JP2006171259A - Multilayer body, optically compensating plate using the same, the optically compensating polarizing plate, multilayer optically compensating plate, substrate for liquid crystal display, the liquid crystal display, and method for manufacturing multilayer body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学補償板等に用いることが可能な積層体に関するものである。 The present invention relates to a laminate that can be used for an optical compensator or the like.
現在、液晶表示素子には光学補償板が多く利用されている。液晶は方向によって屈折率が異なるという屈折率異方性を有するため、液晶表示素子を斜め方向から見た場合には表示品位が低下してしまう。このような視野角依存性を改善するために、光学補償板が必要となる。 Currently, many optical compensators are used for liquid crystal display elements. Since the liquid crystal has a refractive index anisotropy in which the refractive index varies depending on the direction, the display quality deteriorates when the liquid crystal display element is viewed from an oblique direction. In order to improve such viewing angle dependency, an optical compensator is required.
一般的な光学補償板としては、延伸フィルムや、液晶を用いたものなどが挙げられる。液晶を用いた光学補償板は、延伸フィルムに比べて異方性が大きいため、1/10の薄さで同じ機能が出せるという利点を有するが、液晶を配向させるための配向膜が必要となる。 Examples of a general optical compensation plate include a stretched film and a liquid crystal. An optical compensator using liquid crystal has an advantage that the same function can be obtained with a thinness of 1/10 because it has a larger anisotropy than a stretched film, but an alignment film for aligning the liquid crystal is required. .
この配向膜としては、一般にラビング膜や光配向膜が用いられている。しかしながら、ラビング膜では、静電気や塵の発生、大面積処理時のムラなどの問題がある。また、光配向膜では、静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用であるが、露光プロセスが必要なことから装置コストがかかり、光反応の速度が遅いという問題がある。 As this alignment film, a rubbing film or an optical alignment film is generally used. However, the rubbing film has problems such as generation of static electricity and dust and unevenness during large area processing. In addition, the photo-alignment film is useful in that it does not generate static electricity or dust and can control the orientation process quantitatively. However, it requires an exposure process and requires a device cost, and the photoreaction rate is slow. There's a problem.
一方、特許文献1には、リオトロピック液晶性を示す二色性色素を用いた配向膜が提案されている。リオトロピック液晶性を示す二色性色素は、この二色性色素を含有する塗工液を剪断力が作用する塗布方法を用いて塗布することにより配向処理することができるので、効率よく配向膜を形成することができるという利点を有する。
On the other hand,
ここで、光学補償板は視野角依存性を改善するために用いられることから、光学補償板を液晶表示素子に組み込む際には、液晶セルの液晶の配向方向、または、偏光板の吸収軸と、光学補償板の光学軸とが特定の角度をなすように配置される。このような配置とするには、光学補償板を所定の寸法に切断して、光学軸を所定の向きに配置して液晶セルや偏光板に貼付しなければならず、手間がかかるという問題がある。そこで、例えば長尺フィルムの長尺方向に対して特定の角度をなすような光学軸を有する光学補償板が求められている。 Here, since the optical compensator is used to improve the viewing angle dependency, when the optical compensator is incorporated in the liquid crystal display element, the liquid crystal alignment direction of the liquid crystal cell or the absorption axis of the polarizing plate The optical axis of the optical compensation plate is arranged at a specific angle. In order to make such an arrangement, the optical compensator must be cut to a predetermined size, the optical axis must be arranged in a predetermined direction, and affixed to a liquid crystal cell or a polarizing plate. is there. Therefore, for example, an optical compensator having an optical axis that forms a specific angle with respect to the longitudinal direction of the long film is required.
上述した液晶を用いた光学補償板において、配向膜としてラビング膜を用いた場合、長尺フィルムの長尺方向に対して角度をなして連続的にラビングすることは困難であることから、長尺フィルムの長尺方向に対して角度をなして液晶が配向している光学補償板を得ることは難しい。また、配向膜として光配向膜を用いた場合、長尺フィルムの長尺方向に対して角度をもたせた液晶配向の要求を満たすことはできるが、長時間にわたって光配向処理する場合は、偏光の照射方向と長尺フィルムとの角度や距離を精密に維持し続けることは困難である。 In the optical compensation plate using the liquid crystal described above, when a rubbing film is used as the alignment film, it is difficult to rub continuously at an angle with respect to the longitudinal direction of the long film. It is difficult to obtain an optical compensator in which liquid crystals are aligned at an angle with respect to the longitudinal direction of the film. In addition, when a photo-alignment film is used as the alignment film, it can meet the requirement of liquid crystal alignment with an angle with respect to the long direction of the long film. It is difficult to keep precisely the angle and distance between the irradiation direction and the long film.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液晶を用いた光学補償板等に用いることができ、液晶の配向方向を基材の長尺方向に対して平行な方向以外に容易に設定することが可能な積層体を提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and can be used for an optical compensator using liquid crystal, etc., and the orientation direction of the liquid crystal is easily other than the direction parallel to the longitudinal direction of the substrate. It is a main object to provide a laminate that can be set as follows.
上記目的を達成するために、本発明は、基材と、上記基材上に形成され、板状分子を含有する配向層と、上記配向層上に形成され、ネマチック液晶を固定化してなる液晶層とを有する積層体であって、
上記板状分子は、上記板状分子の法線方向が上記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成し、上記カラム構造は上記基材の一定方向に複数配列しており、上記ネマチック液晶は、上記板状分子の法線方向に対して略垂直に配向していることを特徴とする積層体を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a base material, an alignment layer formed on the base material and containing a plate-like molecule, and a liquid crystal formed on the alignment layer and fixing a nematic liquid crystal. A laminate having a layer,
The plate-like molecules form a column structure in which the normal direction of the plate-like molecules is arranged in a certain direction of the substrate, and a plurality of the column structures are arranged in a certain direction of the substrate, The nematic liquid crystal provides a laminate characterized by being oriented substantially perpendicular to the normal direction of the plate molecule.
本発明によれば、ネマチック液晶が板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、例えば基材として長尺の基材を用いた場合、板状分子の法線方向を基材の長尺方向に設定することで、ネマチック液晶を基材の幅方向に容易に配向させることができる。また、上記配向層は、例えば板状分子を含有する配向層形成用塗工液を剪断応力を加えながら塗布することにより形成されるものであり、上記板状分子からなるカラム構造は、配向層形成用塗工液の塗布方向に沿って配向することから、通常行われているように基材の長尺方向に配向層形成用塗工液を塗布することにより、上記板状分子の法線方向を基材の長尺方向に設定することができ、通常の塗布方法を用いるだけでネマチック液晶の配向方向を基材の幅方向に設定することができるのである。さらに、このように板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向能を有する配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、簡便な方法でネマチック液晶を配向させることができ、本発明の積層体を用いて例えば光学補償板とする場合には、製造効率のよい光学補償板とすることが可能である。 According to the present invention, since the nematic liquid crystal is aligned substantially perpendicularly to the normal direction of the plate molecule, for example, when a long substrate is used as the substrate, the normal direction of the plate molecule is set to the base material. By setting in the long direction, nematic liquid crystal can be easily oriented in the width direction of the substrate. The alignment layer is formed, for example, by applying a coating liquid for forming an alignment layer containing plate-like molecules while applying a shear stress, and the column structure made of the plate-like molecules has an alignment layer. Since it is oriented along the application direction of the forming coating liquid, the normal of the plate-like molecule is obtained by applying the alignment layer forming coating liquid in the longitudinal direction of the substrate as is usually done. The direction can be set in the longitudinal direction of the substrate, and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be set in the width direction of the substrate only by using a normal coating method. Furthermore, since an alignment layer having alignment ability can be formed by applying an alignment layer-forming coating solution containing plate-like molecules in this way, alignment processing such as rubbing or alignment is not required. The nematic liquid crystal can be aligned by a simple method, and when the laminate of the present invention is used as an optical compensator, for example, it can be an optical compensator with high production efficiency.
上記発明においては、上記基材は長尺の基材であり、上記ネマチック液晶は上記基材の長尺方向に対して交差するように配向していることが好ましい。このような積層体を用いて例えば光学補償板とする場合、従来のように所定の寸法に切断することなく、基材の長尺方向に吸収軸が向いた偏光板とそのまま貼り合わせることが可能な光学補償板とすることができるからである。 In the said invention, the said base material is a elongate base material, It is preferable that the said nematic liquid crystal is orientating so that it may cross | intersect with respect to the elongate direction of the said base material. When using such a laminate, for example, as an optical compensator, it can be directly bonded to a polarizing plate whose absorption axis is in the longitudinal direction of the substrate without cutting into a predetermined size as in the past. This is because the optical compensation plate can be obtained.
また、本発明においては、上記配向層は、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、上記樹脂層上に形成され、上記カラム構造が上記樹脂層の凹部に沿って配向したカラムナー層とを有するものであってもよい。上記樹脂層の凹部を利用して上記板状分子からなるカラム構造を配向させることにより、配向能を有するカラムナー層とすることができるからである。また、上記板状分子からなるカラム構造は上記樹脂層の凹部に沿って配向するので、上記樹脂層の凹部または凸部のパターンを適宜選択することにより板状分子からなるカラム構造の配列方向を制御することができ、ネマチック液晶の配向方向も制御することが可能となるからである。これにより、本発明の積層体を用いて、例えば所望の光学異方性を有する光学補償板とすることが可能となる。 In the present invention, the alignment layer includes a resin layer having a patterned recess or protrusion, and a columner layer formed on the resin layer, the column structure being aligned along the recess of the resin layer. It may have. It is because it can be set as the columner layer which has orientation ability by orientating the column structure which consists of the said plate-shaped molecule | numerator using the recessed part of the said resin layer. In addition, since the column structure made of the plate-like molecules is oriented along the concave portions of the resin layer, the arrangement direction of the column structure made of the plate-like molecules can be changed by appropriately selecting the pattern of the concave or convex portions of the resin layer. This is because it is possible to control the alignment direction of the nematic liquid crystal. Thereby, for example, an optical compensator having a desired optical anisotropy can be obtained using the laminate of the present invention.
さらに、本発明においては、上記板状分子は、溶液中でリオトロピック液晶性を示すものであることが好ましい。このような板状分子は、溶液中で自己組織化によりカラム構造を形成し、リオトロピック液晶性を示すので、この板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより、板状分子からなるカラム構造を容易に配向させることができるからである。 Furthermore, in the present invention, the plate molecule preferably exhibits lyotropic liquid crystallinity in a solution. Such a plate-like molecule forms a column structure by self-organization in a solution and exhibits lyotropic liquid crystallinity. Therefore, by applying an alignment layer forming coating solution containing this plate-like molecule, This is because a column structure composed of molecules can be easily oriented.
本発明は、また、上述した積層体を用いるものであり、上記積層体の液晶層が光学補償機能を有することを特徴とする光学補償板を提供する。 The present invention also provides an optical compensation plate using the above-described laminate, wherein the liquid crystal layer of the laminate has an optical compensation function.
本発明の光学補償板は、上述した積層体を用いることから、例えば長尺の基材の幅方向にネマチック液晶を配向させることができるので、基材の幅方向に光学軸を有する光学補償板とすることができる。これにより、本発明の光学補償板を偏光板と貼り合わせる際には、どちらかを所定の寸法に切断することなく、製造効率を向上させることができる。 Since the optical compensator of the present invention uses the above-described laminate, for example, nematic liquid crystal can be aligned in the width direction of a long base material. Therefore, the optical compensator plate having an optical axis in the width direction of the base material. It can be. Thereby, when bonding the optical compensation plate of this invention with a polarizing plate, manufacturing efficiency can be improved, without cut | disconnecting either to a predetermined dimension.
さらに、本発明は、上述した積層体を用いるものであり、上記積層体の液晶層が光学補償機能を有し、配向層が偏光機能を有することを特徴とする光学補償偏光板を提供する。 Furthermore, the present invention provides an optical compensation polarizing plate using the laminate described above, wherein the liquid crystal layer of the laminate has an optical compensation function, and the alignment layer has a polarization function.
本発明においては、上述した積層体を用いることから、配向層に含有される板状分子の法線方向に対して略垂直となるようにネマチック液晶を配向させることができ、また、液晶層が光学補償機能、配向層が偏光機能を有するので、液晶層の光学軸と配向層の吸収軸とが約90°となるように配置された光学補償偏光板を容易に得ることができる。さらに、光学補償機能を有する液晶層と、偏光機能を有する配向層とが一体に形成されているので、光学補償偏光板の薄型化および軽量化が可能である。また、本発明の光学補償偏光板は、少なくとも基材と配向層と液晶層とを有するものであれば偏光機能と光学補償機能をもつので、偏光板および光学補償板を別個に形成し貼り合わせたものと比較して、配向層と液晶層との間に保護フィルムが介在しないので、保護フィルムによる屈折率変化を考慮する必要がなく、さらに積層数の多さによる透過率の低下を抑制することができる。 In the present invention, since the above-described laminate is used, nematic liquid crystal can be aligned so as to be substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer. Since the optical compensation function and the alignment layer have a polarization function, an optical compensation polarizing plate arranged so that the optical axis of the liquid crystal layer and the absorption axis of the alignment layer are about 90 ° can be easily obtained. Furthermore, since the liquid crystal layer having the optical compensation function and the alignment layer having the polarization function are integrally formed, the optical compensation polarizing plate can be reduced in thickness and weight. The optical compensation polarizing plate of the present invention has a polarizing function and an optical compensation function as long as it has at least a substrate, an alignment layer, and a liquid crystal layer. Therefore, the polarizing plate and the optical compensation plate are separately formed and bonded. Compared to the above, there is no protective film between the alignment layer and the liquid crystal layer, so there is no need to consider the change in the refractive index due to the protective film, and the reduction in transmittance due to the large number of layers is suppressed. be able to.
また、本発明は、上述した積層体を用いるものであり、上記積層体の液晶層および配向層が光学補償機能を有することを特徴とする積層型光学補償板を提供する。 The present invention also provides a laminated optical compensator using the laminate described above, wherein the liquid crystal layer and the alignment layer of the laminate have an optical compensation function.
本発明においては、上述した積層体の液晶層および配向層が光学補償機能を有しており、それぞれの層の補償範囲が異なるので、補償範囲の広いものとすることが可能である。 In the present invention, the liquid crystal layer and the alignment layer of the laminate described above have an optical compensation function, and the compensation range of each layer is different, so that the compensation range can be widened.
本発明は、また、上述した積層体と、電極層と、配向膜とを有することを特徴とする液晶表示素子用基板を提供する。 The present invention also provides a substrate for a liquid crystal display element comprising the above-described laminate, an electrode layer, and an alignment film.
本発明によれば、上述した積層体を有するので、例えば積層体を光学補償板、光学補償偏光板および積層型光学補償板として用いた場合には、上述したような利点を有する液晶表示素子用基板とすることができる。また、積層体の配向層および液晶層が、積層体の基材よりも配向膜側に形成されている場合、本発明の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とした際に、基材の内側に配向層および液晶層が形成されることになるので、基材の複屈折による影響を受けなく、基材に用いる材料の選択肢が広がるため、液晶表示素子の薄型化および軽量化を図ることができ、さらには製造コストの削減にもつながる。 According to the present invention, since the above-described laminated body is provided, for example, when the laminated body is used as an optical compensation plate, an optical compensation polarizing plate, and a laminated optical compensation plate, the liquid crystal display element having the above-described advantages is provided. It can be a substrate. Further, when the alignment layer and the liquid crystal layer of the laminate are formed closer to the alignment film than the substrate of the laminate, the substrate is used when the liquid crystal display element is used as the liquid crystal display element substrate of the present invention. Since an alignment layer and a liquid crystal layer are formed inside the substrate, there is no influence of the birefringence of the base material, and the choice of materials used for the base material is widened, so that the liquid crystal display element is made thinner and lighter. Can also reduce manufacturing costs.
さらに、本発明は、上述した積層体を用いることを特徴とする液晶表示素子を提供する。 Furthermore, the present invention provides a liquid crystal display element using the laminate described above.
本発明によれば、上述した積層体を用いるので、例えば積層体を光学補償板、光学補償偏光板および積層型光学補償板として用いた場合には、上述したような利点を有する液晶表示素子とすることができる。 According to the present invention, since the above-described laminated body is used, for example, when the laminated body is used as an optical compensation plate, an optical compensation polarizing plate, and a laminated optical compensation plate, can do.
また、本発明は、基材上に板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布し、上記板状分子を、上記板状分子の法線方向が上記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成するように配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程、上記塗膜を乾燥する乾燥工程、および、上記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程を行うことにより配向層を形成する配向層形成工程と、
上記配向層上に液晶組成物を塗布し、上記液晶組成物中のネマチック液晶を、上記板状分子の法線方向に対して略垂直になるように配向させ、上記ネマチック液晶の配向状態を固定化することにより液晶層を形成する液晶層形成工程と
を有することを特徴とする積層体の製造方法を提供する。
In the present invention, a coating liquid for forming an alignment layer containing a plate molecule is applied on a substrate, and the normal direction of the plate molecule is directed to a certain direction of the substrate. A coating film forming step for forming a coating film by aligning to form an aligned column structure, a drying step for drying the coating film, and an immobilization step for fixing the orientation state of the plate molecules. An alignment layer forming step of forming an alignment layer by,
A liquid crystal composition is applied on the alignment layer, and the nematic liquid crystal in the liquid crystal composition is aligned so as to be substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules, thereby fixing the alignment state of the nematic liquid crystal. And a liquid crystal layer forming step of forming a liquid crystal layer by forming a liquid crystal layer.
本発明によれば、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することより板状分子を配向させて配向能を有する配向層を形成し、この配向層の配向能を利用してネマチック液晶を配向させることにより液晶層を形成するものである。このネマチック液晶は、上述したように板状分子の法線方向に対して略垂直となるように配向するので、長尺の基材を用いた場合は、基材の幅方向にネマチック液晶を容易に配向させることができる。これにより、例えば基材の幅方向に光学軸をもつ光学補償板として用いることが可能な積層体を簡便な方法で製造することが可能である。 According to the present invention, an orientation layer having orientation ability is formed by orienting the plate molecules by applying a coating liquid for forming an orientation layer containing the plate molecules, and the orientation ability of the orientation layer is utilized. The liquid crystal layer is formed by aligning nematic liquid crystal. As described above, this nematic liquid crystal is aligned so as to be substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecule. Therefore, when a long base material is used, the nematic liquid crystal is easily aligned in the width direction of the base material. Can be oriented. Thereby, for example, it is possible to manufacture a laminate that can be used as an optical compensator having an optical axis in the width direction of the substrate by a simple method.
上記発明においては、上記配向層形成工程の塗膜形成工程では、上記配向層形成用塗工液に対し剪断応力が加わる塗布方法が用いられることが好ましい。剪断応力が加わる塗布方法を用いることにより、塗布方向に沿って板状分子からなるカラム構造を配列させることができるからである。 In the said invention, it is preferable that the coating method which applies a shear stress with respect to the said coating liquid for alignment layer formation is used in the coating-film formation process of the said alignment layer formation process. This is because a column structure composed of plate-like molecules can be arranged along the coating direction by using a coating method in which shear stress is applied.
また、本発明においては、上記配向層形成工程の塗膜形成工程前に、上記基材上にパターン状の凹部または凸部を有する樹脂層を形成する樹脂層形成工程が行われてもよい。この樹脂層が形成されることにより、樹脂層の凹部に沿って板状分子からなるカラム構造を配向させることができるからである。また、樹脂層の凹部または凸部のパターンを選択することにより板状分子からなるカラム構造の配列方向を制御することができるので、ネマチック液晶の配向方向を制御することが可能となるからである。これにより、本発明により製造された積層体を光学補償板として用いる場合には、所望の光学異方性を有する光学補償板とすることができる。 Moreover, in this invention, the resin layer formation process of forming the resin layer which has a pattern-shaped recessed part or convex part on the said base material may be performed before the coating-film formation process of the said orientation layer formation process. This is because by forming this resin layer, the column structure composed of plate-like molecules can be oriented along the recesses of the resin layer. In addition, since the alignment direction of the column structure composed of plate-like molecules can be controlled by selecting the pattern of the concave or convex portions of the resin layer, the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled. . Thereby, when using the laminated body manufactured by this invention as an optical compensator, it can be set as the optical compensator which has desired optical anisotropy.
上記発明においては、上記配向層形成工程の塗膜形成工程では、スプレーコート法、ディップコート法、インクジェット法、またはフレキソ印刷法が用いられることが好ましい。このような方法を用いることにより、上記板状分子からなるカラム構造を上記樹脂層の凹部に沿って容易に配向させることができるからである。 In the said invention, it is preferable to use the spray coat method, the dip coat method, the inkjet method, or the flexographic printing method in the coating-film formation process of the said orientation layer formation process. This is because by using such a method, the column structure composed of the plate-like molecules can be easily oriented along the concave portion of the resin layer.
また、上記発明においては、上記樹脂層形成工程は、上記基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記基材および上記凹部形成用基板を、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる配置工程と、上記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程と、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程とを有することが好ましい。上記樹脂層は、凹部形成用基板の凸部が複製されることにより形成されるものであることから、凹部形成用基板の凸部または凹部のパターンを適宜選択することにより、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を任意に設定することができるからである。また、凹部形成用基板の原版を一度作製するだけで、所望の光学異方性を有する光学補償板等に用いることが可能な積層体を大量に製造できるため、製造効率が向上するからである。 Moreover, in the said invention, the said resin layer formation process is a coating process which apply | coats a curable resin composition on the said base material or the board | substrate for recessed formation which has a pattern-shaped convex part or a recessed part, the said base material, An arrangement step of stacking the recess forming substrate with the curable resin composition sandwiched therebetween, a curing step of curing the curable resin composition to form a curable resin, and the curable resin composition or the curing It is preferable to have a recess forming step of peeling the recess forming substrate from the functional resin to form a patterned recess or protrusion. Since the resin layer is formed by duplicating the convex portion of the concave portion forming substrate, the resin layer is composed of plate-like molecules by appropriately selecting the convex portion or concave portion pattern of the concave portion forming substrate. This is because the alignment direction of the column structure and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be arbitrarily set. Moreover, it is possible to produce a large number of laminates that can be used for an optical compensator having a desired optical anisotropy, etc., only by once producing an original plate of a substrate for forming recesses, thereby improving production efficiency. .
さらに、本発明においては、上記配向層形成工程の固定化工程では、上記板状分子を架橋する方法が用いられることが好ましい。これにより、板状分子からなるカラム構造の配向性が安定し、耐熱性に優れた配向層を形成することができるからである。 Furthermore, in the present invention, it is preferable to use a method of crosslinking the plate-like molecules in the fixing step of the alignment layer forming step. This is because the orientation of the column structure composed of plate-like molecules is stable and an orientation layer having excellent heat resistance can be formed.
