JP2023124815A - 積層体、光学フィルム、偏光板、画像表示装置 - Google Patents

積層体、光学フィルム、偏光板、画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶層と2枚の基材とを含み、2枚の基材を所定の順序で、容易に剥離できる積層体、光学フィルム、偏光板、および、画像表示装置の提供。【解決手段】第1有機基材と、第1液晶層と、第2液晶層と、第2有機基材と、をこの順に有し、第1有機基材と第1液晶層との間の剥離力P1と、第2有機基材と第2液晶層との間の剥離力P2とが所定の関係を満たし、第2液晶層がポリマーを含み、偏在度算出方法により求められる偏在度が3.0以上である、積層体。【選択図】なし

Description

本発明は、積層体、光学フィルム、偏光板、および、画像表示装置に関する。
液晶化合物を用いて形成される液晶層は、ディスプレイ分野で使用される光学フィルムの用途に用いられている。
特許文献1においては、基材と、基材上に隣接して設けられる液晶層とを有する光学フィルムが開示されており、配向膜を設けることなく液晶層が形成されている。より具体的には、特許文献1においては、基材界面に偏在し得るポリマーを用いることにより、配向膜を設けることなく液晶層中の液晶化合物の高い配向性を実現しつつ、液晶層を基材から容易に剥離できる旨が開示されている。
国際公開第2018/174194号
一方で、近年、液晶層を各種部材に貼合する際に、液晶層の両面に剥離性の基材を配置した積層体を用いる場合がある。具体的には、上記積層体の一方の基材(軽剥離基材)を剥離した後、剥離面を被貼合物に貼合し、その後、他方の基材(重剥離基材)を剥離して、被貼合物上に液晶層を貼合する場合がある。このような積層体を用いる際には、軽剥離基材の剥離の際には、重剥離基材の剥離が抑制され、かつ、2枚の基材の剥離性に優れることが望ましい。つまり、積層体に含まれる2枚の基材を所定の順序で、容易に剥離できることが望ましい。
本発明者らは、特許文献1に記載される基材および液晶層を含む光学フィルムを上記のような積層体の一部として使用した際に、一方の基材が剥離しづらく、更なる改良が必要であることを知見した。
本発明は、上記実情に鑑みて、液晶層と2枚の基材とを含み、2枚の基材を所定の順序で、容易に剥離できる積層体を提供することを課題とする。
また、本発明は、光学フィルム、偏光板、および、画像表示装置を提供することも課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、以下の構成の本発明を完成させた。
(1) 第1有機基材と、第1液晶層と、第2液晶層と、第2有機基材と、をこの順に有し、
第1有機基材と第1液晶層との間の剥離力P1と、第2有機基材と第2液晶層との間の剥離力P2とが後述する式(A)の関係を満たし、
第2液晶層がポリマーを含み、
後述する偏在度算出方法により求められる偏在度が3.0以上である、積層体。
(2) 偏在度が100以下である、(1)に記載の積層体。
(3) 剥離力P1と、剥離力P2とが後述する式(B)の関係を満たす、(1)または(2)に記載の積層体。
(4) 第2液晶層と第2有機基材とが直接接している、(1)~(3)のいずれかに記載の積層体。
(5) 第1液晶層と第2液晶層との間に接着剤層又は粘着剤層を有する、(1)~(4)のいずれかに記載の積層体。
(6) 第1液晶層と第2液晶層との間に第3液晶層を有し、
第2液晶層と第3液晶層とが直接接している、(1)~(5)のいずれかに記載の積層体。
(7) ポリマーの弾性率が0.01~0.30GPaである、(1)~(6)のいずれかに記載の積層体。
(8) ポリマーが、後述する式(1)で表される繰り返し単位を含む、(1)~(7)のいずれかに記載の積層体。
(9) 式(1)で表される繰り返し単位が、後述する式(2)で表される繰り返し単位である、(8)に記載の積層体。
(10) (1)~(9)のいずれかに記載の積層体から第1有機基材および第2有機基材を剥離してなる光学フィルム。
(11) (10)に記載の光学フィルムを有する、偏光板。
(12) (11)に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
本発明によれば、液晶層と2枚の基材とを含み、2枚の基材を所定の順序で、容易に剥離できる積層体を提供できる。
また、本発明によれば、光学フィルム、偏光板、および、画像表示装置を提供できる。
本発明の積層体の一実施形態の概略断面図である。 本発明の積層体中の第1液晶層および第2液晶層を被貼合物に貼合するための手順を説明するための図である。 本発明の積層体中の第1液晶層および第2液晶層を被貼合物に貼合するための手順を説明するための図である。 本発明の積層体中の第1液晶層および第2液晶層を被貼合物に貼合するための手順を説明するための図である。 飛行時間型二次イオン質量分析法で得られたポリマー由来の二次イオン強度分布の一例である。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリルおよびメタクリルのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚み方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan、Axometrics社製において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本明細書において、屈折率nx、ny、および、nzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルターとの組み合わせで測定できる。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、および、ポリスチレン(1.59)。
本明細書中における「光」とは、活性光線または放射線を意味し、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、紫外線、および、電子線(EB:Electron Beam)などを意味する。なかでも、紫外線が好ましい。
また、本明細書において表記される2価の基(例えば、-COO-)の結合方向は特に限定されず、例えば、「L-L-L」の結合においてLが-CO-O-である場合、L側に結合している位置を*1、L側に結合している位置を*2とすると、Lは*1-CO-O-*2であってもよく、*1-O-CO-*2であってもよい。
本発明の積層体の特徴点としては、後述するポリマーの偏在度を調整している点が挙げられる。本発明者らは特許文献1において基材の剥離性が劣っていた理由について検討したところ、ポリマーの偏在量が関連していることを見出している。より具体的には、特許文献1においては、剥離性の基材に隣接する液晶層中における剥離性の基材側へのポリマーの偏在量が小さく(言い換えれば、後述する偏在度が小さく)、結果として、基材と液晶層との剥離力が大きく、基材の剥離性が劣っていた。それに対して、本発明者は、ポリマーの偏在の程度を所定の範囲に調整することにより、本発明の効果が得られることを見出している。
図1に、本発明の積層体の一例を示す。
図1に示すように、積層体10は、第1有機基材12と、第1液晶層14と、第2液晶層16と、第2有機基材18とをこの順に有する。第2液晶層16は、後述するポリマーを含み、所定の偏在度を示す。
図1において、第1有機基材12と第1液晶層14とは直接接しており、第2液晶層16と第2有機基材18とも直接接している。
また、図1において、第1液晶層14と第2液晶層16とは直接接しているが、後述するように、積層体は第1液晶層と第2液晶層との間に第3液晶層を有していてもよい。
また、後述するように、積層体は、第1液晶層と第2液晶層との間に、接着剤層又は粘着剤層を有していてもよい。
積層体10は、液晶層(第1液晶層14および第2液晶層16)を被貼合物(例えば、偏光子)に貼合するために用いられる。貼合の手順としては、まず、図2に示すように、第1有機基材12が積層体10から剥離される。その際、第2有機基材18が剥離されないことが好ましい。次に、図3に示すように、被貼合物20に、第1有機基材12を剥離して得られた積層体中の第1液晶層14側を貼合する。その後、図4に示すように、第2有機基材18を剥離することにより、第1液晶層14および第2液晶層16が被貼合物20に貼合される。
上記手順に示すように、第1有機基材12はいわゆる軽剥離基材として、第2有機基材18はいわゆる重剥離基材として機能する。
本発明においては、第1有機基材12と第1液晶層14との間の剥離力P1と、第2有機基材18と第2液晶層16との間の剥離力P2とを所定の範囲に調整し、かつ、後述する偏在度を所定の範囲にすることにより、上記図2~図4で示すような、基材の剥離を所定の順で、容易に(言い換えれば、剥離性良く)実施できる。
特に、後述する偏在度を所定の範囲に調整することにより、第2有機基材18を容易に剥離できる。
以下では、まず、式(A)および偏在度について詳述した後、積層体中の各部材について詳述する。
<剥離力の関係>
本発明の積層体においては、第1有機基材と第1液晶層との間の剥離力P1と、第2有機基材と第2液晶層との間の剥離力P2とが式(A)の関係を満たす。
式(A) P1<P2
上記関係を満たすことにより、第1有機基材を剥離する際に、第2有機基材の剥離が抑制され、第1有機基材と第2有機基材とをこの順で順序よく剥離することが可能となる。
なお、第2有機基材の剥離をより抑制しつつ、第1有機基材を剥離しやすくなる点で、剥離力P1およびP2は、式(B)の関係を満たすことが好ましい。
式(B) P1/P2≦0.80
なかでも、P1/P2は、0.75以下であることが好ましく、0.65以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、0.30以上が好ましく、0.45以上がより好ましい。
上記剥離力P1の大きさは特に制限されないが、0.03~0.20N/25mmが好ましく、0.06~0.15N/25mmがより好ましい。
上記剥離力P2の大きさは特に制限されないが、0.05~0.30N/25mmが好ましく、0.10~0.20N/25mmがより好ましい。
上記剥離力P1は、いわゆる引っ張り試験機を用いた180°剥離試験により算出できる。
上記剥離力P1の算出方法の一例としては、積層体中の第1有機基材と第1液晶層との部分からなる評価サンプルを別途用意して、剥離力P1を算出してもよい。より具体的には、積層体中の第1有機基材と第1液晶層との部分からなる評価サンプルを別途用意して、上記評価サンプルの第1液晶層側の表面をコロナ処理して、コロナ処理された第1液晶層の表面に紫外線硬化型接着剤組成物を塗布して、塗膜を形成する。次に、形成された塗膜と基板(例えば、偏光子)とが接するように、基板と評価サンプルとを貼合し、紫外線を照射して塗膜を硬化する。次に、得られた基板付き評価サンプルの基板側の表面に粘着剤層を配置し、得られた粘着剤層付き評価サンプルから所定の大きさ(幅25mm×長さ150mm)を切り出し、切り出した評価サンプルの粘着剤層をガラス基板に貼合する。その後、ガラス基板に貼合された評価サンプルの第1有機基材側の表面に、剥離用テープ(幅25mm×長さ180mm)を貼合する。その後、引っ張り試験機を用いて、剥離用テープの一端を把持して、温度25℃、相対湿度60%の雰囲気下にて、クロスヘッド速度5m/分で、剥離角度180°である剥離試験を行うことにより、第1有機基材と第1液晶層との間の剥離力P1を算出する。なお、上記剥離力P1は、剥離用テープを引き起こして第1有機基材が第1液晶層上から剥がし終わるまでの間で、剥離力が定常状態になったときの剥離力に該当する。
なお、上記では、評価サンプルを別途作製する方法について述べたが、積層体の第1有機基材上に上記手順により剥離用テープを貼合して、上記180°試験を実施することにより、剥離力P1を算出してもよい。
