本發(fā)明涉及相位差膜、包含上述相位差膜的圓偏振板和具備上述相位差膜的顯示裝置。
背景技術(shù):
有機el顯示裝置、液晶顯示裝置等平板顯示裝置(fpd)中使用有機el元件、液晶單元等顯示元件以及偏振板、相位差膜等光學膜等各種各樣的部件。這些部件中使用的有機el化合物和液晶化合物等材料為有機物,因此有時因紫外線(uv)造成的劣化成為問題。為了解決這樣的問題,進行了各種各樣的對策。
例如專利文獻1中,通過在這些顯示裝置中使用的偏振板的保護膜中添加uv吸收劑由此實現(xiàn)防止部件的劣化。另外,在對顯示裝置的薄型化的追求中,要求無保護膜的偏振板,專利文獻2中公開了嘗試由具有uv吸收功能的聚合性液晶化合物制作相位差膜,使得表現(xiàn)出uv吸收功能和相位差功能兩者。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2006-308936號公報
專利文獻2:日本特開2015-143789號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
近年來,在液晶顯示器等顯示裝置中,存在長時間的顯示器觀看時的疲勞、視力下降的問題,作為其對策,要求將短波長的可見光(400nm附近)截斷的藍光截斷功能。
另外,在本發(fā)明中明確了構(gòu)成顯示裝置的各種部件不僅因紫外線,也會因短波長區(qū)域的可見光而性能劣化,對于偏振板等光學膜,要求對于400nm附近的光具有吸收特性。另一方面,為了對顯示裝置賦予良好的顯示特性,需要對于大于430nm的可見光區(qū)域(例如藍色光)顯示吸收特性,并且對于400nm附近的短波長的可見光具有高光選擇吸收性是重要的。
此外,針對對顯示裝置的薄型化的要求,為了具有充分的uv吸收特性且實現(xiàn)光學膜的薄型化,考慮在相位差膜等光學膜中配合光吸收劑。盡管經(jīng)常進行在粘合劑中配合光吸收劑,但是由粘合劑形成的層多數(shù)情況下較厚,因此顯示裝置的薄型化有可能變得困難。
另一方面,在光學膜中配合光吸收劑的情況下,并非使用微米級的粘合劑,而能夠使用納米級的粘接劑將相位差膜與其他部件貼合,期待實現(xiàn)進一步的薄型化。但是,若在光學膜中配合光吸收劑,則需要光吸收劑在形成光學膜的液晶化合物、涂敷液中的高溶解性、與形成相位差膜的材料的親和性。由于其不充分,有時在相位差膜形成后紫外線吸收劑隨著時間推移發(fā)生滲出,或者另外阻礙液晶化合物的取向?qū)е鹿鈱W功能下降。
由此,本發(fā)明提供一種相位差膜,所述相位差膜由于對400nm附近的短波長的可見光顯示高的光吸收選擇性,因而具有高耐光性,并且在用于顯示裝置時可賦予良好的顯示特性。
用于解決問題的手段
本發(fā)明提供以下的適宜方案[1]~[11]。
[1]一種相位差膜,其滿足下述式(1)~(4)的全部,
2≤a(380)(1)
0.5≤a(400)(2)
0.4≥a(420)/a(400)(3)
100nm≤re(550)≤170nm(4)
式中,a(λ)表示波長λnm處的吸光度,re(550)表示對于波長550nm的光的面內(nèi)相位差值。
[2]如上述[1]所述的相位差膜,其厚度為0.5μm以上且5μm以下。
[3]如上述[1]或[2]所述的相位差膜,其是包含聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的層。
[4]如上述[1]~[3]中任一項所述的相位差膜,其還具有下述式(5)和式(6)所示的光學特性,
re(450)/re(550)≤1(5)
1≤re(650)/re(550)(6)
式中,re(λ)表示對于波長λnm的光的面內(nèi)相位差值。
[5]如上述[1]~[4]中任一項所述的相位差膜,其中,聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物在波長300~400nm顯示最大吸收,并且顯示滿足式(1)的吸收。
[6]如上述[1]~[5]中任一項所述的相位差膜,其中,包含在波長360~420nm顯示最大吸收的化合物。
[7]如上述[6]所述的相位差膜,其中,
在波長360~420nm顯示最大吸收的化合物滿足下述式(i),
式(i)中,r1表示氫原子或碳數(shù)1~10的烷基,在該烷基具有至少一個亞甲基的情況下,該亞甲基的至少一個可以被氧原子或硫原子取代,
a1、a2和a3相互獨立地表示氫原子、碳數(shù)1~6的烷基、芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基,在該烷基具有至少一個亞甲基的情況下,該亞甲基的至少一個可以被仲氨基、氧原子、硫原子取代,該芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可以具有取代基,a1與a2、a2與a3可以相互連結(jié)形成環(huán)結(jié)構(gòu),
x1和x2相互獨立地表示吸電子性基團,x1和x2可以相互連結(jié)形成環(huán)結(jié)構(gòu)。
[8]一種圓偏振板,其中,以上述[1]~[7]中任一項所述的相位差膜的慢軸與偏振板的吸收軸實質(zhì)上成45°的方式層疊。
[9]一種有機電致發(fā)光顯示裝置,其具有上述[8]所述的圓偏振板。
[10]一種橢圓偏振板,其中,以上述[1]~[7]中任一項所述的相位差膜的慢軸與偏振板的吸收軸實質(zhì)上一致或正交的方式層疊。
[11]一種液晶顯示裝置,其具有上述[10]所述的橢圓偏振板。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種相位差膜,所述相位差膜通過對400nm附近的短波長的可見光顯示高的吸收特性而具有高耐光性,并且具備藍光截斷功能,而且在用于顯示裝置時可賦予良好的顯示特性。
具體實施方式
以下,對于本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。需要說明的是,本發(fā)明的范圍不限于在此說明的實施方式,可以在不損害本發(fā)明的主旨構(gòu)成的范圍內(nèi)進行各種變更。
本發(fā)明的相位差膜是滿足下述式(1)~(4)的相位差膜。
2≤a(380)(1)
0.5≤a(400)(2)
0.4≥a(420)/a(400)(3)
100nm≤re(550)≤170nm(4)
在上述式(1)和(2)中,a(λ)表示波長λnm處的吸光度,re(550)表示對于波長550nm的光的面內(nèi)相位差值。在滿足上述式(1)~(4)的情況下,所述相位差膜成為對于380nm附近的紫外線和400nm附近的短波長的可見光顯示高的吸收特性,可以抑制因380nm附近的紫外線和400nm附近的短波長的可見光造成的劣化,并且在用于顯示裝置時可賦予良好的顯示特性的相位差膜。
a(380)的值越大則越顯示波長380nm處的吸收高,若該值小于2,則波長380nm處的吸收弱,位于下層的有機el元件等顯示元件的劣化容易發(fā)生。紫外線區(qū)域的光特別容易引起構(gòu)成顯示裝置的各部件的劣化,因此本發(fā)明的相位差膜的a(380)的值為2以上,優(yōu)選為2.2以上,更優(yōu)選為2.5以上,進一步優(yōu)選為2.8以上,特別優(yōu)選為3以上。a(380)的值的上限沒有特別限定,從與相位差膜的相容性的觀點出發(fā),通常優(yōu)選為4以下。
a(400)的值越大,則越顯示波長400nm處的吸收高,若該值小于0.5,則波長400nm處的吸收弱,容易由于400nm附近的光而使相位差膜發(fā)生劣化,并且在用于顯示裝置時位于相位差膜更下層的有機el元件等顯示元件的劣化容易發(fā)生。由于不僅紫外線連400nm附近的光也引起構(gòu)成顯示裝置的各部件的劣化,并且出于賦予良好的藍光截斷功能的目的,本發(fā)明的相位差膜的a(400)的值為0.5以上,優(yōu)選為0.6以上,更優(yōu)選為0.7以上,進一步優(yōu)選為1以上,特別優(yōu)選為1.2以上,例如為2以上。a(400)的值的上限沒有特別限定,從與相位差膜的相容性的觀點出發(fā),通常優(yōu)選為4以下。
a(420)/a(400)的值表示相對于波長420nm處的吸收的強度的波長400nm處的吸收的強度,該值越小則表示越在400nm附近的波長范圍具有特異性吸收。該值越小,則越形成黃色少的透明的相位差膜。該值大于0.4的情況下,由于不能充分吸收400nm附近的光,或者吸收從有機el元件等顯示元件發(fā)出的420nm附近的藍色光,由此在將其用于顯示裝置的情況下,有損害良好的色彩表現(xiàn)、顯示裝置的顯示特性下降的傾向。因此,本發(fā)明的相位差膜的a(420)/a(400)的值為0.4以下,優(yōu)選為0.3以下,更優(yōu)選為0.25以下,進一步優(yōu)選為0.23以下,特別優(yōu)選為0.2以下,例如為0.15以下。其下限值沒有特別限定,通常優(yōu)選為0.01以上。本發(fā)明的適宜的一個實施方式中,a(420)/a(400)的值為0.07~0.15。
在本發(fā)明的相位差膜中,由于具有上述式(4)所示的光學特性,因而能夠作為1/4波片發(fā)揮功能。本發(fā)明的相位差膜在理論上優(yōu)選re(550)=137.5nm,作為可得到良好的顯示特性的范圍,優(yōu)選滿足下述式(4-1)。
130nm≤re(550)≤150nm(4-1)
此外,本發(fā)明的相位差膜優(yōu)選具有逆波長分散性。逆波長分散性是指,短波長下的面內(nèi)相位差值比長波長下的面內(nèi)相位差值更大的光學特性,優(yōu)選相位差膜滿足上述式(5)和式(6)。需要說明的是,re(λ)表示對于波長λnm的光的面內(nèi)相位差值。
re(450)/re(550)≤1(5)
1≤re(630)/re(550)(6)
在本發(fā)明的相位差膜具有逆波長分散性的情況下,由于降低在顯示裝置中的黑顯示時的著色,因此是優(yōu)選的,在下述式(5)中,更優(yōu)選0.82≤re(450)/re(550)≤0.93。
具有滿足上述式(5)和式(6)的光學特性的本發(fā)明的相位差膜通過與偏振板組合,可以得到橢圓偏振板或圓偏振板。所述圓偏振板對于可見光區(qū)域中的各波長的光可得到同樣的偏振光轉(zhuǎn)換的特性,因此防反射特性趨于優(yōu)異,此外,對380nm附近的紫外線和400nm附近的短波長的可見光具有高耐光性。
本發(fā)明的相位差膜優(yōu)選為包含聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的層(以下也稱作“光學各向異性層”)。聚合性液晶化合物是指,具有聚合性官能團、特別是光聚合性官能團的液晶化合物。光聚合性官能團是指,可以通過從光聚合引發(fā)劑產(chǎn)生的活性自由基、酸等而參與聚合反應的基團。光聚合性官能團可以舉出:乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧乙基、氧雜環(huán)丁基等。其中,優(yōu)選丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、環(huán)氧乙基和氧雜環(huán)丁基,更優(yōu)選丙烯酰氧基。液晶性可以是熱致性液晶也可以是溶致性液晶,另外,熱致性液晶中的相秩序結(jié)構(gòu)可以為向列液晶也可以為近晶液晶。
從表現(xiàn)出上述的逆波長分散性的觀點考慮,聚合性液晶化合物特別優(yōu)選下述式(a)的結(jié)構(gòu)。
式(a):
式(a)中,ar為二價芳香族基團,該芳香族基團中包含氮原子、氧原子、硫原子之中的至少一種以上,
