JP2016103013A - Phase difference plate, elliptical polarizing plate, and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置や有機エレクトロルミネセンス表示装置等に用いられる位相差板、およびそれを用いた液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の画像表示装置、に関する。 The present invention relates to a retardation plate used in a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, and the like, and an image display device such as a liquid crystal display device and an organic electroluminescence display device using the same.
位相差板は、偏光(直線偏光、円偏光、楕円偏光)を得るために用いられる光学要素である。位相差板は、液晶表示装置の色補償、視野角改良フィルム用途、偏光板と1/4波長板とを組み合わせた有機EL表示装置用反射防止フィルム用途、またコレステリック液晶等からなる右または左回りのどちらか一方の円偏光のみを反射する反射型偏光板用途、等の、多くの用途で用いられている。位相差板としては、無機材料(方解石、雲母、水晶)を薄く切り出した板や、固有複屈折率が高い高分子材料からなる延伸フィルム、棒状あるいは円盤状液晶材料を液晶状態において配向固定化したフィルムが用いられている。 The retardation plate is an optical element used to obtain polarized light (linearly polarized light, circularly polarized light, elliptically polarized light). Retardation plates are used for color compensation of liquid crystal display devices, viewing angle improvement film applications, antireflection film applications for organic EL display devices that combine polarizing plates and quarter-wave plates, and clockwise or counterclockwise rotation composed of cholesteric liquid crystals, etc. It is used in many applications such as a reflective polarizing plate that reflects only one of the circularly polarized light. As the phase difference plate, a thin plate of inorganic material (calcite, mica, crystal), a stretched film made of a polymer material having a high intrinsic birefringence, a rod-like or disk-like liquid crystal material is aligned and fixed in the liquid crystal state. A film is used.
代表的な位相差板として、波長の1/4に相当するレターデーションを有する1/4波長板や、波長の1/2に相当するレターデーションを有する1/2波長板が知られている。1/4波長板は、直線偏光を円偏光に変換する光学的機能を有するものである。また、1/2波長板は、直線偏光の偏光振動面を90°変換する機能を有している。 As a typical retardation plate, a quarter wavelength plate having a retardation corresponding to ¼ of a wavelength and a ½ wavelength plate having a retardation corresponding to ½ of a wavelength are known. The quarter-wave plate has an optical function of converting linearly polarized light into circularly polarized light. The half-wave plate has a function of converting the polarization vibration plane of linearly polarized light by 90 °.
位相差板は、通常、特定波長の光(単色光)に対して、必要な光学的機能を付与するように設計される。液晶表示装置用色補償フィルムや有機EL表示装置用反射防止フィルムにおいて用いられる1/4波長板は、測定波長λが400〜700nm、好ましくは400〜780nmの可視波長領域において、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する機能を有する必要がある。これを単層の位相差板で実現する場合、測定波長400〜700nm、好ましくは400〜780nmにおいて位相差が測定波長の1/4波長、すなわちλ/4(nm)となることがその位相差板の理想である。 The retardation plate is usually designed to give a necessary optical function to light of a specific wavelength (monochromatic light). The quarter-wave plate used in the color compensation film for liquid crystal display devices and the antireflection film for organic EL display devices is circularly polarized linearly polarized light in the visible wavelength region where the measurement wavelength λ is 400 to 700 nm, preferably 400 to 780 nm. In addition, it is necessary to have a function of converting circularly polarized light into linearly polarized light. When this is realized with a single-layer retardation plate, the phase difference may be ¼ wavelength (ie, λ / 4 (nm)) of the measurement wavelength at a measurement wavelength of 400 to 700 nm, preferably 400 to 780 nm. The ideal of the board.
一般に1/4波長板としては、上記した位相差板材料等が用いられるが、これらの材料は位相差に波長分散性(波長依存性)がある。ここで、測定波長が短波長ほど位相差が大きく、長波長ほど位相差が小さくなる分散特性を「正の分散」と定義し、測定波長が短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きくなる分散特性を「負の分散」と定義する。図1に、測定波長550nmでの複屈折値(Δn(550nm))を1として規格化した可視光領域での各波長における複屈折(Δn(λ))の波長分散特性を示す。一般に高分子フィルムの複屈折は、図1の実線に示すように、測定波長が短波長ほど大きく、長波長ほど小さくなる。すなわち、「正の分散」特性を有する。それに対し、前記した理想的な1/4波長板は、図1の点線に示すように、複屈折が測定波長に対し比例関係にあるため、測定波長が長いほど複屈折が大きくなる「負の分散」特性を有する。従って、高分子フィルム1枚だけで測定波長λ=400〜700nmにおいて理想的な「負の分散」特性を得ることは困難である。このような「正の分散」特性を有する一般の高分子フィルムからなる位相差板を可視光域の光が混在している白色光に適用すると、各波長での偏光状態の分布が生じ、有色の偏光が生じてしまう。 In general, as the quarter-wave plate, the above-described retardation plate material or the like is used, but these materials have wavelength dispersion (wavelength dependence) in the retardation. Here, the dispersion characteristic in which the phase difference is larger as the measurement wavelength is shorter and the phase difference is smaller as the wavelength is longer is defined as “positive dispersion”. The phase difference is smaller as the wavelength is shorter and the phase difference is longer as the wavelength is longer. The dispersion characteristic that increases is defined as “negative dispersion”. FIG. 1 shows the chromatic dispersion characteristics of birefringence (Δn (λ)) at each wavelength in the visible light region normalized by setting the birefringence value (Δn (550 nm)) at a measurement wavelength of 550 nm to 1. In general, as shown by the solid line in FIG. 1, the birefringence of a polymer film becomes larger as the measurement wavelength becomes shorter and becomes smaller as the longer wavelength. That is, it has “positive dispersion” characteristics. On the other hand, the ideal quarter-wave plate described above has a birefringence proportional to the measurement wavelength as shown by the dotted line in FIG. It has “dispersion” properties. Therefore, it is difficult to obtain an ideal “negative dispersion” characteristic at a measurement wavelength λ = 400 to 700 nm with only one polymer film. When a retardation film made of a general polymer film having such a “positive dispersion” characteristic is applied to white light in which light in the visible light range is mixed, the distribution of the polarization state at each wavelength occurs, and colored The polarized light will be generated.
特開平10−68816号公報(特許文献1)および特開平10−90521号公報(特許文献2)には、光学異方性を有する二枚の高分子フィルムを積層した位相差板が開示されている。特許文献1に記載の位相差板は、複屈折光の位相差が1/4波長である1/4波長板と、複屈折光の位相差が1/2波長である1/2波長板とを、それらの光軸が交差した状態で貼り合わせたものである。特許文献2に記載の位相差板は、光学的位相差値が160〜320nmである位相差板を少なくとも2枚、それらの遅相軸が互いに平行でも直交でもない角度になるように積層したものである。 JP-A-10-68816 (Patent Document 1) and JP-A-10-90521 (Patent Document 2) disclose a retardation plate in which two polymer films having optical anisotropy are laminated. Yes. The retardation plate described in Patent Document 1 includes a quarter wavelength plate in which the phase difference of birefringent light is a quarter wavelength, and a half wavelength plate in which the phase difference of birefringent light is a half wavelength. Are bonded together with their optical axes intersecting. The retardation plate described in Patent Document 2 is obtained by laminating at least two retardation plates having an optical retardation value of 160 to 320 nm so that their slow axes are not parallel to or orthogonal to each other. It is.
また、特開平11−52131号公報(特許文献3)には、複屈折率Δnの波長分散値α(α=Δn(450nm)/Δn(650nm))の関係がαA<αBにある2枚の複屈折媒体を、各遅相軸が直交する方位に積層した位相差板であって、前記複屈折媒体のうち少なくとも一つが平行配向(ホモジニアス配向)した分子配向状態にある液晶化合物からなり、各複屈折媒体の位相差Rの関係がRA>RBであり、波長分散値αが1より小さい積層型位相差板が開示されている。 In JP-A-11-52131 (Patent Document 3), the relationship of the wavelength dispersion value α (α = Δn (450 nm) / Δn (650 nm)) of the birefringence index Δn is α A <α B 2 A retardation plate in which a plurality of birefringent media are stacked in directions in which respective slow axes are orthogonal to each other, and at least one of the birefringent media is composed of a liquid crystal compound in a molecular orientation state in which the orientation is parallel (homogeneous). A multilayer retardation plate is disclosed in which the relationship of the phase difference R of each birefringent medium is R A > R B and the wavelength dispersion value α is smaller than 1.
上記した特許文献1〜3に開示されている位相差板は、いずれも二枚の複屈折媒体の積層体からなるものであり、このような積層型位相差板とすることで、広い波長領域で1/4波長板を達成できる。しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の位相差板を製造するには、二枚の高分子フィルムの光学的向き(光軸や遅相軸)を調節する煩雑な工程を必要とする。高分子フィルムの光学的向きは、一般にシート状あるいはロール状フィルムの縦方向または横方向に相当する。シートあるいはロールの斜め方向に光軸や遅相軸を有する高分子フィルムは、工業的な生産が難しい。そのため、上記した光学的向きの調製工程においては、二つの高分子フィルムの光学的向きを平行でも直交でもない角度に調節するにあたり、二種類の高分子フィルムを所定の角度にカットして得られるチップを貼り合わせる必要がある。チップの貼り合わせで位相差板を製造しようとすると、処理が煩雑となり、軸ズレによる品質低下が起きやすく、歩留まりが低下するため製造コストが増大するだけでなく、汚染による劣化も起きやすい。また、高分子フィルムでは、光学的位相差値を厳密に調節することも難しい。 Each of the retardation plates disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above is composed of a laminate of two birefringent media. By using such a laminated retardation plate, a wide wavelength region is obtained. Can achieve a quarter-wave plate. However, in order to manufacture the retardation film described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a complicated process for adjusting the optical orientation (optical axis and slow axis) of the two polymer films is required. The optical orientation of the polymer film generally corresponds to the longitudinal or lateral direction of the sheet or roll film. Industrial production of a polymer film having an optical axis or a slow axis in an oblique direction of a sheet or roll is difficult. Therefore, in the above-described preparation process of the optical orientation, when adjusting the optical orientation of the two polymer films to an angle that is neither parallel nor orthogonal, it is obtained by cutting two types of polymer films at a predetermined angle. It is necessary to paste the chips together. If the phase difference plate is manufactured by bonding the chips, the processing becomes complicated, the quality is likely to be deteriorated due to axial misalignment, the yield is reduced, and not only the manufacturing cost increases but also deterioration due to contamination is likely to occur. In addition, it is difficult to strictly adjust the optical retardation value in a polymer film.
ところで、異方性を有する棒状分子の複屈折波長分散の原因は、異方性分子の2つの屈折率ne,noが、図2に示すように、可視波長スペクトルの短波長側に向かって、neがnoよりも急速に変化することに起因する。ここで、neとは、長い分子軸に平行な方向における「異常光線屈折率」であり、noは、長い分子軸に垂直な方向における「常光線屈折率」である。図3に高分子フィルム2内の棒状分子1の屈折率の関係を示す。これは、異方性を有する棒状分子の場合、分子の長軸方向に共役二重結合を持つ官能基が配向するため、長軸方向の異常光線屈折率neは、可視光領域に近い紫外領域に吸収を持ち、可視波長スペクトルの短波長側に向かって急速に変化するのに対し、短軸方向の常光線屈折率noは比較的なだらかな曲線を有することに起因する。 By the way, the cause of the birefringence wavelength dispersion of the anisotropic rod-shaped molecule is that the two refractive indexes ne and no of the anisotropic molecule are toward the short wavelength side of the visible wavelength spectrum, as shown in FIG. This is because ne changes more rapidly than no. Here, ne is an “abnormal refractive index” in a direction parallel to the long molecular axis, and no is an “ordinary refractive index” in a direction perpendicular to the long molecular axis. FIG. 3 shows the relationship of the refractive index of the rod-like molecule 1 in the polymer film 2. This is because in the case of an anisotropic rod-like molecule, the functional group having a conjugated double bond is oriented in the major axis direction of the molecule, so the extraordinary ray refractive index ne in the major axis direction is the ultraviolet region close to the visible light region. This is due to the fact that the ordinary ray refractive index no in the short axis direction has a relatively gentle curve.
複屈折の「正の分散」特性をより高分散化する1つの方法は、図4に示すように、neの正分散を増加させ、noの正分散を減少させるように分子を設計することである。たとえば、可視光領域により近い紫外領域に吸収を持つような棒状分子構造を設計する、あるいは、紫外領域に吸収を持つ色素を高分子に混合する方法が考えられる。特開2000−314885号公報(特許文献4)には、高分子に位相差の波長分散特性に影響を及ぼす添加物を混合することで、波長分散特性を任意に制御可能な位相差板が開示されている。特許文献4に記載の位相差板は、紫外域に吸収のある色素を添加することで、棒状分子の長軸方向に色素を配向させ、材料本来の異常光線屈折率に比べて短波長域がより急峻に変化するように設計されたものであり、特許文献4には位相差の「正の分散」性をより高分散化できることも明示されている。しかしながら、「負の分散」特性を付与する方法としては、色素を添加した2枚の高分子フィルムを直交に重ねあわせる方法しか開示されていない。 One way to achieve higher dispersion of the “positive dispersion” property of birefringence is to design the numerator to increase the positive dispersion of ne and decrease the positive dispersion of no, as shown in FIG. is there. For example, a method of designing a rod-like molecular structure having absorption in the ultraviolet region closer to the visible light region, or mixing a dye having absorption in the ultraviolet region with a polymer can be considered. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-314885 (Patent Document 4) discloses a retardation plate capable of arbitrarily controlling wavelength dispersion characteristics by mixing an additive that affects the wavelength dispersion characteristics of retardation with a polymer. Has been. The retardation plate described in Patent Document 4 has a short wavelength region compared to the original extraordinary refractive index of the material by adding a dye that absorbs in the ultraviolet region to orient the dye in the long axis direction of the rod-like molecule. It is designed to change more abruptly, and Patent Document 4 clearly states that the “positive dispersion” property of the phase difference can be further increased. However, as a method for imparting a “negative dispersion” characteristic, only a method of superimposing two polymer films added with a dye perpendicularly is disclosed.
一方、複屈折が長波長ほど大きくなる「負の分散」特性を得る方法として、図4とは逆の傾向として、noの正分散を増加させ、neの正分散を減少させるように分子を設計することが考えられるが、現在このような材料は見つかっていないのが実情である。 On the other hand, as a method of obtaining “negative dispersion” characteristics in which the birefringence increases as the wavelength increases, the molecule is designed to increase the positive dispersion of no and decrease the positive dispersion of ne as a tendency opposite to FIG. Although it is conceivable that no such material has been found at present.
複屈折が長波長ほど大きくなる「負の分散」特性を得る他の方法として、複屈折波長分散特性の異なる正の複屈折材料と負の複屈折材料とからなる化合物を混合することが先行技術において提案されている。この手法により、フィルム一枚で「負の分散」特性を有する位相差板が得られる。 As another method for obtaining a “negative dispersion” characteristic in which the birefringence becomes larger as the wavelength increases, it is a prior art to mix a compound composed of a positive birefringent material and a negative birefringent material having different birefringence wavelength dispersion characteristics. Has been proposed in By this method, a retardation plate having “negative dispersion” characteristics can be obtained with a single film.
例えば、特開2002−48919号公報(特許文献5)には、正の複屈折を有する有機高分子と負の複屈折を有する有機高分子とからなる少なくとも二種類の有機高分子の混合体あるいは共重合体フィルムを一軸延伸してなる位相差フィルムとすることにより、フィルム一枚で「負の分散」特性を有する位相差板を実現できることが開示されている。特許文献5に記載の位相差フィルムを、図5に示す模式図と、図6に示す複屈折波長分散特性のグラフを参照しながら説明する。「正の複屈折」を有する有機高分子(図5における棒状分子1)の、異常光線屈折率ne1と常光線屈折率no1とすると、複屈折Δn1(=ne1−no1)>0となる。「負の複屈折」を有する有機高分子(図5における円盤状分子3)の、異常光線屈折率ne2と常光線屈折率no2とすると、Δn2(=ne2−no2)<0となる。ここで、「正の複屈折」を有する有機高分子の複屈折Δn1が、「負の複屈折」を有する有機高分子の複屈折Δn2よりも大きい材料を組み合わせた場合(つまり、Δn1>Δn2の場合)、全体の複屈折Δn=Δn1+Δn2>0となり、混合体としては、「正の複屈折」となる。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-48919 (Patent Document 5) discloses a mixture of at least two kinds of organic polymers composed of an organic polymer having positive birefringence and an organic polymer having negative birefringence, or It is disclosed that a retardation film having “negative dispersion” characteristics can be realized with a single film by forming a retardation film obtained by uniaxially stretching a copolymer film. The retardation film described in Patent Document 5 will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG. 5 and the birefringence wavelength dispersion graph shown in FIG. If the extraordinary ray refractive index ne1 and the ordinary ray refractive index no1 of the organic polymer having “positive birefringence” (rod-like molecule 1 in FIG. 5), birefringence Δn1 (= ne1−no1)> 0. When an extraordinary ray refractive index ne2 and an ordinary ray refractive index no2 of an organic polymer having “negative birefringence” (the discotic molecule 3 in FIG. 5), Δn2 (= ne2−no2) <0. Here, in the case of combining materials in which the birefringence Δn1 of the organic polymer having “positive birefringence” is larger than the birefringence Δn2 of the organic polymer having “negative birefringence” (that is, Δn1> Δn2) Case), the total birefringence Δn = Δn1 + Δn2> 0, and the mixture is “positive birefringence”.
さらに、「正の複屈折」を有する有機高分子の複屈折Δn1の波長分散特性D1を、D1=Δn1(450)/Δn1(650)(ここで、Δn1(450)、Δn1(650)は、それぞれ測定波長450nm、650nmにおけるにおける高分子フィルムの複屈折とする。)、「負の複屈折」を有する有機高分子の複屈折Δn2の波長分散特性D2を、D2=Δn2(450)/Δn2(650)(ここで、Δn2(450)、Δn2(650)は、それぞれ測定波長450nm、650nmにおけるにおける高分子フィルムの複屈折とする。)と定義した場合において、図6に示すように、「負の複屈折」を有する有機高分子の波長分散特性D2が、「正の複屈折」を有する有機高分子の波長分散特性D1よりも大きくなる(すなわち、D2>D1)ように設計すると、混合体としては、「正の複屈折」かつ「負の分散」特性を有する位相差板が得られる。 Further, the chromatic dispersion characteristic D1 of the birefringence Δn1 of the organic polymer having “positive birefringence” is expressed as D1 = Δn1 (450) / Δn1 (650) (where Δn1 (450) and Δn1 (650) are The birefringence of the polymer film at the measurement wavelengths of 450 nm and 650 nm, respectively.), And the wavelength dispersion characteristic D2 of the birefringence Δn2 of the organic polymer having “negative birefringence”, D2 = Δn2 (450) / Δn2 ( 650) (where Δn2 (450) and Δn2 (650) are the birefringence of the polymer film at the measurement wavelengths of 450 nm and 650 nm, respectively), as shown in FIG. The wavelength dispersion characteristic D2 of the organic polymer having “birefringence” is larger than the wavelength dispersion characteristic D1 of the organic polymer having “positive birefringence” (that is, D2 Designing D1) so, as the mixture, a phase difference plate having a "positive birefringence" and "negative dispersion" characteristics.
しかしながら、共重合体フィルムを1軸延伸してなる位相差フィルムは、複屈折Δnが非常に小さくなるため、1/4波長板特性を付与するためには、厚みを50〜200μmと厚くする必要がある。近年、液晶表示装置や有機EL表示装置に用いる位相差板の薄層化が求められており、複屈折Δnの小さい高分子延伸フィルムは膜厚の観点からその改良が望まれている。 However, a retardation film formed by uniaxially stretching a copolymer film has a very small birefringence Δn. Therefore, it is necessary to increase the thickness to 50 to 200 μm in order to provide quarter-wave plate characteristics. There is. In recent years, a retardation layer used for a liquid crystal display device or an organic EL display device is required to be thinned, and a polymer stretched film having a small birefringence Δn is desired to be improved from the viewpoint of film thickness.
特開2002−267838号公報(特許文献6)には、薄膜であり、かつ測定波長が長波長ほど大きくなる位相差板として、棒状液晶化合物からなる液晶フィルムが開示されている。特許文献6に記載の位相差板は、二種類以上のメソゲン基を有する化合物と棒状液晶分子とを含む液晶化合物を平行配向させ、少なくとも一種類のメソゲン基が棒状液晶化合物の光軸方向に対し、略直交方向に配向させることを利用している。棒状液晶化合物は、上記共重合体樹脂と比べて、その複屈折Δnが比較的大きいため、厚みが数μmであり、位相差板の薄膜化の点では有利である。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-267838 (Patent Document 6) discloses a liquid crystal film made of a rod-like liquid crystal compound as a retardation film that is a thin film and has a measurement wavelength that increases as the wavelength increases. The retardation plate described in Patent Document 6 aligns a liquid crystal compound containing a compound having two or more kinds of mesogenic groups and a rod-like liquid crystal molecule in parallel, and at least one kind of mesogen group is in the optical axis direction of the rod-like liquid crystal compound. , Making use of orientation in a substantially orthogonal direction. The rod-like liquid crystal compound has a relatively large birefringence Δn compared to the copolymer resin, and therefore has a thickness of several μm, which is advantageous in terms of thinning the retardation plate.
しかしながら、特許文献5および特許文献6で提案されている手法では、可視光領域である測定波長400〜700nmの広帯域な領域において、位相差が測定波長の1/4波長となる特性を得ることが難しく、一般的には、図7に示すように、特に、長波長側が理想直線から外れる傾向にある。この原因は、図1に示す複屈折波長分散カーブから分かる通り、可視光の中心波長である550nmより短波長側のカーブと長波長側のカーブの傾きが異なることに起因する。従って、可視光領域である測定波長400〜700nmの広帯域な領域において理想的な波長分散特性を得るためには、短波長側のカーブを理想直線に近い状態に維持しながら、別の手法により長波長側のカーブを理想直線に近づける試みが必要となる。 However, with the methods proposed in Patent Document 5 and Patent Document 6, it is possible to obtain a characteristic that the phase difference becomes a quarter wavelength of the measurement wavelength in a wide-band region of the measurement wavelength of 400 to 700 nm that is the visible light region. In general, as shown in FIG. 7, in particular, the long wavelength side tends to deviate from the ideal straight line. This is because, as can be seen from the birefringence wavelength dispersion curve shown in FIG. 1, the slopes of the curve on the shorter wavelength side and the curve on the longer wavelength side than the center wavelength of visible light 550 nm are different. Therefore, in order to obtain an ideal chromatic dispersion characteristic in a wide-band region of a measurement wavelength of 400 to 700 nm that is a visible light region, a long wavelength can be obtained by another method while maintaining the short wavelength side curve close to an ideal straight line. An attempt to bring the wavelength curve closer to the ideal straight line is necessary.
ところで、特開平6−16955号公報(特許文献7)、特開2009−9062号公報(特許文献8)、特開2010−1368号公報(特許文献9)等には、「負の分散」特性を有さない液晶分子中にアントラキノン等の色素を添加することが開示されている。しかしながら、上記したような「負の分散」特性を有する液晶分子に二色性色素を添加する例は未だ開示されていない。 Incidentally, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-16955 (Patent Document 7), Japanese Patent Laid-Open No. 2009-9062 (Patent Document 8), Japanese Patent Laid-Open No. 2010-1368 (Patent Document 9), etc., there are “negative dispersion” characteristics. It is disclosed that a dye such as anthraquinone is added to a liquid crystal molecule that does not have a liquid crystal. However, an example in which a dichroic dye is added to liquid crystal molecules having the “negative dispersion” characteristics as described above has not been disclosed yet.
また、特開2011−178946号公報(特許文献10)には、液晶化合物からなる位相差板に添加する色素として二色性色素を添加することが開示されているが、上記したような「負の分散」特性を有する液晶分子に二色性色素を添加する例は未だ開示されていない。さらに、特開2013−33249号公報(特許文献11)には、スメクチック液晶化合物に二色性色素を添加した偏光素子が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-178946 (Patent Document 10) discloses that a dichroic dye is added as a dye to be added to a phase difference plate made of a liquid crystal compound. An example of adding a dichroic dye to a liquid crystal molecule having the “dispersion” characteristic has not yet been disclosed. Further, JP 2013-33249 A (Patent Document 11) discloses a polarizing element in which a dichroic dye is added to a smectic liquid crystal compound.
本発明者らは、有機高分子に、少なくとも1種類以上の二色性色素を混合することにより、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、異常光線屈折率neが、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する新規な位相差板を実現できることを見出し、液晶化合物の複屈折波長分散特性と二色性色素の吸収極大波長、混合量を最適化するとともに、成膜条件の最適化を図ることにより、複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する新規な位相差板を実現できることを提案している。 The inventors of the present invention have mixed the organic polymer with at least one dichroic dye so that the extraordinary ray refractive index ne becomes longer as the measurement wavelength becomes longer in at least a part of the wavelength region of the visible light region. We found that we can realize a new phase difference plate with large “negative dispersion” characteristics, and optimized the birefringence wavelength dispersion characteristics of liquid crystal compounds, the absorption maximum wavelength of dichroic dyes, and the mixing amount, as well as the film formation conditions. By optimizing the above, it is proposed that a new retardation plate having a “negative dispersion” characteristic in which the birefringence Δn becomes larger as the measurement wavelength becomes longer in at least a part of the wavelength region of the visible light region can be realized. doing.
