CN101978296A - 制造图案化双折射产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制造图案化双折射产品的方法,该方法依序包括至少步骤(I)~(III):(I)提供具有含有聚合物的光学各向异性层的双折射图案构造体;(II)对所述双折射图案构造体的两个以上区域在彼此不同的曝光条件下进行曝光;和(III)在50℃以上和400℃以下的温度下加热所述步骤(II)后得到的叠置结构。

Description

制造图案化双折射产品的方法
技术领域
本发明涉及一种制造图案化双折射产品的方法和通过所述方法制造的图案化双折射产品。
背景技术
已经提出了几种制作双折射图案的方法。JP-A-3-141320(″JP-A″指未审查公开的日本专利申请)公开了一种在图像记录方法中夹在两块偏振片之间时可以看到的图案化双折射产品。在JP-A-3-141320中,使用的技术是利用加热方式激光或热头以加热各向异性膜的图像形成部,从而完全或部分地降低各向异性。
然而,通过其中上述利用热降低双折射性的技术制作的图案均具有耐热性差的缺点。也就是说,存在当加热到残留双折射性的部分时,该部分的双折射性将结束下降的风险。此外,在使用热头等的技术中,因为在厚度方向的传热性和面内方向的传热性之间难于产生差异,所以极难在低于膜厚的分辨率下产生图案。用激光加热允许产生高分辨率图案,但其问题在于利用激光扫描绘制微细图案很费时。
JP-A-3-141320也提出了使用光分解性光聚合物或光异构化聚合物用光来降低双折射性的技术。然而,通过该技术制作的图案的耐光性很低,特别地,使得图案不适于作为光学元件中使用的双折射图案。
已经提出了制作双折射图案的另一种技术,其是一种方法,包括在具有取向膜的支持体上涂布含有聚合性液晶和聚合引发剂的涂布液,通过光掩模对其中液晶处于取向态的涂布液进行图案化曝光,通过聚合固定曝光区域的取向,加热在未曝光的区域中产生各向同性相,以及进行第二次曝光,从而使第一次曝光的区域周围表现出光学各向异性(参见,英国专利No.2,394,718A,和“Advanced Function Materials”,pp.791-798,16,2006)。然而,在该方法中,在固定之前控制液晶取向态要求在小心控制整个体系温度的同时进行多次曝光,从而造成了制造过程苛刻的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于容易制备高分辨率和高耐热性的图案化双折射产品的方法,即,具有图案化双折射且分辨率和耐热性高的物品。
根据本发明,提供以下手段:
(1)一种制造图案化双折射产品的方法,依序包括至少步骤(I)~(III):
(I)提供具有含有聚合物的光学各向异性层的双折射图案构造体;
(II)对所述双折射图案构造体的两个以上区域在彼此不同的曝光条件下进行曝光;和
(III)在50℃以上和400℃以下的温度下加热所述步骤(II)后得到的叠置结构。
(2)如上项(1)所述的方法,其中所述曝光条件在选自曝光强度、曝光量、曝光时间和曝光峰值波长的至少一个曝光参数方面不同。
(3)如上项(1)或(2)所述的方法,其中使用具有彼此不同图案的曝光掩模进行所述两个以上区域的曝光。
(4)如上项(1)所述的方法,其中使用具有表现出彼此不同的透射光谱的两个以上区域的曝光掩模通过一次曝光进行所述步骤(II)。
(5)如上项(1)~(4)中任一项所述的方法,其中所述光学各向异性层在20℃下的面内延迟为10nm以上。
(6)如上项(1)~(5)中任一项所述的方法,其中所述聚合物具有未反应的反应性基团。
(7)如上项(1)~(6)中任一项所述的方法,其中所述光学各向异性层是通过以下步骤形成的层:用含有具有至少一个反应性基团的液晶性化合物的溶液涂布,干燥涂布上的溶液形成液晶相,然后加热或用电离辐射照射所述液晶相,从而导致聚合和固定。
(8)如上项(7)所述的方法,其中所述液晶性化合物具有聚合条件不同的两种以上的反应性基团。
(9)如上项(8)所述的方法,其中所述液晶性化合物至少具有自由基反应性基团和阳离子反应性基团。
(10)如上项(9)所述的方法,其中所述自由基反应性基团是丙烯酸系基团和/或甲基丙烯酸系基团,所述阳离子反应性基团是乙烯基醚基团、氧杂环丁烷基团和/或环氧基团。
(11)如上项(1)~(6)中任一项所述的方法,其中所述光学各向异性层是拉伸膜。
(12)如上项(1)~(11)中任一项所述的方法,其中通过将具有所述光学各向异性层的转移材料(该材料下面简称作″转移材料″)转移到目标转移材料(其是在其上将要转移所述转移材料的目标材料)上进行所述步骤(I)。
(13)一种通过上项(1)~(12)中任一项所述方法得到的产品,其中200℃下焙烧30分钟后的延迟(相差)变化为10%以下。
(14)一种通过上项(1)~(12)中任一项所述方法得到的用作防止伪造手段的产品。
(15)一种通过上项(1)~(12)中任一项所述方法得到的用作光学元件的产品。
有益效果
通过本发明的方法和根据本发明的构造体,可以得到高分辨率和高耐热性的图案化双折射产品。当通过偏振片观察时,双折射图案是容易识别图案的,而当未通过偏振片观察时,其几乎是无色透明的,并且双折射图案对于防止伪造和赋予视觉效果是有效的。特别地,如果使用转移材料,可以减少制造步骤数,因此降低制造成本。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选方式的一些例子。
在本说明书中,用″~″表示的范围指包括″~″之前和之后的数值作为最小值和最大值的范围。
在本说明书中,术语“延迟”或Re指面内延迟,术语Re(λ)指波长λ(nm)的面内延迟。可以通过在薄膜法线方向上入射波长λnm的光,使用KOBRA21ADH或WR(商品名,Oji Scientific Instruments制)测量面内延迟(Re(λ))。在本说明书中,延迟或Re指对于R、G和B,波长λ分别是611±5nm、545±5nm和435±5nm下测量的,并且如果对颜色没有具体说明,那么指波长λ545±5nm或590±5nm下测量的。
应注意到,关于角度,在本说明书中术语″基本上″指相对于精确角度允许误差小于±5°。距精确角度的误差优选小于4°,更优选小于3°。还应注意到,关于延迟值,在本说明书中术语″基本上″指相对于精确值误差允许小于±5%。还应注意到,在本说明书中术语″Re值基本上不为0″指Re值不小于5nm。除非另有说明,折射率的测量波长是可见光波长。还应注意到,在本说明书中术语″可见光″指400~700nm的波长的光。
(双折射图案构造体)
图1(a)~1(i)是双折射图案构造体的几个例子的示意性截面图。双折射图案构造体是制作双折射图案的材料和通过进行预定步骤从其制备图案化双折射产品的材料。图1(a)所示的双折射图案构造体是在支持体(基板)11上具有光学各向异性层12的例子。图1(b)所示的双折射图案构造体是具有取向层13的例子。当使用通过含有液晶性化合物的溶液涂布基板,干燥溶液形成液晶相,然后加热或用电离辐射照射液晶相从而聚合和固定化合物而形成的层作为光学各向异性层12时,取向层13用作支持液晶性化合物的取向/排列的层。
图1(c)所示的双折射图案构造体是在支持体11上还具有反射层35的例子。图1(d)所示的双折射图案构造体是在支持体11下还具有反射层35的例子。图1(e)所示的双折射图案构造体是在支持体11下具有后粘合层16(其是当从叠置结构剥离下述剥离层后与′另一产品′贴附时用作粘合层的层)和剥离层(其是可以从叠置结构分离或剥离的层)17,从而在形成双折射图案后与另一产品贴附。图1(f)所示的双折射图案构造体是具有由于使用转移材料制备而可在支持体11和光学各向异性层12之间转移的粘合层14的例子。图1(g)所示的双折射图案构造体是具有多个光学各向异性层(12F,12S)的例子。图1(h)所示的双折射图案构造体是在自支持光学各向异性层12下具有反射层35的例子。图1(i)所示的双折射图案构造体是在反射层35下具有后粘合层16和剥离层17的例子,从而在形成双折射图案后与另一产品贴附。
(将要用作转移材料的双折射图案构造体)
图2(a)~2(f)是在本发明中可以用作转移材料的双折射图案构造体的几个例子的示意性截面图。通过使用双折射图案构造体作为转移材料,可以在所需支持体上容易地形成具有光学各向异性层的双折射图案构造体、具有多个光学各向异性层的双折射图案构造体或包括具有双折射图案的多层的产品。
图2(a)所示的双折射图案构造体是在临时支持体21上具有光学各向异性层12的例子。图2(b)所示的双折射图案构造体是在光学各向异性层12上还具有用于转移的粘合层14的例子。图2(c)所示的双折射图案构造体是在用于转移的粘合层14上还具有表面保护层18的例子。图2(d)所示的双折射图案构造体是在临时支持体上在临时支持体21和光学各向异性层12之间还具有取向层22的例子。图2(e)所示的双折射图案构造体是在临时支持体上在临时支持体21和取向层22之间还具有力学特性控制层23的例子。图2(f)所示的双折射图案构造体是具有多个光学各向异性层(12F,12S)的例子。
(图案化双折射产品)
在本说明书中,术语″图案化双折射产品″指具有双折射性不同的两个以上区域的产品。图案化双折射产品更优选具有双折射性不同的三个以上区域。具有彼此相等双折射性的区域可以呈连续或不连续的状态或形状。
图3(a)~(e)是通过本发明制造方法使用双折射图案构造体得到的图案化双折射产品的几个例子的示意性截面图。通过本发明方法得到的图案化双折射产品具有至少一个图案化光学各向异性层112。在本说明书中,术语″图案化光学各向异性层″指″具有图案化形式的双折射性彼此不同的区域的光学各向异性层″。
图3(a)所示的图案化双折射产品是仅由一个图案化光学各向异性层112构成的例子。通过本发明方法制作的图案化双折射产品具有在彼此不同的曝光条件下曝光的多个曝光区域(图3(a)中的第一曝光区域112-A和第二曝光区域112-B),并且″在彼此不同的曝光条件下曝光的多个曝光区域″具有彼此不同的双折射性。图3(b)所示的图案化双折射产品是具有在不同曝光条件下曝光的多个曝光区域的产品的例子(第一曝光区域112-A和第二曝光区域112-B)以及未曝光的区域112-N。在这种情况下,未曝光的区域112-N表现出与任何曝光区域不同的双折射性。图3(c)所示的图案化双折射产品是在支持体上从支持体开始顺序具有支持体11和反射层35、用于转移的粘合层14和图案化光学各向异性层112的例子。
图案化双折射产品可以具有多个图案化光学各向异性层,因此,可以表现出多个光学各向异性层带来的多种额外功能。图3(d)所示的图案化双折射产品是通过叠置多个光学各向异性层,然后进行图案曝光形成的产品的例子。这种产品例如用于制作含有仅使用一个光学各向异性层不能得到的大延迟的区域的图案。图3(e)所示的图案化双折射产品是具有通过多次重复″制备光学各向异性层(包括转移)、图案曝光和焙烧″制作的独立形成的多个光学各向异性层的图案的例子。例如,如果在延迟不同或慢轴方向彼此不同的两层以上光学各向异性层上优选形成彼此独立的图案,则这种构造是有用的。然后可以进行不同曝光条件下的图案曝光,如图所示,与单一曝光条件下的图案曝光组合或与整个表面上的平坦曝光组合。
下面,详细说明双折射图案构造体、使用它制作图案化双折射产品的方法、图案化双折射产品的材料及其制备方法。然而,应注意到,本发明不限于以下实施方案。参考以下说明和已知的方法,还可以实施任何其他实施方案。
(光学各向异性层)
双折射图案构造体中的光学各向异性层是具有至少一个入射方向的层,当测量相差时,其延迟(Re)基本不为0。换句话说,光学各向异性层是具有非各向同性的光学特性的层。
双折射图案构造体中的光学各向异性层含有聚合物。通过含有聚合物,光学各向异性层可以满足各种要求,如双折射性、透明度、耐溶剂性、韧性和柔软性。光学各向异性层中的聚合物优选具有未反应的反应性基团。这是因为,尽管曝光导致在未反应的反应性基团的反应中聚合物链的交联,但是聚合物链的交联度随不同曝光条件下的曝光变化,因此导致延迟波动,从而更容易地制作这种图案化双折射产品。
光学各向异性层在20℃下、优选在30℃下、更优选在40℃下可以为固体,因为在20℃下为固体的光学各向异性层可以容易地涂布到另一功能层上,或转移到或贴附到支持体上。
