JP2015143787A - 液晶硬化膜形成用組成物 - Google Patents
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Description
[1] 少なくとも2種の重合性液晶化合物、溶剤、重合開始剤、第3級アミン化合物及び3個以上のチオール基を含む化合物を含む液晶硬化膜形成用組成物。
[2] [1]に記載の組成物から形成される液晶硬化膜。
[3] 式(1)及び式(2)を満たす[2]に記載の液晶硬化膜。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
[式中、Re(450)、Re(550)、Re(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmの光に対する面内の位相差値を表す。]
[4] 厚みが0.05〜2μmである[2]又は[3]に記載の液晶硬化膜。
[5] [2]〜[4]のいずれかに記載の液晶硬化膜と、光配向膜層と、基材とをこの順に含む積層体。
[6] [2]〜[4]のいずれかに記載の液晶硬化膜と、粘接着剤層と、被転写体とを含む積層体の製造方法であって、基材上に液晶硬化膜を形成し、液晶硬化膜を、粘接着剤層を介して被転写体に貼合し、基材を取り除く製造方法。
[7] [6]に記載の製造方法により得られる積層体。
[8] [5]又は[7]に記載の積層体を備えた表示装置。
重合性液晶化合物とは、重合性基を有し、かつ、液晶性を有する化合物である。重合性基は、重合反応に関与する基を意味し、光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基のことをいう。
重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1−クロロビニル基、イソプロペニル基、4−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられ、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック液晶でも良く、サーモトロピック液晶における、ネマチック液晶でもスメクチック液晶でも良い。製造の容易さという観点からサーモトロピック性のネマチック液晶が好ましい。
Y1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜12の1価の芳香族複素環式基を表わす。
Q3及びQ4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−NR2R3又は−SR2を表わすか、或いは、Q3とQ4とが互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに芳香環又は芳香族複素環を形成する。R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わす。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合、−C(=O)−O−、−C(=S)−O−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CO−O−CR4R5−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−、−NR4−CR5R6−又は−CO−NR4−を表わす。
R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表わす。
G1及びG2は、それぞれ独立に、炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表わし、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又は−NH−に置き換っていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチン基は、第三級窒素原子に置き換っていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ独立に、1価の有機基を表わし、L1及びL2のうちの少なくとも一つは、重合性基を有する。]
P1−F1−(B1−A1)k−E1− (A1)
P2−F2−(B2−A2)l−E2− (A2)
[式中、B1、B2、E1及びE2は、それぞれ独立に、−CR4R5−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CS−O−、−O−CS−O−、−CO−NR1−、−O−CH2−、−S−CH2−又は単結合を表わす。
A1及びA2は、それぞれ独立に、炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の2価の芳香族炭化水素基を表わし、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又は−NH−に置き換っていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチン基は、第三級窒素原子に置き換っていてもよい。
k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表わす。
F1及びF2は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の2価の脂肪族炭化水素基を表わす。
P1は、重合性基を表わす。
P2は、水素原子又は重合性基を表わす。
R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表わす。]
P11−B11−E11−B12−A11−B13− (X)
[式中、P11は、重合性基を表わす。
A11は、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表わす。該2価の脂環式炭化水素基及び2価の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよく、該炭素数1〜6のアルキル基及び該炭素数1〜6アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