本発明者らは今般、有機高分子として負の分散特性を有する重合体を使用した場合に、添加する二色性色素が所定の分子長を有していれば、重合体の配向方向に二色性色素が配向し易くなり、二色性比を大幅に向上させることができることがわかった。そして、上記のような二色性色素を使用すれば、負の分散特性を有する重合体を使用した場合であっても、二色性色素の添加量を抑えながらも高い二色比が得られるため、結果として、高い透過率を維持しながら、異常光線屈折率neまたは複屈折Δnが「負の分散」特性を有する、単層のフィルムからなる位相差板を実現できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。 In the present invention, when a polymer having a negative dispersion characteristic is used as an organic polymer, if the dichroic dye to be added has a predetermined molecular length, the present invention has two molecules in the alignment direction of the polymer. It has been found that the chromatic dye can be easily oriented and the dichroic ratio can be greatly improved. If a dichroic dye as described above is used, a high dichroic ratio can be obtained while suppressing the amount of dichroic dye added, even when a polymer having negative dispersion characteristics is used. Therefore, as a result, it has been found that it is possible to realize a retardation film composed of a single layer film in which an extraordinary ray refractive index ne or birefringence Δn has a “negative dispersion” characteristic while maintaining a high transmittance. It was. The present invention is based on this finding.
したがって、本発明の目的は、透過率低下を最小限に抑えつつ、異常光線屈折率neまたは複屈折Δnが「負の分散」特性を有する、単層のフィルムからなる位相差板を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a retardation plate composed of a single layer film in which an extraordinary ray refractive index ne or birefringence Δn has a “negative dispersion” characteristic while minimizing a decrease in transmittance. It is.
また、本発明の別の目的は、上記位相差板を備えた楕円偏光板、および楕円偏光板を備えた液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の画像表示装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an elliptically polarizing plate having the retardation plate, a liquid crystal display device having the elliptically polarizing plate, and an image display device such as an organic electroluminescence display device.
本発明による位相差板は、複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する重合性液晶組成物と、二色性色素と、を含有する組成物を重合してなる重合体を含んでなるフィルムからなる位相差板であって、
前記重合性液晶組成物の100重量部に対して、前記二色性色素を0.03〜0.8重量部を含有し、
下記式(1)で表される、前記重合体における前記二色性色素のオーダーパラメータ(S)が、0.4≦S≦1.0の範囲にある。
S=(DR−1)/(DR+2) (1)
(式(1)中、DRは、下記式(2)で表される前記二色性色素の吸収二色比である。)
Ae(λ)は、前記重合体における遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルを表し、
Ao(λ)は、前記重合体における遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルを表し、
Ae0(λ)は、前記二色性色素を除いた前記重合性液晶組成物のみを重合してなる重合体における遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルを表し、
Ao0(λ)は、前記二色性色素を除いた前記重合性液晶組成物のみを重合してなる重合体における遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルを表す。)。
The retardation plate according to the present invention comprises a polymerizable liquid crystal composition having a “negative dispersion” characteristic in which birefringence Δn is increased as the measurement wavelength is longer in at least part of the wavelength region of the visible light region, and dichroism. A retardation plate comprising a film comprising a polymer obtained by polymerizing a composition containing a dye,
Containing 0.03 to 0.8 parts by weight of the dichroic dye with respect to 100 parts by weight of the polymerizable liquid crystal composition;
The order parameter (S) of the dichroic dye in the polymer represented by the following formula (1) is in the range of 0.4 ≦ S ≦ 1.0.
S = (DR-1) / (DR + 2) (1)
(In the formula (1), DR is an absorption dichroic ratio of the dichroic dye represented by the following formula (2).)
A e (λ) represents a polarization absorption spectrum parallel to the slow axis in the polymer,
A o (λ) represents a polarization absorption spectrum perpendicular to the slow axis in the polymer,
A e0 (λ) represents a polarization absorption spectrum parallel to the slow axis in a polymer obtained by polymerizing only the polymerizable liquid crystal composition excluding the dichroic dye,
A o0 (λ) represents a polarized light absorption spectrum perpendicular to the slow axis in a polymer obtained by polymerizing only the polymerizable liquid crystal composition excluding the dichroic dye. ).
本発明による位相差板においては、異常光線屈折率neまたは複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有してもよい。 In the retardation plate according to the present invention, the extraordinary ray refractive index ne or birefringence Δn has a “negative dispersion” characteristic that increases as the measurement wavelength increases in at least a part of the wavelength region of the visible light region. Good.
本発明による位相差板においては、前記重合体の配向が平行配向の状態にあってもよい。 In the retardation plate according to the present invention, the orientation of the polymer may be in a parallel orientation state.
本発明による位相差板においては、前記二色性色素が棒状分子であり、長軸方向の分子長が2nm〜10nmであってもよい。 In the retardation plate according to the present invention, the dichroic dye may be a rod-like molecule, and the molecular length in the major axis direction may be 2 nm to 10 nm.
本発明による位相差板においては、前記二色性色素の吸収極大波長が、測定波長400〜780nmの領域にあってもよい。 In the retardation plate according to the present invention, the absorption maximum wavelength of the dichroic dye may be in a range of a measurement wavelength of 400 to 780 nm.
本発明による位相差板においては、前記二色性色素の吸収極大波長が、画像表示装置の発光スペクトルの吸収極大波長と異なっていてもよい。 In the retardation plate according to the present invention, the absorption maximum wavelength of the dichroic dye may be different from the absorption maximum wavelength of the emission spectrum of the image display device.
また、本発明の別の態様として、位相差板と偏光板とを備えた楕円偏光板、および当該楕円偏光板を備えた画像表示装置も提供される。 Moreover, as another aspect of the present invention, an elliptically polarizing plate including a retardation plate and a polarizing plate, and an image display device including the elliptically polarizing plate are also provided.
また、本発明の別の態様による画像表示装置は、液晶表示装置または有機エレクトロルミネセンス表示装置であってもよい。 The image display device according to another aspect of the present invention may be a liquid crystal display device or an organic electroluminescence display device.
本発明によれば、上記式(1)を満足するような二色性色素を、重合体としたときに、複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する重合性液晶組成物に添加することにより、透過率低下を最小限に抑えつつ、異常光線屈折率neまたは複屈折Δnが「負の分散」特性を有する、単層のフィルムからなる位相差板を実現できる。 According to the present invention, when the dichroic dye satisfying the above formula (1) is a polymer, the birefringence Δn has a long measurement wavelength in at least a part of the wavelength region of the visible light region. By adding to a polymerizable liquid crystal composition having a “negative dispersion” characteristic that increases as much as possible, the extraordinary ray refractive index ne or birefringence Δn has a “negative dispersion” characteristic while minimizing the decrease in transmittance. A retardation film composed of a single layer film can be realized.
また、本発明によれば、上記のような複屈折波長分散性を有し、かつ測定波長550nmにおける位相差を1/4波長にした位相差板は、広い波長領域において円偏光を直線偏光に、直線偏光を円偏光に変換する位相差板として機能するため、液晶表示装置に用いれば、明るさ、コントラスト比等が改善され、有機エレクトロルミネセンス表示装置に用いれば、鏡面反射に対する高い防止性能により大幅にコントラストが改善される。 Further, according to the present invention, the retardation plate having the birefringence wavelength dispersion as described above and having a phase difference of ¼ wavelength at a measurement wavelength of 550 nm can convert circularly polarized light into linearly polarized light in a wide wavelength region. Because it functions as a phase difference plate that converts linearly polarized light into circularly polarized light, its brightness, contrast ratio, etc. are improved when used in liquid crystal display devices, and high anti-specular performance when used in organic electroluminescence display devices. Greatly improves the contrast.
本発明による位相差板は、重合体としたときに、複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する重合性液晶組成物と、少なくとも1種類以上の二色性色素と、を含有する組成物を重合してなる重合体を含んでなるフィルムからなるものである。本発明の位相差板を説明する前に、従来の位相差板と本発明の位相差板の違いを説明する。 When the retardation plate according to the present invention is a polymer, a polymerizable liquid crystal having a “negative dispersion” characteristic in which the birefringence Δn becomes larger as the measurement wavelength is longer in at least a part of the wavelength region of the visible light region. It comprises a film comprising a polymer obtained by polymerizing a composition containing the composition and at least one dichroic dye. Before describing the retardation plate of the present invention, the difference between the conventional retardation plate and the retardation plate of the present invention will be described.
[従来の位相差板との比較]
先ず、有機高分子の屈折率波長分散特性について図8を参照しながら説明する。
以下では、屈折率を、複素数N=n−ik(ここでnはNの実数部であり、通常「屈折率」と呼ばれるものに等しい。k(Nの虚数部)は、波長の関数α(λ)としてk=αλ/(4π)で表され吸収係数に関係するものである。)として表すことにする。
[Comparison with conventional retardation plate]
First, the refractive index wavelength dispersion characteristic of the organic polymer will be described with reference to FIG.
In the following, the refractive index is the complex number N = n−ik, where n is the real part of N and is usually equal to what is called “refractive index.” K (the imaginary part of N) is a function of wavelength α ( It is expressed as k = αλ / (4π) as λ) and related to the absorption coefficient.
一般に、有機高分子は、固有吸収波長から離れた領域(図8のa1,a2,a3の領域)における屈折率nは波長が増すと共に単調に減少する。このような分散を「正常分散」と言われ、この分散域ではk=0である。これに対して、固有吸収を含む波長域(図8のb1、b2、b3の領域)における屈折率nは、波長が増すとともに急激に増加する。このような分散を「異常分散」と言われる。なお、本願明細書では、「正常分散」を「正の分散」、「異常分散」を「負の分散」と表記する。 In general, in an organic polymer, the refractive index n in a region away from the intrinsic absorption wavelength (regions a1, a2, and a3 in FIG. 8) monotonously decreases as the wavelength increases. Such dispersion is called “normal dispersion”, and k = 0 in this dispersion region. On the other hand, the refractive index n in the wavelength region including intrinsic absorption (regions b1, b2, and b3 in FIG. 8) increases rapidly as the wavelength increases. Such dispersion is called “anomalous dispersion”. In the present specification, “normal dispersion” is expressed as “positive dispersion” and “abnormal dispersion” is expressed as “negative dispersion”.
従来の位相差板は、可視光領域に吸収を持たないため、可視光領域においては、異常光線屈折率neと常光線屈折率noのカーブはいずれも「正の分散」特性を有する。したがって、複屈折が長波長ほど大きくなる「負の分散」特性を得る方法として提案されている従来技術は、「正の複屈折」を有する有機高分子と「負の複屈折」を有する有機高分子の共重合体または混合体は、いずれも「正の分散」特性を有する異常光線屈折率neと常光線屈折率noを有している。 Since the conventional phase difference plate has no absorption in the visible light region, the curves of the extraordinary ray refractive index ne and the ordinary ray refractive index no both have a “positive dispersion” characteristic in the visible light region. Therefore, the prior art proposed as a method for obtaining the “negative dispersion” characteristic in which the birefringence increases as the wavelength increases, and the organic polymer having the “positive birefringence” and the organic high-power having the “negative birefringence”. The copolymer or mixture of molecules has an extraordinary ray refractive index ne and an ordinary ray refractive index no both having a “positive dispersion” characteristic.
それに対し、本発明では、屈折率が「正の分散」特性を有する有機高分子に、可視光領域内に吸収を持つ二色性色素を添加することで、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、二色性色素を添加する前よりも、異常光線屈折率neが「負の分散」特性を有する位相差板になるという点で、設計思想が従来技術とは根本的に異なる。 On the other hand, in the present invention, by adding a dichroic dye having absorption in the visible light region to an organic polymer having a refractive index “positive dispersion” characteristic, at least a part of the wavelength in the visible light region is added. In the region, the design philosophy is fundamentally different from the prior art in that the extraordinary ray refractive index ne becomes a phase difference plate having “negative dispersion” characteristics than before the addition of the dichroic dye.
[本発明の位相差板]
本発明による位相差板は、有機高分子と少なくとも1種類以上の二色性色素とを含んでなるフィルムからなる位相差板であって、上記式(1)満足するようなリターデション特性を有する新規な位相差板である。本発明においては、二色性色素を含むフィルムからなる位相差板の所定波長でのリターデーション比が、二色性色素を含まないフィルムからなる位相差板の所定波長でのリターデーション比よりも大きくすることにより、単層フィルムからなる位相差板であっても、異常光線屈折率neまたは複屈折Δnが「負の分散」特性を有するような位相差板を実現できる。位相差板が上記式(1)を満足しない場合、複屈折波長分散性特性が不十分となり、液晶表示装置に搭載した時の表示特性(コントラスト、色味)や有機EL表示装置に搭載した場合の反射防止性能が低下する等、支障が生じる可能性がある。
[Phase difference plate of the present invention]
The retardation plate according to the present invention is a retardation plate made of a film containing an organic polymer and at least one dichroic dye, and has retardation characteristics satisfying the above formula (1). It is a new phase difference plate. In the present invention, the retardation ratio at a predetermined wavelength of a retardation plate made of a film containing a dichroic dye is more than the retardation ratio at a predetermined wavelength of a retardation plate made of a film not containing a dichroic dye. By increasing the size, it is possible to realize a retardation plate having an extraordinary ray refractive index ne or birefringence Δn having a “negative dispersion” characteristic, even if the retardation plate is made of a single layer film. When the retardation plate does not satisfy the above formula (1), the birefringence wavelength dispersibility characteristics are insufficient, and the display characteristics (contrast and color) when mounted on a liquid crystal display device or when mounted on an organic EL display device There is a possibility that troubles occur, such as a decrease in the antireflection performance of the.
本発明による位相差板は、可視光領域の少なくとも一部の波長域において、異常光線屈折率neまたは複屈折率Δnが「負の分散」特性を有する位相差板である。本発明による位相差板の特徴である「負の分散」特性を有する異常光線屈折率neまたは複屈折率Δnの設計方法を説明する。 The retardation plate according to the present invention is a retardation plate in which the extraordinary ray refractive index ne or the birefringence index Δn has a “negative dispersion” characteristic in at least a part of the wavelength region of the visible light region. A design method of the extraordinary ray refractive index ne or the birefringence index Δn having the “negative dispersion” characteristic that is the characteristic of the retardation plate according to the present invention will be described.
上記の特許文献5で例示した正の複屈折を有する有機高分子と負の複屈折を有する有機高分子とからなる少なくとも二種類の有機高分子の混合体あるいは共重合体フィルムを一軸延伸してなるフィルムや、上記特許文献6で例示した二種類以上のメソゲン基を有する化合物と棒状液晶分子とを含む液晶化合物からなる液晶フィルムでは、図7に示すような「正の複屈折」かつ「負の分散」特性を有する位相差板となる。しかしながら、一般的には、図7に示す通り、可視光の中心波長である550nmより短波長側のカーブと長波長側のカーブの傾きが異なることに起因して、長波長側が理想直線から外れる傾向にある。したがって、可視光領域である測定波長400〜700nmの広帯域な領域において理想的な波長分散特性に近づけるためには、短波長側のカーブを理想直線に近い状態に維持しながら、別の手法で長波長側のカーブを理想直線に近づける試みが必要となる。本発明においては、上記状況に鑑みて、有機高分子の異常分散領域に起因する「負の分散」特性に着目した。 A mixture or copolymer film of at least two kinds of organic polymers composed of an organic polymer having positive birefringence and an organic polymer having negative birefringence exemplified in Patent Document 5 above is uniaxially stretched. 7 or a liquid crystal film comprising a liquid crystal compound containing a compound having two or more kinds of mesogenic groups and rod-like liquid crystal molecules exemplified in Patent Document 6 above, “positive birefringence” and “negative” as shown in FIG. The phase difference plate has a “dispersion” characteristic. However, in general, as shown in FIG. 7, the long wavelength side deviates from the ideal straight line due to the difference in the slope of the curve on the shorter wavelength side and the longer wavelength side than the central wavelength of visible light 550 nm. There is a tendency. Therefore, in order to approach the ideal chromatic dispersion characteristics in the wide-band region of the measurement wavelength 400 to 700 nm, which is the visible light region, the curve on the short wavelength side is maintained in a state close to the ideal straight line, while another method is used. An attempt to bring the wavelength curve closer to the ideal straight line is necessary. In the present invention, in view of the above situation, attention was paid to the “negative dispersion” characteristic caused by the anomalous dispersion region of the organic polymer.
図8における「異常分散領域」のカーブの拡大図を図9に示す。対称な吸収帯を仮定した場合、「異常分散領域」のうち、吸収の最大値では異常分散の寄与が近似的に零になり、屈折率の局部的な最大値が長波長側の吸収帯の半波高値の直前に現れ、屈折率の局部的な最小値が短波長側の半波高値の直後に現れる。これらの位置はλmax、λ+、λ−として図9に示してある。すなわち、λ−からλ+までの範囲内にある長波長になるほど屈折率が大きくなる分散特性、いわゆる「負の分散」特性が存在する。 FIG. 9 shows an enlarged view of the “abnormal dispersion region” curve in FIG. Assuming a symmetric absorption band, the contribution of anomalous dispersion is approximately zero at the maximum absorption value in the “abnormal dispersion region”, and the local maximum value of the refractive index is the absorption wavelength of the long wavelength side. It appears just before the half-wave peak value, and the local minimum value of the refractive index appears just after the half-wave peak value on the short wavelength side. These positions are shown in FIG. 9 as λmax, λ +, and λ−. That is, there is a so-called “negative dispersion” characteristic in which the refractive index increases as the wavelength increases from λ− to λ +.
次に、図10および図11を参照しながら、本発明の設計思想を説明する。
図10の細線(実線はne、点線はno)に示す通り、一般に、異方性を有する有機高分子の場合、双極子の種類が軸方向によって異なるため、異常光線屈折率neと常光線屈折率noは異なる「正の分散」カーブを示す。この有機高分子に、図11に示すような580nmに吸収極大波長を有する吸収スペクトルを持つ高い二色性を示す色素を添加すると、吸収波長付近である550〜650nmの波長領域において、異常光線屈折率neが「負の分散」特性を有する位相差板が得られる。ここで、高い二色性とは、有機高分子のne方向とno方向とで二色性色素の吸収特性の差が大きいものを意味する。図12には、二色性色素を添加する前後での有機高分子からなる位相差板の複屈折波長分散特性を示す。二色性色素を添加することで、550〜650nmの波長領域において、複屈折が「負の分散」を有する位相差板が得られることがわかる。
以上のことから、異方性を有する有機高分子に、異常分散領域を有する二色性色素を添加することにより、本発明の目的でもある可視光の全波長領域において複屈折がより理想に近い「負の分散」特性を有する位相差板が得られる。
Next, the design concept of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown by the thin lines in FIG. 10 (the solid line is ne and the dotted line is no), in general, in the case of an organic polymer having anisotropy, the type of dipole differs depending on the axial direction. The rate no indicates a different “positive dispersion” curve. When a dye having high dichroism having an absorption spectrum having an absorption maximum wavelength at 580 nm as shown in FIG. 11 is added to this organic polymer, extraordinary ray refraction occurs in the wavelength region of 550 to 650 nm, which is near the absorption wavelength. A retardation plate having a characteristic that the ratio ne has “negative dispersion” is obtained. Here, high dichroism means that the difference in absorption characteristics of the dichroic dye is large between the ne direction and the no direction of the organic polymer. FIG. 12 shows the birefringence wavelength dispersion characteristics of the retardation plate made of an organic polymer before and after the addition of the dichroic dye. It can be seen that by adding a dichroic dye, a phase difference plate having birefringence having “negative dispersion” can be obtained in a wavelength region of 550 to 650 nm.
From the above, by adding a dichroic dye having an anomalous dispersion region to an organic polymer having anisotropy, birefringence is closer to ideal in the entire wavelength region of visible light, which is also the object of the present invention. A retardation plate having “negative dispersion” characteristics is obtained.
図12は、複屈折が「正の分散」特性を有する有機高分子に二色性色素を添加したデータを示したものである。上記特許文献5および特許文献6に記載されているような、複屈折が「負の分散」特性を有する位相差板に二色性色素を添加することで、広い可視光領域で「負の分散」特性を有する位相差板を得ることが可能となる。 FIG. 12 shows data obtained by adding a dichroic dye to an organic polymer whose birefringence has a “positive dispersion” characteristic. By adding a dichroic dye to a retardation plate having a “negative dispersion” characteristic of birefringence as described in Patent Document 5 and Patent Document 6 above, “negative dispersion in a wide visible light region” It is possible to obtain a phase difference plate having the characteristics.
例えば、図7に示す「負の分散」特性を持つ位相差板は、可視光中心波長である550nmより短波長側においては、比較的理想直線に近い状態を有するものの、550nmより長波長側においては、理想から大きく外れる傾向がある。このような位相差板に、可視光領域に吸収極大を持つ高い二色性色素を添加し、配向させることにより、短波長側の波長分散特性を維持しつつ、長波長側においても理想直線に近い分散特性を持たせることが可能となる。 For example, the retardation plate having the “negative dispersion” characteristic shown in FIG. 7 has a relatively close-to-ideal state on the shorter wavelength side than the visible light center wavelength of 550 nm, but on the longer wavelength side than 550 nm. Tend to deviate significantly from ideals. By adding and orienting a high dichroic dye having an absorption maximum in the visible light region to such a phase difference plate, the chromatic dispersion characteristic on the short wavelength side is maintained, and an ideal straight line is also formed on the long wavelength side. It is possible to have close dispersion characteristics.
上記した特許文献4においても、添加物として紫外域に吸収のある色素、赤外に吸収のある色素、可視域に吸収のある色素が例として挙げられているが、紫外域に吸収のある色素による設計については説明があるものの、「負の分散」特性を有する異常光線屈折率neを設計するという本発明の設計思想については、特許文献4には何ら言及されていない。また、色素材料を添加すると位相差板が着色してしまい、可視光で透明であることを要求される位相差板材料としては問題となってしまうが、特許文献4にはこれら問題を回避する方法が何ら言及されていない。 In the above-described Patent Document 4, dyes that absorb in the ultraviolet region, dyes that absorb in the infrared region, and pigments that absorb in the visible region are listed as examples. Although there is an explanation about the design according to, there is no mention in Patent Document 4 regarding the design concept of the present invention of designing an extraordinary ray refractive index ne having a “negative dispersion” characteristic. In addition, the addition of a pigment material causes the retardation plate to be colored, which is a problem as a retardation plate material that is required to be transparent with visible light. However, Patent Document 4 avoids these problems. No method is mentioned.
本発明による位相差板は、異常光線屈折率neまたは複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する。ここで、可視光領域とは、一般的に400nm〜780nmの波長領域を表すが、屈折率neが「負の分散」特性を示す領域としては、可視光中心波長550nm近辺を含む領域が好ましい。これは、人間の目が波長ごとに感じる明るさの感度(以下、比視感度という)が明るいところでは555nm付近が最大に、暗いところでは507nm付近が最大になるとされるためである。 The retardation plate according to the present invention has a “negative dispersion” characteristic in which the extraordinary ray refractive index ne or birefringence Δn becomes larger as the measurement wavelength is longer in at least a part of the wavelength region of the visible light region. Here, the visible light region generally represents a wavelength region of 400 nm to 780 nm, but as a region where the refractive index ne exhibits “negative dispersion” characteristics, a region including a visible light center wavelength of around 550 nm is preferable. This is because the sensitivity of brightness perceived by human eyes for each wavelength (hereinafter referred to as specific visual sensitivity) is maximum near 555 nm, and maximum near 507 nm in dark places.
本来、異常光線屈折率neは可視光全波長にわたって、長波長ほど大きいほうが好ましいが、後述する通り、色素材料の添加量を増やす必要があるため、位相差板の着色という点で好ましくない。また、人間の比視感度特性を考慮した場合、波長550〜650nm、好ましくは波長550〜600nmの範囲内において「負の分散」特性を有することが出来れば、十分所望の特性を得ることが可能である。 Originally, the extraordinary ray refractive index ne is preferably larger as the wavelength is longer over the entire visible light wavelength. However, as described later, it is necessary to increase the addition amount of the dye material, which is not preferable in terms of coloring of the retardation plate. In addition, in consideration of human specific visual sensitivity characteristics, if a "negative dispersion" characteristic can be obtained within a wavelength range of 550 to 650 nm, preferably within a wavelength range of 550 to 600 nm, sufficiently desired characteristics can be obtained. It is.
また、本発明による位相差板は、複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有することを特徴とする。より具体的には、波長450nm、550nm、650nmにおける位相差板のリターデーション(複屈折Δnと位相差板の膜厚dの積)を、それぞれΔn・d(450)、Δn・d(550)、Δn・d(650)とした場合に、下記式(3)および(4)を満足することが好ましい。
0.70<Δn・d(450)/Δn・d(550)<1.00 (3)
1.00<Δn・d(650)/Δn・d(550)<1.30 (4)
また、より好ましくは、下記式(3−1)および(4−1)を満足する。
0.80<Δn・d(450)/Δn・d(550)<0.95 (3−1)
1.02<Δn・d(650)/Δn・d(550)<1.20 (4−1)
The retardation plate according to the present invention is characterized in that the birefringence Δn has a “negative dispersion” characteristic that increases as the measurement wavelength increases in at least a part of the wavelength region of the visible light region. More specifically, retardations (product of birefringence Δn and retardation film thickness d) at wavelengths of 450 nm, 550 nm, and 650 nm are respectively expressed as Δn · d (450) and Δn · d (550). , Δn · d (650), it is preferable that the following expressions (3) and (4) are satisfied.
0.70 <Δn · d (450) / Δn · d (550) <1.00 (3)
1.00 <Δn · d (650) / Δn · d (550) <1.30 (4)
More preferably, the following formulas (3-1) and (4-1) are satisfied.
0.80 <Δn · d (450) / Δn · d (550) <0.95 (3-1)
1.02 <Δn · d (650) / Δn · d (550) <1.20 (4-1)
また、比視感度特性を考慮して、より好ましい測定波長550nm〜580nmにおいて、波長500nm、550nm、580nmにおける位相差板のリターデーション(複屈折Δnと位相差板の膜厚dの積)を、それぞれΔn・d(500)、Δn・d(550)、Δn・d(580)とした場合に、下記式(5)および(6)を満足することが好ましい。
0.80<Δn・d(500)/Δn・d(550)<1.10 (5)
1.00<Δn・d(580)/Δn・d(550)<1.15 (6)
また、より好ましくは、下記式(4−1)および(5−1)を満足する。
0.85<Δn・d(500)/Δn・d(550)<1.05 (5−1)
1.02<Δn・d(580)/Δn・d(550)<1.12 (6−1)
Further, in consideration of specific visibility characteristics, retardation of retardation plate (product of birefringence Δn and retardation plate thickness d) at wavelengths of 500 nm, 550 nm, and 580 nm at a more preferable measurement wavelength of 550 nm to 580 nm, When Δn · d (500), Δn · d (550), and Δn · d (580) are satisfied, it is preferable that the following expressions (5) and (6) are satisfied.
