WO2004072699A1 - 垂直配向用基板及び垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法 - Google Patents

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Kouichi Tanaka
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Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha
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    • G02F1/133742—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment

Definitions

  • the present invention relates to an alignment substrate for vertically aligning a liquid crystal compound and a method for producing a vertically aligned liquid crystal retardation film using the same.
  • a liquid crystal compound layer is formed on a substrate having a so-called alignment function such as rubbed polyimide or polyvinyl alcohol, and the liquid crystal compound can be oriented in the rubbing direction by passing an appropriate temperature and time.
  • the alignment direction of the liquid crystalline compound is usually a rubbing direction, but depending on the type of the alignment substrate and processing conditions, it is also possible to align the liquid crystal compound in a direction perpendicular to the alignment substrate surface.
  • There are many known methods for aligning a liquid crystal compound in a direction perpendicular to the surface of the alignment substrate and various methods such as those described in Patent Documents 1, 2, and 3 and Non-Patent Document 1 are known. Proposed.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned object, and as a result, using a vertical alignment substrate having an acryl polymer layer formed on the surface of an inorganic material layer, a liquid crystal compound was formed on the alignment substrate. By forming a layer and orienting it in a liquid crystal state, the present inventors have newly found that the liquid crystal compound can be oriented in a direction perpendicular to the orientation substrate surface, and have reached the present invention. Disclosure of the invention
  • the layer of an inorganic substance used for the substrate for vertical alignment of the present invention may be a layer in which the substrate itself is formed of an inorganic compound, such as a glass plate, or a layer formed on a plastic film by vapor deposition, sputtering, coating, or the like.
  • an inorganic compound such as aluminum and silver
  • an inorganic compound such as silica and aluminum oxide.
  • Aluminum, aluminum oxide and silver are particularly preferable.
  • Aluminum and aluminum oxide are not strictly classified, meaning that, for example, when aluminum is deposited on a polymer film, the surface of the deposited layer is oxidized to form aluminum oxide.
  • the thickness of the inorganic substance layer is not particularly limited as long as it is formed as a uniform film to some extent, but is preferably about 10 nm to 10 ", more preferably about 0.01 m to 5 am It is preferable that the surface of the layer of the inorganic substance is smooth so as not to affect the orientation of the finally formed liquid crystal compound layer.
  • Examples of the substrate used for the substrate for vertical alignment of the present invention include an inorganic compound such as the above-mentioned glass plate and a polymer film.
  • a polymer film it is smooth enough not to affect the orientation of the liquid crystal compound layer to be finally formed, when forming an inorganic substance layer, and further forming an acrylic polymer layer on it.
  • it has excellent workability. That's it Examples of such polymer films include films made of polyester, polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, triacetyl cellulose, cycloolefin polymer, and the like.
  • the acryl polymer used for the substrate for vertical alignment of the present invention is a copolymer of a (meth) acrylate ester and another copolymerizable compound.
  • the main component (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate,
  • a suitable hardness can be imparted to the polymer layer, and the solvent resistance can be improved by changing the solvent solubility.
  • Other copolymerizable compounds include isoponyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyshethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, acryloylmorpholine, and N, N-isopropylacrylamide.
  • Various compounds such as acrylamide and N-methylol acrylamide may be added as necessary.
  • a crosslinking treatment with a crosslinking agent may be performed.
  • the crosslinking agent include aromatic and aliphatic isocyanate compounds such as toluene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, melamine compounds such as butyl etherified styrene melamine and trimethylol melamine, and diamine compounds.
  • epoxy resin-based compounds, urea resin-based compounds, and the like may be added at the time of crosslinking of about 1% to 30% by weight, preferably about 5% to 20% by weight, based on the polymer after polymerization.
  • the substrate for vertical alignment of the present invention is obtained by applying a solution obtained by adding a crosslinking agent to the acrylic polymer on a layer of an inorganic substance provided on a polyester film, removing the solvent by heating, and performing a crosslinking treatment. Then, an acrylic polymer layer is formed.
  • liquid crystalline compounds having epoxy groups and mixtures thereof, and liquid crystalline acrylates exhibiting discotic liquid crystallinity described in Patent Document 7 And the like but a liquid crystalline acrylate ester that can be polymerized with ultraviolet light in the presence of a photopolymerization initiator is preferable.
  • a liquid crystalline acrylic ester can be used alone, but it is usually used in a mixture of two or more kinds in order to expand the temperature range exhibiting liquid crystallinity and to control birefringence. Is preferred.
