紫外线的照射(光照射处理)或加热处理)来形成。
光学各向异性层形成用组合物的涂布能够通过公知的方法(例如,绕线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、模涂法)来实施。
本发明中,对上述光学各向异性层的厚度无特别限定,优选为0.1~10μm,更优选为0.5~5μm。
并且,本发明中,当使上述光学各向异性层作为正A板而发挥功能时,尤其从如IPS(In-Plane-Switching:平面转换)模式液晶显示装置那样在无需驱动液晶的预倾角的液晶显示装置中的光学补偿中有用的理由考虑,优选为使棒状液晶性化合物均匀(水平)取向的光学各向异性层。
并且,从IPS模式液晶显示装置中的光学补偿进一步提高的理由考虑,上述光学各向异性层优选具有例如如图1D所示那样层叠由多层的结构中,使棒状液晶性化合物均匀(水平)取向的第1光学各向异性层和使棒状液晶性化合物垂直(vertical)取向的第2光学各向异性层。
而且,本发明中,从上述光学各向异性层的取向性进一步提高的理由考虑,优选光学各向异性层为使上述光学各向异性层形成用组合物在近晶相取向之后聚合(固定取向)而得到的层。
从赋予优异的视角特性的观点考虑,本发明的光学层叠体所具有的光学各向异性层优选满足下述式(II)或(III)。
0.75<Re(450)/Re(550)<1.00……(II)
0.75<Rth(450)/Rth(550)≤1.02……(III)
其中,式(II)中,Re(450)表示光学各向异性层的波长450nm下的面内延迟,Re(550)表示光学各向异性层的波长550nm下的面内延迟。式(III)中,Rth(450)表示光学各向异性层的波长450nm下的厚度方向的延迟,Rth(550)表示光学各向异性层的波长550nm下的厚度延迟。
并且,面内延迟及厚度方向的延迟的值是指使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制),并利用测定波长的光而测定的值。
〔其他光学各向异性层〕
本发明的光学层叠体优选在后述的树脂层与上述光取向膜之间具有与上述光学各向异性层不同的、其他光学各向异性层。
作为其他光学各向异性层无特别限制,能够使用公知的光学各向异性层。其他光学各向异性层优选含有液晶性化合物,更优选为使光学各向异性层形成用组合物固化而得到的层。
另外,作为上述液晶性化合物及光学各向异性层用组合物无特别限制,例如可举出作为光学各向异性层所含有的液晶性化合物及光学各向异性层形成用组合物而已进行说明的方式。关于其他光学各向异性层,从赋予优异的视角特性地观点考虑,优选满足上述式(II)或(III)。
并且,从IPS(In-Plane-Switching)模式液晶显示装置中的光学补偿进一步提高的理由考虑,优选例如图1F所示那样层叠由多层的结构中,使棒状液晶性化合物平均(水平)取向的上述光学各向异性层和使棒状液晶性化合物垂直(vertical)取向的上述其他光学各向异性层。
〔树脂层〕
本发明的光学层叠体中所使用的任意树脂层优选为使2种以上的多官能单体聚合固化而得到的层。
优选多官能单体中所含有的聚合性基团为(甲基)丙烯酰基,2种以上的多官能单体中,至少1种优选为具有由下述式(X)表示的部分结构(以下,还称为“三环癸烷骨架”。)的单体。通过使用使具有由下述式(X)表示的三环癸烷骨架的单体与多官能单体聚合固化而得到的树脂层,能够保持树脂层的膜强度的同时减少与后述的伪支撑体的粘接力,并能够将光学各向异性层轻松地转印到起偏器上。
以下,对树脂层的原料进行详细叙述之后对树脂层的制造工序等进行详细叙述。
[化学式11]
Figure BDA0001632329030000271
<多官能单体>
多官能单体为能够利用光或热而聚合的化合物,且成为通过聚合固化而构成树脂层的成分。
多官能单体中含有多个聚合性基团。聚合性基团的定义如上述,优选为(甲基)丙烯酰基。
多官能单体中所含有的聚合性基团的数量无特别限制,可以是多个(2以上),从树脂层的膜强度更优异的方面考虑,优选为3~32,更优选为3~20。
作为多官能单体的具体例,例如能够举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、1,4-己二醇(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)氰尿酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷或甘油等多官能醇与环氧乙烷或环氧丙烷加成反应之后进行了(甲基)丙烯酸酯化而得到的多官能单体等多官能(甲基)丙烯酸酯。
这些多官能单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
另外,(甲基)丙烯酸酯是指表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的标记。
除了多官能单体以外,从涂膜的均匀性、膜的强度的方面考虑,用于形成树脂层的组合物(以下,还称为“树脂层形成用组合物”。)中还可以含有表面活性剂。作为表面活性剂,能够举出与在上述光学各向异性层形成用组合物中进行说明的多官能单体相同的多官能单体。
并且,树脂层形成用组合物中可以含有有机溶剂。作为有机溶剂,能够举出与在上述本发明的光取向膜用组合物中进行说明的有机溶剂相同的有机溶剂。
而且,除了上述成分以外,树脂层形成用组合物还可以含有粘附改良剂、增塑剂、聚合物等。