また、剥離力P2に関しても、上述した剥離力P1と同様の手順によって算出できる。より具体的には、積層体中の第2有機基材と第2液晶層との部分からなる評価サンプルを別途用意して、上述した方法により、剥離力P2を算出できる。
また、上記では、評価サンプルを別途作製する方法について述べたが、積層体中から第1有機基材を剥離した後の積層体中の第2有機基材上に上記手順により剥離用テープを貼合して、上記180°試験を実施することにより、剥離力P2を算出してもよい。
なお、第1液晶層と第2液晶層の間は、剥離しづらいことが好ましい。つまり、第1液晶層と第2液晶層の間は、第1液晶層と第1有機基材との間、および、第2液晶層と第2有機基材との間よりも剥離しづらいことが好ましく、より具体的には、第1液晶層と第2液晶層との間の剥離力は、上述した剥離力P1およびP2よりも大きいことが好ましい。
また、積層体が第1液晶層と第2液晶層との間に第3液晶層を有する場合、第1液晶層と第3液晶層との間の剥離力および第2液晶層と第3液晶層との間の剥離力は、上述した剥離力P1およびP2よりも大きいことが好ましい。
<偏在度>
本発明の積層体中の第2液晶層はポリマーを含み、後述する偏在度算出方法により求められる偏在度が3.0以上である。
上記偏在度は、第2液晶層中におけるポリマーが、第2有機基材側に偏在する度合いを表しており、その値が大きいほど第2液晶層中において、ポリマーが第2有機基材側に偏在している。
以下、偏在度算出方法について詳述する。
まず、第2液晶層の第2有機基材側の表面から第1液晶層側の表面反対側の表面に向かって、イオンビームを照射しながら飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)で第2液晶層中におけるポリマー由来の二次イオン強度を測定する。イオンビームの種類としては、アルゴンガスクラスターイオン銃(Ar-GCIB銃)によるイオンビームが挙げられる。
なお、上記TOF-SIMSは、第2液晶層の深さ方向のプロファイルが得られればよく、積層体中の第2有機基材の表面からイオンビームを照射しながら第2液晶層側に向かって、第2有機基材および第2液晶層の両方の深さ方向の分析を行ってもよい。
図5は、TOF-SIMS分析で得られたポリマー由来の二次イオン強度分布の一例である。横軸は、第2液晶層の第2有機基材側の表面からの距離(深さ位置)、縦軸は、ポリマー由来の二次イオンの強度である。図5中、横軸が0の位置が第2液晶層の第2有機基材側の表面に該当し、第2有機基材側の表面から第2液晶層の全厚みの20%に相当する深さ位置を深さ位置D20として表し、第2有機基材側の表面から第2液晶層の全厚みの50%に相当する深さ位置を深さ位置D50として表す。深さ位置D20およびD50は、図1のような位置に該当する。
なお、図5には示さないが、第2有機基材上にポリマーを含む第2液晶層形成用組成物を塗布して第2液晶層を形成する際には、第2液晶層形成用組成物に含まれる溶媒の影響によりポリマーの一部が第2有機基材内部に浸入する場合がある。
得られた深さ方向のプロファイルに関しては、ベースラインを引き、2次イオン強度の基準を決める。
次に、第2液晶層の第2有機基材側の表面から深さ位置D20まで領域を表層領域R1とし、深さ位置D20から深さ位置D50までの領域を内部領域R2とし、内部領域R2におけるポリマー由来の二次イオン強度の平均値IA2に対する、表層領域R1におけるポリマー由来の二次イオン強度の最大値IA1の比を偏在度とする。
なお、上記平均値IA2は、内部領域R2中の深さ方向において、イオンビーム照射時間1秒毎のポリマー由来の二次イオン強度を平均して算出する。
上記偏在度は、3.0以上である。なかでも、第2有機基材の剥離性がより優れる点で、偏在度は、5.0以上が好ましく、10.0以上がより好ましい。偏在度が3.0未満の場合、ポリマーの偏在量が少なく、結果として、第2有機基材の剥離性が劣る。
偏在度の上限は特に制限されず、150以下の場合が多く、100以下が好ましく、50.0以下がより好ましく、30.0以下がさらに好ましい。偏在度が100以下の場合、第2有機基材の剥離力が上昇し、結果として第1有機基材を剥離する際に、第2有機基材の剥離が抑制される。
上記偏在度の調整方法は特に制限されないが、第2液晶層を形成する際の条件を調整する方法が挙げられる。例えば、第2有機基材上にポリマーを含む第2液晶層形成用組成物を塗布して第2液晶層を形成する際、第2液晶層形成用組成物に含まれる溶媒と第2有機基材およびポリマーとの相溶性を調整することにより、偏在度を調整できる。より具体的には、第2有機基材およびポリマーと相溶性の高い溶媒を選択した場合、第2有機基材内部へ溶媒が浸透しやすくなり、結果として、ポリマーが第2有機基材側に偏在しやすくなる。また、第2有機基材上にポリマーを含む第2液晶層形成用組成物を塗布して第2液晶層を形成する際、第2液晶層形成用組成物を塗布した後の乾燥時間を調整することにより、偏在度を調整できる。より具体的には、乾燥時間を長くすると、塗膜中でポリマーが流動する時間が長くなり、結果としてポリマーが第2有機基材側に偏在しやすくなる。
また、後述するように、ポリマー中に第2有機基材と相互作用しやすい基を導入することにより、第2有機基材側へポリマーを偏在しやすくでき、結果として、偏在度を高めることができる。
以下、積層体を構成する各部材について詳述する。
<第1有機基材>
第1有機基材は、第1液晶層を支持する部材である。第1有機基材は、積層体から剥離される剥離性基材(仮支持体)である。
第1有機基材は、有機材料で構成されていればよく、樹脂基材が好ましい。
樹脂基材の材料としては、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、および、ラクトン環含有重合体であるアクリル酸エステル重合体などのアクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、および、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、および、アクリロニトリルスチレン共重合体などのスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、および、エチレン・プロピレン共重合体などのポリオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、および、芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;またはこれらのポリマーを混合したポリマーが挙げられる。
なかでも、樹脂基材の材料としては、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、または、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、トリアセチルセルロースがより好ましい。
第1有機基材には、種々の添加剤(例えば、光学的異方性調整剤、波長分散調整剤、微粒子、可塑剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、剥離剤、など)が含まれていてもよい。
第1有機基材は、単層構造であっても、複層構造であってもよい。
第1有機基材が複層構造である場合、支持体と、配向膜とを有する構造であってもよい。
支持体としては、上述した樹脂基材が挙げられる。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、または、ラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で形成できる。
配向膜としては、光配向膜も挙げられる。
配向膜の厚さは、配向機能を発揮することができれば特に制限されないが、0.01~5.0μmが好ましく、0.05~3.0μmがより好ましく、0.5~1.0μmがさらに好ましい。
第1有機基材の厚みは特に限定されず、5~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましく、20~90μmがさらに好ましい。
<第1液晶層>
第1液晶層は、上記第1有機基材上に配置される層である。第1液晶層は、液晶化合物を配向させて得られる層であり、光学異方性を有する。つまり、第1液晶層は、光学異方性層である。
第1液晶層は、配向した液晶化合物が固定されてなる層であることが好ましい。液晶化合物が重合性基を有する場合、後述する硬化処理によって、液晶化合物の配向状態を容易に固定化できる。
なお、「固定した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態である。具体的には、通常、0~50℃、より過酷な条件下では-30~70℃の温度範囲において、層に流動性がなく、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定された配向形態を安定に保ち続けることができる状態であることが好ましい。
液晶化合物が配向した状態(配向状態)は特に制限されず、公知の配向状態が挙げられる。配向状態としては、例えば、ホモジニアス配向、ホメオトロピック配向、ハイブリッド配向、コレステリック配向、捩れ配向、および、傾斜配向が挙げられる。なお、上記捩れ配向は、液晶層の厚み方向を回転軸として、液晶層の一方の主表面から他方の主表面まで液晶化合物が捩れている配向状態を表す。捩れ配向において、液晶化合物の捩れ角度(液晶化合物の配向方向の捩れ角度)は、通常、0°超360°以下の場合が多い。
液晶化合物は、一般的に、その形状から、棒状タイプと円盤状タイプとに分類できる。さらに、それぞれ低分子タイプと高分子タイプとがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物が好ましい。また、モノマーであるか、重合度が100未満の比較的低分子量な液晶化合物が好ましい。
液晶化合物は、重合性基を有することが好ましい。つまり、液晶化合物は、重合性液晶化合物であることが好ましい。液晶化合物が有する重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、および、ビニル基が挙げられる。
このような重合性液晶化合物を重合させることにより、液晶化合物の配向を固定することができる。なお、液晶化合物が重合によって固定された後においては、もはや液晶性を示す必要はない。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1または特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載のものが好ましく、円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]または特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものが好ましい。
上記液晶化合物として、逆波長分散性の液晶化合物を用いることができる。
ここで、本明細書において「逆波長分散性」の液晶化合物とは、この化合物を用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレタデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
第1液晶層は、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。なかでも、第1液晶層は、垂直配向した、重合性基を有する円盤状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることがより好ましい。