  • a solution of the above liquid crystal compound containing a polymerization initiator is coated on the acrylic polymer surface of the substrate for alignment of the present invention.
  • a coating method a method in which the solution is prepared by dissolving the compound in a solvent as described below and using a coating apparatus is preferable.
  • the solvent used for dissolving the liquid crystal compound varies depending on the solvent solubility of the compound used, the wettability of the applied polymer to the acrylic polymer layer of the vertical alignment substrate, and, for example, toluene and xylene.
  • the alignment state can be fixed by irradiating ultraviolet rays at a temperature at which the liquid crystal compound can maintain the alignment state and polymerizing the liquid crystal compound.
  • the dose of ultraviolet rays is usually 1 0 0 ⁇ 1 0 0 0 m JZ cm 2 or so, when the air or the polymerization reaction hardly proceeds is irradiated under nitrogen Kiri ⁇ air.
  • Example 1 Example 1
  • Photopolymerization Initiator Irgacure 907 (Ciba Specialty Chemicals) (12 parts by weight) were dissolved in a mixed solvent of toluene (210 parts by weight) and cyclohexanone (90 parts by weight) to obtain a solid content concentration.
  • a solution of a mixture of 25% liquid crystal compounds was prepared. This solution is uniformly applied on one side of the acrylic polymer of the substrate for vertical alignment described above so that the thickness after drying is about 1 m by spinning all over, the solvent is removed by heating, and then a high-pressure mercury lamp (120 W / cm) to produce a vertically aligned liquid crystal retardation film.
  • the liquid crystal retardation film (polymerized liquid crystal compound layer) obtained using the glass plate coated with the adhesive was peeled off from the acryl polymer layer of the substrate for vertical alignment, and was transferred to a glass plate.
  • the liquid crystal retardation film was transparent.
  • the change in retardation value at a wavelength of 590 nm is measured by an automatic birefringence measuring instrument (Oji Scientific Instruments) Manufactured by KQBRA-21 ADH). The results are shown in FIG. From FIG. 1, it was found that the obtained liquid crystal retardation film was oriented in a direction perpendicular to the vertical alignment substrate surface.
  • a liquid crystal retardation film was produced in the same manner as in Example 1, except that a glass plate was used instead of the polyester film on which aluminum was deposited. The results are shown in FIG. From FIG. 1, it was found that the obtained liquid crystal retardation film was oriented in a direction perpendicular to the vertical alignment substrate surface.
  • the liquid crystal phase difference was obtained in the same manner as in Example 1, except that Paraloid AU-116 (made by Rohm and Haas) was used instead of Paraloid AU-608B (made by Kuchi-Mandhaus). A film was prepared. The results are shown in FIG. From FIG. 1, it was found that the obtained liquid crystal retardation film was oriented in a direction perpendicular to the vertical alignment substrate surface.
  • Example 4 The same operation as in Example 1 was performed again using the substrate for vertical alignment from which the liquid crystal compound layer used in Example 1 was peeled off, to produce a liquid crystal retardation film. The results are shown in FIG. From FIG. 1, it was found that the obtained liquid crystal retardation film was oriented in a direction perpendicular to the vertical alignment substrate surface. Comparative example
  • Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that a polyester film on which nothing was deposited was used instead of the polyester film on which aluminum was deposited, but the liquid crystal compound was not oriented at all.

