JP2016138941A - 液晶フィルムの製造方法、液晶フィルム、積層体、偏光板および画像表示装置 - Google Patents

液晶フィルムの製造方法、液晶フィルム、積層体、偏光板および画像表示装置 Download PDF

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崎 吾 郎 須
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谷 吉 弘 熊
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Abstract

【課題】液晶の配向性が改善され、欠点の少ない液晶フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】光学異方性層を備えた液晶フィルムを製造する方法であって、配向基板(A)上に、第1の液晶組成物を含む塗工液を塗布する工程と、前記第1の液晶組成物をホモジニアス配向させて、前記配向基板(A)上に第1の光学異方性層を形成させる工程と、を含んでなり、前記配向基板(A)は、前記第1の液晶組成物が塗布される面に、下記式(1)で表される構造を側鎖に有する光反応性材料を用いて形成させた光配向膜を備える、液晶フィルムの製造方法。

【選択図】図3

Description

本発明は、液晶フィルムの製造方法、液晶フィルム、積層体、偏光板および画像表示装置に関する。
表示装置の光源として使用される有機エレクトロルミネセンス素子(以下、有機EL素子という)は、薄型軽量、低消費電力、高コントラスト、高速応答性の点で優れた自発光素子であり、映像表示装置の面光源として研究開発、実用化が進められている。このような有機EL素子には、いくつかの形態があるが、主要な形態として、透明支持基板上に陽極である透明電極と、有機発光層と、陰極である金属電極とを順に積層して作製されたものが提案、実用化されている。このような有機EL素子においては、透明電極と金属電極との間で印加された電圧により、陰極から供給された電子と陽極から供給されたホール(正孔)とが有機発光層で再結合し、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際にEL発光する原理を利用している。
有機EL素子においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常、酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常AlやAlLi、MgAg、MgIn等の金属や合金からなる金属電極が使用される。これらの金属電極は一般的に光反射率が高く、また鏡面構造であるため、電極として機能するだけではなく、有機発光層で金属電極方向に発光した光を反射し、透明支持基板から出射する光量を高め、輝度を向上させる役割も担っている。
しかしながら、金属電極が持つ光反射率の高さや、鏡面構造は、逆に外光も反射してしまうことになる。すなわち、照明や太陽光などの強い外光の存在下では映りこみが激しく、表示装置として使用する場合には、明所コントラストが著しく低下するという問題点を有する。
鏡面における外光反射を防止する方法として、位相差膜を使用することが知られている。例えば特許文献1には、液晶化合物がホモジニアス配向した位相差膜が開示されている。しかしながら、位相差膜を形成させる配向基板は、ラビング処理したものしか開示されていない。ラビング処理は基板に対して布で擦るという接触操作であり、発塵等により液晶層に配向欠陥が生じやすい。また、通常ラビング処理は、ラビング用の布をロールに巻きつけて回転させつつ基板を擦ることにより行われるが、長尺のフィルムに対して連続的にラビング処理を行う場合、ロールの配置角度に制限が発生するため、フィルムの長手方向に対して45度より大きい角度でラビング処理することは困難である。また、特許文献2および3には、液晶化合物を光配向膜上においてホモジニアス配向させた光学フィルムが開示されている。光配向膜の形成は、偏光紫外線照射による非接触操作であるため、発塵等による液晶の配向欠陥が生じにくい。また、偏光紫外線の偏光方向は偏光板の設定により容易に変更可能なため、あらゆる角度での配向処理が可能である。このような光配向膜として、特許文献4および5には、桂皮酸ポリマーを含んでなる光配向膜が開示されている。
特開2002−267838号公報 特開2013−71956号公報 特開2013−147607号公報 特許4205198号公報 特開2013−114131号公報
本発明者らは今般、有機EL素子を用いた有機ELディスプレイの、外光を反射防止するための液晶フィルムの製造において、液晶組成物からなる光学異方性層の形成を、特定の側鎖構造を有する光反応性材料を含む光配向膜上で行うことにより、液晶組成物のホモジニアス配向が改善され、かつ欠点の少ない液晶フィルムを実現できる、との知見を得た。したがって、本発明の目的は、液晶の配向性が改善された、欠点の少ない液晶フィルムを得るための製造方法を提供することである。
本発明による光学異方性層を含む液晶フィルムの製造方法は、
配向基板(A)上に、第1の液晶組成物を含む塗工液を塗布する工程と、
前記第1の液晶組成物をホモジニアス配向させて、前記配向基板(A)上に第1の光学異方性層を形成させる工程と、を含んでなり、
前記配向基板(A)は、前記第1の液晶組成物が塗布される面に、下記式(1)で表される構造を側鎖に有する光反応性材料を用いて形成させた光配向膜を備えることを特徴とする。
本発明の態様においては、前記光反応性材料が、さらに下記式(2)で表される構造を側鎖に有することが好ましい。
(式中、
は、をアルキレン基、好ましくは、C2〜6のアルキレン基を表し、Pは、単結合、アリーレン基、
または
を表す。)
本発明の態様においては、前記第1の液晶組成物を含む塗工液が、二色性色素を含むことが好ましい。
本発明の態様においては、前記二色性色素の極大吸収波長が、380〜780nmであることが好ましい。
本発明の態様においては、前記二色性色素の含有量が、前記第1の液晶組成物100重量部に対し、0.01〜10重量部であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記第1の液晶組成物が、重合性液晶化合物を含んでなり、前記配向基板(A)上にホモジニアス配向させた後、前記重合性液晶化合物を重合させることにより、ホモジニアス配向が固定されることが好ましい。
本発明の態様においては、前記第1の光学異方性層上に、ホメオトロピック配向した第2の液晶組成物を含む第2の光学異方性層を設ける工程を含むことが好ましい。
本発明の他の態様によれば、上記方法により製造された液晶フィルムが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、上記液晶フィルムと、偏光子と、を備える積層体が提供される。
本発明の別の態様によれば、上記液晶フィルムまたは上記積層体を用いた偏光板が提供される。
本発明のさらに別の態様によれば、上記液晶フィルム、上記積層体または上記偏光板を用いた画像表示装置が提供される。
本発明によれば、ホモジニアス配向が良好であり、かつ欠点の少ない、液晶フィルムの製造方法を提供することができる。
液晶組成物の屈折率と吸収係数の波長分散特性を示す図である。 液晶組成物に二色性色素を添加する前後の最大主屈折率nxと最大主屈折率を有する方向に直交する方向の主屈折率nyの波長分散を比較した図である。 本発明の画像表示装置の断面模式図である。 実施例1で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。 実施例2で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。 実施例3で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。 実施例4およ5で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。 実施例6で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。 比較例1で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。 比較例2で作製した第1の光学異方性層の複屈折Δnの波長分散特性を示す図である。
<定義>
(1)複屈折Δn
複屈折Δnは、nx−nyで表される。
(2)屈折率(nx、ny、nz)
nxは、光学異方性層面内の最大主屈折率、nyは光学異方性層面内の最大主屈折率を有する方向に直交する方向の主屈折率という。nzは光学異方性層の厚さ方向の主屈折率である。
(3)面内リターデーション値Re
面内リターデーション値Reは、Re=Δn×d=(nx−ny)×d[nm]で表される。なお、Re(550)は、波長550nmの光における光学異方性層の面内リターデーション値を意味する。なお、測定時の温度は23±2℃、相対湿度は45±5%である。
(4)厚さ方向リターデーション値Rth
厚さ方向リターデーションRthは、Rth={(nx+ny)/2−nz}×d[nm]で表される。なお、Rth(550)は、波長550nmの光における光学異方性層の厚さ方向リターデーション値を意味する。なお、測定時の温度は23±2℃、相対湿度は45±5%である。
(5)負の分散特性
負の分散特性とは、固有吸収を含む波長域(図1のb1、b2、b3の領域)における屈折率nが、測定波長が長波長化するに従って増加する分散を意味する。「負の分散特性」は、「異常分散特性」ともいう。なお、「負の分散特性」に対して、「正の分散特性」は、固有吸収波長から離れた領域(図1のa1,a2,a3の領域)において、測定波長が長波長化するに従って屈折率nが減少する分散を意味する。「正の分散特性」を「正常分散特性」ともいう。
なお、本発明において、異常光屈折率neおよび通常光屈折率noは、例えば、分光エリプソメトリー(堀場製作所社製、製品名「AUTO−SE」)を用い、温度23℃±2℃、相対湿度45±5%の条件下で波長領域440〜1000nmのスペクトルを測定することにより測定することができる。また、面内リターデーション値および厚さ方向リターデーション値は、例えば、複屈折を測定することが可能な装置(例えばAxometrix社製の商品名「Axoscan」、王子計測機器社製の商品名「KOBRA−WR」等)を用いて測定することができる。
<液晶フィルムの製造方法>
本発明による液晶フィルムの製造方法は、光配向膜を備える配向基板(A)上に、第1の液晶組成物を含む塗工液を塗布し、第1の液晶組成物をホモジニアス配向させ、前記配向基板(A)上に、第1の光学異方性層を形成させる工程を含んでなる。
入手容易性、耐熱性、取扱い容易性の観点から、第1の液晶組成物は、重合性基として(メタ)アクリロイル基を有する液晶化合物を含んでなることが好ましく、(メタ)アクリレート系液晶化合物((メタ)アクリレート基を有する液晶化合物)をを含んでなることがより好ましい。
このような(メタ)アクリレート系液晶化合物としては、下記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物が好ましい。
上記一般式(10)〜(12)中、Wは、それぞれ独立して、H及びCHのうちのいずれかを示す。このようなWの種類に応じて、式中において、CH=CWCOOで表わされる基がアクリレート基又はメタクリレート基のいずれかの基となる。また、nは1〜20(より好ましくは2〜12、更に好ましくは3〜6)の整数である。このようなnの値が前記下限未満では化合物が液晶性を発現する温度領域が小さくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると良好なホモジニアス配向を実現するのに必要な、化合物の液晶由来の流動性が小さくなる結果、良好なホモジニアス配向の実現が困難となる傾向にある。
前記一般式(10)中、Rは炭素原子数が1〜20のアルキル基及び炭素数が1〜20のアルコキシ基の中から選択されるいずれかの基を表す。このようなRとして選択され得る炭素数が1〜20のアルキル基は、炭素数が1〜12のものがより好ましく、3〜6のものが更に好ましい。このような炭素数が前記上限を超えると良好なホモジニアス配向を実現するのに必要な、化合物の液晶由来の流動性が小さくなる結果、良好なホモジニアス配向の実現が困難となる傾向にある。また、前記炭素数が前記下限未満では化合物が液晶性を発現する温度領域が小さくなる傾向にある。なお、このようなアルキル基は、直鎖状のものであっても、分岐鎖状のものであっても、環状のものであってもよく特に制限されないが、良好なホモジニアス配向の実現の観点からは、直鎖状のものであることがより好ましい。
また、Rとして選択され得る炭素数が1〜20のアルコキシ基は、炭素数が1〜12のものがより好ましく、3〜6のものが更に好ましい。このような炭素数が前記上限を超えると良好なホモジニアス配向を実現するのに必要な、化合物の液晶由来の流動性が小さくなる結果、良好なホモジニアス配向の実現が困難となる傾向にある。また、前記炭素数が前記下限未満では化合物が液晶性を発現する温度領域が小さくなる傾向にある。なお、アルコキシ基は、アルキル基が酸素原子に結合した構造を有するが、かかるアルキル基の部分の構造は直鎖状のものであっても、分岐鎖状のものであっても、環状のものであってもよく特に制限されないが、良好なホモジニアス配向の実現の観点からは、直鎖状のものであることがより好ましい。
また、前記一般式(12)中、Z及びZは、それぞれ独立して、−COO−及び−OCO−のうちのいずれかの基を表す。このようなZ及びZとしては、化合物の調製の容易さ等の観点から、Z及びZのうちの一方の基が−COO−で表わされる基であり、もう一方の基が−OCO−で表わされる基であることが好ましい。
また、前記一般式(12)中、X及びXは、それぞれ独立に、H及び炭素数が1〜7のアルキル基のうちのいずれかを表す。このようなX及びXとして選択され得る炭素数が1〜7のアルキル基としては、炭素数が1〜3であることがより好ましく、1であること(前記アルキル基がCHであること)がより好ましい。このような炭素原子数が前記上限を超えると良好な配向を実現するのが困難となる傾向にある。このように、前記X及びXは、それぞれ独立に、H及びCHのうちのいずれかであることが特に好ましい。
また、このような一般式(10)〜(12)で表わされる(メタ)アクリレート系液晶化合物としては、例えば、下記一般式(110)〜(113)に記載のような化合物が挙げられる。なお、このような(メタ)アクリレート系液晶化合物は1種を単独で用いてもよく或いは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、液晶化合物としては、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用することが好ましく、上記一般式(110)〜(113)で表わされる化合物を組み合わせて利用することがより好ましい。
このように、第1の液晶組成物として、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用する場合においては、上記一般式(10)で表わされる化合物の含有量は、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物の総量に対して20〜60重量部であることが好ましく、30〜45重量部であることがより好ましい。このような一般式(10)で表わされる化合物の含有量が上記数値範囲外であると、ホモジニアス配向に関して、配向欠陥が生じる傾向にあり、上記範囲内であれば、ホモジニアス配向に関して、配向欠陥が生じるのを抑制することができる。
また、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用する場合において、上記一般式(11)で表わされる化合物の含有量は、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物の総量に対して10〜50重量部であることが好ましく、20〜30重量部であることがより好ましい。このような一般式(11)で表わされる化合物の含有量が上記数値範囲内にあれば、ホモジニアス配向に関して、配向欠陥が生じるのを抑制することができる。
さらに、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物を組み合わせて利用する場合において、上記一般式(12)で表わされる化合物の含有量は、上記一般式(10)〜(12)で表わされる化合物の総量に対して10〜70重量部であることが好ましく、25〜45重量部であることがより好ましい。このような一般式(12)で表わされる化合物の含有量が上記範囲内であれば、ホモジニアス配向に関して、配向欠陥が生じるのを抑制することができる。
さらに、上記一般式(110)〜(113)で表わされる化合物を組み合わせて第1の液晶組成物として利用する場合においては、良好なホモジニアス配向の実現の観点から、各化合物の質量比が([上記一般式(110)で表わされる化合物]:[上記一般式(111)で表わされる化合物]:[上記一般式(112)で表わされる化合物]:[上記一般式(113)で表わされる化合物])が45:40:15:0〜35:5:30:30であることが好ましく、35:23:23:19〜38:25:25:12であることがより好ましい。
また、このような液晶化合物は1種を単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、第1の液晶組成物からなる第1の光学異方性層は、後記するように、下記式(1)を満足することが好ましい。
1.00>Re1(450)/Re1(550)>0.70 (1)
(ここで、Re1は、第1の光学異方性層の面内リターデーション値を表し、複屈折Δn1と、第1の光学異方性層の膜厚d1との積で表され、Re1(450)およびRe1(550)は、波長450nmおよび550nmにおける第1の光学異方性層の面内リターデーション値である。)
上記式(1)の要件を満足させる方法の一つとして、重合性基を有する液晶化合物が2種類以上のメソゲン基を有する化合物であり、そのうち少なくとも一つのメソゲン基を液晶層のホモジニアス配向の遅相軸に対して略直交方向に配向させることで、長波長になるほど、位相差が大きくなることが、特開2002−267838号公報や特開2010−31223号公報に記載されている。ここで、メソゲン(mesogen)基のメソゲンは、中間相(=液晶相)形成分子(「液晶辞典」、日本学術振興会、情報科学用有機材料第142委員会、液晶部会編、1989年)とも称され、液晶性分子構造とほぼ同義である。本発明では、棒状液晶化合物におけるメソゲン基(棒状液晶化合物の液晶性に関する分子構造)を採用することが好ましい。棒状液晶化合物におけるメソゲン基については、各種文献(例えば、Flussige Kristalle in Tabellen誌、VEB Deutscher Verlag furGrundstoffindustrie, Leipzig(1984年)、第2巻)に記載されている。
メソゲン基の例には、ビフェニル、フェニルシクロヘキシル、シクロヘキシルフェニル、フェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシル、シクロヘキシルカルボニルオキシフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシシクロヘキシルオキシカルボニルフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシルカルボニルオキシフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルアミノカルボニルフェニル、フェニルエテニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニルエチニレンフェニル、フェニルエテニレンカルボニルオキシビフェニルおよびフェニルエテニレンオキシフェニルエチニレンフェニルが含まれる。
