JP2016099389A - 転写用積層体、光学素子、および光学素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂基材と、上記樹脂基材上に形成され、式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造、および、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造を有する共重合体を含有する配向層と、上記配向層上に形成された位相差層とを有し、上記樹脂基材および上記配向層の剥離強度が上記配向層および上記位相差層の剥離強度よりも小さい転写用積層体。ここで、式(1)中、Xは光配向性基、L1は2価の連結基または単結合、R1は水素原子または1価の有機基、kは1〜5を表す。
【選択図】なし
Description
一方、近年ではデバイスの薄型化が要求されている。後者の転写法は、支持基材を剥離することができることから、薄型化が可能であるという利点を有する。
本発明の転写用積層体は、樹脂基材と、上記樹脂基材上に形成され、下記式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造、および、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造を有する共重合体を含有する配向層と、上記配向層上に形成された位相差層とを有し、上記樹脂基材および上記配向層の剥離強度が上記配向層および上記位相差層の剥離強度よりも小さいことを特徴とするものである。
また、樹脂基材および配向層の界面で剥離することは、IRにより分析可能である。
図1は、本発明の転写用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、転写用積層体1は、樹脂基材2と、樹脂基材2上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造、および、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造を有する共重合体を含有する配向層3と、配向層3上に形成され、液晶層である位相差層4とを有している。また、樹脂基材2および配向層3の剥離強度が、配向層3および位相差層4の剥離強度よりも小さくなっている。
さらに、配向層は、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造、すなわち三次元的な網目構造を有しているため、耐溶剤性が良好である。また、後述するように、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基としてはヒドロキシ基、カルボキシ基等を例示することができ、このような熱架橋性基の架橋構造には多くの極性基が含まれるため、湿熱に対する耐久性が良好となる。
また、配向層は、上記式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造を有しており、光配向性基が規則的に配列した構造を有している。そのため、配向層の耐水性を高めることができると考えられる。
また、上述したように、配向層は耐熱性および耐溶剤性に優れるため、液晶配向能の低下を抑制することができる。
そのため、配向層上に形成される位相差層の光学特性を良好にすることができる。
したがって、本発明の転写用積層体を用いて位相差層および配向層を転写した場合には、光学特性に優れる光学素子を得ることができる。
本発明における配向層は、樹脂基材上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造、および、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造を有する共重合体を含有するものである。
ここで、光配向性を有する熱硬化性組成物から形成される配向層とは、光配向性を有する熱硬化性組成物を含有する膜を熱硬化させ、さらに光配向させてなる配向層をいう。すなわち、配向層の形成においては、まず、樹脂基材上に光配向性を有する熱硬化性組成物を塗布し、加熱して、硬化膜を形成する。次に、硬化膜に偏光紫外線を照射して、配向層を形成する。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有するものである。
以下、光配向性を有する熱硬化性組成物における各成分について説明する。
本発明に用いられる共重合体は、上記式(1)で表される光配向性構成単位と、熱架橋性構成単位とを有するものである。
以下、共重合体における各構成単位について説明する。
本発明における光配向性構成単位は下記式(1)で表されるものである。
また、上記式(2−2)中、R21〜R25はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアリール基または炭素数1〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基またはシアノ基を表す。ただし、アルキル基、アリール基およびシクロアルキル基はエーテル結合、エステル結合、アミド結合、尿素結合を介して結合していてもよく、置換基を有してもよい。R26およびR27はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアリール基または炭素数1〜18のアルコキシ基を表す。
上記式(1−3)中、L11は単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、上記式(1)のL1と同様である。R11〜R17は上記式(2−1)と同様である。
上記式(1−4)中、L12は単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、上記式(1)のL1においてカルボニル結合およびチオカルボニル結合を除いた以外は同様である。