0.80 <Δn · d (500) / Δn · d (550) <1.10 (5)
1.00 <Δn · d (580) / Δn · d (550) <1.15 (6)
More preferably, the following formulas (4-1) and (5-1) are satisfied.
0.85 <Δn · d (500) / Δn · d (550) <1.05 (5-1)
1.02 <Δn · d (580) / Δn · d (550) <1.12 (6-1)
位相差板のリターデーションが上記の範囲から外れると、例えば、1/4波長板として使用する場合においては、400〜700nmの直線偏光をこのフィルム(位相差板)に入射した際、得られる偏光状態はある特定の波長では完全な円偏光が得られるものの、それ以外の波長では大きく円偏光からずれてしまうことがある。 When the retardation of the retardation plate is out of the above range, for example, when used as a quarter-wave plate, polarized light obtained when 400-700 nm linearly polarized light is incident on this film (retardation plate). The state can be completely circularly polarized at a specific wavelength, but may be greatly deviated from circularly polarized light at other wavelengths.
位相差板は、その用途等によっては、膜厚だけでなく、特定の位相差値を有することが要求され得る。ここで、位相差板のリターデーション値(Δn・d)としては、20nm〜450nm(より好ましくは50nm〜300nm)であることが好ましい。なお、本明細書において「リターデーション値(Δn・d)」とは、波長550nmの光に対するリターデーション値である。リターデーション値は、従来公知の方法により測定することができ、例えば、複屈折を測定することが可能な装置(例えばAxometrix社製の商品名「Axoscan」、王子計測機器社製の商品名「KOBRA−21ADH」等)を用いて測定することができる。 The phase difference plate may be required to have a specific phase difference value as well as a film thickness depending on its application. Here, the retardation value (Δn · d) of the retardation film is preferably 20 nm to 450 nm (more preferably 50 nm to 300 nm). In this specification, “retardation value (Δn · d)” is a retardation value for light having a wavelength of 550 nm. The retardation value can be measured by a conventionally known method. For example, a device capable of measuring birefringence (for example, a trade name “Axoscan” manufactured by Axometrix, a trade name “KOBRA” manufactured by Oji Scientific Instruments). -21ADH "etc.).
本発明による位相差板は、上記のような光学特性を有するものであり、そのような光学特性を実現するために、重合体としたときに複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有する重合性液晶組成物に、特定の二色性色素を添加した組成物を重合してなる重合体を成膜してフィルム化した位相差板としている。以下、本発明による位相差板に使用する重合性液晶組成物、二色性色素について説明する。 The retardation plate according to the present invention has the optical characteristics as described above. In order to realize such optical characteristics, the birefringence Δn when the polymer is used is at least part of the visible light region. In the wavelength region, a film is formed by forming a polymer obtained by polymerizing a composition in which a specific dichroic dye is added to a polymerizable liquid crystal composition having a “negative dispersion” characteristic that increases as the measurement wavelength increases. A phase difference plate is used. Hereinafter, the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye used in the retardation plate according to the present invention will be described.
[重合性液晶組成物]
本発明に使用される重合性液晶組成物について説明する。重合性液晶組成物としては、重合により配向状態を固定化し得る液晶性化合物を含むものであれば特に制限されない。本発明における重合性液晶組成物は、1種または2種以上の重合性基を有する液晶化合物(重合性液晶化合物)、重合性基を有さない液晶化合物と液晶性を示さない重合性化合物との混合物、重合性基を有する液晶化合物と液晶性を示さない重合性化合物との混合物、および重合性基を有する液晶化合物と重合性基を有さない液晶化合物との混合物のいずれを含むものであってもよい。
[Polymerizable liquid crystal composition]
The polymerizable liquid crystal composition used in the present invention will be described. The polymerizable liquid crystal composition is not particularly limited as long as it contains a liquid crystal compound capable of fixing the alignment state by polymerization. The polymerizable liquid crystal composition in the present invention includes a liquid crystal compound having one or more polymerizable groups (polymerizable liquid crystal compound), a liquid crystal compound having no polymerizable group, and a polymerizable compound not exhibiting liquid crystallinity. A mixture of a liquid crystal compound having a polymerizable group and a polymerizable compound not exhibiting liquid crystallinity, and a mixture of a liquid crystal compound having a polymerizable group and a liquid crystal compound having no polymerizable group. There may be.
また、このような重合性液晶組成物としては、配向状態をより効率よく固定化できるといった観点から、光および/または熱により反応する重合性基を備える重合性液晶化合物が好ましい。このような光や熱により反応する重合性基を有する液晶化合物としては、光および/または熱によって、その周りに存在する成分(液晶化合物等)と重合して、配向を固定化できるものであればよく、その種類は特に限定されず、公知の重合性基を有する液晶化合物を適宜利用できる。また、このような重合性基としては、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、ビニルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基、アジリジニル基等が好ましい。なお、このような重合性基としては、反応条件等によっては、例えば、イソシアナート基、水酸基、アミノ基、酸無水物基、カルボキシル基等の他の重合性基を使用してもよい。 Moreover, as such a polymerizable liquid crystal composition, a polymerizable liquid crystal compound having a polymerizable group that reacts with light and / or heat is preferable from the viewpoint that the alignment state can be more efficiently fixed. Such a liquid crystal compound having a polymerizable group that reacts with light or heat can be polymerized with a component (liquid crystal compound or the like) present around it by light and / or heat to fix the alignment. The type is not particularly limited, and a liquid crystal compound having a known polymerizable group can be appropriately used. Such a polymerizable group is preferably a vinyl group, a (meth) acryloyl group, a vinyloxy group, an oxiranyl group, an oxetanyl group, an aziridinyl group, or the like. As such a polymerizable group, other polymerizable groups such as an isocyanate group, a hydroxyl group, an amino group, an acid anhydride group, and a carboxyl group may be used depending on the reaction conditions.
さらに、このような重合性液晶化合物としては、入手容易性、耐熱性、取扱い容易性の観点から、重合性基として(メタ)アクリロイル基を有する液晶化合物が好ましく、(メタ)アクリレート系液晶化合物((メタ)アクリレート基を有する液晶化合物)を用いることがより好ましい。なお、本発明においては、場合により「メタアクリロイル」と「アクリロイル」とを総称して「(メタ)アクリロイル」と表記し、また、場合により「メタクリレート」と「アクリレート」とを総称して「(メタ)アクリレート」と表記し、更に、場合により「メタクリル」と「アクリル」とを総称して「(メタ)アクリル」と表記する。また、「(メタ)アクリレート基」とは、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基から水素が脱離した残基((メタ)アクリロイルオキシ基)をいう。 Furthermore, as such a polymerizable liquid crystal compound, a liquid crystal compound having a (meth) acryloyl group as a polymerizable group is preferable from the viewpoint of availability, heat resistance, and handleability, and a (meth) acrylate liquid crystal compound ( It is more preferable to use (a liquid crystal compound having a (meth) acrylate group). In the present invention, “methacryloyl” and “acryloyl” are sometimes collectively referred to as “(meth) acryloyl”, and “methacrylate” and “acrylate” are sometimes collectively referred to as “( “Meth) acrylate”, and in some cases, “methacryl” and “acryl” are collectively referred to as “(meth) acryl”. Further, the “(meth) acrylate group” refers to a residue ((meth) acryloyloxy group) in which hydrogen is eliminated from the carboxyl group of (meth) acrylic acid.
このような(メタ)アクリレート系液晶化合物としては、下記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物が好ましい。
上記一般式(10)〜(12)中、Wは、それぞれ独立して、HおよびCH3のうちのいずれかを示す。このようなWの種類に応じて、式中において、CH2=CWCOOで表わされる基がアクリレート基またはメタクリレート基のいずれかの基となる。また、nは1〜20(より好ましくは2〜12、更に好ましくは3〜6)の整数である。このようなnの値が上記数値範囲内であれば、化合物が液晶性を発現する温度領域が広くなり、また、良好な平行配向を実現するのに必要な、化合物の液晶由来の流動性が保たれる結果、良好な平行配向を実現することができる。 In the general formulas (10) to (12), each W independently represents one of H and CH 3 . Depending on the kind of W, in the formula, a group represented by CH 2 = CWCOO is either an acrylate group or a methacrylate group. N is an integer of 1 to 20 (more preferably 2 to 12, more preferably 3 to 6). If such a value of n is within the above numerical range, the temperature range in which the compound exhibits liquid crystallinity is widened, and the fluidity derived from the liquid crystal of the compound necessary for realizing good parallel alignment is obtained. As a result, good parallel orientation can be realized.
前記一般式(10)中、Raは炭素原子数が1〜20のアルキル基および炭素数が1〜20のアルコキシ基の中から選択されるいずれかの基を表す。このようなRaとして選択され得る炭素数が1〜20のアルキル基は、炭素数が1〜12のものがより好ましく、3〜6のものが更に好ましい。このような炭素数が上記数値範囲内であれば、良好な平行配向を実現するのに必要な、化合物の液晶由来の流動性が保たれる結果、良好な平行配向を実現することができ、また、化合物が液晶性を発現する温度領域が広くなる。なお、このようなアルキル基は、直鎖状のものであっても、分岐鎖状のものであっても、環状のものであってもよく特に制限されないが、良好な平行配向の実現の観点からは、直鎖状のものであることがより好ましい。 In the general formula (10), R a represents any group selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. Such an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms that can be selected as Ra is preferably one having 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 3 to 6 carbon atoms. If such a carbon number is within the above numerical range, as a result of maintaining the fluidity derived from the liquid crystal of the compound necessary for realizing a good parallel orientation, a good parallel orientation can be realized, In addition, the temperature range in which the compound exhibits liquid crystallinity is widened. Such an alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and is not particularly limited. Is more preferably linear.
また、Raとして選択され得る炭素数が1〜20のアルコキシ基は、炭素数が1〜12のものがより好ましく、3〜6のものが更に好ましい。このような炭素数が上記数値範囲内であれば、良好な平行配向を実現するのに必要な、化合物の液晶由来の流動性が保たれる結果、良好な平行配向を実現することができ、また、化合物が液晶性を発現する温度領域が広くなる。なお、アルコキシ基は、アルキル基が酸素原子に結合した構造を有するが、かかるアルキル基の部分の構造は直鎖状のものであっても、分岐鎖状のものであっても、環状のものであってもよく特に制限されないが、良好な平行配向の実現の観点からは、直鎖状のものであることがより好ましい。 Moreover, as for the C1-C20 alkoxy group which can be selected as Ra, a C1-C12 thing is more preferable, and a C3-C6 thing is still more preferable. If such a carbon number is within the above numerical range, as a result of maintaining the fluidity derived from the liquid crystal of the compound necessary for realizing a good parallel orientation, a good parallel orientation can be realized, In addition, the temperature range in which the compound exhibits liquid crystallinity is widened. The alkoxy group has a structure in which an alkyl group is bonded to an oxygen atom. The structure of the alkyl group portion may be linear, branched, or cyclic. Although not particularly limited, a straight-chain one is more preferable from the viewpoint of realizing a good parallel orientation.
また、前記一般式(12)中、Z1およびZ2は、それぞれ独立して、−COO−およびOCO−のうちのいずれかの基を表す。このようなZ1およびZ2としては、化合物の調製の容易さ等の観点から、Z1およびZ2のうちの一方の基が−COO−で表わされる基であり、もう一方の基が−OCO−で表わされる基であることが好ましい。 In the general formula (12), Z 1 and Z 2 each independently represent any group of —COO— and OCO—. As such Z 1 and Z 2 , one group of Z 1 and Z 2 is a group represented by —COO—, and the other group is — A group represented by OCO- is preferable.
また、前記一般式(12)中、X1およびX2は、それぞれ独立に、Hおよび炭素数が1〜7のアルキル基のうちのいずれかを表す。このようなX1およびX2として選択され得る炭素数が1〜7のアルキル基としては、炭素数が1〜3であることがより好ましく、1であること(前記アルキル基がCH3であること)がより好ましい。このような炭素原子数が上記数値範囲内であれば、良好な平行配向を実現することができる。このように、前記X1およびX2は、それぞれ独立に、HおよびCH3のうちのいずれかであることが特に好ましい。 In the general formula (12), X 1 and X 2 each independently represent any of H and an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 7 carbon atoms that can be selected as X 1 and X 2 is more preferably 1 to 3 carbon atoms (the alkyl group is CH 3 ). Is more preferable. When the number of carbon atoms is within the above numerical range, a good parallel orientation can be realized. Thus, it is particularly preferable that the X 1 and X 2 are each independently one of H and CH 3 .
また、このような一般式(10)〜(12)で表わされる(メタ)アクリレート系液晶化合物としては、例えば、下記一般式(110)〜(113)に記載のような化合物が挙げられる。なお、このような(メタ)アクリレート系液晶化合物は1種を単独で用いてもよく或いは2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the (meth) acrylate liquid crystal compounds represented by the general formulas (10) to (12) include compounds described in the following general formulas (110) to (113). Such (meth) acrylate liquid crystal compounds may be used singly or in combination of two or more.
また、前記重合性液晶化合物としては、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用することが好ましく、上記一般式(110)〜(113)で表わされる化合物を組み合わせて利用することがより好ましい。 The polymerizable liquid crystal compound is preferably used in combination with the compounds represented by the general formulas (10) to (12), and is combined with the compounds represented by the general formulas (110) to (113). It is more preferable to use it.
このように、重合性液晶化合物として、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用する場合においては、上記一般式(10)で表わされる化合物の含有量は、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物の総量に対して20〜60重量%であることが好ましく、30〜45重量%であることがより好ましい。このような一般式(10)で表わされる化合物の含有量が上記数値範囲内であれば、平行配向性に関して、配向欠陥が生じる傾向にあり、他方、前記上限を超えると平行配向性に関して、配向欠陥が生じるのを抑制することができる。 As described above, when the compounds represented by the general formulas (10) to (12) are used in combination as the polymerizable liquid crystal compound, the content of the compound represented by the general formula (10) It is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 45% by weight, based on the total amount of the compounds represented by formulas (10) to (12). If the content of the compound represented by the general formula (10) is within the above numerical range, an orientation defect tends to occur with respect to the parallel orientation. It is possible to suppress the occurrence of defects.
また、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用する場合において、上記一般式(11)で表わされる化合物の含有量は、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物の総量に対して10〜50重量%であることが好ましく、20〜30重量%であることがより好ましい。このような一般式(11)で表わされる化合物の含有量が上記数値範囲内にあれば、平行配向性に関して、配向欠陥が生じるのを抑制することができる。 In the case where the compounds represented by the general formulas (10) to (12) are used in combination, the content of the compound represented by the general formula (11) is represented by the general formulas (10) to (12). It is preferable that it is 10 to 50 weight% with respect to the total amount of the compound represented, and it is more preferable that it is 20 to 30 weight%. If the content of the compound represented by the general formula (11) is within the above numerical range, it is possible to suppress the occurrence of alignment defects with respect to parallel alignment.
さらに、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用する場合において、上記一般式(12)で表わされる化合物の含有量は、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物の総量に対して10〜70重量%であることが好ましく、25〜45重量%であることがより好ましい。このような一般式(12)で表わされる化合物の含有量が上記範囲内であれば、平行配向性に関して、配向欠陥が生じるのを抑制することができる。 Further, when the compounds represented by the general formulas (10) to (12) are used in combination, the content of the compound represented by the general formula (12) is represented by the general formulas (10) to (12). It is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 25 to 45% by weight, based on the total amount of the compound represented. If content of such a compound represented by General formula (12) is in the said range, it can suppress that an orientation defect arises regarding parallel orientation.
さらに、上記一般式(110)〜(113)で表わされる化合物を組み合わせて前記重合性液晶化合物として利用する場合においては、良好な平行配向の実現の観点から、各化合物の質量比が([上記一般式(110)で表わされる化合物]:[上記一般式(111)で表わされる化合物]:[上記一般式(112)で表わされる化合物]:[上記一般式(113)で表わされる化合物])が45:40:15:0〜35:5:30:30であることが好ましく、35:23:23:19〜38:25:25:12であることがより好ましい。 Furthermore, in the case where the compounds represented by the general formulas (110) to (113) are used in combination as the polymerizable liquid crystal compound, the mass ratio of each compound is ([above Compound Represented by General Formula (110)]: [Compound Represented by General Formula (111)]: [Compound Represented by General Formula (112)]: [Compound Represented by General Formula (113)]) Is preferably 45: 40: 15: 0 to 35: 5: 30: 30, and more preferably 35: 23: 23: 19 to 38: 25: 25: 12.
また、重合性液晶化合物の製造方法は特に制限されるものではなく、公知の方法を適宜利用することができる。例えば、上記一般式(110)で表わされる化合物を製造する場合には、例えば、英国特許出願公開第2,280,445号明細書に記載された方法を採用してもよく、上記一般式(111)で表わされる化合物を製造する場合には、例えば、D.J.Broerらの「Macromol.Chem.(vol.190,1989年発行)」の第3201頁〜第3215頁に記載された方法を採用してもよく、上記一般式(112)〜(113)で表わされる化合物を製造する場合には、例えば、国際公開WO93/22397号に記載された方法を採用してもよい。このように、重合性液晶化合物は、その利用する化合物の種類に応じて公知の方法を適宜利用して製造することができる。また、このような重合性液晶化合物としては市販品を利用してもよい。さらに、このような重合性液晶化合物は1種を単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Moreover, the manufacturing method in particular of a polymeric liquid crystal compound is not restrict | limited, A well-known method can be utilized suitably. For example, when the compound represented by the above general formula (110) is produced, for example, the method described in British Patent Application Publication No. 2,280,445 may be adopted, and the above general formula ( 111) is produced, for example, D.I. J. et al. The method described in pages 3201 to 3215 of “Macromol. Chem. (Vol. 190, published in 1989)” by Broer et al. May be employed, and is represented by the above general formulas (112) to (113). For example, a method described in International Publication WO 93/22397 may be employed. Thus, the polymerizable liquid crystal compound can be produced by appropriately using a known method according to the type of the compound to be used. Moreover, you may utilize a commercial item as such a polymeric liquid crystal compound. Further, such polymerizable liquid crystal compounds may be used alone or in combination of two or more.
本発明による位相差板は、そのリターデーションΔn・d(複屈折Δnと位相差板の膜厚dの積)が、下記式(3)および(4)を満足することが好ましい。
0.70<Δn・d(450)/Δn・d(550)<1.00 (3)
1.00<Δn・d(650)/Δn・d(550)<1.30 (4)
また、比視感度特性を考慮して、より好ましい測定波長550nm〜580nmにおいて、本発明による位相差板は、そのリターデーションΔn・d(複屈折Δnと位相差板の膜厚dの積)が、下記式(5)および(6)を満足することが好ましい。
0.80<Δn・d(500)/Δn・d(550)<1.10 (5)
1.00<Δn・d(580)/Δn・d(550)<1.15 (6)
特に、式(1)の要件を満足させる方法として、重合性高分子化合物が二種類以上のメソゲン基を有する化合物であり、そのうち少なくとも一つのメソゲン基を液晶層の平行配向の遅相軸に対して略直交方向に配向させることで、長波長になるほど、位相差が大きくなることが、特開2002−267838号公報や特開2010−31223号公報に記載されている。ここで、メソゲン(mesogen)基のメソゲンは、中間相(=液晶相)形成分子(「液晶辞典」、日本学術振興会、情報科学用有機材料第142委員会、液晶部会編、1989年)とも称され、液晶性分子構造とほぼ同義である。本発明では、棒状液晶におけるメソゲン基(棒状液晶の液晶性に関する分子構造)を採用することが好ましい。棒状液晶におけるメソゲン基については、各種文献(例えば、Flussige Kristalle in Tabellen誌、VEB Deutscher Verlag furGrundstoffindustrie, Leipzig(1984年)、第2巻)に記載されている。
In the retardation plate according to the present invention, the retardation Δn · d (product of birefringence Δn and the thickness d of the retardation plate) preferably satisfies the following expressions (3) and (4).
0.70 <Δn · d (450) / Δn · d (550) <1.00 (3)
1.00 <Δn · d (650) / Δn · d (550) <1.30 (4)
Further, in consideration of the relative visibility characteristic, the retardation plate according to the present invention has a retardation Δn · d (product of birefringence Δn and the thickness d of the retardation plate) at a more preferable measurement wavelength of 550 nm to 580 nm. It is preferable that the following formulas (5) and (6) are satisfied.
0.80 <Δn · d (500) / Δn · d (550) <1.10 (5)
1.00 <Δn · d (580) / Δn · d (550) <1.15 (6)
In particular, as a method of satisfying the requirement of the formula (1), the polymerizable polymer compound is a compound having two or more kinds of mesogenic groups, and at least one of the mesogenic groups is arranged with respect to the slow axis of the parallel alignment of the liquid crystal layer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-267838 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-31223 indicate that the phase difference increases as the wavelength becomes longer by orienting in the substantially orthogonal direction. Here, the mesogen of the mesogen group is also an intermediate phase (= liquid crystal phase) forming molecule ("Liquid Crystal Dictionary", Japan Society for the Promotion of Science, 142nd Committee on Organic Materials for Information Science, edited by Liquid Crystal Division, 1989) And is almost synonymous with the liquid crystalline molecular structure. In the present invention, it is preferable to employ a mesogenic group in the rod-like liquid crystal (molecular structure relating to liquid crystallinity of the rod-like liquid crystal). The mesogenic group in the rod-like liquid crystal is described in various documents (for example, Flussige Kristalle in Tabellen, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig (1984), Volume 2).
メソゲン基の例には、ビフェニル、フェニルシクロヘキシル、シクロヘキシルフェニル、フェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシル、シクロヘキシルカルボニルオキシフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシシクロヘキシルオキシカルボニルフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシルカルボニルオキシフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルアミノカルボニルフェニル、フェニルエテニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニルエチニレンフェニル、フェニルエテニレンカルボニルオキシビフェニルおよびフェニルエテニレンオキシフェニルエチニレンフェニルが含まれる。 Examples of mesogenic groups include biphenyl, phenylcyclohexyl, cyclohexylphenyl, phenyloxycarbonylphenyl, phenylcarbonyloxyphenyl, phenyloxycarbonylcyclohexyl, cyclohexylcarbonyloxyphenyl, phenylcarbonyloxyphenyloxycarbonylphenyl, phenylcarbonyloxyphenyloxycarbonylphenyl , Phenylcarbonyloxycyclohexyloxycarbonylphenyl, phenyloxycarbonylcyclohexylcarbonyloxyphenyl, phenylcarbonyloxyphenylaminocarbonylphenyl, phenylethenylenephenyl, phenylethynylenephenyl, phenylethynylenephenylethynylenephenyl, phenylethenylenecarbonyloxy Include phenyl and phenyl et tennis alkyleneoxy phenyl ethynylenes phenyl.
メソゲン基(メソゲン基を構成するベンゼン環やシクロヘキサン環)は、置換基を有していてもよい。置換基としては、上記した重合性基またはその誘導体が好ましい。二種類のメソゲン基の組み合わせとしては、一方のメソゲン基が、ビフェニル、フェニルシクロヘキシル、シクロヘキシルフェニル、フェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシル、シクロヘキシルカルボニルオキシフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシシクロヘキシルオキシカルボニルフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシルカルボニルオキシフェニルおよびフェニルカルボニルオキシフェニルアミノカルボニルフェニルからなる群より選ばれ、他方のメソゲン基が、フェニルエテニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニルエチニレンフェニル、フェニルエテニレンカルボニルオキシビフェニルおよびフェニルエテニレンオキシフェニルエチニレンフェニルからなる群より選ばれることが特に好ましい。 The mesogenic group (a benzene ring or a cyclohexane ring constituting the mesogenic group) may have a substituent. As the substituent, the polymerizable group described above or a derivative thereof is preferable. As a combination of two kinds of mesogenic groups, one mesogenic group is biphenyl, phenylcyclohexyl, cyclohexylphenyl, phenyloxycarbonylphenyl, phenylcarbonyloxyphenyl, phenyloxycarbonylcyclohexyl, cyclohexylcarbonyloxyphenyl, phenylcarbonyloxyphenyloxycarbonyl. Selected from the group consisting of phenyl, phenylcarbonyloxyphenyloxycarbonylphenyl, phenylcarbonyloxycyclohexyloxycarbonylphenyl, phenyloxycarbonylcyclohexylcarbonyloxyphenyl and phenylcarbonyloxyphenylaminocarbonylphenyl, the other mesogenic group is phenylethenylenephenyl Phenylethynylenepheny , Phenyl ethynylene phenyl ethynylene phenyl, particularly preferably selected from the group consisting of phenyl et tennis alkylene carbonyloxy biphenyl and phenyl et tennis alkyleneoxy phenyl ethynylenes phenyl.
