JP5251354B2 - リターデイション基板、その製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
領域130a乃至130cは、配向の程度が互いに異なっている。領域130aは領域130bと比較して配向の程度がより大きい。領域130bは領域130cと比較して配向の程度がより大きい。従って、領域130aでは、領域130bと比較して屈折率異方性がより大きい。そして、領域130bでは、領域130cと比較して屈折率異方性がより大きい。なお、領域130cは、複屈折性を有していてもよく、光学的に等方性であってもよい。
基材10は、典型的には、ガラス板又は樹脂板などの光透過性基板である。ガラス板の材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス又は無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスを使用することができる。樹脂板の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル又はポリエチレンテレフタレートを使用することができる。
増感剤としては、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン及び4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノンなどの化合物を使用することができる。
多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物である。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、又はそれらの2種以上を含んだ混合物を使用することができる。
図3及び図4は、固体化液晶層の形成方法の一例を概略的に示す断面図である。
或いは、上述した技術を組み合わせてもよい。
例えば、未反応化合物、即ちサーモトロピック液晶化合物が第1相転移温度よりも高い重合及び/又は架橋温度に加熱することによって重合及び/又は架橋する材料である場合、定着プロセスでは、露光の代わりに熱処理を行ってもよい。具体的には、露光の代わりに、液晶材料層130’を重合及び/又は架橋温度以上に加熱して、未反応化合物を重合及び/又は架橋させる。これにより、固体化液晶層130を得る。なお、現像プロセスにおける加熱温度は、例えば、第1相転移温度以上であり且つ重合及び/又は架橋温度未満とする。
本例では、以下の方法により、リターデイション基板を製造した。なお、ここでは、感光性材料を取り扱う全ての作業は、それら材料の不所望な感光を防ぐために、黄色又は赤色灯下で行った。
(BASFジャパン株式会社製「Paliocolor LC 242」)
光重合開始剤 0.5質量部
(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアーOXE01」)
界面活性剤 1.1質量部
(ビックケミー社製「BYK330」2%シクロヘキサノン溶液)
シクロヘキサノン 70.4質量部
2−アセトキシ−1−メトキシプロパン 8.5質量部
また、下記材料を撹拌して均一な混合物を調製した。この混合物を濾過して、コーティング液Bを得た。この濾過には、直径0.6μm以上の粒子を液相から分離可能なフィルタを使用した。
(大日本インキ化学工業株式会社製「UCL−018」)
光重合開始剤 1.4質量部
(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー907」)
界面活性剤 0.5質量部
(ビックケミー社製「BYK330」2%シクロヘキサノン溶液)
シクロヘキサノン 69.4質量部
2−アセトキシ−1−メトキシプロパン 1.1質量部
次に、コーティング液A又はBを用いた成膜プロセスを実施した。具体的には、コーティング液Aを、スピンコータを用いて、乾燥膜厚が1.6μmになるように基板上に塗布した。また、コーティング液Bを、スピンコータを用いて、乾燥膜厚が2.4μmになるように基板上に塗布した。基板としては、光学的に等方性のガラス基板を使用した。次いで、ホットプレートを用いた90℃での2分間の加熱により塗膜を乾燥させた。以上のようにして、基板上に液晶材料層を形成した。
上述した方法により製造したリターデイション基板の各固体化液晶層について、第1乃至第3領域の偏光解消度Dを以下の方法により求めた。
これら試験の結果を、第1乃至第3領域の他の光学特性と共に以下の表3及び表4に纏める。なお、表3及び表4において、「ヘーズ」は、日本工業規格JIS K7136:2000「プラスチック−透明材料のヘーズの求め方」に従って得られる値である。
[1]
基板とその一方の主面と向き合った固体化液晶層とを具備し、前記固体化液晶層は、前記主面に対して平行に配列した第1乃至第3領域を含み、一対の偏光板をそれらの透過軸が平行となるように向かい合わせた状態で前記一対の偏光板の一方を法線方向から白色光で照明する第1照明条件のもとで前記一対の偏光板の他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L1と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第1照明条件と同様の第2照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L2との比L1/L2をコントラスト比CR PL とし、前記一対の偏光板間に前記固体化液晶層を介在させること以外は前記第1照明条件と同様の第3照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L3と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第3照明条件と同様の第4照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L4との比L3/L4の最大値をコントラスト比CR RE とした場合に下記等式から算出される偏光解消度Dが前記第1乃至第3領域の各々について5.0×10 -4 未満であり、前記第1乃至第3領域について得られる前記偏光解消度Dの最大値と最小値との差は2.0×10 -4 未満であるリターデイション基板。
前記第1乃至第3領域の各々は、大気中における230℃での1時間に亘る加熱に供した場合に、この加熱に伴うリターデイションの変化が5nm未満であるか又は3%未満である[1]に記載のリターデイション基板。
