本發(fā)明涉及組合物和包含該組合物的光學膜。
背景技術:
作為液晶顯示裝置等中使用的偏振膜(光學膜),已知由包含二向色性色素的組合物形成的偏振膜。若將該組合物保管規(guī)定時間,則有時所得偏振膜的品質(zhì)下降,作為其解決方案,嘗試了使用特定的結(jié)構相互不同的多種的二向色性色素(專利文獻1)。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2013-227532號公報(2013年11月7日公開)
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
然而,如專利文獻1所記載的那樣的由包含特定的結(jié)構相互不同的多種的二向色性色素的組合物形成的以往的光學膜存在其二向色性比不充分高的問題。
用于解決問題的手段
發(fā)明者進行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在包含多種的二向色性色素的組合物中,包含特定組合的二向色性色素的組合物即便保管規(guī)定時間,所得偏振膜的品質(zhì)也不下降,并且所得偏振膜的二向色性比充分高,從而想到本發(fā)明。
本發(fā)明包含以下的<1>~<10>所述的發(fā)明。
<1>一種組合物,其包含通式(a)所示的化合物和通式(b)所示的化合物。
r1a-ar1a-n=n-ar2a-n=n-ar3a-r10a(a)
r1b-ar1b-n=n-ar2b-n=n-ar3b-r10a(b)
[通式(a)和通式(b)中,r10a表示通式(s-1)~通式(s-7)中任一個所示的基團。
通式(s-2)中,r2a和r3a各自獨立地表示氫原子或烷基。r2a和r3a所示的上述烷基可以相互鍵合形成環(huán)。m表示0~10的整數(shù)。
ar1a、ar1b、ar2a、ar2b、ar3a和ar3b各自獨立地表示通式(ar-1)~通式(ar-3)中任一個所示的基團。
(上述通式(ar-1)~通式(ar-3)中,p1和p2各自獨立地表示-s-、-o-或-n(r12)-,r12表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,q1、q2、q3、q4和q5各自獨立地表示=n-或=ch-。
r8~r9為氫原子以外的取代基,各自獨立地表示碳數(shù)1~4的烷基、碳數(shù)1~4的烷氧基、鹵原子或氰基,構成上述烷基和上述烷氧基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。q和r表示0~2的整數(shù)。)
r1a各自獨立地表示碳數(shù)2~5的烷基、碳數(shù)2~5的烷氧基、碳數(shù)2~5的?;?、碳數(shù)2~5的烷氧羰基、碳數(shù)2~5的氧羰基、鹵原子或氰基,構成上述烷基、烷氧基、酰基、烷氧羰基和氧羰基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。
r1b各自獨立地表示碳數(shù)3~20的烷基、碳數(shù)3~20的烷氧基、碳數(shù)3~20的?;⑻紨?shù)3~20的烷氧羰基、碳數(shù)3~20的氧羰基、鹵原子或氰基,構成上述烷基、烷氧基、?;⑼檠豸驶脱豸驶囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。
需要說明的是,r1a與r1b是相互不同的基團。]
<2>如<1>所述的組合物,其中,在上述通式(a)和上述通式(b)中r10a為上述通式(s-2)所示的基團。
<3>如<1>或<2>所述的組合物,其中,上述ar1a與上述ar1b為相同的基團,上述ar2a與上述ar2a為相同的基團,上述ar3a與上述ar3b為相同的基團。
<4>如<1>~<3>中任一項所述的組合物,其還包含聚合性液晶化合物。
<5>如<4>所述的組合物,其中,上述聚合性液晶化合物為顯示近晶型液晶相的化合物。
<6>一種光學膜,其包含<1>~<5>中任一項所述的組合物。
<7>一種光學膜,其是使<4>或<5>所述的組合物中含有的聚合性成分聚合而形成的。
<8>一種圓偏振板,其具備<6>或<7>所述的光學膜。
<9>一種液晶顯示裝置,其具備<6>或<7>所述的光學膜。
<10>一種顯示裝置,其具備<8>所述的圓偏振板。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的組合物,發(fā)揮如下效果:即便將該組合物保管規(guī)定期間后,也能夠形成品質(zhì)高的光學膜,并且該光學膜的二向色性比充分高。
具體實施方式
以下,對于本發(fā)明的一個實施方式進行詳細說明。需要說明的是,本申請中,“a~b”表示“a以上且b以下”。
[實施方式1:組合物]
本發(fā)明的實施方式1涉及的組合物的特征在于,包含通式(a)所示的化合物(以下稱作化合物(a))和通式(b)所示的化合物(以下稱作化合物(b))。
r1a-ar1a-n=n-ar2a-n=n-ar3a-r10a(a)
r1b-ar1b-n=n-ar2b-n=n-ar3b-r10a(b)
[通式(a)和通式(b)中,r10a表示通式(s-1)~通式(s-7)中任一個所示的基團。
通式(s-2)中,r2a和r3a各自獨立地表示氫原子或烷基。r2a和r3a所示的上述烷基可以相互鍵合形成環(huán)。m表示0~10的整數(shù)。
(上述通式(ar-1)~通式(ar-3)中,p1和p2各自獨立地表示-s-、-o-或-n(r12)-,r12表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,q1、q2、q3、q4和q5各自獨立地表示=n-或=ch-。
r8~r9為氫原子以外的取代基,各自獨立地表示碳數(shù)1~4的烷基、碳數(shù)1~4的烷氧基、鹵原子或氰基,構成上述烷基和上述烷氧基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。q和r表示0~2的整數(shù)。)
r1a各自獨立地表示碳數(shù)2~5的烷基、碳數(shù)2~5的烷氧基、碳數(shù)2~5的酰基、碳數(shù)2~5的烷氧羰基、碳數(shù)2~5的氧羰基、鹵原子或氰基,構成上述烷基、烷氧基、?;?、烷氧羰基和氧羰基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。
r1b各自獨立地表示碳數(shù)3~20的烷基、碳數(shù)3~20的烷氧基、碳數(shù)3~20的?;?、碳數(shù)3~20的烷氧羰基、碳數(shù)3~20的氧羰基、鹵原子或氰基,構成上述烷基、烷氧基、?;?、烷氧羰基和氧羰基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。
需要說明的是,r1a與r1b是相互不同的基團。]
本發(fā)明的組合物由于含有具有相互不同的結(jié)構的化合物(a)和化合物(b),因而其穩(wěn)定性提高,并且能夠用作具有高二向色性比的光學膜的原料。
