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CN115717078A - 液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置 - Google Patents

液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置 Download PDF

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CN115717078A
CN115717078A CN202211028976.0A CN202211028976A CN115717078A CN 115717078 A CN115717078 A CN 115717078A CN 202211028976 A CN202211028976 A CN 202211028976A CN 115717078 A CN115717078 A CN 115717078A
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liquid crystal
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carbon atoms
compound
crystal composition
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鹫见聪一
小西敏博
森谷千枝
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Fujifilm Corp
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Abstract

本发明的课题在于提供一种抑制条纹缺陷并且经时稳定性优异的液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置。所述液晶组合物含有液晶化合物及碱性化合物,其中,碱性化合物的共轭酸的pKa为4~10。

Description

液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置。
背景技术
为了消除图像着色或扩大视角,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膜。
作为光学膜使用了拉伸双折射膜,但是近年来提出有代替拉伸双折射膜使用具有由液晶化合物构成的光学各向异性层的光学膜。
作为这种光学膜,已知有使用含有规定的聚合性化合物及聚合引发剂的组合物来形成的光学膜(例如,参考专利文献1~3)。
专利文献
专利文献1:日本特开2010-031223号公报
专利文献2:国际公开第2014/010325号
专利文献3:日本特开2016-081035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1~3中所记载的组合物进行研究的结果,明确了涂布时产生析出物,有时会产生因该析出物而起因的条纹状的膜厚不均匀(以下,也简称为“条纹缺陷”。)。
并且,本发明人等明确了,从抑制条纹缺陷的观点考虑,若配合添加剂(例如,非液晶化合物等),则因添加剂的种类,组合物的经时稳定性有时会变差。
因此,本发明的课题在于提供一种抑制条纹缺陷并且经时稳定性优异的液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置。
本发明人等为了实现上述课题而进行深入研究的结果,发现了与液晶化合物一同配合共轭酸的pKa成为4~10的碱性化合物的液晶组合物可抑制条纹缺陷并且经时稳定性也变得良好,从而完成了本发明。
即,本发明人等发现了通过以下的构成能够解决上述课题。
[1]一种液晶组合物,其含有液晶化合物及碱性化合物,其中,
碱性化合物的共轭酸的pKa为4~10。
[2]根据[1]所述的液晶组合物,其中,
碱性化合物的含量相对于液晶化合物100质量份为0.01~5质量份。
[3]根据[1]或[2]所述的液晶组合物,其满足后述的式(i)。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的液晶组合物,其中,
碱性化合物为杂环式胺化合物。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的液晶组合物,其中,
碱性化合物为芳香族杂环式胺化合物。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的液晶组合物,其中,
液晶化合物具有聚合性基团。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的液晶组合物,其中,
液晶化合物为由后述的式(I)表示的化合物。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的液晶组合物,其中,
液晶化合物为棒状液晶化合物,
棒状液晶化合物的长轴方向与短轴方向的折射率差Δn满足后述的式(ii)。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的液晶组合物,其中,
液晶化合物具有选自包括由后述的式(Ar-1)~(Ar-5)表示的基团的组中的任一个芳香环。
[10]一种液晶固化层,其使[1]至[9]中任一项所述的液晶组合物的取向状态固定化而成。
[11]一种光学膜,其具有[10]所述的液晶固化层。
[12]根据[11]所述的光学膜,其中,
液晶固化层形成于光取向膜的表面。
[13]根据[11]所述的光学膜,其中,
液晶固化层形成于其他液晶固化层的表面。
[14]一种偏振片,其具有[11]至[13]中任一项所述的光学膜。
[15]一种图像显示装置,其具有[11]至[13]中任一项所述的光学膜或[14]所述的偏振片。
[16]根据[15]所述的图像显示装置,其为液晶显示装置。
[17]根据[15]所述的图像显示装置,其为有机EL显示装置。
发明效果
根据本发明,能够提供一种抑制条纹缺陷并且经时稳定性优异的液晶组合物、液晶固化层、光学膜、偏振片及图像显示装置。
附图说明
图1是表示光学膜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是基于本发明的代表性实施方式来进行的,但本发明并不限于这种实施方式。
另外,在本说明书中,使用“~”来表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且,在本说明书中,各成分可以使用单独1种与各成分对应的物质,也可以并用2种以上。其中,在关于各成分并用2种以上的物质的情况下,关于该成分的含量除非另有说明,则是指并用的物质的合计的含量。
并且,在本说明书中,“(甲基)丙烯酰基”为表示“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”的表述。
并且,在本说明书中,除非指定键合位置的情况,则所表示的2价的基团(例如-CO-O-)的键合方向并无特别限制,例如在后述的式(I)中的D1为-CO-NR-的情况下,若将在G1侧所键合的位置设为*1,将在Ar侧所键合的位置设为*2,则D1可以为*1-CO-NR-*2,也可以为*1-NR-CO-*2。
在本说明书中,Re(λ)及Rth(λ)分别表示波长λ下的面内的延迟及厚度方向的延迟。另外,在没有特别记载时,波长λ设为550nm。
并且,在本说明书中,Re(λ)及Rth(λ)为在AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制)中在波长λ下测定的值。
具体而言,通过用AxoScan OPMF-1输入平均折射率((nx+ny+nz)/3)及膜厚(d(μm)),计算
慢轴方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d。
另外,R0(λ)显示为利用AxoScan OPMF-1计算的数值,但是指Re(λ)。
〔液晶组合物〕
本发明的液晶组合物为含有液晶化合物及碱性化合物的液晶组合物,其中,碱性化合物的共轭酸的pKa为4~10。
在本发明中,如上述,与液晶化合物一同配合共轭酸的pKa成为4~10的碱性化合物的液晶组合物可抑制条纹缺陷并且经时稳定性也变得良好。
详细内容尚不明确,但是表现该效果的理由本发明人等推测如下。
即,本发明人等可推测,通过配合共轭酸的pKa成为4以上的碱性化合物,碱性化合物与液晶化合物相互作用,由此抑制涂布液晶组合物时的析出物的产生,因此可抑制条纹缺陷。
并且,本发明人等可推测,通过配合共轭酸的pKa成为10以下的碱性化合物,抑制液晶组合物的经时的着色,因此经时稳定性变得良好。
以下,对本发明的液晶组合物的各成分进行详细说明。
〔液晶化合物〕
本发明的液晶组合物所含有的液晶化合物并无特别限定,能够使用以往公知的液晶化合物。
通常,液晶化合物能够根据其形状分为棒状类型和圆盘状类型。另外,分别具有低分子和高分子类型。高分子通常是指聚合度为100以上的高分子(高分子物理·相变动力学,土井正男著,第2页,岩波书店,1992)。
在本发明中,还能够使用任一液晶化合物,但是优选使用棒状液晶化合物或盘状液晶化合物(圆盘状液晶化合物)。也可以使用两种以上的棒状液晶化合物、两种以上的圆盘状液晶化合物或棒状液晶化合物与圆盘状液晶化合物的混合物。
作为棒状液晶化合物,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,作为盘状液晶化合物,例如能够优选使用日本特开2007-108732号公报的[0020]~[0067]段、日本特开2010-244038号公报的[0013]~[0108]段中所记载的化合物,但是并不限定于这些。
在本发明中,从更加抑制条纹缺陷的理由考虑,上述液晶化合物优选为棒状液晶化合物并且长轴方向与短轴方向的折射率差Δn满足下述式(ii)。
Δn(450)/Δn(550)<1.0···(ii)
其中,上述式(ii)中,Δn(450)表示450nm下的折射率差,Δn(550)表示550nm下的折射率差。
并且,棒状液晶化合物的长轴方向是指在分子内最长的轴的方位,短轴方向是指与长轴方向正交的方位。
并且,关于折射率差Δn,针对使用棒状液晶化合物来制作的光学各向异性层,是指将通过上述的方法测定的Re(λ)的值(nm)除以光学各向异性层的膜厚的值(nm)而得的值。另外,成为测定对象的光学各向异性层、即使用棒状液晶化合物来制作的光学各向异性层使用通过以下步骤制作的光学各向异性层。
即,通过旋涂法将具有下述组成的液晶组合物L涂布于经摩擦处理的带有聚酰亚胺取向膜(Nissan Chemical Corporation制SE-150)的玻璃基板上。
接着,加热涂膜,在显现液晶性的温度下进行取向处理,形成液晶层。
接着,从显现液晶性的温度冷却至比其低40℃的温度为止,进行基于1000mJ/cm2的紫外线照射的取向固定化,制作光学各向异性膜。
Figure BDA0003815552600000051
Figure BDA0003815552600000061
含氟化合物A
[化学式1]
Figure BDA0003815552600000062
在本发明中,从提高液晶固化层的耐久性的理由考虑,上述液晶化合物优选具有聚合性基团,更优选具有2个以上的聚合性基团。
其中,作为聚合性基团,可举出与后述的式(I)中的P1及P2中说明的聚合性基团相同的基团,其中,可优选举出由后述的式(P-1)~(P-20)中的任一个表示的聚合性基团。
在本发明中,从所制作的液晶固化层的液晶取向性变得更加良好的理由考虑,上述液晶化合物优选为由下述式(I)表示的化合物。