树脂层的形成方法无特别限定,例如能够通过涂布树脂层形成用组合物而形成涂膜,并对所得到的涂膜实施固化处理(紫外线的照射(光照射处理)或加热处理)来形成。关于树脂层形成用组合物的涂布,能够举出与在上述本发明中所使用的光学各向异性层形成用组合物中进行说明的物体相同的物体。
本发明中,对于上述树脂层的厚度无特别限定,优选为0.5~5μm,更优选为0.5~2μm。
〔支撑体〕
如上述,本发明的光学层叠体可以具有支撑体来作为用于形成光学各向异性层的基材。
作为这种支撑体,例如可举出起偏器、聚合物薄膜等,也可以是组合这些而成的物体,例如起偏器与聚合物薄膜的层叠体、聚合物薄膜、起偏器及聚合物薄膜的层叠体等。
并且,支撑体可以是在形成光学各向异性层之后能够剥离的伪支撑体(以下,有时简单地仅标记为“伪支撑体”。)。具体而言,可以是能够从光学层叠体剥离作为伪支撑体而发挥功能的聚合物薄膜而提供光学各向异性层的支撑体。例如,准备包括光学各向异性层和伪支撑体的光学层叠体,且用粘附剂或粘接剂将光学层叠体的光学各向异性层侧贴合在包括起偏器的支撑体之后,剥离所述光学各向异性层中所含有的伪支撑体,由此能够提供包括起偏器的支撑体与光学各向异性层的层叠体。
<起偏器>
本发明中,当将本发明的光学层叠体使用于图像显示装置时,优选作为支撑体而至少使用起偏器。
起偏器只要是具有将光转换为特定的直线偏光的功能的部件,则无特别限定,能够利用以往公知的吸收型起偏器及反射型起偏器。
作为吸收型起偏器,使用碘系起偏器、利用了二色性染料的染料系起偏器及多烯系起偏器等。关于碘系起偏器及染料系起偏器,存在涂布型起偏器和延伸型起偏器,且能够任意应用,但优选使聚乙烯醇吸附碘或二色性染料,并延伸而制作的起偏器。
并且,作为在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠薄膜的状态下实施延伸及染色而得到起偏器的方法,能够举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第5048120号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报、日本专利第4751486号公报,且还能够优选利用与这些起偏器有关的公知的技术。
作为反射型起偏器,可使用层叠双折射的不同的薄膜而成的起偏器、线栅型起偏器、组合具有选择反射区域的胆甾型液晶与1/4波长板而成的起偏器等。
其中,从操作性的方面考虑,优选为包含聚乙烯醇系树脂(是指作为重复单元而包含-CH2-CHOH-的聚合物。尤其,优选选自包括聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少1个)的起偏器。
本发明的光学层叠体包含能够剥离的支撑体的方式中,偏振片例如能够如下制造。
从上述光学层叠体中剥离支撑体,并将包含光学各向异性层的层层叠于包含起偏器的支撑体上。或者,将上述光学层叠体层叠于包含起偏器的支撑体上,然后剥离光学层叠体中所含有的能够剥离的支撑体。层叠时可以用粘接剂等将两层粘接。作为粘接剂无特别限定,可举出如日本特开2004-245925号公报中所示那样在分子内不含有芳香环的环氧化合物的固化性粘接剂、日本特开2008-174667号公报中所记载的将360~450nm的波长下的摩尔吸光系数为400以上的光聚合起始剂与紫外线固化性化合物作为必须成分的活性能量射线固化型粘接剂、日本特开2008-174667号公报中所记载的在(甲基)丙烯酸系化合物的合计量100质量份中含有(a)在分子中具有2个以上的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物、(b)在分子中具有羟基,且仅具有1个聚合性双键合的(甲基)丙烯酸系化合物及(c)苯酚环氧乙烷改性丙烯酸酯或壬基苯酚环氧乙烷改性丙烯酸酯的活性能量射线固化型粘接剂等。
起偏器的厚度无特别限定,优选为1~60μm,更优选为1~30μm,进一步优选为2~20μm。
<聚合物薄膜>
聚合物薄膜无特别限制,能够使用通常所使用的聚合物薄膜(例如,起偏器保护膜等)。
作为构成聚合物薄膜的聚合物,具体而言,例如可举出纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯、含有内酯环的聚合物等具有丙烯酸酯聚合物的丙烯酸系聚合物;热塑性降冰片烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物;聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物;聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物;砜系聚合物;聚醚砜系聚合物;聚醚醚酮系聚合物;聚苯硫醚系聚合物;偏二氯乙烯系聚合物;乙烯醇系聚合物;乙烯醇缩丁醛系聚合物;芳酯系聚合物;聚甲醛系聚合物;环氧系聚合物;或混合这些聚合物而成的聚合物。
这些中,能够优选使用以三乙酰纤维素为代表的纤维素系聚合物(以下,还称为“纤维素酰化物”。)。
并且,从加工性及光学性能的观点考虑,还优选使用丙烯酸系聚合物。
作为丙烯酸系聚合物,可举出聚甲基丙烯酸甲酯或日本特开2009-98605号公报的[0017]~[0107]段中所记载的含有内酯环的聚合物等。
起偏器保护膜等中所使用的聚合物薄膜的厚度无特别限定,从能够将光学层叠体的厚度薄化等理由考虑,优选为40μm以下。下限无特别限定,通常为5μm以上。
作为未从光学层叠体剥离的支撑体而使用聚合物薄膜的方式中,从使用本发明的光取向膜用组合物的优势变高的理由考虑,优选支撑体的玻璃化转变温度为100℃以下。
