JP6387618B2 - 液晶硬化膜 - Google Patents
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Description
[1] 式(1−1)で表される化合物に由来する構造と、式(2−1)で表される化合物に由来する構造とを含む液晶硬化膜。
R1−A1−E1−G1−D1−Y−D2−G2−E2−A2−R2 (1−1)
R1−A1−E1−G1−D1−A2−R2 (2−1)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に重合性基を表す。
Yは、12以上のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
[2] 式(1−1)で表される化合物に由来する構造と、式(2−1)で表される化合物に由来する構造との合計100モルに対する、式(2−1)で表される化合物に由来する構造の含有量が0.1〜30モルである[1]に記載の液晶硬化膜。
[3] 式(3−1)及び式(3−2)で表される光学特性を有する[1]〜[3]のいずれかに記載の液晶硬化膜。
Δn(450)/Δn(550)<1 (3−1)
Δn(650)/Δn(550)>1 (3−2)
[式中、Δn(450)は波長450nmの光に対する複屈折率を表す。Δn(550)は波長550nmの光に対する複屈折率を表す。Δn(650)は波長650nmの光に対する複屈折率を表す。]
[4] 重合性基が、カチオン重合性基又はラジカル重合性基である[1]〜[3]のいずれかに記載の液晶硬化膜。
[5] Yが12以上22以下のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基である[1]〜[4]のいずれかに記載の液晶硬化膜。
[6] Yがベンゾチアゾール環を含む、置換基を有していてもよいアリーレン基である[1]〜[5]のいずれかに記載の液晶硬化膜。
[7] G1及びG2がトランス1、4−シクロヘキサンジイル基である[1]〜[6]のいずれかに記載の液晶硬化膜。
[8] D1、D2、E1及びE2が、それぞれ独立に、−C(=O)−O−又は−O−C(=O)−である[1]〜[7]のいずれかに記載の液晶硬化膜。
[9] 式(1−1)で表される化合物と、式(2−1)で表される化合物とを含む組成物。
R1−A1−E1−G1−D1−Y−D2−G2−E2−A2−R2 (1−1)
R1−A1−E1−G1−D1−A2−R2 (2−1)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に重合性基を表す。
Yは、12以上のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
[10] 式(1−1)で表される化合物と、式(2−1)で表される化合物の合計100質量部に対する、式(2−1)で表される化合物の含有量が0.1〜30質量部である[9]に記載の組成物。
[11] さらに光重合開始剤を含む[9]又は[10]に記載の組成物。
[12] さらにレベリング剤を含む[9]〜[11]のいずれかに記載の組成物。
[13] さらに含窒素溶媒を含む[9]〜[12]のいずれかに記載の組成物。
[14] [9]〜[13]のいずれかに記載の組成物から得られる液晶硬化膜。
[15] [1]〜[8]のいずれかに記載の液晶硬化膜と、偏光子を含む円偏光板。
本明細書において、式(1−1)で表される化合物及び式(2−1)で表される化合物等の化合物を総称して、重合性液晶化合物という。本液晶硬化膜は、位相差膜として、液晶表示装置及び有機EL表示装置等の表示装置に好適に用いられる。
基材としては、ガラス基材及びプラスチック基材が挙げられ、好ましくはプラスチック基材である。プラスチック基材を構成するプラスチックとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマーなどのポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド及びポリフェニレンオキシドなどのプラスチックが挙げられる。好ましくは、セルロースエステル、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート又はポリメタクリル酸エステルである。
配向膜は、通常、高分子化合物からなる厚みが500nm以下の膜であり、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。
配向膜は、重合性液晶化合物の液晶配向を容易にする。水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、傾斜配向等の液晶配向の状態は、配向膜及び重合性液晶化合物の性質によって変化し、その組み合わせは任意に選択することができる。配向膜が配向規制力として水平配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は水平配向又はハイブリッド配向を形成することができ、垂直配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は垂直配向又は傾斜配向を形成することができる。水平、垂直等の表現は、液晶硬化膜平面を基準とした場合、配向した重合性液晶化合物の長軸の方向を表す。垂直配向とは液晶硬化膜平面に対して垂直な方向に、配向した重合性液晶化合物の長軸を有することである。ここでいう垂直とは、液晶硬化膜平面に対して90°±20°のことを意味する。
配向規制力は、配向膜層が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。重合性液晶化合物の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
配向性ポリマーとしては、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステル類等が挙げられ、ポリビニルアルコールが好ましい。これらの配向性ポリマーは、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマー又はモノマーと溶剤とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ということがある。)を基材に塗布し、偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点でより好ましい。
グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターン又は複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に液晶化合物を置いた場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
単官能アクリレートとは、アクリロイルオキシ基(CH2=CH−COO−)及びメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)−COO−)からなる群より選ばれる基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基と記すこともある。)を1個有する化合物である。(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、及びカプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物等が挙げられる。
カプロラクトン変性とは、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイルオキシ基との間に、カプロラクトンの開環体、又は、開環重合体が導入されていることを意味する。
本液晶硬化膜は、好ましくは、重合性液晶化合物が基材面内に対して水平方向に配向した状態で硬化した10μm以下の膜である。
Δn(450)/Δn(550)<1 (3−1)
Δn(650)/Δn(550)>1 (3−2)
Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmの光に対する複屈折率を表す。
100<Re(550)<150 (3−3)
Re(550)は550nmにおける位相差を表し、Δn(550)に膜厚を乗じたものである。
化合物(1−1)に由来する構造と化合物(2−1)に由来する構造との合計100モルに対する、化合物(2−1)に由来する構造の含有量は、好ましくは0.1〜30モルであり、より好ましくは0.1〜18モルであり、さらに好ましくは3〜15モルである。
当該範囲であれば、式(3−1)および式(3−2)を充足することが容易であり、また、基材側の重合度がより高くなるため好ましく、さらに、化合物(1−1)と化合物(2−1)を含む組成物の調製が容易となるため好ましい。
尚、本液晶硬化膜における化合物(1−1)に由来する構造と化合物(2−1)に由来する構造との合計100モルに対する、化合物(2−1)に由来する構造の含有量および化合物(1−1)に由来する構造の含有量は、塗工に用いる化合物(1−1)化合物(2−1)の組成比により、実質的に決定される。
本液晶硬化膜は化合物(1−1)および化合物(2−1)に由来する構造を含む。
R1−A1−E1−G1−D1−Y−D2−G2−E2−A2−R2 (1−1)
R1−A1−E1−G1−D1−A2−R2 (2−1)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に重合性基を表す。
Yは、12以上のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
P11−B2−(F1)r−B1−* (6−1)
[P11は重合反応性基を表す。
F1は炭素数1〜12の2価のアルカンジイル基を表わす。
B1およびB2はそれぞれ独立に連結基を表す。rは0又は1を表す。]
[式(P−11)〜(P−17)中、
R17〜R24はそれぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基または水素原子を表わす。]
F1で表される炭素数1〜12の2価のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、へキサン−1,6−ジイル基、へプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基およびドデカン−1,12−ジイル基等の炭素数1〜12の直鎖状アルカンジイル基;−CH2−CH2−O−CH2−CH2−、−CH2−CH2−O−CH2−CH2−O−CH2−CH2−および−CH2−CH2−O−CH2−CH2−O−CH2−CH2−O−CH2−CH2−等が挙げられる。F1は、好ましくはブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、へキサン−1,6−ジイル基、へプタン−1,7−ジイル基又は、オクタン−1,8−ジイル基である。
[式(7−1)中、Qは−S−、−O−を表す。
Z1およびZ2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数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、置換基を有していてもよい炭素数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、−NR2R3または−SR2を表わすか、または、Z1とZ2とが互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに芳香環または芳香族複素環を形成する。R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表わす。
Y11は、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい炭素数3〜12の1価の芳香族複素環式基を表わす。]
R4、R5、R6およびR7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のアルキル基を表わす。
R4、R5、R6およびR7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のアルキル基を表わす。
