WO2020158428A1 - 光学フィルム積層体及びポジティブcプレート並びに光学フィルム積層体の製造方法 - Google Patents

光学フィルム積層体及びポジティブcプレート並びに光学フィルム積層体の製造方法 Download PDF

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WO2020158428A1
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liquid crystalline
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丈也 酒井
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林テレンプ株式会社
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    • C09K2019/161Ph-CH=CH-Ph

Definitions

  • the present invention relates to an optical film laminate, and also relates to a positive C plate having a liquid crystal alignment property that can be used for forming the laminate.
  • Liquid crystal display devices are required to have a wide viewing angle and high contrast.
  • two polarizing plates which are arranged on the front surface and the back surface of the liquid crystal display device and have polarization directions orthogonal to each other, are viewed obliquely, the absorption axes of the two polarizing plates apparently deviate from each other, thereby displaying a black display
  • Various optical compensation films are used to solve such problems.
  • an optical compensation film an optical film having the optical properties of a positive C plate, an optical film laminate having the optical properties of a laminate of the positive C plate and the positive A plate, and the like, and the efficiency of the manufacturing method are improved. Is being considered.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2013-331278 relates to a homeotropically oriented optical film having a side chain having a mesogenic component and a photosensitive group, and a side chain having a mesogenic component and showing no photoreaction.
  • an optical film in which a liquid crystalline polymer contained in a molar ratio of 90/10 to 10/90 is vertically or substantially vertically aligned and its orientation is fixed by light irradiation.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2016-4142 relates to an optical film laminate, which is formed of a liquid crystalline material having a photosensitive group, on a positive C plate in which the orientation of a homeotropic orientation layer is fixed, Disclosed is a structure in which a positive A plate, which is formed of a polymerizable liquid crystal material and has a fixed orientation of a homogeneous orientation layer, is directly laminated.
  • Patent Document 1 discloses that a photopolymerization initiator is used by using a liquid crystalline polymer containing a mesogen component, a side chain having a photosensitive group, and a side chain having a mesogen component and not exhibiting photoreactivity in a predetermined ratio. It is described that the homeotropic alignment of the liquid crystalline polymer can be fixed by irradiation with light even if it is not contained.
  • Patent Document 2 by irradiating a homeotropic alignment layer with linearly polarized light, it is possible to impart a liquid crystal aligning ability to anisotropically photoreact a photosensitive group and align a polymerizable liquid crystal material laminated immediately above. It states that.
  • Patent Document 1 also uses the same material as Patent Document 2, and does not suggest a means for solving the above problem.
  • One object of the present invention is to provide an optical film laminate having a positive A plate in which alignment defects have been suppressed, as compared with the prior art.
  • Another object of the present invention is to provide an optical film having the optical characteristics of a positive C plate, which has a liquid crystal alignment ability capable of providing a positive A plate in which alignment defects have been suppressed.
  • Another object of the present invention is to provide an optical film laminate having optical characteristics other than the laminate of the positive C plate and the positive A plate.
  • the present invention aims to provide an optical film laminate that can be produced with lower energy than before.
  • the present invention also aims to provide a method for producing the above optical film and optical film laminate.
  • a first aspect of the present invention is an optical film laminate, comprising a first liquid crystalline material having photosensitivity, the first liquid crystalline material having a predetermined orientation, and A second layer having the optical characteristics of a positive A plate, which is directly laminated on the first layer, wherein the first liquid crystalline material contains a photosensitive group in at least a part of a side chain, At least a first polymer having a first side chain represented by the following chemical formula 1, wherein the second layer is formed of a second liquid crystalline material, and the second liquid crystalline material is An optical film laminate having a homogeneous orientation.
  • W 1 represents a monocyclic photosensitive group selected from a cinnamoyl group, a cinnamylidene group, a furylacryloyl group or a derivative thereof, or represents —H, —OH, or —CN.
  • the optical film laminate according to the first aspect wherein the first polymer further comprises a second side chain represented by the following chemical formula 2.
  • Good In the formula, s represents 0 or 1, r represents an integer of 1 to 12, t represents an integer of 1 to 3, R represents H, an alkyl group, an alkyloxy group or halogen.
  • the first liquid crystalline material comprises the second side chain, or the first side chain and the second side chain. Further comprising a second polymer containing both, the proportion of the first side chain in the entire side chain of the second polymer, the ratio of the first side chain in the entire side chain of the first polymer, It may be an optical film laminate having a ratio smaller than that of side chains.
  • the first polymer is a non-liquid crystalline third side chain having a crosslinkable group at a terminal.
  • an optical film laminate in which the second layer further contains a crosslinking agent that reacts with the crosslinking group is a non-liquid crystalline third side chain having a crosslinkable group at a terminal.
  • the positive C plate in which the first layer is homeotropically aligned with the first liquid crystalline material It may be an optical film laminate having the optical characteristics of.
  • the first side chain has a photosensitive group at the terminal, and the first layer has an optical characteristic of Nz coefficient of 5 or more.
  • it may be an optical film laminate.
  • a seventh aspect of the present invention includes a first liquid crystalline material having photosensitivity, wherein the first liquid crystalline material includes at least a first side chain represented by the following chemical formula 1. It is an optical film which is composed of at least a united body, in which the first liquid crystalline material is homeotropically oriented, and has the optical characteristics of a positive C plate.
  • W 1 represents a monocyclic photosensitive group selected from a cinnamoyl group, a cinnamylidene group, a furylacryloyl group or a derivative thereof, or represents —H, —OH, or —CN.
  • An eighth aspect of the present invention comprises a step of forming a first coating film containing a first liquid crystalline material having a photosensitive group, a step of heating the coating film and then cooling the coating film to induce orientation. Before or after the heating, a step of irradiating the coating film with linearly polarized light to anisotropically photoreact the photosensitive group, and a second liquid crystal directly on the first coating film after the irradiation of the polarized light.
  • a method for producing an optical film laminate which comprises a step of applying a conductive material to form a second coating film, and a step of heating a laminate of the first coating film and the second coating film,
  • the method for producing an optical film laminate wherein the first liquid crystalline material is at least composed of a first polymer containing a first side chain represented by the following Chemical Formula 1.
  • W 1 represents a monocyclic photosensitive group selected from a cinnamoyl group, a cinnamylidene group, a furylacryloyl group or a derivative thereof, or represents —H, —OH, or —CN.
  • the method according to the eighth aspect may be a method of applying the second liquid crystalline material after the first coating film is heated and irradiated with polarized light.
  • the second liquid crystalline material is applied, and the first coating film is heated.
  • the method of inducing the orientation may be performed by a step of heating the laminate of the first coating film and the second coating film.
  • a side chain having a photosensitive group and a side chain having no photosensitive group in the liquid crystalline material can be similarly oriented.
  • this film By irradiating this film with linearly polarized light to anisotropically photoreact the photosensitive group, the performance of inducing liquid crystal alignment is improved compared to the conventional film, and the energy for imparting the performance is also improved. It can be reduced.
  • the liquid crystalline material is homogeneously aligned on this film, a positive A plate with few alignment defects can be formed.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the optical film laminate of the present invention.
  • the optical film laminate 1 of the present invention contains a first liquid crystalline material having photosensitivity, the first layer 10 in which the orientation of the first liquid crystalline material is fixed, and the first layer 10 described above.
  • the optical film laminate 1 may further include the support 30, but after being formed using the support 30, only the laminate of the first layer 10 and the second layer 20 is removed from the support 30. You may peel and use.
  • the first liquid crystalline material is composed of at least a first polymer
  • the second layer 20 is formed of a second liquid crystalline material and has a fixed orientation of a homogeneous orientation layer. ..
  • the first polymer has a side chain represented by the following chemical formula 1, and at least a part of the side chain (first side chain or second side chain described later) contains a photosensitive group.
  • W 1 represents a monocyclic photosensitive group selected from a cinnamoyl group, a cinnamylidene group, a furylacryloyl group or a derivative thereof, or represents —H, —OH, or —CN.
  • the present inventors have found that in the chemical formula of the first side chain contained in the first polymer, when the carbon number connecting the oxygen (O) and the terminal group W 1 is an odd number, If the terminal group is a non-photosensitive group, the vertical alignment is excellent, and even if the terminal group W 1 is a photosensitive group, if the terminal group is a photosensitive group composed of a monocyclic compound, the terminal group is non-photosensitive It was found that excellent vertical alignment can be obtained as in the case of the base. Further, in the first layer formed using the first liquid crystalline material, when the side chain having a photosensitive group is also vertically aligned, the liquid crystal aligning ability imparted by irradiation of linearly polarized light is improved. It has been found that, when the second layer is formed on the first layer, the alignment defect of the liquid crystalline material forming the second layer can be suppressed, and the energy required for irradiation of linearly polarized light can be reduced. ..
  • the first polymer that constitutes the first liquid crystalline material may further include a second side chain represented by the following chemical formula 2.
  • the first side chain since the second side chain has photosensitivity, the first side chain may not contain a photosensitive group as the terminal group W 1 .
  • s represents 0 or 1
  • r represents an integer of 1 to 12
  • t represents an integer of 1 to 3
  • R represents H, an alkyl group (preferably a C 1-4 alkyl group), alkyloxy. Represents a group (preferably a C 1-4 alkyloxy group) or halogen.
  • the side chain represented by the chemical formula 2 has excellent liquid crystal alignment ability described below, the inclusion of this side chain suppresses the energy of linearly polarized light when imparting the liquid crystal alignment ability to the first layer 10.
  • the above-mentioned first liquid crystalline material may further contain a second polymer.
  • the second polymer may be a polymer that includes the second side chain, or may include both the first side chain and the second side chain, and the second polymer
  • the proportion of the first side chain in the whole side chain may be smaller than the proportion of the first side chain in the whole side chain of the first polymer.
  • the first polymer has a ratio of the first side chain to the entire side chain is larger than that of the second side chain.
  • first polymer and/or the second polymer may further include a non-liquid crystal side chain (third side chain) having a crosslinkable group at the terminal.
  • the first polymer is a side chain type liquid crystal polymer containing a plurality of first side chains and, in some cases, a plurality of second side chains.
  • the second polymer is a side chain type liquid crystal polymer containing a plurality of second side chains, and optionally further containing a plurality of first side chains.
  • the first liquid crystalline material in both the first polymer and the second polymer, at least a part of the first side chain contains a monocyclic photosensitive group at the terminal, and/or the second polymer. It has photosensitivity by containing the side chain of.
  • the main chain constituting the above-mentioned photosensitive side chain type liquid crystalline polymer there may be mentioned hydrocarbons, acrylates, methacrylates, siloxanes, maleinimides, N-phenylmaleinimides, etc., in which the above side chains are bonded via a spacer.
  • These polymers may be either a homopolymer having the same side chain or a copolymer composed of a plurality of units having side chains having different structures. Further, a low molecular weight compound may be added to enhance the orientation.
  • the photosensitive group means a functional group which is bonded to another molecule by irradiation with light.
  • the liquid crystalline material means that the material alone exhibits liquid crystallinity when a physical external stimulus (heating, cooling, electric field, magnetic field, application of shear, etc.) is applied, or a solvent or non-liquid crystalline material.
  • a physical external stimulus heat treating, cooling, electric field, magnetic field, application of shear, etc.
  • a material that exhibits liquid crystallinity when mixed with the components is applied, or a solvent or non-liquid crystalline material.
  • a photosensitizer may be added to the first liquid crystalline material.
  • the photosensitizer include benzophenone compounds such as Michler's ketone; xanthone compounds such as xanthone and thioxanthone (for example, 2,4-diethylthioxanthone and 2-isopropylthioxanthone); anthracene and alkoxy group-containing anthracene (for example, dithane. Anthracene compounds such as butoxyanthracene) and the like; phenothiazine; rubrene and the like.
  • the addition of the photosensitizer accelerates the reaction during irradiation of linearly polarized light, and is effective in shortening the irradiation time (saving the irradiation energy).
  • the first polymer and/or the second polymer constituting the first liquid crystalline material has a non-liquid crystalline side chain having a crosslinkable functional group as a third side chain. It may be.
  • the crosslinkable functional group of the non-liquid crystal side chain may be an active hydrogen group. Examples of the active hydrogen group include a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, and a thiol group.
  • the first layer 10 is a support 30 which is a solution (coating liquid) obtained by dissolving the above-mentioned first liquid crystalline material (side chain type liquid crystalline polymer) in an appropriate solvent. It is formed by coating the above to form a film, removing the solvent by drying, and then heating and cooling (gradual cooling) in the heating step.
