JP7122266B2 - 転写用光学異方性シート - Google Patents
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Description
[1] 基材と、液晶硬化膜を積層した転写用光学異方性シートであって、
液晶硬化膜は、活性エネルギー線硬化型接着剤を介して、基材から被転写物に転写されるものであり、
波長800nmに対する転写用光学異方性シートの透過度を透過率100%としたときの、転写用光学異方性シートの透過率T(390nm)、T(400nm)及びT(550nm)が、下記式(1)~(3)を満たす転写用光学異方性シート。
35%< T(390nm) <45% (1)
75%< T(400nm) <85% (2)
95%< T(550nm) <100% (3)
[2] 液晶硬化膜が、下記式(4)及び(5)を満たす波長分散特性を有する[1]に記載の転写用光学異方性シート。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (4)
1.00≦Re(650)/Re(550) (5)
Re(450)、Re(550)、Re(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmの光に対する面内の位相差値を表す。
[3] 液晶硬化膜の厚さが0.5~5μmである[1]又は[2]に記載の転写用光学異方性シート。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載の光学異方性シートの液晶硬化膜表面に、活性エネルギー線硬化型接着剤からなる接着剤層を形成し、その上に被転写物を積層し、活性エネルギー線を照射した後に、前記光学異方性シートの基材を取り除くことで得られる積層体。
[5] 活性エネルギー線の、波長365nmにおける照射エネルギー量が200mJ/cm2以上1500mJ/cm2以下である[4]に記載の積層体。
[6] 活性エネルギー線の光源がメタルハライドランプである[4]又は[5]に記載の積層体。
[7] 積層体のヘイズ値が2%以下である[4]~[6]のいずれかに記載の積層体。
[8] [4]~[7]のいずれかに記載の積層体を備えた表示装置。
本発明の転写用光学異方性シートは、基材と、液晶硬化膜を積層した転写用光学異方性シートであって、波長800nmに対する透過度を透過率100%としたときの、透過率T(390nm)、T(400nm)及びT(550nm)が、下記式(1)~(3)を満たすものである。
35%< T(390nm) <45% (1)
75%< T(400nm) <85% (2)
95%< T(550nm) <100% (3)
T(390nm)は、好ましくは36~44%であり、より好ましくは36~43%である。T(400nm)は、好ましくは76~84%であり、より好ましくは76~83%である。T(550nm)は、好ましくは96~99.9%であり、より好ましくは98~99%である。
液晶硬化膜は、通常、基材上又は基材上に形成された配向膜上に、重合性液晶化合物を含む組成物(以下、液晶硬化膜形成用組成物ということがある。)を塗布し、重合性液晶化合物を重合することで得られる。
液晶硬化膜は、式(4)を満たすことがと好ましい。
Re(450)/Re550)≦1.00 (4)
1.00≦Re(650)/Re(550) (5)
100<Re(550)<150 (6)
[式中、Re(450)、Re(550)、Re(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmにおける正面位相差値を表す。]
nz>nx≒ny (7)
[式中、nzは、厚み方向の屈折率を表す。nxは、面内において最大の屈折率を生じる方向の屈折率を表す。nyは、面内においてnxの方向に対して直交する方向の屈折率を表す]
Re(λ)=d×Δn(λ) (50)
式中、Re(λ)は、波長λnmにおける正面位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表わす。
R0 =(nx-ny)×d (9)
R40=(nx-ny')×d/cos(φ) (10)
(nx+ny+nz)/3=n0 (11)
ここで、
φ=sin-1〔sin(40°)/n0〕
ny'=ny×nz/〔ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)〕1/2
重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック液晶でも良く、サーモトロピック液晶における、ネマチック液晶でもスメクチック液晶でも良い。製造の容易さという観点からサーモトロピック性のネマチック液晶が好ましい。
重合性液晶化合物としては、式(A)で表される化合物(以下、化合物(A)ということがある。)等が挙げられる。重合性液晶化合物は、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
Y1は、置換基を有していてもよい炭素数6~12の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3~12の1価の芳香族複素環式基を表わす。
Q3及びQ4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-NR2R3又は-SR2を表わすか、或いは、Q3とQ4とが互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに芳香環又は芳香族複素環を形成する。R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表わす。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合、-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-CR4R5-、-CR4R5-CR6R7-、-O-CR4R5-、-CR4R5-O-CR6R7-、-CO-O-CR4R5-、-O-CO-CR4R5-、-CR4R5-O-CO-CR6R7-、-CR4R5-CO-O-CR6R7-、-NR4-CR5R6-又は-CO-NR4-を表わす。