液晶硬化膜形成用組成物における、化合物(1−1)と化合物(2−1)の合計100質量部に対する、化合物(2−1)の含有量は、好ましくは0.1〜30質量部であり、より好ましくは0.1〜18質量部であり、さらに好ましくは3〜15質量部である。
当該範囲であれば、式(3−1)および式(3−2)を充足することが容易であり、また、基材側の重合度がより高くなるため好ましく、さらに、化合物(1−1)と化合物(2−1)を含む組成物の調製が容易となるため好ましい。
第三の重合性液晶化合物は、重合性基を少なくとも一つ有し、かつネマチック液晶相を呈する液晶化合物であると好ましい。
具体的な溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、フェノール等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、N−メチル−2−ピロリジノン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の非塩素化脂肪族炭化水素溶剤;トルエン、キシレン等の非塩素化芳香族炭化水素溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;およびクロロホルム、クロロベンゼン等の塩素化炭化水素溶剤;が挙げられる。これら他の溶剤は、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
反応性添加剤としては、その分子内に炭素−炭素不飽和結合と活性水素反応性基とを有するものが好ましい。なお、ここでいう「活性水素反応性基」とは、カルボキシル基(−COOH)、水酸基(−OH)、アミノ基(−NH2)等の活性水素を有する基に対して反応性を有する基を意味し、グリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジン基、イミド基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、無水マレイン酸基等がその代表例である。反応性添加剤が有する、炭素−炭素不飽和結合及び活性水素反応性基の個数は、通常、それぞれ1〜20個であり、好ましくはそれぞれ1〜10個である。
[式(Y)中、
nは1〜10までの整数を表わし、R1’は、炭素数2〜20の2価の脂肪族又は脂環式炭化水素基、或いは炭素数5〜20の2価の芳香族炭化水素基を表わす。各繰り返し単位にある2つのR2’は、一方が−NH−であり、他方が>N−C(=O)−R3’で示される基である。R3’は、水酸基又は炭素−炭素不飽和結合を有する基を表す。
式(Y)中のR3’のうち、少なくとも1つのR3’は炭素−炭素不飽和結合を有する基である。]
化合物(YY)には、市販品をそのまま又は必要に応じて精製して用いることができる。市販品としては、例えば、Laromer(登録商標)LR−9000(BASF社製)が挙げられる。
重合禁止剤としては、フェノール系化合物、硫黄系化合物及び、リン系化合物などのラジカル捕捉剤が挙げられる。
重合禁止剤としては、液晶硬化膜の着色が少ないという点で、フェノール系化合物が好ましい。
基材又は基材に形成された配向膜表面に、液晶硬化膜形成用組成物を塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法として例示したものと同じ方法が挙げられる。塗布する液晶硬化膜形成用組成物の厚みは、得られる液晶硬化膜の厚みを考慮して定められる。
かくして、本液晶硬化膜が得られる。
下記式により、本液晶硬化膜の重合度を評価することができる。すなわちP1/P2が1に近いほど、表裏での重合度の差が小さく、重合度がより均一な液晶硬化膜であるといえる。
0.95>P1/P2>0.60 (Y)
P1:液晶硬化膜の厚み方向に対して垂直な面のうち一方の面におけるP値
P2:もう一方の面におけるP値
P=I(1)/I(2)
I(1):赤外全反射吸収スペクトル測定によるエチレン性不飽和結合の面内変角振動由来のピーク強度
I(2):赤外全反射吸収スペクトル測定による芳香環の不飽和結合の伸縮振動由来のピーク強度
本明細書では、特に記載のない限り、空気界面側の膜表面をP2、後述する基材界面側の膜表面をP1として、それぞれの膜表面におけるP値を算出している
本液晶硬化膜は、被転写物へ転写することができる。当該液晶硬化膜を転写する方法としては、基材又は、基材上に形成された配向膜表面に形成された本液晶硬化膜を、粘接着剤層を介して被転写物に貼合し、基材を取り除く方法が挙げられる。具体的には、基材又は、基材上に形成された配向膜表面に形成された本液晶硬化膜表面に、粘接着剤層を形成し、その上に被転写物を積層し、基材を取り除くことで転写される。
本液晶硬化膜と粘接着剤層との間にプライマー層を有していてもよい。
法、ダイコート法、カンマコート法、バーコート法等の公知の各種コーティング法を用い
ることができる。
粘接着剤層が形成される液晶硬化膜又はプライマー層の表面には、あらかじめコロナ放電処理を施しておくことが好ましい。コロナ処理により、液晶硬化膜又はプライマー層と粘接着剤層との密着性をさらに向上させることができる。
被転写物としては、上記基材と同じもの、偏光子、偏光板及び、表示装置等が挙げられる。被転写物に本液晶硬化膜を転写することで、積層体が得られる。
被転写物が偏光子又は偏光板であり、本液晶硬化膜が式(3−3)を満たす場合、本液晶硬化膜と、被転写物に積層することで積層体として円偏光板が得られる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)および圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置および投写型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に本円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に有効に用いることができ、光学補償偏光板は液晶表示装置及びタッチパネル表示装置に有効に用いることができる。
