JP7353052B2 - 積層光学フィルムおよびその製造方法、偏光板、ならびに画像表示装置 - Google Patents
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Description
配向液晶層では、棒状液晶化合物が所定方向にホモジニアス配向している。フィルム基材上に、液晶組成物を塗布し、液晶組成物を加熱して液晶化合物を所定方向に配向させた後、配向状態を固定することにより、配向液晶層が形成される。
液晶組成物を塗布する支持体としてフィルム基材を用いることにより、液晶組成物の塗布から液晶モノマーの光重合による硬化までの一連の工程をロール・トゥー・ロールにより実施できるため、積層光学フィルムの生産性を向上できる。
フィルム基材1上に液晶組成物を塗布し、加熱により液晶化合物を液晶状態として配向させることにより、フィルム基材1と配向液晶層3とが密着積層した積層光学フィルムが形成される。フィルム基材上に液晶組成物を塗布する方法は特に限定されず、スピンコート、ダイコー、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、スプレーコート、マイヤーバーコート、ナイフロールコート、エアーナイフコート等を採用できる。溶液を塗布後、溶媒を除去することにより、フィルム基材上に液晶組成物層が形成される。塗布厚みは、溶媒を乾燥後の液晶組成物層の厚み(配向液晶層の厚み)が0.1~20μm程度となるように調整することが好ましい。
フィルム基材1上に接して配向液晶層3が設けられた積層光学フィルム10は、そのまま積層位相差板として利用できる。
<延伸フィルム基材の作製>
ジオール成分として、イソソルビドと1,4-シクロヘキサンジメタノールを、70:30のモル比で含むポリカーボネート樹脂のペレットを用い、溶融押出法により、厚み100μmの未延伸フィルムを作製した。テンター延伸機を用いて、延伸温度131℃で幅方向に1.6倍に延伸して、幅方向と遅相軸方向が一致している延伸ポリカーボネートフィルムAを得た。このフィルムの波長590nmにおける正面レターデーションは360nmであった。
ネマチック液晶相を示す光重合性液晶化合物(BASF製「Paliocolor LC242」)100重量部、界面活性剤(ビック・ケミー製「BYK-361」)0.5重量部、光重合開始剤(BASF製「イルガキュア907」)3重量部、およびトルエン200重量部を混合して、液晶組成物溶液Aを調製した。
上記の延伸ポリカーボネートフィルムAに、液晶組成物Aをバーコーターで塗布し、110℃で150秒加熱した後、室温まで冷却した。その後、窒素雰囲気下で紫外線を照射して、光重合を行い、膜厚2.7μmの配向液晶層を形成した。
<延伸フィルム基材の作製>
ジオール成分として、イソソルビドとトリシクロデカンジメタノールを、70:30のモル比で含むポリカーボネート樹脂のペレットを用い、溶融押出法により、厚み100μmの未延伸フィルムを作製した。ロール延伸機を用いて、延伸温度133℃で長手方向に2.1倍に自由端一軸延伸して、長手方向と遅相軸方向が一致している延伸ポリカーボネートフィルムBを得た。このフィルムの波長590nmにおける正面レターデーションは360nmであった。
延伸ポリカーボネートフィルムAに代えて、上記の延伸ポリカーボネートフィルムBを用いた。それ以外は実施例1と同様にして、延伸フィルム基材上に配向液晶層を形成した。
<延伸フィルム基材の作製>
クリップの移動速度を任意に設定可能なリニアモーター式のテンター延伸機を用いて、厚み80μmのノルボルネン系樹脂フィルム(日本ゼオン製「ゼオノアフィルム」)を、搬送方向に対して遅相軸方向が45°となるように斜め延伸して、延伸ノルボルネンフィルムを得た。このフィルムの波長590nmにおける正面レターデーションは69nmであった。
溶媒をトルエンからメチルエチルケトンに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、液晶組成物溶液Bを調製した。上記の延伸ノルボルネンフィルム上に、液晶組成物Bを塗布し、実施例1と同様に、加熱、冷却および光重合を行い、配向液晶層を形成した。
実施例1および実施例2の配向液晶層の遅相軸方向は、フィルム基材の遅相軸方向に対して80°であった。遅相軸方向を中心として、-70°~+70°の範囲で試料を回転させ、10°ごとのレターデーションを測定したところ、回転角0°(垂直入射)を中心に、プラス側とマイナス側のレターデーションが概ね対称となっていた。これらの結果から、実施例1および実施例2では、延伸フィルム基材上の配向液晶層は、フィルム基材の遅相軸に対して80°の方向にホモジニアス配向していることが確認された。