R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表わす。
G1及びG2は、それぞれ独立に、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表わし、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又は-NH-に置き換っていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチン基は、第三級窒素原子に置き換っていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ独立に、1価の有機基を表わし、L1及びL2のうちの少なくとも一つは、重合性基を有する。]
P1-F1-(B1-A1)k-E1- (A1)
P2-F2-(B2-A2)l-E2- (A2)
[式中、B1、B2、E1及びE2は、それぞれ独立に、-CR4R5-、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CS-O-、-O-CS-O-、-CO-NR1-、-O-CH2-、-S-CH2-又は単結合を表わす。
A1及びA2は、それぞれ独立に、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の2価の芳香族炭化水素基を表わし、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又は-NH-に置き換っていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチン基は、第三級窒素原子に置き換っていてもよい。
k及びlは、それぞれ独立に、0~3の整数を表わす。
F1及びF2は、それぞれ独立に、炭素数1~12の2価の脂肪族炭化水素基を表わす。
P1は、重合性基を表わす。
P2は、水素原子又は重合性基を表わす。
R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表わす。]
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
[式中、P11は、重合性基を表わす。
A11は、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表わす。該2価の脂環式炭化水素基及び2価の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよく、該炭素数1~6のアルキル基及び該炭素数1~6アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
B11は、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-又は単結合を表わす。R16は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表わす。
B12及びB13は、それぞれ独立に、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-、-CF2O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-又は単結合を表わす。
E11は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。該アルカンジイル基を構成する-CH2-は、-O-又は-CO-に置き換わっていてもよい。]
溶剤としては、重合性液晶化合物を完全に溶解し得るものが好ましく、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン又はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン及びメチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン及びヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリル等のニトリル溶剤;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルム及びクロロベンゼン等の塩素含有溶剤;等が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
重合開始剤は、重合性液晶化合物等の重合反応を開始させ得る化合物である。重合開始剤としては、光の作用により活性ラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
増感剤によれば、重合性液晶化合物の重合反応をより促進することができる。
増感剤としては、光増感剤が好ましい。増感剤としては、キサントン及びチオキサントン等のキサントン化合物(2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン等);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(ジブトキシアントラセン等)等のアントラセン化合物;フェノチアジン及びルブレン等が挙げられる。
増感剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましく、0.5~8質量部がさらに好ましい。
重合禁止剤によれば、重合性液晶化合物の重合反応の進行度合いをコントロールすることができる。
重合禁止剤としては、フェノール系化合物、硫黄系化合物及び、リン系化合物などのラジカル捕捉剤が挙げられる。
重合禁止剤としては、液晶硬化膜の着色が少ないという点で、フェノール系化合物が好ましい。
レベリング剤とは、液晶硬化膜形成用組成物の流動性を調整し、液晶硬化膜形成用組成物を塗布して得られる膜をより平坦にする機能を有するものであり、界面活性剤が挙げられる。好ましいレベリング剤としては、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤及びフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤が挙げられる。