上記式(1−5)中、L13は単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、上記式(1)のL1と同様である。R35〜R37は上記式(2−1)のR12〜R15と同様であり、R38およびR39は上記式(2−1)のR16およびR17と同様である。
上記式(1−3)において、L11は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−OCO(CH2)nCOO−、−OCO(CH2CH2O)mCOO−、−OCOC6H10O−、−COO(CH2)nO−、−COO(CH2CH2O)m−、−COOC6H10O−、−O(CH2)nO−、−O(CH2CH2O)m−、−OC6H10O−または−(CH2)nO−であることが好ましい。nは1〜11であることが好ましく、mは1〜5であることが好ましい。
また、上記式(1−3)で表される光配向性構成単位は、下記式(1−6)で表される構成単位であることがより好ましい。
したがって、この場合には、少ない露光量で配向層を形成することが可能な、高感度な光配向性を有する熱硬化性組成物とすることができ、省エネルギーに寄与することができる。
また、高感度であるため、共重合体における光配向性構成単位の含有割合が比較的少ない場合であっても液晶配向能を得ることができる。そのため、共重合体における熱架橋性構成単位の含有割合を相対的に増やすことができ、耐熱性や耐溶剤性をより高めることができる。さらには、高感度のため、量産に適しており、光配向性を有する熱硬化性組成物から形成された配向層を有するデバイスの生産性を向上させることもできる。
なお、共重合体における各構成単位の含有割合は、1H NMR測定による積分値から算出することができる。
本発明における熱架橋性構成単位は、加熱により架橋剤と結合する部位である。
アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのモノマーは、溶解性が高く、市販品として入手しやすく、共重合とした際の反応性が良いという利点を有する。
また、スチレンの場合、共重合体において、光配向性構成単位だけでなく熱架橋性構成単位もスチレン骨格を有することにより、π電子系を多く含む共重合体とすることができる。そのため、配向層では、π電子系の相互作用により、液晶配向能を向上させ、また位相差層との密着性を高めることができると考えられる。
単量体単位がスチレンの場合、−L2−Yはオルト位、メタ位、パラ位のいずれに結合していてもよく、また複数結合していてもよい。複数の場合、L2およびYは互いに同一でもよく異なってもよい。中でも、−L2−Yが1つでありパラ位に結合していることが好ましい。
ここで、自己架橋とは、架橋剤を介さずに、同一の官能基同士や異なる官能基同士で反応し、架橋構造を形成することをいう。
熱架橋性構成単位が自己架橋可能な架橋基を有する場合、熱架橋性構成単位が架橋剤を兼ねることができる。このような熱架橋性構成単位を有する共重合体を用いる場合は、光配向性を有する熱硬化性組成物を架橋剤を添加せずに利用することができる。しかしながら、保存安定性の点から、熱架橋性構成単位は自己架橋可能な架橋基を有さないことが好ましい。
自己架橋可能な架橋基としては、例えばオルト位がヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたフェノール性ヒドロキシ基、グリシジル基、アミド基、N−アルコキシメチル基、N−ヒドロキシメチル基等が挙げられる。
本発明において、共重合体は、光配向性構成単位および熱架橋性構成単位の他に、光配向性基および熱架橋性基のいずれも有さない構成単位を有していてもよい。共重合体に他の構成単位が含まれることにより、例えば溶剤溶解性、耐熱性、反応性等を高めることができる。
共重合体の数平均分子量は、特に限定されるものではなく、例えば3,000〜200,000程度とすることができ、好ましくは4,000〜100,000の範囲内である。数平均分子量が大きすぎると、溶剤に対する溶解性が低くなったり粘度が高くなったりして取り扱い性が低下し、均一な膜を形成しにくい場合がある。また、数平均分子量が小さすぎると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性や耐熱性が低下する場合がある。
なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法により測定することができる。
共重合体の合成方法としては特に限定されないが、例えば、光配向性基を有するスチレン系モノマーと熱架橋性基を有するモノマーと重合開始剤等とを共存させた溶剤中において重合反応させることにより得ることができる。その際、用いられる溶剤は、光配向性基を有するスチレン系モノマー、熱架橋性基を有するモノマーおよび重合開始剤等を溶解するものであれば特に限定されない。具体的には、後述の光配向性を有する熱硬化性組成物に用いられる溶剤と同様とすることができる。また、重合反応の際の温度は、例えば50℃〜120℃程度で設定することができる。上記方法により得られる共重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
すなわち、上記方法で得られた共重合体の溶液を、攪拌下のジエチルエーテルやメタノール、水等に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過、洗浄した後に、常圧または減圧下で、常温乾燥または加熱乾燥し、共重合体の粉体とすることができる。この操作により、共重合体と共存する重合開始剤および未反応のモノマーを除去することができ、その結果、精製した共重合体の粉体が得られる。一度の操作で十分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解させ、上記の操作を繰り返し行えばよい。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤は、上記共重合体の熱架橋性構成単位と結合するものであり、耐熱性、耐溶剤性および湿熱耐久性を高めることができる。そのため、本発明の転写用積層体を用いて位相差層および配向層を転写した場合には、水蒸気や熱等による液晶の配向乱れを効果的に抑制することができる。