2種類のメソゲン基の組み合わせとしては、一方のメソゲン基が、ビフェニル、フェニルシクロヘキシル、シクロヘキシルフェニル、フェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシル、シクロヘキシルカルボニルオキシフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシフェニルオキシカルボニルフェニル、フェニルカルボニルオキシシクロヘキシルオキシカルボニルフェニル、フェニルオキシカルボニルシクロヘキシルカルボニルオキシフェニルおよびフェニルカルボニルオキシフェニルアミノカルボニルフェニルからなる群より選ばれ、他方のメソゲン基が、フェニルエテニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニル、フェニルエチニレンフェニルエチニレンフェニル、フェニルエテニレンカルボニルオキシビフェニルおよびフェニルエテニレンオキシフェニルエチニレンフェニルからなる群より選ばれることが特に好ましい。
第1の液晶組成物は1種の液晶化合物を単独であってもよく、あるいは2種以上を組み合わせた混合物であってもよい。液晶化合物を2種以上組み合わせる場合、全ての液晶化合物が液晶性を示す必要はなく、混合物である第1の液晶組成物が液晶性を示せばよい。例えば、2種以上のメソゲン基を有する化合物は、それ自体が液晶性を示さなくても他の液晶化合物との混合物が液晶性を示せばよい。さらには、重合性液晶化合物を2種以上組み合わせた混合物として使用する場合、全ての液晶化合物が重合性官能基を有する必要はなく、少なくとも1種の液晶化合物が重合性官能基を有していればよい。液晶性を示さない重合性化合物は、重合性基を有する液晶化合物と相溶性を有し、且つ該液晶化合物の配向を阻害するようなものではない限り特に限定されず、例えば、エチレン性不飽和基(例えばビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリロイル基)等の重合性官能基を有する化合物等が挙げられる。なお、このような他の重合性化合物の添加量は、前記重合性基を有する液晶化合物と前記液晶性を示さない他の重合性化合物の総量に対して0.5〜50重量部とすることが好ましく、1〜30重量部とすることが好ましい。
第1の液晶組成物は、第1の液晶組成物のホモジニアス配向を固定することが好ましい。
配向状態を固定化する方法としては、第1の液晶組成物等の種類等に応じて、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、後述する重合開始剤の種類等に応じて、光照射及び/又は加熱処理を施すことにより、重合性基(反応性官能基)を反応させてホモジニアス配向の配向状態で配向を固定化する方法を採用してもよい。なお、「配向状態がホモジニアス配向の状態で固定化された」という状態は、第1の液晶組成物を重合させて配向を固定化した後に得られる第1の光学異方性層において、ホモジニアス配向(液晶分子の長軸方向が配向基板(A)に対して実質的に平行方向に整列している配向)が確認されることを意味し、第1の液晶組成物等に由来する成分(好ましくは重合性液晶化合物に由来する成分:その重合性液晶化合物自体、その重合性液晶化合物が分解されて形成された構成物やその重合性液晶化合物の重合物等を含む。)のうちのいずれかが、ホモジニアス配向の状態で固定化されていればよい。
重合開始剤は、熱重合開始剤(熱重合反応を利用する際の開始剤)であっても、光重合開始剤(光や電子線の照射を利用する際の開始剤)であってもよい。このような重合開始剤としては、配向基板(A)としてプラスチックフィルム等を用いる場合に、熱によりその配向基板(A)等が変形したり、変質したりすることを防止するといった観点から、光重合開始剤を用いることがより好ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、α−カルボニル化合物、アシロインエーテル、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとを組み合わせたもの、アクリジンおよびフェナジン化合物およびオキサジアゾール化合物等が挙げられる。光重合開始剤としては、市販品を利用してもよく、例えば、BASF社製の光重合開始剤(商品名「イルガキュア907」、商品名「イルガキュア651」、商品名「イルガキュア184」)や、Union Carbide社製の光重合開始剤(商品名「UVI6974」)等を適宜使用してもよい。なお、このような光重合開始剤は、光または電子線の照射により、自由ラジカルを生成するものや、イオンを生成するもの等があるが、第1の液晶組成物の種類や重合反応の条件等に応じて、自由ラジカルを生成する光重合開始剤(例えば、BASF社製の商品名「イルガキュア651」等)や、イオンを生成する光重合開始剤(例えば、Union Carbide社製の光重合開始剤(商品名「UVI6974」))の中から好適なものを適宜選択して利用すればよい。
光重合開始剤を使用する場合、光照射の方法としては特に制限されず、例えば、用いる重合開始剤の吸収波長領域にスペクトルを有する光源(例えば、10mW/cm以上の照度を有する、メタルハライドランプ、中圧或いは高圧水銀灯(中圧或いは高圧水銀紫外ランプ)、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、アークランプ、LED、レーザー等)を用いて、その光源からの光を照射する方法が挙げられる。なお、このような光の照射により重合開始剤を活性化させることが可能となり、効率よく重合性基を反応させることが可能となる。
また、このような光照射の方法において光の積算照射量としては、波長365nmでの積算露光量として、10〜2000mJ/cmであることが好ましく、100〜1500mJ/cmであることがより好ましい。ただし、重合開始剤の吸収領域と、光源のスペクトルが著しく異なる場合や、第1の液晶組成物自体に光源波長光の吸収能がある場合等は、この限りではない。その場合には、より効率よく配向状態を維持したまま、塗膜を固定化(硬化)させるという観点から、適当な光増感剤や、吸収波長の異なる2種以上の重合開始剤を混合して用いる等の方法を採用してもよい。また、このような光照射時の温度条件は、前記第1の液晶組成物がホモジニアス配向の配向状態を維持できる温度範囲とすればよく、特に制限されない。なお、光照射時に、塗膜の表面温度が液晶温度の範囲を維持できるように、基板と光源(紫外線ランプ等)との間には、コールドミラーやその他の冷却装置を設けてもよい。
光照射時の雰囲気条件としては、特に制限されず、大気雰囲気であってもよく、また反応効率を高めるために酸素を遮断した窒素雰囲気下であってもよい。なお、雰囲気中の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達しない場合には、窒素置換等の方法により酸素濃度を低下させた雰囲気で光照射することが好ましい。このような場合の雰囲気ガス中の酸素濃度としては、10容量%以下であることが好ましく、7容量%以下であることがさらに好ましく、3容量%以下であることが最も好ましい。
熱重合開始剤を使用する場合、加熱処理によりホモジニアス配向の配向状態で配向を固定化することが好ましい。このような加熱処理の条件としては、特に制限されず、前記重合開始剤の種類に応じて、配向状態が十分に維持されるように温度条件を選択すればよく、公知の条件を適宜採用することができる。なお、配向基板(A)として耐熱性の低いものを使用する場合は、重合開始剤として光の照射により開始剤の機能を発現するようなものを用い、光照射によりホモジニアス配向の配向状態を固定化することが好ましい。
ここで、重合性液晶化合物としては、配向状態をより効率よく固定化できるといった観点から、光及び/又は熱により反応する重合性基を備える液晶化合物が好ましい。このような光や熱により反応する重合性基を備える液晶化合物としては、光及び/又は熱によって、その周りに存在する成分(液晶化合物等)と重合して、配向を固定化できるものであればよく、その種類は特に限定されず、公知の重合性基を備える液晶化合物を適宜利用できる。また、このような重合性基としては、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、ビニルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基、アジリジニル基等が好ましい。なお、このような重合性基としては、反応条件等によっては、例えば、イソシアナート基、水酸基、アミノ基、酸無水物基、カルボキシル基等の他の重合性基を使用してもよい。
重合開始剤の含有量としては、第1の液晶組成物と後述する二色性色素との総量100重量部に対して0.5〜10重量部であることが好ましく、1〜5重量部であることがより好ましい。重合開始剤の含有量が上記数値範囲内であれば、液晶の配向に欠陥を生じるのを抑制することができる。
また、第1の液晶組成物は、二色性色素を含むことが好ましい。ここでいう二色性色素とは、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素をいう。このような性質を有するものであれば、二色性色素は特に制限されず、染料として用いられている色素であってもよく、顔料として用いられている色素であってもよい。二色性色素は複数種用いてもよく、染料として用いられている色素と顔料として用いられている色素とを組み合わせてもよい。
図2の細線(実線はnx、点線はny)に示す通り、通常、第1の液晶組成物を含む塗工液を用いて第1の光学異方性層を形成した場合、双極子の種類が軸方向によって異なるため、最大主屈折率nxと最大主屈折率を有する方向に直交する方向の主屈折率nyは異なる「正の分散」曲線を示す。この第1の液晶組成物を含む塗工液に、例えば、580nmに極大吸収波長を有する吸収スペクトルを持つ二色性色素を添加すると、吸収波長付近である550〜650nmの波長領域においても、最大主屈折率nxが「負の分散」特性を有する第1の光学異方性層が得られる。
また、二色性色素は、重合性基を有していることが好ましく、例えば、重合性基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基、オキセタニル基が好ましく、反応性の観点からアクリル基、エポキシ基、オキセタニル基が特に好ましい。二色性色素が、重合性基を有していることにより、第1の液晶組成物と重合し、配向基板(A)上において第1の液晶組成物の配向方向と略同一方向に配向するため、高温多湿環境下における「負の分散」特性の低減、二色性色素の吸光度および二色比の変動を防止することができ、光学信頼性に優れた第1の光学異方性層を得ることができる。更に、二色性色素は、液晶性を有していてもよく、特に、ネマチック相、スメクチック相を有するものが好ましい。
二色性色素は、380〜780nmの範囲に極大吸収波長(λmax)を有するものが好ましく、より好ましくは400〜750nmであり、特に好ましくは450〜700nm、最も好ましくは540〜620nmであるが、本発明の積層体を画像表示装置に適用する場合は、画像表示装置の光源の発光スペクトルを考慮して、画像表示装置の発光スペクトルの極大吸収波長と異なるような極大吸収波長を選択することが最も好ましい。
二色性色素の二色比は、色素分子の長軸方向における極大吸収波長での吸光度と短軸方向の吸光度の比で定義される。該二色比は、色素の配向方向の吸光度と配向方向と垂直方向の吸光度を測定することで求めることが可能である。本発明で用いることができる二色性色素は、二色比として、好ましくは2以上50以下、好ましくは2以上50以下、更に好ましくは3以上50以下である。二色比が前記範囲内であれば、色素の配向方向が液晶組成物内で揃うこととなり、色素の吸収波長における透過率の損失を抑制することができる。
このような二色性色素としては特に限定はないが、例えば、アクリジン色素、アジン色素、アゾメチン色素、オキサジン色素、シアニン色素、メロシアニン色素、スクアリリウム色素、ナフタレン色素、アゾ色素、およびアントラキノン色素、ベンゾトリアゾール色素、ベンゾフェノン色素、ピラゾリン色素、ジフェニルポリエン色素、ビナフチルポリエン色素、スチルベン色素、ベンゾチアゾール色素、チエノチアゾール色素、ベンゾイミダゾール色素、クマリン色素、ニトロジフェニルアミン色素、ポリメチン色素、ナフトキノン色素、ペリレン色素、キノフタロン色素、スチルベン色素、インジゴ色素等が挙げられる。中でも、該二色性色素は、アントラキノン色素およびアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素およびスチルベンアゾ色素等が挙げられ、好ましくはビスアゾ色素、トリスアゾ色素およびこれらの系列の色素の誘導体が例示される。上記の条件を満たす色素であれば本発明で用いることが可能である。本発明で用いることが可能である色素の一例を色素ハンドブック(大河原信、北尾悌次郎、平嶋恒亮、松岡賢編、講談社サイエンティフィック社:1986年第1版)に記載の色素番号で表1に示す。
二色性色素は、下記式(1)で表されるもの(以下、場合により「アゾ色素(1)」という。)が特に好ましい。
式(1)中、nは1〜4の整数であり、ArおよびArは、それぞれ独立して下記の群より選択される基を表す。
また、式(1)中、Arは、下記の群より選択される基を表し、nが2以上の場合は、Arは互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
上記した基において、AおよびAは、それぞれ独立して下記の群より選択される基を表わす。
(式中、mは0〜10の整数であり、同一の基中にmが2つある場合、この2つのmは互いに同一であってもよく異なっていてもよい。)
上記したアゾ色素(1)のアゾベンゼン部位の位置異性は、トランスであることが好ましい。
重合性官能基を有する重合性二色性色素の具体例としては、例えば、下記のような化合物等が挙げられる。
アントラキノン色素としては、式(1−59)で表される化合物が好ましい。
(式中、R〜Rは、互いに独立して、水素原子、−Rx、−NH、−NHRx、−NRx、−SRx又はハロゲン原子を表す。Rxは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。)
また、オキサゾン色素としては、式(1−60)で表される化合物が好ましい。
(式中、R〜R15は、互いに独立して、水素原子、−Rx、−NH、−NHRx、−NRx、−SRx又はハロゲン原子を表す。Rxは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。)
また、アクリジン色素としては、式(1−61)で表される化合物が好ましい。
(式中、R16〜R23は、互いに独立して、水素原子、−Rx、−NH、−NHRx、−NRx、−SRx又はハロゲン原子を表す。Rxは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。)
以上の式(1−59)、式(1−60)及び式(1−61)において、Rxの炭素数1〜6のアルキル基とは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基及びヘキシル基等であり、炭素数6〜12のアリール基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基及びナフチル基等である。
また、シアニン色素としては、式(1−62)で表される化合物、及び式(1−63)で表される化合物が好ましい。
(式中、D及びDは、互いに独立して、下記式(1−62a)〜式(1−62d)のいずれかで表される基を表し、n5は1〜3の整数を表す。)
(式(1−63)中、D及びDは、互いに独立して、下記式(1−63a)〜式(1−63h)のいずれかで表される基を表し、n6は1〜3の整数を表す。)
以上、二色性色素について、その好ましい例を説明したが、中でも、二色性色素としてアゾ色素(1)であることが好ましく、互いに異なる極大吸収波長を有するアゾ色素(1)を少なくとも2種含有してもよい。
二色性色素の添加量は、当該二色性色素の種類等に応じて適宜調節できるが、第1の液晶組成物100重量部に対して、0.01〜10重量部が好ましく、0.03〜2.0重量部がより好ましく、0.03〜1.2重量部がさらに好ましい。二色性色素の含有量が、この範囲内であれば、第1の液晶組成物の配向を乱すことなく、第1の液晶組成物の成膜や重合を行うことができる。二色性色素の含有量が多すぎると、第1の液晶組成物の配向を阻害したり、二色性色素の吸収により第1の光学異方性層の透過率が低下するおそれがある。そのため、第1の液晶組成物がホモジニアス配向を保持できる範囲で、二色性色素の含有量を定めることもできる。なお、ここでいう二色性色素の含有量とは、2種以上の二色性色素を含む場合は、それらの合計量を意味する。
第1の液晶組成物を含む塗工液には、塗布性を考慮して適宜溶媒が含まれていてもよい。溶媒としては、第1の液晶組成物および二色性色素等を溶解でき適当な条件で留去できる溶媒であれば特に制限はなく、一般的にアセトン、メチルエチルケトン(MEK)、イソホロン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン類、イソプロピルアルコール、n−ブタノール等のアルコール類、ブトキシエチルアルコール、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−2−プロパノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸2−メトキシエチル、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、等等のハロゲン化炭化水素類、テトラヒドロフラン(THF)、γ-ブチロラクトン等の複素環類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類等やこれらの混合系が好ましく用いられる。
また、このような溶媒としては、均一な膜厚となるように塗工液を塗布するのに適切な乾燥速度、取扱い容易性(環境への有害性)や、第1の液晶組成物等に対する溶解性の観点から、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、酢酸2−メトキシエチル、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−メトキシベンゼン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、γ-ブチロラクトンが好ましく、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、トルエン、γ-ブチロラクトンがより好ましい。なお、このような溶媒としては1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて利用してもよい。また、用いる溶媒の種類によっては、配向基板(A)に腐食が生じる場合もあることから、配向基板(A)の種類に応じて好適な溶媒を適宜選択して利用することが好ましい。