  • liquid crystal alignment ability is imparted by irradiating the film before heating/cooling or after heating/cooling with linearly polarized light, preferably ultraviolet linearly polarized light.
  • the first liquid crystalline material When the polarized light irradiation is performed after the heating step, the first liquid crystalline material exhibits homeotropic alignment, and a film having the optical characteristics of the positive C plate is formed.
  • a film having optical characteristics for example, Nz coefficient of 5 or more
  • a film having optical characteristics for example, Nz coefficient of 5 or more
  • the liquid crystal alignment ability of the first layer 10 means that the alignment of the second liquid crystalline material is induced when a layer made of the second liquid crystalline material is formed on the first layer 10. It is a characteristic.
  • a film made of the first liquid crystalline material is irradiated with linearly polarized light, the reaction between the photosensitive side chains selectively progresses in the direction parallel to the vibration plane of the polarized light, so that the surface state of the first layer 10 is increased. Is anisotropic and induces a homogeneous alignment in a predetermined direction in the second liquid crystal material laminated on the first layer 10. Since the first layer 10 has a liquid crystal aligning ability, a separate alignment film or the like is not necessary when laminating the second liquid crystalline material, and the second layer 20 is laminated directly on the first layer 10. be able to.
  • solvent examples include dioxane, dichloroethane, cyclohexanone, toluene, tetrahydrofuran, o-dichlorobenzene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and the like, and these solvents may be used alone or as a mixture.
  • the support 30 is used by appropriately selecting from various polymer films in addition to the glass substrate.
  • polyethylene terephthalate film cellulose-based polymer film such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose
  • polycarbonate-based polymer film such as bisphenol A/carbonic acid copolymer
  • linear or branched chain such as polyethylene, polypropylene and ethylene/propylene copolymer.
  • examples thereof include a polyolefin film, a polyamide film, an imide polymer film, and a sulfone polymer film.
  • a coating film having a predetermined film thickness is formed on the support 30 by a coating method such as spin coating, roll coating, screen printing, knife coating, or spray coating (coating step).
  • the coating film may be dried at room temperature or may be heated to a temperature not higher than the isotropic phase transition temperature of the material (for example, 60° C. or lower) (drying step).
  • the first liquid crystalline material already exhibits a certain orientation, but the film after drying is above the liquid crystal phase transition temperature of the material and below the isotropic transition temperature (preferably the isotropic transition temperature).
  • Orientation is promoted by heating and cooling (gradual cooling) to a temperature of (less than).
  • the heating may be performed at a temperature of, for example, 80 to 130° C., preferably 100 to 120° C. (heating step). In some cases, the heating may be performed after applying the second liquid crystalline material on the first layer.
  • Linear polarized light irradiation The irradiation of linearly polarized light is performed before heating (preferably after drying) or after heating (preferably after cooling). It is preferable to use linearly polarized ultraviolet rays for irradiation. Due to this irradiation, the photoreaction of the photosensitive groups of the liquid crystalline polymer proceeds anisotropically, so that the film forming the first layer 10 has a liquid crystal aligning ability for aligning the liquid crystalline material of the second layer 20. Granted. In order to promote this photoreaction, it is necessary to irradiate light having a wavelength with which the photosensitive group moiety can react.
  • the irradiation energy is preferably 0.1 mJ/cm 2 to 10 J/cm 2 , and more preferably 1 mJ/cm 2 to 5 J/cm 2 .
  • the reaction of the photosensitive group causes the side chain orientation to change. Even after heating and cooling, the first liquid phase material does not have a perfect homeotropic orientation, and the first layer 10 becomes an optical film having optical characteristics other than the positive C plate. ..
  • an optical film having an Nz coefficient of 5 or more is formed.
  • the first layer 10 has the homeotropic alignment having the optical characteristics of the positive C plate. Become a layer. After that, even if linearly polarized light (linearly polarized ultraviolet light) is irradiated, the orientation of the homeotropic orientation layer is not substantially affected.
  • the first liquid crystalline material containing the second side chain and the first side chain having no photosensitive group is irradiated with linearly polarized light before the heating step, and the second heating step is performed.
  • the first layer 10 becomes a homeotropic alignment layer having the optical characteristics of a positive C plate. In this case, the liquid crystal aligning ability is imparted to the second side chain contained in the first liquid crystalline material.
  • the second liquid crystal material On the first layer formed as described above, the second liquid crystal material is dissolved in a solvent to form a solution, which is applied, dried after application, and subjected to heat treatment to remove the second liquid crystal material. Induces orientation. At that time, homogeneous alignment is induced in the second liquid crystalline material due to the above-mentioned liquid crystal aligning ability of the first layer. Then, this orientation can be fixed by irradiating non-polarizing ultraviolet rays.
  • the heat treatment may be performed at a temperature of about 60 to 120° C., for example.
  • the same temperature as the above heating step eg, 80 to 130° C., preferably 100 to 120° C. You may go in.
  • the first layer after heating the first layer, the first layer is irradiated with polarized light, and then the second liquid crystalline material is applied and heated.
  • the first layer is irradiated with polarized light, then the first layer is heated, and then the second liquid crystalline material is applied and heated.
  • the heating of the first layer for inducing the orientation of the first liquid crystalline material and the heating for inducing the orientation of the second liquid crystalline material are performed simultaneously.
  • the second liquid crystalline material after irradiating the first layer with polarized light to impart the liquid crystal alignment ability, the second liquid crystalline material is applied without heating, and then the unheated first layer and second layer are applied. Is heated and cooled (gradual cooling).
  • a compound having photosensitivity can be added to the polymerizable liquid crystal material used for forming the homogeneous alignment layer in an amount not disturbing the liquid crystallinity of the polymerizable liquid crystal material. ..
  • the photosensitive group one having the same or similar chemical structure as the photosensitive group of the liquid crystalline material having the photosensitive group forming the first layer is used. It is preferable in that it improves the adhesion at the interface with.
  • the second liquid crystal material forming the second layer 20 may be made of a liquid crystal polymer or a liquid crystal monomer.
  • the second liquid crystalline material is a liquid crystalline material in which a cross-linking structure is introduced to the extent that the liquid crystallinity is not impaired by a polymerizable liquid crystalline material having a functional group that is polymerized by light or heat, or a cross-linking agent such as an isocyanate material or an epoxy material. It may be a polymer or a liquid crystalline monomer.
  • the following polyfunctional low molecular weight material may be added and applied as the low molecular weight material to orient the polymerizable liquid crystal material, and then polymerized to contain a crosslinkable polymer.
  • a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator or a sensitizer may be mixed.
  • Such a polymerizable liquid crystalline material is homogeneously aligned on the first layer 10 having a liquid crystal aligning ability, and the alignment is fixed, so that the first layer 10 has optical characteristics of a positive A plate.
  • An optical film can be formed.
  • the polymerizable liquid crystal Schiff base type, biphenyl type, terphenyl type, ester type, thioester type, stilbene type, tolan type, azoxy type, azo type, phenylcyclohexane type, pyrimidine type, cyclohexylcyclohexane type, trimesic acid type, Examples include triphenylene-based, torqcene-based, phthalocyanine-based, liquid crystal compounds having a porphyrin-based molecular skeleton, or a mixture of these compounds.
  • a crosslinkable group or blending an appropriate crosslinker a liquid crystal state or a liquid crystal transition temperature or lower is obtained. Those which can be orientation-fixed by means such as thermal crosslinking or photocrosslinking in a cooled state are included.
  • the polymerizable liquid crystal it is preferable to use a compound exhibiting a nematic liquid crystal phase.
  • the polymerizable liquid crystal may be a liquid crystal polymer which can be orientation-fixed by means such as thermal crosslinking or photocrosslinking in a liquid crystal state or in a state cooled to a liquid crystal transition temperature or lower by introducing a crosslinkable group or blending an appropriate crosslinking agent.
  • a crosslinkable group or blending an appropriate crosslinking agent.
  • it is not particularly limited as long as it has a unit composed of a mesogen-forming group. The unit may be included in the main chain of the liquid crystal polymer or may be included in the side chain.
  • polyester-based, polyamide-based, polycarbonate-based, polyimide-based, polyurethane-based, polybenzimidazole-based, polybenzoxazole-based, polybenzthiazole-based, polyazomethine-based, polyesteramide-based, polyester carbonate-based examples thereof include a polyesterimide-based liquid crystal polymer, a mixture thereof, and the like.
  • side chain type liquid crystalline polymer as a side chain, a polymer having a linear or cyclic skeleton chain such as polyacrylate type, polymethacrylate type, polyvinyl type, polysiloxane type, polyether type, polymalonate type is used. Examples thereof include a liquid crystal polymer having a mesogen group bonded thereto, or a mixture thereof.
  • the liquid crystal polymer it is preferable to use a polymer showing a nematic liquid crystal phase.
  • crosslinkable group examples include vinyl group, vinyloxy group, 1-chlorovinyl group, isopropenyl group, 4-vinylphenyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, oxiranyl group and oxetanyl group.
  • an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyloxy group, an oxiranyl group and an oxetanyl group are preferable, and an acryloyloxy group is more preferable.
  • Irgacure 907 As a photopolymerization initiator, Irgacure 907, Irgacure 184, Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure 250, Irgacure 369 (all manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.), Sequol BZ, Sequol Z, Sequol BEE (or more , All manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd., Kayacure BP100 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Kayacure UVI-6992 (manufactured by Dow), Adeka Optomer SP-152 or Adeka Optomer SP-170 (or more).
  • photopolymerization initiators such as TAZ-A, TAZ-PP (all manufactured by Japan Siber Hegner Co., Ltd.) and TAZ-104 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) can also be used.
  • thermal polymerization initiator examples include azo compounds such as azobisisobutyronitrile; peroxides such as hydrogen peroxide, persulfates and benzoyl peroxide.
  • the content of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, and 0.5 with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound (or the polymerizable liquid crystal polymer). It is more preferably ⁇ 8 parts by mass. Within the above range, polymerization can be carried out without disturbing the orientation of the polymerizable liquid crystal compound.
  • a photosensitizer may be used together.
  • the photosensitizer examples include xanthone compounds such as xanthone and thioxanthone (eg, 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone); anthracenes such as anthracene and alkoxy group-containing anthracenes (eg, dibutoxyanthracene). Compounds; phenothiazine; rubrene and the like.
  • a crosslinking agent may be added to the second liquid crystalline material.
  • a crosslinking agent which forms a crosslink with the functional group is added to the first polymer and/or the second polymer. It is preferable that the second liquid crystalline material is included. Thereby, a cross-linking bond can be formed between the first layer 10 and the second layer 20, and the interlayer adhesion can be improved.
  • the cross-linking agent include polyfunctional compounds having two or more functional groups in the molecule. The polyfunctional compound is not particularly limited as long as it has a functional group capable of forming a cross-linking bond with a liquid crystal polymer.
  • the first liquid crystalline material has a cross-linkable functional group and
  • the functional group is a hydroxyl group or a carboxy group
  • compounds having an isocyanate group, a carbodiimide group, an aziridine group, an azetidine group, an oxazoline group, an epoxy group and the like can be mentioned.
  • these cross-linking agents from the viewpoint of reactivity of reacting with the cross-linkable functional group of the liquid crystal polymer under a relatively mild reaction condition, it is a polyfunctional compound having two or more isocyanate groups in the molecule.
  • a polyisocyanate-based compound is preferable, and known polyisocyanate-based compounds can be used.
  • polyisocyanate compounds include diisocyanate compounds and triisocyanate compounds.
  • diisocyanate compound include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, methylenebis(cyclohexyl isocyanate), isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate. And a condensation compound of diol and the like.
  • triisocyanate compound examples include an isocyanurate body of diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate, a biuret body, and an adduct body which is an adduct of diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate and methylolpropane.
  • an isocyanurate body of diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate, a biuret body
  • adduct body which is an adduct of diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate and methylolpropane.
  • crosslinking agents a triisocyanate compound can be preferably used.
  • the first liquid crystalline material (polymer that constitutes the first liquid crystalline material) has a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, and an active hydrogen group such as a thiol group as a crosslinkable functional group
  • the liquid crystalline material of (1) contains a polyisocyanate compound as a crosslinking agent, a urethane bond (-NH-CO-O-), an amide bond (-NH-CO-), a urea bond (-NH-CO-NH-), A bond such as a thiourethane bond (—NH—CO—S—) can improve the interfacial bondability between the first layer 10 and the second layer 20.