本発明によれば、長尺の基材を用いた場合、ネマチック液晶を基材の幅方向に容易に配向させることができるので、例えば基材の幅方向に光学軸をもつ光学補償板として用いることが可能である。また、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、簡便な方法でネマチック液晶を配向させることができ、製造効率を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, when a long base material is used, nematic liquid crystal can be easily aligned in the width direction of the base material, and thus, for example, used as an optical compensator having an optical axis in the width direction of the base material. It is possible. In addition, since an alignment layer can be formed by applying a coating liquid for forming an alignment layer containing a plate-like molecule, nematic liquid crystal can be formed by a simple method without requiring alignment treatment such as rubbing treatment or alignment treatment. Can be oriented, and the production efficiency can be improved.
以下、本発明の積層体、これを用いた光学補償板、光学補償偏光板、積層型光学補償板、液晶表示素子用基板および液晶表示素子、ならびに積層体の製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the laminate of the present invention, an optical compensation plate, an optical compensation polarizing plate, a laminate type optical compensation plate, a substrate for a liquid crystal display element and a liquid crystal display element, and a method for producing the laminate will be described in detail.
A.積層体
まず、本発明の積層体について説明する。
本発明の積層体は、基材と、上記基材上に形成され、板状分子を含有する配向層と、上記配向層上に形成され、ネマチック液晶を固定化してなる液晶層とを有する積層体であって、上記板状分子は、上記板状分子の法線方向が上記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成し、上記カラム構造は上記基材の一定方向に複数配列しており、上記ネマチック液晶は、上記板状分子の法線方向に対して略垂直に配向していることを特徴とするものである。
A. Laminated body First, the laminated body of this invention is demonstrated.
The laminate of the present invention is a laminate having a substrate, an alignment layer formed on the substrate and containing a plate-like molecule, and a liquid crystal layer formed on the alignment layer and having a nematic liquid crystal fixed thereto. The plate-like molecule forms a column structure in which the normal direction of the plate-like molecule is arranged in a certain direction of the substrate, and the column structure is arranged in a plurality in a certain direction of the substrate. The nematic liquid crystal is characterized by being aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecule.
本発明の積層体について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の積層体の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、本発明の積層体11は、基材1と、この基材1上に形成され、板状分子を含有する配向層2と、この配向層2上に形成され、ネマチック液晶を固定化してなる液晶層3とを有するものである。
The laminate of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the laminate of the present invention. As shown in FIG. 1, the
図2(a)は、本発明に用いられる板状分子のモデル構造および法線方向を示した図であり、図2(b)は、本発明に用いられる配向層の概略斜視図である。図2(b)に示すように、この配向層においては、板状分子12は、板状分子12の法線方向nが基材1の一定方向を向くように配列してカラム構造12´を形成し、このようなカラム構造12´が複数配列して配向層を構成している。本発明においては、配向層はこのように板状分子12が配列して構成されるものであるため、複数のカラム構造12´のカラムの軸方向は、基材1の一定方向を向いており、これにより配向能を有する層とすることができる。
FIG. 2A is a diagram showing a model structure and normal direction of a plate-like molecule used in the present invention, and FIG. 2B is a schematic perspective view of an alignment layer used in the present invention. As shown in FIG. 2 (b), in this alignment layer, the plate-
図3は、本発明の積層体の概略斜視図であり、配向層中の板状分子の法線方向と液晶層中のネマチック液晶の配向方向との関係を示すものである。図3において、液晶層を構成するネマチック液晶13は、板状分子12の法線方向nに対して直交するような方向mに配向している。このように本発明においては、ネマチック液晶が板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、例えば基材として長尺の基材を用いた場合、板状分子の法線方向を基材の長尺方向に設定することで、ネマチック液晶を基材の幅方向に容易に配向させることができる。また、上記配向層が、例えば板状分子を含有する配向層形成用塗工液を剪断応力を加えながら塗布することにより形成される場合、図2(b)に示すように板状分子12の法線方向nが塗布方向Aを向くように積層してカラム構造12´が形成されるので、板状分子の法線方向を基材の長尺方向に設定するためには、長尺方向と平行に配向層形成用塗工液を塗布する必要があるが、このように塗布することは通常行われている手段であり非常に容易であることから、本発明においては容易に基材の幅方向にネマチック液晶を配向させることができるのである。
FIG. 3 is a schematic perspective view of the laminate of the present invention, and shows the relationship between the normal direction of the plate-like molecules in the alignment layer and the alignment direction of the nematic liquid crystal in the liquid crystal layer. In FIG. 3, the nematic
なお、本発明においては略垂直とは、上記配向層の板状分子12の法線方向nと、上記液晶層のネマチック液晶の配向方向mとのなす角度θが、90°±5°の範囲となることを意味するものである。この角度θは、90°±1°の範囲であることが好ましい。なお、上記角度は位相差測定装置(王子計測機社製、商品名KOBRA)を用いて測定した値とする。
In the present invention, the term “substantially perpendicular” means that the angle θ between the normal direction n of the plate-
また、本発明においては、このように板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向能を有する配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、簡便な方法でネマチック液晶を配向させることができ、本発明の積層体を用いて例えば光学補償板とする場合には、製造効率のよい光学補償板とすることが可能である。
以下、このような積層体の各構成部材について説明する。
In the present invention, since an alignment layer having alignment ability can be formed by applying an alignment layer-forming coating solution containing plate-like molecules in this way, alignment such as rubbing treatment or alignment treatment is performed. Without necessitating treatment, nematic liquid crystal can be aligned by a simple method. When the laminate of the present invention is used, for example, as an optical compensator, it can be an optical compensator with high production efficiency. is there.
Hereinafter, each structural member of such a laminated body is demonstrated.
1.配向層
まず、本発明に用いられる配向層について説明する。本発明に用いられる配向層は、後述する基材上に形成され、板状分子を含有する層である。また、配向層に含有される板状分子は、板状分子の法線方向が基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成するものである。この板状分子からなるカラム構造と、後述する液晶層を構成するネマチック液晶との相互作用によりネマチック液晶が板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、配向層はネマチック液晶の配向を制御する配向能を有するのである。
1. Alignment layer First, the alignment layer used in the present invention will be described. The alignment layer used in the present invention is a layer that is formed on a substrate described later and contains a plate-like molecule. Further, the plate-like molecules contained in the alignment layer form a column structure in which the normal direction of the plate-like molecules is arranged in a certain direction of the substrate. The nematic liquid crystal is aligned substantially perpendicularly to the normal direction of the plate molecule by the interaction between the column structure composed of the plate molecules and the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer described later. It has an orientation ability to control the orientation.
本発明における配向層は、板状分子を含有し、ネマチック液晶を所定の方向に配向させることができるものであれば特に限定されるものではないが、好ましい態様として、板状分子を含有する単一層である場合(第1の態様)と、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、この樹脂層上に形成され、板状分子からなるカラム構造が樹脂層の凹部に沿って配向したカラムナー層とを有する場合(第2の態様)とが挙げられる。以下、各態様について説明する。 The alignment layer in the present invention is not particularly limited as long as it contains plate-like molecules and can align nematic liquid crystals in a predetermined direction. However, as a preferred embodiment, a single layer containing plate-like molecules is preferable. In the case of a single layer (first embodiment), a resin layer having a pattern-like recess or projection, and a column structure made of plate-like molecules oriented along the recess of the resin layer. And a columnar layer (second embodiment). Hereinafter, each aspect will be described.
(1)第1の態様
本発明における配向層の第1の態様は、配向層が板状分子を含有する単一層である場合である。上記配向層が単一層であることにより、本発明の積層体を薄型化することができる。
(1) 1st aspect The 1st aspect of the orientation layer in this invention is a case where an orientation layer is a single layer containing a plate-like molecule. When the alignment layer is a single layer, the laminate of the present invention can be thinned.
本態様に用いられる板状分子は、板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成するものである。 The plate-like molecules used in this embodiment form a column structure in which the normal direction of the plate-like molecules is arranged in a certain direction of the substrate.
なお、ここでいう板状分子とは、少なくとも複数の芳香環構造を有し、分子のコア部分が平面状に配置されているものをいう。 Here, the plate-like molecule means a molecule having at least a plurality of aromatic ring structures and having a core portion of the molecule arranged in a planar shape.
このような板状分子としては、柱状に積層することによりカラム構造を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。カラム構造を形成する板状分子としては、例えば、スルホン酸基等の親水性基を有する板状分子、または長鎖のアルキル基等の疎水性基を有する板状分子が挙げられる。中でも、親水性基を有する板状分子を用いることが好ましい。親水性基を有する板状分子は、この親水性基が小さく、隣接するカラム構造同士の距離が近いため、容易にカラム構造を配列させることができるからである。また、スルホン酸基等の親水部を中和して水に難溶もしくは不溶とすることで固定化処理が容易となるからである。 Such a plate-like molecule is not particularly limited as long as it can form a column structure by stacking in a columnar shape. Examples of the plate-like molecule forming the column structure include a plate-like molecule having a hydrophilic group such as a sulfonic acid group or a plate-like molecule having a hydrophobic group such as a long-chain alkyl group. Among these, it is preferable to use a plate molecule having a hydrophilic group. This is because the plate-like molecule having a hydrophilic group has a small hydrophilic group and the distance between adjacent column structures is short, so that the column structures can be easily arranged. Moreover, it is because an immobilization process becomes easy by neutralizing hydrophilic parts, such as a sulfonic acid group, and making it hardly soluble or insoluble in water.
上記親水性基としては、スルホン酸基、スルホン酸ナトリウム基、スルホン酸アンモニウム基、スルホン酸リチウム基、スルホン酸カリウム基等のスルホン酸系の親水性基、およびカルボキシル基、カルボン酸ナトリウム基、カルボン酸アンモニウム基、カルボン酸リチウム基、カルボン酸カリウム基等のカルボン酸系の親水性基、水酸基、アミノ基などが挙げられる。中でも、スルホン酸系の親水性基であることが好ましい。 Examples of the hydrophilic group include sulfonic acid-based hydrophilic groups such as a sulfonic acid group, a sodium sulfonate group, an ammonium sulfonate group, a lithium sulfonate group, and a potassium sulfonate group, and a carboxyl group, a sodium carboxylate group, and a carboxyl group. Examples thereof include carboxylic acid-based hydrophilic groups such as an ammonium acid group, a lithium carboxylate group, and a potassium carboxylate group, a hydroxyl group, and an amino group. Among these, a sulfonic acid-based hydrophilic group is preferable.
なお、板状分子がカラム構造を形成しているとは、X線回折装置を用いて測定することにより確認することがきる。 In addition, it can be confirmed by measuring using a X-ray-diffraction apparatus that a plate-shaped molecule | numerator forms the column structure.
本態様に用いられる板状分子としては、上記の中でも、溶液中でカラム構造を形成し、リオトロピック液晶性を示すものであることが好ましい。このように溶液中でリオトロピック液晶性を示す板状分子は自己組織化力が高いからである。例えば溶液中でリオトロピック液晶性を示す板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより、板状分子の自己組織化を利用してカラム構造を容易に配向させることができる。 Among the above, the plate-like molecule used in this embodiment preferably forms a column structure in a solution and exhibits lyotropic liquid crystallinity. This is because a plate-like molecule exhibiting lyotropic liquid crystallinity in a solution has a high self-organizing power. For example, by applying a coating liquid for forming an alignment layer containing a plate-like molecule exhibiting lyotropic liquid crystallinity in a solution, the column structure can be easily aligned using self-organization of the plate-like molecule.
このような溶液中でリオトロピック液晶性を示す板状分子としては、水溶液中でリオトロピック液晶性を示す板状分子、または有機溶媒中でリオトロピック液晶性を示す板状分子が挙げられる。上記の溶液の種類は、上記板状分子の置換基によって異なるものであり、板状分子がスルホン酸基等の親水性基を有する場合は水溶液が用いられ、長鎖のアルキル基等の疎水性基を有する場合は有機溶媒が用いられる。本態様においては、中でも、水溶液中でカラム構造を形成し、リオトロピック液晶性を示す板状分子を用いることが好ましい。このような板状分子は、水溶液中で自己組織化によりカラム構造を形成し、リオトロピック液晶性を示すので、この板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより、カラム構造を容易に配向させることができるからである。さらに、上記板状分子が水溶性であることにより、上記カラム構造を固定化するための固定化処理が容易となるからである。 Examples of the plate-like molecule exhibiting lyotropic liquid crystallinity in such a solution include a plate-like molecule exhibiting lyotropic liquid crystallinity in an aqueous solution, or a plate-like molecule exhibiting lyotropic liquid crystallinity in an organic solvent. The type of the solution differs depending on the substituent of the plate molecule, and when the plate molecule has a hydrophilic group such as a sulfonic acid group, an aqueous solution is used, and a hydrophobic property such as a long chain alkyl group. When it has a group, an organic solvent is used. In this embodiment, it is particularly preferable to use a plate-like molecule that forms a column structure in an aqueous solution and exhibits lyotropic liquid crystallinity. Such a plate-like molecule forms a column structure by self-organization in an aqueous solution and exhibits lyotropic liquid crystallinity. Therefore, by applying an alignment layer-forming coating liquid containing this plate-like molecule, the column structure This is because can be easily oriented. Furthermore, because the plate-like molecule is water-soluble, an immobilization process for immobilizing the column structure is facilitated.
上記水溶液中でカラム構造を形成し、リオトロピック液晶性を示す板状分子の具体例としては、下記化学式で示される物質が挙げられる。 Specific examples of the plate-like molecule that forms a column structure in the aqueous solution and exhibits lyotropic liquid crystallinity include substances represented by the following chemical formula.
上記各化学式中のアルキル基は、炭素原子1〜4個を有するものであることが好ましい。また、上記各化学式中のハロゲンとしては、Cl、Brであることが好ましい。さらに、上記各化学式中のカチオンとしては、H+、Li+、Na+、K+、Cs+またはNH4 +が挙げられる。これらの物質は単独でも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。 The alkyl group in each chemical formula is preferably one having 1 to 4 carbon atoms. The halogen in each chemical formula is preferably Cl or Br. Further, as the cation in the above formula, H +, Li +, Na +, K +, Cs + or NH 4 + and the like. These substances can be used alone or in combination of two or more.
本発明に用いられる板状分子としては、上記の物質の中でも上記化学式I〜Vで表される物質が好適に用いられる。 As the plate-like molecule used in the present invention, among the above substances, substances represented by the above chemical formulas I to V are preferably used.
また、上記板状分子としては、上述したようなリオトロピック液晶性を示すものに限定されるものではなく、サーモトロピック液晶性を示すものであってもよい。 The plate-like molecules are not limited to those showing lyotropic liquid crystal properties as described above, and may be those showing thermotropic liquid crystal properties.
さらに、本態様に用いられる配向層としては、上記板状分子の他に、液晶材料を含有していてもよい。例えば、板状分子からなるカラム構造が塗布により配向しにくい場合でも、液晶材料を配向させることにより、この液晶材料の配向方向に沿って板状分子からなるカラム構造を配向させることができるからである。上記液晶材料としては、板状分子からなるカラム構造を配向させることができる液晶材料であれば特に限定されるものではないが、本発明の積層体を後述する光学補償偏光板や積層型光学補償板等に用いる場合には、偏光機能や光学補償機能を有する配向層とすることが可能な液晶材料を用いることが好ましい。また、上記液晶材料と板状分子との液晶組成物は、リオトロピック液晶性を示すものであっても、サーモトロピック液晶性を示すものであってもよいが、通常はサーモトロピック液晶性を示すものが用いられる。 Furthermore, the alignment layer used in this embodiment may contain a liquid crystal material in addition to the plate-like molecule. For example, even when a column structure composed of plate-like molecules is difficult to align by coating, the column structure made of plate-like molecules can be aligned along the alignment direction of the liquid crystal material by aligning the liquid crystal material. is there. The liquid crystal material is not particularly limited as long as it is a liquid crystal material capable of aligning a column structure composed of plate-like molecules, but the laminated body of the present invention will be described later as an optical compensation polarizing plate or a laminated optical compensation. When used for a plate or the like, it is preferable to use a liquid crystal material capable of forming an alignment layer having a polarization function and an optical compensation function. The liquid crystal composition of the liquid crystal material and the plate-like molecule may exhibit lyotropic liquid crystallinity or thermotropic liquid crystallinity, but usually exhibits thermotropic liquid crystallinity. Is used.
本態様に用いられる配向層の厚みは、本発明の積層体の用途に応じて異なるものであるが、通常、10nm〜1000nmの範囲内が好ましく、20nm〜500nmの範囲内がより好ましく、50nm〜300nmの範囲内がさらに好ましい。配向層の厚みが薄すぎるとネマチック液晶の配向を十分に制御できない場合があり、一方、厚すぎると表面近傍で配向乱れを生じる場合があり、コスト的にも好ましくないからである。 Although the thickness of the alignment layer used in this embodiment varies depending on the use of the laminate of the present invention, it is usually preferably in the range of 10 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 20 nm to 500 nm, and 50 nm to More preferably within the range of 300 nm. This is because if the thickness of the alignment layer is too thin, the alignment of the nematic liquid crystal may not be sufficiently controlled. On the other hand, if the alignment layer is too thick, the alignment may be disturbed near the surface, which is not preferable in terms of cost.
また、上記配向層の光透過率は、可視光領域おいて80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。なお、上記透過率は、スペクトルフォトメーター(トプコン社製 SR−3)を用いて、40cmの距離で測定した値とする。 Further, the light transmittance of the alignment layer is preferably 80% or more in the visible light region, and more preferably 90% or more. The transmittance is a value measured at a distance of 40 cm using a spectrum photometer (SR-3 manufactured by Topcon).
このような配向層は、上記板状分子を含有する配向層形成用塗工液中で、上記板状分子からなるカラム構造を形成させ、この配向層形成用塗工液を塗布することで、カラム構造を維持した状態で、基材上に形成することができる。なお、配向層の形成方法については、後述する「G.積層体の製造方法」の項で詳しく説明するので、ここでの記載は省略する。 Such an alignment layer is formed by forming a column structure composed of the plate-like molecules in the alignment layer-forming coating solution containing the plate-like molecules, and applying the alignment layer-forming coating solution. It can be formed on the substrate while maintaining the column structure. The method for forming the alignment layer will be described in detail in the section of “G. Method for Manufacturing Laminate”, which will be described later.
(2)第2の態様
本発明における配向層の第2の態様は、例えば図4に示すように、配向層2が、パターン状の凹部を有する樹脂層2aと、上記樹脂層2a上に形成され、上記板状分子からなるカラム構造が上記樹脂層2aの凹部に沿って配向したカラムナー層2bとを有する場合である。このカラムナー層においては、例えば図5に示すように、パターン状の凹部を有する樹脂層2a上に板状分子12を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより、板状分子12はその法線方向nが一定方向を向くように配列してカラム構造12´を形成し、このカラム構造12´が樹脂層2aの凹部に沿って複数配列して、複数のカラム構造12´のカラムの軸方向が基材1の一定方向に揃うので、配向能を有する層とすることができる。
(2) Second Aspect In the second aspect of the alignment layer in the present invention, for example, as shown in FIG. 4, the
また、本態様においては、板状分子からなるカラム構造は、上述したように樹脂層の凹部に沿って配向することから、樹脂層の凹部または凸部のパターンを適宜選択することにより、板状分子からなるカラム構造の配列方向を制御することができる。また、後述する液晶層を構成するネマチック液晶は、上述したように板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するものであり、板状分子の法線方向とはカラム構造の配列方向であることから、樹脂層の凹部または凸部のパターンを選択することによりネマチック液晶の配向方向を制御することができる。これにより、本発明の積層体を用いて例えば光学補償板とした場合、光学補償板の光学軸を任意に設定することが可能となる。さらに、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層は、例えば基材と表面にパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板との間に樹脂組成物を挟み込んで樹脂組成物を硬化させ、凹部形成用基板を剥離することにより形成されることから、凹部形成用基板の凸部または凹部のパターンを選択することにより、所望の凹部または凸部のパターンを容易に形成することができる。本態様においては、このような樹脂層を有することにより、簡便な方法で板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、本発明の積層体を用いることにより、所望の向きの光学軸を有する光学補償板を容易に作製することが可能である。
以下、このような配向層の各構成について説明する。なお、カラムナー層については、上述した第1の態様に記載した配向層と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, since the column structure composed of plate-like molecules is oriented along the recesses of the resin layer as described above, the plate shape can be selected by appropriately selecting the pattern of the recesses or projections of the resin layer. The arrangement direction of the column structure composed of molecules can be controlled. Further, as described above, the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer, which will be described later, is aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate molecule, and the normal direction of the plate molecule is the alignment direction of the column structure. Therefore, the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled by selecting the concave or convex pattern of the resin layer. Thereby, when the laminated body of the present invention is used as an optical compensation plate, for example, the optical axis of the optical compensation plate can be arbitrarily set. Furthermore, the resin layer having a pattern-like concave portion or convex portion is cured by sandwiching the resin composition between, for example, a base material and a substrate for forming a concave portion having a pattern-like convex portion or concave portion on the surface. Since it is formed by peeling off the recess forming substrate, a desired recess or convex pattern can be easily formed by selecting a convex portion or a concave pattern of the concave portion forming substrate. In this embodiment, by having such a resin layer, the alignment direction of the column structure composed of plate-like molecules and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled by a simple method, so the laminate of the present invention is used. Thus, it is possible to easily produce an optical compensation plate having an optical axis in a desired direction.
Hereinafter, each configuration of the alignment layer will be described. Note that the columnar layer is the same as the alignment layer described in the first aspect described above, and thus the description thereof is omitted here.
(樹脂層)
本態様に用いられる樹脂層は、後述する基材上に形成され、表面にパターン状の凹部または凸部を有するものである。このような凹部または凸部のパターンの形状としては、板状分子からなるカラム構造を配向させて、配向能を有する層とすることが可能となる形状であれば特に限定されるものではないが、中でもストライプ状であることが好ましい。ストライプ状の凹部に沿って容易に板状分子からなるカラム構造を配向させることができるからである。
(Resin layer)
The resin layer used in this embodiment is formed on a base material to be described later, and has a patterned concave or convex portion on the surface. The shape of the pattern of such concave portions or convex portions is not particularly limited as long as it is a shape capable of orienting a column structure composed of plate-like molecules to form a layer having orientation ability. Of these, a stripe shape is preferred. This is because a column structure made of plate-like molecules can be easily oriented along the stripe-shaped recess.
上記凹部の幅としては、後述する板状分子の種類等によっても異なるものであるが、通常0.1μm〜10μmの範囲内、より好ましくは0.2μm〜1μmの範囲内、特に0.2μm〜0.4μmの範囲内とすることが好ましい。凹部の幅を上記範囲よりも狭く形成するのは製造法的に困難であり、逆に凹部の幅を広くし過ぎると板状分子からなるカラム構造を配列させることが困難となる場合があるからである。ここで、凹部の幅とは、例えば図6のaで示される幅であり、凹状に形成されている部分の幅をいうこととする。 The width of the concave portion varies depending on the type of plate-like molecule to be described later, but is usually in the range of 0.1 μm to 10 μm, more preferably in the range of 0.2 μm to 1 μm, particularly 0.2 μm to It is preferable to be within the range of 0.4 μm. Forming the width of the concave portion narrower than the above range is difficult in terms of manufacturing method, and conversely, if the width of the concave portion is too wide, it may be difficult to arrange the column structure made of plate-like molecules. It is. Here, the width of the concave portion is, for example, the width indicated by a in FIG. 6 and refers to the width of the portion formed in a concave shape.