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Abstract

特別な処理を施すことなく、簡便な方法で垂直配向液晶位相差フィルムを得ることができる配向基板、および該配向基板を用いた垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法を提供する。無機性物質の層の表面上にアクリルポリマー層を形成してなる垂直配向用基板を用い、該基板上に塗布等により液晶性化合物層を設けることにより、該液晶性化合物を垂直配向させることができる。

Description

明細書 垂直配向用基板及び垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法 技術分野
本発明は、 液晶性化合物を垂直に配向させるための配向用基板および これを用いた垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法に関する。 背景技術
ラビング処理されたポリイミドゃポリビニルアルコール等のいわゆ る配向機能を有する基板上に液晶性化合物層を形成し、 適当な温度と時 間を経ることで該液晶性化合物がラビング方向に配向することが知ら れている。 液晶性化合物の配向方向は、 通常、 ラビング方向であるが、 配向基板の種類や処理条件によっては該配向基板面に対して垂直方向 に配向させることも可能である。 この配向基板面に対して垂直方向に液 晶性化合物を配向させる方法は多数知られており、例えば、特許文献 1、 2、 3や非特許文献 1に記載されているような種々の方法が提案されて いる。
【特許文献 1】
特開平 1 0— 3 1 940 8
【特許文献 2】
特開 2 0 0 2— 1 747 24
【特許文献 3】
特開 2 0 0 2 - 3 6 5 6 3 5
【特許文献 4】
特表 2 0 0 0— 5 142 0 2
【特許文献 5】
特開 2 0 0 2— 6 945 0
【特許文献 6】 【特許文献 7】
特開平 9一 5 2 9 6 2
【非特許文献 1】
液晶便覧編集委員会編、 液晶便覧、 丸善株式会社、 3 5 8頁
本発明は、 液晶性化合物を垂直方向に配向させるための新規な垂直配 向用基板を提供することにある。
本発明者らは、 上記の目的を解決すべく鋭意検討を行った結果、 無機 性物質の層表面にァクリルポリマ一の層を形成してなる垂直配向基板 を用いて該配向基板上に液晶性化合物層を形成し、 液晶状態で配向させ ることにより、 該液晶性化合物を該配向基板面に対して垂直方向に配向 させることができることを新規に見出し本発明に至った。 発明の開示
すなわち、 本発明は、
( 1 ) 無機性物質の層表面にアクリルポリマー層を形成してなる垂直配 向用基板、
(2) 無機性物質がアルミニウムまたは酸化アルミニウムまたは銀であ つて、 かつこれらの無機性物質の層が高分子フィルム上に形成されてい ることを特徴とする （ 1 ) に記載の垂直配向用基板、
( 3) ァクリルポリマーが少なくともァクリル酸アルキルエステルを用 いて重合されたポリマ一である （ 1 ) または （2) に記載の垂直配向用 基板、
(4) ァクリルポリマーの層の厚さが 0. 0 1 βπ！〜 2 0 jLimである ( 1 ) ないし （3) に記載の垂直配向用基板、
( 5) ( 1 ) ないし （4) に記載の垂直配向用基板のアクリルポリマー 層上に液晶性化合物層を形成し、 液晶状態で該液晶性化合物を該垂直配 向用基板面に対して垂直方向に配向させ、 その配向状態を維持したまま 固定化することを特徴とする垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法、 ( 6 ) 液晶性化合物が固定化する液晶性ァクリル酸エステル化合物であ り、 固定化が紫外線を照射することによりなされることを特徴とする
( 5 ) に記載の垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法、
( 7 ) ( 2 ) または （3 ) の垂直配向用基板と該配向膜面に対して垂直 方向に配向した垂直配向液晶位相差フィルムとを含む光学フィルム、
( 8 ) ( 7 ) に記載の光学フィルムを有する反射型または反射半透過型 液晶表示装置、
に関する。 発明を実施するための最良の形態