上記垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層とは、より具体的には、垂直配向し、光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列している円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、円盤状液晶化合物が垂直配向している状態とは、円盤状液晶化合物の円盤面と層の厚み方向とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤面と層の厚み方向とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内が好ましい。
また、円盤状液晶化合物の光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列している状態とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
第1液晶層の波長550nmにおける面内レタデーションは特に制限されないが、120~240nmが好ましく、130~230nmがより好ましい。
第1液晶層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、-120~-60nmが好ましく、-115~-65nmがより好ましい。
第1液晶層の平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第1液晶層の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
<第2液晶層>
第2液晶層は、上記第2有機基材上に配置される層である。第2液晶層は、液晶化合物を配向させて得られる層であり、光学異方性を有する。つまり、第2液晶層は、光学異方性層である。
なお、第1液晶層と第2液晶層とは異なる層である。
第2液晶層は、配向した液晶化合物が固定されてなる層であることが好ましい。液晶化合物が重合性基を有する場合、後述する硬化処理によって、液晶化合物の配向状態を容易に固定化できる。
液晶化合物は、上述した第1液晶層で説明した通りである。
液晶化合物が配向した状態(配向状態)は特に制限されず、上述した第1液晶層で例示した配向状態が挙げられる。
第2液晶層は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。なかでも、第2液晶層は、垂直配向した、重合性基を有する棒状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることがより好ましい。
なお、棒状液晶化合物が垂直配向している状態とは、棒状液晶化合物の長軸と第2液晶層の厚み方向とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、棒状液晶化合物の長軸と第2液晶層の厚み方向とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内が好ましい。
第2液晶層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、-120~-10nmが好ましく、-100~-30nmがより好ましい。
第2液晶層の平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第2液晶層の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
第2液晶層は、上述したポリマーを含む。
ポリマーは、第1有機基材および/または第2有機基材の剥離性がより優れる点(以下、単に「本発明の効果がより優れる点」ともいう。)から、水素結合性基、塩構造を有する基、ボロン酸基(-B(OH))、ボロン酸エステル基、および、式(X)で表される基からなる群から選択される相互作用性基を有することが好ましい。ポリマーが上記相互作用性基を有する場合、第2有機基材と相互作用しやすくなり、結果として、ポリマーが第2有機基材側に偏在しやすくなる。
式(X) *-O-CO-R
水素結合性基としては、ヒドロキシ基、チオール基、カルボキシ基、アミノ基、アミド基、ウレア基、および、ウレタン基が挙げられる。
塩構造を有する基とは、酸由来の陰イオンと塩基由来の陽イオンとからなる塩由来の構造を有する基である。塩構造としては、カルボン酸塩構造、スルホン酸塩構造、ホスホン酸塩構造、および、4級アンモニウム塩構造が挙げられる。
式(X)中、Rは、炭素数1~20のアルキル基を表す。ただし、炭素数2~20のアルキル基である場合、アルキル基を構成する-CH-の1個以上が-COO-または-CO-に置換されていてもよい。
上記アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~5がより好ましい。
*は結合位置を表す。
ポリマーは、本発明の効果がより優れる点で、相互作用性基を有する繰り返し単位を含むことが好ましい。
なかでも、相互作用性基を有する繰り返し単位としては、式(1)で表される繰り返し単位が好ましい。
式(1)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
は、単結合、または、-O-、-CO-、-NR-、置換基を有していてもよい2価の脂肪族基、置換基を有していてもよい2価の芳香族基、および、これらの組み合わせからなる群から選択される2価の連結基を表す。Rは、水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。
2価の脂肪族基としては、アルキレン基が好ましい。
2価の脂肪族基の炭素数は特に制限されないが、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
上記組み合わせとしては、-COO-、-CONR-、-COO-置換基を有していてもよい2価の脂肪族基-、および、-CONR-置換基を有していてもよい2価の脂肪族基-などが挙げられる。
は、炭素数1~20のアルキル基を表す。ただし、炭素数2~20のアルキル基である場合、アルキル基を構成する-CH-の1個以上が-COO-または-CO-に置換されていてもよい。
上記アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~5がより好ましい。
式(1)で表される繰り返し単位としては、式(2)で表される繰り返し単位が好ましい。
式(2)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
ポリマー中における相互作用性基を有する繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、40~95質量%が好ましく、60~90質量%がより好ましい。
ポリマーは、液晶化合物の配向性がより優れる点で、活性水素含有基を有する繰り返し単位を含むことが好ましい。
なかでも、活性水素含有基を有する繰り返し単位としては、式(3)で表される繰り返し単位が好ましい。
式(3)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
は、-O-または-NH-を表す。
は、活性水素含有基を表す。活性水素含有基は、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アミド基、スルホ基、メルカプト基、および、イミノ基からなる群から選択される基(以下、「特定基」ともいう。)を含むことが好ましく、水酸基を含むことがより好ましい。
活性水素含有基としては、特定基を有する脂肪族炭化水素基が好ましく、水酸基を有する脂肪族炭化水素基がより好ましい。
特定基を有する脂肪族炭化水素中における特定基の数は特に制限されないが、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
特定基を有する脂肪族炭化水素の炭素数は特に制限されないが、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
ポリマー中における活性水素含有基を有する繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、10~70質量%が好ましく、15~60質量%がより好ましい。
ポリマーは、上述した、相互作用性基を有する繰り返し単位、および、活性水素含有基を有する繰り返し単位を含むことが好ましい。
ポリマーは、相互作用性基を有する繰り返し単位、および、活性水素含有基を有する繰り返し単位以外の他の繰り返し単位を含んでいてもよい。
ポリマーの重量平均分子量(Mw)は特に制限されず、5000~500000の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、20000~100000がより好ましい。
本発明における重量平均分子量および数平均分子量は、以下に示す条件でゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
・溶媒(溶離液):THF(テトラヒドロフラン)
・装置名:TOSOH HLC-8320GPC
・カラム:TOSOH TSKgel Super HZM-H(4.6mm×15cm)を3本接続して使用
・カラム温度:40℃
・試料濃度:0.1質量%
・流速:1.0ml/min
・校正曲線:TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)までの7サンプルによる校正曲線を使用
ポリマーの弾性率は特に制限されず、0.01~0.30GPaが好ましく、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、0.04~0.15GPaがより好ましく、0.06~0.12GPaがさらに好ましい。
ポリマーの弾性率の測定方法としては、測定対象物であるポリマーからなる層(厚み20μm)を作製して、HYSITRON社製ナノトライボインデンターTI-950(1μm球状圧子を使用し、押し込み荷重は5mN)を用いて測定されるポリマー膜の弾性率を測定し、その値をポリマーの弾性率とする方法が挙げられる。
第2液晶層中におけるポリマーの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、第2液晶層の全質量に対して、0.1~10質量%が好ましく、0.5~5質量%がより好ましい。
<第2有機基材>
第2液晶層を支持する部材である。第2有機基材は、積層体から剥離される剥離性基材(仮支持体)である。
第2有機基材の態様は、上述した第1有機基材の態様と同様であるため、説明を省略する。
<その他の部材>
積層体は、第1有機基材、第1液晶層、第2液晶層、および、第2有機基材以外の他の部材を含んでいてもよい。
(第3液晶層)
積層体は、第1液晶層と第2液晶層との間に、第3液晶層を有してもよい。第3液晶層は、第1液晶層および第2液晶層とは異なる層である。
第3液晶層は、配向した液晶化合物が固定されてなる層であることが好ましい。液晶化合物が重合性基を有する場合、後述する硬化処理によって、液晶化合物の配向状態を容易に固定化できる。
液晶化合物は、上述した第1液晶層で説明した通りである。
液晶化合物が配向した状態(配向状態)は特に制限されず、上述した第1液晶層で例示した配向状態が挙げられる。
第3液晶層は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であることが好ましい。なかでも、第3液晶層は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した重合性基を有する棒状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることがより好ましい。