P1-L1-D5-(A1)a1-D3-(G1)g1-D1-〔Ar-D2q1-(G2)g2-D4-(A2)a2-D6-L2-P2···(I)
上述式(I)中,a1、a2、g1及g2分别独立地表示0或1。其中,a1及g1中的至少一者表示1,a2及g2中的至少一者表示1,
并且,上述式(I)中,q1表示1或2。
并且,上述式(I)中,D1、D2、D3、D4、D5及D6分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。其中,在q1为2的情况下,多个D2分别可以相同也可以不同,
并且,上述式(I)中,G1及G2分别独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~20的芳香环或可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,构成脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代。
并且,上述式(I)中,A1及A2分别独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~20的芳香环或可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,构成脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代。
并且,上述式(I)中,L1及L2分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基。
并且,上述式(I)中,P1及P2分别独立地表示1价的有机基团,P1及P2中的至少一者表示聚合性基团。其中,当Ar为由后述的式(Ar-3)表示的芳香环时,P1及P2以及后述的式(Ar-3)中的P3及P4中的至少1个表示聚合性基团。
并且,上述式(I)中,Ar表示可以具有取代基的碳原子数6~20的芳香环或可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,构成脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代。其中,在q1为2的情况下,多个Ar分别可以相同也可以不同。
上述式(I)中,从本发明的液晶组合物容易显示近晶相的液晶状态的理由考虑,a1、a2、g1及g2优选均为1。
并且,从所制作的液晶固化层的耐久性变得更加良好的理由考虑,优选a1及a2均为0并且g1及g2均为1。
上述式(I)中,q1优选为1。
上述式(I)中,作为D1、D2、D3、D4、D5及D5的一方式所示的2价的连接基团,例如可举出-CO-、-O-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR1R2-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR1R2-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CO-O-CR1R2-、-NR5-CR1R2-及-CO-NR5-等。R1、R2及R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。
这些中,优选为-CO-、-O-及-CO-O-中的任一个。
上述式(I)中,作为G1及G2的一方式所示的碳原子数6~20的芳香环,例如可举出苯环、萘环、蒽环、菲咯啉环等芳香族烃环;呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡啶环、噻唑环、苯并噻唑环等芳香族杂环。其中,优选苯环(例如,1,4-苯基等)。
上述式(I)中,作为G1及G2的一方式所示的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,优选为5元环或6元环。并且,脂环式烃基可以为饱和也可以为不饱和,但是优选饱和脂环式烃基。作为由G1及G2表示的2价的脂环式烃基,例如能够参考日本特开2012-21068号公报的[0078]段的记载,该内容被编入本申请说明书中。
在本发明中,从所制作的液晶固化层的耐久性变得更加良好的理由考虑,上述式(I)中的G1及G2优选为环烷烃环。
作为环烷烃环,具体而言,例如可举出环己烷环、环戊烷环、环辛烷环、环十二烷环、环二十二烷环等。
这些中,优选环己烷环,更优选1,4-亚环己基,进一步优选反式-1,4-亚环己基。
并且,上述式(I)中,关于G1及G2,作为碳原子数6~20的芳香环或碳原子数5~20的2价的脂环式烃基可以具有的取代基,例如可举出烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰酰氧基、烷氨基、二烷基氨基、烷基酰胺基、烯基、炔基、卤原子、氰基、硝基、烷基硫醇基及N-烷基氨基甲酸酯基等,其中,优选烷基、烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰酰氧基或卤原子。
作为烷基,优选碳原子数1~18的直链状、分支状或环状的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基及环己基等),进一步优选碳原子数1~4的烷基,尤其优选甲基或乙基。
作为烷氧基,优选碳原子数1~18的烷氧基,更优选碳原子数1~8的烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、正丁氧基及甲氧基乙氧基等),进一步优选碳原子数1~4的烷氧基,尤其优选甲氧基或乙氧基。
作为烷氧基羰基,可举出上述中例示的氧基羰基(-O-CO-基)与烷基键合的基团,其中,优选甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基或异丙氧基羰基,更优选甲氧基羰基。
作为烷基羰酰氧基,可举出上述中例示的羰氧基(-CO-O-基)与烷基键合的基团,其中,优选甲基羰氧基、乙基羰氧基、正丙基羰氧基或异丙基羰氧基,更优选甲基羰氧基。
作为卤原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等,其中,优选氟原子或氯原子。
上述式(I)中,作为A1及A2的一方式所示的碳原子数6~20以上的芳香环,可举出与上述式(I)中的G1及G2中说明的相同的芳香环。
并且,上述式(I)中,作为A1及A2的一方式所示的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,可举出与上述式(I)中的G1及G2中说明的相同的基团。
另外,关于A1及A2,作为碳原子数6~20的芳香环或碳原子数5~20的2价的脂环式烃基可以具有的取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的基团。
上述式(I)中,作为L1及L2的一方式所示的碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基,例如可优选举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基亚己基、亚庚基等。另外,如上所述,L1及L2可以为构成碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,作为由Q表示的取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的基团。
上述式(I)中,作为P1及P2所示的1价的有机基团,例如能够举出烷基、芳基、杂芳基等。烷基可以是直链状、支链状或环状,但是优选直链状。烷基的碳原子数优选1~30,更优选1~20,进一步优选1~10。并且,芳基可以是单环,也可以是多环,但是优选单环。芳基的碳原子数优选6~25,更优选6~10。并且,杂芳基可以是单环,也可以是多环。构成杂芳基的杂原子的数量优选1~3。构成杂芳基的杂原子优选氮原子、硫原子、氧原子。杂芳基的碳原子数优选6~18,更优选6~12。并且,烷基、芳基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基。作为取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的取代基。
上述式(I)中,P1及P2中的至少一者所表示的聚合性基团,并无特别限定,但是优选能够和自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团。
作为自由基聚合性基团,能够使用公知的自由基聚合性基团,作为优选的自由基聚合性基团,能够举出丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。已知在该情况下,通常丙烯酰氧基的聚合速度快,从提高生产率的观点考虑,优选丙烯酰氧基,但是甲基丙烯酰氧基也能够同样地用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用公知的阳离子聚合性基团,具体而言,能够举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基及乙烯氧基等。其中,优选脂环式醚基或乙烯氧基,尤其优选环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基。
作为尤其优选的聚合性基团的例,可举出由下述式(P-1)~(P-20)中的任一个表示的聚合性基团。
[化学式2]
Figure BDA0003815552600000101
上述式(I)中,从所制作的液晶固化层的耐久性变得更加良好的理由考虑,上述式(I)中的P1及P2优选均为聚合性基团,更优选为丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
另一方面,上述式(I)中,作为Ar的一方式所示的碳原子数6~20以上的芳香环,可举出与上述式(I)中的G1及G2中说明的相同的芳香环。
并且,上述式(I)中,作为Ar的一方式所示的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,可举出与上述式(I)中的G1及G2中说明的相同的基团。
并且,关于Ar,作为碳原子数6~20的芳香环或碳原子数5~20的2价的脂环式烃基可以具有的取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的基团。
在本发明中,从更加抑制条纹缺陷的理由考虑,上述液晶化合物优选为具有选自包括由下述式(Ar-1)~(Ar-5)表示的基团的组中的任一个芳香环的化合物,更优选为由上述式(I)表示并且上述式(I)中的Ar表示选自包括由下述式(Ar-1)~(Ar-5)表示的基团的组中的任一个芳香环的化合物。另外,下述式(Ar-1)~(Ar-5)中,*表示键合位置,但是在上述式(I)中的Ar表示选自包括由下述式(Ar-1)~(Ar-5)表示的基团的组中的任一个芳香环的情况下,*表示与D1或D2的键合位置。
[化学式3]
Figure BDA0003815552600000111
上述式(Ar-1)中,Q1表示N或CH,Q2表示-S-、-O-或-N(R6)-,R6表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Y1表示可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基或可以具有取代基的碳原子数6~20的脂环式烃基,构成脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代。
