JP5029043B2 - 位相差フィルム、および、位相差フィルムの製造方法 - Google Patents
位相差フィルム、および、位相差フィルムの製造方法Info
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Description
また、本発明によれば上記基材としてシクロオレフィン系樹脂からなるものが用いられているため、高温高湿雰囲気下において上記基材が吸湿膨張等することを防止することができる。このため、本発明によれば高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
このようなことから、本発明によれば、配向層を用いない位相差フィルムであって、基材と位相差層との密着性に優れ、かつ、高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
また、本発明によれば上記基材としてシクロオレフィン系樹脂からなるものが用いられているため、高温高湿雰囲気下において上記基材が吸湿膨張等することを防止することができる。このため、本発明によれば高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを製造することができる。
このようなことから、本発明によれば、配向層を用いない位相差フィルムであって、基材と位相差層との密着性に優れ、かつ、高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを製造することができる。
以下、本発明の位相差フィルムおよび位相差フィルムの製造方法について順に説明する。
まず、本発明の位相差フィルムについて説明する。本発明の位相差フィルムは、シクロオレフィン系樹脂からなり、少なくとも負のCプレートとしての性質を有する基材と、上記基材上に直接形成され、棒状化合物を含む位相差層とを有し、面内方向において互いに直交する任意のX,Y方向の屈折率をnx、ny、厚み方向の屈折率をnzとした場合に、上記nx、nyおよびnzの間にnx≧ny>nzの関係が成立するものであって、上記位相差層にウレタンアクリレートの重合物が含まれることを特徴とするものである。
このような例において、本発明の位相差フィルム10は、上記位相差層2に棒状化合物とウレタンアクリレートの重合物とが含有されることを特徴とするものである。
また、本発明によれば上記基材としてシクロオレフィン系樹脂からなるものが用いられているため、高温高湿雰囲気下において上記基材が吸湿膨張等することを防止することができる。このため、本発明によれば高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
このようなことから、本発明によれば、配向層を用いない位相差フィルムであって、基材と位相差層との密着性に優れ、かつ、高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
すなわち、上述したように、本発明に用いられる基材はシクロオレフィン系樹脂からなるものであるが、上記ウレタンアクリレートは上記基材を構成するシクロオレフィン系樹脂と相溶性を示すものである。このため、本発明においては上記ウレタンアクリレートの重合物が位相差層中に含有されることにより、本発明の位相差フィルムにおいて上記位相差層と上記基材の境界付近に上記ウレタンアクリレートの重合物と上記シクロオレフィン系樹脂とが相溶した状態が形成されると考えられ、これにより上記位相差層と上記基材との密着性を向上させることができるものと考えられる。
しかしながら、上記理由はあくまで推定であり、上記理由とは異なる機構で上記基材と上記位相差層との密着性が向上されている場合であっても、本発明と実質的に同一の構成を有する発明については本発明の技術的範囲に属するものである。
以下、本発明の位相差フィルムに用いられる各構成について順に説明する。
最初に、本発明に用いられる位相差層について説明する。本発明に用いられる位相差層は、後述する基材上に直接形成されるものであり、棒状化合物とウレタンアクリレートの重合物とを含有すること特徴とするものである。
本発明においては、位相差層に上記ウレタンアクリレートの重合物が含有されることにより、上記位相差層と後述する基材との密着性に優れた位相差層を得ることができるのである。
まず、位相差層に含まれるウレタンアクリレートの重合物について説明する。本発明に用いられるウレタンアクリレートの重合物は、ウレタン結合部(−O−CO−N<)と、(メタ)アクリレート基とを有するウレタンアクリレートが重合されてなるものである。
なお、重量平均分子量(Mw)が上記範囲よりも小さいと、本発明に用いられる位相差層と、後述する基材との密着性を所望の範囲内にするための添加量が多くなり、例えば、ヘイズが損なわれる場合があり、一方で重量平均分子量(Mw)が上記範囲よりも大きいと、上記位相差層に所望の光学特性を付与することが困難になる可能性がある。