棒状液晶化合物の捩れ角度(液晶化合物の配向方向の捩れ角度)は特に制限されず、0°超360°以下の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、80±30°の範囲内(50~110°の範囲内)が好ましく、80±20°の範囲内(60~100°の範囲内)がより好ましい。
なお、捩れ角度の測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
また、棒状液晶化合物が捩れ配向するとは、第3液晶層の厚み方向を軸として、第3液晶層の一方の主表面から他方の主表面までの棒状液晶化合物が捩れることを意図する。それに伴い、棒状液晶化合物の配向方向(面内遅相軸方向)が、第3液晶層の厚み方向の位置によって異なる。
捩れ配向において、棒状液晶化合物の長軸は、第3液晶層の主面と平行となるように配置されることが好ましい。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、棒状液晶化合物の長軸と第3液晶層の主面とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内が好ましい。
波長550nmにおける第3液晶層の屈折率異方性Δnと第3液晶層の厚みdとの積Δndの値は特に制限されないが、120~240nmが好ましく、130~230nmがより好ましい。
上記Δndの測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
第1液晶層が垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、かつ、第3液晶層が厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である場合、第1液晶層の面内遅相軸と、第3液晶層の第1液晶層側の表面での面内遅相軸とのなす角度は、0~20°の範囲であることが好ましい。
第3液晶層の平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第3液晶層の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
(接着剤層および粘着剤層)
積層体は、第1液晶層と第2液晶層との間に接着剤層または粘着剤層を有していてもよい。
接着剤層としては、公知の接着剤層が挙げられる。接着剤層は、例えば、紫外線硬化型接着剤を塗布して塗膜を形成して、紫外線を照射して硬化することにより形成される。
粘着剤層としては、公知の粘着剤層が挙げられる。
特開平11-149015公報に記載のように、一般的に、積層体を形成する各液晶層は、反射抑制の点から、屈折率を調整することが好ましい。接着対象との屈折率差は、0.1以下が好ましく、0.08以下がより好ましく、0.06以下がさらに好ましく、0.03以下が特に好ましい。
また、接着剤層あるいは粘着剤層の厚みは、0.1~50μmが好ましい。薄層化の観点では、25μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましく、5μm以下が特に好ましい。干渉ムラ抑止の観点では、5μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましく、25μm以上が特に好ましい。
液晶層間に接着剤層あるいは粘着剤層を配置する場合は、高屈折の接着剤や粘着剤を用いてもよい。
屈折率を高くするためには、高屈折モノマー、または、高屈折金属微粒子を用いることも好ましい。
高屈折モノマーとしては、分子中にベンゼン環骨格を有することが好ましい。分子中にベンゼン環骨格を有する単官能モノマーとしては、例えば、エトキシ化O-フェニルフェノール(メタ)アクリレート、O-フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-メタクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシプロピルフタレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、および、ビニルカルバゾールなどが挙げられる。
高屈折金属微粒子としては、無機粒子が挙げられる。無機粒子を構成する成分としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体が挙げられる。上記金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体に含まれる金属原子としては、チタン原子、ケイ素原子、アルミニウム原子、コバルト原子、および、ジルコニウム原子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、アルミナ粒子、アルミナ水和物粒子、シリカ粒子、ジルコニア粒子、および、粘土鉱物(例えば、スメクタイト)などの無機酸化物粒子が挙げられる。屈折率の点から、酸化ジルコニウムの粒子が好ましい。
無機粒子の量を変化させることで所定の屈折率に調整できる。
無機粒子の平均粒径は特に制限されないが、酸化ジルコニウムを主成分として用いた場合、1~120nmが好ましく、1~60nmがより好ましく、2~40nmがさらに好ましい。
接着剤あるいは粘着剤層の平均屈折率は、好ましくは1.50~1.64であり、より好ましくは1.52~1.64であり、さらに好ましくは、1.55~1.64である。
積層体が第3液晶層を有する場合、積層体は、第1液晶層と第3液晶層との間に接着剤層または粘着剤層を有していてもよい。
また、積層体が第3液晶層を有する場合、積層体は、第2液晶層と第3液晶層との間に接着剤層または粘着剤層を有していてもよい。
<製造方法>
上述した積層体の製造方法は、上述した特性の積層体を製造できれば特に制限されない。なかでも、積層体の生産性が優れる点で、以下の工程1~3を有する積層体の製造方法が好ましい。
工程1:重合性基を有する液晶化合物を含む第1液晶層形成用組成物を第1有機基材上に塗布して第1組成物層を形成し、第1組成物層中の液晶化合物を配向させた後、第1組成物層に硬化処理を施し、第1有機基材と第1液晶層とを含む第1フィルムを得る工程
工程2:重合性基を有する液晶化合物およびポリマーを含む第2液晶層形成用組成物を第2有機基材上に塗布して第2組成物層を形成し、第2組成物層中の液晶化合物を配向させた後、第2組成物層に硬化処理を施し、第2有機基材と第2液晶層とを含む第2フィルムを得る工程
工程3:第1フィルム中の第1液晶層と第2フィルム中の第2液晶層とが対向するように、第1フィルムおよび第2フィルムを貼合して、積層体を得る工程
以下、工程1~工程3の手順について詳述する。
(工程1)
工程1は、第1液晶層形成用組成物を第1有機基材上に塗布して第1組成物層を形成し、第1組成物層中の液晶化合物を配向させた後、第1組成物層に硬化処理を施し、第1有機基材と第1液晶層とを含む第1フィルムを得る工程である。
第1液晶層形成用組成物は、重合性基を有する液晶化合物を含む。液晶化合物の態様は、上述した通りである。
第1液晶層形成用組成物中における重合性基を有する液晶化合物の含有量は、第1液晶層形成用組成物の全固形分に対して、60~99質量%が好ましく、70~98質量%がより好ましい。
なお、固形分とは、溶媒を除去した、第1液晶層を形成し得る成分を意味し、その性状が液体状であっても固形分とする。
第1液晶層形成用組成物は、重合性基を有する液晶化合物以外の他の化合物を含んでいてもよい。
例えば、液晶化合物を捩れ配向させるためには、第1液晶層形成用組成物はキラル剤を含んでいてもよい。キラル剤は、液晶化合物を捩れ配向させるために添加されるが、勿論、液晶化合物が、分子内に不斉炭素を有するなど、光学活性を示す化合物である場合は、キラル剤の添加は不要である。また、製造方法および捩れ角度によっては、キラル剤の添加は不要である。
キラル剤としては、併用する液晶化合物を相溶するものであれば、特に構造についての制限はない。公知のキラル剤(例えば、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」,第3章4-3項,TN、STN用カイラル剤,199頁,1989年に記載)のいずれも用いることができる。
キラル剤の使用量は特に制限されず、上述した捩れ角度が達成されるように調整される。
第1液晶層形成用組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて選択され、例えば、熱重合開始剤、および、光重合開始剤が挙げられる。
第1液晶層形成用組成物中における重合開始剤の含有量は、第1液晶層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
第1液晶層形成用組成物に含まれていてもよい他の成分としては、上記以外にも、多官能モノマー、配向制御剤(垂直配向剤、水平配向剤)、界面活性剤、密着改良剤、可塑剤、および、溶媒が挙げられる。
第1液晶層形成用組成物の塗布方法としては、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、および、ワイヤーバー法が挙げられる。
第1液晶層形成用組成物を塗布した後、必要に応じて、乾燥処理を実施してもよい。
形成された第1組成物中の液晶化合物を配向させる処理(配向処理)は特に制限されず、第1組成物層を加熱する方法が好ましい。
第1組成物層を加熱する場合の条件は特に制限されないが、加熱温度としては50~250℃が好ましく、50~150℃がより好ましく、加熱時間としては10秒間~10分間が好ましい。
また、第1組成物層を加熱した後、後述する硬化処理(光照射処理)の前に、必要に応じて、第1組成物層を冷却してもよい。
第1組成物層に対して実施される硬化処理の方法は特に制限されず、例えば、光照射処理および加熱処理が挙げられる。なかでも、製造適性の点から、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
光照射処理の照射条件は特に制限されないが、50~1000mJ/cmの照射量が好ましい。
光照射処理の際の雰囲気は特に制限されないが、窒素雰囲気が好ましい。
(工程2)
工程2は、第2液晶層形成用組成物を第2有機基材上に塗布して第2組成物層を形成し、第2組成物層中の液晶化合物を配向させた後、第2組成物層に硬化処理を施し、第2有機基材と第2液晶層とを含む第2フィルムを得る工程である。
第2液晶層形成用組成物は、重合性基を有する液晶化合物を含む。液晶化合物の態様は、上述した通りである。
第2液晶層形成用組成物中における重合性基を有する液晶化合物の含有量は、第2液晶層形成用組成物の全固形分に対して、60~99質量%が好ましく、70~98質量%がより好ましい。
なお、固形分とは、溶媒を除去した、第2液晶層を形成し得る成分を意味し、その性状が液体状であっても固形分とする。
第2液晶層形成用組成物は、ポリマーを含む。ポリマーの態様は、上述した第2液晶層中で説明した通りである。
第2液晶層形成用組成物中におけるポリマーの含有量は、第2液晶層形成用組成物の全固形分に対して、0.1~10質量%が好ましく、0.5~5質量%がより好ましい。
第2液晶層形成用組成物は、重合性基を有する液晶化合物およびポリマー以外の他の化合物を含んでいてもよい。
他の成分は、第1液晶層形成用組成物に含まれていてもよい他の成分が挙げられる。
第2液晶層形成用組成物に含まれる溶媒としては、第2有機基材およびポリマーとの相溶性を考慮して選択されることが好ましい。
例えば、第2有機基材がセルロースアシレートフィルムである場合、例えば、メチルエチルケトンはセルロースアシレートとの相溶性に優れるため、メチルエチルケトンの含有量を増やすことにより偏在度を高めることができる。