作为R6所示的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。
作为Y1所示的碳原子数6~12的芳香族烃基,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、萘基等芳基。
作为Y1所示的碳原子数3~12的芳香族杂环基,例如可举出噻吩基、噻唑基、呋喃基、吡啶基等杂芳基。
作为Y1所示的碳原子数6~20的脂环式烃基,例如可举出亚环己基、环亚戊基、亚降冰片基、亚金刚烷基等。
并且,作为Y1可以具有的取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的基团。
并且,上述式(Ar-1)~(Ar-5)中,Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的1价的脂环式烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族杂环基、卤原子、氰基、硝基、-OR7、-NR8R9、-SR10、-COOR11或-COR12,R7~R12分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环。
作为碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基,优选碳原子数1~15的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基,具体而言,进一步优选甲基、乙基、异丙基、叔戊基(1,1-二甲基丙基)、叔丁基、1,1-二甲基-3,3-二甲基-丁基,尤其优选甲基、乙基、叔丁基。
作为碳原子数3~20的1价的脂环式烃基,例如可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环癸基、甲基环己基、乙基环己基等单环式饱和烃基;环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环辛烯基、环癸烯基、环戊二烯基、环己二烯基、环辛二烯基、环癸二烯等单环式不饱和烃基;双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基、三环[5.2.1.02,6]癸基、三环[3.3.1.13,7]癸基、四环[6.2.1.13,6.02,7]十二烷基、金刚烷基等多环式饱和烃基;等。
作为碳原子数6~20的1价的芳香族烃基,具体而言,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、萘基、联苯基等,优选碳原子数6~12的芳基(尤其是苯基)。
作为碳原子数6~20的1价的芳香族杂环基,具体而言,例如可举出4-吡啶基、2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基等。
作为卤原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选氟原子、氯原子、溴原子。
另一方面,作为R7~R10所示的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。
如上所述,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环,例如作为上述式(Ar-1)中的Z1及Z2彼此键合而形成芳香环时的结构,例如可举出由下述式(Ar-1a)表示的基团。另外,下述式(Ar-1a)中,*表示与上述式(I)中的D1或D2的键合位置。
[化学式4]
Figure BDA0003815552600000131
其中,上述式(Ar-1a)中,Q1、Q2及Y1可举出与在上述式(Ar-1)中说明的相同的基团。
并且,上述式(Ar-2)及(Ar-3)中,A3及A4分别独立地表示选自包括-O-、-N(R13)-、-S-及-CO-的组中的基团,R13表示氢原子或取代基。
作为R13所示的取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的取代基。
并且,上述式(Ar-2)中,X表示可以键合有氢原子或取代基的第14~16族的非金属原子。
并且,作为X所示的第14~16族的非金属原子,例如可举出氧原子、硫原子、键合有氢原子或取代基的氮原子〔=N-RN1,RN1表示氢原子或取代基。〕、键合有氢原子或取代基的碳原子〔=C-(RC1)2,RC1表示氢原子或取代基。〕。
作为取代基,具体而言,例如可举出烷基、烷氧基、烷基取代烷氧基、环状烷基、芳基(例如苯基、萘基等)、氰基、氨基、硝基、烷基羰基、磺基、羟基等。
并且,上述式(Ar-3)中,D7及D8分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。
其中,作为2价的连接基团,可举出与在上述式(I)中的D1、D2、D3、D4、D5及D6中说明的相同的基团。
并且,上述式(Ar-3)中,L3及L4分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基。作为取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的取代基。
其中,作为亚烷基,可举出与在上述式(I)中的L1及L2中说明的相同的基团。
并且,上述式(Ar-3)中,P3及P4分别独立地表示1价的有机基团,P3及P4中的至少1个表示聚合性基团。
作为1价的有机基团,可举出与在上述式(I)中的P1及P2中说明的有机基团相同的有机基团。
并且,作为聚合性基团,可举出与在上述式(I)中的P1及P2中说明的聚合性基团相同的聚合性基团。
并且,上述式(Ar-4)~(Ar-5)中,Ax表示具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团。
并且,上述式(Ar-4)~(Ar-5)中,Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~12的烷基或具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团。
其中,Ax及Ay中的芳香环可以具有取代基,Ax和Ay也可以键合而形成环。
并且,Q3表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
作为Ax及Ay,可举出国际公开第2014/010325号的[0039]~[0095]段中所记载的Ax及Ay。
并且,作为Q3所示的碳原子数1~20的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等,作为取代基,可举出与上述式(I)中的G1及G2可以具有的取代基相同的取代基。
作为由上述式(I)表示的化合物,可举出日本特开2019-139222号公报的[0019]~[0023]段中所记载的聚合性化合物;国际公开第2019/160014号的[0059]~[0061]段中所记载的聚合性化合物;国际公开第2019/160016号的[0055]段中所记载的聚合性化合物;由下述式表示的化合物(1-1)~化合物(1-19);由下述式表示的化合物(2-1)~化合物(2-5);等。另外,化合物(1-14)的结构中,与丙烯酰氧基相邻的基团表示亚丙基(甲基取代为亚乙基的基团),因此化合物(1-14)表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式5]
Figure BDA0003815552600000151
[化学式6]
Figure BDA0003815552600000161
[化学式7]
Figure BDA0003815552600000162
[化学式8]
Figure BDA0003815552600000171
[化学式9]
Figure BDA0003815552600000172
[化学式10]
Figure BDA0003815552600000181
[化学式11]
Figure BDA0003815552600000182
并且,作为由上述式(I)表示的化合物,例如可举出日本特开2010-084032号公报中所记载的由通式(1)表示的化合物(尤其,[0067]~[0073]段中所记载的化合物)、日本特开2016-053709号公报中所记载的由通式(II)表示的化合物(尤其,[0036]~[0043]段中所记载的化合物)及日本特开2016-081035公报中所记载的由通式(1)表示的化合物(尤其,[0043]~[0055]段中所记载的化合物)等中的显示近晶性的化合物。
此外,作为由上述式(I)表示的化合物,可优选举出由下述式(1)~(22)表示的化合物中显示近晶性的化合物,具体而言,作为下述式(1)~(22)中的K(侧链结构),可分别举出具有下述表1~表3中所示的侧链结构的化合物。
另外,下述表1~表3中,K的侧链结构中所示的“*”表示与芳香环的键合位置。
并且,由下述表2中的2-2及下述表3中的3-2表示的侧链结构中,分别与丙烯酰氧基及甲基丙烯酰基相邻的基团表示亚丙基(甲基取代为亚乙基的基团),且表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式12]
Figure BDA0003815552600000191
Figure BDA0003815552600000201
[表1]
Figure BDA0003815552600000211
[表2]
Figure BDA0003815552600000221
[表3]
Figure BDA0003815552600000231
〔碱性化合物〕
本发明的液晶组合物所含有的碱性化合物为共轭酸(即,通过酸赋予H+的碱性化合物)的pKa成为4~10的化合物。
其中,pKa(酸解离常数)表示水溶液中的pKa,在化学便览(II)(修订4版、1 993年、日本化学会编、MARUZEN Co.,Ltd.)中定义。pKa的值越低,酸强度越大。具体而言,水溶液中的pKa能够使用无限稀释水溶液并且测定25℃条件下的酸解离常数来实际测定。或者,也能够使用下述软件包1并且通过计算求出基于哈米特取代基常数及公知文献值的数据库的值。在本说明书中记载的pKa的值均表示使用该软件包并通过计算求出的值。
软件包1:Advanced Chemistry Development(ACD/Labs)Software V8.14 forSolaris(1994-2007ACD/Labs)。
在本发明中,从更加抑制条纹缺陷并且经时稳定性变得更加良好的理由考虑,上述碱性化合物的共轭酸的pKa优选为4.5~9.5,更优选为5.0~9.2,进一步优选为6.0~9.0,尤其优选为6.5~9.0。
并且,在本发明中,从更加抑制条纹缺陷的理由考虑,上述碱性化合物的分子量优选为500以下,更优选为40~400,进一步优选为50~300,尤其优选为60~200。
在本发明中,从经时稳定性变得更加良好的理由考虑,上述碱性化合物优选为杂环式胺化合物,更优选为芳香族杂环式胺化合物。
上述碱性化合物中,作为芳香族杂环式胺化合物,具体而言,例如可举出以下所示的化合物。
[化学式13]
Figure BDA0003815552600000251
上述碱性化合物中,作为不属于芳香族杂环式胺化合物的杂环式胺化合物,具体而言,例如可举出以下所示的化合物。
[化学式14]
Figure BDA0003815552600000261
上述碱性化合物中,作为不属于杂环式胺化合物的化合物,具体而言,例如可举出以下所示的化合物。
