JP6434692B2 - Manufacturing method of optical element having optical anisotropy and optical element having optical anisotropy - Google Patents
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Description
本発明は、光学異方性を有する光学素子の製造方法および該方法によって製造される光学素子に関し、特に非極性溶媒を含む溶媒を用いた感光性高分子材料の塗布を含む、光学素子の製造方法、および該方法を用いて製造される光学素子、特にネガティブCプレートの特性を有する位相差フィルム、二軸性の光学異方性を有する位相差フィルム、また傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学異方性を有する位相差フィルムに関するものである。 The present invention relates to a method for producing an optical element having optical anisotropy and an optical element produced by the method, and in particular, production of an optical element including application of a photosensitive polymer material using a solvent containing a nonpolar solvent. Method, and optical element produced by using the method, particularly retardation film having the characteristics of negative C plate, retardation film having biaxial optical anisotropy, and inclined biaxial refractive index ellipsoid It relates to a retardation film having optical anisotropy represented by the following.
液晶表示装置(LCD)は、携帯電話、コンピュータ用モニター、テレビなどの情報表示用として広く利用されている。LCDは、その駆動方式により、Twisted Nematic型LCD(TN型LCD)、Vertical Alignment型LCD(VA型LDC)、In Plane Switching型LCD(IPS型LCD)など、種々の方式が挙げられる。これらLCDの多くは正面から見た場合には、高いコントラストの画像を得ることができる。しかしながら、LCDによっては、斜めから見た場合に、配置された偏光板の軸角度が90°からずれてしまうことやLCDセル中の液晶分子の光学的異方性により光漏れが生じ、コントラストの低下や色調変化が生じてしまう。 Liquid crystal display devices (LCDs) are widely used for displaying information on mobile phones, computer monitors, televisions, and the like. Depending on the driving method of the LCD, various methods such as Twisted Nematic LCD (TN LCD), Vertical Alignment LCD (VA LDC), and In Plane Switching LCD (IPS LCD) can be used. Many of these LCDs can obtain high-contrast images when viewed from the front. However, depending on the LCD, when viewed from an oblique direction, the axial angle of the disposed polarizing plate deviates from 90 °, and light leakage occurs due to the optical anisotropy of the liquid crystal molecules in the LCD cell. Decrease and color change will occur.
これを解消するために、LCDには様々な位相差フィルムが利用されてきている。位相差フィルムは、互いに垂直な主軸方向に振動する直線偏光成分を通過させ、この二成分間に必要な位相差を与える複屈折を有する光学異方素子である。位相差フィルムは、上記のように液晶表示装置の視野角を改善するなどの目的から液晶表示分野にも活用されており、液晶セルの特性に合わせて様々な特性を有する位相差フィルムが利用される。 In order to solve this problem, various retardation films have been used for LCDs. The retardation film is an optically anisotropic element having birefringence that allows linearly polarized components that vibrate in directions of principal axes perpendicular to each other to pass therethrough and that provides a necessary phase difference between the two components. The retardation film is also used in the liquid crystal display field for the purpose of improving the viewing angle of the liquid crystal display device as described above, and a retardation film having various characteristics according to the characteristics of the liquid crystal cell is used. The
例えば、特許文献1(特開2001−109009号公報)には、垂直配向モードの液晶表示装置において、上下の偏光板と液晶セルの間に、それぞれAプレートとネガティブCプレートを配置することが記載されている。ここでAプレートは、光学軸がフィルム表面に平行となる1軸性の光学異方性を有するフィルム、Cプレートは、光学軸がフィルム表面に垂直となる1軸性の光学異方性を有するフィルムである。特に、屈折率楕円体の主屈折率の大きさがnx=ny>nzの関係を有する位相差フィルムは、ネガティブCプレートと呼ばれている。
また屈折楕円体の3つの主屈折率の大きさがnx>ny>nz(Nz係数=1以上)の関係を有する(2軸性の光学異方性を有する)位相差フィルムはVAモード、IPSモードなどの多くの種類の液晶表示装置に利用されている。更に、屈折率楕円体が傾斜した光学特性を有する位相差フィルムは光学補償フィルムとしてTNモード、ECBモードなどの液晶表示装置等の視野角拡大に役立つ可能性がある。
For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-109909) describes that in a vertical alignment mode liquid crystal display device, an A plate and a negative C plate are disposed between upper and lower polarizing plates and a liquid crystal cell, respectively. Has been. Here, the A plate has a uniaxial optical anisotropy in which the optical axis is parallel to the film surface, and the C plate has a uniaxial optical anisotropy in which the optical axis is perpendicular to the film surface. It is a film. In particular, a retardation film in which the main refractive index of the refractive index ellipsoid has a relationship of nx = ny> nz is called a negative C plate.
In addition, a retardation film having a relationship of nx>ny> nz (Nz coefficient = 1 or more) (having biaxial optical anisotropy) of the three main refractive indices of the refractive ellipsoid is VA mode, IPS It is used in many types of liquid crystal display devices such as modes. Furthermore, a retardation film having an optical characteristic in which a refractive index ellipsoid is inclined may be useful as an optical compensation film for widening the viewing angle of liquid crystal display devices such as a TN mode and an ECB mode.
位相差フィルムにおいて、所望の光学特性を得るために、該フィルムの屈折楕円体の3つの主屈折率の大きさを任意に制御することが望まれている。
従来より用いられている位相差フィルムの製造方法として、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネートなどの高分子材料を延伸し、高分子鎖を配向させ、延伸方向の屈折率と、延伸方向に対し直交方向の屈折率に差異を生じさせる方法が挙げられる。
このような延伸工程により製造される位相差フィルムでは、ネガティブCプレートの特性を有する位相差フィルムや、2軸性の光学特性を有する位相差フィルムを製造することができる。しかし、この製造方法は、高分子材料を延伸する工程によるために、フィルムを薄膜化することが難しい。そのため、携帯電話の液晶表示装置などに要求される薄型化を達成することが困難である。
更に、フィルムの製造が高分子材料の延伸工程によるため、分子はフィルム面と平行な延伸方向に配向し、屈折率楕円体がフィルム面に対して傾斜した光学特性を得ることは、実質的に不可能である。さらに、特定の光学特性を広いフィルム面積で精度良く均一に得るためには特殊な技術、大掛かりな設備、煩雑な工程が必要とされる。
In the retardation film, in order to obtain desired optical characteristics, it is desired to arbitrarily control the size of the three main refractive indexes of the refractive ellipsoid of the film.
As a conventionally used method for producing a retardation film, a polymer material such as a cycloolefin polymer or polycarbonate is stretched, a polymer chain is oriented, a refractive index in the stretching direction, and a refraction in a direction perpendicular to the stretching direction. There is a method for making a difference in rate.
In the retardation film produced by such a stretching process, a retardation film having the characteristics of a negative C plate and a retardation film having biaxial optical characteristics can be produced. However, since this manufacturing method is based on a process of stretching a polymer material, it is difficult to reduce the film thickness. Therefore, it is difficult to achieve the thinning required for a liquid crystal display device of a mobile phone.