其中,在本申请说明书中,通过差示扫描量热装置(X-DSC7000(IT KeisokuSeigyo Co.,Ltd.制)),将支撑体的样品20mg放入测定盘,在氮气流中以速度10℃/分钟从30℃升温至120℃而将其保持15分钟之后,以-20℃/分钟冷却至30℃。然后,再次从30℃升温至250℃,并将基准线从低温侧开始变化的温度设为玻璃化转变温度Tg。
并且,本发明中,对于上述支撑体的厚度无特别限定,优选为1~100μm,更优选为5~50μm,进一步优选为5~20μm。另外,上述支撑体的厚度是指,当具有起偏器及聚合物薄膜时,这些厚度的合计厚度。
作为能够从光学层叠体剥离的支撑体而使用聚合物薄膜的方式中,能够优选使用纤维素系聚合物或聚酯系聚合物。聚合物薄膜的厚度无特别限定,从制造时的操作等理由考虑,优选为5μm~100μm,更优选为20μm~90μm。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置为具有本发明的光学层叠体的图像显示装置。
本发明的图像显示装置中所使用的显示元件无特别限定,例如可举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称为“EL”。)显示面板、等离子显示面板等。
这些之中,优选为液晶单元、有机EL显示面板,更优选为液晶单元。即,作为本发明的图像显示装置,优选为作为显示元件而使用了液晶单元的液晶显示装置、作为显示元件而使用了有机EL显示面板的有机EL显示装置,更优选为液晶显示装置。
〔液晶显示装置〕
本发明的图像显示装置的一例的液晶显示装置为具有上述本发明的光学层叠体和液晶单元的液晶显示装置。
另外,本发明中,设置于液晶单元的两侧的偏振片中,优选作为正面侧的偏振片而使用本发明的光学层叠体。
以下,对构成液晶显示装置的液晶单元进行详细叙述。
<液晶单元>
液晶显示装置中所利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching)模式、或TN(Twisted Nematic:扭曲向列),但并不限定于这些。
TN模式的液晶单元中,未施加电压时,棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)实际上水平取向,而且扭曲60~120°而取向。TN模式的液晶单元作为彩色TFT液晶显示装置而最广泛使用,且记载于多个文献中。
VA模式的液晶单元中,未施加电压时,棒状液晶性分子实质上垂直取向。VA模式的液晶单元中,除了(1)未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,且施加电压时使其实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(记载在日本特开平2-176625号公报)以外,还包含(2)为了扩大视角而将VA模式多域化的(MVA(Multi-domain Vertical Alignment:多区域垂直排列)模式的)液晶单元(SID97、记载在Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845)、(3)施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,且施加电压时使其扭曲而多域取向的模式(n-ASM模式(Axially symmetric aligned microcell:轴对称排列微单元))的液晶单元(记载在日本液晶讨论会的论文集58~59(1998))及(4)SURVIVAL(SuperRanged Viewing by Vertical Alignment:超视距垂直向列)模式的液晶单元(LCD(liquidcrystal display:液晶显示器)国际98中发表)。并且,可以是PVA(Patterned VerticalAlignment:图案化垂直取向)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-Sustained Alignment:聚合物稳定取向)中的任一个。关于这些模式的详细内容,详细记载于日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中。
IPS模式的液晶单元中,棒状液晶性分子相对于基板实质上平行取向,且通过对基板面施加平行的电场而使液晶性分子平面响应。IPS模式在施加电场时成为黑色显示,且上下一对偏振片的吸收轴呈正交。在日本特开平10-54982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中公开了使用光学补偿片,减少倾斜方向上的黑色显示时的漏光,并改善视角的方法。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当进行变更。因此,本发明的范围不是根据以下所示的实施例而限定性解释。
〔聚合物A1〕
向具备冷却管及搅拌机的烧瓶装入作为聚合起始剂的2,2’-偶氮二(异丁腈)1质量份及作为溶剂的二乙二醇甲基乙基醚180质量份。对其添加3,4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯100质量份,对烧瓶内进行氮取代之后,缓慢地进行了搅拌。将溶液温度上升至80℃,并将该温度维持5小时,,由此得到了含有约35质量%的具有环氧基团的聚甲基丙烯酸酯的聚合物溶液。所得到的含有含环氧基的聚甲基丙烯酸酯的重均分子量Mw为25,000。