[化学式15]
Figure BDA0003815552600000271
在本发明中,从更加抑制条纹缺陷并且经时稳定性变得更加良好的理由考虑,上述碱性化合物的含量相对于上述的液晶化合物100质量份优选为0.01~5质量份,更优选为0.010~5.000质量份,进一步优选为0.03~5质量份,尤其优选为0.05~4质量份,最优选为0.08~2质量份。
在本发明中,从更加抑制条纹缺陷并且经时稳定性变得更加良好的理由考虑,上述碱性化合物的含量优选满足下述式(i)。
1.0×10-10<a×10-(14-pKa)<1.0×10-6···(i)
其中,上述式(i)中,a表示上述碱性化合物的含量,并且表示相对于上述液晶化合物100质量份的质量份。
并且,pKa表示上述碱性化合物的共轭酸的酸解离常数。
并且,若考虑pKb(碱解离定数)为由“14-pKa”表示的对数值,则上述碱性化合物的含量a相乘的“10-(14-pKa)”为表示碱性浓度系数的值。
因此,上述式(i)中的“a×10-(14-pKa)”为表示碱性浓度的值。
〔聚合引发剂〕
本发明的液晶组合物优选含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂,优选能够通过紫外线照射而引发聚合反应的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可举出α-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(记载于美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(记载于日本特开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书)、酰基膦氧化合物(记载于日本特公昭63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报、日本特开平10-29997号公报)等。
作为聚合引发剂,还优选肟型的聚合引发剂。作为其具体例,例如可举出国际公开第2017/170443号的[0049]~[0052]段中所记载的引发剂。
〔二色性物质〕
从将后述的液晶固化层用作起偏器(吸光各向异性膜)的观点考虑,本发明的液晶组合物可以含有二色性物质。
在本发明中,二色性物质是指吸光度根据方向而不同的色素。二色性物质可以显示液晶性,也可以不显示液晶性。
二色性物质并不受特别限定,可举出可见光吸收物质(二色性色素)、发光物质(荧光物质、磷光物质)、紫外线吸收物质、红外线吸收物质、非线性光学物质、碳纳米管及无机物质(例如量子杆)等,能够使用以往公知的二色性物质(二色性色素)。
具体而言,例如可举出日本特开2013-228706号公报的[0067]~[0071]段、日本特开2013-227532号公报的[0008]~[0026]段、日本特开2013-209367号公报的[0008]~[0015]段、日本特开2013-14883号公报的[0045]~[0058]段、日本特开2013-109090号公报的[0012]~[0029]段、日本特开2013-101328号公报的[0009]~[0017]段、日本特开2013-37353号公报的[0051]~[0065]段、日本特开2012-63387号公报的[0049]~[0073]段、日本特开平11-305036号公报的[0016]~[0018]段、日本特开2001-133630号公报的[0009]~[0011]段、日本特开2011-215337号公报的[0030]~[0169]段、日本特开2010-106242号公报的[0021]~[0075]段、日本特开2010-215846号公报的[0011]~[0025]段、日本特开2011-048311号公报的[0017]~[0069]段、日本特开2011-213610号公报的[0013]~[0133]段、日本特开2011-237513号公报的[0074]~[0246]段、日本特开2016-006502号公报的[0005]~[0051]段、日本特开2018-053167号公报[0014]~[0032]段、日本特开2020-11716号公报的[0014]~[0033]段、国际公开第2016/060173号公报的[0005]~[0041]段、国际公开2016/136561号公报的[0008]~[0062]段、国际公开第2017/154835号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/154695号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/195833号的[0013]~[0037]段、国际公开第2018/164252号的[0014]~[0034]段、国际公开第2018/186503号的[0021]~[0030]段、国际公开第2019/189345号的[0043]~[0063]段、国际公开第2019/225468号的[0043]~[0085]段、国际公开第2020/004106号的[0050]~[0074]段、国际公开第202I/044843号的[0015]~[0038]段等中所记载的物质。
在本发明中,可以并用2种以上的二色性物质,例如,从使作为后述的液晶固化层的起偏器(吸光各向异性膜)接近黑色的观点考虑,优选并用在波长370nm以上且小于500nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质及在波长500nm以上且小于700nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质。
上述二色性物质可以具有交联性基团。
作为上述交联性基团,具体而言,例如可举出(甲基)丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁基、苯乙烯基等,其中,优选(甲基)丙烯酰基。
在本发明的液晶组合物含有二色性物质的情况下,二色性物质的含量相对于上述液晶化合物100质量份,优选为1~400质量份,更优选为2~100质量份,进一步优选为5~30质量份。
并且,二色性物质的含量优选为成为液晶组合物中的固体成分中的1~50质量%的量,更优选为成为2~40质量%的量。
〔溶剂〕
从形成液晶固化层时的操作性等的观点考虑,本发明的液晶组合物优选含有溶剂。
作为溶剂,例如可举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环己酮及环戊酮等)、醚类(例如,二噁烷及四氢呋喃等)、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、二甲苯及三甲苯等)、卤代碳类(例如,二氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯及氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯及乙酸丁酯等)、水、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇及环己醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂及乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)以及酰胺类(例如,二甲基甲酰胺及二甲基乙酰胺等)等。溶剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
〔流平剂〕
从将液晶固化层的表面保持为平滑并且容易进行取向控制的观点考虑,本发明的液晶组合物优选含有流平剂。
作为这种流平剂,从相对于添加量的流平效果高的理由考虑,优选氟系流平剂或硅系流平剂,从不易引起渗出(起霜、渗漏)的观点考虑,更优选氟系流平剂。
作为流平剂,例如可举出日本特开2007-069471号公报的[0079]~[0102]段中所记载的化合物、日本特开2013-047204号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,[0020]~[0032]段中所记载的化合物)、日本特开2012-211306号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,[0022]~[0029]段中所记载的化合物)、日本特开2002-129162号公报中所记载的由通式(I)表示的液晶取向促进剂(尤其,[0076]~[0078]及[0082]~[0084]段中所记载的化合物)以及日本特开2005-099248号公报中所记载的由通式(I)、(II)及(III)表示的化合物(尤其,[0092]~[0096]段中所记载的化合物)等。另外,流平剂可以兼备作为后述的取向控制剂的功能。
〔取向控制剂〕
本发明的液晶组合物根据需要可以包含有取向控制剂。
通过取向控制剂,除了均匀取向以外,能够形成垂直取向(Vertical取向)、倾斜取向、混合取向及胆甾醇取向等各种取向状态,并且,能够更均匀且更精密地控制并实现特定的取向状态。
作为促进均匀取向的取向控制剂,例如能够使用低分子的取向控制剂及高分子的取向控制剂。
作为低分子的取向控制剂,例如能够参考日本特开2002-20363号公报的[0009]~[0083]段、日本特开2006-106662号公报的[0111]~[0120]段、及日本特开2012-211306号公报的[0021]~[0029]段的记载,这些内容被编入本申请说明书中。
并且,作为高分子的取向控制剂,例如能够参考日本特开2004-198511号公报的[0021]~[0057]段、及日本特开2006-106662号公报的[0121]~[0167]段,这些内容被编入本申请说明书中。
并且,作为形成或促进垂直取向的取向控制剂,例如可举出硼酸化合物及鎓盐化合物。作为该取向控制剂,能够参考日本特开2008-225281号公报的[0023]~[0032]段、日本特开2012-208397号公报的[0052]~[0058]段、日本特开2008-026730号公报的[0024]~[0055]段及日本特开2016-193869号公报的[0043]~[0055]段中所记载的化合物,这些内容被编入本申请说明书中。
另一方面,关于胆甾醇取向,能够通过在本发明的液晶组合物中加入手性试剂来实现,且能够根据其手性方向来控制胆甾醇取向的回转方向。
另外,可以根据手性试剂的取向限制力来控制胆甾醇取向的间距。
本发明的液晶组合物含有取向控制剂时的含量相对于组合物中的总固体成分质量,优选0.01~10质量%,更优选0.05~5质量%。若含量在该范围内,则能够获得实现所期望的取向状态,并且可抑制析出、相分离及取向缺陷等,均匀且高透明性的固化物。
〔其他成分〕
本发明的液晶组合物可以含有除了上述的成分以外的其他成分。作为其他成分,例如可举出除了上述的液晶化合物以外的其他液晶化合物(例如,不满足上述式(1)的液晶化合物等)、表面活性剂、倾斜角控制剂、取向助剂、增塑剂及交联剂。
[液晶固化层]
本发明的液晶固化层为使上述的本发明的液晶组合物的取向状态固定化而成的液晶固化层。
作为液晶固化层的形成方法,例如可举出使用上述本发明的液晶组合物制成所期望的取向状态之后,通过聚合进行固定化的方法等。
其中,聚合条件并无特别限制,但是基于光照射的聚合中,优选使用紫外线。照射量优选为10mJ/cm2~50J/cm2,更优选为20mJ/cm2~5J/cm2,进一步优选为30mJ/cm2~3J/cm2,尤其优选为50~1000mJ/cm2。并且,为了促进聚合反应,可以在加热条件下实施。
另外,液晶固化层能够形成于后述的光学膜中的任意支撑体或取向膜上或后述的偏振片中的起偏器上。