为了用另一功能层涂布,光学各向异性层优选具有耐溶剂性。在本说明书中,″具有耐溶剂性″是指在对象溶剂中浸渍2分钟后层的延迟为浸渍前层的延迟的30~170%,更优选50~150%,最优选80~120%。作为对象溶剂,其例子包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、己烷、氯仿和乙酸乙酯。其中,丙酮、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯和N-甲基吡咯烷酮是优选的,甲基乙基酮、环己酮和丙二醇单甲基醚乙酸酯及其混合物是最优选的。
光学各向异性层在20℃下的延迟可以为5nm以上,优选10nm以上和10,000nm以下,更优选20nm以上和2,000nm以下。当延迟过小时,形成双折射图案变得困难。当延迟过大时,误差变大,并且难以实现实际需要的精度。
光学各向异性层的制造方法没有特别限制。其例子包括以下方法:用含有具有至少一个反应性基团的液晶性化合物的溶液涂布,干燥溶液形成液晶相,然后加热或用电离辐射照射从而聚合和固定的方法;拉伸通过聚合和固定具有两个以上反应性基团的单体形成的层的方法;在使用偶联剂将反应性基团导入层中后拉伸由聚合物构成的层的方法;以及拉伸由聚合物构成的层,然后使用偶联剂将反应性基团导入层中的方法。
此外,如下面所述的,根据本发明的光学各向异性层可以通过转移形成。
光学各向异性层的厚度优选为0.1~20μm,更优选0.5~10μm。(通过聚合和固定含有液晶性化合物的组合物形成的光学各向异性层)
下面说明光学各向异性层的制作方法,其中用含有具有至少一个反应性基团的液晶性化合物的溶液涂布,干燥溶液形成液晶相,然后加热或用电离辐射照射从而聚合和固定液晶相。在该方法中,可以获得具有相等延迟的光学各向异性层,其比通过拉伸聚合物的上述方法得到的层更薄。
(液晶性化合物)
液晶性化合物通常根据分子形状可以分成棒状化合物和圆盘状化合物。每一类别还包括低分子型和高分子型。高分子型通常指聚合度为100以上(″Kobunshi Butsuri-Soten′i Dainamikusu(Polymer Physics-PhaseTransition Dynamics),Masao Doi著,p.2,Iwanami Shoten,Publishers出版,1992)。任一类型的液晶性分子均可以用在本发明中,其中优选使用棒状液晶性化合物或圆盘状液晶性化合物。还可以使用两种或多种棒状液晶性化合物的混合物、两种或多种圆盘状液晶性化合物的混合物、或棒状液晶性化合物和圆盘状液晶性化合物的混合物。更优选的是,使用包括具有反应性基团的棒状液晶性化合物或圆盘状液晶性化合物的组合物形成光学各向异性层,因为这种化合物可以减小温度或湿度依赖性变化,再更优选的是,混合物中的至少一种化合物在一个液晶分子中具有两个或多个反应性基团。液晶组合物可以是两种或多种化合物的混合物,其中至少一种化合物优选具有两个或多个反应性基团。
还优选的是,液晶性化合物具有聚合条件彼此不同的两种或多种反应性基团。在这种情况下,通过选择聚合条件而仅聚合多种反应性基团中的一种反应性基团,可以制作包括具有未反应的反应性基团的聚合物的光学各向异性层。聚合条件可以是电离辐射的照射波长范围或聚合机理。优选地,该条件可以是可以控制具有自由基聚合性基团和阳离子聚合性基团组合的化合物聚合的聚合引发剂。作为自由基聚合性基团的丙烯酸系基和/或甲基丙烯酸系基和作为阳离子聚合性基团的乙烯基醚基团、氧杂环丁烷基和/或环氧基的组合是特别优选的,因为可以容易地控制反应性。
棒状液晶性化合物的例子包括偶氮甲碱化合物、氧化偶氮化合物、氰基联苯化合物、氰基苯酯、苯甲酸酯、环己烷羧酸苯酯、氰基苯基环己烷化合物、氰基-取代的苯基嘧啶化合物、烷氧基-取代的苯基嘧啶化合物、苯基二氧六环化合物、二苯乙炔化合物和烯基环己基苯甲腈化合物。还可以使用上述低分子量液晶性化合物和高分子量液晶性化合物。可以通过聚合具有至少一种反应性基团的低分子量液晶性化合物得到高分子量液晶性化合物。在低分子量液晶性化合物中,式(I)代表的液晶性化合物是优选的。
式(I)Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2
在式(I)中,Q1和Q2每一个独立地代表反应性基团;L1、L2、L3和L4每一个独立地代表单键或二价连接基团;A1和A2每一个独立地代表具有2~20个碳原子的间隔基团。M代表介晶基团。
下面,详细说明式(I)代表的具有反应性基团的棒状液晶性化合物。在式(I)中,Q1和Q2每一个独立地代表反应性基团。反应性基团的聚合反应优选是加成聚合(包括开环聚合)或缩合聚合。换句话说,反应性基团优选是能够发生加成聚合反应或缩合聚合反应的官能团。反应性基团的例子如下所示。
Figure BPA00001229588500091
L1、L2、L3和L4代表的二价连接基团优选选自-O-、-S-、-CO-、-NR2-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR2-、-NR2-CO-、-O-CO-、-O-CO-NR2-、-NR2-CO-O-和-NR2-CO-NR2。R2代表具有2~7个碳原子的烷基或氢原子。优选的是,在Q1和L1或Q2和L2的组合代表的基团中,CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-和CH2=C(Cl)-CO-O-是优选的,CH2=CH-CO-O-是最优选的。
A1和A2每一个是具有2~20个碳原子的间隔基团,优选是具有2~12个碳原子的亚烷基、亚烯基或亚炔基;特别优选是亚烷基。间隔基团更优选具有链形式,并可以含有不相邻的氧原子或硫原子。间隔基团可以具有取代基,如卤原子(氟、氯、溴)、氰基、甲基或乙基。
M代表的介晶基团可以选自任何已知的介晶基团,优选选自式(II)代表的基团。
式(II) -(-W1-L5)n-W2-
在式(II)中,W1和W2每一个独立地代表二价环亚烷基或亚烯基、二价亚芳基或二价杂环基团;和L5代表单键或连接基团。L5代表的连接基团的例子包括在式(I)中作为L1~L4的例子所示的那些和-CH2-O-和-O-CH2-。在式(II)中,n是1、2或3。
W1和W2的例子包括1,4-环己二基、1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、1,3,4-噻唑-2,5-二基、1,3,4-噁二唑-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,5-二基、噻吩-2,5-二基、哒嗪-3,6-二基。关于1,4-环己二基,在本发明中可以使用具有反式或顺式的结构异构体或者基于任意组成比的混合物,其中反式异构体是优选的。W1和W2每一个可以具有取代基,取代基的例子包括卤原子(氟、氯、溴、碘)、氰基、具有1~10个碳原子的烷基(甲基、乙基、丙基等)、具有1~10个碳原子的烷氧基(甲氧基、乙氧基等)、具有1~10个碳原子的酰基(甲酰基、乙酰基等)、具有1~10个碳原子的烷氧基羰基(如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、具有2~10个碳原子的酰氧基(乙酰氧基、丙酰氧基等)、硝基、三氟甲基和二氟甲基。
式(II)代表的介晶基团的最优选例子的基本骨架如下所示。这些基团可以被上述取代基进一步取代。
Figure BPA00001229588500111
式(I)代表的化合物的例子包括但不限于下述这些。式(I)代表的化合物可以根据JP-T-11-513019(“JP-T”指PCT国际申请的公开日译文)(WO97/00600)中记载的方法制备。
Figure BPA00001229588500121
Figure BPA00001229588500131
Figure BPA00001229588500141
Figure BPA00001229588500151
Figure BPA00001229588500161
Figure BPA00001229588500171
在本发明的其他方面中,在光学各向异性层中使用圆盘状液晶性化合物。光学各向异性层优选是诸如单体等低分子量液晶性圆盘状化合物的层或通过聚合(固化)聚合性液晶性圆盘状化合物得到的聚合物的层。圆盘状(盘状)液晶性化合物的例子可以包括记载在C.Destrade等人的研究报告,Mol.Cryst.,Vol.71,页111(1981)中的苯衍生物;记载在C.Destrade等人的研究报告,MoI.Cryst.,Vol.122,页141(1985)和Physics lett.A,Vol.78,页82(1990)中的三茚并苯(truxene)衍生物;记载在B.Kohne等人的研究报告,Angew.Chem.,Vol.96,页70(1984)中的环己烷衍生物;和记载在J.M.Lehn等人的研究报告,J.Chem.Commun.,页1794(1985)和J.Zhang等人的研究报告,J.Am.Chem.Soc,Vol.116,页2655(1994)中的氮杂冠醚系和苯基乙炔系大环。上述圆盘状(盘状)化合物通常在中心部分具有圆盘核心和基团(L),如直链烷基或烷氧基或取代的苯甲酰基,其从中心呈放射状取代。其中,有表现出液晶性的化合物,这种化合物通常称作圆盘状液晶。然而,均匀取向的这种分子集合体表现出负单轴性,但不限于这种记载。在本说明书中,术语″由圆盘状化合物形成″不仅在最终包括圆盘状化合物作为低分子量化合物时使用,而且在最终包括不再表现出液晶性的高分子量圆盘状化合物也使用,其通过使具有至少一种在加热下或在光照射下能够发生热反应或光反应的反应性基团的低分子量圆盘状化合物发生聚合或交联反应形成。
在本发明中,优选使用式(III)代表的圆盘状液晶性化合物:
式(III) D(-L-P)n
在式(III)中,D代表圆盘核心,L代表二价连接基团,P代表聚合性基团,n代表4~12的整数。各基团(-L-P)可以彼此相同或不同。
式(III)中的圆盘核心(D)、二价连接基团(L)和聚合性基团(P)的优选例子分别是JP-A-2001-4837中记载的(D1)~D(15)、(L1)~(L25)和(P1)~(P18);该专利公报中的内容优选适用于本发明中。
圆盘状化合物的优选例子如下所示。
Figure BPA00001229588500191
Figure BPA00001229588500201
Figure BPA00001229588500211
Figure BPA00001229588500221
Figure BPA00001229588500231
Figure BPA00001229588500241
优选根据如下方法形成光学各向异性层:在后面详细描述的取向层的表面上涂布含有液晶性化合物的组合物(例如,涂布液),使液晶性分子取向以达到显示所需液晶相的取向态,以及在加热或光照射下固定取向态。
当具有反应性基团的圆盘状液晶性化合物用作液晶性化合物时,层中的圆盘状分子可以在任何取向态固定,如水平取向态、垂直取向态、倾斜取向态和扭曲取向态。在本说明书中,术语″水平取向″是指,对于棒状液晶性分子,其分子长轴与支持体的水平面彼此平行,对于圆盘状液晶性分子,其核心的圆盘面与支持体的水平面彼此平行。然而,不要求它们精确地彼此平行,在本说明书中,术语″水平取向″应被理解成其中分子相对于水平面以小于10°的倾斜角取向的取向态。倾斜角优选为0°~5°,更优选0°~3°,再更优选0°~2°,最优选0°~1°。
当由含有液晶性化合物的液晶组合物形成的两层或多层光学各向异性层层叠时,液晶性化合物的组合没有特别限制,其组合可以是由包含圆盘状液晶性化合物的层形成的叠层、由包含棒状液晶性化合物的层形成的叠层或由包含圆盘状液晶性化合物的层和包含棒状液晶性化合物的层形成的叠层。各层的取向态的组合也没有特别限制,允许具有相同取向态的光学各向异性层层叠或具有不同取向态的光学各向异性层层叠。
优选通过在下述取向层的表面上涂布含有至少一种液晶性化合物、下述聚合引发剂和其他添加剂的涂布液形成光学各向异性层。有机溶剂优选用作制备涂布液的溶剂,其例子包括酰胺(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜(例如,二甲基亚砜)、杂环化合物(例如,吡啶)、烃(例如,苯、己烷)、烷基卤化物(例如,氯仿、二氯甲烷)、酯(例如,乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如,丙酮、甲基乙基酮)和醚(例如,四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙醚)。特别地,烷基卤化物和酮是优选的。可以混合使用两种或多种溶剂。