二種類以上のメソゲン基を有する化合物は、一般的な合成方法を応用して合成することができる。例えば、1)最初に出発原料の官能基変換により二種類以上のメソゲン基の一つを導入した後、同様に官能基変換により他のメソゲン基を続けて導入する順次導入法、2)出発原料の官能基変換により同時に二種類以上のメソゲン基を導入する同時導入法、あるいは3)順次導入法と同時導入法との併用法を採用できる。このように、二種類以上のメソゲン基を有する化合物を製造するための方法は特に制限されず、公知の方法を適宜利用することができ、例えば、特開2002−267838号公報に記載された方法を採用してもよい。このように、重合性液晶化合物は、その利用する化合物の種類に応じて公知の方法を適宜利用して製造することができる。その他の方法としては、特表2010−522892号公報、特表2010−522893号公報、特表2010−537954号公報、特表2010−537955号公報、特表2010−540472号公報、特表2012−532155号公報、特表2013−509458号公報、特開2007−2208号公報、特開2007−2209号公報、特開2007−2210号公報、特開2009−173893号公報、特開2010−30979号公報、特開2011−6360号公報、特開2011−6361号公報、特開2011−42606号公報、特開2011−162678号公報、特開2011−207765号公報、特開2013−71956号公報、特開2005−289980号公報、特開2006−243470号公報、特開2008−273925号公報、特開2009−62508号公報、特開2009−179563号公報、特開2010−84032号公報、特開2005−208415号公報、特開2005−208416号公報、WO2012/169424号公報などが例示できる。 A compound having two or more kinds of mesogenic groups can be synthesized by applying a general synthesis method. For example, 1) a sequential introduction method in which one of two or more kinds of mesogenic groups is first introduced by functional group conversion of the starting material, and then another mesogenic group is continuously introduced by functional group conversion; 2) starting material It is possible to adopt a simultaneous introduction method in which two or more kinds of mesogenic groups are simultaneously introduced by the functional group conversion of 3), or a combined method of 3) sequential introduction method and simultaneous introduction method. Thus, the method for producing a compound having two or more kinds of mesogenic groups is not particularly limited, and a known method can be appropriately used. For example, the method described in JP-A-2002-267838 May be adopted. Thus, the polymerizable liquid crystal compound can be produced by appropriately using a known method according to the type of the compound to be used. As other methods, Japanese translations of PCT publication No. 2010-522892, JP-T 2010-522893, JP-T 2010-537954, JP-T 2010-537955, JP-T 2010-540472, JP-T 2012- No. 532155, JP 2013-509458, JP 2007-2208, JP 2007-2209, JP 2007-2210, JP 2009-173893, JP 2010-30979. Gazette, JP2011-6360, JP2011-6361, JP2011-42606, JP2011-162678, JP2011-207765, JP2013-71956, JP 2005-289980 A, JP 2006-24347 A JP, 2008-273925, JP 2009-62508, JP 2009-179563, JP 2010-84032, JP 2005-208415, JP 2005-208416. And WO2012 / 169424.
また、上記重合性液晶化合物としては市販品を利用してもよい。さらに、このような重合性液晶化合物は1種を単独で用いてもよく、あるいは2種以上を組み合わせた混合物として用いてもよい。また、液晶化合物を2種以上組み合わせる場合、全ての液晶化合物が液晶性を示す必要はなく、混合物が液晶性を示せばよい。例えば、二種類以上のメソゲン基を有する化合物は、それ自身が液晶性を示さなくても他の液晶化合物との混合物が液晶性を示せばよい。さらには、重合性液晶化合物を2種以上組み合わせた混合物として使用する場合、全ての液晶化合物が重合性官能基を有する必要はなく、少なくとも1種の液晶化合物が重合性官能基を有していればよい。 Moreover, you may utilize a commercial item as said polymeric liquid crystal compound. Further, such polymerizable liquid crystal compounds may be used alone or in a mixture of two or more. Moreover, when combining 2 or more types of liquid crystal compounds, it is not necessary for all the liquid crystal compounds to show liquid crystallinity, and a mixture should just show liquid crystallinity. For example, a compound having two or more kinds of mesogenic groups may have a liquid crystallinity with a mixture with another liquid crystal compound even if the compound itself does not exhibit liquid crystallinity. Further, when a mixture of two or more polymerizable liquid crystal compounds is used, it is not necessary that all the liquid crystal compounds have a polymerizable functional group, and at least one liquid crystal compound has a polymerizable functional group. That's fine.
また、このような重合性液晶化合物は、重合性基を備える液晶化合物と、液晶性を示さない他の重合性モノマーとの混合物を利用してもよい。このような他の重合性モノマーとしては、重合性基を有する液晶化合物との相溶性を有しており且つ該液晶性化合物を配向させる際に配向阻害を著しく引き起こすようなものではない限り特に限定されず、公知の重合性モノマーを適宜利用でき、目的とする液晶組成物の設計に応じて公知の重合性モノマーの中から好適なモノマーを選択して利用すればよい。このような他の重合性モノマーとしては、例えば、エチレン性不飽和基(例えばビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリロイル基)等の重合性官能基を有する化合物等が挙げられる。なお、このような他の重合性モノマーの添加量は、前記重合性基を有する液晶化合物と前記液晶性を示さない他の重合性モノマーの総量に対して0.5〜50重量%とすることが好ましく、1〜30重量%とすることが好ましい。また、このような重合性モノマーの重合性官能基の数は、重合速度を十分に早いものとする観点および得られる液晶フィルムに十分な耐熱性を付与する観点から、2以上であることが好ましい。さらに、このような重合性モノマーを製造するための方法も特に制限されず、公知の方法を適宜利用できる。また、このような重合性モノマーとしては市販品を利用してもよい。 Moreover, such a polymerizable liquid crystal compound may use a mixture of a liquid crystal compound having a polymerizable group and another polymerizable monomer that does not exhibit liquid crystallinity. Such other polymerizable monomers are not particularly limited as long as they have compatibility with a liquid crystal compound having a polymerizable group and do not cause significant alignment inhibition when the liquid crystal compound is aligned. However, a known polymerizable monomer can be appropriately used, and a suitable monomer may be selected from the known polymerizable monomers according to the design of the target liquid crystal composition. Examples of such other polymerizable monomers include compounds having a polymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated group (for example, vinyl group, vinyloxy group, (meth) acryloyl group). The addition amount of such other polymerizable monomer is 0.5 to 50% by weight with respect to the total amount of the liquid crystal compound having the polymerizable group and the other polymerizable monomer not exhibiting the liquid crystal property. Is preferable, and it is preferable to set it as 1 to 30 weight%. The number of polymerizable functional groups of such a polymerizable monomer is preferably 2 or more from the viewpoint of sufficiently increasing the polymerization rate and imparting sufficient heat resistance to the obtained liquid crystal film. . Furthermore, the method for producing such a polymerizable monomer is not particularly limited, and a known method can be appropriately used. Moreover, you may utilize a commercial item as such a polymerizable monomer.
本発明に使用される重合性液晶組成物には、上記したような重合性液晶化合物を重合させるための重合開始剤が含まれていてもよい。重合開始剤としては特に制限されず、公知の重合開始剤を適宜利用することができ、公知の重合開始剤の中から、組成物中の重合性液晶化合物の種類に応じて、より効率よく前記重合性液晶化合物の重合を開始させることが可能なものを適宜選択して利用すればよい。 The polymerizable liquid crystal composition used in the present invention may contain a polymerization initiator for polymerizing the polymerizable liquid crystal compound as described above. The polymerization initiator is not particularly limited, and a known polymerization initiator can be appropriately used. From the known polymerization initiators, the above-mentioned polymerization can be performed more efficiently depending on the type of the polymerizable liquid crystal compound in the composition. What can start polymerization of a polymerizable liquid crystal compound may be appropriately selected and used.
また、重合開始剤は、熱重合開始剤(熱重合反応を利用する際の開始剤)であっても、光重合開始剤(光や電子線の照射を利用する際の開始剤)であってもよい。このような重合開始剤としては、液晶フィルムを製造する際の基材としてプラスチックフィルム等を用いる場合に、熱によりその基材等が変形したり、変質したりすることを防止するといった観点から、光重合開始剤を用いることがより好ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、α−カルボニル化合物、アシロインエーテル、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、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を組み合わせたもの、アクリジンおよびフェナジン化合物およびオキサジアゾール化合物等が挙げられる。なお、このようなα−カルボニル化合物としては、例えば、米国特許2367661号明細書や米国特許2367670号明細書に記載のα−カルボニル化合物等が挙げられ、前記アシロインエーテルとしては、例えば、米国特許2448828号明細書に記載のもの等が挙げられる。また、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物としては、例えば、米国特許2722512号明細書に記載のもの等が挙げられ、前記多核キノン化合物としては、例えば、米国特許3046127号明細書や米国特許2951758号明細書に記載のもの等が挙げられる。また、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を組み合わせたものとしては、例えば、米国特許3549367号明細書に記載されているもの等が挙げられ、前記アクリジンおよびフェナジン化合物としては、例えば、特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書等に記載のもの等が挙げられ、更に、前記オキサジアゾール化合物としては、例えば、米国特許4212970号明細書に記載のもの等が挙げられる。 The polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator (an initiator when using a thermal polymerization reaction) or a photopolymerization initiator (an initiator when using light or electron beam irradiation). Also good. As such a polymerization initiator, in the case of using a plastic film or the like as a base material when producing a liquid crystal film, from the viewpoint of preventing the base material and the like from being deformed or altered by heat, It is more preferable to use a photopolymerization initiator. Examples of such photopolymerization initiators include α-carbonyl compounds, acyloin ethers, α-hydrocarbon-substituted aromatic acyloin compounds, polynuclear quinone compounds, triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketones. , Acridine and phenazine compounds and oxadiazole compounds. Examples of such α-carbonyl compounds include α-carbonyl compounds described in US Pat. No. 2,367,661 and US Pat. No. 2,367,670. Examples of the acyloin ether include US Pat. The thing etc. which are described in 2448828 specification are mentioned. Examples of the α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin compound include those described in US Pat. No. 2,722,512. Examples of the polynuclear quinone compound include US Pat. No. 3,046,127 and US Pat. No. 2,951,758. And the like described in the specification. Examples of the combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenylketone include those described in US Pat. No. 3,549,367, and the acridine and phenazine compounds include, for example, Examples described in JP-A-60-105667 and U.S. Pat. No. 4,239,850 are exemplified. Further, examples of the oxadiazole compound include those described in U.S. Pat. No. 4,212,970. .
また、光重合開始剤としては、市販品を利用してもよく、例えば、BASF社製の光重合開始剤(商品名「イルガキュア907」、商品名「イルガキュア651」、商品名「イルガキュア184」)や、Union Carbide社製の光重合開始剤(商品名「UVI6974」)等を適宜使用してもよい。なお、このような光重合開始剤は、光または電子線の照射により、自由ラジカルを生成するものや、イオンを生成するもの等があるが、組成物中の前記重合性液晶化合物の種類や重合反応の条件等に応じて、自由ラジカルを生成する光重合開始剤(例えば、BASF社製の商品名「イルガキュア651」等)や、イオンを生成する光重合開始剤(例えば、Union Carbide社製の光重合開始剤(商品名「UVI6974」))の中から好適なものを適宜選択して利用すればよい。 Moreover, as a photoinitiator, you may utilize a commercial item, for example, the photoinitiator made from BASF (brand name "Irgacure 907", brand name "Irgacure 651", brand name "Irgacure 184"). Alternatively, a photopolymerization initiator (trade name “UVI6974”) manufactured by Union Carbide may be used as appropriate. Such photopolymerization initiators include those that generate free radicals and those that generate ions upon irradiation with light or an electron beam, and the type and polymerization of the polymerizable liquid crystal compound in the composition. Depending on the reaction conditions and the like, a photopolymerization initiator that generates free radicals (for example, trade name “Irgacure 651” manufactured by BASF) or a photopolymerization initiator that generates ions (for example, Union Carbide manufactured by Union Carbide). A suitable photopolymerization initiator (trade name “UVI6974”)) may be appropriately selected and used.
また、重合開始剤の含有量としては、重合性液晶組成物に二色性色素を添加した組成物(混合物)100重量部に対して0.5〜10重量部であることが好ましく、1〜5重量部であることがより好ましい。重合開始剤の含有量が少な過ぎると得られる位相差板の硬化性が不十分となる傾向にあり、一方、重合開始剤の含有量が多過ぎると、液晶の配向に欠陥を生じる傾向にある。重合開始剤の含有量が上記数値範囲内であれば、液晶の配向に欠陥を生じるのを抑制することができ、また、硬化性の高い位相差板を得ることが出来る。 Further, the content of the polymerization initiator is preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the composition (mixture) obtained by adding the dichroic dye to the polymerizable liquid crystal composition. More preferably, it is 5 parts by weight. When the content of the polymerization initiator is too small, the resulting retardation plate tends to have insufficient curability. On the other hand, when the content of the polymerization initiator is too large, the orientation of the liquid crystal tends to be defective. . When the content of the polymerization initiator is within the above numerical range, it is possible to suppress the occurrence of defects in the alignment of the liquid crystal and to obtain a highly curable retardation plate.
[二色性色素]
次に、本発明に使用する二色性色素について説明する。ここでいう二色性色素とは、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素をいう。このような性質を有するものであれば、二色性色素は特に制限されず、染料であっても顔料であってもよいが、本発明においては、下記式(1)で表される、前記重合体における前記二色性色素のオーダーパラメータ(S)が、0.4≦S≦1.0の範囲にあるものが使用される。
S=(DR−1)/(DR+2) (1)
(式(1)中、DRは、下記式(2)で表される前記二色性色素の吸収二色比である。)
Ae(λ)は、前記重合体における遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルを表し、
Ao(λ)は、前記重合体における遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルを表し、
Ae0(λ)は、前記二色性色素を除いた前記重合性液晶組成物のみを重合してなる重合体における遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルを表し、
Ao0(λ)は、前記二色性色素を除いた前記重合性液晶組成物のみを重合してなる重合体における遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルを表す。)
[Dichroic dye]
Next, the dichroic dye used in the present invention will be described. The dichroic dye as used herein refers to a dye having a property that the absorbance in the major axis direction of the molecule is different from the absorbance in the minor axis direction. The dichroic dye is not particularly limited as long as it has such properties, and may be a dye or a pigment. In the present invention, the dichroic dye is represented by the following formula (1), The order parameter (S) of the dichroic dye in the polymer is in the range of 0.4 ≦ S ≦ 1.0.
S = (DR-1) / (DR + 2) (1)
(In the formula (1), DR is an absorption dichroic ratio of the dichroic dye represented by the following formula (2).)
A e (λ) represents a polarization absorption spectrum parallel to the slow axis in the polymer,
A o (λ) represents a polarization absorption spectrum perpendicular to the slow axis in the polymer,
A e0 (λ) represents a polarization absorption spectrum parallel to the slow axis in a polymer obtained by polymerizing only the polymerizable liquid crystal composition excluding the dichroic dye,
A o0 (λ) represents a polarized light absorption spectrum perpendicular to the slow axis in a polymer obtained by polymerizing only the polymerizable liquid crystal composition excluding the dichroic dye. )
上記したように、「負の分散」特性を有さない通常の液晶化合物に二色性色素を添加した場合、液晶分子のダイレクタの方向に二色性色素が配向する。しかしながら、本発明において使用する「負の分散」特性を有する液晶化合物では、上述のように液晶分子のダイレクタの方向と略垂直な方向にメソゲン基が存在するため、通常の液晶化合物に二色性色素を添加した場合と比べて、二色性色素の配向が低下し、その結果、二色比が低下する傾向にある。本発明においては、上記式(1)で表されるオーダーパラメータ(S)が、0.4≦S≦1.0の範囲にあるような二色性色素を使用することによって、「負の分散」特性を有する重合性液晶組成物に添加した場合であっても高い二色比を維持できるようにしたものである。 As described above, when a dichroic dye is added to a normal liquid crystal compound having no “negative dispersion” characteristic, the dichroic dye is aligned in the direction of the director of the liquid crystal molecules. However, in the liquid crystal compound having the “negative dispersion” characteristic used in the present invention, since the mesogen group is present in the direction substantially perpendicular to the direction of the director of the liquid crystal molecule as described above, the dichroism in the normal liquid crystal compound is present. Compared to the case where a dye is added, the orientation of the dichroic dye is lowered, and as a result, the dichroic ratio tends to be lowered. In the present invention, by using a dichroic dye having an order parameter (S) represented by the above formula (1) in a range of 0.4 ≦ S ≦ 1.0, “negative dispersion” is used. Even when it is added to a polymerizable liquid crystal composition having the characteristics, a high dichroic ratio can be maintained.
二色性色素の二色比は、色素分子の長軸方向における最大吸収波長での吸光度と短軸方向の吸光度の比で定義される。該二色比は、色素の配向方向の吸光度と配向方向と垂直方向の吸光度を測定することで求めることが可能である。本発明で用いることができる二色性色素は、二色比として、好ましくは2〜50、更に好ましくは5〜30である。 The dichroic ratio of the dichroic dye is defined by the ratio of the absorbance at the maximum absorption wavelength in the major axis direction of the dye molecule to the absorbance in the minor axis direction. The dichroic ratio can be determined by measuring the absorbance in the orientation direction of the dye and the absorbance in the direction perpendicular to the orientation direction. The dichroic dye that can be used in the present invention has a dichroic ratio of preferably 2 to 50, more preferably 5 to 30.
このような二色性色素としては特に限定はないが、例えば、アクリジン色素、アジン色素、アゾメチン色素、オキサジン色素、シアニン色素、メロシアニン色素、スクアリリウム色素、ナフタレン色素、アゾ色素、アントラキノン色素、ベンゾトリアゾール色素、ベンゾフェノン色素、ピラゾリン色素、ジフェニルポリエン色素、ビナフチルポリエン色素、スチルベン色素、ベンゾチアゾール色素、チエノチアゾール色素、ベンゾイミダゾール色素、クマリン色素、ニトロジフェニルアミン色素、ポリメチン色素、ナフトキノン色素、ペリレン色素、キノフタロン色素、スチルベン色素、インジゴ色素などが挙げられる。中でも、該二色性色素は、アントラキノン色素およびアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素及びスチルベンアゾ色素などが挙げられ、好ましくはビスアゾ色素、トリスアゾ色素およびこれらの系列の色素の誘導体が例示される。上記の条件を満たす色素であれば本発明で用いることが可能である。本発明で用いることが可能である色素の一例を色素ハンドブック(大河原信、北尾悌次郎、平嶋恒亮、松岡賢 編、講談社サイエンティフィック社:1986年第1版)に記載の色素番号で表1に示す。 Such dichroic dyes are not particularly limited. For example, acridine dyes, azine dyes, azomethine dyes, oxazine dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, squarylium dyes, naphthalene dyes, azo dyes, anthraquinone dyes, benzotriazole dyes Benzophenone dye, pyrazoline dye, diphenyl polyene dye, binaphthyl polyene dye, stilbene dye, benzothiazole dye, thienothiazole dye, benzimidazole dye, coumarin dye, nitrodiphenylamine dye, polymethine dye, naphthoquinone dye, perylene dye, quinophthalone dye, stilbene dye Examples thereof include dyes and indigo dyes. Among these, the dichroic dye is preferably an anthraquinone dye or an azo dye. Examples of the azo dyes include monoazo dyes, bisazo dyes, trisazo dyes, tetrakisazo dyes, and stilbene azo dyes, and preferred examples include bisazo dyes, trisazo dyes, and derivatives of these series of dyes. Any dye that satisfies the above conditions can be used in the present invention. An example of a dye that can be used in the present invention is represented by a dye number described in a dye handbook (Shin Okawara, Shinjiro Kitao, Tsuneaki Hirashima, Ken Matsuoka, Kodansha Scientific Co., Ltd .: 1986, 1st edition). It is shown in 1.
二色性色素は、下記式(1)で表されるもの(以下、場合により「アゾ色素(1)」という。)が特に好ましい。
式(1)中、nは1〜4の整数であり、Ar1およびAr3は、それぞれ独立して下記の群より選択される基を表す。 In the formula (1), n is an integer of 1 to 4, and Ar 1 and Ar 3 each independently represent a group selected from the following group.
また、式(1)中、Ar2は、下記の群より選択される基を表し、nが2以上の場合は、Ar2は互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
上記した基において、A1およびA2は、それぞれ独立して下記の群より選択される基を表わす。
上記したアゾ色素(1)のアゾベンゼン部位の位置異性は、トランスであることが好ましい。アゾ色素(1)としては例えば、式(1−1)〜式(1−58)でそれぞれ表される化合物などが挙げられる。 The positional isomerism of the azobenzene moiety of the azo dye (1) is preferably trans. Examples of the azo dye (1) include compounds represented by formulas (1-1) to (1-58).
上記したアゾ色素(1)の具体例の中でも、式(1−2)、式(1−5)、式(1−6)、式(1−8)、式(1−10)、式(1−12)、式(1−13)、式(1−15)、式(1−16)、式(1−19)、式(1−20)、式(1−21)、式(1−22)、式(1−23)、式(1−24)、式(1−26)、式(1−27)、式(1−28)、式(1−29)、式(1−30)式(1−31)、式(1−32)、式(1−33)、式(1−34)、式(1−35)、式(1−36)、式(1−49)、式(1−50)、式(1−51)、式(1−52)、式(1−53)、式(1−54)式(1−55)、式(1−56)、式(1−57)及び式(1−58)でそれぞれ表されるものがより好ましく、式(1−2)、式(1−5)、式(1−8)、式(1−10)、式(1−15)、式(1−21)、式(1−22)、式(1−26)、式(1−28)、式(1−29)、式(1−30)、式(1−31)、式(1−32)、式(1−33)、式(1−34)、式(1−35)式(1−36)、式(1−49)、式(1−50)、式(1−51)、式(1−52)、式(1−53)、式(1−54)及び式(1−55)でそれぞれ表されるものが特に好ましい。 Among the specific examples of the azo dye (1) described above, Formula (1-2), Formula (1-5), Formula (1-6), Formula (1-8), Formula (1-10), Formula ( 1-12), Formula (1-13), Formula (1-15), Formula (1-16), Formula (1-19), Formula (1-20), Formula (1-21), Formula (1) -22), formula (1-23), formula (1-24), formula (1-26), formula (1-27), formula (1-28), formula (1-29), formula (1- 30) Formula (1-31), Formula (1-32), Formula (1-33), Formula (1-34), Formula (1-35), Formula (1-36), Formula (1-49) , Formula (1-50), Formula (1-51), Formula (1-52), Formula (1-53), Formula (1-54) Formula (1-55), Formula (1-56), Formula Those represented by (1-57) and formula (1-58) are more preferred. Formulas (1-2) and (1-5) , Formula (1-8), Formula (1-10), Formula (1-15), Formula (1-21), Formula (1-22), Formula (1-26), Formula (1-28), Formula (1-29), Formula (1-30), Formula (1-31), Formula (1-32), Formula (1-33), Formula (1-34), Formula (1-35) Formula ( 1-36), Formula (1-49), Formula (1-50), Formula (1-51), Formula (1-52), Formula (1-53), Formula (1-54), and Formula (1) -55) are particularly preferred.
アントラキノン色素としては、式(1−59)で表される化合物が好ましい。
また、アクリジン色素としては、式(1−60)で表される化合物が好ましい。
また、オキサゾン色素としては、式(1−61)で表される化合物が好ましい。
以上の式(1−59)、式(1−60)及び式(1−61)において、Rxの炭素数1〜6のアルキル基とは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基及びヘキシル基などであり、炭素数6〜12のアリール基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基及びナフチル基などである。 In the above formula (1-59), formula (1-60) and formula (1-61), the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of Rx is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or pentyl. A aryl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a phenyl group, a toluyl group, a xylyl group, and a naphthyl group.
また、シアニン色素としては、式(1−62)で表される化合物、及び式(1−63)で表される化合物が好ましい。
以上、前記位相差板が含有する二色性色素について、その好ましい例を説明したが、中でも、二色性色素としてアゾ色素(1)であることが好ましく、互いに異なる極大吸収波長を有するアゾ色素(1)を少なくとも2種含有してもよい。 As mentioned above, although the preferable example was demonstrated about the dichroic dye which the said phase difference plate contains, it is preferable that it is an azo dye (1) as a dichroic dye, and an azo dye which has mutually different maximum absorption wavelength. You may contain at least 2 types (1).
このような二色性色素は、重合性官能基を有していてもよく、液晶性を有していてもよい。重合性官能基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基、オキセタニル基が好ましく、反応性の観点からアクリル基、エポキシ基、オキセタニル基が特に好ましい。液晶性については、ネマチック相、スメクチック相を有するものが好ましい。 Such a dichroic dye may have a polymerizable functional group and may have liquid crystallinity. As the polymerizable functional group, an acrylic group, a methacryl group, a vinyl group, a vinyloxy group, an epoxy group, and an oxetanyl group are preferable, and an acrylic group, an epoxy group, and an oxetanyl group are particularly preferable from the viewpoint of reactivity. As for the liquid crystallinity, those having a nematic phase and a smectic phase are preferable.
オーダーパラメータ(S)が、0.4≦S≦1.0の範囲にある上記したような二色性色素の中でも、二色性色素が棒状分子であり、長軸方向の分子長が2nm〜10nmであるものが好ましく使用できる。ここで、「長軸方向の分子長」とは、二色性色素化合物の両末端に存在する非環状の官能基および水素原子を除いた各原子間距離のうち最長のものを意味し、非環状の官能基とは直鎖状の脂肪族炭化水素基またはビニル基またはカルボニル基またはアルコール基またはアルコキシ基またはエーテル基および前記官能基を環状でない脂肪族炭化水素基でつないだものおよび前記官能基の水素原子をハロゲン原子で置換したものを含み、芳香族環基または不飽和ヘテロ環基または脂肪族環基を含まない。分子長が最長となるようなコンフォメーション(例えば、アゾ基を有する分子についてはトランス配置)を初期配置に量子化学計算パッケージ(ORCA Ver3.0.1)を用いて密度汎関数法(DFT法)にて最安定構造計算を実施して、分子長を算出することができる。また、汎関数としてはPBE0を、基底はDef2−SVPを用いることができる。分子長が2nm〜10nmの二色性色素を用いることにより、液晶分子のダイレクタと略垂直の方向にメソゲン基を有する「負の分散」と特性を有する液晶化合物に添加した場合であっても、ダイレクタの方向に二色性色素を配向させることができ、オーダーパラメータ(S)を1.0に近づけることができる。 Among the dichroic dyes having the order parameter (S) in the range of 0.4 ≦ S ≦ 1.0, the dichroic dye is a rod-like molecule, and the molecular length in the long axis direction is 2 nm to Those having a thickness of 10 nm can be preferably used. Here, “the molecular length in the major axis direction” means the longest distance among the interatomic distances excluding the non-cyclic functional groups and hydrogen atoms present at both ends of the dichroic dye compound. The cyclic functional group is a linear aliphatic hydrocarbon group, vinyl group, carbonyl group, alcohol group, alkoxy group, ether group and the functional group connected with a non-cyclic aliphatic hydrocarbon group, and the functional group. In which a hydrogen atom is substituted with a halogen atom, and does not include an aromatic ring group, an unsaturated heterocyclic group, or an aliphatic ring group. Density functional method (DFT method) using the quantum chemistry calculation package (ORCA Ver 3.0.1) in the initial configuration with a conformation that maximizes the molecular length (for example, trans configuration for molecules having an azo group) The molecular length can be calculated by performing the most stable structure calculation. Further, PBE0 can be used as the functional, and Def2-SVP can be used as the basis. Even when a dichroic dye having a molecular length of 2 nm to 10 nm is used, even when added to a liquid crystal compound having a characteristic of “negative dispersion” having a mesogenic group in a direction substantially perpendicular to the director of the liquid crystal molecule, The dichroic dye can be oriented in the direction of the director, and the order parameter (S) can approach 1.0.