作为本发明的液晶固化层中的液晶化合物的取向状态,可以为水平取向、垂直取向、倾斜取向及扭曲取向的任一状态,优选在相对于液晶固化层的主表面呈水平取向的状态下被固定。
另外,本说明书中“水平取向”是指,液晶固化层的主表面(或液晶固化层形成于支撑体及取向膜等部件上的情况下,其部件的表面)与液晶化合物的长轴方向平行。另外,并不要求严格平行,在本说明书中是指,液晶化合物的长轴方向与液晶固化层的主表面所成的角度小于10°的取向。
液晶固化层中,液晶化合物的长轴方向与液晶固化层的主表面所成的角度优选0~5°,更优选0~3°,进一步优选0~2°。
本发明的液晶固化层优选为光学各向异性层,更优选为正A板或正C板,进一步优选为正A板。
其中,正A板(positive Aplate)和正C板(positive C plate)定义为如下。
当将薄膜面内的慢轴方向(面内的折射率最大的方向)的折射率设为nx,将在面内与面内的慢轴正交的方向的折射率设为ny,将厚度方向的折射率设为nz时,正A板满足式(A1)的关系,正C板满足式(C1)的关系。另外,正A板的Rth表示正值,正C板的Rth表示负值。
式(A1)nx>ny≈nz
式(C1)nz>nx≈ny
另外,上述“≈”是指,不仅包含两者完全相同的情况,还包含两者实质上相同的情况。
关于该“实质上相同”,在正A板中,例如,即使在(ny-nz)×d(但是,d为薄膜的厚度)为-10~10nm、优选为-5~5nm的情况下也包含于“ny≈nz”中,即使在(nx-nz)×d为-10~10nm、优选为-5~5nm的情况下也包含于“nx≈nz”中。并且,在正C板中,例如,即使在(nx-ny)×d(但是,d为薄膜的厚度)为0~10nm、优选为0~5nm的情况下也包含于“nx≈ny”中。
在本发明的液晶固化层为正A板的情况下,从作为λ/4板发挥作用的观点考虑,Re(550)优选为100~180nm,更优选为120~160nm,进一步优选为130~150nm,尤其优选为130~145nm。
其中,“λ/4板”是指具有λ/4功能的板,具体而言,是指具有将某一特定的波长的直线偏振光转换为圆偏振光(或将圆偏振光转换为直线偏振光)的功能的板。
在上述的本发明的液晶组合物含有二色性物质的情况下,本发明的液晶固化层能够用作起偏器(吸光各向异性膜)。
[光学膜]
本发明的光学膜为具有本发明的液晶固化层的光学膜。
参考图1对光学膜的结构进行说明。图1是表示光学膜的一例的示意性剖视图。
另外,图1为示意图,各层的厚度的关系及位置关系等不一定与实际一致,图1中所示的支撑体及取向膜均为任意的构成部件。
图1所示的光学膜10依次具有支撑体16、取向膜14、作为本发明的液晶组合物的固化物的液晶固化层12。
并且,液晶固化层12可以为不同的2层以上的液晶固化层的层叠体。例如,在将后述的本发明的偏振片用作圆偏振片的情况或将本发明的光学膜用作IPS(In-Plane-Switching,面内切换)方式或FFS(Fringe-Field-Switching,广视角技术)方式的液晶显示装置的光学补偿膜的情况下,优选为正A板与正C板的层叠体。
并且,可以从支撑体剥离液晶固化层而将液晶固化层单独用作光学膜。
以下,对光学膜中所使用的各种部件进行详细说明。
〔液晶固化层〕
本发明的光学膜所具有的液晶固化层为上述的本发明的液晶固化层。
光学膜中,关于上述液晶固化层的厚度并无特别限制,优选0.1~10μm,更优选0.5~5μm。
〔支撑体〕
如上所述,光学膜可以具有支撑体作为用于形成液晶固化层的基材。
这种支撑体优选为透明的。具体而言,透光率优选为80%以上。
作为这种支撑体,例如可举出玻璃基板及聚合物膜。作为聚合物膜的材料,可举出纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯及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;聚对苯二甲酸乙二醇酯及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、聚丙烯及乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙及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;环氧系聚合物以及混合这些聚合物而成的聚合物。
并且,也可以是后述的起偏器兼作这种支撑体的方式。
上述支撑体的厚度并无特别限制,但是优选5~60μm,更优选5~40μm。
〔取向膜〕
光学膜中,液晶固化层优选形成于取向膜(尤其,后述的光取向膜)的表面。在光学膜具有上述的任意支撑体的情况下,取向膜可以夹在支撑体与液晶固化层之间。并且,也可以是上述的支撑体兼作取向膜的方式。
取向膜为具有使组合物中所包含的聚合性液晶化合物水平取向的功能的膜,则可以为任何膜。
取向膜通常将聚合物作为主要成分。作为取向膜用聚合物材料,在多个文献中有记载,能够获得多个市售品。
作为取向膜用聚合物材料,优选聚乙烯醇、聚酰亚胺或它们中的任一个衍生物,更优选改性或未改性聚乙烯醇。
作为光学膜可以具有的取向膜,例如可举出国际公开第01/88574号的43页24行~49页8行中所记载的取向膜;日本专利第3907735号公报的[0071]~[0095]段中所记载的由改性聚乙烯醇构成的取向膜及日本特开2012-155308号公报中所记载的通过液晶取向剂形成的液晶取向膜等。
形成取向膜时物体不与取向膜表面接触而能够防止表面状态恶化,因此优选利用光取向膜作为取向膜。
作为光取向膜,并无特别限制,但是能够使用国际公开第2005/096041号的[0024]~[0043]段中所记载的通过聚酰胺化合物及聚酰亚胺化合物等聚合物形成的取向膜;日本特开2012-155308号公报中所记载的通过具有光取向性基团的液晶取向剂形成的液晶取向膜及Rolic Technologies公司制的商品名称LPP-JP265CP等。
取向膜的厚度并无特别限制,但是从缓和支撑体可能存在的表面凹凸来形成膜厚均匀的液晶固化层的观点考虑,优选0.01~10μm,更优选0.01~1μm,进一步优选0.01~0.5μm。
〔其他液晶固化层〕
在光学膜中,液晶固化层优选形成于其他液晶固化层的表面。
其中,作为其他液晶固化层,例如可举出使从上述的本发明的液晶组合物去除碱性化合物的组合物的取向状态固定化而成的液晶固化层。具体而言,可举出使含有上述的液晶化合物、聚合引发剂、流平剂及溶剂等的组合物的取向状态固定化而成的液晶固化层;使含有上述的液晶化合物、聚合引发剂、二色性物质、流平剂及溶剂等的组合物的取向状态固定化而成的液晶固化层(吸光各向异性膜);等。
〔紫外线吸收剂〕
考虑外光(尤其,紫外线)的影响,光学膜优选包含紫外线(UV)吸收剂。
紫外线吸收剂可以包含于液晶固化层中,也可以包含于构成光学膜的除了液晶固化层以外的部件中。作为除液晶固化层以外的部件,例如可优选举出支撑体。
作为紫外线吸收剂,能够使用能够显现紫外线吸收性的现有公知任一紫外线吸收剂。这种紫外线吸收剂中,从紫外线吸收性高且获得图像显示装置中所使用的紫外线吸收能力(紫外线截止能力)的观点考虑,优选苯并三唑系或羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂。
并且,为了扩大紫外线的吸收宽度,还优选能够并用2种以上的极大吸收波长不同的紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,例如可举出日本特开2012-18395公报的[0258]~[0259]段中所记载的化合物及日本特开2007-72163号公报的[0055]~[0105]段中所记载的化合物等。
并且,作为市售品,能够使用Tinuvin400、Tinuvin405、Tinuvin460、Tinuvin477、Tinuvin479及Tinuvin1577(均由BASF公司制)等。
[偏振片]
本发明的偏振片为具有上述的本发明的光学膜的偏振片。
其中,在本发明的光学膜所具有的液晶固化层不是吸光各向异性膜的情况下,本发明的偏振片具有后述的起偏器或上述的本发明的液晶固化层(但是,限于吸光各向异性膜。)。
本发明的偏振片除了上述的本发明的光学膜以外,还可以具有其他光学膜或后述的保护膜、其他功能层。功能层的功能并无特别限定,例如可以为除了上述的取向膜以外还具有粘接层、应力缓和层、平坦化层、防反射层、折射率调整层、紫外线吸收层等的功能的层。
保护膜可以夹在起偏器而用于两侧,也可以仅用于起偏器的单侧。
并且,在与本发明的光学膜相同的一侧具有保护膜的情况下,经由粘合剂或粘接剂配置于起偏器与光学膜之间或光学膜的与起偏器相反的一侧等。
在上述的光学各向异性层为λ/4板(正A板)的情况下,偏振片能够用作圆偏振片。
在将偏振片用作圆偏振片的情况下,将上述的光学各向异性层设为λ/4板(正A板),λ/4板的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角优选为30~60°,更优选为40~50°,进一步优选为42~48°,尤其优选为45°。
其中,λ/4板的“慢轴”是指在λ/4板的面内折射率成为最大的方向,起偏器的“吸收轴”是指吸光度最高的方向。
并且,偏振片还能够用作IPS方式或FFS方式的液晶显示装置的光学补偿膜。
在将偏振片用作IPS方式或FFS方式的液晶显示装置的光学补偿膜的情况下,将上述的光学各向异性层设为正A板与正C板的层叠体中的至少一者的板,将正A板层的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角优选设为正交或平行,具体而言,正A板层的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角更优选为0~5°或85~95°。
并且,在上述光学补偿膜依次层叠起偏器、正C板及正A板的情况下,进一步优选正A板的慢轴与起偏器的吸收轴所成的角为平行。
相同地,在上述光学补偿膜依次层叠起偏器、正A板及正C板的情况下,进一步优选正A板的慢轴与起偏器的吸收轴所成的角为正交。
在后述的液晶显示装置中使用本发明的偏振片的情况下,光学各向异性层的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角优选为平行或正交。
另外,在本说明书中“平行”是指不要求严格平行且其中一个与另一个所成的角度小于10°。并且,在本说明书中,“正交”是指不要求严格正交且其中一个与另一个所成的角度超过80°且小于100°。
〔起偏器〕
关于起偏器,只要为具有将光转换为特定的直线偏振光的功能的部件,则并无特别限制,能够利用现有公知的吸收型起偏器及反射型起偏器。
作为吸收型起偏器,可使用碘系起偏器、利用了二色性染料的染料系起偏器及多烯系起偏器等。在碘系起偏器及染料系起偏器中,具有涂布型起偏器和拉伸型起偏器,均能够应用,但是优选使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇上并进行拉伸而制作的起偏器。
并且,作为通过在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠膜的状态下实施拉伸及染色而获得起偏器的方法,可举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报及日本专利第4751486号公报,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
作为涂布型起偏器,可举出WO2018/124198、WO2018/186503、WO2019/132020、WO2019/132018、WO2019/189345、日本特开2019-197168号公报、日本特开2019-194685号公报及日本特开2019-139222号公报,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