また、架橋剤は、アミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物およびベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。
さらに、架橋剤としては、ヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。
具体的には、特許第5459520号公報に記載されているものを用いることができる。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、第2熱架橋性基および第1エチレン性不飽和二重結合基を有する熱架橋性化合物を含有してもよい。
熱架橋性化合物は第1エチレン性不飽和二重結合基を有するものであり、第1エチレン性不飽和二重結合基は、位相差層に用いられる液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物が有する重合性基と反応し得るものである。上述したように、熱架橋性化合物を配向層の表面近傍に局在化させることができるので、配向層と位相差層との界面で、配向層に含まれる熱架橋性化合物の第1エチレン性不飽和二重結合基と位相差層に用いられる重合性液晶化合物の重合性基とを反応させることができる。
また、熱架橋性化合物は、加熱により架橋剤と結合するものである。すなわち、第2熱架橋性基は、加熱により架橋剤と結合するものであり、後述するように、加熱により架橋剤と架橋した第2架橋構造を形成し得るものである。
したがって、配向層と位相差層との密着性を向上させることができ、樹脂基材および配向層の剥離強度を配向層および位相差層の剥離強度よりも小さくすることができる。
熱架橋性化合物は、1つ以上の第2熱架橋性基を有する。
熱架橋性化合物は、1つ以上の第1エチレン性不飽和二重結合基を有する。
熱架橋性化合物は、第1エチレン性不飽和二重結合基の二重結合を末端に有することが好ましい。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、第2光配向性基および第2エチレン性不飽和二重結合基を有する光配向性化合物を含有してもよい。
光配向性化合物は第2エチレン性不飽和二重結合基を有するものであり、第2エチレン性不飽和二重結合基は、位相差層に用いられる液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物が有する重合性基と反応し得るものである。上述したように、光配向性化合物を配向層の表面近傍に局在化させることができるので、配向層と位相差層との界面で、配向層に含まれる光配向性化合物の第2エチレン性不飽和二重結合基と位相差層に用いられる重合性液晶化合物の重合性基とを反応させることができる。したがって、配向層と位相差層との密着性を向上させることができ、樹脂基材および配向層の剥離強度を配向層および位相差層の剥離強度よりも小さくすることができる。
なお、第2光配向性基については、上記共重合体の光配向性構成単位の光配向性基と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
第2光配向性基が生じる光反応は、上記共重合体の光配向性構成単位の光配向性基が生じる光反応と同じである。光反応が同じであれば、第2光配向性基は、上記共重合体の光配向性構成単位の光配向性基と同一であってもよく異なっていてもよい。
光配向性化合物は、1つ以上の第2エチレン性不飽和二重結合基を有する。
光配向性化合物としては、下記式(4)で表される化合物を例示することができる。
R51−L3−X1 (4)
上記式(4)中、R51はエチレン性不飽和二重結合基、X1は第2光配向性基、L3は単結合または2価の連結基を表す。
R51がスチリル基の場合、−L3−X1はオルト位、メタ位、パラ位のいずれに結合していてもよく、また複数結合していてもよい。複数の場合、L3およびX1は互いに同一でもよく異なってもよい。中でも、−L3−X1が1つでありパラ位に結合していることが好ましい。
中でも200〜700の範囲内であることが好ましい。分子量が大きすぎると、光配向性化合物が配向層の表面近傍に局在化しにくくなるおそれがある。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、酸または酸発生剤を含有してもよい。酸または酸発生剤により、光配向性を有する熱硬化性組成物の熱硬化反応を促進させることができる。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、増感剤を含有してもよい。増感剤により、光二量化反応や光異性化反応等の光反応を促進させることができる。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、主として溶剤に溶解した溶液状態で用いられる。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、シランカップリング剤、界面活性剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤等を含有することができる。また、液晶配向能の向上のために、液晶性モノマーを含有させることができる。
本発明における光配向性を有する熱硬化性組成物は、通常、各成分が溶剤に溶解した溶液として用いられる。配向性を有する熱硬化性組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り特に限定されるものではなく、0.1質量%〜80質量%の範囲内であり、好ましくは0.5質量%〜60質量%の範囲内であり、より好ましくは0.5質量%〜40質量%の範囲内である。固形分の割合が少なすぎると、液晶配向能や熱硬化性を付与することが困難になる場合がある。また、固形分の割合が多すぎると、光配向性を有する熱硬化性組成物の粘度が高くなり、均一な膜を形成しにくくなる。
