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特許7022192重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置
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  • 特許-重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置 図1A
  • 特許-重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置 図1B
  • 特許-重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置 図1C
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-08
(45)【発行日】2022-02-17
(54)【発明の名称】重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置
(51)【国際特許分類】
   C08F 20/30 20060101AFI20220209BHJP
   C08L 33/06 20060101ALI20220209BHJP
   C08K 5/42 20060101ALI20220209BHJP
   C08K 5/521 20060101ALI20220209BHJP
   C08K 5/51 20060101ALI20220209BHJP
   G02B 5/30 20060101ALI20220209BHJP
   G02F 1/13363 20060101ALI20220209BHJP
【FI】
C08F20/30
C08L33/06
C08K5/42
C08K5/521
C08K5/51
G02B5/30
G02F1/13363
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2020501027
(86)(22)【出願日】2019-02-21
(86)【国際出願番号】 JP2019006500
(87)【国際公開番号】W WO2019163878
(87)【国際公開日】2019-08-29
【審査請求日】2020-08-05
(31)【優先権主張番号】P 2018028689
(32)【優先日】2018-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】林 大介
(72)【発明者】
【氏名】松山 拓史
(72)【発明者】
【氏名】高橋 慶太
(72)【発明者】
【氏名】吉政 慶介
(72)【発明者】
【氏名】芥川 暢之
【審査官】藤井 勲
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-203945(JP,A)
【文献】特開2004-354962(JP,A)
【文献】特開2006-276061(JP,A)
【文献】特開2009-080450(JP,A)
【文献】特開2010-031223(JP,A)
【文献】特開2012-215706(JP,A)
【文献】国際公開第2014/010325(WO,A1)
【文献】特開2014-153569(JP,A)
【文献】国際公開第2016/043087(WO,A1)
【文献】特開2016-053709(JP,A)
【文献】特開2016-081035(JP,A)
【文献】特開2018-025614(JP,A)
【文献】特開2009-084417(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 20/30
C08L 33/06
C08K 5/42
C08K 5/521
C08K 5/51
G02B 5/30
G02F 1/13363
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)で表される重合性液晶化合物と、酸性化合物とを含有し、
前記酸性化合物のpKaが、-10超5以下であり、
前記酸性化合物の含有量が、前記重合性液晶化合物100質量部に対して20質量部以下である、重合性液晶組成物。
【化1】
ここで、前記式(1)中、
Arは、下記式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。
Dは、単結合、-COO-、または、-OCO-を表す。
Aは、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数6以上のシクロアルカン環を表す。
SPは、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
Lは、アクリロイル基またはメタクリロイル基を表す。
mは、0~2の整数を表し、nは、を表す。
ただし、mまたはnの数によって複数となるD、A、SPおよびLは、いずれも、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【化2】
ここで、前記式(Ar-1)~(Ar-5)中、
*は、酸素原子との結合位置を表す。
は、NまたはCHを表す。
は、-S-、-O-、または、-N(R )-を表し、R は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
は、置換基を有してもよい、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、または、炭素数3~12の芳香族複素環基を表す。
、Z およびZ は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OR 、-NR 、または、-SR を表し、R ~R は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Z およびZ は、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
およびA は、それぞれ独立に、-O-、-N(R )-、-S-、および、-CO-からなる群から選択される基を表し、R は、水素原子または置換基を表す。
Xは、水素原子または置換基が結合していてもよい第14~16族の非金属原子を表す。
およびD は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR -、-CR =CR 10 -、-NR 11 -、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R ~R 11 は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
SP およびSP は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH -の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
およびL は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
は、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
【請求項2】
前記酸性化合物のpKaの値と、前記酸性化合物の前記重合性液晶化合物100質量部に対する含有量の値とが、下記式(I)を満たす、請求項1に記載の重合性液晶組成物。
0.01≦含有量の値/(pKaの値+10)≦1.5 ・・・(I)
【請求項3】
前記酸性化合物の分子量が、120以上である、請求項1または2に記載の重合性液晶組成物。
【請求項4】
前記酸性化合物が、リン酸化合物、ホスホン酸化合物およびスルホン酸化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1~3のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項5】
請求項1~のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜。
【請求項6】
前記重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物が重合後に水平配向している、請求項に記載の光学異方性膜。
【請求項7】
請求項またはに記載の光学異方性膜を有する光学フィルム。
【請求項8】
請求項に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
【請求項9】
請求項に記載の光学フィルム、または、請求項に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
逆波長分散性を示す重合性化合物は、広い波長範囲での正確な光線波長の変換が可能になること、および、高い屈折率を有するために位相差フィルムを薄膜化できること、などの特徴を有しているため、盛んに研究されている。
また、逆波長分散性を示す重合性化合物としては、一般にT型の分子設計指針が取られており、分子長軸の波長を短波長化し、分子中央に位置する短軸の波長を長波長化することが要求されている。
そのため、分子中央に位置する短軸の骨格(以下、「逆波長分散発現部」ともいう。)と、分子長軸との連結には、吸収波長のないシクロアルキレン骨格を利用することが知られている(例えば、特許文献1~3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2010-031223号公報
【文献】国際公開第2014/010325号
【文献】特開2016-081035号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者らは、特許文献1~3について検討したところ、重合性化合物の種類、重合開始剤の種類、および、硬化温度などの重合条件によっては、形成される光学異方性膜が高温または高湿下に晒された場合において、複屈折率が変化してしまうという耐久性の問題があることを明らかとした。
【0005】
そこで、本発明は、耐久性に優れた光学異方性膜の形成に用いられる重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、重合性液晶化合物とともに、特定のpKa値を満たす酸性化合物を用いると、形成される光学異方性膜の耐久性が良好となることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
【0007】
[1] 後述する式(1)で表される重合性液晶化合物と、酸性化合物とを含有し、
酸性化合物のpKaが、-10超5以下であり、
酸性化合物の含有量が、重合性液晶化合物100質量部に対して20質量部以下である、重合性液晶組成物。
[2] 酸性化合物のpKaの値と、酸性化合物の重合性液晶化合物100質量部に対する含有量の値とが、下記式(I)を満たす、[1]に記載の重合性液晶組成物。
0.01≦含有量の値/(pKaの値+10)≦1.5 ・・・(I)
[3] 酸性化合物の分子量が、120以上である、[1]または[2]に記載の重合性液晶組成物。
