JPWO2017057005A1 - 光学フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は下記の通りである。
前記層は、第一面と、前記第一面とは反対側にある第二面とを有し、
前記第一面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量が、25モル%未満であり、
前記第一面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量に対する、前記第二面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量のモル比が、0.5以下である、光学フィルム。
〔2〕 前記光学フィルムが、基材を備え、
前記第一面が、前記基材とは反対側の前記層の面であり、
前記第二面が、前記基材側の前記層の面である、〔1〕記載の光学フィルム。
〔3〕 前記界面活性剤の分子中のフッ素原子の割合が、30重量%以下である、〔1〕又は〔2〕記載の光学フィルム。
〔4〕 前記重合性液晶化合物が、逆波長分散性の複屈折を発現しうる、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の光学フィルム。
〔5〕 前記重合性液晶化合物が、前記重合性液晶化合物の分子中に、主鎖メソゲンと、前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを含む、〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の光学フィルム。
〔6〕 前記重合性液晶化合物が、下記式(I)で表される、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の光学フィルム。
Y1〜Y8は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−、−C(=O)−NR1−、−O−C(=O)−NR1−、−NR1−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−NR1−、−O−NR1−、又は、−NR1−O−を表す。ここで、R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、1つの脂肪族基当たり1以上の−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR2−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−、又は、−C(=O)−が介在していてもよい。ただし、−O−又は−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。ここで、R2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、−C(=O)−R3、−SO2−R4、−C(=S)NH−R9、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。ここで、R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。R4は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表す。R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族基を表す。前記Ax及びAyが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記AxとAyは、一緒になって、環を形成していてもよい。
A1は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2及びA3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基を表す。
A4及びA5は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
m及びnは、それぞれ独立に、0又は1を表す。)
〔7〕 重合性液晶化合物、及び、フッ素原子を含む界面活性剤を含む液晶性組成物を、基材上に塗工する工程と、
前記基材上に塗工された前記液晶性組成物に含まれる前記重合性液晶化合物を重合させて、前記液晶性組成物を硬化させた硬化物の層を得る工程と、を含み、
前記層の前記基材とは反対側の面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量が、25モル%未満であり、
前記層の前記基材とは反対側の面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量に対する、前記層の前記基材側の面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量のモル比が、0.5以下である、光学フィルムの製造方法。
図1は、本発明の一実施形態に係る光学フィルムの断面を模式的に示す断面図である。図1に示すように、本発明の一実施形態に係る光学フィルム100は、液晶性組成物を硬化した硬化物の層110を備える。以下、この硬化物の層110を、適宜、「液晶硬化層」ということがある。また、前記の液晶性組成物は、重合性液晶化合物、及び、フッ素原子を含む界面活性剤を含む。界面活性剤がフッ素原子を含むので、液晶硬化層110には、フッ素原子が含まれる。
(a):第一面110UにおいてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量が、所定範囲に収まる。