基材としては、ガラス基材及びプラスチック基材が挙げられ、好ましくはプラスチック基材である。プラスチック基材を構成するプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド及びポリフェニレンオキシド等のプラスチックが挙げられる。好ましくは、セルロースエステル、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート又はポリメタクリル酸エステルである。
配向膜は、通常、高分子化合物からなる厚みが500nm以下の膜であり、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。
配向膜は、重合性液晶化合物の液晶配向を容易にする。水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、傾斜配向等の液晶配向の状態は、配向膜及び重合性液晶化合物の性質によって変化し、その組み合わせは任意に選択することができる。配向膜が配向規制力として水平配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は水平配向又はハイブリッド配向を形成することができ、垂直配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は垂直配向又は傾斜配向を形成することができる。水平、垂直等の表現は、液晶硬化膜平面を基準とした場合、配向した重合性液晶化合物の長軸の方向を表す。垂直配向とは液晶硬化膜平面に対して垂直な方向に、配向した重合性液晶化合物の長軸を有することである。ここでいう垂直とは、液晶硬化膜平面に対して90°±20°のことを意味する。
配向規制力は、配向膜層が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。重合性液晶化合物の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
配向性ポリマーとしては、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステル類等が挙げられ、ポリビニルアルコールが好ましい。これらの配向性ポリマーは、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマー又はモノマーと溶剤とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ということがある。)を基材に塗布し、偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点でより好ましい。
グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターン又は複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に液晶化合物を置いた場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
単官能アクリレートとは、アクリロイルオキシ基(CH2=CH-COO-)及びメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)-COO-)からなる群より選ばれる基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基と記すこともある。)を1個有する化合物である。(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、及びカプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物等が挙げられる。
カプロラクトン変性とは、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイルオキシ基との間に、カプロラクトンの開環体、又は、開環重合体が導入されていることを意味する。
本発明の転写用光学異方性シートから基材を取り除くことで、液晶硬化膜、又は、配向膜と液晶硬化膜とを含む光学異方性フィルムが得られる。
本発明の転写用光学異方性シートが有する液晶硬化膜は、活性エネルギー線硬化型接着剤を介して、基材から被転写物に転写される。
具体的には、本発明の転写用光学異方性シートの液晶硬化膜表面に、活性エネルギー線硬化型接着剤からなる接着剤層を形成し、その上に被転写物を積層し、活性エネルギー線を照射した後に、本発明の転写用光学異方性シートの基材を取り除くことで転写される。
基材と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、基材と配向膜との密着力が大きくなる傾向があるため、基材を剥離して取り除く場合は、基材と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。基材と配向膜とを架橋する試薬が含まれないことが好ましく、さらに、配向性ポリマー組成物及び光配向膜形成用組成物等の溶液には基材を溶解する、溶剤等の成分が含まれないことが好ましい。
液晶硬化膜と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、液晶硬化膜と配向膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材と共に配向膜を取り除く場合は、液晶硬化膜と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。液晶硬化膜及び配向膜液晶には、硬化膜と配向膜とを架橋する試薬が含まれないことが好ましい。
配向膜と化学結合を形成する官能基を有する液晶硬化膜は、配向膜と液晶硬化膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材を取り除く場合又は、基材と共に配向膜を取り除く場合は、基材又は配向膜と化学結合を形成する官能基が少ない液晶硬化膜が好ましい。重合性液晶組成物は、好ましくは基材又は配向膜と液晶硬化膜とを架橋する試薬を含まない。