(液晶性化合物在取向态的固定)
优选的是,固定取向态的液晶性化合物,而没有使这种状态无序。优选通过液晶性化合物所含的反应性基团的聚合反应进行固定。聚合反应包括使用热聚合引发剂的热聚合反应和使用光聚合引发剂的光聚合反应。光聚合反应是优选的。光聚合反应可以是自由基或阳离子聚合。自由基光聚合引发剂的例子包括α-羰基化合物(记载于美国专利No.2,367,661和2,367,670)、偶姻醚(记载于美国专利No.2,448,828)、α-烃取代的芳香偶姻化合物(记载于美国专利No.2,722,512)、多核醌化合物(记载于美国专利No.3,046,127和2,951,758)、三芳基咪唑二聚体和p-氨基苯基酮的组合(记载于美国专利No.3,549,367)、吖啶和吩嗪化合物(记载于JP-A-60-105667和美国专利No.4,239,850)和噁二唑化合物(记载于美国专利No.4,212,970)。作为阳离子聚合引发剂,其例子包括有机锍盐、碘盐和鏻盐。有机锍盐是优选的,三苯基锍盐是特别优选的。作为这些化合物的反离子,优选使用六氟锑酸离子、六氟磷酸离子等。
优选的是,光聚合引发剂的用量是涂布液固形物的0.01~20质量%,更优选0.5~5质量%。在聚合液晶性化合物的光照射中,优选使用紫外线。照射量优选为10mJ/cm2~10J/cm2,更优选25~800mJ/cm2。照度优选为10~1,000mW/cm2,更优选20~500mW/cm2,更优选40~350mW/cm2。照射波长峰值优选为250~450nm,更优选300~410nm。照射可以在诸如氮气等不活泼气体中进行,和/或在加热下进行以加速光聚合反应。
{偏振光照射诱导的取向(光诱导的取向)}
光学各向异性层可以表现出或增强由于在偏振光照射下光诱导的取向造成的面内延迟。偏振光照射可以在取向固定的光聚合方法中进行,或先进行偏振光照射,然后进行非偏振光照射的固定,或先进行非偏振光照射的固定,然后进行偏振光照射的光诱导取向。优选的是仅进行偏振光照射,或先进行偏振光照射,然后进行非偏振光照射的进一步固定。当在取向固定的光聚合方法中进行偏振光照射并且自由基光聚合引发剂用作光聚合引发剂时,偏振光照射优选在氧浓度为0.5%以下的惰性气体中进行。照射量优选为20mJ/cm2~10J/cm2,更优选100mJ/cm2~800mJ/cm2。照度优选为20~1000mW/cm2,更优选50~500mW/cm2,再更优选100~350mW/cm2。被偏振光照射硬化的液晶性化合物的种类没有特别限制,其中具有烯键式不饱和基团作为反应性基团的液晶性化合物是优选的。优选的是,使用的照射光其峰值落入300~450nm,更优选350~400nm的范围。
(偏振光照射后使用紫外线照射的后固化)
在用于光诱导取向的第一次偏振光照射后,可以用偏振或非偏振紫外线照射光学各向异性层,从而提高反应速率(后固化步骤)。其结果是,可以改进粘合性,并因此可以较大的供料速度制造光学各向异性层。可以使用偏振光或非偏振光进行后固化步骤,优选使用偏振光。两个或多个后固化步骤优选仅使用偏振光进行、仅使用非偏振光进行或使用偏振光和非偏振光的组合进行。当组合偏振光和非偏振光时,在非偏振光照射之前进行偏振光照射是优选的。紫外线照射可以在惰性气体中进行,或不在惰性气体中进行。然而,当自由基光聚合引发剂用作光聚合引发剂时,优选在氧气浓度为0.5%以下的惰性气体中进行照射。照射量优选为20mJ/cm2~10J/cm2,更优选100~800mJ/cm2。照度优选为20~1000mW/cm2,更优选50~500mW/cm2,再更优选100~350mW/cm2。作为照射波长,优选的是,偏振光照射的峰值为300~450nm,更优选350~400nm。优选的是,非偏振光照射的峰值为200~450nm,更优选250~400nm。
(固定具有自由基反应性基团和阳离子反应性基团的液晶性化合物的取向态)
如上所述,还优选的是,液晶性化合物具有聚合条件彼此不同的两种或多种反应性基团。在这种情况下,通过选择聚合条件而仅聚合多种反应性基团中的一种反应性基团,可以制作包括具有未反应的反应性基团的聚合物的光学各向异性层。下面说明适用于聚合和固定具有自由基反应性基团和阳离子反应性基团的液晶性化合物(作为具体例子,前述I-22~I-25)的条件。
首先,作为聚合引发剂,优选仅使用作用于将要聚合的反应性基团上的光聚合引发剂。也就是说,优选的是,当自由基反应性基团被选择性地聚合时,仅使用自由基光聚合引发剂,当阳离子反应性基团被选择性地聚合时,仅使用阳离子光聚合引发剂。光聚合引发剂的含量占涂布液总固形物优选为0.01~20质量%,更优选0.1~8质量%,再更优选0.5~4质量%。
其次,优选使用紫外线进行用于聚合的光照射。当照射量和/或照度过高时,自由基反应性基团和阳离子反应性基团的非选择性反应成为问题。有鉴于此,照射量优选为5mJ/cm2~500mJ/cm2,更优选10~400mJ/cm2,特别优选20~200mJ/cm2。照度优选为5~500mW/cm2,更优选10~300mW/cm2,特别优选20~100mW/cm2。作为照射波长,优选的是,光的峰值为250~450nm,更优选300~410nm。
在光聚合反应中,使用自由基光聚合引发剂的反应被氧气抑制,使用阳离子光聚合引发剂的反应未被氧气抑制。因此,具有自由基反应性基团和阳离子反应性基团的液晶性化合物的一种反应性基团选择性反应时,优选的是,当自由基反应性基团选择性反应时,在诸如氮气等惰性气体中进行光照射,当阳离子反应性基团选择性反应时,在含有氧气的气氛(例如,空气)中进行光照射。
(水平取向剂)
选自下式(1)、(2)或(3)代表的化合物和使用式(4)代表的单体形成的含氟均聚物或共聚物的至少一种化合物可以加到用于形成光学各向异性层的组合物中,以使液晶性化合物的分子基本上水平取向。
下面详细说明式(1)~(4)。
式(1)
Figure BPA00001229588500281
在式(1)中,R1、R2和R3每一个独立地代表氢原子或取代基;X1、X2和X3每一个独立地代表单键或二价连接基团。作为R1、R2和R3代表的取代基,优选的例子包括取代或未取代的烷基(优选未取代的烷基或用氟取代的烷基)、取代或未取代的芳基(优选具有用氟取代的烷基的芳基)、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷硫基或卤原子。在式(1)中,X1、X2和X3代表的二价连接基团优选选自亚烷基、亚烯基、二价芳香基团、二价杂环基团、-CO-、-NRa-(其中Ra代表具有1~5个碳原子的烷基或氢原子)、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、或通过组合上列基团的两种或多种基团形成的基团;二价连接基团更优选选自亚烷基、亚苯基、-CO-、-NRa-、-O-、-S-、-SO2-、或通过组合上列基团的至少两种形成的基团。亚烷基优选具有1~12个碳原子。亚烯基优选具有2~12个碳原子。二价芳香基团优选具有6~10个碳原子。
式(2)
Figure BPA00001229588500282
在式(2)中,R代表取代基,m代表0~5的整数。当m为2或更大时,多个R彼此相同或不同。R代表的取代基的优选例子与上面对R1、R2和R3所列的例子相同。m优选是1~3的整数,更优选2或3。
式(3)
Figure BPA00001229588500291
在式(3)中,R4、R5、R6、R7、R8和R9每一个独立地代表氢原子或取代基。R4、R5、R6、R7、R8和R9代表的取代基的优选例子与上面在式(1)中对R1、R2和R3所列的例子相同。本发明中使用的水平取向剂的例子包括JP-A-2005-099248的段落(0092)~(0096)中记载的那些,该文献中也记载了制备这些化合物的方法。
式(4)
Figure BPA00001229588500292
在式(4)中,R代表氢原子或甲基,X代表氧原子或硫原子,Z代表氢原子或氟原子;m代表1~6的整数,n代表1~12的整数。
除了使用式(4)代表的单体形成的含氟聚合物之外,JP-A-2005-206638和JP-A-2006-91205中记载的聚合物化合物也可以用作降低涂层不均匀性的水平取向剂。这些文献中也记载了制备这些化合物的方法。
相对于液晶性化合物的质量计,水平取向剂的加入量优选为0.01~20质量%,更优选0.01~10质量%,最优选0.02~1质量%。前述式(1)~(4)代表的化合物可以单独使用,或两种或多种混合使用。
(通过拉伸制作光学各向异性层)
通过拉伸聚合物可以制作光学各向异性层。当制备如上所述优选具有至少一个未反应的反应性基团的光学各向异性层中的聚合物时,可以拉伸具有反应性基团的聚合物或使用偶联剂等将反应性基团引入通过拉伸制备的光学各向异性层。光学各向异性层的特性包括低成本、自支持性(当形成或保持层时不需要支持体)等。
(光学各向异性层的后处理)
可以进行各种后处理以改变所得的光学各向异性层。后处理的例子包括改善粘合性的电晕处理、加入增塑剂以改善可塑性、加入热聚合抑制剂以改善储存稳定性和改善反应性的偶联处理。当光学各向异性层中的聚合物具有未反应的反应性基团时,对应于反应性基团的聚合引发剂添加也可以是一种有用的改性方法。例如,通过向使用阳离子光聚合引发剂而聚合具有阳离子反应性基团和自由基反应性基团的液晶性化合物来固定的光学各向异性层中添加自由基光聚合引发剂,可以促进之后的图案化曝光中未反应的自由基反应性基团的反应。作为加入增塑剂或光聚合引发剂的方法,其例子包括在所需添加剂的溶液中浸渍光学各向异性层,和将所需添加剂的溶液涂布到光学各向异性层上进行溶液浸透。此外,当另一层应用在光学各向异性层上时,添加剂可以加到该层的涂布液中以浸透光学各向异性层。例如,当在光学各向异性层上形成另一层时,添加剂可以加到该层的涂布液中,用于浸透光学各向异性层。在本发明中,通过适宜地选择浸透用添加剂的种类和量,尤其是光聚合引发剂,可以调节图案化双折射材料的图案曝光期间各区域的曝光量和最终得到的各区域延迟之间的关系,从而使得最终产品具有接近于所需值的材料特性。
(双折射图案构造体)
双折射图案构造体是用于制作双折射图案的材料和通过进行预定步骤可以从其获得双折射图案的材料。双折射图案构造体通常可以呈膜或片状。除了光学各向异性层之外,双折射图案构造体还可以包括赋予各种辅助功能的功能层。功能层的例子包括支持体、取向层、反射层和后粘合层。此外,用作转移材料的双折射图案构造体或通过使用转移材料制作的双折射图案构造体可以包括临时支持体、用于转移的粘合层或力学特性控制层。
(支持体)
双折射图案构造体可以包括用于维持力学稳定性的支持体。用于双折射图案构造体的支持体没有特别限制,其可以是刚性或柔性的,并且可以是透明的。作为刚性支持体,其例子包括但没有特别限制于已知的玻璃(如在表面上形成有二氧化硅膜的钠钙玻璃板、低膨胀玻璃、无碱玻璃和石英玻璃板)、金属板(如铝板、铁板和SUS板)、树脂板、陶瓷板和石板。作为柔性支持体,其例子包括但没有特别限制于塑料膜如纤维素酯(例如,纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯和纤维素丁酸酯)、聚烯烃(例如,降冰片烯系聚合物)、聚(甲基)丙烯酸酯(例如,聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯和聚砜、纸、铝箔和织物。从处理方便性的观点来看,刚性支持体的厚度优选为100~3,000μm,更优选300~1,500μm。柔性支持体的厚度优选为3~500μm,更优选10~200μm。支持体优选具有足以防止在后述焙烧步骤中着色或变形的耐热性。支持体还优选具有自反射功能以代替单独提供后述的反射层。
(取向层)
如上所述,取向层可以用于形成光学各向异性层。取向层通常可以形成在支持体或临时支持体的表面上或支持体上形成的下涂层的表面上。取向层具有控制液晶性化合物在其上取向的功能,并且只要具有这种功能,可以选自各种已知的取向层。本发明中可以使用的取向层可以通过摩擦有机化合物(优选聚合物)形成的层、倾斜气相沉积、形成有微凹槽的层、或通过Langmuir-Blodgett(LB)膜方法沉积有机化合物(例如,ω-二十三碳酸、二(十八烷基)甲基氯化铵和硬脂酸甲酯)来提供。此外,还已知的有使用电场或磁场或用光照射,形成具有取向功能的取向层。