  • a compound having a photosensitive group capable of reacting with the photosensitive group of the first liquid crystalline material may be added to the second liquid crystalline material.
  • it is a photosensitive group such as a cinnamoyl group, a cinnamylidene group, a furyl acryloyl group, or a derivative thereof.
  • the photosensitive group may be included in the molecular structure of the second liquid crystalline material, or a compound having the photosensitive group is added. You may.
  • the compound added if necessary may have a reactive group capable of reacting with the polymerizable group of the polymerizable liquid crystal material itself. Furthermore, it is desirable not to impair the liquid crystallinity of the second liquid crystalline material, and as such a compound, a compound having crystallinity or liquid crystallinity is preferably used.
  • the optical film laminate 1 of the present invention can be formed by directly forming the second layer 20 on the first layer 10.
  • the optical film laminated body 1 formed on the support 30 is separated from the support 30 film by transferring it onto a polarizing plate or a liquid crystal cell that constitutes a liquid crystal panel, if an adhesive is applied to the polarizing plate or the liquid crystal cell. be able to.
  • the thickness of each of the first layer 10 and the second layer 20 is preferably 0.3 to 3 ⁇ m, and more preferably 0.5 to 2.5 ⁇ m.
  • the optical film laminate 1 including the first layer 10 and the second layer 20 can be formed to a very thin thickness of 0.6 to 6 ⁇ m, and thus is used in a conventional liquid crystal display device. Thinning of the display device is achieved as compared with the optical compensation film (thickness is 15 ⁇ m at the most).
  • the side chain whose terminal group is not a photosensitive group is side chain Ia
  • the side chain having a terminal group having a photosensitive group is side chain Ib
  • the second side chain is side chain II. Enter.
  • the first liquid crystalline material may be composed of a first polymer, and the side chain of the first polymer may be composed of the side chain Ib.
  • the side chain Ib having a photosensitive group in the first layer 10 is homeotropically aligned, and the liquid crystal aligning ability is imparted by irradiation of linearly polarized light, thereby forming the second layer 20. It is possible to impart a homogeneous alignment property to the liquid crystal material.
  • the first liquid crystalline material has a side chain consisting of a side chain Ia and a side chain II, a first polymer having a large molar ratio of the side chain Ia to the side chain II, and a side chain.
  • a second polymer having a side chain II or a second polymer having a side chain composed of a side chain Ia and a side chain II and having a large molar ratio of the side chain II to the side chain Ia. May be.
  • the side chain Ia having a photosensitive group and the side chain II in the first layer 10 are homeotropically aligned, and liquid crystal alignment is performed by irradiation of linearly polarized light.
  • the irradiation energy at the time of imparting the function can be suppressed, and good homogeneous alignment can be imparted to the second liquid crystalline material forming the second layer 20.
  • the first liquid crystalline material may be composed of a first polymer whose side chain is composed of a side chain Ib and a side chain II.
  • the first liquid crystalline material is a copolymer of a side chain Ib having good homeotropic alignment and having a photosensitive group, and a side chain II having excellent liquid crystal aligning ability.
  • both side chains Ib and side chains II are favorably homeotropically aligned, and irradiation energy at the time of imparting the liquid crystal alignment ability by irradiation of linearly polarized light can be suppressed, and the second layer 20 forming the second layer 20 can be formed. Good homogeneous orientation can be imparted to the liquid crystalline material.
  • the first liquid crystalline material may be composed of a first polymer whose side chains are side chains Ib and side chains II, to which optical properties other than the positive C plate may be imparted.
  • the coating film made of the first liquid crystalline material is heated and cooled, a layer in which the side chains are homeotropically aligned is formed, and the irradiation with linearly polarized light for imparting the liquid crystal aligning ability is also performed. Its orientation does not change.
  • the first liquid crystalline material may be composed of a first polymer having a side chain Ib, and may further include a photosensitizer, as in the first embodiment. According to this structure, the irradiation energy for imparting the liquid crystal alignment ability to the first layer 10 can be reduced, and the optical film laminate 1 can be formed with higher energy efficiency.
  • the first liquid crystalline material is composed of a side chain Ib and a first polymer having a non-liquid crystalline side chain having a crosslinkable group (for example, a hydroxyl group) at a terminal, and a second liquid crystal.
  • the functional material may include a cross-linking agent (for example, an isocyanate compound) that reacts with the cross-linkable group. According to this configuration, the interlayer adhesion between the first layer 10 and the second layer 20 can be improved.
  • the coating film made of the first liquid crystalline material is formed, linearly polarized light for imparting the liquid crystal aligning ability is irradiated without inducing the orientation by heating, and the second liquid crystalline property is applied.
  • the orientation of the first liquid crystalline material and the orientation of the second liquid crystalline material may be simultaneously induced by applying the material and then heating and cooling.
  • the first liquid crystalline material may be composed of a first polymer whose side chains are side chains Ia and II.
  • the second layer 20 is formed on the first layer 10 in which the orientation other than that of the positive C plate is induced by heating/cooling, but in the present embodiment,
  • the first liquid crystalline material forming the first layer 10 to have a side chain Ia which exhibits vertical alignment properties but whose terminal group is not a photosensitive group
  • the alignment generated when linearly polarized light is irradiated is Homeotropic alignment is induced in the first layer by heating and cooling after being suppressed and applying the second liquid crystalline material.
  • orientation induction of the first layer 10 and the second layer 20 is simultaneously performed even when the second polymer having a large side chain II molar ratio is not included. Thereby, the generation of alignment defects can be suppressed and the first layer can be favorably aligned.
  • the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the Examples.
  • the synthesis methods for the materials used in the examples of the present invention are shown below.
  • an automatic birefringence meter was used to determine the optical characteristics of the samples obtained in the examples of the present invention, and the determination of the positive C plate and the positive A plate was performed based on the angle dependence of the phase difference value.
  • the orientation of the positive A plate constituting the second layer is judged by observing the crossed Nicols image with a polarization microscope and determining the amount (or presence) of the translucent portion (orientation defect) at the extinction position where most of the light is extinguished. did.
  • Polymer 1-1 The monomer B was dissolved in THF, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 56° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 1-1.
  • This polymer 1-1 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when coated on a substrate and heat-treated.
  • Polymer 1-2 A monomer 1-2 was obtained by dissolving the monomer A in THF, adding AIBN as a reaction initiator, and polymerizing at 56° C. for 24 hours. This polymer 1-2 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when applied to a substrate and heat-treated.
  • Polymer 1-3 The monomer C was dissolved in THF, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 56° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 1-3.
  • This polymer 1-3 exhibited liquid crystallinity, but did not exhibit vertical alignment even when applied to a substrate and heat-treated.
  • Polymer 1-4 The monomer D was dissolved in THF, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 56° C. for 24 hours to obtain a polymer 1-4.
  • This polymer 1-4 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when coated on a substrate and heat-treated.
  • Polymer 1-5 The monomer E was dissolved in THF, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 56° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 1-5. Although this polymer 1-5 exhibited liquid crystallinity, it did not exhibit vertical alignment even when applied to a substrate and heat-treated.
  • Polymer 1--7 Monomer D and monomer E were dissolved in dioxane at a molar ratio of 7:3, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 70° C. for 24 hours to give a photosensitive polymer 1-7. Obtained. This polymer 1-7 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when coated on a substrate and heat-treated.
  • Polymer 2-1 The monomer F was dissolved in dioxane, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 70° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 2-1.
  • This polymer 2-1 exhibited liquid crystallinity.
  • this polymer 2-1 was applied to a substrate and heat-treated, vertical orientation was exhibited, but anisotropy was not large.
  • Polymer 5-1 The monomer B was dissolved in dioxane, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 70° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 5-1.
  • This polymer 5-1 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when applied to a substrate and heat-treated.
  • Polymer 6-1 Monomer B and 2-hydroxyethyl methacrylate were dissolved in dioxane at a molar ratio of 10:2, AIBN was added as a reaction initiator, and polymerization was carried out at 70° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 6- Got 1.
  • This polymer 6-1 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when applied to a substrate and heat-treated.
  • Polymer 6-2 The monomer B was dissolved in THF, AIBN was added as a reaction initiator, and the mixture was polymerized at 70° C. for 24 hours to obtain a photosensitive polymer 6-2.
  • This polymer 6-2 exhibited liquid crystallinity and exhibited vertical alignment when applied to a substrate and heat-treated.
  • linearly polarized light light from a high-pressure mercury lamp was converted into linearly polarized light using a Glan-Taylor prism.
  • non-polarized ultraviolet light the light from the high pressure mercury lamp was irradiated without converting it into polarized light.
  • Example 1-1 The polymer 1-1 was dissolved in THF (tetrahydrofuran) to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 105° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 50 minutes to impart a liquid crystal aligning ability.
  • THF tetrahydrofuran
  • a photopolymerization initiator (“IRGACURE 907”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) per 100 parts by mass of a polymerizable liquid crystal compound (“LC-242”, manufactured by BASF). Parts were mixed and dissolved in PEGMEA. This mixture (mixture solution) was applied on the prepared alignment film to a thickness of 1.1 ⁇ m, the substrate was heated to 70° C. to transform the mixture into an isotropic phase, and then the temperature was lowered to room temperature. Further, non-polarizing ultraviolet rays were irradiated for 300 seconds (300 mJ/cm 2 ) to crosslink the polymerizable liquid crystal compound.
  • IRGACURE 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals
  • Example 1-1 a mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this substrate and aligned, and then non-polarized ultraviolet light was irradiated to the polymerizable liquid crystal.
  • the cross-linking reaction was performed on the volatile compound.
  • the alignment of the polymerizable liquid crystal compound was observed when observed under the polarizing plate crossed Nicols, but it was confirmed that alignment defects were remarkably generated as compared with Example 1-1. It was confirmed in Comparative Example 1-1 that the optical characteristics were obtained by laminating the positive A plate and the positive C plate.
  • Example 1-1 a mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this substrate and aligned, and then non-polarized ultraviolet light was irradiated to the polymerizable liquid crystal.
  • the cross-linking reaction was performed on the volatile compound.
  • the alignment of the polymerizable liquid crystal compound was observed when observed under the polarizing plate crossed Nicols, but it was confirmed that alignment defects were remarkably generated as compared with Example 1-1. It was also confirmed in Comparative Example 1-2 that the optical characteristics were obtained by laminating the positive A plate and the positive C plate.
  • Example 2-1 Polymer 2-1 and polymer 2-2 were dissolved in THF at a weight ratio of 3:7 to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 105° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 500 seconds to impart liquid crystal aligning ability. Then, a mixture solution of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator prepared in the same manner as in Example 1-1 was applied onto the prepared alignment film, and the substrate was heated to 70° C.
  • Example 2-2 Polymer 2-2 and polymer 2-3 were dissolved in THF at a weight ratio of 7:3 to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 105° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. Then, in the same manner as in Example 2-1, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 500 seconds. A mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this base material and aligned, and then irradiated with non-polarizing ultraviolet light to cross-link the polymerizable liquid crystal compound.
  • Example 2-1 The polymer 2-2 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate by spin coating so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25°C). Then, by heating to 130° C. and then gradually cooling, vertical alignment was induced. Then, in the same manner as in Example 2-1, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 500 seconds. A mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this base material and aligned, and then irradiated with non-polarizing ultraviolet light to cross-link the polymerizable liquid crystal compound.
  • the polymer 3-1 was dissolved in THF to prepare a solution.
  • This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m.
  • the substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 100° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 40 seconds to impart a liquid crystal aligning ability. Then, a mixture solution of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator prepared in the same manner as in Example 1-1 was applied onto the alignment film prepared on this substrate, and the substrate was heated to 70° C. to form a mixture.
  • Example 3-1 a mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this substrate and aligned, followed by irradiation with non-polarizing ultraviolet light to form a polymerizable liquid crystal.
  • the cross-linking reaction was performed on the volatile compound.
  • the alignment of the polymerizable liquid crystal compound was observed when observed under the polarizing plate crossed Nicols, but it was confirmed that alignment defects were remarkably generated as compared with Example 3-1. It was confirmed in Comparative Example 3-1 that the optical characteristics were obtained by laminating the positive A plate and the positive C plate.
  • Embodiment 4-1 The polymer 4-1 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. This substrate was dried at room temperature (25° C.) and then irradiated with linearly polarized light for 40 seconds. Then, orientation was induced by heating to 100° C. and then gradually cooling. Regarding the optical characteristics of this alignment layer, the in-plane retardation value was 16.7 nm and the Nz coefficient was 7.4.