g表示二價脂環(huán)式烴基,此處,在該脂環(huán)式烴基中包含的氫原子可以被取代成鹵原子、碳數(shù)1~4的烷基、碳數(shù)1~4的氟代烷基、碳數(shù)1~4的烷氧基、氰基或硝基,該脂環(huán)式烴基中包含的-ch2-(亞甲基)可以被-o-、-s-或nh-取代,
b表示單鍵或二價連結(jié)基,
a表示碳數(shù)3~20的二價脂環(huán)式烴基或碳數(shù)6~20的二價芳香族烴基,該脂環(huán)式烴基和該芳香族烴基中包含的氫原子可以經(jīng)可經(jīng)鹵原子取代的碳數(shù)1~4的烷基、可經(jīng)氟原子取代的碳數(shù)1~4的烷氧基、氰基或硝基所取代,該脂環(huán)式烴基中包含的-ch2-可以經(jīng)-o-、-s-或nr1-取代,該脂環(huán)式烴基中包含的-ch(-)-可以經(jīng)-n(-)-取代,r1表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,
k表示0~3的整數(shù),此處,在k為2以上的整數(shù)的情況下,多個a和b相互可以相同也可以不同,
e表示碳數(shù)1~17的鏈烷烴二基,此處,鏈烷烴二基中包含的氫原子可以經(jīng)鹵原子取代,該鏈烷烴二基中包含的-ch2-可以經(jīng)-o-或co-取代,
p表示聚合性基團。
式(a)中,從表現(xiàn)逆波長分散性的觀點出發(fā),ar所示的二價芳香族基團優(yōu)選為具有雜環(huán)的芳香族基團,例如包含氮原子、氧原子、硫原子之中至少一種以上,例如可以舉出:具有呋喃環(huán)、苯并呋喃環(huán)、吡咯環(huán)、噻吩環(huán)、吡啶環(huán)、噻唑環(huán)、苯并噻唑環(huán)、鄰二氮雜菲環(huán)等的芳香族基團。其中,具有雜環(huán)的芳香族基團更優(yōu)選為具有苯環(huán)、噻唑環(huán)、苯并噻唑環(huán)的芳香族基團,進一步優(yōu)選為具有苯并噻唑基的芳香族基團。另外,ar中的芳香族環(huán)中包含的氮原子優(yōu)選具有π電子。
從表現(xiàn)逆波長分散性的觀點出發(fā),該芳香族環(huán)中包含的π電子的總量數(shù)nπ優(yōu)選為10以上、更優(yōu)選為12以上、進一步優(yōu)選為14以上,優(yōu)選為30以下、更優(yōu)選為25以下。
ar所示的芳香族環(huán)可以舉出例如以下的基團。
[式(ar-1)~式(ar-22)中,*標記表示連結(jié)部,z0、z1和z2各自獨立地表示氫原子、鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基、碳數(shù)1~6的烷基亞磺?;?、碳數(shù)1~6的烷基磺?;?、羧基、碳數(shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的烷硫基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺?;蛱紨?shù)2~12的n,n-二烷基氨磺?;?/p>
q1、q2和q3各自獨立地表示-cr2’r3’-、-s-、-nr2’-、-co-或o-。
r2’和r3’各自獨立地表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。
y1、y2和y3各自獨立地表示可經(jīng)取代的芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基。
w1和w2各自獨立地表示氫原子、氰基、甲基或鹵原子。
m表示0~6的整數(shù)。]
鹵原子可以舉出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子等,優(yōu)選氟原子、氯原子或溴原子。
碳數(shù)1~6的烷基可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基和己基等,優(yōu)選碳數(shù)1~4的烷基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷基,特別優(yōu)選甲基。
碳數(shù)1~6的烷基亞磺?;梢耘e出甲亞磺?;⒁襾喕酋;?、丙亞磺?;?、異丙亞磺?;?、丁亞磺酰基、異丁亞磺酰基、仲丁亞磺?;⑹宥喕酋;?、戊亞磺酰基、己亞磺?;?,優(yōu)選碳數(shù)1~4的烷基亞磺酰基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷基亞磺?;貏e優(yōu)選甲基亞磺?;?。
碳數(shù)1~6的烷基磺酰基可以舉出甲磺?;?、乙磺酰基、丙磺?;惐酋;?、丁磺酰基、異丁磺?;⒅俣』酋;?、叔丁磺?;⑽旎酋;⒓夯酋;?,優(yōu)選碳數(shù)1~4的烷基磺?;?,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷基磺酰基,特別優(yōu)選甲磺酰基。
碳數(shù)1~6的氟代烷基可以參加氟甲基、三氟甲基、氟乙基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基等,優(yōu)選碳數(shù)1~4的氟代烷基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的氟代烷基,特別優(yōu)選三氟甲基。
碳數(shù)1~6的烷氧基可以舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基等,優(yōu)選碳數(shù)1~4的烷氧基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷氧基,特別優(yōu)選甲氧基。
碳數(shù)1~6的烷硫基可以舉出甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、異丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基等,優(yōu)選碳數(shù)1~4的烷硫基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷硫基,特別優(yōu)選甲硫基。
碳數(shù)1~6的n-烷基氨基可以舉出n-甲基氨基、n-乙基氨基、n-丙基氨基、n-異丙基氨基、n-丁基氨基、n-異丁基氨基、n-仲丁基氨基、n-叔丁基氨基、n-戊基氨基、n-己基氨基等,優(yōu)選碳數(shù)1~4的n-烷基氨基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的n-烷基氨基,特別優(yōu)選n-甲基氨基。
碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基可以舉出n,n-二甲氨基、n-甲基-n-乙基氨基、n,n-二乙氨基、n,n-二丙基氨基、n,n-二異丙基氨基、n,n-二丁氨基、n,n-二異丁基氨基、n,n-二戊基氨基、n,n-二己基氨基等,優(yōu)選碳數(shù)2~8的n,n-二烷基氨基,更優(yōu)選碳數(shù)2~4的n,n-二烷基氨基,特別優(yōu)選n,n-二甲氨基。
碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺酰基可以舉出n-甲基氨磺?;?、n-乙基氨磺?;-丙基氨磺?;?、n-異丙基氨磺?;?、n-丁基氨磺酰基、n-異丁基氨磺?;?、n-仲丁基氨磺?;?、n-叔丁基氨磺酰基、n-戊基氨磺?;?、n-己基氨磺?;?,優(yōu)選碳數(shù)1~4的n-烷基氨磺?;?,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的n-烷基氨磺?;?,特別優(yōu)選n-甲基氨磺?;?/p>
碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨磺酰基可以舉出n,n-二甲基氨磺?;?、n-甲基-n-乙基氨磺酰基、n,n-二乙基氨磺?;?、n,n-二丙基氨磺?;,n-二異丙基氨磺酰基、n,n-二丁基氨磺?;,n-二異丁基氨磺?;?、n,n-二戊基氨磺?;?、n,n-二己基氨磺酰基等,優(yōu)選碳數(shù)2~8的n,n-二烷基氨磺?;鼉?yōu)選碳數(shù)2~4的n,n-二烷基氨磺?;?,特別優(yōu)選n,n-二甲基氨磺?;?/p>
z0、z1和z2各自獨立地優(yōu)選為氫原子、鹵原子、甲基、氰基、硝基、羧基、甲磺?;?、三氟甲基、甲氧基、甲硫基、n-甲基氨基、n,n-二甲氨基、n-甲基氨磺酰基或n,n-二甲基氨磺酰基。
r2’和r3’中的碳數(shù)1~4的烷基可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基等,優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷基,更優(yōu)選甲基。
q1和q2各自獨立地優(yōu)選為-s-、-co-、-nh-、-n(ch3)-,q3優(yōu)選為-s-、-co-。
y1、y2和y3中的芳香族烴基可以舉出苯基、萘基、蒽基、菲基、聯(lián)苯基等碳數(shù)6~20的芳香族烴基,優(yōu)選苯基、萘基,更優(yōu)選苯基。芳香族雜環(huán)基可以舉出:呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少一個的氮原子、氧原子、硫原子等雜原子的碳數(shù)4~20的芳香族雜環(huán)基,優(yōu)選呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基。
所述芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可以具有至少一個取代基,取代基可以舉出鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基、碳數(shù)1~6的烷基亞磺?;?、碳數(shù)1~6的烷基磺?;?、羧基、碳數(shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的烷硫基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺酰基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨磺?;龋瑑?yōu)選鹵原子、碳數(shù)1~2的烷基、氰基、硝基、碳數(shù)1~2的烷基磺?;⑻紨?shù)1~2的氟代烷基、碳數(shù)1~2的烷氧基、碳數(shù)1~2的烷硫基、碳數(shù)1~2的n-烷基氨基、碳數(shù)2~4的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~2的烷基氨磺?;?。
鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基、碳數(shù)1~6的烷基亞磺?;?、碳數(shù)1~6的烷基磺酰基、羧基、碳數(shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的烷硫基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺?;吞紨?shù)2~12的n,n-二烷基氨磺?;梢耘e出與上述的基團同樣的基團。