[4] 酸性化合物が、リン酸化合物、ホスホン酸化合物およびスルホン酸化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、[1]~[3]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[5] 後述する式(1)中のnが、2を表し、かつ、後述する式(1)中のArが、後述する式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す、[1]~[4]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
【0008】
[6] [1]~[5]のいずれかに記載の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜。
[7] 重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物が重合後に水平配向している、[6]に記載の光学異方性膜。
[8] [6]または[7]に記載の光学異方性膜を有する光学フィルム。
[9] [8]に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
[10] [8]に記載の光学フィルム、または、[9]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、耐久性に優れた光学異方性膜の形成に用いられる重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1A図1Aは、本発明の光学フィルムの一例を示す模式的な断面図である。
図1B図1Bは、本発明の光学フィルムの他の一例を示す模式的な断面図である。
図1C図1Cは、本発明の光学フィルムの他の一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、表記される二価の基(例えば、-O-CO-)の結合方向は、結合位置を明記している場合を除き、特に制限されず、例えば、後述する式(Ar-3)中のDが-CO-O-である場合、SP側に結合している位置を*1、炭素原子側に結合している位置を*2とすると、Dは、*1-CO-O-*2であってもよく、*1-O-CO-*2であってもよい。
【0012】
[重合性液晶組成物]
本発明の重合性液晶組成物は、下記式(1)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(1)」とも略す。)と、酸性化合物とを含有する重合性液晶組成物である。
また、酸性化合物のpKaは、-10超5以下である。
更に、酸性化合物の含有量は、重合性液晶化合物(1)100質量部に対して20質量部以下である。
【化1】
【0013】
本発明においては、上述した通り、重合性液晶化合物(1)とともに、pKaが-10超5以下の酸性化合物(以下、「特定酸性化合物」とも略す。)を配合することにより、形成される光学異方性膜の耐久性が良好となる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
まず、本発明者らは、耐久性が劣る原因は、式(1)中のArと分子長軸との連結に利用されるエステル結合が、高温または高湿の環境下において加水分解することで、重合性基によって固定化された液晶化合物の一部が遊離して可動性を持ち、複屈折率が変化してしまうことに起因していると推測している。
そのため、本発明においては、特定酸性化合物を配合することにより、組成物の系内に混在している塩基性成分を中和し、塩基性成分の存在により促進される加水分解の進行が抑制された結果、耐久性が向上したと考えられる。
以下、本発明の重合性液晶組成物の各成分について詳細に説明する。
【0014】
〔重合性液晶化合物(1)〕
本発明の重合性液晶組成物が含有する重合性液晶化合物(1)は、下記式(1)で表される重合性液晶化合物である。
【化2】
【0015】
上記式(1)中、Arは、n価の芳香族基を表す。
Dは、単結合、-COO-、または、-OCO-を表す。
Aは、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数6以上のシクロアルカン環を表す。
SPは、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
Lは、重合性基を表す。
mは、0~2の整数を表し、nは、1または2の整数を表す。
ただし、mまたはnの数によって複数となるD、A、SPおよびLは、いずれも、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【0016】
上記式(1)中、Arが示す芳香族基とは、芳香族性を有する環を含む基をいい、例えば、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を含むn価の基などが挙げられる。
ここで、芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスロリン環等が挙げられる
芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環等が挙げられる。
なかでも、ベンゼン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環が好ましい。
【0017】
上記式(1)中、Aが示す炭素数6以上の芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスロリン環等などの芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環等の芳香族複素環;が挙げられる。なかでも、ベンゼン環(例えば、1,4-フェニル基など)が好ましい。
また、上記式(1)中、Aが示す炭素数6以上のシクロアルカン環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロペプタン環、シクロオクタン環、シクロドデカン環、シクロドコサン環などが挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環(例えば、シクロヘキサン-1,4-ジイル基など)が好ましい。
なお、炭素数6以上の芳香環または炭素数6以上のシクロアルカン環が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar-1)中のYが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
【0018】
上記式(1)中、SPが示す炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、メチルヘキシレン基、へプチレン基等が好適に挙げられる。なお、SPおよびSPは、上述した通り、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基であってもよく、Qで表される置換基としては、後述する式(Ar-1)中のYが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
【0019】
上記式(1)中、Lが示す重合性基は、特に限定されないが、ラジカル重合またはカチオン重合可能な重合性基が好ましい。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとして、アクリロイル基またはメタクリロイル基を挙げることができる。この場合、重合速度はアクリロイル基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の観点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も重合性基として同様に使用することができる。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、および、ビニルオキシ基などを挙げることができる。中でも、脂環式エーテル基、または、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、または、ビニルオキシ基が特に好ましい。
特に好ましい重合性基の例としては下記が挙げられる。
【0020】
【化3】
【0021】
上記式(1)中、mは、0~2の整数を表し、液晶性発現のために十分な剛直性を示す理由から、1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
また、上記式(1)中、nは、1または2の整数を表し、合成しやすく、また、液晶性が発現しやすい理由から、2であることが好ましい。
【0022】
本発明においては、重合性液晶化合物の中でも逆波長分散性の重合性液晶化合物を使用した場合において、分解が顕著になる傾向にある理由から、上記式(1)で表される重合性液晶化合物が、逆波長分散性を示す化合物であることが好ましい。
ここで、「逆波長分散性」の重合性液晶化合物とは、これを用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレターデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
【0023】
逆波長分散性を示す化合物としては、上記式(1)中のnが、2を表し、かつ、上記式(1)中のArが、下記式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す化合物が好適に挙げられる。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-5)中、*酸素原子との結合位置を表す。
【化4】
【0024】
ここで、上記式(Ar-1)中、Qは、NまたはCHを表し、Qは、-S-、-O-、または、-N(R)-を表し、Rは、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Yは、置換基を有してもよい、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、または、炭素数3~12の芳香族複素環基を表す。
が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられる。
が示す炭素数6~12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。
が示す炭素数3~12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、ピリジル基などのヘテロアリール基が挙げられる。
また、Yが有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基またはエチル基であるのが特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であるのが特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
【0025】
また、上記式(Ar-1)~(Ar-5)中、Z、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OR、-NR、または、-SRを表し、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、ZおよびZは、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ペンチル基(1,1-ジメチルプロピル基)、tert-ブチル基、1,1-ジメチル-3,3-ジメチル-ブチル基が更に好ましく、メチル基、エチル基、tert-ブチル基が特に好ましい。
炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、アダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、具体的には、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられ、炭素数6~12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子であるのが好ましい。
一方、R~Rが示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられる。
【0026】
また、上記式(Ar-2)および(Ar-3)中、AおよびAは、それぞれ独立に、-O-、-N(R)-、-S-、および、-CO-からなる群から選択される基を表し、Rは、水素原子または置換基を表す。
が示す置換基としては、上記式(Ar-1)中のYが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
【0027】
また、上記式(Ar-2)中、Xは、水素原子または置換基が結合していてもよい第14~16族の非金属原子を表す。
また、Xが示す第14~16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、置換基を有する窒素原子、置換基を有する炭素原子が挙げられ、置換基としては、具体的には、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキル置換アルコキシ基、環状アルキル基、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アルキルカルボニル基、スルホ基、水酸基等が挙げられる。
【0028】
また、上記式(Ar-3)中、DおよびDは、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR-、-CR=CR10-、-NR11-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R~R11は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
ここで、DおよびDが示す2価の連結基としては、例えば、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR-、-CR-CR-、-O-CR-、-CR-O-CR-、-CO-O-CR-、-O-CO-CR-、-CR-O-CO-CR-、-CR-CO-O-CR-、-NR11-CR-、および、-CO-NR11-などが挙げられる。なかでも、-CO-O-であることが好ましい。
【0029】
また、上記式(Ar-3)中、SPおよびSPは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。置換基としては、上記式(Ar-1)中のYが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
ここで、2価の連結基としては、上記式(1)中のSPにおいて説明したものと同様のものが挙げられる。
【0030】
また、上記式(Ar-3)中、LおよびLは、それぞれ独立に1価の有機基を表す。
ここで、1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などを挙げることができる。アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10が更に好ましい。また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6~25が好ましく、6~10がより好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。また、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上記式(Ar-1)中のYが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
【0031】
また、上記式(Ar-4)~(Ar-5)中、Axは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-5)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
ここで、AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、Qは、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
AxおよびAyとしては、特許文献2(国際公開第2014/010325号)の[0039]~[0095]段落に記載されたものが挙げられる。
また、Qが示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられ、置換基としては、上記式(Ar-1)中のYが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
【0032】
上記式(1)で表される重合性液晶化合物(1)としては、具体的には、例えば、特開2008-297210号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号[0034]~[0039]に記載の化合物)、特開2010-084032号公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号[0067]~[0073]に記載の化合物)、特開2016-053709号公報に記載の一般式(II)で表される化合物(特に、段落番号[0036]~[0043]に記載の化合物)、および、特開2016-081035公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号[0043]~[0055]に記載の化合物)等が挙げられる。
【0033】
また、逆波長分散性が向上する理由から、上記式(1)で表される重合性液晶化合物(1)としては、上記式(1)中のDが単結合であり、かつ、上記式(1)中のAが炭素数6以上のシクロアルカン環を表す重合性液晶化合物も挙げられる。
このような重合性液晶化合物としては、例えば、下記式(1)~(10)で表される化合物が好適に挙げられ、具体的には、下記式(1)~(10)中のK(側鎖構造)として、下記表1および表2に示す側鎖構造を有する化合物がそれぞれ挙げられる。
なお、下記表1および表2中、Kの側鎖構造に示される「*」は、芳香環との結合位置を表す。
また、以下の説明においては、下記式(1)で表され、かつ、下記表1中の1-1に示す基を有する化合物を「化合物(1-1-1)」と表記し、他の構造式および基を有する化合物についても同様の方法で表記する。例えば、下記式(2)で表され、かつ、下記表2中の2-3に示す基を有する化合物は「化合物(2-2-3)」と表記できる。
また、下記表1中の1-2および下記表2中の2-2で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基およびメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
【化5】
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
〔特定酸性化合物〕
本発明の重合性液晶組成物が含有する特定酸性化合物は、pKaが-10超5以下となる酸性化合物である。
ここで、pKaとは、酸解離定数であり、この値が低いほど酸強度が大きいことを示している。
本明細書において、pKaは以下の(i)から(v)の手順に基づき算出する。つまり、(i)で特定酸性化合物のpKaを算出できる場合は、(i)で算出されたpKaを特定酸性化合物のpKaとする。(i)によってpKaを算出できない場合は、(ii)によってpKaの算出を試み、(ii)でpKaを算出できた場合は、その値を特定酸性化合物のpKaとする。また、(ii)によってpKaを算出できない場合は、(iii)によってpKaの算出を試み、(iii)でpKaを算出できた場合は、その値を特定酸性化合物のpKaとする。さらに、(iii)によってpKaを算出できない場合は、(iv)によってpKaの算出を試み、(iv)でpKaを算出できた値を特定酸性化合物のpKaとする。さらに、(iv)によってpKaを算出できない場合は、(v)によってpKaの算出を試み、(v)でpKaを算出できた値を特定酸性化合物のpKaとする。
【0037】
(i)下記ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数および公知文献値のデータベースに基づいたpKa値を、計算により求める。
<ソフトウェアパッケージ1>
Marvin Sketch 18.3(ChemAxon)
上記ソフトウェアパッケージ1にて計算可能な化合物のpKaはそれの小数点第二位を四捨五入して使用する。
【0038】
(ii)ソフトウェアパッケージ1にて計算できない化合物はソフトウェアパッケージ2を用いて求める。
<ソフトウェアパッケージ2>
Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs)。
上記ソフトウェアパッケージ2にて計算可能な化合物のpKaはそれの小数点第二位を四捨五入して使用する。
【0039】
(iii)ソフトウェアパッケージ2にて計算できない超強酸(プログラムの問題で計算できないホウ素原子、または、リン原子などを含む超原子価の化合物)は文献1(J. Org. Chem., 2011, 76,391.)の表1に記載のpKa(DCE)を引用する。ここでDCMは、1,2-ジクロロエタン溶媒中でのpKaを意味している。
【0040】
(iv)さらに上記文献1にも記載されていない超強酸については、文献2(Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 2066.)の表3に記載の“Fluoride ion affinity of the Lewis Acid [kJ/mol]”を参考に換算係数を用いて算出する。
すなわち、文献1および文献2の両方に記載のある“HBF”のpKa(-10.3)とFluoride ion affinity of the Lewis Acid(338)の比例計算から導いた換算係数(-10.3/338)を、文献2に記載の各成分のFluoride ion affinity of the Lewis Acidの値に乗じることで、pKaを算出する。例えば、文献2の表3中の[PFのFluoride ion affinity of the Lewis Acidの値が394であることから、HPFのpKaは394×(-10.3/338)=-12.0と算出できる。
【0041】
(v)上記の(i)~(iv)にて算出できない超強酸、並びに、上記文献1および文献2に記載のない化合物については、類似の構造をもつ化合物と同等の値として本発明では定義する。
