WO2018235667A1 - Method for producing retardation substrate and method for producing liquid crystal display device - Google Patents

Method for producing retardation substrate and method for producing liquid crystal display device Download PDF

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浩二 村田
坂井 彰
雄一 川平
雅浩 長谷川
貴子 小出
中村 浩三
箕浦 潔
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シャープ株式会社
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Abstract

The present invention provides a method for producing a retardation substrate, which is capable of producing a retardation substrate wherein the alignment properties of a reactive mesogen that constitutes a retardation film are improved. The present invention is a method for producing a retardation substrate wherein an alignment film and a retardation film are laminated on a substrate. This method for producing a retardation substrate comprises: a step for subjecting the alignment film to an alignment treatment; a step for forming an uncured film containing a reactive mesogen on the alignment film; and a step for forming the retardation film by irradiating the uncured film with polarized ultraviolet light so as to cause the reactive mesogen to undergo a curing reaction.

Description

位相差基板の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法Method of manufacturing retardation substrate, and method of manufacturing liquid crystal display device
本発明は、位相差基板の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、反応性メソゲンを用いた位相差基板の製造方法、及び、上記位相差基板の製造方法を用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a retardation substrate and a method of manufacturing a liquid crystal display. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a retardation substrate using a reactive mesogen, and a method of manufacturing a liquid crystal display device using the above-described method of manufacturing a retardation substrate.
液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に液晶組成物を封入した液晶表示パネルに対してバックライトから光を照射し、液晶組成物に電圧を印加して液晶分子の配向を変化させることにより、液晶表示パネルを透過する光の量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を有することから、テレビジョン、スマートフォン、タブレット端末、カーナビゲーション等の電子機器に利用されている。このような液晶表示装置には、外光の映り込み防止、色調の補償、視野角の補償等を目的として、位相差フィルムが用いられることがある。 A liquid crystal display device is a display device that uses a liquid crystal composition for display, and a typical display method is that light from a backlight is applied to a liquid crystal display panel in which the liquid crystal composition is sealed between a pair of substrates. The amount of light transmitted through the liquid crystal display panel is controlled by applying light to the liquid crystal composition to change the alignment of the liquid crystal molecules. Such liquid crystal display devices are characterized by their thinness, lightness, and low power consumption, and thus are used in electronic devices such as televisions, smartphones, tablet terminals, and car navigation systems. In such a liquid crystal display device, a retardation film may be used for the purpose of prevention of reflection of external light, compensation of color tone, compensation of viewing angle, and the like.
従来の液晶表示装置は、屋外等の明所で用いたときに、液晶表示装置の内部及び表面で反射される外光の影響でコントラストが低下し、表示品位が低下することがあった。これに対して、液晶セルの観察面側に位相差フィルムを取り付けることにより、外光の反射率を低減し、屋外における視認性を改善することができる。一方、液晶表示装置の薄型化や部材数の低減を進めるためには、液晶セルに位相差フィルムを取り付ける代わりに、液晶セル内に位相差層(「インセル位相差層」ともいう。)を設けることが望まれていた。インセル位相差層としては、配向膜上に、反応性メソゲンで構成された位相差膜を積層したものが用いられる。 When the conventional liquid crystal display device is used in a bright place such as outdoors, the contrast may be reduced due to the influence of external light reflected by the inside and the surface of the liquid crystal display device, and the display quality may be deteriorated. On the other hand, by attaching a retardation film to the viewing surface side of the liquid crystal cell, the reflectance of external light can be reduced, and the visibility in the outdoors can be improved. On the other hand, in order to promote thinning of the liquid crystal display device and reduction of the number of members, instead of attaching a retardation film to a liquid crystal cell, a retardation layer (also referred to as "in-cell retardation layer") is provided in the liquid crystal cell. Was desired. As the in-cell retardation layer, one in which a retardation film composed of reactive mesogens is laminated on an alignment film is used.
反応性メソゲンで構成された位相差膜に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献1が挙げられる。特許文献1には、ベンゾオキサジノン環と該ベンゾオキサジノン環に直結する芳香環を有しており、かつ、重合性官能基を有する置換基で置換されたメソゲン核を有する化合物が開示されている。 As a prior art document regarding the phase difference film comprised by the reactive mesogen, patent document 1 is mentioned, for example. Patent Document 1 discloses a compound having a benzoxazinone ring and an aromatic ring directly linked to the benzoxazinone ring and having a mesogen nucleus substituted with a substituent having a polymerizable functional group. There is.
国際公開第2012/124719号International Publication No. 2012/124719
近年、インセル位相差層について研究開発が進められているが、本発明者の検討によれば、液晶表示装置が高コントラストの表示を行うためには、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性を更に向上させることが望ましいと分かった。 In recent years, research and development have been advanced for in-cell retardation layers, but according to the study of the present inventor, in order for the liquid crystal display device to display high contrast, alignment of reactive mesogens constituting the retardation film It has been found desirable to further improve the sex.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性が向上した位相差基板を製造できる位相差基板の製造方法、及び、上記位相差基板の製造方法を用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned present situation, and provides a method for producing a retardation substrate capable of producing a retardation substrate in which the orientation of reactive mesogens constituting the retardation film is improved, and the retardation substrate An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device using the manufacturing method.
本発明者らは、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性を向上させる方法について種々検討した結果、反応性メソゲンを硬化反応させる際に用いる光として偏光紫外線を用いれば、配向性を向上させることができることを見出した。また、偏光紫外線の照射方位を特定の方位とすれば、より効果的に配向性を向上させることができることについても見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。 As a result of various investigations on the method of improving the orientation of the reactive mesogen constituting the retardation film, the present inventors have improved the orientation by using polarized ultraviolet light as light used for curing reaction of the reactive mesogen. I found that I could do it. In addition, it was also found out that the orientation can be more effectively improved if the irradiation direction of polarized ultraviolet light is a specific direction. The present inventors have arrived at the present invention in view of the fact that the above-mentioned problems can be solved by this.
すなわち、本発明の一態様は、基材上に配向膜及び位相差膜が積層された位相差基板の製造方法であって、上記配向膜を配向処理する工程と、上記配向膜上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程と、上記未硬化膜に、上記反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して上記位相差膜を形成する工程と、を含む位相差基板の製造方法である。 That is, one aspect of the present invention is a method for producing a retardation substrate in which an alignment film and a retardation film are laminated on a base material, and the process of aligning the alignment film, and the reaction on the alignment film. A phase difference substrate comprising the steps of: forming an uncured film containing a mesogenic mesogen; and irradiating the uncured film with polarized ultraviolet light which causes the curing reaction of the reactive mesogen to form a retardation film. It is a manufacturing method.
本発明の別の一態様は、上記位相差基板の製造方法を用いて位相差基板を製造する工程を含む液晶表示装置の製造方法である。 Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display including a step of manufacturing a retardation substrate using the above-described method of manufacturing a retardation substrate.
本発明によれば、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性が向上した位相差基板を製造できる位相差基板の製造方法、及び、上記位相差基板の製造方法を用いた液晶表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a retardation substrate capable of manufacturing a retardation substrate in which the orientation of the reactive mesogen constituting the retardation film is improved, and a liquid crystal display using the above-described method of manufacturing a retardation substrate. A manufacturing method can be provided.
実施形態1の位相差基板を示した断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the retardation substrate of Embodiment 1. 配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位(1stPUV)と、位相差膜12b形成時の偏光紫外線(2ndPUV)の照射方位と、照射方位θとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation azimuth (1stPUV) of the polarization ultraviolet at the time of formation of alignment film 12a, the irradiation azimuth of polarization ultraviolet (2ndPUV) at the time of phase contrast film 12b formation, and irradiation azimuth theta. 実施形態2の液晶表示装置を示した断面模式図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device of Embodiment 2. 実施例1(θ=0°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation direction of the polarization | polarized-light ultraviolet-ray to the alignment film 12a, and the irradiation direction of the polarization | polarized-light ultraviolet-ray to the retardation film 12b about Example 1 ((theta) = 0 degree). 実施例4(θ=45°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation direction of the polarization | polarized-light ultraviolet-ray to alignment film 12a, and the irradiation direction of the polarization | polarized-light ultraviolet-ray to retardation film 12b about Example 4 ((theta) = 45 degrees). 実施例7(θ=90°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation direction of the polarization | polarized-light ultraviolet-ray to alignment film 12a, and the irradiation direction of the polarization | polarized-light ultraviolet-ray to phase difference film 12b about Example 7 ((theta) = 90 degrees). 実施例1~7で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。7 is a graph showing the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 1 to 7. 実施例8~14で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。21 is a graph showing the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 8 to 14. 実施例15~21で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。21 is a graph showing the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 15 to 21.
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Further, the configurations of the respective embodiments may be appropriately combined or changed without departing from the scope of the present invention.
本明細書中、「位相差膜(位相差層)」とは、少なくとも波長550nmの光に対して10nm以上の面内位相差を付与する膜(層)を意味する。ちなみに、波長550nmの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。面内位相差は、R=(ns-nf)×dで定義される。ここで、nsは、位相差膜の面内方向の主屈折率nx及びnyのうちの大きい方を表し、nfは、位相差膜の面内方向の主屈折率nx及びnyのうちの小さい方を表す。主屈折率は、特に断りのない限り、波長550nmの光に対する値を指している。位相差膜の面内遅相軸はnsに対応する方向の軸を指し、面内進相軸はnfに対応する方向の軸を指す。dは、位相差膜の厚さを表す。本明細書中、特に断りがなければ、「位相差」は、波長550nmの光に対する面内位相差を意味している。 In the present specification, the term “retardation film (retardation layer)” means a film (layer) that imparts an in-plane retardation of at least 10 nm to light having a wavelength of at least 550 nm. By the way, light of wavelength 550 nm is light of wavelength with the highest human visibility. The in-plane retardation is defined by R = (ns−nf) × d. Here, ns represents the larger one of the principal refractive indices nx and ny in the in-plane direction of the retardation film, and nf is the smaller one of the principal refractive indices nx and ny in the in-plane direction of the retardation film. Represents The principal refractive index refers to the value for light of wavelength 550 nm unless otherwise noted. The in-plane slow axis of the retardation film refers to the axis in the direction corresponding to ns, and the in-plane fast axis refers to the axis in the direction corresponding to nf. d represents the thickness of the retardation film. In the present specification, “retardation” means an in-plane retardation with respect to light having a wavelength of 550 nm unless otherwise noted.
本明細書中、λ/4の位相差とは、少なくとも波長550nmの光に対して1/4波長(厳密には、137.5nm)の面内位相差を指し、100nm以上、176nm以下の面内位相差であればよい。 In the present specification, the λ / 4 phase difference refers to an in-plane phase difference of at least 1⁄4 wavelength (strictly, 137.5 nm) for light of wavelength 550 nm, and a plane of 100 nm or more and 176 nm or less It may be an internal phase difference.
本明細書中、「観察面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより遠い側を意味する。 In the present specification, the “viewing surface side” means a side closer to the screen (display surface) of the liquid crystal display device, and the “back side” refers to the screen (display surface) of the liquid crystal display device. Mean the more distant side.
本明細書中、2つの軸(方向)が直交するとは、両者のなす角度(絶対値)が90±3°の範囲内であることを指し、好ましくは90±1°の範囲内であり、より好ましくは90±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは90°(完全に直交)である。 In the present specification, that two axes (directions) are orthogonal means that the angle (absolute value) between the two is in the range of 90 ± 3 °, preferably in the range of 90 ± 1 °, More preferably, it is in the range of 90 ± 0.5 °, and particularly preferably 90 ° (perfectly orthogonal).