[3]
前記第1乃至第3領域の各々はヘーズが2%未満である[1]又は[2]に記載のリターデイション基板。
[4]
前記固体化液晶層は連続膜である[1]乃至[3]の何れか1項に記載のリターデイション基板。
[5]
前記固体化液晶層はサーモトロピック液晶化合物又は組成物を重合及び/又は架橋させてなる[1]乃至[4]の何れか1項に記載のリターデイション基板。
[6]
前記固体化液晶層は均一な厚さを有している[1]乃至[5]の何れか1項に記載のリターデイション基板。
[7]
前記第1乃至第3領域とそれぞれ向き合い、吸収スペクトルが互いに異なる第1乃至第3着色領域を含んだカラーフィルタ層を更に具備した[1]乃至[6]の何れか1項に記載のリターデイション基板。
[8]
[1]乃至[7]の何れか1項に記載のリターデイション基板と、これと向き合った液晶層とを具備した液晶表示装置。
[9]
基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
前記基板上に、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが所定の配向構造を形成している液晶材料層を形成する成膜プロセスと、
前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを3℃以内に維持し且つ前記平均温度の時間に応じた変化を3℃以内に維持ししつつ、前記液晶材料層の少なくとも3つの領域を異なる露光量で又は異なる照度で又は異なる輝線で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第1領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第1領域と比較してより低い第2領域と、前記未反応化合物を含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第2領域と比較してより低い第3領域とを形成する露光プロセスと、
その後、大気圧における0.1体積%以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第2及び第3領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ現像プロセスと、
酸素を含んでいないか又は大気圧における5体積%以下に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記配向の程度を低下させたまま前記未反応化合物を重合及び/又は架橋させる定着プロセスと
を含んだリターデイション基板の製造方法。
[10]
前記露光プロセスにおいて、前記基板の平均温度を30℃以下に保つ[9]に記載の製造方法。
[11]
大気圧における0.1体積%以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で前記露光プロセスを行う[9]又は[10]に記載の製造方法。
[12]
大気雰囲気中で前記露光プロセスを行う[9]又は[10]に記載の製造方法。
[13]
前記露光プロセスにおける最大の露光量を1000mJ/cm 2 としたときに前記第1領域について得られる複屈折率をΔnとし、前記複屈折率Δnの97%以上の複屈折率を前記第1領域について得るのに必要な前記第1領域への最小の露光量をEとした場合、前記露光プロセスにおける前記第1乃至第3領域の露光量を何れも前記露光量Eの75%以下とする[9]乃至[12]の何れか1項に記載の製造方法。
[14]
前記成膜プロセスにおいて、前記液晶材料層を均一な厚さを有している連続膜として形成する[9]乃至[13]の何れか1項に記載の製造方法。
[15]
前記定着プロセスにおいて、前記未反応化合物の重合及び/又は架橋を光照射によって誘起する[9]乃至[14]の何れか1項に記載の製造方法。
[16]
前記定着プロセスにおける前記光照射は、前記液晶材料層の全体を露光することによって行なう[15]に記載の製造方法。
[17]
前記サーモトロピック液晶化合物は前記相転移温度よりも高い重合及び/又は架橋温度に加熱することによって重合及び/又は架橋する材料であり、前記定着プロセスにおける前記未反応化合物の重合及び/又は架橋は、前記サーモトロピック液晶化合物が重合及び/又は架橋する温度以上の温度に加熱することによって行なう[9]乃至[16]の何れか1項に記載の製造方法。
[18]
前記現像プロセスにおける前記加熱は、前記基板の温度を、前記露光プロセスにおける温度から前記定着プロセスにおける温度まで連続的に上昇させることによって行なう[17]に記載の製造方法。
[19]
前記定着プロセスにおける前記加熱の間、前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを10℃以内に維持する[17]又は[18]に記載の製造方法。
[20]
前記固体化液晶層を形成する前に前記基板上にカラーフィルタ層を形成することを更に含み、前記固体化液晶層は前記カラーフィルタ層上に直接に又は他の層を間に挟んで形成する[9]乃至[19]の何れか1項に記載の製造方法。
[21]
前記固体化液晶層を形成した後にカラーフィルタ層を形成することを更に含み、前記固体化液晶層は前記カラーフィルタ層上に直接に又は他の層を間に挟んで形成する[9]乃至[19]の何れか1項に記載の製造方法。
Claims (21)
- 基板とその一方の主面と向き合った固体化液晶層とを具備し、
前記固体化液晶層は、前記主面に対して平行に配列した第1乃至第3領域を含み、前記第1領域は前記第2領域と比較してメソゲンの配向の程度がより大きく、前記第2領域は前記第3領域と比較してメソゲンの配向の程度がより大きく、