Furthermore, since the production of the film is based on the stretching process of the polymer material, the molecules are oriented in the stretching direction parallel to the film surface, and the optical property that the refractive index ellipsoid is inclined with respect to the film surface is substantially Impossible. Furthermore, special techniques, large-scale equipment, and complicated processes are required to obtain specific optical characteristics uniformly with high accuracy over a wide film area.
薄型の位相差フィルムを製造する方法として、例えば、特許文献2(特表平11−513019号公報)、特許文献3(特表平11−513360号公報)などに、液晶化合物を配向させこの配向を固定する方法が提案されている。このような手段により、所望の光学特性を有する薄型フィルムを得る方法が提案されており、例えば、特許文献4(特開2007−291060号公報)には、疎水化した基材の表面において、リオトロピック液晶( L L C )の配向を固定し、ネガティブCプレートの特性を有する位相差膜を製造する方法が記載されている。
また特許文献5(再表2011/007669号公報)には、螺旋構造を示すコレステリック液晶の配向を架橋又は重合によって固定化し、ネガティブCプレートの特性を有する光学異方性層を製造する方法が提案されている。
As a method for producing a thin retardation film, for example, a liquid crystal compound is aligned in Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 11-513019), Patent Document 3 (Japanese Patent Publication No. 11-513360), and this alignment. A method of fixing is proposed. A method for obtaining a thin film having desired optical characteristics by such means has been proposed. For example, Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-291060) discloses a lyotropic surface on a hydrophobic surface. A method is described in which the orientation of liquid crystal (L L C) is fixed and a retardation film having the characteristics of a negative C plate is produced.
Patent Document 5 (Re-Table 2011/007669) proposes a method for producing an optically anisotropic layer having the characteristics of a negative C plate by fixing the orientation of a cholesteric liquid crystal having a helical structure by crosslinking or polymerization. Has been.
光学軸がフィルム表面に対して傾いた複屈折フィルムの製造法としては、延伸フィルムやラビングや光照射により配向処理した基材上で棒状液晶性化合物やディスコティック液晶化合物を配列させる方法がある。例えば、特許文献6(特開平7−287119号公報)、特許文献7(特開平7−287120号公報)では、ラビング配向膜、SiO斜方蒸着配向膜上にディスコティック液晶を配列させる方法が記載されている。また、同様な方法として、特許文献8(特開平10−278123号公報)では光配向膜上に光重合開始剤を含有したディスコティック液晶を配向させ光照射によりこの配向を固定する方法が記載されている。 As a method for producing a birefringent film in which the optical axis is inclined with respect to the film surface, there is a method in which a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound is arranged on a stretched film or a substrate subjected to alignment treatment by rubbing or light irradiation. For example, Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-287119) and Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-287120) describe a method of arranging discotic liquid crystals on a rubbing alignment film and a SiO oblique deposition alignment film. Has been. As a similar method, Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-278123) describes a method of aligning a discotic liquid crystal containing a photopolymerization initiator on a photo-alignment film and fixing the alignment by light irradiation. ing.
特許文献4、5に記載された方法では、比較的薄型のネガティブCプレートの特性を有する位相差フィルムを製造することができる。しかし、特許文献4記載の方法では、予め基材表面を疎水性に処理しておく必要があり、製造工程が煩雑となる。特許文献5記載の方法では、螺旋構造による光の干渉を防ぐために螺旋ピッチを十分に小さくする必要がある(例えば、螺旋ピッチ200nm以下。)。また、このような螺旋構造を誘起させるためには光学活性化合物の添加が必要であり、光学活性化合物を重合性液晶組成物と均一に混合し、ヘイズ発生などの光学特性へ影響を及ぼさないことが不可欠である。このため、光学活性化合物の適切な選定と添加量制御が必要となる。 In the methods described in Patent Documents 4 and 5, a retardation film having the characteristics of a relatively thin negative C plate can be produced. However, in the method described in Patent Document 4, the surface of the substrate needs to be treated in advance in a hydrophobic manner, and the manufacturing process becomes complicated. In the method described in Patent Document 5, it is necessary to make the helical pitch sufficiently small in order to prevent light interference due to the helical structure (for example, the helical pitch is 200 nm or less). In addition, in order to induce such a helical structure, it is necessary to add an optically active compound, and the optically active compound should be uniformly mixed with the polymerizable liquid crystal composition so as not to affect the optical properties such as haze generation. Is essential. For this reason, appropriate selection of the optically active compound and addition amount control are required.
特許文献6、7、8などに記載された配向膜上で液晶化合物を配向させる方法では、延伸工程と比較して薄膜化することが可能であり、また光学軸がフィルム表面に対し、傾斜した位相差フィルムを得ることができる。しかし、得られる位相差フィルムの屈折率楕円体の特性は配向させる液晶化合物の光学特性に依存することになる。ここで、棒状液晶化合物やディスコティック液晶化合物は光学的に1軸性の特性を有しており、得られる位相差フィルムの光学特性は1軸性となり、光学的2軸性の特性を発現させることが難しい。液晶性化合物を傾斜配向させた場合でも、フィルムの光学特性は、1軸性屈折率楕円体が傾斜配向またはハイブリッド配向したものに限られる。そのため、特許文献6、7、8に記載された方法では、2軸性屈折率楕円体が傾斜した光学特性を発現させることは困難である。更には、配向膜の配向処理、液晶材料の配向など工程が煩雑になるなどの課題がある。 In the method of aligning the liquid crystal compound on the alignment film described in Patent Documents 6, 7, 8 and the like, it is possible to make the film thinner as compared with the stretching process, and the optical axis is inclined with respect to the film surface. A retardation film can be obtained. However, the characteristics of the refractive index ellipsoid of the obtained retardation film depend on the optical characteristics of the liquid crystal compound to be aligned. Here, the rod-like liquid crystal compound and the discotic liquid crystal compound have optically uniaxial characteristics, and the optical characteristics of the obtained retardation film are uniaxial, and exhibit optically biaxial characteristics. It is difficult. Even when the liquid crystalline compound is tilted, the optical properties of the film are limited to those in which a uniaxial refractive index ellipsoid is tilted or hybridly aligned. Therefore, with the methods described in Patent Documents 6, 7, and 8, it is difficult to develop optical characteristics in which the biaxial refractive index ellipsoid is inclined. Furthermore, there are problems such as complicated processes such as alignment treatment of the alignment film and alignment of the liquid crystal material.
本発明は、延伸法により製造される従来の位相差フィルムと比較して薄型の位相差フィルムを、簡便な方法で提供し得る位相差フィルムの製造方法を提供することを目的とする。本発明はまた、このような方法によって製造された光学素子、特に、従来の延伸法による位相差フィルムと比較して薄型で所望の光学特性を有する位相差フィルム、特にネガティブCプレートの光学特性を有する位相差フィルム、2軸性屈折率楕円体の光学特性を有する位相差フィルム、更には、2軸性屈折率楕円体が傾斜した光学特性を有する位相差フィルムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the phase difference film which can provide a thin phase difference film compared with the conventional phase difference film manufactured by the extending | stretching method by a simple method. The present invention also provides optical characteristics of an optical element manufactured by such a method, particularly a retardation film having a desired optical characteristic that is thin compared to a retardation film obtained by a conventional stretching method, particularly a negative C plate. It is an object of the present invention to provide a retardation film having optical properties of a biaxial refractive index ellipsoid, and a retardation film having optical properties in which the biaxial refractive index ellipsoid is inclined.