本発明の垂直配向用基板に用いられる無機性物質の層とは、 ガラス板 のように基板そのものが無機化合物で形成されているものや、 プラスチ ックフィルム上に蒸着やスパッ夕リング、 コーティングなどによって無 機性物質の層を形成したものなどが挙げられる。 無機性物質としては、 例えば、 アルミニウム、 銀等の無機金属や、 シリカ、 酸化アルミニウム 等の無機化合物が挙げられるが、 アルミニウムまたは酸化アルミニウム または銀が特に好ましい。 アルミニウムおよび酸化アルミニウムは厳密 に分類されているのではなく、 例えばアルミニウムを高分子フィルム上 に蒸着すると、 蒸着層表面が酸化され、 酸化アルミニウムが生成するよ うな場合も含むことを意味する。 無機性物質の層の厚さは、 ある程度の 均一な膜として形成されていれば特に限定されないが、 好ましくは 1 0 n m〜 1 0 ," m、 より好ましくは 0 . 0 1 m〜 5 a m程度が良い。 ま た、 該無機性物質の層表面は、 最終的に形成される液晶性化合物層の配 向に影響を与えない程度に平滑であることが好ましい。
本発明の垂直配向用基板に用いられる基板としては、 上記のガラス板 のような無機化合物や高分子フィルム等が挙げられる。 高分子フィルム としては、 最終的に形成される液晶性化合物層の配向に影響を与えない 程度に平滑で、 無機性物質の層を形成したり、 さらにその上にアクリル ポリマー層を形成する際の加工性に優れていることが好ましい。 そのよ うな高分子フィルムとしては例えばポリエステル、 ポリカーボネート、 ポリアリレート、 ポリエーテルサルフォン、 トリァセチルセルロース、 シクロォレフィンポリマー等からなるフィルムが挙げられる。 これらの フィルムには、 上記加工性を向上させるためにトリフエニルフォスフエ ート等の正燐酸エステルやェチルフタリルェチルダリコレート等のフ タル酸エステルといった可塑剤を添加することも可能である。 また、 該 高分子フィルムの厚さは好ましくは 1 0 n m〜 2 0 0 m、 より好まし くは 2 0 m〜 1 0 0 m程度がよい。
本発明の垂直配向用基板に用いられるァクリルポリマーは、 （メタ） ァクリル酸エステルと他の共重合可能な化合物との共重合物である。 主 成分の （メタ） ァクリル酸エステルとしては、 例えば、 (メタ) ァクリ ル酸メチル、 （メタ） アクリル酸ェチル、 (メタ） ァクリル酸プロピル、
(メタ） アクリル酸イソプロピル、 （メタ） アクリル酸 n —プチル、 (メ 夕） アクリル酸イソプチル、 （メタ） アクリル酸 t —プチル、 (メタ) ァクリル酸 n —ペンチル、 (メタ） アクリル酸 n—へキシル、 (メタ) ァクリル酸 n —へプチル、 (メタ） アクリル酸 n—ォクチル、 (メタ） アクリル酸 n —ノニル、 (メタ) アクリル酸 n—デシル、 (メタ) ァク リル酸 n —ドデシル等の（メタ）ァクリル酸のアルキルエステル等が挙 げられる。 他の共重合可能な化合物としては、 ァクリル酸、 メタクリル 酸、 マレイン酸、 ィタコン酸等の力ルポキシル基を有する化合物や、 2 —ヒドロキシェチル (メタ) ァクリレート、 2—ヒドロキシプロピル (メ 夕） ァクリレート、 3—クロ口一 2—ヒドロキシプロピル (メタ) ァク リレー卜、 ジエチレングリコールモノ (メタ) ァクリレ一ト等の水酸基 を有する (メタ）ァクリル酸エステルが挙げられる。 これら力ルポキシル 基および水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステルを例えば上記ァク リル酸のアルキルエステルと共重合させることにより、 得られるポリマ 一にさらに架橋剤を加えて架橋させることが可能となり、 アクリルポリ マー層に適度な硬さを付与したり、 溶剤溶解性を変えて耐溶剤性を向上 することができる。 また、 他の共重合可能な化合物としてイソポニル （メタ） ァクリレー ト、 ジシクロペンテニルォキシェチル （メタ） ァクリレート、 N , N— ジメチルァミノプロピルアクリルアミド、 ァクリロイルモルホリン、 N , N _イソプロピルアクリルアミド、 ァクリルアミ ド、 N—メチロールァ クリルアミド等の種々の化合物を必要に応じて添加しても良い。
これらの化合物の使用割合は、 アクリル酸アルキルエステルが 5 0重 量％〜9 8重量％、 好ましくは 7 0重量％〜 9 8重量％、 他の共重合可 能な化合物が 2重量％〜 5 0重量％、 好ましくは 2重量％〜 3 0重量％ 程度が良い。 必要に応じて添加される他の化合物はアクリル酸アルキル エステルと他の共重合可能な化合物の混合物に対して 0〜 2 0重量％、 好ましくは 0〜 1 0重量％程度が好ましい。