第2液晶層形成用組成物を用いた第2液晶層の形成方法の手順は、工程1における第1液晶層形成用組成物を用いた第1液晶層の形成方法の手順と同じであるため、説明を省略する。
(工程3)
工程3は、第1フィルム中の第1液晶層と第2フィルム中の第2液晶層とが対向するように、第1フィルムおよび第2フィルムを貼合して、積層体を得る工程である。
第1フィルムと第2フィルムとを貼合する際には、上述した接着剤層または粘着剤層を介して貼合することが好ましい。
接着剤層を用いる場合には、例えば、第1フィルムの第1液晶層側の表面に接着剤を塗布して、接着剤が塗布された表面と第2フィルムの第2液晶層とを接触させて第1フィルムと第2フィルムとを貼合し、硬化処理を施すことにより、所望の積層体が得られる。接着剤が紫外線硬化型接着剤である場合、上記硬化処理としては紫外線照射処理が挙げられる。
また、粘着剤層を用いる場合には、例えば、第1フィルムの第1液晶層側の表面に粘着剤を塗布して、粘着剤が塗布された表面と第2フィルムの第2液晶層とを接触させて第1フィルムと第2フィルムとを貼合して、所望の積層体が得られる。
積層体が第3液晶層を有する場合、積層体の製造方法としては、工程2において、形成された第2液晶層上にさらに第3液晶層を形成して第3フィルムを形成し、第1フィルム中の第1液晶層と第3フィルム中の第3液晶層とが対向するように、第1フィルムおよび第3フィルムを貼合して、積層体を得る方法が挙げられる。
第3液晶層を形成する手順は特に制限されず、第2液晶層上に重合性基を有する液晶化合物を含む第3液晶層形成用組成物を塗布して第3組成物層を形成し、第3組成物層中の液晶化合物を配向させた後、第3組成物層に硬化処理を施す方法が挙げられる。
なお、第2液晶層上に第3液晶層形成用組成物を塗布する前に、第2液晶層上にラビング処理を施してもよい。
また、第2液晶層中に光配向性化合物を含ませておき、第2液晶層上に第3液晶層形成用組成物を塗布する前に、第2液晶層の表面にある光配向性化合物に光配向処理を施して、第2液晶層の表面に配向制御能を付与してもよい。
<光学フィルム>
上述した積層体から第1有機基材と第2有機基材とを剥離することにより、第1液晶層および第2液晶層を含む光学フィルムを製造できる。
本発明の光学フィルムは、いわゆるλ/4板として機能してもよい。
λ/4板は、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または、円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板であり、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)=λ/4を満たす板(光学異方性層)のことをいう。
この式は、可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよいが、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)が、110nm≦Re(550)≦180nmの関係を満たすことが好ましい。
<偏光板>
本発明の光学フィルムは、偏光子と組み合わせて偏光板として用いてもよく、円偏光板として用いることが好ましい。なお、円偏光板とは、無偏光の光を円偏光に変換する光学素子である。
上記構成を有する本発明の偏光板は、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、および、陰極管表示装置(CRT)のような表示装置の反射防止用途に好適に用いられる。
偏光子は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であればよく、例えば、吸収型偏光子が挙げられる。
偏光子の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光子を利用でき、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性物質を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
なお、偏光子の片面または両面には、保護膜が配置されていてもよい。
偏光子の吸収軸と光学フィルムとの配置関係は特に制限されず、光学フィルムに含まれる液晶層の種類に応じて最適な配置が選択される。
例えば、光学フィルム中の第1液晶層がネガティブAプレートである場合、偏光子の吸収軸とネガティブAプレートの面内遅相軸とのなす角度は、45~135°の範囲内が好ましい。
上記偏光板は、本発明の光学フィルムおよび偏光子以外の他の部材を有していてもよい。
偏光板は、本発明の光学フィルムと偏光子との間に、接着剤層または粘着剤層を有していてもよい。
また、偏光板は、本発明の光学フィルムと偏光子との間に、ポリマーフィルムを有していてもよいが、薄型化の点から、ポリマーフィルムを有さないことが好ましい。ポリマーフィルムとしては、例えば、セルロースアシレートフィルムが挙げられる。
上記偏光板の製造方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。
例えば、偏光子と、光学フィルムとを接着剤層または粘着剤層を介して貼合する方法が挙げられる。
<画像表示装置>
本発明の光学フィルムおよび偏光板は、画像表示装置に好適に適用できる。
本発明の画像表示装置は、表示素子と、上述した光学フィルムまたは偏光板とを有する。
本発明の光学フィルムを画像表示装置に適用する際には、円偏光板として適用することが好ましい。この場合、円偏光板は視認側に配置され、円偏光板中、偏光子が視認側に配置される。
表示素子は特に制限されず、有機エレクトロルミネッセンス表示素子、および、液晶表示素子が挙げられる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきではない。
<実施例1>
(セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理)
長尺状のセルロースアシレートフィルム(TD80UL、富士フイルム社製)を、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムのバンド面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/mで塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、得られたフィルムに対して純水を3ml/m塗布した。次いで、得られたフィルムに対してファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
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アルカリ溶液
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤:C1429O(CHCHO)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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(配向膜1の形成)
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液1を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。その後、得られた塗膜を、60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥し、配向膜1を得た。
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配向膜塗布液1
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下記に示す変性ポリビニルアルコール 28質量部
クエン酸エステル(AS3、三共化学(株)製) 1.2質量部
光重合開始剤(Irgacure2959、BASF社製)0.84質量部
グルタルアルデヒド 2.8質量部
水 699質量部
メタノール 226質量部
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変性ポリビニルアルコール(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。)
(第1液晶層の形成)
上記作製した配向膜1に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルム(セルロースアシレートフィルム)の長手方向と搬送方向は平行であり、フィルムの長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルムの長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、フィルム側から観察してラビングローラーの回転軸の位置は、フィルムの長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記ラビング処理した配向膜上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む第1液晶層形成用組成物(A1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、得られた組成物層に対して、溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で2分間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm)を行い、円盤状液晶化合物の配向を固定化して、第1液晶層(A1)を形成し、第1有機基材(セルロースアシレートフィルム+配向膜1)と第1液晶層とを含む第1フィルムを作製した。
第1液晶層(A1)の平均厚みは、1.3μmであった。また、波長550nmにおける面内レタデーションは168nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
また、第1液晶層(A1)の面内遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と平行で、フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、第1液晶層(A1)側から見たとき、第1液晶層(A1)の面内遅相軸方向は-14°であった。
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第1液晶層形成用組成物(A1)
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下記の円盤状液晶化合物1 80質量部
下記の円盤状液晶化合物2 20質量部
下記の配向膜界面配向剤1 0.55質量部
下記の含フッ素化合物A 0.1質量部
下記の含フッ素化合物B 0.05質量部
下記の含フッ素化合物C 0.21質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 10質量部
光重合開始剤(イルガキュア907、BASF社製) 3.0質量部
メチルエチルケトン 200質量部
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円盤状液晶化合物1
円盤状液晶化合物2
配向膜界面配向剤1
含フッ素化合物A(下記式中、aおよびbは、全繰り返し単位に対する各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、aは90質量%、bは10質量%を表す。また、重量平均分子量は15000であった。)