可以用于形成取向层的有机化合物的例子包括聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物、聚乙烯醇、聚(N-甲基丙烯酰胺)、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、氯磺化的聚乙烯、硝基纤维素、聚氯乙烯、氯化的聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、聚乙烯、聚丙烯和聚碳酸酯;和硅烷偶联剂。聚合物的优选例子包括聚酰亚胺、聚苯乙烯、苯乙烯类聚合物、明胶、聚乙烯醇和具有至少一个烷基(优选具有6个以上碳原子的烷基)的烷基改性的聚乙烯醇。
为制造取向层,可以优选使用聚合物。用于形成取向层的聚合物类型可以根据优选的液晶性化合物的取向态类型(尤其是平均倾斜角)决定。为形成能够使液晶性化合物水平取向的取向层,使用不会降低取向层表面能的聚合物。具体而言,这种聚合物的例子记载在关于液晶元件或光学补偿片的各种文献中。优选使用聚乙烯醇、改性的聚乙烯醇、聚丙烯酸、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素和改性的纤维素。用于制造取向层的材料可以具有能够与光学各向异性层中的液晶性化合物的反应性基团反应的官能团。具有这种官能团的聚合物的例子包括在侧链含有具有这种官能团的重复单元的聚合物和具有用这种官能团取代的环部分的聚合物。更优选使用能够在界面与液晶性化合物形成化学键的取向层,这种取向层的特别优选的例子是JP-A-9-152509中记载的改性的聚乙烯醇,其具有使用酰氯或Karenz MOI(商品名,Showa Denko K.K.制)在侧链引入的丙烯酸基团。取向层的厚度优选为0.01~5μm,更优选0.05~2μm。取向层可以用作氧隔断层。
已作为LCD的取向层使用的聚酰亚胺膜(优选由含氟原子的聚酰亚胺构成的层)也是优选的。可以通过将聚(酰胺酸),例如由Hitachi Chemical Co.,Ltd以LQ/LX系列产品或由NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES,LTD以SE系列产品提供,涂布到支持体的表面上,在100~300℃下加热0.5~1小时形成聚合物层,并摩擦聚合物层的表面来形成膜。
可以使用使LCD的液晶性分子取向的通常步骤中使用的已知技术进行摩擦处理。特别地,可以通过使用纸、纱、毡、橡胶、尼龙或聚酯纤维等沿一定方向摩擦聚合物层表面进行摩擦处理。例如,可以通过使用具有相同长度和相同直径的均匀接枝的纤维的布沿一定方向摩擦聚合物层表面几次进行摩擦处理。
用于无机倾斜气相沉积膜中的沉积材料的例子包括金属氧化物,如作为典型材料的SiO2、TiO2和ZnO2;氟化物,如MgF2;金属,如Au和Al。任何高介电常数的金属氧化物均可以用于倾斜气相沉积中,因此其例子不限于上述材料。可以使用沉积装置制造无机倾斜沉积膜。沉积膜可以形成在固定聚合物膜(支持体)上或连续供料的长膜上。
(反射层)
双折射图案构造体可以包括用于制作容易识别的双折射图案的反射层。作为反射层,其例子包括但不限于金属层,如铝或银。
(后粘合层)
双折射图案构造体可以包括后粘合层,以使后述图案化曝光和焙烧后制得的图案化双折射产品粘附到另一产品上。后粘合层的材料没有特别限制,但优选即使在制备双折射图案的焙烧步骤后也具有粘合性的材料。
(两层以上的光学各向异性层)
双折射图案构造体可以包括两层以上的光学各向异性层。两层以上的光学各向异性层可以在法线方向上彼此邻近,或者可以夹有另一功能层。两层以上的光学各向异性层可以具有彼此几乎相同的延迟,或彼此不同的延迟。其慢轴可以在彼此相同方向,或在彼此不同的方向。
作为其中使用具有叠置成慢轴在相同方向的两层以上的光学各向异性层的双折射图案构造体的例子,可以制作具有大延迟的图案。即使当手边的光学各向异性层单独具有不充分的延迟时,通过叠置两层或三层,然后进行图案化曝光,也可以容易地获得包括具有大延迟的区域的图案化光学各向异性层。
(制作双折射图案构造体的方法)
制作双折射图案构造体的方法没有特别限制。例如,可以通过以下步骤制作双折射图案构造体:在支持体上直接形成光学各向异性层;使用用作转移材料的另一双折射图案构造体在支持体上转移光学各向异性层;形成自支持光学各向异性层;在自支持光学各向异性层上形成另一功能层;或将支持体贴附到自支持光学各向异性层上;等等。其中,从避免对光学各向异性层的性质限制的观点来看,在支持体上直接形成光学各向异性层和使用转移材料在支持体上转移光学各向异性层是优选的。此外,从避免对支持体的限制的观点来看,使用转移材料在支持体上转移光学各向异性层是更优选的。
作为制作具有两层以上的光学各向异性层的双折射图案构造体的方法,例如可以通过以下步骤制作双折射图案构造体:在不同双折射图案构造体上直接形成光学各向异性层;使用用作转移材料的不同双折射图案构造体在双折射图案构造体上转移光学各向异性层。其中,使用用作转移材料的另一双折射图案构造体在双折射图案构造体上转移光学各向异性层是更优选的。
下面说明用作转移材料的双折射图案构造体。在本说明书中,特别是在后述实施例中,用作转移材料的双折射图案构造体可以称作″制作双折射图案用的转移材料″。
(临时支持体)
用作转移材料的双折射图案构造体优选包括临时支持体。临时支持体没有特别限制,可以是透明的或不透明的。可以构成临时支持体的聚合物的例子包括纤维素酯(例如,纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯和纤维素丁酸酯)、聚烯烃(例如,降冰片烯系聚合物)、聚(甲基)丙烯酸酯(例如,聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯和聚砜。为在制造过程中检测光学特性,支持体优选选自透明的和低双折射聚合物膜。低双折射聚合物膜的例子包括纤维素酯膜和降冰片烯系聚合物膜。可以使用市售聚合物(例如,降冰片烯系聚合物,JSR提供的″ARTON″和ZEON CORPORATION提供的″ZEONEX″和″ZEONOR″)。还可以优选使用便宜的聚碳酸酯、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)等。
(用于转移的粘合层)
转移材料优选具有用于转移的粘合层。用于转移的粘合层没有特别限制,只要该层是透明的并且是不着色的,而且具有充分的转移性。其例子包括使用粘合剂的粘合层、压敏树脂层、热敏树脂层和上述感光性树脂层。其中,从液晶显示装置的基板应用中所需的耐热性的观点来看,热敏树脂层和感光性树脂层是优选的。
粘合剂优选表现出例如良好的光学透明性、适合的润湿性和粘合特性如内聚性和粘附性。具体例子是使用适合的基材聚合物制备的粘合剂,如丙烯酸聚合物、有机硅聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚或合成橡胶。可以通过常规已知方法适当控制粘合层的粘合特性。这些包括调节形成粘合层的基材聚合物的组成和/或分子量和调节交联方法的交联度和/或分子量、交联官能团的加入比例和交联剂的混合比。
压敏树脂层没有特别限制,只要在施加压力时其可表现出粘合性。压敏粘合剂中可以使用各种粘合剂,如橡胶、丙烯酸树脂、乙烯基醚和有机硅。在制造和涂布阶段,可以使用溶剂粘合剂型、非水性乳液粘合剂型、水性乳液粘合剂型、水溶性粘合剂型、热熔粘合剂型、液体硬化粘合剂型、延迟粘性粘合剂型等粘合剂。橡胶粘合剂记载在New Polymer Library 13,″Adhesion Techniques,″Kobunshi Kankokai(K.K.),p.41(1987)中。乙烯基醚粘合剂的例子包括主要由具有2~4个碳原子的烷基乙烯基醚化合物构成的乙烯基醚和氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯聚合物、聚乙烯醇缩丁醛等,其中混合有增塑剂。关于有机硅粘合剂,橡胶硅氧烷用于赋予成膜性和膜的缩聚力,树脂状硅氧烷用于赋予粘合性或胶粘性。
热敏树脂层没有特别限制,只要在施加热量时其可表现出粘合性。热敏粘合剂的例子包括热熔化合物和热塑性树脂。热熔化合物的例子包括热塑性树脂形式的低分子量化合物,如聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂;植物蜡形式的各种蜡,如巴西棕榈蜡蜡、日本蜡、小烛树蜡、米蜡和和小冠巴西棕榈蜡(auricury wax);动物蜡,如蜂蜡、虫蜡、虫胶和鲸蜡;石油蜡,如石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、Fischer-Tropshe蜡、酯蜡和氧化蜡;和矿物蜡,如蒙旦蜡、石蜡和地蜡。其他例子包括松香、氢化松香、聚合松香、松香改性的甘油、松香改性的马来酸树脂、松香改性的聚酯树脂、松香改性的酚醛树脂、酯橡胶和其他松香衍生物;以及酚醛树脂、萜烯树脂、酮树脂、环戊二烯树脂、芳香烃树脂、脂肪族烃树脂和脂环烃树脂。
这些热熔化合物优选分子量通常为10,000以下,特别是5,000以下,熔点或软化点优选为50℃~150℃。这些热熔化合物可以单独使用或两种或更多种组合使用。上述热塑性树脂的例子包括乙烯系共聚物、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃系树脂、丙烯酸树脂和纤维素系树脂。其中,优选使用乙烯系共聚物。
感光性树脂层可以由感光性聚合物组合物形成,正型和负型均是可接受的,还可以使用市售光致抗蚀剂材料。当用作用于转移的粘合层时,优选通过光照射表现出粘合性。为例如在液晶显示装置用基板的制造过程中改善环境安全和防止爆炸,感光性树脂层优选用含有5%以下有机溶剂的水性显影液显影,特别优选使用碱性显影液。感光性树脂层优选由树脂组合物形成,所述树脂组合物至少包括(1)聚合物,(2)单体或低聚物,和(3)光聚合引发剂或光聚合引发剂体系。
下面将说明这些成分(1)~(3)。
(1)聚合物
聚合物(下面可以简称作″粘结剂″)优选是碱溶性粘结剂,包括在侧链具有极性基团如羧酸基团或羧酸根的聚合物。这种树脂的例子包括例如在JP-A-59-44615、JP-B-54-34327(″JP-B″指经审查的日本专利公开)、JP-B-58-12577、JP-B-54-25957、JP-A-59-53836和JP-A-59-71048中记载的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、马来酸共聚物和部分酯化的马来酸共聚物。其例子还包括在侧链上具有羧酸基团的纤维素衍生物。除此之外,还可以优选使用通过将环酸酐加到具有羟基的聚合物上得到的产物。此外,粘结剂特别优选的例子包括美国专利No.4139391中记载的(甲基)丙烯酸苄酯和(甲基)丙烯酸的共聚物以及(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸和其他单体的多元共聚物。具有极性基团的这些粘结剂聚合物可以单独使用或可以与通常的成膜聚合物组合使用从而以组合物的状态使用。粘结剂聚合物的加入量相对于总固体成分通常为20~70质量份,优选25~65质量份,更优选25~45质量份。
(2)单体或低聚物
感光性树脂层中所含的聚合性单体或聚合性低聚物优选是具有两个或多个烯键式不饱和双键并经光照射能够加成聚合的单体或低聚物。这种单体或低聚物的例子包括在分子中具有至少一种能够加成聚合的烯键式不饱和基团并在常压下具有100℃或更高沸点的化合物。其例子包括单官能的丙烯酸酯和单官能的甲基丙烯酸酯,如聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙酰氧基丙基)醚、三(丙酰氧基乙基)异氰酸酯、三(丙酰氧基乙基)氰酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯;可以通过将环氧乙烷或环氧丙烷加到多官能醇如三羟甲基丙烷和丙三醇上、然后使加成物转化成(甲基)丙烯酸酯而得到的多官能丙烯酸酯和多官能甲基丙烯酸酯。
聚合性单体和聚合性低聚物的例子还包括JP-B-48-41708、JP-B-50-6034和JP-A-51-37193中记载的氨基甲酸酯丙烯酸酯;JP-A-48-64183、JP-B-49-43191和JP-B-52-30490中记载的聚酯丙烯酸酯;和多官能丙烯酸酯或多官能甲基丙烯酸酯,如环氧丙烯酸酯,其是环氧树脂和(甲基)丙烯酸的反应产物。
其中,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯是优选的。