  • Example 1-1 a mixture solution of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator prepared in the same manner as in Example 1-1 was applied, and the substrate was heated to 70° C. to transfer the mixture to an isotropic phase. The temperature was lowered to room temperature. Further, non-polarizing ultraviolet light was irradiated for 300 seconds to cause a cross-linking reaction of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the substrate thus manufactured was observed under a polarizing plate crossed Nicol, the alignment of the polymerizable liquid crystal was observed, the in-plane retardation value was 141.5 nm, and the Nz coefficient was 0.47.
  • the polymerizable liquid crystal layer was transferred to an optically isotropic film with an adhesive, and the optical properties of the polymerizable liquid crystal layer only, and the optical properties of the substrate after peeling were measured.
  • Example 5-1 A polymer 5-1 and 5 parts by weight of a photosensitizer (Michler's ketone) were dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 105° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 150 seconds to impart a liquid crystal aligning ability.
  • a photosensitizer Moichler's ketone
  • Example 5-2 The polymer 5-1 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 105° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. By irradiating this coating film with linearly polarized light, it was confirmed that irradiation for 50 minutes was required to obtain the same liquid crystal aligning ability as in Example 5-1.
  • Example 5-1 a mixture of the polymerizable liquid crystal compound and the photopolymerization initiator was applied onto this substrate and aligned, and then non-polarizing ultraviolet light was irradiated to the polymerizable liquid crystal.
  • the cross-linking reaction was performed on the volatile compound.
  • the alignment of the polymerizable liquid crystal compound was observed when observed under the polarizing plate crossed Nicols, but it was confirmed that alignment defects were remarkably generated as compared with Example 5-1. Also in this Comparative Example 5-1, it was confirmed that the optical characteristics were obtained by laminating the positive A plate and the positive C plate.
  • Embodiment 6-1 Sixth Embodiment [Embodiment 6-1] The polymer 6-1 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate using a spin coater so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25° C.), heated to 105° C., and then slowly cooled to induce vertical alignment. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 50 minutes to impart a liquid crystal aligning ability.
  • a polymerizable liquid crystal compound (“LC-242”, manufactured by BASF), 0.05 part by weight of a photopolymerization initiator (“Irgacure 907”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) on the base material, 0.6 parts by weight of polyisocyanate (Duranate TKA-100 manufactured by Asahi Kasei Corporation) was mixed and dissolved in PEGMEA. This mixture was applied on the prepared alignment film, the substrate was heated to 70° C. to transform the mixture into an isotropic phase, and the temperature was lowered to room temperature. Further, non-polarizing ultraviolet light was irradiated for 300 seconds to cause a cross-linking reaction of the polymerizable liquid crystal compound.
  • LC-242 polymerizable liquid crystal compound
  • Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals
  • Example 6-2 The polymer 6-2 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate by spin coating so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25°C). Then, by heating to 130° C. and then gradually cooling, vertical alignment was induced. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 50 minutes to impart a liquid crystal aligning ability.
  • Example 6-1 a mixture of a polymerizable liquid crystal compound, a photopolymerization initiator, and a polyisocyanate was applied onto this substrate and aligned, and then irradiated with non-polarizing ultraviolet light, The polymerizable liquid crystal compound was cross-linked.
  • the alignment of the polymerizable liquid crystal compound was observed when observed under the polarizing plate crossed Nicols.
  • the adhesiveness was confirmed by a cross-cut test, the same adhesiveness as in Example 6-1 was not obtained.
  • Example 6-3 The polymer 6-1 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate by spin coating so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25°C). Then, by heating to 130° C. and then gradually cooling, vertical alignment was induced. Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 50 minutes, but the liquid crystal alignment ability was insufficient. Furthermore, it was confirmed that the liquid crystal alignment ability was imparted when the film was irradiated for 30 minutes.
  • Example 6-1 a mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this substrate and aligned in the same manner as in Example 6-1, except that polyisocyanate was not mixed, and then, non-polarized light was used.
  • the polymerizable liquid crystal compound was cross-linked by irradiating the polymerizable liquid crystal compound.
  • the alignment of the polymerizable liquid crystal compound was observed when observed under the polarizing plate crossed Nicols.
  • the adhesiveness was confirmed by a cross-cut test, the same adhesiveness as in Example 6-1 was not obtained.
  • Example 7-1 The polymer 7-1 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate with a spin coater to form a first layer having a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25°C). Subsequently, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 500 seconds to impart liquid crystal aligning ability. Next, on this base material, 0.05 parts by weight of a photopolymerization initiator (“IRGACURE 907”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) per 100 parts by mass of a polymerizable liquid crystal compound (“LC-242”, manufactured by BASF). Parts were mixed and dissolved in PEGMEA.
  • IRGACURE 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals
  • Example 7-1 The polymer 7-1 was dissolved in THF to prepare a solution. This solution was applied onto a cover glass substrate by spin coating so as to have a thickness of about 1.5 ⁇ m. The substrate was dried at room temperature (25°C). Subsequently, vertical alignment was induced by heating to 130° C. and then gradually cooling. Then, in the same manner as in Example 7-1, this coating film was irradiated with linearly polarized light for 500 seconds. A mixture of a polymerizable liquid crystal compound and a photopolymerization initiator was applied onto this base material and aligned, and then irradiated with non-polarizing ultraviolet light to cross-link the polymerizable liquid crystal compound.
  • Example 1 The properties of the polymers used are shown in Table 1 below, and Table 2 shows the materials of Examples and Comparative Examples, the polarized light irradiation time, and the evaluation results of optical properties.
  • the polymer 2-2 is made of the same material and manufacturing method as the polymer 3-2
  • the polymer 4-1 is also made of the same material and manufacturing method as the polymer 3-1.
  • Example 5-2 which falls within the scope of the present invention, is a comparative example regarding the effect of the photosensitizer.
  • Examples 6-2 and 6-3 are also within the scope of the present invention, the effect of improving the adhesion in Example 6-1 is a comparative example.
  • Example 1-1 in which the side chain is vertically aligned and has a photosensitive group, Comparative Example 1-1 in which a vertically aligned side chain and a side chain having a photosensitive group but not vertically aligned are copolymerized, Compared with 1-2, liquid crystal alignment ability is imparted by polarized light irradiation for a short time, and the second layer has few alignment defects. Comparing Example 3-1 with Example 1-1, in Example 3-1, the monomer B and the monomer F were copolymerized, and the photosensitive material having the liquid crystal aligning ability represented by the above Chemical Formula 2 was excellent. By including a side chain, the irradiation time of polarized light can be further shortened.