なお、固形分とは、光配向性を有する熱硬化性組成物の全成分から溶剤を除いたものをいう。
光配向性を有する熱硬化性組成物の調製においては、溶剤中の重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができる。この場合、共重合体の溶液に、上述のように架橋剤、増感剤およびその他の添加剤等を入れて均一な溶液とし、後から酸または酸発生剤を添加する。この際に、濃度調整を目的としてさらに溶剤を加えてもよい。このとき、共重合体の生成過程で用いられる溶剤と、光配向性を有する熱硬化性組成物の濃度調整に用いられる溶剤とは同一であってもよく異なってもよい。
(a)共重合体
本発明における配向層に含有される共重合体は、上記式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造、および、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造を有するものである。
例えば、架橋剤がヘキサメトキシメチルメラミンの場合、架橋構造は下記に示すような構造になる。なお、下記式中、各符号は上記式(1)と同様である。
光二量化反応は、下記に示すような反応であり、光配向性基および第2光配向性基に含まれるオレフィン構造が光反応によりシクロプロパン骨格を形成する反応である。光配向性基および第2光配向性基の種類に応じてXa〜XdおよびXa′〜Xd′は異なる。
例えば、光配向性基がシンナモイル基の場合、光異性化反応は下記に示すような反応であり、光配向性基に含まれるオレフィン構造が光反応によりシス体またはトランス体を形成する反応である。光配向性基の種類に応じてXa〜Xdは異なる。
本発明においては、配向層が、第2熱架橋性基の第2架橋構造と、第1エチレン性不飽和二重結合基とを有する熱架橋性化合物を含有し、熱架橋性化合物の第1エチレン性不飽和二重結合基が重合した構造を有してもよい。
本発明においては、配向層が、第2光配向性基の光二量化構造または光異性化構造と、第2エチレン性不飽和二重結合基とを有する光配向性化合物を含有し、光配向性化合物の第2エチレン性不飽和二重結合基が重合した構造を有してもよい。
なお、光二量化反応については、上記共重合体における光二量化反応と同様であるので、ここでの説明は省略する。
光二量化構造は、上記共重合体における光二量化構造と同様に、シンナモイル基の光二量化構造であることが好ましい。
なお、光異性化構造については、上記共重合体における光異性化構造と同様であるので、ここでの説明は省略する。
光異性化構造は、上記共重合体における光異性化構造と同様に、シンナモイル基の光異性化構造であることが好ましい。
配向層は、架橋剤、酸または酸発生剤、増感剤、その他の添加剤を含有してもよい。
本発明における位相差層は、上記配向層上に形成されるものであり、通常、液晶組成物の硬化物を含有するものである。
液晶組成物としては、位相差層に一般的に用いられるものを使用することができる。液晶組成物には、例えば水平配向、コレステリック配向、垂直配向、ハイブリッド配向等の配向性を有するものがあり、配向層との組み合わせや所望の位相差等に応じて適宜選択される。
中でも、液晶化合物は、重合性基を有する重合性液晶化合物であることが好ましい。重合性液晶化合物同士を架橋することができ、位相差層の安定性が増すからである。重合性基としては、例えばアクリロイル基、メタアクリロイル基等が挙げられる。
本発明における樹脂基材は、配向層および位相差層を支持するものである。
樹脂基材としては、特に限定されるものではなく、一般的な樹脂基材を用いることができる。また、樹脂基材は表面処理が施されたものであってもよい。
ここで、非芳香族系樹脂とは、芳香族環を含まない樹脂をいう。
非芳香族系樹脂としては、例えばトリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂、脂肪族系ポリエステル等が挙げられる。
離型処理としては、例えばフッ素処理、シリコーン処理等の表面処理が挙げられる。
離型層の材料としては、例えばフッ素系離型剤、シリコーン系離型剤、ワックス系離型剤等が挙げられる。離型層の形成方法としては、例えば離型剤をディップコート、スプレーコート、ロールコート等の塗布法により塗布する方法が挙げられる。
芳香族系ポリエステルとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。上述したように、ポリエチレンテレフタレートは汎用性が高く、安価であり、剥離除去される樹脂基材としての使用に好適である。
本発明においては、樹脂基材および配向層の剥離強度が、配向層および位相差層の剥離強度よりも小さい。
また、光配向性を有する熱硬化性組成物の硬化反応を制御する場合において、配向層形成時に光配向性を有する熱硬化性組成物の塗膜を半硬化し、位相差層形成時に光配向性を有する熱硬化性組成物の塗膜および液晶組成物の塗膜を硬化することも好ましい。この場合にも、配向層および位相差層の密着性を向上させることができる。
本発明の転写用積層体を用いて位相差層および配向層を転写する際には、被転写体上に粘着層または接着層を介して転写用積層体を転写することができる。そのため、本発明の転写用積層体においては、位相差層上に粘着層または接着層が形成されていてもよい。
粘着層および接着層の材料としては、位相差層および被転写体の両方に密着性を有する粘着剤や接着剤を用いることができる。粘着剤および接着剤としては、転写法による光学素子の製造方法に使用される一般的な粘着剤および接着剤を適用することができる。
粘着層および接着層の厚みは、例えば1μm〜30μm程度で設定される。
剥離層としては、一般的なものを使用することができる。
本発明の光学素子は、光学部材と、上記光学部材上に形成された位相差層と、上記位相差層上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位が有する光配向性基の光二量化構造または光異性化構造、および、熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基の架橋構造を有する共重合体を含有する配向層とを有することを特徴とするものである。
