JP2007187690A - 低い遅延を有する重合した液晶フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、感光性化合物を含み、低い光学的遅延を有する重合した液晶(LC)フィルム、このようなフィルムを製造するための材料および方法、並びに液晶ディスプレイにおける配向膜もしくは光学的遅延フィルムまたは他の光学的もしくは電気光学的素子もしくはデバイスとしての、あるいは装飾もしくはセキュリティー用途のためのこの使用に関する。
【選択図】図1
Description
R=d×Δn
式中、Δnは、LC材料の複屈折であり、dは、フィルムの厚さである、
として示される、ある光学的遅延Rを必要とする。実際に、RMフィルムは、しばしば、プラスチック基板上に、ロールからロールへの(roll-to-roll)製造プロセスにより塗布される。このようなプロセスは、光学的高品質RMポリマーフィルムの安価な製造を可能にするように設計されている。時々、特定の光学的効果を達成するために、またはプロセスの理由により、比較的低い複屈折を有するRMを塗布するのが望ましい。
本発明は、ポリマーフィルムの製造方法であって、以下の段階:
a)少なくとも1種の複屈折感光性化合物を含む重合可能なLC材料の層を、基板上に設ける段階、
b)LC材料の層を配向させる段階、
c)LC材料またはこの選択された部分を、感光性化合物の光反応を生じ、同時にLC材料の重合を生じる条件に触れさせる段階、および
d)随意に重合したフィルムを基板から取り外す段階
を含む、前記方法に関する。
本発明はさらに、本明細書中に記載したポリマーフィルムの、液晶ディスプレイ(LCD)または他の光学的もしくは電気光学的素子もしくはデバイスにおける、装飾またはセキュリティー用途のための、配向膜または光学的遅延フィルムとしての使用に関する。
重合可能なLC材料は、1種または2種以上の感光性化合物、好ましくは光異性化可能なメソゲン性またはLC化合物、極めて好ましくはまた重合可能な光異性化可能な化合物を含む。LC材料は、基板上に設けられ、均一な配向、好ましくはプレナー配向に配列し、これは、既知の手法により達成することができる。次に、LC材料またはこの選択された領域を、この重合可能な成分の重合を生じ、同時に1種または2種以上の感光性化合物の光反応、例えばE−Zまたはシス−トランス異性化を生じさせる条件に触れさせる。これは、例えば、化学線、例えばUV光の照射により達成される。1種または2種以上の感光性化合物の光反応により、この複屈折の変化および/またはLC材料の均一な配向の崩壊がもたらされ、これにより、LC材料の全体的な複屈折の低下がもたらされる。複屈折の低下により、LC材料の露光された部分の遅延の低下がもたらされる。同時に、LC材料の遅延は、露光された部分におけるインサイチュでの(in-situ)光重合により固定される。
本発明の好ましい態様において、光反応および重合を、空気雰囲気中で行う。
LC材料の遅延の最初の値を、LC材料の層の厚さおよび個別の成分の複屈折の適切な選択により、制御することができる。
本発明のポリマーフィルムの軸上の遅延(即ち0°の視野角において)は、好ましくは>0〜250nmである。
Pは、重合可能な基、好ましくはアクリル、メタクリル、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテル、エポキシ、オキセタンまたはスチレン基であり、
xおよびyは、1〜12の同一であるかまたは異なる整数であり、
AおよびDは、随意にL1により単、二もしくは三置換されている1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、
uおよびvは、互いに独立して0または1であり、
Z0は、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−または単結合であり、
R0は、1個もしくは2個以上、好ましくは1〜12個のC原子を有し、随意にフッ素化されているアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシ、またはY0であり、
L1およびL2は、互いに独立して、H、F、Cl、CNまたは1〜5個のC原子を有する、随意にハロゲン化されているアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシである。
から選択された1種または2種以上のケイ皮酸エステルRMを含む。
LC材料において光反応を生じるために用いられる放射線は、感光性化合物のタイプに依存する。一般的に、UV放射線により誘発された光異性化を示す化合物が、好ましい。例えば、ケイ皮酸エステル化合物、例えば式III、IVおよびVで表されるものについて、典型的に、UV−A範囲内の波長(320〜400nm)または365nmの波長を有するUV放射線を、用いる。
本明細書中で言及する用語「重合可能な成分」は、全体の重合可能な混合物中の重合可能なメソゲン性および非メソゲン性化合物を意味し、即ち、他の重合可能でない成分および添加剤、例えば開始剤、界面活性剤、安定剤、溶媒などを含まない。
他の好ましい態様において、LC材料の重合可能な成分は、20〜99mol%、好ましくは40〜80mol%、最も好ましくは50〜70molの感光性化合物、好ましくはケイ皮酸エステルRM、最も好ましくは式III、IVおよびVから選択されたものを含む。
本発明のフィルムをまた、LC材料のための配向膜として用いることができる。例えば、本発明の重合したLCフィルムを用いて、この上に塗布された重合可能なLC材料のその後の層を配向させることが、可能である。このようにして、重合したLCフィルムの積み重ねを、製造することができる。