接着,向另一个反应容器中装入在上述中得到的包含含有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的溶液286质量份(以聚甲基丙烯酸酯换算为100质量份)、日本特开2015-26050号公报的合成例1的方法而得到的肉桂酸衍生物120质量份、作为催化剂的四丁基溴化铵20质量份及作为稀释溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯150质量份,在氮气环境下,在90℃下搅拌12小时而进行了反应。反应结束后,向反应混合物添加丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份而进行稀释,并将其水洗3次。将水洗后的有机相投入到大量过剩的甲醇中而使聚合物沉淀,并将所回收的沉淀物在40℃下真空干燥12小时,由此得到了具有光取向性基的下述聚合物A1。
[化学式12]
Figure BDA0001632329030000331
〔聚合物A2〕
向具备搅拌机、温度计、滴液漏斗及回流冷却管的反应容器装入2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷100.0质量份、甲基异丁基酮500质量份及三乙胺10.0质量份,并在室温下进行了混合。接着,通过滴液漏斗经30分钟滴加去离子水100质量份之后,在回流下进行混合的同时在80℃下反应了6小时。反应结束后,取出有机相,且用0.2质量%的硝酸铵水溶液进行清洗直至清洗后的水呈中性之后,在减压下蒸馏去除溶剂及水,由此作为粘稠的透明液体而得到了含有环氧基的聚有机硅氧烷。
对该含有环氧基的聚有机硅氧烷进行1H-NMR(nuclear magnetic resonance:核磁共振)分析,其结果确认到在化学位移(δ)=3.2ppm附近如理论强度得到了基于环氧乙烷基的峰,且在反应中未产生的环氧基团的副反应。该含有环氧基的聚有机硅氧烷的重均分子量Mw为2,200,且环氧当量为186g/摩尔。
接着,向100mL的三口烧瓶装入在上述中得到的含有环氧基的聚有机硅氧烷10.1质量份、含有丙烯酰基的羧酸(TOAGOSEI CO.,LTD.、商品名“ARONIX M-5300”、丙烯酸ω-羧基聚己内酯(聚合度n≈2))0.5质量份、乙酸丁酯20质量份、通过日本特开2015-26050号公报的合成例1的方法而得到的肉桂酸衍生物1.5质量份及四丁基溴化铵0.3质量份,并在90℃下搅拌了12小时。反应结束后,用与反应溶液等量(质量)的乙酸丁酯进行稀释,并水洗了3次。将对该溶液进行浓缩,并用乙酸丁酯进行稀释的操作重复2次,最终得到了包含具有光取向性基的聚有机硅氧烷(下述聚合物A2)的溶液。该聚合物A2的重均分子量Mw为9,000。并且,1H-NMR分析的结果,聚合物A2中的具有肉桂酸酯基的成分为23.7质量%。
[化学式13]
Figure BDA0001632329030000351
〔聚合物A3〕
聚合物A2的制作中,改变含有丙烯酰基的羧酸与肉桂酸衍生物的添加量,除此以外,以与聚合物A2相同的方法得到了聚合物A3。该聚合物A3的重均分子量Mw为10,000。并且,1H-NMR分析的结果,聚合物A3中的具有肉桂酸酯基的成分为47.9质量%。
〔聚合物A4〕
向具备冷却管和搅拌机的烧瓶装入了2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)7质量份、α-甲基苯乙烯二聚体3质量份及二乙二醇甲基乙基醚220质量份。接着,装入甲基丙烯酸环氧环己基甲酯(Daicel Corporation.、商品名“CYCLOMER M100”)100质量份并进行氮取代之后缓慢加热并搅拌,将溶液升温至70℃,并将该温度保持5小时而得到了包含聚合物的聚合物溶液。将所得到的聚合物溶液滴加到己烷中而再次进行沉淀,并过滤而回收之后进行干燥,由此得到了含有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的白色粉末。所得到的含有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的Mw为11,000。
接着,向100mL的三口烧瓶装入在上述中得到的含有环氧基的聚甲基丙烯酸酯5.1质量份、含有丙烯酰基的羧酸(TOAGOSEI CO.,LTD.、商品名“ARONIX M-5300”、丙烯酸ω-羧基聚己内酯(聚合度n≈2))8.4质量份、甲基异丁基酮32质量份及四丁基溴化铵0.3质量份,并在90℃下搅拌了12小时。反应结束后,用甲醇再次进行沉淀,且将沉淀物溶解于乙酸乙酯而得到溶液,并水洗了3次。将对该溶液进行浓缩,并用乙酸乙酯进行稀释的操作重复2次,最终得到了在侧链具有丙烯酸酯基和环氧基团的聚甲基丙烯酸酯共聚物的白色粉末。该聚甲基丙烯酸酯共聚物的重均分子量Mw为8,000。
〔聚合物A5〕
将5质量份的聚合物A3和5质量份的聚合物A4进行混合而得到了聚合物A5。
〔低分子化合物B1〕
将甲氧基肉桂酸(3.56g、20mmol)、2-己基-1-癸醇(4.8g、20mmol)、二甲基氨基吡啶(0.2g、2mmol)溶解于四氢呋喃(以下,简称为“THF”)30ml,并在0℃下进行了搅拌。
对上述THF溶液添加二环己基碳二亚胺(4.126g、20mmol),并在室温下搅拌了6小时。