接着剤層は活性エネルギー線硬化型接着剤から形成される。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、溶剤を含んでもよい。
活性エネルギー線硬化型接着剤としては、エポキシ化合物とカチオン重合開始剤とを含有するカチオン重合性のもの、アクリル系硬化成分とラジカル重合開始剤とを含有するラジカル重合性のもの、エポキシ化合物等のカチオン重合性の硬化成分及びアクリル系化合物等のラジカル重合性の硬化成分の両者を含有し、さらにカチオン重合開始剤及びラジカル重合開始剤を含有するもの、及び、重合開始剤を含まずに電子ビームを照射することで硬化されるもの等が挙げられる。好ましくは、アクリル系硬化成分とラジカル重合開始剤とを含有するラジカル重合性の活性エネルギー線硬化型接着剤である。実質的に無溶剤で使用できる、エポキシ化合物とカチオン重合開始剤を含有するカチオン重合性の活性エネルギー線硬化型接着剤が好ましい。
増感剤の含有量は、活性エネルギー線硬化型接着剤100質量部に対し、好ましくは0.1~20質量部である。
より好ましくは波長365nmにおける照射エネルギー量が200mJ/cm2以上1500mJ/cm2以下であり、さらに好ましくは300mJ/cm2以上1200mJ/cm2以下である
プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、イソブチルエーテル、n-アミルエーテル、イソアミルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルn-アミルエーテル、メチルイソアミルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチルn-アミルエーテル、エチルイソアミルエーテル等の飽和脂肪族エーテル化合物;
アリルエーテル、エチルアリルエーテル等の不飽和脂肪族エーテル化合物;
アニソール、フェネトール、フェニルエーテル、ベンジルエーテル等の芳香族エーテル化合物;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールエーテル化合物;
ギ酸、酢酸、無水酢酸、アクリル酸、クエン酸、プロピオン酸、酪酸等のモノカルボン酸化合物;
ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸第二ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ブチルシクロヘキシル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸アミル、酪酸ブチル、炭酸ジエチル、シュウ酸ジエチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、リン酸トリエチル等の有機酸エステル化合物;
アセトン、エチルケトン、プロピルケトン、ブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン等のケトン化合物;
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ウンデカン二酸、ピルビン酸、シトラコン酸等のジカルボン酸化合物;
1,4-ジオキサン、フルフラール、N-メチルピロリドン等が挙げられる。
中でも、水及びアルコールが好ましく、炭素数は1~4のアルコールがより好ましく、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びブタンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコールがさらに好ましく、イソプロピルアルコール及び/又は1-ブタノールがさらにより好ましい。
水は、純水でもよいし、水道水程度に不純物を含んでいてもよい。
被転写物としては、上記基材と同じもの、偏光子、偏光板及び、表示装置等が挙げられる。被転写物に本発明の転写用光学異方性シートの液晶硬化膜を転写することで、積層体が得られる。当該積層体のヘイズ値は好ましくは2%以下である。
偏光子は、偏光機能を有する。偏光子としては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、又は、吸収異方性を有する色素を塗布したフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、二色性色素が挙げられる。
二色性色素として、ヨウ素や二色性の有機染料が挙げられる。二色性の有機染料としては、C.I. DIRECT RED 39等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料及び、トリスアゾ、テトラキスアゾ等の化合物からなる二色性直接染料等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
基材表面又は、基材に形成された配向膜表面に、液晶硬化膜形成用組成物を塗布する。
塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法として例示したものと同じ方法が挙げられる。塗布する液晶硬化膜形成用組成物の厚みは、得られる液晶硬化膜の厚みを考慮して定められる。
かくして、液晶配向を有する液晶硬化膜が基材又は配向膜表面に形成される。
得られた液晶硬化膜の表面にプライマー層を設けてもよい。
プライマー層は、通常、透明樹脂を含むものであり、透明樹脂溶液から形成される。プライマー層は、接着剤層を形成する際に液晶硬化膜の欠陥を抑制することができる。透明樹脂としては、塗工性に優れ、プライマー層形成後の透明性及び密着性に優れるものが好ましい。
得られた液晶硬化膜又は、プライマー層の表面に接着剤層を形成してもよい。
接着剤層は、粘接着剤を液晶硬化膜又はプライマー層の表面に塗布することで形成される。粘接着剤が溶剤を含む場合は、粘接着剤を液晶硬化膜又はプライマー層の表面に塗布し、溶剤を除去することで形成される。粘着剤から形成される接着剤層は、離型処理が施されたフィルムの離型処理面に粘着剤を塗布し、溶剤を除去することで離型処理が施されたフィルムの離型処理面に接着剤層を形成した後、この接着剤層付のフィルムを、接着剤層側が貼合面となるように、液晶硬化膜又はプライマー層の表面に貼り合わせる方法によっても形成することができる。