除此之外,JP-A-11-133600中记载的″聚合性化合物B″也可作为优选的例子。
这些单体或低聚物可以单独使用或混合两种或多种使用。单体或低聚物的含量通常为着色树脂组合物的总固形体的5~50质量%、更优选10~40质量%。
(3)光聚合引发剂或光聚合引发剂体系
光聚合引发剂或光聚合引发剂体系(在本说明书中,术语“光聚合引发剂体系”指与多种化合物组合时表现出光聚合引发功能的聚合引发混合物)的例子包括记载于美国专利No.2367660中的vicinal polyketaldonyl化合物、记载于美国专利No.2448828中的偶姻醚化合物、记载于美国专利No.2722512中的α-烃取代的芳香偶姻化合物、记载于美国专利No.3046127和美国专利No.2951758中的多核醌化合物、记载于美国专利No.3549367中的三芳基咪唑二聚体和p-氨基酮的组合、记载于JP-B-51-48516中的苯并噻唑化合物和三卤代甲基-s-三嗪化合物、记载于美国专利No.4239850中的三卤代甲基-三嗪化合物、记载于美国专利No.4212976中的三卤代甲基噁二唑化合物。三卤代甲基-s-三嗪、三卤代甲基噁二唑和三芳基咪唑二聚体是特别优选的。
除此之外,记载于JP-A-11-133600中的″聚合引发剂C″也可作为优选的例子。
这些光聚合引发剂和光聚合引发剂体系可以单独使用。可选择地可以使用选自这些光聚合性引发剂和光聚合引发剂体系中的两种或多种的混合物。特别地,优选使用选自光聚合性引发剂和光聚合引发剂体系中的两种或多种。当使用选自光聚合性引发剂和光聚合引发剂体系中的两种或多种时,可以提高显示特性,特别是显示均匀性。
关于光聚合引发剂和光聚合引发剂体系的含量,其含量通常为着色树脂组合物的总固形体的0.5~20质量%,优选1~15质量%。
从有效防止不均匀性的观点来看,感光性树脂层优选含有适宜的表面活性剂。任何表面活性剂均是适用的,只要它们与感光性树脂组合物可混溶。优选用于本发明的表面活性剂包括记载于JP-A-2003-337424的段落[0090]~[0091]、JP-A-2003-177522的段落[0092]~[0093]、JP-A-2003-177523的段落[0094]~[0095]、JP-A-2003-177521的段落[0096]~[0097]、JP-A-2003-177519的段落[0098]~[0099]、JP-A-2003-177520的段落[0100]~[0101]、JP-A-11-133600的段落[0102]~[0103]中的那些和JP-A-6-16684的发明中公开的那些。为获得更高的效果,优选使用任何含氟表面活性剂和/或硅系表面活性剂(含氟表面活性剂或硅系表面活性剂和同时含有氟原子和硅原子的表面活性剂),或选自其中的两种或多种表面活性剂,其中含氟表面活性剂是最优选的。当使用含氟表面活性剂时,在一个表面活性剂分子中含氟取代基所含的氟原子数优选为1~38,更优选5~25,最优选7~20。过多量的氟原子会降低在通常无氟溶剂中的溶解性,从而不是优选的。过少量的氟原子不会提供改进不均匀性的效果,从而不是优选的。
特别优选的表面活性剂可以是含有包括下式(a)和(b)代表的单体的共聚物的那些,式(a)/式(b)的质量比为20/80~60/40。
式(a)
Figure BPA00001229588500391
式(b)
Figure BPA00001229588500392
在式中,R1、R2和R3独立地代表氢原子或甲基,R4代表氢原子或具有1~5个碳原子的烷基。n代表1~18的整数,m代表2~14的整数。p和q代表0~18的整数,不包括p和q同时为0的情况。
现在将定义,特别优选的表面活性剂的式(a)代表的单体和式(b)代表的单体被分别定义作单体(a)和单体(b)。式(a)中的CmF2m+1可以是直链的或支链的,m代表2~14的整数,优选4~12的整数。CmF2m+1的含量优选占单体(a)的20~70质量%,更优选40~60质量%。R1代表氢原子或甲基,n代表1~18,更优选2~10。式(b)中的R2和R3独立地代表氢原子或甲基,R4代表氢原子或具有1~5个碳原子的烷基。p和q每一个独立地代表代表0~18的整数,不包括p和q同时为0的情况。p和q优选是2~8。
在一个特别优选的表面活性剂分子中所含的单体(a)可以是具有相同结构的那些,或具有不同于上述定义的范围的结构。单体(b)也同样如此。
特别优选的表面活性剂的重均分子量Mw优选为1000~40000,更优选5000~20000。表面活性剂的特征在于含有由式(a)和式(b)代表的单体构成的共聚物,单体(a)/单体(b)的质量比为20/80~60/40。100重量份的特别优选的表面活性剂优选由20~60重量份的单体(a)、80~40重量份的单体(b)和其余重量份的其他任意单体构成,更优选25~60重量份的单体(a)、60~40重量份的单体(b)和其余重量份的其他任意单体。
单体(a)和(b)之外的共聚性单体包括苯乙烯和其衍生物或取代的化合物,包括苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯磺酸钠和氨基苯乙烯;二烯类,如丁二烯和异戊二烯;和乙烯基系单体,如丙烯腈、乙烯基醚、甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、部分酯化的马来酸、苯乙烯磺酸、马来酸酐、肉桂酸、氯乙烯和乙酸乙烯酯。
特别优选的表面活性剂是单体(a)、单体(b)等的共聚物,从而使单体随机或有序排列,如形成嵌段或接枝,但没有具体限制。特别优选的表面活性剂可以使用分子结构不同的两种或多种单体和/或混合形式的单体组合物。
表面活性剂的含量优选调节到占感光性树脂层的固形体总量的0.01~10质量%,更优选0.1~7质量%。表面活性剂含有预定量的特定结构的表面活性剂、环氧乙烷基团和聚环氧丙烷基团。因此,将上述特定范围量的表面活性剂加到感光性树脂层中,可以降低具有这种感光性树脂层的液晶显示装置上显示的不均匀性。当含量占固形体总量过小时,显示的不均匀性没有降低,并且当含量过大时,降低显示不均匀性的效果饱和。从改善显示不均匀性的观点来看,优选的是在制造滤色片时将上述特别优选的表面活性剂加到感光性树脂层中。
氟系表面活性剂的优选具体例子包括JP-A-2004-163610的段落(0054)~(0063)中记载的化合物。还可以直接使用下列市售表面活性剂。作为适用的市售表面活性剂,其例子包括含氟表面活性剂如Eftop EF301、EF303(Shin-Akita Kasei K.K.的产品),Florade FC430、431(Sumitomo 3M Co.,Ltd.的产品),Megafac F171、F173、F176、F189、R08(Dainippon Ink andChemicals,Inc.的产品),Surflon S-382、SC101、102、103、104、105、106(Asahi Glass Co.,Ltd.的产品),和硅系表面活性剂。聚硅氧烷聚合物KP-341(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的产品)和Troysol S-366(Troy ChemicalIndustries,Inc.的产品)也可以用作硅系表面活性剂。还优选使用JP-A-2004-331812的段落(0046)~(0052)中记载的化合物,其是不包含式(a)代表的单体的含氟表面活性剂。
(力学特性控制层)
在转移材料的临时支持体和光学各向异性层之间,可以优选提供控制机械特性和对凹凸的一致性的力学特性控制层。力学特性控制层优选表现出柔软的弹性,因热软化,或因热流动。热塑性树脂层是特别优选的力学特性控制层。热塑性树脂层中使用的成分优选是JP-A-5-72724中记载的有机聚合物。该物质可以优选选自根据Vicat方法(更具体而言,根据美国材料测试方法ASTMD 1235来测量聚合物软化点的方法)测量的软化点为约80℃以下的有机聚合物。更具体而言,其例子包括:聚烯烃,如聚乙烯或聚丙烯;乙烯共聚物,如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物或其皂化产物;乙烯和丙烯酸酯的共聚物或其皂化产物;聚氯乙烯;氯乙烯共聚物,如氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物或其皂化产物;聚偏二氯乙烯;偏二氯乙烯共聚物;聚苯乙烯;苯乙烯共聚物,如苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯的共聚物或其皂化产物;聚乙烯基甲苯;乙烯基甲苯共聚物,如乙烯基甲苯和(甲基)丙烯酸酯的共聚物或其皂化产物;聚(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸酯共聚物,如(甲基)丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯的共聚物;和聚酰胺树脂,如乙酸乙烯酯共聚物尼龙、共聚的尼龙、N-烷氧基甲基化的尼龙和N-二甲基氨基化的尼龙。
(剥离层)
用作转移材料的双折射图案构造体可以包括在临时支持体上的剥离层。剥离层控制临时支持体和剥离层之间的粘合或剥离层和叠置在其上的层之间的粘合,起到帮助转移光学各向异性层后分离临时支持体的作用。上述其他功能层如取向层和力学特性控制层可以用作剥离层。
转移材料优选具有用于防止在涂布多层时和在涂布后的保存中各成分混合的中间层。作为中间层,优选使用JP-A No.5-72724中记载为″分离层″的具有氧隔断功能的氧隔断膜或上述用于产生光学各向异性的取向层。其中特别优选的是含有聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮及其一种或多种衍生物的混合物的层。一个层可以同时用作上述热塑性树脂层、氧隔断层和取向层。
(表面保护层)
在树脂层上优选提供用于保护上述层在保存中防止污染或损坏的薄的表面保护层。表面保护层的性质没有特别限制,表面保护层可以由与临时层所用的材料相同或相似的材料构成。表面保护层必须易于与临近的层分离(例如,用于转移的粘合层)。作为表面保护层的材料,适宜的是硅纸、聚烯烃片和聚四氟乙烯片。
光学各向异性层、感光性树脂层、用于转移的粘合层和任选形成的取向层、热塑性树脂层、力学特性控制层和中间层等各层可以通过诸如浸渍、气刀涂布、旋涂、狭缝涂布、帘式涂布、辊涂、线棒涂布、凹版涂布和挤出涂布(美国专利No.2681294)等涂布法形成。可以同时涂布两层或多层。同时涂布方法记载在美国专利No.2761791、2941898、3508947、3526528和″Kotingu Kogaku(Coating Engineering),Yuji Harazaki著,p.253,AsakuraShoten(1973)出版中。
当直接位于光学各向异性层上的层(例如,用于转移的粘合层)被涂布到光学各向异性层上时,涂布液可以添加有增塑剂或光聚合引发剂。因此,在这些添加剂浸透的同时可以进行层的改性。
(将转移材料转移到目标转移材料的方法)
在目标转移材料上转移转移材料的方法没有具体限制,只要光学各向异性层可以转移到目标转移材料如支持体(基板)上。例如,将膜形式的转移材料附到基板上,使得用于转移的粘合层的表面面对目标转移材料的表面,然后通过使用层合机加热和/或加压的辊或平板,在加热或未加热下压附。层合机的具体例子和层叠方法包括JP-A-7-110575、JP-A-11-77942、JP-A-2000-334836和JP-A-2002-148794中记载的那些,其中从低污染的观点来看,JP-A-7-110575中记载的方法是优选的。
目标转移材料的例子包括支持体、包括支持体和其他功能层的叠置结构和双折射图案构造体。
(转移中包括的步骤)
在目标转移材料上转移双折射图案构造体之后,可以分离或不分离临时支持体。当不分离临时支持体时,临时支持体优选具有适于后面的图案化曝光的透明度和足以承受焙烧步骤的耐热性。在该方法中可以包括除去随光学各向异性层一起转移的不需要的层的步骤。例如,当聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共聚物用在取向层中时,取向层和其上的层可以用含水弱碱性显影液显影而除去。显影方法可以是任何已知的方法,如桨式显影、淋浴显影、淋浴和旋转显影及浸渍显影。显影液的温度优选为20℃~40℃,显影液的pH优选为8~13。