次に、本発明における位相差層に含有される棒状化合物について説明する。本発明に用いられる棒状化合物は、上記位相差層中に含有されるものであり、本発明の位相差フィルムに、上記nx、nyおよびnzとの間にnx≧ny>nzの関係が成立する光学特性を付与する機能を有するものである。
ここで、本発明における「棒状化合物」とは、分子構造の主骨格が棒状となっているものを指すものとする。
以下、このような棒状化合物について説明する。
ク)構造の状態にすることを意味する。
一方、上記カチオン重合性官能基の具体例としては、エポキシ基等を挙げることができる。
上記重合性官能基としては、上記ラジカル重合性官能基、上記カチオン重合性官能基以外にも、例えば、イソシアネート基、不飽和3重結合等の重合性官能基を用いることが得きるが、なかでも本発明においては、プロセス上の点から、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が好適に用いられる。
学式(7)〜(17)に示すものも挙げられる。
ここで、上述したように本発明に用いられる棒状化合物は、主骨格が棒状である分子構造を有するものであるため、分子の長軸方向が平均的に一方向に揃うような態様で配列することにより、本発明の位相差フィルムにnx>ny>nzの関係が成立する光学特性を付与することが容易になる。また、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成することにより、本発明の位相差フィルムにnx=ny>nzの関係が成立する光学特性を付与することが容易になる。
本発明における位相差層には、上記ウレタンアクリレートの重合物および上記棒状化合物以外に他の化合物を含んでもよい。このような他の化合物としては、本発明の位相差フィルムの用途等に応じて、上記位相差層に所望の機能を付与できるものを適宜選択して用いることができる。本発明に用いられる上記他の化合物としては、例えば、光重合開始剤、重合禁止剤、レベリング剤、カイラル剤、シランカップリング剤等を挙げることができる。
なお、本発明に用いられるこれらの他の化合物については、一般的に光学フィルムに用いられるものを用いることができるため、ここでの詳しい説明は省略する。
本発明に用いられる位相差層の厚みは、上記棒状化合物の種類に応じて、位相差層に所望の光学特性を付与できる範囲内であれば特に限定されない。なかでも本発明においては位相差層の厚みが0.5μm〜20μmの範囲内であることが好ましく、なかでも0.5μm〜16μmの範囲内であることが好ましく、特に0.5μm〜12μmの範囲内であることが好ましい。
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、シクロオレフィン系樹脂からなり、少なくとも光学的に負のCプレートとしての性質を有するものである。本発明においては、上述した位相差層にウレタンアクリレートの重合物が含まれることにより、シクロオレフィン系樹脂からなる基材を用いても基材と上記位相差層との密着性に優れた位相差フィルムを得ることができる。また、シクロオレフィン系樹脂は吸水性が低いことから、このようなシクロオレフィン系樹脂からなる基材が用いられていることにより、本発明の位相差フィルムは高温高湿雰囲気下においても光学特性の変動が少ない、耐久性に優れたものになる。
以下、このような基材について説明する。
また、上記基材の厚み方向のレターデーション(Rth1)は、例えば、王子計測機器株式会社製 KOBRA−WRを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
ここで、上記飽和吸水率は、上記吸水率は、ASTMD570に準拠し23℃の水中で1週間浸漬して増加重量を測定することにより求められる。
また、複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
ここで、上記延伸処理としては特に限定されるものではなく、基材を構成する材料等に応じて任意に決定すればよい。このような延伸処理としては1軸延伸処理と、2軸延伸処理とを例示することができる。
なお、本発明に用いられる基材として上記1軸延伸処理が施されたものを用いることに折、本発明の位相差フィルムにnx>ny>nzの関係が成立する光学特性を付与することが容易になる。
本発明の位相差フィルムは、上記位相差層および上記基材以外に他の構成を有していてもよい。このような他の構成としては本発明の位相差フィルムの用途に応じて、任意の機能を備える構成を用いることができる。なかでも本発明に好適に用いられる上記他の構成としては、例えば、反射防止層、紫外線吸収層、および、赤外線吸収層帯電防止層等を挙げることができる。
以下、これらの他の構成について順に説明する。
本発明の位相差フィルムは、上記nx、nyおよびnzの間にnx≧ny>nzの関係が成立する光学特性を有するものである。上記nx、nyおよびnzの間にnx≧ny>nzの関係が成立する態様としては、nx>ny>nzの関係が成立する態様と、nx=ny>nzの関係が成立する態様とを挙げることができるが、本発明の位相差フィルムはこれらのいずれの態様の光学特性を備えるものであってもよい。