(b):第一面110UにおいてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量に対する、第二面110DにおいてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量のモル比が、所定範囲に収まる。
これらの要件(a)及び要件(b)を組み合わせて満たすことにより、光学フィルム100は、HIDランプで照らされた場合のムラを抑制できる。以下の説明において、「第一面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量に対する、第二面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量のモル比」を、適宜、「表面フッ素量比」ということがある。
〔2.1.表面フッ素原子量に係る説明〕
液晶硬化層は、重合性液晶化合物及び界面活性剤を含む液晶性組成物を硬化した硬化物の層である。前記の界面活性剤がフッ素原子を含むので、液晶硬化層の表面(オモテ面及びウラ面)をX線光電子分光法によって分析すると、通常は、フッ素原子が検出される。
液晶性組成物は、重合性液晶化合物、及び、フッ素原子を含む界面活性剤を含む。また、液晶性組成物は、溶媒及び重合開始剤等の任意の成分を含みうる。この液晶性組成物は、常温下においては紛体状、液体状の形態は問わないが、配向処理をされる温度域(通常は50℃〜150℃)においては、通常、流体状であり、また、塗工をされる温度域において流体状であることが好ましい。
重合性液晶化合物は、重合性を有する液晶化合物である。この重合性液晶化合物は、液晶性を有する化合物であるので、当該重合性液晶化合物を配向させたときに、液晶相を呈しうる。また、重合性液晶化合物は、重合性を有する化合物であるので、前記のように液晶相を呈した状態で重合し、液晶相における分子の配向を維持したまま重合体となりうる。このように重合性液晶化合物を重合させることにより、液晶性組成物を硬化させて硬化物を得ることができる。
Δn(450)<Δn(650) (D1)
Δn(450)<Δn(550)<Δn(650) (D2)
R1の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基が挙げられる。
R1としては、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
炭素数1〜20の二価の脂肪族基としては、例えば、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数2〜20のアルケニレン基等の鎖状構造を有する二価の脂肪族基;炭素数3〜20のシクロアルカンジイル基、炭素数4〜20のシクロアルケンジイル基、炭素数10〜30の二価の脂環式縮合環基等の二価の脂肪族基;が挙げられる。
前記脂肪族基に介在する基としては、−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−C(=O)−が好ましい。
該アルケニル基の炭素数としては、2〜6が好ましい。Z1及びZ2のアルケニル基の置換基であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましい。
さらに、Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
(1)芳香族炭化水素環基
(3)芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、アルキル基
Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
AxとAyが一緒になって形成される環としては、例えば、下記に示す環が挙げられる。なお、下記に示す環は、式(I)中の
また、これらの環は置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、Axが有する芳香環の置換基として説明したのと同様のものが挙げられる。
(α)Axが炭素数4〜30の、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基であり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素環基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基及び−SR10のいずれかである組み合わせ。
(β)AxとAyが一緒になって不飽和複素環又は不飽和炭素環を形成している組み合わせ。
ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
(γ)Axが下記構造を有する基のいずれかであり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素環基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組み合わせ。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
AxとAyの特に好ましい組み合わせとしては、下記の組み合わせ(δ)が挙げられる。
(δ)Axが下記構造を有する基のいずれかであり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素環基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、及び、−SR10のいずれかである組み合わせ。下記式中、Xは前記と同じ意味を表す。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