二色性色素は、400〜780nmの範囲に極大吸収波長(λmax)を有するものが好ましく、より好ましくは450〜700nm、更に好ましくは540〜650nmであるが、本発明の位相差板を画像表示装置に適用する場合は、画像表示装置の光源の発光スペクトルを考慮して、画像表示装置の発光スペクトルの吸収極大波長と異なるような吸収極大波長を選択するほうが好ましい。 The dichroic dye preferably has a maximum absorption wavelength (λmax) in the range of 400 to 780 nm, more preferably 450 to 700 nm, and even more preferably 540 to 650 nm. In the case of application to an apparatus, it is preferable to select an absorption maximum wavelength that is different from the absorption maximum wavelength of the emission spectrum of the image display device in consideration of the emission spectrum of the light source of the image display device.
例えば、それぞれ約460nmに、約530nmに、約630nmに極大値を示す赤青緑の3色の発光スペクトルを有する有機エレクトロルミネセンス表示装置に、本発明の位相差板を適用する場合、二色性色素による吸収は避けられないが、この吸収による透過率低下を最小限に抑えるには、この3色の発光スペクトルの極大波長から外れた波長に極大吸収を有する二色性色素を選択することが好ましく、例えば、図11に示すような580nm近辺に極大吸収波長を有する二色性色素を適用することが好ましい。図11は有機エレクトロルミネセンス表示装置の発光スペクトルを示したが、他の画像表示装置においても同様である。例えば、液晶表示装置においては、光源にLEDを使用する場合、二色性色素の吸収極大波長を使用するLEDの発光スペクトルの極大値から外れた波長にすることで、透過率低下を低減させることができる。二色性色素の吸収極大波長と画像表示装置の発光スペクトルの極大波長との差は5nm以上、好ましくは10nm以上、さらに好ましくは20nm以上である。5nm未満では、波長を外すことによる透過率低下の抑制が不十分になる。 For example, when the retardation plate of the present invention is applied to an organic electroluminescence display device having three emission spectra of red, blue, and green that have maximum values at about 460 nm, about 530 nm, and about 630 nm, respectively, In order to minimize the decrease in the transmittance due to this absorption, it is necessary to select a dichroic dye having a maximum absorption at a wavelength outside the maximum wavelength of the emission spectrum of these three colors. For example, it is preferable to apply a dichroic dye having a maximum absorption wavelength in the vicinity of 580 nm as shown in FIG. FIG. 11 shows the emission spectrum of the organic electroluminescence display device, but the same applies to other image display devices. For example, in a liquid crystal display device, when an LED is used as a light source, the decrease in transmittance is reduced by setting the wavelength that deviates from the maximum value of the emission spectrum of the LED that uses the absorption maximum wavelength of the dichroic dye. Can do. The difference between the absorption maximum wavelength of the dichroic dye and the maximum wavelength of the emission spectrum of the image display device is 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more. If it is less than 5 nm, suppression of the transmittance | permeability fall by removing a wavelength will become inadequate.
前記位相差板における二色性色素の含有量は、当該二色性色素の種類などに応じて適宜調節できるが、本発明においては、オーダーパラメータ(S)が、0.4≦S≦1.0の範囲にある二色性色素を使用するため、二色性色素の含有量を抑えながら高い逆分散性改善効果を維持することができる。具体的には、重合性液晶組成物100重量部に対して、0.03〜0.8重量部であり、0.05〜0.5重量部であることが好ましい。本発明においては、二色性色素の含有量を上記のような範囲とできるため、二色性色素を添加することによる位相差板の透過率低下を抑制することができる。なお、ここでいう二色性色素の含有量とは、2種以上の二色性色素を含む場合は、それらの合計量を意味する。 The content of the dichroic dye in the retardation plate can be adjusted as appropriate according to the type of the dichroic dye. In the present invention, the order parameter (S) is 0.4 ≦ S ≦ 1. Since a dichroic dye in the range of 0 is used, a high reverse dispersibility improving effect can be maintained while suppressing the content of the dichroic dye. Specifically, it is 0.03 to 0.8 part by weight and preferably 0.05 to 0.5 part by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable liquid crystal composition. In this invention, since content of a dichroic dye can be made into the above ranges, the transmittance | permeability fall of a phase difference plate by adding a dichroic dye can be suppressed. In addition, content of dichroic pigment | dye here means the total amount, when two or more types of dichroic pigment | dye are included.
<位相差板の製造方法>
次に、本発明による位相差板の製造方法について説明する。位相差板製造の方法としてはこれらに限定されるものではないが、重合性液晶組成物、二色性色素および必要に応じて添加される各種の化合物を含む組成物を溶融状態で、あるいは該組成物の溶液を、配向基板上に塗布することにより塗膜を形成し、次いで塗膜を乾燥、熱処理(液晶の配向)することにより、あるいは必要により光照射および/または加熱処理(重合・架橋)等の前述の配向を固定化する手段を用いて平行配向を固定化することにより、液晶及び二色性色素の配向が固定化された光学異方性層が形成される。
<Method for producing retardation plate>
Next, a method for producing a retardation plate according to the present invention will be described. The method for producing a retardation plate is not limited to these, but a composition containing a polymerizable liquid crystal composition, a dichroic dye and various compounds added as necessary is in a molten state, or The composition solution is applied onto an alignment substrate to form a coating film, and then the coating film is dried, heat-treated (liquid crystal alignment), or, if necessary, light irradiation and / or heat treatment (polymerization / crosslinking) By fixing the parallel alignment using the above-described means for fixing the alignment, the optically anisotropic layer in which the alignment of the liquid crystal and the dichroic dye is fixed is formed.
「配向状態が平行配向の状態で固定化された」という状態は、重合性液晶組成物を重合して配向を固定化した後に得られる光学異方性層において、平行配向(液晶分子の長軸方向が基材に対して実質的に平行方向に整列している配向)が確認されることを意味し、重合性液晶化合物等に由来する成分(好ましくは重合性液晶化合物に由来する成分:その重合性液晶化合物自体、その重合性液晶化合物が分解されて形成された構成物やその重合性液晶化合物の重合物等を含む。)のうちのいずれかが、平行配向の状態で固定化されていればよい。なお、配向とは、液晶化合物の分子鎖が特定の方向に並んだ状態を示しており、この状態はフィルムの位相差(Δn・d)測定により測定し得るが、ここでいう配向とは、例えば、測定波長550nmにおいてΔn・dが20nm以上を指す。Δn・dは、液晶フィルムの複屈折Δnと膜厚dの積である。 The state that “the alignment state is fixed in the state of parallel alignment” is a state in which the parallel alignment (the major axis of the liquid crystal molecules is observed in the optically anisotropic layer obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition and fixing the alignment. Means that the orientation is aligned in a direction substantially parallel to the substrate), and a component derived from a polymerizable liquid crystal compound (preferably a component derived from a polymerizable liquid crystal compound: Any one of the polymerizable liquid crystal compound itself, a composition formed by decomposing the polymerizable liquid crystal compound, a polymer of the polymerizable liquid crystal compound, etc.) is fixed in a parallel alignment state. Just do it. The orientation indicates a state in which the molecular chains of the liquid crystal compound are aligned in a specific direction, and this state can be measured by measuring the phase difference (Δn · d) of the film. For example, Δn · d indicates 20 nm or more at a measurement wavelength of 550 nm. Δn · d is the product of the birefringence Δn and the film thickness d of the liquid crystal film.
溶液の調製に用いる溶媒に関しては、重合性液晶組成物および二色性色素を溶解でき適当な条件で留去できる溶媒であれば特に制限はなく、一般的にアセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどのケトン類、イソプロピルアルコール、n−ブタノール等のアルコール類、ブトキシエチルアルコール、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−2−プロパノールなどのエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸2−メトキシエチル、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチルなどのエステル類、フェノール、クロロフェノールなどのフェノール類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、等などのハロゲン化炭化水素類、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトンなどの複素環類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類等やこれらの混合系が好ましく用いられる。 The solvent used for preparing the solution is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye and can be distilled off under appropriate conditions. Generally, acetone, methyl ethyl ketone, isophorone, cyclohexanone, cyclohexane Ketones such as pentanone, alcohols such as isopropyl alcohol and n-butanol, ether alcohols such as butoxyethyl alcohol, hexyloxyethyl alcohol and methoxy-2-propanol, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2-methoxyethyl acetate Glycol ethers such as propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, esters such as ethyl acetate and ethyl lactate, phenols such as phenol and chlorophenol, N, -Amides such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, trichloroethylene, tetrachloroethane, tetrachloroethane, tetrachloroethylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, etc., tetrahydrofuran, Heterocycles such as γ-butyrolactone, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, etc. Preferably used.
また、このような溶媒としては、均一な膜厚となるように溶液を塗布するのに適切な乾燥速度、取扱い容易性(環境への有害性)および重合性液晶組成物および二色性色素に対する溶解性の観点から、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、酢酸2−メトキシエチル、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−メトキシベンゼン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、γ-ブチロラクトンが好ましく、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、トルエン、γ-ブチロラクトンがより好ましい。なお、このような溶媒としては1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて利用してもよい。また、基材の種類によっては、溶媒の種類によっては腐食が生じる場合もあることから、基材の種類に応じて好適な溶媒を適宜選択して利用することが好ましい。 Moreover, as such a solvent, it is suitable with respect to the drying rate suitable for apply | coating a solution so that it may become a uniform film thickness, handling ease (harmful to environment), a polymerizable liquid crystal composition, and a dichroic dye. From the viewpoint of solubility, propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, 2-methoxyethyl acetate, toluene, xylene, methoxybenzene, 1,2-methoxybenzene, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, γ-butyrolactone is preferred, and propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, toluene, and γ-butyrolactone are more preferred. In addition, you may utilize 1 type as such a solvent individually or in combination of 2 or more types. Further, depending on the type of the base material, corrosion may occur depending on the type of the solvent. Therefore, it is preferable to appropriately select and use a suitable solvent according to the type of the base material.
また、本発明に使用する溶媒の含有量としては、その組成物の使用方法(例えば光学異方性層を形成するために使用する場合には、その厚さの設計やコーティング方法等も含めた使用方法等)等によっても異なるものであり、一概には言えないが、30〜98重量%であることが好ましく、50〜95重量%であることがより好ましく、70〜90重量%であることが更に好ましい。このような溶媒の含有量が少なすぎると、重合性液晶組成物および二色性色素の混合物に対する溶媒の量が少なくなるため、保管中に液晶が析出したり、該混合物の粘度が高くなって湿潤(wetting)性が低下するため位相差板の製造時にコーティングすることが困難となる傾向にある。一方、溶媒の含有量が多すぎると、溶媒を除去する場合にその除去時間(乾燥時間)が長くかかり、フィルムを製造する場合に作業効率が低下するばかりか、該混合物を基材上にコーティングした場合に表面の流動が激しくなるため、均一な位相差板を製造するために組成物を用いることが困難となる傾向にある。このように、重合性液晶組成物および二色性色素の混合物(組成物)においては、溶媒以外の成分の混合物の量は、質量基準で2〜70重量%であることが好ましく、5〜50重量%であることがより好ましく、10〜30重量%であることが更に好ましい。また、重合性液晶組成物および二色性色素の混合物には、上記した溶媒だけでなく、配向基板上に均一な塗膜を形成するために、反応活性化剤、増感剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤などを添加してもよい。 In addition, as the content of the solvent used in the present invention, the usage method of the composition (for example, when used for forming an optically anisotropic layer, the design of the thickness, the coating method, etc. are also included. It differs depending on the method of use etc.) and cannot be generally specified, but it is preferably 30 to 98% by weight, more preferably 50 to 95% by weight, and 70 to 90% by weight. Is more preferable. If the content of such a solvent is too small, the amount of the solvent with respect to the mixture of the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye decreases, so that liquid crystal is deposited during storage or the viscosity of the mixture increases. Since the wetting property is lowered, it tends to be difficult to perform coating during the production of the retardation plate. On the other hand, if the content of the solvent is too high, it takes a long time to remove the solvent (drying time), and not only the work efficiency is reduced when the film is produced, but the mixture is coated on the substrate. In this case, since the surface flow becomes intense, it tends to be difficult to use the composition in order to produce a uniform retardation plate. Thus, in the mixture (composition) of the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye, the amount of the mixture of components other than the solvent is preferably 2 to 70% by weight, and 5 to 50%. It is more preferable that it is weight%, and it is still more preferable that it is 10-30 weight%. In addition, in the mixture of the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye, not only the above-described solvent but also a reaction activator, a sensitizer, and a surfactant are used to form a uniform coating film on the alignment substrate. An antifoaming agent, a leveling agent, etc. may be added.
次に、重合性液晶組成物を配向させる配向基板について説明する。配向基板としては、まず平滑な平面を有するものが好ましく、有機高分子材料からなるフィルムやシート、ガラス板、金属板などを挙げることができる。コストや連続生産性の観点からは有機高分子からなる材料を用いることが好ましい。有機高分子材料の例としては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、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、ポリスルフォン、ポリアリレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体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オレフィン系ポリマー、環状ないしノルボルネン構造を有するシクロポリオレフィン、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、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、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、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や前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。 Next, an alignment substrate for aligning the polymerizable liquid crystal composition will be described. As the alignment substrate, a substrate having a smooth plane is preferable, and examples thereof include a film or sheet made of an organic polymer material, a glass plate, and a metal plate. From the viewpoint of cost and continuous productivity, it is preferable to use a material made of an organic polymer. Examples of organic polymer materials include polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyphenylene oxide, polyether ketone, polyether ether ketone, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polysulfone, polyarylate. Examples thereof include polyester polymers such as cellulose polymers such as diacetylcellulose and triacetylcellulose, polycarbonate polymers, acrylic polymers such as polymethylmethacrylate, and transparent polymers such as epoxy resins and phenol resins. Also, styrene polymers such as polystyrene, acrylonitrile / styrene copolymer, olefin polymers such as polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, cyclopolyolefins having cyclic or norbornene structure, vinyl chloride polymers, nylon and aromatic polyamides. Examples thereof include a film made of a transparent polymer such as an amide polymer. Furthermore, imide polymers, sulfone polymers, polyether sulfone polymers, polyether ether ketone polymers, polyphenylene sulfide polymers, vinyl alcohol polymers, vinylidene chloride polymers, vinyl butyral polymers, arylate polymers, polyoxymethylene polymers Examples thereof include a film made of a transparent polymer such as a polymer, an epoxy-based polymer, and a blend of the above polymers.
セルロース系ポリマーとしては、セルロースの低級脂肪酸エステルが更に好ましい。このような低級脂肪酸としては、炭素原子数が6以下の脂肪酸が好ましい。またこのような低級脂肪酸の炭素原子数としては2〜4であることがより好ましい。このようなセルロース系ポリマーとしては、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート又はセルロースブチレートが挙げられる。また、このようなセルロース系ポリマーの中でも、セルローストリアセテートが特に好ましい。なお、セルロース系ポリマーとしては、セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いてもよい。 As the cellulose polymer, a lower fatty acid ester of cellulose is more preferable. As such a lower fatty acid, a fatty acid having 6 or less carbon atoms is preferable. The number of carbon atoms of such lower fatty acids is more preferably 2-4. Examples of such a cellulose polymer include cellulose acetate, cellulose propionate, and cellulose butyrate. Among such cellulose polymers, cellulose triacetate is particularly preferable. As the cellulose polymer, a mixed fatty acid ester such as cellulose acetate propionate or cellulose acetate butyrate may be used.
また、前記環状オレフィンポリマー(COP)としては、例えば、環状オレフィンの開環重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレン等のα−オレフィンとのランダム共重合体、これらを不飽和カルボン酸やその誘導体等で変性したグラフト変性体、これらの水素化物等が挙げられる。また、このような環状オレフィンとしては、ノルボルネン及びその誘導体、ジシクロペンタジエンが好ましい。環状オレフィンポリマーフィルムとして市販品を使用することもでき、例えば、ゼオノア(商品名、日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名、日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名、JSR(株)製)などが使用できる。 Examples of the cyclic olefin polymer (COP) include cyclic olefin ring-opening polymers, cyclic olefin addition polymers, random copolymers of cyclic olefins and α-olefins such as ethylene and propylene, and the like. Examples include graft-modified products modified with saturated carboxylic acid and derivatives thereof, and hydrides thereof. Moreover, as such a cyclic olefin, norbornene, its derivative (s), and dicyclopentadiene are preferable. Commercially available products can also be used as the cyclic olefin polymer film. For example, ZEONOR (trade name, manufactured by ZEON CORPORATION), ZEONEX (trade name, manufactured by ZEON CORPORATION), Arton (trade name, JSR Corporation) ))) Can be used.
上記した有機高分子材料からなるフィルムのなかでも、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ノルボルネンポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムを好ましく使用できる。また、金属フィルムとしては、例えばアルミニウムなどから形成される当該フィルムが挙げられる。 Among the films made of the organic polymer materials described above, plastic films such as triacetyl cellulose, polycarbonate, norbornene polyolefin, and polyethylene terephthalate used as an optical film can be preferably used. Moreover, as a metal film, the said film formed from aluminum etc. is mentioned, for example.
また、このような基材としては、特に制限されるものではないが、形成される光学異方性層と基材との積層体をそのまま光学フィルム等に用いる場合等において、その用途等に応じて、位相差機能を有するものとしてもよい。更に、このような基材は、一軸延伸したもの(いわゆる一軸延伸フィルム)であっても二軸延伸したもの(いわゆる二軸延伸フィルム)であってもよい。なお、このような基材は、これを縦方向および横方向に延伸することにより、二軸性の光学異方性を発現させて、光学異方性を有するフィルムとして利用してもよい。 Further, such a base material is not particularly limited, but depending on its use in the case of using a laminated body of an optically anisotropic layer and a base material as it is for an optical film or the like as it is. Thus, it may have a phase difference function. Further, such a substrate may be uniaxially stretched (so-called uniaxially stretched film) or biaxially stretched (so-called biaxially stretched film). Such a base material may be used as a film having optical anisotropy by developing biaxial optical anisotropy by stretching the base material in the vertical direction and the horizontal direction.
また、このような基材としては、Z軸配向処理を施したものを用いてもよい。更に、このような基材としては、その接着性を制御する目的で、片面もしくは両面にコロナ処理、プラズマ処理、UV−オゾン処理、ケン化処理等の表面処理を適宜行ってもよい。このような表面処理を採用する際の処理条件としては、利用する基材等に応じて適宜設定すればよく、特に制限されず、公知の条件を適宜採用すればよい。 Moreover, as such a base material, a substrate that has been subjected to a Z-axis alignment treatment may be used. Furthermore, such a substrate may be appropriately subjected to surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, UV-ozone treatment, saponification treatment, etc. on one or both sides for the purpose of controlling the adhesiveness. The treatment conditions for adopting such a surface treatment may be appropriately set according to the base material to be used, and are not particularly limited, and known conditions may be appropriately adopted.
これらフィルムは、製造方法によっては改めて配向能を発現させるための処理を行わなくとも重合性液晶組成物に対して十分な配向能を示すものもあるが、配向能が不十分、または配向能を示さない等の場合には、必要に応じて、これらのフィルムを適度な加熱下に延伸したり、フィルム面をレーヨン布等で一方向に擦るいわゆるラビング処理を行ったり、フィルム上にポリイミド、ポリビニルアルコール、シランカップリング剤等の公知の配向剤からなる配向膜を設けてラビング処理を行ったり、フィルム上に光配向膜を塗布し適度な温度で加熱後、直線偏光紫外線を照射して配向膜を形成したり、酸化珪素等の斜方蒸着処理を行ったり、あるいはこれらの手段を適宜組み合わせるなどして配向能を発現させたフィルムを用いても良い。 Some of these films exhibit sufficient alignment ability for the polymerizable liquid crystal composition without performing a treatment for expressing the alignment ability again depending on the production method. If not shown, etc., if necessary, these films are stretched under moderate heating, or the film surface is rubbed in one direction with a rayon cloth or the like, or a so-called rubbing treatment is performed on the film. An alignment film made of a known alignment agent such as an alcohol or a silane coupling agent is provided to perform rubbing treatment, or a photo-alignment film is applied on the film and heated at an appropriate temperature, and then irradiated with linearly polarized ultraviolet light. It is also possible to use a film that exhibits orientation ability by forming a film, performing oblique vapor deposition treatment of silicon oxide or the like, or appropriately combining these means.
また、表面に規則的な微細溝を設けたアルミニウム、鉄、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属板や各種ガラス板等、あるいはそれらを元型として、前記フィルム表面に規則的な微細溝を熱転写したものや、紫外線硬化型樹脂などを使用して前記フィルム表面に規則的な微細溝を転写したものも配向基板として使用することができる。これらの中でも、液晶の分野においては、基板に対して布等で擦るラビング処理を行うことが一般的である。ラビング条件を規定する重要な設定値としては周速比がある。これはラビング布をロールに巻きつけて回転させつつ基板を擦る場合の、布の移動速度と基板の移動速度の比を表す。本発明においては、通常周速比が50以下、より好ましくは25以下、特に好ましくは10以下である。周速比が50より大きい場合、ラビングの効果が強すぎて液晶材料が完全に配向しきれず、配向不十分となり特性低下に繋がる恐れがある。 In addition, aluminum, iron, copper, nickel, stainless steel and other metal plates provided with regular fine grooves on the surface, various glass plates, etc., or those as master molds, the regular fine grooves were thermally transferred to the film surface. Those having a regular fine groove transferred onto the film surface using a UV curable resin or the like can also be used as the alignment substrate. Among these, in the field of liquid crystal, it is common to perform a rubbing process by rubbing the substrate with a cloth or the like. An important setting value that defines the rubbing condition is a peripheral speed ratio. This represents the ratio between the movement speed of the cloth and the movement speed of the substrate when the rubbing cloth is wound around a roll and rubbed while the substrate is rubbed. In the present invention, the peripheral speed ratio is usually 50 or less, more preferably 25 or less, and particularly preferably 10 or less. When the peripheral speed ratio is larger than 50, the effect of rubbing is too strong, and the liquid crystal material cannot be completely aligned, and alignment may be insufficient, leading to characteristic deterioration.
次に、重合性液晶組成物および二色性色素を含む混合物(組成物)を上記した配向基板へ塗布する方法について説明する。塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法などが挙げられる。このような塗膜としては、重合性液晶組成物および二色性色素の混合物中の溶媒の含有量等によっても異なるものであり、一概には言えないが、乾燥前の塗膜の厚み(ウエット膜厚)が3〜50μmであることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。このような厚み(ウエット膜厚)が小さすぎると、所望の光学特性を得るために液晶組成物中の固形分(液晶化合物等)の濃度を高くする必要が生じるため、組成物中に固形分の析出が生じ易くなり、均一な液晶フィルムを得ることが困難となるばかりか、均一な塗布も困難となり液晶フィルムの平滑性が低下する傾向にある。一方、厚み(ウエット膜厚)が大きすぎると、所望の光学特性とするための液晶組成物中の固形分の濃度が薄くなるため、塗布後の乾燥時間が長くなる傾向にある。 Next, a method for applying a mixture (composition) containing a polymerizable liquid crystal composition and a dichroic dye to the above-described alignment substrate will be described. The application method is not particularly limited as long as the uniformity of the coating film is ensured, and a known method can be adopted. Examples thereof include spin coating, die coating, curtain coating, dip coating, and roll coating. Such a coating film varies depending on the content of the solvent in the mixture of the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye, etc., and although it cannot be generally stated, the thickness of the coating film before drying (wet (Film thickness) is preferably 3 to 50 μm, more preferably 5 to 20 μm. If the thickness (wet film thickness) is too small, it is necessary to increase the concentration of the solid content (liquid crystal compound or the like) in the liquid crystal composition in order to obtain desired optical characteristics. Of the liquid crystal film is liable to occur and it becomes difficult to obtain a uniform liquid crystal film, and uniform coating is also difficult, and the smoothness of the liquid crystal film tends to decrease. On the other hand, when the thickness (wet film thickness) is too large, the concentration of the solid content in the liquid crystal composition for obtaining desired optical characteristics becomes thin, so that the drying time after coating tends to be long.
液晶材料の溶液を塗布する方法においては、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程が含まれることが好ましい。この乾燥条件は、上記した重合性液晶組成物、二色性色素、溶媒の種類等によっても異なるものであり、一概に言えるものではなく、特に制限されるものではない。例えば、溶媒の種類によっては、常温(25℃)でも塗膜から溶媒を乾燥除去することが可能である。このように、溶媒の種類等によっては、特に加熱処理を施すことなく、平行配向した液晶フィルムを製造することも可能である。また、このような溶媒除去工程における温度条件としては、15〜110℃であることが好ましく、20〜80℃であることがより好ましい。15℃未満の温度で乾燥させるためには、別途冷却設備が必要となる場合がある。一方、高温で乾燥すると、基材が熱により歪んで光学特性等が変化してしまい、所望の光学特性が得られなくなる場合がある。 The method of applying the liquid crystal material solution preferably includes a drying step for removing the solvent after the application. The drying conditions differ depending on the polymerizable liquid crystal composition, the dichroic dye, the type of the solvent, and the like, and are not generally described, and are not particularly limited. For example, depending on the type of solvent, the solvent can be removed from the coating film even at room temperature (25 ° C.). Thus, depending on the type of the solvent, it is possible to produce a parallel aligned liquid crystal film without any particular heat treatment. Moreover, as temperature conditions in such a solvent removal process, it is preferable that it is 15-110 degreeC, and it is more preferable that it is 20-80 degreeC. In order to dry at a temperature below 15 ° C., a separate cooling facility may be required. On the other hand, if the substrate is dried at a high temperature, the base material may be distorted by heat and optical characteristics and the like may be changed, and desired optical characteristics may not be obtained.