(実施形態1)
図1は、実施形態1の位相差基板を示した断面模式図である。図1に示すように、実施形態1の位相差基板10Aは、基材11と、基材11の一方の面に設けられたインセル位相差層12とを有し、インセル位相差層12は、配向膜12a及び位相差膜12bから構成される。位相差基板10Aは、基材11及びインセル位相差層12以外に、例えばカラーフィルタ層等の他の層を有していてもよい。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the retardation substrate of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the retardation substrate 10A of Embodiment 1 includes a base material 11 and an in-cell retardation layer 12 provided on one surface of the base material 11, and the in-cell retardation layer 12 is It comprises an alignment film 12a and a retardation film 12b. The retardation substrate 10A may have, in addition to the base material 11 and the in-cell retardation layer 12, other layers such as a color filter layer.
基材11は、透明基材であることが好ましく、例えば、ガラス基材やプラスチック基材が挙げられる。 The substrate 11 is preferably a transparent substrate, and examples thereof include a glass substrate and a plastic substrate.
インセル位相差層12は、直交する2つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える機能を有する。 The in-cell retardation layer 12 has a function of changing the state of incident polarization by making two orthogonal polarization components have a phase difference.
配向膜12aは、位相差膜12bの材料に含まれる反応性メソゲンの配向を制御するための下地層であり、液晶性分子の配向を制御するために用いられる一般的な配向膜を用いることができる。配向膜12aの材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリシロキサン等の主鎖を有するポリマーが挙げられ、主鎖又は側鎖に光反応部位(官能基)を有する光配向膜材料が好適に用いられる。 The alignment film 12a is a base layer for controlling the alignment of reactive mesogens contained in the material of the retardation film 12b, and a general alignment film used to control the alignment of liquid crystalline molecules may be used. it can. Examples of the material of the alignment film 12a include polymers having a main chain such as polyimide, polyamic acid, and polysiloxane, and a photoalignment film material having a photoreactive site (functional group) in the main chain or side chain is preferable. Used.
位相差膜12bは、反応性メソゲン(RM:Reactive Mesogen)を配向させて硬化した層であり、後述する方法によって形成することができる。 The retardation film 12b is a layer in which a reactive mesogen (RM) is oriented and cured, and can be formed by a method described later.
位相差膜12bの膜厚は、1.0μm以上、3.0μm以下であることが好ましく、1.2μm以上、2.0μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the retardation film 12b is preferably 1.0 μm or more and 3.0 μm or less, and more preferably 1.2 μm or more and 2.0 μm or less.
位相差膜12bの位相差は特に限定されないが、位相差膜12bは、λ/4の位相差を有することが好ましい。位相差膜12bの位相差をλ/4とすることにより、位相差基板10Aをインセル位相差層として用いた液晶表示装置において、外光の反射を効果的に抑制することができる。なお、位相差膜12bの位相差は、Axoscan(ミューラー行列偏光計)を用いて測定することができる。 The phase difference of the phase difference film 12 b is not particularly limited, but it is preferable that the phase difference film 12 b have a phase difference of λ / 4. By setting the retardation of the retardation film 12b to λ / 4, reflection of external light can be effectively suppressed in a liquid crystal display using the retardation substrate 10A as an in-cell retardation layer. The phase difference of the phase difference film 12b can be measured using Axoscan (Mueller matrix polarimeter).
位相差膜12bにおける反応性メソゲンの配向は、位相差膜12bの下面側に配置された配向膜12aによって制御されるが、従来の方法では、下面側のみの配向規制力だけでは、バルク中の反応性メソゲン分子や空気界面(上面側)の反応性メソゲン分子を完全に一様配向させることは難しく、液晶表示装置において高コントラストの表示を実現するためには、位相差膜12bを構成する反応性メソゲンの配向性を向上させることが求められていた。 The orientation of the reactive mesogen in the retardation film 12b is controlled by the orientation film 12a disposed on the lower surface side of the retardation film 12b, but in the conventional method, the alignment regulating force of only the lower surface side is in the bulk. It is difficult to align the reactive mesogen molecules and reactive mesogen molecules at the air interface (upper surface side) completely uniformly, and in order to realize a high contrast display in the liquid crystal display device, the reaction constituting the retardation film 12b It has been required to improve the orientation of crystalline mesogens.
本実施形態に係る位相差基板10Aの製造方法によれば、位相差膜12bを構成する反応性メソゲンの配向性を向上させることができる。次に、本実施形態に係る位相差基板10Aの製造方法について説明する。本実施形態に係る位相差基板10Aの製造方法は、配向膜12aを配向処理する工程(1)と、配向膜12a上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程(2)と、未硬化膜に、反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して位相差膜12bを形成する工程(3)とを少なくとも含む。 According to the method of manufacturing the retardation substrate 10A according to the present embodiment, the orientation of the reactive mesogen constituting the retardation film 12b can be improved. Next, a method of manufacturing the retardation substrate 10A according to the present embodiment will be described. In the method of manufacturing the retardation substrate 10A according to the present embodiment, a step (1) of aligning the alignment film 12a, and a step (2) of forming an uncured film containing reactive mesogen on the alignment film 12a The step (3) of forming the retardation film 12b by irradiating the uncured film with polarized ultraviolet light that causes the reactive mesogen to undergo a curing reaction.
<工程(1)>
上記工程(1)では、配向膜12aを配向処理する。配向膜12aの配向処理の方法は特に限定されず、ラビング処理であってもよいし、光配向処理であってもよい。
<Step (1)>
In the step (1), the alignment film 12a is subjected to alignment treatment. The method for the alignment treatment of the alignment film 12a is not particularly limited, and may be rubbing treatment or photo alignment treatment.
ラビング処理は、ラビングローラを回転させながら配向膜12aに押し当てるものである。ラビングローラとしては、例えば、表面にパイルが織り出されたラビング布を巻いたローラや、表面に凹凸のあるローラが挙げられ、レーヨン製のラビング布を巻いたローラが好適に用いられる。 The rubbing process is to press the alignment film 12a while rotating the rubbing roller. The rubbing roller may be, for example, a roller having a rubbing cloth with a pile woven on the surface, or a roller having irregularities on the surface, and a roller having a rayon rubbing cloth is preferably used.
光配向処理は、配向膜12aの材料が光配向膜材料である場合に適用できる。光配向膜材料は、紫外光、可視光等の光(電磁波)が照射されることによって構造変化を生じ、その近傍に存在する液晶分子の配向を規制する性質(配向規制力)を発現する材料や、配向規制力の大きさ及び/又は向きが変化する材料全般を意味する。光配向膜材料は、例えば、二量化(二量体形成)、異性化、光フリース転移、分解等の反応が光照射によって起こる光反応部位を含む。光照射によって二量化及び異性化する光反応部位(官能基)としては、例えば、シンナメート、シンナモイル、4-カルコン、クマリン、スチルベン等が挙げられる。光照射によって異性化する光反応部位(官能基)としては、例えば、アゾベンゼン等が挙げられる。光照射によって光フリース転移する光反応部位としては、例えば、フェノールエステル構造等が挙げられる。光照射によって分解する光反応部位としては、例えば、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸-1,2:3,4-二無水物(CBDA)等のシクロブタン環を含む二無水物等が挙げられる。また、光配向膜材料は、垂直配向(Vertical Alignment)モードで使用可能な垂直配向性を示すものが好ましい。光配向膜材料としては、例えば、光反応部位を含むポリアミド(ポリアミック酸)、ポリイミド、ポリシロキサン誘導体、メタクリル酸メチル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。 The photoalignment process can be applied when the material of the alignment film 12a is a photoalignment film material. The photo alignment film material is structurally changed by being irradiated with light (electromagnetic wave) such as ultraviolet light and visible light, and is a material that exhibits a property (alignment control force) to control the alignment of liquid crystal molecules existing in the vicinity Or, it means all materials in which the magnitude and / or orientation of the orientation control force changes. The photoalignment film material contains, for example, a photoreactive site in which a reaction such as dimerization (dimer formation), isomerization, light fleece transition, decomposition occurs by light irradiation. Examples of photoreactive sites (functional groups) which are dimerized and isomerized by light irradiation include cinnamate, cinnamoyl, 4-chalcone, coumarin, stilbene and the like. As a photoreaction site (functional group) which is isomerized by light irradiation, azobenzene etc. are mentioned, for example. As a photoreaction site | part which carries out light fleece transition by light irradiation, a phenol ester structure etc. are mentioned, for example. As a photoreaction site to be decomposed by light irradiation, for example, a dianhydride containing a cyclobutane ring such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride (CBDA), etc. Can be mentioned. Further, it is preferable that the photo alignment film material exhibits vertical alignment usable in the vertical alignment mode. As a photo alignment film material, the polyamide (polyamic acid) containing a photoreaction site | part, a polyimide, a polysiloxane derivative, a methyl methacrylate, polyvinyl alcohol etc. are mentioned, for example.
光配向処理は、例えば、配向膜12aに対して光を照射する光源を持ち、複数の画素にわたる連続的なスキャン露光を行うことができる機能を持つ装置を用いて行うことができる。スキャン露光の具体的態様としては、例えば、基板を移動させながら光源から発せられる光線を基板面上に照射する態様、及び、光源を移動させながら該光源から発せられる光線を基板面上に照射する態様、光源及び基板を移動させながら光源から発せられる光線を基板面上に照射する態様が挙げられる。 The optical alignment processing can be performed using, for example, an apparatus having a light source for irradiating light to the alignment film 12 a and having a function capable of performing continuous scan exposure over a plurality of pixels. As a specific aspect of the scan exposure, for example, an aspect in which a light beam emitted from a light source is moved onto the substrate surface while moving the substrate, and a light flux emitted from the light source is irradiated onto the substrate surface while moving the light source The aspect includes an aspect in which a light beam emitted from the light source is irradiated on the substrate surface while moving the light source and the substrate.
光配向処理後には、加熱処理を行ってもよい。加熱処理することにより、光反応を起こさなかった光配向膜材料の一部を一定の方向に配向させることができる。 Heat treatment may be performed after the light alignment treatment. By heat treatment, it is possible to orient a part of the photoalignment film material which has not caused a photoreaction in a predetermined direction.
<工程(2)>
上記工程(2)では、配向膜12a上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する。未硬化膜は、位相差膜用組成物を、基材11上に塗布することにより作製することができる。位相差層用組成物の塗布方法としては、当該分野において一般的に知られている何れの方法でもよく、例えば、スピンコート法、バーコート法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレーコーター法等がある。
<Step (2)>
In the step (2), an uncured film containing reactive mesogen is formed on the alignment film 12a. The uncured film can be prepared by applying the retardation film composition on the substrate 11. As a method of applying the composition for retardation layer, any method generally known in the relevant field may be used. For example, spin coating method, bar coating method, die coater method, screen printing method, spray coater method, etc. There is.
上記位相差膜用組成物は、反応性メソゲンを溶媒に溶解させたものである。さらに、上記位相差層用組成物には、光重合開始剤、界面活性剤等の他、光及び熱により重合を起こさせる重合性組成物に通常含まれる成分を適宜添加してもよい。 The composition for retardation film is obtained by dissolving a reactive mesogen in a solvent. In addition to the photopolymerization initiator, the surfactant, etc., a component usually contained in a polymerizable composition which causes polymerization by light and heat may be appropriately added to the composition for the retardation layer.