また、凹部の深さとしては、通常0.05μm〜1μmの範囲内、中でも0.1μm〜0.2μmの範囲内であることが好ましい。凹部の深さが浅すぎると板状分子からなるカラム構造を配向させる性能が低くなり、凹部の深さが深すぎると後述するネマチック液晶の配向に悪影響を及ぼす可能性があるからである。ここで、凹部の深さとは、例えば図6のbで示される深さであり、凹部内の最深部から凹部の端部までの高さをいうこととする。 Further, the depth of the concave portion is preferably within a range of 0.05 μm to 1 μm, and more preferably within a range of 0.1 μm to 0.2 μm. This is because if the depth of the recess is too shallow, the performance of aligning the column structure made of plate-like molecules is lowered, and if the depth of the recess is too deep, the alignment of nematic liquid crystal described later may be adversely affected. Here, the depth of the recess is, for example, the depth indicated by b in FIG. 6 and refers to the height from the deepest portion in the recess to the end of the recess.
さらに、凹部のパターンの形状がストライプ状である場合、凹部の間隔は、板状分子の種類等により異なるものであるが、通常隣接する凹部の端と凹部の端との間隔、すなわち凸部の幅が可視光の波長の半分以下であり、0.05μm〜2μmの範囲内、より好ましくは0.1μm〜1μmの範囲内、特に0.1μm〜0.2μmの範囲内であることが好ましい。隣接する凹部の端と凹部の端との間隔を上記範囲よりも狭く形成するのは製造法的に困難であり、逆に隣接する凹部の端と凹部の端との間隔を広くし過ぎると板状分子からなるカラム構造を配列させることが困難となる場合があるからである。また、隣接する凹部の端と凹部の端との間隔が可視光の波長に近い値であると、光の回折により光学的に色付き等の不具合が生じる可能性があるからである。ここで、隣接する凹部の端と凹部の端との間隔とは、例えば図6のcで示される間隔である。 Furthermore, when the shape of the pattern of the recesses is a stripe shape, the interval between the recesses varies depending on the type of plate molecule, etc., but usually the interval between the ends of the adjacent recesses and the ends of the recesses, that is, the protrusions The width is less than or equal to half the wavelength of visible light, preferably in the range of 0.05 μm to 2 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 1 μm, and particularly preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm. It is difficult in terms of manufacturing method to form the interval between the end of the adjacent recess and the end of the recess smaller than the above range. Conversely, if the interval between the end of the adjacent recess and the end of the recess is too wide, the plate This is because it may be difficult to arrange a column structure composed of molecular molecules. Further, if the distance between the end of the adjacent recess and the end of the recess is a value close to the wavelength of visible light, there is a possibility that problems such as optical coloring may occur due to light diffraction. Here, the space | interval of the edge of an adjacent recessed part and the edge of a recessed part is a space | interval shown by c of FIG. 6, for example.
また、凹部のピッチとしては、板状分子の種類等により適宜選択されるものであるが、通常0.1μm〜10μmの範囲内、好ましくは0.2μm〜1μmの範囲内、特に0.2μm〜0.4μmの範囲内とすることが好ましい。凹部のピッチを上記範囲よりも狭く形成するのは製造法的に困難であり、逆に凹部のピッチを広くし過ぎると板状分子からなるカラム構造を配列させることが困難となる場合があるからである。ここで、凹部のピッチとは、例えば図6のdで示されるピッチであり、隣接する凹部の中心から凹部の中心までの距離をいうこととする。 The pitch of the recesses is appropriately selected depending on the type of plate-like molecule and the like, but is usually within a range of 0.1 μm to 10 μm, preferably within a range of 0.2 μm to 1 μm, particularly 0.2 μm to It is preferable to be within the range of 0.4 μm. It is difficult to make the pitch of the recesses narrower than the above range in terms of the manufacturing method, and conversely, if the pitch of the recesses is too wide, it may be difficult to arrange the column structure made of plate-like molecules. It is. Here, the pitch of the recesses is, for example, the pitch indicated by d in FIG. 6 and refers to the distance from the center of the adjacent recesses to the center of the recesses.
上記凹部の断面形状としては特に限定されるものではなく、例えば図4に示すように矩形であってもよく、台形等その他の断面形状であってもよいが、中でも、矩形であること好ましい。これにより、板状分子からなるカラム構造を容易に配向させることが可能となるからである。 The cross-sectional shape of the recess is not particularly limited. For example, the cross-sectional shape may be a rectangle as shown in FIG. 4 or other cross-sectional shape such as a trapezoid. This is because the column structure composed of plate-like molecules can be easily oriented.
また、本態様に用いられる樹脂層は、硬化性樹脂からなることが好ましい。硬化性樹脂からなる樹脂層は、目的とする凹部に対応する凸部を表面に有する凹部形成用基板を準備し、この凹部形成用基板と後述する基材との間に硬化性樹脂組成物を挟んで硬化させることにより、容易に凹部または凸部を形成することができるからである。また、硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化性樹脂からなることにより、凹部の形状を安定化させることができるからである。 Moreover, it is preferable that the resin layer used for this aspect consists of curable resin. The resin layer made of a curable resin is prepared by preparing a concave portion forming substrate having a convex portion corresponding to a target concave portion on the surface, and a curable resin composition is interposed between the concave portion forming substrate and a base material described later. This is because the concave portion or the convex portion can be easily formed by sandwiching and curing. Moreover, it is because the shape of a recessed part can be stabilized by consisting of curable resin which hardened the curable resin composition.
本態様に用いられる硬化性樹脂組成物としては、エネルギー線の照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂組成物、または熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物を挙げることができる。本態様においては、中でもエネルギー線硬化性樹脂組成物が好ましい。上記エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、紫外線の照射により硬化するUV硬化性樹脂組成物、電子線の照射により硬化する電子線硬化性樹脂組成物等を挙げることができるが、中でもUV硬化性樹脂組成物が好ましい。エネルギー線として紫外線を用いる方法は、既に確立された技術であることから、本発明への応用が容易であるからである。 Examples of the curable resin composition used in this embodiment include an energy ray curable resin composition that is cured by irradiation with energy rays, and a thermosetting resin composition that is cured by heat. In this embodiment, an energy ray curable resin composition is particularly preferable. Examples of the energy beam curable resin composition include a UV curable resin composition that is cured by irradiation with ultraviolet rays, and an electron beam curable resin composition that is cured by irradiation with electron beams. A resin composition is preferred. This is because the method of using ultraviolet rays as energy rays is an already established technique and can be easily applied to the present invention.
上記UV硬化性樹脂組成物としては、紫外線の照射により硬化するものであれば、特に限定されないが、多官能モノマー成分および/またはオリゴマー成分および/またはポリマー成分が光重合して硬化するものであることが好ましい。 The UV curable resin composition is not particularly limited as long as it is cured by irradiation with ultraviolet rays, but the polyfunctional monomer component and / or oligomer component and / or polymer component is cured by photopolymerization. It is preferable.
上記多官能モノマー成分としては、特に限定されるものではないが、多官能アクリレートモノマーが好適に用いられる。具体的には、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等を例示することができる。 Although it does not specifically limit as said polyfunctional monomer component, A polyfunctional acrylate monomer is used suitably. Specifically, ethylene glycol (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) Acrylate, hexane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, penta Erythritol (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol Ruhekisa (meth) acrylate can be exemplified dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
上記オリゴマー成分としては、特に限定されるものではないが、例えばウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシ、ビニルエーテル、ポリエン・チオール系等を挙げることができる。 The oligomer component is not particularly limited, and examples thereof include urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester acrylate, epoxy, vinyl ether, and polyene / thiol.
また、上記ポリマー成分としては、特に限定されるものではないが、例えば光架橋型ポリマーが挙げられ、具体的には光二量化反応を起こすポリビニルケイ皮酸系樹脂等を使用することができる。 The polymer component is not particularly limited, and examples thereof include a photocrosslinking polymer. Specifically, a polyvinyl cinnamate-based resin that causes a photodimerization reaction can be used.
さらに、上記UV硬化性樹脂組成物に添加する光重合開始剤としては、紫外光、例えば365nm以下の紫外光で活性化し得る光ラジカル重合開始剤が用いられる。具体的には、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミン)ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンジルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、n−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製N1717、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本態様では、これらの光重合開始剤を1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Further, as the photopolymerization initiator added to the UV curable resin composition, a photo radical polymerization initiator that can be activated by ultraviolet light, for example, ultraviolet light of 365 nm or less is used. Specifically, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino-acetophenone, 4,4-dichlorobenzophenone, 4- Benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, p-tert-butyldichloro Acetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, benzoin methyl ether, Nzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberon, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (p-azidobenzylidene ) Cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione-2- ( o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) oxime, Michler's ketone 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, naphthalenesulfonyl chloride, quinoline Sulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, Adeka N1717, carbon tetrabromide, tribromophenyl sulfone, Examples thereof include a combination of a photoreductive dye such as benzoin peroxide, eosin and methylene blue with a reducing agent such as ascorbic acid or triethanolamine. In this embodiment, these photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
このような光重合開始剤の含有量は、UV硬化性樹脂組成物中に、0.5〜30重量%の範囲内、特に1〜10重量%の範囲内とすることが好ましい。 The content of such a photopolymerization initiator is preferably in the range of 0.5 to 30% by weight, particularly in the range of 1 to 10% by weight in the UV curable resin composition.
また、上記UV硬化性樹脂組成物に使用可能な溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類;α−またはβ−テルピネオール等のテルペン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類を例示することができる。また、これらの溶剤の中から1種または2種以上を混合して使用することができる。 Examples of the solvent that can be used for the UV curable resin composition include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, and propylene glycol; terpenes such as α- or β-terpineol; acetone , Ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, tetramethylbenzene; cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol , Butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethyl Glycol ethers such as lenglycol monomethyl ether and triethylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl Acetic acid esters such as ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate can be exemplified. Moreover, 1 type (s) or 2 or more types can be mixed and used from these solvents.
本態様においては、UV硬化性樹脂組成物に溶剤を添加せずに塗布する場合もある。よって、このような溶剤の含有量は、UV硬化性樹脂組成物中に、0〜99.9重量%の範囲内、特に0〜80重量%の範囲内とすることが好ましい。 In this embodiment, the UV curable resin composition may be applied without adding a solvent. Therefore, the content of such a solvent is preferably in the range of 0 to 99.9% by weight, particularly in the range of 0 to 80% by weight in the UV curable resin composition.
上記光重合開始剤、および溶剤を上述した範囲内に設定した理由は、以下の通りである。本態様においては、上記硬化性樹脂組成物を基材およびパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板の間に挟んで硬化することにより、パターン状の凹部を有する樹脂層を形成することができる。よって、硬化性樹脂組成物は凹部形成用基板の凹凸の隙間に入り込むような所定の粘度を有していることが好ましく、光重合開始剤および溶剤が上述した範囲内であることにより、所望の粘度を有する硬化性樹脂組成物とすることができるのである。 The reason why the photopolymerization initiator and the solvent are set within the above-described ranges is as follows. In this aspect, the resin layer having a patterned recess is formed by sandwiching and curing the curable resin composition between a base material and a substrate for forming a recess having a pattern-shaped protrusion or recess. Can do. Therefore, it is preferable that the curable resin composition has a predetermined viscosity so as to enter the gaps between the concaves and convexes of the substrate for forming recesses, and the desired amount of the photopolymerization initiator and the solvent is within the above-described range. It can be set as the curable resin composition which has a viscosity.
また、上記樹脂層の厚みとしては、本発明の積層体の用途によって異なるものではあるが、凹部の厚みが通常1μm以下、好ましくは0.2μm以下とする。凹部の厚みが厚すぎると、本発明の積層体が重厚となる可能性があるからである。また、積層体の薄型化を考慮すると凹部の厚みは薄い方が好ましいが、薄すぎるものを形成するのは困難であることから、凹部の厚みは通常0.1μm以上である。ここで、凹部の厚みとは、例えば図6のeで示されるような凹部が形成されている部分の厚みである。 The thickness of the resin layer varies depending on the use of the laminate of the present invention, but the thickness of the recess is usually 1 μm or less, preferably 0.2 μm or less. It is because the laminated body of this invention may become heavy when the thickness of a recessed part is too thick. Further, considering the thickness reduction of the laminate, the thickness of the recess is preferably thin, but it is difficult to form a too thin one, so the thickness of the recess is usually 0.1 μm or more. Here, the thickness of the recess is, for example, the thickness of the portion where the recess as shown by e in FIG. 6 is formed.
また、本態様に用いられる樹脂層はその表面に凹部または凸部が形成されているため、樹脂層表面は撥水性が高くなり、板状分子からなるカラム構造が十分に配向しない場合がある。本態様におけるカラムナー層は、樹脂層上に配向層形成用塗工液を塗布することにより形成されることから、樹脂層表面は親水性であることが好ましい。この場合、樹脂層上に親水性層が設けられていてもよく、また、樹脂層の表面が親水化処理されたものであってもよい。上記親水性層としては、例えばテトラエトキシシランのゾルゲル法によるシリカ膜等を挙げることができる。また、上記樹脂層の表面を親水性となるように表面処理する方法としては、アルゴンや水などを利用したプラズマ処理による親水性表面処理等が挙げられる。 Moreover, since the resin layer used in this embodiment has concave or convex portions formed on the surface thereof, the resin layer surface has high water repellency, and the column structure made of plate-like molecules may not be sufficiently oriented. Since the columnar layer in this embodiment is formed by applying an alignment layer-forming coating solution on the resin layer, the resin layer surface is preferably hydrophilic. In this case, a hydrophilic layer may be provided on the resin layer, or the surface of the resin layer may be subjected to a hydrophilic treatment. Examples of the hydrophilic layer include a silica film formed by a sol-gel method of tetraethoxysilane. Moreover, as a method of surface-treating the surface of the resin layer so as to be hydrophilic, a hydrophilic surface treatment by plasma treatment using argon, water, or the like can be given.
2.液晶層
次に、本発明に用いられる液晶層について説明する。本発明に用いられる液晶層は、ネマチック液晶を固定化してなるものである。このネマチック液晶は、上述した配向層の板状分子からなるカラム構造と相互作用することにより、板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するものである。
2. Next, the liquid crystal layer used in the present invention will be described. The liquid crystal layer used in the present invention is formed by fixing nematic liquid crystal. This nematic liquid crystal is aligned substantially perpendicularly to the normal direction of the plate-like molecule by interacting with the column structure comprising the plate-like molecule of the alignment layer described above.
本発明において、後述する基材が長尺の基材である場合、ネマチック液晶は基材の長尺方向に対して交差するように配向していることが好ましい。ここで、一般に光学補償板を偏光板と貼り合わせる際には、光学補償板の光学軸が偏光板の吸収軸と90°等の特定の角度をなすように配置されるものであり、偏光板は通常長尺の高分子フィルムを一軸延伸して作製されるため、その吸収軸は長尺の基材の長尺方向を向いている。本発明の積層体は、基材として長尺の基材を用いた場合にも上述したように基材の幅方向にネマチック液晶を配向させることができるので、例えば本発明の積層体を用いて光学補償板とした場合、光学補償板の光学軸を基材の幅方向に設定することが可能であるため、基材の長尺方向に吸収軸が向いた偏光板とそのまま貼り合わせることができる光学補償板とすることができる。 In this invention, when the base material mentioned later is a long base material, it is preferable that the nematic liquid crystal is orientated so that it may cross | intersect with the long direction of a base material. Here, in general, when the optical compensation plate is bonded to the polarizing plate, the optical axis of the optical compensation plate is arranged so as to form a specific angle such as 90 ° with respect to the absorption axis of the polarizing plate. Is usually produced by uniaxially stretching a long polymer film, and its absorption axis is directed in the longitudinal direction of the long substrate. Since the laminate of the present invention can align nematic liquid crystals in the width direction of the substrate as described above even when a long substrate is used as the substrate, for example, the laminate of the present invention is used. When an optical compensator is used, the optical axis of the optical compensator can be set in the width direction of the substrate, so that it can be directly bonded to a polarizing plate having an absorption axis in the longitudinal direction of the substrate. It can be an optical compensator.
なお、本発明において、ネマチック液晶が長尺の基材の長尺方向に対して交差するように配向しているとは、配向したネマチック液晶のダイレクターが基材の長尺方向と角度を有する(0°ではない)ことを意味するものである。ここで、上記ネマチック液晶のダイレクターは位相差測定装置(王子計測機社製、商品名KOBRA)を用いて測定することができる。 In the present invention, the nematic liquid crystal is aligned so as to intersect with the long direction of the long substrate. The director of the nematic liquid crystal that has been aligned has an angle with the long direction of the substrate. (Not 0 °). Here, the director of the nematic liquid crystal can be measured using a phase difference measuring device (trade name KOBRA, manufactured by Oji Scientific Instruments).
また、上記配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合、板状分子からなるカラム構造は、上述したように樹脂層の凹部に沿って配向するものであることから、本発明においては、樹脂層の凹部または凸部のパターンを適宜選択することにより、板状分子からなるカラム構造の配列方向だけでなく、液晶層を構成するネマチック液晶の配向方向も制御することができる。さらに、本発明の積層体を用いて例えば光学補償板とした場合、光学補償板の光学軸はネマチック液晶の配向方向を向いていることから、所望の光学異方性をもつ光学補償板を容易に安価に提供することが可能である。 Further, when the alignment layer has a resin layer and a columnar layer, the column structure made of plate-like molecules is aligned along the concave portion of the resin layer as described above. By appropriately selecting the pattern of the concave portion or convex portion of the layer, it is possible to control not only the alignment direction of the column structure made of plate-like molecules but also the alignment direction of the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer. Further, when the laminated body of the present invention is used as an optical compensator, for example, the optical axis of the optical compensator faces the alignment direction of the nematic liquid crystal, so that an optical compensator having a desired optical anisotropy can be easily obtained. Can be provided at low cost.
本発明に用いられる液晶層はネマチック液晶を固定化してなるものであり、ネマチック液晶の配向状態を固定化することにより形成される。この液晶層に用いられるネマチック液晶としては、上記板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するものであり、かつ、所定の温度でネマチック相を示す材料であれば特に限定されるものではない。また、重合性をもたない高分子液晶材料であってもよく、また重合性液晶材料であってもよい。 The liquid crystal layer used in the present invention is formed by fixing nematic liquid crystal, and is formed by fixing the alignment state of nematic liquid crystal. The nematic liquid crystal used in the liquid crystal layer is not particularly limited as long as it is oriented substantially perpendicularly to the normal direction of the plate-like molecule and exhibits a nematic phase at a predetermined temperature. is not. Further, it may be a polymer liquid crystal material having no polymerizability, or may be a polymerizable liquid crystal material.
重合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマー、および重合性液晶高分子のいずれかを用いることが可能である。一方、重合性をもたない高分子液晶材料としては、液晶の配向状態が積層体の保管もしくは使用温度において一定である必要があることから、比較的アイソトロピック相となる温度の高い液晶材料が好適に用いられる。 As the polymerizable liquid crystal material, any of a polymerizable liquid crystal monomer, a polymerizable liquid crystal oligomer, and a polymerizable liquid crystal polymer can be used. On the other hand, as a polymer liquid crystal material having no polymerizability, a liquid crystal material having a relatively high temperature that becomes a relatively isotropic phase is required because the alignment state of the liquid crystal needs to be constant at the storage or use temperature of the laminate. Preferably used.
本発明においては、中でも重合性液晶材料を用いることが好ましい。重合性液晶材料は、後述するように活性照射線の照射等により重合させて配向状態を固定化することが可能であるので、ネマチック液晶の配向を低温状態で容易に行うことが可能であり、かつ使用に際しては配向状態が固定化されているので、温度等の使用条件にかかわらず使用することができるからである。 In the present invention, it is particularly preferable to use a polymerizable liquid crystal material. As described later, the polymerizable liquid crystal material can be polymerized by irradiation with an active irradiation ray or the like as described later, so that the alignment state can be fixed, so that the alignment of the nematic liquid crystal can be easily performed at a low temperature state. And since the orientation state is fixed in use, it can be used regardless of the use conditions such as temperature.
また、重合性液晶材料の中でも、重合性液晶モノマーが好適に用いられる。重合性液晶モノマーは、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子と比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高いことから、容易に配向させることができるからである。 Among the polymerizable liquid crystal materials, a polymerizable liquid crystal monomer is preferably used. This is because the polymerizable liquid crystal monomer can be easily aligned because it can be aligned at a lower temperature than the polymerizable liquid crystal oligomer and the polymerizable liquid crystal polymer and has high sensitivity at the time of alignment. .
このような重合性液晶モノマーとしては、上述したようにネマチック相を示すものであり、かつ、上記板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するものであれば特に限定はされないが、例えば下記化学式で示される化合物が挙げられる。 Such a polymerizable liquid crystal monomer is not particularly limited as long as it exhibits a nematic phase as described above and is aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate molecule. Examples thereof include compounds represented by the following chemical formula.
ここで、上記式中のXは、水素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルケニル、炭素数1〜20のアルキルオキシ、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数1〜20のアルキルカルボニル、炭素数1〜20のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表し、mは2〜20の範囲内の整数を表す。 Here, X in the above formula is hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 1 to 20 carbons, alkyloxy having 1 to 20 carbons, alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbons, formyl, carbon Represents an alkylcarbonyl having 1 to 20 carbon atoms, an alkylcarbonyloxy having 1 to 20 carbon atoms, halogen, cyano or nitro, and m represents an integer within a range of 2 to 20.
本発明における液晶層は、必要に応じて光重合開始剤を含有していてもよい。例えば紫外線(UV)照射により重合性液晶材料を重合させる際には、通常、光重合開始剤が重合促進のために用いられるからである。この光重合開始剤としては、一般に重合性液晶材料を重合させるために用いられるものが使用される。また、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。 The liquid crystal layer in the present invention may contain a photopolymerization initiator as necessary. This is because, for example, when a polymerizable liquid crystal material is polymerized by ultraviolet (UV) irradiation, a photopolymerization initiator is usually used to accelerate the polymerization. As the photopolymerization initiator, those generally used for polymerizing a polymerizable liquid crystal material are used. Moreover, it is also possible to add a sensitizer other than a photoinitiator in the range which does not impair the objective of this invention.
本発明に用いられる液晶層の厚みとしては、本発明の積層体の用途によって異なるものであるが、例えば光学補償板などに用いる場合は必要な光学異方性に準じて決定すればよい。この場合、上記液晶層の厚みは、通常0.1μm〜10μmの範囲内であり、0.3μm〜6μmの範囲内であることが好ましい。液晶層の厚みが厚すぎると必要以上の光学異方性が生じてしまい、また薄すぎると所定の光学異方性が得られない場合があるからである。 The thickness of the liquid crystal layer used in the present invention varies depending on the use of the laminate of the present invention. For example, when used for an optical compensator, it may be determined according to the required optical anisotropy. In this case, the thickness of the liquid crystal layer is usually in the range of 0.1 μm to 10 μm, and preferably in the range of 0.3 μm to 6 μm. This is because if the thickness of the liquid crystal layer is too thick, more than necessary optical anisotropy occurs, and if it is too thin, the predetermined optical anisotropy may not be obtained.