また、この乾燥工程における圧力条件としては、特に制限されないが、650〜1400hPaであることが好ましく、900〜1100hPaであることがより好ましい。このような圧力条件が前記下限未満では溶媒の乾燥が急速であり、乾燥ムラが生じる傾向にあり、他方、前記上限を超えると溶媒の乾燥に時間がかかる傾向にある。このような溶媒除去工程の時間(乾燥時間)としては、特に制限されないが、10秒〜60分とすることが好ましく、30秒〜30分とすることがより好ましい。このような乾燥時間が前記下限未満では溶媒の乾燥が急速であり、液晶フィルムの平滑性が低下する(乾燥ムラが生じる)傾向にあり、他方、前記上限を超えると製造速度が遅くなり、生産性が低下する傾向にある。なお、このような溶媒除去工程に乾燥装置を利用する場合においては、前記塗膜と乾燥装置との相対的な移動速度を、相対風速が60m/分〜1200m/分となるように制御することが好ましい。塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター(炉)、温風吹きつけなどの方法が挙げられる。 Moreover, it does not restrict | limit especially as a pressure condition in this drying process, However, It is preferable that it is 650-1400 hPa, and it is more preferable that it is 900-1100 hPa. When the pressure condition is less than the lower limit, the solvent is rapidly dried and uneven drying tends to occur. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the solvent tends to take longer to dry. Although it does not restrict | limit especially as time (drying time) of such a solvent removal process, It is preferable to set it as 10 seconds-60 minutes, and it is more preferable to set it as 30 seconds-30 minutes. If the drying time is less than the lower limit, the solvent is rapidly dried, and the smoothness of the liquid crystal film tends to be reduced (drying unevenness occurs). Tend to decrease. In addition, when using a drying apparatus for such a solvent removal process, control the relative moving speed of the said coating film and drying apparatus so that a relative wind speed may be 60m / min-1200m / min. Is preferred. Any known method can be employed without particular limitation as long as the uniformity of the coating film is maintained. For example, a method such as a heater (furnace) or hot air blowing may be used.
塗布された膜の乾燥状態における膜厚は、0.1μm〜50μmが好ましく、より好ましくは0.2μm〜20μmである。この範囲外では、得られる光学異方性層の光学性能が不足したり、重合性液晶組成物及び二色性色素の配向が不十分になる場合がある。 The film thickness in the dry state of the applied film is preferably 0.1 μm to 50 μm, more preferably 0.2 μm to 20 μm. Outside this range, the optical performance of the obtained optically anisotropic layer may be insufficient, or the alignment of the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye may be insufficient.
次に配向を固定化する方法について説明する。重合性液晶組成物を重合して配向状態を固定化する方法としては、用いる重合開始剤や重合性液晶組成物の種類等に応じて、重合可能な公知の方法を適宜採用することができる。このような配向状態の固定化(重合・固定化)の方法としては、例えば、重合開始剤の種類等に応じて、光照射及び/又は加熱処理を施すことにより、重合性基(反応性官能基)を反応させて平行配向の配向状態で配向を固定化する方法を採用してもよい。 Next, a method for fixing the orientation will be described. As a method for polymerizing the polymerizable liquid crystal composition to fix the alignment state, a known polymerizable method can be appropriately employed depending on the type of the polymerization initiator and the polymerizable liquid crystal composition used. As a method for fixing such an alignment state (polymerization / fixation), for example, depending on the type of the polymerization initiator or the like, a polymerizable group (reactive functional group) can be obtained by performing light irradiation and / or heat treatment. It is also possible to adopt a method in which the orientation is fixed in a parallel orientation state by reacting the group).
重合開始剤が光の照射により開始剤の機能を発現するようなものである場合(例えば、いわゆる光ラジカル開始剤や光カチオン発生剤の場合)には、光照射により平行配向の配向状態を固定化することが好ましい。このような光照射の方法としては特に制限されず、例えば、用いる重合開始剤の吸収波長領域にスペクトルを有する光源(例えば、10mW/cm2以上の照度を有する、メタルハライドランプ、中圧或いは高圧水銀灯(中圧或いは高圧水銀紫外ランプ)、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、アークランプ、LED、レーザーなど)を用いて、その光源からの光を照射する方法が挙げられる。なお、このような光の照射により重合開始剤を活性化させることが可能となり、効率よく反応性官能基を反応させることが可能となる。 When the polymerization initiator is such that it exhibits the function of an initiator by light irradiation (for example, in the case of a so-called photo radical initiator or photo cation generator), the alignment state of parallel alignment is fixed by light irradiation. Is preferable. The light irradiation method is not particularly limited. For example, a light source having a spectrum in the absorption wavelength region of the polymerization initiator used (for example, a metal halide lamp, an intermediate pressure or a high pressure mercury lamp having an illuminance of 10 mW / cm 2 or more. (A medium pressure or high pressure mercury ultraviolet lamp), an ultra high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a xenon lamp, an arc lamp, an LED, a laser, or the like) may be used. In addition, it becomes possible to activate a polymerization initiator by such light irradiation, and it becomes possible to react a reactive functional group efficiently.
また、このような光照射の方法において光の積算照射量としては、波長365nmでの積算露光量として、10〜2000mJ/cm2であることが好ましく、100〜1500mJ/cm2であることがより好ましい。ただし、重合開始剤の吸収領域と、光源のスペクトルが著しく異なる場合や、重合性液晶化合物自身に光源波長光の吸収能がある場合等は、この限りではない。その場合には、より効率よく配向状態を維持したまま、塗膜を固定化(硬化)させるという観点から、適当な光増感剤や、吸収波長の異なる2種以上の重合開始剤を混合して用いる等の方法を採用してもよい。また、このような光照射時の温度条件は、前記重合性液晶化合物が平行配向の配向状態を維持できる温度範囲とすればよく、特に制限されない。なお、光照射時に、塗膜の表面温度が液晶温度の範囲を維持できるように、基材と光源(紫外線ランプ等)との間には、コールドミラーやその他の冷却装置を設けてもよい。 Further, in such a light irradiation method, the integrated light irradiation amount is preferably 10 to 2000 mJ / cm 2 and more preferably 100 to 1500 mJ / cm 2 as the integrated exposure amount at a wavelength of 365 nm. preferable. However, this is not the case when the absorption region of the polymerization initiator and the spectrum of the light source are significantly different, or when the polymerizable liquid crystal compound itself has the ability to absorb light of the light source wavelength. In that case, from the viewpoint of fixing (curing) the coating film while maintaining the orientation state more efficiently, an appropriate photosensitizer and two or more polymerization initiators having different absorption wavelengths are mixed. It is also possible to adopt a method such as Moreover, the temperature condition at the time of such light irradiation should just be made into the temperature range in which the said polymeric liquid crystal compound can maintain the alignment state of a parallel alignment, and is not restrict | limited in particular. A cold mirror or other cooling device may be provided between the substrate and the light source (such as an ultraviolet lamp) so that the surface temperature of the coating film can maintain the range of the liquid crystal temperature during light irradiation.
さらに、光照射時の雰囲気条件としては、特に制限されず、大気雰囲気であってもよく、また反応効率を高めるために酸素を遮断した窒素雰囲気下であってもよい。なお、雰囲気中の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達しない場合には、窒素置換等の方法により酸素濃度を低下させた雰囲気で光照射することが好ましい。このような場合の雰囲気ガス中の酸素濃度としては、10容量%以下であることが好ましく、7容量%以下であることがさらに好ましく、3容量%以下であることが最も好ましい。 Furthermore, the atmospheric conditions at the time of light irradiation are not particularly limited, and may be an air atmosphere, or may be a nitrogen atmosphere in which oxygen is blocked in order to increase reaction efficiency. Since the oxygen concentration in the atmosphere is related to the degree of polymerization, when the desired degree of polymerization is not reached in the air, it is preferable to perform light irradiation in an atmosphere in which the oxygen concentration is reduced by a method such as nitrogen substitution. In such a case, the oxygen concentration in the atmospheric gas is preferably 10% by volume or less, more preferably 7% by volume or less, and most preferably 3% by volume or less.
また、重合開始剤が熱により開始剤の機能を発現するようなものである場合(例えば、いわゆる熱ラジカル開始剤や熱カチオン発生剤の場合)には、加熱処理により平行配向の配向状態で配向を固定化することが好ましい。このような加熱処理の条件としては、特に制限されず、前記重合開始剤の種類に応じて、配向状態が十分に維持されるように温度条件を選択すればよく、公知の条件を適宜採用することができる。なお、配向基材として耐熱性の低いものを使用する場合は、重合開始剤として光の照射により開始剤の機能を発現するようなものを用い、光照射により平行配向の配向状態を固定化することが好ましい。 Further, when the polymerization initiator is such that the function of the initiator is expressed by heat (for example, in the case of a so-called thermal radical initiator or thermal cation generator), it is aligned in a parallel alignment state by heat treatment. Is preferably immobilized. The conditions for such heat treatment are not particularly limited, and the temperature conditions may be selected so that the orientation state is sufficiently maintained according to the type of the polymerization initiator, and known conditions are appropriately employed. be able to. In addition, when using a thing with low heat resistance as an alignment base material, the thing which expresses the function of an initiator by light irradiation is used as a polymerization initiator, and the alignment state of parallel alignment is fixed by light irradiation. It is preferable.
以上のような工程により製造した液晶フィルムは、充分強固な膜となっている。具体的には、硬化反応によりメソゲンが3次元的に結合され、硬化前と比べて耐熱性(液晶配向保持の上限温度)が向上するのみでなく、耐スクラッチ性、耐磨耗性、耐クラック性などの機械的強度に関しても大幅に向上する。 The liquid crystal film produced by the above process is a sufficiently strong film. Specifically, the mesogens are three-dimensionally bonded by the curing reaction, and not only the heat resistance (the upper limit temperature for maintaining the liquid crystal alignment) is improved as compared to before curing, but also scratch resistance, abrasion resistance, crack resistance. The mechanical strength such as property is also greatly improved.
上記のようにして、配向基板上に、重合性液晶組成物および二色性色素を含む混合物(組成物)を塗布した後に、塗膜から溶媒を除去して、重合性液晶組成物および二色性色素を配向させ、その液晶状態を固定化することによって、配向状態が平行配向の状態で固定化された液晶フィルムを配向基板上に形成することができる。 As described above, after applying the mixture (composition) containing the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic dye on the alignment substrate, the solvent is removed from the coating film, and the polymerizable liquid crystal composition and the dichroic color are then removed. By aligning the crystalline dye and fixing the liquid crystal state, a liquid crystal film in which the alignment state is fixed in a parallel alignment state can be formed on the alignment substrate.
なお、配向基板として、光学的に等方でない、あるいは得られる位相差板が最終的に目的とする使用波長領域において不透明である、もしくは配向基板の膜厚が厚すぎて実際の使用に支障を生じるなどの問題がある場合、配向基板上で形成された形態から、光学的に等方な基板、位相差機能を有する延伸フィルム、あるいは、直接、偏光板に転写した形態も使用しうる。転写方法としては公知の方法を採用することができる。例えば、特開平4−57017号公報や特開平5−333313号公報に記載されているように液晶フィルムを粘着剤もしくは接着剤を介して、配向基板とは異なる基板に積層した後に、必要により粘着剤もしくは接着剤を使って表面の硬化処理を施し、液晶フィルムから配向基板を剥離することで液晶フィルムのみを転写する方法等を挙げることができる。 As the alignment substrate, it is not optically isotropic, or the obtained retardation plate is finally opaque in the intended use wavelength region, or the alignment substrate is too thick, which hinders actual use. When there is a problem such as occurrence, an optically isotropic substrate, a stretched film having a retardation function, or a form directly transferred to a polarizing plate can be used from the form formed on the alignment substrate. As a transfer method, a known method can be adopted. For example, as described in JP-A-4-57017 and JP-A-5-333313, a liquid crystal film is laminated on a substrate different from the alignment substrate via an adhesive or an adhesive, and then, if necessary, adhesive Examples include a method of transferring only the liquid crystal film by performing a surface curing treatment using an agent or an adhesive and peeling the alignment substrate from the liquid crystal film.
転写に使用する粘着剤もしくは接着剤は、光学グレードのものであれば特に制限はなく、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系など一般に用いられているものを用いることができる。また、ここで当該液晶フィルム単独を当該素子として使用することも可能であるが、液晶フィルムの強度や耐性向上のために液晶フィルムの片面または両面を透明保護層で被覆した形態で位相差板を構成することもできる。透明保護層としては、ポリエステルやトリアセチルセルロース等の透明プラスチックフィルムを直接または粘接着剤を介して積層したもの、樹脂の塗布層、アクリル系やエポキシ系等の光硬化型樹脂層等が挙げられる。これら透明保護層を液晶フィルムの両面に被覆する場合、両側に異なる保護層を設けても良い。また光学異方素子としては、偏光板に直接液晶フィルムを形成し、そのまま本発明の楕円偏光板とすることもできる。例えば前記偏光フィルムを作製するときに用いるポリエステルやトリアセチルセルロース等の透明プラスチックフィルムに液晶フィルムを積層した後、偏光フィルムと一体化することにより、偏光フィルム/透明プラスチックフィルム/位相差板(液晶フィルム)や偏光フィルム/位相差板(液晶フィルム)/透明プラスチックフィルムといった構成の楕円偏光板とすることができる。 The pressure-sensitive adhesive or adhesive used for transfer is not particularly limited as long as it is of optical grade, and generally used ones such as acrylic, epoxy, and urethane can be used. In addition, it is possible to use the liquid crystal film alone as the element, but in order to improve the strength and durability of the liquid crystal film, the retardation plate is covered with a transparent protective layer on one or both sides of the liquid crystal film. It can also be configured. Examples of the transparent protective layer include those obtained by laminating transparent plastic films such as polyester and triacetyl cellulose directly or via an adhesive, resin coating layers, acrylic and epoxy photocurable resin layers, and the like. It is done. When these transparent protective layers are coated on both sides of the liquid crystal film, different protective layers may be provided on both sides. Moreover, as an optically anisotropic element, a liquid crystal film can be directly formed on a polarizing plate, and the elliptically polarizing plate of this invention can be used as it is. For example, after laminating a liquid crystal film on a transparent plastic film such as polyester or triacetyl cellulose used for producing the polarizing film, the polarizing film / transparent plastic film / retardation plate (liquid crystal film) is integrated with the polarizing film. ) Or a polarizing film / phase difference plate (liquid crystal film) / transparent plastic film.
上記のようにして得られた液晶フィルムにおける平行配向の確認方法としては、以下のような方法を採用してもよい。平行配向の確認方法としては、公知の方法を適宜採用でき、特に制限されるものではないが、一対の直交偏光板(一方の偏向板が偏向する方向と、他方の偏向板が偏向する方向が垂直となる一対の偏光板)の間に液晶フィルム(基材との積層体の状態のもの等であってもよい。)を配置した試料を用いて、肉眼で透過光を確認する方法や位相差板を偏光顕微鏡で観察する方法を採用してもよい。前記いずれの方法を採用した場合においても、前記液晶フィルムが平行配向液晶フィルムである場合には、その試料中の液晶フィルムの表面に対して垂直な方向から光を入射させると光の位相差により明るく見え、他方、その試料に対して入射させる光の入射角を傾けた場合の光の透過量が、垂直な方向に対照な方向ではほぼ同じ明るさで見える。そのため、このような試料の明暗を光の入射角をずらしながら肉眼や偏光顕微鏡を通して測定することで平行配向の有無を確認することができる。また、平行配向液晶フィルムは、上述のように光の入射角に応じて位相差の特性が異なるものとなることから、平行配向の確認方法としては、例えば、液晶フィルムの表面に対して垂直な方向(垂直入射角)の位相差と前記垂直入射角から特定の角度に光の入射角を傾けた場合の位相差とを測定することが可能な複屈折測定装置(例えばAxo−metrix社製の商品名「Axoscan」、王子計測機器社製の商品名「KOBRA−21ADH」等)を用いて、視野角0°(液晶フィルムに対して垂直の方向)から視野角がより大きくなる方向に角度を適宜変更しながら位相差の測定を行い、複数の視野角において前記試料の位相差をそれぞれ求め、液晶フィルムの表面に対して垂直な方向において位相差が確認され、液晶フィルムの表面に対して視野角がより大きくなる方向において位相差が、視野角の−方向と+方向との値が互いに対称性をみせること、を確認することに基づいて、平行配向の有無を確認する方法を採用してもよい。 As a method for confirming parallel alignment in the liquid crystal film obtained as described above, the following method may be employed. As a method for confirming the parallel alignment, a known method can be appropriately employed, and is not particularly limited. However, a pair of orthogonal polarizing plates (the direction in which one deflector deflects and the direction in which the other deflector deflects) Using a sample in which a liquid crystal film (which may be in the form of a laminate with a base material) is disposed between a pair of vertical polarizing plates), a method and a method for confirming transmitted light with the naked eye You may employ | adopt the method of observing a phase difference plate with a polarizing microscope. In any of the above methods, when the liquid crystal film is a parallel-aligned liquid crystal film, if light is incident from a direction perpendicular to the surface of the liquid crystal film in the sample, the phase difference of the light causes On the other hand, the amount of transmitted light when the incident angle of the light incident on the sample is tilted appears almost the same brightness in the direction opposite to the vertical direction. Therefore, the presence or absence of parallel orientation can be confirmed by measuring the brightness of such a sample through the naked eye or a polarizing microscope while shifting the incident angle of light. In addition, since the parallel alignment liquid crystal film has different phase difference characteristics depending on the incident angle of light as described above, a method for confirming parallel alignment is, for example, perpendicular to the surface of the liquid crystal film. A birefringence measuring device (for example, manufactured by Axo-metrix) capable of measuring a phase difference in a direction (perpendicular incident angle) and a phase difference when the incident angle of light is tilted from the vertical incident angle to a specific angle. Using the product name “Axoscan”, the product name “KOBRA-21ADH” manufactured by Oji Scientific Instruments, etc.), the angle is increased from 0 ° (perpendicular to the liquid crystal film) to a larger viewing angle. The phase difference is measured while appropriately changing, the phase difference of the sample is obtained at each of a plurality of viewing angles, and the phase difference is confirmed in a direction perpendicular to the surface of the liquid crystal film. Method for confirming the presence or absence of parallel orientation based on confirming that the phase difference in the direction in which the viewing angle becomes larger with respect to the value of the viewing angle is symmetrical with respect to each other. May be adopted.
液晶フィルムの厚み(硬化膜の膜厚)としては、用途や求める特性によっても異なるが、0.1〜10μmであることが好ましく、0.2〜5μmであることがより好ましい。液晶フィルムの厚みが小さすぎると所望の位相差を発現できなくなる傾向にあり、一方、厚すぎると液晶の配向性が低下するか、色素による透過が低下する傾向にある。 The thickness of the liquid crystal film (thickness of the cured film) is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.2 to 5 μm, although it varies depending on the application and required characteristics. If the thickness of the liquid crystal film is too small, the desired retardation may not be exhibited. On the other hand, if the thickness is too large, the orientation of the liquid crystal is decreased or the transmission due to the dye tends to be decreased.
[楕円偏光板]
本発明によれば、上記した位相差板と偏光板とを備えた楕円偏光板が提供される。位相差板と組み合わせて使用される直線偏光板としては、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものが使用される。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用でき、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料(沃素、染料)を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、5〜80μm程度が一般的である。
[Elliptically polarizing plate]
According to this invention, the elliptically polarizing plate provided with the above-mentioned phase difference plate and a polarizing plate is provided. As the linear polarizing plate used in combination with the retardation plate, one having a protective film on one side or both sides of the polarizer is usually used. The polarizer is not particularly limited, and various types can be used. For example, for a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film, a partially formalized polyvinyl alcohol film, an ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified film. And polyene-based oriented films such as those obtained by adsorbing dichroic substances such as iodine and dichroic dyes and uniaxially stretched, polyvinyl alcohol dehydrated products and polyvinyl chloride dehydrochlorinated products. Among these, those obtained by stretching a polyvinyl alcohol film and adsorbing and orienting a dichroic material (iodine, dye) are preferably used. The thickness of the polarizer is not particularly limited, but is generally about 5 to 80 μm.
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。 A polarizer obtained by dyeing a polyvinyl alcohol film with iodine and uniaxially stretching it can be produced, for example, by dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it 3 to 7 times the original length. If necessary, it can be immersed in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide. Further, if necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed before dyeing. In addition to washing the polyvinyl alcohol film surface with dirt and anti-blocking agents by washing the polyvinyl alcohol film with water, it also has the effect of preventing unevenness such as uneven coloring by swelling the polyvinyl alcohol film. is there. Stretching may be performed after dyeing with iodine, may be performed while dyeing, or may be dyed with iodine after stretching. The film can be stretched in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide or in a water bath.
偏光子の片側または両側に設けられている保護フィルムには、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。保護フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートや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、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。また、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の如きポリオレフィン系ポリマー、シクロオレフィン系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや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、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、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、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどが挙げられる。保護フィルムの厚さは、一般には500μm以下であり、1〜300μmが好ましい。特に5〜200μmとするのが好ましい。 The protective film provided on one side or both sides of the polarizer is preferably one that is excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding properties, isotropic properties, and the like. Examples of the material for the protective film include polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, polystyrene, acrylonitrile / styrene copolymers, and the like. Examples thereof include styrene polymers such as (AS resin), polycarbonate polymers, and the like. Also, polyolefin polymers such as polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene copolymers, polyolefins having cycloolefin or norbornene structures, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamide, imide polymers, sulfones Polymer, polyether sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, epoxy polymer, or Examples of the polymer that forms the protective film include blends of the aforementioned polymers. Other examples include films made of thermosetting or ultraviolet curable resins such as acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, and silicone. Generally the thickness of a protective film is 500 micrometers or less, and 1-300 micrometers is preferable. In particular, the thickness is preferably 5 to 200 μm.
保護フィルムとしては、光学的に等方な基板が好ましく、例えばフジタック(富士フイルム社製品)やコニカタック(コニカミノルタオプト社製品)などのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、アートンフィルム(JSR社製品)やゼオノアフィルム、ゼオネックスフィルム(日本ゼオン社製品)などのシクロオレフィン系ポリマー、アクリル系フィルム、TPXフィルム(三井化学社製品)、アクリプレンフィルム(三菱レイヨン社製品)が挙げられるが、楕円偏光板とした場合の平面性、耐熱性や耐湿性などからトリアセチルセルロース、シクロオレフィン系ポリマー、アクリル系ポリマーが好ましい。 The protective film is preferably an optically isotropic substrate. For example, a triacetyl cellulose (TAC) film such as Fujitac (product of Fujifilm) or Konicatak (product of Konica Minolta Opto), Arton film (product of JSR) And cycloolefin polymers such as ZEONOR film and ZEONEX film (product of Nippon Zeon), acrylic film, TPX film (product of Mitsui Chemicals), and acrylprene film (product of Mitsubishi Rayon) From the viewpoint of flatness, heat resistance, moisture resistance, etc., triacetyl cellulose, cycloolefin polymer, and acrylic polymer are preferable.
なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系粘着剤や紫外線硬化型接着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。また、薄型の観点からは、液晶フィルムからなる位相差板に使用する基板が、偏光子の保護フィルムを兼ねてもよい。 In addition, when providing a protective film in the both sides of a polarizer, the protective film which consists of the same polymer material may be used by the front and back, and the protective film which consists of a different polymer material etc. may be used. The polarizer and the protective film are usually in close contact with each other via a water-based pressure-sensitive adhesive or an ultraviolet curable adhesive. Examples of aqueous adhesives include polyvinyl alcohol adhesives, gelatin adhesives, vinyl latexes, aqueous polyurethanes, aqueous polyesters, and the like. Moreover, from a thin viewpoint, the board | substrate used for the phase difference plate which consists of a liquid crystal film may serve as the protective film of a polarizer.
保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。 As the protective film, a hard coat layer, an antireflection treatment, an antisticking treatment, or a treatment subjected to diffusion or antiglare treatment can be used.
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。 Hard coat treatment is performed for the purpose of preventing scratches on the surface of the polarizing plate. For example, a cured film having excellent hardness and slipping properties with an appropriate ultraviolet curable resin such as acrylic or silicone is applied to the protective film. It can be formed by a method of adding to the surface. The antireflection treatment is performed for the purpose of preventing reflection of external light on the surface of the polarizing plate, and can be achieved by forming an antireflection film or the like according to the conventional art. Further, the anti-sticking treatment is performed for the purpose of preventing adhesion with an adjacent layer.
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が0.5〜50μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂100重量部に対して一般的に2〜50重量部程度であり、5〜25重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層(視角拡大機能など)を兼ねるものであってもよい。 Anti-glare treatment is applied for the purpose of preventing external light from being reflected on the surface of the polarizing plate and obstructing the visibility of the light transmitted through the polarizing plate. For example, roughening by sandblasting or embossing. It can be formed by imparting a fine concavo-convex structure to the surface of the protective film by an appropriate method such as a method or a compounding method of transparent fine particles. The fine particles to be included in the formation of the surface fine concavo-convex structure are, for example, conductive materials made of silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide or the like having an average particle size of 0.5 to 50 μm. In some cases, transparent fine particles such as inorganic fine particles, organic fine particles composed of a crosslinked or uncrosslinked polymer, and the like are used. When forming a surface fine uneven structure, the amount of fine particles used is generally about 2 to 50 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the transparent resin forming the surface fine uneven structure. The antiglare layer may also serve as a diffusion layer (viewing angle expanding function or the like) for diffusing the light transmitted through the polarizing plate to expand the viewing angle.
なお、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層、アンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。 The antireflection layer, antisticking layer, diffusion layer, antiglare layer, and the like can be provided on the protective film itself, or can be provided separately from the transparent protective layer as an optical layer.