本發(fā)明的組合物的穩(wěn)定性提高的理由推測是因為:在本發(fā)明的組合物中,化合物(a)和化合物(b)不易結(jié)晶化,因此,化合物(a)和化合物(b)的相容性(溶解性)提高,其導致本發(fā)明的組合物的穩(wěn)定性提高。
本發(fā)明的組合物優(yōu)選還包含聚合性液晶化合物。利用還包含上述聚合性液晶化合物的組合物,通過使該組合物中的聚合性液晶化合物(聚合性成分)聚合,由此可適當?shù)匦纬珊邪l(fā)揮作為二向色性色素的功能的化合物(a)和化合物(b)的光學膜(偏振膜)。
以下對本發(fā)明的組合物中可包含的各成分進行說明。
<二向色性色素>
本發(fā)明中的化合物(a)、化合物(b)發(fā)揮作為二向色性色素的功能,通常在波長400~800nm的范圍內(nèi)具有吸收。
化合物(a)、化合物(b)的偶氮苯部位的位置異構優(yōu)選為反式。
化合物(a)和化合物(b)具有的r10a為相互相同的基團?;衔?a)、化合物(b)的r10a優(yōu)選為上述通式(s-2)所示的基團。
上述通式(s-2)所示的基團中,r2a和r3a所示的基團優(yōu)選為烷基,另外,該烷基優(yōu)選為碳數(shù)1~3的烷基或下述通式(s-8)~(s-9)所示的基團。
化合物(a)、化合物(b)的ar1a、ar1b、ar2a、ar2b、ar3a和ar3b各自獨立地表示通式(ar-1)~通式(ar-3)中任一個所示的基團。
上述通式(ar-1)~通式(ar-3)中,p1和p2各自獨立地表示-s-、-o-或-n(r12)-,r12表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,q1、q2、q3、q4和q5各自獨立地表示=n-或=ch-。另外,r8~r9為氫原子以外的取代基,各自獨立地表示碳數(shù)1~4的烷基、碳數(shù)1~4的烷氧基、鹵原子或氰基,構成上述烷基和上述烷氧基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。q和r表示0~2的整數(shù)。
上述通式(ar-1)~通式(ar-3)所示的基團沒有特別限定,例如可以舉出以下的式(r-1)~式(r-10)所示的基團。
上述基團之中,ar1a、ar1b、ar3a和ar3b優(yōu)選為式(r-1)所示的基團,ar2a和ar2b優(yōu)選為式(r-5)所示的基團。
本發(fā)明的組合物中包含的化合物(a)具有的ar1a與化合物(b)具有的ar1b優(yōu)選為相同的基團。另外,化合物(a)具有的ar2a與化合物(b)具有的ar2b優(yōu)選為相同的基團,化合物(a)具有的ar3a與化合物(b)具有的ar3b優(yōu)選為相同的基團。更優(yōu)選化合物(a)具有的ar1a、ar2a、ar3a和與它們對應的化合物(b)具有的ar1b、ar2b、ar3b為相同的基團。
即,本發(fā)明的組合物中,化合物(a)與化合物(b)優(yōu)選除了r1a與r1b為相互不同的基團以外具有相同的結(jié)構。通過化合物(a)與化合物(b)除了r1a與r1b為相互不同的基團以外具有相同的結(jié)構,由此所得光學膜的二向色性比有提高的傾向,另外,如后所述,在組合物的生產(chǎn)率方面是優(yōu)選的。
化合物(a)的r1a表示碳數(shù)2~5的烷基、碳數(shù)2~5的烷氧基、碳數(shù)2~5的?;?、碳數(shù)2~5的烷氧羰基、碳數(shù)2~5的氧羰基、鹵原子或氰基,構成上述烷基、烷氧基、?;⑼檠豸驶脱豸驶囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。
r1a優(yōu)選為碳數(shù)2~5的烷基、碳數(shù)2~5的烷氧基、碳數(shù)2~5的酰基、碳數(shù)2~5的烷氧羰基或碳數(shù)2~5的氧羰基。
化合物(b)的r1b是與r1a不同的基團。r1b表示碳數(shù)3~20的烷基、碳數(shù)3~20的烷氧基、碳數(shù)3~20的?;⑻紨?shù)3~20的烷氧羰基、碳數(shù)3~20的氧羰基、鹵原子或氰基,構成上述烷基、烷氧基、?;?、烷氧羰基和氧羰基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子或羥基取代。
r1b優(yōu)選為碳數(shù)2~5的烷基、碳數(shù)2~5的烷氧基、碳數(shù)2~5的?;?、碳數(shù)2~5的烷氧羰基或碳數(shù)2~5的氧羰基。
r1a和r1b各自獨立地為碳數(shù)2~5的烷基、碳數(shù)2~5的烷氧基、碳數(shù)2~5的?;?、碳數(shù)2~5的烷氧羰基或碳數(shù)2~5的氧羰基的情況下,優(yōu)選滿足r1a的碳數(shù)<r1b的碳數(shù)的關系。
另外,優(yōu)選r1a和r1b均為同一種類的基團。此處,“r1a和r1b均為同一種類的基團”是指,r1a和r1b均為屬于選自上述烷基、烷氧基、?;?、烷氧羰基、氧羰基和鹵原子中的同一類別的基團。
本發(fā)明中的化合物(a)只要滿足上述的條件就沒有特別限定,例如可以舉出由下述式(a-1)~式(a-19)各自表示的化合物(以下稱作化合物(a-n)(n:1~19的整數(shù)))。
在上述化合物之中,本發(fā)明中的化合物(a)優(yōu)選為化合物(a-1)、化合物(a-4)、化合物(a-7)、化合物(a-9)、化合物(a-10)、化合物(a-17)或化合物(a-19),更優(yōu)選為化合物(a-1)、化合物(a-17)或(a-19)。
另外,本發(fā)明中的化合物(a)可以是1種化合物,也可以是r1a為相同的基團的多種的化合物的混合物。
本發(fā)明中的化合物(b)只要滿足上述的條件就沒有特別限定,例如可以舉出由下述式(b-1)~式(b-19)各自表示的化合物(以下稱作化合物(b-m)(m:1~19的整數(shù)))。
在上述化合物之中,本發(fā)明中的化合物(b)優(yōu)選為化合物(b-1)、化合物(b-4)、化合物(b-7)、化合物(b-9)、化合物(b-10)、化合物(b-17)或化合物(b-19),更優(yōu)選為化合物(b-1)、化合物(b-17)或(b-19)。
另外,本發(fā)明中的化合物(b)可以為1種化合物,也可以為r1b為相同的基團的多種的化合物的混合物。
本發(fā)明中的化合物(a)與化合物(b)的組合優(yōu)選為:化合物(a-1)與化合物(b-1)、化合物(a-4)與化合物(b-4)、化合物(a-7)與化合物(b-7)、化合物(a-9)與化合物(b-9)、化合物(a-10)與化合物(b-10)、化合物(a-17)與化合物(b-17)、或者化合物(a-19)與化合物(b-19),更優(yōu)選為:化合物(a-1)與化合物(b-1)、化合物(a-17)與化合物(b-17)、或者(a-19)與化合物(b-19)。需要說明的是,即便在化合物(a)和/或化合物(b)為多種的化合物的混合物的情況下,在上述組合物中包含的化合物(a)和化合物(b)中,也只要包含上述的優(yōu)選組合的化合物即可。