3.基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、基板のみから構成されていてもよく、基板と機能層とから構成されていてもよい。以下、このような基材の各構成について説明する。
3. Next, the substrate used in the present invention will be described. The base material used for this invention may be comprised only from the board | substrate, and may be comprised from the board | substrate and the functional layer. Hereinafter, each structure of such a base material is demonstrated.
(1)基板
本発明に用いられる基板としては特に限定されるものではないが、本発明の積層体を例えば光学補償板などに用いる場合は、透明基板であることが好ましい。この透明基板としては、一般に光学補償板に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等が挙げられる。
(1) Substrate Although the substrate used in the present invention is not particularly limited, a transparent substrate is preferable when the laminate of the present invention is used for an optical compensation plate, for example. The transparent substrate is not particularly limited as long as it is generally used for an optical compensation plate. For example, a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate and the like. Or, a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film and an optical resin plate can be used.
また、本発明に用いられる基板としては、長尺の基板であってもよく、ウェブ状の基板であってもよいが、長尺の基板であることが好ましい。上述したように、長尺の基板の幅方向にネマチック液晶を配向させることができるので、本発明の積層体を用いて例えば光学補償板とした際に、基材の幅方向に光学軸を有する光学補償板を容易に得ることができるからである。 Moreover, as a board | substrate used for this invention, a elongate board | substrate may be sufficient and a web-like board | substrate may be sufficient, but it is preferable that it is a elongate board | substrate. As described above, since the nematic liquid crystal can be aligned in the width direction of the long substrate, when the laminate of the present invention is used as an optical compensator, for example, it has an optical axis in the width direction of the base material. This is because an optical compensation plate can be easily obtained.
さらに、長尺の基板の中でも、長尺の透明なフレキシブル材を用いることが好ましい。ロールトゥロールプロセスを経ることにより連続的に積層体を作製することができ、製造効率のよい積層体とすることが可能であるからである。このような長尺の透明なフレキシブル材としては、例えばポリカーボネート、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、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ポリプロピレン等の透明樹脂フィルムを挙げることができる。 Furthermore, it is preferable to use a long transparent flexible material among the long substrates. This is because a laminated body can be continuously produced through a roll-to-roll process, and a laminated body with high production efficiency can be obtained. Examples of such a long transparent flexible material include transparent resin films such as polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, diacetyl cellulose, triacetyl cellulose, and polypropylene.
本発明おいては特に、TAC(トリアセチルセルロース)フィルムが好適に用いられる。TACフィルムは、透明性が高く位相差が生じにくいといった光学特性、および汎用性に優れているからである。 In the present invention, a TAC (triacetyl cellulose) film is particularly preferably used. This is because the TAC film is excellent in optical properties such as high transparency and less retardation, and versatility.
(2)機能層
本発明においては、上記基板上に機能層が形成されていてもよい。本発明に用いられる機能層としては、一般に液晶表示素子に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタ層等を挙げることができる。
(2) Functional layer In the present invention, a functional layer may be formed on the substrate. The functional layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used for a liquid crystal display element, and examples thereof include a color filter layer.
上記カラーフィルタ層としては、一般に液晶表示素子のカラーフィルタ層として用いられているものであれば特に限定されるものではなく、顔料や樹脂を用いたものを使用することができる。また、各色の間にブラックマトリックスが形成されていてもよい。 The color filter layer is not particularly limited as long as it is generally used as a color filter layer of a liquid crystal display element, and a layer using a pigment or a resin can be used. A black matrix may be formed between the colors.
(3)その他
本発明においては、上記配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合、基材と樹脂層との密着性を向上させるために、基材に表面処理を行ってもよい。具体的には、グロー放電処理、コロナ放電処理、UV処理、ケン化処理等を用いることができる。また、基材上にプライマー層を形成してもよい。さらに、硬化性樹脂から基材を保護する目的でプライマー層(バリア層)を設けてもよい。このようなプライマー層としては、例えばシラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
(3) Others In the present invention, when the alignment layer has a resin layer and a columner layer, the substrate may be subjected to a surface treatment in order to improve the adhesion between the substrate and the resin layer. Specifically, glow discharge treatment, corona discharge treatment, UV treatment, saponification treatment, or the like can be used. Moreover, you may form a primer layer on a base material. Further, a primer layer (barrier layer) may be provided for the purpose of protecting the substrate from the curable resin. Examples of such a primer layer include silane-based and titanium-based coupling agents.
4.積層体
本発明の積層体の厚みは、その積層体の用途により適宜選択されるものであるが、通常50μm〜500μmの範囲内とすることができる。
4). Laminate The thickness of the laminate of the present invention is appropriately selected depending on the use of the laminate, but can usually be in the range of 50 μm to 500 μm.
また、本発明の積層体は、例えば光学補償板、光学補償偏光板、積層型光学補償板、液晶表示素子等に用いることができる。 The laminate of the present invention can be used for, for example, an optical compensation plate, an optical compensation polarizing plate, a laminated optical compensation plate, a liquid crystal display element, and the like.
B.光学補償板
次に、本発明の光学補償板について説明する。
本発明の光学補償板は、上述した積層体を用いるものであり、上記積層体の液晶層が光学補償機能を有することを特徴とするものである。
B. Optical Compensation Plate Next, the optical compensation plate of the present invention will be described.
The optical compensator of the present invention uses the above-described laminate, and the liquid crystal layer of the laminate has an optical compensation function.
本発明においては、上述した積層体の液晶層が光学補償機能を有するので、光学補償が可能な光学補償板とすることができる。また、上記積層体を用いることから、液晶層を構成するネマチック液晶は、配向層に含有される板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、例えば長尺の基材を用いた場合、ネマチック液晶を基材の幅方向に容易に配向させることが可能であり、基材の幅方向に光学軸をもつ光学補償板を容易に得ることができる。 In the present invention, since the liquid crystal layer of the laminate described above has an optical compensation function, an optical compensation plate capable of optical compensation can be obtained. In addition, since the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer is aligned substantially perpendicularly to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer, for example, a long substrate is used. In this case, the nematic liquid crystal can be easily aligned in the width direction of the substrate, and an optical compensator having an optical axis in the width direction of the substrate can be easily obtained.
また、本発明においては、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向能を有する配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、簡便な方法でネマチック液晶を配向させることができ、製造効率のよい光学補償板とすることが可能である。 In the present invention, since an alignment layer having alignment ability can be formed by applying an alignment layer-forming coating solution containing a plate-like molecule, an alignment process such as a rubbing process or an alignment process is required. Therefore, the nematic liquid crystal can be aligned by a simple method, and an optical compensator with high production efficiency can be obtained.
さらに、上記配向層が、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層とこの樹脂層の凹部に沿って板状分子からなるカラム構造が配向したカラムナー層とを有する場合は、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、任意の角度の光学軸をもつ光学補償板を得ることが可能である。 Furthermore, when the orientation layer has a resin layer having a pattern-like recess or projection and a columnar layer in which a column structure consisting of a plate-like molecule is oriented along the recess of the resin layer, the orientation layer consists of a plate-like molecule. Since the alignment direction of the column structure and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, an optical compensator having an optical axis at an arbitrary angle can be obtained.
一般に、光学補償板を偏光板と貼り合わせる際には、光学補償板の光学軸が偏光板の吸収軸と特定の角度をなすように配置されるものであり、偏光板は通常長尺の高分子フィルムを一軸延伸して作製されるため、その吸収軸は長尺のフィルムの長尺方向を向いている。本発明の光学補償板は、基材として長尺の基材を用いた場合にも上述したように所望の向きに光学軸を設定することが可能であるため、吸収軸が長尺のフィルムの長尺方向に向いた偏光板と貼り合わせる場合であっても、そのまま貼り合わせることができるという利点を有する。 Generally, when an optical compensator is bonded to a polarizing plate, the optical axis of the optical compensator is arranged so as to make a specific angle with the absorption axis of the polarizing plate. Since the molecular film is produced by uniaxial stretching, the absorption axis is directed to the long direction of the long film. The optical compensator of the present invention can set the optical axis in a desired direction as described above even when a long base material is used as the base material. Even if it is a case where it bonds with the polarizing plate which faced the elongate direction, it has the advantage that it can bond as it is.
本発明の光学補償板は、上述した積層体を用いたものであり、液晶層が光学補償機能を有するものであれば特に限定されるものではない。 The optical compensation plate of the present invention is not particularly limited as long as the above-described laminate is used and the liquid crystal layer has an optical compensation function.
なお、配向層、液晶層、および積層体のその他の点については、上述した「A.積層体」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The other points of the alignment layer, the liquid crystal layer, and the laminated body are the same as those described in the above-mentioned “A. Laminated body”, and thus the description thereof is omitted here.
C.光学補償偏光板
次に、本発明の光学補償偏光板について説明する。
本発明の光学補償偏光板は、上述した積層体を用いるものであり、上記積層体の液晶層が光学補償機能を有し、配向層が偏光機能を有することを特徴とするものである。
C. Optical Compensation Polarizing Plate Next, the optical compensation polarizing plate of the present invention will be described.
The optical compensation polarizing plate of the present invention uses the laminate described above, and the liquid crystal layer of the laminate has an optical compensation function, and the alignment layer has a polarization function.
本発明においては、上述した積層体の液晶層が光学補償機能を有し、また配向層が偏光機能を有するので、光学補償機能と偏光機能とが一体化された光学補償偏光板とすることができる。さらに、光学補償機能を有する液晶層と、偏光機能を有する配向層とが一体に形成されているので、光学補償偏光板の薄型化および軽量化が可能である。また、本発明の光学補償偏光板は、少なくとも基材と配向層と液晶層とを有するものであれば偏光機能と光学補償機能をもつので、偏光板および光学補償板を別個に形成し貼り合わせたものと比較して、配向層と液晶層との間に保護フィルムが介在しないので、保護フィルムによる屈折率変化を考慮する必要がなく、さらに積層数の多さによる透過率の低下を抑制することができる。 In the present invention, since the liquid crystal layer of the laminate described above has an optical compensation function and the alignment layer has a polarization function, an optical compensation polarizing plate in which the optical compensation function and the polarization function are integrated can be obtained. it can. Furthermore, since the liquid crystal layer having the optical compensation function and the alignment layer having the polarization function are integrally formed, the optical compensation polarizing plate can be reduced in thickness and weight. The optical compensation polarizing plate of the present invention has a polarizing function and an optical compensation function as long as it has at least a substrate, an alignment layer, and a liquid crystal layer. Therefore, the polarizing plate and the optical compensation plate are separately formed and bonded. Compared to the above, there is no protective film between the alignment layer and the liquid crystal layer, so there is no need to consider the change in the refractive index due to the protective film, and the reduction in transmittance due to the large number of layers is suppressed. be able to.
また、本発明の光学補償偏光板は、上述した積層体を用いることから、液晶層を構成するネマチック液晶は、配向層に含有される板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、偏光機能を有する配向層の吸収軸と、光学補償機能を有する液晶層の光学軸とが略垂直になる光学補償偏光板とすることができる。一般に偏光板の吸収軸と光学補償板の光学軸とが90°、45°、0°などの特定の角度をなすように配置されるものであるが、本発明においては、それぞれの吸収軸および光学軸のなす角度が約90°となる光学補償偏光板を容易に得ることができるのである。 In addition, since the optical compensation polarizing plate of the present invention uses the above-described laminate, the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer is aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer. Therefore, an optical compensation polarizing plate in which the absorption axis of the alignment layer having a polarization function and the optical axis of the liquid crystal layer having an optical compensation function are substantially perpendicular can be obtained. In general, the absorption axis of the polarizing plate and the optical axis of the optical compensation plate are arranged so as to form a specific angle such as 90 °, 45 °, 0 °, etc. In the present invention, each absorption axis and It is possible to easily obtain an optical compensation polarizing plate in which the angle formed by the optical axis is about 90 °.
さらに、本発明においては、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向能を有する配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、簡便な方法でネマチック液晶を配向させることができ、製造効率のよい光学補償偏光板とすることが可能である。 Furthermore, in the present invention, an alignment layer having alignment ability can be formed by applying an alignment layer-forming coating solution containing a plate-like molecule, so that an alignment process such as a rubbing process or an alignment process is required. Therefore, the nematic liquid crystal can be aligned by a simple method, and an optical compensation polarizing plate with high production efficiency can be obtained.
また、上記配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合は、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、所望の光学特性を有する光学補償偏光板を得ることが可能である。 Further, when the alignment layer has a resin layer and a columnar layer, the alignment direction of the column structure composed of plate-like molecules and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, so that optically compensated polarized light having desired optical characteristics is obtained. It is possible to obtain a board.
本発明の光学補償偏光板は、上述した積層体を用いたものであり、液晶層が光学補償機能を有し、配向層が偏光機能を有するものであれば特に限定されるものではない。 The optical compensation polarizing plate of the present invention uses the above-described laminate, and is not particularly limited as long as the liquid crystal layer has an optical compensation function and the alignment layer has a polarization function.
なお、配向層、液晶層、および積層体のその他の点については、上述した「A.積層体」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The other points of the alignment layer, the liquid crystal layer, and the laminated body are the same as those described in the above-mentioned “A. Laminated body”, and thus the description thereof is omitted here.
D.積層型光学補償板
次に、本発明の積層型光学補償板について説明する。
本発明の積層型光学補償板は、上述した積層体を用いるものであり、上記積層体の液晶層および配向層が光学補償機能を有することを特徴とするものである。
D. Laminated optical compensator Next, the laminated optical compensator of the present invention will be described.
The laminated optical compensator of the present invention uses the above-mentioned laminated body, and the liquid crystal layer and alignment layer of the laminated body have an optical compensation function.
本発明においては、上述した積層体の液晶層および配向層が光学補償機能を有するので、光学補償機能を有する層が積層された積層型光学補償板とすることができ、補償範囲の広いものとすることが可能である。 In the present invention, since the liquid crystal layer and the alignment layer of the laminate described above have an optical compensation function, a laminated optical compensator in which layers having an optical compensation function are laminated can be obtained, and the compensation range is wide. Is possible.
ここで、一般に光学補償機能を有する層は、光学軸の向きと、光学軸に直交する方向の屈折率に対する光学軸方向の屈折率の大きさとにより分類される。光学軸の方向が光学補償機能を有する層の平面に沿っているものをAプレート、光学軸の方向が光学補償機能を有する層に垂直な法線方向に向いているものをCプレート、光学軸の方向が法線方向から傾いているものをOプレートと呼ぶ。 Here, the layer having the optical compensation function is generally classified according to the direction of the optical axis and the magnitude of the refractive index in the optical axis direction with respect to the refractive index in the direction orthogonal to the optical axis. A plate in which the direction of the optical axis is along the plane of the layer having the optical compensation function, A plate in which the direction of the optical axis is in the normal direction perpendicular to the layer having the optical compensation function, and the optical axis Is inclined from the normal direction as an O plate.
本発明における配向層では、例えば図2または図5に示すように板状分子12からなるカラム構造12´が配向層形成用塗工液の塗布方向Aまたは樹脂層2aの凹部に沿って配向し、基材1の一定方向を向くのであるが、その光学軸の向きは板状分子の種類によって異なるものであり、例えばAプレートまたはCプレートとなる。
In the alignment layer according to the present invention, for example, as shown in FIG. 2 or FIG. 5, the
また、液晶層では、例えば図3に示すようにネマチック液晶13が上記板状分子12の法線方向nに対して略垂直に配向するのであるが、その光学軸の向きはネマチック液晶の種類および配向方向、ならびに構造や形状などによって異なり、例えば正のAプレートまたは正のCプレートとなる。
In the liquid crystal layer, for example, as shown in FIG. 3, the nematic
この場合、本発明の積層型光学補償板は、AプレートまたはCプレート(配向層)と正のAプレートまたは正のCプレート(液晶層)とが積層されたものとなり、それぞれの層における補償範囲が異なるので、より広い範囲での光学補償が可能となるのである。 In this case, the laminated optical compensator of the present invention is a laminate of an A plate or C plate (alignment layer) and a positive A plate or positive C plate (liquid crystal layer), and the compensation range in each layer. Therefore, optical compensation over a wider range is possible.
また、上述したように、液晶層を構成するネマチック液晶は、配向層に含有される板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、それぞれの層の光学軸が約90°または0°となる積層型光学補償板を容易に得ることができる。 Further, as described above, the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer is aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer, so that the optical axis of each layer is about 90 ° or A laminated optical compensator with 0 ° can be easily obtained.
さらに、本発明においては、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向能を有する配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、簡便な方法でネマチック液晶を配向させることができ、製造効率のよい積層型光学補償板とすることが可能である。 Furthermore, in the present invention, an alignment layer having alignment ability can be formed by applying an alignment layer-forming coating solution containing a plate-like molecule, so that an alignment process such as a rubbing process or an alignment process is required. Therefore, nematic liquid crystal can be aligned by a simple method, and a laminated optical compensator with high production efficiency can be obtained.
また、上記配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合は、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、所望の光学異方性を有する積層型光学補償板を得ることが可能である。 Further, when the alignment layer has a resin layer and a columnar layer, the alignment direction of the column structure made of plate-like molecules and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, so that a laminate having a desired optical anisotropy A mold optical compensator can be obtained.
本発明の積層型光学補償板は、上述した積層体を用いたものであり、液晶層および配向層が光学補償機能を有するものであれば特に限定されるものではない。 The laminated optical compensator of the present invention uses the above-described laminated body, and is not particularly limited as long as the liquid crystal layer and the alignment layer have an optical compensation function.
なお、配向層、液晶層、および積層体のその他の点については、上述した「A.積層体」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The other points of the alignment layer, the liquid crystal layer, and the laminated body are the same as those described in the above-mentioned “A. Laminated body”, and thus the description thereof is omitted here.
E.液晶表示素子用基板
次に、本発明の液晶表示素子用基板について説明する。
本発明の液晶表示素子用基板は、上述した積層体と、電極層と、配向膜とを有することを特徴とするものである。
E. Next, the substrate for a liquid crystal display element of the present invention will be described.
The substrate for a liquid crystal display element of the present invention is characterized by having the above-described laminate, an electrode layer, and an alignment film.
本発明の液晶表示素子用基板は、上記積層体と電極層と配向膜とを有するものであれば特に限定されるものではないが、好ましい実施態様として、上記積層体を上述した「B.光学補償板」の項に記載したように光学補償板として用いる場合(第1実施態様)と、上記積層体を上述した「C.光学補償偏光板」の項に記載したように光学補償偏光板として用いる場合(第2実施態様)と、上記積層体を上述した「D.積層型光学補償板」の項に記載したように積層型光学補償板として用いる場合(第3実施態様)とが挙げられる。以下、各実施態様について説明する。 The substrate for a liquid crystal display element of the present invention is not particularly limited as long as it has the above laminate, an electrode layer, and an alignment film. However, as a preferred embodiment, “B. When used as an optical compensation plate as described in the section “Compensation plate” (first embodiment), and as described in the section “C. Optical compensation polarizing plate” described above, the laminate is used as an optical compensation polarizing plate. When used (second embodiment), and when the laminate is used as a laminated optical compensator as described in the above section “D. Laminated optical compensator” (third embodiment). . Each embodiment will be described below.
1.第1実施態様
本発明の液晶表示素子用基板の第1実施態様は、上述した「B.光学補償板」の項に記載したように、積層体を光学補償板として用いる場合であり、積層体の液晶層は光学補償機能を有している。
1. First Embodiment A first embodiment of the substrate for a liquid crystal display element of the present invention is a case where a laminate is used as an optical compensator as described in the above section “B. Optical compensator”. The liquid crystal layer has an optical compensation function.
本実施態様の液晶表示素子用基板について図面を参照しながら説明する。図7は本実施態様の液晶表示素子用基板の一例を示す概略断面図である。図7に示すように、本実施態様の液晶表示素子用基板は、基材1、上記基材1上に形成された配向層2、および上記配向層2上に形成された液晶層3を有する積層体(光学補償板)11と、上記積層体(光学補償板)11の基材1上に形成された偏光板6と、上記積層体11の液晶層3上に形成された電極層4と、上記電極層4上に形成された配向膜5とを有するものである。
The substrate for a liquid crystal display element of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the substrate for a liquid crystal display element of the present embodiment. As shown in FIG. 7, the substrate for a liquid crystal display element of this embodiment includes a
本実施態様の液晶表示素子用基板は、積層体(光学補償板)と電極層と配向膜とを有するものであれば特に限定されるものでないが、さらに偏光板を有することが好ましい。後述するように、積層体を用いた光学補償板の光学軸および偏光板の吸収軸の向きが所定の配置となるような液晶表示素子用基板を容易に得ることができるからである。 The substrate for a liquid crystal display element of this embodiment is not particularly limited as long as it has a laminate (optical compensation plate), an electrode layer, and an alignment film, but preferably further has a polarizing plate. This is because, as will be described later, it is possible to easily obtain a liquid crystal display element substrate in which the orientation of the optical axis of the optical compensator using the laminate and the absorption axis of the polarizing plate is in a predetermined arrangement.
本実施態様においては、上述した積層体を用いることから、液晶層を構成するネマチック液晶は、配向層に含有される板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、例えば長尺の基材を用いた場合、ネマチック液晶を基材の幅方向に容易に配向させることが可能であり、基材の幅方向に光学軸をもつ光学補償板とすることができる。また、偏光板は、通常長尺の高分子フィルムを一軸延伸して作製されるため、その吸収軸は長尺のフィルムの長尺方向を向いているので、本実施態様においては、光学補償板の光学軸および偏光板の吸収軸が約90°となるように配置された液晶表示素子用基板を容易に得ることができる。さらに、上記配向層は板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより形成されるものであり、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、容易にネマチック液晶を配向させることができる。一般に、光学補償板および偏光板を積層する際には、光学補償板の光学軸が偏光板の吸収軸に対して90°、45°、0°等の特定の角度をなすように配置されるものであることから、本実施態様においては光学補償板の光学軸および偏光板の吸収軸が90°となるように配置された液晶表示素子用基板を簡便な方法で提供することができるのである。 In this embodiment, since the laminate described above is used, the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer is aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer. When the base material is used, nematic liquid crystal can be easily aligned in the width direction of the base material, and an optical compensator having an optical axis in the width direction of the base material can be obtained. Further, since the polarizing plate is usually produced by uniaxially stretching a long polymer film, its absorption axis is directed in the long direction of the long film. It is possible to easily obtain a substrate for a liquid crystal display element arranged so that the optical axis of the polarizing plate and the absorption axis of the polarizing plate are about 90 °. Furthermore, the alignment layer is formed by applying an alignment layer forming coating solution containing plate-like molecules, and nematic liquid crystals can be easily formed without requiring alignment treatment such as rubbing treatment or alignment treatment. Can be oriented. In general, when laminating an optical compensation plate and a polarizing plate, the optical axis of the optical compensation plate is arranged to make a specific angle such as 90 °, 45 °, 0 °, etc. with respect to the absorption axis of the polarizing plate. Therefore, in this embodiment, it is possible to provide a liquid crystal display element substrate arranged so that the optical axis of the optical compensator and the absorption axis of the polarizing plate are 90 ° by a simple method. .