位相差板と偏光板とは、粘着剤層を介して互いに貼り合わせることにより作製することができるが、液晶フィルムからなる位相差板であれば、重合性液晶組成物と二色性色素からなる混合物(組成物)を、直接、ないしは配向膜等を介して偏光板の偏光子上に塗布、配向固定化することにより作製することができる。粘着剤層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えば、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。 The retardation plate and the polarizing plate can be prepared by sticking each other through an adhesive layer. However, if the retardation plate is made of a liquid crystal film, the retardation plate and the polarizing plate are made of a polymerizable liquid crystal composition and a dichroic dye. The mixture (composition) can be produced by coating on an polarizer of a polarizing plate directly or through an alignment film and fixing the alignment. The pressure-sensitive adhesive forming the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited. For example, an acrylic polymer, a silicone-based polymer, a polyester, a polyurethane, a polyamide, a polyether, a fluorine-based or rubber-based polymer is appropriately used as a base polymer. Can be selected and used. In particular, those having excellent optical transparency such as an acrylic pressure-sensitive adhesive, exhibiting appropriate wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties, and being excellent in weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.
粘着剤層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えば、トルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた10〜40重量%程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で前記液晶層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着剤層を形成してそれを前記液晶層上移着する方式などが挙げられる。また、粘着剤層には、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層などであってもよい。 The pressure-sensitive adhesive layer can be formed by an appropriate method. For example, a pressure sensitive adhesive solution of about 10 to 40% by weight in which a base polymer or a composition thereof is dissolved or dispersed in a solvent composed of an appropriate solvent alone or a mixture such as toluene and ethyl acetate is prepared. , A method in which it is directly attached on the liquid crystal layer by an appropriate development method such as a casting method or a coating method, or an adhesive layer is formed on the separator according to the above and transferred onto the liquid crystal layer Examples include methods. The pressure-sensitive adhesive layer includes, for example, natural and synthetic resins, in particular, tackifier resins, glass fibers, glass beads, metal powder, fillers made of other inorganic powders, pigments, colorants, You may contain the additive added to adhesion layers, such as antioxidant. Moreover, the adhesive layer etc. which contain microparticles | fine-particles and show light diffusibility may be sufficient.
なお、各光学異方性層を粘着剤層を介して相互に貼り合わせる際には、フィルム表面を表面処理して粘着剤層との密着性を向上することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、前記の各光学異方性層の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧UV照射、プラズマ処理などの表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が良好である。 In addition, when bonding each optically anisotropic layer mutually through an adhesive layer, the film surface can be surface-treated and adhesiveness with an adhesive layer can be improved. The surface treatment means is not particularly limited, and a surface treatment method such as corona discharge treatment, sputtering treatment, low-pressure UV irradiation, or plasma treatment that can maintain the transparency of each optically anisotropic layer can be suitably employed. Among these surface treatment methods, corona discharge treatment is good.
[画像表示装置]
本発明による画像表示装置は、上記した位相差板と偏光板を備えた楕円(円)偏光板を備えたものである。画像表示装置の種類は特に制限されず、液晶表示装置や有機EL表示装置、プラズマディスプレイ等のような公知の画像表示装置を適宜利用することができる。また、楕円(円)偏光板を画像表示装置に配置する方法等も特に制限されず、公知の方法を適宜利用することができる。
[Image display device]
An image display device according to the present invention includes an elliptical (circular) polarizing plate including the above-described retardation plate and a polarizing plate. The type of the image display device is not particularly limited, and a known image display device such as a liquid crystal display device, an organic EL display device, or a plasma display can be appropriately used. Further, the method of arranging the elliptical (circular) polarizing plate in the image display device is not particularly limited, and a known method can be appropriately used.
[液晶表示装置]
本発明による位相差板を適用した液晶表示装置について説明する。液晶表示装置は一般的に、偏光板、液晶セル、および位相差板、反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート等の部材から構成されるが、本発明においては上記した位相差板を使用する点を除いて特に制限は無い。また位相差板の使用位置は特に制限はなく、1カ所でも複数カ所でも良い。また、他の位相差板と組み合わせて使用することもできる。
[Liquid Crystal Display]
A liquid crystal display device to which the retardation plate according to the present invention is applied will be described. A liquid crystal display device is generally composed of a polarizing plate, a liquid crystal cell, and a retardation plate, a reflection layer, a light diffusion layer, a backlight, a front light, a light control film, a light guide plate, a prism sheet, and the like. In the present invention, there is no particular limitation except that the above-described retardation plate is used. The use position of the phase difference plate is not particularly limited, and may be one or a plurality of places. Moreover, it can also be used in combination with another phase difference plate.
液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。液晶セルを構成する前記透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。 The liquid crystal cell is not particularly limited, and a general liquid crystal cell such as a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates provided with electrodes can be used. The transparent substrate constituting the liquid crystal cell is not particularly limited as long as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is aligned in a specific alignment direction. Specifically, a transparent substrate in which the substrate itself has a property of orienting liquid crystals, a transparent substrate in which an alignment film having the property of orienting liquid crystals is provided, but the substrate itself lacks the alignment ability. Either can be used. Moreover, a well-known thing can be used for the electrode of a liquid crystal cell. Usually, it can be provided on the surface of the transparent substrate in contact with the liquid crystal layer, and when a substrate having an alignment film is used, it can be provided between the substrate and the alignment film.
液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶物質、高分子液晶物質およびこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性物質等を添加することもできる。液晶セルは、前記電極基板および液晶層の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていても良い。 The material exhibiting liquid crystallinity for forming the liquid crystal layer is not particularly limited, and examples thereof include various ordinary low-molecular liquid crystal substances, high-molecular liquid crystal substances, and mixtures thereof that can constitute various liquid crystal cells. In addition, a dye, a chiral agent, a non-liquid crystal substance, or the like can be added to these as long as liquid crystallinity is not impaired. In addition to the electrode substrate and the liquid crystal layer, the liquid crystal cell may include various components necessary to form various types of liquid crystal cells described later.
液晶セルの方式としては、TN(Twisted Nematic)方式,STN(Super Twisted Nematic)方式,ECB(Electrically Controlled Birefringence)方式,IPS(In-Plane Switching)方式,VA(Vertical Alignment)方式,OCB(Optically Compensated Birefringence)方式,HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)方式,ハーフトーングレイスケール方式,ドメイン分割方式,あるいは強誘電性液晶,反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。 As liquid crystal cell methods, TN (Twisted Nematic) method, STN (Super Twisted Nematic) method, ECB (Electrically Controlled Birefringence) method, IPS (In-Plane Switching) method, VA (Vertical Alignment) method, OCB (Optically Compensated) Birefringence method, HAN (Hybrid Aligned Nematic) method, ASM (Axially Symmetric Aligned Microcell) method, halftone gray scale method, domain division method, or display method using ferroelectric liquid crystal and antiferroelectric liquid crystal The method is mentioned.
また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、STN−LCD等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにTFT(Thin Film Transistor)電極、TFD(Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であっても良い。本発明の位相差板を備える液晶表示装置は、位相差板が所望の複屈折波長分散特性を有することから、その特性に応じて、例えば、液晶表示装置の視野角を十分に広げたり、輝度を十分に向上させたりすること等が可能となり、これにより視野角向上や画質向上を十分に図ることができる。 Also, the liquid crystal cell driving method is not particularly limited, and a passive matrix method used for STN-LCDs, etc., and an active matrix method using active electrodes such as TFT (Thin Film Transistor) electrodes and TFD (Thin Film Diode) electrodes, Any driving method such as a plasma addressing method may be used. The liquid crystal display device provided with the phase difference plate of the present invention has a desired birefringence wavelength dispersion characteristic because the phase difference plate has a desired birefringence wavelength dispersion characteristic. It is possible to improve the viewing angle and the image quality sufficiently.
[有機エレクトロルミネセンス装置]
本発明による位相差板を適用した有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL表示装置)について説明する。一般に、有機EL表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体(有機エレクトロルミネセンス発光体)を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
[Organic electroluminescence equipment]
An organic electroluminescence device (organic EL display device) to which the retardation plate according to the present invention is applied will be described. Generally, in an organic EL display device, a transparent electrode, an organic light emitting layer, and a metal electrode are sequentially laminated on a transparent substrate to form a light emitter (organic electroluminescent light emitter). Here, the organic light emitting layer is a laminate of various organic thin films, for example, a laminate of a hole injection layer made of a triphenylamine derivative and the like and a light emitting layer made of a fluorescent organic solid such as anthracene, Alternatively, a structure having various combinations such as a laminate of such a light emitting layer and an electron injection layer composed of a perylene derivative or the like, or a laminate of these hole injection layer, light emitting layer, and electron injection layer is known. It has been.
有機EL表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。 In organic EL display devices, holes and electrons are injected into the organic light-emitting layer by applying a voltage to the transparent electrode and the metal electrode, and the energy generated by recombination of these holes and electrons excites the phosphor material. Then, light is emitted on the principle that the excited fluorescent material emits light when returning to the ground state. The mechanism of recombination in the middle is the same as that of a general diode, and as can be predicted from this, the current and the emission intensity show strong nonlinearity with rectification with respect to the applied voltage.
有機EL表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Mg−Ag、Al−Liなどの金属電極を用いている。 In an organic EL display device, in order to extract light emitted from the organic light emitting layer, at least one of the electrodes must be transparent, and a transparent electrode usually formed of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO) is used as an anode. It is used as. On the other hand, in order to facilitate electron injection and increase luminous efficiency, it is important to use a material having a small work function for the cathode, and usually metal electrodes such as Mg—Ag and Al—Li are used.
このような構成の有機EL表示装置において、有機発光層は、厚さ10nm程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機EL表示装置の表示面が鏡面のように見える。
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機EL表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
In the organic EL display device having such a configuration, the organic light emitting layer is formed of a very thin film having a thickness of about 10 nm. For this reason, the organic light emitting layer transmits light almost completely like the transparent electrode. As a result, light that is incident from the surface of the transparent substrate at the time of non-light emission, passes through the transparent electrode and the organic light emitting layer, and is reflected by the metal electrode is again emitted to the surface side of the transparent substrate. The display surface of the organic EL display device looks like a mirror surface.
In an organic EL display device comprising an organic electroluminescent light emitting device comprising a transparent electrode on the surface side of an organic light emitting layer that emits light upon application of a voltage and a metal electrode on the back side of the organic light emitting layer, the surface of the transparent electrode While providing a polarizing plate on the side, a retardation plate can be provided between the transparent electrode and the polarizing plate.
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1/4波長板で構成し、かつ直線偏光板と位相差板を組み合わせた円偏光板を形成させることにより、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
すなわち、この有機EL表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1 /4 波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ/4 のときには円偏光となる。
Since the retardation plate and the polarizing plate have a function of polarizing light incident from the outside and reflected by the metal electrode, there is an effect that the mirror surface of the metal electrode is not visually recognized by the polarization action. In particular, the mirror plate of the metal electrode can be completely shielded by forming the retardation plate with a quarter-wave plate and forming a circularly polarizing plate combining a linear polarizing plate and a retardation plate.
That is, only the linearly polarized light component of the external light incident on the organic EL display device is transmitted by the polarizing plate. This linearly polarized light becomes generally elliptically polarized light by the retardation plate, but becomes circularly polarized light especially when the retardation plate is a quarter-wave plate and the angle between the polarization direction of the polarizing plate and the retardation plate is π / 4. .
円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。直線偏光板に1/4波長板を組み合わせた円偏光板を形成させるという点で、前記偏光板の吸収軸と前記1/4波長板の遅相軸とのなす角度をpとしたとき、通常40°〜50°、好ましくは42〜48°、更に好ましくは略45°の範囲である。上記以外の範囲においては、反射防止効果の低下による画質の低下の恐れがある。 Circularly polarized light is transmitted through the transparent substrate, the transparent electrode, and the organic thin film, is reflected by the metal electrode, is again transmitted through the organic thin film, the transparent electrode, and the transparent substrate, and becomes linearly polarized light again on the retardation plate. And since this linearly polarized light is orthogonal to the polarization direction of a polarizing plate, it cannot permeate | transmit a polarizing plate. As a result, the mirror surface of the metal electrode can be completely shielded. When the angle between the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the quarter-wave plate is defined as p in that a circular polarizing plate is formed by combining a quarter-wave plate with a linear polarizing plate, It is in the range of 40 ° to 50 °, preferably 42 to 48 °, more preferably about 45 °. In a range other than the above, there is a risk of image quality deterioration due to a decrease in the antireflection effect.
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
なお、実施例で用いた各分析方法は以下の通りである。
(1)液晶の配向状態
オリンパス光学社製BH2偏光顕微鏡で液晶の配向状態を観察した。
(2)屈折率
屈折率no、neは、分光エリプソメトリー(堀場製作所社製、製品名「AUTO−SE」)を用い、温度20℃±2℃、相対湿度60±5%の条件下で、波長領域440〜1000nmのスペクトルを測定した。
(3)複屈折測定
Axometrics社製自動複屈折計Axoscanを用いて測定した。
(4)二色性色素の偏光吸収スペクトル、透過率測定
日本分光(株)製分光スペクトル(V−570)を用いて測定した。
In addition, each analysis method used in the Example is as follows.
(1) Alignment state of liquid crystal The alignment state of the liquid crystal was observed with an Olympus BH2 polarizing microscope.
(2) Refractive index Refractive indexes no and ne are measured using spectroscopic ellipsometry (manufactured by Horiba, Ltd., product name “AUTO-SE”) under conditions of a temperature of 20 ° C. ± 2 ° C. and a relative humidity of 60 ± 5%. A spectrum in the wavelength region of 440 to 1000 nm was measured.
(3) Birefringence measurement It measured using the automatic birefringence meter Axoscan by Axometrics.
(4) Polarization absorption spectrum and transmittance measurement of dichroic dye Measurement was performed using a spectroscopic spectrum (V-570) manufactured by JASCO Corporation.
<二色性色素(D1)〜(D6)の調製>
[二色性色素(D1)]
4−ニトロアニリン25g、35%塩酸64g、水60mLを混合し、5℃以下に冷却した。その溶液に亜硝酸ナトリウム12.5g、水60mLからなる亜硝酸ナトリウム溶液を5℃で滴下した。滴下後0〜5℃で30分間反応してジアゾニウム溶液を調製した。フェノール17.5g、酢酸ナトリウム60g、水300mLを混合した溶液に、前記ジアゾニウム溶液を5℃で滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応し、生成した結晶をろ過した。結晶は水洗した後、エタノールに溶解した。減圧濃縮し、ヘキサンで結晶を分散後、ろ過して赤褐色結晶である下記構造式で表される4−ニトロ−4’−ヒドロキシアゾベンゼン39gを得た(収率88%)。
[Dichroic dye (D1)]
25 g of 4-nitroaniline, 64 g of 35% hydrochloric acid and 60 mL of water were mixed and cooled to 5 ° C. or lower. A sodium nitrite solution consisting of 12.5 g of sodium nitrite and 60 mL of water was added dropwise to the solution at 5 ° C. After the addition, the reaction was carried out at 0 to 5 ° C. for 30 minutes to prepare a diazonium solution. The said diazonium solution was dripped at 5 degreeC to the solution which mixed phenol 17.5g, sodium acetate 60g, and water 300mL. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at room temperature for 2 hours, and the produced crystals were filtered. The crystals were washed with water and then dissolved in ethanol. After concentration under reduced pressure, the crystals were dispersed with hexane and then filtered to obtain 39 g of 4-nitro-4′-hydroxyazobenzene represented by the following structural formula as a reddish brown crystal (yield 88%).
次に4−ニトロ−4’−ヒドロキシアゾベンゼン24.9gをエタノール1500mLに溶解した後、硫化ナトリウム9水和物75g、エタノール240mL、水240mLからなる硫化ナトリウム溶液を室温にて滴下した。滴下終了後、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、塩酸を加えて酸性とし、酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水の順に洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで脱水し、ろ過してろ液を減圧濃縮した。濃縮液にヘキサンを加えて結晶化させた後、ろ過して黄褐色結晶であるモノアゾ中間体として下記構造式で表される4−アミノ−4’−ヒドロキシアゾベンゼン16.8gを得た(収率76%)。
前記モノアゾ中間体14.4g、35%塩酸17.4g、水210mLを混合し、5℃以下に冷却した。その溶液に亜硝酸ナトリウム5.25g、水24mLからなる亜硝酸ナトリウム溶液を5〜10℃で滴下した。滴下後10〜15℃で1時間反応してジアゾニウム溶液を調製した。1−ナフチルアミン9.0gをメタノール180gに溶解し、前記ジアゾニウム溶液を5〜10℃で滴下した。滴下後、室温で12時間撹拌し、不溶物をろ過、水洗して結晶を得た。メタノールで温時抽出し、抽出液を濃縮後、結晶化して暗褐色結晶であるビスアゾ中間体として下記構造式で表される4−[4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)フェニルアゾ]−1−ナフチルアミン粗生成物6.6gを得た。
上記のようにして得られたビスアゾ中間体粗生成物6g、35%塩酸30g、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)150gを混合し、5℃以下に冷却した。その溶液に亜硝酸ナトリウム1.8g、水18mLからなる亜硝酸ナトリウム溶液を0℃で滴下した。滴下後0〜3℃で2時間反応し、尿素1.5g、水9mLからなる溶液を加えて、ジアゾニウム溶液を調製した。N,N−ジエチルアニリン3.6gをDMF15mLに溶解し、前記ジアゾニウム溶液を0℃で滴下した。滴下後、0〜3℃で2時間反応し、炭酸カリウム18g、水90mLからなる溶液を加えてろ過、水洗して結晶を得た。これをカラムクロマト精製して暗褐色結晶であるトリスアゾ中間体として下記構造式で表される4−[4−[4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)フェニルアゾ]ナフチルアゾ]−N,N−ジエチルアニリン粗生成物2.0gを得た。
上記のようにして得られたトリスアゾ中間体1.7g、6−クロロヘキシルアクリレート(85%品)1g、炭酸カリウム0.8g、BHT(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール)0.01g、ヨウ化カリウム0.05g、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)30gを混合し、85℃で3時間反応した。反応液を30℃に冷却し、水30mL、酢酸エチル150mLを加えて分液後、酢酸エチル層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水、活性炭処理をした後、減圧濃縮で溶媒を乾固して黒色のタール状物を得た。これを酢酸エチルでカラムクロマト精製し、黒色結晶であるトリスアゾ系の重合性二色性色素(1)として、下記構造式で表される4−[4−[4−(4−(6−アクリロイルオキシヘキシルオキシ)フェニルアゾ)フェニルアゾ]ナフチルアゾ]−N,N−ジエチルアニリン150mgを得た。
得られた二色性色素(D1)のHPLC純度は99.8%であり、吸収極大波長は560nmであった。また、122℃から200℃(一部分解)まで液晶性を示した。また、液晶性について確認したところ、昇温時は122℃で結晶から液晶相となり、200℃(一部分解)で液晶相から等方相へ変化した。降温時は191℃で等方相から液晶相へ変化し、室温まで液晶性を示した。 The HPLC purity of the obtained dichroic dye (D1) was 99.8%, and the absorption maximum wavelength was 560 nm. Further, liquid crystallinity was exhibited from 122 ° C. to 200 ° C. (partially decomposed). Further, when the liquid crystallinity was confirmed, the crystal changed into a liquid crystal phase at 122 ° C. when the temperature was raised, and changed from the liquid crystal phase to the isotropic phase at 200 ° C. (partially decomposed). When the temperature dropped, it changed from an isotropic phase to a liquid crystal phase at 191 ° C., and showed liquid crystallinity up to room temperature.
上記化合物の分子長を量子化学計算で求めた分子の立体構造から評価した。アゾ基についてはトランス型、その他の部位についても分子長が最長となるようなコンフォメーションを初期配置に量子化学計算パッケージ(ORCA Ver3.0.1)を用いて密度汎関数法(DFT法)にて最安定構造を実施した。汎関数はPBE0、基底はDef2−SVPを用いた。算出された上記化合物の分子長(左端のベンゼン環の左端の炭素原子から右端のベンゼン環の右端の炭素原子までの距離)は、2.15nmであった。 The molecular length of the compound was evaluated from the three-dimensional structure of the molecule obtained by quantum chemical calculation. For the azo group, the conformation that maximizes the molecular length of the trans-type for the other sites and the density functional method (DFT method) using the quantum chemistry calculation package (ORCA Ver 3.0.1) in the initial configuration The most stable structure was implemented. The functional was PBE0, and the basis was Def2-SVP. The calculated molecular length of the compound (the distance from the leftmost carbon atom of the leftmost benzene ring to the rightmost carbon atom of the rightmost benzene ring) was 2.15 nm.
[二色性色素(D2)]
二色性色素(D2)として、下記式で表される色素(昭和化工製 KRD-503吸収極大波長570nm)を準備した。
As a dichroic dye (D2), a dye represented by the following formula (KRD-503, absorption maximum wavelength 570 nm, manufactured by Showa Kako) was prepared.
[二色性色素(D3)]
4−(6−アクリロイルオキシヘキシロキシ)安息香酸1.5gとテトラヒドロフラン100mL、トリエチルアミン5.2gを混合し、−30℃に冷却した。この溶液に、合成例1で合成したトリスアゾ中間体の4−[4−[4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)フェニルアゾ]ナフチルアゾ]−N,N−ジエチルアニリン粗生成物3.5gをテトラヒドロフラン50mLに溶解した溶液を−30℃で滴下し、その後室温で14時間反応した。反応液をろ過し、減圧濃縮して乾固物2.2gを得た。これを塩化メチレンでカラムクロマト精製し、0.6gの結晶を得た。これをヘキサン、酢酸エチルで結晶化、さらに塩化メチレンとメタノールの混合溶媒で3回再結晶を行い、0.3gの黒色結晶であるトリスアゾ系の二色性色素(D3)として下記構造式で表される化合物0.3gを得た。
4- (6-acryloyloxyhexyloxy) benzoic acid (1.5 g), tetrahydrofuran (100 mL) and triethylamine (5.2 g) were mixed and cooled to -30 ° C. To this solution, 3.5 g of the trisazo intermediate 4- [4- [4- (4-hydroxyphenylazo) phenylazo] naphthylazo] -N, N-diethylaniline synthesized in Synthesis Example 1 was added to 50 mL of tetrahydrofuran. The dissolved solution was added dropwise at −30 ° C., and then reacted at room temperature for 14 hours. The reaction solution was filtered and concentrated under reduced pressure to obtain 2.2 g of a dried solid product. This was purified by column chromatography with methylene chloride to obtain 0.6 g of crystals. This was crystallized with hexane and ethyl acetate, and recrystallized three times with a mixed solvent of methylene chloride and methanol, and represented by the following structural formula as a trisazo dichroic dye (D3) as 0.3 g of black crystals. 0.3 g of the compound obtained was obtained.
得られた二色性色素(D3)のHPLC純度は98.5%であり、吸収極大波長は550nmであった。また、液晶性について確認したところ、昇温時は157℃で結晶から液晶相となり、265℃(分解)で液晶相から等方相へ変化した。また、 上記と同様にして算出された上記化合物の分子長(左端のベンゼン環の左端の炭素原子から右端のベンゼン環の右端の炭素原子までの距離)は、2.78nmであった。 The HPLC purity of the obtained dichroic dye (D3) was 98.5%, and the absorption maximum wavelength was 550 nm. As a result of confirmation of liquid crystallinity, the crystal changed from a crystal to a liquid crystal phase at 157 ° C. when the temperature was raised, and changed from a liquid crystal phase to an isotropic phase at 265 ° C. (decomposition). The molecular length of the compound calculated in the same manner as described above (the distance from the leftmost carbon atom of the leftmost benzene ring to the rightmost carbon atom of the rightmost benzene ring) was 2.78 nm.
[二色性色素(D4)]
二色性色素(D4)として、下記式で表される色素(吸収極大波長580nm)を準備した。
As a dichroic dye (D4), a dye represented by the following formula (absorption maximum wavelength 580 nm) was prepared.
[二色性色素(D5)]
二色性色素(D5)として、下記式で表される色素(東京化成工業社製 スダンブラックB(CI 26150)、吸収極大波長600nm)を準備した。
As a dichroic dye (D5), a dye represented by the following formula (Sudan Black B (CI 26150) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., absorption maximum wavelength 600 nm) was prepared.
[二色性色素(D6)]
二色性色素(D6)として、下記式で表される色素(NEMATEL社製 D37、吸収極大波長540nm)を準備した。
As a dichroic dye (D6), a dye represented by the following formula (D37 manufactured by NEMATEL, absorption maximum wavelength 540 nm) was prepared.
[二色性色素(D7)]
二色性色素(D1)を合成する際の4−ニトロ−4’−ヒドロキシアゾベンゼン中間体の合成において、4−ニトロアニリンを2−メチル−4−ニトロアニリンに変え、トリスアゾ中間体の4−[4−[4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)フェニルアゾ]ナフチルアゾ]−N,N−ジエチルアニリンのN,N−ジエチルアニリンをN,N−ジエチル−o−トルイジンに変えた以外は同様にして、下記構造式で表されるトリスアゾ系の重合性二色性色素(D7)0.3gを得た。
In the synthesis of the 4-nitro-4′-hydroxyazobenzene intermediate in the synthesis of the dichroic dye (D1), 4-nitroaniline is changed to 2-methyl-4-nitroaniline, and the trisazo intermediate 4- [ 4- [4- (4-Hydroxyphenylazo) phenylazo] naphthylazo] -N, N-diethylaniline N, N-diethylaniline was changed to N, N-diethyl-o-toluidine in the same manner as described below. Thus, 0.3 g of a trisazo-based polymerizable dichroic dye (D7) represented by the structural formula was obtained.
得られた重合性二色性色素(D7)のHPLC純度は99.1%であり、吸収極大波長は570nmであった。また、昇温時は144℃で結晶から等方相となったが、降温時は120℃で等方相から液晶相へ変化し、室温まで液晶性を示した。また、 上記と同様にして算出された上記化合物の分子長(左端のベンゼン環の左端の炭素原子から右端のベンゼン環の右端の炭素原子までの距離)は、2.15nmであった。 The obtained polymerizable dichroic dye (D7) had an HPLC purity of 99.1% and an absorption maximum wavelength of 570 nm. Further, the crystal changed to an isotropic phase at 144 ° C. when the temperature was raised, but changed from the isotropic phase to the liquid crystal phase at 120 ° C. when the temperature was lowered, and showed liquid crystallinity up to room temperature. The molecular length of the compound calculated in the same manner as described above (the distance from the leftmost carbon atom of the leftmost benzene ring to the rightmost carbon atom of the rightmost benzene ring) was 2.15 nm.