式(ar-14)中,y1可以與其所鍵合的氮原子和z0一起形成芳香族雜環(huán)基。例如可以舉出:吡咯環(huán)、咪唑環(huán)、吡啶環(huán)、嘧啶環(huán)、吲哚環(huán)、喹啉環(huán)、異喹啉環(huán)、嘌呤環(huán)、吡咯烷環(huán)、哌啶環(huán)等。該芳香族雜環(huán)基可以具有取代基。另外,y1也可以是可與其所鍵合的氮原子和z0一起形成的后述的可經(jīng)取代的多環(huán)系芳香族烴基或多環(huán)系芳香族雜環(huán)基。
y1、y2和y3可以各自獨立地為可經(jīng)取代的多環(huán)系芳香族烴基或多環(huán)系芳香族雜環(huán)基。多環(huán)系芳香族烴基是指稠合多環(huán)系芳香族烴基、或源自芳環(huán)集合(ringassembly)的基團。多環(huán)系芳香族雜環(huán)基是指稠合多環(huán)系芳香族雜環(huán)基、或源自芳環(huán)集合的基團。y1、y2及y3分別獨立地優(yōu)選式(y1-1)~式(y1-7)所示的任一基團,更優(yōu)選式(y1-1)或式(y1-4)所示的任一基團。
[式(y1-1)~式(y1-7)中,*記號表示連結(jié)部,z3分別獨立地表示鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基、氮氧化物基團(日文:ニトロキシキド基)、砜基、亞砜基、羧基、碳數(shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的硫代烷基、碳數(shù)2~8的n,n-二烷基氨基或碳數(shù)1~4的n-烷基氨基。
v1及v2分別獨立地表示-co-、-s-、-nr4-、-o-、-se-或-so2-。
w1~w5分別獨立地表示-c=或-n=。
其中,v1、v2及w1~w5中的至少1個表示含有s、n、o或se的基團。
r4表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。
a分別獨立地表示0~3的整數(shù)。
b分別獨立地表示0~2的整數(shù)。]
式(y1-1)~式(y1-7)所示的任一基團優(yōu)選式(y2-1)~式(y2-16)所示的任一基團,更優(yōu)選式(y3-1)~式(y3-6)所示的任一基團,特別優(yōu)選式(y3-1)或式(y3-3)所示的基團。
下述式(y2-1)~式(y2-16)中,z3、a、b、v1、v2及w1~w5表示與上述相同的意思。
上述式(y3-1)~式(y3-6)中,z3、a、b、v1、v2及w1表示與上述相同的意思。
作為z3,可以列舉鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基、碳數(shù)1~6的烷基亞磺酰基、碳數(shù)1~6的烷基磺?;?、羧基、碳數(shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的烷硫基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺?;?、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨磺?;?,優(yōu)選鹵原子、甲基、乙基、異丙基、仲丁基、氰基、硝基、砜基、氮氧化物基團、羧基、三氟甲基、甲氧基、硫代甲基、n,n-二甲基氨基或n-甲基氨基,更優(yōu)選鹵原子、甲基、乙基、異丙基、仲丁基、氰基、硝基、三氟甲基,特別優(yōu)選甲基、乙基、異丙基、仲丁基、戊基、己基。
作為鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、碳數(shù)1~6的烷基亞磺?;⑻紨?shù)1~6的烷基磺?;⑻紨?shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的烷硫基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺?;疤紨?shù)2~12的n,n-二烷基氨磺?;梢粤信e與上述相同的例子。
v1及v2分別獨立地優(yōu)選為-s-、-nr4-或-o-。
w1~w5分別獨立地優(yōu)選為-c=或-n=。
v1、v2及w1~w5中的至少1個優(yōu)選表示含有s、n或o的基團。
a優(yōu)選為0或1。b優(yōu)選為0。
式(a)中,g為二價脂環(huán)式烴基,其碳數(shù)例如為3~30、優(yōu)選為3~20、更優(yōu)選為4~15、進一步優(yōu)選為5~10。二價脂環(huán)式烴基可以舉出環(huán)烷烴二基等。該脂環(huán)式烴基中包含的氫原子可以被取代成鹵原子、碳數(shù)1~4的烷基、碳數(shù)1~4的氟代烷基、碳數(shù)1~4烷氧基、氰基或硝基,該脂環(huán)式烴基中包含的-ch2-(亞甲基)可被-o-、-s-或nh-取代。
碳數(shù)1~4的烷基可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基等,優(yōu)選碳數(shù)1~3的烷基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷基,特別優(yōu)選甲基。
碳數(shù)1~4的氟代烷基可以舉出氟甲基、三氟甲基、氟乙基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基等,優(yōu)選碳數(shù)1~3的氟代烷基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的氟代烷基,特別優(yōu)選三氟甲基。
碳數(shù)1~4的烷氧基可以舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等,優(yōu)選碳數(shù)1~3的烷氧基,更優(yōu)選碳數(shù)1~2的烷氧基,特別優(yōu)選甲氧基。
二價脂環(huán)式烴基可以舉出式(g-1)~式(g-4)所示的基團。脂環(huán)式烴基中包含的-ch2-置換成-o-、-s-或n(r5’)-的二價脂環(huán)式烴基可以舉出式(g-5)~式(g-8)所示的基團。r5’表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。脂環(huán)式烴基中包含的-ch(-)-置換成-n(-)-的二價脂環(huán)式烴基可以舉出式(g-9)~式(g-10)所示的基團。優(yōu)選為五元環(huán)或六元環(huán)的脂環(huán)式烴基。
二價脂環(huán)式烴基優(yōu)選為式(g-1)所示的基團,進一步優(yōu)選為1,4-環(huán)己烷二基,特別優(yōu)選為反式-1,4-環(huán)己烷二基。
式(a)中,b為單鍵或二價連結(jié)基。二價連結(jié)基例如可以舉出-o-、-s-、-co-o-、-o-co-、-c(=s)-o-、-o-c(=s)-、-cr6’r7’-、-cr6’r7’-cr8’r9’-、-o-cr6’r7’-、-cr6’r7’-o-、-cr6’r7’-o-cr8’r9’-、-cr6’r7’-o-co-、-o-co-cr6’r7’-、-cr6’r7’-o-co-cr8’r9’-、-cr6’r7’-co-o-cr8’r9’-、-nr10’-cr6’r7’-、-cr6’r7’-nr10’-、-co-nr10’-、-nr10’-co-、-o-、-s-、-nr10’-、-cr6’=cr7’-等。r6’、r7’、r8’和r9’各自獨立地表示氫原子、氟原子或碳數(shù)1~4的烷基。r10’表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。
b優(yōu)選為-o-、-s-、-o-co-、-o-c(=s)-、-o-cr6’r7’-、-nr10’-cr6’r7’-或nr10’-co-。d1和d2更優(yōu)選為-o-、-s-、-o-co-、-o-c(=s)-或nr10-co-。r6’、r7’、r8’和r9’各自獨立地優(yōu)選為氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,更優(yōu)選為氫原子、甲基或乙基。r10’優(yōu)選為氫原子、甲基或乙基。
式(a)中,a表示碳數(shù)3~20的二價脂環(huán)式烴基或碳數(shù)6~20的二價芳香族烴基,優(yōu)選表示碳數(shù)4~15的二價脂環(huán)式烴基或碳數(shù)6~15的二價芳香族烴基,更優(yōu)選表示碳數(shù)5~12的二價脂環(huán)式烴基或碳數(shù)6~12的二價芳香族烴基,進一步優(yōu)選表示碳數(shù)6~10的二價脂環(huán)式烴基或碳數(shù)6~10的二價芳香族烴基。優(yōu)選為五元環(huán)或六元環(huán)的脂環(huán)式烴基。
該脂環(huán)式烴基和該芳香族烴基中包含的氫原子可經(jīng)氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子;甲基、乙基、異丙基、叔丁基等碳數(shù)1~4的烷基;三氟甲基等碳數(shù)1~4的氟代烷基;氰基;硝基取代。該脂環(huán)式烴基中包含的-ch2-可被-o-、-s-或nr11’-取代,該脂環(huán)式烴基中包含的-ch(-)-可被-n(-)-取代,在此r11’表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。
二價脂環(huán)式烴基例如可以舉出上述式(g-1)~式(g-10)所示的基團。
二價脂環(huán)式烴基優(yōu)選為式(g-1)所示的基團,進一步優(yōu)選為1,4-環(huán)己烷二基,特別優(yōu)選為反式-1,4-環(huán)己烷二基。
二價芳香族烴基例如可以舉出式(a-1)~式(a-8)所示的基團。
二價芳香族烴基優(yōu)選為1,4-亞苯基。
式(a)中,k表示0~3的整數(shù),優(yōu)選為1或2,更優(yōu)選為1。需要說明的是,在k為2以上的整數(shù)的情況下,多個a和b相互可以相同也可以不同。從工業(yè)上容易得到式(a)所示的聚合性液晶化合物的觀點出發(fā),多個a和b優(yōu)選相互相同。
式(a)中,e表示碳數(shù)1~17、優(yōu)選為2~15、更優(yōu)選為3~12、進一步優(yōu)選為4~10的鏈烷烴二基。該鏈烷烴二基中包含的氫原子可以經(jīng)鹵原子取代,該鏈烷烴二基中包含的-ch2-可被-o-或co-取代。
式(a)所示的聚合性液晶化合物例如可以舉出以下的化合物。所述聚合性液晶化合物可以單獨使用,也可以組合使用兩種以上。以下結(jié)構(gòu)式中,*標記表示連結(jié)部。結(jié)構(gòu)式中兩個*標記可以連結(jié)由相同式子表示的基團,也可以連結(jié)由不同式子表示的基團。
在制造聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的情況下,在基材、或形成于基材上的取向膜上涂布根據(jù)情況用溶劑進行稀釋的含有聚合性液晶化合物的組合物(以下也稱作“光學各向異性層形成用組合物”),根據(jù)情況對溶劑進行干燥后使之聚合,由此可得到聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物。