さらに、上記配向層が、樹脂層とカラムナー層とを有する場合は、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、所望の光学異方性をもつ光学補償板を有する液晶表示素子用基板とすることができる。 Further, when the alignment layer has a resin layer and a columnar layer, the alignment direction of the column structure composed of plate-like molecules and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, so that it has a desired optical anisotropy. A substrate for a liquid crystal display element having an optical compensation plate can be obtained.
また、本実施態様において、積層体(光学補償板)の液晶層および偏光板が、積層体の基材よりも配向膜側に形成されている場合、本実施態様の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とした際に、基材の内側に液晶層および偏光板が形成されることになるので、基材の複屈折による影響を受けなく、基材に用いる材料の選択肢が広がるため、液晶表示素子の薄型化および軽量化を図ることができ、さらには製造コストの削減にもつながる。
以下、このような液晶表示素子用基板の各構成について説明する。なお、光学補償板および積層体については、上述した「B.光学補償板」および「A.積層体」のそれぞれの項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, when the liquid crystal layer and the polarizing plate of the laminate (optical compensator) are formed on the alignment film side of the substrate of the laminate, the liquid crystal display element substrate of this embodiment is used. When a liquid crystal display element is used, a liquid crystal layer and a polarizing plate are formed inside the base material, so there is no influence from the birefringence of the base material, and the choice of materials used for the base material spreads. The liquid crystal display element can be reduced in thickness and weight, and the manufacturing cost can be reduced.
Hereinafter, each configuration of the liquid crystal display element substrate will be described. The optical compensator and the laminate are the same as those described in the respective sections of “B. Optical compensator” and “A. Laminate” described above, and a description thereof is omitted here.
(1)配向膜
本実施態様に用いられる配向膜は、本実施態様の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とした際に、液晶を配向させるものであり、液晶表示素子用基板の最表面に形成されるものである。
(1) Alignment film The alignment film used in the present embodiment is for aligning liquid crystals when the liquid crystal display element substrate of the present embodiment is used. It is formed on the surface.
本実施態様に用いられる配向膜としては、液晶を配向させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えばラビング膜、光配向膜等を用いることができる。この配向膜の形成位置としては、液晶表示素子用基板の最表面であれば特に限定されるものではなく、例えば図7に示すように、積層体(光学補償板)11の液晶層3が設けられている側の最表面であってもよく、また図8に示すように、積層体(光学補償板)11の基材1が設けられている側の最表面であってもよい。
The alignment film used in this embodiment is not particularly limited as long as the liquid crystal can be aligned. For example, a rubbing film, a photo alignment film, or the like can be used. The formation position of the alignment film is not particularly limited as long as it is the outermost surface of the liquid crystal display element substrate. For example, as shown in FIG. 7, the
このように本実施態様においては、配向膜が積層体(光学補償板)のいずれの側に形成されていてもよいが、基材の複屈折による影響を考慮すると、配向膜は積層体(光学補償板)の液晶層側に形成されていることが好ましい。 As described above, in this embodiment, the alignment film may be formed on either side of the laminate (optical compensator). However, considering the influence of the birefringence of the base material, the alignment film is a laminate (optical). It is preferably formed on the liquid crystal layer side of the compensation plate.
(2)電極層
本実施態様に用いられる電極層としては、一般に液晶表示素子の電極層として用いられているものであれば特に限定されるものではなく、例えば酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)等の透明電極や、クロム、アルミニウム等の金属電極などが挙げられる。
(2) Electrode layer The electrode layer used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is generally used as an electrode layer of a liquid crystal display element. For example, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide Examples thereof include transparent electrodes such as (ITO) and metal electrodes such as chromium and aluminum.
上記電極層の形成位置としては、上記配向膜と積層体(光学補償板)の基材との間であって、配向層と液晶層との間以外の位置であれば特に限定されるものではない。例えば上記配向膜が積層体(光学補償板)の液晶層側に形成されている場合、電極層は、例えば図7に示すように積層体(光学補償板)11の液晶層3と配向膜5との間に形成されていてもよく、図示しないが積層体(光学補償板)の基材と配向層との間に形成されていてもよい。また、基材が基板と機能層とを有する場合は、基板と機能層との間に電極層が形成されていてもよい。一方、上記配向膜が積層体(光学補償板)の基材側に形成されている場合、電極層は、例えば図8に示すように積層体(光学補償板)11の基材1と配向膜5との間に形成されていてもよく、基材が基板と機能層とを有する場合は基板と機能層との間に電極層が形成されていてもよい。
The position where the electrode layer is formed is not particularly limited as long as it is between the alignment film and the substrate of the laminate (optical compensator) and is not between the alignment layer and the liquid crystal layer. Absent. For example, when the alignment film is formed on the liquid crystal layer side of the laminate (optical compensator), the electrode layers are, for example, the
(3)偏光板
本実施態様に用いられる偏光板は、入射光を直線偏光とし、本実施態様の液晶表示素子用基板を液晶表示素子に用いた場合、液晶セルの液晶分子の配向方向に偏光した光のみを透過する機能を有するものである。このような偏光板としては、光の波動のうち特定方向のみを透過させるものであれば特に限定されるものではなく、一般に液晶表示素子の偏光板として用いられるものを使用することができる。
(3) Polarizing plate The polarizing plate used in the present embodiment is polarized in the direction of alignment of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell when the incident light is linearly polarized light and the liquid crystal display element substrate of the present embodiment is used in the liquid crystal display element. It has a function of transmitting only the transmitted light. Such a polarizing plate is not particularly limited as long as it transmits only a specific direction among light waves, and a polarizing plate that is generally used as a polarizing plate of a liquid crystal display element can be used.
上記偏光板の形成位置としては、積層体(光学補償板)の配向層と液晶層との間以外の位置であれば特に限定されるものではない。例えば、上記配向膜が積層体(光学補償板)の液晶層側に形成されている場合、偏光板は、図7に示すように積層体(光学補償板)11の基材1と配向層2との間に形成されていてもよく、図示しないが積層体(光学補償板)の基材の外側に形成されていてもよく、積層体(光学補償板)の液晶層と配向膜との間に形成されていてもよい。また、基材が基板と機能層とを有する場合は、基板と機能層との間に偏光板が形成されていてもよい。一方、上記配向膜が積層体(光学補償板)の基材側に形成されている場合、偏光板は、例えば図8に示すように積層体(光学補償板)11の液晶層3上に形成されていてもよく、図示しないが積層体(光学補償板)の基材と配向層との間に形成されていてもよく、積層体(光学補償板)の基材と配向膜との間に形成されていてもよい。また、基材が基板と機能層とを有する場合は、上述したように基板と機能層との間に偏光板が形成されていてもよい。
The formation position of the polarizing plate is not particularly limited as long as it is a position other than between the alignment layer of the laminate (optical compensation plate) and the liquid crystal layer. For example, when the alignment film is formed on the liquid crystal layer side of the laminate (optical compensator), the polarizing plate is composed of the
本実施態様においては、偏光板と、光学補償機能を有する液晶層とは、いずれを配向膜に近い側に配置してもよいが、光学補償効果を考慮すると配向膜に近い側に液晶層が形成されていることが好ましい。また、基材の複屈折による影響を考慮すると、偏光板は基材よりも配向膜側に形成されていることが好ましい。さらに、層の界面における屈折率を考慮すると、偏光板は、液晶層と接するように配置されていることが好ましい。 In this embodiment, any of the polarizing plate and the liquid crystal layer having an optical compensation function may be disposed on the side close to the alignment film, but in consideration of the optical compensation effect, the liquid crystal layer is disposed on the side close to the alignment film. Preferably it is formed. Moreover, when the influence by the birefringence of a base material is considered, it is preferable that the polarizing plate is formed in the orientation film side rather than the base material. Furthermore, in consideration of the refractive index at the interface of the layers, the polarizing plate is preferably disposed so as to be in contact with the liquid crystal layer.
2.第2実施態様
本発明の液晶表示素子用基板の第2実施態様は、上述した「C.光学補償偏光板」の項に記載したように、積層体を光学補償偏光板として用いる場合であり、積層体の液晶層は光学補償機能を有し、配向層は偏光機能を有している。
2. Second Embodiment A second embodiment of the substrate for a liquid crystal display element of the present invention is a case where the laminate is used as an optical compensation polarizing plate as described in the above-mentioned section “C. Optical compensation polarizing plate”. The liquid crystal layer of the laminate has an optical compensation function, and the alignment layer has a polarization function.
本実施態様においては、光学補償機能を有する液晶層と、偏光機能を有する配向層とが一体に形成されているので、光学補償偏光板の薄型化および軽量化が可能である。また、積層体(光学補償偏光板)は、少なくとも基材と配向層と液晶層とを有するものであれば偏光機能と光学補償機能をもつので、偏光板および光学補償板を別個に形成し貼り合わせたものと比較して、配向層と液晶層との間に保護フィルムが介在しないので、保護フィルムによる屈折率変化を考慮する必要がなく、さらに積層数の多さによる透過率の低下を抑制することができる。 In this embodiment, since the liquid crystal layer having an optical compensation function and the alignment layer having a polarization function are integrally formed, the optical compensation polarizing plate can be reduced in thickness and weight. In addition, since the laminate (optical compensation polarizing plate) has at least a base material, an alignment layer, and a liquid crystal layer, it has a polarizing function and an optical compensation function. Compared to the combined one, there is no protective film between the alignment layer and the liquid crystal layer, so there is no need to consider the refractive index change due to the protective film, and the decrease in transmittance due to the large number of layers is suppressed. can do.
また、本実施態様においては、上述した積層体を用いることから、液晶層を構成するネマチック液晶は、配向層に含有される板状分子の法線方向に対して略垂直に配向するので、偏光機能を有する配向層の吸収軸と、光学補償機能を有する液晶層の光学軸とが略垂直になる光学補償偏光板とすることができる。また、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することにより配向能を有する配向層を形成することができるので、ラビング処理や配向処理等の配向処理を要することなく、容易にネマチック液晶を配向させることができる。これにより、偏光機能を有する配向層の吸収軸と光学補償機能を有する液晶層の光学軸とのなす角度が約90°となる光学補償偏光板を有する液晶表示素子用基板を簡便な方法で得ることができる。 In this embodiment, since the above-described laminate is used, the nematic liquid crystal constituting the liquid crystal layer is aligned substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer. An optical compensation polarizing plate in which the absorption axis of the alignment layer having a function and the optical axis of the liquid crystal layer having an optical compensation function are approximately perpendicular to each other can be obtained. In addition, since an alignment layer having alignment ability can be formed by applying a coating liquid for forming an alignment layer containing a plate-like molecule, it is easy without requiring an alignment process such as a rubbing process or an alignment process. Nematic liquid crystal can be aligned. Thus, a liquid crystal display element substrate having an optical compensation polarizing plate in which the angle formed by the absorption axis of the alignment layer having a polarizing function and the optical axis of the liquid crystal layer having an optical compensation function is about 90 ° is obtained by a simple method. be able to.
さらに、上記配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合は、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、所望の光学特性を有する光学補償偏光板を得ることが可能であり、本実施態様の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とする際に、液晶セルの液晶の配向方向に対して容易に所定の配置とすることができ、製造効率を向上させることができる。 Furthermore, when the alignment layer has a resin layer and a columnar layer, the alignment direction of the column structure composed of plate-like molecules and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, so that optically compensated polarization having desired optical characteristics A plate can be obtained, and when the liquid crystal display element substrate of the present embodiment is used as a liquid crystal display element, it can be easily arranged in a predetermined direction with respect to the liquid crystal alignment direction of the liquid crystal cell, Manufacturing efficiency can be improved.
また、本実施態様において、積層体(光学補償偏光板)の配向層および液晶層が、積層体の基材よりも配向膜側に形成されている場合、本実施態様の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とした際に、基材の内側に配向層および液晶層が形成されることになるので、基材の複屈折による影響を受けなく、基材に用いる材料の選択肢が広がるため、液晶表示素子の薄型化および軽量化を図ることができ、さらには製造コストの削減にもつながる。 In this embodiment, when the alignment layer and the liquid crystal layer of the laminate (optical compensation polarizing plate) are formed closer to the alignment film than the substrate of the laminate, the liquid crystal display element substrate of this embodiment is used. When used as a liquid crystal display element, an alignment layer and a liquid crystal layer are formed inside the base material, so there is no influence from the birefringence of the base material, and the choice of materials used for the base material is expanded. Further, the liquid crystal display element can be reduced in thickness and weight, and the manufacturing cost can be reduced.
なお、光学補償偏光板および積層体については、上述した「C.光学補償偏光板」および「A.積層体」のそれぞれの項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、配向膜および電極層については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The optical compensation polarizing plate and the laminate are the same as those described in the respective sections of “C. Optical compensation polarizing plate” and “A. Laminate” described above, and thus the description thereof is omitted here. . In addition, the alignment film and the electrode layer are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
3.第3実施態様
本発明の液晶表示素子用基板の第3実施態様は、上述した「D.積層型光学補償板」の項に記載したように、積層体を積層型光学補償板として用いる場合であり、積層体の液晶層および配向層は光学補償機能を有している。
3. Third Embodiment A third embodiment of the substrate for a liquid crystal display element according to the present invention is a case where a laminated body is used as a laminated optical compensator as described in the above section “D. Laminated optical compensator”. In addition, the liquid crystal layer and the alignment layer of the laminate have an optical compensation function.
本実施態様の液晶表示素子用基板は、積層体(積層型光学補償板)と電極層と配向膜とを有するものであれば特に限定されるものでないが、さらに偏光板を有することが好ましい。後述するように、積層体を用いた積層型光学補償板の光学軸および偏光板の吸収軸の向きが所定の配置となるような液晶表示素子用基板を容易に得ることができるからである。 The liquid crystal display element substrate of the present embodiment is not particularly limited as long as it has a laminate (laminated optical compensator), an electrode layer, and an alignment film, but preferably further has a polarizing plate. This is because, as will be described later, it is possible to easily obtain a substrate for a liquid crystal display element in which the orientations of the optical axis of the laminated optical compensator using the laminated body and the absorption axis of the polarizing plate are in a predetermined arrangement.
本実施態様においては、上述したように、液晶層および配向層は光学補償機能を有するものであり、配向層に含有される板状分子の法線方向に対してネマチック液晶が略垂直になるように配向するので、液晶層の光学軸と配向層の光学軸とが約90°または0°となるような配置となり、それぞれの層における補償範囲が異なるので、より広い範囲での光学補償が可能な積層型光学補償板とすることができる。本実施態様の液晶表示素子用基板は、このような積層型光学補償板を有するので、液晶表示素子とした際には表示品位を向上させることが可能である。 In this embodiment, as described above, the liquid crystal layer and the alignment layer have an optical compensation function so that the nematic liquid crystal is substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules contained in the alignment layer. Since the optical axis of the liquid crystal layer and the optical axis of the alignment layer are arranged at about 90 ° or 0 °, and the compensation range in each layer is different, optical compensation in a wider range is possible. A laminated optical compensator can be obtained. Since the liquid crystal display element substrate of this embodiment has such a laminated optical compensator, the display quality can be improved when a liquid crystal display element is used.
また、上記配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合は、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、所望の光学異方性を有する積層型光学補償板を得ることが可能であり、本実施態様の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とする際に、液晶セルの液晶の配向方向に対して容易に所定の配置とすることができ、製造効率を向上させることができる。 Further, when the alignment layer has a resin layer and a columnar layer, the alignment direction of the column structure made of plate-like molecules and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, so that a laminate having a desired optical anisotropy Type optical compensator can be obtained, and when the liquid crystal display element substrate of this embodiment is used as a liquid crystal display element, it is easily arranged in a predetermined direction with respect to the liquid crystal alignment direction of the liquid crystal cell. Manufacturing efficiency can be improved.
本実施態様においては、積層体(積層型光学補償板)の配向層および液晶層が、積層体の基材よりも配向膜側に形成されている場合、本実施態様の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とした際に、基材の内側に配向層および液晶層が形成されることになるので、基材の複屈折による影響を受けなく、基材に用いる材料の選択肢が広がるため、液晶表示素子の薄型化および軽量化を図ることができ、さらには製造コストの削減にもつながる。 In the present embodiment, when the alignment layer and the liquid crystal layer of the laminate (laminated optical compensator) are formed closer to the alignment film than the base material of the laminate, the liquid crystal display element substrate of the embodiment is used. When used as a liquid crystal display element, an alignment layer and a liquid crystal layer are formed inside the base material, so there is no influence from the birefringence of the base material, and the choice of materials used for the base material is expanded. Further, the liquid crystal display element can be reduced in thickness and weight, and the manufacturing cost can be reduced.
なお、積層型光学補償板および積層体については、上述した「D.積層型光学補償板」および「A.積層体」のそれぞれの項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、配向膜、電極層および偏光板については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The laminated optical compensator and the laminated body are the same as those described in the respective sections of “D. Laminated optical compensator” and “A. Laminated body” described above. Omitted. Further, the alignment film, the electrode layer, and the polarizing plate are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
F.液晶表示素子
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。
本発明の液晶表示素子は、上述した積層体を用いることを特徴とするものである。
F. Next, the liquid crystal display element of the present invention will be described.
The liquid crystal display element of the present invention is characterized by using the above-described laminate.
本発明においては、積層体を例えば光学補償板として用いた場合、長尺の基材の幅方向にネマチック液晶を容易に配向させることができ、光学補償板の光学軸が基材の長尺方向を向くので、液晶セルの液晶の配向方向に対して光学補償板の光学軸が90°となるように配置する際には、従来のように所定の寸法に切断してから位置合わせをする必要がなく、液晶セルに光学補償板(積層体)をそのまま貼付することができるので、製造効率のよい液晶表示素子とすることができる。 In the present invention, when the laminate is used as an optical compensator, for example, nematic liquid crystal can be easily oriented in the width direction of the long base, and the optical axis of the optical compensator is in the long direction of the base. Therefore, when arranging the optical compensator so that the optical axis of the liquid crystal cell is 90 ° with respect to the liquid crystal alignment direction of the liquid crystal cell, it is necessary to align it after cutting it into a predetermined dimension as in the past. Since the optical compensator (laminated body) can be attached to the liquid crystal cell as it is, a liquid crystal display element with good manufacturing efficiency can be obtained.
また、積層体の配向層が樹脂層とカラムナー層とを有する場合は、任意の角度に光学軸をもつ光学補償板とすることができるので、液晶セルと光学補償板(積層体)とを所定の配置とすることが容易である。 In addition, when the alignment layer of the laminate includes a resin layer and a columnar layer, an optical compensator having an optical axis at an arbitrary angle can be obtained, so that the liquid crystal cell and the optical compensator (laminate) are predetermined. It is easy to make this arrangement.
本発明の液晶表示素子としては、液晶セルと積層体とが積層されたものであれば特に限定されるものではない。また、液晶セルとしては、一般に液晶表示素子に用いられるものを使用することが可能である。 The liquid crystal display element of the present invention is not particularly limited as long as the liquid crystal cell and the laminate are laminated. Moreover, as a liquid crystal cell, what is generally used for a liquid crystal display element can be used.
上記積層体としては、上述した「A.積層体」の項に記載したものと同様であるが、上述したように光学補償板、光学補償偏光板および積層型光学補償板として積層体を用いることが好ましい。 The laminated body is the same as that described in the section “A. Laminated body” described above. However, as described above, the laminated body is used as an optical compensation plate, an optical compensation polarizing plate, and a laminated optical compensation plate. Is preferred.
また、本発明においては、液晶表示素子が上述した液晶表示素子用基板を用いたものであることが好ましい。上記液晶表示素子用基板において、基材の内側に配向層および液晶層が形成されている場合、基材の複屈折による影響を受けなく、基材に用いる材料の選択肢が広がるため、液晶表示素子の薄型化および軽量化を図ることができるからである。これは、製造コストの削減にもつながるものである。 Moreover, in this invention, it is preferable that a liquid crystal display element uses the liquid crystal display element substrate mentioned above. In the liquid crystal display element substrate, when the alignment layer and the liquid crystal layer are formed inside the base material, the liquid crystal display element is not affected by the birefringence of the base material and the choice of materials used for the base material is widened. This is because it can be made thinner and lighter. This also leads to a reduction in manufacturing costs.
G.積層体の製造方法
次に、本発明の積層体の製造方法について説明する。
本発明の積層体の製造方法は、基材上に板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布し、上記板状分子を、上記板状分子の法線方向が上記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成するように配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程、上記塗膜を乾燥する乾燥工程、および、上記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程を行うことにより配向層を形成する配向層形成工程と、
上記配向層上に液晶組成物を塗布し、上記液晶組成物中のネマチック液晶を、上記板状分子の法線方向に対して略垂直になるように配向させ、上記ネマチック液晶の配向状態を固定化することにより液晶層を形成する液晶層形成工程と
を有することを特徴とするものである。
G. Next, the manufacturing method of the laminated body of this invention is demonstrated.
In the method for producing a laminate of the present invention, a coating liquid for forming an alignment layer containing a plate molecule is applied on a substrate, and the normal direction of the plate molecule is the normal direction of the plate molecule. A coating film forming step for forming a coating film by aligning it so as to form a column structure arranged in a certain direction, a drying step for drying the coating film, and immobilization for fixing the orientation state of the plate-like molecules An alignment layer forming step of forming an alignment layer by performing a conversion step;
A liquid crystal composition is applied on the alignment layer, and the nematic liquid crystal in the liquid crystal composition is aligned so as to be substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecules, thereby fixing the alignment state of the nematic liquid crystal. And a liquid crystal layer forming step of forming a liquid crystal layer by forming a liquid crystal layer.