【0042】
本発明においては、耐久性がより向上する理由から、特定酸性化合物のpKaは、-5~5であることが好ましく、-2~3であることがより好ましい。
【0043】
また、本発明においては、光学異方性膜の形成時に揮発し難く、耐久性がより向上する理由から、特定酸性化合物の分子量が、120以上であることが好ましく、120以上500以下であることがより好ましく、150以上350以下であることが更に好ましい。
【0044】
このような特定酸性化合物としては、具体的には、例えば、下記表3に示す化合物が好適に挙げられる。
【表3】
【0045】
更に、本発明においては、耐久性がより向上する理由から、特定酸性化合物が、リン酸化合物、ホスホン酸化合物およびスルホン酸化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましく、ホスホン酸化合物またはスルホン酸化合物であることがより好ましい。
【0046】
本発明においては、特定酸性化合物の含有量は、上記重合性液晶化合物(1)100質量部に対して20質量部以下であり、0.05~20質量部であることが好ましく、0.1~10質量部であることがより好ましく、0.2~5質量部であることが更に好ましい。
なお、特定酸性化合物の上述した含有量は、本発明の重合性液晶組成物が、後述する他の重合性化合物を含有している場合は、上記重合性液晶化合物(1)および他の重合性化合物の合計100質量部に対する含有量(質量部)をいう。
【0047】
特に、耐久性がより向上する理由から、特定酸性化合物のpKaの値と、特定酸性化合物の上記重合性液晶化合物(1)100質量部に対する含有量(質量部)の値とが、下記式(I)を満たしていることが好ましく、下記式(Ia)を満たしていることがより好ましく、下記式(Ib)を満たしていることが更に好ましく、下記式(Ic)を満たしていることが特に好ましい。
0.01≦含有量の値/(pKaの値+10)≦1.5 ・・・(I)
0.03≦含有量の値/(pKaの値+10)≦1.0 ・・・(Ia)
0.05≦含有量の値/(pKaの値+10)≦0.8 ・・・(Ib)
0.10≦含有量の値/(pKaの値+10)≦0.6 ・・・(Ic)
【0048】
〔他の重合性化合物〕
本発明の重合性液晶組成物は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)以外に、重合性基を1個以上有する他の重合性化合物を含んでいてもよい。
ここで、他の重合性化合物が有する重合性基は特に限定されず、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。なかでも、アクリロイル基、メタクリロイル基を有しているのが好ましい。
【0049】
他の重合性化合物としては、形成される光学異方性膜の湿熱耐久性がより向上する理由から、重合性基を1個~4個有する他の重合性化合物であるのが好ましく、重合性基を2個有する他の重合性化合物であるのがより好ましい。
【0050】
他の重合性化合物としては、特開2016-053709号公報の[0073]~[0074]段落に記載された化合物が挙げられる。
また、他の重合性化合物としては、特開2014-077068号公報の[0030]~[0033]段落に記載された式(M1)、(M2)、(M3)で表される化合物が挙げられ、より具体的には、同公報の[0046]~[0055]段落に記載された具体例が挙げられる。
また、他の重合性化合物としては、特開2014-198814号公報に記載の式(1)~(3)の構造のものも好ましく用いることができ、より具体的には、同公報の[0020]~[0035]、[0042]~[0050]、[0056]~[0057]段落に記載された具体例が挙げられる。
【0051】
このような他の重合性化合物を含有する場合の含有量は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)を含めた合計質量に対して、50質量%未満であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、2~30質量%であることが更に好ましい。
【0052】
〔重合開始剤〕
本発明の重合性液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。
使用する重合開始剤は、紫外線(UV)照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報、特開平10-29997号公報記載)等が挙げられる。
また、本発明においては、重合開始剤がオキシム型の重合開始剤であることも好ましく、その具体例としては、国際公開第2017/170443号の[0049]~[0052]段落に記載された開始剤が挙げられる。
【0053】
〔溶媒〕
本発明の重合性液晶組成物は、光学異方性膜を形成する作業性等の観点から、溶媒を含有するのが好ましい。
溶媒としては、具体的には、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなど)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0054】
〔レベリング剤〕
本発明の重合性液晶組成物は、光学異方性膜の表面を平滑に保ち、配向制御を容易にする観点から、レベリング剤を含有することが好ましい。
このようなレベリング剤としては、添加量に対するレベリング効果が高い理由から、フッ素系レベリング剤またはケイ素系レベリング剤であることが好ましく、泣き出し(ブルーム、ブリード)を起こしにくい観点から、フッ素系レベリング剤であることがより好ましい。
レベリング剤としては、具体的には、例えば、特開2007-069471号公報の[0079]~[0102]段落の記載に記載された化合物、特開2013-047204号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0020]~[0032]段落に記載された化合物)、特開2012-211306号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0022]~[0029]段落に記載された化合物)、特開2002-129162号公報に記載された一般式(I)で表される液晶配向促進剤(特に[0076]~[0078]および[0082]~[0084]段落に記載された化合物)、特開2005-099248号公報に記載された一般式(I)、(II)および(III)で表される化合物(特に[0092]~[0096]段落に記載された化合物)などが挙げられる。なお、後述する配向制御剤としての機能を兼ね備えてもよい。
【0055】
〔配向制御剤〕
本発明の重合性液晶組成物は、必要に応じて、配向制御剤を含有することができる。
配向制御剤により、ホモジニアス配向の他、ホメオトロピック配向(垂直配向)、傾斜配向、ハイブリッド配向、コレステリック配向等の種々の配向状態を形成することができ、また、特定の配向状態をより均一かつより精密に制御して実現することができる。
【0056】
ホモジニアス配向を促進する配向制御剤としては、例えば、低分子の配向制御剤や、高分子の配向制御剤を用いることができる。
低分子の配向制御剤としては、例えば、特開2002-20363号公報の[0009]~[0083]段落、特開2006-106662号公報の[0111]~[0120]段落、および、特開2012-211306公報の[0021]~[0029]段落の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、高分子の配向制御剤としては、例えば、特開2004-198511号公報の[0021]~[0057]段落、および、特開2006-106662号公報の[0121]~[0167]段落を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
【0057】
また、ホメオトロピック配向を形成または促進する配向制御剤としては、例えば、ボロン酸化合物、オニウム塩化合物が挙げられ、具体的には、特開2008-225281号公報の[0023]~[0032]段落、特開2012-208397号公報の[0052]~[0058]段落、特開2008-026730号公報の[0024]~[0055]段落、特開2016-193869号公報の[0043]~[0055]段落などに記載された化合物を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
【0058】
一方、コレステリック配向は、本発明の重合性組成物にキラル剤を加えることにより実現することができ、そのキラル性の向きによりコレステリック配向の旋回方向を制御できる。なお、キラル剤の配向規制力に応じてコレステリック配向のピッチを制御することができる。
【0059】
配向制御剤の含有する場合の含有量は、重合性液晶組成物中の全固形分質量に対して0.01~10質量%であることが好ましく、0.05~5質量%であることがより好ましい。含有量がこの範囲であると、望む配向状態を実現しつつ、析出や相分離、配向欠陥等が無く、均一で透明性の高い光学異方性膜を得ることができる。
これらの配向制御剤は、さらに重合性官能基、特に、本発明の重合性液晶組成物を構成する重合性液晶化合物と重合可能な重合性官能基を付与することができる。
【0060】
〔その他の成分〕
本発明の重合性液晶組成物は、上述した成分以外の成分を含有してもよく、例えば、上述した重合性液晶化合物以外の液晶化合物、界面活性剤、チルト角制御剤、配向助剤、可塑剤、および、架橋剤などが挙げられる。
【0061】
[光学異方性膜]
本発明の光学異方性膜は、上述した本発明の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜である。
光学異方性膜の形成方法としては、例えば、上述した本発明の重合性液晶組成物を用いて、所望の配向状態とした後に、重合により固定化する方法などが挙げられる。
ここで、重合条件は特に限定されないが、光照射による重合においては、紫外線を用いることが好ましい。照射量は、10mJ/cm~50J/cmであることが好ましく、20mJ/cm~5J/cmであることがより好ましく、30mJ/cm~3J/cmであることが更に好ましく、50~1000mJ/cmであることが特に好ましい。また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。
なお、本発明においては、光学異方性膜は、後述する本発明の光学フィルムにおける任意の支持体上や、後述する本発明の偏光板における偏光子上に形成することができる。
【0062】
本発明においては、形成される光学異方性膜をポジティブAプレートとして機能させる理由から、上述した本発明の重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物が、重合後に水平配向された状態で固定化していることが好ましい。
ここで、ポジティブAプレート(正のAプレート)は以下のように定義される。
ポジティブAプレートは、フィルム面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたときに、下記式(A1)の関係を満たすものである。なお、ポジティブAプレートは、Rthが正の値を示す。
式(A1) nx>ny≒nz
なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。「実質的に同一」とは、例えば、(ny-nz)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「ny≒nz」に含まれ、(nx-nz)×dが、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「nx≒nz」に含まれる。
【0063】
本発明の光学異方性膜は、下記式(II)を満たしていることが好ましい。
0.50<Re(450)/Re(550)<1.00 ・・・(II)
ここで、上記式(II)中、Re(450)は、光学異方性膜の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。なお、本明細書において、レターデーションの測定波長を明記していない場合は、測定波長は550nmとする。
また、面内レターデーションおよび厚み方向のレターデーションの値は、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用い、測定波長の光を用いて測定した値をいう。
具体的には、AxoScan OPMF-1にて、平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF-1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
【0064】
[光学フィルム]
本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜を有する光学フィルムである。
図1A図1Bおよび図1C(以下、これらの図面を特に区別を要しない場合は「図1」と略す。)は、それぞれ本発明の光学フィルムの一例を示す模式的な断面図である。
なお、図1は模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致せず、図1に示す支持体、配向膜およびハードコート層は、いずれも任意の構成部材である。
図1に示す光学フィルム10は、支持体16と、配向膜14と、光学異方性膜12とをこの順で有する。
また、光学フィルム10は、図1Bに示すように、支持体16の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよく、図1Cに示すように、光学異方性膜12の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよい。
以下、本発明の光学フィルムに用いられる種々の部材について詳細に説明する。
【0065】
〔光学異方性膜〕
本発明の光学フィルムが有する光学異方性膜は、上述した本発明の光学異方性膜である。
本発明の光学フィルムにおいては、上記光学異方性膜の厚みについては特に限定されないが、0.1~10μmであるのが好ましく、0.5~5μmであるのがより好ましい。
【0066】
〔支持体〕
本発明の光学フィルムは、上述したように、光学異方性膜を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
このような支持体は、透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。
【0067】
このような支持体としては、例えば、ガラス基板やポリマーフィルムが挙げられ、ポリマーフィルムの材料としては、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、ラクトン環含有重合体等のアクリル酸エステル重合体を有するアクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;、塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;またはこれらのポリマーを混合したポリマーが挙げられる。
また、後述する偏光子がこのような支持体を兼ねる態様であってもよい。
【0068】
本発明においては、上記支持体の厚みについては特に限定されないが、5~60μmであるのが好ましく、5~30μmであるのがより好ましい。
【0069】
〔配向膜〕
本発明の光学フィルムは、上述した任意の支持体を有する場合、支持体と光学異方性膜との間に、配向膜を有しているのが好ましい。なお、上述した支持体が配向膜を兼ねる態様であってもよい。
【0070】
配向膜は、一般的にはポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。
本発明において利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコール又はポリイミド、及びその誘導体が好ましい。特に変性又は未変性のポリビニルアルコールが好ましい。
本発明に使用可能な配向膜については、例えば、国際公開第01/88574号の43頁24行~49頁8行に記載された配向膜;特許第3907735号公報の段落[0071]~[0095]に記載の変性ポリビニルアルコール;特開2012-155308号公報に記載された液晶配向剤により形成される液晶配向膜;等が挙げられる。
【0071】
本発明においては、配向膜の形成時に配向膜表面に接触しないことで面状悪化を防ぐことが可能となる理由から、配向膜としては光配向膜を利用することも好ましい。
光配向膜としては特に限定はされないが、国際公開第2005/096041号の段落[0024]~[0043]に記載されたポリアミド化合物やポリイミド化合物などのポリマー材料;特開2012-155308号公報に記載された光配向性基を有する液晶配向剤により形成される液晶配向膜;Rolic Technologies社製の商品名LPP-JP265CPなどを用いることができる。
【0072】
また、本発明においては、上記配向膜の厚さは特に限定されないが、支持体に存在しうる表面凹凸を緩和して均一な膜厚の光学異方性膜を形成するという観点から、0.01~10μmであることが好ましく、0.01~1μmであることがより好ましく、0.01~0.5μmであることがさらに好ましい。
【0073】
〔ハードコート層〕
本発明の光学フィルムは、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を有しているのが好ましい。具体的には、支持体の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよく(図1B参照)、光学異方性膜の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよい(図1C参照)。
ハードコート層としては特開2009-98658号公報の段落[0190]~[0196]に記載のものを使用することができる。
【0074】
〔他の光学異方性膜〕
本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜とは別に、他の光学異方性膜を有していてもよい。
すなわち、本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜と他の光学異方性膜との積層構造を有していてもよい。
このような他の光学異方性膜は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)のいずれか一方を配合せず、上述した他の重合性化合物(特に、液晶化合物)を用いて得られる光学異方性膜であれば特に限定されない。
ここで、一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物またはディスコティック液晶化合物(円盤状液晶化合物)を用いるのが好ましい。2種以上の棒状液晶化合物、2種以上の円盤状液晶化合物、または棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。上述の液晶化合物の固定化のために、重合性基を有する棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いて形成することがより好ましく、液晶化合物が1分子中に重合性基を2以上有することがさらに好ましい。液晶化合物が二種類以上の混合物の場合には、少なくとも1種類の液晶化合物が1分子中に2以上の重合性基を有していることが好ましい。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1や特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]や特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
【0075】
〔紫外線吸収剤〕
本発明の光学フィルムは、外光(特に紫外線)の影響を考慮して、紫外線(UV)吸収剤を含むことが好ましい。
紫外線吸収剤は、本発明の光学異方性膜に含有されてしてもよいし、本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜以外の部材に含有されていてもよい。光学異方性膜以外の部材としては、例えば、支持体が好適に挙げられる。
紫外線吸収剤としては、紫外線吸収性を発現できる従来公知のものがいずれも使用できる。このような紫外線吸収剤のうち、紫外線吸収性が高く、画像表示装置で用いられる紫外線吸収能(紫外線カット能)を得る観点から、ベンゾトリアゾール系またはヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
また、紫外線の吸収幅を広くするために、最大吸収波長の異なる紫外線吸収剤を2種以上併用することができる。
紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、特開2012-18395公報の[0258]~[0259]段落に記載された化合物、特開2007-72163号公報の[0055]~[0105]段落に記載された化合物などが挙げられる。
また、市販品として、Tinuvin400、Tinuvin405、Tinuvin460、Tinuvin477、Tinuvin479、および、Tinuvin1577(いずれもBASF社製)等を用いることができる。
【0076】
[偏光板]
本発明の偏光板は、上述した本発明の光学フィルムと、偏光子とを有するものである。
【0077】
〔偏光子〕
本発明の偏光板が有する偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
なかでも、密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(-CH-CHOH-を繰り返し単位として含むポリマー。特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン-ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つ)を含む偏光子であることが好ましい。
【0078】
本発明においては、偏光子の厚みは特に限定されないが、3μm~60μmであるのが好ましく、5μm~30μmであるのがより好ましく、5μm~15μmであるのが更に好ましい。
【0079】
〔粘着剤層〕
本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムにおける光学異方性膜と、偏光子との間に、粘着剤層が配置されていてもよい。