また、ジアゾニウム塩(5)は、アニリン等の化合物から常法により製造しうる。
(i)式:D1−hal(halはハロゲン原子を表す。以下にて同じ。)で表される化合物と、式:D2−OMet(Metはアルカリ金属(主にナトリウム)を表す。以下にて同じ。)で表される化合物とを、混合して縮合させる(ウイリアムソン合成)。なお、式中、D1及びD2は任意の有機基を表す(以下にて同じ。)。
(ii)式:D1−halで表される化合物と、式:D2−OHで表される化合物とを、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して縮合させる。
(iii)式:D1−J(Jはエポキシ基を表す。)で表される化合物と、式:D2−OHで表される化合物とを、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して縮合させる。
(iv)式:D1−OFN(OFNは不飽和結合を有する基を表す。)で表される化合物と、式:D2−OMetで表される化合物とを、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して付加反応させる。
(v)式:D1−halで表される化合物と、式:D2−OMetで表される化合物とを、銅あるいは塩化第一銅の存在下、混合して縮合させる(ウルマン縮合)。
(vi)式:D1−COOHで表される化合物と、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、脱水縮合剤(N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド等)の存在下に脱水縮合させる。
(vii)式:D1−COOHで表される化合物にハロゲン化剤を作用させることにより、式:D1−CO−halで表される化合物を得て、このものと式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、塩基の存在下に反応させる。
(viii)式:D1−COOHで表される化合物に酸無水物を作用させることにより、混合酸無水物を得た後、このものと式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを反応させる。
(ix)式:D1−COOHで表される化合物と、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、酸触媒あるいは塩基触媒の存在下に脱水縮合させる。
溶媒の使用量は、特に限定されず、用いる化合物の種類及び反応規模等を考慮して設定しうる。溶媒の具体的な使用量は、ヒドロキシ化合物(6)1gに対し、通常1g〜50gである。
また、化合物(6)として、市販されているものをそのまま、又は所望により精製して用いてもよい。
スルホニルクロライドの使用量は、化合物(9’)1当量に対して、通常0.5当量〜0.7当量である。
また、化合物(8)の使用量は、化合物(9’)1当量に対して、通常0.5当量〜0.6当量である。
塩基の使用量は、化合物(9’)1当量に対して、通常0.5当量〜0.7当量である。
反応温度は、20℃〜30℃であり、反応時間は反応規模等にもよるが、数分から数時間である。
溶媒の使用量は、特に限定されず、用いる化合物の種類及び反応規模等を考慮して設定しうる。溶媒の具体的な使用量は、化合物(9’)1gに対し、通常1g〜50gである。
目的とする化合物の構造は、NMRスペクトル、IRスペクトル、マススペクトル等の測定、元素分析等により、同定できる。
液晶性組成物は、分子中にフッ素原子を含む界面活性剤を含む。この界面活性剤により、液晶性組成物の塗工性を良好にできる。そのため、液晶性組成物を硬化させた硬化物の層としての液晶硬化層の面状態を良好にできるので、液晶硬化層の厚み、配向性及びレターデーションの均一性を向上させることができる。
試料としての界面活性剤を秤量し、分析装置の燃焼管内で燃焼させる。燃焼により発生したガスを、適切な溶液に吸収させて、吸収液を得る。その後、吸収液の一部をイオンクロマトグラフィーにより分析することによって、界面活性剤の分子中のフッ素原子の割合を測定しうる。
液晶性組成物は、前述した重合性液晶化合物及び界面活性剤に組み合わせて、更に任意の成分を含みうる。
例えば、液晶性組成物は、溶媒を含みうる。溶媒としては、重合性液晶化合物を溶解できるものが好ましい。このような溶媒としては、通常、有機溶媒を用いる。有機溶媒の例としては、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶媒;酢酸ブチル、酢酸アミル等の酢酸エステル溶媒;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒;1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル溶媒;及びトルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒;が挙げられる。
液晶硬化層は、上述した液晶性組成物を硬化した硬化物の層である。この硬化物において、重合性液晶化合物は、重合して重合体となっている。通常は、重合によって重合性液晶化合物の流動性は失われるので、液晶性組成物を硬化した硬化物の層としての液晶硬化層は、重合性液晶化合物の重合体を含む固体状の層となっている。