これらの化合物を共重合させるためには通常、 重合開始剤を添加し、 加熱等により重合させる。 重合開始剤としては例えば、 ァゾビスィソブ チロニトリル、 ベンゾィルパーオキサイド、 ジー t—ブチルバ一ォキサ イド、 クメンパーオキサイド等が挙げられる。 これらは上記重合可能な 化合物の混合物に対して 0 . 0 1重量％〜 1重量％、 好ましくは 0 . 1 重量％〜 0 . 5重量％程度重合させる際に添加すれば良い。
また、 重合後のァクリルポリマーの硬さゃ耐溶剤性などを調節するた めに、 架橋剤による架橋処理を行うこともできる。 架橋剤としては例え ば、 トルエンジイソシァネ一ト、 へキサメチレンジイソシァネート等の 芳香族および脂肪族イソシァネ一ト化合物や、 ブチルエーテル化スチロ ールメラミン、 トリメチロールメラミン等のメラミン化合物、 ジァミン 化合物、 エポキシ樹脂系化合物、 尿素樹脂系化合物等が挙げられる。 こ れらは重合後のポリマーに対して 1重量％〜 3 0重量％、 好ましくは 5 重量％〜2 0重量％程度架橋させる際に添加すれば良い。
本発明で用いられるアクリルポリマーは例えば、 （メタ） アクリル酸 エステルと他の共重合可能な化合物及び必要に応じて添加する重合可 能な化合物を酢酸ェチルや酢酸プチル、 トルエン、 キシレン、 イソプロ ピルアルコール、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン等の有 機溶剤に溶解し、 重合開始剤の存在下で加熱することにより重合させる ことにより得ることができる。 また、 パラロイ ド AT— 746、 パラ口 イ ド A T— 6 3、 ノ、。ラロイ ド WR— 9 7、 パラロイ ド A T— 40 0、 パ ラロイ ド AT— 4 1 0、 パラロイ ド AT— 7 6、パラロイ ド AT— 8 1、 パラロイ ド AT— 147、 パラロイ ド AT— 8 5、 パラロイ ド AT— 1 48、 パラロイ ド AT_ 9 L〇、 パラロイ ド AU— 6 08 S、 パラロイ ド AU_ 6 08 B、 パラロイ ド AU— 6 08 X、 パラロイ ド AU— 1 1 64、 ノ、。ラロイ ド AU— 1 0 04、 ノ°ラロイ ド AU— 1 0 3 3、 パラ口 イ ド AU— 946、 パラロイ ド AU— 1 1 6 6 (いずれもロームアンド ハース社製） 等の市販のアクリルポリマーも使用可能であり、 特にパラ ロイ ド AU— 6 0 8 B、 パラロイ ド AU— 1 1 6 6が好ましい。
本発明の垂直配向用基板は、 例えばポリエステルのフィルム上に設け られた無機性物質の層上に、 上記アクリルポリマーに架橋剤を添加した 溶液を塗布し、 加熱により溶剤を除去するとともに架橋処理を行い、 ァ クリルポリマー層を形成することにより得られる。 アクリルポリマーに 架橋剤を添加した溶液を調整する際に用いられる溶剤としては、 例えば， トルエン、 キシレン等の芳香族類、 メタノール、 エタノール、 イソプロ ピルアルコール、 n—ブタノール、 ィソブタノール等のアルコール類や、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソブチルケ卜ン、 4—ペン夕 ノン、 シクロペン夕ノン、 シク口へキサノン等のケトン類や、 酢酸メチ ル、酢酸ェチル、 酢酸プチル、乳酸メチル、乳酸ェチル等のエステル類、 プロピレンダリコールモノメチルェ一テルァセテ一ト、 メチルセ口ソル ブ、ェチルセ口ソルブ、ブチルセ口ソルブ等のセロソルブ類、へキサン、 シクロへキサン、 メチルシクロへキサン、 ヘプタン等の炭化水素類等が 挙げられる。 これら溶剤は単独で使用しても良いし、 複数の溶剤を目的 に応じた比率で混合した混合溶剤として使用しても良い。 塗布する方法 は液晶性化合物層の配向に影響を与えない程度に平滑な表面性を実現 させることが可能であれば特に制限はないがスピンコート方式、 ワイヤ 一バーコート方式、 グラビアコート方式、 マイクログラビアコート方式、 カレンダーコート方式、 スプレーコート方式、 メニスカスコート方式、 ディップコート方式、スロッ卜ダイ方式等の塗布方法が好ましい。 また、 アクリルポリマー層の厚さは好ましくは 0 . 0 l m〜 2 0 m、 より 好ましくは 0 . 1〜： L 0 m程度が良い。