  • Example 5-1 shows that the irradiation time of polarized light can be reduced by adding a photosensitizer to the first liquid crystalline material
  • Example 6-1 shows that the first liquid crystalline material can be used. Adhesion is enhanced when the polymer constituting the polymer contains a crosslinkable functional group (here, a hydroxyl group) and the liquid crystalline material constituting the second layer contains a crosslinking agent that reacts with the functional group. It is shown that.
  • the first liquid crystalline material is a copolymer of Monomer A and Monomer F, and the ratio of Monomer F is set to be larger than that in Comparative Example 2-1.
  • the orientation of the first liquid crystalline material was induced by heating after the application of the second liquid crystalline material. In that case, the result that the alignment defect was suppressed was obtained.
  • the first layer is a homeotropic alignment layer having optical properties of a positive C plate or a layer having optical properties other than the positive C plate (for example, Nz coefficient of 5 or more), and a positive A plate is formed thereon. It is possible to obtain an optical film laminate in which a homogeneous alignment layer having the optical characteristics of (3) is directly laminated. As a result, a thinned optical film having an optical compensation function can be obtained, which can contribute to thinning of optical equipment such as a liquid crystal display device. Furthermore, the optical properties can be improved by reducing the alignment defects of the liquid crystalline material in the film, and the manufacturing cost of the optical film laminate and the optical equipment using the same can be reduced by saving energy during the manufacturing.

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Abstract

感光性を有する第1の液晶性材料を含み、該第1の液晶性材料が所定の配向性を示す第1の層(10)と、前記第1の層(10)上に直接積層された、ポジティブAプレートの光学特性を有する第2の層(20)とを備える光学フィルム積層体(1)において、第1の液晶性材料を、少なくとも一部の側鎖に感光性基を含み、所定の化学式で示される側鎖を少なくとも含む第1の重合体を含むものとし、前記側鎖におけるメソゲン成分と末端基をつなぐ炭素鎖の炭素数を選択し、感光性基を単環式の化合物とすることにより、第1の層(10)に直線偏光を照射した後に積層される第2の層(20)において、第2の層(20)を構成する第2の液晶性材料がホモジニアス配向する際に、配向欠陥を低減する。

Description

光学フィルム積層体及びポジティブCプレート並びに光学フィルム積層体の製造方法 関連出願
 本願は、日本国で2019年1月29日に出願した特願2019-012977の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本出願の一部をなすものとして引用する。
 本発明は、光学フィルム積層体に関し、また該積層体の形成に用い得る液晶配向特性を有するポジティブCプレートに関する。
 液晶表示装置には、広視野角化、高コントラスト化が求められている。液晶表示装置の前面、裏面に配置され、偏光方向が互いに直交する2枚の偏光板を斜めから見た場合、2枚の偏光板の吸収軸が見かけ上直交からずれてくることにより、黒表示時の光漏れが生じ、コントラストが低下するという問題点がある。このような問題を解消するために、各種の光学補償フィルムが利用されている。このような光学補償フィルムとして、ポジティブCプレートの光学特性を有する光学フィルムや、ポジティブCプレートと、ポジティブAプレートの積層体の光学特性を有する光学フィルム積層体などの機能の向上や、製法の効率化が検討されている。
 例えば特許文献1(特開2013-33128号公報)は、ホメオトロピック配向した光学フィルムに関し、メソゲン成分と感光性基を有する側鎖と、メソゲン成分を有し光反応を示さない側鎖とを、90/10~10/90のモル比で含む液晶性高分子を垂直または略垂直配向させ、光照射によってその配向性を固定した光学フィルムを開示している。
 特許文献2(特開2016-4142号公報)は、光学フィルム積層体に関し、感光性基を有する液晶性材料から形成され、ホメオトロピック配向層の配向性が固定されたポジティブCプレートの上に、重合性を有する液晶性材料から形成され、ホモジニアス配向層の配向性が固定されたポジティブAプレートが直接積層された構成を開示している。
特開2013-33128号公報 特開2016-4142号公報
 特許文献1は、メソゲン成分と感光性基を有する側鎖とメソゲン成分を有し光反応性を示さない側鎖を所定の割合で含む液晶性高分子を使用することにより、光重合開始剤を含有しなくても、光照射により液晶性高分子のホメオトロピック配向を固定することができることを記載している。特許文献2は、ホメオトロピック配向層に直線偏光を照射することにより、感光性基を異方的に光反応させ、直上に積層された重合性液晶性材料を配向させる液晶配向能を付与し得ることを記載している。
 しかし、特許文献2で作製した光学フィルム積層体では、偏光顕微鏡で観察した際に、ポジティブAプレートが消光位で完全な暗色にはならず、配向欠陥が含まれるとの問題があった。また、ホメオトロピック配向層に直線偏光を照射する際に、長時間の照射を要することから、エネルギー効率の改善が求められていた。特許文献1でも特許文献2と同様の材料を用いており、上記の問題を解決する手段を示唆するものではない。
 また、光学補償の設計上、ポジティブCプレートとポジティブAプレートの積層体以外の光学特性を有するフィルムも準備することが望ましい。
 本発明は、従来より配向欠陥の抑制されたポジティブAプレートを有する光学フィルム積層体を提供することを一つの目的とする。
 本発明はまた、従来より配向欠陥の抑制されたポジティブAプレートを提供し得る液晶配向能を有する、ポジティブCプレートの光学特性を有する光学フィルムを提供することを目的とする。
 本発明はさらに、ポジティブCプレートとポジティブAプレートの積層体以外の光学特性を有する光学フィルム積層体を提供することを目的とする。
 本発明は、従来よりも低いエネルギーで製造し得る光学フィルム積層体を提供することを目的とする。
 本発明はまた、上記の光学フィルム及び光学フィルム積層体の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の態様を構成に含むことができる。
 本発明の第1の態様は、光学フィルム積層体であって、感光性を有する第1の液晶性材料を含み、該第1の液晶性材料が所定の配向性を示す第1の層と、前記第1の層上に直接積層された、ポジティブAプレートの光学特性を有する第2の層とを備え、前記第1の液晶性材料は、少なくとも一部の側鎖に感光性基を含み、少なくとも下記化学式1で表される第1の側鎖を含む第1の重合体で少なくとも構成され、前記第2の層は、第2の液晶性材料から形成され、該第2の液晶性材料がホモジニアス配向している、光学フィルム積層体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式の感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
 第2の態様として、前記第1の態様に係る光学フィルム積層体において、前記第1の重合体が、下記化学式2で表される第2の側鎖をさらに含む、光学フィルム積層体であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式中、sは0または1を表し、rは1~12の整数を表し、tは1~3の整数を表し、RはH、アルキル基、アルキルオキシ基またはハロゲンを表す。
 第3の態様として、前記第2の態様に係る光学フィルム積層体において、前記第1の液晶性材料が、前記第2の側鎖、あるいは前記第1の側鎖および前記第2の側鎖の両方を含む第2の重合体をさらに含み、該第2の重合体の側鎖全体における、前記第1の側鎖の割合は、前記第1の重合体の側鎖全体における、前記第1の側鎖の割合よりも少ない、光学フィルム積層体であってもよい。
 第4の態様として、前記第1から第3のいずれか一つの態様に係る光学フィルム積層体において、前記第1の重合体が、末端に架橋性基を有する非液晶性の第3の側鎖をさらに含み、前記第2の層が前記架橋性基と反応する架橋剤を含む、光学フィルム積層体であってもよい。
 第5の態様として、前記第1から第4のいずれか一つの態様に係る光学フィルム積層体において、前記第1の層が前記第1の液晶性材料がホメオトロピック配向している、ポジティブCプレートの光学特性を有する、光学フィルム積層体であってもよい。
 第6の態様として、前記第2の態様に係る光学フィルム積層体において、前記第1の側鎖が末端に感光性基を有し、前記第1の層がNz係数5以上の光学特性を有する、光学フィルム積層体であってもよい。
 本発明の第7の態様は、感光性を有する第1の液晶性材料を含み、前記第1の液晶性材料は、少なくとも下記化学式1で表される第1の側鎖を含む第1の重合体で少なくとも構成されており、前記第1の液晶性材料がホメオトロピック配向している、ポジティブCプレートの光学特性を有する光学フィルムである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式の感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
 本発明の第8の態様は、感光性基を有する第1の液晶性材料を含む第1の塗膜を形成する工程と、前記塗膜を加熱後冷却して配向性を誘起する工程と、前記加熱の前又は後に、前記塗膜に直線偏光を照射し、前記感光性基を異方的に光反応させる工程と、前記偏光照射後の第1の塗膜上に、直接第2の液晶性材料を塗布し、第2の塗膜を形成する工程と、前記第1の塗膜および第2の塗膜の積層体を加熱する工程とを含む光学フィルム積層体の製造方法であって、前記第1の液晶性材料は、少なくとも下記化学式1で表される第1の側鎖を含む第1の重合体で少なくとも構成されている、光学フィルム積層体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式の感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
 第9の態様として、前記第8の態様に係る方法において、前記第1の塗膜に加熱および偏光照射を行った後に、前記第2の液晶性材料を塗布する方法であってもよい。
 第10の態様として、前記第1の塗膜に偏光を照射した後、該第1の塗膜の加熱前に、前記第2の液晶性材料を塗布し、前記第1の塗膜の加熱により配向性を誘起する工程を、前記第1の塗膜および第2の塗膜の積層体を加熱する工程によって行う方法であってもよい。
 本発明によれば、側鎖型の液晶性材料が配向した光学フィルムを基層とする光学フィルム積層体において、液晶性材料中の感光性基を有する側鎖と感光性基を持たない側鎖とを同様に良好に配向させることができる。このフィルムに直線偏光を照射して感光性基を異方的に光反応させることにより、従来のフィルムに比して液晶配向を誘起する性能を改善し、またその性能を付与する際のエネルギーも低減することができる。このフィルム上で液晶性材料をホモジニアス配向させると、配向欠陥の少ないポジティブAプレートを形成することができる。
本発明の光学フィルム積層体の一例を示す模式断面図である。
 (光学フィルム積層体の基本構成)
 図1は、本発明の光学フィルム積層体の構成を示す模式断面図である。本発明の光学フィルム積層体1は、感光性を有する第1の液晶性材料を含み、該第1の液晶性材料の配向性が固定された第1の層10と、前記第1の層10上に直接積層された、ポジティブAプレートの光学特性を有する第2の層20とを備えている。光学フィルム積層体1は、さらに支持体30を含むものであってもよいが、支持体30を用いて形成後、第1の層10と第2の層20の積層体のみを支持体30から剥離して使用してもよい。
 前記第1の液晶性材料は、第1の重合体で少なくとも構成され、前記第2の層20は第2の液晶性材料から形成された、ホモジニアス配向層の配向性が固定されたものである。第1の重合体は、下記化学式1で表される側鎖を有し、少なくとも1部の側鎖(第1の側鎖または、後述の第2の側鎖)に感光性基を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
 驚くべきことに、本発明者は、上記の第1の重合体が含む第1の側鎖の化学式において、酸素(O)と末端基Wをつなぐ炭素鎖の炭素数を奇数とした場合、末端基が非感光性基であれば垂直配向性に優れるとともに、末端基Wが感光性基の場合にも、単環式の化合物からなる感光性基であれば、末端基が非感光性基の場合と同様に、優れた垂直配向性が得られることを見出した。また第1の液晶性材料を用いて形成される第1の層において、感光性基を有する側鎖も垂直配向する構成とした場合に、直線偏光の照射によって付与される液晶配向能が向上し、第1の層上に第2の層を形成した際に、第2の層を構成する液晶性材料の配向欠陥を抑制できること、また直線偏光の照射に要するエネルギーも低減し得ることを見出した。
 第1の液晶性材料を構成する第1の重合体は、さらに下記の化学式2で表される第2の側鎖を含むものであってもよい。この場合、第2の側鎖は感光性を有するため、第1の側鎖は、末端基Wとして感光性基を含まないものであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式中、sは0または1を表し、rは1~12の整数を表し、tは1~3の整数を表し、RはH、アルキル基(好ましくはC1-4アルキル基),アルキルオキシ基(好ましくはC1-4アルキルオキシ基)またはハロゲンを表す。
 上記化学式2で示される側鎖は、下記に説明する液晶配向能にすぐれるので、これを含むことによって、第1の層10に液晶配向能を付与する際の直線偏光のエネルギーを抑制することができる。
 上記第1の液晶性材料は、さらに第2の重合体を含んでもよい。この第2の重合体は、前記第2の側鎖を含む重合体であってもよく、あるいは前記第1の側鎖および前記第2の側鎖の両方を含み、該第2の重合体の側鎖全体における、前記第1の側鎖の割合が、前記第1の重合体の側鎖全体における、前記第1の側鎖の割合よりも少ないものであってもよい。ここで、第1の重合体は、側鎖全体に対する第1の側鎖の割合が第2の側鎖より大きいものであることが好ましい。
 なお、必要に応じ、第1の重合体および/または第2の重合体は、末端に架橋性基を有する非液晶性の側鎖(第3の側鎖)をさらに含んでもよい。
 第1の重合体は、複数の第1の側鎖を含み、場合によっては、さらに複数の第2の側鎖を含む側鎖型液晶ポリマーである。第2の重合体は、複数の第2の側鎖を含み、場合によってはさらに複数の第1の側鎖を含む、側鎖型液晶ポリマーである。第1の液晶性材料では、第1の重合体、第2の重合体ともに、第1の側鎖の少なくとも1部が末端に単環式の感光性基を含むこと、かつ/または、第2の側鎖を含むことによって感光性を有する。
 上記の感光性側鎖型液晶性ポリマーを構成する主鎖としては、上記側鎖をスペーサーを介して結合した炭化水素、アクリレート、メタクリレート、シロキサン、マレインイミド、N-フェニルマレインイミドなどが挙げられる。これらのポリマーは同一の側鎖を有する単一重合体または構造の異なる側鎖を有する複数の単位からなる共重合体のいずれであってもよい。また、配向を増強するために低分子化合物を添加しても構わない。なお、本発明において感光性基とは、光照射により他の分子と結合する官能基をいう。また、本発明において、液晶性材料とは、材料単独に物理的な外部刺激(加熱、冷却、電場、磁場、せん断の印加等)を与えた時に液晶性を示すか、または溶媒や非液晶性成分との混合により液晶性を発現する材料をいう。
 さらに、上記第1の液晶性材料に光増感剤を添加してもよい。光増感剤としては、例えば、ミヒラーケトン等のベンゾフェノン系化合物;キサントン及びチオキサントン等のキサントン化合物(例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン等);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセン等)等のアントラセン化合物;フェノチアジン;ルブレン等が挙げられる。光増感剤の添加により、直線偏光照射時の反応が促進され、照射時間を短縮(照射エネルギーを節約)する上で効果がある。