また、溶媒の含有量としては、使用方法(例えば光学異方性層を形成するために使用する場合には、その厚さの設計やコーティング方法等も含めた使用方法等)等を考慮し、適宜調整することができる。例えば、溶媒の含有量は、第1の液晶組成物を含む塗工液100重量部に対し、30〜98重量部であることが好ましく、50〜95重量部であることがより好ましく、70〜90重量部であることが更に好ましい。溶媒の含有量が30重量部以上であれば、第1の液晶組成物および/または二色性色素に対する溶媒の量が確保されるため、保管中に第1の液晶組成物が析出するのを抑制したり、第1の液晶組成物を含む塗工液の粘度が高くなって湿潤(wetting)性が低下するのを抑制し、第1の光学異方性層の製造時におけるコーティングを良好に行うことができる。また、溶媒の含有量が95重量部以下であれば、溶媒除去工程(乾燥工程)を短時間で終了することができるため、第1の液晶組成物を含む塗工液を配向基板(A)上に塗布する際に表面の流動性低下を抑制でき、均一な光学異方性層を製造することができる。このように、本発明の第1の液晶組成物および/または二色性色素の含有量は、第1の液晶組成物を含む塗工液100重量部に対し、2〜70重量部であることが好ましく、5〜50重量部であることがより好ましく、10〜30重量部であることが更に好ましい。また、第1の液晶組成物を含む塗工液には、上記した溶媒だけでなく、配向基板上に均一な塗膜を形成するために、反応活性化剤、増感剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤等を添加してもよい。
本発明において、配向基板(A)は、第1の液晶組成物を含む塗工液が塗布される面に、下記式(1)で表される構造を側鎖に有する光反応性材料を用いて形成させた光配向膜を備える。なお、下記式(1)で表される構造の両端のうち、一方は、主鎖と直接結合していてもよく、連結基を介して主鎖と結合していてもよい。なお、光配向膜の形成に用いる光反応性材料は、1種類のみであっても、2種類以上であってもよく、1の光反応性材料中に、下記式(1)で表される構造は2以上含まれていてもよい。
前記光配向膜を形成する光反応性材料は、上記式(1)で表される構造を側鎖に有していることにより、偏光照射によって光二量化反応し、経時安定性に優れる配向規制力が発現する。ここで、「配向規制力」とは、光配向膜上に、液晶組成物を含む塗工液を用いて光学異方性層を作製する際に、この液晶組成物を面内の所定の方向に配列させる力のことを指す。光反応性材料は、上記のような構造を1モノマーユニット中に0.05〜30単位含むことが好ましく、0.1〜20単位含むことがより好ましく、0.2〜15単位含むことが更に好ましい。
上記した連結基の構造としては、例えば、下記式(2)で表される構造が挙げられる。
(式中、
は、をアルキレン基、好ましくは、C2〜6のアルキレン基を表し、Pは、単結合、アリーレン基、
または
を表す。)
上記式(2)で表される連結基としては、例えば、以下のような構造が挙げられる。
光反応性材料の側鎖において、主鎖と結合する端部と反対の端部には、水素原子、アルコキシ基、好ましくは、C1〜6のアルコキシ基またはフェニルアルコキシ基、好ましくは、C7〜12のフェニルアルコキシ基、アルケニル基、好ましくはC2〜6のアルケニル基、アルキニル基、好ましくはC2〜6のアルキニル基、シクロアルキル基、好ましくはのC3〜6シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、好ましくはC1〜6のアルコキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、好ましくはC1〜6のアルキルアミノカルボニル基、アルコキシアルキル基、好ましくはC1〜6のアルコキシC1〜6のアルキル基、フェニルアルキル基、好ましくはフェニルC1〜6アルキル基、1〜5個の置換基を環上に有する置換フェニル基、1〜5個の置換基を環上に有する置換フェノキシC1〜6のアルキル基、1〜9個の置換基を環上に有する置換ビフェニル基、ハロアルキル基、好ましくはC1〜6のハロアルキル基、ハロアルコキシ基、好ましくはC3〜6のハロアルコキシ基を有する。
本発明の一実施形態において、光反応性材料の側鎖としては以下のような構造が挙げられる。
または
光反応性材料の主鎖は、光配向規制力に悪影響を及ぼさないものであればとくに限定されず、ビニル性官能基を有する化合物を重合させたもの、例えば、ポリ(メタ)アクリレート骨格、ポリオキシエチレン骨格、ポリシロキサン骨格、ポリシラン骨格、ポリペプチド骨格、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリウレタン骨格等が好ましい。
光配向膜における光反応性材料の含有量は、1〜70重量%であることが好ましく、2〜60重量%であることがより好ましく、3〜50重量%であることがさらに好ましい。光配向膜における光反応性材料の含有量が上記数値範囲内であれば、光反応性材料の部位同士が反応できる十分な濃度を保つことが出来、配向規制力を十分高いレベルで維持することが出来る。
光反応性材料は、低分子であってもよく、高分子であってもよい。すなわち、光反応性材料の数平均分子量(Mn)は、250〜500000であることが好ましく、300〜400000であることがより好ましく、400〜300000であることがさらに好ましい。光反応性材料のMnが上記数値範囲以内であれば、光二量化反応する際の分子の運動性を維持でき、反応が進行しやすい。また、Mnと重量平均分子量(Mw)との比(分子量分布:Mw/Mn)は、1.0〜5.0であることが好ましく、1.0〜4.0であることがより好ましく、1.0〜3.0であることがさらに好ましい。MnおよびMwは、例えば、東ソー社製8020GPCシステムを用いることにより測定することが出来る。光反応性材料のMw/Mnが上記数値範囲以内であれば、フィルム面内での反応の均一性が保たれ、液晶の配向が均一となりやすい。
配向規制力の観点から、光反応性材料の光二量化反応が生じる光の波長が、280nm以上であることが好ましく、280nm〜400nmの範囲内であることがより好ましく、300nm〜380nmの範囲内であることがさらに好ましい。
上記のような側鎖を有する光反応性材料の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の合成方法を採用して得ることが出来る。例えば、(3)の構造を側鎖に有する光反応性材料を得る方法の一例を以下に具体的に説明する。
4−メトキシフェニル−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)シンナメートと、重合開始剤とを適当な溶媒に溶解し、重合することにより、主鎖がポリ(メタ)アクリレート骨格で、上記側鎖を有する下記式(P1)で表される光反応性材料を得ることが出来る。
光配向膜は、光反応性材料に適当な溶媒を加え、光反応性材料を含む塗工液とし、前記塗工液を配向基板(A)上に塗布して乾燥させた後、偏光を照射することにより形成することができる。溶媒としては、光反応性材料を溶解または微分散し得る任意の適切な溶媒が採用され得る。塗工液には、必要に応じて添加剤が含まれていてもよい。添加剤の具体例としては、光反応開始剤、貯蔵安定剤、分散剤、分散安定剤が挙げられる。塗工液中の光反応性材料の濃度は、光配向材料の種類や塗膜の厚みに応じて適宜調整してよいが、一般的には1〜5重量%である。
光反応性材料を含む塗工液を塗布する方法としては、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法などが挙げられる。塗布量は、光反応性材料の濃度や目的とする光配向膜の厚み等に応じて適宜調整できる。
塗布膜を乾燥する方法としては、任意の適切な方法(例えば、自然乾燥、加熱乾燥、風乾)であってよい。乾燥温度は、光反応性材料の種類、溶媒の種類、目的とする光配向膜の特性等に応じて適宜調整できる。乾燥温度は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜160℃、さらに好ましくは60〜120℃である。乾燥時間は、好ましくは0.5〜30分、より好ましくは1〜15分、さらに好ましくは1〜4分である。乾燥は、一定温度で行ってもよく、温度を連続的または段階的に変化させながら行ってもよい。
次に、乾燥後の塗布膜に光を照射し、配向させることにより光配向膜を得ることが出来る。光照射の方法としては、光反応性材料の種類等に応じて任意の適切な方法が採用され得る。代表的には、所定の光源から所望でない波長の光をカットし、かつ、当該光源からの光を偏光に変換して照射する方法が採用される。
光照射に用いられる光源の具体例としては、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、誘電体エキシマ放電ランプ、フラッシュUVランプ、ディープUVランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、メタルハライドランプが挙げられる。照射される光の波長は、光反応性材料が光学吸収を有する波長領域に応じて、任意の適切な波長が採用され得る。照射される光の波長は、好ましくは210〜380nm、さらに好ましくは230〜380nm、最も好ましくは250〜380nmである。このような範囲に波長を有する光を照射することにより、光配向膜における所望でない光分解反応を抑制することができる。その結果、均一なホモジニアス配向を有する液晶フィルムを得ることができる。このような波長を有する光は、上記光源からの光を所定のフィルター等に通して、所望でない波長(代表的には100〜200nm)の光をカットすることにより得られる。
光の照射量は、波長313nmにおける測定値が好ましくは5〜500mJ/cm、さらに好ましくは7〜400mJ/cm、最も好ましくは10〜300mJ/cmである。このような範囲の照射量を採用することにより、均一なホモジニアス配向を有する液晶フィルムを得ることができる。
光照射時の温度は15〜90℃、好ましくは15〜60℃である。このような温度範囲であれば、均一性の高い光配向膜を得ることができる。照射時の温度を一定に保持する手段としては、任意の適切な加熱手段および/または温度制御手段が採用され得る。具体例としては、熱風または冷風が循環する空気循環式恒温オーブン、マイクロ波または遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、ヒートパイプロール、金属ベルトが挙げられる。
照射光は偏光である。所定の偏光方向を有する偏光を照射することにより、当該偏光方向に対応した方向に光配向膜を配向させることができる。したがって、偏光方向を制御することにより、所望の方向に光配向膜を配向させることができる。偏光を生成する手段としては、任意の適切な偏光板が採用され得る。偏光板の例としては、ワイヤーグリッド偏光子、偏光ビームスプリッター、透過型パイル偏光子が挙げられる。好ましくは、ワイヤーグリッド偏光子である。所望でない波長をカットするフィルター機能(すなわち、所定波長での偏光分離機能)を有し、かつ、耐熱性に優れるので照射時に劣化することが少ないからである。
このようにして得られる光配向膜の厚みは好ましくは10nm〜5μm、より好ましくは30nm〜1.5μm、さらに好ましくは50nm〜1μmである。光配向膜の厚みがこのような範囲であれば、光配向処理において膜形状を十分に維持し得る強度を有し、かつ、得られる液晶フィルムの光学特性に実質的な影響を与えない。
配向基板(A)としては、平滑な平面を有するものが好ましく、有機高分子材料からなるフィルムやシート、ガラス板、金属板等を挙げることができる。コストや連続生産性の観点からは有機高分子からなる材料を用いることが好ましい。有機高分子材料の例としては、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等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の透明樹脂からなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂、環状ないしノルボルネン構造を有するシクロオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド等のアミド系樹脂等の透明樹脂からなるフィルムも挙げられる。さらにポリイミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド等のポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリビニルアルコール等のビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂や前記樹脂のブレンド物等の透明樹脂からなるフィルム等も挙げられる。
次に、第1の液晶組成物を含む塗工液を配向基板(A)が備える光配向膜へ塗布する方法について説明する。塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法等が挙げられる。このような塗膜としては、第1の液晶組成物中の溶媒の含有量等によっても異なるものであり、一概には言えないが、乾燥前の塗膜の厚み(ウエット膜厚)が3〜50μmであることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。ウエット膜厚が上記数値範囲内であれば、第1の液晶組成物における固形分の析出を抑制でき、均一な光学異方性層を得ることができる。また、均一な塗布を行うことが可能となり、第1の光学異方性層の平滑性を維持することができる。さらに、塗布後の乾燥時間を短縮することができる。
次いで塗膜を乾燥、熱処理することにより第1の液晶組成物をホモジニアス配向させる。この乾燥条件は、上記した第1の液晶組成物、二色性色素、溶媒の種類等によっても異なるものであり、一概に言えるものではなく、特に制限されるものではない。例えば、溶媒の種類によっては、常温(25℃)でも塗膜から溶媒を乾燥除去することが可能である。このように、溶媒の種類等によっては、特に加熱処理を施すことなく、ホモジニアス配向した第1の光学異方性層を製造することも可能である。また、このような溶媒除去工程における温度条件としては、15〜110℃であることが好ましく、20〜80℃であることがより好ましい。溶媒除去工程における温度が、上記数値範囲内であれば、乾燥に別途冷却設備を使用する必要はなく、また、基板が熱により変形することもないため、所望の光学特性を有する第1の光学異方性層を得ることができる。
また、この乾燥工程における圧力条件としては、特に制限されないが、650〜1400hPaであることが好ましく、900〜1100hPaであることがより好ましい。圧力条件が上記数値範囲内であれば、乾燥ムラが生じることはなく、また、乾燥時間を短縮することができる。また、溶媒除去工程の時間(乾燥時間)としては、特に制限されないが、10秒〜60分とすることが好ましく、30秒〜30分とすることがより好ましい。乾燥時間が上記数値範囲内であれば、第1の光学異方性層の平滑性の低下(乾燥ムラ)を抑制することができ、また、高い生産性を維持することができる。なお、このような溶媒除去工程に乾燥装置を利用する場合においては、前記塗膜と乾燥装置との相対的な移動速度を、相対風速が60〜1200m/分となるように制御することが好ましい。塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター(炉)、温風吹きつけ等の方法が挙げられる。
塗布された第1の液晶組成物を含む塗工液の乾燥工程後の膜厚は、0.1〜50μmが好ましく、より好ましくは0.2〜20μmであり、0.5〜10μmがさらに好ましい。乾燥後の膜厚が上記数値範囲内であれば、得られる第1の光学異方性層の光学性能を十分に維持することができ、第1の液晶組成物および/または二色性色素が十分に配向することができる。
上記した乾燥および/または熱処理により、第1の液晶組成物および/または二色性色素が、ホモジニアス配向する。ここでホモジニアス配向とは、液晶組成物の長軸方向が基板に対して実質的に平行方向に整列している状態を意味する。なお、配向とは、例えば、測定波長550nmにおいてΔn・dが20nm以上を指す。ここで、Δn・dは、位相差板とした場合の複屈折Δnと膜厚dの積である。
ここで、ホモジニアス配向の確認方法としては、以下のような方法を採用してもよい。ホモジニアス配向の確認方法としては、公知の方法を適宜採用でき、特に制限されるものではないが、一対の直交偏光板(一方の偏光板の吸収軸方向と、他方の偏光板の吸収軸方向が垂直となる一対の偏光板)の間に光学異方性層(配向基板と積層したもの等であってもよい)を挟み、肉眼で透過光を確認する方法や、偏光顕微鏡で観察する方法を採用してもよい。また、ホモジニアス配向した光学異方性層は、光の入射角に応じて位相差の特性が異なるものとなることから、試料の表面に対して垂直な方向(垂直入射角)の位相差と前記垂直入射角から特定の角度に光の入射角を傾けた場合の位相差とを測定することが可能な複屈折測定装置(例えばAxo−metrix社製の商品名「Axoscan」、王子計測機器社製の商品名「KOBRA−21ADH」等)を用いて、視野角0°(液晶フィルムに対して垂直の方向)から視野角がより大きくなる方向に角度を適宜変更しながら位相差の測定を行い、複数の視野角において前記試料の位相差をそれぞれ求め、試料の面に対して垂直な方向において位相差が確認され、入射角のマイナス方向とプラス方向の位相差の値が対称であること、を確認することによって、ホモジニアス配向の有無を確認する方法を採用してもよい。
上記のようにして、配向基板(A)上に第1の液晶組成物を含む塗工液を塗布し、塗膜から所望により溶媒を除去して、第1の液晶組成物および/または二色性色素をホモジニアス配向させ好ましくは、その配向状態を固定化することによって、配向状態がホモジニアス配向の状態で固定化された第1の光学異方性層を配向基板(A)上に形成することができる。
以上のような工程により作製した第1の光学異方性層は、充分強固な膜となっている。具体的には、硬化反応によりメソゲンが3次元的に結合され、硬化前と比べて耐熱性(液晶配向保持の上限温度)が向上するのみでなく、耐スクラッチ性、耐磨耗性、耐クラック性等の機械的強度に関しても大幅に向上する。
また、上記のようにして得られる第1の光学異方性層は、複屈折Δnが、可視光領域の少なくとも一部の波長領域において、測定波長が長いほど大きくなる「負の分散」特性を有することが好ましい。
より具体的には、下記式(2)および(3)を満足するようなリターデーション特性を有することが好ましい。
1.00>Re1(450)/Re1(550)>0.70 (2)
1.30>Re1(650)/Re1(550)>1.00 (3)
また、より好ましくは、下記式(2−1)および(3−1)を満足する。
0.95>Re1(450)/Re1(550)>0.80 (2−1)
1.20>Re1(650)/Re1(550)>1.02 (3−1)
また、比視感度特性を考慮して、下記式(4)および(5)を満足するようなリターデーション特性を有することが好ましい。
1.10>Re1(500)/Re1(550)>0.80 (4)
1.15>Re1(580)/Re1(550)>1.00 (5)
また、より好ましくは、下記式(4−1)および(5−1)を満足する。
1.05>Re1(500)/Re1(550)>0.85 (4−1)
1.12>Re1(580)/Re1(550)>1.02 (5−1)
第1の光学異方性層のリターデーションが上記の範囲から外れると、1/4波長板として使用する場合において、400〜700nmの直線偏光入射した際、得られる偏光状態は特定の波長では完全な円偏光が得られるものの、それ以外の波長では大きく円偏光からずれてしまうことがある。
また、第1の光学異方性層が、二色性色素を含んでなる場合、その面内のリターデーション値をRe1a(=(nx1a−ny1a)×d1)、