基材14aの液晶層17側には、カラーフィルタ15が配置されている。カラーフィルタ15が、液晶層17を挟んで画素電極22に対向する位置に配置され、ブラックマトリクス20が画素電極間の境界に対向する位置に配置されている。透明電極16がカラーフィルタ15及びブラックマトリクス20を覆うように液晶層17側に配置されている。なお、カラーフィルタ15と透明電極16との間にオーバーコート層(図示せず)を有していてもよい。
かかるガラス基材やプラスチック基材としては、上記の基材として例示したものと同様のものが挙げられる。基材上に形成されるカラーフィルタ15や薄膜トランジスタ21を製造する際、高温に加熱する工程が必要である場合は、ガラス基材や石英基材が好ましい。
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物(1)を得た。
光配向性材料(1部):
溶剤(99部):プロピレングリコールモノメチルエーテル
下記の成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物(1)を得た。
化合物(1−1−A)は、特開2010−31223号公報記載の方法で合成した。
化合物(2−1−A)は、特開2010−24438号公報記載の方法で合成した。
重合開始剤(6部):2−ジメチルアミノ−2−ベンジル−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;チバ スペシャルティケミカルズ社製)
レベリング剤(0.1部):ポリアクリレート化合物(BYK−361N;BYK−Chemie社製)
重合禁止剤(1部):ジブチルヒドロキシトルエン(和光純薬工業株式会社製)
溶剤:N−メチル−2−ピロリジノン(160部)、シクロペンタノン(240部)
液晶硬化膜形成用組成物(1)の化合物(2−1−A)を化合物(1−1−B)に変えたこと以外は、液晶硬化膜形成用組成物(1)の調製と同様に、液晶硬化膜形成用組成物(2)を得た。
化合物(1−1−B)は、特開2010−31223号公報記載の方法で合成した。
[液晶硬化膜(1)の製造]
ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)(三菱樹脂株式会社製のダイアホイルT140E25)上に、光配向膜形成用組成物(1)をバーコーター塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、100mJ/cm2の積算光量で偏光UV露光を実施した。得られた光配向膜の厚みをレーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)で測定したところ、90nmであった。
続いて、光配向膜上に液晶硬化膜形成用組成物(1)を、バーコーターを用いて塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュアVB―15201BY−A、ウシオ電機株式会社製)を用いて、紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm2)することにより液晶硬化膜(1)を形成し、液晶硬化膜(1)を得た。
得られた液晶硬化膜(1)の厚み方向に対して垂直な面のうち、光配向膜側と反対側の表面(面A)に対して、Agilent社製、型式670-IRを用いて測定を行った(入射角60度)。
面A上に粘着剤を貼合し、表面をコロナ処理したCOPフィルムを粘着剤に圧着した後、PETフィルムを取り除くことで、COP、粘接着剤層及び液晶硬化膜(1)をこの順に有する積層体(1)を得た。液晶硬化膜(1)の面Aのもう一方の表面(面B)に対しても、測定を行った(入射角60度)。
積層体(1)における液晶硬化膜(1)の厚みをレーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)で測定した。積層体(1)における液晶硬化膜(1)の位相差値を王子計測機器社製のKOBRA−WRを用いて測定した。なお、COPの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、位相差値の関係には影響しない。結果を表に示す。
スガ試験機株式会社製 ヘイズメーター(型式HZ−2)を用いて、ダブルビーム法で、積層体(1)のヘイズ値を測定した。ヘイズ値が小さいほど、透明性に優れる。結果を表に示す。
液晶硬化膜形成用組成物(1)を液晶硬化膜形成用組成物(2)に変えたこと以外は、実施例と同様に、液晶硬化膜(2)、液晶硬化膜(2)及び積層体(2)を得て評価した。結果を表に示す。
P1:液晶硬化膜の厚み方向に対して垂直な面のうち一方の面におけるP値
P2:もう一方の面におけるP値
P=I(1)/I(2)
I(1):赤外全反射吸収スペクトル測定によるエチレン性不飽和結合の面内変角振動由来のピーク強度(1408cm-1におけるピーク強度)
I(2):赤外全反射吸収スペクトル測定による芳香環の不飽和結合の伸縮振動由来のピーク強度(1504cm-1におけるピーク強度)
12a、12b 偏光膜
13a、13b 位相差膜
14a、14b 基材
15 カラーフィルタ
16 透明電極
17 液晶層
18 層間絶縁膜
19 バックライトユニット
20 ブラックマトリクス
21 薄膜トランジスタ
22 画素電極
23 スペーサ
30 EL表示装置
31 円偏光板
33 基材
34 層間絶縁膜
35 画素電極
36 有機機能層
37 カソード電極
38 乾燥剤
39 封止フタ
40 薄膜トランジスタ
41 リブ
Claims (15)
- 式(1−1)で表される化合物に由来する構造と、式(2−1)で表される化合物に由来する構造とを含む液晶硬化膜。
R1−A1−E1−G1−D1−Y−D2−G2−E2−A2−R2 (1−1)
R1−A1−E1−G1−D1−A2−R2 (2−1)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に重合性基を表す。