 また例えば、上記第1の液晶性材料を構成する第1の重合体および/または第2の重合体が架橋性の官能基を有する非液晶性の側鎖を第3の側鎖として有するものであってもよい。非液晶性の側鎖が有する架橋性官能基は活性水素基であってもよい。活性水素基としては、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、およびチオール基等が挙げられる。
 (液晶配向能を有する第1の層の形成)
 本発明の光学フィルム積層体1において、第1の層10は、上記の第1の液晶性材料(側鎖型液晶性ポリマー)を、適当な溶媒に溶解した溶液(塗布液)を支持体30上に塗布してフィルムを製膜し、乾燥により溶媒を除去後、加熱工程で加熱・冷却(徐冷)することにより形成される。本発明では、加熱・冷却前、あるいは加熱・冷却後のフィルムに直線偏光、好ましくは紫外線直線偏光を照射することによって、液晶配向能が付与される。偏光の照射を加熱工程後に行った場合には、第1の液晶性材料はホメオトロピック配向を示し、ポジティブCプレートの光学特性を有するフィルムが形成される。偏光の照射を加熱工程前に行った場合には、第1の層10が含む側鎖の構成に応じ、ポジティブCプレートとは異なる光学特性(たとえばNz係数5以上)のフィルムが形成される。
 ここで、第1の層10が有する液晶配向能とは、第1の層10の上に第2の液晶性材料からなる層を形成した際に、第2の液晶性材料の配向を誘起する特性である。第1の液晶性材料から形成されたフィルムに直線偏光を照射した場合、偏光の振動面に平行な方向で選択的に感光性側鎖間の反応が進むため、第1の層10の表面状態が異方的となり、第1の層10上に積層される第2の液晶性材料に、所定方向のホモジニアス配向を誘起するものと考慮される。第1の層10が液晶配向能を有するため、第2の液晶性材料を積層するにあたって、別途配向膜などは必要とせず、第2の層20を第1の層10上に直接、積層することができる。
 溶媒としては、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、トルエン、テトラヒドロフラン、o-ジクロロベンゼン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられ、これらの溶媒は、単独または混合して用いられる。
 支持体30は、ガラス基板の他、種々の高分子フィルムの中から適宜選択して用いられる。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ジアセチルセルロースおよびトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマーフィルム、ビスフェノールA・炭酸共重合体などのポリカーボネート系ポリマーフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびエチレン・プロピレン共重合体などの直鎖または分枝状ポリオレフィンフィルム、ポリアミド系フィルム、イミド系ポリマーフィルム、スルホン系ポリマーフィルムなどが挙げられる。
 スピンコート、ロールコート、スクリーン印刷法、ナイフコート、スプレーコートなどの塗布方法により、上記の支持体30上に所定の膜厚の塗膜が形成される(塗工工程)。塗膜の乾燥は常温で行ってもよく、材料の等方相転移温度以下の温度(例えば60℃以下)に加熱して行ってもよい(乾燥工程)。乾燥過程で、すでに第1の液晶性材料は、一定の配向性を示すが、乾燥後のフィルムを材料の液晶相転移温度以上であって等方性転移温度以下(好ましくは等方性転移温度未満)の温度に加熱・冷却(徐冷)することにより配向が促進される。加熱は例えば80~130℃、好ましくは、100~120℃程度の温度で行ってもよい(加熱工程)。場合により、加熱は第1の層上に、第2の液晶性材料を塗布した後に行ってもよい。
 (直線偏光照射)
 直線偏光の照射は、加熱前(好ましくは乾燥後)、または加熱後(好ましくは冷却後)に行われる。照射には、直線偏光紫外線を用いることが好ましい。この照射により、液晶性ポリマーの感光性基の光反応が異方的に進むことにより、第1の層10を構成するフィルムに、第2の層20の液晶性材料を配向させる液晶配向能が付与される。この光反応を進めるには、感光性基の部分が反応し得る波長の光の照射を要する。この波長は、側鎖の種類によっても異なるが、一般に200-500nmであり、中でも250-400nmの有効性が高い場合が多い。上記の直線偏光を照射する工程において、照射されるエネルギーは、0.1mJ/cm~10J/cmであることが好ましく、1mJ/cm~5J/cmであることがさらに好ましい。
 第1の液晶性材料に含まれる第1の側鎖の、感光性側鎖の割合が大きい場合、加熱工程前に直線偏光を照射した場合、感光性基の反応が、側鎖の配向性に影響し、その後の加熱・冷却によっても、第1の液相性材料は、完全なホメオトロピック配向とはならず、第1の層10は、ポジティブCプレート以外の光学特性を有する光学フィルムとなる。例えば、第1の側鎖が感光性基を有するものとした場合、Nz係数5以上の光学フィルムが形成される。他方、加熱前に直線偏光の照射を行わない場合、乾燥工程で誘起されたホメオトロピック配向が、加熱・冷却で促進され、第1の層10は、ポジティブCプレートの光学特性を有するホメオトロピック配向層となる。その後、直線偏光(直線偏光性紫外線)の照射がなされても、ホメオトロピック配向層の配向性は実質的に影響されない。なお、第1の液晶性材料を、第2の側鎖と、感光性基を持たない第1の側鎖とを含むものとして、加熱工程前に直線偏光を照射し、加熱工程を第2の液晶性材料の塗布後に行った場合には、第1の層10は、ポジティブCプレートの光学特性を有するホメオトロピック配向層となる。この場合、液晶配向能は、第1の液晶性材料が含む第2の側鎖に付与される。
 (ホモジニアス配向層の形成)
 上記のようにして形成された第1の層上に、第2の液晶性材料を溶媒に溶解し溶液として、塗布し、塗布後乾燥し、加熱処理を行うことにより第2の液晶性材料の配向を誘起させる。その際、第1の層が有する前述の液晶配向能により、第2の液晶性材料にはホモジニアス配向が誘起される。ついで、非偏光性の紫外線を照射することにより、この配向を固定することができる。第1の層の加熱工程を行った後に、第2の液晶性材料を塗布する場合、加熱処理は、例えば60~120℃程度の温度で行ってもよい。第1の液晶性材料と第2の層の液晶性材料の加熱処理を同時に行う場合、上記の加熱工程と同程度の温度(例えば80~130℃、好ましくは、100~120℃程度の温度)で行ってもよい。
 一実施形態では、第1の層を加熱した後、第1の層に偏光を照射し、その後第2の液晶性材料の塗布と加熱が行われる。別の実施形態では、第1の層に偏光照射を行った後、第1の層を加熱し、その後第2の液晶性材料の塗布と加熱が行われる。さらに別の実施形態では、第1の液晶性材料に配向性を誘起するための第1の層の加熱と、第2の液晶性材料に配向性を誘起させるための加熱が同時に行われる。この場合、第1の層に偏光を照射して液晶配向能を付与した後、加熱を経ずに第2の液晶性材料が塗布され、その後、未加熱の第1の層と第2の層からなる積層体が加熱・冷却(徐冷)される。
 ここで、必要によってホモジニアス配向層を形成するために用いられる重合性液晶性材料中に、該重合性液晶性材料の液晶性を乱さない程度の量で感光性を有する化合物を添加することができる。この場合、感光性基は、第1の層を形成する感光性基を有する液晶性材料の感光性基と化学構造が同一または類似するものを用いることが、第1の層と第2の層との界面における密着を高める点で好ましい。
 (ホモジニアス配向層を形成する第2の液晶性材料)
 本発明において、第2の層20を構成する第2の液晶性材料は、液晶性ポリマーからなるものであっても、液晶性モノマーからなるものであってもよい。第2の液晶性材料は、光や熱により重合する官能基を有する重合性液晶性材料や、イソシアネート材料、エポキシ材料などの架橋剤により、液晶性を損なわない程度に架橋構造を導入した液晶性ポリマーであっても、液晶性モノマーであってもよい。また、低分子材料として下記の多官能性の低分子材料を加えて塗布し、重合性液晶性材料を配向させた後、重合させ架橋性ポリマーを含有するようにしてもよい。必要に応じ、光重合開始剤、熱重合開始剤や増感剤を混合してもよい。このような重合性液晶性材料を液晶配向能を付与された第1の層10上でホモジニアス配向させ、その配向を固定することにより、第1の層10上にポジティブAプレートの光学特性を有する光学フィルムを形成できる。
 重合性液晶としては、シッフ塩基系、ビフェニル系、ターフェニル系、エステル系、チオエステル系、スチルベン系、トラン系、アゾキシ系、アゾ系、フェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、トリメシン酸系、トリフェニレン系、トルクセン系、フタロシアニン系、ポルフィリン系分子骨格を有する液晶化合物、またはこれら化合物の混合物等が挙げられ、架橋性基の導入あるいは適宜な架橋剤のブレンドによって、液晶状態あるいは液晶転移温度以下に冷却した状態で、熱架橋あるいは光架橋等の手段により配向固定化できるものが含まれる。重合性液晶としては、ネマチック性の液晶相を示す化合物を用いることが好ましい。
 また、重合性液晶は、架橋性基の導入あるいは適宜な架橋剤のブレンドによって、液晶状態あるいは液晶転移温度以下に冷却した状態で、熱架橋あるいは光架橋等の手段により配向固定化できる液晶ポリマーでもよく、メソゲン形成性基で構成されたユニットを有する限り特に限定されない。前記ユニットを液晶ポリマーの主鎖に有していてもよく、側鎖に有していてもよい。主鎖型液晶ポリマーとしては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリイミド系、ポリウレタン系、ポリベンズイミダゾール系、ポリベンズオキサゾール系、ポリベンズチアゾール系、ポリアゾメチン系、ポリエステルアミド系、ポリエステルカーボネート系、ポリエステルイミド系の液晶ポリマー、またはこれらの混合物等が挙げられる。また側鎖型液晶性ポリマーとしては、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリビニル系、ポリシロキサン系、ポリエーテル系、ポリマロネート系等の直鎖状又は環状構造の骨格鎖を有する高分子に側鎖としてメソゲン基が結合した液晶ポリマー、またはこれらの混合物等が挙げられる。液晶ポリマーとしては、ネマチック性の液晶相を示すポリマーを用いることが好ましい。
 架橋性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
 光重合開始剤としては、イルガキュア(Irgacure)907、イルガキュア184、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア250、イルガキュア369(以上、全てチバ・ジャパン(株)製)、セイクオールBZ、セイクオールZ、セイクオールBEE(以上、全て精工化学(株)製)、カヤキュアー(kayacure)BP100(日本化薬(株)製)、カヤキュアーUVI-6992(ダウ社製)、アデカオプトマーSP-152又はアデカオプトマーSP-170(以上、全て(株)ADEKA製)、TAZ-A、TAZ-PP(以上、日本シイベルヘグナー社製)及びTAZ-104(三和ケミカル社製)など、市販の光重合開始剤も用いることができる。
 熱重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;過酸化水素、過硫酸塩、過酸化ベンゾイル等の過酸化物等が挙げられる。重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物(または重合性液晶ポリマー)100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましく、0.5~8質量部がさらに好ましい。上記範囲内であれば、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合させることができる。重合開始剤として光重合開始剤を用いる場合、光増感剤を併用してもよい。光増感剤としては、例えば、キサントン及びチオキサントン等のキサントン化合物(例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン等);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセン等)等のアントラセン化合物;フェノチアジン;ルブレン等が挙げられる。
 必要に応じ、第2の液晶性材料に架橋剤を添加してもよい。第1の液晶性材料を構成する第1の重合体および/または第2の重合体が、架橋性官能基を有する側鎖を含む場合、それらの官能基と架橋結合を形成する架橋剤を第2の液晶性材料が含むことが好ましい。これによって、第1の層10と第2の層20の間で架橋結合を形成し、層間密着性を高めることができる。架橋剤としては、分子内に2個以上の官能基を有する多官能性化合物が挙げられる。多官能性化合物としては、液晶性高分子と架橋結合を形成できる官能基を有していれば特に制限されないが、例えば、第1の液晶性材料が架橋性官能基を有し、当該架橋性官能基が水酸基またはカルボキシ基の場合、イソシアネート基、カルボジイミド基、アジリジン基、アゼチジン基、オキサゾリン基、エポキシ基等を有する化合物が挙げられる。これらの架橋剤のうち、液晶性高分子が有する架橋性官能基と比較的温和な反応条件で反応する反応性の観点から、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する多官能性化合物であるポリイソシアネート系化合物が好ましく、ポリイソシアネート系化合物は公知のものが使用可能である。例えば、ポリイソシアネート系化合物としては、ジイソシアネート化合物、トリイソシアネート化合物等が挙げられる。ジイソシアネート化合物としては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートとジオールとの縮合化合物等が挙げられる。また、トリイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネートのイソシアヌレート体、ビウレット体、ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネートとメチロールプロパンとの付加体であるアダクト体等が挙げられる。これらの架橋剤のうち、トリイソシアネート化合物を好適に用いることができる。
 例えば、第1の液晶性材料(第1の液晶性材料を構成する重合体)が、架橋性官能基として水酸基、カルボキシ基、アミノ基、およびチオール基等の活性水素基を有し、第2の液晶性材料が架橋剤としてポリイソシアネート系化合物を含む場合、ウレタン結合(-NH-CO-O-)、アミド結合(-NH-CO-)、ウレア結合(-NH-CO-NH-)、チオウレタン結合(-NH-CO-S-)等の結合によって、第1の層10と第2の層20の界面接合性を向上できる。
 また、必要に応じ、第1の液晶性材料の感光性基と反応し得る感光性基を有する化合物を第2の液晶性材料に添加してもよい。例えば、シンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基または、それらの誘導体などの感光性基である。このような感光性基を第2の液晶性材料に含有させる方法として、感光性基が第2の液晶性材料の分子構造に含まれていてもよく、あるいは該感光性基を有する化合物を添加してもよい。必要によって添加する化合物が重合性液晶性材料自体の重合性基と反応し得る反応性基を有していてもよい。更には、第2の液晶性材料の液晶性を損なわないことが望ましく、このような化合物として結晶性または液晶性を有する化合物が好適に用いられる。
 (非偏光性の紫外線照射)
 液晶配向能を付与された第1の層10上に第2の液晶性材料を配向させホモジニアス配向層を形成した後、非偏光性の紫外線を照射することが好ましい。非偏光性紫外線を照射すると、第2の液晶性材料中の重合性基が反応して配向が固定され、安定したホモジニアス配向層が形成されるともに、第1の層10における配向も固定される。
 以上のようにして、第1の層10上に直接、第2の層20を形成することにより、本発明の光学フィルム積層体1を形成することができる。支持体30上に形成された光学フィルム積層体1は、液晶パネルを構成する偏光板または液晶セルに粘着剤を塗布しておけば、その上に転写することにより、支持体30フィルムから分離することができる。
 (第1の層および第2の層の厚み)
 第1の層10および第2の層20の厚みは、それぞれ0.3~3μmであることが好ましく、0.5~2.5μmであることがさらに好ましい。本発明によれば、第1の層10および第2の層20とからなる光学フィルム積層体1を、0.6~6μmという非常に薄く形成できることから、従来の液晶表示装置に使用されている光学補償フィルム(薄くても15μmの厚みあり)に比べて、表示装置の薄型化が達成される。
 以下、本発明に係る光学フィルム積層体1の例示的実施形態について説明する。説明のため、第1の側鎖において、末端基が感光性基ではない側鎖を側鎖Ia、末端基が感光性基を有する側鎖を側鎖Ib、第2の側鎖を側鎖IIと記載する。
 (実施形態1)
 一実施形態において、第1の液晶性材料は、第1の重合体から構成され、該第1の重合体の側鎖が側鎖Ibからなるものであってもよい。この液晶性材料を用いれば、第1の層10において感光性基を有する側鎖Ibをホメオトロピック配向させ、直線偏光の照射によって液晶配向能を付与し、第2の層20を形成する第2の液晶性材料にホモジニアス配向性を付与することができる。
 (実施形態2)
 一実施形態において、第1の液晶性材料は、側鎖が側鎖Iaと側鎖IIとからなり、側鎖IIに対して側鎖Iaのモル比が多い第1の重合体と、側鎖が側鎖IIからなる第2の重合体または、側鎖が側鎖Iaと側鎖IIとからなり、側鎖Iaに対する側鎖IIのモル比が多い第2の重合体とからなるものであってもよい。側鎖IIに起因する液晶配向能は、側鎖Ibよりも強いため、第1の層10において感光性基を有する側鎖Iaと側鎖IIをホメオトロピック配向させ、直線偏光の照射で液晶配向能を付与する際の照射エネルギーを抑制でき、第2の層20を形成する第2の液晶性材料に良好なホモジニアス配向性を付与することができる。
 (実施形態3)
 一実施形態において、第1の液晶性材料は、側鎖が側鎖Ibと側鎖IIからなる第1の重合体から構成されたものであってもよい。この場合、第1の液晶性材料は、ホメオトロピック配向性が良好でかつ感光性基を有する側鎖Ibと、液晶配向能にすぐれる側鎖IIとの共重合体からなるので、第1の層10で両方の側鎖Ib、側鎖IIを良好にホメオトロピック配向させ、直線偏光の照射で液晶配向能を付与する際の照射エネルギーを抑制でき、第2の層20を形成する第2の液晶性材料に良好なホモジニアス配向性を付与することができる。