本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、特定の化学式で示される構成単位を含む液晶性高分子材料を塗布して塗膜を形成し、塗膜中の液晶性高分子の配向処理を行うことにより、光学的異方性を有する薄型のフィルムが得られることを見出した。さらに、前記フィルムの光学異方性を制御する方法について研究を重ねた結果、非プロトン性極性溶媒を含む溶媒を用いて前記液晶性高分子材料の塗布を行うことにより、液晶性高分子材料の配向制御が非常に容易となり、塗膜の乾燥や熱処理と、必要に応じて光照射を適切に組み合わせて配向処理を行うことにより、ネガティブCプレートの光学特性、2軸性の光学異方性、フィルムに対して傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学異方性など、所望の光学異方性を確実にフィルムに付与し得ることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor applied a liquid crystalline polymer material containing a structural unit represented by a specific chemical formula to form a coating film. It has been found that a thin film having optical anisotropy can be obtained by performing molecular orientation treatment. Furthermore, as a result of repeated research on a method for controlling the optical anisotropy of the film, by applying the liquid crystalline polymer material using a solvent containing an aprotic polar solvent, The alignment control becomes very easy, and by performing an alignment treatment by appropriately combining drying and heat treatment of the coating film with light irradiation as necessary, the optical characteristics of the negative C plate, biaxial optical anisotropy, The inventors have found that desired optical anisotropy such as optical anisotropy indicated by a biaxial refractive index ellipsoid inclined with respect to the film can be reliably imparted to the film, and the present invention has been completed.
本発明に係る光学素子の製造方法は、
化学式(1)で示される構成単位を含む液晶性高分子材料を基材に塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜中の前記液晶性高分子材料に所定の配向性を付与する配向制御工程と
を含み、
前記液晶性高分子材料を非プロトン性の極性溶媒を含む溶媒を用いて塗布することを特徴とする光学素子の製造方法である。
The method for producing an optical element according to the present invention includes:
Applying a liquid crystalline polymer material containing a structural unit represented by chemical formula (1) to a substrate to form a coating film;
An orientation control step of imparting a predetermined orientation to the liquid crystalline polymer material in the coating film,
An optical element manufacturing method, wherein the liquid crystalline polymer material is applied using a solvent containing an aprotic polar solvent.
ここで、tは0〜3の整数を表し、Rは水素、アルキル基、アルキルオキシ基、及びハロゲンからなる群から選択される少なくとも一種を示す。 Here, t represents an integer of 0 to 3, and R represents at least one selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkyloxy group, and halogen.
上記光学素子の製造方法において、前記構成単位の化学式(1)において、tが1、Rが水素であってもよい。すなわち、前記構成単位の化学式は、下記の化学式(2)で示されるものであってもよい。 In the method for manufacturing an optical element, in the chemical formula (1) of the structural unit, t may be 1 and R may be hydrogen. That is, the chemical formula of the structural unit may be represented by the following chemical formula (2).
上記光学素子の製造方法において、前記非プロトン性極性溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルカーボネート、プロピルカーボネート、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、及びジメチルスルホキシド(DMSO)からなる群から選択される少なくとも一種であってもよい。 In the method for producing an optical element, the aprotic polar solvent is selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), diethyl carbonate, propyl carbonate, N, N-dimethylformamide (DMF), and dimethyl sulfoxide (DMSO). It may be at least one kind.
上記光学素子の製造方法において、前記液晶性高分子材料は、光架橋性が付与されたものであってもよい。 In the method for producing an optical element, the liquid crystalline polymer material may be provided with photocrosslinkability.
上記光学素子の製造方法において、前記配向制御工程は、塗膜を加熱する熱処理工程を含むことが好ましい。 In the optical element manufacturing method, the orientation control step preferably includes a heat treatment step for heating the coating film.
上記光学素子の製造方法において、前記配向制御工程は、配向制御工程後、さらに、塗膜に光照射を行う光照射工程を含んでもよい。 In the method for manufacturing an optical element, the alignment control step may further include a light irradiation step of performing light irradiation on the coating film after the alignment control step.
光照射工程において、塗膜に対し、所定の方向から偏光を照射してもよい。例えば、光照射工程において、塗膜に対し、法線方向から偏光を照射してもよい。また塗膜に照射される光は、直線偏光の紫外光でもよい。 In the light irradiation step, the coating film may be irradiated with polarized light from a predetermined direction. For example, in the light irradiation step, the coating film may be irradiated with polarized light from the normal direction. The light applied to the coating film may be linearly polarized ultraviolet light.
一方で、光照射工程において、塗膜に対し、傾斜方向から、偏光および/または非偏光を照射してもよい。その場合、例えば、塗膜に対し、偏光を法線方向から照射し、さらに塗膜に対し傾斜した方向から非偏光を照射してもよい。具体的には、例えば、直線偏光の紫外光を塗膜の表面に対し、傾斜した方向から照射してもよい。あるいは、非偏光紫外光を塗膜に対し傾斜した方向から照射してもよい。あるいは、直線偏光紫外光と非偏光紫外光の混合光を照射してもよい。その場合、例えば、直線偏光の紫外光を塗膜に対し法線方向から照射しながら、非偏光紫外光を塗膜の表面に対し傾斜した方向から照射してもよい。 On the other hand, in the light irradiation step, the coating film may be irradiated with polarized light and / or non-polarized light from the tilt direction. In this case, for example, the coating film may be irradiated with polarized light from the normal direction and further irradiated with non-polarized light from a direction inclined with respect to the coating film. Specifically, for example, linearly polarized ultraviolet light may be applied to the surface of the coating film from an inclined direction. Alternatively, non-polarized ultraviolet light may be irradiated from a direction inclined with respect to the coating film. Alternatively, mixed light of linearly polarized ultraviolet light and non-polarized ultraviolet light may be irradiated. In this case, for example, unpolarized ultraviolet light may be irradiated from a direction inclined with respect to the surface of the coating film while linearly polarized ultraviolet light is irradiated to the coating film from the normal direction.
上記光学素子の製造方法において、前記配向制御工程は、熱処理前に塗膜を乾燥する乾燥工程を含んでいてもよい。乾燥工程は、前記光照射工程の前に行ってもよい。 In the method for manufacturing an optical element, the orientation control step may include a drying step of drying the coating film before the heat treatment. You may perform a drying process before the said light irradiation process.
上記光学素子の製造方法において、前記配向制御工程における熱処理後に、さらに塗膜に非偏光紫外光を照射してもよい。 In the optical element manufacturing method, the coating film may be further irradiated with non-polarized ultraviolet light after the heat treatment in the orientation control step.