B11は、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−NR16−、−NR16−CO−、−CO−、−CS−又は単結合を表わす。R16は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わす。
B12及びB13は、それぞれ独立に、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−C(=O)−NR16−、−NR16−C(=O)−、−OCH2−、−OCF2−、−CH2O−、−CF2O−、−CH=CH−C(=O)−O−、−O−C(=O)−CH=CH−又は単結合を表わす。
E11は、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。該アルカンジイル基を構成する−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよい。]
少なくとも2種の重合性液晶化合物の合計の含有量は、液晶硬化膜形成用組成物の固形分100質量部に対して、通常70〜99.5質量部であり、好ましくは80〜99質量部であり、より好ましくは80〜94質量部であり、さらに好ましくは80〜90質量部である。上記範囲内であれば、配向性が高くなる傾向がある。ここで、固形分とは、液晶硬化膜形成用組成物から溶剤を除いた成分の合計量のことをいう。
溶剤としては、重合性液晶化合物を完全に溶解し得るものが好ましく、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン又はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン及びメチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン及びヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリル等のニトリル溶剤;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルム及びクロロベンゼン等の塩素含有溶剤;等が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
重合開始剤は、重合性液晶化合物等の重合反応を開始させ得る化合物である。重合開始剤としては、光の作用により活性ラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
第3級アミン化合物としては、トリエタノールアミン、ジアルキルアミノベンゼン構造を有する化合物が挙げられ、市販品では、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(日本曹達社製ニッソキュアー(登録商標)MABP)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製EAB)等のジアルキルアミノベンゾフェノン、7−(ジエチルアミノ)−4−メチル−2H−1−ベンゾピラン−2−オン(7−(ジエチルアミノ)−4−メチルクマリン)等のジアルキルアミノ基含有クマリン化合物、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬社製カヤキュアー(登録商標)EPA)、2−ジメチルアミノ安息香酸エチル(インターナショナルバイオ−シンセティクス社製Quantacure DMB)、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル(インターナショナルバイオ−シンセエティックス社製Quantacure BEA)、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエチルエステル(日本化薬社製カヤキュアーDMBI)、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル(Van Dyk社製Esolol 507)等が挙げられ、ジアルキルアミノベンゼン構造を有する化合物が、透明性に優れる点から好ましい。
3個以上のチオール基を含む化合物としては、脂肪族基にチオール基を3個以上有する脂肪族多官能チオール化合物が、液晶の配向を乱しにくい点から望ましい。
3個以上のチオール基を含む化合物としては、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、ペンタエリスリトーグリコネート、トリスヒドロキシエチルトリスチオプロピオネート等の他に、チオグリコレート、チオプロピオネート等の多価ヒドロキシ化合物が挙げられる。
3個以上のチオール基を含む化合物の市販品としては、カレンズMTPE1(昭和電工製、登録商標)、TMMP、PEMP、DPMP(堺化学社製)が挙げられる。
3個以上のチオール基を含む化合物に含まれるチオール基としては、−O−CO−R−SH基(ただし、Rは炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキレン基である)が好ましく、3個以上のチオール基がすべて−O−CO−R−SH基であることがより好ましい。
増感剤によれば、重合性液晶化合物の重合反応をより促進することができる。
増感剤としては、光増感剤が好ましい。増感剤としては、キサントン及びチオキサントン等のキサントン化合物(2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(ジブトキシアントラセン等)等のアントラセン化合物;フェノチアジン及びルブレン等が挙げられる。
増感剤の含有量は、少なくとも2種の重合性液晶化合物の合計量100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、0.5〜8質量部がさらに好ましい。