また、上記厚み方向のレターデーション(Rth)は、例えば、王子計測機器株式会社製 KOBRA−WRを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
また、上記面内レターデーション(Re)は、例えば、王子計測機器株式会社製 KOBRA−WRを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
本発明の位相差フィルムの用途としては、特に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置に用いられる光学補償板(例えば、視角補償板)、楕円偏光板、輝度向上板等を挙げることができる。なかでも本発明の位相差フィルムは、液晶表示装置の視野角依存性改善のための光学補償板として好適に用いることができ、特にVA方式の液晶表示装置用の光学補償板として最も好適に用いることができる。
次に、本発明の位相差フィルムの製造方法について説明する。本発明の位相差フィルムの製造方法は、シクロオレフィン系樹脂からなり、少なくとも光学的に負のCプレートとしての性質を有する基材を用い、棒状化合物およびウレタンアクリレートが溶媒に溶解された位相差層形成用塗工液を、上記基材上に直接塗工することにより、位相差層形成用層を形成する位相差層形成用層形成工程と、上記位相差層形成用層形成工程によって形成された位相差層形成用層を35℃以下の温度で保温する保温工程と、上記保温工程において保温された位相差層形成用層中に含まれるウレタンアクリレートを重合する、ウレタン重合工程と、上記位相差層形成用層を乾燥させる乾燥工程と、を含む位相差層形成工程を有することを特徴とするものである。
このような例において、本発明の位相差フィルムの製造方法は上記位相差層形成用層形成工程に用いられる位相差層形成用塗工液が、棒状化合物およびウレタンアクリレートが溶媒に溶解されたものであることを特徴とするものである。
また、本発明によれば上記基材としてシクロオレフィン系樹脂からなるものが用いられているため、高温高湿雰囲気下において上記基材が吸湿膨張等することを防止することができる。このため、本発明によれば高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを製造することができる。
このようなことから、本発明によれば、配向層を用いない位相差フィルムであって、基材と位相差層との密着性に優れ、かつ、高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを製造することができる。
以下、本発明に用いられる各工程について順に説明する。
まず、本発明に用いられる位相差層形成工程について説明する。本工程は、少なくとも上記位相差層形成用層形成工程と、上記保温工程と、上記ウレタン重合工程と、上記乾燥工程とを含むものである。
以下、本工程に含まれる各工程について詳細に説明する。
最初に、上記位相差層形成用層形成工程について説明する。本工程は、シクロオレフィン系樹脂からなり、少なくとも光学的に負のCプレートとしての性質を有する基材を用い、棒状化合物およびウレタンアクリレートが溶媒に溶解された位相差層形成用塗工液を、上記基材上に直接塗工することにより、位相差層形成用層を形成する位相差層形成用層形成工程である。
本発明の位相差フィルムの製造方法は、本工程に用いられる位相差層形成用塗工液にウレタンアクリレートが含まれることにより、シクロオレフィン系樹脂からなる基材が用いられても、基材と位相差層との密着性に優れた位相差フィルムを製造することができるのである。また、本発明の位相差フィルムの製造方法は、本工程に用いられる基材として、シクロオレフィン系樹脂からなるものが用いられることにより、高温高湿雰囲気下においても光学特性の経時安定性に優れた位相差フィルムを製造することができるのである。
以下、このような位相差層形成用層形成工程について説明する。
ここで、上記位相差層形成用塗工液に用いられる棒状化合物およびウレタンアクリレートについては、上記「A.位相差フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
次に、上記保温工程について説明する。本工程は、上記位相差層形成用層形成工程によって形成された位相差層形成用層を35℃以下の温度で保温する工程である。
上記位相差層形成工程に本工程が含まれることにより、上記位相差層形成用層中に含まれる棒状化合物を面内においてランダムに配列することができるため、本発明の位相差フィルムの製造方法によってヘイズが小さく、かつ、所望の位相差性を備える位相差フィルムを製造することができるのである。
次に、上記ウレタン重合工程について説明する。本工程は、上記保温工程において保温された位相差層形成用層中に含まれるウレタンアクリレートを重合する工程である。
次に、上記乾燥工程について説明する。本工程は、上記位相差層形成用層を乾燥させる工程である。