根据需要,在分离临时层或去除不需要的层后残留的表面上可以形成其他层。根据需要,在分离临时层或去除不需要的层后残留的表面上可以转移其他转移材料。这种转移材料可以与之前转移的转移材料相同或不同。此外,第一次转移的转移材料中光学各向异性层的慢轴可以与第二次转移的转移材料中光学各向异性层的慢轴在相同或不同方向。如上所述,转移多层光学各向异性层可用于制备具有多个光学各向异性层叠置成慢轴方向相同的大延迟的双折射图案和具有多个光学各向异性层叠置成慢轴方向不同的特定双折射图案。
(制备图案化双折射产品)
通过使双折射图案构造体顺序进行至少图案化曝光和加热(焙烧),可以制备图案化双折射产品。
(图案化曝光)
在本说明书中,图案曝光是指其中仅有双折射图案构造体的部分区域被曝光的曝光。图案化曝光的方法可以是使用掩模的接触曝光、接近曝光、投影曝光或使用激光或电子束在无掩模下在预定点聚焦的直接制图。
曝光光源的照射波长的峰值优选为250~450nm,更优选300~410nm。光源的具体例子包括超高压水银灯、高压水银灯、金属卤化物灯和蓝色激光。曝光能通常为约3mJ/cm2~约2000mJ/cm2,更优选约5mJ/cm2~约1,000mJ/cm2,更优选约10mJ/cm2~约500mJ/cm2
(图案曝光的曝光条件)
本发明的制造方法其特征在于,在双折射图案构造体的两个以上区域中进行曝光条件彼此不同的曝光操作(图案曝光)。这里,″两个以上区域″可以是相互重迭的区域,但优选不具有相互重迭的区域。图案曝光可以通过多次曝光进行,或通过使用例如具有透射光谱彼此不同的两个以上区域的掩模的一次曝光进行,或可选择地通过组合曝光进行。因此,本发明的制造方法其特征在于,在图案曝光时以两个以上区域在不同曝光条件下进行曝光的方式曝光。
曝光条件的参数的例子包括但没有特别限制于曝光峰值波长、曝光强度、曝光时间、曝光量、曝光温度、曝光气氛等。其中,从调节条件的便利性的观点来看,曝光峰值波长、曝光强度、曝光时间和曝光量是优选的,曝光强度、曝光时间和曝光量是更优选的。在图案曝光时在不同曝光条件下曝光的区域焙烧后具有受曝光条件控制的不同的双折射,特别是不同的延迟值。因此,通过调节在图案曝光时各区域的曝光条件,可以制作焙烧后的区域之间所需延迟值彼此不同的双折射图案。不同曝光条件下曝光的两个以上曝光区域的曝光条件可以间断或连续地改变。
(掩模曝光)
使用曝光掩模的曝光可用作在不同曝光条件下形成曝光区域的手段。例如,通过首先使用曝光掩模仅使一个区域第一次曝光,然后在温度、气氛、曝光强度、曝光时间或曝光波长从第一次曝光变化的同时,使用另一掩模使另一区域或全部表面第二次曝光,可以容易地改变进行第一次曝光的区域和进行第二次曝光的区域之间的曝光条件。具有分别表现出不同透射光谱的两个以上区域的掩模特别适用作改变曝光强度或曝光波长的掩模。在这种情况下,多个区域仅通过一次曝光操作就可以在曝光强度或曝光波长彼此不同的条件下曝光。当然,通过在不同曝光强度下在同一时间进行曝光可以获得不同曝光量。
如果例如使用激光扫描曝光,那么可以改变各区域中的曝光条件,例如取决于曝光区域而改变光源强度或扫描速度。
此外,本发明的方法可以结合以下步骤,其中在通过使双折射图案构造体图案化曝光得到的叠置结构上转移另一双折射图案构造体,然后进行另一次图案化曝光。在作为第一次和第二次曝光中的未曝光区域(通常具有最低延迟值)的区域、作为第一次曝光的曝光区域但作为第二次曝光的未曝光区域的区域以及作为第一次和第二次曝光中的曝光区域(通常具有最高延迟值)的区域中,焙烧后的残留延迟值可以有效地改变。另一方面,在第一次未曝光但在第二次被曝光的区域被认为相当于在第二次时在第一次和第二次均被曝光的区域。以类似的方式,通过交替进行三次、四次或更多次转移和图案化曝光,可以容易地形成四个以上区域。当不同区域希望具有仅通过改变曝光条件不能提供的差异时(如光轴方向的差异或极大的延迟差异),上述方法非常有用。
{加热(焙烧)}
通过在50~400℃、优选80~400℃下加热图案化曝光后的双折射图案构造体,可以制造双折射图案。
可选择地,制作双折射图案构造体用的另一转移材料可以转移到已经焙烧过的双折射图案构造体上,然后可以进行图案化曝光和焙烧。在这种情况下,通过第一次和第二次曝光条件的适当组合,可以非常有效地改变第二次焙烧后残留的延迟值。当需要形成具有慢轴方向彼此不同的双折射性的两个区域且不相互重迭时,这种方法是有用的。
(在双折射图案上叠置的功能层)
双折射图案构造体可以进行上述曝光和焙烧以得到双折射图案,然后与具有各种功能的功能层叠置,从而得到图案化双折射产品。功能层的例子包括但不具体限制于用于防止表面损坏或划痕的硬涂层和使双折射图案容易看到的反射层。为容易识别图案,反射层特别优选设置在双折射图案之下。
(图案化双折射产品)
通过对双折射图案构造体进行上述曝光和焙烧得到的产品通常是无色透明的,但当夹在两块偏振片之间或夹在一块偏振片和一层反射层之间时,该产品表现出特性对比度或颜色,并且变得容易用肉眼识别。使用这种性质,通过上述方法得到的图案化双折射产品可以用作例如防止伪造的手段。也就是说,通过本发明方法得到的图案化双折射产品,特别是具有反射层的图案化双折射产品通常用肉眼几乎看不见,然而通过偏振片,图案化双折射产品可以表现出容易识别的多色图像。没有偏振片的双折射图案副本没有表现出图像,而通过偏振片的双折射图案副本表现出永久图案,在没有偏振片时用肉眼可见。因此,双折射图案的复制很难。这种制作双折射图案的方法不会广泛传播,需要不寻常的或特殊的材料。因此,本发明的制造方法和产品被认为可有利地作为防止伪造的手段。
(光学元件)
通过上述方法得到的图案化双折射产品还可以用作光学元件。例如,当通过上述方法得到的图案化双折射产品用作结构光学元件时,可以制造仅对于特定偏振光表现出效果的特殊光学元件。作为例子,使用根据本发明的双折射图案制作的衍射光栅可用作强烈衍射特定偏振光的偏振分离器件,还可应用于投影仪或光通讯设备。
实施例
下面结合实施例更具体地说明本发明。实施例中所示的材料、试剂、用量和比例、操作可以在本发明的精神和范围内变化。因此,应该理解,本发明不以任何方式限制于以下具体实施例。
在本说明书和附图中,物理量的单位显示在括号″()″中或在对物理量的说明后斜线″/″之后。
实施例1:制备双折射图案构造体和使用它制备具有预期延迟的双折射样品
(制备力学特性控制层用的涂布液CU-1)
制备以下组合物,通过孔径30μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成力学特性控制层的涂布液CU-1。
B-1是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸的共聚物,共聚组成比(摩尔比)为55/30/10/5,重均分子量为100,000,Tg为约70℃。
B-2是苯乙烯和丙烯酸的共聚物,共聚组成比(摩尔比)为65/35,重均分子量为10,000,Tg为约100℃。
  力学特性控制层用涂布液的组成   (质量%)
  粘结剂(B-1)   5.89
  粘结剂(B-2)   13.74
  BPE-500(商品名,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)   9.20
  Megafac F-780F(Dainippon Ink & Chemicals Incorporation制)   0.55
  甲醇   11.22
  丙二醇单甲基醚乙酸酯   6.43
  甲基乙基酮   52.97
(制备取向层用的涂布液AL-1)
制备以下组合物,通过孔径30μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成取向层用的涂布液AL-1。
  取向层用涂布液的组成AL-1   (质量%)
  聚乙烯醇(商品名:PVA205,Kuraray Co.,Ltd.制)   3.21
  聚乙烯吡咯烷酮(商品名:Luvitec K30,BASF制)   1.48
  蒸馏水   52.10
  甲醇   43.21
(制备光学各向异性层用涂布液LC-1)
制备以下组合物,通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成光学各向异性层用的涂布液LC-1。
LC-1-1是具有两个反应性基团的液晶性化合物,其中一个是丙烯酸基团,即自由基反应性基团,另一个是氧杂环丁烷基,即阳离子反应性基团。
LC-1-2是出于取向目的而加入的圆盘状化合物。根据Tetrahedron Lett.,Vol.43,p.6793(2002)中记载的方法合成LC-1-2。
 光学各向异性层用涂布液的组成   (质量%)
 棒状液晶(LC-1-1)   32.59
 水平取向剂(LC-1-2)   0.02
 阳离子光聚合引发剂(商品名:CPI100-P,SAN-APRO Co.,Ltd.)   0.66
 聚合控制剂(商品名:IRGANOX1076,Chiba Speciality Chemicals Co.,Ltd.)   0.07
 甲基乙基酮   66.66
(制备用于转移的粘合层用涂布液AD-1)
制备以下组合物,通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成用于转移的粘合层用的涂布液AD-1。
B-3是甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的共聚物,共聚组成比(摩尔比)为35.9/22.4/41.7,重均分子量为38,000。
作为RPI-1,使用2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑。
  用于转移的粘合层用涂布液的组成   (质量%)
  粘结剂(B-3)   8.05
  KAYARAD DPHA(商品名,Nippon Kayaku制)   4.83
  自由基光聚合引发剂(RPI-1)   0.12
  对苯二酚单甲基醚   0.002
  Megafac F-176PF(商品名,Dainippon Ink & Chemicals Incorporation制)   0.05
  丙二醇单甲基醚乙酸酯   34.80
  甲基乙基酮   50.538
  甲醇   1.61
(制备用光学各向异性层涂布的样品TRC-1和制作双折射图案用的转移材料TR-1)
在由易粘性的100-μm-厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Toyobo Co.,Ltd.的COSMOSHINE A4100(商品名))形成的临时支持体的表面上,使用线棒涂布器依序涂布力学特性控制层用涂布液CU-1和取向层用涂布液AL-1,并干燥。所得层的干膜厚度分别为14.6μm和1.6μm。接下来,使用线棒涂布器将光学各向异性层用涂布液LC-1涂布到表面上,在膜表面上于90℃加热干燥2分钟,从而形成液晶相的层。然后,使用160W/cm气冷金属卤化物灯(Eyegraphics Co.,Ltd.的产品)用紫外线在空气中照射涂层,固定相的取向态,得到3.5-μm-厚光学各向异性层,从而形成用光学各向异性层涂布的样品TRC-1。所用的紫外线在UV-A范围内的照度为100mW/cm2(波长320nm~400nm内的积分值),在UV-A范围内的照射量为80mJ/cm2。样品TRC-1中的光学各向异性层由在20℃下为固体的聚合物形成,呈现出耐MEK(甲基乙基酮)性。最后,将用于转移的粘合层用涂布液AD-1涂布到样品TRC-1的表面上,干燥得到1.2-μm-厚的用于转移的粘合层,然后用保护膜(12-μm-厚聚丙烯膜)压粘,从而得到制作双折射图案用的转移材料TR-1。
(制备双折射图案构造体BPM-1)
使用旋转尼龙毛刷清洗无碱玻璃基板,同时通过淋浴喷射在25℃下调节的玻璃清洗溶液20秒。在用纯净水冲洗后,使用硅烷偶联溶液(N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的0.3%水溶液,商品名:KBM-603,Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.)通过淋浴喷射基板20秒,然后使用纯净水冲洗,得到硅烷处理的玻璃。在上述制作双折射图案用的转移材料TR-1从保护膜剥离后,在130℃的辊温度、线压力100N/cm和传输速度1.4m/min下,使用层合机(Hitachi Industries Co.,Ltd.的产品(型号Lamic II))将其叠置到在105℃下预热2分钟的硅烷处理的玻璃上。在叠置后,剥离临时支持体,得到双折射图案构造体BPM-1。