本發(fā)明的組合物中,化合物(a)與化合物(b)除了r1a與r1b為相互不同的基團以外具有相同的結(jié)構由于能夠由相同原料制造化合物(a)和化合物(b),因此在組合物的生產(chǎn)率方面具有優(yōu)點。舉出具體例進行說明時,例如可以依據(jù)日本特開平1-146960號公報中公開的方法制造化合物(a)和化合物(b)。
化合物(a)和化合物(b)的具體制造方法例如可以舉出以下所示的方法。
將以下的通式(c-1)所示的化合物(以下稱作化合物(c-1))和以下的通式(c-2)所示的化合物(以下稱作化合物(c-2))各自利用適當方法進行重氮化,依據(jù)日本特開平1-146960號公報中記載的方法,分別各自得到以下的通式(d-1)所示的化合物(以下稱作化合物(d-1))和以下的通式(d-2)所示的化合物(以下稱作化合物(d-2))。
r1a-ar1-nh2(c-1)
r1b-ar1-nh2(c-2)
[通式(c-1)和通式(c-2)中的各符號均表示與上述通式(a)、上述通式(b)中的各符號相同的基團。]
r1a-ar1-n=n-ar2-nh2(d-1)
r1b-ar1-n=n-ar2-nh2(d-2)
[通式(d-1)和通式(d-2)中的各符號均表示與上述通式(a)、上述通式(b)中的各符號相同的基團。]
接著,使化合物(d-1)和化合物(d-2)與以下的通式(e-1)所示的化合物(以下稱作化合物(e-1))發(fā)生重氮偶聯(lián)反應,由此制造化合物(a)和化合物(b)。
[通式(e-1)中的各符號均表示與上述通式(a)、上述通式(b)中的各符號相同的基團。]
如上述方法所示,通過預先各自分別地制造化合物(a)和化合物(b)并將它們混合,可以制備本發(fā)明的組合物。
另一方面,例如如果使化合物(c-1)和化合物(c-2)的混合物在一個反應容器中同時進行重氮偶聯(lián)反應,可以利用一次反應就得到化合物(d-1)和化合物(d-2)的混合物,通過使該混合物進一步與化合物(e-1)進行重氮偶聯(lián)反應,還可以同時且簡便地合成化合物(a)和化合物(b)。
如上文所示,能夠利用一次反應同時制造化合物(a)和化合物(b)。另外,化合物(a)和化合物(b)可以通過其它以往公知的方法進行制造。例如,通過使用依據(jù)日本特開平1-146960號公報中公開的方法的方法,本領域技術人員能夠容易地制造高純度的化合物(a)和化合物(b)。
本發(fā)明的組合物中,將化合物(a)的含量和化合物(b)的含量的合計設為100質(zhì)量%時,化合物(a)的含量優(yōu)選為2質(zhì)量%~98質(zhì)量%,更優(yōu)選為33質(zhì)量%~66質(zhì)量%。需要說明的是,在化合物(a)和/或化合物(b)為多種的化合物的混合物的情況下,上述含量是指這多種的化合物的合計量。
<聚合性液晶化合物>
聚合性液晶化合物是指,在分子內(nèi)具有聚合性基團且通過進行取向由此可顯示液晶相的化合物,優(yōu)選為通過單獨進行取向由此可顯示液晶相的化合物。
聚合性基團是指參與聚合反應的基團,優(yōu)選為光聚合性基團。此處,聚合性基團是指,借助由后述的聚合引發(fā)劑產(chǎn)生的活性自由基、酸等由此可參與聚合反應的基團。聚合性基團可以舉出乙烯基、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)氧乙基和氧雜環(huán)丁基。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。
聚合性液晶化合物可以是熱致液晶型,也可以是溶致液晶型。
本發(fā)明中的聚合性液晶化合物優(yōu)選為顯示近晶型液晶相的近晶液晶性化合物,更優(yōu)選為顯示高度有序(高次)的近晶型液晶相的高度有序的近晶液晶化合物。包含顯示近晶型液晶相的聚合性液晶化合物的本發(fā)明的組合物能夠提供偏振性能更優(yōu)異的偏振膜(光學膜)。本發(fā)明的組合物可以包含兩種以上的聚合性液晶化合物。
化合物(a)和化合物(b)即便是在由顯示近晶型液晶相的聚合性液晶化合物形成的緊密的分子鏈間分散的狀態(tài),也能夠顯示高的二向色性。
因此,本發(fā)明的組合物由于包含聚合性液晶化合物,因而可以適宜地用于形成二向色性比高的偏振膜(光學膜)。另外,通過使作為聚合性成分的聚合性液晶化合物聚合而形成的光學膜由于會形成穩(wěn)定性更優(yōu)異的偏振膜(光學膜),因此是優(yōu)選的。
高度有序的近晶型液晶相可以舉出近晶b相、近晶d相、近晶e相、近晶f相、近晶g相、近晶h相、近晶i相、近晶j相、近晶k相和近晶l相。其中,優(yōu)選近晶b相、近晶f相和近晶i相,更優(yōu)選近晶b相。若聚合性液晶化合物顯示的近晶型液晶相為這些高度有序的近晶相,則可得到取向有序度更高的偏振膜(光學膜)。由包含顯示取向有序度高的高度有序的近晶型液晶相的聚合性液晶化合物的組合物得到的偏振膜(光學膜)在x射線衍射測定中顯示源自于六方(hexatic)相或結(jié)晶(cystal)相之類高度有序結(jié)構的布拉格峰。布拉格峰是指,源自于分子取向的面周期結(jié)構的峰。由本發(fā)明的組合物得到的偏振膜(光學膜)具有的周期間隔(有序周期)優(yōu)選為0.30nm~0.50nm。
聚合性液晶化合物顯示的液晶相的種類例如可以利用以下所示方法進行確認。即,準備適當?shù)幕模谠摶纳贤坎及酆闲砸壕Щ衔锖腿軇┑娜芤憾纬赏坎寄ず?,進行加熱處理或減壓處理由此除去該涂布膜中含有的溶劑。接著,將形成于基材上的涂布膜加熱至各向同性相溫度后,逐漸進行冷卻由此顯現(xiàn)出液晶相,對于該液晶相,通過利用偏振顯微鏡的紋理觀察、x射線衍射測定或差示掃描量熱進行考察。在該考察中,例如可以確認冷卻至第一溫度由此顯示向列型液晶相,繼而逐漸冷卻至第二溫度由此顯示近晶型液晶相。
聚合性液晶組合物優(yōu)選為式(4)所示的化合物(以下也稱作“化合物(4)”)。
u1-v1-w1-x1-y1-x2-y2-x3-w2-v2-u2(4)
(式中,x1、x2和x3各自獨立地表示可具有取代基的1,4-亞苯基或可具有取代基的環(huán)己烷-1,4-二基。但是,x1、x2和x3之中至少一個為可具有取代基的1,4-亞苯基。構成環(huán)己烷-1,4-二基的-ch2-可以被置換成-o-、-s-或-nr-。r表示碳數(shù)1~6的烷基或苯基。
y1和y2各自獨立地表示單鍵、-ch2ch2-、-ch2o-、-coo-、-ocoo-、-n=n-、-cra=crb-、-c≡c-或-cra=n-。ra和rb各自獨立地表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。
u1表示氫原子或聚合性基團。
u2表示聚合性基團。
w1和w2各自獨立地表示單鍵、-o-、-s-、-coo-或-ocoo-。