作为反射型起偏器,可使用层叠双折射的不同的薄膜而得的起偏器、线栅型起偏器及组合具有选择性反射区域的胆甾醇液晶和1/4波片而成的起偏器等。
这些中,从密合性更加优异的观点考虑,优选包含聚乙烯醇系树脂(包含-CH2-CHOH-来作为重复单元的聚合物。尤其,选自包含聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少1个)的起偏器。
并且,从能够赋予耐裂缝性的观点考虑,起偏器可以沿着相对置的端边形成有消偏振部。作为消偏振部,可举出日本特开2014-240970号公报。
并且,起偏器可以具有沿纵向及/或宽度方向以规定的间隔配置的非偏振部。非偏振部为局部脱色的脱色部。非偏振部的配置图案能够根据目的适当地设定。例如,在为了将起偏器安装于规定尺寸的图像显示装置而裁切(切断、冲切等)成规定尺寸时,非偏振部配置于与图像显示装置的相机部对应的位置。作为非偏振部的配置图案,可举出日本特开2016-27392号公报。
起偏器的厚度并无特别限制,但是优选3~60μm,更优选3~30μm,进一步优选3~10μm。
〔保护膜〕
作为保护膜的材料并无特别限定,例如可举出纤维素酰化物膜(例如,三乙酸纤维素膜、纤维素二乙酸酯膜、乙酸丁酸纤维素膜、乙酸丙酸纤维素膜)、聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙烯酸类树脂膜、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂膜、聚醚砜膜、聚氨酯系树脂膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚膜、聚甲基戊烯膜、聚醚酮膜、(甲基)丙烯腈膜、聚烯烃、具有脂环式结构的聚合物(降冰片烯类树脂(ARTON:商品名、JSR公司制)、非晶质聚烯烃(ZEONEX:商品名、Zeon Corporation制))等。其中,优选纤维素酰化物膜。
作为保护膜的光学特性,并无特别限定,但是在与本发明的光学膜相同的一侧具有保护膜的情况下,优选满足下述式。
0nm≤Re(550)≤10nm
-40nm≤Rth(550)≤40nm
〔粘合剂层〕
偏振片中,可以在光学膜中的液晶固化层与起偏器之间配置有粘合剂层。
作为形成为了层叠固化物和起偏器而使用的粘合剂层的材料,例如可举出由通过动态粘弹性测定装置测定的储能模量G’与损耗弹性模量G”之比(tanδ=G”/G’)为0.001~1.5的物质形成的部件,包含所谓的粘合剂及容易蠕变的物质等。作为粘合剂,例如可举出聚乙烯醇系粘合剂,但是并不限于此。
〔粘接剂层〕
偏振片可以在光学膜中的液晶固化层与起偏器之间配置有粘接剂层。
作为为了固化物与起偏器的层叠而使用的粘接剂层,优选为通过活性能量射线的照射或加热进行固化的固化性粘接剂组合物。
作为固化性粘接剂组合物,可举出含有阳离子聚合性化合物的固化性粘接剂组合物及含有自由基聚合性化合物的固化性粘接剂组合物等。
粘接剂层的厚度优选为0.01~20μm,更优选为0.01~10μm,进一步优选为0.05~5μm。若粘接剂层的厚度在该范围内,则层叠的保护层或液晶固化层与起偏器之间不会产生浮起或剥离,可获得实用上没有问题的粘接力。并且,从能够抑制气泡的产生的观点考虑,优选粘接剂层的厚度为0.4μm以上。
并且,从耐久性的观点考虑,可以将粘接剂层的整体吸水率调节为10质量%以下,优选2质量%以下。整体吸水率以JIS K 7209中所记载的吸水率实验方法为基准进行测定。
作为粘接剂层,例如能够参考日本特开2016-35579号公报的[0062]~[0080]段,这些内容被编入本申请说明书中。
〔易粘接层〕
偏振片可以在光学膜中的液晶固化层与起偏器之间配置有易粘接层。从液晶固化层与起偏器的密合性优异并且进一步抑制在起偏器中产生裂缝的观点考虑,易粘接层的85℃下的储能模量优选为1.0×106Pa~1.0×107Pa。作为易粘接层的构成材料,可举出聚烯烃系成分及聚乙烯醇系成分。易粘接层的厚度优选500nm~1μm。
作为易粘接层,例如能够参考日本特开2018-36345号公报的[0048]~[0053]段,这些内容被编入本申请说明书中。
[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膜或本发明的偏振片的图像显示装置。
图像显示装置中所使用的显示元件,并无特别限制,例如可举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称为“EL(Electro Luminescence)”。)显示面板及等离子显示面板等。这些中,优选液晶单元及有机EL显示面板,更优选液晶单元。
即,作为图像显示装置,优选作为显示元件使用了液晶单元的液晶显示装置或作为显示元件使用了有机EL显示面板的有机EL显示装置,更优选液晶显示装置。
〔液晶显示装置〕
作为图像显示装置的一例的液晶显示装置为具有上述的偏振片和液晶单元的液晶显示装置。
另外,在设置于液晶单元的两侧的偏振片中,优选使用上述的偏振片来作为前侧的偏振片,更优选使用上述的偏振片来作为前侧及后侧的偏振片。
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,面内切换)模式、FFS(Fringe-Field-Switching,边缘场切换)模式或TN(Twisted Nematic,扭曲向列型)模式,并不限于这些。
TN模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上水平取向,进而扭曲取向为60~120°。TN模式的液晶单元最常用作色彩TFT液晶显示装置,并在多个文献中有记载。
VA模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了包含(1)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在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(日本特开平2-176625号公报中所记载)以外,还包含(2)为了扩大视角,对VA模式进行了多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中所记载)、(3)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中所记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD International 98中发表)。并且,VA模式发热液晶单元可以为PVA(PatternedVertical Alignment,图像垂直取向)型、光取向(Optical Alignment)型及PSA(Polymer-Sustained Alignment,聚合物稳定取向)型中的任一个。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细的记载。
关于IPS模式的液晶单元,棒状液晶分子相对于基板而实质上平行取向,且通过施加与基板面平行的电场而使液晶分子平面响应。关于IPS模式,在未施加电场的状态下显示黑色,且上下一对偏振片的吸收轴相互正交。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号公报及日本特开平10-307291号公报等中公开有使用光学补偿片来降低斜方向上显示黑色时的漏光并改良视角的方法。
〔有机EL显示装置〕
关于作为图像显示装置的一例的有机EL显示装置,例如可举出从视觉辨认侧依次具有起偏器、由上述的液晶固化层构成的λ/4板(正A板)及有机EL显示面板的方式。
并且,有机EL显示面板为使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并无特别限制,可采用公知的结构。
实施例
以下,根据实施例对本发明进一步进行详细说明。关于以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等,只要不脱离本发明的主旨,则能够进行适当变更。因此,本发明的范围不应由以下所示的实施例限定性地进行解释。
[实施例1]
〔保护膜1的制作〕
<芯层纤维素酰化物浓液1的制备>
将下述组合物投入到混合罐中进行搅拌,溶解各成分,制备了芯层纤维素酰化物浓液1。
Figure BDA0003815552600000411
Figure BDA0003815552600000421
聚酯(数均分子量800)
[化学式16]
Figure BDA0003815552600000422
耐久性改良剂
[化学式17]
Figure BDA0003815552600000423
<外层纤维素酰化物浓液1的制备>
将10质量份的下述消光剂分散液1加入到90质量份的上述芯层纤维素酰化物浓液1中,制备了外层纤维素酰化物浓液1。
Figure BDA0003815552600000424
Figure BDA0003815552600000431
<保护膜1的制作>
使用平均孔径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1及上述外层纤维素酰化物浓液1进行了过滤。之后,使用环带流延机,将上述芯层纤维素酰化物浓液1及其两侧的外层纤维素酰化物浓液1这3层同时从流延口流延到20℃的滚筒上。
接着,在滚筒上的薄膜的溶剂含有率为大致20质量%的状态下,从滚筒上剥离了薄膜。用拉幅机夹具固定所获得的薄膜的宽度方向的两端,在薄膜的溶剂含有率为3~15质量%的状态下,将薄膜沿宽度方向延伸成1.1倍的同时进行了干燥。
之后,通过在热处理装置的辊之间输送所获得的薄膜,进一步干燥,制作膜厚40μm的纤维素酰化物膜1,作为保护膜1。测定保护膜1的相位差的结果为Re=1nm、Rth=-5nm。
〔光学各向异性层1的制作〕
<光取向膜用组合物1的制备>
将8.4质量份的下述共聚物C1和0.3质量份的下述热产酸剂D1添加到含有80质量份及20质量份的乙酸丁酯及甲基乙基酮的混合液中,制备了光取向膜用组合物1。
·共聚物C1(重均分子量:40,000)
[化学式18]
Figure BDA0003815552600000432
·热产酸剂D1
[化学式19]
Figure BDA0003815552600000433
<液晶组合物1的制备>
制备了下述组成的光学各向异性层形成用液晶组合物1。
Figure BDA0003815552600000441
聚合引发剂S1
[化学式20]
Figure BDA0003815552600000442
流平剂P1(下述式中,数字表示相对于流平剂P1中的总重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式21]
Figure BDA0003815552600000443
<光学各向异性层1的制作>
用棒式涂布机将预先制备的光取向膜用组合物1连续地涂布于所制作的纤维素酰化物膜1(保护膜1)的单侧的面。涂布之后,在120℃的加热区域干燥1分钟去除溶剂,形成了厚度0.3μm的光异构化组合物层。接着,一边卷绕于镜面处理支承辊,一边进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2、使用超高压汞灯),由此形成了光取向膜。
接着,用棒式涂布机将预先制备的液晶组合物1涂布于形成为长条状的光取向膜上,形成了组合物层。并且,涂布室的温度设为23℃。将所形成的组合物层在加热区域加热至120℃之后,冷却至60℃。之后,保持温度的状态下,在氮气环境气体下(氧浓度100ppm)进行紫外线照射(300mJ/cm2、使用超高压汞灯),由此将取向固定化,制作了厚度2.1μm的光学各向异性层1。