上記反応性メソゲンとしては、例えば、液晶性高分子のメソゲン成分として多用されているビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基、これらの誘導体等のメソゲン基と、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデン基、β-(2-フェニル)アクリロイル基、桂皮酸基、これらの誘導体等の光反応性基とを、併せ有する構造の側鎖を有し、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、N-フェニルマレイミド、シロキサン等の構造を主鎖に有するポリマーを挙げることができる。 Examples of the reactive mesogen include mesogenic groups such as biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, phenylbenzoate group, azobenzene group, derivatives thereof, and the like, which are frequently used as mesogenic components of liquid crystalline polymers, cinnamoyl groups, Acrylate, methacrylate, maleimide, N- having a side chain having a structure having a combination of chalcone group, cinnamylidene group, β- (2-phenyl) acryloyl group, cinnamic acid group, and photoreactive groups such as derivatives thereof, Mention may be made of polymers having a structure such as phenyl maleimide or siloxane in the main chain.
上記反応性メソゲンは、単一の繰り返し単位からなるホモポリマーであってもよく、側鎖の構造の異なる2以上の繰り返し単位からなるコポリマーであってもよい。上記コポリマーとしては、交互型、ランダム型、グラフト型等のいずれをも含むものである。また、上記コポリマーにおいては、少なくとも一の繰り返し単位に係る側鎖は、上記メソゲン基と上記光反応性基とを併せ有する構造の側鎖であるが、他の繰り返し単位に係る側鎖は、上記メソゲン基や上記光反応性基を有さないものであってよい。 The reactive mesogen may be a homopolymer consisting of a single repeating unit or a copolymer consisting of two or more repeating units having different side chain structures. The above-mentioned copolymer includes any of alternating type, random type, graft type and the like. Further, in the above copolymer, the side chain relating to at least one repeating unit is a side chain having a structure having both the mesogen group and the photoreactive group, but the side chain relating to other repeating units is the above It may be one that does not have a mesogenic group or the above-mentioned photoreactive group.
本実施形態に係る反応性メソゲンの好ましい具体例を以下に示す。 Preferred specific examples of the reactive mesogen according to the present embodiment are shown below.
上記反応性メソゲンは、例えば、下記一般式(I)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーであってもよい。 The reactive mesogen may be, for example, a copolymerizable (meth) acrylic acid polymer having a repeating unit represented by the following general formula (I).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(上記式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rはアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、環A及び環Bはそれぞれ独立して、下記一般式(M1)~(M5)で表される基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group or a phenyl group substituted with a group selected from an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group and a halogen atom, ring A And ring B are each independently a group represented by the following general formulas (M1) to (M5), p and q are each independently an integer of 1 to 12, and m and n Is the mole fraction of each monomer in the copolymer satisfying the relationship of 0.65 ≦ m ≦ 0.95, 0.05 ≦ n ≦ 0.35, and m + n = 1.)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(上記式中、X~X38の各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(In the above formula, each of X 1 to X 38 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom or a cyano group.)
上記反応性メソゲンは、下記一般式(I-a)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーであることが好ましい。 The reactive mesogen is preferably a copolymerizable (meth) acrylic acid polymer having a repeating unit represented by the following general formula (Ia).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(上記式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rはアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、X1A~X4Aの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基であり、環Bは、下記一般式(M1a)又は(M5a)で表される基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group, or a phenyl group substituted with a group selected from an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group and a halogen atom, X 1A ~ and each respective independent X 4A, a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom or a cyano group, ring B is a group represented by the following general formula (M1a) or (M5a), p and q are each independently an integer of 1 to 12, and m and n have a relationship of 0.65 ≦ m ≦ 0.95, 0.05 ≦ n ≦ 0.35, m + n = 1 The mole fraction of each monomer in the copolymer satisfying
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(上記式中、X1B~X4B及びX31B~X38Bの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(In the above formulas, each of X 1B to X 4B and X 31B to X 38B is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom or a cyano group.)
更に、上記反応性メソゲンは、下記一般式(I-b)又は(I-c)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーであることがより好ましい。 Furthermore, the reactive mesogen is more preferably a copolymerizable (meth) acrylic acid polymer having a repeating unit represented by the following general formula (Ib) or (Ic).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(上記式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rはアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、X1A~X4A及びX31B~X38Bの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。) (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group, or a phenyl group substituted with a group selected from an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group and a halogen atom, X 1A Each of to X 4A and X 31B to X 38B is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom or a cyano group, and p and q are each independently any of 1 to 12 It is an integer, and m and n are mole fractions of respective monomers in the copolymer satisfying the relationship of 0.65 ≦ m ≦ 0.95, 0.05 ≦ n ≦ 0.35, and m + n = 1. )
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(上記式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rはアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、X1A~X4A及びX1B~X4Bの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。) (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group, or a phenyl group substituted with a group selected from an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group and a halogen atom, X 1A Each of X 4A and X 1B to X 4B is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom or a cyano group, and p and q are each independently any of 1 to 12 It is an integer, and m and n are mole fractions of respective monomers in the copolymer satisfying the relationship of 0.65 ≦ m ≦ 0.95, 0.05 ≦ n ≦ 0.35, and m + n = 1. )
本実施形態の一般式(I)(一般式(I-a)、一般式(I-b)及び一般式(I-c)を含む。以下同様。)において、Rとしては、メチル基が好ましい。Rとしては、アルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基が好ましく、このうちアルキル基、又は、アルコキシ基若しくはシアノ基で置換されたフェニル基がより好ましく、アルキル基、又は、アルコキシ基で置換されたフェニル基が特に好ましい。 In the general formula of the present embodiment (I) (formula (I-a), formula (I-b) and the general formula including the (I-c). Forth.), As the R 1, a methyl group preferable. As R 2 , a phenyl group substituted by an alkyl group or a group selected from an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group and a halogen atom is preferable, and of these, an alkyl group or an alkoxy group or a cyano group substituted A phenyl group is more preferable, and a phenyl group substituted with an alkyl group or an alkoxy group is particularly preferable.
31B~X38Bとしては、いずれも、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、すべて水素原子である場合が最も好ましい。 As each of X 31 B to X 38 B , a hydrogen atom or a halogen atom is preferable, and all hydrogen atoms are most preferable.
p及びqとしては、いずれも、3~9のいずれかの整数が好ましく、このうち5~7のいずれかの整数がより好ましく、6が最も好ましい。mについては、好ましくは0.75≦m≦0.85の範囲であり、最も好ましいのは0.8である。対応するnの好ましい範囲は、m+n=1から自ずと定まる範囲である。すなわち、好ましくは0.15≦n≦0.25の範囲であり、最も好ましいのは0.2である。 As p and q, any integer of 3 to 9 is preferable, and any integer of 5 to 7 is more preferable among them, and 6 is most preferable. The range of m is preferably in the range of 0.75 ≦ m ≦ 0.85, and most preferably 0.8. The corresponding preferable range of n is a range which is naturally determined from m + n = 1. That is, it is preferably in the range of 0.15 ≦ n ≦ 0.25, and most preferably 0.2.
本実施形態の一般式(I-a)、(I-b)又は(I-c)において,X1A~X4Aとしては、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、特に、X1A~X4Aのいずれか一つがハロゲン原子であって、その他が水素原子である場合、又は、全てが水素原子である場合が好ましい。また、本実施形態の一般式(I-b)において、X31B~X38Bとしては、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、全てが水素原子である場合が最も好ましい。また、本実施形態の一般式(I-c)において、X1B~X4Bとしては、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、全てが水素原子である場合が最も好ましい。 In the general formulas (I-a), (I-b) or (I-c) of the embodiment, X 1A to X 4A are preferably a hydrogen atom or a halogen atom, and in particular, any of X 1A to X 4A Preferably, one is a halogen atom and the other is a hydrogen atom, or all are hydrogen atoms. Further, in the general formula (Ib) of the present embodiment, as X 31B to X 38B , a hydrogen atom or a halogen atom is preferable, and it is most preferable that all of them are hydrogen atoms. Further, in the general formula (Ic) of the present embodiment, as X 1B to X 4B , a hydrogen atom or a halogen atom is preferable, and it is most preferable that all of them are hydrogen atoms.
のアルキル基又はRのフェニル基の置換基のアルキル基としては、炭素数1~12のアルキル基が挙げられ、そのうち、好ましくは炭素数1~6のものが、更に好ましくは炭素数1~4のものが、最も好ましくはメチル基が挙げられる。Rのフェニル基の置換基のアルコシキ基としては、炭素数1~12のアルコキシ基が挙げられ、そのうち、好ましくは炭素数1~6のものが、更に好ましくは炭素数1~4のものが、最も好ましくはメトキシ基が挙げられる。Rのフェニル基の置換基のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、このうち、フッ素原子が好ましい。 The alkyl group of the substituents of the phenyl group of the alkyl group or R 2 in R 2, include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, of which preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably a carbon number The thing of 1-4 is most preferably a methyl group. The alkoxy group of the substituent of the phenyl group of R 2 includes an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, preferably one having 1 to 6 carbon atoms, more preferably one having 1 to 4 carbon atoms. And most preferably a methoxy group. The halogen atom of the substituents of the phenyl group of R 2, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, of which a fluorine atom is preferable.
~X38において、アルキル基としては、炭素数1~4のものが挙げられ、そのうちメチル基が最も好ましく、アルコキシ基としては、炭素数1~4のものが挙げられ、そのうちメトキシ基が最も好ましく、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、このうち、フッ素原子が好ましい。 In X 1 to X 38 , examples of the alkyl group include those having 1 to 4 carbon atoms, of which methyl group is the most preferable, and examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms, of which the methoxy group is The halogen atom is most preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, among which a fluorine atom is preferable.
なお、本明細書において、X1A~X4Aは、環A又は環B上の置換基であるX~X38について、それらが環A上の置換基である場合を表し、X1B~X4B及びX31B~X38Bは、それらが環B上の置換基である場合を表すものである。したがって、X~X38についての説明は、そのままX1A~X4A、X1B~X4B及びX31B~X38Bに対しても適用し得るものである。 In the present specification, X 1A to X 4A represent, for X 1 to X 38 which are substituents on ring A or ring B, a case where they are substituents on ring A, X 1B to X 4B and X 31 B to X 38 B represent the case where they are substituents on ring B. Therefore, description of the X 1 ~ X 38 is one which can be applied also to directly X 1A ~ X 4A, X 1B ~ X 4B and X 31B ~ X 38B.
上記位相差膜用組成物における反応性メソゲンの含有量は、10重量%以上、40重量%以下であることが好ましく、15重量%以上、35重量%以下であることがより好ましく、20重量%以上、30重量%以下であることが更に好ましい。 The content of the reactive mesogen in the retardation film composition is preferably 10% by weight or more and 40% by weight or less, more preferably 15% by weight or more and 35% by weight or less, and 20% by weight More preferably, it is 30% by weight or less.