v1和v2各自獨立地表示可具有取代基的碳數(shù)1~20的烷二基,構成該烷二基的-ch2-可以被置換成-o-、-s-或-nh-。)
化合物(4)中,x1、x2和x3之中的至少之一優(yōu)選為可具有取代基的1,4-亞苯基。
可具有取代基的1,4-亞苯基優(yōu)選為不具有取代基的1,4-亞苯基??删哂腥〈沫h(huán)己烷-1,4-二基優(yōu)選為可具有取代基的反-環(huán)己烷-1,4-二基??删哂腥〈姆矗h(huán)己烷-1,4-二基優(yōu)選為不具有取代基的反-環(huán)己烷-1,4-二基。
可具有取代基的1,4-亞苯基或可具有取代基的環(huán)己烷-1,4-二基可選具有的取代基可以舉出:甲基、乙基、正丁基等碳數(shù)1~4的烷基、氰基和鹵原子。
y1優(yōu)選為單鍵、-ch2ch2-或-coo-,y2優(yōu)選為-ch2ch2-或-ch2o-。
u1為氫原子或聚合性基團,優(yōu)選為聚合性基團。u2為聚合性基團。u1和u2優(yōu)選均為聚合性基團,更優(yōu)選均為光聚合性基團。具有光聚合性基團的聚合性液晶化合物在可在更低溫條件下進行聚合的方面是有利的。
u1和u2所示的聚合性基團可以相互不同,優(yōu)選相互相同。聚合性基團可以舉出乙烯基、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)氧乙基和氧雜環(huán)丁基。其中,優(yōu)選乙烯基氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧乙基和氧雜環(huán)丁基,更優(yōu)選丙烯酰氧基。
v1和v2所示的烷二基可以舉出:亞甲基、亞乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基和二十烷-1,20-二基。v1和v2優(yōu)選為碳數(shù)2~12的烷二基,更優(yōu)選為碳數(shù)6~12的烷二基。
可具有取代基的碳數(shù)1~20的烷二基可選具有的取代基可以舉出氰基和鹵原子。該烷二基優(yōu)選為不具有取代基的烷二基,更優(yōu)選為不具有取代基且直鏈狀的烷二基。
w1和w2優(yōu)選各自獨立地為單鍵或-o-。
化合物(4)的具體例可以舉出下述式(4-1)~式(4-43)所示的化合物。化合物(4)具有環(huán)己烷-1,4-二基的情況下,該環(huán)己烷-1,4-二基優(yōu)選為反式。
上述聚合性液晶化合物的具體例之中,優(yōu)選選自式(4-5)、式(4-6)、式(4-7)、式(4-8)、式(4-9)、式(4-10)、式(4-11)、式(4-12)、式(4-13)、式(4-14)、式(4-15)、式(4-22)、式(4-24)、式(4-25)、式(4-26)、式(4-27)、式(4-28)和式(4-29)所示的化合物中的至少1種化合物(4)。
本發(fā)明的組合物可以包含2種以上的化合物(4)。組合2種以上的聚合性液晶化合物的情況下,優(yōu)選其中的至少1種為化合物(4),更優(yōu)選其中的2種以上為化合物(4)。通過組合2種以上的聚合性液晶化合物,有時即便在液晶-晶體相轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度也能夠暫時保持液晶相。組合2種聚合性液晶化合物的情況下的混合比通常為1:99~50:50,優(yōu)選為5:95~50:50,更優(yōu)選為10:90~50:50。
化合物(4)例如可以通過lub等recl.trav.chim.pays-bas,115,321-328(1996)、日本專利第4719156號等公知文獻中記載的方法進行制造。
從提高聚合性液晶化合物的取向性的觀點出發(fā),本發(fā)明的組合物中的聚合性液晶化合物的含有比例相對于本發(fā)明的組合物的固體成分100質(zhì)量份優(yōu)選為70~99.5質(zhì)量份,更優(yōu)選為80~99質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為80~94質(zhì)量份,特別優(yōu)選為80~90質(zhì)量份。此處,固體成分是指,本發(fā)明的組合物中的溶劑以外的成分的合計量。
本發(fā)明的光學膜和本發(fā)明的組合物優(yōu)選包含聚合引發(fā)劑和溶劑,根據(jù)需要可以還包含光敏劑、阻聚劑和流平劑。
<聚合引發(fā)劑>
聚合引發(fā)劑是可引發(fā)聚合性液晶化合物的聚合反應的化合物。聚合引發(fā)劑優(yōu)選為在光的作用下產(chǎn)生活性自由基的光聚合引發(fā)劑。
聚合引發(fā)劑可以舉出:苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯基酮化合物、?;趸⒒衔?、三嗪化合物、碘鎓鹽和锍鹽。
苯偶姻化合物可以舉出:苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚和苯偶姻異丁醚。
二苯甲酮化合物可以舉出:二苯甲酮、鄰苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲?;?’-甲基二苯硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基過氧基羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮。
烷基苯基酮化合物可以舉出:二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮和2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物。
?;趸⒒衔锟梢耘e出2,4,6-三甲基苯甲?;交趸⒑碗p(2,4,6-三甲基苯甲?;?苯基氧化膦。
三嗪化合物可以舉出:2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪。
碘鎓鹽和锍鹽例如可以舉出下述式所示的鹽。
聚合引發(fā)劑可以僅使用一種,也可以組合使用兩種以上。
聚合引發(fā)劑也可以使用市售品。市售的聚合引發(fā)劑可以舉出:irgacure(イルガキュア)(注冊商標)907、184、651、819、250和369(cibaspecialtychemicals株式會社制);seikuol(注冊商標)bz、z和bee(精工化學株式會社制);kayacure(カヤキュアー)(注冊商標)bp100和uvi-6992(dowchemical公司制);adekaoptmersp-152和sp-170(株式會社adeka制);taz-a和taz-pp(日本siberhegner公司制);和taz-104(sanwachemical公司制)。