この第1の光学異方性層から二色性色素を除いた第1の光学異方性層の面内のリターデーション値をRe1b(=(nx1b−ny1b)×d1)とした場合に、下記式(6)満足するようなリターデーション特性を有することが好ましい。
Re1a(580)/Re1a(550)−Re1b(580)/Re1b(550)>0(6)
本発明においては、二色性色素を含む第1の光学異方性層の所定波長でのリターデーション比を、二色性色素を含まない第1の光学異方性層の所定波長でのリターデーション比よりも大きくすることにより、最大主屈折率nxおよび/または複屈折Δn=(nx−ny)が「負の分散」特性を有するような第1の光学異方性層を実現できる。
第1の光学異方性層は、可視光領域の少なくとも一部の波長域において、最大主屈折率nxおよび/または複屈折率Δnが「負の分散」特性を有することが好ましい。
第1の光学異方性層は、その用途等によっては、膜厚だけでなく、特定の位相差値を有することが要求され得る。ここで、波長550nmの光に対する第1の光学異方性層の面内のリターデーション値としては、20〜450nmであることが好ましく、50〜300nmであることがより好ましい。
本発明による液晶フィルムの製造方法は、前記第1の光学異方性層上に、ホメオトロピック配向した液晶組成物を含む第2の光学異方性層を設ける工程を含んでなることが好ましい。液晶フィルムが、第1の液晶組成物がホモジニアス配向した第1の光学異方性層に加え、第2の液晶組成物がホメオトロピック配向した第2の光学異方性層を備えることにより、液晶フィルムの外光反射による視野特性が改善される。
第2の光学異方性層は、配向基板(B)上に、第2の液晶組成物を含む塗工液を塗布し、第2の液晶組成物をホメオトロピック配向させることにより、配向基板(B)上に第2の光学異方性層を形成させることができる。この第2の光学異方性層を、粘着剤または接着剤を介して第1の光学異方性層と貼り合わせることにより、第1の光学異方性層上に第2の光学異方性層を設けることが出来る。配向基板(B)は、第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を貼り合わせた後、第2の光学異方性層から剥離することが好ましい。第2の光学異方性層を備える液晶フィルムの製造工程において、配向基板(B)が光学的に等方でない、あるいは得られる第2の光学異方性層が不透明である、もしくは配向基板(B)の膜厚が厚すぎて実際の使用に支障を生じる等の問題や、配向基板(B)と第2の光学異方性層の密着力が乏しい場合、配向基板(B)と第2の光学異方性層の層間で剥がれが発生する等の問題が生じる可能性がある。第2の光学異方性層から配向基板(B)を剥離することによりこれらの問題を解消することができる。
配向基板(B)を第2の光学異方性層から剥離すると、第2の光学異方性層が露出することになる。そのため、露出した第2の光学異方性層を透明保護層で被覆してもよい。透明保護層としては、ポリエステルやトリアセチルセルロース等の透明樹脂フィルムアクリル系やエポキシ系等の光硬化型樹脂等を用いることができる。
本明細書において、「粘着剤」とは、固化せずに剥離抵抗力を発揮するものいい、「接着剤」とは固化して剥離抵抗力を発揮するものをいう。使用する粘着剤または接着剤は光学的に等方性で透明なものであれば特に制限はなく、アクリル系粘着剤または接着剤、エポキシ系粘着剤または接着剤、ウレタン系粘着剤または接着剤等、一般に用いられているものを用いることができる。また、粘着層または接着層を介して互いに貼り合わせてもよい。粘着層または接着層を形成する粘着剤または接着剤は特に制限されないが、例えば、アクリル系粘着剤または接着剤、シリコーン系粘着剤または接着剤、ポリエステル系粘着剤または接着剤、ポリウレタン系粘着剤または接着剤、ポリアミド系粘着剤または接着剤、ポリエーテル系粘着剤または接着剤、フッ素系やゴム系粘着剤または接着剤等をベース粘着剤またはベース接着剤とするものを適宜選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤または接着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いられる。さらに、光や電子線、熱などの外部刺激により反応し重合や架橋するような反応性の接着剤も用いることができる。
粘着層または接着層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えば、トルエンや酢酸エチル等の適宜な溶媒の単独物又は混合物からなる溶媒にベース樹脂またはその組成物を溶解又は分散させた10〜40重量部程度の粘着剤溶液または接着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で前記第1の光学異方性層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層または接着層を形成してそれを前記第1の光学異方性層上移着する方式等が挙げられる。また、粘着層または接着層には、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤等の粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層等であってもよい。
なお、第1の光学異方性層と、第2の光学異方性層とを粘着剤または接着剤を介して貼り合わせる際には、第1の光学異方性層表面または第2の光学異方性層表面を処理して、密着性を向上することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、第1の光学異方性層および第2の光学異方性層の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧UV照射、プラズマ処理等の表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が特に好適に採用できる。
粘着剤または接着剤(粘着層または接着層)の厚さは、貼着する部材を貼着しかつ十分な密着力を維持できる限り特に制限はなく、粘着剤または接着剤の特性や粘着・接着される部材により適宜選定することができる。画像表示装置の薄肉化に伴い、楕円偏光板の厚みを低減する必要性が高いことから、粘着層または接着層は薄いほうが好ましく、通常は2〜80μmが好ましく、さらに好ましくは3〜50μm、特に5〜40μmが好ましい。この範囲外では、接着力が不足したり、積層時や液晶フィルムの保存時に端部から粘着剤が滲み出す等して好ましくない。
第2の液晶組成物は、重合性基を有している液晶化合物(重合性液晶化合物)を1種または2種以上含んでいることが好ましい。すなわち、重合性液晶化合物を重合させ、液晶組成物のホメオトロピック配向を固定することが好ましい。光学異方性層は、第2の液晶組成物を含む塗工液を配向基板(B)上に塗布し、第2の液晶組成物をホメオトロピック配向させた後、必要により光照射および/または加熱処理してから、冷却することにより当該配向状態を固定化することが好ましい。
配向状態を固定化する方法としては、第2の液晶組成物などの種類等に応じて、重合可能な公知の方法を適宜採用することができる。例えば、光照射および/または加熱処理してから、冷却することで硬化を行い固定化する。第2の液晶組成物を熱処理等の方法により、ホメオトロピック配向させた後、冷却してガラス状態として固定化するか、必要によりホメオトロピック配向状態を保ったまま第2の液晶組成物が含む重合性液晶化合物が有するオキセタニル基等の反応性基の重合反応により硬化させることにより固定価することができる。これにより、形成される第2の光学異方性層を、より強固なものとすることができる。
重合性液晶化合物が重合性のオキセタニル基を有する場合、その重合性基の重合(架橋)には、カチオン重合開始剤(カチオン発生剤)を用いることが好ましい。また、重合開始剤としては、熱カチオン発生剤より光カチオン発生剤を使用することが好ましい。光カチオン発生剤を用いた場合、光カチオン発生剤の添加後、液晶配向のための熱処理までの工程を暗条件(光カチオン発生剤が解離しない程度の光遮断条件)で行えば、液晶化合物は配向段階までは硬化することなく、充分な流動性をもって液晶配向することができる。この後、適当な波長の光を発する光源からの光を照射することによりカチオンを発生させ、硬化させ、第2の光学異方性層を得ることができる。
光照射の方法としては、用いる光カチオン発生剤の吸収波長領域にスペクトルを有するようなメタルハライドランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、アークランプ、レーザー等の光源からの光を照射し、光カチオン発生剤を開裂させる。1平方センチメートルあたりの照射量としては、積算照射量として通常1〜2000mJ、好ましくは10〜1000mJの範囲である。ただし、光カチオン発生剤の吸収領域と光源のスペクトルが著しく異なる場合や、第2の液晶組成物自身に光源からの光の吸収能がある場合等はこの限りではない。これらの場合には、適当な光増感剤や、吸収波長の異なる2種以上の光カチオン発生剤を混合して用いる等の方法を採ることもできる。光照射時の温度は、第2の液晶組成物がホメオトロピック配向をとる温度範囲である必要がある。また、硬化後充分な強度を確保するためには、第2の液晶組成物が含む液晶化合物のTg以上の温度で光照射を行うのが好ましい。
以上のような工程により製造した第2の光学異方性層は、充分強固な膜となっている。具体的には、硬化反応によりメソゲンが3次元的に結合され、硬化前と比べて耐熱性(液晶配向保持の上限温度)が向上するのみでなく、耐スクラッチ性、耐磨耗性、耐クラック性等の機械的強度に関しても大幅に向上する。
重合性液晶化合物としては、配向基板(B)上において、第2の液晶組成物がホメオトロピック配向し、その配向を固定化しうる正の一軸性を有する液晶化合物が好ましい。このような性質を有する化合物であれば、特に限定されず、低分子液晶化合物であっても、高分子液晶化合物であっても、これらの混合物からなる材料であってもよい。
低分子液晶化合物としては、光や熱により反応する反応性基を有するものが好ましい。反応性基としては、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、ビニルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基、アジリジニル基等が好ましいが、他の反応性基、例えばイソシアナート基、水酸基、アミノ基、酸無水物基、カルボキシル基等も反応条件等によっては使用することができる。
高分子液晶化合物としては、主鎖型液晶化合物と側鎖型液晶化合物とがあるがいずれも使用することができる。主鎖型液晶化合物としては、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミド、ポリカーボネート等が挙げられる。なかでも合成の容易さ、配向性、ガラス転移点等の面からポリエステルが好ましく、カチオン重合性基を有する主鎖型液晶性ポリエステルが特に好ましい。側鎖型液晶化合物としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサン等を挙げることができる。側鎖型液晶化合物としては前記の反応性基を側鎖に有するものが好ましい。
前記の主鎖型液晶ポリエステルは、芳香族ジオール単位(以下、構成単位(A)という。)、芳香族ジカルボン酸単位(以下、構成単位(B)という。)および芳香族ヒドロキシカルボン酸単位(以下、構成単位(C)という。)のうち少なくとも2種を必須単位として含む主鎖型液晶ポリエステルであって、主鎖末端の少なくとも一方にカチオン重合性基を有する構成単位を含むことを特徴とする主鎖型液晶ポリエステルである。以下に、構成単位(A)、(B)および(C)について順次説明する。
構成単位(A)を導入するための化合物としては下記一般式(a)で表される化合物が好ましく、具体的には、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン等若しくはそれらの置換体、4,4‘―ビフェノール、2,2‘,6,6‘−テトラメチル−4,4‘−ビフェノール、2,6−ナフタレンジオール等が挙げられ、特に、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン等若しくはそれらの置換体が好ましい。
ただし、式中の−Xは、−H、−CH、−C、−CHCHCH、−CH(CH、−CHCHCHCH、−CHCH(CH)CH、−CH(CH)CHCH、−C(CH、−OCH、−OC、−OC、−OCH、−F、−Cl、−Br、−NO、または−CNのいずれかの基であり、特に下記式(a‘)で表される化合物が好ましい。
構成単位(B)を導入するための化合物としては下記一般式(b)で表される化合物が好ましく、具体的には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等若しくはそれらの置換体、4,4‘−スチルベンジカルボン酸若しくはその置換体、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4‘−ビフェニルジカルボン酸等が挙げられ、特に、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等若しくはそれらの置換体が好ましい。
ただし、式中の−Xは、−H、−CH、−C、−CHCHCH、−CH(CH、−CHCHCHCH、−CHCH(CH)CH、−CH(CH)CHCH、−C(CH、−OCH、−OC、−OC、−OCH、−F、−Cl、−Br、−NO、または−CNのいずれかの基を表す。
構成単位(C)を導入するための化合物としては下記一般式(c)で表される化合物が好ましく、具体的には、ヒドロキシ安息香酸若しくはその置換体、4‘−ヒドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸若しくはその置換体、4‘−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸若しくはその置換体、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4−ヒドロキシ桂皮酸等が挙げられ、特に、ヒドロキシ安息香酸およびその置換体、4‘−ヒドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸若しくはその置換体、4‘−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸若しくはその置換体が好ましい。
ただし、式中の−X、−X1、−X2は、それぞれ個別に、−H、−CH、−C、−CHCHCH、−CH(CH、−CHCHCHCH、−CHCH(CH)CH、−CH(CH)CHCH、−C(CH、−OCH、−OC、−OC、−OCH、−F、−Cl、−Br、−NO、または−CNのいずれかの基を表す。
主鎖型液晶ポリエステルは、構成単位として、(A)芳香族ジオール単位、(B)芳香族ジカルボン酸単位、および(C)芳香族ヒドロキシカルボン酸単位のうちから少なくとも2種と、好ましくはさらに主鎖末端の少なくとも一方にカチオン重合性基を有する構成単位(以下、構成単位(D)という。)を含み、サーモトロピック液晶性を示すものであればよく、他の構成単位はこれら条件を満足する限り特に限定されるものではない。
主鎖型液晶ポリエステルを構成する構成単位(A)、(B)および(C)の全構成単位に占める割合は、構成単位(A)、(B)および(C)をジオールあるいはジカルボン酸あるいはヒドロキシカルボン酸として、全モノマーの仕込み量100重量部に対して、通常20〜99重量部、好ましくは30〜95重量部、40〜90重量部の範囲が特に好ましい。20重量部以上であれば、液晶性を発現する温度領域が極端に狭くなることを抑制することができ、また99重量部以下であれば、カチオン重合性基を有する構成単位の割合が相対的に低下することなく、配向保持能、機械的強度を向上させることができる。
次にカチオン重合性基を有する構成単位(D)について説明する。カチオン重合性基としては、エポキシ基、オキセタニル基、およびビニルオキシ基からなる群から選ばれる官能基が好ましく、特にオキセタニル基が好ましい。構成単位(D)を導入するための化合物としては、下記の一般式(d)に示すごとく、フェノール性水酸基あるいはカルボキシル基を有する芳香族化合物に、エポキシ基、オキセタニル基、およびビニルオキシ基から選ばれるカチオン重合性基が結合した化合物である。また、芳香環と上記カチオン重合性基の間には、スペーサが存在しても良い。
ただし、式中の−X、−X、−X、−Y、−Zは、各構成単位毎にそれぞれ独立に以下に示すいずれかの基を表す。
(1)−X、−X、−X:−H、−CH、−C、−CHCHCH、−CH(CH、−CHCHCHCH、−CHCH(CH)CH、−CH(CH)CHCH、−C(CH、−OCH、−OC、−OC、−OCH、−F、−Cl、−Br、−NO、または−CN
(2)−Y:単結合、−(CH−、−O−、−O−(CH−、−(CH−O−、−O−(CH−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−(CH−、−CO−O−(CH−、−(CH−O−CO−、−(CH−CO−O−、−O−(CH−O−CO−、−O−(CH−CO−O−、−O−CO−(CH−O−、−CO−O−(CH−O−、−O−CO−(CH−O−CO−、−O−CO−(CH−CO−O−、−CO−O−(CH−O−CO−、または−CO−O−(CH−CO−O−(ただし、nは1〜12の整数を示す。)
(3)Z:
構成単位(D)の中では、カチオン重合性基もしくはカチオン重合性基を含む置換基と、フェノール性水酸基あるいはカルボン酸基の結合位置は、これらの官能基が結合する骨格がベンゼン環の場合は1,4−の位置関係を、ナフタレン環の場合は2,6−の位置関係を、ビフェニル骨格、スチルベン骨格の場合は4,4‘−の位置関係にあるものが液晶性の点から好ましい。より具体的には、4−ビニルオキシ安息香酸、4−ビニルオキシフェノール、4−ビニルオキシエトキシ安息香酸、4−ビニルオキシエトキシフェノール、4−グリシジルオキシ安息香酸、4−グリシジルオキシフェノール、4−(オキセタニルメトキシ)安息香酸、4−(オキセタニルメトキシ)フェノール、4‘−ビニルオキシ−4−ビフェニルカルボン酸、4‘−ビニルオキシ−4−ヒドロキシビフェニル、4‘−ビニルオキシエトキシ−4−ビフェニルカルボン酸、4‘−ビニルオキシエトキシ−4−ヒドロキシビフェニル、4‘−グリシジルオキシ−4−ビフェニルカルボン酸、4‘−グリシジルオキシ−4−ヒドロキシビフェニル、4‘−オキセタニルメトキシ−4−ビフェニルカルボン酸、4‘−オキセタニルメトキシ−4−ヒドロキシビフェニル、6−ビニルオキシ−2−ナフタレンカルボン酸、6−ビニルオキシ−2−ヒドロキシナフタレン、6−ビニルオキシエトキシ−2−ナフタレンカルボン酸、6−ビニルオキシエトキシ−2−ヒドロキシナフタレン、6−グリシジルオキシ−2−ナフタレンカルボン酸、6−グリシジルオキシ−2−ヒドロキシナフタレン、6−オキセタニルメトキシ−2−ナフタレンカルボン酸、6−オキセタニルメトキシ−2−ヒドロキシナフタレン、4−ビニルオキシ桂皮酸、4−ビニルオキシエトキシ桂皮酸、4−グリシジルオキシ桂皮酸、4−オキセタニルメトキシ桂皮酸、4‘−ビニルオキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−ビニルオキシ−3‘−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−ビニルオキシ−4−ヒドロキシスチルベン、4‘−ビニルオキシエトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−ビニルオキシエトキシ−3‘−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−ビニルオキシエトキシ−4−ヒドロキシスチルベン、4‘−グリシジルオキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−グリシジルオキシ−3‘−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−グリシジルオキシ−4−ヒドロキシスチルベン、4‘−オキセタニルメトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−オキセタニルメトキシ−3‘−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4‘−オキセタニルメトキシ−4−ヒドロキシスチルベン等が好ましい。