一対の偏光板をそれらの透過軸が平行となるように向かい合わせた状態で前記一対の偏光板の一方を法線方向から白色光で照明する第1照明条件のもとで前記一対の偏光板の他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L1と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第1照明条件と同様の第2照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L2との比L1/L2をコントラスト比CRPLとし、前記一対の偏光板間に前記固体化液晶層を介在させること以外は前記第1照明条件と同様の第3照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L3と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第3照明条件と同様の第4照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度L4との比L3/L4の最大値をコントラスト比CRREとした場合に下記等式から算出される偏光解消度Dが前記第1乃至第3領域の各々について5.0×10-4未満であり、前記第1乃至第3領域について得られる前記偏光解消度Dの最大値と最小値との差は2.0×10-4未満であるリターデイション基板。
- 前記第1乃至第3領域の各々は、大気中における230℃での1時間に亘る加熱に供した場合に、この加熱に伴うリターデイションの変化が5nm未満であるか又は3%未満である請求項1に記載のリターデイション基板。
- 前記第1乃至第3領域の各々はヘーズが2%未満である請求項1又は2に記載のリターデイション基板。
- 前記固体化液晶層は連続膜である請求項1乃至3の何れか1項に記載のリターデイション基板。
- 前記固体化液晶層はサーモトロピック液晶化合物又は組成物を重合及び/又は架橋させてなる請求項1乃至4の何れか1項に記載のリターデイション基板。
- 前記固体化液晶層は均一な厚さを有している請求項1乃至5の何れか1項に記載のリターデイション基板。
- 前記第1乃至第3領域とそれぞれ向き合い、吸収スペクトルが互いに異なる第1乃至第3着色領域を含んだカラーフィルタ層を更に具備した請求項1乃至6の何れか1項に記載のリターデイション基板。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載のリターデイション基板と、これと向き合った液晶層とを具備した液晶表示装置。
- 基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
前記基板上に、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが所定の配向構造を形成している液晶材料層を形成する成膜プロセスと、
前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを3℃以内に維持し且つ前記平均温度の時間に応じた変化を3℃以内に維持ししつつ、前記液晶材料層の少なくとも3つの領域を異なる露光量で又は異なる照度で又は異なる輝線で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第1領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第1領域と比較してより低い第2領域と、前記未反応化合物を含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第2領域と比較してより低い第3領域とを形成する露光プロセスと、
その後、大気圧における0.1体積%以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第2及び第3領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ現像プロセスと、
酸素を含んでいないか又は大気圧における5体積%以下に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記配向の程度を低下させたまま前記未反応化合物を重合及び/又は架橋させる定着プロセスと
を含んだリターデイション基板の製造方法。 - 前記露光プロセスにおいて、前記基板の平均温度を30℃以下に保つ請求項9に記載の製造方法。
- 大気圧における0.1体積%以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で前記露光プロセスを行う請求項9又は10に記載の製造方法。
- 大気雰囲気中で前記露光プロセスを行う請求項9又は10に記載の製造方法。
- 前記露光プロセスにおける最大の露光量を1000mJ/cm2としたときに前記第1領域について得られる複屈折率をΔnとし、前記複屈折率Δnの97%以上の複屈折率を前記第1領域について得るのに必要な前記第1領域への最小の露光量をEとした場合、前記露光プロセスにおける前記第1乃至第3領域の露光量を何れも前記露光量Eの75%以下とする請求項9乃至12の何れか1項に記載の製造方法。
- 前記成膜プロセスにおいて、前記液晶材料層を均一な厚さを有している連続膜として形成する請求項9乃至13の何れか1項に記載の製造方法。
- 前記定着プロセスにおいて、前記未反応化合物の重合及び/又は架橋を光照射によって誘起する請求項9乃至14の何れか1項に記載の製造方法。
- 前記定着プロセスにおける前記光照射は、前記液晶材料層の全体を露光することによって行なう請求項15に記載の製造方法。
- 前記サーモトロピック液晶化合物は前記相転移温度よりも高い重合及び/又は架橋温度に加熱することによって重合及び/又は架橋する材料であり、前記定着プロセスにおける前記未反応化合物の重合及び/又は架橋は、前記サーモトロピック液晶化合物が重合及び/又は架橋する温度以上の温度に加熱することによって行なう請求項9乃至16の何れか1項に記載の製造方法。
- 前記現像プロセスにおける前記加熱は、前記基板の温度を、前記露光プロセスにおける温度から前記定着プロセスにおける温度まで連続的に上昇させることによって行なう請求項17に記載の製造方法。
- 前記定着プロセスにおける前記加熱の間、前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを10℃以内に維持する請求項17又は18に記載の製造方法。
- 前記固体化液晶層を形成する前に前記基板上にカラーフィルタ層を形成することを更に含み、前記固体化液晶層は前記カラーフィルタ層上に直接に又は他の層を間に挟んで形成する請求項9乃至19の何れか1項に記載の製造方法。
- 前記固体化液晶層を形成した後にカラーフィルタ層を形成することを更に含み、前記固体化液晶層は前記カラーフィルタ層上に直接に又は他の層を間に挟んで形成する請求項9乃至19の何れか1項に記載の製造方法。
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