重合禁止剤によれば、重合性液晶化合物の重合反応の進行度合いをコントロールすることができる。
重合禁止剤としては、フェノール系化合物、硫黄系化合物、リン系化合物及びアミン系化合物(ただし、第3級アミン化合物とは異なる。)などのラジカル捕捉剤が挙げられる。
重合禁止剤としては、液晶硬化膜の着色が少ないという点で、フェノール系化合物が好ましい。
レベリング剤とは、液晶硬化膜形成用組成物の流動性を調整し、液晶硬化膜形成用組成物を塗布して得られる膜をより平坦にする機能を有するものであり、界面活性剤が挙げられる。好ましいレベリング剤としては、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤及びフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤が挙げられる。
本発明の液晶硬化膜は、通常、基材上又は基材上に形成された配向膜上に、重合性液晶化合物を含む液晶硬化膜形成用組成物を塗布し、重合性液晶化合物を重合することで得られる。
重合性液晶化合物が基材面内に対して垂直方向に配向した状態で硬化した液晶硬化膜は、式(4)を満たすことがと好ましい。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
[式中、Re(450)、Re(550)、Re(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmにおける正面位相差値を表す。]
100<Re(550)<150 (3)
[式中、Re(550)は、550nmの光に対する正面位相差値を表す。]
nz>nx≒ny (4)
[式中、nzは、厚み方向の屈折率を表す。nxは、面内において最大の屈折率を生じる方向の屈折率を表す。nyは、面内においてnxの方向に対して直交する方向の屈折率を表す]
Re(λ)=d×Δn(λ) (50)
式中、Re(λ)は、波長λnmにおける正面位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表わす。
R0 =(nx−ny)×d (9)
R40=(nx−ny')×d/cos(φ) (10)
(nx+ny+nz)/3=n0 (11)
ここで、
φ=sin−1〔sin(40°)/n0〕
ny'=ny×nz/〔ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)〕1/2
基材としては、ガラス基材及びプラスチック基材が挙げられ、好ましくはプラスチック基材である。プラスチック基材を構成するプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド及びポリフェニレンオキシド等のプラスチックが挙げられる。好ましくは、セルロースエステル、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート又はポリメタクリル酸エステルである。
配向膜は、高分子化合物からなる厚みが500nm以下の膜であり、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。
配向膜は、重合性液晶化合物の液晶配向を容易にする。水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、傾斜配向等の液晶配向の状態は、配向膜及び重合性液晶化合物の性質によって変化し、その組み合わせは任意に選択することができる。配向膜が配向規制力として水平配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は水平配向又はハイブリッド配向を形成することができ、垂直配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は垂直配向又は傾斜配向を形成することができる。水平、垂直等の表現は、液晶硬化膜平面を基準とした場合、配向した重合性液晶化合物の長軸の方向を表す。垂直配向とは液晶硬化膜平面に対して垂直な方向に、配向した重合性液晶化合物の長軸を有することである。ここでいう垂直とは、液晶硬化膜平面に対して90°±20°のことを意味する。
配向規制力は、配向膜層が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。重合性液晶化合物の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
配向性ポリマーとしては、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステル類等が挙げられ、ポリビニルアルコールが好ましい。これらの配向性ポリマーは、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマー又はモノマーと溶剤とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ということがある。)を基材に塗布し、偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点でより好ましい。
グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターン又は複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に液晶化合物を置いた場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
単官能アクリレートとは、アクリロイルオキシ基(CH2=CH−COO−)及びメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)−COO−)からなる群より選ばれる基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基と記すこともある。)を1個有する化合物である。(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、及びカプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物等が挙げられる。