こうして得られた本発明の垂直配向用基板を用い、 該配向用基板上に 液晶性化合物の層を形成し、 液晶状態を示す適度な条件に放置すること で該液晶性化合物を該配向用基板面に対して垂直方向に配向させるこ とができる。 液晶性化合物としては、 例えば、 一定の温度範囲でネマテ ィック相を示す低分子量あるいは高分子量の液晶性化合物であり、 配向 後、 該配向状態を固定化することが可能な化合物が好ましい。 垂直配向 した状態を固定化できれば、 そのまま垂直配向液晶位相差フィルムとし て使用することが可能となるため、 低分子量の液晶性化合物の場合は、 重合可能な化合物であることが好ましい。 そのような化合物としては例 えば、 (メタ) ァクリロイル基ゃエポキシ基といった重合可能な置換基 を有し、 ある温度範囲で液晶性を示し、 重合開始剤の存在下で重合する ことが可能な化合物である。 具体的には、 例えば、 特許文献 4や、 特許 文献 5、 特許文献 6に記載の下記液晶性アクリル酸エステル等が挙げら れる
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Figure imgf000009_0004
またはエポキシ基を有する液晶性化合物およびその混合物や特許文献 7に記載のディスコティック液晶性を示す液晶性ァクリル酸エステル 等が挙げられるが、 光重合開始剤の存在下で紫外線で重合が可能である 液晶性アクリル酸エステルが好ましい。 このような液晶性アクリル酸ェ ステルは、 1種でも使用可能であるが、 液晶性を示す温度領域を拡大す るためや、 複屈折性を制御するために、 通常 2種以上の混合物で用いる ことが好ましい。
上記の液晶性化合物を垂直配向用基板面に対して垂直方向に配向さ せる方法としては例えば、 重合開始剤を含有する上記液晶性化合物の溶 液を本発明の該配向用基板のアクリルポリマー面に塗布する。 そのよう な塗布方法としては、 該化合物を下記するような溶剤で溶解した溶液と し、 塗工装置を用いて塗布する方法が好ましい。 液晶性化合物を溶解す る際に用いる溶剤は、 用いる化合物の溶剤溶解性や、 塗布される高分子 垂直配向用基板のアクリルポリマー層へのぬれ性等によって異なるが、 例えば、 トルエン、 キシレン等の芳香族類、 メタノール、 エタノール、 イソプロピルアルコール、 n—ブタノール、 イソブタノ一ル等のアルコ ール類や、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソブチルケ卜ン、 4 _ぺプタノン、 シクロペン夕ノン、 シクロへキサノン等のケトン類や、 酢酸メチル、 酢酸ェチル、 酢酸プチル、 乳酸メチル、 乳酸ェチル等のェ ステル類、 プロピレングリコールモノメチルェ一テルァセテ一ト、 メチ ルセ口ソルブ、ェチルセ口ソルプ、 プチルセ口ソルブ等のセロソルプ類、 へキサン、 シク口へキサン、 メチルシク口へキサン、 ヘプタン等の炭化 水素類等が挙げられる。 これら溶剤は単独で使用しても良いし、 複数の 溶剤を目的に応じた比率で混合した混合溶剤として使用しても良い。 ま た、 塗工装置としては、 例えば、 スピンコート方式、 ワイヤ一バーコ一 ト方式、 グラビアコート方式、 マイクログラビアコート方式、 カレンダ 一コート方式、 スプレーコート方式、 メニスカスコート方式、 ディップ コ一卜方式、 スロットダイ方式等の塗布方法が好ましい。 液晶性化合物 層の厚さは、 所望とする位相差値、 液晶性化合物のもつ複屈折率によつ て適宜定められるが、 好ましくは 0 . l m〜7 m、 より好ましくは 0 . 5 x m〜 5 m程度である。 次いで、 加熱により溶剤を除去後、 化合物の種類によっては溶剤の除去 と同時に、 あるいは、 液晶性化合物が液晶状態を示し、 かつ、 配向に適 した温度条件下で一定時間放置することにより該液晶性化合物が垂直 配向用基板面に対して垂直方向に配向する。 次いで、 重合開始剤が光重 合開始剤であれば液晶性化合物が配向状態を保持できる温度下で紫外 線を照射し、 液晶性化合物を重合させることにより該配向状態を固定化 することができる。 紫外線の照射量は通常 1 0 0〜1 0 0 0 m J Z c m 2程度であり、 空気中または重合反応が進行しにくい場合には窒素雰囲 気下で照射される。
このように配向状態が固定化された液晶性化合物の層を有するフィ ルムは垂直配向液晶位相差フィルムとして使用することができる。 例え ば本発明の垂直配向用基板のァクリルポリマー層と液晶性化合物層と が剥離可能な場合は、 粘着剤等を用いて液晶性化合物層のみを他のフィ ルム (例えば位相差フィルムゃ偏光フィルム)に転写することが可能で ある。 このような垂直配向液晶位相差フィルムは、 例えば、 視野角依存 性を持つ一軸延伸された位相差フィルムに該液晶性化合物層を粘着剤 等を用いて転写することにより、 該ー軸延伸された位相差フィルムの視 野角依存性を改良することができる。 