液晶硬化層は、光学フィルムの用途に応じたレターデーションを有することが好ましい。例えば、液晶硬化層を1/4波長板として機能させたい場合には、液晶硬化層のレターデーションReは、好ましくは80nm以上、より好ましくは100nm以上、特に好ましくは120nm以上であり、好ましくは180nm以下、より好ましくは160nm以下、特に好ましくは150nm以下である。また、例えば、液晶硬化層を1/2波長板として機能させたい場合には、液晶硬化層のレターデーションReは、好ましくは245nm以上、より好ましくは265nm以上、特に好ましくは270nm以上であり、好ましくは305nm以下、より好ましくは285nm以下、特に好ましくは280nm以下である。
Re(450)<Re(650) (D3)
Re(450)<Re(550)<Re(650) (D4)
液晶硬化層の厚みは、レターデーション等の特性を所望の範囲にできるように、適切に設定しうる。具体的には、液晶硬化層の厚みは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1.0μm以上であり、好ましくは10μm以下、より好ましくは7μm以下、更に好ましくは5μm以下、特に好ましくは3μm以下である。
基材は、液晶硬化層を形成するために用いられる部材である。通常は、基材の面に液晶性組成物を塗工し、塗工された液晶性組成物を硬化させることによって、液晶硬化層が得られる。厚みの均一な液晶硬化層を得る観点から、基材としては、凹部及び凸部の無い平坦面を有する部材が好ましい。この平坦面は、光学フィルムにおいて、液晶硬化層側の基材の面となる。
前記の延伸は、テンター延伸機などの延伸機を用いて行いうる。
光学フィルムは、任意の面に液晶性組成物を塗工して前記液晶性組成物の層を得る工程と、塗工された液晶性組成物中の重合性液晶化合物を重合させて液晶硬化層を得る工程とを含む製造方法によって、製造しうる。ここで、液晶性組成物を塗工する面としては、通常、基材の面を用いる。したがって、光学フィルムは、通常、液晶性組成物を基材上に塗工して、液晶性組成物の層を得る工程と、基材上に塗工された液晶性組成物に含まれる重合性液晶化合物を重合させて、液晶硬化層を得る工程と、を含む製造方法によって、製造される。
光学フィルムは、そのまま任意の用途に用いてもよく、任意の層を備えていてもよい。任意の層の例としては、他の部材と接着するための接着層、フィルムの滑り性を良くするマット層、耐衝撃性ポリメタクリレート樹脂層などのハードコート層、反射防止層、防汚層等が挙げられる。用途としては、光学用途が好ましく、特に、1/4波長板及び1/2波長板等の波長板が好適である。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
〔1.液晶硬化層の表面フッ素原子量の測定方法〕
基材及び液晶硬化層を備える光学フィルムから、基板を剥がして、液晶硬化層を得た。この液晶硬化層を1cm角に切り取って、サンプルフィルムを得た。表面フッ素原子量を測定したい側の面を表にして、前記のサンプルフィルムをサンプルホルダーに固定した。この際、サンプルフィルムの固定には、導電性テープを用いた。前記のサンプルホルダーを、下記のX線光電子分光分析システムに取り付け、下記の条件に従って液晶硬化層のオモテ面及びウラ面の表面フッ素原子量を測定した。この方法によれば、液晶硬化層の面に存在する、水素(H)を除く全原子中に含まれるフッ素(F)原子のモル含有率を測定できる。
励起X線:Al Kα線
フィラメントEmission:10mA
AnodeHT:15kV
中和銃:Electron Neutralizer
中和条件 Filament Current:1.55A
Charge Balance:3.3V
Filament Bias:1.5V
分析エリア:約700μm×300μm
光電子検出角度:0°(試料面と検出器のなす角度:90°)
基材及び液晶硬化層を備える光学フィルムを、暗室内で、黒い布の前に吊るした。この光学フィルムに、HIDランプ(ポラリオン社製「ポラリオンライト NP−1」、出力35W)を用いて、光学フィルム表面に斜めに光が当たるように、光を照射した。この際の光学フィルムを目視にて観察し、下記の基準にて評価した。
A:斑点状又はシミ状のムラや濁りが一切なく、見た目のクリア感が秀でている(表面をふき取ってもふき取りによる痕跡が見られない)。
B:斑点状又はシミ状のムラが無く、且つ、濁りが無い(実害はないが表面をふき取るとわずかにふき取り跡が痕跡として残る懸念が完全には拭えない)。
C:斑点状又はシミ状のムラは無いが、表面にうっすらと濁りがある。
D:斑点状又はシミ状のムラ、及び、濁りがはっきりとある。
基材及び液晶硬化層を備える光学フィルムを16cm角サイズに裁断して、サンプルフィルムを用意した。
ライトテーブル上に、2枚の直線偏光子(偏光子及び検光子)を、これらの直線偏光子の偏光吸収軸が平行な状態(パラニコル)で重ねた。これらの直線偏光子の間に、前記のサンプルフィルムを、サンプルフィルムの遅相軸が直線偏光子の偏光吸収軸に対して、厚み方向から見て略45°になる向きで置いた。その後、ライトテーブルを点灯させた状態において目視で観察して、見た目の均一性(レターデーションの均一性)に応じて、下記の基準で面状態を評価した。
A:見た目が全面ほぼ均一で、ムラ及び欠陥が認められない。
B:見た目が全面ほぼ均一であるが、僅かに微小なムラが認められる。
C:はっきりとムラが認められる。
D:全面に強いムラが見られる。
基材及び液晶硬化層を備える光学フィルムの、液晶硬化層側の面をガラス板に粘着剤を介して貼り合わせた後、基材を液晶硬化層から剥離した。これにより、ガラス板及び液晶硬化層を備えたサンプル板を得た。このサンプル板の液晶硬化層を、偏光顕微鏡を用いて、対物5倍及び50倍で観察した。観察の際、偏光顕微鏡は、当該偏光顕微鏡が備える偏光板の偏光吸収軸が垂直になる状態(クロスニコル)に設定した。また、観察の際、サンプル板の位置は、(i)消光位及び(ii)液晶硬化層の遅相軸を消光位から数°ずらした位置に合わせた。そして、観察された配向欠陥の程度及び漏れ光の状態から、下記の基準で配向性を評価した。