カプロラクトン変性とは、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイルオキシ基との間に、カプロラクトンの開環体、又は、開環重合体が導入されていることを意味する。
液晶硬化膜と、粘接着剤層と、被転写体とを含む積層体の製造方法は、基材上に液晶硬化膜を形成し、液晶硬化膜を、粘接着剤層を介して被転写体に貼合し、基材を取り除く製造方法である。
基材と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、基材と配向膜との密着力が大きくなる傾向があるため、基材を剥離して取り除く場合は、基材と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。配向性ポリマー組成物及び光配向膜形成用組成物等の溶液は、基材と配向膜とを架橋する試薬を含まないことが好ましく、さらに、基材を溶解する溶剤等の成分を含まないことが好ましい。
液晶硬化膜と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、液晶硬化膜と配向膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材と共に配向膜を取り除く場合は、液晶硬化膜と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。配向性ポリマー組成物及び光配向膜形成用組成物等の溶液は、液晶硬化膜と配向膜とを架橋する試薬を含まないことが好ましい。
配向膜と化学結合を形成する官能基を有する液晶硬化膜は、配向膜と液晶硬化膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材を取り除く場合又は、基材と共に配向膜を取り除く場合は、基材又は配向膜と化学結合を形成する官能基が少ない液晶硬化膜が好ましい。液晶硬化膜形成用組成物は、基材又は配向膜と液晶硬化膜とを架橋する試薬を含まないことが好ましい。
粘接着剤層は粘接着剤から形成される。粘接着剤としては、粘着剤、乾燥固化型接着剤及び化学反応型接着剤が挙げられる。化学反応型接着剤としては、活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられる。
粘着剤は、通常、ポリマーを含み、溶剤を含んでもよい。
ポリマーとしては、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、又はポリエーテル等が挙げられる。中でも、アクリル系ポリマーを含むアクリル系の粘着剤は、光学的な透明性に優れ、適度の濡れ性や凝集力を有し、接着性に優れ、さらには耐候性や耐熱性等が高く、加熱や加湿の条件下で浮きや剥がれ等が生じにくいため好ましい。
このような共重合体を含む粘着剤は、粘着性に優れており、表示装置に貼合した後に、取り除く際も、表示装置に糊残り等を生じさせることなく、比較的容易に取り除くことが可能であるため好ましい。アクリル系ポリマーのガラス転移温度は、25℃以下が好ましく、0℃以下がより好ましい。このようなアクリル系ポリマーの重量平均分子量は、10万以上であることが好ましい。
溶剤としては、配向性ポリマー組成物の溶剤として挙げられた溶剤等が挙げられる。
屈折率は、一般的な最小偏角法又はアッベ屈折計によって測定される。
有機化合物(ポリマー)なる微粒子としては、メラミンビーズ(屈折率1.57)、ポリメタクリル酸メチルビーズ(屈折率1.49)、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体樹脂ビーズ(屈折率1.50〜1.59)、ポリカーボネートビーズ(屈折率1.55)、ポリエチレンビーズ(屈折率1.53)、ポリスチレンビーズ(屈折率1.6)、ポリ塩化ビニルビーズ(屈折率1.46)、及びシリコーン樹脂ビーズ(屈折率1.46)等が挙げられる。
乾燥固化型接着剤は、溶剤を含んでもよい。
乾燥固化型接着剤としては、水酸基、カルボキシ基又はアミノ基等のプロトン性官能基とエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合体、又は、ウレタン樹脂を主成分として含有し、さらに、多価アルデヒド、エポキシ化合物、エポキシ樹脂、メラミン化合物、ジルコニア化合物、及び亜鉛化合物等の架橋剤又は硬化性化合物を含有する組成物等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、溶剤を含んでもよい。
活性エネルギー線硬化型接着剤としては、エポキシ化合物とカチオン重合開始剤とを含有するカチオン重合性のもの、アクリル系硬化成分とラジカル重合開始剤とを含有するラジカル重合性のもの、エポキシ化合物等のカチオン重合性の硬化成分及びアクリル系化合物等のラジカル重合性の硬化成分の両者を含有し、さらにカチオン重合開始剤及びラジカル重合開始剤を含有するもの、及び、重合開始剤を含まずに電子ビームを照射することで硬化されるもの等が挙げられる。好ましくは、アクリル系硬化成分とラジカル重合開始剤とを含有するラジカル重合性の活性エネルギー線硬化型接着剤である。実質的に無溶剤で使用できる、エポキシ化合物とカチオン重合開始剤を含有するカチオン重合性の活性エネルギー線硬化型接着剤が好ましい。
増感剤の含有量は、活性エネルギー線硬化型接着剤100質量部に対し、好ましくは0.1〜20質量部である。
プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、イソブチルエーテル、n−アミルエーテル、イソアミルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルn−アミルエーテル、メチルイソアミルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチルn−アミルエーテル、エチルイソアミルエーテル等の飽和脂肪族エーテル化合物;