本発明に用いられる光学部材としては、例えば偏光板、位相差板等が挙げられる。位相差板としては、例えば液晶層である位相差層を有するものや、延伸フィルムを用いることができる。
本発明においては、光学部材上に位相差層および配向層が繰り返し積層されていてもよい。光学部材上への位相差層および配向層の転写を繰り返し行うことにより、光学部材上に位相差層および配向層が繰り返し積層された光学素子を得ることができる。この場合、各位相差層の位相差は同じであってもよく異なっていてもよいが、中でも各位相差層は互いに位相差が異なることが好ましい。光学特性に優れる光学素子を得ることができるからである。位相差層および配向層の繰り返し積層数は、特に限定されないが、2または3であることが好ましい。
なお、粘着層および接着層については、上記「A.転写用積層体」に記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明の転写用積層体の製造方法は、樹脂基材上に、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物を塗布し、加熱硬化し、偏光紫外線を照射して、配向層を形成する配向層形成工程と、上記配向層上に、液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布し、上記液晶化合物を配向させて、位相差層を形成する位相差層形成工程とを有し、上記樹脂基材および上記配向層の剥離強度が上記配向層および上記位相差層の剥離強度よりも小さいことを特徴とする製造方法である。
本発明における配向層形成工程は、樹脂基材上に、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物を塗布し、加熱硬化し、偏光紫外線を照射して、配向層を形成する工程である。
本発明における位相差層形成工程は、上記配向層上に、液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布し、上記液晶化合物を配向させて、位相差層を形成する工程である。
重合性液晶化合物を用いる場合には、さらに紫外線を照射して硬化してもよい。
本発明により製造される転写用積層体においては、樹脂基材および配向層の剥離強度が配向層および位相差層の剥離強度よりも小さい。
なお、樹脂基材および配向層の剥離強度を配向層および位相差層の剥離強度よりも小さくする方法としては、上記「A.転写用積層体」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明の光学素子の製造方法は、樹脂基材と、上記樹脂基材上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物から形成される配向層と、上記配向層上に形成された位相差層とを有し、上記樹脂基材および上記配向層の剥離強度が上記配向層および上記位相差層の剥離強度よりも小さい転写用積層体を準備する転写用積層体準備工程と、被転写体および上記転写用積層体の上記位相差層を対向させ、上記被転写体上に上記転写用積層体を転写する転写工程と、上記被転写体上に転写された上記転写用積層体から上記樹脂基材を剥離する剥離工程とを有することを特徴とする製造方法である。
図2(a)〜(d)は本発明の光学素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、図2(a)に示すように、樹脂基材2と、樹脂基材2上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物から形成される配向層3と、配向層3上に形成され、液晶層である位相差層4とを有する転写用積層体1を準備する。転写用積層体1においては、樹脂基材2および配向層3の剥離強度が、配向層3および位相差層4の剥離強度よりも小さくなっている。次に、図2(b)に示すように、被転写体11および転写用積層体1の位相差層4を対向させ、粘着層12を介して被転写体11上に転写用積層体1を転写する。次に、図2(c)に示すように、被転写体11上に転写された転写用積層体1から樹脂基材2を剥離する。これにより、図2(d)に示すように、被転写体11上に位相差層4および配向層3が転写された光学素子10が得られる。
本発明における転写用積層体準備工程は、樹脂基材と、上記樹脂基材上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物から形成される配向層と、上記配向層上に形成された位相差層とを有し、上記樹脂基材および上記配向層の剥離強度が上記配向層および上記位相差層の剥離強度よりも小さい転写用積層体を準備する工程である。
本発明における配向層は、樹脂基材上に形成され、上記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物から形成されるものである。
本発明においては、後述するように、被転写体上に粘着層または接着層を介して転写用積層体を転写することができる。そのため、転写用積層体においては、位相差層上に粘着層または接着層が形成されていてもよい。また、粘着層または接着層上には剥離層が配置されていてもよい。なお、粘着層、接着層および剥離層については、上記「A.転写用積層体」に記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明における転写工程は、被転写体と上記転写用積層体の上記位相差層とを対向させ、上記被転写体上に上記転写用積層体を転写する工程である。
粘着層および接着層は、転写用積層体に形成されていてもよく、被転写体に形成されていてもよい。
なお、粘着層および接着層については、上述したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