从保护膜1剥离所获得的光学各向异性层1,测定光学各向异性层1的相位差的结果,确认到面内延迟Re1(550)为145nm,Re1(450)/Re1(550)为0.83。
[实施例2~26]
代替液晶组合物1中所包含的液晶化合物,使用下述表4的液晶化合物及非液晶化合物,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制作了实施例2~26的光学各向异性层2~26。
另外,测定实施例9的光学各向异性层9的相位差的结果,面内延迟Re(550)为135nm,Re(450)/Re(550)为0.86。
[实施例27]
〔光学各向异性层27的制作〕
<光取向膜用组合物2的制备>
制备了下述组成的光取向膜用组合物2。
Figure BDA0003815552600000451
Figure BDA0003815552600000461
聚合物C(下述式中的数值表示相对于聚合物中的总重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式22]
Figure BDA0003815552600000462
化合物H
[化学式23]
Figure BDA0003815552600000463
光产酸剂A
[化学式24]
Figure BDA0003815552600000464
聚合物D(下述式中:a~c为a∶b∶c=17∶64∶19,表示相对于聚合物中的总重复单元的各重复单元的含量。)
[化学式25]
Figure BDA0003815552600000465
<液晶组合物27的制备>
代替液晶组合物1中所包含的液晶化合物R1,使用下述表4的液晶化合物及非液晶化合物,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制备了光学各向异性层形成用液晶组合物27。
<光学各向异性层27的制作>
用棒式涂布机将预先制备的光取向膜用组合物2连续地涂布于所制作的纤维素酰化物膜1的单侧的面。涂布之后,在70℃的加热区域干燥2分钟去除溶剂,在氮气环境气体下(氧浓度100ppm)照射了150mJ/cm2的紫外线。之后,在120℃下加热1分钟,一边卷绕于镜面处理支承辊,一边进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2、使用超高压汞灯),由此形成了厚度0.4μm的光取向膜27。另外,光取向膜27为正C板。厚度方向的延迟Rth(550)为-50nm。
接着,用棒式涂布机将预先制备的液晶组合物27涂布于形成为长条状的光取向膜上,形成了组合物层。并且,涂布室的温度设为23℃。将所形成的组合物层在加热区域加热至120℃之后,冷却至60℃。之后,保持温度的状态下,在氮气环境气体下(氧浓度100ppm)进行紫外线照射(300mJ/cm2、使用超高压汞灯),由此将取向固定化,制作了厚度2.6μm的光学各向异性层27。
从保护膜1剥离所获得的光学各向异性层27,测定光学各向异性层27的相位差的结果,确认到面内延迟Re27(550)为135nm,Re27(450)/Re27(550)为0.86。
[实施例28~29]
代替液晶组合物27中所包含的液晶化合物及非液晶化合物,使用下述表4的液晶化合物及非液晶化合物,除此以外,通过与实施例27相同的方法,制作了实施例28~29的光学各向异性层28~29。
[比较例1~7]
代替液晶组合物1中所包含的液晶化合物,使用下述表4的液晶化合物,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制作了比较例1~7的光学各向异性层C1~C7。
[评价]
<抑制条纹缺陷>
实施例1~29及比较例1~7中,制作光学各向异性层时,观察连续地涂布聚合性液晶组合物时的涂布部,通过以下评价标准进行了评价。将结果示于下述表4中。另外,条纹缺陷为因析出物引起的缺陷。
(评价标准)
A:即使涂布3000m,也无法识别条纹缺陷。
B:涂布3000m时,能够稍微视觉辨认条纹缺陷,但是实用上没有问题。
C:涂布3000m时,能够视觉辨认强的条纹缺陷,实用上存在问题。
<液体着色稳定性>
实施例1~29及比较例1~7中,使液晶组合物在25℃环境下经时,观察了色调。将通过以下的评价标准进行评价的结果示于下述表4中。
(评价标准)
A:即使静放5天,也无法视觉辨认色调变化。
B:静放5天时,能够稍微视觉辨认色调变化,但是实用上没有问题。
C:静放5天时,能够明显地视觉辨认色调变化,实用上存在问题。
Figure BDA0003815552600000491
以下示出上述表4中的液晶化合物、非液晶化合物及碱性化合物的结构。
液晶化合物R1〔Δn(450)/Δn(550):0.83〕
[化学式26]
Figure BDA0003815552600000501
液晶化合物R2〔Δn(450)/Δn(550):0.58〕
[化学式27]
Figure BDA0003815552600000502
液晶化合物R3〔Δn(450)/Δn(550):0.68〕
[化学式28]
Figure BDA0003815552600000503
液晶化合物R4〔Δn(450)/Δn(550):0.80〕
[化学式29]
Figure BDA0003815552600000504
液晶化合物R5〔Δn(450)/Δn(550):1.03〕
[化学式30]
Figure BDA0003815552600000505
液晶化合物R6〔Δn(450)/Δn(550):1.02〕
[化学式31]
Figure BDA0003815552600000511
液晶化合物R7〔Δn(450)/Δn(550):1.03〕
[化学式32]
Figure BDA0003815552600000512
液晶化合物R8〔Δn(450)/Δn(550):1.04〕
[化学式33]
Figure BDA0003815552600000513
液晶化合物R9〔Δn(450)/Δn(550):1.05〕
[化学式34]
Figure BDA0003815552600000514
液晶化合物R10〔Δn(450)/Δn(550):1.04〕
[化学式35]
Figure BDA0003815552600000515
液晶化合物R11〔Δn(450)/Δn(550):1.10〕
[化学式36]
Figure BDA0003815552600000521
液晶化合物R12〔Δn(450)/Δn(550):0.83〕
[化学式37]
Figure BDA0003815552600000522
液晶化合物R13(Δn(450)/Δn(550):0.83〕
[化学式38]
Figure BDA0003815552600000523
液晶化合物R14(Δn(450)/Δn(550):0.75〕
[化学式39]
Figure BDA0003815552600000524
液晶化合物R15(Δn(450)/Δn(550):0.82〕
[化学式40]
Figure BDA0003815552600000531
液晶化合物R16〔Δn(450)/Δn(550):0.83〕
[化学式41]
Figure BDA0003815552600000532
液晶化合物R17〔Δn(450)/Δn(550):1.09〕
[化学式42]
Figure BDA0003815552600000533
液晶化合物R18〔Δn(450)/Δn(550):1.09〕
[化学式43]
Figure BDA0003815552600000534
非液晶化合物M1
[化学式44]
Figure BDA0003815552600000535
非液晶化合物M2
[化学式45]
Figure BDA0003815552600000536
碱性化合物A1
[化学式46]
Figure BDA0003815552600000541
碱性化合物A2
[化学式47]
Figure BDA0003815552600000542
碱性化合物A3
[化学式48]
Figure BDA0003815552600000543
碱性化合物A4
[化学式49]
Figure BDA0003815552600000544
碱性化合物A5
[化学式50]
Figure BDA0003815552600000545
碱性化合物A6
[化学式51]
Figure BDA0003815552600000546
碱性化合物A7
[化学式52]
Figure BDA0003815552600000547
碱性化合物A8
[化学式53]
Figure BDA0003815552600000551
碱性化合物A9
[化学式54]
Figure BDA0003815552600000552
碱性化合物A10
[化学式55]
Figure BDA0003815552600000553
碱性化合物A11
[化学式56]
Figure BDA0003815552600000554
碱性化合物A12
[化学式57]
Figure BDA0003815552600000555
由上述表4所示的结果可知,在未配合碱性化合物的情况下,无法抑制条纹缺陷(比较例1及2)。
并且,可知,即使配合碱性化合物,在使用共轭酸的pKa小于4的碱性化合物的情况下,也无法抑制条纹缺陷(比较例3及7)。
并且,可知,即使配合碱性化合物,在使用共轭酸的pKa超过10的碱性化合物的情况下,经时稳定性较差(比较例4~6)。
相对于此,可知,在配合共轭酸的pKa成为4~10的碱性化合物的情况下,抑制条纹缺陷并且经时稳定性也变得良好(实施例1~29)。
并且,由实施例2~8的对比可知,若碱性化合物的含量相对于液晶化合物100质量份为0.01~5质量份,则更加抑制条纹缺陷并且经时稳定性变得更加良好。
并且,由实施例4及17~22的对比可知,若碱性化合物为杂环式胺化合物,则经时稳定性变得更加良好。
并且,由实施例1、4及23~24的对比可知,若液晶化合物按满足上述式(ii),则更加抑制条纹缺陷。
并且,由实施例3~6与实施例25~26的对比可知,若碱性化合物的含量满足上述式(i),则更加抑制条纹缺陷并且经时稳定性变得更加良好。
通过以下所示的方法将实施例9中制作的光学各向异性层9适用于液晶显示装置,确认了作为光学补偿膜的充分的显示性能。
〔光学各向异性层51的制作〕
<聚合性液晶组合物51的制备>
制备了下述组成的光学各向异性层51形成用聚合性液晶组合物51。
Figure BDA0003815552600000561
Figure BDA0003815552600000571
化合物B1
[化学式58]
Figure BDA0003815552600000572
化合物C1(下述化合物的混合物)
[化学式59]
Figure BDA0003815552600000573
流平剂P2〔重均分子量:15000、下述式中的数值表示相对于所有重复单元的各重复单元的含量(质量%)。〕
[化学式60]
Figure BDA0003815552600000574
流平剂P3〔重均分子量:11200、下述式中的数值表示相对于所有重复单元的各重复单元的含量(质量%)。〕
[化学式61]
Figure BDA0003815552600000581
<光学各向异性层51的制作>
关于实施例9中制作的从保护膜剥离之前的光学膜,以放电量150W·min/m2对光学各向异性层9侧的表面进行电晕处理,通过棒式涂布机将预先制备的聚合性液晶组合物51涂布于进行了电晕处理的面,形成了组合物层。
接着,为了组合物的溶剂的干燥及液晶化合物的取向熟化,用85℃的暖风加热了60秒钟。在氮气吹扫下以氧浓度100ppm在50℃下进行紫外线照射(150mJ/cm2),由此使取向固定化,制作厚度2.0μm的光学各向异性层C1,获得了依次具有保护膜1、光取向膜1、光学各向异性层9及光学各向异性层51的光学膜9-51。