(A)〜(D)の各構成単位は、それぞれ1つまたは2つのカルボキシル基あるいはフェノール性水酸基を有しているが、(A)〜(D)の有するカルボキシル基、フェノール性水酸基は、仕込みの段階においてそれぞれの官能基の当量数の総和を概ねそろえることが望ましい。すなわち、構成単位(D)が遊離のカルボキシル基を有する単位である場合には、((A)のモル数×2)=((B)のモル数×2)+((D)のモル数)、構成単位(D)が遊離のフェノール性水酸基を有する単位である場合には、((A)のモル数×2)+((D)のモル数)=((B)のモル数×2)なる関係を概ね満たすことが望ましい。この関係式を満たすことにより、カチオン重合に関わる構成単位以外のカルボン酸あるいはフェノール、もしくはそれらの誘導体が分子末端となり、十分なカチオン重合性を得ることができ、また、酸性の官能基が残存することを防止できるため、望まない工程での重合反応や分解反応を防止できる。
主鎖型液晶ポリエステルは、(A)、(B)、(C)および(D)以外の構成単位を含有することができる。含有することができる他の構成単位としては、特に限定はなく当該分野で公知の化合物(モノマー)を使用することができる。例えば、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸およびこれら化合物にハロゲン基やアルキル基を導入した化合物や、ビフェノール、ナフタレンジオール、脂肪族ジオールおよびこれら化合物にハロゲン基やアルキル基を導入した化合物等を挙げることができる。
主鎖型液晶ポリエステルの分子量は、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒(重量比60/40)中、30℃で測定した対数粘度ηが0.03〜0.50dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.15dl/gである。ηが0.03dl/gより大きい場合、主鎖型液晶ポリエステルの溶液粘度を保つことができ、均一な塗膜を得ることができる。また、0.50dl/gより小さい場合、液晶配向時に要する配向処理温度を低温に抑えられるため、配向と架橋反応の同時発生抑制し、高い配向性を維持できる。
本発明において、主鎖型液晶ポリエステルの分子量は専ら仕込み組成により決定される。具体的には分子両末端を封印する形で反応する1官能性モノマー、すなわち前記した構成単位(D)を導入するための化合物の、全仕込み組成における相対的な含有量により、得られる主鎖型液晶ポリエステルの平均的な重合度(構成単位(A)〜(D)の平均結合数)が決定される。したがって、所望の対数粘度を有する主鎖型液晶性ポリエステルを得るためには、仕込みモノマーの種類に応じて仕込み組成を調整する必要がある。
このようにして得られた主鎖型液晶ポリエステルは、NMR(核磁気共鳴法)等の分析手段により、それぞれのモノマーがどのような比率で主鎖型液晶ポリエステル中に存在するかを同定することができる。特に、カチオン重合性基の量比から、主鎖型液晶ポリエステルの平均結合数を算出する事ができる。
前記カチオン重合性基を含む主鎖型液晶ポリエステルに他の化合物を配合することも、本発明の範囲を超えない限り可能である。例えば、本発明に用いる主鎖型液晶ポリエステルと混和しうる他の高分子化合物や各種低分子化合物等を添加しても良い。かかる低分子化合物は、液晶性を有していても有していなくとも良く、架橋性の主鎖型液晶ポリエステルと反応できる重合性基を有していてもいなくとも良い。しかしながら、重合性基を有する液晶化合物を用いることが好ましい。重合性基を有する主鎖型液晶としては、例えば以下のものを例示できる。
ここで、nは2〜12の整数を、また−V−および−Wはそれぞれ以下のいずれかの基を表す。
−V−: 単結合、−O−、−O−C2m−O−(ただし、mは2〜12の整数)
−W:
側鎖型液晶化合物としては、前述のようにポリ(メタ)アクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサン等が挙げられるが、中でも下記一般式(1)で表される反応性基を結合したポリ(メタ)アクリレートが好ましい。
式(1)において、Rは、それぞれ独立に、水素またはメチル基を表し、Rは、それぞれ独立に、水素、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、シアノ基、ブロモ基、クロロ基、フルオロ基またはカルボキシル基を表し、Rは、それぞれ独立に、水素、メチル基またはエチル基を表し、Rは、炭素数1から24までの炭化水素基を表し、Lは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−CH=CH−または−C≡C−を表し、pは、1から10までの整数を表し、qは、0から10までの整数を表し、a、b、c、d、eおよびfは、ポリマー中の各ユニットのモル比(a+b+c+d+e+f=1.0、ただし、c+d+e=0ではない)を表す。
式(1)で表される側鎖型高分子液晶化合物を構成する各成分のモル比は、a+b+c+d+e+f=1.0、c+d+e=0ではなく、かつ、液晶性を示すことが必要である。この要件を満たせば各成分のモル比は任意でよいが、以下のとおりであることが好ましい。
a:好ましくは0〜0.80、より好ましくは0.05〜0.50
b:好ましくは0〜0.90、より好ましくは0.10〜0.70
c:好ましくは0〜0.50、より好ましくは0.10〜0.30
d:好ましくは0〜0.50、より好ましくは0.10〜0.30
e:好ましくは0〜0.50、より好ましくは0.10〜0.30
f:好ましくは0〜0.30、より好ましくは0.01〜0.10
これらのポリ(メタ)アクリレート中の各成分は、上記の条件を満たせば、6種類の成分すべてが存在する必要はない。また、a〜fの各成分は、それぞれ複数の構造からなっていてもよい。
また、Rは、好ましくは、水素、メチル基、ブチル基、メトキシ基、シアノ基、ブロモ基、フルオロ基であり、特に好ましくは、水素、メトキシ基またはシアノ基であり、Lは、好ましくは、単結合、−O−、−O−CO−または−CO−O−であり、Rは、好ましくは、炭素数2、3、4、6、8および18の炭化水素基を表す。
さらに、一般式(1)で表される側鎖型高分子液晶化合物は、各成分a〜fのモル比や配向形態により複屈折が変化するが、ネマチック配向をとった場合の複屈折は0.001〜0.300であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.25である。
上記の側鎖型液晶化合物は、各成分に該当する上記方法で得られたそれぞれの(メタ)アクリル化合物の(メタ)アクリル基をラジカル重合またはアニオン重合により共重合することにより容易に合成することができる。重合条件は特に限定されるものではなく、通常の条件を採用することができる。
ラジカル重合の例としては、各成分に該当する(メタ)アクリル化合物をジメチルホルムアミド(DMF)、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の溶媒に溶かし、2,2‘−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や過酸化ベンゾイル(BPO)等を開始剤として、60〜120℃で数時間反応させる方法が挙げられる。また、液晶相を安定に出現させるために、臭化銅(I)/2,2‘−ビピリジル系や2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシ・フリーラジカル(TEMPO)系等を開始剤としたリビングラジカル重合を行い、分子量分布を制御する方法も有効である。これらのラジカル重合は脱酸素条件下に行う必要がある。
アニオン重合の例としては、各成分に該当する(メタ)アクリル化合物をテトラヒドロフラン(THF)等の溶媒に溶かし、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物、グリニャール試薬等の強塩基を開始剤として反応させる方法が挙げられる。また、開始剤や反応温度を最適化することでリビングアニオン重合とし、分子量分布を制御することもできる。これらのアニオン重合は、脱水かつ脱酸素条件で行う必要がある。
側鎖型液晶化合物は、重量平均分子量が1,000〜200,000であるものが好ましく、3,000〜50,000のものが特に好ましい。上記数値範囲内であれば、十分な強度を有し、良好な配向性を実現できる。
第2の液晶組成物は、前記側鎖型液晶化合物の他に、液晶性を損なわずに混和し得る種々の化合物を含んでいてもよい。例えば、オキセタニル基、エポキシ基、ビニルエーテル基等のカチオン重合性官能基を有する化合物、フィルム形成能を有する各種の高分子化合物、液晶性を示す各種の低分子液晶化合物や高分子液晶化合物等が挙げられる。
側鎖型液晶化合物の含有量は、第2の液晶組成物100重量部に対し、10重量部以上、好ましくは30重量部以上、さらに好ましくは50重量部以上である。側鎖型液晶化合物の含有量が10重量部以上であることにより、フィルム化が容易となり、組成物中に占める重合性基濃度が好ましい範囲に保たれ、重合後の機械的強度が十分なものとなる。
また、第2の液晶組成物は、前記側鎖型液晶化合物に下記一般式(2)で表されるジオキセタン化合物を配合することが好ましい。
式(2)において、Rは、それぞれ独立に、水素、メチル基またはエチル基を表し、Lは、それぞれ独立に、単結合または−(CH−(nは1〜12の整数)を表し、Xは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−O−CO−または−CO−O−を表し、Mは、式(3)または式(4)で表されるいずれかであり、式(3)および式(4)中のP1は、それぞれ独立に式(5)から選ばれる基を表し、P2は式(6)から選ばれる基を表し、Lは、それぞれ独立に単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−O−CO−または−CO−O−を表す。
−P1−L−P2−L−P1− (3)
−P1−L−P1− (4)
式(5)および式(6)において、Etはエチル基を、i-Prはイソプロピル基を、n-Buはノルマルブチル基を、t-Buはターシャリーブチル基をそれぞれ表す。
より具体的には、M基から見て左右のオキセタニル基を結合している連結基は異なっても(非対称型)同一でも(対称型)よく、特に2つのLが異なる場合や他の連結基の構造によっては液晶性を示さないこともあるが、使用には制約とならない。
一般式(2)で表される化合物は、M、LおよびXの組み合わせから多くの化合物を例示することができるが、好ましくは、下記の化合物を挙げることができる。
また前記液晶化合物は配向処理された後、オキセタニル基をカチオン重合させて架橋することにより、当該液晶状態を固定化することが好ましい。このため、液晶組成物を含む塗工液に、光や熱等の外部刺激でカチオンを発生する光カチオン発生剤および/または熱カチオン発生剤を含有させておくことが好ましい。また、必要によっては各種増感剤を併用してもよい。
光カチオン発生剤とは、適当な波長の光を照射することによりカチオンを発生できる化合物を意味し、有機スルフォニウム塩系、ヨードニウム塩系、フォスフォニウム塩系等を例示することが出来る。これら化合物の対イオンとしては、アンチモネート、フォスフェート、ボレート等が好ましく用いられる。具体的な化合物としては、ArS+SbF−、ArP+BF−、ArI+PF−(ただし、Arはフェニル基または置換フェニル基を示す。)等が挙げられる。また、スルホン酸エステル類、トリアジン類、ジアゾメタン類、β−ケトスルホン、イミノスルホナート、ベンゾインスルホナート等も用いることができる。
熱カチオン発生剤とは、適当な温度に加熱されることによりカチオンを発生できる化合物であり、例えば、ベンジルスルホニウム塩類、ベンジルアンモニウム塩類、ベンジルピリジニウム塩類、ベンジルホスホニウム塩類、ヒドラジニウム塩類、カルボン酸エステル類、スルホン酸エステル類、アミンイミド類、五塩化アンチモン−塩化アセチル錯体、ジアリールヨードニウム塩−ジベンジルオキシ銅、ハロゲン化ホウ素−三級アミン付加物等を挙げることができる。
これらのカチオン発生剤の液晶組成物を含む塗工液中の添加量は、用いる側鎖型高分子液晶化合物を構成するメソゲン部分やスペーサ部分の構造や、オキセタニル基当量、液晶の配向条件等により異なるため一概には言えないが、第2の液晶組成物100重量部に対し、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.2〜7重量部の範囲である。0.1重量部以上であれば、発生する重合反応を十分進行することができ、また20重量部以下であれば、光学異方性層中のカチオン発生剤の分解残存物等を低減することができ、耐光性等の各種物性が悪化するのを抑制することができる。
また、第2の液晶組成物を含む塗工液は、塗布性を考慮して適宜溶媒が含まれていてもよい。溶媒としては、第2の液晶組成物を溶解でき、適当な条件で留去できる溶媒であれば特に制限はなく、一般的にアセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、ブトキシエチルアルコール、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−2−プロパノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系等やこれらの混合系が好ましく用いられる。また、配向基板(B)上に均一な塗膜を形成するために、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、着色剤等を、第2の液晶組成物を含む塗工液に添加してもよい。
上記した第2の液晶組成物を含む塗工液を溶融状態で、配向基板(B)上に塗布することにより塗膜を形成する。配向基板(B)としては、平滑な平面を有するものが好ましく、配向基板(A)と同様の特徴を有する有機高分子からなるフィルムやシート、ガラス板、金属板等を用いることができる。また、安定したホメオトロピック配向および配向基板(B)の耐溶剤性向上を実現し、密着性をコントロールする等の観点から、必要に応じてさらに配向膜を設けてもよい。
次に、第2の液晶組成物を含む塗工液を配向基板(B)へ塗布する方法について説明する。第2の液晶組成物を直接塗布する方法でも、溶液を塗布する方法でも、塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法等が挙げられる。第2の液晶組成物の溶液を塗布する方法では、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程を入れることが好ましい。この乾燥工程は、塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター(炉)、温風吹きつけ等の方法が挙げられる。
続いて、配向基板(B)上において、熱処理等の方法により、第2の液晶組成物をホメオトロピック配向させる。この熱処理では、使用した第2の液晶組成物中の液晶化合物の液晶相発現温度範囲に加熱することで、該液晶化合物が本来有する自己配向能により液晶を配向させることができる。熱処理の条件としては、用いる液晶化合物の液晶相挙動温度(転移温度)により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常10〜250℃、好ましくは30〜160℃の範囲であり、該液晶化合物にガラス転移温度が存在する場合には、ガラス転移点(Tg)以上の温度、さらに好ましくはTgより10℃以上高い温度で熱処理するのが好ましい。Tgが上記数値範囲内であれば、液晶配向を充分に進行させることができ、第2の液晶組成物中のカチオン重合性反応基や配向基板に悪影響を与えるのを抑制することが得きる。また、熱処理時間については、通常3秒〜30分、好ましくは10秒〜20分の範囲である。3秒以上の熱処理時間であれば、液晶配向は充分に完成し、また30分以下の熱処理時間であれば、良好な生産性を維持することができる。
第2の光学異方性層の厚みは、液晶画像表示装置の方式や種々の光学パラメーターに依存することから一概には言えないが、通常0.1〜100μm、好ましくは0.3〜50μm、さらに好ましくは0.5〜20μmである。第2の光学異方性層の厚みが上記数値範囲内であれば、所望の位相差を発現することが容易となり、また、有機EL素子の薄膜化が可能である。
以上のようにして得られるホメオトロピック配向した第2の光学異方性層層は、当該光学異方性層の光学位相差を垂直入射から傾けた角度で測定することによって配向性を評価することができる。液晶がホメオトロピック配向している場合、この位相差値は垂直入射について対称である。
光学位相差の測定には数種の方法を利用することができ、例えば王子計測機器(株)製自動複屈折測定装置KOBRA−WRやAXOMETRICS社製AxoScan、および偏光顕微鏡を利用することができる。
上記のようにして得られた第2の光学異方性層は、nz2>nx2≧ny2の屈折率特性を有することが好ましい。
(ここで、nx2は波長550nmの光に対する第2の光学異方性層面内の最大主屈折率、ny2は波長550nmの光に対する第2の光学異方性層面内の最大主屈折率を有する方向に直交する方向の主屈折率、nz2は波長550nmの光に対する第2の光学異方性層の厚さ方向の主屈折率である。)
また、第2の光学異方性層は、下記式(7)および(8)を満足するようなリターデーション特性を有することが好ましい。
20nm≧Re2(550)≧0nm (7)
−30nm≧Rth2(550)≧−500nm (8)
(ここで、Re2は、第2の光学異方性層の面内リターデーション値を表し、複屈折Δn2と、第2の光学異方性層の膜厚d2との積で表され、Re2(550)は、波長550nmにおける第2の光学異方性層の面内リターデーション値である。また、Rth2は、厚さ方向リターデーション値を表し、Rth2={(nx2+ny2)/2−nz2}×d2[nm]で表される。なお、d2は第2の光学異方性層の厚さ、nx2は波長550nmの光に対する第2の光学異方性層面内の最大主屈折率、ny2は波長550nmの光に対する第2の光学異方性層面内の最大主屈折率を有する方向に直交する方向の主屈折率、nz2は波長550nmの光に対する第2の光学異方性層の厚さ方向の主屈折率である。)
この範囲を外れた場合、得られた液晶フィルムの視野角特性を改善する効果が低下し、また、液晶フィルムの製造が困難となる傾向にあるため望ましくない。
より好ましくは、第2の光学異方性層は、下記式(9)を満足するようなリターデーション特性を有する。
−45nm≧Rth2≧−400nm (9)
さらに好ましくは、下記式(10)を満足するようなリターデーション特性を有する。
−40nm≧Rth2≧−300nm (10)
また、より好ましくは、第2の光学異方性層は、下記式(11)を満足するようなリターデーション特性を有する。