上記位相差膜用組成物に用いる溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、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ジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジブチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、エタノール、プロパノール、シクロヘキサン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、n-ヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。このうち、毒性や環境負荷の観点及び/又は樹脂基材(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)等)に対する耐溶解性の観点から、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンが好ましい。これらは何れかを単独で用いることもでき、2種以上を併用することもできる。特に、上記一般式(I)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーは、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンにも溶解するという優れた特長を有する。 Examples of the solvent used for the composition for the retardation film include toluene, ethylbenzene, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol methyl ether, dibutyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, ethanol, propanol, cyclohexane, cyclopentanone, methyl cyclohexane Tetrahydrofuran, dioxane, cyclohexanone, n-hexane, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate, methoxybutyl acetate, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide and the like. Among them, methyl ethyl ketone and cyclohexanone are preferable from the viewpoint of toxicity and environmental load and / or from the viewpoint of solubility resistance to a resin substrate (for example, polyethylene terephthalate (PET), cycloolefin polymer (COP), etc.). Any of these may be used alone, or two or more may be used in combination. In particular, the copolymerizable (meth) acrylic acid polymer having a repeating unit represented by the above general formula (I) has an excellent feature of being soluble in methyl ethyl ketone and cyclohexanone.
上記位相差層用組成物における溶媒の含有量は、反応性メソゲンが溶解する限り特に制限はないが、通常、反応性メソゲンの総重量に対し、例えば、70重量%以上、99重量%以下である。 The content of the solvent in the composition for the retardation layer is not particularly limited as long as the reactive mesogen is dissolved, but usually, for example, 70% by weight or more and 99% by weight or less based on the total weight of the reactive mesogen is there.
上記位相差膜用組成物に用いる光重合開始剤としては、少量の光照射により均一な膜を形成させるために一般に知られている汎用の光重合剤をいずれも用いることができる。具体例としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾニトリル系光重合開始剤、イルガキュア907(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、イルガキュア369(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等のα-アミノケトン系光重合開始剤、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、2-クロルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン,2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等;更には、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、チオキサンソン等の光重合開始剤が挙げられる。光重合開始剤は、何れかを単独で用いてもよいし、2種以上を併せて用いてもよい。 As a photoinitiator used for the said composition for retardation film, in order to form a uniform film | membrane by light irradiation of a small amount, the general purpose photopolymerization agent generally known can be used all. Specific examples thereof include, for example, azonitrile-based photopolymerization initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), Irgacure 907 (Ciba Specialty · · · Α-amino ketone photopolymerization initiators such as Chemicals, Irgacure 369 (Ciba Specialty Chemicals), 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4) -Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one and the like Acetophenone photoinitiators, benzoin, benzoi Benzoin photopolymerization initiators such as methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzyl dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl- Benzophenone photopolymerization initiators such as 4'-methyl diphenyl sulfide, 2-chlorothioxanthones, 2-methyl thioxanthones, isopropyl thioxanthones, thioxanthone photopolymerization initiators such as 2,4-diisopropyl thioxanthone, 2,4,6-Trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -S-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4 -Bis (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphtho-1-) Yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl (4'-methoxystyryl) -6-triazine etc. Triazine-based photopolymerization initiators, carbazole-based photopolymerization initiators, imidazole-based photopolymerization initiators, etc .; and further, α-acyloxy esters, acyl phosphine oxides, methyl Phenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl anthraquinone, 4,4'-diethylisophthalophenone, 3,3 ', 4,4'-tetra (t-butylperoxy) Photopolymerization initiators such as carbonyl) benzophenone, 4,4'-diethylamino benzophenone, thioxanthone and the like can be mentioned. Any of the photopolymerization initiators may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
上記位相差膜用組成物に用いる界面活性剤としては、均一な膜を形成させるために一般に用いられている界面活性剤をいずれも用いることができる。具体例としては、例えば、ラウリル硫酸ソーダ、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテルホスフェート、ナトリウムオレイルスクシネート、ミリスチン酸カリウム、ヤシ油脂肪酸カリウム、ナトリウムラウロイルサルコシネート等のアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールモノラウレート、ステアリン酸ソルビタン、ミリスチン酸グリセリル、ジオレイン酸グリセリル、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート等のノニオン性界面活性剤;ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウムクロリド等のカオチン性界面活性剤;ラウリルベタイン、アルキルスルホベタイン、コカミドプロピルベタイン、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン、ラウロイルサルコシンナトリウム、ココアンホ酢酸ナトリウム等の両性界面活性剤;更には、BYK-361、BYK-306、BYK-307(ビックケミージャパン社製)、フロラードFC430(住友スリーエム社製)、メガファックF171、R08(DIC社製)等の界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、何れかを単独で用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。 As surfactant used for the said composition for retardation film, surfactant generally used in order to form a uniform film | membrane can be used all. Specific examples thereof include sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, alkyl ether phosphate, sodium oleyl succinate, potassium myristate, coconut oil fatty acid potassium, sodium lauroyl sulfate Anionic surfactants such as cosinate; polyethylene glycol monolaurate, sorbitan stearate, glyceryl myristate, glyceryl dioleate, sorbitan stearate, nonionic surfactants such as sorbitan oleate; stearyltrimethyl ammonium chloride, behenyl chloride Cationic domains such as trimethyl ammonium, stearyl dimethyl benzyl ammonium chloride, cetyl trimethyl ammonium chloride Activators; Alkylbetaines such as laurylbetaine, alkylsulfobetaines, cocamidopropylbetaine, alkyldimethylaminoacetic acid betaines, etc., amphoteric surfactants such as alkylimidazolines, sodium lauroyl sarcosine, sodium cocoamphoacetate, etc. Furthermore, BYK-361, BYK Surfactants such as -306, BYK-307 (manufactured by Bick Chemie Japan), Florard FC 430 (manufactured by Sumitomo 3M), Megafac F 171, R 08 (manufactured by DIC) and the like can be mentioned. Any of these surfactants may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
上記位相差層用組成物における反応性メソゲン及び溶媒以外の任意成分の含有量は特に限定されず、通常、反応性メソゲンの総重量に対し、例えば、光重合開始剤は1重量%以上、10重量%以下、界面活性剤は0.1重量%以上、5重量%以下含まれていることが好ましい。 The content of the optional components other than the reactive mesogen and the solvent in the composition for the retardation layer is not particularly limited, and usually, for example, the photopolymerization initiator is contained in an amount of 1% by weight or more based on the total weight of the reactive mesogen. The content of the surfactant is preferably 0.1% by weight or more and 5% by weight or less.
次に、配向膜12a上に塗布された位相差膜用組成物を減圧乾燥するか、又は、自然乾燥した後加熱乾燥して、上記位相差層用組成物中に含まれている溶媒を留去することが好ましい。基材11上に塗布された位相差層用組成物は、自然乾燥の後、加熱乾燥されることがより好ましい。ここで、「溶媒を留去する」とは、溶媒を残溶媒が検出できない程度にまで除去することを意味し、例えば、ガスクロマトグラフィーでの測定で検出限界以下となるものである。位相差膜用組成物から溶媒が留去されると、配向膜12a上に未硬化膜が形成される。本明細書では、反応性メソゲンを含有し、偏光紫外線の照射により硬化される前の膜を「未硬化膜」という。 Next, the composition for retardation film applied on the alignment film 12a is dried under reduced pressure or naturally dried and then dried by heating to remove the solvent contained in the composition for retardation layer. It is preferred to leave. It is more preferable that the composition for retardation layer applied on the base material 11 be heat-dried after natural drying. Here, "distilling off the solvent" means removing the solvent to such an extent that the remaining solvent can not be detected, and for example, it becomes below the detection limit in measurement by gas chromatography. When the solvent is distilled off from the composition for retardation film, an uncured film is formed on the alignment film 12a. In the present specification, a film that contains a reactive mesogen and is not cured by irradiation with polarized ultraviolet light is referred to as an "uncured film".
<工程(3)>
上記工程(3)では、未硬化膜に、反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して位相差膜を形成する。上記未硬化膜に照射する偏光紫外線(PUV:Polarized UV)の波長は照射により反応性メソゲンに硬化反応を生じさせることができれば特に限定されず、近紫外線(波長:200~380nm)であってもよく、遠紫外線(波長:10~200nm)であってもよい。
<Step (3)>
In the step (3), the uncured film is irradiated with polarized ultraviolet light that causes the reactive mesogen to undergo a curing reaction to form a retardation film. The wavelength of polarized ultraviolet light (PUV: Polarized UV) irradiated to the above-mentioned uncured film is not particularly limited as long as the reactive mesogen can be caused to cure by irradiation, and even near ultraviolet light (wavelength: 200 to 380 nm) It may be far ultraviolet (wavelength: 10 to 200 nm).
上記偏光紫外線は、配向膜12aの光吸収波長よりも長波長であることが好ましい。上記偏光紫外線の波長が、配向膜12aの光吸収波長と重複する場合には、後から照射された偏光紫外線によって、先の配向処理で設定された配向膜12aの配向方位が変わってしまったり、配向膜12aの光吸収によって反応性メソゲンの硬化反応が妨げられるおそれがある。また、上記偏光紫外線の波長が、配向膜12aの光吸収波長よりも短波長である場合には、偏光紫外線によって配向膜12aを構成する高分子の結合が切れて、配向膜12aの配向規制力が低下するおそれがある。配向膜12aは、220~260nmの光吸収波長を有するものが好適に用いられる。 The polarized ultraviolet light preferably has a wavelength longer than the light absorption wavelength of the alignment film 12a. When the wavelength of the polarized ultraviolet light overlaps with the light absorption wavelength of the alignment film 12a, the alignment orientation of the alignment film 12a set in the previous alignment process may be changed by the polarized ultraviolet light irradiated later. The light absorption of the alignment film 12a may interfere with the curing reaction of the reactive mesogen. Further, when the wavelength of the polarized ultraviolet light is shorter than the light absorption wavelength of the alignment film 12a, the bonding of the polymers constituting the alignment film 12a is broken by the polarized ultraviolet light, and the alignment regulating force of the alignment film 12a May decrease. As the alignment film 12a, one having a light absorption wavelength of 220 to 260 nm is suitably used.
上記偏光紫外線の照射方位θは、配向膜12aの配向処理方位を0°と定義したときに、+45°≦θ≦+90°又は-45°≦θ≦90°であることが好ましい。これによって、位相差膜12bを構成する反応性メソゲンの配向性をより効果的に向上させることができる。その結果、液晶表示装置による表示のコントラストをより効果的に向上させることが可能となる。なお、配向膜12aの材料が光配向膜材料である場合、配向膜12aの配向処理方位とは、配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位である。図2は、配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位(1stPUV)と、位相差膜12b形成時の偏光紫外線(2ndPUV)の照射方位と、照射方位θとの関係を説明する図である。図2において、反時計周りの方向に形成される角度を正の角度とし、時計周りの方向に形成される角度を負の角度とする。 The irradiation direction θ of the polarized ultraviolet light is preferably + 45 ° ≦ θ ≦ + 90 ° or −45 ° ≦ θ ≦ 90 ° when the alignment treatment direction of the alignment film 12a is defined as 0 °. Thereby, the orientation of the reactive mesogen constituting the retardation film 12b can be more effectively improved. As a result, it is possible to more effectively improve the display contrast of the liquid crystal display device. When the material of the alignment film 12a is a photoalignment film material, the alignment treatment orientation of the alignment film 12a is the irradiation orientation of polarized ultraviolet light when forming the alignment film 12a. FIG. 2 is a view for explaining the relationship between the irradiation direction of polarized ultraviolet light (1st PUV) when forming the alignment film 12a, the irradiation direction of polarized ultraviolet light (2nd PUV) when forming the retardation film 12b, and the irradiation direction θ. In FIG. 2, an angle formed in the counterclockwise direction is a positive angle, and an angle formed in the clockwise direction is a negative angle.