通過聚合性液晶化合物在維持在取向狀態(tài)的狀態(tài)下進行聚合,可得到維持取向狀態(tài)的液晶固化膜,該液晶固化膜構(gòu)成相位差膜。
從提高聚合性液晶化合物的取向性的觀點出發(fā),光學各向異性層形成用組合物中的聚合性液晶化合物的含量相對于光學各向異性層形成用組合物的固體成分100質(zhì)量份通常為70~99.5質(zhì)量份,優(yōu)選為80~99質(zhì)量份,更優(yōu)選為80~94質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為80~90質(zhì)量份。本說明書中的固體成分是指,從光學各向異性層形成用組合物除去溶劑后的成分的總量。
光學各向異性層形成用組合物除了聚合性液晶化合物以外可以包含溶劑、光聚合引發(fā)劑、阻聚劑、光敏劑、流平劑等公知的成分。
[溶劑]
作為溶劑,優(yōu)選:可將聚合性液晶化合物等光學各向異性層形成用組合物的構(gòu)成成分溶解的有機溶劑,更優(yōu)選:可將聚合性液晶化合物等光學各向異性層形成用組合物的構(gòu)成成分溶解并且對聚合性液晶化合物的聚合反應為惰性的溶劑。具體來說,可以舉出:水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、丙二醇單甲醚、苯酚等醇溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁內(nèi)酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶劑;丙酮、甲乙酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮等酮溶劑;戊烷、己烷、庚烷等未氯代的脂肪族烴溶劑;甲苯、二甲苯等未氯代的芳香族烴溶劑;乙腈等腈溶劑;四氫呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶劑;和氯仿、氯苯等氯代烴溶劑??梢越M合使用二種以上的有機溶劑。其中,優(yōu)選醇溶劑、酯溶劑、酮溶劑、未氯代的脂肪族烴溶劑和未氯代的芳香族烴溶劑。
溶劑的含量相對于光學各向異性層形成用組合物的固體成分100質(zhì)量份優(yōu)選為10~10000質(zhì)量份,更優(yōu)選為100~5000質(zhì)量份。光學各向異性層形成用組合物中的固體含量濃度優(yōu)選為2~50質(zhì)量%,更優(yōu)選為5~50質(zhì)量%?!肮腆w成分”是指,從光學各向異性層形成用組合物除去溶劑后的成分的總量。
[光聚合引發(fā)劑]
光聚合引發(fā)劑優(yōu)選為通過光照射產(chǎn)生自由基的光聚合引發(fā)劑。作為光聚合引發(fā)劑,可以舉出:苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、苯偶酰縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-氨基酮化合物、α-苯乙酮化合物、三嗪化合物、碘鎓鹽和锍鹽。具體來說,可以舉出:irgacure(irgacure)(注冊商標)907、irgacure184、irgacure651、irgacure819、irgacure250、irgacure369(以上均為basfjapan株式會社制)、seikuol(注冊商標)bz、seikuolz、seikuolbee(以上均為精工化學株式會社制)、kayacure(カヤキユア一)(注冊商標)bp100(日本化藥株式會社制)、kayacureuvi-6992(dow公司制)、adekaoptmer(注冊商標)sp-152、adekaoptmersp-170(以上均為株式會社adeka制)、taz-a、taz-pp(以上為日本siberhegner公司制)和taz-104(sanwachemical公司制)等。其中,優(yōu)選α-苯乙酮化合物,α-苯乙酮化合物可以舉出:2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-芐基丁烷-1-酮和2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-(4-甲基苯基甲基)丁烷-1-酮等,可更優(yōu)選地舉出2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮和2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-芐基丁烷-1-酮。α-苯乙酮化合物的市售品可以舉出:irgacure369、379eg、907(以上為basfjapan株式會社制)和seikuolbee(精工化學社制)等。
為了能夠充分有效利用從光源發(fā)射的能量、生產(chǎn)率優(yōu)異,光聚合引發(fā)劑的最大吸收波長優(yōu)選為300nm~380nm,更優(yōu)選為300nm~360nm。
為了不擾亂聚合性液晶化合物的取向地對聚合性液晶化合物進行聚合,聚合引發(fā)劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份通常為0.1~30質(zhì)量份,優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份。
[阻聚劑]
阻聚劑可以控制聚合性液晶化合物的聚合反應。
阻聚劑可以舉出:對苯二酚和烷基醚等具有取代基的對苯二酚類;丁基兒茶酚等的烷基醚等具有取代基的兒茶酚類;鄰苯三酚類、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧自由基等自由基捕捉劑;苯硫酚類;β-萘基胺類和β-萘酚類。
為了不擾亂聚合性液晶化合物的取向地對聚合性液晶化合物進行聚合,阻聚劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份通常為0.1~30質(zhì)量份,優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份。
[光敏劑]
光敏劑可以舉出呫噸酮、噻噸酮等呫噸酮類;蒽和烷基醚等具有取代基的蒽類;吩噻嗪;紅熒烯。
通過使用光敏劑,能夠使光聚合引發(fā)劑高靈敏度化。光敏劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份通常為0.1~30質(zhì)量份,優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份。
[流平劑]
流平劑可以舉出有機改性硅油系、聚丙烯酸酯系和全氟烷基系的流平劑。具體來說,可以舉出:dc3pa、sh7pa、dc11pa、sh28pa、sh29pa、sh30pa、st80pa、st86pa、sh8400、sh8700、fz2123(以上均為東麗道康寧株式會社制)、kp321、kp323、kp324、kp326、kp340、kp341、x22-161a、kf6001(以上均為信越化學工業(yè)株式會社制)、tsf400、tsf401、tsf410、tsf4300、tsf4440、tsf4445、tsf-4446、tsf4452、tsf4460(以上均為momentiveperformancematerialsjapan公司制)、fluorinert(フロリナ一ト)(注冊商標)fc-72、fluorinertfc-40、fluorinertfc-43、fluorinertfc-3283(以上均為住友3m株式會社制)、megafac(注冊商標)r-08、megafacr-30、megafacr-90、megafacf-410、megafacf-411、megafacf-443、megafacf-445、megafacf-470、megafacf-477、megafacf-479、megafacf-482、megafacf-483(以上均為dic株式會社制)、ftop(商品名)ef301、ftopef303、ftopef351、ftopef352(以上均為mitsubishimaterialselectronicchemicals株式會社制)、surflon(注冊商標)s-381、surflons-382、surflons-383、surflons-393、surflonsc-101、surflonsc-105、kh-40、sa-100(以上均為agcseimichemical株式會社制)、商品名e1830、商品名e5844(株式會社daikinfinechemicallaboratory制)、bm-1000、bm-1100、byk-352、byk-353和byk-361n(均為商品名:bmchemie公司制造)??梢越M合2種以上的流平劑。
通過使用流平劑,可以形成更平滑的光學各向異性層。
另外,在具有光學各向異性層的光學膜的制造過程中,可以控制光學各向異性層形成用組合物的流動性或?qū)ο辔徊钅さ慕宦?lián)密度進行調(diào)整。流平劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份通常為0.1~40質(zhì)量份,優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量份。
<光學各向異性層形成用組合物的涂布>
在制造聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的情況下,在基材、或形成于基材上的取向膜上涂布光學各向異性層形成用組合物,該基材優(yōu)選為樹脂基材。樹脂基材通常為透明樹脂基材。透明樹脂基材是指,具有可透過光、尤其可見光的透光性的基材,透光性是指,在波長380nm~780nm中的所有光線的透射率為80%以上的特性。樹脂基材通常使用膜狀的基材,優(yōu)選使用長條膜卷。
[基材]
構(gòu)成基材的樹脂可以舉出:聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烴;聚乙烯醇;聚對苯二甲酸乙二醇酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;纖維素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚;以及聚苯醚。其中,優(yōu)選為包含聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烴的基材。
基材的厚度通常為5μm~300μm,優(yōu)選為20μm~200μm。
另外,通過將基材剝離而僅轉(zhuǎn)印聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物,由此可得到進一步的薄膜化效果。
[取向膜]
基材上的待涂布光學各向異性層形成用組合物的面可以形成有取向膜。取向膜是指,具有使上述聚合性液晶化合物沿所期望的方向取向的取向限制力的膜。
取向膜優(yōu)選為:具有在光學各向異性層形成用組合物的涂布等的作用下不溶解的溶劑耐性,并且具有在用于溶劑的除去、后述的聚合性液晶化合物的取向的加熱處理中的耐熱性的取向膜。取向膜可以舉出:包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜、以及在表面具有凹凸圖案、多個槽的溝槽取向膜等。
這樣取向膜使聚合性液晶化合物的取向變?nèi)菀住A硗?,通過取向膜的種類、摩擦條件,能夠進行水平取向、垂直取向、混合取向和傾斜取向等各種各樣的取向的控制。通過使棒狀液晶化合物水平取向,或者使圓盤狀液晶化合物垂直取向,由此能夠控制正面延遲的值。