10nm≧Re2≧0nm (11)
さらに好ましくは、下記式(12)を満足するようなリターデーション特性を有する。
5nm≧Re2≧0nm (12)
さらに、第2の光学異方性層の厚さ方向リタ−デーション値Rth2(={(nx2+ny2)/2−nz2}×d)は、第1の光学異方性層の厚さ方向リターデーション値Rth1(={(nx1a+ny1a)/2−nz1a}×d1)との関係において、下記式(13)を満足することが好ましい。
40nm≧Rth1(550)+Rth2(550)≧−40nm (13)
(ここで、Rth1は、厚さ方向リターデーション値を表し、Rth1={(nx1+ny1)/2−nz1}×d1[nm]で表される。なお、d1は第1の光学異方性層の厚さ、nx1は波長550nmの光に対する第1の光学異方性層面内の最大主屈折率、ny1は波長550nmの光に対する第1の光学異方性層面内の最大主屈折率を有する方向に直交する方向の主屈折率、nz1は波長550nmの光に対する第1の光学異方性層の厚さ方向の主屈折率である。)
積層体が、上記リタデーション特性を満たす場合、積層体の視野角特性を顕著に向上させることができる。
<液晶フィルム>
本発明による液晶フィルムは、上記のように光配向膜を備える配向基板(A)上において形成された第1の光学異方性層を含んでなる。また、一実施形態において、液晶フィルムは、上記第2の光学異方性層を含んでなる。
<積層体>
上記した液晶フィルムは、第1の光学異方性層と偏光子と、を張り合わせ、積層体としてもよい。より具体的には、配向基板(A)上の第1の光学異方性層と偏光子とを粘着層または接着層を介して貼り合わせ、積層体を得ることが出来る。配向基板(A)は、第1の光学異方性層と偏光子と、を貼り合わせた後、第1の光学異方性層から剥離することが好ましい。さらに、この配向基板(A)を剥離した第1の光学異方性層の面に、上記した配向基板(B)上の第2の光学異方性層を粘着層または接着層を介して貼り合わせることもできる。この場合、配向基板(B)は、第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を貼り合わせた後、第2の光学異方性層から剥離することが好ましい。なお、一実施形態においては、第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を貼り合わせた後、第1の光学異方性と偏光子とを貼り合わせることが出来る。粘着層または接着層を形成する粘着剤または接着剤としては、上記したものを用いることができる。
偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用でき、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム、リオトロピック液晶を含む配向フィルム等が挙げられる。これら偏光子は市販のものを使用することもできる。これらのなかでもポリビニルアルコール系樹脂フィルムを延伸して二色性材料(ヨウ素、染料)を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さは特に制限されないが、5〜80μm程度が一般的である。
上記した偏光子は、片側または両側に保護フィルムを備えたものであってもよい。保護フィルムとしては、従来公知のものを使用することができるが、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等の観点から、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂フィルムを好適に使用することができる。
第1の光学異方性層と、第2の光学異方性層と、偏光子と、を有する積層体において、偏光子を透過した直線偏光は、第1の光学異方性層によって円偏光に変換される。第1の光学異方性層を出射した光(円偏光)は、第2の光学異方性層に入射するが、第2の光学異方性層は、正面位相差が非常に小さいため、円偏光の状態にはほとんど影響を与えない。第2の光学異方性層を透過した光は、後記するように有機EL素子の陰極で鏡面反射され、位相が180度反転して、再び第2の光学異方性層に入射するが、偏光状態はほとんど変化しない。第2の光学異方性層を透過した光は、第1の光学異方性層に入射するが、第1の光学異方性層によって偏光子の透過軸と直交する直線偏光に変換されるため、偏光子で吸収される。
積層体が、第1の光学異方性に加えて第2の光学異方性層を有する場合、斜め方向からの光に対してもほぼ1/4波長板として機能することが可能となり、正面だけではなく、斜め方向からの光に対しても外光反射を防止することが可能となる。このため、第2の光学異方性層を有する積層体を備えた画像表示装置は、薄型化が可能で視野角依存性が少なく、斜め方向においても高コントラストな表示が可能となる。
一実施形態において、積層体は、偏光子側にTAC(トリアセチルセルロース)フィルム等の保護フィルムを備えていてもよい(図示せず)。さらに、本発明の積層体は、必要に応じて光拡散層、光制御フィルム、導光板、プリズムシート等の部材を備えていてもよい。
本発明の積層体の厚みは、有機EL素子等として使用できる範囲ならば特に制限はないが、40〜500μmが好ましく、より好ましくは50〜200μm、さらに好ましくは60〜150μmである。
<画像表示装置>
一実施形態における画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図3は、画像表示装置の概略構成を示す断面模式図である。図3に示すように、画像表示装置200は、第1の光学異方性層10、第2の光学異方性層20および偏光子30を備える積層体100と、透明基板90と、陽極91と、発光層92と、陰極93と、を少なくとも備えてなる。このような構成を有する画像表示装置200において、陰極93からは電子が、陽極91からは正孔が注入され、両者が発光層92で再結合することにより、発光層92の発光特性に応じた波長で発光する。発光層92で生じた光は、直接または陰極93で反射した後、陽極91、透明基板90、積層体100を通過して外部に出射する。
太陽光や室内照明等により画像表示装置200の外部から素子面に対して垂直に入射した外光は、偏光子30により少なくとも半分が吸収され、残りが直線偏光として透過し、第1の光学異方性層10に入射する。第1の光学異方性層10は、1/4波長板として機能するため、第1の光学異方性層10を通過する際に円偏光に変換される。第1の光学異方性層10を出射した光は、第2の光学異方性層20に入射するが、第2の光学異方性層20は、正面位相差が非常に小さいため、円偏光の状態にはほとんど影響を与えない。第2の光学異方性層20を通過した円偏光は、透明基板90、陽極91、発光層92を通過し、陰極93で鏡面反射するが、反射する際に位相が180度反転するため、入射時とは逆の円偏光として反射される。この逆回りの円偏光は、偏光状態を変化することなく発光層92、陽極91、透明基板90、第2の光学異方性層20を通過し、第1の光学異方性層10に入射するが、第1の光学異方性層10によって偏光子30の透過軸と直交する直線偏光に変換されるため、偏光子30で吸収され、外部に出射されない。
一方、斜め方向から入射した外光は、第1の光学異方性層10を通過する際の光路長が長くなるため、第2の光学異方性層20が存在しない場合には、第1の光学異方性層10のみでは1/4波長板として機能せず、楕円偏光となり、反射光は偏光子30を通過する際に一部透過して、観察者に視認される。すなわち、第2の光学異方性層20のない従来の円偏光板では、斜め方向からの外光の反射防止効果が、正面方向と比べて大幅に低下する問題があった。しかしながら、本発明の積層体では、第1の光学異方性層10に加えて第2の光学異方性層20を有するため、斜め方向からの光に対してもほぼ1/4波長板として機能することが可能となり、正面だけではなく、斜め方向からの光に対しても外光反射を防止することが可能となる。
画像表示装置は、前記した構成部材以外にも他の構成部材を付設することができる。例えば、カラーフィルターを付設することにより、色純度の高いマルチカラーまたはフルカラー表示を行うことができる画像表示装置を作製することができる。
本発明による画像表示装置は、必要に応じて光拡散層、光制御フィルム、導光板、プリズムシート等の部材(いずれも図示せず)を備えていてもよい。
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例で用いた各分析方法は以下の通りである。
(1)分子量
化合物をTHFに溶解し、東ソー社製8020GPCシステムにて測定した。カラムはTSK−GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000、SuperH4000を直列につなぎ、溶出液としてTHFを用いて測定した。重量平均分子量の較正にはポリスチレンを標準物質として用いた。
(2)液晶組成物の熱挙動、ガラス転移温度(Tg)、相転移温度
液晶組成物の相挙動はメトラー社製ホットステージFP82HT上で、試料を加熱しつつ、オリンパス社製BH2偏光顕微鏡で観察した。ガラス転移温度(Tg)、相転移温度は、Perkin−Elmer社製示差走査熱量計DSC8000を用いて、昇降温速度20℃/分で測定した。
(3)液晶組成物の配向状態
オリンパス光学社製BH2偏光顕微鏡にて確認した。
(4)膜厚
SLOAN社製SURFACE TEXTURE ANALYSIS SYSTEM Dektak 3030ST、もしくはニコン社製DIGIMICRO MFC−101を用いた。また、干渉波測定(日本分光(株)製 紫外・可視・近赤外分光光度計V−570)と屈折率のデータから膜厚を求める方法も併用した。
(5)複屈折、面内リターデーション値Reおよび膜厚方向のリターデーション値Rth、
複屈折、面内リターデーション値Reおよび膜厚方向のリターデーション値Rthは、王子計測機器(株)製自動複屈折計KOBRA−WR、AXOMETRICS社製AxoScanを用いて測定した。
(6)二色性色素の吸収スペクトル、透過率
日本分光(株)製分光スペクトル(V−570)を用いて測定した。
(参考例1)
〈二色性色素(D1)〉
二色性色素として、二色性色素(D1)(林原製トリスアゾ系色素G−241、極大吸収波長560nm)、および下記のようにして調製した二色性色素(D2)の2種類を合成した。
〈二色性色素(D2)の合成〉
二色性色素(D2)は下記のようにして合成した。まず、4−ニトロアニリン25g、35%塩酸64g、水60mLを混合し、5℃以下に冷却した。その溶液に亜硝酸ナトリウム12.5g、水60mLからなる亜硝酸ナトリウム溶液を5℃で滴下した。滴下後0〜5℃で30分間反応してジアゾニウム溶液を調製した。フェノール17.5g、酢酸ナトリウム60g、水300mLを混合した溶液に、前記ジアゾニウム溶液を5℃で滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応し、生成した結晶をろ過した。結晶は水洗した後、エタノールに溶解した。減圧濃縮し、ヘキサンで結晶を分散後、ろ過して赤褐色結晶であり、下記構造式で表される4−ニトロ−4‘−ヒドロキシアゾベンゼン39gを得た(収率88%)。
次に、4−ニトロ−4‘−ヒドロキシアゾベンゼン24.9gをエタノール1500mLに溶解した後、硫化ナトリウム9水和物75g、エタノール240mL、水240mLからなる硫化ナトリウム溶液を室温にて滴下した。滴下終了後、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、塩酸を加えて酸性とし、酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水の順に洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで脱水し、ろ過してろ液を減圧濃縮した。濃縮液にヘキサンを加えて結晶化させた後、ろ過して黄褐色結晶であり、下記構造式で表されるモノアゾ中間体の4−アミノ−4‘−ヒドロキシアゾベンゼン16.8gを得た(収率76%)。
前記モノアゾ中間体14.4g、35%塩酸17.4g、水210mLを混合し、5℃以下に冷却した。その溶液に亜硝酸ナトリウム5.25g、水24mLからなる亜硝酸ナトリウム溶液を5〜10℃で滴下した。滴下後10〜15℃で1時間反応してジアゾニウム溶液を調製した。1−ナフチルアミン9.0gをメタノール180gに溶解し、前記ジアゾニウム溶液を5〜10℃で滴下した。滴下後、室温で12時間撹拌し、不溶物をろ過、水洗して結晶を得た。メタノールで温時抽出し、抽出液を濃縮後、結晶化して暗褐色結晶であり、下記構造式で表されるビスアゾ中間体の4−[4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)フェニルアゾ]−1−ナフチルアミン粗生成物6.6gを得た。
前記ビスアゾ中間体粗生成物6g、35%塩酸30g、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)150gを混合し、5℃以下に冷却した。その溶液に亜硝酸ナトリウム1.8g、水18mLからなる亜硝酸ナトリウム溶液を0℃で滴下した。滴下後0〜3℃で2時間反応し、尿素1.5g、水9mLからなる溶液を加えて、ジアゾニウム溶液を調製した。N,N−ジエチルアニリン3.6gをDMF15mLに溶解し、前記ジアゾニウム溶液を0℃で滴下した。滴下後、0〜3℃で2時間反応し、炭酸カリウム18g、水90mLからなる溶液を加えてろ過、水洗して結晶を得た。これをカラムクロマト精製して暗褐色結晶であり、下記構造式で表されるトリスアゾ中間体の4−[4−[4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)フェニルアゾ]ナフチルアゾ]−N,N−ジエチルアニリン粗生成物2.0gを得た。
前記トリスアゾ中間体1.7g、6−クロロヘキシルアクリレート(85%品)1g、炭酸カリウム0.8g、BHT(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール)0.01g、ヨウ化カリウム0.05g、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)30gを混合し、85℃で3時間反応した。反応液を30℃に冷却し、水30mL、酢酸エチル150mLを加えて分液後、酢酸エチル層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水、活性炭処理をした後、減圧濃縮で溶媒を乾固して黒色のタール状物を得た。これを酢酸エチルでカラムクロマト精製し、黒色結晶であるトリスアゾ系の重合性の2色性色素(D2)として、下記構造式で表される4−[4−[4−(4−(6−アクリロイルオキシヘキシルオキシ)フェニルアゾ)フェニルアゾ]ナフチルアゾ]−N,N−ジエチルアニリン150mgを得た。HPLC純度は99.8%であった。また、122℃から200℃(一部分解)まで液晶性を示した。また、液晶性について確認したところ、昇温時は122℃で結晶から液晶相となり、200℃(一部分解)で液晶相から等方相へ変化した。降温時は191℃で等方相から液晶相へ変化し、室温まで液晶性を示した。
(参考例2)
〈第1の液晶組成物(A)と二色性色素と、を含む塗工液(E1)および(E2)の調製〉
下記式で表される示される棒状液晶化合物(21)と二種類以上のメソゲン基を有する化合物(22)をそれぞれ準備した。なお、棒状液晶化合物(21)と二種類以上のメソゲン基を有する化合物(22)は、特開2002−267838号公報に記載された方法により製造した。
次に、前記棒状液晶化合物(21)17.6重量%と、および二種類以上のメソゲン基を有する化合物(22)2重量%とを混合し、第1の混合物(第1の液晶組成物(A)とする)を得た。次いで、前記第1の液晶組成物(A)100重量部に対して、二色性色素(D1)0.08重量部を添加し、更に、重合開始剤(BASF社製の商品名「イルガキュア651」、室温(25℃)条件下で固体)を、前記第1の液晶組成物(A)と二色性色素(D1)の総量100重量部に対して1.0重量部となる割合で添加して、前記重合性液晶組成物(A)と、二色性色素(D1)と、前記重合開始剤とを混合してなる第2の混合物(固体)を得た。
次いで、上記のようにして得られた第2の混合物を、メチルエチルケトン(MEK)中に溶解させて、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルター(アドバンテック東洋(株)製、品名25JP050AN)で不溶分をろ過して、前記第1の液晶組成物(A)と、二色性色素(D1)と、重合開始剤と、溶媒と、を含む塗工液を得た。なお、このような塗工液の製造に際しては、前記塗工液中の溶媒の含有量が80重量部となり、第1の液晶組成物(A)と、二色性色素(D1)と、重合開始剤との総量が20重量部となるように調製した。このようにして得られた塗工液を塗工液(E1)とした。
また、上記の第1の液晶組成物(A)総量100重量部に対して、二色性色素(D1)の代わりに、二色性色素(D2)を0.08重量部となる割合で添加した以外は、上記と同様にして、第1の液晶組成物(A)と、二色性色素(D2)と、重合開始剤と、溶媒と、を含む塗工液を得た。このようにして得られた塗工液を塗工液(E2)とした。
(参考例3)
〈光反応性材料(P1)〜(P4)の合成〉
[光反応性材料(P1)]
4−メトキシフェニル−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)シンナメート11.5g(30mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド60mLに溶解後、1時間窒素を通気した。95℃に加熱した状態で、N,N−ジメチルホルムアミド5mLに溶解した2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.25g(1.5mmol)を、シリンジを用いて投入し、ラジカル重合を開始させた。窒素下で6時間撹拌後、反応液を1Lのメタノールに投入してポリマーを析出させた。30分撹拌後、分離したポリマーをろ取し、再度1Lのメタノールに投入して30分撹拌して洗浄した。ろ取後、減圧下、50℃で乾燥することで、主鎖がポリ(メタ)アクリレート骨格で、下記式で表される側鎖を有する光反応性材料(P1)を10.9g(収率95%)得た。得られた光反応性材料(P1)のMnは8,700、分子量分布Mw/Mnは3.3であった。
[光反応性材料(P2)]
4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル−4−メトキシシンナメート11.5g(30mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド60mLに溶解後、1時間窒素を通気した。95℃に加熱した状態で、N,N−ジメチルホルムアミド5mLに溶解した2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.25g(1.5mmol)を、シリンジを用いて投入し、ラジカル重合を開始した。窒素下で6時間撹拌後、反応液を1Lのメタノールに投入してポリマーを析出させた。30分撹拌後、分離したポリマーをろ取し、再度1Lのメタノールに投入して30分撹拌して洗浄した。ろ取後、減圧下、50℃で乾燥してすることで、主鎖がポリ(メタ)アクリレート骨格で、下記式で表される側鎖を有する光反応性材料(P2)を10.3g(収率90%)得た。得られた光反応性材料(P2)のMnは7,700、Mw/Mnは2.5であった。
[光反応性材料(P3)]