在本發(fā)明的組合物包含聚合引發(fā)劑的情況下,從不易擾亂聚合性液晶化合物的取向的觀點出發(fā),本發(fā)明的組合物中的聚合引發(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,更優(yōu)選為0.5~8質(zhì)量份。
<溶劑>
溶劑優(yōu)選可完全溶解化合物(a)和化合物(b)以及上述聚合性液晶化合物的溶劑。另外,優(yōu)選為對聚合性液晶化合物的聚合反應惰性的溶劑。
溶劑例如可以舉出:甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚和丙二醇單甲醚等醇溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內(nèi)酯、丙二醇甲醚乙酸酯和乳酸乙酯等酯溶劑;丙酮、甲乙酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、2-庚酮和甲基異丁基酮等酮溶劑;戊烷、己烷和庚烷等脂肪族烴溶劑;甲苯和二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈溶劑;四氫呋喃和二甲氧基乙烷等醚溶劑;以及氯仿和氯苯等含氯溶劑;等等。這些溶劑可以僅使用1種,也可以組合使用2種以上。
組合物100質(zhì)量份中溶劑所占的含量優(yōu)選為50質(zhì)量份~98質(zhì)量份。因此,組合物100質(zhì)量份中所占的固體成分優(yōu)選為2質(zhì)量份~50質(zhì)量份。若組合物的固體成分為50質(zhì)量份以下,則組合物的粘度降低,因而有所得光學膜的厚度大致均勻,光學膜不易產(chǎn)生不均的傾向。上述固體成分可以考慮欲制造的光學膜的厚度適當確定。
<敏化劑>
通過使用敏化劑,可以進一步促進聚合性液晶化合物的聚合反應。
尤其在本發(fā)明的組合物中含有光聚合引發(fā)劑的情況下,敏化劑優(yōu)選為光敏劑。敏化劑例如可以舉出呫噸酮和噻噸酮等呫噸酮化合物(2,4-二乙基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮等);蒽和含烷氧基的蒽(二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪和紅熒烯等。
組合物中的敏化劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量份~10質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為0.5質(zhì)量份~8質(zhì)量份。
<阻聚劑>
通過使用阻聚劑,可以控制聚合性液晶化合物的聚合反應的進行程度。
阻聚劑可以舉出2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等酚系化合物、硫代二丙酸二月桂酯等硫系化合物、亞磷酸三辛酯等磷系化合物和以2,2,6,6-四甲基哌啶為代表的包含受阻胺結(jié)構的胺系化合物等自由基捕捉劑。
從作為液晶固化膜的光學膜的著色少的觀點考慮,阻聚劑優(yōu)選為酚系化合物。
組合物中的阻聚劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量份~10質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為0.5質(zhì)量份~8質(zhì)量份。如果為上述范圍內(nèi),則可以在不擾亂聚合性液晶化合物的取向的條件下進行聚合。阻聚劑可以僅使用1種,也可以合用2種以上。
<流平劑>
流平劑是指具有調(diào)整組合物的流動性而使得涂布組合物得到的膜更平坦的功能的添加劑,可以舉出表面活性劑。優(yōu)選的流平劑可以舉出“byk-361n”(bykchemie公司制)等以聚丙烯酸酯化合物為主要成分的流平劑和surflon(注冊商標)“s-381”(agcseimichemical株式會社制)等以含氟原子的化合物為主要成分的流平劑。
組合物中的流平劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.01質(zhì)量份~5質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~3質(zhì)量份。若為上述范圍內(nèi),則有容易使聚合性液晶化合物水平取向且所得光學膜更平滑的傾向。組合物可以含有2種以上流平劑。
[實施方式2:光學膜]
本發(fā)明的實施方式2涉及的光學膜包含本發(fā)明的實施方式1涉及的組合物。另外,本發(fā)明的光學膜優(yōu)選由含有聚合性液晶化合物的本發(fā)明的組合物形成。更詳細而言,本發(fā)明的光學膜可由在含有聚合性液晶化合物的本發(fā)明的組合物中使該聚合性液晶化合物(聚合性成分)聚合由此使該組合物固化而成的液晶固化膜形成。因此,本發(fā)明的光學膜可包含上述聚合性液晶化合物的聚合物。
本發(fā)明的光學膜通常為聚合性液晶化合物在進行取向的狀態(tài)下進行固化的厚度為5μm以下的膜,優(yōu)選為聚合性液晶化合物在相對于基材面呈水平方向或垂直方向進行取向的狀態(tài)下進行固化的液晶固化膜。
本發(fā)明的光學膜的厚度優(yōu)選為0.5μm~5μm,更優(yōu)選1μm~3μm。偏振膜的厚度可以利用干涉膜厚計、激光顯微鏡或觸針式膜厚計進行測定。
本發(fā)明的光學膜通過含有發(fā)揮作為二向色性色素的功能的化合物(a)和化合物(b),由此顯示高的二向色性比。
<光學膜的部件>
本發(fā)明的光學膜通??梢匀缦碌玫剑涸诨纳匣蛐纬捎诨纳系娜∠蚰ど贤坎及酆闲砸壕Щ衔锏谋景l(fā)明的組合物,使該組合物中的聚合性液晶化合物聚合由此得到。
以下對于構成本發(fā)明的光學膜的部件、具體而言在本發(fā)明的光學膜的制造中使用的基材和取向膜進行說明。
<基材>
基材可以舉出玻璃基材和塑料基材,優(yōu)選為塑料基材。構成塑料基材的塑料例如可以舉出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烴;環(huán)狀烯烴系樹脂;聚乙烯醇;聚對苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙?;w維素、二乙酰基纖維素和乙酸丙酸纖維素等纖維素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚和聚苯醚等塑料。
市售的纖維素酯基材可以舉出“fujitac膜”(富士膠片株式會社制);“kc8ux2m”、“kc8uy”和“kc4uy”(以上konicaminoltaopto株式會社制)等。