 (実施形態4)
 一実施形態において、第1の液晶性材料を側鎖が側鎖Ibと側鎖IIからなる第1の重合体から構成し、これにポジティブCプレート以外の光学特性を付与してもよい。上記の実施形態3においては、第1の液晶性材料からなる塗膜を加熱・冷却すると、側鎖がホメオトロピック配向した層が形成され、液晶配向能を付与するための直線偏光の照射によってもその配向性は変化しない。他方、加熱前に直線偏光を照射すると、光反応が先に進行するため、後の加熱・冷却によっては完全なホメオトロピック配向はとらず、ポジティブCプレートとは異なる光学特性(例えばNz係数5以上)のフィルムが形成される。このフィルム上に、第2の層20を形成することにより、ポジティブCプレートとは異なる光学特性を有する第1の層10上に、ポジティブAプレートの光学特性を有する第2の層20を形成することができる。
 (実施形態5)
 一実施形態において、第1の液晶性材料は、実施形態1と同様に、側鎖Ibを有する第1の重合体から構成され、さらに光増感剤を含むものであってもよい。この構成によれば、第1の層10に液晶配向能を付与するための照射エネルギーを低減し、より高いエネルギー効率で光学フィルム積層体1を形成することができる。
 (実施形態6)
 一実施形態において、第1の液晶性材料は、側鎖Ibと、末端に架橋性基(例えば水酸基)を有する非液晶性の側鎖を含む第1の重合体から構成され、第2の液晶性材料が前記架橋性基と反応する架橋剤(例えばイソシアネート系化合物)を含むものであってもよい。この構成によれば、第1の層10と第2の層20の層間密着性を向上することができる。
 (実施形態7)
 一実施形態において、第1の液晶性材料からなる塗膜を形成後、加熱による配向性の誘起を行うことなく、液晶配向能を付与するための直線偏光の照射を行い、第2の液晶性材料を塗布し、その後、加熱・冷却することによって、第1の液晶性材料と、第2の液晶性材料の配向性を同時に誘起してもよい。この場合、第1の液晶性材料を側鎖が側鎖Iaと側鎖IIからなる第1の重合体から構成してもよい。第4実施形態では、偏光を照射した後、加熱・冷却によりポジティブCプレートの以外の配向を誘起した第1の層10上に、第2の層20を形成しているが、本実施形態では、第1の層10を構成する第1の液晶性材料を、垂直配向性を示すが末端基が感光性基ではない側鎖Iaを含むものとすることにより、直線偏光を照射した際に生じる配向が抑制され、第2の液晶性材料を塗布した後の加熱・冷却により、第1の層は、ホメオトロピック配向が誘起される。第2実施形態と対比すると、本実施形態では、側鎖IIのモル比が多い第2の重合体を含まない場合にも、第1の層10と第2の層20の配向誘起を同時に行うことにより、配向欠陥の発生を抑制するとともに、第1の層を良好に配向させることができる。
 以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。本発明の実施例において用いた材料に関する合成方法を以下に示す。また、本発明の実施例で得られたサンプルの光学特性の判定には、自動複屈折計を用い、ポジティブCプレート、ポジティブAプレートの判定は位相差値の角度依存性に基づいて行った。第2の層を構成するポジティブAプレートの配向性については、偏光顕微鏡でクロスニコル像を観察し、大部分が消光する消光位における透光性部分(配向欠陥)の多寡(または有無)により判断した。
 (単量体A)
 4,4’-ビフェニルジオールと3-クロロプロパノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、4-ヒドロキシ-4’-ヒドロキシプロピルオキシビフェニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で1,6-ジブロモヘキサンを反応させ、4-(6-ブロモヘキシルオキシ)-4’-ヒドロキシプロピルオキシビフェニルを合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応させ、化学式3で示される単量体Aを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 (単量体B)
 単量体Aに、塩基性の条件下において、塩化シンナモイルを加え、化学式4で示される単量体Bを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 (単量体C)
 単量体Aに、塩基性の条件下において、塩化ナフチルアクリロイルを加え、下記化学式5で示される単量体Cを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 (単量体D)
 4,4’-ビフェニルジオールと2-クロロエタノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、4-ヒドロキシ-4’-ヒドロキシエトキシビフェニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で1,6-ジブロモヘキサンを反応させ、4-(6-ブロモヘキシルオキシ)-4’-ヒドロキシエトキシビフェニルを合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応させ、化学式6で示される単量体Dを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 (単量体E)
 単量体Dに、塩基性の条件下において、塩化シンナモイルを加え、化学式7に示される単量体Eを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 (単量体F)
 p-クマル酸と6-クロロ-1-ヘキサノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)桂皮酸を合成した。この生成物にp-トルエンスルホン酸の存在下でメタクリル酸を大過剰量加えてエステル化反応させ、化学式8で示される単量体Fを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (重合体1-1)
 単量体BをTHF中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、56℃で24時間重合することにより感光性の重合体1-1を得た。この重合体1-1は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体1-2)
 単量体AをTHF中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、56℃で24時間重合することにより重合体1-2を得た。この重合体1-2は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体1-3)
 単量体CをTHF中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、56℃で24時間重合することにより感光性の重合体1-3を得た。この重合体1-3は液晶性を呈したが、基板に塗布し熱処理しても垂直配向性は示さなかった。
 (重合体1-4)
 単量体DをTHF中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、56℃で24時間重合することにより重合体1-4を得た。この重合体1-4は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体1-5)
 単量体EをTHF中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、56℃で24時間重合することにより感光性の重合体1-5を得た。この重合体1-5は液晶性を呈したが、基板に塗布し熱処理しても垂直配向性を示さなかった。
 (重合体1-6)
 単量体Aと単量体Cを7:3のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体1-6を得た。この重合体1-6は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体1-7)
 単量体Dと単量体Eを7:3のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して70℃で24時間重合することにより感光性の重合体1-7を得た。この重合体1-7は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体2-1)
 単量体Fをジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体2-1を得た。この重合体2-1は液晶性を呈した。この重合体2-1を基板に塗布して熱処理すると垂直配向性を示すものの異方性は大きくなかった。
 (重合体2-2)
 単量体Aと単量体Fを7:3のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体2-2を得た。この重合体2-2は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体2-3)
 単量体Aと単量体Fを3:7のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体2-3を得た。この重合体2-3は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体3-1)
 単量体Bと単量体Fを5:5のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体3-1を得た。この重合体3-1は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体3-2) 
 単量体Aと単量体Fを7:3のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体3-2を得た。この重合体3-2は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体4-1)
 単量体Bと単量体Fを5:5のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体4-1を得た。この重合体4-1は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体5-1)
 単量体Bをジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体5-1を得た。この重合体5-1は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体5-2)
  単量体Aと単量体Eを7:3のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体5-2を得た。この重合体5-2は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体6-1)
 単量体Bとメタクリル酸2-ヒドロキシエチルをモル比10:2でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体6-1を得た。この重合体6-1は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体6-2)
 単量体BをTHF中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体6-2を得た。この重合体6-2は液晶性を呈し、基板に塗布し熱処理すると垂直配向性を示した。
 (重合体7-1)
 単量体Aと単量体Fを5:5のモル比でジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して、70℃で24時間重合することにより感光性の重合体7-1を得た。この重合体7-1は液晶性を呈した。
 以下に記載する第1実施例から第7実施例において、直線偏光性の光としては、いずれも高圧水銀灯からの光を、グランテーラープリズムを用いて直線偏光性に変換した光を用いた。また、非偏光紫外線としては、高圧水銀灯からの光を偏光に変換せずに照射した。
 第1実施例
 〔実施例1-1〕
 重合体1-1をTHF(テトラヒドロフラン)に溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、105℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射し、液晶配向能を付与した。次いで、この基材上に、重合性液晶性化合物(「LC-242」、BASF製)100質量部に対し、光重合開始剤(「イルガキュア907」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)0.05重量部を混合しPEGMEAに溶解した。この混合物(混合物溶液)を作製した配向膜上に1.1μmの厚みとなるよう塗布し、70℃まで基板を加熱し混合物を等方相に転移後、室温まで降温した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射(300mJ/cm)し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、比較例1-1、1-2と比較して配向欠陥は大幅に低減されていることが確認できた。この基板の光学特性を測定すると、Re=150nm、Nz=0.38であり、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔比較例1-1〕
 重合体1-6をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって配向を垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射したが液晶配向能が不十分であった。更に、30分照射したところ液晶配向能が付与されることを確認した。次いで、実施例1-1と同様に、この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察されたが、実施例1-1と比較して配向欠陥が顕著に発生していることが確認できた。この比較例1-1でもポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることは確認された。
 〔比較例1-2〕
 重合体1-7をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射したが液晶配向能が不十分であった。更に、30分照射したところ液晶配向能が付与されることを確認した。次いで、実施例1-1と同様に、この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察されたが、実施例1-1と比較して配向欠陥が顕著に発生していることが確認できた。この比較例1-2でもポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることは確認された。
 第2実施例
 〔実施例2-1〕
 重合体2-1と重合体2-2を重量比3:7でTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、105℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を500秒照射し、液晶配向能を付与した。次いで、実施例1-1と同様に調製した重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物溶液を、作製した配向膜上に塗布し、70℃まで基板を加熱し混合物を等方相に転移後、室温まで降温した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、比較例2-1と比較して配向欠陥は大幅に低減されていることが確認できた。この基板の光学特性を測定すると、Re=150nm、Nz=0.38であり、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔実施例2-2〕
 重合体2-2と重合体2-3を重量比7:3でTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、105℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。次いで、実施例2-1と同様に、この塗膜に、直線偏光性の光を500秒照射した。この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして作製した基板を偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、比較例2-1と比較して配向欠陥は大幅に低減されていることが確認できた。この基板の光学特性を測定すると、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔比較例2-1〕
 重合体2-2をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって配向を垂直配向を誘起した。次いで、実施例2-1と同様に、この塗膜に、直線偏光性の光を500秒照射した。この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして作製した基板を偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察されたが、実施例2-1、実施例2-2と比較して配向欠陥が顕著に発生していることが確認できた。この比較例2-1でもポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることは確認された。
 第3実施例
〔実施例3-1〕
 重合体3-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、100℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を40秒照射し、液晶配向能を付与した。次いで、この基材上に作製した配向膜上に、実施例1-1と同様に調製した重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物溶液を塗布し、70℃まで基板を加熱し混合物を等方相に転移後、室温まで降温した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、比較例3-1と比較して配向欠陥は大幅に低減されていることが確認できた。