(E)−4−(3−メトキシ−3−オキソプロプ−1−エニル)フェニル−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)ベンゾエート6.2g(15mmol)と、(4):4−シアノフェニル−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)ベンゾエート5.3g(15mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド60mLに溶解後、1時間窒素を通気した。95℃に加熱した状態で、N,N−ジメチルホルムアミド5mLに溶解した2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.25g(1.5mmol)を、シリンジを用いて投入しラジカル重合を開始した。窒素下で6時間撹拌後、反応液を1Lのメタノールに投入してポリマーを析出させた。30分撹拌後、分離したポリマーをろ取し、再度1Lのメタノールに投入して30分撹拌して洗浄した。ろ取後、減圧下、50℃で乾燥することで、主鎖がポリ(メタ)アクリレート骨格であり、下記式で表される側鎖を有する光反応性材料(P3)を10.3g(収率90%)得た。得られた光反応性材料(P3)のMnは9,100、Mw/Mnは3.1であった。
[光反応性材料(P4)]
下記構造式で表されるポリ(ディスパースレッド1メタクリレート)(シグマアルドリッチ社製)を光反応性材料(P4)とした。
(参考例4)
〈光配向膜を有する光配向基板(Q1)〜(Q3)の作製〉
[配向基板(Q1)]
上記のようにして得られた光反応性材料(P1)0.5gを、THF19.5gに溶解し、孔径0.5μmのPTFE製フィルターでろ過することで、濃度2.5重量%の光配向膜用溶液(P1)を調製した。
厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)(東洋紡績(株)製、商品名:コスモシャインA4100)を15cm角に切り出し、前記光配向膜用溶液(P1)をスピンコート法により塗布し、50℃のホットプレート上で10分間乾燥して、PETフィルム上に塗膜を形成した。次にワイヤーグリッド偏光板(エドモンドオプティクス社製広帯域ワイヤーグリッド偏光フィルター)を用いて直線偏光に変換した紫外線を(高圧水銀灯、波長313nmにおける照度10mW/cm)、前記PETフィルム上の塗膜に20mJ/cm照射することにより、光配向基板(Q1)を得た。得られた光配向基板(Q1)上の光配向膜の膜厚は200nmであった。
[光配向基板(Q2)]
光反応性材料(P2)1gを、MEK7.6g、プロピレングリコールモノメチルエーテル9.5g、シクロヘキサノン1.9gの混合溶媒に溶解し、孔径0.5μmのPTFE製フィルターでろ過することで、濃度5重量%の光配向膜用溶液を調製した以外は、上記と同様にして光配向基板(Q2)を得た。得られた光配向基板(Q2)上の光配向膜の膜厚は100nmであった。
[光配向基板(Q3)]
光反応性材料(P3)0.5gを、γ−ブチロラクトン19.5gに溶解し、孔径0.5μmのPTFE製フィルターでろ過することで、濃度2.5重量%の光配向膜用溶液を調製した以外は、上記と同様にして光配向基板(Q3)を得た。得られた光配向基板(Q3)上の光配向膜の膜厚は100nmであった。
[光配向基板(Q4)]
光反応性材料(P4)0.5gを、トルエン19.5gに溶解し、孔径0.5μmのPTFE製フィルターでろ過することで、濃度2.5重量%の光配向膜用溶液を調製した以外は、上記と同様にして光配向基板(Q4)を得た。得られた光配向基板(Q4)上の光配向膜の膜厚は100nmであった。
(参考例5)
〈第2の液晶組成物(B)を含む塗工液(B)の調製〉
特開2004−315736号公報、特開2007−277462号公報を参考にして、ラジカル重合により、下記式(7)で表される側鎖型液晶性ポリマーを合成した。得られた側鎖型液晶性ポリマーのMnは8,900、Mwは19,600であった。なお、式(7)における数字は各ユニットのモル組成比を表すものであって、ブロック共重合体を意味するものではない。また、DSC測定の結果、昇温時のガラス転移温度は59℃で、それ以上の温度ではネマチック液晶相を示し、175℃以上で等方相を示した。
式(7)で表される側鎖型液晶性ポリマーを0.9gと、式(8)で表されるジオキセタン化合物を0.05g、式(9)で表されるアクリル化合物0.05gを、9gのシクロヘキサノンに溶解し、暗所でカチオン系光開始剤トリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネートの50%プロピレンカーボネート溶液(アルドリッチ社製、試薬)0.1g(式(7)、式(8)、式(9)の化合物3種からなる液晶材料の総重量に対して濃度5重量%)、界面活性剤としてパーフルオロアルキル基含有界面活性剤を0.002g(式(7)、式(8)、式(9)の化合物3種からなる液晶材料の総重量に対して濃度0.2重量%)を加えた後、孔径0.5μmのPTFEン製フィルターでろ過して第2の液晶組成物(B)を含む塗工液(B)を調製した。なお、式(8)のジオキセタン化合物は、偏光顕微鏡観察及びDSC測定の結果、昇温時は74℃で結晶相からネマチック液晶相に転移し、96℃で等方相となり、降温時は88℃で等方相からネマチック相に転移した後、54℃で結晶相を示した。また、式(9)のアクリル化合物は、偏光顕微鏡観察及びDSC測定の結果、液晶相を示さず、昇温時30℃で融解した。なお、第2の液晶組成物(B)を含む塗工液(B)の一部をガラス基板上にスピンコート法により塗布し、55℃のホットプレートで60分加熱して溶剤を除去した。本組成物をガラス基板上からかき取り、熱挙動の確認を偏光顕微鏡観察およびDSC測定にて行ったところ、昇温時のガラス転移温度は50℃で、155℃まで液晶相を示し、それ以上の温度で等方相を示した。
(参考例6)
〈第2の液晶組成物(C)を含む塗工液(C)の調製〉
先ず、下記式(110)〜(113)で表わされる第2の液晶化合物(アクリレート系の重合性液晶化合物)をそれぞれ準備した。
なお、上記一般式(110)〜(113)で表わされる各重合性液晶化合物は、それぞれ公知の方法で製造した。具体的には、上記一般式(110)で表わされる化合物(以下、場合により単に「液晶化合物(I)」という。)は、英国特許出願公開第2,280,445号明細書に記載された方法により製造し、上記一般式(111)で表わされる化合物(以下、場合により単に「液晶化合物(II)」という。)は1989年に発行された文献(D.J.Broer et al.,“Makromol.Chem.”,vol.190,1989年,第3201頁〜第3215頁)に記載された方法により製造し、上記一般式(112)で表わされる化合物(以下、場合により単に「液晶化合物(III)」という。)及び(113)で表わされる化合物(以下、場合により単に「液晶化合物(IV)」という。)は、国際公開93/22397号に記載された方法により製造した。また、上記一般式(110)〜(113)で表わされる重合性液晶化合物はいずれも、室温(25℃)条件下において固体であった。
次に、前記液晶化合物(I)〜(IV)を、液晶化合物(I):35重量部、液晶化合物(II):23重量部、液晶化合物(III):23重量部、及び、液晶化合物(IV):19重量部の質量比で混合し、第2の液晶組成物(C)を得た。次いで、重合開始剤(BASF社製の商品名「イルガキュア907」、室温(25℃)条件下で固体)を、第2の液晶組成物100重量部に対して4.0重量部となる割合で添加して、第2の液晶組成物(C)と、重合開始剤と、を混合してなる第五の混合物(固体)を得た。次いで、前記第五の混合物を、ジクロロベンゼン(溶媒)中に溶解させて、孔径0.45μmのPTFE製フィルターで不溶分をろ過して、第2の液晶組成物(C)と、重合開始剤と、溶媒と、を含む塗工液(C)を得た。なお、塗工液の製造に際しては、塗工液中の溶媒の含有量が80重量部となり、第2の液晶組成物(C)と、重合開始剤と、の総量が20重量部となるように調製した。
(参考例7)
〈PVA溶液(K)の調製及びPVA配向基板(L)の作製〉
厚さ38μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名:コスモシャインA4100)を15cm角に切り出し、アルキル変性ポリビニルアルコール(PVA:(株)クラレ製、商品名:MP−203)の5重量%溶液(溶媒は、水とイソプロピルアルコールの重量比1:1の混合溶媒)(PVA溶液(K))をスピンコート法により塗布し、50℃のホットプレートで30分乾燥した後、120℃のオーブンで10分間加熱した。次いで、レーヨンのラビング布でラビングして、PVA層とPETフィルムからなるPVA配向基板(L)を作製した。得られたPVA層の膜厚は1.2μmであった。ラビング時の周速比(ラビング布の移動速度/基板フィルムの移動速度)は4とした。
(参考例8)
〈PVA溶液(M)の調製及びPVA配向基板(N)の作製〉
還流冷却器および攪拌機の付いた1L三口フラスコにPVA(日本酢ビ・ポバール(株)製、商品名JL−18E、ケン化度83〜86%、平均重合度1800)24.0gおよび脱イオン水460.8g(電気伝導度値;1μS/cm以下)を投入し、95℃、3時間加熱し攪拌溶解後、70℃まで冷却した。イソプロピルアルコール115.2g(関東化学(株)製、鹿一級、純度99%以上)を徐々に加え、65℃〜70℃で2時間攪拌し、透明な均一溶液を得た。室温まで冷却し、前記槽からPVA溶液を濾過しながら抜き出した。濾過は、平均粒径1μmの粒子を捕集できるカートリッジフィルター(ADVANTEC TCP−JX−S1FE(1μm))を使用し、固形分濃度約4重量部のPVA溶液(M)350gを得た。
PVA配向基板(N)は以下のようにして調製した。厚さ50μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名:コスモシャインA4100)を15cm角に切り出し、コロナ放電処理(100W・min/m)を施した後、厚み1.1mm、13cm角のガラス基板上に固定し、スピンコーターにセットした。前記PVA溶液(M)を300rpmで30秒の条件でスピンコート法により塗布し、50℃のホットプレートで30分乾燥した後、120℃のオーブンで10分間加熱して、PVA層とPETフィルムからなるPVA配向基板(N)を得た。PVA配向基板(N)のPVA層の膜厚は1.2μmであった。
(参考例9)
〈偏光子の作製〉
ポリビニルアルコールフィルムを温水中に浸漬して膨張させたあと、ヨウ素/ヨウ化カリウム水溶液中にて染色し、次いでホウ酸水溶液中で一軸延伸処理して偏光子を得た。この偏光子は、分光光度計にて測定したところ、厚み20μm、透過率43.5%、偏光度99.9%であった。
(実施例1)
〈第1の光学異方性層の作製〉
光配向基板(Q1)の光配向膜上に、第1の液晶組成物(A)と、二色性色素(D1)と、重合開始剤と、溶媒と、を含む塗工液(E1)をスピンコート法により塗布して、塗膜を形成した。
次に、この塗膜と光配向基板(Q1)を圧力:1013hPa、温度:室温(25℃)の条件下において2分間静置することにより、塗膜から溶媒を乾燥除去した。
次いで、溶媒を乾燥除去した後の塗膜に対して、照度:15mW/cmの高圧水銀ランプを用いて、積算照射量が(波長365nmの光量)200mJ/cmとなるようにして、紫外光を照射することにより、前記第1の液晶組成物を重合(硬化)して配向状態を固定化し、光配向基板(Q1)が有する光配向膜上に、第1の液晶組成物の配向状態が固定化された第1の光学異方性層が積層された液晶フィルム(1A)を得た。
光配向基板(Q1)に用いたPETフィルムは大きな複屈折を持ち液晶フィルムとして好ましくない。そこで、PETフィルム上の硬化した第1の光学異方性の上に、UV硬化型接着剤を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、配向基板(Q1)を剥離した。得られた液晶フィルム(1B)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/TAC)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーション(配向欠陥)がなく、モノドメインの均一な配向であることがわかった。
TACフィルムと第1の光学異方性層と、を備える液晶フィルム(1B)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーションの波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図4に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。550nmでの面内のリターデーション値Re1(550)は143nmであり、厚さ方向のリターデーション値Rth1(550)は72nmであった。また、Re1(500)/Re1(550)=0.974であり、Re1(580)/Re1(550)=1.012であった。また、Re1(450)/Re1(550)=0.908であり、Re1(650)/Re1(550)=1.027であった。特に、測定波長400nm〜630nmの範囲では、測定波長が長波長ほど位相差が大きくなることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
直交配置した2枚の偏光板(住友化学社製、商品名:SRW062)の間に前記液晶フィルム(1B)を配置し、10枚の液晶フィルム(1B)について、バックライト上で欠点数を評価したところ、欠点数は平均0.5個/枚であった。
〈第2の光学異方性層の作製〉
第2の液晶組成物(B)を含む塗工液(B)を、PVA配向基板(N)上にスピンコート法により塗布した。次いで55℃のホットプレートで10分乾燥し、100℃のオーブンで3分間熱処理することで第2の液晶組成物(B)を配向させた。次いで、70℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより300mJ/cmの紫外光(波長365nmの光量)を空気中で照射して、オキセタニル基をカチオン反応させて液晶材料を硬化させることで、PVA配向基板(N)上に第2の光学異方性層を形成させた。第2の光学異方性層の厚みは0.7μmであった。
なお、PVA配向基板(N)で用いたPETフィルムは大きな複屈折を持ち、第2の光学異方性層の光学測定が困難である。そこで、PVA配向基板(N)上において硬化した第2の光学異方性層の上に、UV硬化型樹脂層として光学的に等方性であるアクリル系UV硬化型接着剤を5μm厚となるように塗布し、厚み0.5mm、40mm角の光学的に等方性のガラス基板でラミネートして、ガラス基板側から600mJ/cmの紫外線を照射してUV硬化型接着剤を硬化させた後、PVA配向基板(N)を剥離し、ガラス基板付きの第2の光学異方性層(ガラス基板/UV硬化型樹脂層/第2の光学異方性層)を得た。
得られたガラス基板付きの第2の光学異方性層をクロスニコルにした偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向で、コノスコープ観察から正の一軸性の屈折率を有するホメオトロピック配向であることがわかった。このガラス基板付きの第2の光学異方性層を傾けて斜めから光を入射し、同様にクロスニコルで観察したところ、光の透過が観測された。また、ガラス基板付きの第2の光学異方性層の光学位相差を測定した結果、本第2の光学異方性層単独の面内のリターデーション値Re2(550)は0nm、厚さ方向のリターデーション値Rth2(550)は−70nmであった。表2に光学特性結果をまとめる。
〈積層体(1A)の作製〉
参考例9で作成した偏光子の一方の面側に、厚み40μmのTACフィルム(富士フィルム社製、商品名:T40UZ)を透明保護層として接着して、偏光子/接着層/TACからなる積層偏光子を形成した。次に、配向基板(Q1)上の第1の光学異方性層の上に、UV硬化型樹脂層としてアクリル系UV硬化型樹脂を5μm厚となるように塗布し、偏光子/接着層/TACからなる積層偏光子の偏光子側と接着させてラミネートして、PETフィルム側から600mJ/cmの紫外線を照射してUV硬化型樹脂層を硬化させ、さらに配向基板(Q1)を剥離し、積層体(1A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。この際、偏光子の吸収軸と第1の光学異方性層の遅相軸とを45度の角度で交差させて接着したが、偏光子の吸収軸と第1の光学異方性層の遅相軸の貼合角は45度と135度のどちらでもよく、どちらに設定するかは、積層体の使用方法により適宜選択すればよい。また、得られた積層体(1A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(1B)の作製〉
PVA配向基板(N)上において硬化した第2の光学異方性層の上に、UV硬化型樹脂層としてアクリル系UV硬化型樹脂を5μm厚となるように塗布し、積層体(1A)の第1の光学異方性層側を接着、ラミネートして、PETフィルム側から600mJ/cmの紫外線を照射してUV硬化型樹脂層を硬化させた後、PVA配向基板(N)を剥離し、積層体(1B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(1B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(1B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は+2nmであった。
(実施例2)
〈第1の光学異方性層の作製〉
光配向基板(Q1)の代わりに光配向基板(Q2)を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶フィルム(2)(第1の光学異方性層/接着層/TAC)を作製した。得られた液晶フィルム(2)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向であることがわかった。
TACフィルムと第1の光学異方性層と、を備える液晶フィルム(2)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーションの波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図5に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。また、550nmでの面内のリターデーション値Re1(550)は143nmであり、Re1(500)/Re1(550)=0.974であり、Re1(580)/Re1(550)=1.012であった。また、Re1(450)/Re1(550)=0.908であり、Re1(650)/Re1(550)=1.027であった。特に、測定波長400nm〜630nmの範囲では、測定波長が長波長であるほど位相差が大きくなることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
実施例1と同様の方法で液晶フィルム(2)の欠点数を評価したところ、欠点数は平均0.5個/枚であった。
〈積層体(2A)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1A)を作製した方法と同様の方法で、積層体(2A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。得られた積層体(2A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(2B)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(2B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(2B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(2B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は+2nmであった。