上記偏光紫外線の照射方位とは、偏光紫外線の電場の振動方向を未硬化膜上に投影したものである。なお、偏光紫外線は、上記未硬化膜の表面に対して垂直方向から照射されてもよいし、斜め方向から照射されてもよい。上記配向膜12aの配向処理方位とは、光配向処理の場合、光配向処理の際に照射される偏光の電場の振動方向を配向膜12a上に投影したものである。なお、光配向処理の際に照射される偏光は、配向膜12aの表面に対して垂直方向から照射されてもよいし、斜め方向から照射されてもよい。配向膜12aによって配向させられる反応性メソゲンの分子の長軸は、配向膜12aの配向処理方位に対して直交する方位に向けられることが好ましい。 The irradiation direction of the polarized ultraviolet light is obtained by projecting the vibration direction of the electric field of the polarized ultraviolet light onto the uncured film. The polarized ultraviolet light may be irradiated from the direction perpendicular to the surface of the uncured film or may be irradiated from an oblique direction. The alignment treatment orientation of the alignment film 12a is obtained by projecting the vibration direction of the electric field of the polarized light irradiated in the light alignment treatment on the alignment film 12a in the case of the light alignment treatment. In addition, the polarized light irradiated in the case of a photo-alignment process may be irradiated from the orthogonal | vertical direction with respect to the surface of the alignment film 12a, and may be irradiated from a diagonal direction. It is preferable that the long axes of the molecules of the reactive mesogen to be aligned by the alignment film 12a be oriented in the direction orthogonal to the alignment treatment direction of the alignment film 12a.
上記偏光紫外線の照射に用いる光源としては、例えば、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。このような光源の光は、フィルタやプリズム等の光学部材を用いて、光路、波長範囲、偏光度等が調整されてもよい。 As a light source used for irradiation of the said polarized ultraviolet light, a xenon lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp etc. are mentioned, for example. The light of such a light source may be adjusted in the optical path, the wavelength range, the degree of polarization, etc., using an optical member such as a filter or a prism.
上記偏光紫外線の照射エネルギーは、反応性メソゲンの種類や塗布量等に応じて適宜設定すればよく、例えば、100mJ/cm~10J/cmとされる。 The irradiation energy of the polarized ultraviolet light may be appropriately set according to the type of the reactive mesogen, the coating amount, and the like, and is, for example, 100 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2 .
なお、上記偏光紫外線を照射する際に、フォトマスクを使用すれば、2以上の異なった方向にパターン状に、反応性メソゲンを配向させることができる。 In addition, when irradiating the said polarization | polarized-light ultraviolet-ray, if a photomask is used, reactive mesogen can be orientated in pattern shape to 2 or more different directions.
また、偏光紫外線を照射した後に加熱処理を行ってもよい。 Alternatively, heat treatment may be performed after irradiation with polarized ultraviolet light.
本実施形態によれば、反応性メソゲンに偏光紫外線を照射する方法により、高コントラストの表示が可能な位相差基板を得ることができる。また、反応性メソゲンを硬化するプロセスにおいて、偏光紫外線の照射方位θを90°(θ=90°)とすれば、無偏光紫外線や他の照射方位θの偏光紫外線を用いたときよりも反応性メソゲンの分子をより均一に配向させることができ、液晶表示装置のコントラストを改善できる。 According to this embodiment, the retardation substrate capable of high contrast display can be obtained by the method of irradiating the reactive mesogen with polarized ultraviolet light. In addition, in the process of curing reactive mesogens, if the irradiation direction θ of polarized ultraviolet light is 90 ° (θ = 90 °), the reactivity is higher than when non-polarized ultraviolet light or polarized ultraviolet light of other irradiation orientation θ is used. The mesogen molecules can be aligned more uniformly, and the contrast of the liquid crystal display can be improved.
(実施形態2)
実施形態2は、上記実施形態1の位相差基板10Aにカラーフィルタ等の部材を追加してなる位相差基板10Bを備える液晶表示装置に関する。そこで、本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態1と重複する内容については適宜説明を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment relates to a liquid crystal display device provided with a retardation substrate 10B formed by adding a member such as a color filter to the retardation substrate 10A of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, the features unique to the present embodiment will be mainly described, and the contents overlapping with the first embodiment will not be appropriately described.
図3は、実施形態2の液晶表示装置を示した断面模式図である。図3に示すように、液晶表示装置1は、観察面側から背面側に向かって順に、第一偏光子20、アウトセル位相差層30、位相差基板(第一基板)10B、液晶層50、第二基板60、第二偏光子70及びバックライト80を有する。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device of the second embodiment. As shown in FIG. 3, in the liquid crystal display device 1, a first polarizer 20, an out-cell retardation layer 30, a retardation substrate (first substrate) 10 B, a liquid crystal layer 50, It has a second substrate 60, a second polarizer 70 and a backlight 80.
第一偏光子20及び第二偏光子70としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにヨウ素錯体(又は染料)等の異方性材料を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)等を用いることができる。 As the first polarizer 20 and the second polarizer 70, for example, polarizers obtained by dyeing and adsorbing an anisotropic material such as iodine complex (or dye) on a polyvinyl alcohol (PVA) film and then stretching orientation ( An absorption type polarizing plate) etc. can be used.
アウトセル位相差層30は、複屈折材料などを利用して直交する2つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える層である。アウトセル位相差層30としては、位相差膜12bで用いられるような液晶性ポリマーが用いられてもよく、液晶表示装置の分野で一般的に用いられる延伸処理された高分子フィルムが用いられてもよい。上記高分子フィルムの材料としては、例えば、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ノルボルネン、トリアセチルセルロース、ジアチルセルロース等が挙げられ、中でも、シクロオレフィンポリマーが好ましい。シクロオレフィンポリマーで形成された位相差層は、耐久性に優れ、高温環境や高温高湿環境に長期間曝したときの位相差の変化が小さいという利点がある。シクロオレフィンポリマーのフィルムとしては、日本ゼオン社製の「ゼオノアフィルム(登録商標)」、JSR社製の「ARTON(登録商標)フィルム」等が知られている。 The out-cell retardation layer 30 is a layer that changes the state of incident polarization by providing a phase difference between two orthogonal polarization components using a birefringence material or the like. As the out-cell retardation layer 30, a liquid crystalline polymer as used in the retardation film 12b may be used, and even if a stretched polymer film generally used in the field of liquid crystal display devices is used. Good. Examples of the material of the above-mentioned polymer film include cycloolefin polymers, polycarbonates, polysulfones, polyether sulfones, polyethylene terephthalates, polyethylenes, polyvinyl alcohols, norbornenes, norbornenes, triacetylcelluloses, diacetylcelluloses and the like, among which cycloolefins Polymers are preferred. The retardation layer formed of a cycloolefin polymer is excellent in durability, and has an advantage that the change in retardation when exposed to a high temperature environment or a high temperature and high humidity environment for a long time is small. As a film of a cycloolefin polymer, "Zeonor film (registered trademark)" manufactured by Zeon Corporation of Japan, "ARTON (registered trademark) film" manufactured by JSR Corporation, and the like are known.
位相差基板10Bは、観察面側から背面側に向かって順に、基材11、カラーフィルタ/ブラックマトリクス層42、オーバーコート層43、インセル位相差層12及び液晶配向用配向膜51を備える。 The retardation substrate 10B includes a substrate 11, a color filter / black matrix layer 42, an overcoat layer 43, an in-cell retardation layer 12, and an alignment film 51 for liquid crystal alignment in order from the observation surface side to the back side.
カラーフィルタ/ブラックマトリックス層42は、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタが面内に並べられ、ブラックマトリックスで区画された構成を有する。赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタ、及び、ブラックマトリックスは、例えば、顔料を含有する透明樹脂で構成されている。通常、すべての画素に赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタの組み合わせが配置され、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタを透過する色光の量を制御しつつ混色させることで各画素において所望の色が得られる。ブラックマトリクスとしては、例えば黒色の感光性アクリル樹脂等を用いることができる。 The color filter / black matrix layer 42 has a configuration in which a red color filter, a green color filter and a blue color filter are arranged in a plane and partitioned by a black matrix. The red color filter, the green color filter, the blue color filter, and the black matrix are made of, for example, a transparent resin containing a pigment. Usually, a combination of a red color filter, a green color filter and a blue color filter is disposed in all the pixels, and each pixel is mixed by controlling the amount of color light transmitted through the red color filter, the green color filter and the blue color filter. The desired color is obtained at. For example, a black photosensitive acrylic resin can be used as the black matrix.
オーバーコート層43は、カラーフィルタ/ブラックマトリックス層42の液晶層50側の表面を覆う。オーバーコート層43が設けられることで、カラーフィルタ/ブラックマトリックス層42中の不純物が液晶層50中に溶出することを防止できる。オーバーコート層43の材料としては、透明樹脂が好適である。 The overcoat layer 43 covers the surface of the color filter / black matrix layer 42 on the liquid crystal layer 50 side. By providing the overcoat layer 43, elution of impurities in the color filter / black matrix layer 42 into the liquid crystal layer 50 can be prevented. As a material of overcoat layer 43, transparent resin is suitable.
液晶配向用配向膜51は液晶層50における液晶分子の配向を制御する機能を有し、液晶層50への印加電圧が閾値電圧未満(電圧無印加を含む)のときには、主に液晶配向用配向膜51の働きによって液晶層50中の液晶分子の配向が制御される。液晶配向用配向膜51は、液晶分子の配向を制御するための配向処理がなされた層であり、液晶配向用配向膜51としては、ポリイミド等の液晶表示パネルの分野で一般的な配向膜を用いることができる。液晶配向用配向膜51の膜厚は、50nm以上、200nm以下であることが好ましく、80nm以上、120nm以下であることがより好ましい。 The alignment film 51 for liquid crystal alignment has a function of controlling the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50, and when the voltage applied to the liquid crystal layer 50 is less than the threshold voltage (including no voltage application), alignment for liquid crystal alignment is mainly performed. The action of the film 51 controls the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50. The alignment film 51 for liquid crystal alignment is a layer subjected to alignment processing for controlling the alignment of liquid crystal molecules, and as the alignment film 51 for liquid crystal alignment, an alignment film generally used in the field of liquid crystal display panels such as polyimide is used. It can be used. The film thickness of the alignment film 51 for liquid crystal alignment is preferably 50 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 80 nm or more and 120 nm or less.
液晶層50は、液晶組成物を含んでおり、液晶層50に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶組成物中の液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。 The liquid crystal layer 50 contains a liquid crystal composition, applies a voltage to the liquid crystal layer 50, and changes the alignment state of liquid crystal molecules in the liquid crystal composition according to the applied voltage to transmit light. Control.
上記液晶分子は、下記式で定義される誘電率異方性(Δε)が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよい。なお、正の誘電率異方性を有する液晶分子はポジ型液晶ともいい、負の誘電率異方性を有する液晶分子はネガ型液晶ともいう。また、液晶分子は、電圧が印加されていない状態(電圧無印加状態)で、ホモジニアス配向するものであり、電圧無印加状態における液晶分子の長軸の方向は、液晶分子の初期配向の方向ともいう。
Δε=(長軸方向の誘電率)-(短軸方向の誘電率)
The liquid crystal molecules may have a positive value or a negative value of dielectric anisotropy (Δε) defined by the following formula. Note that liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy are also called positive liquid crystals, and liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are also called negative liquid crystals. In addition, liquid crystal molecules are homogeneously aligned in a state where no voltage is applied (voltage not applied), and the direction of the major axis of the liquid crystal molecules in the voltage no applied state is also the direction of the initial alignment of liquid crystal molecules. Say.