 この基板の光学特性を測定すると、Re=218nm、Nz=0.41であり、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔比較例3-1〕
 重合体3-2をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって配向を垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を40秒照射したが液晶配向能が不十分であった。更に、100秒照射したところ液晶配向能が付与されることを確認した。次いで、実施例3-1と同様に、この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察されたが、実施例3-1と比較して配向欠陥が顕著に発生していることが確認できた。この比較例3-1でもポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることは確認された。
 第4実施例
〔実施例4-1〕
 重合体4-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、直線偏光性の光を40秒照射した。続いて、100℃まで加熱後徐冷することによって配向を誘起した。この配向層の光学特性は、面内位相差値は16.7nm、Nz係数は7.4であった。次いで、この基材上に、実施例1-1と同様に調製した重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物溶液を塗布し、70℃まで基板を加熱し混合物を等方相に転移後、室温まで降温した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして作製した基板は、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、面内位相差値は141.5nm、Nz係数は0.47であった。
 この基板の各層の光学特性を調査するために、重合性液晶層のみを粘着材付の光学等方性フィルムに転写し、重合性液晶層のみ光学特性、剥離後の基板の光学特性を測定すると、重合性液晶層は、Re=127.5nm、Nz=0.99(ほぼ一軸性=Aプレート)であり、剥離後の基板は、17.5nm、Nz=8.0であった。これにより、Nz=5以上の配向層とポジティブAプレートとを組み合わせた光学積層体であることが確認された。
 第5実施例
〔実施例5-1〕
 重合体5-1と光増感剤(ミヒラーケトン)5重量部をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、105℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を150秒照射し、液晶配向能を付与した。次いで、実施例1-1と同様に調製した重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物溶液を作製した配向膜上に塗布し、70℃まで基板を加熱し混合物を等方相に転移後、室温まで降温した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、比較例5-1と比較して配向欠陥は大幅に低減されていることが確認できた。この基板の光学特性を測定すると、Re=150nm、Nz=0.38であり、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔実施例5-2〕
 重合体5-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、105℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。この塗膜において、直線偏光性の光を照射することによって、実施例5-1と同様の液晶配向能を得るには、50分の照射を要すことが確認された。
 〔比較例5-1〕
 重合体5-2をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって配向を垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射したが液晶配向能が不十分であった。更に、30分照射したところ液晶配向能が付与されることを確認した。次いで、実施例5-1と同様に、この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察されたが、実施例5-1と比較して配向欠陥が顕著に発生していることが確認できた。この比較例5-1でもポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることは確認された。
 第6実施例
 〔実施例6-1〕
 重合体6-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた後、105℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射し、液晶配向能を付与した。次いで、この基材上に、重合性液晶性化合物(「LC-242」、BASF製)100質量部、光重合開始剤(「イルガキュア907」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)0.05重量部、ポリイソシアネート(旭化成株式会社製、デュラネートTKA-100)0.6重量部を混合しPEGMEAに溶解した。この混合物を作製した配向膜上に塗布し、70℃まで基板を加熱し混合物を等方相に転移後、室温まで降温した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察された。また、クロスカット試験にて密着性を確認したところ、剥離は見られなかった。この基板の光学特性を測定すると、Re=150nm、Nz=0.38であり、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔実施例6-2〕
 重合体6-2をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって配向を垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射し、液晶配向能を付与した。次いで、実施例6-1と同様に、この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤、ポリイソシアネートの混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察された。クロスカット試験にて密着性を確認したところ、実施例6-1と同様の密着性は得られていなかった。
 〔実施例6-3〕
 重合体6-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって配向を垂直配向を誘起した。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を50分照射したが液晶配向能が不十分であった。更に、30分照射したところ液晶配向能が付与されることを確認した。次いで、ポリイソシアネートを混合しないことは除いて、実施例6-1と同様に、この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察された。クロスカット試験にて密着性を確認したところ、実施例6-1と同様の密着性は得られていなかった。
 第7実施例
 〔実施例7-1〕
 重合体7-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコーターを用いて約1.5μmの厚みとなるように第1の層を塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いてこの塗膜に、直線偏光性の光を500秒照射し、液晶配向能を付与した。次いで、この基材上に、重合性液晶性化合物(「LC-242」、BASF製)100質量部に対し、光重合開始剤(「イルガキュア907」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)0.05重量部を混合しPEGMEAに溶解した。この混合物(混合物溶液)を、液晶配向能の付与された基板上に塗布した(第2の層)。次いで、110℃まで基板を加熱し室温まで徐冷することによって、第1の層の垂直配向を誘起するとともに、第2の層の面内配向を誘起した。更に、非偏光性の紫外線を300秒間照射し、第2の層の重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶の配向が観察され、比較例7-1と比較して配向欠陥は低減されていることが確認できた。この基板の光学特性を測定すると、Re=145nm、Nz=0.55であり、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることが確認された。
 〔比較例7-1〕
 重合体7-1をTHFに溶解し溶液を調整した。この溶液をカバーガラス基板上にスピンコートを用いて約1.5μmの厚みとなるよう塗布した。この基板を室温(25℃)で乾燥させた。続いて、130℃まで加熱後徐冷することによって垂直配向を誘起した。次いで、実施例7-1と同様に、この塗膜に、直線偏光性の光を500秒照射した。この基材上に、重合性液晶性化合物、光重合開始剤の混合物を塗布し、配向させた後、非偏光性の紫外線を照射し、重合性液晶性化合物を架橋反応させた。このようにして、偏光板クロスニコル下で観察すると重合性液晶化合物の配向が観察されたが、実施例7ー1と比較して配向欠陥が顕著に発生していることが確認できた。この比較例7-1でもポジティブAプレートとポジティブCプレートを積層した光学特性であることは確認された。
 以下の表1に使用した重合体の特性を、表2に各実施例・比較例の材料、偏光照射時間、および光学特性の評価結果を示す。なお、重合体2-2は、重合体3-2と同じ材料及び製法で作製されており、重合体4-1も、重合体3-1と同じ材料・製法で作製されている。実施例5-2は、本願発明の範囲に入るが、光増感剤の効果についての比較例である。実施例6-2、6-3も本願発明の範囲に入るが、実施例6-1における密着性向上の効果に対しては比較例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 表1及び表2にまとめた結果が示すように、上述の化学式1で酸素(O)と末端基Wをつなぐ炭素鎖の炭素数が奇数の場合、単環式の感光性基である単量体Bからなる重合体1-1は、末端基を感光性基に置換しない単量体Aからなる重合体1-2と同様に垂直配向性を示すが、末端基W1が複環式の感光性基である単量体Cからなる重合体1-3では垂直配向性は見られない。また、重合体1-3のように、酸素(O)と末端基Wをつなぐ炭素鎖の炭素数が偶数の場合、感光性基が単環式であっても、垂直配向性は見られない。側鎖が垂直配向性でかつ感光性基を有する実施例1-1は、垂直配向性側鎖と、感光性基は有するが垂直配向性のない側鎖が共重合した比較例1-1、1-2に比し、短時間の偏光照射で液晶配向能が付与され、しかも第2の層の配向欠陥が少ない。実施例3-1と実施例1-1を対比すると、実施例3-1では、単量体Bと単量体Fが共重合され、上述の化学式2で示される液晶配向能に優れた感光性側鎖を含むことにより、偏光照射時間をさらに短縮できている。また比較例2-1、3-1のように、感光性基を含まない垂直配向性の側鎖を形成する単量体Aを単量体Fと共重合したものだけでは、配合比を変えても第2の層に配向欠陥が見られるが、単量体Aと単量体Fの共重合体で、垂直配向性の単量体Aの割合が多い重合体と、単量体Aに対し単量体Fの割合が多い重合体との混合物から第1の層を形成した場合には、第2の層で良好な配向性が得られていることが分かる。実施例5-1は、光増感剤を第1の液晶性材料に添加することにより、偏光照射時間を低減し得ることを示しており、実施例6-1は、第1の液晶性材料を構成する重合体が架橋性官能基(ここでは水酸基)を含み、第2の層を構成する液晶性材料に前記官能基と反応する架橋剤を含む場合に、密着性が高上していることを示している。比較例7-1では、第1の液晶性材料が単量体Aを単量体Fと共重合したものであり、単量体Fの割合を比較例2-1に比して多くしても、第2の層に配向欠陥が発生しているが、実施例7-1で、第1の液晶性材料の加熱による配向性の誘起を、第2の液晶性材料を塗布した後に行った場合、配向欠陥が抑制される結果が得られた。
 本発によれば、第1の層をポジティブCプレートの光学特性を有するホメオトロピック配向層、またはポジティブCプレート以外の光学特性(例えばNz係数5以上)を有する層とし、その上にポジティブAプレートの光学特性を有するホモジニアス配向層を直接積層した光学フィルム積層体を得ることができる。これによって、薄型化された光学補償機能を有する光学フィルムが得られるので、液晶表示装置等の光学機器の薄型化に貢献することができる。さらに、フィルム中の液晶性材料の配向欠陥の低減により、光学特性を改善でき、製造時のエネルギーの節約によって、光学フィルム積層体や、これを用いた光学機器の製造コストを低減できる。
 以上の通り、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲に含まれる。
  1:  光学フィルム積層体
  10: 第1の層 
  20: 第2の層 
  30: 支持体

Claims (10)

  1.  光学フィルム積層体であって、
     感光性を有する第1の液晶性材料を含み、該第1の液晶性材料が所定の配向性を示す第1の層と、
     前記第1の層上に直接積層された、ポジティブAプレートの光学特性を有する第2の層とを備え、
     前記第1の液晶性材料は、少なくとも一部の側鎖に感光性基を含み、少なくとも下記化学式1で表される第1の側鎖を含む第1の重合体で少なくとも構成され、
     前記第2の層は、第2の液晶性材料から形成され、該第2の液晶性材料がホモジニアス配向している、
     光学フィルム積層体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式の感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
  2.  請求項1に記載の光学フィルム積層体であって、前記第1の重合体が、下記化学式2で表される第2の側鎖をさらに含む、光学フィルム積層体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式中、sは0または1を表し、rは1~12の整数を表し、tは1~3の整数を表し、RはH、アルキル基、アルキルオキシ基またはハロゲンを表す。
  3.  請求項2に記載の光学フィルム積層体であって、前記第1の液晶性材料が、前記第2の側鎖、あるいは前記第1の側鎖および前記第2の側鎖の両方を含む第2の重合体をさらに含み、該第2の重合体の側鎖全体における、前記第1の側鎖の割合は、前記第1の重合体の側鎖全体における、前記第1の側鎖の割合よりも少ない、光学フィルム積層体。
  4.  請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルム積層体であって、前記第1の重合体が、末端に架橋性基を有する非液晶性の第3の側鎖をさらに含み、前記第2の層が前記架橋性基と反応する架橋剤を含む、光学フィルム積層体。
  5.  請求項1から4のいずれか1項に記載の光学フィルム積層体であって、前記第1の層が前記第1の液晶性材料がホメオトロピック配向している、ポジティブCプレートの光学特性を有する、光学フィルム積層体。
  6.  請求項2に記載の光学フィルム積層体であって、前記第1の側鎖が末端に感光性基を有し、前記第1の層がNz係数5以上の光学特性を有する、光学フィルム積層体。
  7.  感光性を有する第1の液晶性材料を含み、
     前記第1の液晶性材料は、少なくとも下記化学式1で表される第1の側鎖を含む第1の重合体で少なくとも構成されており、
     前記第1の液晶性材料がホメオトロピック配向している、ポジティブCプレートの光学特性を有する光学フィルム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式の感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
  8.  感光性基を有する第1の液晶性材料を含む第1の塗膜を形成する工程と、
     前記第1の塗膜を加熱後冷却して配向性を誘起する工程と、
     前記加熱の前又は後に、前記塗膜に直線偏光を照射し、前記感光性基を異方的に光反応させる工程と、
     前記偏光照射後の塗膜上に、直接第2の液晶性材料を塗布し、第2の塗膜を形成する工程と、
     前記第1の塗膜および第2の塗膜の積層体を加熱する工程とを含む光学フィルム積層体の製造方法であって、
      前記第1の液晶性材料は、少なくとも下記化学式1で表される第1の側鎖を含む第1の重合体で少なくとも構成されている、光学フィルム積層体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     式中、nは1~12、mは1~5の整数をそれぞれ示し、Xは、none、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-または-C4-をそれぞれ表し、Wはシンナモイル基、シンナミリデン基、フリルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体から選択される単環式の感光性基を表すか、または、-H、-OH、もしくは-CNを表す。
  9.  請求項8に記載の方法において、前記第1の塗膜に加熱および偏光照射を行った後に、前記第2の液晶性材料を塗布する、光学フィルム積層体の製造方法。
  10.  請求項8に記載の方法において、前記第1の塗膜に偏光を照射した後、該第1の塗膜の加熱前に、前記第2の液晶性材料を塗布し、前記第1の塗膜の加熱により配向性を誘起する工程を、前記第1の塗膜および第2の塗膜の積層体を加熱する工程によって行う、光学フィルム積層体の製造方法。
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