コロナ処理により、液晶硬化膜又はプライマー層と接着剤層との密着性をさらに向上させることができる。
被転写物が偏光子又は偏光板であり、本発明の転写用光学異方性シートが有する液晶硬化膜が式(3)を満たす場合、本発明の転写用光学異方性シートから基材を取り除いた光学異方性フィルムを、被転写物に転写することで積層体として円偏光板が得られる。
光学異方性フィルム及び円偏光板は、さまざまな表示装置に用いることができる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子又は発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(電場放出表示装置(FED等)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(グレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置等)及び圧電セラミックディスプレイ等が挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置及び投写型液晶表示装置等のいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に有効に用いることができ、光学補償偏光板は液晶表示装置及びタッチパネル表示装置に有効に用いることができる。
液晶層17は、2枚の基材14a及び基材14bで挟まれている。
基材14aの液晶層17側には、カラーフィルタ15が配置されている。カラーフィルタ15が、液晶層17を挟んで画素電極22に対向する位置に配置され、ブラックマトリクス20が画素電極間の境界に対向する位置に配置されている。透明電極16がカラーフィルタ15及びブラックマトリクス20を覆うように液晶層17側に配置されている。なお、カラーフィルタ15と透明電極16との間にオーバーコート層(図示せず)を有していてもよい。
かかるガラス基材やプラスチック基材としては、上記の基材として例示したものと同様のものが挙げられる。基材上に形成されるカラーフィルタ15や薄膜トランジスタ21を製造する際、高温に加熱する工程が必要である場合は、ガラス基材や石英基材が好ましい。
バックライトユニット19は、光源、導光体、反射板、拡散シート及び視野角調整シートを含む。光源としては、エレクトロルミネッセンス、冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード(LED)、レーザー光源及び水銀ランプなどが挙げられる。
例中のコロナ処理の条件は次の通りである(機器:春日電機株式会社製のAGF-B10、出力:0.3kW、処理速度:3m/分、回数:1回)。
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物(1)を得た。
光反応性基を有するポリマー:
1部
溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテル 99部
下記の成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物(1)を得た。
重合性液晶化合物A1は、特開2010-31223号公報記載の方法で合成した。
重合性液晶化合物A2は、特開2010-24438号公報記載の方法で合成した。
86部
重合性液晶化合物A2:
14部
重合開始剤:2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(イルガキュア(登録商標)369;チバ スペシャルティケミカルズ社製) 6部
レベリング剤:ポリアクリレート化合物(BYK-361N;BYK-Chemie社製) 0.1部
重合禁止剤:ジブチルヒドロキシトルエン(和光純薬工業株式会社製) 1部
溶剤:N-メチル-2-ピロリジノン 160部、シクロペンタノン 240部
液晶硬化膜形成用組成物(1)の重合性液晶化合物A2を、重合性液晶化合物A3に換えた以外は、液晶硬化膜形成用組成物(1)と同様にして液晶硬化膜形成用組成物(2)を得た。
重合性液晶化合物A3は、特開2010-31223号公報記載の方法で合成した。
以下の各成分を混合して、活性エネルギー線硬化型接着剤(1)を調製した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート 40部
ビスフェノールAのジグリシジルエーテル 60部
ジフェニル(4-フェニルチオフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート(光カチオン重合開始剤) 4部
[光学異方性フィルムの製造]
1.光配向膜の形成
ポリエチレンテレフタレートフィルム(1)(三菱樹脂株式会社製、ダイアホイルT140E25)に、光配向膜形成用組成物(1)をバーコート法により塗布し、60℃のオーブン中で1分間加熱乾燥した。得られた乾燥被膜に偏光UV照射処理を施して基材表面に光配向膜(1)を形成した。偏光UV処理は、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、100mJ/cm2(313nm基準)の積算光量で偏光UV露光を実施した。得られた光配向膜(1)の膜厚は120nmであった。
得られた光配向膜(1)の表面に、液晶硬化膜形成用組成物(1)をバーコート法により塗布し、120℃のオーブンで1分間加熱乾燥した後、室温まで冷却し乾燥被膜を得た。得られた乾燥被膜に、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、露光量1000mJ/cm2(365nm基準)の紫外線を照射し重合性液晶化合物が基材面内に対して水平方向に配向した状態で硬化した液晶硬化膜(1)を形成し、転写用光学異方性シート(1)を得た。形成された液晶硬化膜(1)の厚さをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社社製 OLS3000)により測定したところ、1.6μmであった。