また、 転写後の垂直配向用基板は 再利用することが可能であるため、 その都度垂直配向用基板を作製する 必要が無く、 大幅なコストの削減が可能となる。 また、 無機化合物層が アルミニウムまたは酸化アルミニウムまたは銀であり、 その上にァクリ ルポリマー層を有する本発明の垂直配向用基板と該配向基板上に本発 明の方法で形成された垂直配向液晶位相差フィルムをそのまま一体化 品として使用したり、 該配向基板と垂直配向液晶位相差フィルムを粘着 剤や接着剤を介して一体化した本発明の該配向基板と垂直配向液晶位 相差フィルムを含む本発明の光学フィルムは、 反射型または反射半透過 型液晶表示装置の反射透過フィルムとして使用することができる。 反射 型または反射半透過型液晶表示装置は、 通常円偏光フィルムを用いるが、 円偏光フィルムは通常、 偏光フィルムと位相差が波長の 1 / 4であるい わゆる 1 Z 4波長板と呼ばれる位相差フィルムを偏光フィルムの吸収 軸と位相差フィルムの遅相軸が 4 5 ° になるように積層された構成と なっている。 この 1 Z 4波長板は、 1枚の位相差フィルムに限定されず、 位相差フィルムがもつ波長依存性を改善するために、 複数の異なる位相 差値を有する位相差フィルムを該フィルムの遅相軸が積層後に積層体 全体としても実質的に 1 Z 4波長板として機能するような角度で積層 された 1 Z 4波長板も含まれる。 この円偏光フィルムは反射板からの反 射光を吸収できるため、 反射板と円偏光フィルムとの間に T N (ッイス トネマチック） 型ゃッイストしていない平行または垂直配向型液晶セル を配置し、 入射する円偏光を液晶セルによって制御することで、 画像表 示が可能となる。 しかし、 円偏光フィルムや液晶セルに視野角依存性が ある場合、 見る角度によって位相差値が変化するため鮮明な画像を見る ことが可能なのは正面方向に限られてしまう。 このような場合、 本発明 の光学フィルムを用いた本発明の反射型または反射半透過型液晶表示 装置とすることにより、 反射フィルムとしての機能と垂直配向液晶位相 差フィルムの視野角補償機能を同時に付与することができ、 視野角特性 の優れた液晶表示装置を得ることができる。 実施例
以下実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。 実施例 1
パラロイド A U— 6 0 8 B (口一ムアンドハ一ス社製) を酢酸ブチル で希釈し、 1 0重量％溶液を調製した。 次にこの溶液にトルエンジイソ シァネートをパラロイド固形分に対し 1 0重量％添加した。 この溶液を アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルムのアルミニウム蒸着面 側にワイヤ一バーで乾燥後の厚さが 2 mになるように均一に塗布し、 加熱により溶剤除去と架橋処理を行い本発明の垂直配向用基板を得た。 次に紫外線硬化型液晶性化合物の混合物
Figure imgf000013_0001
3 6. 6重量部
Figure imgf000013_0002
42. 1重量部 o
H2C=CH -C-0-(CH2)6-0— ^^-C-0-^_^~ CN
9. 3重量部
と光重合開始剤ィルガキュア一 9 0 7 (チバスべシャリティーケミカル ズ社製） 1 2重量部をトルエン 2 1 0重量部、 シクロへキサノン 9 0重 量部の混合溶剤で溶解し、 固形分濃度が 2 5 %の液晶性化合物の混合物 の溶液を調製した。 この溶液を上記の垂直配向用基板のアクリルポリマ 一面側にスピンコ一夕一で乾燥後の厚さが約 1 mになるように均一 に塗布し加熱により溶媒を除去後、 高圧水銀灯 ( 1 2 0W/cm) を照 射して重合させて垂直配向液晶位相差フィルムを作製した。 次に粘着剤 を塗布したガラス板を用いて得られた該液晶位相差フィルム (重合した 液晶性化合物層） を垂直配向用基板のァクリルポリマー層から剥離し、 ガラス板へ転写したところ、 該液晶位相差フィルムは透明であった。 次 にこのガラス板に転写した該液晶位相差フィルムを、 該液晶位相差フィ ルム正面から傾斜させた時の波長 5 9 0 nmにおける位相差値の変化 を自動複屈折測定器 （王子計測機器社製： KQBRA— 2 1 ADH) を 用いて測定した。 結果を図 1に示した。 図 1より、 得られた液晶位相差 フィルムは、 該垂直配向用基板面に対して垂直方向に配向していること が分かった。 実施例 2
アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルムの代わりにガラス板 を用いる以外は実施例 1と同様の操作により液晶位相差フィルムを作 製した。 結果を図 1に示した。 図 1より、 得られた液晶位相差フィルム は、 該垂直配向用基板面に対して垂直方向に配向していることが分かつ た。 図 1 垂直配向液晶位相差フィルムの傾斜角による位相差値の変化