本発明の光学素子は、上記の製造方法によって製造された光学素子である。上記光学素子は、光学フィルムであってもよい。 The optical element of the present invention is an optical element manufactured by the above manufacturing method. The optical element may be an optical film.
本発明の光学素子の一態様は、上記の製造方法によって製造された、ネガティブCプレートの光学異方性を有する位相差フィルムである。 One aspect of the optical element of the present invention is a retardation film having the optical anisotropy of a negative C plate produced by the production method described above.
本発明の光学素子の他の態様は、上記の製造方法によって製造された、2軸性の光学的異方性を有する位相差フィルムである。
本発明の光学素子の他の態様は、上記の製造方法によって製造された、2軸性屈折率楕円体が表面に対して傾斜した光学的異方性を有する位相差フィルムである。
Another aspect of the optical element of the present invention is a retardation film having biaxial optical anisotropy manufactured by the above-described manufacturing method.
Another aspect of the optical element of the present invention is a retardation film having optical anisotropy in which a biaxial refractive index ellipsoid manufactured by the above-described manufacturing method is inclined with respect to the surface.
本発明によれば、ネガティブCプレートの光学異方性、2軸性の光学異方性、傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学異方性など、所望の光学特性を有する薄膜型の光学素子(例えば位相差フィルム)を簡便な方法で提供することができる。 According to the present invention, a thin film type having desired optical characteristics such as the optical anisotropy of the negative C plate, the biaxial optical anisotropy, and the optical anisotropy shown by the inclined biaxial refractive index ellipsoid. The optical element (for example, retardation film) can be provided by a simple method.
以下、本発明に関し、実施形態に基づいてさらに説明する。
[光学素子の製造方法]
本発明の一実施形態に係る光学素子の製造方法は、化学式1で示される構成単位を含む液晶性高分子材料を基材に塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜中の液書性高分子材料に所定の配向性を付与する配向制御工程を含み、
前記光反応性高分子材料を非プロトン性の極性溶媒を含む溶媒を用いて塗布することを特徴とする光学素子の製造方法である。
また、この製造方法は、必要に応じて、配向制御工程後、さらに、塗膜に光照射を行う光照射工程を含んでいてもよい。
Hereinafter, the present invention will be further described based on embodiments.
[Method of manufacturing optical element]
The method of manufacturing an optical element according to an embodiment of the present invention includes a step of applying a liquid crystalline polymer material containing a structural unit represented by
Including an orientation control step of imparting a predetermined orientation to the liquid-writing polymer material in the coating film,
An optical element manufacturing method, wherein the photoreactive polymer material is applied using a solvent containing an aprotic polar solvent.
Moreover, this manufacturing method may include the light irradiation process of performing light irradiation to a coating film further after an orientation control process as needed.
ここで、tは0〜3の整数を表し、Rは水素、アルキル基(例えばC1−6アルキル基、好ましくはC1−4アルキル基)、アルキルオキシ基(例えばC1−6アルキルオキシ基、好ましくはC1−4アルキルオキシ基)、及びハロゲン(例えばフッ素原子、塩素原子など)からなる群から選択される少なくとも一種を示す。 Here, t represents an integer of 0 to 3, and R represents hydrogen, an alkyl group (for example, a C1-6 alkyl group, preferably a C1-4 alkyl group), an alkyloxy group (for example, a C1-6 alkyloxy group, preferably C1-4 alkyloxy group) and at least one selected from the group consisting of halogen (for example, fluorine atom, chlorine atom and the like).
前記構成単位の化学式において、tが1、Rが水素であってもよい。すなわち、前記構成単位の化学式は、下記の化学式(2)で示されるものであってもよい。 In the chemical formula of the structural unit, t may be 1 and R may be hydrogen. That is, the chemical formula of the structural unit may be represented by the following chemical formula (2).
[塗膜の形成工程]
上記化学式1または化学式2で示される構成単位は、側鎖型の液晶性高分子材料の側鎖の構成単位である。従って、本発明の液晶性高分子は、側鎖末端にカルボキシル基を有する液晶性高分子である。この液晶性高分子は、側鎖末端のカルボキシル基の水素結合による2量化により、メソゲン基を構造に含まなくとも液晶相を発現する材料である。
[Coating process]
The structural unit represented by
上記の側鎖型液晶性高分子材料は、上記構成単位を含む側鎖が接合される主鎖を有する。主鎖を構成する材料としては、炭化水素、アクリレート、メタクリレート、シロキサン、マレインイミド、N−フェニルマレインイミドなどが挙げられる。 The above-mentioned side chain type liquid crystalline polymer material has a main chain to which side chains including the above structural units are joined. Examples of the material constituting the main chain include hydrocarbons, acrylates, methacrylates, siloxanes, maleimides, N-phenylmaleimides, and the like.
このような液晶性高分子材料は、同一の繰り返し単位からなる単一重合体または構造の異なる側鎖を有する単位の共重合体でもよい。また、液晶性を損なわない程度に耐熱性や耐溶媒性を向上させるための架橋剤を添加してもよい。耐熱性を向上させるために添加される架橋剤としては、イソシアネート材料、エポキシ材料などの架橋剤を挙げることができる。また、液晶性高分子自体に感光性の側鎖を導入してもよい。 Such a liquid crystalline polymer material may be a single polymer composed of the same repeating unit or a copolymer of units having side chains having different structures. Moreover, you may add the crosslinking agent for improving heat resistance and solvent resistance to such an extent that liquid crystallinity is not impaired. As a crosslinking agent added in order to improve heat resistance, crosslinking agents, such as isocyanate material and an epoxy material, can be mentioned. Photosensitive side chains may be introduced into the liquid crystalline polymer itself.
本発明においては、上記の液晶性高分子材料を非プロトン性極性溶媒を含む溶媒に溶解し、溶液を形成する。ここで非プロトン性極性溶媒としては、液晶性高分子材料の溶解が可能である範囲で、適当な溶媒を選択でき、例えばテトラヒドロフラン(THF)、メチルtert−ブチルエーテル、1,4−ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(diglyme)、エチレングリコールジメチルエーテル、1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピルカルボネート、プロピレンカルボネート、エチレンカルボネート等の炭酸エステル系溶媒;N−メチルピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、ヘキサメチルリン酸アミド(HMPA)などのアミド系溶媒;スルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル等から選択される一種または二種以上の混合物を用いることができる。これらのうちでも、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルカーボネート、プロピルカーボネート、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを好適に用いることができる。これらの溶媒は、単独で、または二種以上組み合わせて使用してもよい。 In the present invention, the liquid crystalline polymer material is dissolved in a solvent containing an aprotic polar solvent to form a solution. Here, as the aprotic polar solvent, an appropriate solvent can be selected as long as the liquid crystalline polymer material can be dissolved. For example, tetrahydrofuran (THF), methyl tert-butyl ether, 1,4-dioxane, diethylene glycol dimethyl ether. (Diglyme), ether solvents such as ethylene glycol dimethyl ether, 1,3-dioxolane, 2-methyltetrahydrofuran; carbonate solvents such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate; N -Methylpyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), 1,3-dimethyl-2-imida It can be used sulfolane, acetonitrile, the one selected from propionitrile or a mixture of two or more; Rijinon (DMI), amide solvents such as hexamethylphosphoramide (HMPA). Among these, tetrahydrofuran (THF), diethyl carbonate, propyl carbonate, N, N-dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like can be preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
塗布液における液晶性高分子材料の濃度は、塗膜の形成に用い得るかぎり特に限定されないが、例えば、5〜50重量%であってもよく、8〜40重量%であってもよく、10〜25重量%としてもよい。 The concentration of the liquid crystalline polymer material in the coating solution is not particularly limited as long as it can be used for forming a coating film, but may be, for example, 5 to 50 wt%, 8 to 40 wt%, or 10 It may be ˜25% by weight.