接着,蒸馏去除THF之后,添加150ml的乙酸乙酯,并用过滤器进行过滤而去除了析出固体。用乙酸乙酯30ml清洗之后,蒸馏去除滤液中所含有的乙酸乙酯而得到了粗产物8g。利用硅胶柱(己烷/乙酸乙酯=3/1)对粗产物进行分离并纯化,从而得到了由下述式表示的低分子化合物B1。
[化学式14]
Figure BDA0001632329030000361
〔低分子化合物B2〕
使用了由下述式表示的低分子化合物B2(NOMCORT TAB,Nisshin OilliO Group,Ltd.制)。
[化学式15]
Figure BDA0001632329030000362
〔交联剂C1〕
使用了由下述式表示的交联剂C1(Denacol EX411,Nagase ChemteX Corporation制)。
[化学式16]
Figure BDA0001632329030000371
〔化合物D1〕
使用了由下述式表示的化合物D1(铝螯化物A(W),Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd制)。
[化学式17]
Figure BDA0001632329030000372
〔化合物D2〕
使用了由下述式表示的化合物D2(三苯基硅烷醇,Toyo Science Corp.制)。
[化学式18]
Figure BDA0001632329030000373
〔化合物D3〕
使用了由下述式表示的化合物D3(TA-60B,San-Apro Ltd.制)。
[化学式19]
Figure BDA0001632329030000381
〔化合物E1〕
向100mL的高压釜装入NOMCORT TAB(Nisshin OilliO Group,Ltd.制)10质量份、乙酸丁酯20质量份、钯活性炭5质量份,且进行氢取代之后,略微加压并在室温下搅拌了6小时。反应结束后,对反应溶液进行硅藻土过滤,并将滤液水洗了3次。将对该溶液进行浓缩,并重复2次层析纯化(硅胶、乙酸乙酯/己烷混合溶离液),最终得到了不具有由下述式E1表示的光取向性基的对甲氧基苯丙酸2-乙基己酯(以下,称为“化合物E1”。)。
[化学式20]
Figure BDA0001632329030000382
[实施例1~9及比较例1~2]
〔光取向膜用组合物的制备〕
对乙酸丁酯,以下述表1所示的质量份添加下述表1所示的聚合物A、低分子化合物B等而制备了光取向膜用组合物。
〔光学各向异性层形成用组合物的制备〕
制备了下述组成(液晶1~4)的光学各向异性层用涂布液。
Figure BDA0001632329030000383
Figure BDA0001632329030000391
[化学式21]
Figure BDA0001632329030000392
另外,上述化合物G-1的结构中的数值表示质量%。
Figure BDA0001632329030000393
另外,下述液晶性化合物L-3及L-4的与丙烯酰氧基相邻的基团表示丙烯基(甲基被乙烯基取代的基团),下述液晶性化合物L-3及L-4表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式22]
Figure BDA0001632329030000401
Figure BDA0001632329030000402
Figure BDA0001632329030000403
Figure BDA0001632329030000411
液晶性化合物R-1为下述液晶性化合物(RA)(RB)(RC)的83:15:2(质量比)的混合物。
[化学式23]
Figure BDA0001632329030000412
[化学式24]
Figure BDA0001632329030000413
[化学式25]
Figure BDA0001632329030000414
另外,上述化合物G-2的结构中的数值表示质量%。
〔起偏器1的制作〕
按照日本特开2001-141926号公报的实施例1,使所延伸的聚乙烯醇薄膜吸附碘,由此制作了膜厚8μm的起偏器1。
〔光学层叠体的制作〕
在所制作的起偏器1的一侧的面,通过旋转涂布法涂布了在上述中制备的各光取向膜用组合物。
涂布后,在80℃的加热板上干燥5分钟而去除溶剂而形成了厚度0.2μm的光异构化组合物层。
对所得到的光异构化组合物层进行偏振紫外线照射(20mJ/cm2,使用超高压汞灯)而形成了光取向膜。
接着,在光取向膜上,通过旋转涂布法涂布了在上述中制作的液晶1或2(光学各向异性层形成用组合物)而形成了组合物层。
将所形成的组合物层在加热板上暂时加热至90℃之后,冷却至60℃以稳定取向。此时,在使用了液晶2的情况下,取向在近晶A相稳定。
然后,保持60℃,在氮气环境下(氧浓度100ppm)通过紫外线照射(500mJ/cm2,使用超高压汞灯)使取向固定,并形成厚度2.0μm的光学各向异性层A1来制作了光学层叠体。
[实施例10]
〔纤维素支撑体1的制作〕
<芯层纤维素酰化物浓液的制作>
将下述组合物投放到混合罐,并搅拌而溶解各成分来制备了用作芯层纤维素酰化物浓液的乙酸纤维素溶液。
Figure BDA0001632329030000421
Figure BDA0001632329030000431
另外,聚酯A使用了日本特开2015-227956号公报的[表1]中所记载的聚酯A。
<外层纤维素酰化物浓液的制作>
对上述芯层纤维素酰化物浓液90质量份添加10质量份的下述消光剂溶液而制备了用作外层纤维素酰化物浓液的乙酸纤维素溶液。
Figure BDA0001632329030000432