Yは、12以上のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合を表すか、又は−C(=O)−O−、−C(=S)−O−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CO−O−CR4R5−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−、−NR4−CR5R6−または−CO−NR4−で表される2価の連結基を表し、ここで、R4、R5、R6およびR7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。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合を表すか、又は−C(=O)−O−、−C(=S)−O−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CO−O−CR4R5−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−、NR4−CR5R6−またはCO−NR4−で表される2価の連結基を表し、ここでR4、R5、R6およびR7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。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
式(2−1)で示される化合物を構成する全ての置換基R 1 、A 1 、E 1 、G 1 、D 1 、A 2 およびR 2 は、それぞれ式(1−1)で示される化合物を構成する置換基R 1 、A 1 、E 1 、G 1 、D 1 、A 2 およびR 2 と同一である。] - G1およびG2が、それぞれ独立に、無置換の1,4−シクロヘキサンジイル基または無置換の1,4−ベンゼンジイル基であり、
A1およびA2が、それぞれ独立に、無置換の1,4−シクロヘキサンジイル基または無置換の1,4−ベンゼンジイル基である請求項1に記載の液晶硬化膜。 - 式(3−1)及び式(3−2)で表される光学特性を有する請求項1または請求項2に記載の液晶硬化膜。
Δn(450)/Δn(550)<1 (3−1)
Δn(650)/Δn(550)>1 (3−2)
[式中、Δn(450)は波長450nmの光に対する複屈折率を表す。Δn(550)は波長550nmの光に対する複屈折率を表す。Δn(650)は波長650nmの光に対する複屈折率を表す。] - 重合性基が、カチオン重合性基又はラジカル重合性基である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の液晶硬化膜。
- Yが12以上22以下のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の液晶硬化膜。
- Yがベンゾチアゾール環を含む、置換基を有していてもよいアリーレン基である請求項1〜請求項5のいずれかに記載の液晶硬化膜。
- G1及びG2がトランス1,4−シクロヘキサンジイル基である請求項1〜請求項6のいずれかに記載の液晶硬化膜。
- D1、D2、E1及びE2が、それぞれ独立に、−C(=O)−O−又は−O−C(=O)−である請求項1〜請求項7のいずれかに記載の液晶硬化膜。
- 式(1−1)で表される化合物と、式(2−1)で表される化合物とを含む組成物。
R1−A1−E1−G1−D1−Y−D2−G2−E2−A2−R2 (1−1)
R1−A1−E1−G1−D1−A2−R2 (2−1)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に重合性基を表す。
Yは、12以上のπ電子を有する、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合を表すか、又は−C(=O)−O−、−C(=S)−O−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CO−O−CR4R5−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−、−NR4−CR5R6−または−CO−NR4−で表される2価の連結基を表し、ここで、R4、R5、R6およびR7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。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合を表すか、又は−C(=O)−O−、−C(=S)−O−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CO−O−CR4R5−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−、NR4−CR5R6−またはCO−NR4−で表される2価の連結基を表し、ここでR4、R5、R6およびR7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。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4のアルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
式(2−1)で示される化合物を構成する全ての置換基R 1 、A 1 、E 1 、G 1 、D 1 、A 2 およびR 2 は、それぞれ式(1−1)で示される化合物を構成する置換基R 1 、A 1 、E 1 、G 1 、D 1 、A 2 およびR 2 と同一である。] - G1およびG2が、それぞれ独立に、無置換の1,4−シクロヘキサンジイル基または無置換の1,4−ベンゼンジイル基であり、
A1およびA2が、それぞれ独立に、無置換の1,4−シクロヘキサンジイル基または無置換の1,4−ベンゼンジイル基である請求項9に記載の組成物。 - さらに光重合開始剤を含む請求項9または請求項10に記載の組成物。
- さらにレベリング剤を含む請求項10に記載の組成物。
- さらに含窒素溶媒を含む請求項9〜請求項12のいずれかに記載の組成物。
- 請求項9〜請求項13のいずれかに記載の組成物から得られる液晶硬化膜。
- 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の液晶硬化膜と、偏光子を含む円偏光板。
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