ついで、液晶性高分子材料を溶解した溶液を基材に塗布し、塗膜を形成する。製膜に用いる基材は、ガラス基板でもよく、透明な低複屈折(好ましくは光学的等方体)の光学特性を有するフィルムでもよい。あるいは、後述する配向制御工程において基材の光学特性が損なわれない限りにおいて、偏光フィルム、位相差フィルムなどの光学フィルム、または複数の光学フィルムの積層体を基材として用いてもよい。好ましい基材は、例えば、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルムなどであってもよい。 Next, a solution in which the liquid crystalline polymer material is dissolved is applied to the substrate to form a coating film. The substrate used for film formation may be a glass substrate or a transparent film having low birefringence (preferably optical isotropic) optical characteristics. Alternatively, an optical film such as a polarizing film or a retardation film, or a laminate of a plurality of optical films may be used as the base material as long as the optical properties of the base material are not impaired in the orientation control step described later. A preferred substrate may be, for example, a polycarbonate film, a cycloolefin polymer film, or the like.
この液晶性高分子の溶液の基材への塗布は、例えば、スピンコート、キャストなどの方法で行うことができる。 The liquid crystal polymer solution can be applied to the substrate by a method such as spin coating or casting.
[配向制御工程]
次いで、配向制御工程において、塗膜中の液晶性高分子材料の配向性、特に側鎖の配向性を制御することにより、特定の光学的異方性を有するフィルムを形成する。
配向制御工程には、塗膜を乾燥する過程が含まれていてもよい。また配向制御工程においては、必要に応じ、塗膜に法線方向または、法線から傾斜した方向から光を照射する。また配向制御工程においては、塗膜を熱処理することが好ましい。
以下、ネガティブCプレートの特性を有する光学素子、2軸性の光学異方性を有する光学素子、傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学異方性を有する光学素子を形成する実施形態について説明する。
[Orientation control process]
Next, in the orientation control step, a film having specific optical anisotropy is formed by controlling the orientation of the liquid crystalline polymer material in the coating film, particularly the orientation of the side chain.
The orientation control process may include a process of drying the coating film. In the orientation control step, the coating film is irradiated with light from the normal direction or the direction inclined from the normal line as necessary. In the orientation control step, the coating film is preferably heat treated.
Hereinafter, an optical element having characteristics of a negative C plate, an optical element having biaxial optical anisotropy, and an optical element having optical anisotropy indicated by an inclined biaxial refractive index ellipsoid are formed. Will be described.
[ネガティブCプレートの形成]
本実施形態においては、まず塗膜が乾燥する過程で溶媒が除去されてもよい。塗膜は、製膜時には面内異方性は無いものの、溶媒の乾燥する過程において側鎖部は僅かに面内に配向する傾向がある。本発明者が鋭意研究の結果、非プロトン性極性溶媒を添加した溶媒を用いて製膜を行うことにより、側鎖が面内に配向する傾向が強化されることが見出された。
通常、塗膜の形成後、溶媒は比較的速やかに揮発するため、乾燥のために特段の工程を設ける必要はないが、必要に応じ、配向制御工程において乾燥工程を設けてもよい。乾燥工程においては、例えば、乾燥工程は、常温から60℃の温度範囲で、塗膜を3分以上放置する工程としてもよい。
[Formation of negative C plate]
In this embodiment, the solvent may first be removed in the process of drying the coating film. Although the coating film has no in-plane anisotropy during film formation, the side chain portion tends to be slightly in-plane oriented in the process of drying the solvent. As a result of intensive studies by the present inventor, it has been found that the tendency of side chains to be oriented in-plane is enhanced by forming a film using a solvent to which an aprotic polar solvent is added.
Usually, after the formation of the coating film, the solvent volatilizes relatively quickly, so that it is not necessary to provide a special process for drying, but a drying process may be provided in the orientation control process if necessary. In the drying step, for example, the drying step may be a step in which the coating film is allowed to stand for 3 minutes or more in a temperature range from room temperature to 60 ° C.
次いで、乾燥後の分子運動により、面内に配向しなかった側鎖や面外方向に配置していた側鎖は、乾燥過程で生じた面内配向した側鎖の影響を受け面内に配向する。その結果、膜全体においてネガティブCプレートの光学特性が誘起される。 Next, due to molecular movement after drying, the side chains that were not aligned in the plane and the side chains that were arranged in the out-of-plane direction were aligned in the plane under the influence of the in-plane aligned side chains that occurred during the drying process. To do. As a result, the optical characteristics of the negative C plate are induced in the entire film.
この乾燥後の分子運動による配向は、塗膜を加熱することにより促進される(熱処理工程)。塗膜の加熱温度は、側鎖部分の軟化点より高いことが望ましく、液晶性高分子の等方相転移温度より低いことが好ましい。液晶性高分子の液晶性が乱れる等方相転移温度まで加熱すると配向が乱れ所望の光学特性が得られない。その他の条件(加熱時間等)は、液晶性高分子の配向性が得られるかぎり、特に限定されない。例えば所定温度(例えば120〜135℃)に到達させた後、そのまま降温させてもよく、例えば、所定温度(例えば120〜135℃)に到達後、所定時間維持した後、降温させてもよい。 This orientation due to molecular motion after drying is promoted by heating the coating film (heat treatment step). The heating temperature of the coating film is desirably higher than the softening point of the side chain portion, and preferably lower than the isotropic phase transition temperature of the liquid crystalline polymer. If the liquid crystalline polymer is heated to an isotropic phase transition temperature at which the liquid crystallinity is disturbed, the alignment is disturbed and desired optical characteristics cannot be obtained. Other conditions (heating time, etc.) are not particularly limited as long as the orientation of the liquid crystalline polymer can be obtained. For example, after reaching a predetermined temperature (for example, 120 to 135 ° C.), the temperature may be lowered as it is, for example, after reaching a predetermined temperature (for example, 120 to 135 ° C.) and maintained for a predetermined time, the temperature may be decreased.