Δε = (dielectric constant in the long axis direction)-(dielectric constant in the short axis direction)
正の誘電率異方性を有する液晶分子は、応答速度をより高めることができるため、好ましく用いられる。また、負の誘電率異方性を有する液晶分子は、電界のかかり方に乱れが生じた場合であっても液晶分子の配向状態が乱れにくいことや、正の誘電率異方性を有する液晶分子と比べ光散乱が起こりにくいため(透過率が向上するため)、好ましく用いられる。 Liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy are preferably used because they can further increase the response speed. In addition, liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy do not easily disturb the alignment state of the liquid crystal molecules even when disturbance occurs in the application of an electric field, and liquid crystals having positive dielectric anisotropy It is preferably used because light scattering is less likely to occur compared to molecules (in order to improve the transmittance).
第二基板60は、薄膜トランジスタアレイ基板であり、第二基板60は、観察面側から背面側に向かって順に、液晶配向用配向膜51、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を有する薄膜トランジスタ層61及び透明基材62を備える。 The second substrate 60 is a thin film transistor array substrate, and the second substrate 60 includes an alignment film 51 for liquid crystal alignment, a thin film transistor layer 61 having thin film transistors (TFT: Thin Film Transistor) in order from the viewing surface side to the back surface side. A transparent substrate 62 is provided.
薄膜トランジスタ層61は、液晶表示装置の画素のオン・オフをスイッチングするために用いられるスイッチング素子であるTFTを少なくとも含む層であり、TFTに接続される配線や電極、それらを電気的に分離するための絶縁膜等を含むものである。 The thin film transistor layer 61 is a layer including at least a TFT which is a switching element used to switch on / off of a pixel of the liquid crystal display device, and electrically separates wirings and electrodes connected to the TFT. And the insulating film of
実施形態の液晶表示装置の液晶駆動モードとしては、特に限定されず、例えば、FFS(Fringe Field Switching)モード、IPS(In-Plane Switching)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、TNモード、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)モード、VA(Vertical Alignment)モード等が挙げられ、FFSモード又はIPSモード等の水平配向モードが好ましく用いられる。 The liquid crystal drive mode of the liquid crystal display device according to the embodiment is not particularly limited. For example, FFS (Fringe Field Switching) mode, IPS (In-Plane Switching) mode, OCB (Optically Compensated Birefringence) mode, TN mode, MVA ( Multi-domain Vertical Alignment) mode, VA (Vertical Alignment) mode and the like can be mentioned, and a horizontal alignment mode such as FFS mode or IPS mode is preferably used.
水平配向モードでは、電圧が印加されることによって液晶層50に横電界を発生させる一対の電極が用いられる。FFSモードの場合、第二基板60は、共通電極(面状電極)と、共通電極を覆う絶縁膜と、絶縁膜の液晶層50側の表面上に配置される画素電極(櫛歯電極)とを備える。このような構成によれば、一対の電極を構成する共通電極及び画素電極の間に電圧を印加することによって液晶層50に横電界(フリンジ電界)を発生させることができる。よって、共通電極と画素電極との間に印加する電圧を調整することにより、液晶層50中の液晶分子の配向を制御することができる。 In the horizontal alignment mode, a pair of electrodes that generate a horizontal electric field in the liquid crystal layer 50 by applying a voltage is used. In the FFS mode, the second substrate 60 includes a common electrode (planar electrode), an insulating film covering the common electrode, and a pixel electrode (comb electrode) disposed on the surface of the insulating film on the liquid crystal layer 50 side. Equipped with According to such a configuration, a horizontal electric field (fringe electric field) can be generated in the liquid crystal layer 50 by applying a voltage between the common electrode and the pixel electrode that form the pair of electrodes. Therefore, by adjusting the voltage applied between the common electrode and the pixel electrode, the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50 can be controlled.
共通電極及び画素電極の材料としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。絶縁膜の材料としては、例えば、有機絶縁膜、窒化膜等が挙げられる。 Examples of the material of the common electrode and the pixel electrode include indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO). As a material of an insulating film, an organic insulating film, a nitride film, etc. are mentioned, for example.
また、IPSモードの場合、一対の櫛歯電極に電圧を印加することによって液晶層50に横電界が発生し、液晶層50中の液晶分子の配向を制御することができる。 Further, in the case of the IPS mode, by applying a voltage to the pair of comb electrodes, a transverse electric field is generated in the liquid crystal layer 50, and the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50 can be controlled.
透明基材62は、透明基材であることが好ましく、例えば、ガラス基材やプラスチック基材が挙げられる。 The transparent substrate 62 is preferably a transparent substrate, and examples thereof include glass substrates and plastic substrates.
バックライト80の方式は特に限定されず、例えば、エッジライト方式、直下型方式等が挙げられる。バックライト80の光源の種類は特に限定されず、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)等が挙げられる。 The type of the backlight 80 is not particularly limited, and examples thereof include an edge light type and a direct type. The type of light source of the backlight 80 is not particularly limited, and examples thereof include a light emitting diode (LED), a cold cathode tube (CCFL), and the like.
第一偏光子20の偏光軸と第二偏光子70の偏光軸とは、88°以上、92°以下の角度をなすことが好ましく、89°以上、91°以下の角度をなすことがより好ましく、89.7°以上、90.3°以下の角度をなすことが更に好ましい。このような構成によれば、電圧無印加状態において、良好な黒表示状態を実現することができる。 The polarization axis of the first polarizer 20 and the polarization axis of the second polarizer 70 preferably form an angle of 88 ° or more and 92 ° or less, and more preferably 89 ° or more and 91 ° or less It is more preferable to make an angle of not less than 89.7 ° and not more than 90.3 °. According to such a configuration, a good black display state can be realized in the no voltage applied state.
アウトセル位相差層30は、少なくとも波長550nmの光に対して1/4波長の面内位相差を付与する位相差層(λ/4板)であることが好ましく、具体的には、少なくとも波長550nmの光に対して100nm以上、176nm以下の面内位相差を付与するものであることが好ましい。アウトセル位相差層30がλ/4板として機能することで、第一偏光子20とアウトセル位相差層30との組み合わせを円偏光板として機能させることができる。これにより、液晶表示装置の内部反射を低減できるので、外光の反射(映り込み)が抑制された良好な黒表示を実現できる。 The out-cell retardation layer 30 is preferably a retardation layer (λ / 4 plate) that imparts an in-plane retardation of 1⁄4 wavelength to light of at least 550 nm, specifically, at least 550 nm Preferably, an in-plane retardation of 100 nm or more and 176 nm or less is given to the light of (1). By the out-cell retardation layer 30 functioning as a λ / 4 plate, the combination of the first polarizer 20 and the out-cell retardation layer 30 can function as a circularly polarizing plate. Thereby, the internal reflection of the liquid crystal display device can be reduced, so that a good black display in which the reflection (reflection) of external light is suppressed can be realized.
また、FFSモードの液晶表示装置にアウトセル位相差層30のみを組み込んだ円偏光FFSモードの液晶表示装置では、黒表示ができなくなるため、更にインセル位相差層12(位相差膜12b)を設けることにより、円偏光FFSモードの液晶表示装置の性能を改善することができる。アウトセル位相差層30の遅相軸と位相差膜12bの遅相軸とは直交し、かつ、アウトセル位相差層30の位相差値と位相差膜12bの位相差値は等しいことが好ましい。これにより、液晶表示装置の法線方向から入射する光に対して、アウトセル位相差層30と位相差膜12bとが互いに位相差をキャンセルすることができ、光学的には、両者が実質的に存在しない状態が実現される。すなわち、バックライト80から液晶表示装置に入射する光に対して、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が実現される。よって、円偏光板を用いた横電界モードによる表示を実現することができる。 Further, in the circularly polarized FFS mode liquid crystal display in which only the outcell retardation layer 30 is incorporated into the FFS mode liquid crystal display, black display can not be performed, so an in-cell retardation layer 12 (retardation film 12b) should be provided. Thus, the performance of the liquid crystal display device in the circularly polarized light FFS mode can be improved. It is preferable that the slow axis of the outcell retardation layer 30 be orthogonal to the slow axis of the retardation film 12b, and that the retardation value of the outcell retardation layer 30 be equal to the retardation value of the retardation film 12b. As a result, the out-cell retardation layer 30 and the retardation film 12b can cancel each other's phase difference with respect to light incident from the normal direction of the liquid crystal display device, and both of them are substantially optically. A nonexistent state is realized. That is, a configuration is realized that is optically equivalent to the conventional liquid crystal display panel in the transverse electric field mode with respect to light entering the liquid crystal display device from the backlight 80. Therefore, display in a transverse electric field mode using a circularly polarizing plate can be realized.
本実施形態では、位相差基板10Bがカラーフィルタ基板である場合を示したが、本発明により製造される位相差基板は、基材上に配向膜及び位相差膜が積層されたものであれば特に限定されず、薄膜トランジスタアレイ基板に適用してもよい。 In the present embodiment, the case where the retardation substrate 10B is a color filter substrate is shown, but in the retardation substrate manufactured according to the present invention, if the alignment film and the retardation film are laminated on the base material It is not particularly limited, and may be applied to a thin film transistor array substrate.
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited by these examples.
(実施例1~7及び比較例1)
実施例1~7及び比較例1の位相差基板の構成は、図1に示す通りであった。基材11は、ガラス基板であった。配向膜12aの材料には、光分解型ポリイミドを用いた。位相差膜12bの材料には、アクリル酸エステルを主成分とする反応性メソゲンを用いた。光分解型ポリイミドの光吸収波長は220~260nmであり、反応性メソゲンの光吸収波長は280~330nmであった。
(Examples 1 to 7 and Comparative Example 1)
The configurations of the retardation substrates of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 are as shown in FIG. The base 11 was a glass substrate. Photodegradable polyimide was used as the material of the alignment film 12a. As a material of the retardation film 12b, a reactive mesogen containing an acrylic ester as a main component was used. The light absorption wavelength of the photolytic polyimide was 220 to 260 nm, and the light absorption wavelength of the reactive mesogen was 280 to 330 nm.
実施例1~7及び比較例1の位相差基板の製造フローは、下記の通りであり、基材11上に配向膜12aを形成した後、配向膜12a上に位相差膜12bを形成した。 The manufacturing flow of the retardation substrates of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 is as follows. After forming the alignment film 12a on the substrate 11, the retardation film 12b was formed on the alignment film 12a.