本発明の位相差フィルムの製造方法は、少なくとも上記位相差層形成工程を有するものであるが、必要に応じて他の工程を有するものであってもよい。本発明に用いられる他の工程としては、本発明により製造される位相差フィルムに所望の機能を付与できる工程であれば特に限定されるものではない。
棒状化合物として下記式(I)で表される光重合性液晶化合物をシクロヘキサノンに20質量%溶解させ、ウレタンアクリレート(日本合成化学社製、商品名:UV7610B、分子量:14000Mw)を上記光重合性化合物に対して5質量%添加したインキを、それぞれCOP(シクロオレフィンポリマー)フィルム(JSR株式会社製、商品名:ARTON)にバーコーティングにより塗工した。
ウレタンアクリレートの添加量を上記光重合性化合物に対して10質量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートの添加量を上記光重合性化合物に対して15質量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートの添加量を上記光重合性化合物に対して20質量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートとして、日本合成化学社製、商品名:UV7640B(分子量:1500Mw)を用いたこと以外は、実施例3と同様の方法により位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートとして、日本合成化学社製、商品名:UV7640B(分子量:1500Mw)を用いたこと以外は、実施例4と同様の方法により位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートに替えてノナンジオールアクリレート(新中村化学工業社製 商品名:NK エステル A−NOD−N)を用いたこと以外は、実施例4と同様の方法により位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートに替えてペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬社製 商品名:KAYARAD PET−30)を用いたこと以外は、実施例4と同様の方法により位相差フィルムを作製した。
ウレタンアクリレートに替えてヘキサンジオールジアクリレート(日本化薬社製 商品名:KS−HDDA)を用いたこと以外は、実施例4と同様の方法により位相差フィルムを作製した。
上記実施例および比較例において作製した位相差フィルムについて剥離試験を行った。剥離試験としては、作製したサンプルに1mm角の切れ目を碁盤目状に入れ、接着テープ(ニチバン社製、セロテープ(登録商標))を位相差層に貼り付け、その後テープを引き剥がし、目視により観察した。そして、観察結果から下記式に基づき密着度を評価した。その結果を表1に示す。
密着度(%)=(剥がれなかった部分/テープを貼り付けた領域)×100
2 … 位相差層
2’ … 位相差層形成用層
10 … 位相差フィルム
21 … 基材
22 … 配向層
23 … 位相差層
101 … 液晶セル
102A,102B … 偏光板
103 … 位相差フィルム
Claims (3)
- シクロオレフィン系樹脂からなり、少なくとも光学的に負のCプレートとしての性質を有する基材と、前記基材上に直接形成され、棒状化合物を含む位相差層とを有し、面内方向において互いに直交する任意のX,Y方向の屈折率をnx、ny、厚み方向の屈折率をnzとした場合に、上記nx、nyおよびnzの間にnx≧ny>nzの関係が成立する位相差フィルムであって、
前記位相差層にウレタンアクリレートの重合物が含まれ、
前記ウレタンアクリレートの重量平均分子量(Mw)が1000〜40000の範囲内であることを特徴とする、位相差フィルム。 - 前記位相差層中の前記ウレタンアクリレートの重合物の含有量が5質量%〜40質量%の範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載の位相差フィルム。
- シクロオレフィン系樹脂からなり、少なくとも光学的に負のCプレートとしての性質を有する基材を用い、
棒状化合物およびウレタンアクリレートが溶媒に溶解された位相差層形成用塗工液を、前記基材上に直接塗工することにより、前記基材上に位相差層形成用層を形成する位相差層形成用層形成工程と、
前記位相差層形成用層形成工程によって形成された位相差層形成用層を35℃以下の温度で保温する保温工程と、
前記保温工程において保温された位相差層形成用層中に含まれるウレタンアクリレートを重合するウレタン重合工程と、
前記位相差層形成用層をさせる乾燥工程と、を含む位相差層形成工程を有し、
前記ウレタンアクリレートの重量平均分子量(Mw)が1000〜40000の範囲内であることを特徴とする、位相差フィルムの製造方法。
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