市售的環(huán)狀烯烴系樹脂可以舉出“topas”(注冊商標)(ticona公司(德國)制)、“arton”(注冊商標)(jsr株式會社制)、“zeonor(ゼオノア)”(注冊商標)、“zeonex(ゼオネックス)”(注冊商標)(以上為日本瑞翁株式會社制)和“apel”(注冊商標)(三井化學株式會社制)??梢詫⑦@樣的環(huán)狀烯烴系樹脂通過溶劑流延、熔融擠出法等公知的手段進行制膜并作為基材。也可以使用市售的環(huán)狀烯烴系樹脂基材。市售的環(huán)狀烯烴系樹脂基材可以舉出:“エスシーナ”(注冊商標)、“sca40”(注冊商標)(以上積水化學工業(yè)株式會社制)、“zeonor膜”(注冊商標)(optes株式會社制)和“arton膜”(注冊商標)(jsr株式會社制)。
從為可以進行實用操作的程度的質(zhì)量的觀點考慮,基材的厚度優(yōu)選薄,若過薄則有強度下降、加工性差的傾向?;牡暮穸韧ǔ?μm~300μm,優(yōu)選為20μm~200μm。
<取向膜>
取向膜是厚度為500nm以下的膜,是具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向進行液晶取向的具有取向限制力的膜。取向膜可以舉出:由取向性聚合物形成的取向膜、光取向膜和溝槽(groove)取向膜。
取向膜使得聚合性液晶化合物的液晶取向變得容易。水平取向、垂直取向、混合取向、傾斜取向等液晶取向的狀態(tài)隨取向膜和聚合性液晶化合物的性質(zhì)而變化,其組合可以任意選擇。取向膜只要是作為取向限制力使得顯現(xiàn)水平取向的材料,聚合性液晶化合物就可以形成水平取向或混合取向,只要是使得顯現(xiàn)垂直取向的材料,聚合性液晶化合物就可以形成垂直取向或傾斜取向。此處所指的“水平”、“垂直”等表述是表示,在以光學膜(偏振膜)平面為基準的情況下,進行取向的聚合性液晶化合物的長軸的方向。垂直取向是指,具有沿相對于光學膜(偏振膜)平面垂直的方向取向的聚合性液晶化合物的長軸的取向。此處所指的“垂直”是指,相對于光學膜(偏振膜)平面呈90°±20°的角度。
取向膜由取向性聚合物形成的情況下,取向限制力能夠利用該聚合物的表面狀態(tài)、摩擦條件進行任意調(diào)整,在由光取向性聚合物形成的情況下,能夠利用對該聚合物的偏振光照射條件等進行任意調(diào)整。通過選擇聚合性液晶化合物的表面張力、液晶性等物性,也可以控制聚合性液晶化合物的液晶取向。
形成于基材與光學膜(偏振膜)之間的取向膜優(yōu)選為:在在取向膜上形成光學膜(偏振膜)時所使用的溶劑中不溶且具有在用于溶劑除去、液晶取向的加熱處理中的耐熱性的膜。取向膜可以舉出由取向性聚合物構成的取向膜、光取向膜和溝槽取向膜等。
取向膜的厚度通常為10nm~500nm,優(yōu)選為10nm~200nm。
<由取向性聚合物構成的取向膜>
由取向性聚合物構成的取向膜通常如下得到:將取向性聚合物溶于溶劑的組合物(以下有時稱作取向性聚合物組合物)涂布于基材并除去溶劑由此得到,或?qū)⑷∠蛐跃酆衔锝M合物涂布于基材并除去溶劑,進行摩擦(摩擦法),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取向性聚合物材料為可完全溶于溶劑的范圍內(nèi)即可,以固體成分換算相對于溶液優(yōu)選為0.1質(zhì)量%~20質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量%~10質(zhì)量%。
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)或optmer(注冊商標)(jsr株式會社制)等。
<光取向膜>
光取向膜通??扇缦碌玫剑簩哂泄夥磻曰鶊F的聚合物或單體(光取向性材料)和溶劑的組合物(以下有時稱作光取向膜形成用組合物)涂布于基材,照射偏振光(優(yōu)選為偏振uv)由此得到。從通過選擇照射的偏振光的偏振方向能夠任意控制取向限制力的方向的觀點考慮,更優(yōu)選光取向膜。
所謂光反應性基團,是指因照射光而產(chǎn)生液晶取向能力的基團。具體而言,光反應性基團是產(chǎn)生光反應的基團,所述光反應是通過照射光而產(chǎn)生的分子的取向誘導或異構化反應、二聚化反應、光交聯(lián)反應、或光分解反應之類的反應,成為液晶取向能的起源。在該光反應性基團中,從取向性優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選引起二聚化反應或光交聯(lián)反應的基團。作為可以產(chǎn)生上述反應的光反應性基團,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)、以及碳-氧雙鍵(c=o鍵)中的至少一個的不飽和鍵的基團。
相對于光取向膜形成用組合物,具有光反應性基團的聚合物或單體的含量優(yōu)選為0.2質(zhì)量%以上,特別優(yōu)選為0.3質(zhì)量%~10質(zhì)量%。在不顯著損害光取向膜的特性的范圍內(nèi),光取向膜形成用組合物可以包含聚乙烯醇、聚酰亞胺等高分子材料、光敏劑。
為了照射偏振光,對于從在基板上涂布的光取向膜形成用組合物除去溶劑后的組合物,可以利用直接照射偏振光的形式,也可以利用從基材側(cè)照射偏振光,使偏振光透過而對組合物進行照射的形式。該偏振光特別優(yōu)選實質(zhì)上為平行光。進行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可吸收光能的波長區(qū)域的波長為宜。具體來說,特別優(yōu)選波長250nm~400nm的uv(紫外線)。
需要說明的是,如果在進行摩擦或偏振光照射時進行掩模,則也可以形成液晶取向的方向不同的多個區(qū)域(圖案)。
<溝槽取向膜>
溝槽(groove)取向膜是在膜表面具有凹凸圖案或多個溝槽(槽,groove)的膜。將聚合性液晶化合物涂布于具有以等間隔排列的多個直線狀的溝槽的膜的情況下,液晶分子以沿著該槽的方向進行取向。
得到溝槽取向膜的方法可以舉出:對于感光性聚酰亞胺膜表面,隔著具有圖案形狀的狹縫的曝光用掩模進行曝光后,進行顯影和漂洗處理而形成凹凸圖案的方法;在表面具有槽的板狀的原盤上形成固化前的uv固化樹脂的層,將樹脂層轉(zhuǎn)移至基材后進行固化的方法;和將具有多個槽的輥狀的原盤抵靠于在基材上形成的固化前的uv固化樹脂的膜而形成凹凸,之后進行固化的方法;等等。具體來說,可以舉出日本特開平6-34976號公報和日本特開2011-242743號公報中記載的方法等。
涂布本發(fā)明的組合物的方法可以舉出與作為將取向性聚合物組合物涂布于基材的方法所例示的上述方法相同的方法。
在本發(fā)明的組合物包含溶劑的情況下,通常從所形成的涂布膜除去溶劑。
溶劑的除去方法可以舉出自然干燥法、通風干燥法、加熱干燥法和減壓干燥法等。
所形成的涂布膜中包含的聚合性液晶化合物通常加熱至轉(zhuǎn)化為溶液狀態(tài)的溫度以上,接著冷卻至發(fā)生液晶取向的溫度由此進行取向而形成液晶相。
所形成的涂布膜中包含的聚合性液晶化合物發(fā)生取向的溫度預先通過使用包含該聚合性液晶化合物的組合物的紋理觀察等求出即可。另外,可以同時進行溶劑的除去和液晶取向。此時的溫度也與待除去的溶劑、聚合性液晶化合物的種類有關,優(yōu)選為50~200℃的范圍,在基材為樹脂基材的情況下,更優(yōu)選為80~130℃的范圍。