得られた液晶硬化膜(1)の表面をコロナ処理した後、そこへ活性エネルギー線硬化型接着剤(1)をバーコート法により塗布し、その上に表面をコロナ処理したZeonorフィルムを圧着し、ポリエチレンテレフタレートフィルム側からUV照射装置(ユニキュアVB―15201BY-A、ウシオ電機株式会社製;メタルハライドランプ UVL-1500M2-N1)を用いて、露光量1000mJ/cm2(365nm基準)の紫外線を照射した。転写用光学異方性シート(1)の基材及び光配向膜を同時に取り除くことで、Zeonorフィルム上に液晶硬化膜を転写し、液晶硬化膜(1)、接着剤層及びZeonorフィルムからなる積層体(1)を得た。この際の接着剤層及び液晶硬化膜(1)の厚さは4.1μmであった。
積層体(1)の位相差値を、測定機(KOBRA-WR、王子計測機器社製)を用いて、450nmから700nmの波長範囲において測定し、装置付属プログラムで波長450nmの位相差値Re(450)、波長550nmの位相差値Re(550)、波長650nmの位相差値Re(650)を算出したところ、以下に示す値であった。
Re(450)= 97 nm
Re(550)= 112 nm
Re(650)= 115 nm
Re(450)/Re(550)= 0.87
Re(650)/Re(550)= 1.03
すなわち、液晶硬化膜(1)は下記式(1)及び(2)で表される光学特性を有した。なお、Zeonorフィルムの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、当該面内位相差値の関係には影響しない。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
1.液晶硬化膜の形成
実施例1と同様に、ポリエチレンテレフタレートフィルム(1)上に光配向膜を形成した。該光配向膜上に、液晶硬化膜形成用組成物(2)をバーコート法により塗布し、120℃のオーブンで1分間加熱乾燥した後、室温まで冷却し乾燥被膜を得た。得られた乾燥被膜に、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、露光量1000mJ/cm2(365nm基準)の紫外線を照射し重合性液晶化合物が基材面内に対して水平方向に配向した状態で硬化した液晶硬化膜(2)を形成し、転写用光学異方性シート(2)を得た。形成された液晶硬化膜(2)の厚さをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社社製 OLS3000)により測定したところ、2.1μmであった。
得られた液晶硬化膜(2)の表面をコロナ処理した後、そこへ活性エネルギー線硬化型接着剤(1)をバーコート法により塗布し、その上に表面をコロナ処理したZeonorフィルムを圧着し、ポリエチレンテレフタレートフィルム側からUV照射装置(ユニキュアVB―15201BY-A、ウシオ電機株式会社製;メタルハライドランプ UVL-1500M2-N1)を用いて、露光量1000mJ/cm2(365nm基準)の紫外線を照射した。転写用光学異方性シート(2)から基材を取り除こうとしたところ、接着剤層が硬化しておらず、液晶硬化膜(2)をZeonorフィルム上に転写すことができなかった。
光学異方性フィルム(1)及び、(2)の透過率を、紫外可視分光光度計(島津製作所製、UV-3150)を用いて測定した。波長800nmに対する転写用光学異方性シートの透過度を透過率100%としたときの、転写用光学異方性シートの透過率T(390nm)、T(400nm)及びT(550nm)の値を表1に示す。
スガ試験機株式会社製 ヘイズメーター(型式HZ-2)を用いて、ダブルビーム法で、基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム(1)、転写用光学異方性シート(1)、転写用光学異方性シート(2)及び、積層体(1)のヘイズ値を測定した。ヘイズ値が小さいほど、透明性に優れる。結果を表1に示す。
12a、12b 偏光膜
13a、13b 位相差膜
14a、14b 基材
15 カラーフィルタ
16 透明電極
17 液晶層
18 層間絶縁膜
19 バックライトユニット
20 ブラックマトリクス
21 薄膜トランジスタ
22 画素電極
23 スペーサ
30 EL表示装置
31 円偏光板
33 基材
34 層間絶縁膜
35 画素電極
36 有機機能層
37 カソード電極
38 乾燥剤
39 封止フタ
40 薄膜トランジスタ
41 リブ
Claims (3)
- 液晶硬化膜、接着剤層および被転写物からなる積層体を製造する方法であり、
基材と、基材上に形成された光配向膜と、光配向膜表面に形成された液晶硬化膜を積層した転写用光学異方性シートの液晶硬化膜表面に、紫外線硬化型接着剤からなる接着剤層を形成し、その上に被転写物を積層し、基材側から紫外線を照射した後に、前記転写用光学異方性シートの基材を取り除くことを特徴とし、
前記転写用光学異方性シートは、光配向膜が(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマーからなる配向膜であり、
液晶硬化膜が、0.5~5μmの厚さであり、下記式(4)および式(5):
Re(450)/Re(550)≦1.00 (4)
1.00≦Re(650)/Re(550) (5)
〔式中、Re(450)、Re(550)、Re(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmの光に対する面内の位相差値を表す〕
を満たす波長分散特性を有し、かつ、式(6)
100<Re(550)<150 (6)
を満たし、
波長800nmに対する転写用光学異方性シートの透過度を透過率100%としたときの、転写用光学異方性シートの透過率T(390nm)、T(400nm)及びT(550nm)が、下記式(1)~(3):
35%< T(390nm) <45% (1)
75%< T(400nm) <85% (2)
95%< T(550nm) <100% (3)
を満たす転写用光学異方性シートである、前記積層体の製造方法。 - 紫外線の、波長365nmにおける照射エネルギー量が200mJ/cm2以上1500mJ/cm2以下である請求項1に記載の製造方法。
- 紫外線の光源がメタルハライドランプである請求項1又は請求項2に記載の製造方法。
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