另外,从所制作的相位差膜剥离保护膜1及光取向膜1,测定层叠体(光学各向异性层51/光学各向异性层9)的相位差,减去预先测定的光学各向异性层9的相位差,由此算出光学各向异性层51的相位差,其结果确认到,厚度方向的延迟Rth(550)为-90nm,光学各向异性层51为正C板。
〔保护膜2的制作〕
将下述组合物投入到混合罐中,一边加热一边搅拌,溶解各成分,制备了乙酸纤维素溶液。
Figure BDA0003815552600000582
Figure BDA0003815552600000591
将下述延迟提高剂(A)16质量份、二氯甲烷92质量份及甲醇8质量份投入到另一个混合罐中,一边加热一边搅拌,制备了延迟提高剂溶液。向乙酸纤维素溶液474质量份混合延迟提高剂溶液25质量份,充分搅拌制备了掺杂液。延迟提高剂的添加量相对于乙酸纤维素100质量份为6.0质量份。
延迟提高剂(A)
[化学式62]
Figure BDA0003815552600000592
使用环带拉伸机流延了所获得的掺杂液。环带上中的膜面温度成为40℃之后,在70℃的暖风下干燥1分钟,从环带在140℃的干燥风下将膜干燥10分钟,制作了残余溶剂量为0.3质量%的三乙酰纤维素膜。膜厚为41μm。将该膜作为保护膜2。
测定保护膜2的相位差的结果为Re=1nm、Rth=40nm。
<保护膜2的皂化处理>
在55℃条件下将上述制作的保护膜2浸渍于2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中3分钟。之后,在室温的水洗浴槽中进行清洗,在30℃条件下使用0.05mol/L的硫酸进行了中和。再次,在室温的水洗浴槽中进行清洗,进而在100℃的暖风下进行干燥,进行了保护膜2表面的皂化处理。
〔偏振片的制作〕
以起偏器的吸收轴与光学膜9-51的慢轴成为平行的方向并且光学膜9-51的光学各向异性层51侧成为起偏器侧的方式,使用粘接剂贴合上述制作的皂化处理的保护膜2、聚乙烯醇系起偏器、光学膜9-51之后,剥离保护膜1及光取向膜1,制作了第一偏振片。另外,作为粘接剂,使用了PVA(KURARAY CO.,LTD.制、PVA-117H)3%水溶液。
并且,关于第二偏振片,相同地贴合皂化处理的保护膜2、聚乙烯醇系起偏器、通过相同的步骤进行皂化处理的保护膜1来制作。
此外,以起偏器的吸收轴与光学膜9-51的慢轴成为平行的方向的方式,使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制SK2057)贴合第二偏振片的保护膜1侧的面与光学膜9-51的光学各向异性层51侧的面之后,剥离光学膜9-51的保护膜1及光取向膜1,制作了以保护膜2、起偏器、保护膜1、光学各向异性层51、光学各向异性层9的顺序层叠的第三偏振片。
[液晶显示装置1的制作]
分解市售的液晶显示装置(iPad、Apple Inc.制),剥离贴合的两面的偏振片,将第一偏振片配置于视觉辨认侧,将第二偏振片配置于背面光侧,制作了液晶显示装置1。此时,以第一偏振片的相位差膜中的光学各向异性层9侧与第二偏振片的保护膜1侧成为液晶单元侧的方式,使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制SK2057)分别进行了贴合。并且,此时,分别以单元内的液晶的慢轴与第一偏振片的吸收轴成为正交的方向并且单元内的液晶的慢轴与第二偏振片的吸收轴成为平行的方向的方式进行了贴合。
在如此制作的液晶显示装置1及2中,确认到本发明的光学膜作为光学补偿膜具有充分的性能。
[液晶显示装置2的制作]
代替第一偏振片,使用第三偏振片,除此以外,通过与液晶显示装置1的制作相同的步骤制作了液晶显示装置2。
在如此制作的液晶显示装置1及2中,确认到本发明的光学膜作为光学补偿膜具有充分的性能。
符号说明
10-光学膜,12-液晶固化层,14-取向膜,16-支撑体。

Claims (17)

1.一种液晶组合物,其含有液晶化合物及碱性化合物,其中,
所述碱性化合物的共轭酸的pKa为4~10。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其中,
所述碱性化合物的含量相对于所述液晶化合物100质量份为0.01~5质量份。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,所述液晶组合物满足下述式(i),
1.0×10-10<a×10-(14-pKa)<1.0×10-6 (i)
在所述式(i)中,
a表示所述碱性化合物的含量,并且表示相对于所述液晶化合物100质量份的质量份,
pKa表示所述碱性化合物的共轭酸的酸解离常数。
4.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,
所述碱性化合物为杂环式胺化合物。
5.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,
所述碱性化合物为芳香族杂环式胺化合物。
6.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,
所述液晶化合物具有聚合性基团。
7.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,
所述液晶化合物为由下述式(I)表示的化合物,
P1-L1-D5-(A1)a1-D3-(G1)g1-D1-〔Ar-D2q1-(G2)g2-D4-(A2)a2-D6-L2-P2 (I)
在所述式(I)中,
a1、a2、g1及g2分别独立地表示0或1,其中,a1及g1中的至少一者表示1,a2及g2中的至少一者表示1,
q1表示1或2,
D1、D2、D3、D4、D5及D6分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基,其中,在q1为2的情况下,多个D2分别可以相同也可以不同,
G1及G2分别独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~20的芳香环或可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,构成所述脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代,
A1及A2分别独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~20的芳香环或可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,构成所述脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代,
L1及L2分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基、或构成碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基,
P1及P2分别独立地表示1价的有机基团,P1及P2中的至少一者表示聚合性基团,
Ar表示可以具有取代基的碳原子数6~20的芳香环或可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,构成所述脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代,其中,在q1为2的情况下,多个Ar分别可以相同也可以不同。
8.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,
所述液晶化合物为棒状液晶化合物,
所述棒状液晶化合物的长轴方向与短轴方向的折射率差Δn满足下述式(ii),
Δn(450)/Δn(550)<1.0 (ii)
所述式(ii)中,Δn(450)表示450nm下的折射率差,Δn(550)表示550nm下的折射率差。
9.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,
所述液晶化合物具有选自由下述式(Ar-1)~(Ar-5)所示的基团组成的组中的任一个芳香环,
Figure FDA0003815552590000031
在所述式(Ar-1)~(Ar-5)中,
*表示键合位置,
Q1表示N或CH,
Q2表示-S-、-O-或-N(R6)-,R6表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Y1表示可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基或可以具有取代基的碳原子数6~20的脂环式烃基,构成所述脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代,
Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的1价的脂环式烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族杂环基、卤原子、氰基、硝基、-OR7、-NR8R9、-SR10、-COOR11或-COR12,R7~R12分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环,
A3及A4分别独立地表示选自由-O-、-N(R13)-、-S-及-CO-组成的组中的基团,R13表示氢原子或取代基,
X表示可以键合有氢原子或取代基的第14~16族的非金属原子,
D7及D8分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基,
L3及L4分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基,
P3及P4分别独立地表示1价的有机基团,P3及P4中的至少1个表示聚合性基团,
Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,
Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~12的烷基、或具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,
Ax及Ay中的芳香环可以具有取代基,Ax和Ay也可以键合而形成环,
Q3表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基。
10.一种液晶固化层,其使权利要求1至9中任一项所述的液晶组合物的取向状态固定化而成。
11.一种光学膜,其具有权利要求10所述的液晶固化层。
12.根据权利要求11所述的光学膜,其中,
所述液晶固化层形成于光取向膜的表面。
13.根据权利要求11所述的光学膜,其中,
所述液晶固化层形成于其他液晶固化层的表面。
14.一种偏振片,其具有权利要求11至13中任一项所述的光学膜。
15.一种图像显示装置,其具有权利要求11至13中任一项所述的光学膜或权利要求14所述的偏振片。
16.根据权利要求15所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置为液晶显示装置。
17.根据权利要求15所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置为有机EL显示装置。
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