用平均孔径34μm的滤纸及平均孔径10μm的烧结金属过滤器对上述芯层纤维素酰化物浓液与上述外层纤维素酰化物浓液进行过滤之后,使用带式流延机将上述芯层纤维素酰化物浓液和设置在其两侧的外层纤维素酰化物浓液从流延口3层同时流延到20℃的滚筒上。
接着,在溶剂含有率为约20质量%的状态下进行剥取,用拉幅机夹具固定薄膜的宽度方向的两端,并沿横向以延伸倍率1.1倍延伸的同时进行了干燥。
然后,通过在热处理装置的辊之间进行传送而进一步干燥而制作了厚度20μm的纤维素支撑体1。所制作的纤维素支撑体1中的芯层的厚度为15μm,且配置在芯层的两侧的外层的厚度分别为2.5μm。
〔光学层叠体的制作〕
<光学各向异性层的形成>
在所制作的纤维素支撑体1的一侧的面,通过旋转涂布法涂布了在上述中制备的光取向膜用组合物。
涂布后,在80℃的加热板上干燥5分钟而去除溶剂而形成了厚度0.5μm的光异构化组合物层。
对所得到的光异构化组合物层进行偏振紫外线照射(20mJ/cm2,使用超高压汞灯)而形成了光取向膜。
接着,在光取向膜上,通过旋转涂布法涂布在上述中制备的液晶2(光学各向异性层形成用组合物)而形成了组合物层。
将所形成的组合物层暂时在加热板上加热至90℃之后,冷却至60℃以稳定取向。此时,取向在近晶A相稳定。
然后,保持60℃,在氮气环境下(氧浓度100ppm)通过紫外线照射(500mJ/cm2,使用超高压汞灯)固定取向而形成了厚度2.0μm的光学各向异性层A10。
<薄膜的皂化>
在上述中制作的带光学各向异性层的纤维素支撑体1在调温至37℃的4.5mol/L的氢氧化钠水溶液(皂化液)浸渍1分钟之后,对薄膜进行水洗,然后在0.05mol/L的硫酸水溶液中浸渍30秒钟之后,进而进行了水洗浴。而且,重复3次基于气刀的脱水,排水之后在70℃的干燥区域滞留15秒钟并进行干燥而制作了经皂化处理的薄膜。
<贴合>
作为粘接剂使用聚乙烯醇(PVA-117H,Kuraray Co.,Ltd.)3%水溶液,以偏振轴与薄膜的长边方向正交的方式通过卷对卷贴合在上述中制作的起偏器1与经上述皂化处理的薄膜的纤维素支撑体1侧的表面而制作了光学层叠体。
[实施例11]
〔纤维素支撑体2的制作〕
将下述组合物投放到混合罐,加热至30℃的同时进行搅拌,并溶解各成分而制备了纤维素酰化物溶液(内层用浓液A及外层用浓液B)。
Figure BDA0001632329030000441
Figure BDA0001632329030000451
[化学式26]
Figure BDA0001632329030000452
使用三层共流延模具将所得到的内层用浓液A及外层用浓液B流延到冷却至0℃的滚筒上。从滚筒剥取残留溶剂量为70质量%的薄膜,通过针板拉幅机固定两端而将传送方向的拉伸比设为110%而进行传送的同时在80℃下进行干燥,且残留溶剂量达到10%时,在110℃下进行了干燥。然后,在140℃的温度下干燥30分钟而制造了残留溶剂为0.3质量%的纤维素酰化物薄膜(厚度80μm(外层:3μm、内层:74μm、外层:3μm))。所制作的纤维素酰化物薄膜的Re(550)为5nm,且Rth(550)为90nm。
〔光学层叠体的制作〕
<树脂层形成用组合物的制备>
制备了下述组成(树脂层1)的树脂层用涂布液。
Figure BDA0001632329030000453
Figure BDA0001632329030000461
[化学式27]
Figure BDA0001632329030000462
<光学各向异性层的形成>
在所制作的纤维素支撑体2的一侧的面,使用模涂机涂布了在上述中制备的树脂层形成用组合物。在100℃下干燥60秒钟之后,在氮气环境下(氧浓度100ppm)下使用超高压汞灯照射照射量60mJ/cm2的紫外线而使涂布层固化来形成了厚度1.0μm的树脂层。
接着,在上述中制作的树脂层上,通过棒涂法涂布在上述中制备的光取向膜用组合物,并在125℃下干燥5分钟而去除溶剂来形成了厚度0.2μm的光异构化组合物层。
对所得到的光异构化组合物层进行偏振紫外线照射(20mJ/cm2,使用超高压汞灯)而形成了光取向膜。
接着,在光取向膜上,通过棒涂法涂布在上述中制备的液晶3(光学各向异性层形成用组合物)而形成了组合物层。将所形成的组合物层暂时加热至105℃之后,逐渐冷却至60℃以稳定取向。此时,取向在近晶A相稳定。
然后,保持60℃,在氮气环境下(氧浓度100ppm)下照射紫外线照射(500mJ/cm2,使用超高压汞灯)而固定取向来形成了厚度2.0μm的光学各向异性层A11。
<转印>
使用粘附剂SK-2057(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制)贴合了在上述中制作的起偏器1与形成在在上述中制作的纤维素支撑体2上的光学各向异性层A11。接着,剥离纤维素支撑体2而制作了包含起偏器1与光学各向异性层A11的光学层叠体。
[实施例12]
以与实施例11相同的方法制作了在纤维素支撑体2上依次具有剥离层、光取向膜、光学各向异性层A12的光学层叠体。
实施例11中,替代粘附剂使用丙烯酸系粘接剂来贴合了起偏器与光学各向异性层A12,除此以外,以与实施例11相同的方法制作了包含起偏器1与光学各向异性层A12的光学层叠体。
<吸收比>
以与光学层叠体相同的方法在三乙酰纤维素薄膜上形成了光取向膜。
接着,在光取向膜上,通过旋转涂布法模拟光学各向异性层形成用组合物的涂布来涂布甲基乙基酮,并干燥而制作了层叠体样品。
使用具备格兰-汤普森起偏器的紫外可见近红外分光光度计(JASCO Corporation制V-7200),入射直线偏光的测定光而测定了所制作的层叠体样品的波长290nm下的吸光度。从所测定的值减去三乙酰纤维素薄膜的吸光度而求出单独的光取向膜的吸光度。
