JP2016110113A - 光学フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
[1] レベリング剤を含有する配向膜と、光学異方性層とを有する光学フィルム。
[2] 配向膜の一方の面と、光学異方性層の一方の面とが接している[1]に記載の光学フィルム。
[3] さらに、基材を有し、
該基材上に、前記レベリング剤を含有する配向膜を有し、該配向膜の上に前記光学異方性層を有する[1]に記載の光学フィルム。
[4] 配向膜中のレベリング剤の含有量が、配向膜100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下である[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5] 配向膜の膜厚が、10nm以上1000nm以下である[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルム。
[6] 配向膜が、光配向膜である[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム。
[7] 配向膜が、シンナモイル基を有する化合物に由来する構造を含む[1]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[8] 光学異方性層が、式(1)及び式(2)で表される光学特性を有する[1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルム。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
(式中、Re(λ)は波長λnmの光に対する面内位相差値を表す。)
[9] 光学異方性層が、式(3)で表される光学特性を有する[1]〜[8]のいずれかに記載の光学フィルム。
100nm<Re(550)<160nm (3)
(式中、Re(550)は波長550nmにおける面内位相差値を表す。)
[10] 光学異方性層が、1以上の重合性液晶化合物の重合体を含むことを特徴とする[1]〜[9]のいずれかに記載の光学フィルム。
[11] 光学異方性層の厚さが、20μm以下である[1]〜[10]のいずれかに記載の光学フィルム。
[12] [1]〜[11]のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光フィルムとを備える円偏光板。
[13] [1]〜[11]のいずれかに記載の光学フィルムが備える光学異方性層と、偏光フィルムとを備える円偏光板。
[14] 光学異方性層と、偏光フィルムとが、活性エネルギー線硬化型接着剤又は水系接着剤で貼り合わされた[13]に記載の円偏光板。
[15] [12]〜[14]のいずれかに記載の円偏光板を備える有機EL表示装置。
[16] [12]〜[14]のいずれかに記載の円偏光板を備えるタッチパネル表示装置。
[17] レベリング剤を含有する配向膜と、光学異方性層とを有する光学フィルムの製造方法であって、
10mJ/cm2以上200mJ/cm2以下の紫外線を配向膜に照射することによって、配向膜に配向規制力を生じさせる工程を含む光学フィルムの製造方法。
以下、本光学フィルムを構成する各部材について説明する。
光学異方性層としては、重合性液晶化合物を重合させることにより形成される層、延伸フィルムが挙げられる。光学異方性層の光学特性は重合性液晶化合物の配向状態または延伸フィルムの延伸方法により調節することができる。ここで、光学異方性層の一方の面は、配向膜の一方の面と接していると好ましい。
棒状の重合性液晶化合物が基材に対して水平配向または垂直配向した場合、すなわち該重合性液晶化合物の長軸が基材に対して水平配向または垂直配向した場合、該重合性液晶化合物の光軸は、該重合性液晶化合物の長軸方向と一致する。
円盤状の重合性液晶化合物が配向した場合、該重合性液晶化合物の光軸は、該重合性液晶化合物の円盤面に対して直交する方向に存在する。
延伸フィルムの遅相軸方向は延伸方法により異なり、一軸、二軸または斜め延伸等、その延伸方法に応じて遅相軸および光軸が決定される。
Re(λ)=d×Δn(λ) (10)
式中、Re(λ)は、波長λnmにおける面内位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表わす。
重合性液晶化合物とは、重合性基を有し、かつ液晶性を有する化合物のことをいう。重合性基とは、重合反応に関与する基を意味し、光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、後述する光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性基としては、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、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。重合性液晶化合物が有する液晶性はサーモトロピック性液晶でもよいし、リオトロピック液晶でもよく、サーモトロピック液晶を秩序度で分類すると、ネマチック液晶でもよいし、スメクチック液晶でもよい。
[式(A)中、
X1は、酸素原子、硫黄原子または−NR1−を表わす。R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表わす。
Y1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい炭素数3〜12の1価の芳香族複素環式基を表わす。
Q3およびQ4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−NR2R3または−SR2を表わすか、または、Q3とQ4とが互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに芳香環または芳香族複素環を形成する。R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表わす。
D1およびD2は、それぞれ独立に、単結合、−CO−O−、−CS−O−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CO−O−CR4R5−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−またはNR4−CR5R6−またはCO−NR4−を表わす。ここで−CO−O−のように紙面上で左右非対称な基の場合、−CO−O−中の炭素原子とG1とが結合してもよいし、−CO−O−中の酸素原子とG1とが結合してもよい。すなわち−CO−O−は、−G1−CO−O−または−G1−O−CO−のどちらの結合形式でもよいことを表す。本明細書におけるその他の基に関しても同様である。