(実施例3)
〈第1の光学異方性層の作製〉
光配向基板(Q1)の代わりに光配向基板(Q3)を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶フィルム(3)(第1の光学異方性層/接着層/TAC)を作製した。得られた液晶フィルム(3)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向であることがわかった。
TACフィルムと第1の光学異方性層と、を備える液晶フィルム(3)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーションの波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図6に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。また、550nmでの面内のリターデーション値Re1a(550)は143nmであり、Re1(500)/Re1(550)=0.974であり、Re1(580)/Re1(550)=1.012であった。また、Re1(450)/Re1(550)=0.908であり、Re1(650)/Re1(550)=1.027であった。特に、測定波長400nm〜630nmの範囲では、測定波長が長波長になるほど位相差が大きくなることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
実施例1と同様の方法で液晶フィルム(3)の欠点数を評価したところ、欠点数は平均0.9個/枚であった。
〈積層体(3A)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1A)を作製した方法と同様の方法で、積層体(3A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。得られた積層体(3A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(3B)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(3B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(3B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(3B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は+2nmであった。
(実施例4)
実施例1で使用した塗工液(E1)の代わりに、第1の液晶組成物(A)と、二色性色素(D2)と、重合開始剤と、溶媒と、を含む塗工液(E2)を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶フィルム(4)(第1の光学異方性層/接着剤層/TAC)を作製した。得られた液晶フィルム(4)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向であることがわかった。
前記液晶フィルム(4)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーションの波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図7に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。また、550nmでの面内のリターデーション値Re1(550)は143nmであり、Re1(500)/Re1(550)=0.978であり、Re1(580)/Re1(550)=1.014であった。また、Re1(450)/Re1(550)=0.910であり、Re1(650)/Re1(550)=1.027であった。特に、測定波長400nm〜630nmの範囲では、測定波長が長波長になるほど位相差が大きくなることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
実施例1と同様の方法で液晶フィルム(4)の欠点数を評価したところ、欠点数は平均0.8個/枚であった。
〈積層体(4A)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1A)を作製した方法と同様の方法で、積層体(4A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。得られた積層体(4A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(4B)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(4B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(4B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(4B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は+2nmであった。
(実施例5)
〈第2の液晶組成物(C)からなる第2の光学異方性層の作製〉
第2の液晶組成物(C)を含む塗工液(C)を使用し、塗工液(C)の塗布後に室温で10分間乾燥して第2の液晶組成物(C)を配向させ、紫外光による第2の液晶組成物(C)の硬化反応を窒素下(酸素濃度0.5%以下)で行った以外は、実施例1Aと同様にして、PVA配向基板(N)上に第2の液晶組成物(C)からなる第2の光学異方性層を形成させた。第2の光学異方性層の厚みは1.0μmであった。実施例1と同様にして、ガラス基板でラミネートして、ガラス基板側から600mJ/cmの紫外線を照射してUV硬化型樹脂層を硬化させた後、PVA配向基板(N)を剥離して得られたガラス基板付きの第2の光学異方性層(ガラス基板/UV硬化型樹脂層/第2の光学異方性層)をクロスニコルにした偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向で、コノスコープ観察から正の一軸性の屈折率を有するホメオトロピック配向であることがわかった。このガラス基板付きの第2の光学異方性層を傾けて斜めから光を入射し、同様にクロスニコルで観察したところ、光の透過が観測された。また、ガラス基板付きの第2の光学異方性層の光学位相差を測定した結果、本第2の光学異方性層単独の面内のリターデーション値Re2(550)は0nm、厚さ方向のリターデーション値Rth2(550)は−75nmであった。表2に光学特性結果をまとめる。
〈積層体(5B)の作製〉
前記第2の光学異方性層を使用した以外は、実施例4において積層体(4B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(5B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(5B)の厚みは、78.5μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(5B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は−3nmである。表2に光学特性結果をまとめる。
(実施例6)
〈第1の光学異方性層の作製〉
二色性色素を混合しない以外は、実施例1と同様にして、液晶フィルム(6)(第1の光学異方性層/接着剤層/TAC)を作製した。得られた液晶フィルム(6)(第1の光学異方性層/接着剤層/TAC)を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向であることがわかった。
前記液晶フィルム(6)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーションの波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図8に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。また、550nmでの面内のリターデーション値Re1(550)は143nmであり、Re1(500)/Re1(550)=0.981であり、Re1(580)/Re1(550)=1.000であった。特に、測定波長400nm〜550nmの範囲では、測定波長が長波長になるほど位相差が大きくなるが、550nm以上では測定波長によらずほぼ位相差値は一定であることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
実施例1と同様の方法で液晶フィルム(6)の欠点数を評価したところ、欠点数は平均0.5個/枚であった。
〈積層体(6A)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1A)を作製した方法と同様の方法で、積層体(6A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。得られた積層体(6A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(6B)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(6B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(6B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(6B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は+2nmであった。
(比較例1)
〈第1の光学異方性層の作製〉
光配向膜を備える光配向基板(Q1)の代わりに、ラビング処理を行ったPVA配向基板(L)を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶フィルム(7)(第1の光学異方性層/接着剤層/TACフィルム)を作製した。得られた液晶フィルム(7)を偏光顕微鏡下で観察すると、概ね液晶分子は配向しているものの、ラビング処理で発生したPVAの微細な破片が認められ、その周囲では配向状態が不均一に乱れていることが分かった。
前記液晶フィルム(7)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーション(Δn・d)の波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図9に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。また、550nmでの面内のリターデーション値Re1a(550)は143nmであり、Re1a(500)/Re1a(550)=0.974であり、Re1a(580)/Re1a(550)=1.012であった。特に、測定波長400nm〜630nmの範囲では、測定波長が長波長になるほど位相差が大きくなることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
実施例1と同様の方法で液晶フィルム(7)の欠点数を評価したところ、欠点数は平均3.4個/枚であり、光配向膜を備える光配向基板を用いた場合と比較して多いことを確認した。
〈積層体(7A)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1A)を作製した方法と同様の方法で、積層体(7A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。得られた積層体(7A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(7B)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(7B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(7B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(7B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は+2nmであった。
(比較例2)
〈第1の光学異方性層の作製〉
光配向基板(Q1)の代わりに光配向基板(Q4)を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶フィルム(第1の光学異方性層/接着剤層/TAC)を作製した。得られた液晶フィルム(8)(第1の光学異方性層/接着剤層/TAC)を偏光顕微鏡下で観察すると、視野全域にわたってシュリーレン欠陥が見られ、液晶の配向状態はフィルム全域で不均一であることがわかった。
前記液晶フィルム(8)およびTACフィルム単体の面内方向のリターデーション(Δnd)の波長分散特性をAxoscanを用いて測定し、両者の引き算から、第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を測定した。図10に第1の光学異方性層の複屈折の波長分散特性を、表2に光学特性結果をまとめる。また、550nmでの面内のリターデーション値Re1a(550)は30nmであり、Re1a(500)/Re1a(550)=0.974であり、Re1a(580)/Re1a(550)=1.012であった。特に、測定波長400nm〜630nmの範囲では、測定波長が長波長ほど位相差が大きくなることを確認した。また、第1の光学異方性層の厚みは2.5μmであった。
実施例1と同様の方法で液晶フィルム(8)の欠点数を評価したところ、欠点数は平均0.6個/枚であった。
〈積層体(8A)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1A)を作製した方法と同様の方法で、積層体(8A)(第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。得られた積層体(8A)の厚みは、72.5μmであった。
〈積層体(8B)の作製〉
前記第1の光学異方性層を使用した以外は、実施例1において積層体(1B)を作製した方法と同様の方法で、積層体(8B)(第2の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/第1の光学異方性層/UV硬化型樹脂層/偏光子/接着層/TAC)を得た。積層体(8B)の厚みは、78.2μmであった。この第1の光学異方性層と第2の光学異方性層と、を備える積層体(8B)において、Rth1(550)+Rth2(550)の値は−55nmであった。
実施例1から6、ならびに比較例1および2で作成した積層体(1A)および(1B)〜(8B)を、市販の有機EL表示装置の有機EL素子の透明ガラス基板上にアクリル系粘着剤を介して貼着し、有機EL表示装置を作製した。
(A)正面観察時の外光反射防止効果の評価
有機EL素子に電圧を印加しない状態で、照度約100ルックスの環境下に置き、積層偏光板貼合部分の反射色の黒味を官能評価した。黒味は以下の4つのレベルのいずれに該当するかを確認した。評価結果は表3に示す。
1:ほぼ完全に外光反射が無く、色身も黒色である。
2:1よりは劣るが、十分に外光反射が抑えられ、色味もほぼ黒色である。
3:外光反射がやや視認される。
4:外光反射が極めて強く視認される。
(B)外光反射防止効果の視野角特性の評価
有機EL素子に電圧を印加しない状態で、照度約100ルックスの環境下に置き、正面と斜め45度における積層偏光板貼合部分の反射色の黒味を官能評価した。黒味は以下の4つのレベルのいずれに該当するかを確認した。評価結果は表3に示す。
1:正面と斜め方向でほぼ外光反射に変化は見られない。
2:1より劣るが、正面と斜め方向での外光反射の差はわずかである。
3:正面と斜め方向で外光反射に差が認められる。
4:正面と斜め方向で外光反射に差がかなり認められる。
5:正面、斜め方向とも外光反射がきわめて強い。
(実施例8)
実施例1で作成した積層体(1B)を1枚偏光板反射型液晶表示装置に組み込み評価した。その構成は観察側から、積層体(1B)/ガラス基板/ITO透明電極/配向膜/ツイストネマチック液晶/配向膜/金属電極兼反射膜/ガラス基板である。各層間の粘着層は省略してある。電圧オフ時に白表示となるような角度で貼り合わせ、目視にて色味の評価を実施した。特に電圧オン時の黒表示における着色が少なく、それによりコントラストが高く、視認性に優れることが確認できた。
<符号の説明>
10 第1の光学異方性層
20 第2の光学異方性層
30 偏光子
90 透明基板
91 陽極
92 発光層
93 陰極
100 積層体
200 画像表示装置

Claims (11)

  1. 光学異方性層を備えた液晶フィルムを製造する方法であって、
    配向基板(A)上に、第1の液晶組成物を含む塗工液を塗布する工程と、
    前記第1の液晶組成物をホモジニアス配向させて、前記配向基板(A)上に第1の光学異方性層を形成させる工程と、を含んでなり、
    前記配向基板(A)は、前記第1の液晶組成物が塗布される面に、下記式(1)で表される構造を側鎖に有する光反応性材料を用いて形成させた光配向膜を備えることを特徴とする、液晶フィルムの製造方法。
  2. 前記光反応性材料が、さらに下記式(2)で表される構造を側鎖に有する、請求項1に記載の液晶フィルムの製造方法。
    (式中、
    は、をアルキレン基、好ましくは、C2〜6のアルキレン基を表し、Pは、単結合、アリーレン基、
    または
    を表す。)
  3. 前記第1の液晶組成物を含む塗工液が二色性色素を含む、請求項1または2に記載の液晶フィルムの製造方法。
  4. 前記二色性色素の極大吸収波長が、380〜780nmである、請求項3に記載の液晶フィルムの製造方法。
  5. 前記二色性色素の含有量が、前記第1の液晶組成物100重量部に対し、0.01〜10重量部である、請求項3または4に記載の液晶フィルムの製造方法。
  6. 前記第1の液晶組成物が、重合性液晶化合物を含んでなり、前記配向基板(A)上にホモジニアス配向させた後、前記重合性液晶化合物を重合させることにより、ホモジニアス配向が固定される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶フィルムの製造方法。
  7. 前記第1の光学異方性層上に、ホメオトロピック配向した第2の液晶組成物を含む第2の光学異方性層を設ける工程を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶フィルムの製造方法。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶フィルムの製造方法により製造されたことを特徴とする、液晶フィルム。
  9. 請求項8に記載の液晶フィルムと、偏光子と、を備えることを特徴とする、積層体。
  10. 請求項8に記載の液晶フィルムまたは請求項9に記載の積層体を用いたことを特徴とする、偏光板。
  11. 請求項8に記載の液晶フィルム、請求項9に記載の積層体または請求項10に記載の偏光板を用いたことを特徴とする、画像表示装置。
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