(配向膜12aの形成方法)
1.基材11上に、配向膜材料をスピンコート法(回転速度:2000rpm)で成膜した。
2.ホットプレート上で、膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:90sec)
3.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min)
4.膜に対して偏光紫外線を照射した(照射量:200mJ、波長254nm)。
5.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min) 
(Method of forming alignment film 12a)
1. An alignment film material was formed on the substrate 11 by spin coating (rotational speed: 2000 rpm).
2. The film was calcined on a hot plate (temperature: 80 ° C., time: 90 sec)
3. The first main baking was performed on the film on a hot plate (temperature: 230 ° C., time: 40 min)
4. The film was irradiated with polarized ultraviolet light (irradiation amount: 200 mJ, wavelength 254 nm).
5. The first main baking was performed on the film on a hot plate (temperature: 230 ° C., time: 40 min)
(位相差膜12bの形成方法)
1.配向膜12a上に、反応性メソゲンをスピンコート法(回転速度:3500rpm)で成膜することにより、未硬化膜を形成した。
2.ホットプレート上で、未硬化膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:2min)
3.室温下において、未硬化膜に対して偏光紫外線(実施例1~7)又は無偏光紫外線(比較例1)を照射することにより反応性メソゲンを硬化反応させ、位相差膜12bを形成した(照射量:400mJ、波長313nm)。
(Method of forming retardation film 12b)
1. An uncured film was formed on the alignment film 12a by depositing a reactive mesogen by spin coating (rotational speed: 3500 rpm).
2. The uncured film was calcined on a hot plate (temperature: 80 ° C., time: 2 min)
3. The reactive mesogen was cured by irradiating polarized ultraviolet (Examples 1 to 7) or non-polarized ultraviolet (Comparative Example 1) to the uncured film at room temperature to form a retardation film 12 b (irradiation) Amount: 400 mJ, wavelength 313 nm).
実施例1~7において、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θを以下のように変えた。
実施例1:θ=0°
実施例2:θ=15°
実施例3:θ=30°
実施例4:θ=45°
実施例5:θ=60°
実施例6:θ=75°
実施例7:θ=90°
In Examples 1 to 7, the irradiation direction θ of the polarized ultraviolet light when the retardation film 12 b was formed was changed as follows.
Example 1: θ = 0 °
Example 2: θ = 15 °
Example 3: θ = 30 °
Example 4: θ = 45 °
Example 5: θ = 60 °
Example 6: θ = 75 °
Example 7: θ = 90 °
なお、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θ(単位:°)とは、配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位(配向膜の配向処理方位)を0°方位としたときの方位角である。図4は、実施例1(θ=0°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。図5は、実施例4(θ=45°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。図6は、実施例7(θ=90°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。 The irradiation azimuth θ (unit: °) of the polarized ultraviolet light at the time of forming the retardation film 12 b is defined when the irradiation azimuth of the polarized ultraviolet light (the alignment treatment azimuth of the alignment film) at the time of forming the alignment film 12 a is 0 °. It is an azimuth angle. FIG. 4 is a view for explaining the relationship between the irradiation direction of polarized ultraviolet light on the alignment film 12a and the irradiation direction of polarized ultraviolet light on the retardation film 12b in Example 1 (θ = 0 °). FIG. 5 is a view for explaining the relationship between the irradiation direction of polarized ultraviolet light on the alignment film 12a and the irradiation direction of polarized ultraviolet light on the retardation film 12b in Example 4 (θ = 45 °). FIG. 6 is a view for explaining the relationship between the irradiation direction of polarized ultraviolet light on the alignment film 12a and the irradiation direction of polarized ultraviolet light on the retardation film 12b in Example 7 (θ = 90 °).
実施例1、4、7及び比較例1で作製した位相差基板の位相差を測定した。位相差は、偏光・位相差測定システム(オプトサイエンス社製、「Axoscan」)を用いて、波長550nmの光に対する値を測定した。下記表1は、実施例1、4、7及び比較例1で作製した位相差基板の位相差の測定結果を示している。 The phase differences of the retardation substrates produced in Examples 1, 4, 7 and Comparative Example 1 were measured. The phase difference was measured with respect to light having a wavelength of 550 nm using a polarization / phase difference measurement system (manufactured by Opto Science, “Axoscan”). The following Table 1 shows the measurement results of the retardation of the retardation substrates produced in Examples 1, 4, 7 and Comparative Example 1.
実施例1~7及び比較例1で作製した位相差基板のコントラスト(CR)を算出した。コントラストは、分光放射計(トプコンテクノハウス社製、「SR-UL1」)を用いて、位相差基板をクロスニコル偏光板に挟んだときの輝度(黒輝度)と、位相差基板をパラレルニコル偏光板に挟んだときの輝度(白輝度)とを測定し、下記式を用いて算出した。
CR=(白輝度)/(黒輝度)
なお、クロスニコル偏光板に位相差基板を挟むときは、位相差基板(位相差膜)の遅相軸が、一方の偏光板の吸収軸に平行になるように調整して設置した。一方、パラレルニコル偏光板に位相差基板を挟むときは、位相差基板(位相差膜)の遅相軸が、両方の偏光板の吸収軸に平行になるように調整して設置した。下記表1は、実施例1~7及び比較例1で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示している。また、図7は、実施例1~7で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。
The contrast (CR) of the retardation substrates produced in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 was calculated. The contrast is the luminance (black luminance) when the retardation substrate is sandwiched between crossed Nicol polarizers using a spectroradiometer ("SR-UL1" manufactured by Topcon Technohouse Co., Ltd.) and the parallel Nicol polarization of the retardation substrate The luminance (white luminance) when sandwiched between the plates was measured and calculated using the following equation.
CR = (white brightness) / (black brightness)
When the retardation substrate was sandwiched between the crossed Nicol polarizing plates, the retardation axis of the retardation substrate (retardation film) was adjusted to be parallel to the absorption axis of one of the polarizing plates. On the other hand, when the retardation substrate was sandwiched between parallel Nicol polarizing plates, the slow axis of the retardation substrate (retardation film) was adjusted and set so as to be parallel to the absorption axes of both polarizing plates. Table 1 below shows the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1. FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 1 to 7.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
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位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θと得られるCRとの関係を「CR(θ°)」を用いて以下に説明する。上記表1及び図7に示した結果より、CR(90°)>CR(45°)>CR(0°)となることが分かった。すなわち、反応性メソゲン分子13に対して平行に偏光紫外線を照射したときに、位相差基板のコントラスト(CR)が最も高かった。また、無偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(比較例1)よりも、偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(実施例1~7)の方が、いずれの照射方位θにおいても高いことが確認された。 The relationship between the irradiation direction θ of the polarized ultraviolet light when forming the retardation film 12 b and the obtained CR will be described below using “CR (θ °)”. From the results shown in Table 1 and FIG. 7, it was found that CR (90 °)> CR (45 °)> CR (0 °). That is, when the polarized light is irradiated in parallel to the reactive mesogen molecules 13, the contrast (CR) of the retardation substrate is the highest. In addition, CR (Examples 1 to 7) in which the reactive mesogen was cured by polarized ultraviolet light was more preferable than CR (comparative example 1) in which the reactive mesogen was cured by nonpolarizing ultraviolet light. It was confirmed that the irradiation azimuth θ was also high.
(実施例8~14及び比較例2)
実施例8~14及び比較例2の位相差基板の構成は、図1に示す通りであった。基材11は、ガラス基板であった。配向膜12aの材料には、光分解型ポリイミドを用いた。位相差膜12bの材料には、液晶アクリルモノマーを主成分とする反応性メソゲンを用いた。光分解型ポリイミドの光吸収波長は220~260nmであり、反応性メソゲンの光吸収波長は355~375nmであった。
(Examples 8 to 14 and Comparative Example 2)
The configurations of the retardation substrates of Examples 8 to 14 and Comparative Example 2 were as shown in FIG. The base 11 was a glass substrate. Photodegradable polyimide was used as the material of the alignment film 12a. As a material of the retardation film 12b, a reactive mesogen containing a liquid crystal acrylic monomer as a main component was used. The light absorption wavelength of the photolytic polyimide was 220 to 260 nm, and the light absorption wavelength of the reactive mesogen was 355 to 375 nm.
実施例8~14及び比較例2の位相差基板の製造フローは、下記の通りであり、基材11上に配向膜12aを形成した後、配向膜12a上に位相差膜12bを形成した。 The production flow of the retardation substrates of Examples 8 to 14 and Comparative Example 2 is as follows. After forming the alignment film 12a on the substrate 11, the retardation film 12b was formed on the alignment film 12a.
(配向膜12aの形成方法)
1.基材11上に、配向膜材料をスピンコート法(回転速度:1900rpm)で成膜した。
2.ホットプレート上で、膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:90sec)
3.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min)
4.膜に対して偏光紫外線を照射した(照射量:200mJ、波長254nm)。
5.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min) 
(Method of forming alignment film 12a)
1. An alignment film material was formed on the substrate 11 by spin coating (rotational speed: 1900 rpm).
2. The film was calcined on a hot plate (temperature: 80 ° C., time: 90 sec)
3. The first main baking was performed on the film on a hot plate (temperature: 230 ° C., time: 40 min)
4. The film was irradiated with polarized ultraviolet light (irradiation amount: 200 mJ, wavelength 254 nm).
5. The first main baking was performed on the film on a hot plate (temperature: 230 ° C., time: 40 min)
(位相差膜12bの形成方法)
1.配向膜12a上に、反応性メソゲンをスピンコート法(回転速度:850rpm)で成膜することにより、未硬化膜を形成した。
2.ホットプレート上で、未硬化膜を仮焼成した(温度:60℃、時間:3min)
3.室温下において、未硬化膜に対して偏光紫外線(実施例8~14)又は無偏光紫外線(比較例2)を照射することにより反応性メソゲンを硬化反応させ、位相差膜12bを形成した(照射量:500mJ、波長365nm)。
(Method of forming retardation film 12b)
1. An uncured film was formed on the alignment film 12a by depositing a reactive mesogen by spin coating (rotational speed: 850 rpm).
2. The uncured film was calcined on a hot plate (temperature: 60 ° C., time: 3 min)
3. The reactive mesogen was cured by irradiating polarized ultraviolet (Examples 8 to 14) or non-polarized ultraviolet (Comparative Example 2) to the uncured film at room temperature to form a retardation film 12 b (irradiation) Amount: 500 mJ, wavelength 365 nm).
実施例8~14において、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θを以下のように変えた。
実施例8:θ=0°
実施例9:θ=15°
実施例10:θ=30°
実施例11:θ=45°
実施例12:θ=60°
実施例13:θ=75°
実施例14:θ=90°
In Examples 8 to 14, the irradiation direction θ of the polarized ultraviolet light when the retardation film 12 b was formed was changed as follows.
Example 8: θ = 0 °
Example 9: θ = 15 °
Example 10: θ = 30 °
Example 11: θ = 45 °
Example 12: θ = 60 °
Example 13: θ = 75 °
Example 14: θ = 90 °
実施例1と同様の方法で、実施例8、11、14及び比較例2で作製した位相差基板の位相差を測定した。また、実施例1と同様の方法で、実施例8~14及び比較例2で作製した位相差基板のコントラスト(CR)を算出した。下記表2は、実施例8、11、14及び比較例2で作製した位相差基板の位相差の測定結果と、実施例8~14及び比較例2で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示している。また、図8は、実施例8~14で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。 The phase differences of the retardation substrates produced in Examples 8, 11, 14 and Comparative Example 2 were measured in the same manner as in Example 1. Further, the contrast (CR) of the retardation substrates produced in Examples 8 to 14 and Comparative Example 2 was calculated in the same manner as in Example 1. Table 2 below shows the measurement results of the retardation of the retardation substrates manufactured in Examples 8, 11 and 14 and Comparative Example 2, and the measurement results of the contrast of the retardation substrates manufactured in Examples 8 to 14 and Comparative Example 2. Is shown. FIG. 8 is a graph showing the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 8 to 14.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
上記表2及び図8に示した結果より、CR(90°)>CR(45°)>CR(0°)となることが分かった。すなわち、反応性メソゲン分子13に対して平行に偏光紫外線を照射したときに、位相差基板のコントラスト(CR)が最も高かった。また、無偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(比較例2)よりも、偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(実施例8~14)の方が、いずれの照射方位θにおいても高いことが確認された。 From the results shown in Table 2 and FIG. 8, it was found that CR (90 °)> CR (45 °)> CR (0 °). That is, when the polarized light is irradiated in parallel to the reactive mesogen molecules 13, the contrast (CR) of the retardation substrate is the highest. In addition, CR (Examples 8 to 14) when curing reactive mesogen with polarized ultraviolet light is more than any of CR (Comparative Example 2) when curing reactive mesogen with non-polarized ultraviolet light. It was confirmed that the irradiation azimuth θ was also high.