取向膜的厚度通常為10nm~10000nm的范圍,優(yōu)選為10nm~1000nm的范圍,進一步優(yōu)選為50nm~200nm的范圍。
[包含取向性聚合物的取向膜]
取向性聚合物可以舉出:具有酰胺鍵的聚酰胺、明膠類、具有酰亞胺鍵的聚酰亞胺及作為其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚亞乙基亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚丙烯酸酯類。其中,優(yōu)選聚乙烯醇。可以組合2種以上的取向性聚合物。
包含取向性聚合物的取向膜通過可如下得到:將取向性聚合物溶解于溶劑而成的取向性聚合物組合物涂布于基材,除去溶劑形成涂布膜;或者將取向性聚合物組合物涂布于基材,除去溶劑形成涂布膜,對該涂布膜進行摩擦由此得到。
取向性聚合物組合物中的取向性聚合物的濃度只要是取向性聚合物完全溶于溶劑的范圍即可。在取向性聚合物組合物中的取向性聚合物的含量優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量%。
取向性聚合物組合物可以從市場獲得。市售的取向性聚合物組合物可以舉出:sunever(注冊商標、日產(chǎn)化學工業(yè)株式會社制)、optmer(注冊商標、jsr株式會社制)等。
作為將取向性聚合物組合物涂布于基材的方法,可以舉出:與后述的將光學各向異性層形成用組合物涂布于基材的方法同樣的方法。除去取向性聚合物組合物中包含的溶劑的方法可以舉出:自然干燥法、通風干燥法、加熱干燥和減壓干燥法等。
可以對由取向性聚合物組合物形成的涂布膜實施摩擦處理。通過實施摩擦處理,可以對上述涂布膜賦予取向限制力。
摩擦處理的方法可以舉出:使上述涂布膜與卷繞摩擦布并旋轉(zhuǎn)的摩擦輥接觸的方法。在進行摩擦處理時,如果進行掩模處理,則也能夠?qū)θ∠蚰ば纬扇∠虻姆较虿煌亩鄠€區(qū)域(圖案)。
[光取向膜]
光取向膜通常是通過將包含具有光反應性基團的聚合物或單體和溶劑的組合物涂布在基材上,除去溶劑后照射偏振光(優(yōu)選為偏振uv)而得到。光取向膜可以通過選擇所照射的偏振光的偏振方向,而任意地控制取向限制力的方向。
所謂光反應性基團,是指通過照射光而產(chǎn)生取向能力的基團。具體而言,可以舉出參與通過照射光而發(fā)生的分子的取向誘發(fā)反應、異構(gòu)化反應、光二聚反應、光交聯(lián)反應或光分解反應等成為取向能力的起源的光反應的基團。作為光反應性基團,優(yōu)選具有不飽和鍵、特別是雙鍵的基團,特別優(yōu)選具有選自碳-碳雙鍵(c=c鍵)、碳-氮雙鍵(c=n鍵)、氮-氮雙鍵(n=n鍵)和碳-氧雙鍵(c=o鍵)中的至少一個的基團。
作為具有c=c鍵的光反應性基團,可以舉出:乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基(stilbazole)、茋唑鎓基(stilbazolium)、查耳酮基和肉桂?;取W鳛榫哂衏=n鍵的光反應性基團,可以舉出:具有芳香族席夫堿、芳香族腙等結(jié)構(gòu)的基團。作為具有n=n鍵的光反應性基團,可以舉出:偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族雜環(huán)偶氮基、雙偶氮基、甲臜基(formazane)和具有氧化偶氮苯結(jié)構(gòu)的基團。作為具有c=o鍵的光反應性基團,可以舉出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基和馬來酰亞胺基。這些基團也可以具有烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氰基、烷氧羰基、羥基、磺酸基和鹵代烷基等取代基。
從取向性優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選參與光二聚化反應或光交聯(lián)反應的基團。其中,優(yōu)選參與光二聚化反應的光反應性基團,從光取向中所必需的偏振光照射量較少、并且容易得到熱穩(wěn)定性、經(jīng)時穩(wěn)定性優(yōu)異的光取向?qū)拥姆矫婵紤],優(yōu)選肉桂?;安槎W鳛榫哂泄夥磻曰鶊F的聚合物,特別優(yōu)選該聚合物側(cè)鏈的末端部成為肉桂酸結(jié)構(gòu)的具有肉桂酰基的聚合物。
光取向膜形成用組合物中的具有光反應性基團的聚合物或單體的含量可以通過聚合物或單體的種類、作為目標的光取向膜的厚度進行調(diào)節(jié),優(yōu)選設(shè)為至少0.2質(zhì)量%以上,更優(yōu)選0.3~10質(zhì)量%的范圍。就光取向膜形成用組合物而言,也可以在不顯著損害光取向膜的特性的范圍內(nèi),含有聚乙烯醇、聚酰亞胺等高分子材料、光敏劑。
作為將光取向膜形成用組合物涂布在基材上的方法,可以舉出與后述的將光學各向異性層形成用組合物涂布在基材上的方法同樣的方法。作為從所涂布的光取向膜形成用組合物中除去溶劑的方法,可以舉出與從取向性聚合物組合物中除去溶劑的方法相同的方法。
在照射偏振光時,既可以是對從涂布于基板上的光取向膜形成用組合物中除去了溶劑的材料直接照射偏振光的形式,也可以是從基材側(cè)照射偏振光、使偏振光透射地照射基板的形式。另外,該偏振光優(yōu)選實質(zhì)上為平行光。所照射的偏振光的波長是具有光反應性基團的聚合物或單體的光反應性基團能吸收光能的波長區(qū)域的波長為宜。具體而言,特別優(yōu)選波長250~400nm的范圍的uv(紫外線)。作為照射該偏振光的光源,可以舉出:氙燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、krf、arf等紫外光激光器等。其中,出于波長313nm的紫外線的發(fā)光強度大,因此優(yōu)選高壓汞燈、超高壓汞燈及金屬鹵化物燈。通過將來自上述光源的光從適當?shù)钠駥油ㄟ^而照射,可以照射偏振uv。作為偏振層,可以使用偏振光過濾器、格蘭-湯姆遜(glan-thompson)和格蘭-泰勒(glan-taylor)等偏振棱鏡以及線柵型的偏振層。
如果在進行偏振光照射時進行掩模處理,則可以在取向膜上形成取向的方向不同的多個區(qū)域(圖案)。
<光學各向異性層形成用組合物的涂布>
在上述基材或取向膜上涂布光學各向異性層形成用組合物。將光學各向異性層形成用組合物涂布于基材上的方法可以舉出:擠出涂布法、直接凹版涂布法、逆轉(zhuǎn)凹版涂布法、cap涂布法、狹縫涂布法、模涂布法等。另外,還可以舉出使用浸涂涂布機、棒涂機、旋涂機等涂布機進行涂布的方法等。其中,從能夠以卷對卷(rolltoroll)形式連續(xù)地進行涂布的觀點考慮,優(yōu)選利用cap涂布法、噴墨法、浸涂涂布法、狹縫涂布法、模涂布法和棒涂機的涂布方法。以卷對卷(rolltoroll)形式進行涂布時,也可以在基材上涂布光取向膜形成用組合物等形成取向膜,進而在所得到的取向膜上連續(xù)地涂布光學各向異性層形成用組合物。
<光學各向異性層形成用組合物的干燥>
除去光學各向異性層形成用組合物中包含的溶劑的干燥方法可以舉出:自然干燥、通風干燥、加熱干燥、減壓干燥和將這些組合的方法。其中,優(yōu)選自然干燥或加熱干燥。干燥溫度優(yōu)選0~250℃的范圍,更優(yōu)選50~220℃的范圍,進一步優(yōu)選60~170℃的范圍。干燥時間優(yōu)選為10秒鐘~20分鐘,更優(yōu)選為30秒鐘~10分鐘。光取向膜形成用組合物和取向性聚合物組合物也可以同樣地進行干燥。
<聚合性液晶化合物的聚合>
使本發(fā)明中的聚合性液晶化合物聚合的方法優(yōu)選為光聚合。光聚合如下實施:對于在基材上或取向膜上涂布有包含聚合性液晶化合物的光學各向異性層形成用組合物的層疊體照射活性能量射線由此實施。所照射的活性能量射線根據(jù)干燥覆膜中包含的聚合性液晶化合物的種類(尤其聚合性液晶化合物具有的光聚合性官能團的種類)、包含光聚合引發(fā)劑的情況下根據(jù)光聚合引發(fā)劑的種類和它們的量進行適當選擇。具體來說,可以舉出選自可見光、紫外光、紅外光、x射線、α射線、β射線和γ射線中的一種以上的光。其中,從容易控制聚合反應的進行的觀點以及可以使用作為光聚合裝置可在本領(lǐng)域中廣泛使用的裝置的觀點考慮,優(yōu)選紫外光,優(yōu)選選擇聚合性液晶化合物的種類使得可通過紫外光進行光聚合。
光學各向異性層形成用組合物包含光聚合引發(fā)劑的情況下,優(yōu)選選擇光聚合引發(fā)劑的種類使得可通過紫外光進行光聚合。
上述活性能量射線的光源可以舉出:低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、氙燈、鹵燈、碳精電弧燈、鎢燈、鎵燈、準分子激光、發(fā)出波長范圍380~440nm的光的led光源、化學燈、黑光燈、微波激發(fā)汞燈、金屬鹵化物燈。
照射光的時間通常為0.1秒~10分鐘,優(yōu)選為0.1秒~1分鐘,更優(yōu)選為0.1秒~30秒,進一步優(yōu)選為0.1秒~10秒。
如果為上述范圍,則可以得到透明性更優(yōu)異的光學各向異性層。
本發(fā)明的相位差膜(光學各向異性層)的厚度可以根據(jù)其用途適當進行調(diào)節(jié),優(yōu)選為0.5μm~5μm,從減小光彈性的觀點考慮,更優(yōu)選0.5μm~4μm,進一步優(yōu)選為0.5μm~3μm。
聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的最大吸收波長(λmax)優(yōu)選為250~400nm,更優(yōu)選為280~390nm,進一步優(yōu)選為300~380nm,特別優(yōu)選為315~385nm,尤其優(yōu)選為330~360nm。若聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的最大吸收波長(λmax)為上述下限值以上,則包含所述聚合物的相位差膜具有容易顯示逆波長分散性的趨勢。若聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的最大吸收波長(λmax)為上述上限值以下,則在可見光區(qū)域中的吸收得到抑制,膜不易發(fā)生著色。
另外,聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物優(yōu)選滿足上述式(1)。通過滿足上述式(1),可以抑制380nm附近的紫外線所造成的相位差膜的劣化、有機el元件等顯示元件的劣化。
此外,包含聚合性液晶化合物的在取向狀態(tài)下的聚合物的液晶固化膜(相位差膜)優(yōu)選具有逆波長分散性,即優(yōu)選滿足上述式(5)和式(6)。
本發(fā)明的相位差膜優(yōu)選包含在波長360~420nm顯示最大吸收波長(λmax)的化合物(以下有時稱作“光選擇吸收性化合物”)。
本發(fā)明的相位差膜包含在波長360~420nm顯示最大吸收波長(λmax)的化合物的情況下,可以通過對短波長的可見光顯示高的光選擇吸收性從而發(fā)揮高的耐光性,此外,可以得到在用于顯示裝置時可賦予良好的顯示特性的相位差膜。
在波長360~420nm顯示最大吸收波長(λmax)的化合物只要顯示上述吸收特性就特別限定,可以使用例如公知的紫外線吸收劑等,從耐光性和顯示特性的觀點出發(fā),更優(yōu)選為在波長380~430nm顯示最大吸收的化合物,進一步優(yōu)選為對400nm附近的波長區(qū)域顯示光選擇吸收性的化合物。
在本發(fā)明中,光選擇吸收性化合物例如可以舉出:滿足下述式(3’)的化合物。