使用作為1/4波片的基材來得到具有本發(fā)明的光學膜和該1/4波片的圓偏振板的情況下,聚合性液晶化合物的取向方向只要設置使得所得光學膜的透射軸與該基材的慢軸(光軸)實質(zhì)上成45°即可。
通過對進行取向的聚合性液晶化合物照射活性能量射線,由此使聚合性液晶化合物聚合。
進行取向的聚合性液晶化合物發(fā)生聚合,由此可得到包含在進行取向的狀態(tài)下聚合的聚合性液晶化合物、和與該聚合性液晶化合物一同進行取向的化合物(a)和化合物(b)的光學膜。
相比于以往的主客體型偏振膜、即在保持向列型液晶相的狀態(tài)下使聚合性液晶化合物等聚合而得到的偏振膜,包含在保持近晶型液晶相的狀態(tài)下聚合的聚合性液晶化合物的光學膜(偏振膜)的偏振性能高,另外,相比于僅涂布二向色性色素或溶致液晶型的液晶化合物的偏振膜,偏振性能和強度優(yōu)異。
活性能量射線的光源只要是產(chǎn)生紫外線、電子射線、x射線等的光源即可。優(yōu)選為低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、化學燈、黑光燈、微波激發(fā)汞燈、金屬鹵化物燈等在波長400nm以下具有發(fā)光分布的光源。
活性能量射線的照射能量優(yōu)選進行設定使得對聚合引發(fā)劑的活性化有效的波長區(qū)域的照射強度得到10~5000mj/cm2,更優(yōu)選進行設定使得達到100~2000mj/cm2。若照射能量低于10mj/cm2,則有聚合性液晶化合物的固化不充分的傾向。
如此形成的本發(fā)明的光學膜的厚度優(yōu)選為0.5μm以上且10μm以下的范圍,進一步優(yōu)選為1μm以上且5μm以下的范圍。本發(fā)明的光學膜的厚度可以利用干涉膜厚計、激光顯微鏡或觸針式膜厚計的測定求出。
本發(fā)明的光學膜特別優(yōu)選為在x射線衍射測定可得到布拉格峰的光學膜。這樣的可得到布拉格峰的本發(fā)明的光學膜例如可以舉出顯示源自六方(hexatic)相或結(jié)晶(crystal)相的衍射峰的偏振膜。
本發(fā)明的光學膜的最大吸收(λmax1)優(yōu)選存在于400nm~800nm的范圍,更優(yōu)選存在于500nm~680nm的范圍。
本發(fā)明的光學膜顯示的二向色性比為65以上,優(yōu)選為70以上,更優(yōu)選為75以上。
在所使用的基材并非1/4波片的情況下,通過將所得到的本發(fā)明的光學膜(偏振膜)與1/4波片進行層疊由此可以得到圓偏振板。此時,優(yōu)選進行層疊使得本發(fā)明的光學膜的透射軸與1/4波片的慢軸(光軸)實質(zhì)上呈45°。另外,通過使本發(fā)明的光學膜(偏振膜)的透射軸與1/4波片等相位差膜的光軸一致或正交,由此還可以得到發(fā)揮作為光學補償膜的功能的偏振板。
本發(fā)明的光學膜與1/4波片的層疊也可以與形成有本發(fā)明的光學膜的基材或形成有取向膜的基材一起進行,也可以除去基材、或者基材和取向膜來進行。形成于基材或形成有取向膜的基材的表面的本發(fā)明的光學膜與1/4波片的層疊例如可以如下進行:使用粘接劑將形成有本發(fā)明的偏振膜的面與1/4波片貼合后,除去該基材或形成有光學膜的基材,由此進行。此時,粘接劑可以涂布于本發(fā)明的光學膜,也可以涂布于1/4波片。
<光學膜的用途>
光學膜(偏振膜)和圓偏振板可以用于各種各樣的顯示裝置。
顯示裝置是指,具有顯示元件的裝置,包含作為發(fā)光源的發(fā)光元件或發(fā)光裝置。顯示裝置可以舉出液晶顯示裝置、有機電致發(fā)光(el)顯示裝置、無機電致發(fā)光(el)顯示裝置、觸控面板顯示裝置、電子發(fā)射顯示裝置(場發(fā)射顯示裝置(fed等)、表面電場發(fā)射顯示裝置(sed))、電子紙(使用電子墨、電泳元件的顯示裝置)、等離子體顯示裝置、投射型顯示裝置(光柵光閥(glv)顯示裝置、具有數(shù)字微鏡器件(dmd)的顯示裝置等)和壓電陶瓷顯示器等。
液晶顯示裝置涵蓋透射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直視型液晶顯示裝置和投影型液晶顯示裝置等中的任一種。這些顯示裝置可以是顯示二維圖像的顯示裝置,也可以是顯示三維圖像的立體顯示裝置。尤其圓偏振板可以有效地用于有機el顯示裝置和無機el顯示裝置,光學補償偏振板可以有效地用于液晶顯示裝置和觸控面板顯示裝置。
實施例
<使用藥品>
[二向色性色素]
以下示出在實施例和比較例中使用的二向色性色素。
[聚合性液晶化合物]
以下示出在實施例和比較例中使用的聚合性液晶化合物。
[其他]
以下示出在實施例和比較例中使用的其他藥品。
聚合性非液晶化合物a:二季戊四醇六丙烯酸酯(daicelcytec株式會社制)
聚合引發(fā)劑a:2-二甲氨基-2-芐基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(irgacure369:cibaspecialitychemicals公司制)
聚合引發(fā)劑b:1-羥基環(huán)己基苯基酮(irgacure184:cibaspecialitychemicals公司制)
流平劑a:聚丙烯酸酯化合物(byk-361n;byk-chemie公司制)
溶劑a:二甲苯-異佛爾酮(質(zhì)量比:95∶5)
[實施例1]
[光學膜形成用組合物的制備]
將化合物(f-1):2.5質(zhì)量份、化合物(g-1):3.0質(zhì)量份、化合物(h-1):2.2質(zhì)量份、化合物(a-1):1.9質(zhì)量份和化合物(b-1):1.1質(zhì)量份、以及作為聚合性液晶化合物的化合物(4-6):90質(zhì)量份和化合物(4-8):10質(zhì)量份、以及聚合性非液晶化合物a:5質(zhì)量份、以及聚合引發(fā)劑a:1質(zhì)量份和聚合引發(fā)劑b:6質(zhì)量份、以及流平劑a:0.5質(zhì)量份、以及溶劑a:400質(zhì)量份混合,將所得混合物在80℃攪拌1小時。目視確認上述混合物中的可溶成分完全溶解后,使用孔徑為0.2微米的過濾器,通過對上述可溶成分完全溶解的混合物進行過濾,由此得到光學膜形成用組合物(1)。表1中示出上述組合物中的二向色性色素的含量。
[光學膜的制造、以及組合物和光學膜的評價]
1.取向膜的形成
作為基材使用玻璃基材。
在該玻璃基材上,通過旋涂法涂布聚乙烯醇(聚乙烯醇1000完全皂化型和光純藥工業(yè)株式會社制)的2質(zhì)量%水溶液(取向膜聚合物組合物),干燥后,形成了厚度100nm的膜。接著,對所得到的膜的表面實施摩擦處理由此形成取向?qū)印DΣ撂幚硎褂冒胱詣幽Σ裂b置(商品名:lq-008型、常陽工學株式會社制)利用布(商品名:ya-20-rw、吉川化工株式會社制)在壓入量0.15mm、轉(zhuǎn)速500rpm、16.7mm/s的條件下進行。通過該摩擦處理,得到了在玻璃基材上形成有取向膜的層疊體(1)。