本発明の積層体の製造方法について図面を参照しながら説明する。図9は、本発明の積層体の製造方法の一例を示す工程図である。図9に示すように、本発明の積層体の製造方法においては、まず、基材1上に板状分子を含有する配向層形成用塗工液22を剪断応力を加えながら塗布し、板状分子をカラム構造が形成されるように配向させ、塗膜を形成する(図9(a)、塗膜形成工程)。さらに、上記塗膜を乾燥させる乾燥工程を行い、この乾燥した塗膜22´上に疎水化処理液24を塗布して疎水化処理し、上記板状分子の配向状態を固定化する(図9(b)、固定化工程)。次いで、上記疎水化処理液を洗浄して乾燥することにより、配向層2を形成する(図9(c))。このようにして配向層形成工程が行われる。
The manufacturing method of the laminated body of this invention is demonstrated referring drawings. FIG. 9 is a process diagram showing an example of a method for producing a laminate according to the present invention. As shown in FIG. 9, in the manufacturing method of the laminated body of this invention, first, the orientation layer
次に、配向層2上に液晶組成物23を塗布し、上記液晶組成物23中のネマチック液晶が液晶相となるように配向処理して上記配向層2によりネマチック液晶を配向させる(図9(d))。さらに、紫外線25を照射してネマチック液晶を重合させ、配向状態を固定化することにより液晶層3を形成する(図9(e))。このようにして液晶層形成工程が行われる。
Next, the
本発明においては、板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布することより板状分子を配向させて配向能を有する配向層を形成し、この配向層の配向能を利用してネマチック液晶を配向させることにより液晶層を形成するものである。このとき、例えば図3に示すように、ネマチック液晶13は板状分子12の法線方向nに対して略垂直となるように配向し、板状分子からなるカラム構造の配列方向とネマチック液晶の配向方向とのなす角度は約90°となる。板状分子からなるカラム構造は、例えば配向層形成用塗工液の塗布方向に配向するものであり、長尺の基材を用いた場合に基材の長尺方向に配向層形成用塗工液を塗布して板状分子からなるカラム構造を長尺方向に配向させることは容易であることから、基材の幅方向にネマチック液晶を容易に配向させることができる。本発明の積層体を用いて例えば光学補償板とする場合、上述したように長尺の基材の幅方向にネマチック液晶を配向させることができるので、基材の幅方向に光学軸をもつ光学補償板を簡便な方法で製造することが可能となるのである。
以下、このような積層体の製造方法の各工程について説明する。
In the present invention, an orientation layer having orientation ability is formed by orienting the plate molecules by applying a coating liquid for forming an orientation layer containing the plate molecules, and the orientation ability of the orientation layer is utilized. A liquid crystal layer is formed by aligning nematic liquid crystal. At this time, for example, as shown in FIG. 3, the nematic
Hereinafter, each process of the manufacturing method of such a laminated body is demonstrated.
1.配向層形成工程
本発明における配向層形成工程は、基材上に板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布し、上記板状分子を、上記板状分子の法線方向が上記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成するように配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程と、上記塗膜を乾燥する乾燥工程と、上記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程とを行うことにより、配向層を形成する工程である。
以下、このような配向層形成工程における各工程について説明する。
1. Alignment layer forming step In the alignment layer forming step in the present invention, a coating liquid for forming an alignment layer containing a plate-like molecule is applied onto a substrate, and the normal direction of the plate-like molecule is the normal direction of the plate-like molecule. Fix the orientation of the plate-like molecules by forming the coating film by aligning the base material so that it forms a column structure aligned in a certain direction, drying the coating film, and drying the coating film In this step, the alignment layer is formed by performing the fixing step.
Hereinafter, each step in such an alignment layer forming step will be described.
(1)塗膜形成工程
本発明における塗膜形成工程は、基材上に板状分子を含有する配向層形成用塗工液を塗布し、上記板状分子を、上記板状分子の法線方向が上記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成するように配向させて塗膜を形成する工程である。
(1) Coating-film formation process The coating-film formation process in this invention apply | coats the coating liquid for alignment layer formation containing a plate-like molecule | numerator on a base material, and makes the said plate-like molecule the normal line of the said plate-like molecule | numerator. This is a step of forming a coating film by orienting so as to form a column structure in which the direction is aligned in a certain direction of the substrate.
本発明に用いられる配向層形成用塗工液は、板状分子を含有するものであり、この板状分子を溶媒に分散または溶解させたものである。なお、板状分子については、上述した「A.積層体」の配向層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The coating liquid for forming an alignment layer used in the present invention contains a plate molecule, and the plate molecule is dispersed or dissolved in a solvent. In addition, about a plate-shaped molecule | numerator, since it is the same as that of what was described in the term of the orientation layer of "A. laminated body" mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
上記配向層形成用塗工液に用いられる溶媒としては、上述した板状分子に導入された置換基によって適宜選択される。例えばスルホン酸基等の親水性基が導入されている場合は、溶媒としては水が用いられる。一方、長鎖のアルキル基等の疎水性基が導入されている場合は、有機溶媒が用いられる。このような有機溶媒としては、一般的なものを使用することができる。また、上記配向層形成用塗工液は、必要に応じて例えばポリエチレングリコール等の界面活性剤等の各種添加剤を含有していてもよい。 The solvent used for the alignment layer-forming coating solution is appropriately selected depending on the substituent introduced into the plate molecule described above. For example, when a hydrophilic group such as a sulfonic acid group is introduced, water is used as the solvent. On the other hand, when a hydrophobic group such as a long-chain alkyl group is introduced, an organic solvent is used. A common thing can be used as such an organic solvent. Moreover, the said coating liquid for alignment layer formation may contain various additives, such as surfactant, such as polyethyleneglycol, as needed.
また、本発明に用いられる配向層形成用塗工液は、上記の中でも、水系であることが好ましい。本発明に用いられる板状分子として、水溶液中でリオトロピック液晶性を示すものが好適に用いられるからである。 In addition, the alignment layer-forming coating solution used in the present invention is preferably an aqueous solution among the above. This is because, as the plate-like molecules used in the present invention, those showing lyotropic liquid crystallinity in an aqueous solution are preferably used.
このような配向層形成用塗工液の塗布方法としては、上記板状分子がその法線方向が一定方向を向くように配列してカラム構造を形成し、このカラム構造を一定方向に複数配列させることができる方法であれば特に限定されるものではないが、本工程前に後述する樹脂層形成工程が行われているか否かにより2つの態様に分けることができる。すなわち、形成される配向層が、単一層である場合(第3の態様)と、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、この樹脂層上に形成され、板状分子からなるカラム構造が樹脂層の凹部に沿って配向したカラムナー層とを有する場合(第4の態様)とである。以下、各態様に分けて説明する。 As a method for applying such a coating liquid for forming an alignment layer, a column structure is formed by arranging the plate-like molecules so that the normal direction thereof is in a certain direction, and a plurality of the column structures are arranged in a certain direction. The method is not particularly limited as long as it can be performed, but can be divided into two modes depending on whether or not a resin layer forming step described later is performed before this step. That is, when the alignment layer to be formed is a single layer (third aspect), a resin layer having a pattern-like concave portion or convex portion, and a column structure formed on the resin layer and made of plate-like molecules And a columnar layer oriented along the recess of the resin layer (fourth embodiment). Hereinafter, the description will be made separately for each aspect.
(第3の態様)
本発明において樹脂層形成工程が行われない場合、すなわち、形成される配向層が単一層である場合、上記配向層形成用塗工液の塗布方法としては剪断応力が加わる方法であることが好ましい。剪断応力が加わる方法を用いることにより、例えば図2(b)に示すように、塗布方向Aに沿って板状分子12からなるカラム構造12´を配列させることができるからである。これにより、配向能を有する配向層を形成することができる。
(Third aspect)
In the present invention, when the resin layer forming step is not performed, that is, when the formed alignment layer is a single layer, the method for applying the alignment layer forming coating liquid is preferably a method in which shear stress is applied. . This is because the
このような剪断応力が加わる塗布方法としては、例えば、マイヤーバーコート、スロットダイコート、スライドコートが挙げられ、中でも、スロットダイコートを用いることが好ましい。 Examples of the application method to which such shear stress is applied include Mayer bar coating, slot die coating, and slide coating. Among them, it is preferable to use slot die coating.
本態様においては、上述したように配向層形成用塗工液の塗布方向に沿って板状分子からなるカラム構造を配向させることができることから、塗布方向を適宜選択することにより板状分子からなるカラム構造の配列方向を制御することができる。本発明においては、板状分子の法線方向に対して略垂直となるようにネマチック液晶が配向するので、塗布方向を選択することにより、カラム構造の配列方向だけでなく、ネマチック液晶の配向方向を制御することも可能である。 In this embodiment, as described above, since the column structure composed of plate-like molecules can be oriented along the application direction of the coating liquid for forming the alignment layer, it is made of plate-like molecules by appropriately selecting the application direction. The arrangement direction of the column structure can be controlled. In the present invention, the nematic liquid crystal is aligned so as to be substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecule. Therefore, by selecting the coating direction, not only the alignment direction of the column structure but also the alignment direction of the nematic liquid crystal It is also possible to control.
(第4の態様)
本発明において樹脂層形成工程が行われる場合、すなわち、得られる配向層が、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、この樹脂層上に形成され、板状分子からなるカラム構造が樹脂層の凹部に沿って配向したカラムナー層とを有する場合、上記配向層形成用塗工液の塗布方法としては剪断応力が加わらない方法であることが好ましい。剪断応力が加わる方法を用いると、上述したように塗布方向に板状分子からなるカラム構造が配列し、上記樹脂層の凹部に沿って板状分子からなるカラム構造が配列しにくくなる可能性があるからである。
(Fourth aspect)
In the present invention, when the resin layer forming step is performed, that is, the obtained alignment layer is formed on the resin layer having a pattern-like concave portion or convex portion, and on this resin layer, and the column structure made of plate-like molecules is the resin In the case of having a columnar layer oriented along the concave portion of the layer, the method for applying the orientation layer forming coating liquid is preferably a method in which no shear stress is applied. When using a method in which shear stress is applied, the column structure made of plate-like molecules may be arranged in the coating direction as described above, and the column structure made of plate-like molecules may be difficult to arrange along the concave portion of the resin layer. Because there is.
このような剪断応力が加わらない塗布方法としては、例えばスプレーコート、ディップコート、インクジェット法、フレキソ印刷法等が挙げられる。中でも、インクジェット法を用いることが好ましい。 Examples of coating methods that do not apply shear stress include spray coating, dip coating, ink jet methods, flexographic printing methods, and the like. Among these, it is preferable to use an inkjet method.
(2)乾燥工程
本発明における乾燥工程は、上記塗膜形成工程にて形成された塗膜を乾燥する工程であり、上記配向層形成用塗工液中に含有される溶媒を乾燥させる工程である。本発明においては、この乾燥工程を設けることにより、後述する固定化工程を円滑に行うようにしている。
(2) Drying process The drying process in this invention is a process of drying the coating film formed in the said coating-film formation process, and is a process of drying the solvent contained in the said coating liquid for alignment layer formation. is there. In the present invention, by providing this drying step, an immobilization step described later is smoothly performed.
本発明に用いられる乾燥方法としては、板状分子からなるカラム構造の配向性を阻害したり、また、上記塗膜形成工程前に樹脂層形成工程が行われる場合、樹脂層の凹部または凸部のパターンを変形させたりするものでなければ特に限定されるものではなく、一般的に溶媒の乾燥に用いられている方法、例えば加熱乾燥、常温乾燥、凍結乾燥、遠赤外乾燥等を用いることができる。 As a drying method used in the present invention, when the orientation of the column structure composed of plate-like molecules is hindered, or when the resin layer forming step is performed before the coating film forming step, the concave or convex portions of the resin layer The method is not particularly limited as long as it does not change the pattern of the above, and a method generally used for drying a solvent, for example, heat drying, room temperature drying, freeze drying, far infrared drying, etc., is used. Can do.
(3)固定化工程
本発明における固定化工程は、上記板状分子の配向状態を固定化する工程である。本発明においては、このような固定化工程を行うことにより、配向層に耐水性を付与することができ、空気中の湿気等により板状分子の配向性が乱れることなく、配向安定性に優れたものとすることができる。
(3) Immobilization step The immobilization step in the present invention is a step of fixing the orientation state of the plate molecule. In the present invention, by performing such an immobilization step, it is possible to impart water resistance to the alignment layer, and it is excellent in alignment stability without disturbing the alignment of the plate-like molecules due to moisture in the air. Can be.
本発明に用いられる板状分子の配向状態の固定化方法としては、板状分子を架橋させる方法を用いることができる。この板状分子の架橋方法としては、上記板状分子に導入された置換基によって異なるものである。 As a method for fixing the orientation state of the plate molecules used in the present invention, a method of crosslinking the plate molecules can be used. The method for crosslinking the plate molecule differs depending on the substituent introduced into the plate molecule.
上記板状分子がスルホン酸基等の親水性基を有する場合は、この親水性基を疎水化処理する架橋方法が用いられる。上記板状分子の親水性基を疎水化処理すると、隣接する板状分子間で架橋が形成され、板状分子の配向状態が固定化されるのである。上記板状分子が水溶液中でリオトロピック液晶性を示すものであるときは、このような疎水化処理を行わないと、耐水性が悪く、空気中の湿気等により配向状態が乱れ易く、不安定となる場合がある。 When the plate-like molecule has a hydrophilic group such as a sulfonic acid group, a crosslinking method for hydrophobizing the hydrophilic group is used. When the hydrophilic group of the plate molecule is hydrophobized, a cross-link is formed between adjacent plate molecules, and the orientation state of the plate molecule is fixed. When the above plate-like molecules exhibit lyotropic liquid crystallinity in an aqueous solution, unless such a hydrophobizing treatment is performed, the water resistance is poor, the orientation state is likely to be disturbed due to moisture in the air, etc. There is a case.
また、上記疎水化処理の際に用いられる疎水化処理液としては、上記親水性基を疎水化できるものであれば特に限定されるものではなく、用いられる板状分子の親水性基により異なるものであるが、隣接する板状分子間で架橋を形成できるものであることが好ましい。このような疎水化処理液としては、例えばマグネシウム、カルシウム、バリウム等の2価の金属の塩の水溶液を用いることができる。具体的には、塩化バリウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、塩化カルシウム水溶液等が挙げられる。 The hydrophobizing solution used for the hydrophobizing treatment is not particularly limited as long as the hydrophilic group can be hydrophobized, and it varies depending on the hydrophilic group of the plate molecule used. However, it is preferable that a bridge can be formed between adjacent plate molecules. As such a hydrophobizing treatment liquid, for example, an aqueous solution of a salt of a divalent metal such as magnesium, calcium, barium or the like can be used. Specific examples include an aqueous barium chloride solution, an aqueous magnesium chloride solution, and an aqueous calcium chloride solution.
隣接する板状分子が架橋される機構は以下の通りである。例えば、板状分子がSO3Na基を有しており、塩化バリウム水溶液を用いて疎水化処理する場合、板状分子のSO3Na基のSO3イオンと、塩化バリウム水溶液中のBaイオンとが結合することにより、隣接する板状分子が架橋され、配向状態が固定化されるのである。すなわち、板状分子の法線方向が一定方向を向いて配列した状態で、隣接する板状分子が架橋されるので、カラム構造が固定化されるのである。 The mechanism by which adjacent plate molecules are cross-linked is as follows. For example, when the plate molecule has an SO 3 Na group and is hydrophobized using an aqueous barium chloride solution, SO 3 ions of the SO 3 Na group of the plate molecule and Ba ions in the aqueous barium chloride solution By bonding, the adjacent plate-like molecules are cross-linked and the orientation state is fixed. That is, in the state where the normal direction of the plate molecules is arranged in a certain direction, the adjacent plate molecules are cross-linked, so that the column structure is fixed.
また、疎水化処理の方法としては、上記親水性の置換基を疎水化できる方法であれば特に限定されるものではなく、上記配向層形成用塗工液を乾燥させた後、上記疎水化処理液を塗布する方法、上記疎水化処理液に浸漬する方法などが挙げられる。この疎水化処理液の塗布後または浸漬後は、洗浄および乾燥することにより、配向層とすることができる。 Further, the method for the hydrophobizing treatment is not particularly limited as long as it is a method capable of hydrophobizing the hydrophilic substituent, and after the alignment layer forming coating solution is dried, the hydrophobizing treatment is performed. Examples thereof include a method of applying a liquid and a method of immersing in the hydrophobizing treatment liquid. After the application or immersion of the hydrophobizing solution, the alignment layer can be formed by washing and drying.
一方、上記板状分子が長鎖のアルキル基等の疎水性基を有する場合は、例えばアルキル側鎖の一部に重合性基を導入し、この重合性基を重合させることにより、板状分子を線状または網目状に架橋させ、配向状態を固定化する架橋方法が用いられる。 On the other hand, when the plate-like molecule has a hydrophobic group such as a long-chain alkyl group, for example, by introducing a polymerizable group into a part of the alkyl side chain and polymerizing the polymerizable group, the plate-like molecule A cross-linking method is used in which the film is cross-linked in a linear or network form to fix the alignment state.
さらに、上記配向層形成用塗工液が上述した液晶材料を含有する場合は、この液晶材料を重合させることによっても板状分子の配向状態を固定化することができる。この場合、上記液晶材料は重合性基を有している必要がある。 Further, when the alignment layer forming coating solution contains the liquid crystal material described above, the alignment state of the plate-like molecules can be fixed by polymerizing the liquid crystal material. In this case, the liquid crystal material needs to have a polymerizable group.
(4)樹脂層形成工程
本発明においては、上記塗膜形成工程前に、基材上にパターン状の凹部または凸部を有する樹脂層を形成する樹脂層形成工程が行われてもよい。この樹脂層が形成されることにより、樹脂層の凹部に沿って板状分子からなるカラム構造を配向させることができ、配向能を有する配向層を形成することができるからである。
(4) Resin layer formation process In this invention, the resin layer formation process of forming the resin layer which has a pattern-shaped recessed part or convex part on a base material may be performed before the said coating-film formation process. This is because by forming this resin layer, it is possible to align the column structure made of plate-like molecules along the recesses of the resin layer, and to form an alignment layer having alignment ability.
また、樹脂層の凹部に沿って板状分子からなるカラム構造を配向させることから、樹脂層の凹部または凸部のパターンを適宜選択することにより板状分子からなるカラム構造の配列方向を制御することができる。これにより、ネマチック液晶の配向方向を制御することができるので、基材の任意の方向にネマチック液晶を配向させることが可能となる。 In addition, since the column structure made of plate-like molecules is oriented along the concave portions of the resin layer, the arrangement direction of the column structure made of plate-like molecules is controlled by appropriately selecting the pattern of the concave or convex portions of the resin layer. be able to. Thereby, since the alignment direction of the nematic liquid crystal can be controlled, it becomes possible to align the nematic liquid crystal in an arbitrary direction of the substrate.
このような積層体を用いて光学補償板とした場合には、所望の光学異方性を有する光学補償板とすることができるので、本発明の積層体の製造方法を用いることにより、例えば長尺の基材の長尺方向に対して特定の角度をなす光学軸を有する光学補償板や、ウェブ状のガラス基板の斜め方向に光学軸を有する光学補償板を容易に製造することができる。さらに、所望の向きに光学補償板の光学軸を設定することが可能であるため、このような光学補償板を液晶表示素子に組み込む際には、位置合わせによる無駄な部分の発生を回避することができ、製造コストの削減および製造工程の簡略化が可能である。 When such a laminate is used as an optical compensator, an optical compensator having a desired optical anisotropy can be obtained. Therefore, by using the laminate production method of the present invention, for example, a long It is possible to easily manufacture an optical compensator having an optical axis that forms a specific angle with respect to the longitudinal direction of the long substrate, or an optical compensator having an optical axis in an oblique direction of a web-like glass substrate. Further, since it is possible to set the optical axis of the optical compensator in a desired direction, when such an optical compensator is incorporated in a liquid crystal display element, generation of useless portions due to alignment is avoided. Therefore, the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
本発明における樹脂層形成工程は、基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記基材および上記凹部形成用基板を、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる配置工程と、上記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程と、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程とを有することが好ましい。 The resin layer forming step in the present invention comprises a coating step of applying a curable resin composition on a substrate or a substrate for forming a recess having a pattern-like convex portion or recess, and the substrate and the substrate for forming a recess. A step of placing the curable resin composition on top of each other, a curing step of curing the curable resin composition to obtain a curable resin, and forming the recess from the curable resin composition or the curable resin. It is preferable to have a recess forming step of peeling the substrate for forming a pattern-like recess or protrusion.
例えば図10に示すように、本発明における樹脂層形成工程においては、まず、基材1上に硬化性樹脂組成物32を塗布し(図10(a)、塗布工程)、基材1およびパターン状の凸部を有する凹部形成用基板33を硬化性樹脂組成物32を挟んで重ね合わせ、エネルギー34を照射することにより硬化性樹脂組成物32を硬化させる(図10(b)、配置工程および硬化工程)。さらに、凹部形成用基板33を剥離することにより、パターン状の凹部を有する樹脂層2aが形成される(図10(c)、凹部形成工程)。
For example, as shown in FIG. 10, in the resin layer forming step in the present invention, first, the curable resin composition 32 is applied onto the substrate 1 (FIG. 10A, application step), and the
このように樹脂層は、凹部形成用基板の凸部または凹部が複製されることにより形成されることから、凹部形成用基板の凸部または凹部のパターンを選択することにより、板状分子からなるカラム構造の配列方向およびネマチック液晶の配向方向を任意に設定することができる。また、このような凹部形成用基板の原版を一度作製するだけで、所望の光学異方性を有する光学補償板等として用いることが可能な積層体を大量に製造できるため、製造効率が向上するという利点を有する。
以下、このような樹脂層形成工程の各工程について説明する。
Thus, since the resin layer is formed by duplicating the convex portion or the concave portion of the concave portion forming substrate, the resin layer is composed of plate-like molecules by selecting the pattern of the convex portion or concave portion of the concave portion forming substrate. The alignment direction of the column structure and the alignment direction of the nematic liquid crystal can be arbitrarily set. In addition, since a laminate that can be used as an optical compensator having a desired optical anisotropy can be produced in a large amount by producing a master of such a recess forming substrate once, the production efficiency is improved. Has the advantage.
Hereinafter, each process of such a resin layer formation process is demonstrated.
(塗布工程)
本発明における樹脂層形成工程においては、まず、基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程が行われる。
以下、本工程に用いられる凹部形成用基板および硬化性樹脂組成物の塗布方法について説明する。
(Coating process)
In the resin layer forming step in the present invention, first, an application step of applying a curable resin composition on a base material or a substrate for forming a recess having a pattern-like protrusion or recess is performed.
Hereinafter, the method for applying the recess forming substrate and the curable resin composition used in this step will be described.
(i)凹部形成用基板
本工程に用いられる凹部形成用基板は、表面にパターン状の凸部または凹部を有するものである。また、この凸部または凹部は、目的とする樹脂層の凹部または凸部に対して対称となるように形成されているものである。
(I) Concave Forming Substrate The concavity forming substrate used in this step has a pattern-shaped convex part or concave part on the surface. Moreover, this convex part or recessed part is formed so that it may become symmetrical with respect to the recessed part or convex part of the target resin layer.
本発明に用いられる凹部形成用基板が有する凸部または凹部の形状としては、目的とする樹脂層の凹部または凸部を形成することができるようなものであれば、特に限定されるものではない。 The shape of the convex portion or concave portion of the concave portion forming substrate used in the present invention is not particularly limited as long as the concave portion or convex portion of the target resin layer can be formed. .
また、本発明に用いられる凹部形成用基板は、板状分子からなるカラム構造が長尺の基材の長尺方向と交差して配向するような樹脂層の凹部または凸部を形成するための凸部または凹部を有することが好ましい。凹部形成用基板の凸部または凹部を上述したようなものとすることにより、所望の光学異方性を有する光学補償板等として用いることが可能な積層体を容易に安価に製造することができるからである。 Moreover, the substrate for forming recesses used in the present invention is for forming recesses or protrusions in the resin layer such that the column structure composed of plate-like molecules is oriented to intersect with the long direction of the long base material. It is preferable to have a convex part or a concave part. By making the convex portions or concave portions of the concave portion forming substrate as described above, a laminate that can be used as an optical compensator having desired optical anisotropy can be easily manufactured at low cost. Because.