<重合性液晶化合物(A1)および重合性液晶組成物(B)の準備>
「負の分散」特性を有さない重合性液晶化合物(A1)として、BASF社製の「パリオカラー LC242」を用いた。また、「負の分散」特性を有する重合性液晶組成物(B)として、下記式で表される棒状液晶化合物(21)を17.6重量部と二種類以上のメソゲン基を有する化合物(22)を2重量部の割合で混合した重合性液晶組成物(B)を調製した。なお、棒状液晶化合物(21)と二種類以上のメソゲン基を有する化合物(22)は、特開2002−267838号公報に記載された方法により製造した。
As the polymerizable liquid crystal compound (A1) having no “negative dispersion” characteristics, “Palio Color LC242” manufactured by BASF was used. Further, as the polymerizable liquid crystal composition (B) having “negative dispersion” characteristics, 17.6 parts by weight of a rod-like liquid crystal compound (21) represented by the following formula (22) and a compound having two or more kinds of mesogenic groups (22 ) Was mixed at a ratio of 2 parts by weight to prepare a polymerizable liquid crystal composition (B). The rod-like liquid crystal compound (21) and the compound (22) having two or more kinds of mesogenic groups were produced by the method described in JP-A No. 2002-267838.
(参考例1)
「負の分散」特性を有さない重合性液晶化合物(A1)に、上記二色性色素(D1)を総量100重量部に対して1重量部となる割合で添加し、更に、重合開始剤(BASF社製の商品名「LUCIRIN TPO」、室温(25℃)条件下で固体)を、重合性液晶化合物(A1)および二色性色素(D1)の総量100重量部に対して4.0重量部となる割合で添加した第一の混合物(固体)を得た。次いで、前記第一の混合物を、クロロベンゼン溶媒中に溶解させて、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分をろ過して、前記重合性液晶化合物(A1)、二色性色素(D1)、重合開始剤および溶媒を含む混合溶液(第二の混合物)を得た。なお、このような第二の混合物の製造に際しては、前記第二の混合物中の溶媒の含有量が80重量%となり、前記液晶化合物、二色性色素および前記重合開始剤との総量が20重量%となるようにして溶媒を用いた。
(Reference Example 1)
The above-mentioned dichroic dye (D1) is added to the polymerizable liquid crystal compound (A1) having no “negative dispersion” characteristic at a ratio of 1 part by weight relative to 100 parts by weight of the total amount, and a polymerization initiator is further added. (Trade name “LUCIRIN TPO” manufactured by BASF, solid at room temperature (25 ° C.)) is 4.0 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polymerizable liquid crystal compound (A1) and the dichroic dye (D1). The 1st mixture (solid) added in the ratio used as a weight part was obtained. Next, the first mixture is dissolved in a chlorobenzene solvent, the insoluble matter is filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.45 μm, and the polymerizable liquid crystal compound (A1), dichroic dye ( A mixed solution (second mixture) containing D1), a polymerization initiator and a solvent was obtained. In the production of such a second mixture, the content of the solvent in the second mixture is 80% by weight, and the total amount of the liquid crystal compound, the dichroic dye and the polymerization initiator is 20% by weight. % Of the solvent was used.
次いで、厚さ38μmのポリエチレンナフタレートフィルム(帝人(株)製)を15cm角に切り出し、アルキル変性ポリビニルアルコール(PVA:(株)クラレ製、MP−203)の5重量%溶液(溶媒は、水とイソプロピルアルコールの重量比1:1の混合溶媒)をスピンコート法により塗布し、50℃のホットプレートで30分乾燥した後、120℃のオーブンで10分間加熱した。次いで、レーヨンのラビング布でラビングした。得られたPVA層の膜厚は1.2μmであった。ラビング時の周速比(ラビング布の移動速度/基板フィルムの移動速度)は4とした。このようにして得られた配向基板に、重合性液晶化合物、二色性色素、重合開始剤および溶媒を含む混合溶液(第二の混合物)をスピンコート法により塗布して、塗膜(ウエット膜厚:5μm)を形成し、塗膜と配向基板との積層体を得た。 Next, a 38 μm thick polyethylene naphthalate film (manufactured by Teijin Limited) was cut into a 15 cm square, and a 5 wt% solution of alkyl-modified polyvinyl alcohol (PVA: manufactured by Kuraray Co., Ltd., MP-203) (the solvent was water). And a mixture solvent of isopropyl alcohol in a weight ratio of 1: 1) was applied by spin coating, dried on a hot plate at 50 ° C. for 30 minutes, and then heated in an oven at 120 ° C. for 10 minutes. Subsequently, it was rubbed with a rayon rubbing cloth. The film thickness of the obtained PVA layer was 1.2 μm. The peripheral speed ratio during rubbing (moving speed of rubbing cloth / moving speed of substrate film) was 4. A mixed solution (second mixture) containing a polymerizable liquid crystal compound, a dichroic dye, a polymerization initiator, and a solvent is applied to the alignment substrate thus obtained by a spin coating method to form a coating film (wet film). (Thickness: 5 μm) was formed to obtain a laminate of the coating film and the alignment substrate.
次に、塗膜と配向基板の積層体を圧力:1013hPa、温度:80℃の条件下において4分間静置することにより、塗膜から溶媒を乾燥除去した(溶媒除去工程)。なお、配向基板へのコーティング完了から4分経過後には、前記塗膜の全面から溶媒が除去された。 Next, the laminate of the coating film and the alignment substrate was left to stand for 4 minutes under the conditions of pressure: 1013 hPa and temperature: 80 ° C., thereby removing the solvent from the coating film by drying (solvent removal step). In addition, the solvent was removed from the entire surface of the coating film after 4 minutes had passed since the coating on the alignment substrate was completed.
次いで、溶媒除去工程により乾燥した後の塗膜に対して、照度:15mW/cm2の高圧水銀ランプを用いて、積算照射量が200mJ/cm2となるようにして、紫外光(ただし、365nmの波長の光を測定した光量)を照射することにより、前記重合性液晶化合物を重合(硬化)して配向状態を固定化し、配向基板上に配向状態が固定化された液晶フィルムが積層された積層体(液晶フィルムと配向基板の積層体)を得た。 Next, with respect to the coating film after being dried by the solvent removal step, an ultraviolet light (however, 365 nm) is used by using a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 15 mW / cm 2 so that the integrated irradiation amount becomes 200 mJ / cm 2. The polymerizable liquid crystal compound is polymerized (cured) to fix the alignment state, and a liquid crystal film in which the alignment state is fixed is laminated on the alignment substrate. A laminate (a laminate of a liquid crystal film and an alignment substrate) was obtained.
基板として用いたポリエチレンナフタレートフィルムは大きな複屈折を持ち光学用フィルムとして好ましくないため、得られた配向基板上の光学異方性層を、紫外線硬化型接着剤を介して、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムに転写した。すなわち、ポリエチレンナフタレートフィルム上の硬化した液晶フィルム層の上に、接着剤を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、配向基板を剥離した。 Since the polyethylene naphthalate film used as the substrate has a large birefringence and is not preferable as an optical film, the optically anisotropic layer on the obtained alignment substrate is subjected to triacetylcellulose (TAC) via an ultraviolet curable adhesive. ) Transferred to film. That is, on the cured liquid crystal film layer on the polyethylene naphthalate film, an adhesive is applied to a thickness of 5 μm, laminated with a TAC film, and irradiated with ultraviolet rays from the TAC film side to cure the adhesive. After that, the alignment substrate was peeled off.
上記のようにして得られた光学フィルム(液晶フィルム/接着剤層/TACフィルム)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向であることがわかった。 When the optical film (liquid crystal film / adhesive layer / TAC film) obtained as described above was observed under a polarizing microscope, it was found that there was no disclination and the monodomain was uniformly oriented.
また、得られた光学フィルム(液晶フィルム/接着剤層/TACフィルム)の偏光吸収スペクトルを日本分光(株)製分光スペクトル(V−570)と光路中に偏光プリズムを挿入できるアダプタを用いて測定した。光路中に挿入した偏光プリズムの透過容易軸と液晶フィルムの遅相軸を平行にして測定した偏光吸収スペクトルをAe(λ)、透過容易軸と遅相軸を垂直にして測定した偏光吸収スペクトルをAo(λ)とした。なお、それぞれ単位は吸光度(OD)である。 Moreover, the polarization absorption spectrum of the obtained optical film (liquid crystal film / adhesive layer / TAC film) was measured using a spectroscopic spectrum (V-570) manufactured by JASCO Corporation and an adapter capable of inserting a polarizing prism in the optical path. did. Ae (λ) is the polarization absorption spectrum measured with the easy transmission axis of the polarizing prism inserted in the optical path parallel to the slow axis of the liquid crystal film, and the polarization absorption spectrum measured with the easy transmission axis and the slow axis perpendicular. Ao (λ) was set. Each unit is absorbance (OD).
また、重合性液晶化合物(A1)に二色性色素(D1)を添加しなかった以外は上記と同様にして光学フィルムを作製し、上記と同様にして遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルAe0(λ)、および遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルをAo0(λ)を測定した。 Further, an optical film was prepared in the same manner as described above except that the dichroic dye (D1) was not added to the polymerizable liquid crystal compound (A1), and the polarization absorption spectrum Ae0 parallel to the slow axis was obtained in the same manner as described above. Ao0 (λ) was measured for (λ) and the polarization absorption spectrum perpendicular to the slow axis.
測定したそれぞれの偏光吸収スペクトルを下記式(1):
S=(DR−1)/(DR+2) (1)
(式(1)中、DRは、下記式(2):
S = (DR-1) / (DR + 2) (1)
(In the formula (1), DR represents the following formula (2):
(参考例2)
重合性液晶組成物(B)の総量100重量部に対して1.0重量部となる割合で、二色性色素(D1)を添加し、更に、重合開始剤(BASF社製の商品名「イルガキュア651」、室温(25℃)条件下で固体)を、前記重合性液晶化合物(B)と二色性色素の総量100重量部に対して1.0重量部となる割合で添加して、前記重合性液晶化合物(B)、二色性色素D1と前記重合開始剤とを混合してなる第三の混合物(固体)を得た。
(Reference Example 2)
The dichroic dye (D1) was added at a ratio of 1.0 part by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polymerizable liquid crystal composition (B), and a polymerization initiator (trade name “manufactured by BASF” Irgacure 651 ”, solid at room temperature (25 ° C.), is added at a ratio of 1.0 part by weight to 100 parts by weight of the total amount of the polymerizable liquid crystal compound (B) and the dichroic dye, A third mixture (solid) obtained by mixing the polymerizable liquid crystal compound (B), the dichroic dye D1 and the polymerization initiator was obtained.
次いで、第三の混合物を、メチルエチルケトン(溶媒)中に溶解させて、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分をろ過して、前記重合性液晶化合物(B)、二色性色素(D1)と重合開始剤と溶媒を含む混合溶液(第四の混合物)を得た。なお、このような第四の混合物の製造に際しては、前記第四の混合物中の溶媒の含有量が80重量%となり、前記重合性液晶化合物(B)、二色性色素(D1)および前記重合開始剤との総量が20重量%となるようにして溶媒を用いた。 Next, the third mixture is dissolved in methyl ethyl ketone (solvent), the insoluble matter is filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.45 μm, and the polymerizable liquid crystal compound (B), dichroic dye A mixed solution (fourth mixture) containing (D1), a polymerization initiator, and a solvent was obtained. In producing the fourth mixture, the content of the solvent in the fourth mixture is 80% by weight, and the polymerizable liquid crystal compound (B), the dichroic dye (D1), and the polymerization are mixed. The solvent was used so that the total amount with the initiator was 20% by weight.
上記した第四の混合溶液を利用したこと、および溶媒除去工程を圧力:1013hPa、温度:室温(25℃)の条件下において2分間静置することにより行ったことを除いて、参考例1と同様にして光学フィルム(光学異方性層/接着剤層/TACフィルム)を得た。 Reference Example 1 except that the above-mentioned fourth mixed solution was used and the solvent removal step was performed by leaving it for 2 minutes under the conditions of pressure: 1013 hPa and temperature: room temperature (25 ° C.) Similarly, an optical film (optical anisotropic layer / adhesive layer / TAC film) was obtained.
得られた光学フィルム(液晶フィルム/接着剤層/TACフィルム)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向であることがわかった。また、TACフィルムと液晶層の積層体およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーション(Δnd)の波長分散特性をAxometrix社製の商品名「Axoscan」を用いて測定し、両者の引き算から、液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性は図16に示される通りであった。また、得られた液晶フィルムにおいて、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.898であり、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.049であった。また、550nmでのΔn・dは141.6nmであった。 When the obtained optical film (liquid crystal film / adhesive layer / TAC film) was observed under a polarizing microscope, it was found that there was no disclination and uniform orientation of the monodomain. In addition, the wavelength dispersion characteristic of retardation (Δnd) in the in-plane direction of the laminate of the TAC film and the liquid crystal layer and the TAC film alone was measured using a trade name “Axoscan” manufactured by Axometrix, and the liquid crystal was calculated by subtracting both. The birefringence wavelength dispersion characteristics of the film layer were measured. The birefringence wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was as shown in FIG. Further, in the obtained liquid crystal film, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.898 and Δn · d (580) / Δn · d (550) = 1.49. Further, Δn · d at 550 nm was 141.6 nm.
また、第四の混合物から二色性色素(D1)を除いたこと以外は参考例1と同様にして、光学フィルム(光学異方性層/接着剤層/TACフィルム)を作製し、参考例1と同様にして、それぞれの偏光吸収スペクトルを測定し、上記式(1)および(2)から吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は4.3であり、オーダーパラメータは0.52であった。以上の結果から、同じ二色性色素D1を「負の分散」特性を有さない通常分散液晶に添加した参考例1と比較して、「負の分散」特性を有する重合体に添加した参考例2では、オーダーパラメータの低下が0.86倍に抑えられていることが分かった。 Further, an optical film (optically anisotropic layer / adhesive layer / TAC film) was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the dichroic dye (D1) was removed from the fourth mixture, and Reference Example 1 was measured, and the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated from the above formulas (1) and (2). 3 and the order parameter was 0.52. Based on the above results, the same dichroic dye D1 was added to a polymer having a “negative dispersion” characteristic as compared with Reference Example 1 in which a normal dispersion liquid crystal having no “negative dispersion” characteristic was added. In Example 2, it was found that the decrease in order parameter was suppressed to 0.86 times.
(実施例1)
参考例2において、二色性色素(D1)の添加量を0.065重量部に変更した以外は参考例2と同様にして光学フィルムを作製した。
得られた光学フィルムにおいて、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.978であり、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.012であった。また、550nmでのΔn・dは140.9nmであった。
また、二色性色素(D2)を除いたこと以外は参考例2と同様にして、光学フィルム(光学異方性層/接着剤層/TACフィルム)を作製し、参考例2と同様にして、それぞれの偏光吸収スペクトルを測定し、上記式(1)および(2)から吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は4.3であり、オーダーパラメータは0.52であった。
得られた光学フィルムを、市販の偏光板(住友化学社製SRW062)と、偏光板の吸収軸と光学フィルムの光軸が45度になるようにアクリル系粘着剤を介して貼り合わせて円偏光板を作製し、市販の有機ELディスプレイの有機EL素子の透明ガラス基板上にアクリル系粘着剤を介して貼着し、有機EL表示装置を作製した。その結果、円偏光板を配置しない場合に比べ、大幅な外光反射防止効果を発揮し、視認性の優れた有機EL表示装置が得られることが分かった。正面反射率を評価したところ0.85%であった。また、この有機EL表示装置の発光スペクトルは図13に示すグラフであり、色素を添加しないことを除いて同様に作製した光学フィルムを貼り合わせた場合と比較して2.1%の透過率低下に抑えられることが確認できた。
Example 1
In Reference Example 2, an optical film was produced in the same manner as in Reference Example 2 except that the addition amount of the dichroic dye (D1) was changed to 0.065 parts by weight.
In the obtained optical film, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.978 and Δn · d (580) / Δn · d (550) = 1.010. Further, Δn · d at 550 nm was 140.9 nm.
Further, an optical film (an optically anisotropic layer / adhesive layer / TAC film) was produced in the same manner as in Reference Example 2 except that the dichroic dye (D2) was removed. The respective polarized absorption spectra were measured, and the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated from the above formulas (1) and (2). The absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S ) Was calculated, the absorption dichroic ratio was 4.3, and the order parameter was 0.52.
The obtained optical film is bonded to a commercially available polarizing plate (SRW062 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) via an acrylic adhesive so that the absorption axis of the polarizing plate and the optical axis of the optical film are 45 degrees. The board was produced and it affixed on the transparent glass substrate of the organic EL element of a commercially available organic EL display via the acrylic adhesive, and produced the organic EL display apparatus. As a result, it was found that an organic EL display device that exhibits a significant effect of preventing reflection of external light and has excellent visibility as compared with the case where no circularly polarizing plate is provided. When the front reflectance was evaluated, it was 0.85%. Further, the emission spectrum of this organic EL display device is a graph shown in FIG. 13, and the transmittance is reduced by 2.1% compared to the case where an optical film produced in the same manner except that no dye is added is bonded. It was confirmed that
(実施例2)
実施例1において、前記二色性色素(D1)を二色性色素(D2)に変更し、添加量を0.043重量部に変更した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは140.5nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.980、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.012であった。表2に光学特性結果をまとめる。
(Example 2)
In Example 1, the optical film was produced like Example 1 except having changed the said dichroic dye (D1) into the dichroic dye (D2), and having changed the addition amount into 0.043 weight part. . When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 140.5 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.980, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.010. Table 2 summarizes the optical property results.
また、二色性色素(D2)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は4.4であり、オーダーパラメータは0.53であった。また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例1と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は0.85%、透過率低下は1.9%であった。 Further, when the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated in the same manner as in Example 1 except that the dichroic dye (D2) was used, the absorption dichroic ratio was 4.4. Yes, the order parameter was 0.53. Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 1, the front reflectance was 0.85% and the transmittance decrease was 1.9%.
(実施例3)
実施例1において、前記二色性色素(D1)を二色性色素(D3)に変更し、添加量を0.062重量部に変更した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは140.8nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.978、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.013であった。表2に光学特性結果をまとめる。
(Example 3)
In Example 1, the optical film was produced like Example 1 except having changed the said dichroic dye (D1) into the dichroic dye (D3), and having changed the addition amount into 0.062 weight part. . When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 140.8 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.978, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.003. Table 2 summarizes the optical property results.
また、二色性色素(D3)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は6.5であり、オーダーパラメータは0.65であった。また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例1と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は0.85%、透過率低下は1.9%であった。 Further, when the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated in the same manner as in Example 1 except that the dichroic dye (D3) was used, the absorption dichroic ratio was 6.5. Yes, the order parameter was 0.65. Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 1, the front reflectance was 0.85% and the transmittance decrease was 1.9%.
(実施例4)
実施例1において、前記二色性色素(D1)を二色性色素(D7)に変更し、添加量を0.06重量部に変更した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは140.6nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.979、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.013であった。表2に光学特性結果をまとめる。
Example 4
In Example 1, the optical film was produced like Example 1 except having changed the said dichroic dye (D1) into the dichroic dye (D7), and having changed the addition amount into 0.06 weight part. . When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 140.6 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.799, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.003. Table 2 summarizes the optical property results.
また、二色性色素(D7)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は3.6であり、オーダーパラメータは0.46であった。また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例1と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は0.85%、透過率低下は2.2%であった。 Further, when the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated in the same manner as in Example 1 except that the dichroic dye (D7) was used, the absorption dichroic ratio was 3.6. Yes, the order parameter was 0.46. Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 1, the front reflectance was 0.85% and the transmittance decrease was 2.2%.
(比較例1)
実施例1において、前記二色性色素(D1)を二色性色素(D4)に変更し、添加量を0.062重量部に変更した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは140.7nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.979、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.014であった。表2に光学特性結果をまとめる。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the optical film was produced like Example 1 except having changed the said dichroic dye (D1) into the dichroic dye (D4), and having changed the addition amount into 0.062 weight part. . When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 140.7 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.799, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.014. Table 2 summarizes the optical property results.
また、二色性色素(D4)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は1.8であり、オーダーパラメータは0.21であった。また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例2と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は0.85%、透過率低下は2.8%であった。 Further, when the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated in the same manner as in Example 1 except that the dichroic dye (D4) was used, the absorption dichroic ratio was 1.8. Yes, the order parameter was 0.21. Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 2, the front reflectance was 0.85% and the transmittance decrease was 2.8%.
(比較例2)
実施例1において、前記二色性色素(D1)を二色性色素(D5)に変更し、添加量を0.100重量部に変更した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは140.5nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.980、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.011であった。表2に光学特性結果をまとめる。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the optical film was produced like Example 1 except having changed the said dichroic dye (D1) into the dichroic dye (D5), and having changed addition amount into 0.100 weight part. . When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 140.5 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.980, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.010. Table 2 summarizes the optical property results.
また、二色性色素(D5)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は1.9であり、オーダーパラメータは0.23であった。また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例1と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は0.85%、透過率低下は3.3%であった。 Further, when the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated in the same manner as in Example 1 except that the dichroic dye (D5) was used, the absorption dichroic ratio was 1.9. Yes, the order parameter was 0.23. Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 1, the front reflectance was 0.85%, and the transmittance decrease was 3.3%.
(比較例3)
実施例1において、前記二色性色素(D1)を二色性色素(D6)に変更し、添加量を0.204重量部に変更した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは141.2nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.980、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.012であった。表2に光学特性結果をまとめる。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the optical film was produced like Example 1 except having changed the said dichroic dye (D1) into the dichroic dye (D6), and having changed the addition amount into 0.204 weight part. . When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 141.2 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.980, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.010. Table 2 summarizes the optical property results.
また、二色性色素(D6)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、吸収二色比(DR)およびオーダーパラメータ(S)を算出したところ、吸収二色比は2.1であり、オーダーパラメータは0.27であった。また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例1と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は0.85%、透過率低下は2.9%であった。 Moreover, when the absorption dichroic ratio (DR) and the order parameter (S) were calculated in the same manner as in Example 1 except that the dichroic dye (D6) was used, the absorption dichroic ratio was 2.1. Yes, the order parameter was 0.27. Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 1, the front reflectance was 0.85% and the transmittance decrease was 2.9%.
(比較例4)
実施例1において、前記重合性液晶化合物(B)、二色性色素(D1)、重合開始剤および溶媒を含む混合溶液(第四の混合物)中の二色性色素(D1)を添加しなかった以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。液晶フィルム層の複屈折の波長分散特性を測定したところ、550nmでのΔn・dは143.0nmであり、Δn・d(500)/Δn・d(550)=0.981、Δn・d(580)/Δn・d(550)=1.009であった。表2に光学特性結果をまとめる。
(Comparative Example 4)
In Example 1, the dichroic dye (D1) in the mixed solution (fourth mixture) containing the polymerizable liquid crystal compound (B), the dichroic dye (D1), the polymerization initiator and the solvent was not added. An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that. When the birefringent wavelength dispersion characteristic of the liquid crystal film layer was measured, Δn · d at 550 nm was 143.0 nm, Δn · d (500) / Δn · d (550) = 0.981, Δn · d ( 580) / Δn · d (550) = 1.09. Table 2 summarizes the optical property results.
また、上記で得られた光学フィルムを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で有機EL表示装置を作製した。実施例1と同様の方法で正面反射率および透過率低下を評価したところ、正面反射率は1.18%、透過率低下は0.0%であった。 Further, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical film obtained above was used. When the front reflectance and transmittance decrease were evaluated in the same manner as in Example 1, the front reflectance was 1.18% and the transmittance decrease was 0.0%.
1:棒状分子
2:高分子フィルム
3:円盤状分子
1: Rod-shaped molecule 2: Polymer film 3: Discotic molecule
Claims (9)
前記重合性液晶組成物の100重量部に対して、前記二色性色素を0.03〜0.8重量部を含有し、
下記式(1)で表される、前記重合体における前記二色性色素のオーダーパラメータ(S)が、0.4≦S≦1.0の範囲にあることを特徴とする位相差板。
S=(DR−1)/(DR+2) (1)
(式(1)中、DRは、下記式(2)で表される前記二色性色素の吸収二色比である。)
Ae(λ)は、前記重合体における遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルを表し、
Ao(λ)は、前記重合体における遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルを表し、
Ae0(λ)は、前記二色性色素を除いた前記重合性液晶組成物を重合してなる重合体における遅相軸と平行の偏光吸収スペクトルを表し、
Ao0(λ)は、前記二色性色素を除いた前記重合性液晶組成物を重合してなる重合体における遅相軸と垂直の偏光吸収スペクトルを表す。) A composition comprising a polymerizable liquid crystal composition having a “negative dispersion” characteristic in which birefringence Δn becomes larger as the measurement wavelength is longer in at least a part of the wavelength region of the visible light region, and a dichroic dye. A retardation plate comprising a film comprising a polymer obtained by polymerizing
Containing 0.03 to 0.8 parts by weight of the dichroic dye with respect to 100 parts by weight of the polymerizable liquid crystal composition;
The retardation plate represented by the following formula (1), wherein the order parameter (S) of the dichroic dye in the polymer is in a range of 0.4 ≦ S ≦ 1.0.
S = (DR-1) / (DR + 2) (1)
(In the formula (1), DR is an absorption dichroic ratio of the dichroic dye represented by the following formula (2).)
A e (λ) represents a polarization absorption spectrum parallel to the slow axis in the polymer,
A o (λ) represents a polarization absorption spectrum perpendicular to the slow axis in the polymer,
A e0 (λ) represents a polarization absorption spectrum parallel to the slow axis in a polymer obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition excluding the dichroic dye,
A o0 (λ) represents a polarized light absorption spectrum perpendicular to the slow axis in a polymer obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition excluding the dichroic dye. )
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