本発明のポリマーフィルムを、切換可能なLCセルを形成し、切換可能なLC媒体を含む、ディスプレイの切換可能なLCセルの外側の、または基板、通常ガラス基板の間のLCDにおける光学的遅延フィルムとして用いることができる(インセル(incell)適用)。
以下の例は、本発明を、これを限定せずに例示する。
混合物配合
異性化可能な化合物(3)および(4)を含む、本発明の重合可能なLC混合物1を、表1に示すように配合する。比較の目的のために、異性化可能な化合物を含まない重合可能な混合物2を、また表1に示すように配合する。
混合物1を溶解して、溶液を生成する。コーティング手法に依存して、2種の溶液を作成する。一方の溶液は、PGMEA中の50%固体である。他方の溶液は、キシレン中の38%固体である。
各々の溶液を、使用前にPTFE膜フィルターを通して0.2μmに濾過する。フィルムを、ガラス/ラビングしたポリイミド(JSR AL 1054)またはラビングしたトリアセチルセルロース(TAC)フィルムのいずれかの上に作成する。
ガラス/ポリイミド上の混合物1のフィルムを、50%PGMEA溶液を5000rpmで30秒間スピンコーティングすることにより製造し、その後種々の出力において、および種々の時間の長さにわたりUV−A放射線に露光することにより重合させる。
ガラス/ポリイミド上の混合物2のフィルムを、PGMEAに溶解した33%溶液を1500RPMで30秒間スピンコーティングすることにより、製造する。これにより、同様の遅延を有するフィルムが得られて、容易な比較が可能になる。
混合物1および2のスピンコーティングしたフィルムを、空気中および窒素雰囲気中で重合させる(20mWcm−2 UV−A放射線)。各々のフィルムの遅延を測定し、表2に示す。%遅延の値を、各々の混合物について、窒素の下で重合させたフィルムについての値に対して計算する。
例1の混合物1のフィルムを、空気中で、種々の強度のUV−A放射線を用いて重合させる。各々の場合において、露光時間は、60秒である。結果を、以下の表3に示す。
遅延に影響するための1つの他の方法は、種々の基板を用いることである。例えば、酸素を透過しないかまたはほとんど透過しない基板、例えばガラスおよび酸素を一層容易に透過する基板、例えばTACを用いて、種々の遅延を有するフィルムを製造することができる。
Claims (15)
- ポリマーフィルムの製造方法であって、以下の段階:
a)少なくとも1種の感光性複屈折化合物を含む重合可能なLC材料の層を、基板上に設ける段階、
b)LC材料の層を配向させる段階、
c)LC材料またはこの選択された部分を、感光性化合物の光反応を生じ、同時にLC材料の重合を生じる条件に触れさせる段階、および
d)随意に重合したフィルムを基板から取り外す段階
を含む、前記方法。 - 光反応および重合段階c)を、酸素の存在下で行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 光反応および重合段階c)を、空気雰囲気中で行うことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 基板が、親水性または酸素透過性基板であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 基板が、TAC、PET、PVAまたはPEフィルムであることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 段階c)における光反応および重合を、LC材料をUV放射線に露光することにより生じさせることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- ポリマーフィルムの光学的遅延を、UV放射線出力を増大させることにより低下させることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 重合可能なLC材料が、1種または2種以上の単反応性の、および1種または2種以上の二反応性の重合可能なメソゲン性化合物を含み、この少なくとも1種が感光性化合物であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 感光性化合物が、光異性化可能な化合物であり、光反応が、光異性化であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 重合可能なLC材料が、アゾベンゼン類、ベンズアルドキシム類、アゾメチン類、スチルベン類、スピロピラン類、スピロオキサジン類、フルギド類、ジアリールエテン類、ケイ皮酸エステル類、2−メチレンインダン−1−オン類および(ビス−)ベンジリデンシクロアルカノン類から選択された1種または2種以上の光異性化可能な化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 重合可能なLC材料が、重合可能なメソゲン性ケイ皮酸エステル類から選択された1種または2種以上の光異性化可能な化合物を含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- LC材料並びに光反応および重合条件を、ポリマーフィルムの光学的遅延が200nmより小さいように選択することを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の方法により得られる、ポリマーフィルム。
- 請求項13に記載のポリマーフィルムの、液晶ディスプレイ(LCD)または他の光学的もしくは電気光学的素子デバイスにおける、装飾またはセキュリティー用途のための、配向膜または光学的遅延フィルムとしての使用。
- 請求項14に記載のポリマーフィルムを含む、LCD。
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