含フッ素化合物B(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は12500であった。)
含フッ素化合物C(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は12800であった。)
(セルロースアシレートフィルム1の作製)
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、ドープを調製した。ドープの固形分濃度は23.5質量%であり、ドープの溶媒は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
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セルロースアシレートドープ
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セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(下記式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(下記式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
溶媒(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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上記で作製したドープを、ドラム製膜機を用いて流延した。0℃に冷却された金属支持体上に接するようにドープをダイから流延し、その後、得られたウェブ(フィルム)を剥ぎ取った。なお、ドラムはSUS製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取った。
得られたセルロースアシレートフィルム1の膜厚は40μmであった。
(第2液晶層の形成)
上記作製したセルロースアシレートフィルム1の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む第2液晶層形成用組成物(C1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、フィルムの両端を保持し、フィルムの塗膜が形成された面の側に、フィルムとの距離が5mmとなるように冷却板(9℃)を設置し、フィルムの塗膜が形成された面とは反対側に、フィルムとの距離が5mmとなるようにヒーター(75℃)を設置し、14秒間乾燥させた。
次いで、得られたフィルムを温風にて60℃で1分間加熱し、酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量100mJ/cmの紫外線を照射した。その後、得られた塗膜に、温風にて120℃で1分間アニーリングすることで、第2液晶層(C1)を形成した。
得られた第2液晶層(C1)に、室温で、ワイヤーグリッド偏光子を通したUV光(超高圧水銀ランプ;UL750;HOYA製)を7.9mJ/cm(波長:313nm)照射することで、表面に配向制御能を付与した。
なお、形成した第2液晶層(C1)の膜厚は0.7μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションは0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは-80nmであった。棒状液晶化合物の長軸方向のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
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第2液晶層形成用組成物(C1)
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下記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.2質量部
下記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.1質量部
下記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
下記のポリマーM-1 2.0質量部
下記の垂直配向剤S01 1.9質量部
下記の光配向性ポリマーA-1 0.8質量部
メチルエチルケトン 23.4質量部
プロピオン酸エチル 70.2質量部
メチルイソブチルケトン 374.4質量部
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棒状液晶化合物(A)(以下、化合物の混合物)
重合開始剤S-1
光酸発生剤D-1
ポリマーM-1(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は58000であり、ポリマー弾性率は0.09GPaであった。)
垂直配向剤S01
光配向性ポリマーA-1(各繰り返し単位中に記載の数値は、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は78000であった。)
(第3液晶層の形成)
次いで、上記で作製した第2液晶層(C1)の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む第3液晶層形成用組成物(B1)を塗布し、80℃の温風で60秒間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、第3液晶層(B1)を形成した。
第3液晶層(B1)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは176nm、液晶化合物の捩れ角度は87°であった。フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、第3液晶層(B1)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が8°、第2液晶層(C1)に接する側が95°であった。
なお、第2液晶層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、第2液晶層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
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第3液晶層形成用組成物(B1)
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上記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 4質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 3質量部
下記の左捩れキラル剤(L1) 0.60質量部
上記の含フッ素化合物C 0.08質量部
メチルエチルケトン 156質量部
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左捩れキラル剤(L1)
上記手順によって、長尺状のセルロースアシレートフィルム1上に、第2液晶層(C1)と第3液晶層(B1)とが直接積層された積層体(B1-C1)を作製した。つまり、第2有機基材(セルロースアシレートフィルム1)と第2液晶層と第3液晶層とを有する第2フィルムを作製した。
(積層体の製造)
上記作製した長尺状の第1有機基材(セルロースアシレートフィルムおよび配向膜)上に形成した第1液晶層(A1)の表面側、および、上記作製した長尺状の第2有機基材(セルロースアシレートフィルム)上に形成した積層体(B1-C1)の第3液晶層(B1)の表面側を、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理した。
次いで、第1液晶層(A1)の表面側に、紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、接着剤組成物層を形成して、第2有機基材(セルロースアシレートフィルム、40μm)上に形成した積層体(B1-C1)の第3液晶層(B1)の表面側を、第1液晶層(A1)のフィルムの長手方向と第3液晶層(B1)のフィルムの長手方向とが平行となるように、接着剤組成物層に貼合した。
次いで、得られた積層体に対して、高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤組成物層を硬化して接着剤層を形成した。このようにして、長尺状の第1有機基材、第1液晶層(A1)、第3液晶層(B1)、第2液晶層(C1)、第2有機基材がこの順に積層された積層体(A-B1-C1)を得た。接着剤層の厚みは、1μmであった。
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紫外線硬化型接着剤組成物1
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セロキサイド2021P((株)ダイセル製) 67.0質量部
2-エチルヘキシルグリシジルエーテル 9.6質量部
リカレジンDME-100(新日本理化(株)製) 19.1質量部
CPI-100P(サンアプロ(株)製) 4.3質量部
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<実施例2>
実施例1の第2液晶層形成用組成物(C1)を、第2液晶層形成用組成物(C2)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
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第2液晶層形成用組成物(C2)
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上記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.2質量部
上記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.1質量部
上記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
上記のポリマーM-1 2.0質量部
上記の垂直配向剤S01 1.9質量部
上記の光配向性ポリマーA-1 0.8質量部
メチルエチルケトン 187.2質量部
メチルイソブチルケトン 280.8質量部
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<実施例3>
実施例1の第2液晶層を、以下の(第2液晶層の形成)のように作製した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
(第2液晶層の形成)
上記作製したセルロースアシレートフィルム1の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む第2液晶層形成用組成物(C3)を塗布して、組成物層を形成した。その後、フィルムの両端を保持し、フィルムの塗膜が形成された面の側に、フィルムとの距離が5mmとなるように冷却板(9℃)を設置し、フィルムの塗膜が形成された面とは反対側に、フィルムとの距離が5mmとなるようにヒーター(75℃)を設置し、60秒間乾燥させた。
次いで、得られたフィルムを温風にて60℃で1分間加熱し、酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量100mJ/cmの紫外線を照射した。その後、得られた塗膜に、温風にて120℃で1分間アニーリングすることで、第2液晶層(C3)を形成した。