(実施例15~21及び比較例3)
実施例15~21及び比較例3の位相差基板の構成は、図1に示す通りであった。基材11は、ガラス基板であった。配向膜12aの材料には、光分解型ポリイミドを用いた。位相差膜12bの材料には、実施例8等とは異なる種類の液晶アクリルモノマーを主成分とする反応性メソゲンを用いた。光分解型ポリイミドの光吸収波長は220~260nmであり、反応性メソゲンの光吸収波長は355~365nmであった。
(Examples 15 to 21 and Comparative Example 3)
The configurations of the retardation substrates of Examples 15 to 21 and Comparative Example 3 were as shown in FIG. The base 11 was a glass substrate. Photodegradable polyimide was used as the material of the alignment film 12a. As a material of the retardation film 12b, a reactive mesogen mainly composed of a liquid crystal acrylic monomer different from that of Example 8 and the like was used. The light absorption wavelength of the photolytic polyimide was 220 to 260 nm, and the light absorption wavelength of the reactive mesogen was 355 to 365 nm.
実施例15~21及び比較例3の位相差基板の製造フローは、下記の通りであり、基材11上に配向膜12aを形成した後、配向膜12a上に位相差膜12bを形成した。 The manufacturing flow of the retardation substrates of Examples 15 to 21 and Comparative Example 3 is as follows. After forming the alignment film 12a on the base material 11, the retardation film 12b was formed on the alignment film 12a.
(配向膜12aの形成方法)
1.基材11上に、配向膜材料をスピンコート法(回転速度:1900rpm)で成膜した。
2.ホットプレート上で、膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:90sec)
3.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min)
4.膜に対して偏光紫外線を照射した(照射量:200mJ、波長254nm)。
5.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min) 
(Method of forming alignment film 12a)
1. An alignment film material was formed on the substrate 11 by spin coating (rotational speed: 1900 rpm).
2. The film was calcined on a hot plate (temperature: 80 ° C., time: 90 sec)
3. The first main baking was performed on the film on a hot plate (temperature: 230 ° C., time: 40 min)
4. The film was irradiated with polarized ultraviolet light (irradiation amount: 200 mJ, wavelength 254 nm).
5. The first main baking was performed on the film on a hot plate (temperature: 230 ° C., time: 40 min)
(位相差膜12bの形成方法)
1.配向膜12a上に、反応性メソゲンをスピンコート法(回転速度:3000rpm)で成膜することにより、未硬化膜を形成した。
2.ホットプレート上で、未硬化膜を仮焼成した(温度:60℃、時間:2min)
3.室温下において、未硬化膜に対して偏光紫外線(実施例15~21)又は無偏光紫外線(比較例3)を照射することにより反応性メソゲンを硬化反応させ、位相差膜12bを形成した(照射量:500mJ、波長365nm)。
(Method of forming retardation film 12b)
1. An uncured film was formed on the alignment film 12a by depositing a reactive mesogen by spin coating (rotational speed: 3000 rpm).
2. The uncured film was calcined on a hot plate (temperature: 60 ° C., time: 2 min)
3. The reactive mesogen was cured by irradiating the uncured film with polarized ultraviolet light (Examples 15 to 21) or non-polarized ultraviolet light (Comparative Example 3) at room temperature to form a retardation film 12b (irradiation) Amount: 500 mJ, wavelength 365 nm).
実施例15~21において、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θを以下のように変えた。
実施例15:θ=0°
実施例16:θ=15°
実施例17:θ=30°
実施例18:θ=45°
実施例19:θ=60°
実施例20:θ=75°
実施例21:θ=90°
In Examples 15 to 21, the irradiation direction θ of the polarized ultraviolet light when the retardation film 12 b was formed was changed as follows.
Example 15: θ = 0 °
Example 16: θ = 15 °
Example 17: θ = 30 °
Example 18: θ = 45 °
Example 19: θ = 60 °
Example 20: θ = 75 °
Example 21: θ = 90 °
実施例1と同様の方法で、実施例15、18、21及び比較例3で作製した位相差基板の位相差を測定した。また、実施例1と同様の方法で、実施例15~21及び比較例3で作製した位相差基板のコントラスト(CR)を算出した。下記表3は、実施例15、18、21及び比較例3で作製した位相差基板の位相差の測定結果と、実施例15~21及び比較例3で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示している。また、図9は、実施例15~21で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。 The phase differences of the retardation substrates produced in Examples 15, 18, 21 and Comparative Example 3 were measured in the same manner as in Example 1. Further, the contrast (CR) of the retardation substrates produced in Examples 15 to 21 and Comparative Example 3 was calculated in the same manner as in Example 1. The following Table 3 shows the measurement results of retardation of the retardation substrates manufactured in Examples 15, 18, 21 and Comparative Example 3, and the measurement results of contrast of the retardation substrates manufactured in Examples 15 to 21 and Comparative Example 3. Is shown. FIG. 9 is a graph showing the measurement results of the contrast of the retardation substrates produced in Examples 15 to 21.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
上記表3及び図9に示した結果より、CR(90°)>CR(45°)>CR(0°)となることが分かった。すなわち、反応性メソゲン分子13に対して平行に偏光紫外線を照射したときに、位相差基板のコントラスト(CR)が最も高かった。また、無偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(比較例3)よりも、偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(実施例15~21)の方が、いずれの照射方位θにおいても高いことが確認された。 From the results shown in Table 3 and FIG. 9, it was found that CR (90 °)> CR (45 °)> CR (0 °). That is, when the polarized light is irradiated in parallel to the reactive mesogen molecules 13, the contrast (CR) of the retardation substrate is the highest. In addition, CR (Examples 15 to 21) when curing reactive mesogen with polarized ultraviolet light is more than any of CR (Comparative Example 3) when curing reactive mesogen with non-polarized ultraviolet light. It was confirmed that the irradiation azimuth θ was also high.
[付記]
本発明の一態様は、基材上に配向膜及び位相差膜が積層された位相差基板の製造方法であって、上記配向膜を配向処理する工程と、上記配向膜上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程と、上記未硬化膜に、上記反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して上記位相差膜を形成する工程と、を含む位相差基板の製造方法である。
[Supplementary note]
One aspect of the present invention is a method for producing a retardation substrate in which an alignment film and a retardation film are laminated on a base material, and the process of aligning the alignment film, and reactive mesogen on the alignment film. A method for producing a retardation substrate, comprising: forming an uncured film containing the above-mentioned, and irradiating the uncured film with polarized ultraviolet light causing a curing reaction of the reactive mesogen to form the retardation film. It is.
上記偏光紫外線の照射方位θは、上記配向膜の配向処理方位を0°と定義したときに、+45°≦θ≦+90°又は-45°≦θ≦90°であってもよい。上記偏光紫外線は、上記配向膜の光吸収波長よりも長波長であってもよい。上記配向膜は、220~260nmの光吸収波長を有してもよい。上記位相差膜は、λ/4板であってもよい。 The irradiation azimuth θ of the polarized ultraviolet light may be + 45 ° ≦ θ ≦ + 90 ° or −45 ° ≦ θ ≦ 90 ° when the alignment treatment azimuth of the alignment film is defined as 0 °. The polarized ultraviolet light may have a wavelength longer than the light absorption wavelength of the alignment film. The alignment film may have a light absorption wavelength of 220 to 260 nm. The retardation film may be a λ / 4 plate.
本発明の別の一態様は、上記位相差基板の製造方法を用いて位相差基板を製造する工程を含む液晶表示装置の製造方法である。 Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display including a step of manufacturing a retardation substrate using the above-described method of manufacturing a retardation substrate.
1:液晶表示装置
10A、10B:位相差基板
11:基材
12:インセル位相差層
12a:配向膜
12b:位相差膜
13:反応性メソゲン分子
20:第一偏光子(アナライザ)
30:アウトセル位相差層
42:カラーフィルタ/ブラックマトリクス層
43:オーバーコート層
50:液晶層
51:液晶配向用配向膜
60:第二基板
61:薄膜トランジスタ層
62:透明基材
70:第二偏光子(ポラライザ)
80:バックライト
1: Liquid crystal display device 10A, 10B: retardation substrate 11: base 12: in-cell retardation layer 12a: alignment film 12b: retardation film 13: reactive mesogen molecule 20: first polarizer (analyzer)
30: out-cell retardation layer 42: color filter / black matrix layer 43: overcoat layer 50: liquid crystal layer 51: alignment film for liquid crystal alignment 60: second substrate 61: thin film transistor layer 62: transparent substrate 70: second polarizer (Polarizer)
80: Backlight

Claims (6)

  1. 基材上に配向膜及び位相差膜が積層された位相差基板の製造方法であって、
    前記配向膜を配向処理する工程と、
    前記配向膜上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程と、
    前記未硬化膜に、前記反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して前記位相差膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする位相差基板の製造方法。
    A method for producing a retardation substrate, in which an alignment film and a retardation film are laminated on a substrate,
    Aligning the alignment film;
    Forming an uncured film containing reactive mesogen on the alignment film;
    And irradiating the uncured film with polarized ultraviolet light that causes the reactive mesogen to undergo a curing reaction to form the retardation film.
  2. 前記偏光紫外線の照射方位θは、前記配向膜の配向処理方位を0°と定義したときに、+45°≦θ≦+90°又は-45°≦θ≦90°であることを特徴とする請求項1に記載の位相差基板の製造方法。 The irradiation direction θ of the polarized ultraviolet light is such that + 45 ° ≦ θ ≦ + 90 ° or −45 ° ≦ θ ≦ 90 ° when the alignment treatment direction of the alignment film is defined as 0 °. The manufacturing method of the phase difference board | substrate as described in 1.
  3. 前記偏光紫外線は、前記配向膜の光吸収波長よりも長波長であることを特徴とする請求項1又は2に記載の位相差基板の製造方法。 The method according to claim 1, wherein the polarized ultraviolet light has a wavelength longer than a light absorption wavelength of the alignment film.
  4. 前記配向膜は、220~260nmの光吸収波長を有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の位相差基板の製造方法。 The method for producing a retardation substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the alignment film has a light absorption wavelength of 220 to 260 nm.
  5. 前記位相差膜は、λ/4板であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の位相差基板の製造方法。 The method for manufacturing a retardation substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the retardation film is a λ / 4 plate.
  6. 請求項1~5のいずれかに記載の位相差基板の製造方法を用いて位相差基板を製造する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising the step of manufacturing a retardation substrate using the method of manufacturing a retardation substrate according to any one of claims 1 to 5.
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