光学異方性膜と偏光子との積層のために用いられる粘着剤層としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001~1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤が挙げられるが、これに限定されない。
【0080】
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を有する、画像表示装置である。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セル、有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
【0081】
〔液晶表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、上述した本発明の偏光板と、液晶セルとを有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
【0082】
<液晶セル>
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、又はTN(Twisted Nematic)であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)及び(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、及び特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
【0083】
〔有機EL表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、本発明の偏光板と、λ/4機能を有する板(以下、「λ/4板」ともいう。)と、有機EL表示パネルとをこの順で有する態様が好適に挙げられる。
ここで、「λ/4機能を有する板」とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板をいい、例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性膜を設けた位相差フィルム等が挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
【実施例
【0084】
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
【0085】
[実施例1]
<光配向膜1付き偏光子1の作製>
セルローストリアセテートフィルムTD80UL(富士フイルム製)の支持体表面をアルカリ鹸化処理した。具体的には、55℃の1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に支持体を2分間浸漬した後、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃の0.1規定の硫酸を用いて中和した。中和した後、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。
次いで、厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中でMD(Machine Direction)方向に連続して5倍に延伸し、乾燥して厚さ20μmの偏光子(偏光膜)を得た。
次いで、上記の偏光子の一方の面に、偏光子保護フィルムとして、上記でアルカリ鹸化処理をしたセルローストリアセテートフィルムTD80ULを貼り合わせた。
その後、特開2012-155308号公報の実施例3に記載された液晶配向剤(S-3)と同様の組成となる光配向膜用塗布液1を調製し、偏光子の他方の面にワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒乾燥し、光配向膜1付き偏光子1を作製した。
【0086】
<偏光板1の作製>
下記組成のポジティブAプレートA-1形成用塗布液A-1を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ポジティブAプレートA-1形成用塗布液A-1の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記重合性液晶化合物L-1 40.00質量部
下記重合性液晶化合物L-2 40.00質量部
下記重合性化合物X-1 20.00質量部
下記重合開始剤S-1 3.00質量部
下記特定酸性化合物A-1 0.50質量部
レベリング剤(下記化合物T-1) 0.10質量部
メチルエチルケトン(溶媒) 200.00質量部
シクロペンタノン(溶媒) 200.00質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、下記式L-1およびL-2中のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、重合性液晶化合物L-1およびL-2は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
【0087】
【化6】





【0088】
作製した光配向膜1付き偏光子1に、大気下にて超高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製, ProFlux PPL02)を光配向膜1の面と平行になるようにセットして露光し、光配向処理を行った。この際用いる紫外線の照度はUV-A領域(紫外線A波、波長380nm~320nmの積算)において10mJ/cmとした。
【0089】
次いで、光配向処理面上にポジティブAプレートA-1形成用塗布液A-1を、バーコーターを用いて塗布した。膜面温度100℃で20秒間加熱熟成し、55℃まで冷却した後に、空気下にて空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて300mJ/cm2の紫外線を照射して、その配向状態を固定化することにより偏光板1を形成した。すなわち、得られた偏光板1は、光学異方性膜(位相差フィルム)としてのポジティブAプレートA-1と、光配向膜1と、偏光子1と、偏光子保護フィルムと、がこの順に配置されたものである。
形成されたポジティブAプレートA-1は、偏光板の吸収軸に対し遅相軸方向が垂直であった(すなわち、重合性液晶化合物が偏光板の吸収軸に対して垂直に配向していた)。ポジティブAプレートA-1について、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いて、Reの光入射角度依存性および光軸のチルト角を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス(水平)配向であった。
【0090】
[実施例2]
特定酸性化合物A-1の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2の偏光板2を作製した。なお、以下の説明において、偏光板2が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-2」という。
ポジティブAプレートA-2の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0091】
[実施例3]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-2で表される特定酸性化合物A-2を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3の偏光板3を作製した。なお、以下の説明において、偏光板3が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-3」という。
ポジティブAプレートA-3の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【化7】
【0092】
[実施例4]
特定酸性化合物A-2の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例3と同様の方法で、実施例4の偏光板4を作製した。なお、以下の説明において、偏光板4が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-4」という。
ポジティブAプレートA-4の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0093】
[実施例5]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-3で表される特定酸性化合物A-3を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例5の偏光板5を作製した。なお、以下の説明において、偏光板5が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-5」という。
ポジティブAプレートA-5の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0094】
【化8】
【0095】
[実施例6]
特定酸性化合物A-3の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例5と同様の方法で、実施例6の偏光板6を作製した。なお、以下の説明において、偏光板6が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-6」という。
ポジティブAプレートA-6の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0096】
[実施例7]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-4で表される特定酸性化合物A-4を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例7の偏光板7を作製した。なお、以下の説明において、偏光板7が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-7」という。
ポジティブAプレートA-7の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0097】
【化9】
【0098】
[実施例8]
特定酸性化合物A-4の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例7と同様の方法で、実施例8の偏光板8を作製した。なお、以下の説明において、偏光板8が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-8」という。
ポジティブAプレートA-8の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0099】