実施例1の積層位相差フィルムの波長450nmにおける正面レターデーションRe(450)は118nm、波長550nmにおける正面レターデーションRe(550)は132nm、Re(450)/Re(550)は0.89であり、逆波長分散特性を示した。実施例1の延伸フィルム基材(ポリカーボネートフィルムA)の単体のRe(450)は372nm、Re(550)は362nm、Re(450)/Re(550)は1.02であり、延伸フィルム基材上に遅相軸方向が80°傾斜してホモジニアス配向している配向液晶層が形成されたことにより、Re(450)/Re(550)が小さくなったことが分かる。実施例2の積層位相差フィルムも、実施例1と同様、Re(450)/Re(550)が0.89であり、延伸フィルム基材(ポリカーボネートフィルムB)上に遅相軸方向が80°傾斜してホモジニアス配向している配向液晶層が形成されたことにより、Re(450)/Re(550)が小さくなっていた。
3 配向液晶層
10 積層光学フィルム
20 偏光子
30 透明フィルム
41,42 接着剤層
50 偏光板
Claims (14)
- フィルム基材上に、棒状液晶化合物がホモジニアス配向した配向液晶層を備える積層光学フィルムであって、
前記フィルム基材は、少なくとも一方向に延伸されたポリマーフィルムであり、主鎖の繰り返し単位に不斉炭素を有するポリマーを含み、
前記フィルム基材と前記配向液晶層とが接しており、
前記フィルム基材の遅相軸方向と、前記配向液晶層の遅相軸方向が非平行である、積層光学フィルム。 - 前記フィルム基材が、エステル結合を有するエステル系ポリマーを含み、
前記エステル系ポリマーのジオール成分として、不斉炭素を有する環状ジオールを含む、請求項1に記載の積層光学フィルム。 - 前記不斉炭素を含む環状ジオールが、イソソルビド、イソマンニドおよびイソイジドからなる群から選択される1種以上を含む、請求項2に記載の積層光学フィルム。
- 前記エステル系ポリマーのジオール成分として、さらに脂環式ジオールを含む、請求項2または3に記載の積層光学フィルム。
- 前記エステル系ポリマーがポリカーボネートである、請求項2~4のいずれか1項に記載の積層光学フィルム。
- 前記棒状液晶化合物が、光重合性サーモトロピック液晶化合物の重合物である、請求項1~5のいずれか1項に記載の積層光学フィルム。
- 波長450nmにおける正面レターデーションRe(450)と、波長550nmにおける正面レターデーションRe(550)との比Re(450)/Re(550)が、0.75~0.99である、請求項1~6のいずれか1項に記載の積層光学フィルム。
- 前記フィルム基材の波長550nmにおける正面レターデーションRe(550)が、前記配向液晶層の波長550nmにおける正面レターデーションRe(550)よりも大きく、
前記フィルム基材は、波長450nmにおける正面レターデーションRe(450)と、波長550nmにおける正面レターデーションRe(550)との比Re(450)/Re(550)が、0.90~1.05であり、
前記配向液晶層のRe(450)/Re(550)が、前記フィルム基材のRe(450)/Re(550)よりも大きい、請求項1~7のいずれか1項に記載の積層光学フィルム。 - 前記フィルム基材の遅相軸方向と、前記配向液晶層の遅相軸方向とのなす角が5°以上85°以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の積層光学フィルム。
- 前記フィルム基材の遅相軸方向と、前記配向液晶層の遅相軸方向とのなす角が45°より大きい、請求項1~8のいずれか1項に記載の積層光学フィルム。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の積層光学フィルムと、偏光子とを積層した偏光板。
- 画像表示セルの表面に、請求項1~10のいずれか1項に記載の積層光学フィルムを備える、画像表示装置。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の積層光学フィルムの製造方法であって、
液晶化合物を含有する液晶組成物をフィルム基材上に塗布し、
前記フィルム基材上の液晶組成物を加熱して、液晶化合物を液晶状態として配向させる、積層光学フィルムの製造方法。 - 前記液晶化合物が、光重合性液晶モノマーであり、
前記フィルム基材上で前記光重合性液晶モノマーを配向させた後、光照射により前記光重合性液晶モノマーを重合または架橋する、請求項13に記載の積層光学フィルムの製造方法。
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