将制作光取向膜时照射的偏振紫外线的偏振方向与平行方向的吸光度设为Ap,并将正交方向的吸光度设为Ac而求出了吸收比(Ac/Ap)。将结果示于下述表1。另外,吸收比越高则表示取向度越高。
<取向性>
对所制作的光学层叠体,使用偏振光显微镜从消光位偏离2度的状态下进行了观察。其结果,依照以下基准进行了评价。将结果示于下述表1。
AAA:液晶指向矢精细地排列而取向,且显示性能非常优异
AA:液晶指向矢均匀地排列而取向,且显示性能优异
A:无液晶指向矢的紊乱,且面状稳定
B:略微存在液晶指向矢的紊乱,且面状稳定
C:局部存在液晶指向矢的紊乱,且面状稳定
D:液晶指向矢大幅紊乱且面状并不稳定,显示性能非常差
另外,本申请说明书中,稳定的面状是指,在正交尼科尔配置的2片偏振片之间设置光学层叠体而观察时无不均或取向不良等缺陷的状态。
并且,本申请说明书中,液晶指向矢是指液晶性分子的长轴所取向的方向(取向主轴)的矢量。
Figure BDA0001632329030000491
从表1所示的结构得知,在仅掺合聚合物A但未掺合低分子化合物B而制备时,取向性差(比较例1及2)。
相对于此,得知将聚合物A及低分子化合物B均进行掺合而制备时,取向性变良好(实施例1~12)。
尤其,从实施例1~4的对比得知,若低分子化合物B的含量相对于聚合物A的构成单元a1的质量为30~300质量%,则取向性进一步变良好。
并且,从实施例7及8的对比得知,当光学各向异性层由显示近晶性的液晶性化合物形成时,取向性进一步变良好。
并且,从实施例9与实施例10的对比得知,当光取向膜的与光学各向异性层侧相反的一侧的表面与起偏器相邻或与聚合物薄膜相邻时,均能够实现良好的取向性。
而且,从实施例9~12的对比得知,当光学各向异性层的表面经由粘附剂或粘接剂而与起偏器相邻时,能够实现良好的取向性。
确认到实施例9及10的光学层叠体的光学各向异性层A9及A10向面内取向,并具有Re(550)=145nm、Re(450)/Re(550)=0.86的光学性能。并且,起偏器1的吸收轴与光学各向异性层A9及A10的面内慢轴正交。
[实施例13]
〔光学层叠体的制作〕
<光学各向异性层B13的形成>
在上述中制作的实施例9的光学层叠体的光学各向异性层A9上,通过棒涂法涂布在上述中制备的液晶4(光学各向异性层形成用组合物)而形成了组合物层。将所形成的组合物层在70℃下加热了50秒钟。此时,液晶性分子相对于膜面垂直取向。
然后,在60℃下并在氮气环境下(氧浓度100ppm)下通过紫外线照射(500mJ/cm2,使用超高压汞灯)固定取向而形成了厚度1.3μm的光学各向异性层B13。
确认到在上述中制作的光学各向异性层B13相对于膜面垂直取向,并具有Rth(550)=-103nm、Rth(450)/Rth(550)=0.95的光学性能。
[实施例14]
〔光学层叠体的制作〕
<光学各向异性层B14的形成>
实施例13中,替代实施例9的光学层叠体而使用了实施例10的光学层叠体,除此以外,以与实施例13相同的方法在光学各向异性层A10上形成了光学各向异性层B14。
确认到在上述中制作的光学各向异性层B14相对于膜面垂直取向,并具有Rth(550)=-103nm、Rth(450)/Rth(550)=0.95的光学性能。
[实施例15]
〔光学层叠体的制作〕
<光学各向异性层B15的形成>
在所制作的纤维素支撑体2的一侧的面,利用模涂机涂布了在上述中制备的树脂层形成用组合物。在100℃下干燥60秒钟之后,在氮气环境下(氧浓度100ppm)使用超高压汞灯,照射照射量60mJ/cm2的紫外线而使涂布层固化来形成了厚度1.0μm的树脂层。
接着,在上述中制作的树脂层上,通过棒涂法涂布在上述中制备的液晶4(光学各向异性层形成用组合物)而形成了组合物层。将所形成的组合物层在70℃下加热了50秒钟。此时,液晶性分子相对于膜面垂直取向。
然后,在60℃下并在氧浓度3%的环境下,通过紫外线照射(200mJ/cm2,使用超高压汞灯)固定取向而形成了厚度1.3μm的光学各向异性层B15。
确认到在上述中制作的光学各向异性层B15相对于膜面垂直取向,并具有Rth(550)=-103nm、Rth(450)/Rth(550)=0.95的光学性能。
<光学各向异性层A15的形成>
接着,在光学各向异性层B15上,通过棒涂法涂布在上述中制备的光取向膜用组合物,并在125℃下干燥5分钟而去除溶剂来形成了厚度0.2μm的光异构化组合物层。
对所得到的光异构化组合物层进行偏振紫外线照射(20mJ/cm2,使用超高压汞灯)而形成了光取向膜。
接着,在光取向膜上,通过棒涂法涂布在上述中制备的液晶3(光学各向异性层形成用组合物)而形成了组合物层。将所形成的组合物层暂时加热至105℃之后,逐渐冷却至60℃以稳定取向。此时,取向在近晶A相稳定。
然后,保持60℃,在氮气环境下(氧浓度100ppm)下通过紫外线照射(500mJ/cm2,使用超高压汞灯)固定取向而形成了厚度2.0μm的光学各向异性层A15。
确认到光学各向异性层A15向面内取向,并具有Re(550)=145nm、Re(450)/Re(550)=0.86的光学性能。
<转印>
使用粘附剂SK-2057(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制)贴合了在上述中制作的起偏器1与形成在上述制作的纤维素支撑体2上的光学各向异性层A15。此时,贴合成起偏器1的吸收轴与光学各向异性层A15的面内慢轴正交。