(延迟的测量)
对于双折射图案构造体BPM-1,使用基于平行Nicol方法的纤维型分光光度计,测量在波长550nm下的正面延迟Re(0)。延迟测量的结果示于表1。
表1
(比较不同曝光量下制备的样品)
然后,使用Mikasa制的M-3L掩模对准器在不同条件A~K下对双折射图案构造体BPM-1进行曝光,然后在230℃的干净炉中焙烧1小时,得到评价曝光量依赖性用样品BP-1A~BP-1K。关于曝光条件,通过改变曝光时间来改变曝光量,同时曝光强度保持在6.25mW/cm2不变。各样品的曝光时间、曝光量和通过测量焙烧后的延迟得到的结果示于表2,曝光量和延迟之间的关系图示于图4。
表2
Figure BPA00001229588500501
如表和附图所示,焙烧后的未曝光的样品的延迟几乎为零,随着曝光量增大,焙烧后的延迟增大,在某一程度的曝光量(在本实施例中为100mJ/cm2)以上时达到饱和。通过施加基于图4中数据的适宜曝光量,可以将焙烧后的样品的延迟控制在不大于饱和值的范围内。因此,使用根据本发明的双折射图案构造体和制作方法(在适合的曝光量下图案曝光和焙烧),可以获得具有任意延迟图案(不大于饱和值的延迟)的样品。
实施例2:制备通过改变用于转移的粘合层中的光聚合引发剂的浓度来调节曝光量和焙烧后延迟之间关系的双折射样品
(制备用于转移的粘合层用涂布液AD-2和AD-3)
新制备用于转移的粘合层用涂布液AD-2和AD-3,其中光聚合引发剂的浓度从AD-1中改变,并在通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤后使用。AD-2和AD-3的配方以及比较用AD-1的配方示于表3。配方AD-2的光聚合引发剂浓度较低,而配方AD-3的光聚合引发剂浓度比配方AD-1的高。
表3
Figure BPA00001229588500511
(制备制作双折射图案用的转移材料TR-2和TR-3和双折射图案构造体BPM-2和BPM-3)
按与TR-1相同方式制备制作双折射图案用的转移材料TR-2和TR-3,除了使用涂布液AD-2或AD-3代替用于转移的粘合层用涂布液AD-1。此外,按与BPM-1相同方式制备双折射图案构造体BPM-2和BPM-3,除了使用转移材料TR-2或TR-3代替制作双折射图案用的转移材料TR-1。
(延迟的测量)
对于双折射图案构造体BPM-2和BPM-3,使用基于平行Nicol方法的纤维型分光光度计,测量在波长550nm下的正面延迟Re(0)。延迟测量的结果以及比较用BPM-1示于表4。
表4
Figure BPA00001229588500512
(曝光量和焙烧后延迟的比较)
然后,按与实施例1相同方式,使用Mikasa制的M-3L掩模对准器在不同曝光量下对双折射图案构造体BPM-2和BPM-3进行曝光,然后在230℃的干净炉中焙烧1小时,得到测量曝光量依赖性用样品。关于曝光条件,通过改变曝光时间来改变曝光量,同时曝光强度保持在6.25mW/cm2不变。各样品的曝光量和通过测量焙烧后的延迟得到的结果示于表5,曝光量和延迟之间的关系图示于图5。制备各材料中使用的用于转移的粘合层用涂布液中的光聚合引发剂的浓度也示于该表中。
表5
Figure BPA00001229588500521
表和附图中的结果表明,通过改变用于转移的粘合层用涂布液的配方(即,本实施例中的光聚合引发剂的浓度),可以调节各样品的焙烧前曝光量和焙烧后延迟之间的关系。
例如,当用于转移的粘合层中的光聚合引发剂含量减小时,因曝光量增加造成的焙烧后延迟增加变得较小。如果需要精确调节焙烧后延迟,则这种含有较少量光聚合引发剂的配方是有用的。
另一方面,如果用于转移的粘合层中的光聚合引发剂含量增大,则因曝光量增加造成的焙烧后延迟增加迅速变高并且迅速饱和。如果不需要中间的延迟并且如果需要也会导致曝光时间缩短的曝光量减小,则这种含有较大量光聚合引发剂的配方是有用的。
按此方式,还可以根据应用调节用于转移的粘合层中的光聚合引发剂的浓度来优化双折射图案构造体的特性。
实施例3:制备曝光量和焙烧后延迟之间的关系根据用于转移的粘合层中的光聚合引发剂种类改变的双折射样品
(制备用于转移的粘合层用涂布液AD-4)
新制备用于转移的粘合层用涂布液AD-4,其中光聚合引发剂的种类从AD-1中改变,并在通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤后使用。AD-4的配方以及比较用AD-1的配方示于表6。
作为RPI-2,使用2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基)-3-溴苯基]-s-三嗪。
表6
Figure BPA00001229588500531
(制备制作双折射图案用的转移材料TR-4和双折射图案构造体BPM-4)
按与TR-1相同方式制备制作双折射图案用的转移材料TR-4,除了使用涂布液AD-4代替用于转移的粘合层用涂布液AD-1。此外,按与BPM-1相同方式制备双折射图案构造体BPM-4,除了使用转移材料TR-4代替制作双折射图案用的转移材料TR-1。
(延迟的测量)
对于双折射图案构造体BPM-4,使用基于平行Nicol方法的纤维型分光光度计,测量在波长550nm下的正面延迟Re(0)。延迟测量的结果以及比较用BPM-1示于表7。
表7
Figure BPA00001229588500532
(曝光量和焙烧后延迟的比较)
然后,按与实施例1相同方式,使用Mikasa制的M-3L掩模对准器在不同曝光量下对双折射图案构造体BPM-4进行曝光,然后在230℃的干净炉中焙烧1小时,得到测量曝光量依赖性用样品。关于曝光条件,通过改变曝光时间来改变曝光量,同时曝光强度保持在6.25mW/cm2不变。各样品的曝光量和通过测量焙烧后的延迟得到的结果示于表8,曝光量和延迟之间的关系图示于图6。制备各材料中使用的用于转移的粘合层用涂布液中的光聚合引发剂的种类也示于该表中。
表8
Figure BPA00001229588500541
表和附图中的结果表明,通过改变用于转移的粘合层用涂布液的配方中的光聚合引发剂的种类,也可以调节各样品的焙烧前曝光量和焙烧后延迟之间的关系。具体而言,其中用于转移的粘合层中的光聚合引发剂种类改变的BPM-4的延迟在(至少)不高于100nm的范围内与曝光量非常逐渐成比例地变化,因此如果需要在该范围内的微细延迟调节,则这种配方是极为有用的。
按此方式,还可以根据应用改变用于转移的粘合层中的光聚合引发剂的种类来优化双折射图案构造体的特性。尽管没有结合具体实施例说明,但可以通过加入光聚合引发剂之外的各种添加剂来调节双折射图案构造体的特性。
实施例4:通过使用在支持体上直接形成的光学各向异性层制备双折射样品
(制备光学各向异性层用涂布液LC-2)
制备以下组合物,通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成光学各向异性层用的涂布液LC-2。
LC-2-1是具有两个反应性基团的液晶性化合物,其中一个是甲基丙烯酸基团,即,自由基反应性基团,另一个是氧杂环丁烷基,即,阳离子反应性基团。
  光学各向异性层用涂布液的组成   (质量%)
  棒状液晶(LC-2-1)   32.64
  水平取向剂(LC-1-2)   0.02
  阳离子光聚合引发剂(商品名:Cyracure UVI6974,Dow Chemical Company制)   0.67
  甲基乙基酮   66.67
Figure BPA00001229588500551
(制备透明树脂层用涂布液CL-1)
制备以下组合物,通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成透明树脂层用的涂布液CL-1。
B-4是甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸的共聚物,共聚组成比(摩尔比)为72.0/28.0,重均分子量为38,000。
  透明树脂层用涂布液的组成   (质量%)
  粘结剂(B-4)   11.57
  NK ESTER A-BPE-10(商品名,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)   1.30
  自由基光聚合引发剂(RPI-1)   0.12
  对苯二酚单甲基醚   0.002
  Megafac F-176PF(商品名,Dainippon Ink & Chemicals Incorporation制)   0.05
  甲基乙基酮   86.96
(制备玻璃承载的取向膜)
使用旋转尼龙毛刷清洗无碱玻璃基板,同时通过淋浴喷射在25℃下调节的玻璃清洗溶液20秒,用纯净水冲洗,然后在5000rpm的转速下,旋涂聚酰亚胺系制备取向膜用涂布液(商品名:SE-410,Nissan Chemical IndustriesCo.,Ltd.制)。将基板在基板预热装置中于100℃下加热5分钟,在干净炉中于200℃下焙烧1小时,进行摩擦处理,得到玻璃承载的取向膜。
(通过在支持体上直接涂布制备双折射图案构造体BPM-5)
使用线棒涂布器将光学各向异性层用涂布液LC-2涂布到上述承载取向膜的玻璃上,在90℃的膜表面温度下干燥2分钟,从而形成液晶相;然后,使用160W/cm气冷金属卤化物灯(Eye Graphics Co.,Ltd.制)用紫外线在空气中照射,固定取向态,得到厚度1.5μm的光学各向异性层。所用的紫外线在UV-B范围内的照度为50mW/cm2(波长280nm~320nm内的积分值),在UV-B范围内的照射量为120mJ/cm2。涂布透明树脂层-涂布液CL-1,干燥得到厚度1.2μm的透明树脂层,从而得到双折射图案构造体BMP-5。
(延迟的测量)
对于双折射图案构造体BPM-5,使用基于平行Nicol方法的纤维型分光光度计,测量在波长550nm下的正面延迟Re(0)。延迟测量的结果示于表9。
表9
Figure BPA00001229588500561
(比较不同曝光量下制备的样品)
然后,使用Mikasa制的M-3L掩模对准器在不同曝光量下对双折射图案构造体BPM-5进行曝光,然后在230℃的干净炉中焙烧1小时,得到评价曝光量依赖性用样品。关于曝光条件,通过改变曝光时间来改变曝光量,同时曝光强度保持在6.25mW/cm2不变。各样品的曝光量和通过测量焙烧后的延迟得到的结果示于表10,曝光量和延迟之间的关系图示于图7。
表10
Figure BPA00001229588500571
如表和附图所示,根据本发明的方法对于通过在支持体上直接涂布制备的双折射图案构造体也是有效的。
(实施例5:通过使用具有密度不同的多个区域的曝光掩模制备具有延迟不同的多个区域的双折射图案)
(制备本发明的双折射图案构造体BPM-6)
使用旋转尼龙毛刷清洗无碱玻璃基板,同时通过淋浴喷射在25℃下调节的玻璃清洗溶液20秒,然后用纯净水冲洗玻璃基板。然后,使用硅烷偶联溶液(N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的0.3%水溶液,商品名:KBM-603,Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)通过淋浴喷射基板20秒,然后使用纯净水冲洗基板,得到硅烷处理的玻璃。
剥离制作双折射图案用的转移材料TR-1的保护膜,然后在130℃的辊温度、线压力100N/cm和传输速度1.4m/min下,使用层合机(型号Lamic II,Hitachi Industries Co.,Ltd.制)将其叠置到在105℃下预热保持2分钟的基板上。
在叠置后,剥离临时支持体后,按相同方法将制作双折射图案用的转移材料TR-1叠置到基板上。小心处理使得之前叠置的光学各向异性层的慢轴的方向与之后叠置的光学各向异性层的慢轴的方向大致相同。在叠置后,剥离临时支持体,得到根据本发明的带有多个光学各向异性层的双折射图案构造体BPM-6。
(通过使用具有密度不同的多个区域的曝光掩模制备延迟图案)
通过使用Mikasa制的M-3L掩模对准器和具有密度不同的4个区域的光掩模I以6.25mW/cm2的曝光强度照射BPM-6达7.5秒。使用的光掩模示于图8。光掩模I具有密度不同的4个区域L、M、N、O和非透光区域(在图中是黑色部分)。通过各区域的λ=365nm的紫外线的透过率示于表11.