本発明における剥離工程は、上記被転写体上に転写された上記転写用積層体から上記樹脂基材を剥離する工程である。
樹脂基材の剥離方法としては、例えば物理的に引き離す方法等、一般的な方法が適用される。
本発明においては、上記の転写工程および剥離工程を繰り返し行ってもよい。これにより、被転写体上に位相差層および配向層を繰り返し積層することができる。なお、各位相差層の位相差、ならびに位相差層および配向層の繰り返し積層数については、上記「B.光学素子」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。
300mLフラスコ中、氷冷下において4−ビニル安息香酸20.15g(136mmol)、trans−4−ヒドロキシけい皮酸メチル21.0(118mmol)、ジメチルアミノピリジン0.458g(3.82mmol)をジクロロメタン130mlに溶解し、ジクロロメタン40mlに溶解したN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド28.0g(136mmol)を約10分かけて滴下した。15時間撹拌した後、反応溶液を冷却し、沈殿物をろ別した。溶媒を留去し、メタノールを添加し、再結晶により光配向性モノマー1を10.8g得た。
200mLフラスコ中、窒素雰囲気下において、p−アセトキシスチレン20.0g(118mmol)を酢酸エチル80mLに溶解し、ナトリウムメトキシド9.08g(47.1mmol)を約30分かけてゆっくり滴下した。1時間半撹拌した後、TLCにより反応の終了を確認し、酢酸エチルで抽出した後、1N塩酸、純水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムにより乾燥した。溶媒を留去し、乾燥させることで、光配向性モノマー誘導体1を得た。
合成例1において、4−ビニル安息香酸を用いる代わりに光配向性モノマー誘導体1を等モル量用い、trans−4−ヒドロキシけい皮酸メチルを用いる代わりに、trans−けい皮酸を等モル量用いて、合成例1と同様に縮合することで、光配向性モノマー2を得た。
合成例1において、trans−4−ヒドロキシけい皮酸メチルを用いる代わりにエチレングリコールを等モル量用いて、合成例1と同様に縮合することで、光配向性モノマー誘導体2を得た。
合成例1において、4−ビニル安息香酸を用いる代わりに光配向性モノマー誘導体2を等モル量用い、trans−4−ヒドロキシけい皮酸メチルを用いる代わりに、trans−けい皮酸を等モル量用いて、合成例1と同様に縮合することで、光配向性モノマー3を得た。
光配向性モノマー誘導体1を合成例2と同様にして得た。200mLフラスコ中、窒素雰囲気、氷零下において、光配向性モノマー誘導体1 14.0g(118mmol)をジメチルホルムアミド100mlに溶解し、水酸化ナトリウム7.07g(177mmol)を添加し、15分撹拌した後、2−クロロエタノール10.5g(130mmol)を約10分かけて滴下した。16時間撹拌した後、TLCにより反応の終了を確認し、酢酸エチルで抽出した後、飽和炭酸水素水溶液、1N塩酸、純水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムにより乾燥した。溶媒を留去し、乾燥させることで、熱架橋性モノマー1を得た。
合成した各モノマーは、日本電子(株)製JEOL JNM−LA400WBを用いて、1H NMR測定により、化学構造を確認した。
ヒドロキシエチルメタクリレート1.30g、光配向性モノマー1 3.08g、重合触媒としてα、α′−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)44mgをジオキサン25mlに溶解し、90℃にて6時間反応させた。反応終了後、再沈殿法により精製することで、共重合体1を得た。得られた共重合体の数平均分子量は20300であった。
表1に示す光配向性モノマーまたは4−(6−メタクリルオキシヘキシル−1−オキシ)ケイ皮酸メチルエステル(CIN)および表1に示す熱架橋性モノマーを用いて、製造例1と同様に共重合体2〜6および比較共重合体1を合成した。
合成した各共重合体の数平均分子量(以下、Mnと称す)は、東ソー(株)製HLC−8220 GPCを用いて、ポリスチレンを標準物質とし、NMPを溶離液としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)にて算出した。
(熱硬化性組成物1の調製)
下記に示す組成の熱硬化性組成物1を調製した。
・共重合体1:0.1g
・ヘキサメトキシメチルメラミン(HMM):0.01g
・p−トルエンスルホン酸1水和物(PTSA):0.0015g
・2−ヒドロキシブチルアクリレート(HOB−A):0.05g
・プロピレングリコールメチルエーテル(PGME):3.05g
ポリエチレンテレフタレート基材の一面に、実施例1で調製した熱硬化性組成物をバーコートにより塗布し、100℃のオーブンで1分間加熱乾燥させ、硬化膜を形成した。この硬化膜表面にHg−Xeランプおよびグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線を基板法線から垂直方向に10mJ/cm2照射することで、配向層を形成した。
下記式で表される液晶性モノマーをシクロヘキサノンに固形分15質量%となるように溶解した溶液に、BASF株式会社製の光重合開始剤イルガキュア184を5質量%添加し、重合性液晶組成物を調製した。
被転写体として、光学用粘着剤(綜研化学(株)製、SKダイン)を塗布したガラス基材を用意した。転写用積層体を位相差層の面がガラス基材の粘着剤と接するように貼り付けた。その後、ポリエチレンテレフタレート基材側を剥離した。
下記表3に示す熱硬化性組成物の組成および配向層の形成条件にて、実施例1と同様に、実施例2〜10および比較例1〜2の熱硬化性組成物を調製して配向層を形成し、位相差層を形成して転写用積層体を作製し、転写を行った。
(剥離界面の確認)