0.4≥ε(420)/ε(400)(3’)
式(3’)中,ε(400)表示波長400nm的克吸光系數(shù),ε(420)表示波長420nm的克吸光系數(shù)。
上述所述,ε(420)/ε(400)的值表示相對于波長420nm中的吸收的強度的波長400nm中的吸收的強度,若該值越小,則越表示在400nm附近的波長區(qū)域具有特異性的吸收。通過包含具有這樣的吸收特性的化合物,可以對相位差膜賦予在400nm附近的波長區(qū)域中的高的光選擇吸收性,可以提高相位差膜的耐光性。另外,由于對于從有機el元件等顯示元件發(fā)出的420nm附近的藍色光的吸收低,因此在將包含這樣的化合物的相位差膜用于顯示裝置的情況下,可在不損害色彩表現(xiàn)的情況下得到良好的顯示特性。光選擇吸收性化合物的ε(420)/ε(400)的值為優(yōu)選為0.4以下,更優(yōu)選為0.3以下,進一步優(yōu)選為0.25以下,特別優(yōu)選為0.23以下,尤其優(yōu)選為0.2以下,例如為0.15以下。其下限值沒有特別限定,從維持光選擇吸收性化合物所帶來的400nm附近的吸收功能的觀點出發(fā),通常優(yōu)選為0.01以上。在本發(fā)明的適宜的一個實施方式中,ε(420)/ε(400)的值為0.016~0.207。
在本發(fā)明中,光選擇吸收性化合物除了上述式(3’)以外,還優(yōu)選滿足下述式(7)和(8)。
λmax<420nm(7)
ε(400)≥40(8)
式(7)中,λmax表示光選擇吸收性化合物的最大吸收波長。式(8)中,ε(400)表示波長400nm的克吸光系數(shù),克吸光系數(shù)的單位以l/(g·cm)進行定義。
在滿足上述式(7)和(8)的情況下,可以說是該光選擇吸收性化合物的最大吸收在420nm的更短波長側(cè)存在并且在波長400nm附近顯示高的吸收的化合物。通過包含這樣的光選擇吸收性化合物,可以在不對顯示特性造成影響的情況下得到具有高的耐光性的光學層疊體。另外,從能夠以少量發(fā)揮高的吸收效果的觀點考慮也是有利的。在本發(fā)明中,光選擇吸收性化合物的最大吸收λmax更優(yōu)選位于410nm以下,進一步優(yōu)選位于400nm以下。另外,ε(400)的值更優(yōu)選為60以上,進一步優(yōu)選為80以上,特別優(yōu)選為100以上。需要說明的是,ε(400)的值通常為500以下。
顯示上述吸收特性的光選擇吸收性化合物例如可以舉出:下述式(i)所示的化合物。下述式(i)所示的化合物在光選擇吸收性、在相位差膜中的配合的容易性、具有高摩爾吸光系數(shù)的觀點等方面優(yōu)異。
上述式(i)中,r1表示氫原子或碳數(shù)1~10的烷基,從作為目標的光吸收選擇性的觀點出發(fā),優(yōu)選表示碳數(shù)1~8,更優(yōu)選表示碳數(shù)1~5,進一步優(yōu)選表示碳數(shù)1~3的烷基。此處,在該烷基具有至少一個亞甲基的情況下,該亞甲基的至少一個可以被氧原子或硫原子取代。所述烷基例如可以舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正己基、正辛基、正癸基、甲氧基、乙氧基和異丙氧基等。
上述式(i)中,a1、a2和a3相互獨立地表示氫原子、碳數(shù)1~6的烷基、芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基。此處,在上述烷基具有至少一個亞甲基的情況下,該亞甲基的至少一個可被仲氨基、氧原子、硫原子取代。所述烷基例如可以舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正己基、甲氧基、乙氧基和異丙氧基等。
上述式(i)中的作為a1、a2和a3而表示的芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可以具有取代基。取代基例如可以舉出:鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基。作為這樣的芳香族烴基,優(yōu)選碳數(shù)6~12的芳香族烴基,例如可以舉出苯基、萘基。另外,芳香族雜環(huán)基優(yōu)選為碳數(shù)3~9的芳香族雜環(huán)基,例如可以舉出:吡啶基、吡咯烷基、喹啉基、噻吩基、咪唑基、噁唑基、吡咯基、噻唑基和呋喃基等。
a1與a2、a2與a3可以相互連結(jié)形成環(huán)結(jié)構(gòu)。由a1與a2形成的環(huán)結(jié)構(gòu)例如可以舉出4~8元環(huán)的含氮環(huán)結(jié)構(gòu),優(yōu)選為五元環(huán)或六元環(huán)的含氮環(huán)結(jié)構(gòu)。具體來說,例如可以舉出:吡咯烷環(huán)、吡咯啉環(huán)、咪唑烷環(huán)、咪唑啉環(huán)、噁唑啉環(huán)、噻唑啉環(huán)、哌啶環(huán)、嗎啉環(huán)、哌嗪環(huán)等。這些環(huán)可以具有取代基。取代基可以舉出:與作為a1、a2和a3而表示的芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可具有的取代基所例示的取代基相同的取代基。
由a2與a3形成的環(huán)結(jié)構(gòu),可以舉出4~8元環(huán)的含氮環(huán)結(jié)構(gòu),優(yōu)選五元環(huán)或六元環(huán)的含氮環(huán)結(jié)構(gòu)。這些環(huán)可以具有取代基,作為這樣的環(huán)結(jié)構(gòu),可以舉出與作為由上述a1與a2形成的環(huán)結(jié)構(gòu)所例示的環(huán)結(jié)構(gòu)相同的環(huán)結(jié)構(gòu)。另外,由a2與a3形成的環(huán)結(jié)構(gòu)可以與芳香族環(huán)、脂肪族環(huán)等其他環(huán)結(jié)構(gòu)一起形成稠環(huán)結(jié)構(gòu)。
上述式(i)中,x1和x2相互獨立地表示吸電子性基團。吸電子性基團例如可以舉出:-cn(氰基)、-no2(硝基)、鹵原子、經(jīng)鹵原子取代的烷基、-y1-r4[式中,r4表示氫原子、碳數(shù)2~50的烷基、或者具有至少一個亞甲基的碳數(shù)為2~50且該亞甲基的至少一個被置換成氧原子的烷基,該烷基上的碳原子可以鍵合有取代基,y1表示-co-、-coo-、-oco-、-nr5co-或-conr6-(r5和r6各自獨立地表示氫原子、碳數(shù)1~6的烷基或苯基)]。x1和x2可以相互連結(jié)形成環(huán)結(jié)構(gòu)。由x1與x2形成的環(huán)結(jié)構(gòu)例如可以舉出:麥爾酮酸(meldrum′sacid)結(jié)構(gòu)、巴比妥酸(barbituricacid)結(jié)構(gòu)、達美酮(dimedone)結(jié)構(gòu)等。
從光選擇吸收性和與相位差膜材料的相容性的觀點出發(fā),x1優(yōu)選為-cn(氰基)、-no2(硝基)、鹵原子、或者y1為-co-、-coo-或-oco-的-y1-r4,更優(yōu)選-cn(氰基)、或y1為-coo-的-y1-r4。同樣地從光選擇吸收性和與相位差膜材料的相容性的觀點出發(fā),x2優(yōu)選為-cn(氰基)、-no2(硝基)、鹵原子、或者y1為-co-、-coo-或-oco-的-y1-r4,更優(yōu)選y1為-coo-的-y1-r4。另外,也優(yōu)選x1和x2相互連結(jié)形成環(huán)結(jié)構(gòu)。
上述式(i)所示的光選擇吸收性化合物具體例如可以舉出以下的化合物。下述式(ia)所示的化合物和下述式(ib)所示的化合物等。
[式中,r2和r3相互獨立地表示氫原子或碳數(shù)1~12的烷基,
a表示亞甲基、仲氨基、氧原子或硫原子,
r1、x1和x2表示與上文相同的含義]
[式中,a1’表示氫原子、碳數(shù)1~6的烷基、芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基,在該烷基具有至少一個亞甲基的情況下,該亞甲基的至少一個可以被仲氨基、氧原子、硫原子取代,該芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可以具有取代基,
r1、x1和x2表示與上文相同的含義]
從光選擇吸收性的觀點出發(fā),上述式(ia)中的r2和r3優(yōu)選表示氫原子或碳數(shù)1~10的烷基,更優(yōu)選表示氫原子或碳數(shù)1~8的烷基,進一步優(yōu)選表示氫原子或碳數(shù)1~5的烷基,特別優(yōu)選表示氫原子或碳數(shù)1~3的烷基,非常優(yōu)選表示氫原子。
從表現(xiàn)高的光選擇吸收性的觀點出發(fā),上述式(ia)中的a優(yōu)選表示亞甲基或氧原子。
上述式(ib)中,作為a1’表示的烷基例如可以舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正己基、甲氧基、乙氧基、異丙氧基等。另外,作為a1’表示的芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可以具有取代基,這樣的取代基可以舉出:與上述式(i)中的作為a1、a2和a3表示的芳香族烴基和芳香族雜環(huán)基可具有的取代基所例示的取代基相同的取代基。這樣的芳香族烴基優(yōu)選為碳數(shù)6~12的芳香族烴基,例如可以舉出苯基、萘基等。另外,芳香族雜環(huán)基優(yōu)選為碳數(shù)3~9的芳香族雜環(huán)基,例如可以舉出:吡啶基、吡咯烷基、喹啉基、噻吩基、咪唑基、噁唑基、吡咯基、噻唑基、呋喃基等。從制造上的容易性的觀點出發(fā),a1’優(yōu)選為苯基、萘基,更優(yōu)選為苯基。
上述式(ia)所示的光選擇吸收性化合物具體而言例如可以舉出:以下這樣的化合物。
下述式(ia-i)所示的化合物等。
[式(ia-i)中,a、r1~r4、x1和y1各自表示與上文相同的含義]。
其中,從相位差膜包含光選擇吸收性化合物的情況下,從與相位差膜材料的相容性的觀點出發(fā),優(yōu)選相位差膜包含式(ia-i)所示的光選擇吸收性化合物。
從與疏水性物質(zhì)的親和性和/或在疏水性溶劑中的溶解性以及經(jīng)濟性的觀點出發(fā),式(ia-i)中的r4中的碳數(shù)2~50的烷基優(yōu)選碳數(shù)為2~30,更優(yōu)選為2~20,進一步優(yōu)選為2~10。
從與疏水性物質(zhì)的親和性和/或在疏水性溶劑中的溶解性以及經(jīng)濟性的觀點出發(fā),r4中的具有至少一個亞甲基的碳數(shù)2~50的烷基優(yōu)選碳數(shù)為3~45,更優(yōu)選為4~40,進一步優(yōu)選為5~43,特別優(yōu)選為6~40,尤其優(yōu)選為8~38,非常優(yōu)選為碳數(shù)10~35,非常特別優(yōu)選為碳數(shù)12~34,例如表示碳數(shù)14~32的烷基。此處,具有至少一個亞甲基的碳數(shù)2~50的烷基中,該亞甲基的至少一個可以被置換成氧原子,例如可以舉出:甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-甲氧基乙氧基甲基、二乙二醇基、三乙二醇基、二丙二醇基、三丙二醇基等。
從與疏水性物質(zhì)的親和性和/或在疏水性溶劑中的溶解性的觀點出發(fā),在r4為碳數(shù)2~50、尤其碳數(shù)3~50的烷基的情況下,r4可以是碳數(shù)3~12、尤其碳數(shù)6~10的具有分支結(jié)構(gòu)的烷基。