アリルエーテル、エチルアリルエーテル等の不飽和脂肪族エーテル化合物;
アニソール、フェネトール、フェニルエーテル、ベンジルエーテル等の芳香族エーテル化合物;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールエーテル化合物;
ギ酸、酢酸、無水酢酸、アクリル酸、クエン酸、プロピオン酸、酪酸等のモノカルボン酸化合物;
ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸第二ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ブチルシクロヘキシル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸アミル、酪酸ブチル、炭酸ジエチル、シュウ酸ジエチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、リン酸トリエチル等の有機酸エステル化合物;
アセトン、エチルケトン、プロピルケトン、ブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン等のケトン化合物;
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ウンデカン二酸、ピルビン酸、シトラコン酸等のジカルボン酸化合物;
1,4−ジオキサン、フルフラール、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
中でも、水及びアルコールが好ましく、炭素数は1〜4のアルコールがより好ましく、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びブタンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコールがさらに好ましく、イソプロピルアルコール及び/又は1−ブタノールがさらにより好ましい。
水は、純水でもよいし、水道水程度に不純物を含んでいてもよい。
被転写体としては、上記基材と同じもの、偏光子、偏光板等が挙げられる。
偏光子は、偏光機能を有する。偏光子としては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、又は、吸収異方性を有する色素を塗布したフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、二色性色素が挙げられる。
二色性色素として、ヨウ素や二色性の有機染料が挙げられる。二色性の有機染料としては、C.I. DIRECT RED 39等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料及び、トリスアゾ、テトラキスアゾ等の化合物からなる二色性直接染料等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
基材表面又は、基材に形成された配向膜表面に、液晶硬化膜形成用組成物を塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法として例示したものと同じ方法が挙げられる。塗布する液晶硬化膜形成用組成物の厚みは、得られる液晶硬化膜の厚みを考慮して定められる。
かくして、液晶配向を有する液晶硬化膜が基材又は配向膜表面に形成される。
液晶硬化膜と、粘接着剤層との間にプライマー層を設けてもよい。
プライマー層は、通常、透明樹脂を含むものであり、透明樹脂溶液から形成される。プライマー層は、粘接着剤層を形成する際に液晶硬化膜の欠陥を抑制することができる。透明樹脂としては、塗工性に優れ、プライマー層形成後の透明性及び密着性に優れるものが好ましい。
法、ダイコート法、カンマコート法、バーコート法等の公知の各種コーティング法を用い
ることができる。
コロナ処理により、液晶硬化膜又はプライマー層と粘接着剤層との密着性をさらに向上させることができる。
被転写体が偏光子又は偏光板であり、液晶硬化膜が、重合性液晶化合物が基材面内に対して水平方向に配向した状態で硬化したものである場合、液晶硬化膜と、粘接着剤層と、偏光子又は偏光板とを含む積層体の液晶硬化膜の上に粘接着剤層を形成することで、偏光子又は偏光板と、第一の粘接着剤層と、液晶硬化膜と、第二の粘接着剤層とをこの順に積層した円偏光板が得られる。
液晶硬化膜と、配向膜と、粘接着剤層と、偏光子又は偏光板とを含む積層体の液晶硬化膜の上に粘接着剤層を形成することで、偏光子又は偏光板と、第一の粘接着剤層と、配向膜と、液晶硬化膜と、第二の粘接着剤層とをこの順に積層した円偏光板が得られる。
液晶硬化膜及び円偏光板は、さまざまな表示装置に用いることができる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子又は発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(電場放出表示装置(FED等)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(グレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置等)及び圧電セラミックディスプレイ等が挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置及び投写型液晶表示装置等のいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に有効に用いることができ、光学補償偏光板は液晶表示装置及びタッチパネル表示装置に有効に用いることができる。
基材14aの液晶層17側には、カラーフィルタ15が配置されている。カラーフィルタ15が、液晶層17を挟んで画素電極22に対向する位置に配置され、ブラックマトリクス20が画素電極間の境界に対向する位置に配置されている。透明電極16がカラーフィルタ15及びブラックマトリクス20を覆うように液晶層17側に配置されている。なお、カラーフィルタ15と透明電極16との間にオーバーコート層(図示せず)を有していてもよい。