Figure imgf000014_0001
実施例 3
パラロイド A U— 6 0 8 B (口一ムアンドハ一ス社製) の代わりにパ ラロイド A U— 1 1 6 6 (ロームアンドハース社製） を用いる以外は実 施例 1と同様の操作により液晶位相差フィルムを作製した。 結果を図 1 に示した。 図 1より、 得られた液晶位相差フィルムは、 該垂直配向用基 板面に対して垂直方向に配向していることが分かった。
実施例 4 実施例 1で用いた液晶性化合物層を剥離した垂直配向用基板を用い て再度実施例 1と同様の操作を行い、 液晶位相差フィルムを作製した。 結果を図 1に示した。 図 1より、 得られた液晶位相差フィルムは、 該垂 直配向用基板面に対して垂直方向に配向していることが分かった。 比較例
比較例 1
アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルムの代わりに何も蒸着 していないポリ力一ポネートフイルムを用いる以外は実施例 1と同様 の操作を行ったが、 液晶性化合物は全く配向しなかった。
実施例 1〜 3と比較例の結果から、 本発明の方法においては液晶性化 合物は垂直配向用基板面に対して垂直方向に配向していることが分か る。 また、 実施例 4より本発明の垂直配向用基板は再利用することが可 能であることが分かる。 産業上の利用可能性
本発明は、 無機性物質の層の表面上にァクリルポリマーの層を形成し てなる垂直配向用基板、 およぴ該配向基板を用いた垂直配向液晶位相差 フィルムの製造方法、 および該配向基板および該液晶位相差フィルムを 含む光学フィルム、 および該光学フィルムを有する反射型または反射半 透過型液晶表示装置であって 本発明の配向垂直用基板を用いることに より、 液晶性化合物を該配向基板面に対して垂直方向に配向させること ができる。 また、 この垂直配向基板は無機性物質の層単独の場合のよう な、 温度や湿度等の環境の変化によって容易に酸化され表面状態が変化 することは無く、 再利用することが可能である。 従って、 垂直配向液晶 位相差フィルムのみを使用したい場合は、 該液晶位相差フィルムを該配 向基板から剥離して再度使用すれば良く、 その都度配向基板を作製する 必要が無いため、 大幅なコスト削減や得られる液晶位相差フィルムの薄 型化が可能となる。 また、 本発明で得られた垂直配向液晶位相差フィル ムを用いることにより、 一軸延伸された位相差フィルムや液晶セルの視 野角依存性を改善することができる。 さらに、 本発明の光学フィルムを 用いることにより、 視野角特性に優れた反射型または反射半透過型液晶 表示装置を得ることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 無機性物質の層表面にアクリルポリマー層を形成してなる垂直配向 用基板。
2 . 無機性物質がアルミニウムまたは酸化アルミニウムまたは銀であつ て、 かつこれらの無機性物質の層が高分子フィルム上に形成されている ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の垂直配向用基板。
3 . ァクリルポリマーが少なくともァクリル酸アルキルエステルを用い て重合されたポリマーである請求の範囲第 1項または 2項に記載の垂 直配向用基板。
4 . アクリルポリマ一の層の厚さが 0 . 0 1 m〜 2 0 mである請求 の範囲第 1項ないし 3項に記載の垂直配向用基板。
5 . 請求の範囲第 1項ないし 4項に記載の垂直配向用基板のァクリルポ リマー層上に液晶性化合物層を形成し、 液晶状態で該液晶性化合物を該 垂直配向用基板面に対して垂直方向に配向させ、 その配向状態を維持し たまま固定化することを特徴とする垂直配向液晶位相差フィルムの製 造方法。
6 . 液晶性化合物が固定化する液晶性ァクリル酸エステル化合物であり , 固定化が紫外線を照射することによりなされることを特徴とする請求 の範囲第 5項に記載の垂直配向液晶位相差フィルムの製造方法。
7 . 請求の範囲第 2項または 3項の垂直配向用基板と該配向膜面に対し て垂直方向に配向した垂直配向液晶位相差フィルムとを含む光学フィ ルム。
8 . 請求の範囲第 7項に記載の光学フィルムを有する反射型または反射 半透過型液晶表示装置。
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