転写用積層体を被転写体に転写し、ポリエチレンテレフタレート基材側を剥離した後の、被転写体側およびポリエチレンテレフタレート基材側のそれぞれについて赤外吸収スペクトルを測定した。
剥離後のポリエチレンテレフタレート基材の位相差層が形成されていた面に対して赤外吸収スペクトルを測定したところ、実施例1〜10では、ポリエチレンテレフタレート基材由来のピーク以外は確認できなかった。一方、比較例1〜2では、ポリエチレンテレフタレート基材由来のピーク以外に、1504cm−1および1603cm−1に共重合体の光配向性構成単位に含まれる芳香族由来の伸縮振動による吸収、および1550cm−1に架橋剤に含まれるトリアジン環由来の吸収を確認した。
また、被転写体に転写された位相差層の面に対して赤外吸収スペクトルを測定したところ、実施例1〜10では、1504cm−1および1603cm−1に共重合体の光配向性構成単位に含まれる芳香族由来の伸縮振動による吸収、および1550cm−1に架橋剤に含まれるトリアジン環由来の吸収を確認した。また、比較例1〜2では、1504cm−1および1603cm−1に共重合体の光配向性構成単位に含まれる芳香族由来の伸縮振動による吸収、および1550cm−1に架橋剤に含まれるトリアジン環由来の吸収を確認した
これらのことより、実施例1〜10では、基材および配向層の界面で剥離していると考えられる。これに対し、比較例1〜2では、配向層および位相差層の密着性が弱く、転写面が部分的に変化してしまい、安定的に基材および配向層の界面で剥離できないことが明らかとなった。
被転写体に位相差層が転写された積層体について、位相差層の面に対して位相差層の面内リタデーションを、王子計測機器(株)社製の位相差測定装置KOBRA−WRを用いて測定した。
被転写体に位相差層が転写された積層体を、80℃90%RHのオーブンに1日保管した。オーブンから取り出し、30分静置した後、上記と同様に位相差層の面内リタデーションを測定し、初期値と比較して評価した。
ガラス基材上に光学用粘着剤(綜研化学(株)製、SKダイン)を塗布した第1対向基材を用意し、被転写体に位相差層が転写された積層体に対し、積層体の配向層の面が第1対向基材の粘着剤と接するように貼り付け、第1測定用積層体を得た。
また、ガラス基材上に光学用紫外線硬化接着剤(東亜合成(株)製、アロニックスLCR0628A)を塗布した第2対向基材を用意し、被転写体に位相差層が転写された積層体に対し、積層体の配向層の面が第2対向基材の接着剤と接するように貼り付け、第2測定用積層体を得た。
第1測定用積層体および第2測定用積層体について、上記と同様に位相差層の面内リタデーションを測定し、初期値と比較して評価した。
2 … 樹脂基材
3 … 配向層
4 … 位相差層
10 … 光学素子
11 … 被転写体
12 … 粘着層
13 … 光学部材
Claims (11)
- 前記架橋構造が、前記熱架橋性構成単位が有する前記熱架橋性基と架橋剤とが結合した架橋構造であることを特徴とする請求項1に記載の転写用積層体。
- 前記光配向性基がシンナモイル基であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の転写用積層体。
- 前記熱架橋性基がヒドロキシ基であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の転写用積層体。
- 前記架橋構造が、前記熱架橋性構成単位が有する前記熱架橋性基と架橋剤とが結合した架橋構造であることを特徴とする請求項5に記載の光学素子。
- 樹脂基材と、前記樹脂基材上に形成され、下記式(1)で表される光配向性構成単位および熱架橋性構成単位を有する共重合体を含有する光配向性を有する熱硬化性組成物から形成される配向層と、前記配向層上に形成された位相差層とを有し、前記樹脂基材および前記配向層の剥離強度が前記配向層および前記位相差層の剥離強度よりも小さい転写用積層体を準備する転写用積層体準備工程と、
被転写体および前記転写用積層体の前記位相差層を対向させ、前記被転写体上に前記転写用積層体を転写する転写工程と、
前記被転写体上に転写された前記転写用積層体から前記樹脂基材を剥離する剥離工程と
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
- 前記光配向性を有する熱硬化性組成物が架橋剤をさらに含有することを特徴とする請求項7に記載の光学素子の製造方法。
- 前記光配向性基が光二量化反応または光異性化反応を生じる官能基であることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の光学素子の製造方法。
- 前記光配向性基がシンナモイル基であることを特徴とする請求項7から請求項9までのいずれかに記載の光学素子の製造方法。
- 前記熱架橋性構成単位が有する熱架橋性基がヒドロキシ基であることを特徴とする請求項7から請求項10までのいずれかに記載の光学素子の製造方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018181364A1 (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-04 | 日産化学株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 |
CN110579830A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 住友化学株式会社 | 光学层叠体 |
WO2020080359A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 富士フイルム株式会社 | 積層体および画像表示装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110317084A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-12-29 | Lg Chem, Ltd. | Patterned retardation film and method for manufacturing the same |