[2軸性光学異方性素子の形成]
また、上記化学式1または化学式2で示される構成単位を有する液晶高分子材料は、光反応性液晶高分子材料としての特性も有している。本発明者は鋭意研究の結果、この液晶性高分子材料の製膜時に、非プロトン性極性溶媒を添加した溶媒を用いて製膜した後、所定の方向から、所定波長の偏光、好ましくは直線偏光を照射することにより、容易に2軸性の光学特性が発現することを見出した。なお、光照射は、塗膜の乾燥後に行われるのが好ましい。
[Formation of biaxial optical anisotropic element]
In addition, the liquid crystal polymer material having the structural unit represented by the
光反応による配向制御を進めるには、感光性基が反応し得る波長の光の照射を要する。この波長は、一般に200−500nmであり、中でも250−400nmの有効性が高い場合が多い。従って、照射する光は200−500nmの波長範囲において強度の極大値を有することが好ましく、紫外光とすることがより好ましい。紫外光としては、200−400nmの範囲の波長、好ましくは250−400nmの範囲の波長において、強度の極大値を有する紫外光を用いることが好ましい。光源としては、例えば高圧水銀灯を用いてもよい。照射量は、例えば20mJ/cm2〜300mJ/cm2程度としてもよい。
この実施形態では、塗膜形成工程で形成された塗膜に直線偏光を照射してもよい。
In order to advance the alignment control by the photoreaction, it is necessary to irradiate light having a wavelength that allows the photosensitive group to react. This wavelength is generally 200-500 nm, and in particular, the effectiveness of 250-400 nm is often high. Accordingly, the light to be irradiated preferably has a maximum value of intensity in the wavelength range of 200 to 500 nm, and more preferably ultraviolet light. As the ultraviolet light, it is preferable to use ultraviolet light having a maximum value of intensity at a wavelength in the range of 200 to 400 nm, preferably at a wavelength in the range of 250 to 400 nm. For example, a high pressure mercury lamp may be used as the light source. Dose may be for example 20mJ / cm 2 ~300mJ / cm 2 approximately.
In this embodiment, the coating film formed in the coating film forming step may be irradiated with linearly polarized light.
以下、塗膜に対し、法線方向から、直線偏光の紫外光を照射することにより2軸性の光学異方性が発現する過程を図面を参照して説明する。 Hereinafter, a process in which biaxial optical anisotropy is exhibited by irradiating the coating film with linearly polarized ultraviolet light from the normal direction will be described with reference to the drawings.
図1は、製膜後、偏光照射を行う前の塗膜の状態を示す模式図である。一般に製膜された膜は、製膜時には面内異方性は無く、感光性液晶性高分子の側鎖部は面内において特定方向を向いていないが、本発明においては、非プロトン性極性溶媒を添加した溶媒で製膜しているため、側鎖は面内に配向する傾向が強い。図1において、側鎖は円筒で示されている。側鎖1aは、照射される直線偏光の振動方向かつ照射方向に垂直の向きに位置する側鎖であり、感光性が高い。側鎖1bは、感光性の乏しい配置の側鎖、側鎖1cは、面外方向(塗膜の法線に近い方向)に配向した側鎖である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a state of a coating film after film formation and before performing polarized light irradiation. In general, a film formed has no in-plane anisotropy at the time of film formation, and the side chain portion of the photosensitive liquid crystalline polymer does not face a specific direction in the surface. Since the film is formed with a solvent to which a solvent is added, the side chain tends to be oriented in the plane. In FIG. 1, the side chains are shown as cylinders. The side chain 1a is a side chain located in the vibration direction of the linearly polarized light to be irradiated and in a direction perpendicular to the irradiation direction, and has high photosensitivity. The side chain 1b is a side chain with poor photosensitivity, and the side chain 1c is a side chain oriented in an out-of-plane direction (a direction close to the normal line of the coating film).
塗膜に偏光を照射すると、感光性の高い側鎖1aの光反応が優先的に進行する。この光反応を進めるには、感光性基が反応し得る波長の直線偏光の照射を要する。上記のように、200−400nmの波長範囲に強度の極大値を有する紫外光を直線偏光に変換して照射することが好ましい。 When the coating film is irradiated with polarized light, the photoreaction of the highly photosensitive side chain 1a proceeds preferentially. In order to advance this photoreaction, irradiation with linearly polarized light having a wavelength with which the photosensitive group can react is required. As described above, it is preferable to irradiate ultraviolet light having a maximum value of intensity in the wavelength range of 200 to 400 nm converted into linearly polarized light.
図2は、偏光照射後の塗膜の状態を示す模式図である。偏光露光後の分子運動により、光反応を起こさなかった側鎖2bの一部および、光照射前に面外方向に配置していた側鎖2cが、光反応した側鎖2aと同じ方向に配向する。他方、偏光の照射強度にもよるが、光反応した側鎖2aと同じ方向に配向した一部の側鎖を除き、塗布後に面内に平行に配置して光反応を起こさなかった側鎖の配置は変わらない。その結果、塗膜に2軸性屈折率楕円体(nx>ny>nz)で示される光学特性が誘起される。その際、2軸性屈折率楕円体の形状は、材料側鎖の配置の比率によって変化する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the state of the coating film after irradiation with polarized light. Due to molecular motion after polarization exposure, a part of the side chain 2b that did not cause photoreaction and the side chain 2c arranged in the out-of-plane direction before light irradiation are aligned in the same direction as the side chain 2a subjected to photoreaction. To do. On the other hand, depending on the irradiation intensity of polarized light, except for some side chains oriented in the same direction as the photoreacted side chain 2a, the side chains that were arranged in parallel after coating and did not cause photoreaction The arrangement does not change. As a result, an optical characteristic indicated by a biaxial refractive index ellipsoid (nx> ny> nz) is induced in the coating film. At that time, the shape of the biaxial refractive index ellipsoid varies depending on the arrangement ratio of the material side chains.
また、必要に応じて、光照射後に、さらに加熱処理を行ってもよい。すなわち、この場合、光学素子の製造方法は、配向制御工程、光照射工程および加熱工程を備えていてもよい。偏光露光後の分子運動による配向は、塗膜を加熱することにより促進される。塗膜の加熱条件としては、ネガティブCプレートの形成において説明したものと同様の条件を用いてもよい。 Moreover, you may heat-process further after light irradiation as needed. That is, in this case, the optical element manufacturing method may include an alignment control step, a light irradiation step, and a heating step. Orientation by molecular motion after polarization exposure is promoted by heating the coating film. As heating conditions for the coating film, the same conditions as those described in the formation of the negative C plate may be used.
[傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学素子の形成]
特に、上記の2軸性光学異方素子の形成で説明した光照射工程において、塗膜の表面に対し傾斜した方向(換言すれば、塗膜の法線に対し傾斜した方向)から偏光および/または非偏光を照射することにより、塗膜の表面に対し、傾斜した屈折率楕円体で示される光学素子を形成することができる。
[Formation of optical element shown by tilted biaxial refractive index ellipsoid]
In particular, in the light irradiation step described in the formation of the biaxial optically anisotropic element described above, polarized light and / or from the direction inclined with respect to the surface of the coating film (in other words, the direction inclined with respect to the normal line of the coating film). Alternatively, by irradiating non-polarized light, an optical element represented by an inclined refractive index ellipsoid can be formed on the surface of the coating film.