此處,具有分支結(jié)構(gòu)的烷基表示,該烷基具有的碳原子的至少一個是叔碳或季碳的烷基。碳數(shù)3~12的具有分支結(jié)構(gòu)的烷基的具體例可以舉出:具有下述結(jié)構(gòu)的烷基。
*表示連結(jié)部。
另外,r4的烷基上的碳原子上可以鍵合有取代基。取代基例如可以舉出:鹵原子、碳數(shù)1~6的烷基、氰基、硝基、碳數(shù)1~6的烷基亞磺酰基、碳數(shù)1~6的烷基磺酰基、羧基、碳數(shù)1~6的氟代烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)1~6的烷硫基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨基、碳數(shù)2~12的n,n-二烷基氨基、碳數(shù)1~6的n-烷基氨磺?;⑻紨?shù)2~12的n,n-二烷基氨磺酰基等。
從光選擇吸收性和與光學各向異性層形成用組合物的相容性的觀點出發(fā),式(ia-i)中的y1優(yōu)選為-co-、-coo-、-oco-或o-,更優(yōu)選為-co-、-coo-或oco-。
上述式(ia-i)所示的化合物例如可以舉出:下述式(ia-ii)所示的化合物等。
由于式(ia-ii)所示的化合物的光選擇吸收性高、與疏水性物質(zhì)的親和性和/或在疏水性溶劑中的溶解性優(yōu)異,本發(fā)明的相位差膜優(yōu)選包含式(ia-ii)所示的光選擇吸收性化合物。
式(ia-ii)中,r1表示與上文相同的含義。r4’表示氫原子或碳數(shù)2~20的烷基,在該烷基具有至少一個亞甲基的情況下,該亞甲基的至少一個可以被氧原子取代。這樣的烷基可以舉出:在上述式(ia-i)中的r4中所例示的烷基。
上述式(ia-ii)所示的化合物例如可以舉出:下述式(ia-iii)所示的化合物等。
[式中,r4”表示碳數(shù)1~6的烷基,n表示1~10的整數(shù)]
式(ia-iii)所示的光選擇吸收性化合物對400nm附近的波長區(qū)域具有高的光選擇吸收性,并且在各種溶劑中的溶解性和/或與各種化合物的親和性優(yōu)異,有顯示兩親性的趨勢。因此,能夠容易地溶于在該領(lǐng)域中通常使用的各種溶劑,另外,也不容易發(fā)生滲出,可以對相位差膜賦予高的耐光性。因此,式(ia-iii)所示的光選擇吸收性化合物在本發(fā)明中是特別優(yōu)選的光選擇吸收性化合物之一。
在式(ia-iii)中,r4”優(yōu)選為碳數(shù)2~5的烷基,更優(yōu)選為碳數(shù)3或4的烷基。另外,n優(yōu)選為1~8的整數(shù),更優(yōu)選為1~6的整數(shù),例如為1~4的整數(shù),尤其1~3的整數(shù)。若n為上述范圍內(nèi),則在疏水性溶劑中的溶解性和/或與疏水性物質(zhì)的親和性良好,作為相位差膜材料,容易溶于用于溶解液晶化合物的疏水性溶劑,并且也不容易發(fā)生滲出。另外,若n為上述范圍內(nèi),則一分子具有的光吸收性提高,即便構(gòu)成光學層疊體的部件中包含的化合物(i)為少量,也可以表現(xiàn)出藍光截斷功能,另外,例如在相位差膜中含有式(ia-iii)所示的化合物的情況下,不容易損害相位差膜的光學功能。
式(ia-iii)所示的化合物具體而言可以舉出例如以下的化合物。
上述式(ib)所示的光選擇吸收性化合物具體而言可以舉出以下的化合物。
和下述式(ib-i)所示的化合物等。
[式中,r1和r4’表示與上述式(ia-ii)中的r1和r4’相同的含義]。
其中,從制造上的容易性的觀點出發(fā),式(ib)所示的光選擇吸收性化合物優(yōu)選為式(ib-i)所示的化合物。
式(ib-i)所示的化合物具體來說可以舉出例如以下的化合物。
本發(fā)明中,光選擇吸收性化合物優(yōu)選包含至少一種式(i)所示的化合物,更優(yōu)選包含選自式(ia)所示的化合物和式(ib)所示的化合物中的至少一種,進一步優(yōu)選包含選自式(ia-i)所示的化合物和式(jb-i)所示的化合物中的至少一種。
上述式(ia-ii)所示的化合物例如可以如下進行制造:將2-甲基吡咯啉利用甲基化劑制成1,2-二甲基吡咯啉鎓鹽,接著與n,n’-二苯基甲脒反應。最后在乙酸酐和胺催化劑存在下使活性亞甲基化合物發(fā)生反應,由此進行制造。上述式(ia)、(ia-i)和(ia-iii)所示的化合物可以通過與上述式(ia-ii)所示的化合物同樣的方法進行制造。式(ib)和(ib-i)所示的化合物可以通過使3-甲酰基吲哚與活性亞甲基化合物反應(knoevenagel反應)而得到,反應中可以并用胺催化劑。在式(ib)和(ib-i)中的r1為碳數(shù)1~10的烷基的情況下,可以在堿催化劑存在下使鹵化烷基與3-甲酰基吲哚反應,之后與活性亞甲基化合物發(fā)生反應,由此制造目標光選擇吸收性化合物。另外,這些的化合物可以使用市售品。
對于本發(fā)明的相位差膜而言,涉及上述式(2)和(3)的光吸收特性可以通過配合上述光選擇吸收性化合物進行控制。在本發(fā)明的相位差膜包含上述光選擇吸收性化合物的情況下,例如將光選擇吸收性化合物配合至之前所述的包含聚合性液晶化合物的光學各向異性層形成用組合物中即可。
光選擇吸收性化合物的含量與所用的光選擇吸收性化合物的種類、其組合、所用的溶劑的種類和量、相位差膜的膜厚等相應地適當確定即可。在本發(fā)明的一個實施方式中,光選擇吸收性化合物的含量相對于相位差膜的固體成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量份,更優(yōu)選為1~20質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為3~12質(zhì)量份。通過以上述范圍內(nèi)的量包含光選擇吸收性化合物,沒有隨著時間推移從相位差膜中的析出等,另外,在包含聚合性液晶化合物的相位差膜的情況下,可以在不妨害該聚合性液晶化合物的取向的條件下得到所期望的相位差膜。
此外,本發(fā)明的相位差膜中,除了上述那樣的在400nm附近顯示高的光選擇吸收性的光選擇吸收性化合物以外,可以包含在300~380nm的波長區(qū)域顯示吸收的在該領(lǐng)域中通常使用的公知的紫外線吸收劑。作為這樣的紫外線吸收劑,例如可以舉出:三唑化合物、三嗪化合物等。通過并用紫外線吸收劑,可以更有效地抑制由紫外線造成的相位差膜的性能劣化。
在本發(fā)明的另一實施方式中,提供包含本發(fā)明的相位差膜和偏振板的橢圓偏振板和圓偏振板。在本發(fā)明的一個實施方式中,在偏振板上層疊本發(fā)明的相位差膜的情況下,優(yōu)選以相位差膜的慢軸(光軸)與偏振板的吸收軸實質(zhì)上呈45°的方式進行層疊。通過以本發(fā)明的相位差膜的慢軸(光軸)與偏振板的吸收軸實質(zhì)上呈45°的方式進行層疊,可以得到作為圓偏振板的功能。另外,也可以以本發(fā)明的相位差膜的慢軸與偏振板的吸收軸實質(zhì)上一致或正交的方式進行層疊。通過使本發(fā)明的相位差膜的慢軸與偏振板的吸收軸實質(zhì)上一致或正交,也可以作為光學補償膜發(fā)揮功能。需要說明的是,實質(zhì)上45°通常是指45±5°的范圍,實質(zhì)上一致或正交通常是指0±5°的范圍或90±5°的范圍。
需要說明的是,上述偏振板是指,具有將入射的自然光提取成線偏振光的功能的偏振板。在此,偏振板的具體例可以舉出:經(jīng)單軸拉伸的聚乙烯醇系樹脂膜上吸附取向有碘、二色性染料等二色性色素的偏振板。另外,也可使用涂布型的薄膜偏振板。涂布型的薄膜偏振板例如可以使用日本特開2012-58381、日本特開2013-37115、國際公開第2012/147633、國際公開第2014/091921中例示的涂布型的薄膜偏振板。偏振片的厚度沒有特別限定,通常使用0.5~35μm。
在本發(fā)明中,還可以提供具備上述橢圓偏振板或圓偏振板的有機el顯示裝置和液晶顯示裝置。本發(fā)明的橢圓偏振板或圓偏振板可以根據(jù)需要進行裁切并用于有機el顯示裝置、液晶顯示裝置等顯示裝置。橢圓偏振板或圓偏振板通常經(jīng)由粘合劑貼合于顯示裝置。具備本發(fā)明的橢圓偏振板或圓偏振板的顯示裝置不僅具有對紫外線區(qū)域的光的耐光性,而且具有對400nm附近的短波長的可見光的高的耐光性。因此,構(gòu)成顯示裝置的顯示元件、光學膜的劣化的抑制效果優(yōu)異。同時,本發(fā)明的橢圓偏振板或圓偏振板不易吸收顯示藍色的波長420nm附近的光,因此所述顯示裝置能夠達成良好的色彩表現(xiàn)。
實施例
以下,通過實施例對本發(fā)明進一步進行詳細說明。例中的“%”和“份”只要沒有特別記載就指質(zhì)量%和質(zhì)量份。
[光取向膜形成用組合物的制備]
將下述光取向性材料5份和環(huán)戊酮(溶劑)95份混合,將所得到的混合物在80℃攪拌1小時,由此得到光取向膜形成用組合物。下述光取向性材料通過日本特開2013-33248號公報記載的方法進行合成。
[包含聚合性液晶化合物的組合物a的制備]
將下述聚合性液晶化合物a(12.0份)、聚丙烯酸酯化合物(0.12份、流平劑、byk-361n;byk-chemie公司制)、下述聚合引發(fā)劑(0.72份)、下述光吸收劑(0.36份)和環(huán)戊酮(100份、溶劑)混合,得到了包含聚合性液晶化合物的組合物a。需要說明的是,聚合性液晶化合物a利用日本特開2010-31223號公報中記載的方法進行合成。使用紫外可視分光光度計(uv3150株式會社島津制作所制)測定聚合性液晶化合物a的最大吸收波長λmax(lc),結(jié)果為350nm。
·聚合性液晶化合物a
·聚合引發(fā)劑:2-二甲氨基-2-芐基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(irgacure369;basfjapan公司制)
·流平劑:聚丙烯酸酯化合物(byk-361n;byk-chemie公司制)
·光吸收劑:bonasorbua-3911(orientchemical公司制、λmax=392nm、ε(420)/ε(400)=0.207(2-丁酮中)、ε(400)=115l/(g·cm)、ε(420)=23.9l/(g·cm))
[包含聚合性液晶化合物的組合物b的制備]
作為光吸收劑,使用bonasorbua-3912(orientchemical公司制、λmax=386nm、ε(420)/ε(400)=0.145(2-丁酮中)、ε(400)=66.3l/(g·cm)、ε(420)=9.6l/(g·cm))0.36份代替bonasorbua-3911,除此以外與組合物a的制備同樣地進行,得到了包含聚合性液晶化合物的組合物b。
[包含聚合性液晶化合物的組合物c的制備]
作為光吸收劑,使用s0511(few公司制、λmax=392nm、ε(420)/ε(400)=0.016(2-丁酮中)、ε(400)=197l/(g·cm)、ε(420)=3.2l/(g·cm))0.24份代替bonasorbua-3911,除此以外與組合物a的制備同樣地進行,得到了包含聚合性液晶化合物的組合物c。
[包含聚合性液晶化合物的組合物d的制備]
作為光吸收劑,使用化合物uva-01(λmax=389nm、ε(420)/ε(400)=0.015(2-丁酮中)、ε(400)=125l/(g·cm)、ε(420)=1.9l/(g·cm))0.36份代替bonasorbua-3911,除此以外與組合物a的制備同樣地進行,得到了包含聚合性液晶化合物的組合物d。需要說明的是,化合物uva-01以以下步驟制備。