[実施例9]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-5で表される特定酸性化合物A-5を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例9の偏光板9を作製した。なお、以下の説明において、偏光板9が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-9」という。
ポジティブAプレートA-9の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0100】
【化10】
【0101】
[実施例10]
特定酸性化合物A-5の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例9と同様の方法で、実施例10の偏光板10を作製した。なお、以下の説明において、偏光板10が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-10」という。
ポジティブAプレートA-10の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0102】
[実施例11]
特定酸性化合物A-5の配合量を5.00質量部に変更した以外は、実施例9と同様の方法で、実施例11の偏光板11を作製した。なお、以下の説明において、偏光板11が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-11」という。
ポジティブAプレートA-11の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0103】
[実施例12]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-6で表される特定酸性化合物A-6を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例12の偏光板12を作製した。なお、以下の説明において、偏光板12が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-12」という。
ポジティブAプレートA-12の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0104】
【化11】
【0105】
[実施例13]
特定酸性化合物A-6の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例12と同様の方法で、実施例13の偏光板13を作製した。なお、以下の説明において、偏光板13が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-13」という。
ポジティブAプレートA-13の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0106】
[実施例14]
特定酸性化合物A-6の配合量を5.00質量部に変更した以外は、実施例12と同様の方法で、実施例14の偏光板14を作製した。なお、以下の説明において、偏光板14が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-14」という。
ポジティブAプレートA-14の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0107】
[実施例15]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-7で表される特定酸性化合物A-7を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例15の偏光板15を作製した。なお、以下の説明において、偏光板15が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-15」という。
ポジティブAプレートA-15の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0108】
【化12】
【0109】
[実施例16]
特定酸性化合物A-7の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例15と同様の方法で、実施例16の偏光板16を作製した。なお、以下の説明において、偏光板16が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-16」という。
ポジティブAプレートA-16の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0110】
[実施例17]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-8で表される特定酸性化合物A-8を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例17の偏光板17を作製した。なお、以下の説明において、偏光板17が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-17」という。
ポジティブAプレートA-17の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0111】
【化13】
【0112】
[実施例18]
特定酸性化合物A-8の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例17と同様の方法で、実施例18の偏光板18を作製した。なお、以下の説明において、偏光板18が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-18」という。
ポジティブAプレートA-18の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0113】
[実施例19]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-9で表される特定酸性化合物A-9を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例19の偏光板19を作製した。なお、以下の説明において、偏光板19が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-19」という。
ポジティブAプレートA-19の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0114】
【化14】
【0115】
[実施例20]
特定酸性化合物A-9の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例19と同様の方法で、実施例20の偏光板20を作製した。なお、以下の説明において、偏光板20が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-20」という。
ポジティブAプレートA-20の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0116】
[実施例21]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-10で表される特定酸性化合物A-10を0.50質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例21の偏光板21を作製した。なお、以下の説明において、偏光板21が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-21」という。
ポジティブAプレートA-21の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0117】
【化15】
【0118】
[実施例22]
特定酸性化合物A-5の配合量を0.10質量部に変更した以外は、実施例9と同様の方法で、実施例22の偏光板22を作製した。なお、以下の説明において、偏光板22が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-22」という。
ポジティブAプレートA-22の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0119】
[実施例23]
特定酸性化合物A-4の配合量を12.00質量部に変更した以外は、実施例7と同様の方法で、実施例23の偏光板23を作製した。なお、以下の説明において、偏光板23が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-23」という。
ポジティブAプレートA-23の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0120】
[実施例24]
特開2012-21068号公報の実施例1の記載を参考に、下記組成のポジティブAプレートA-24形成用塗布液A-24を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ポジティブAプレートA-24形成用塗布液A-24の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記重合性液晶化合物L-5 100.00質量部
イルガキュア369(BASF社製) 3.00質量部
OXE-03(BASF社製) 3.00質量部
アデカクルーズNCI-831(アデカ社製) 3.00質量部
上記特定酸性化合物A-5 0.50質量部
シクロペンタノン(溶媒) 233.00質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
【0121】
【化16】
【0122】
ポジティブAプレートA-1形成用塗布液A-1の代わりにポジティブAプレートA-24形成用塗布液A-24を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例24の偏光板24を作製した。なお、以下の説明において、偏光板24が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-24」という。
ポジティブAプレートA-22の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.18、Re(650)/Re(550)が1.02、光軸のチルト角は0.4°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0123】
[実施例25]
特定酸性化合物A-5の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例24と同様の方法で、実施例25の偏光板25を作製した。なお、以下の説明において、偏光板25が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-25」という。
ポジティブAプレートA-25の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0124】
[実施例26]