照射する光は、直線偏光、特に紫外光の直線偏光であることが好ましい。ただし、傾斜した方向から光照射を行う場合、非偏光紫外光または、非偏光紫外光と偏光紫外光との混合光を照射した場合にも、傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学特性を発現させることができる。例えば、塗膜の法線方向から直線偏光の紫外光を照射しながら、傾斜方向から非偏光紫外光を照射しても傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学特性を発現させることができる。 The light to be irradiated is preferably linearly polarized light, particularly ultraviolet light linearly polarized light. However, when light is irradiated from an inclined direction, even when non-polarized ultraviolet light or a mixed light of non-polarized ultraviolet light and polarized ultraviolet light is irradiated, the optical characteristic indicated by the inclined biaxial refractive index ellipsoid Characteristics can be developed. For example, it is possible to develop optical characteristics indicated by a tilted biaxial refractive index ellipsoid even when irradiating linearly polarized ultraviolet light from the normal direction of the coating film and irradiating non-polarized ultraviolet light from the tilt direction. it can.
塗膜の表面に対し、傾斜した方向から光照射を行う場合、表面に対する角度は、0°を超え90°未満の幅広い範囲から選択可能であるが、好ましくは0°より大で75°以下であってもよい。 When irradiating light from the inclined direction with respect to the surface of the coating film, the angle with respect to the surface can be selected from a wide range of more than 0 ° and less than 90 °, but is preferably more than 0 ° and 75 ° or less. There may be.
光照射後、あるいは光照射後の第2の乾燥工程後に、上記の工程と同様に塗膜を加熱することにより、表面に対して傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学特性を有する光学素子を製造することができる。 After the light irradiation or after the second drying step after the light irradiation, the coating film is heated in the same manner as described above, thereby having optical characteristics shown by a biaxial refractive index ellipsoid inclined with respect to the surface. An optical element can be manufactured.
なお、ネガティブCプレートの特性を有する光学素子、2軸性の光学異方性を有する光学素子、傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学異方性を有する光学素子を形成する実施形態のいずれにおいても、必要に応じて、耐溶剤性を向上させるため、得られた塗膜に対し、所定の波長の光(例えば、非偏光紫外光の照射)を照射してもよい。 Embodiments of forming an optical element having the characteristics of a negative C plate, an optical element having biaxial optical anisotropy, and an optical element having optical anisotropy indicated by an inclined biaxial refractive index ellipsoid In any of the above, if necessary, in order to improve the solvent resistance, the obtained coating film may be irradiated with light of a predetermined wavelength (for example, irradiation of non-polarized ultraviolet light).
上記の方法により基材上に形成されるフィルムの膜厚は、20μm以下、好ましくは0.1〜15μm、より好ましくは0.5μm〜10μmとすることができる。 The film thickness of the film formed on the substrate by the above method can be 20 μm or less, preferably 0.1 to 15 μm, more preferably 0.5 μm to 10 μm.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。但し、本発明のその要旨に変更がない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 Below, based on an Example, this invention is demonstrated in detail. However, as long as there is no change in the gist of the present invention, it is not limited to the following examples.
(単量体1)
p−クマル酸と6−クロロ−1−ヘキサノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、4−(6−ヒドロキシヘキシルオキシ)桂皮酸を合成した。この生成物にp−トルエンスルホン酸の存在下でメタクリル酸を大過剰加えてエステル化反応させ、化学式3で示される単量体1を合成した。
4- (6-Hydroxyhexyloxy) cinnamic acid was synthesized by heating p-coumaric acid and 6-chloro-1-hexanol under alkaline conditions. A large excess of methacrylic acid was added to this product in the presence of p-toluenesulfonic acid for esterification to synthesize
(単量体2)
p−ヒドロキシ安息酸と6−クロロ−1−ヘキサノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、4−(6−ヒドロキシヘキシルオキシ)安息酸を合成した。この生成物にp−トルエンスルホン酸の存在下でメタクリル酸を大過剰加えてエステル化反応させ、化学式4で示される単量体2を合成した。
4- (6-Hydroxyhexyloxy) benzoic acid was synthesized by heating p-hydroxybenzoic acid and 6-chloro-1-hexanol under alkaline conditions. A large excess of methacrylic acid was added to this product in the presence of p-toluenesulfonic acid for esterification to synthesize
単量体1をジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより重合体1を得た。この重合体1は液晶性を呈した。
単量体1と単量体2をジオキサン中に溶解(モル比単量体1:単量体2=7:3)し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体2を得た。この重合体2は液晶性を呈した。
実施例1から3は、本発明により位相差フィルムを作製した実施例であり、実施例4から11は参考例である。なお、以下の実施例において、基材としてはガラス基板を用いた。なお以下の実施例で、フィルムの光学特性は複屈折測定装置(AXOMETRICS社製/AxoScan)を用い、膜厚は膜厚計(FILMETRICS社製/F20)を用いて測定した。
[実施例1]
重合体1をTHF(テトラヒドロフラン)に溶解し重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。乾燥後の塗膜は、僅かにネガティブCプレートの特性を有していた。次いで、塗膜の形成された基板をホットプレートに載置して塗膜を加熱し、温度が135℃に達した時点で基板を取り出すことにより冷却し、試料を作製した。作製した試料は、ネガティブCプレートの特性が増強されており、Re≒0nm、Rth=77.2nmを有していた。基材上のフィルムの膜厚は2.3μmであった。
3 from Example 1, Ri embodiment der of the present invention to produce a retardation film, Example 4 from 11 Ru Reference Example der. In the following examples, a glass substrate was used as the base material. In the following examples, the optical properties of the film were measured using a birefringence measuring apparatus (AXOMETRICS / AxoScan), and the film thickness was measured using a film thickness meter (FILMETRICS / F20).