得られた第2液晶層(C3)に、室温で、ワイヤーグリッド偏光子を通したUV光(超高圧水銀ランプ;UL750;HOYA製)を7.9mJ/cm(波長:313nm)照射することで、表面に配向制御能を付与した。
なお、形成した第2液晶層(C3)の膜厚は0.7μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションは0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは-80nmであった。棒状液晶化合物の長軸方向のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
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第2液晶層形成用組成物(C3)
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上記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.2質量部
上記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.1質量部
上記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
上記のポリマーM-1 2.0質量部
上記の垂直配向剤S01 1.9質量部
上記の光配向性ポリマーA-1 0.8質量部
メチルエチルケトン 280.8質量部
メチルイソブチルケトン 187.2質量部
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<実施例4>
実施例1の第2液晶層形成用組成物(C1)を、第2液晶層形成用組成物(C4)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
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第2液晶層形成用組成物(C4)
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上記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.2質量部
上記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.1質量部
上記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
上記のポリマーM-1 2.0質量部
上記の垂直配向剤S01 1.9質量部
上記の光配向性ポリマーA-1 0.8質量部
o-キシレン 93.6質量部
メチルイソブチルケトン 374.4質量部
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<実施例5>
実施例1のポリマーM-1を、以下のポリマーM-2に変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
ポリマーM-2(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は10000であり、ポリマー弾性率は0.02GPaであった。)
<実施例6>
実施例1のポリマーM-1を、以下のポリマーM-3に変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
ポリマーM-3(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は200000であり、ポリマー弾性率は0.18GPaであった。)
<実施例7>
(第2液晶層の形成)
実施例1で作製したセルロースアシレートフィルム1の上に、ギーサー塗布機を用いて、上記第2液晶層形成用組成物(C1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、フィルムの両端を保持し、フィルムの塗膜が形成された面の側に、フィルムとの距離が5mmとなるように冷却板(9℃)を設置し、フィルムの塗膜が形成された面とは反対側に、フィルムとの距離が5mmとなるようにヒーター(75℃)を設置し、14秒間乾燥させた。
次いで、得られたフィルムを温風にて60℃で1分間加熱し、酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量100mJ/cmの紫外線を照射した。その後、得られた塗膜に、温風にて120℃で1分間アニーリングすることで、第2液晶層(C5)を形成した。
(積層体の製造)
上記作製した長尺状の第1有機基材上に形成した第1液晶層(A1)の表面側、および、上記作製した長尺状の第2有機基材上に形成した第2液晶層(C5)の表面側を、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理した。
次いで、第1液晶層(A1)の表面側に、上記の紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、第2有機基材上に形成した第2液晶層(C5)の表面側を、第1液晶層(A1)のフィルムの長手方向と、第2液晶層(C5)のフィルムの長手方向とが平行となるように、貼合した。
次いで、得られた積層体を高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤層を硬化させた。このようにして、長尺状の第1有機基材、第1液晶層(A1)、第2液晶層(C5)、および、第2有機基材がこの順に積層された積層体(A-C5)を得た。接着剤層の厚みは、1μmであった。
<実施例8>
第1液晶層の形成方法および組成物(A1)を、以下に変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
(第1液晶層の形成)
実施例1でラビング処理した配向膜上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む第1液晶層形成用組成物(A2)を塗布して、組成物層を形成した。その後、得られた組成物層に対して、溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で2分間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して70℃にて1回目のUV照射(50mJ/cm)を行い、120℃にて2回目のUV照射(50mJ/cm)を行って円盤状液晶化合物の配向を固定化して、第1液晶層(A2)を形成し、第1有機基材(セルロースアシレートフィルム+配向膜1)と第2液晶層とを含む第2フィルムを作製した。
第1液晶層(A2)の平均厚みは、1.7μmであった。また、波長550nmにおける面内レタデーションは168nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
また、第1液晶層(A1)の面内遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と平行で、フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、第1液晶層(A1)側から見たとき、第1液晶層(A1)の面内遅相軸方向は-14°であった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
第1液晶層形成用組成物(A2)
――――――――――――――――――――――――――――――――
上記円盤状液晶化合物1 80質量部
上記円盤状液晶化合物2 20質量部
上記配向膜界面配向剤1 0.55質量部
上記含フッ素化合物A 0.1質量部
上記含フッ素化合物B 0.05質量部
上記含フッ素化合物C 0.21質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 20質量部
光重合開始剤(イルガキュア907、BASF社製) 3.0質量部
メチルエチルケトン 200質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
<比較例1>
実施例1の第2液晶層形成用組成物(C1)を、第2液晶層形成用組成物(C6)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層体を作製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
第2液晶層形成用組成物(C6)
――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.2質量部
上記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.1質量部
上記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
上記の垂直配向剤S01 1.9質量部
上記の光配向性ポリマーA-1 0.8質量部
メチルエチルケトン 23.4質量部
プロピオン酸エチル 70.2質量部
メチルイソブチルケトン 374.4質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
<比較例2>
第2液晶層を以下のように作製した以外は、実施例7と同様の方法で積層体を作製した。
(第2液晶層の形成)
実施例1で作製したセルロースアシレートフィルム1の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む第2液晶層形成用組成物(C7)を塗布して、組成物層を形成した。次いで、組成物の溶媒の乾燥、および、液晶化合物の配向熟成のために、40℃の温風で60秒加熱した。
次いで、窒素パージ下酸素濃度100ppmで40℃にて紫外線照射(300mJ/cm)を行い、液晶化合物の配向を固定化して位相差層を形成し、第2液晶層(C7)を形成した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
第2液晶層形成用組成物(C7)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記棒状液晶化合物(L-1) 83質量部
下記棒状液晶化合物(L-2) 15質量部
下記棒状液晶化合物(L-3) 2質量部
下記重合性モノマー(L-4) 8質量部
重合開始剤(Irgacure127,BASF社製) 2質量部
重合開始剤(IrgacureOXE01,BASF社製) 4質量部
下記フッ素系ポリマー(M-5) 0.4質量部
下記フッ素系ポリマー(M-6) 0.3質量部
下記オニウム塩化合物S01 2質量部
下記ポリマーM-4 2質量部
トルエン 621質量部
メチルエチルケトン 69質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物(L-1)
棒状液晶化合物(L-2)
棒状液晶化合物(L-3)
重合性モノマー(L-4)
フッ素系ポリマー(M-5)(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は12500であった。)
フッ素系ポリマー(M-6)(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は12800であった。)
オニウム塩化合物S01
ポリマーM-4(各繰り返し単位中の数値は、全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表す。また、重量平均分子量は57000であった。)