接着,通过剥离纤维素支撑体2而制作了包括起偏器1和光学各向异性层A15及光学各向异性层B15的光学层叠体。
[实施例16]
〔光学层叠体的制作〕
<光学各向异性层A16及B16的形成>
以与实施例15相同的方法,制作了在纤维素支撑体2上依次具有剥离层、光学各向异性层B16、光取向膜、光学各向异性层A16的光学层叠体。
确认到在上述中制作的光学各向异性层B16相对于膜面垂直取向,并具有Rth(550)=-103nm、Rth(450)/Rth(550)=0.95的光学性能。并且,确认到光学各向异性层A16向面内取向,并具有Re(550)=145nm、Re(450)/Re(550)=0.86的光学性能。
<转印>
实施例15中,替代粘附剂使用丙烯酸系粘接剂来贴合起偏器与光学各向异性层A16,除此以外,以与实施例15相同的方法制作了包括起偏器1和光学各向异性层A16及光学各向异性层B16的光学层叠体。
〔向液晶显示装置的安装及显示性能的评价〕
<向液晶显示装置的安装>
将作为IPS模式的液晶显示装置的iPad(注册商标)(APPLE INC.制)分解,并从液晶单元剥离了正面偏振片。接着,准备上述制作的实施例13~16的光学层叠体,并使用粘附剂SK-2057(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制)贴合在液晶单元的正面侧来制作了液晶显示装置。此时,实施例13~16的光学层叠体的起偏器的吸收轴与背面偏振片的吸收轴正交,并且安装成光学各向异性层配置在比起偏器更靠液晶单元侧。
<液晶显示装置的评价>
确认到安装有实施例13~16的光学层叠体的液晶显示装置中,正面CR的高度与产品相等,且视角CR比产品高。而且,从黑色显示时的斜向视觉辨认时的颜色变化小,且作为液晶显示装置具有优异的特性。
符号说明
1-光取向膜,2-光学各向异性层,2a-第1光学各向异性层,2b-第2光学各向异性层,3-支撑体,3a-起偏器,3b-聚合物薄膜,3c-伪支撑体,4-树脂层,5-粘接剂层或粘合剂层,6-其他光学各向异性层,10、20、30、40、50、60、70-光学层叠体。

Claims (19)

1.一种光取向膜用组合物,含有:
聚合物A,具有包含肉桂酸酯基的构成单元a1;及
低分子化合物B,具有肉桂酸酯基,且分子量比所述聚合物A小,
所述低分子化合物B为由下述式(B1)表示的化合物,
Figure FDA0002402432290000011
其中,所述式(B1)中,a表示0~5的整数,R1表示碳原子数1~20的链状或环状烷基、碳原子数1~20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数6~20的芳基,R2表示碳原子数1~20的链状或环状烷基、可以具有取代基的碳原子数6~20的芳基,当a为2以上时,多个R1可以分别相同,也可以不同。
2.根据权利要求1所述的光取向膜用组合物,其中,
所述低分子化合物B的分子量为200~500。
3.根据权利要求1或2所述的光取向膜用组合物,其中,
所述低分子化合物B的含量相对于所述聚合物A的所述构成单元a1的质量为10~500质量%。
4.根据权利要求1或2所述的光取向膜用组合物,其中,
所述式(B1)中,R1为碳原子数1~6的烷氧基。
5.根据权利要求1或2所述的光取向膜用组合物,其中,
所述式(B1)中,R2为碳原子数1~10的支链状烷基。
6.根据权利要求1或2所述的光取向膜用组合物,其中,
所述式(B1)中,a为1,且在对位具有R1
7.根据权利要求1或2所述的光取向膜用组合物,其中,
所述聚合物A还具有包含交联性基团的构成单元a2。
8.根据权利要求1或2所述的光取向膜用组合物,其中,还含有具有交联性基团的交联剂C。
9.一种光取向膜,其是使用权利要求1至8中任一项所述的光取向膜用组合物来制作的,
所述光取向膜具有选自由所述光取向膜用组合物中所含有的聚合物A及低分子化合物B的肉桂酸酯基被二聚化而成的环丁烷环以及所述肉桂酸酯基被异构化而成的结构所组成的组中的至少1种。
10.一种光学层叠体,其具有权利要求9所述的光取向膜、和设置在所述光取向膜上并含有液晶性化合物的光学各向异性层。
11.根据权利要求10所述的光学层叠体,其依次具有支撑体、所述光取向膜及所述光学各向异性层。
12.根据权利要求11所述的光学层叠体,其中,
所述支撑体的玻璃化转变温度为100℃以下。
13.根据权利要求11或12所述的光学层叠体,其中,
所述支撑体为起偏器。
14.根据权利要求11所述的光学层叠体,其中,
在所述支撑体与所述光取向膜之间还具有树脂层,
所述树脂层含有具有由下述式(X)表示的部分结构的化合物,
Figure FDA0002402432290000031
15.根据权利要求14所述的光学层叠体,其中,
在所述树脂层与所述光取向膜之间,具有与所述光学各向异性层不同的其他光学各向异性层。
16.根据权利要求15所述的光学层叠体,其中,
所述其他光学各向异性层含有液晶性化合物。
17.一种光学层叠体,其通过将权利要求11或14所述的光学层叠体层叠于起偏器上、然后剥离所述光学层叠体中的支撑体而制作,其中层叠有所述光学各向异性层和所述起偏器。
18.一种图像显示装置,其具有权利要求10至17中任一项所述的光学层叠体。
19.根据权利要求18所述的图像显示装置,其中,依次具有起偏器、粘接剂层或粘合剂层、光学各向异性层、光取向膜、粘接剂层或粘合剂层、以及显示元件,且在所述光取向膜与所述显示元件之间不具有支撑体。
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