JP2014071190A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学フィルム用転写体、光学フィルム及び画像表示装置 |
WO2014065324A1 (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | 日産化学工業株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 |
JP5626493B1 (ja) * | 2014-04-14 | 2014-11-19 | 大日本印刷株式会社 | 光配向性を有する熱硬化性組成物、配向層、配向層付基板、位相差板およびデバイス |
-
2014
- 2014-11-18 JP JP2014233894A patent/JP6451248B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110317084A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-12-29 | Lg Chem, Ltd. | Patterned retardation film and method for manufacturing the same |
JP2014071190A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学フィルム用転写体、光学フィルム及び画像表示装置 |
WO2014065324A1 (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | 日産化学工業株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 |
JP5626493B1 (ja) * | 2014-04-14 | 2014-11-19 | 大日本印刷株式会社 | 光配向性を有する熱硬化性組成物、配向層、配向層付基板、位相差板およびデバイス |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JUN YOUNG KIM ET AL.: "Surface relief grating and liquid crystal alignment on azobenzene functionalized polymers", OPTICAL MATERIALS, vol. Vol.21, Issues 1-3, JPN6014024302, 2003, pages 627 - 631, ISSN: 0003869165 * |
福田 隆史: "光誘起表面レリーフの作成", 高分子論文集, vol. 60, no. 8, JPN6014024301, 2003, pages 428 - 441, ISSN: 0003869164 * |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018181364A1 (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-04 | 日産化学株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 |
JPWO2018181364A1 (ja) * | 2017-03-27 | 2020-02-06 | 日産化学株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 |
JP7260853B2 (ja) | 2017-03-27 | 2023-04-19 | 日産化学株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 |
CN110579830A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 住友化学株式会社 | 光学层叠体 |
JP2021036325A (ja) * | 2018-06-11 | 2021-03-04 | 住友化学株式会社 | 光学積層体 |
CN110579830B (zh) * | 2018-06-11 | 2023-03-28 | 住友化学株式会社 | 光学层叠体 |
CN112888561A (zh) * | 2018-10-18 | 2021-06-01 | 富士胶片株式会社 | 层叠体及图像显示装置 |
JPWO2020080359A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2021-10-14 | 富士フイルム株式会社 | 積層体および画像表示装置 |
JP7086210B2 (ja) | 2018-10-18 | 2022-06-17 | 富士フイルム株式会社 | 積層体および画像表示装置 |
JP2022133275A (ja) * | 2018-10-18 | 2022-09-13 | 富士フイルム株式会社 | 積層体および画像表示装置 |
KR102505692B1 (ko) * | 2018-10-18 | 2023-03-03 | 후지필름 가부시키가이샤 | 적층체 및 화상 표시 장치 |
KR20210058884A (ko) * | 2018-10-18 | 2021-05-24 | 후지필름 가부시키가이샤 | 적층체 및 화상 표시 장치 |
WO2020080359A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 富士フイルム株式会社 | 積層体および画像表示装置 |
CN112888561B (zh) * | 2018-10-18 | 2023-06-20 | 富士胶片株式会社 | 层叠体及图像显示装置 |
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