·化合物uva-01的合成例
將設(shè)置有dimroth冷凝管和溫度計的200ml四口燒瓶內(nèi)設(shè)為氮氣氛,投入?yún)⒖既毡咎亻_2014-194508進行合成的uva-m-02粉末10g、乙酸酐(和光純藥工業(yè)株式會社制)3.7g、氰基乙酸2-乙氧基乙酯(東京化成工業(yè)株式會社制)5.8g和乙腈(和光純藥工業(yè)株式會社制)60g,利用磁力攪拌器進行攪拌。在內(nèi)溫25℃從滴加漏斗用時1小時滴加n,n-二異丙基乙胺(以下縮寫為dipea。東京化成工業(yè)株式會社制)4.7g,滴加結(jié)束后在內(nèi)溫25℃進一步保溫2小時。反應結(jié)束后,使用減壓蒸發(fā)器除去乙腈,利用過濾除去在所得到的油狀物中加入甲苯而生成的不溶成分。使用減壓蒸發(fā)器再次對濾液進行濃縮,將濃縮后的溶液供于柱色譜(硅膠)進行純化,進行從甲苯中的重結(jié)晶,由此得到目標物質(zhì)。將該結(jié)晶進行60℃減壓干燥,由此得到了5.2g作為黃色粉末的uva-01。產(chǎn)率為65%。另外,在2-丁酮中使用紫外可視分光光度計(uv3150株式會社島津制作所制)測定uva-01的最大吸收波長λmax(lc),結(jié)果為389nm。另外,ε(400)為125l/(g·cm),ε(420)/ε(400)為0.015。此外,cdcl3中的1h-nmr測定的結(jié)果如下所述。
1h-nmr(cdcl3)δ:1.21(t、3h)、2.10(quin.2h)、2.98-3.04(m、5h)、3.54-3.72(m、6h)、4.31(t、2h)、5.53(d、2h)、7.93(d、2h)
[包含聚合性液晶化合物的組合物e的制備]
除了未使用光吸收劑以外,與組合物a的制備同樣地進行,得到了包含聚合性液晶化合物的組合物e。
[包含聚合性液晶化合物的組合物f的制備]
使用下述聚合性液晶化合物b(12.0份、paliocolorlc242(注冊商標);basf社制)代替聚合性液晶化合物a,并且作為光吸收劑使用上述化合物uva-01(1.44份),除此以外與組合物a的制備同樣地進行,得到了包含聚合性液晶化合物的組合物f。使用紫外可視分光光度計(uv3150株式會社島津制作所制)測定聚合性液晶化合物b的最大吸收波長λmax(lc),結(jié)果為252nm。
·聚合性液晶化合物b
[偏振板的制造]
通過干式拉伸將厚度30μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度約2400、皂化度99.9摩爾%以上)單軸拉伸約4倍,繼而在保持張緊狀態(tài)的狀態(tài)下,在40℃的純水中浸漬40秒鐘。之后,在28℃于碘/碘化鉀/水的重量比為0.044/5.7/100的染色水溶液中浸漬30秒鐘進行染色處理。
接著,在70℃于碘化鉀/硼酸/水的重量比為11.0/6.2/100的硼酸水溶液中浸漬120秒鐘。接下來,利用8℃的純水洗滌15秒鐘后,在以300n的張力進行保持的狀態(tài)下,在60℃干燥50秒鐘,接著在75℃干燥20秒鐘,得到了在聚乙烯醇膜上吸附取向有碘的厚度12μm的偏振片。
在所得到的偏振片與環(huán)烯烴聚合物膜(cop、日本瑞翁株式會社制zf-14無uv吸收特性)之間注入水系粘接劑,利用夾持輥進行貼合。一邊將所得到的貼合物的張力保持在430n/m,一邊在60℃干燥2分鐘,得到了在單面具有作為保護膜的環(huán)烯烴膜的偏振板。需要說明的是,上述水系粘接劑如下制備:在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(kuraraypovalkl318;株式會社kuraray制)3份、水溶性聚酰胺環(huán)氧樹脂(sumirezresin650;sumikachemtex株式會社制;固體含量濃度30%的水溶液)1.5份從而進行制備。
如以所述進行,測定了所得到的偏振板的偏振度py和單體透射率ty。
對于透射軸方向的單體透射率(t1)和吸收軸方向的單體透射率(t2),使用在分光光度計(uv-3150;株式會社島津制作所制)上安裝有帶偏振片的支架的裝置,通過雙光束法在2nm步長380~680nm的波長范圍進行測定。使用下述式(p)以及(q),算出各波長下的單體透射率、偏振度,進而根據(jù)jisz8701的2度視野(c光源)進行視覺靈敏度修正,算出視覺靈敏度修正單體透射率(ty)和視覺靈敏度修正偏振度(py)。其結(jié)果,得到視覺靈敏度修正單體透射率ty為43.0%,視覺靈敏度修正偏振度py為99.99%的吸收型偏振板。
需要說明的是,波長380nm的透射率為40.3%,波長400nm的透射率為40.8%,波長420nm的透射率為41.2%,波長430nm的透射率為42.4%。
單體透射率ty(%)={(t1+t2)/2}×100(p)
偏振度py(%)={(t1-t2)/(t1+t2)}×100(q)
[實施例1]
[光學各向異性層1的制造]
對于環(huán)烯烴聚合物膜(cop;zf-14;日本瑞翁株式會社制zf-14),使用電暈處理裝置(agf-b10、春日電機株式會社制)在輸出功率0.3kw、處理速度3m/分鐘的條件下處理1次。在實施了電暈處理的表面棒涂涂布上述光取向膜形成用組合物,在80℃干燥1分鐘,使用偏振uv照射裝置(帶偏振片單元的spotcuresp-7;牛尾電機株式會社制),以100mj/cm2的累計光量實施了偏振uv曝光,形成了取向膜。利用ellipsometerm-220(日本分光株式會社制)測定所得到的取向膜的厚度,結(jié)果為100nm。
接著,使用棒涂機在取向膜上涂布之前制備的包含聚合性液晶化合物的組合物a,在120℃干燥1分鐘。之后,使用高壓汞燈(unicurevb-15201by-a;牛尾電機株式會社制),從涂布有組合物a的面?zhèn)日丈渥贤饩€(在氮氣氛下、波長313nm的累計光量:500mj/cm2),由此形成包含光學各向異性層1(相位差膜)的光學膜。利用激光顯微鏡(lext;奧林巴斯株式會社制)對所得到的光學各向異性層1的厚度進行測定,結(jié)果為2.1μm。
在所得到的光學膜的光學各向異性層1側(cè)貼合粘合劑(lintec制、丙烯酸系壓敏粘合劑片)后,貼合于使用電暈處理裝置(agf-b10;春日電機株式會社制)在輸出功率0.3kw、處理速度3m/分鐘的條件下進行1次處理后的偏振板。此時,以光學各向異性層1的慢軸相對于偏振板的吸收軸的關(guān)系為45°的方式進行層疊形成了圓偏振板。之后,通過將基材的cop膜剝離,由此得到了在偏振板轉(zhuǎn)印了光學各向異性層1的圓偏振板1。
[面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ)的測定]
為了測定光學各向異性層1的面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ),在另行同樣地制作的光學膜的光學各向異性層1側(cè)貼合上述粘合劑,同樣地轉(zhuǎn)印至玻璃,由此制作了測定用樣品。使用該樣品,通過雙折射測定裝置(kobra-wr;王子測量設(shè)備株式會社制)測定波長450nm、波長550nm和波長630nm的面內(nèi)相位差值re(λ),并且通過紫外可視分光光度計(uv-3150;株式會社島津制作所制)測定波長380nm、波長400nm和波長420nm的吸光度a(λ)。將其結(jié)果示于表1。
[圓偏振板的透射率t(λ)的測定]
在所得到的圓偏振板1的光取向膜側(cè)進一步經(jīng)由粘合劑(lintec制、丙烯酸系壓敏粘合劑片)貼合于玻璃,同樣地使用紫外可視分光光度計在波長300~800nm的范圍測定透射譜。波長380nm、波長400nm、波長420nm和波長430nm的透射率t(λ)示于表2。
[圓偏振板的反射色相的測定]
另外,在圓偏振板1的光取向膜側(cè)進一步經(jīng)由上述粘合劑依次貼合鋁的反射基材(制造商:光、型號:ha0323)。對于該貼合物,從圓偏振板1側(cè)由6°方向照射c光源的光,測定了反射譜。根據(jù)所得到的反射譜與c光源的等色函數(shù),算出l*a*b*(cie)表色系中的色度a*和b*。將其結(jié)果示于表2。
[oled的光提取效率]
另外,基于oled發(fā)光譜和圓偏振板的透射譜,依據(jù)下述式計算oled的光提取效率,將結(jié)果示于表2。需要說明的是,λblue=430nm、λgreen=550nm、λred=620nm。
oled光提取效率(%)=oled發(fā)光強度(λ)×圓偏振板透射率(%)
[實施例2]
使用組合物b代替組合物a,除此以外,與實施例1同樣地進行,制作了光學各向異性層2和圓偏振板2。將光學各向異性層2的厚度、面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ)的結(jié)果示于表1,將圓偏振板的透射率t(λ)、反射色相和oled的光提取效率的結(jié)果示于表2。
[實施例3]
使用組合物c代替組合物a,除此以外與實施例1同樣地進行,制作了光學各向異性層3和圓偏振板3。將光學各向異性層3的厚度、面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ)的結(jié)果示于表1,將圓偏振板的透射率t(λ)、反射色相和oled的光提取效率的結(jié)果示于表2。
[實施例4]
使用組合物d代替組合物a,除此以外與實施例1同樣地進行,制作了光學各向異性層4和圓偏振板4。將光學各向異性層4的厚度、面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ)的結(jié)果示于表1,將圓偏振板的透射率t(λ)、反射色相和oled的光提取效率的結(jié)果示于表2。
[實施例5]
使用組合物f代替組合物a,除此以外與實施例1同樣地進行,制作了光學各向異性層5和圓偏振板5。將光學各向異性層5的厚度、面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ)的結(jié)果示于表1,將圓偏振板的透射率t(λ)、反射色相和oled的光提取效率的結(jié)果示于表2。
[比較例1]
使用組合物e代替組合物a,除此以外與實施例1同樣地進行,制作了光學各向異性層6和圓偏振板6。將光學各向異性層6的厚度、面內(nèi)相位差值re(λ)和吸光度a(λ)的結(jié)果示于表1,將圓偏振板的透射率t(λ)、反射色相和oled的光提取效率的結(jié)果示于表2。
表1
表2
[紫外光暴露試驗]
將上述制作的實施例1~4的圓偏振板和比較例1的圓偏振板經(jīng)由粘合劑貼合于玻璃后,投入碳精電弧耐候性試驗機(sugatestinstruments制、sunshinewethermeter78.5w/m2、波長300~400nm),從偏振板側(cè)實施200小時的紫外光暴露試驗。對于曝光前和曝光后的各偏振板,通過雙折射測定裝置(kobra-wr;王子測量設(shè)備株式會社制)測定波長450nm、波長550nm和波長630nm的面內(nèi)相位差值re(λ)。將其結(jié)果示于表3。
表3
實施例1~5的圓偏振板1~5能夠在不妨害從oled出射的光的條件下高效地從源自外部光的紫外線中減少藍色的光。由此可知,能夠在保護oled等顯示元件的同時減小顯示器觀看時的疲勞感。另外可知,在紫外光暴露試驗中,對于實施例1~4的圓偏振板1~4而言,曝光前后的re(450)/re(550)的變化比比較例1的圓偏振板6小,相位差膜自身的波長分散性的下降也得到改善。另外,在實施例1~5中,外部光的反射色相也與中性(neutral)接近,能夠得到更清晰的顯示。