<評価方法>
(ポリマー弾性率)
ポリマーM-1~M-4を濃度40質量%でメチルエチルケトンに溶解させ、厚さ20μmになるようにガラス基板上にポリマー膜をスピンコートした。HYSITRON社製ナノトライボインデンターTI-950(1μm球状圧子を使用し、押し込み荷重は5mN)を用いて、得られたポリマー膜の弾性率を測定した。
(第2液晶層の配向性)
上記で第2有機基材上に第2液晶層を形成したフィルムから、一辺の長さが40mmの正方形状のフィルムを切り出した。得られた試料をクロスニコル下の偏光顕微鏡(10倍の対物レンズ使用)で観察し、下記の基準で液晶配向性を評価した。光漏れが少ないほど、液晶配向性に優れることを意味する。
A:観察視野内で光漏れがなかった。
B:観察視野内で光漏れがわずかにあった。
C:観察視野内で光漏れがあった。
(剥離力P1およびP2の測定)
上記作製した第1有機基材上に形成した第1液晶層の表面側を、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理した。
次いで、第1液晶層の表面側に、紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、偏光子と貼合した。得られた積層体を高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤層を硬化させた。
次いで、偏光子の第1液晶層と貼合した面とは逆の面に粘着剤層を貼合した。この粘着剤層を形成した積層体から、幅25mm×長さ150mmの試験片を裁断し、試験片の粘着剤層の面をガラス板に貼合した。試験片の第1有機基材側の表面であって、試験片における幅25mmの一辺に剥離用テープ(幅25mm×長さ約180mm)を貼り付けた。引張り試験機を用いて、剥離用テープの一端をつかみ、温度25℃、相対湿度60%の雰囲気下、クロスヘッド速度5m/分で、剥離角度が180°である剥離試験を行い、剥離力P1の測定を行った。剥離力P1は、第1有機基材を引き起こした後、第1有機基材を第1液晶層から剥がし終わるまでの間で、力が定常状態になったときの剥離力とした。
実施例1~6および比較例1においては、上記で使用した第1有機基材と第1有機基材上に形成した第1液晶層とを含む積層体(第1フィルム)の代わりに、第2有機基材と第2有機基材上に形成した積層体(B1-C1)とを含む積層体(第2フィルム)を用いた以外は、上記と同様の手順に従って、第2有機基材の180°剥離試験を行い、剥離力P2の測定を行った。
実施例7および比較例2においては、上記で使用した第1有機基材と第1有機基材上に形成した第1液晶層とを含む積層体の代わりに、第2有機基材と第2有機基材上に形成した第2液晶層とを含む積層体を用いた以外は、上記と同様の手順に従って、第2有機基材の180°剥離試験を行い、剥離力P2の測定を行った。
(第1有機基材の剥離性)
実施例で得た積層体から幅約1000mm×長さ約500mmの試験片を裁断した。剥離機を用いて、第1有機基材の端部をつかみ、温度23℃、相対湿度60%の雰囲気下、つかみ移動速度10m/分で、剥離試験を行い、以下のように評価した。
なお、第1有機基材を剥離する際に、第1有機基材と第1有機基材が隣接する層との間、または、第2有機基材と第2有機基材が隣接する層との間にて剥離が生じ、第1有機基材と第1有機基材が隣接する層との間で剥離できた面積が大きいほうが、第1有機基材の剥離性が優れる。
A:第1有機基材と第1有機基材が隣接する層との間で剥離できた面積が90%以上であり、第2有機基材と第2有機基材が隣接する層との間で剥離した面積が10%未満である。
B:第1有機基材と第1有機基材が隣接する層との間で剥離できた面積が70%以上90%未満であり、第2有機基材と第2有機基材が隣接する層との間で剥離した面積が10%以上30%未満である。
C:第1有機基材と第1有機基材が隣接する層との間で剥離できた面積が70%未満であり、第2有機基材と第2有機基材が隣接する層との間で剥離した面積が30%未満である。
(第2有機基材の剥離性)
上記(第1有機基材の剥離性)にて積層体から第1有機基材を剥離して得られる残部積層体と偏光子とを、紫外線硬化型接着剤組成物1により、第1液晶層(第1有機基材を剥離した面)が貼合面となるように貼り合わせた。得られた偏光子付き積層体に高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤層を硬化させた。このようにして、評価サンプルを作製した。
上記で得た評価サンプルから、剥離機を用いて、第2有機基材をつかみ、温度23℃、相対湿度60%の雰囲気下、つかみ移動速度10m/分で、剥離試験を行い、以下のように評価した。
A:ジッピングなく剥離できる
B:ジッピングが生じるが剥離できる
C:剥離できない
上記表に示すように、本発明の積層体は、所望の効果を示した。
なかでも、実施例3と他の実施例との比較より、偏在度が100以下の場合、第2液晶層の配向性および第1有機基材の剥離性がより優れることが確認された。
また、実施例3および5と他の実施例との比較より、P1/P2≦0.80の場合、第1有機基材の剥離性がより優れることが確認された。
また、実施例4と他の実施例との比較より、偏在度が5.0以上の場合、第2有機基材の剥離性がより優れることが確認された。
また、実施例5~6と他の実施例との比較より、ポリマーの弾性率が0.04~0.15GPaの場合、第1有機基材および第2有機基材の剥離性がより優れることが確認された。
上記表に示す本発明の積層体を以下の方法で直線偏光板と貼り合わせ、円偏光板を作製した。
<直線偏光板の作製>
セルローストリアセテートフィルムTJ25(富士フイルム社製:厚み25μm)の支持体表面をアルカリ鹸化処理した。具体的には、55℃の1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に支持体を2分間浸漬した後、支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに30℃の0.1規定の硫酸を用いて中和した。中和した後、支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥して、偏光子保護フィルムを得た。
厚さ60μmのロール状ポリビニルアルコール(PVA)フィルムをヨウ素水溶液中で長手方向に連続して延伸し、乾燥して厚さ13μmの偏光子を得た。偏光子の視感度補正単体透過率は、42%であった。このとき、偏光子の吸収軸方向と長手方向は一致していた。
上記の偏光子の両方の面に、上記偏光子保護フィルムを、下記PVA接着剤を用いて貼り合わせて、直線偏光板を作製した。
<PVA接着剤の調製>
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100質量部、および、メチロールメラミン20質量部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7質量%に調整した水溶液として、PVA接着剤を調製した。
<円偏光板の作製>
上記作製した直線偏光板の表面側、および、本発明の積層体から第1有機基材を剥離した液晶層表面側を、コロナ処理装置を用いて、出力0.3kWおよび処理速度7.6m/分の条件で1回処理した。
次いで、直線偏光板の表面側に、紫外線硬化型接着剤組成物1を塗工し、接着剤組成物層を形成して、第1有機基材を剥離した液晶層を直線偏光板と積層体の長手方向とが平行となるように、貼合した。
次いで、得られた積層体に対して、高圧水銀ランプを用いて、照射量600mJ/cm2(波長365nm)の紫外線を照射して、接着剤組成物層を硬化して厚さ1μmの接着剤層を形成した。このようにして、円偏光板を作製した。
10 積層体
12 第1有機基材
14 第1液晶層
16 第2液晶層
18 第2有機基材
20 被貼合物

Claims (12)

  1. 第1有機基材と、第1液晶層と、第2液晶層と、第2有機基材と、をこの順に有し、
    前記第1有機基材と前記第1液晶層との間の剥離力P1と、前記第2有機基材と前記第2液晶層との間の剥離力P2とが式(A)の関係を満たし、
    式(A) P1<P2
    前記第2液晶層がポリマーを含み、
    以下の偏在度算出方法により求められる偏在度が3.0以上である、積層体。
    偏在度算出方法:前記第2液晶層の前記第2有機基材側の表面から前記第1液晶層側の表面に向かって、イオンビームを照射しながら飛行時間型二次イオン質量分析法で前記第2液晶層中における前記ポリマー由来の二次イオン強度を測定した際に、前記第2液晶層の前記第2有機基材側の表面から、前記第1液晶層側に向かって、前記第2液晶層の全厚みの20%に相当する深さ位置を深さ位置D20とし、前記第2液晶層の全厚みの50%に相当する深さ位置を深さ位置D50とし、前記第2液晶層の前記第2有機基材側の表面から前記深さ位置D20までの領域を表層領域とし、前記深さ位置D20から前記深さ位置D50までの領域を内部領域とした場合、前記内部領域における前記ポリマー由来の二次イオン強度の平均値IA2に対する、前記表層領域における前記ポリマー由来の二次イオン強度の最大値IA1の比を偏在度とする。
  2. 前記偏在度が100以下である、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記剥離力P1と、前記剥離力P2とが式(B)の関係を満たす、請求項1または2に記載の積層体。
    式(B) P1/P2≦0.80
  4. 前記第2液晶層と前記第2有機基材とが直接接している、請求項1~3のいずれか1項に記載の積層体。
  5. 前記第1液晶層と前記第2液晶層との間に接着剤層又は粘着剤層を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層体。
  6. 前記第1液晶層と前記第2液晶層との間に第3液晶層を有し、
    前記第2液晶層と前記第3液晶層とが直接接している、請求項1~5のいずれか1項に記載の積層体。
  7. 前記ポリマーの弾性率が0.01~0.30GPaである、請求項1~6のいずれか1項に記載の積層体。
  8. 前記ポリマーが、下記式(1)で表される繰り返し単位を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の積層体。

    式(1)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
    は、単結合、または、-O-、-CO-、-NR-、置換基を有していてもよい2価の脂肪族基、置換基を有していてもよい2価の芳香族基、および、これらの組み合わせからなる群から選択される2価の連結基を表す。Rは、水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。
    は、炭素数1~20のアルキル基を表す。ただし、炭素数2~20のアルキル基である場合、アルキル基を構成する-CH-の1個以上が-COO-または-CO-に置換されていてもよい。
  9. 前記式(1)で表される繰り返し単位が、下記式(2)で表される繰り返し単位である、請求項8に記載の積層体。

    式(2)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
  10. 請求項1~9のいずれか1項に記載の積層体から前記第1有機基材および前記第2有機基材を剥離してなる光学フィルム。
  11. 請求項10に記載の光学フィルムを有する、偏光板。
  12. 請求項11に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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