かかるガラス基材やプラスチック基材としては、上記の基材として例示したものと同様のものが挙げられる。基材上に形成されるカラーフィルタ15や薄膜トランジスタ21を製造する際、高温に加熱する工程が必要である場合は、ガラス基材や石英基材が好ましい。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」および「部」は、特記ない限り、質量%および質量部である。
[光配向膜形成用組成物の調製]
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物(1)を得た。
光配向性材料(1部):
溶剤(99部):プロピレングリコールモノメチルエーテル
下記の成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物(1)を得た。
重合開始剤(6部):2−ジメチルアミノ−2−ベンジル−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;チバ スペシャルティケミカルズ社製)
第3級アミン化合物(3部):4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製)
3個以上のチオール基を含む化合物(1部):ペンタエリスリトール テトラキス(3−メルカプトプロピオネート(堺化学社製)
レベリング剤(0.1部):ポリアクリレート化合物(BYK−361N;BYK−Chemie社製)
重合性液晶化合物A1および重合性液晶化合物A2は、特開2010−31223号公報記載の方法で合成した。
ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)(三菱樹脂株式会社製のダイアホイルT140E25)上に、光配向膜形成用組成物をバーコーター塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、100mJ/cm2の積算光量で偏光UV露光を実施した。得られた光配向膜の膜厚をレーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)で測定したところ、95nmであった。
続いて、光配向膜上に液晶硬化膜形成用組成物(1)を、バーコーターを用いて塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュアVB―15201BY−A、ウシオ電機株式会社製)を用いて、紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm2)することにより液晶硬化膜を形成した。
液晶硬化膜(1)上に粘着剤を貼合し、表面をコロナ処理したシクロオレフィンポリマーフィルム(COP)(ZF−14、日本ゼオン株式会社製)を粘着剤に圧着した後、PETを取り除くことで、COP、粘接着剤層及び液晶硬化膜をこの順に有する積層体(1)を得た。
積層体(1)における液晶硬化膜(1)の膜厚をレーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)で測定した。また、積層体(1)における液晶硬化膜(1)の位相差値を王子計測機器社製のKOBRA−WRを用いて測定した。なお、COPの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、液晶硬化膜(1)の位相差値には影響しない。結果を表1に示す。
スガ試験機株式会社製 ヘイズメーター(型式HZ−2)を用いて、ダブルビーム法で、積層体(1)のヘイズ値を測定した。ヘイズ値が小さいほど、透明性に優れる。結果を表1に示す。
[液晶硬化膜形成用組成物(2)の調製]
液晶硬化膜形成用組成物(1)から、増感剤4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製)及び添加剤ペンタエリスリトール テトラキス(3−メルカプトプロピオネート)を除いた成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物(2)を得た。
液晶硬化膜形成用組成物(1)を液晶硬化膜形成用組成物(2)に変えたこと以外は、実施例と同様に、液晶硬化膜(2)及び積層体(2)を得て評価した。結果を表1に示す。
12a、12b 偏光膜
13a、13b 位相差膜
14a、14b 基材
15 カラーフィルタ
16 透明電極
17 液晶層
18 層間絶縁膜
19 バックライトユニット
20 ブラックマトリクス
21 薄膜トランジスタ
22 画素電極
23 スペーサ
30 EL表示装置
31 円偏光板
33 基材
34 層間絶縁膜
35 画素電極
36 有機機能層
37 カソード電極
38 乾燥剤
39 封止フタ
40 薄膜トランジスタ
41 リブ
Claims (8)
- 少なくとも2種の重合性液晶化合物、溶剤、重合開始剤、第3級アミン化合物及び3個以上のチオール基を含む化合物を含む液晶硬化膜形成用組成物。
- 請求項1に記載の組成物から形成される液晶硬化膜。
- 式(1)及び式(2)を満たす請求項2に記載の液晶硬化膜。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
[式中、Re(450)、Re(550)、Re(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmの光に対する面内の位相差値を表す。] - 厚みが0.05〜2μmである請求項2又は3に記載の液晶硬化膜。
- 請求項2〜4のいずれかに記載の液晶硬化膜と、光配向膜層と、基材とをこの順に含む積層体。
- 請求項2〜4のいずれかに記載の液晶硬化膜と、粘接着剤層と、被転写体とを含む積層体の製造方法であって、基材上に液晶硬化膜を形成し、液晶硬化膜を、粘接着剤層を介して被転写体に貼合し、基材を取り除く製造方法。
- 請求項6に記載の製造方法により得られる積層体。
- 請求項5又は7に記載の積層体を備えた表示装置。
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