特定酸性化合物A-5の配合量を5.00質量部に変更した以外は、実施例24と同様の方法で、実施例26の偏光板26を作製した。なお、以下の説明において、偏光板26が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-26」という。
ポジティブAプレートA-26の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0125】
[実施例27]
上記重合性液晶化合物L-5に代えて、下記重合性液晶化合物L-7を用いた以外は、実施例24と同様の方法で、実施例27の偏光板27を作製した。なお、以下の説明において、偏光板27が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-27」という。
ポジティブAプレートA-27の光学特性を測定したところ、Re(550)/Re(450)が1.20、Re(650)/Re(550)が1.05、光軸のチルト角は0°で、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0126】
【化17】
【0127】
[実施例28]
特定酸性化合物A-5の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例27と同様の方法で、実施例28の偏光板28を作製した。なお、以下の説明において、偏光板28が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-28」という。
ポジティブAプレートA-28の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0128】
[実施例29]
特定酸性化合物A-5の配合量を5.00質量部に変更した以外は、実施例27と同様の方法で、実施例29の偏光板29を作製した。なお、以下の説明において、偏光板29が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-29」という。
ポジティブAプレートA-29の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0129】
[実施例30]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-14で表される特定酸性化合物A-14を2.00質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例30の偏光板30を作製した。なお、以下の説明において、偏光板30が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-30」という。
ポジティブAプレートA-30の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【化18】
【0130】
[実施例31]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式A-15で表される特定酸性化合物A-15を0.5質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例31の偏光板31を作製した。なお、以下の説明において、偏光板31が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-31」という。
ポジティブAプレートA-31の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【化19】
【0131】
[実施例32]
特定酸性化合物A-15の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例31と同様の方法で、実施例32の偏光板32を作製した。なお、以下の説明において、偏光板32が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-32」という。
ポジティブAプレートA-32の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0132】
[実施例33]
下記組成のポジティブAプレートA-33形成用塗布液A-33を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
ポジティブAプレートA-33形成用塗布液A-33の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
下記重合性液晶化合物L-3 29.60質量部
下記重合性液晶化合物L-4 55.10質量部
重合性化合物X-1 5.00質量部
下記重合性化合物X-2 10.30質量部
重合開始剤S-1 0.50質量部
特定酸性化合物A-15 0.50質量部
レベリング剤(化合物T-1) 0.15質量部
メチルエチルケトン(溶媒) 181.00質量部
シクロペンタノン(溶媒) 54.10質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
【0133】
【化20】


【0134】
次いで、光配向処理面上にポジティブAプレートA-33形成用塗布液A-33を、バーコーターを用いて塗布した。膜面温度135℃で20秒間加熱熟成し、120℃まで冷却した後に、空気下にて空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射して、その配向状態を固定化することにより偏光板33を形成した。なお、以下の説明において、偏光板33が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-33」という。
ポジティブAプレートA-33の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが140nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.22、Re(650)/Re(550)が1.03、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0135】
[実施例34]
特定酸性化合物A-15の配合量を2.00質量部に変更した以外は、実施例33と同様の方法で、実施例34の偏光板34を作製した。なお、以下の説明において、偏光板34が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートA-34」という。
ポジティブAプレートA-34の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが140nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.22、Re(650)/Re(550)が1.03、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0136】
[比較例1]
特定酸性化合物A-1を用いなかった以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1の偏光板B1を作製した。なお、以下の説明において、偏光板B1が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートB-1」という。
ポジティブAプレートB-1の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0137】
[比較例2]
特定酸性化合物A-1の代わりに、下記式B-1で表される酸性化合物B-1を0.10質量部用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2の偏光板B2を作製した。なお、以下の説明において、偏光板B2が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートB-2」という。
ポジティブAプレートB-2の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0138】
【化21】
【0139】
[比較例3]
特定酸性化合物A-4の配合量を25.00質量部に変更した以外は、実施例7と同様の方法で、比較例3の偏光板B3を作製した。なお、以下の説明において、偏光板B3が有する光学異方性膜(位相差フィルム)を「ポジティブAプレートB-3」という。
ポジティブAプレートB-3の光学特性を測定したところ、波長550nmにおいてReが145nm、Rthが73nm、Re(550)/Re(450)が1.12、Re(650)/Re(550)が1.01、光軸のチルト角は0°であり、重合性液晶化合物はホモジニアス配向であった。
【0140】
[耐久性]
上述した各実施例および比較例で作製した偏光板について、ガラス板上にポジティブAプレートをガラス側にして粘着剤(商品名「SK2057」、綜研化学社製)を介して貼り合せた。
AxoScan(OPMF-1、Axometrics社製)を用いて、波長550nmにおけるレターデーション値(Re)の耐久性を下記の指標で評価した。結果を下記表4に示す。
なお、試験条件は、105℃の環境下に120時間放置する試験を行った。
AA:初期のRe値に対する試験後のRe値の変化量が初期の値の3%未満
A:初期のRe値に対する試験後のRe値の変化量が初期の値の3%以上6%未満
B:初期のRe値に対する試験後のRe値の変化量が初期の値の6%以上12%未満
C:初期のRe値に対する試験後のRe値の変化量が初期の値の12%以上20%未満
D:初期のRe値に対する試験後のRe値の変化量が初期の値の20%以上
【0141】
【表4】
【0142】
表4に示す結果から、特定酸性化合物を配合しない場合は、光学異方性膜の耐久性が劣ることが分かった(比較例1)。
また、pKaが-10超5以下の範囲外となる酸性化合物を用いた場合は、光学異方性膜の耐久性が劣ることが分かった(比較例2)。
更に、pKaが-10超5以下の範囲内となる特定酸性化合物を用いた場合であっても、配合量が多い場合は、光学異方性膜の耐久性が劣ることが分かった(比較例3)。
これに対し、所定の重合性液晶化合物に対して、pKaが-10超5以下の範囲内となる特定酸性化合物を所定量配合した場合は、形成される光学異方性膜の耐久性が良好となることが分かった(実施例1~34)。
また、実施例1~23および30~32の対比から、特定酸性化合物が、上記式(I)を満たすことにより、形成される光学異方性膜の耐久性がより良好となることが分かった。
同様に、実施例1~23および30~32の対比から、特定酸性化合物が、分子量が120以上であると、形成される光学異方性膜の耐久性がより良好となることが分かった。
同様に、実施例1~23および30~32の対比から、リン酸化合物、ホスホン酸化合物およびスルホン酸化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であると、形成される光学異方性膜の耐久性がより良好となる傾向があり、特に、特定酸性化合物が、ホスホン酸化合物またはスルホン酸化合物であると、形成される光学異方性膜の耐久性が更に良好となることが分かった。
【符号の説明】
【0143】
10 光学フィルム
12 光学異方性層
14 配向膜
16 支持体
18 ハードコート層
図1A
図1B
図1C