[Example 1]
[実施例2]
重合体1をTHF/ジエチルカルボネート混合液(配合重量比67/8)に溶解し、重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に製膜した。製膜後の塗布膜は、僅かにネガティブCプレートの特性を有していた。次いで、塗膜を乾燥後、実施例1と同様にして、塗膜を135℃まで加熱後、冷却して試料を作製した。作製した試料は、ネガティブCプレートの特性が増強されており、Re≒0nm、Rth=105.8nmの特性を有していた。この値は、実施例1より複屈折が増強されていることが確認された。基材上のフィルムの膜厚は2.3μmであった。
[Example 2]
[実施例3]
重合体2をTHF/ジエチルカルボネート混合液(配合重量比67/8)に溶解し重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。乾燥後の塗布膜は、僅かにネガティブCプレートの特性を有していた。次いで実施例1と同様の手段を用い塗膜を加熱し、加熱温度が135℃に到達した後、冷却して試料を作製した。作製した試料は、ネガティブCプレートの特性が増強されており、Re≒0nm、Rth=127.1nmの特性を有していた。基材上のフィルムの膜厚は2.3μmであった。この膜に高圧水銀灯からの紫外光を、法線方向から300mJ/cm2照射した。照射前後で耐溶媒性の変化を確認したところ、照射後では耐溶剤性が向上していることが確認された。
[Example 3]
[実施例4]
重合体1をTHF/ジエチルカルボネート混合溶液(重量配合比67/8)に溶解し重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、法線方向から高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して照射した(照射量:25mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い塗膜を加熱し、温度が135℃に到達した後、冷却して試料を作製した。作製した試料は、Nz係数=1.6とNz係数が1以上であり、面内位相差値は60nmであった。基材上のフィルムの膜厚は2.3μmであった。
[Example 4]
[実施例5]
重合体1をTHF/プロピルカルボネート混合溶液(配合重量比67/8)に溶解し、重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、法線方向から高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して照射した(照射量:30mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱して温度が135℃に到達した時点で冷却し、試料を作製した。作製した試料は、Nz係数=1.7とNz係数が1以上であり、面内位相差値は50nmであった。基材上のフィルムの膜厚は2.3μmであった。
[Example 5]
[実施例6]
重合体2をTHF/ジエチルカルボネート混合溶液(配合重量比67/8)に溶解し重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、法線方向から高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して照射した(照射量:35mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱して120℃に到達した時点で冷却して試料を作製した。作製した試料は、Nz係数=1.46とNz係数が1以上であり、面内位相差値は80nmであった。基材上のフィルムの膜厚は2.5μmであった。
[Example 6]
[実施例7]
重合体1をTHF/DMSO混合溶液(配合重量比70/5)に溶解し重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した(照射量:50mJ/cm2)。この膜に、法線方向から高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して照射した(照射量:50mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱し、温度が135℃に到達した時点で冷却して試料を作製した。作製した試料は、Nz係数1以上の特性を有していた。基材上のフィルムの膜厚は3μmであった。
[Example 7]
[実施例8]
重合体1をTHF/DMF混合溶液(配合重量比70/5)に溶解し、重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、法線方向から高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して照射した(照射量:50mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱し、加熱温度が135℃に達した時点で冷却して試料を作製した。作製した試料は、Nz係数1以上の特性を有していた。基材上のフィルムの膜厚は3μmであった。
[Example 8]
[実施例9]
重合体1をTHF/プロピルカルボネート混合溶液(配合重量比67/8)に溶解し、重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して、塗布面に対して45°の入射角度で照射した(照射量:50mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱して加熱温度が135℃に到達した時点で、冷却して試料を作製した。作製した試料の光学特性は、2軸性屈折率楕円体(nx=1.615、ny=1.579、nz=1.547)が傾斜(進相軸傾斜、傾斜角17°)した特性を有しており、面内位相差値は116.7nmであった。基材上のフィルムの膜厚は3μmであった。
[Example 9]
[実施例10]
重合体1をTHF/プロピルカルボネート混合溶液(配合重量比67/8)に溶解し、重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、高圧水銀灯からの紫外光を偏光変換せず非偏光のまま、塗布面に対して45°の入射角度で照射した(照射量:50mJ/cm2)。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱して、加熱温度が135℃に到達した時点で冷却し、試料を作製した。作製した試料の光学特性は、2軸性屈折率楕円体(nx=1.545、ny=1.570、nz=1.626)が傾斜(進相軸傾斜、傾斜角62°)した特性を有しており、面内位相差値は109.5nmであった。基材上のフィルムの膜厚は3μmであった。
[Example 10]
[実施例11]
重合体1をTHF/プロピルカルボネート混合溶液(配合重量比67/8)に溶解し、重合体濃度25重量%の溶液を作製した。この溶液を用い、スピンコーターで基材上に塗膜を製膜した。この膜に、高圧水銀灯からの紫外光をグランテラープリズムを用いて偏光変換して、塗布面に対して法線方向から入射するとともに、高圧水銀灯からの紫外光を偏光変換せず非偏光のまま、塗布面に対して60°の入射角度で照射した。非偏光と偏光の強度比は1:1とし、照射量は50mJ/cm2とした。照射後、実施例1と同様の手段を用い、塗膜を加熱して、加熱温度が135℃に到達した時点で冷却し、試料を作製した。作製した試料の光学特性は、2軸性屈折率楕円体(nx=1.551、ny=1.541、nz=1.588)が傾斜(進相軸傾斜、傾斜角22.8°)した特性を有しており、面内位相差値は6.5nmであった。基材上のフィルムの膜厚は3μmであった。
[Example 11]
本発明によれば、ネガティブCプレートの光学特性、2軸性の光学特性、不表面に対し傾斜した2軸性屈折率楕円体で示される光学特性など、所望の光学特性を有する薄型の光学素子を、簡便な方法で提供することができる。このような光学素子は、液晶表示装置の偏光解消フィルムなどの用途で用いることができる。 According to the present invention, a thin optical element having desired optical characteristics such as optical characteristics of a negative C plate, biaxial optical characteristics, and optical characteristics shown by a biaxial refractive index ellipsoid inclined with respect to a non-surface Can be provided by a simple method. Such an optical element can be used for applications such as a depolarizing film of a liquid crystal display device.
以上の通り、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲に含まれる。 As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but various additions, modifications, or deletions can be made without departing from the spirit of the present invention. Included in the range.
L:偏光紫外線
1a:感光性の高い配置の側鎖
1b:感光性の乏しい配置の側鎖
1c:面外方向の配置の側鎖
2a:偏光露光後の感光性の高い配置の側鎖
2b:偏光露光後の感光性の乏しい配置の側鎖
2c:偏光露光後の、露光前面外方向に配置していた側鎖
L: polarized ultraviolet light 1a: side chain 1b having high photosensitivity arrangement: side chain 1c having poor photosensitivity arrangement: side chain 2a having arrangement in the out-of-plane direction: side chain 2b having high photosensitivity arrangement after polarization exposure: Side chain 2c with poor photosensitivity after polarization exposure: Side chain arranged in the direction outside the exposure front surface after polarization exposure
Claims (4)
前記塗膜中での前記液晶性高分子材料を配向させる配向制御工程とを含み、
前記液晶性高分子材料は非プロトン性の極性溶媒を含む溶媒を用いて塗布され、前記非プロトン性極性溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルカルボネート、プロピルカルボネート、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、及びジメチルスルホキシド(DMSO)からなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記配向制御工程が、前記塗膜を加熱する熱処理工程を含む(但し、前記熱処理工程時またはその前に偏光の照射を行う場合を除く)ことを特徴とする、ネガティブCプレートの光学特性を有する位相差フィルムの製造方法。
An orientation control step of orienting the liquid crystalline polymer material in the coating film,
The liquid crystalline polymer material is coated with a solvent containing an aprotic polar solvent, wherein the aprotic polar solvent is tetrahydrofuran (THF), diethyl carbonate, propyl carbonate, N, N- dimethylformamide ( DMF), and Ri least one der selected from dimethyl sulphoxide group consisting de (DMSO),
The alignment control step includes a heat treatment step for heating the coating film (except for the case where irradiation of polarized light is performed during or before the heat treatment step) , and has an optical characteristic of a negative C plate production how of the phase difference film.
A method for producing a retardation film according to any one of claims 1 to 3, after the orientation control step, further comprising a light irradiation step of performing irradiation of non-polarized light to the coating film A method for producing a retardation film.
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