なお、凸部の幅、高さ、形状およびパターン等は、上記「A.積層体」に記載した樹脂層の凹部と対応するものであるので、ここでの説明は省略する。 In addition, since the width | variety, height, shape, pattern, etc. of a convex part respond | correspond to the recessed part of the resin layer described in said "A. laminated body", description here is abbreviate | omitted.
また、上記凹部形成用基板としては、可撓性を有するもの、例えば樹脂フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス等であってもよい。本発明においては、凹部形成用基板は繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有する材料が好適に用いられる。具体的には、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。このような材料は、後述する凸部の形成方法により、適宜選択されるものである。さらに、上記凹部形成用基板は、後述する硬化工程における硬化性樹脂組成物を硬化させる際のエネルギーの照射方法により適宜選択される。すなわち、凹部形成用基板側からエネルギー線を照射する場合は、透明な材料であることが必要であるが、基材側からエネルギー線を照射する場合は、特に透明な材料に限定されるものではない。 Further, the concave portion forming substrate may be a flexible substrate such as a resin film, or may be a non-flexible substrate such as glass. In the present invention, since the recess forming substrate is used repeatedly, a material having a predetermined strength is preferably used. Specific examples include glass, ceramic, metal, and plastic. Such a material is appropriately selected depending on a method for forming a convex portion described later. Furthermore, the said recessed part formation board | substrate is suitably selected with the irradiation method of the energy at the time of hardening the curable resin composition in the hardening process mentioned later. That is, when irradiating energy rays from the concave portion forming substrate side, it is necessary to be a transparent material, but when irradiating energy rays from the base material side, it is not particularly limited to transparent materials. Absent.
上記凹部形成用基板は、凹凸用円筒ドラムにより移動していてもよく、さらには凹部形成用基板自体が凹凸用円筒ドラムを構成している、すなわち凹凸用円筒ドラムの表面にパターン状の凸部が形成されていてもよい。ロールトゥロールプロセスを経ることにより、基材上に凹部を連続的に複製することができ、製造効率が向上するからである。また、このような凹部形成用基板の原版を一度作製するだけで、任意の方向に光学軸をもつ光学補償板等に用いることができる積層体を大量に製造できるため、製造効率をより一層向上させることができる。 The concave portion forming substrate may be moved by the concave / convex cylindrical drum, and the concave portion forming substrate itself constitutes the concave / convex cylindrical drum, that is, a pattern-shaped convex portion on the surface of the concave / convex cylindrical drum. May be formed. It is because a recessed part can be continuously replicated on a base material and a manufacturing efficiency improves by passing through a roll to roll process. In addition, it is possible to manufacture a large number of laminates that can be used for optical compensation plates having an optical axis in an arbitrary direction by producing a master of such a recess forming substrate once, thereby further improving manufacturing efficiency. Can be made.
このような凸部の形成方法としては、例えばガラスや樹脂フィルム等をパターニングする方法、ガラス等の表面に感光性樹脂層等を塗布して、この感光性樹脂層をパターニングする方法などを用いることができる。パターニング方法としては、一般的な方法を用いることが可能であり、例えばフォトリソグラフィー法、スパッタ法、また機械的に切削する方法等が挙げられる。さらに、斜め蒸着法、ラビング法等を用いることもできる。 As a method for forming such a convex portion, for example, a method of patterning glass or a resin film, a method of applying a photosensitive resin layer or the like on the surface of glass or the like, and a method of patterning the photosensitive resin layer, or the like is used. Can do. As the patterning method, a general method can be used, and examples thereof include a photolithography method, a sputtering method, and a mechanical cutting method. Furthermore, an oblique vapor deposition method, a rubbing method, etc. can also be used.
(ii)硬化性樹脂組成物の塗布方法
本工程においては、硬化性樹脂組成物は、基材上に塗布してもよく、凹部形成用基板上に塗布してもよいものである。また、基材と凹部形成用基板とを所定の間隙をおいて固定し、その間に硬化性樹脂組成物を流し込み、塗布するものであってもよい。
(Ii) Application method of curable resin composition In this process, the curable resin composition may be applied on a base material or a substrate for forming recesses. Further, the base material and the recess forming substrate may be fixed with a predetermined gap, and the curable resin composition may be poured and applied between them.
上記硬化性樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、ディップコート法、カーテンコート法(ダイコート法)等が挙げられる。 Examples of the method for applying the curable resin composition include spin coating, roll coating, printing, dip coating, curtain coating (die coating), and the like.
塗布された硬化性樹脂組成物の膜厚としては、0.1〜30μmの範囲内、特に0.2〜10μmの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄すぎると、硬化性樹脂組成物への凹部の複製が十分に行われない可能性があるからである。また、膜厚が厚すぎると、本発明により製造された積層体を例えば光学補償板に用いる場合、光学補償板の薄型化が困難となるからである。また、基材がフィルムである場合、塗布面がカールしやすくなる可能性があるからである。 The film thickness of the applied curable resin composition is preferably in the range of 0.1 to 30 μm, particularly preferably in the range of 0.2 to 10 μm. This is because if the film thickness is too thinner than the above range, the recesses may not be sufficiently replicated in the curable resin composition. Further, if the film thickness is too thick, it is difficult to make the optical compensator thin when the laminate manufactured according to the present invention is used for an optical compensator, for example. Further, when the substrate is a film, the coated surface may be easily curled.
また、上記硬化性樹脂組成物が所望の膜厚となるように、塗布量を制御して上述した方法により塗布してもよく、塗布した後に余剰な硬化性樹脂組成物を取り除いてもよい。余剰な硬化性樹脂組成物を取り除く方法としては、ローラーを用いて取り除く方法、ドクターを用いて掻き取る方法等が挙げられる。また、このような余剰な硬化性樹脂組成物を取り除く工程は、塗布工程後に行ってもよく、後述する配置工程後に行ってもよい。 Moreover, it may apply | coat by the method mentioned above, controlling application quantity so that the said curable resin composition may become a desired film thickness, and after apply | coating, you may remove an excess curable resin composition. Examples of a method for removing excess curable resin composition include a method for removing using a roller, a method for scraping using a doctor, and the like. Moreover, the process of removing such an excessive curable resin composition may be performed after an application | coating process, and may be performed after the arrangement | positioning process mentioned later.
なお、硬化性樹脂組成物については、上述した「A.積層体」の樹脂層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 In addition, since it is the same as that of what was described in the term of the resin layer of "A. laminated body" mentioned above about curable resin composition, description here is abbreviate | omitted.
(配置工程)
次に、本発明における樹脂層形成工程の配置工程について説明する。本発明における配置工程は、上記基材および上記凹部形成用基板を、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる工程である。
(Arrangement process)
Next, the arrangement | positioning process of the resin layer formation process in this invention is demonstrated. The disposing step in the present invention is a step of overlapping the base material and the concave portion forming substrate with the curable resin composition interposed therebetween.
上記基材および凹部形成用基板の配置方法としては、塗布された硬化性樹脂組成物が基材および凹部形成用基板と接するように配置されていれば特に限定はされないが、硬化性樹脂組成物が基材と密着するように配置されることが好ましい。硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化性樹脂からなる樹脂層は基材上に形成されるため、硬化性樹脂組成物が基材と密着することが好ましいからである。また、上記基材と上記凹部形成用基板とは、硬化性樹脂組成物が目的の膜厚となるように、間隙をおいて配置されることが好ましい。 The arrangement method of the substrate and the recess forming substrate is not particularly limited as long as the applied curable resin composition is arranged so as to be in contact with the substrate and the recess forming substrate, but the curable resin composition is not limited. Is preferably arranged so as to be in close contact with the substrate. This is because the resin layer made of the curable resin obtained by curing the curable resin composition is formed on the substrate, and therefore, the curable resin composition is preferably in close contact with the substrate. Moreover, it is preferable that the said base material and the said board | substrate for recessed part formation are arrange | positioned with a gap | interval so that a curable resin composition may become the target film thickness.
また、上記基材と上記硬化性樹脂組成物との密着性を向上させるために、基材に表面処理行うことが好ましい。具体的には、グロー放電処理、コロナ放電処理、UV処理、ケン化処理等を用いることができる。また、基材上にプライマー層を形成してもよい。さらに、硬化性樹脂から基材を保護する目的でプライマー層(バリア層)を設けてもよい。このようなプライマー層としては、例えばシラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。 Moreover, in order to improve the adhesiveness of the said base material and the said curable resin composition, it is preferable to surface-treat to a base material. Specifically, glow discharge treatment, corona discharge treatment, UV treatment, saponification treatment, or the like can be used. Moreover, you may form a primer layer on a base material. Further, a primer layer (barrier layer) may be provided for the purpose of protecting the substrate from the curable resin. Examples of such a primer layer include silane-based and titanium-based coupling agents.
(硬化工程)
本発明における樹脂層形成工程においては、上記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程が行われる。
(Curing process)
In the resin layer forming step in the present invention, a curing step is performed in which the curable resin composition is cured to form a curable resin.
上記硬化性樹脂組成物の硬化方法としては、エネルギー線を照射する方法、加熱する方法等を挙げることができるが、本発明においてはエネルギー線を照射する方法を用いることが好ましい。本発明でいうエネルギー線とは、硬化性樹脂組成物に含まれるモノマーおよびポリマーに対して重合を起こさせる能力があるエネルギー線を示すものである。 Examples of the curing method of the curable resin composition include a method of irradiating energy rays, a method of heating, and the like. In the present invention, it is preferable to use a method of irradiating energy rays. The energy rays referred to in the present invention indicate energy rays capable of causing polymerization with respect to monomers and polymers contained in the curable resin composition.
エネルギー線としては、硬化性樹脂組成物を重合せさることが可能なエネルギー線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用され、波長が150〜500nm、好ましくは250〜450nm、さらに好ましくは300〜400nmの照射光が用いられる。 The energy ray is not particularly limited as long as it is an energy ray capable of polymerizing the curable resin composition, but usually ultraviolet light or visible light is used from the viewpoint of the ease of equipment and the like. Irradiation light having a wavelength of 150 to 500 nm, preferably 250 to 450 nm, and more preferably 300 to 400 nm is used.
本発明においては、紫外線(UV)をエネルギー線として照射する方法が好ましい方法であるといえる。活性放射線としてUVを用いる方法は、既に確立された技術であることから、用いる光重合開始剤を含めて、本発明への応用が容易であるからである。 In the present invention, a method of irradiating ultraviolet rays (UV) as energy rays is a preferable method. This is because the method using UV as the actinic radiation is an already established technique, and therefore it is easy to apply to the present invention including the photopolymerization initiator to be used.
この照射光の光源としては、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)などが例示できる。なかでもメタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ灯等の使用が推奨される。また、照射強度は、硬化性樹脂組成物の組成や光重合開始剤の多寡によって適宜調整されて照射される。 As the light source of this irradiation light, low pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high pressure discharge lamp (high pressure mercury lamp, metal halide lamp), short arc discharge lamp (super high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon) Lamp). In particular, the use of metal halide lamps, xenon lamps, high-pressure mercury lamps, etc. is recommended. The irradiation intensity is appropriately adjusted according to the composition of the curable resin composition and the amount of photopolymerization initiator.
また、硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られる硬化性樹脂の膜厚としては、0.1〜30μmの範囲内、特に0.2〜10μmの範囲内であることが好ましい。膜厚が厚すぎると、本発明により製造された積層体が重厚となり薄型化が困難になるからである。また、膜厚が薄すぎると、強靭性に劣るからである。 Moreover, as a film thickness of curable resin obtained by hardening | curing curable resin composition, it is preferable to exist in the range of 0.1-30 micrometers, especially in the range of 0.2-10 micrometers. This is because if the film thickness is too thick, the laminate produced according to the present invention becomes heavy and it is difficult to reduce the thickness. Moreover, it is because toughness is inferior when a film thickness is too thin.
本発明において、硬化工程は、上記塗布工程後、上記配置工程後、または凹部形成工程中のいずれに行ってもよいものである。すなわち、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布した後に硬化させる(塗布工程後 第5の態様)、硬化性樹脂組成物を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置した後に硬化させる(配置工程後 第6の態様)、または、硬化性樹脂組成物から凹部形成用基板を剥離した後に硬化させる(凹部形成工程中 第7の態様)のどの場合で行ってもよいものである。以下、各態様について説明する。 In the present invention, the curing step may be performed after the coating step, after the placement step, or during the recess formation step. That is, the curable resin composition is applied onto a substrate or a substrate for forming recesses and then cured (fifth embodiment after the application step), and the substrate and the substrate for forming recesses are overlapped with the curable resin composition interposed therebetween. And then curing after disposing (sixth aspect after the disposing process) or curing after removing the recess forming substrate from the curable resin composition (seventh aspect during the recess forming process). Is also good. Hereinafter, each aspect will be described.
(i)第5の態様
本発明において、硬化工程の第5の態様は、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布し、エネルギーを照射して上記硬化性樹脂組成物を硬化し、硬化して得られる硬化性樹脂を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置し、上記硬化性樹脂から凹部形成用基板を剥離し、凹部または凸部を形成するものである。
(I) 5th aspect In this invention, the 5th aspect of a hardening process apply | coats a curable resin composition on the base material or the board | substrate for recessed formation, and irradiates energy, The said curable resin composition is applied. The substrate and the concave portion forming substrate are placed on top of each other with the curable resin obtained by curing and curing, and the concave portion forming substrate is peeled from the curable resin to form the concave portion or the convex portion. is there.
この際、上記硬化性樹脂組成物を硬化させるためのエネルギー線の照射方向としては、基材または凹部形成用基板側からでもよく、硬化性樹脂組成物側からでもよい。ただし、基材または凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布し、基材または凹部形成用基板側から照射する場合は、基材または凹部形成用基板が透明材料である必要がある。 At this time, the irradiation direction of the energy rays for curing the curable resin composition may be from the substrate or the concave portion forming substrate side or from the curable resin composition side. However, when a curable resin composition is applied onto a substrate or a substrate for forming recesses and irradiated from the substrate or substrate for forming recesses, the substrate or substrate for forming recesses needs to be a transparent material.
また、基材上に硬化性樹脂組成物を塗布して硬化させる場合は、硬化して得られる硬化性樹脂の表面に凹部形成用基板を配置して、凹部を複製することから、硬化後も硬化性樹脂は所定の粘度を有している必要がある。よって、硬化性樹脂組成物を完全に硬化させないことが好ましく、硬化性樹脂の表面に凹部形成用基板を配置した後、または硬化性樹脂から凹部形成用基板を剥離した後に、再度硬化させてもよい。 In addition, when the curable resin composition is applied and cured on the base material, the concave portion forming substrate is placed on the surface of the curable resin obtained by curing, and the concave portion is duplicated. The curable resin needs to have a predetermined viscosity. Therefore, it is preferable not to completely cure the curable resin composition, and after the recess forming substrate is disposed on the surface of the curable resin, or after the recess forming substrate is peeled from the curable resin, it may be cured again. Good.
(ii)第6の態様
本発明において、硬化工程の第6の態様は、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布し、上記硬化性樹脂組成物を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置し、エネルギーを照射して上記硬化性樹脂組成物を硬化し、硬化して得られる硬化性樹脂から凹部形成用基板を剥離し、凹部または凸部を形成するものである。
(Ii) Sixth aspect In the present invention, the sixth aspect of the curing step is that the curable resin composition is applied onto a base material or a recess forming substrate, and the base material and the curable resin composition are sandwiched therebetween. The recessed portion forming substrate is placed in an overlapping manner, irradiated with energy to cure the curable resin composition, and the recessed portion forming substrate is peeled off from the curable resin obtained by curing to form a recessed portion or a projected portion. Is.
この際、上記硬化性樹脂組成物を硬化させるためのエネルギー線の照射方向としては、凹部形成用基板側からでもよく、基材側からでもよい。ただし、基材側から照射する場合は、基材が透明材料である必要があり、凹部形成用基板側から照射する場合は、凹部形成用基板が透明材料である必要がある。 At this time, the irradiation direction of the energy rays for curing the curable resin composition may be from the recess forming substrate side or from the base material side. However, when irradiating from the base material side, the base material needs to be a transparent material, and when irradiating from the concave portion forming substrate side, the concave portion forming substrate needs to be a transparent material.
(iii)第7の態様
本発明において、硬化工程の第7の態様は、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布し、上記硬化性樹脂組成物を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置し、上記硬化性樹脂組成物から凹部形成用基板を剥離し、エネルギーを照射して上記硬化性樹脂組成物を硬化し、凹部または凸部を形成するものである。
(Iii) 7th aspect In this invention, the 7th aspect of a hardening process apply | coats a curable resin composition on a base material or the board | substrate for recessed formation, a base material on both sides of the said curable resin composition, and The concave forming substrate is placed in an overlapping manner, the concave forming substrate is peeled off from the curable resin composition, energy is irradiated to cure the curable resin composition, and a concave or convex portion is formed. is there.
この際、上記硬化性樹脂組成物を硬化させるためのエネルギー線の照射方向としては、硬化性樹脂組成物側からでもよく、基材側からでもよい。ただし、基材側から照射する場合は、基材が透明材料である必要がある。 At this time, the irradiation direction of the energy ray for curing the curable resin composition may be from the curable resin composition side or from the substrate side. However, when irradiating from the base material side, the base material needs to be a transparent material.
また、硬化性樹脂組成物から凹部形成用基板を剥離した後に、硬化性樹脂組成物を硬化させることから、硬化性樹脂組成物は凹部形成用基板を剥離した後も凹部を維持している必要がある。よって、硬化性樹脂組成物が所定の粘度を有するように、硬化性樹脂組成物から凹部形成用基板を剥離する前に、予め半硬化状態とさせてもよい。 In addition, since the curable resin composition is cured after peeling the recess forming substrate from the curable resin composition, the curable resin composition needs to maintain the recess even after peeling the recess forming substrate. There is. Therefore, the curable resin composition may have a semi-cured state in advance before peeling the recess forming substrate from the curable resin composition so that the curable resin composition has a predetermined viscosity.
(凹部形成工程)
本発明における樹脂層形成工程においては、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程が行われる。
(Recess formation process)
In the resin layer forming step in the present invention, a concave portion forming step is performed in which the concave portion forming substrate is peeled from the curable resin composition or the curable resin to form a patterned concave portion or convex portion.
上記硬化性樹脂組成物もしくは上記硬化性樹脂から凹部形成用基板を剥離する方法としては、硬化性樹脂組成物もしくは硬化性樹脂が凹部形成用基板から剥がれ、基材に密着しており、かつ凹部が形成されていれば、特に限定されるものではない。 As a method of peeling the concave portion forming substrate from the curable resin composition or the curable resin, the curable resin composition or the curable resin is peeled off from the concave portion forming substrate and is in close contact with the base material, and the concave portion is formed. If it is formed, it will not specifically limit.
また、本発明においては、凹部形成用基板が凹凸用円筒ドラムにより移動し、基材が基材用円筒ドラムにより移動しており、上記二つの円筒ドラム上で硬化性樹脂組成物または硬化性樹脂を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせ、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離し、上記基材上に連続的に凹部を複製することにより、凹部を有する樹脂層が形成されてもよい。さらに、上記凹部形成用基板が、凹凸用円筒ドラムであってもよい。ロールトゥロールプロセスを経ることにより、基材上に凹部の複製を連続的に行うことができ、製造効率が向上するからである。また、このような凹部形成用基板の原版を一度作製するだけで、任意の方向に光学軸をもつ光学補償板等に用いることが可能な積層体を大量に製造できるからである。 Further, in the present invention, the recess forming substrate is moved by the concave and convex cylindrical drum, and the base material is moved by the base cylindrical drum, and the curable resin composition or the curable resin is moved on the two cylindrical drums. By overlapping the base material and the concave portion forming substrate across the substrate, peeling the concave portion forming substrate from the curable resin composition or the curable resin, and continuously replicating the concave portion on the base material, A resin layer having a recess may be formed. Furthermore, the concave-convex forming substrate may be a concave-convex cylindrical drum. This is because by passing through the roll-to-roll process, the concave portions can be continuously replicated on the base material, and the production efficiency is improved. Moreover, it is because a large number of laminates that can be used for an optical compensator having an optical axis in an arbitrary direction can be manufactured by producing a master of such a recess forming substrate once.
(その他)
本発明においては、上記樹脂層形成工程の後、凹部を有する樹脂層表面を親水化する親水化処理工程が行われることが好ましい。通常、上述した樹脂層形成工程を行うと、形成された樹脂層表面は撥水性が高くなり、板状分子が十分に配向しない可能性があるからである。なお、親水化処理方法に関しては、上述した「A.積層体」の樹脂層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(Other)
In the present invention, it is preferable that a hydrophilic treatment process for hydrophilizing the resin layer surface having the recesses is performed after the resin layer forming process. Usually, when the above-described resin layer forming step is performed, the surface of the formed resin layer has high water repellency, and the plate-like molecules may not be sufficiently oriented. Since the hydrophilic treatment method is the same as that described in the section of the resin layer of “A. Laminate” described above, the description thereof is omitted here.
2.液晶層形成工程
次に、本発明における液晶層形成工程について説明する。本発明における液晶層形成工程は、上記配向層上に液晶組成物を塗布し、上記配向層によりネマチック液晶を配向させ、上記ネマチック液晶の配向状態を固定化することにより液晶層を形成する工程である。
2. Liquid Crystal Layer Forming Step Next, the liquid crystal layer forming step in the present invention will be described. The liquid crystal layer forming step in the present invention is a step of forming a liquid crystal layer by applying a liquid crystal composition on the alignment layer, aligning the nematic liquid crystal with the alignment layer, and fixing the alignment state of the nematic liquid crystal. is there.
本発明に用いられる液晶組成物は、上述した「A.積層体」の液晶層の項に記載したネマチック液晶を含有するものである。また、上記液晶組成物を配向層上に塗布する際には、液晶組成物を融解させて用いてもよく、また液晶組成物を溶媒に溶解して用いてもよい。 The liquid crystal composition used in the present invention contains the nematic liquid crystal described in the section of the liquid crystal layer of “A. Laminate” described above. Moreover, when apply | coating the said liquid-crystal composition on an orientation layer, you may melt | dissolve and use a liquid-crystal composition, and you may melt | dissolve and use a liquid-crystal composition in a solvent.
上記液晶組成物を溶解させるために用いられる溶媒としては、上述したネマチック液晶等を溶解することができ、かつ上記配向層の配向能を阻害しない溶媒であれば特に限定されるものではない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類;メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン等のケトン類;酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類;フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ類等の1種または2種以上が使用可能である。 The solvent used for dissolving the liquid crystal composition is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described nematic liquid crystal and does not inhibit the alignment ability of the alignment layer. For example, hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-butylbenzene, diethylbenzene and tetralin; ethers such as methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene and diethylene glycol dimethyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2 Ketones such as 1,4-pentanedione; esters such as ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, γ-butyrolactone; 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl Amide solvents such as acetamide; t-butyl alcohol, diacetone alcohol, glycerin, monoacetin, ethylene glycol, triethyleneglycol Alcohols such as hexylene glycol, phenols, phenols such as phenol and parachlorophenol, and one or more cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and ethylene glycol monomethyl ether acetate can be used. .