2.光學膜的形成
在層疊體(1)的取向膜上,通過旋涂法涂布上述光學膜形成用組合物(1),在120℃的加熱板上加熱干燥1分鐘后,迅速冷卻至室溫,在上述取向?qū)由闲纬闪烁稍锔材?。接下來,使用uv照射裝置(spotcuresp-7:牛尾電機株式會社制)以曝光量1500mj/cm2(313nm基準)照射紫外線,由此使該干燥覆膜中包含的聚合性液晶化合物聚合,由該干燥覆膜形成光學膜(偏振膜),得到了層疊體(2)。利用激光顯微鏡(奧林巴斯株式會社制:ols3000)測定此時的光學膜(偏振膜)的厚度,結(jié)果為1.8μm。
3.二向色性比的測定
為了確認所得到的光學膜(偏振膜)的有用性,如下進行,測定了層疊體(2)的二向色性比。
使用對分光光度計(島津制作所株式會社制:uv-3150)安裝了帶偏振片的支架的裝置,利用雙光束法測定了最大吸收波長處的透射軸方向的吸光度(a1)和吸收軸方向的吸光度(a2)。該支架在參比側(cè)設置了將光量50%截止的絲網(wǎng)(mesh)。根據(jù)所測定的透射軸方向的吸光度(a1)和吸收軸方向的吸光度(a2)的值,算出比(a2/a1)作為二向色性比。結(jié)果示于表中。二向色性比越高,則可以說作為偏振膜(光學膜)有用。吸收軸方向的吸光度(a2)的最大吸收波長、以及在該波長處的二向色性比的測定結(jié)果示于表2。
4.偏振膜的外觀評價
將光學膜形成用組合物(1)在20℃靜置90小時后,利用同樣的方法制作偏振膜,利用目視以及顯微鏡觀察對有無因結(jié)晶析出導致的取向缺陷進行評價。評價結(jié)果示于表1。產(chǎn)生取向缺陷的作為“×”,無取向缺陷、保持良好取向性的作為“○”,按照如此兩個層級進行評價。上述評價結(jié)果示于表2。
5.組合物的色素析出評價
將剛制備后的光學膜形成用組合物(1)和在20℃靜置保管90小時的光學膜形成用組合物(1)利用孔徑為0.2微米的過濾器進行過濾,對所得到的溶液利用液相色譜進行分析,算出化合物(a)和化合物(b)的保持率。保持率設定為保管前后的[(色素的峰面積(580nm))/(異佛爾酮的峰面積(254nm))]×100的值。上述評價結(jié)果示于表2。
需要說明的是,上述液相色譜(lc)在以下所示的測定條件下進行實施。
柱:kinetex2.6uc18100a(4.6mm×100mm)
流動相:a液0.1%tfa/水
b液0.1%tfa/乙腈
烘箱溫度:40℃
b液初始濃度:2%
lc程序:時間/單元/處理命令/數(shù)值
0.01/泵/b.conc/2
30.00/泵/b.conc/100
40.00/泵/b.conc/100
40.01/泵/b.conc/2
50.00/泵/b.conc/2
50.00/控制器/stop
[實施例2]
將化合物(a-1)的使用量變更為1.5質(zhì)量份,將化合物(b-1)的使用量變更為1.6質(zhì)量份,以外與實施例1同樣地進行,得到了光學膜形成用組合物(2)。另外,使用光學膜形成用組合物(2),利用與實施例1同樣的方法制作了光學膜。進一步,利用與實施例1同樣的方法,實施所得到的光學膜形成用組合物(2)和由光學膜形成用組合物(2)形成的光學膜的評價。上述組合物中的二向色性色素的含量示于表1,上述評價的結(jié)果示于表2。
[實施例3]
將化合物(a-1)的使用量變更為1.0質(zhì)量份,將化合物(b-1)的使用量變更為2.2質(zhì)量份,除此以外與實施例1同樣地進行,得到了光學膜形成用組合物(3)。另外,使用光學膜形成用組合物(3),利用與實施例1同樣的方法制作了光學膜。進一步,利用與實施例1同樣的方法,實施所得到的光學膜形成用組合物(3)和由光學膜形成用組合物(3)形成的光學膜的評價。上述組合物中的二向色性色素的含量示于表1,上述評價的結(jié)果示于表2。
[實施例4]
將化合物(a-1)的使用量變更為0.7質(zhì)量份,將化合物(b-1)的使用量變更為2.4質(zhì)量份,除此以外與實施例1同樣地進行,得到了光學膜形成用組合物(4)。另外,使用光學膜形成用組合物(4),利用與實施例1同樣的方法制作了光學膜。進一步,利用與實施例1同樣的方法,實施所得到的光學膜形成用組合物(4)和由光學膜形成用組合物(4)形成的光學膜的評價。上述組合物中的二向色性色素的含量示于表1、上述評價的結(jié)果示于表2。
[比較例1]
將化合物(a-1)的使用量變更為2.9質(zhì)量份且不使用化合物(b-1),除此以外與實施例1同樣地進行,得到了比較用光學膜形成用組合物(1)。另外,使用比較用光學膜形成用組合物(1),利用與實施例1同樣的方法制作了光學膜。進一步,利用與實施例1同樣的方法,實施所得到的比較用光學膜形成用組合物(1)和由比較用光學膜形成用組合物(1)形成的光學膜的評價。上述組合物中的二向色性色素的含量示于表1,上述評價的結(jié)果示于表2。
[比較例2]
不使用化合物(a-1)且將化合物(b-1)的使用量變更為3.2質(zhì)量份,除此以外與實施例1同樣地進行,得到了比較用光學膜形成用組合物(2)。另外,使用比較用光學膜形成用組合物(2),利用與實施例1同樣的方法制作了光學膜。進一步,利用與實施例1同樣的方法,實施所得到的比較用光學膜形成用組合物(2)和由比較用光學膜形成用組合物(2)形成的光學膜的評價。上述組合物中的二向色性色素的含量示于表1、上述評價的結(jié)果示于表2。
[比較例3]
使用化合物(b-20)1.0質(zhì)量份代替化合物(b-1),除此以外與實施例1同樣地進行,得到了比較用光學膜形成用組合物(3)。另外,使用比較用光學膜形成用組合物(3),利用與實施例1同樣的方法制作了光學膜。進一步,利用與實施例1同樣的方法,實施所得到的比較用光學膜形成用組合物(3)和由比較用光學膜形成用組合物(3)形成的光學膜的評價。上述組合物中的二向色性色素的含量示于表1,上述評價的結(jié)果示于表2。
表1
*在化合物(a-1)、化合物(b-1)、化合物(b-20)的欄中,不僅記載了二向色性色素的含量(質(zhì)量份),而且記載了將化合物(a)與化合物(b)的合計含量設為100摩爾%時的各化合物的含有率(摩爾比率)。
表2
*比較例3的化合物(b)的保持率表示化合物(b-20)的保持率。
[結(jié)論]
基于表1、2的記載,將實施例1~4與比較例1、2進行比較,結(jié)果可知,通過使用包含化合物(a)和化合物(b)這兩者的組合物,即便保管規(guī)定期間后,也能夠形成無取向缺陷且外觀品質(zhì)優(yōu)異的光學膜。
另外,將實施例1~4與比較例3進行比較,結(jié)果可知,通過使用包含上述通式(a)、通式(b)中的r1a與r1b為相互不同的基團的化合物(a)和化合物(b)這兩者的組合物,能夠形成二向色性比充分高的光學膜。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
由本發(fā)明的組合物形成的光學膜可在具備該光學膜(偏振膜)的液晶顯示裝置、液晶單元、圓偏振板和有機el顯示裝置的制造領域中廣泛利用。