A:配向欠陥が見られず、消光位での漏れ光がほとんど無い。
B:配向欠陥がわずかに見られ、消光位での漏れ光が僅かにある。
C:配向欠陥が明らかに見られ、消光位で光が漏れる。
基材及び液晶硬化層を備える光学フィルムの、液晶硬化層側の面をガラス板に粘着剤を介して貼り合わせた後、基材を液晶硬化層から剥離した。これにより、ガラス板及び液晶硬化層を備えたサンプル板を得た。このサンプル板を用いて、液晶硬化層の波長450nm、550nm及び650nmでの面内レターデーションReを、ポラリメータ(Axometrics社製「AxoScan」)で測定した。
試料としての界面活性剤を秤量し、分析装置の燃焼管内で燃焼させた。燃焼により発生したガスを、溶液に吸収させて、吸収液を得た。その後、吸収液の一部をイオンクロマトグラフィーにより分析して、界面活性剤の分子中のフッ素原子の割合を測定した。各工程における条件は、下記の通りである。
システム:AQF−2100、GA−210(三菱化学製)
電気炉温度:Inlet 900℃、Outlet 1000℃
ガス:Ar/O2 200mL/min
O2 400mL/min
吸収液:溶媒 H2O2 90μg/mL、
内標物質 P 4μg/mL 又は Br 8μg/mL
吸収液量:20mL
システム:ICS1600(DIONEX製)
移動相:2.7mmol/L Na2CO3 / 0.3mmol/L NaHCO3
流速:1.50mL/min
検出器:電気伝導度検出器
注入量:20μL
(1−1.脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる延伸前基材の製造)
熱可塑性ノルボルネン樹脂のペレット(日本ゼオン社製「ZEONOR1420R」)を90℃で5時間乾燥させた。乾燥させたペレットを押し出し機に供給し、押し出し機内で溶融させ、ポリマーパイプ及びポリマーフィルターを通し、Tダイからキャスティングドラム上にシート状に押し出し、冷却して、厚み60μm、幅1490mmの長尺の延伸前基材を製造した。この製造した延伸前基材を巻き取って、ロールを得た。
前記の延伸前基材を、ロールから引き出し、テンター延伸機に供給した。そして、テンター延伸機を用いて、延伸後に得られる延伸基材の遅相軸が延伸基材の巻取方向に対して45°の角度をなすように延伸を行い、さらにフィルム幅方向の両端をトリミングし、巻き取って、幅1350mmの長尺の延伸基材のロールを得た。得られた延伸基材の測定波長550nmにおける面内レターデーションReは148nm、厚みは47μmであった。
下記式(E1)で表される逆波長重合性液晶化合物(E1)100.0部、界面活性剤(DIC社製「メガファックF562」)0.30部、重合開始剤(BASF社製「IRGACURE379」)3.0部、並びに、溶媒としてシクロペンタノン(日本ゼオン株式会社製)188.0部及び1,3−ジオキソラン(東邦化学製)282.0部を混合して、液状の液晶性組成物を製造した。
前記工程(1−2)で製造した延伸基材を、ロールから引き出して、その長手方向に搬送させた。この延伸基材の一方の表面に、前記工程(1−3)で製造した液晶性組成物を、ダイコーターを用いて塗工し、液晶性組成物の層を形成した。液晶性組成物の層を110℃で2分間配向処理し、N2雰囲気下で400mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させて、液晶硬化層を形成した。これにより、延伸基材と、延伸基材上に形成された乾燥厚み2.0μmの液晶硬化層とを備える長尺の光学フィルムを得た。形成された液晶硬化層には、逆波長重合性液晶化合物を重合させた重合体が、ホモジニアス配向規則性を有して含まれていた。また、液晶硬化層の遅相軸の角度は、塗布に用いた延伸基材の遅相軸と同じく、巻取方向に対して45°の角度をなしていることが確認された。
界面活性剤の種類及び量を、表1又は表2に示す通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムの製造及び評価を行った。
実施例及び比較例の結果を、下記の表1及び表2に示す。下記の表1及び表2において、略称の意味は、下記の通りである。
界面活性剤「F562」:DIC社製「メガファックF−562」。
界面活性剤「S386」:AGCセイミケミカル社製「サーフロンS386」。
界面活性剤「650A」:ネオス社製「フタージェントFTX−650A」。
界面活性剤「601AD」:ネオス社製「フタージェントFTX−601AD」。
界面活性剤「F556」:DIC社製「メガファックF−556」。
界面活性剤「S243」:AGCセイミケミカル社製「サーフロンS243」。
界面活性剤「S651」:AGCセイミケミカル社製「サーフロンS651」。
界面活性剤「S420」:AGCセイミケミカル社製「サーフロンS420」。
界面活性剤「S611」:AGCセイミケミカル社製「サーフロンS611」。
F量:界面活性剤の分子中のフッ素原子の割合。
活性剤量:界面活性剤の量。
表1及び表2から明らかな通り、実施例に係る光学フィルムは高輝度のHIDランプによって照らされた場合でも、ムラ及び濁りが無く、良好な面状態を実現できていることが分かる。
これに対し、比較例においては、HIDランプによって照らされた場合の面状態が良好でない。特に、液晶硬化層のオモテ面の表面フッ素原子量が25モル%未満である比較例7〜9でも、表面フッ素量比が0.5以下である比較例1〜3、5及び6でも、高輝度のHIDランプによって照らされた場合の面状態として良好な結果が得られていない。このことから、高輝度のHIDランプによって照らされた場合の面状態を良好にするとの効果は、(a)液晶硬化層のオモテ面の表面フッ素原子量と、(b)表面フッ素量比とを組み合わせて所定の範囲に収めることによってはじめて得られることが確認された。