また、単一種の溶媒を使用しただけでは、上記ネマチック液晶等の溶解性が不十分であったり、上述したように配向層が侵食されたりする場合があるが、2種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合を回避することができる。上記の溶媒の中にあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素類およびグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいのは、エーテル類またはケトン類と、グリコール系溶媒との混合系である。液晶組成物を溶媒に溶解させた溶液の濃度は、ネマチック液晶の溶解性や、目的とする液晶層の厚みに依存するため一概には規定できないが、通常は0.1〜40重量%、好ましくは1〜20重量%の範囲で調製される。溶液の濃度が低すぎると、ネマチック液晶が配向しにくくなる可能性があり、逆に溶液の濃度が高すぎると、溶液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなる場合があるからである。 In addition, the use of a single type of solvent may result in insufficient solubility of the nematic liquid crystal or the like, and the alignment layer may be eroded as described above. By doing so, this inconvenience can be avoided. Of these solvents, hydrocarbons and glycol monoether acetate solvents are preferred as the sole solvent, and mixed solvents of ethers or ketones and glycol solvents are preferred as the mixed solvent. It is. The concentration of the solution in which the liquid crystal composition is dissolved in a solvent depends on the solubility of the nematic liquid crystal and the thickness of the target liquid crystal layer, and thus cannot be defined unconditionally, but is usually 0.1 to 40% by weight, preferably Is prepared in the range of 1 to 20% by weight. If the concentration of the solution is too low, the nematic liquid crystal may be difficult to align. Conversely, if the concentration of the solution is too high, the viscosity of the solution will increase and it may be difficult to form a uniform coating film. It is.
さらに、上記液晶組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと1塩基酸または多塩基酸を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリエステル(メタ)アクリレート;ポリオール基と2個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン(メタ)アクリレート;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート等の光重合性化合物;アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等が挙げられる。上記液晶組成物に対するこれら化合物の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で選択される。これらの化合物の添加により、ネマチック液晶の硬化性が向上し、得られる液晶層の機械強度が増大し、またその安定性が改善される。 Furthermore, the following compounds can be added to the liquid crystal composition as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of compounds that can be added include polyester (meth) acrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid with a polyester prepolymer obtained by condensing polyhydric alcohol and monobasic acid or polybasic acid; A polyurethane (meth) acrylate obtained by reacting a compound having two isocyanate groups with each other and then reacting the reaction product with (meth) acrylic acid; bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak Type epoxy resins, polycarboxylic acid polyglycidyl esters, polyol polyglycidyl ethers, aliphatic or cycloaliphatic epoxy resins, amine epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, dihydroxybenzene type epoxy resins and the like (meth) Acry Photopolymerizable compound in epoxy (meth) acrylate obtained by reacting an acid; photopolymerizable liquid crystal compound having an acryl group or methacryl group and the like. The amount of these compounds added to the liquid crystal composition is selected in such a range that the object of the present invention is not impaired. By adding these compounds, the curability of the nematic liquid crystal is improved, the mechanical strength of the obtained liquid crystal layer is increased, and the stability is improved.
このような液晶組成物の塗布方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法(ダイコート法)、キャスティング法、バーコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、リバースコート法、押し出しコート法等が挙げられる。 Examples of the method for applying such a liquid crystal composition include spin coating, roll coating, printing, dipping and lifting, curtain coating (die coating), casting, bar coating, blade coating, and spray coating. , Gravure coating method, reverse coating method, extrusion coating method and the like.
本発明においては、上述したように液晶組成物を配向層上に塗布することにより塗膜を形成する方法の他に、例えばドライフィルム等を予め形成して、これを配向層上に積層する方法をとることも可能である。本発明においては、中でも、液晶組成物を溶媒に溶解し、これを配向層上に塗布し、溶媒を乾燥させる方法が好ましく用いられる。このような方法は、その他の方法と比較して工程上簡便であるからである。 In the present invention, in addition to the method of forming a coating film by applying the liquid crystal composition on the alignment layer as described above, for example, a method of previously forming a dry film and laminating the film on the alignment layer. It is also possible to take In the present invention, among them, a method in which the liquid crystal composition is dissolved in a solvent, applied onto the alignment layer, and the solvent is dried is preferably used. This is because such a method is simpler in process than other methods.
溶媒の乾燥方法としては、一般的に溶媒の乾燥に用いられている方法、例えば減圧乾燥もしくは加熱乾燥、さらにはこれらを組み合わせる方法等が挙げられる。 Examples of the solvent drying method include methods generally used for solvent drying, such as vacuum drying or heat drying, and a combination of these.
本発明においては、上述したように配向層上に液晶組成物を塗布して乾燥させた後、液晶組成物中のネマチック液晶を配向層により配向させる。ネマチック液晶の配向処理は、通常、N−I転移点以下で熱処理する方法等により行われる。ここで、N−I転移点とは、液晶相から等方相へ転移する温度を示すものである。 In the present invention, as described above, the liquid crystal composition is applied onto the alignment layer and dried, and then the nematic liquid crystal in the liquid crystal composition is aligned by the alignment layer. The alignment treatment of the nematic liquid crystal is usually performed by a method of performing a heat treatment below the NI transition point. Here, the NI transition point indicates the temperature at which the liquid crystal phase transitions to the isotropic phase.
また本発明においては、ネマチック液晶を配向させた後、ネマチック液晶の配向状態が固定化されるものである。ネマチック液晶の配向状態の固定化処理は、用いられるネマチック液晶によって異なる方法により行われる。具体的には、ネマチック液晶が重合性液晶材料である場合と、重合性をもたない高分子液晶材料である場合とに分かれる。以下、重合性液晶材料の場合と、重合性をもたない高分子液晶材料である場合とに分けて説明する。 In the present invention, after the nematic liquid crystal is aligned, the alignment state of the nematic liquid crystal is fixed. The fixing process of the alignment state of the nematic liquid crystal is performed by a different method depending on the nematic liquid crystal used. Specifically, there are a case where the nematic liquid crystal is a polymerizable liquid crystal material and a case where the nematic liquid crystal is a polymer liquid crystal material having no polymerizability. Hereinafter, the case of a polymerizable liquid crystal material and the case of a polymer liquid crystal material having no polymerizability will be described separately.
(1)重合性液晶材料
本発明において、重合性液晶材料の配向状態の固定化処理は、重合性液晶材料からなる塗膜に対して、重合を活性化する活性放射線を照射する方法により行われる。
(1) Polymerizable liquid crystal material In the present invention, the alignment treatment of the polymerizable liquid crystal material is performed by a method of irradiating the coating film made of the polymerizable liquid crystal material with actinic radiation that activates the polymerization. .
本発明でいう活性放射線とは、重合性の材料に対して重合を起こさせる能力がある放射線をいい、必要であれば重合性材料内に光重合開始剤が含まれていてもよい。なお、光重合開始剤については、上述した「A.積層体」の液晶層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The active radiation as used in the field of this invention means the radiation which has the capability to cause superposition | polymerization with respect to polymeric material, If necessary, the photoinitiator may be contained in polymeric material. The photopolymerization initiator is the same as that described in the section of the liquid crystal layer of “A. Laminate” described above, and thus the description thereof is omitted here.
活性放射線としては、重合性液晶材料を重合せさることが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用され、波長が150〜500nm、好ましくは250〜450nm、さらに好ましくは300〜400nmの照射光が用いられる。 The actinic radiation is not particularly limited as long as it is a radiation capable of polymerizing the polymerizable liquid crystal material, but usually ultraviolet light or visible light is used from the viewpoint of the ease of the apparatus, and the wavelength. Irradiating light of 150 to 500 nm, preferably 250 to 450 nm, more preferably 300 to 400 nm is used.
本発明においては、光重合開始剤が紫外線(UV)でラジカルを発生し、重合性液晶材料がラジカル重合するような重合性液晶材料に対して、紫外線(UV)を活性放射線として照射する方法が好ましい方法であるといえる。活性放射線としてUVを用いる方法は、既に確立された技術であることから、用いる光重合開始剤を含めて、本発明への応用が容易であるからである。 In the present invention, there is a method of irradiating a polymerizable liquid crystal material in which the photopolymerization initiator generates radicals by ultraviolet (UV) and the polymerizable liquid crystal material undergoes radical polymerization, using ultraviolet (UV) as active radiation. It can be said that this is a preferred method. This is because the method using UV as the actinic radiation is an already established technique, and therefore it is easy to apply to the present invention including the photopolymerization initiator to be used.
この照射光の光源としては、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)などが例示できる。中でも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ灯等の使用が推奨される。また、照射強度は、重合性液晶材料の組成や光重合開始剤の多寡によって適宜調整されて照射される。 As the light source of this irradiation light, low pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high pressure discharge lamp (high pressure mercury lamp, metal halide lamp), short arc discharge lamp (super high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon) Lamp). Among these, use of a metal halide lamp, a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, etc. is recommended. The irradiation intensity is appropriately adjusted according to the composition of the polymerizable liquid crystal material and the amount of photopolymerization initiator.
このような活性照射線の照射による固定化処理は、重合性液晶材料が液晶相となる温度条件で行ってもよく、また液晶相となる温度より低い温度で行ってもよい。一旦液晶相となった重合性液晶材料は、その後温度を低下させても、配向状態が急に乱れることはないからである。 Such immobilization treatment by irradiation with actinic radiation may be performed under a temperature condition in which the polymerizable liquid crystal material becomes a liquid crystal phase, or may be performed at a temperature lower than the temperature at which the liquid crystal phase becomes. This is because the alignment state of the polymerizable liquid crystal material once in the liquid crystal phase is not disturbed suddenly even if the temperature is lowered thereafter.
(2)重合性をもたない高分子液晶材料
本発明において、重合性をもたない高分子液晶材料を用いた場合の配向状態の固定化処理は、処理温度を液晶相となる温度から、固相となる温度に低下させる方法により行われる。高分子液晶材料を配向層により配向させ、この状態で処理温度をガラス状態となる温度まで下げることにより、液晶層とすることができるのである。
(2) Polymer liquid crystal material having no polymerizability In the present invention, in the case of using a polymer liquid crystal material having no polymerizability, the alignment state is fixed from the temperature at which the liquid crystal phase is treated, It is carried out by a method of reducing the temperature to a solid phase. A liquid crystal layer can be formed by aligning a polymer liquid crystal material with an alignment layer and lowering the treatment temperature to a temperature at which glass is brought into this state.
3.その他
本発明の積層体の製造方法を用いて、例えば光学補償板、光学補償偏光板、積層型光学補償板、液晶表示素子用基板、液晶表示素子などを製造することができる。
3. Others Using the method for producing a laminate of the present invention, for example, an optical compensation plate, an optical compensation polarizing plate, a laminated optical compensation plate, a substrate for a liquid crystal display element, a liquid crystal display element and the like can be produced.
本発明の積層体の製造方法を用いて液晶表示素子用基板を製造するには、例えば、上述した積層体の製造方法により積層体を形成する積層体形成工程と、上記積層体上に電極層を形成する電極層形成工程と、上記電極層上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを行うことにより、液晶表示素子用基板を製造することができる。 In order to produce a substrate for a liquid crystal display element using the laminate production method of the present invention, for example, a laminate formation step of forming a laminate by the above-described laminate production method, and an electrode layer on the laminate A substrate for a liquid crystal display element can be produced by performing an electrode layer forming step of forming and an alignment film forming step of forming an alignment film on the electrode layer.
電極層の形成方法としては、CVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の蒸着方法により形成することができる。また、配向膜の形成方法としては、一般的な配向膜の形成方法を用いることができ、例えばラビング処理、光配向処理等が挙げられる。 The electrode layer can be formed by a vapor deposition method such as a CVD method, a sputtering method, or an ion plating method. In addition, as a method for forming the alignment film, a general method for forming an alignment film can be used, and examples thereof include a rubbing process and a photo-alignment process.
なお、液晶表示素子用基板のその他の点に関しては、上述した「E.液晶表示素子用基板」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 Since the other points of the liquid crystal display element substrate are the same as those described in the above-mentioned “E. Liquid crystal display element substrate”, description thereof is omitted here.
また、本発明の積層体の製造方法を用いて液晶表示素子を製造する際には、上述した液晶表示素子用基板の製造方法を用いることが好ましい。上記液晶表示素子用基板と、基材上に電極層および配向膜を有する対向基板とを、それぞれの配向膜が向かい合うように配置し、その間に液晶を注入することにより、液晶表示素子を製造することができる。 Moreover, when manufacturing a liquid crystal display element using the manufacturing method of the laminated body of this invention, it is preferable to use the manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display elements mentioned above. A liquid crystal display element is manufactured by arranging the liquid crystal display element substrate and a counter substrate having an electrode layer and an alignment film on a base material so that the alignment films face each other and injecting liquid crystal therebetween. be able to.
例えば、液晶表示素子用基板の配向膜上にスペーサーとしてビーズを分散させ、周囲にシール剤を塗布して、液晶表示素子用基板および対向基板をそれぞれの配向膜が対向するように貼り合わせ、熱圧着させる。そして、注入口からキャピラリー効果を利用し、液晶を加熱して等方相またはネマチック相の状態で注入し、注入口を紫外線硬化樹脂等により封鎖する。その後、液晶を徐冷することにより配向させる。さらに、対向基板の外側に偏光板を貼り合わせることにより、液晶表示素子を得ることができる。 For example, beads are dispersed as spacers on the alignment film of the liquid crystal display element substrate, a sealant is applied around the substrate, and the liquid crystal display element substrate and the counter substrate are bonded so that the alignment films face each other, Crimp. Then, utilizing the capillary effect from the injection port, the liquid crystal is heated and injected in an isotropic or nematic phase, and the injection port is sealed with an ultraviolet curable resin or the like. Thereafter, the liquid crystal is gradually cooled to be aligned. Furthermore, a liquid crystal display element can be obtained by attaching a polarizing plate to the outside of the counter substrate.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
[実施例1]
(樹脂層の形成)
洗浄したITO付きガラス基板上に、エタノールに溶解した0.1wt%のシランカップリング剤をスピンナーを用いて塗布し、乾燥させて、10nmのアンカー層を形成した。このアンカー層上に、下記組成のUV硬化性アクリレート系樹脂組成物を塗布し、所望のパターン状の凸部を形成したポリカーボネート製の凹部形成用基板を押し付け、100kg/cm2の圧力で1分間プレスしながら、約100mJ/cm2の紫外線を照射して、上記UV硬化性アクリレート系樹脂組成物を硬化させた。さらに、凹部形成用基板を剥離し、3000mJ/cm2の紫外線を照射して完全に上記UV硬化性アクリレート系樹脂組成物を硬化させて、パターン状の凹部を形成した。このパターン状の凹部は、凹部の幅:0.2μm、凸部の幅:0.2μm、ピッチ:0.4μm、深さ:0.2μmであり、ストライプ形状のパターンであった。これにより樹脂層を形成した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[Example 1]
(Formation of resin layer)
On the washed glass substrate with ITO, 0.1 wt% silane coupling agent dissolved in ethanol was applied using a spinner and dried to form a 10 nm anchor layer. On this anchor layer, a UV-curable acrylate resin composition having the following composition was applied, and a polycarbonate recess-forming substrate on which a desired pattern-shaped projection was formed was pressed, and a pressure of 100 kg / cm 2 was applied for 1 minute. While pressing, the UV curable acrylate resin composition was cured by irradiating with about 100 mJ / cm 2 of ultraviolet rays. Further, the recess-forming substrate was peeled off, and 3000 mJ / cm 2 of ultraviolet rays were irradiated to completely cure the UV curable acrylate resin composition, thereby forming a patterned recess. The pattern-like recesses had a recess width: 0.2 μm, a protrusion width: 0.2 μm, a pitch: 0.4 μm, and a depth: 0.2 μm, and had a stripe pattern. Thereby, a resin layer was formed.
<UV硬化性アクリレート系樹脂組成物>
・ゴーセラックUV−7500B(日本合成化薬社製) 40重量部
・1,6−へキサンジオールアクリレート(日本化薬社製) 35重量部
・ペンタエリスリトールアクリレート(東亜合成化学社製) 21重量部
・1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 2重量部
・ベンゾフェノン(日本化薬社製) 2重量部
<UV curable acrylate resin composition>
-40 parts by weight of GOSELAC UV-7500B (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)-35 parts by weight of 1,6-hexanediol acrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)-21 parts by weight of pentaerythritol acrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Ciba Specialty Chemicals) 2 parts by weight • Benzophenone (Nippon Kayaku Co., Ltd.) 2 parts by weight
(配向層の形成)
よく洗浄した上記樹脂層上に、二色性を有する板状分子を含有するインキ(Optiva社製、製品名:N015)をインクジェットを用いて塗布し、乾燥させた後、15%の塩化バリウム水溶液に約1秒間浸漬させた。さらに、これを洗浄して、再度乾燥させて、0.3μm厚の光学補償機能を有する配向層を形成した。この配向層の光学軸を測定したところ、ストライプ状の凹部に沿って垂直方向であった。
(Formation of alignment layer)
An ink containing a plate-like molecule having dichroism (manufactured by Optiva, product name: N015) was applied onto the well-washed resin layer using an inkjet and dried, and then a 15% barium chloride aqueous solution. For about 1 second. Further, this was washed and dried again to form an alignment layer having an optical compensation function having a thickness of 0.3 μm. When the optical axis of this alignment layer was measured, it was in the vertical direction along the stripe-shaped recess.
(液晶層の形成)
下記化学式で表されるネマチック液晶性を示す重合性液晶材料と、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名:IRG907)とを100:5(重量%比)の割合で混合した粉体を、トルエンに30重量%となるように溶解して、液晶組成物を調製した。
(Formation of liquid crystal layer)
A polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic liquid crystal properties represented by the following chemical formula and a photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Inc., trade name: IRG907) were mixed at a ratio of 100: 5 (% by weight). The powder was dissolved in toluene at 30% by weight to prepare a liquid crystal composition.
この液晶組成物を、上記配向層上にバーコートを用いて塗布した。さらに、溶媒を蒸発させた後、80℃で3分間配向処理を行って液晶を配向させ、紫外線を照射して液晶を重合させることにより、光学補償機能を有する液晶層を形成した。この液晶層の光学軸を測定したところ、上記配向層の光学軸に垂直方向であった。 This liquid crystal composition was applied onto the alignment layer using a bar coat. Further, after the solvent was evaporated, alignment treatment was performed at 80 ° C. for 3 minutes to align the liquid crystal, and ultraviolet light was irradiated to polymerize the liquid crystal, thereby forming a liquid crystal layer having an optical compensation function. When the optical axis of the liquid crystal layer was measured, it was perpendicular to the optical axis of the alignment layer.
[実施例2]
(樹脂層の形成)
実施例1と同様にして樹脂層を形成した。
[Example 2]
(Formation of resin layer)
A resin layer was formed in the same manner as in Example 1.
(配向層の形成)
板状分子として、二色性を有する板状分子を含有するインキ(Optiva社製、製品名:Y015)を用いた以外は、実施例1と同様にして光学補償機能を有する配向層を形成した。この配向層の光学軸を測定したところ、ストライプ状の凹部に沿って垂直方向であった。
(Formation of alignment layer)
An alignment layer having an optical compensation function was formed in the same manner as in Example 1 except that an ink containing a dichroic plate-like molecule (manufactured by Optiva, product name: Y015) was used as the plate-like molecule. . When the optical axis of this alignment layer was measured, it was in the vertical direction along the stripe-shaped recess.
(液晶層の形成)
さらに、実施例1と同様にして光学補償機能を有する液晶層を形成した。この液晶層の光学軸を測定したところ、上記配向層の光学軸に垂直方向であった。
(Formation of liquid crystal layer)
Further, a liquid crystal layer having an optical compensation function was formed in the same manner as in Example 1. When the optical axis of the liquid crystal layer was measured, it was perpendicular to the optical axis of the alignment layer.
[実施例3]
(樹脂層の形成)
実施例1と同様にして樹脂層を形成した。
[Example 3]
(Formation of resin layer)
A resin layer was formed in the same manner as in Example 1.
(配向層の形成)
実施例1と同様にして偏光機能を有する配向層を形成した。この配向層の偏光度は98%で、偏光軸はストライプ状の凹部に沿って平行方向であり、吸収軸はストライプ状の凹部に沿って垂直方向であった。
(Formation of alignment layer)
In the same manner as in Example 1, an alignment layer having a polarization function was formed. The alignment layer had a polarization degree of 98%, the polarization axis was parallel to the stripe-shaped recess, and the absorption axis was perpendicular to the stripe-shaped recess.
(液晶層の形成)
さらに、実施例1と同様にして光学補償機能を有する液晶層を形成した。この液晶層の光学軸を測定したところ、上記配向層の吸収軸に垂直方向であった。
(Formation of liquid crystal layer)
Further, a liquid crystal layer having an optical compensation function was formed in the same manner as in Example 1. When the optical axis of the liquid crystal layer was measured, it was perpendicular to the absorption axis of the alignment layer.
1 … 基材
2 … 配向層
2a … 樹脂層
2b … カラムナー層
3 … 液晶層
4 … 電極層
5 … 配向膜
6 … 偏光板
11 … 積層体
12 … 板状分子
12´ … カラム構造
13 … ネマチック液晶
n … 法線方向
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記板状分子は、前記板状分子の法線方向が前記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成し、前記カラム構造は前記基材の一定方向に複数配列しており、前記ネマチック液晶は、前記板状分子の法線方向に対して略垂直に配向していることを特徴とする積層体。 A laminate having a base material, an alignment layer formed on the base material and containing a plate-like molecule, and a liquid crystal layer formed on the alignment layer and having a nematic liquid crystal fixed thereto,
The plate-like molecule forms a column structure in which the normal direction of the plate-like molecule is arranged in a certain direction of the substrate, and a plurality of the column structures are arranged in a certain direction of the substrate, The nematic liquid crystal is aligned substantially perpendicularly to the normal direction of the plate-like molecule.
前記配向層上に液晶組成物を塗布し、前記液晶組成物中のネマチック液晶を、前記板状分子の法線方向に対して略垂直になるように配向させ、前記ネマチック液晶の配向状態を固定化することにより液晶層を形成する液晶層形成工程と
を有することを特徴とする積層体の製造方法。 A column structure in which a coating liquid for forming an alignment layer containing plate-like molecules is applied on a substrate, and the plate-like molecules are arranged with the normal direction of the plate-like molecules facing a certain direction of the substrate. An alignment layer is formed by performing a coating film forming process for aligning and forming a coating film, a drying process for drying the coating film, and an immobilization process for fixing the alignment state of the plate-like molecules. An alignment layer forming step,
A liquid crystal composition is applied on the alignment layer, and the nematic liquid crystal in the liquid crystal composition is aligned so as to be substantially perpendicular to the normal direction of the plate-like molecule, thereby fixing the alignment state of the nematic liquid crystal. And a liquid crystal layer forming step of forming a liquid crystal layer by forming a liquid crystal layer.
The method for producing a laminate according to any one of claims 10 to 14, wherein a method of crosslinking the plate-like molecules is used in the fixing step of the alignment layer forming step.
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