表11
 区域  透过率/%
 区域L(左上)   16.0
 区域M(右上)   28.0
 区域N(左下)   48.0
 区域O(右下)   80.0
 非透光区域   0.0
曝光后的BPM-6在230℃的干净炉中焙烧1小时,得到延迟图案BP-2。相应于光掩模区域L、M、N、O的样品区域L′、M′、N′、O′的延迟测量结果以及光掩模区域L、M、N、O的透过率示于表12。
表12
 区域   掩模透过率/%   延迟/nm
 区域L’(左上)   16.0   191.5
 区域M’(右上)   28.0   298.5
 区域N’(左下)   48.0   393.9
 区域O’(右下)   80.0   487.1
 非透光区域   0.0   3.3
如上所示,通过使用具有密度不同的多个区域的曝光掩模,仅通过一次曝光,就可以制备具有延迟不同的多个区域的双折射图案。当需要快速制备大量的相同双折射图案时,即使需要复杂密度的掩模作为光掩模,这种方法也是特别有用的。
(实施例6:通过使用多个曝光掩模制备双折射图案)
通过图案不同的4个光掩模II、III、IV和V各一次对BPM-6进行曝光。使用的掩模图案示于图9。
使用Mikasa制的M-3L掩模对准器在6.25mW/cm2的曝光强度下进行曝光,根据使用的掩模改变曝光时间。各掩模的曝光时间示于表13。
表13
曝光后的BPM-6在230℃的干净炉中焙烧1小时,得到延迟图案BP-3。制得的样品示于图10。样品上的区域P、Q、R和S的位置分别相应于光掩模II、III、IV和V的开口。各样品的区域P、Q、R和S的延迟测量结果、相应于各区域的光掩模和使用光掩模的曝光时间示于表14。
表14
Figure BPA00001229588500592
按此方式,使用多个曝光掩模并在改变各掩模的曝光条件同时进行曝光,可以制备具有延迟不同的多个区域的双折射图案。当需要微细改变各区域的曝光条件时,这种方法是特别有用的。
(实施例7:制备具有黑色矩阵的双折射图案)
(制备黑色感光性树脂层用涂布液KL-1)
制备以下组合物,通过孔径0.2μm的聚丙烯过滤器过滤,滤液用作形成黑色感光性树脂层用的涂布液KL-1。
B-5是甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸的共聚物,共聚组成比(摩尔比)为78.0/22.0,重均分子量为40,000。
  黑色感光性树脂层用涂布液的组成   (质量%)
  K颜料分散体   25.00
  粘结剂(B-5)   2.43
  KAYARAD DPHA(商品名,Nippon Kayaku制)   3.19
  自由基光聚合引发剂(RPI-1)   0.12
  对苯二酚单甲基醚   0.002
  Megafac F-176PF(商品名,Dainippon Ink & Chemicals Incorporation制)   0.04
  丙二醇单甲基醚乙酸酯   15.58
  甲基乙基酮   53.59
表中所示K颜料分散体的组成如下:
Figure BPA00001229588500601
(制备玻璃承载的取向膜)
使用旋转尼龙毛刷清洗无碱玻璃基板,同时通过淋浴喷射在25℃下调节的玻璃清洗溶液20秒,用纯净水冲洗,然后在5000rpm的转速下,旋涂聚酰亚胺系制备取向膜用涂布液(商品名:SE-410,Nissan Chemical IndustriesCo.,Ltd.制)。将基板在基板预热装置中于100℃下加热5分钟,在干净炉中于200℃下焙烧1小时,进行摩擦处理,得到玻璃承载的取向膜。
(制备具有黑色感光性树脂层的双折射图案构造体BMP-7)
使用线棒涂布器将光学各向异性层用涂布液LC-1涂布到上述承载取向膜的玻璃上,在90℃的膜表面温度下干燥2分钟,从而形成液晶相;然后,使用160W/cm气冷金属卤化物灯(Eye Graphics Co.,Ltd.制)用紫外线在空气中照射,固定取向态,得到厚度3.0μm的光学各向异性层。所用的紫外线在UV-A范围内的照度为100mW/cm2(波长320nm~400nm内的积分值),在UV-A范围内的照射量为80mJ/cm2。涂布黑色感光性树脂层-涂布液KL-1,干燥得到厚度2.0μm的黑色感光性树脂层,从而得到双折射图案构造体BMP-7。
(制备黑色矩阵)
使用Mikasa制的M-3L掩模对准器和具有格子状透过区域的曝光掩模,从黑色树脂层侧对具有黑色感光性树脂层的双折射图案构造体BMP-7进行图案曝光。所用的紫外线在UV-A区域内的照度为25mW/cm2(波长区域320nm~400nm内的积分值);在UV-A区域内的照射量为2000mJ/cm2;曝光掩模面和感光性树脂层之间的距离调节到100μm。应该指出,曝光从黑色树脂层侧进行,因此,光学各向异性层几乎不被曝光。
使用碳酸钠系显影液(商品名:T-CD1,Fuji Photo Film Co.制,含有0.06mol/L的碳酸氢钠和0.06mol/L的碳酸钠、1%的二丁基萘磺酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂)的淋浴在圆锥形喷嘴压力0.15MPa下使感光性树脂层显影,从而在双折射图案构造体表面上得到格子状黑色树脂层的黑色矩阵。
(制备在表面上具有黑色矩阵的双折射图案BP-4)
此外,通过黑色矩阵的开口对表面上形成有具有黑色矩阵的双折射图案构造体的光学各向异性层进行曝光。此时,为比较形成曝光量随开口位置不同的三种开口X、Y和Z。使用Mikasa制的M-3L掩模对准器进行曝光,开口X、Y和Z的曝光量分别为10mJ/cm2、40mJ/cm2和160mJ/cm2。曝光后,在干净炉中于230℃下焙烧1小时,得到在表面上具有黑色矩阵的双折射图案BP-4。测定得到的图案中相应于曝光量不同的开口的区域处焙烧后的延迟,结果示于表15。
表15
Figure BPA00001229588500611
如上所述,通过采用根据本发明的方法可以制作具有延迟不同的开口和黑色矩阵的双折射图案。黑色矩阵的存在使得开口延迟之间的差异更为显著,从而对于视觉利用双折射图案是有利的。
附图说明
图1(a)~1(i)是双折射图案构造体的例子的示意性截面图。
图2(a)~2(f)是用作转移材料的双折射图案构造体的例子的示意性截面图。
图3(a)~(e)是通过本发明方法得到的图案化双折射产品的例子的示意性截面图。
图4是显示在双折射图案构造体以不同曝光量曝光的例子中,曝光量和延迟之间关系的图。
图5是显示在双折射图案构造体以不同曝光量曝光的例子中,光聚合引发剂含量对曝光量和延迟之间关系造成的变化的图。
图6是显示在双折射图案构造体以不同曝光量曝光的例子中,光聚合引发剂种类对曝光量和延迟之间关系造成的变化的图。
图7是显示在双折射图案构造体以不同曝光量曝光的例子中,曝光量和延迟之间关系的图。
图8显示实施例中使用的光掩模I的形状。
图9显示实施例中使用的光掩模II、III、IV和V的形状。
图10是显示在使用4个光掩模II、III、IV和V制备的样品中,延迟不同的区域的图。
附图标记说明
11    支持体或基板
12    光学各向异性层
12F   第一光学各向异性层
12S   第二光学各向异性层
13    取向层(在支持体或基板上)
14    用于转移的粘合层
14A   第一用于转移的粘合层
14B   第二用于转移的粘合层
14C   第三用于转移的粘合层
16    后粘合层
17    剥离层
18    表面保护层
21     临时支持体
22     取向层(在临时支持体上)
22F    临时支持体上的第一取向层
22S    临时支持体上的第二取向层
23     力学特性控制层
35     反射层
112    图案化光学各向异性层
112-A  图案化光学各向异性层(第一曝光区域)
112-B  图案化光学各向异性层(第二曝光区域)
112-N  图案化光学各向异性层(未曝光区域)
112F-A 第一图案化光学各向异性层(第一层的第一曝光区域)
112F-B 第一图案化光学各向异性层(第一层的第二曝光区域)
112F-N 第一图案化光学各向异性层(第一层的未曝光区域)
112S-A 第二图案化光学各向异性层(第二层的第一曝光区域)
112S-B 第二图案化光学各向异性层(第二层的第二曝光区域)
112S-N 第二图案化光学各向异性层(第二层的未曝光区域)
112T-A 第三图案化光学各向异性层(第三层的曝光区域)
112T-B 第三图案化光学各向异性层(第三层的未曝光区域)
尽管结合实施例描述了本发明,但除非另有说明,本发明不限于这些详细内容,而应在权利要求书的精神和范围内宽泛地解释。
本申请根据35 U.S.C.§119(a)要求2008年1月22日提交的日本专利申请No.2008-011170的优先权,在此将其全部内容援引加入。

Claims (15)

1.一种制造图案化双折射产品的方法,依序包括至少步骤(I)~(III):
(I)提供具有含有聚合物的光学各向异性层的双折射图案构造体;
(II)对所述双折射图案构造体的两个以上区域在彼此不同的曝光条件下进行曝光;和
(III)在50℃以上和400℃以下的温度下加热所述步骤(II)后得到的叠置结构。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述曝光条件在选自曝光强度、曝光量、曝光时间和曝光峰值波长的至少一个曝光参数方面不同。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中使用具有彼此不同图案的曝光掩模进行所述两个以上区域的曝光。
4.如权利要求1所述的方法,其中使用具有表现出彼此不同的透射光谱的两个以上区域的曝光掩模通过一次曝光进行所述步骤(II)。
5.如权利要求1~4中任一项所述的方法,其中所述光学各向异性层在20℃下的面内延迟为10nm以上。
6.如权利要求1~5中任一项所述的方法,其中所述聚合物具有未反应的反应性基团。
7.如权利要求1~6中任一项所述的方法,其中所述光学各向异性层是通过以下步骤形成的层:用含有具有至少一个反应性基团的液晶性化合物的溶液涂布,干燥涂布上的溶液形成液晶相,然后加热或用电离辐射照射所述液晶相,从而导致聚合和固定。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述液晶性化合物具有聚合条件不同的两种以上的反应性基团。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述液晶性化合物至少具有自由基反应性基团和阳离子反应性基团。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述自由基反应性基团是丙烯酸系基团和/或甲基丙烯酸系基团,所述阳离子反应性基团是乙烯基醚基团、氧杂环丁烷基团和/或环氧基团。
11.如权利要求1~6中任一项所述的方法,其中所述光学各向异性层是拉伸膜。
12.如权利要求1~11中任一项所述的方法,其中通过将具有所述光学各向异性层的转移材料转移到目标转移材料上进行所述步骤(I)。
13.一种通过权利要求1~12中任一项所述方法得到的产品,其在200℃下焙烧30分钟后的延迟(相差)变化为10%以下。
14.一种通过权利要求1~12中任一项所述方法得到的用作防止伪造手段的产品。
15.一种通过权利要求1~12中任一项所述方法得到的用作光学元件的产品。
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