HIDランプによって照らされた場合に観察されうるムラについて、以下、例を示して説明する。
図11〜図13は、いずれも同一の光学フィルムを示す写真であり、図11は、HIDランプによって照らされた光学フィルムの様子を示し、図12は、白色蛍光灯によって照らされた光学フィルムの様子を示し、図13は、前記〔3.直線偏光子を用いた液晶硬化層の面状態の評価方法〕で説明したように、パラニコルとなるように重ねた2枚の直線偏光子の間に光学フィルムを置いた様子を示す。
110 硬化物の層
110U 第一面
110D 第二面
120 基材
Claims (7)
- 重合性液晶化合物、及び、フッ素原子を含む界面活性剤を含む液晶性組成物を硬化した硬化物の層を備え、
前記層は、第一面と、前記第一面とは反対側にある第二面とを有し、
前記第一面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量が、25モル%未満であり、
前記第一面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量に対する、前記第二面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量のモル比が、0.5以下である、光学フィルム。 - 前記光学フィルムが、基材を備え、
前記第一面が、前記基材とは反対側の前記層の面であり、
前記第二面が、前記基材側の前記層の面である、請求項1記載の光学フィルム。 - 前記界面活性剤の分子中のフッ素原子の割合が、30重量%以下である、請求項1又は2記載の光学フィルム。
- 前記重合性液晶化合物が、逆波長分散性の複屈折を発現しうる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記重合性液晶化合物が、前記重合性液晶化合物の分子中に、主鎖メソゲンと、前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記重合性液晶化合物が、下記式(I)で表される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学フィルム。
Y1〜Y8は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−、−C(=O)−NR1−、−O−C(=O)−NR1−、−NR1−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−NR1−、−O−NR1−、又は、−NR1−O−を表す。ここで、R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、1つの脂肪族基当たり1以上の−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR2−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−、又は、−C(=O)−が介在していてもよい。ただし、−O−又は−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。ここで、R2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、−C(=O)−R3、−SO2−R4、−C(=S)NH−R9、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。ここで、R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、炭素数5〜12の芳香族炭化水素環基を表す。R4は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表す。R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族基を表す。前記Ax及びAyが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記AxとAyは、一緒になって、環を形成していてもよい。
A1は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2及びA3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基を表す。
A4及びA5は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
m及びnは、それぞれ独立に、0又は1を表す。) - 重合性液晶化合物、及び、フッ素原子を含む界面活性剤を含む液晶性組成物を、基材上に塗工する工程と、
前記基材上に塗工された前記液晶性組成物に含まれる前記重合性液晶化合物を重合させて、前記液晶性組成物を硬化させた硬化物の層を得る工程と、を含み、
前記層の前記基材とは反対側の面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量が、25モル%未満であり、
前記層の前記基材とは反対側の面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量に対する、前記層の前記基材側の面においてX線光電子分光法によって測定される表面フッ素原子量のモル比が、0.5以下である、光学フィルムの製造方法。
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