R4、R5、R6およびR7は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表わす。
G1およびG2は、それぞれ独立に、炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基を表わし、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子または−NH−に置き換っていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチン基は、第三級窒素原子に置き換っていてもよい。
L1およびL2は、それぞれ独立に、1価の有機基を表わし、L1およびL2のうちの少なくとも一つは、重合性基を有する。]
P1−F1−(B1−A1)k−E1− (A1)
P2−F2−(B2−A2)l−E2− (A2)
[式(A1)および式(A2)中、
B1、B2、E1およびE2は、それぞれ独立に、−CR4R5−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CS−O−、−O−CS−O−、−CO−NR1−、−O−CH2−、−S−CH2−または単結合を表わす。
A1およびA2は、それぞれ独立に、炭素数5〜8の2価の脂環式炭化水素基または炭素数6〜18の2価の芳香族炭化水素基を表わし、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子または−NH−に置き換っていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチン基は、第三級窒素原子に置き換っていてもよい。
kおよびlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表わす。
F1およびF2は、炭素数1〜12の2価の脂肪族炭化水素基を表わす。
P1は、重合性基を表わす。
P2は、水素原子または重合性基を表わす。
R4およびR5は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表わす。]
P11−B11−E11−B12−A11−B13− (X)
[式(X)中、P11は、重合性基を表わす。
A11は、2価の脂環式炭化水素基または2価の芳香族炭化水素基を表わす。該2価の脂環式炭化水素基および2価の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6アルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよく、該炭素数1〜6のアルキル基および該炭素数1〜6アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
B11は、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−NR16−、−NR16−CO−、−CO−、−CS−または単結合を表わす。R16は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表わす。
B12およびB13は、それぞれ独立に、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CH=N−、−N=N−、−CO−NR16−、−OCH2−、−OCF2−、−CH=CH−CO−O−、または単結合を表わす。
E11は、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する−CH2−は、−O−または−CO−に置き換わっていてもよい。]
−CH2−CH2−O−CH2−CH2−、−CH2−CH2−O−CH2−CH2−O−CH2−CH2−および−CH2−CH2−O−CH2−CH2−O−CH2−CH2−O−CH2−CH2−等が挙げられる。
B11としては、−O−、−S−、−CO−O−が好ましく、−CO−O−がより好ましい。
B12およびB13としては、それぞれ独立に、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−が好ましく、−O−または−O−CO−O−がより好ましい。
[式(P−11)〜(P−15)中、
R17〜R21はそれぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基または水素原子を表わす。]
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
(式中、
A12〜A14はそれぞれ独立に、前記A11と同義であり、B14〜B16はそれぞれ独立に、前記B12と同義であり、B17は、前記B11と同義であり、E12は、前記E11と同義である。
F11は、水素原子、炭素数1〜13のアルキル基、炭素数1〜13のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、ジメチルアミノ基、ヒドロキシ基、メチロール基、ホルミル基、スルホ基(−SO3H)、カルボキシ基、炭素数1〜10のアルコキシカルボニル基またはハロゲン原子を表わし、該アルキル基およびアルコキシ基を構成する−CH2−は、−O−に置き換っていてもよい。
P12は、P11と同じ意味を表す。)
重合性液晶化合物を重合させることにより形成される層(光学異方性層)は、通常、1以上の重合性液晶化合物を含有する組成物(以下、重合性液晶組成物ということがある。)を、配向膜の上に塗布し、得られた塗膜中の重合性液晶化合物を重合させて、重合体とすることにより形成することができる。この場合、配向膜の一方の面と、光学異方性層の一方の面とは接している。
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、フェノール等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、N−メチル−2−ピロリジノン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の非塩素化脂肪族炭化水素溶剤;トルエン、キシレン等の非塩素化芳香族炭化水素溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素化炭化水素溶剤;などが挙げられる。溶剤は、単独で使用してもよいし、組み合わせて使用してもよい。
[式(Y)中、
nは1〜10までの整数を表わし、R1’は、炭素数2〜20の2価の脂肪族又は脂環式炭化水素基、或いは炭素数5〜20の2価の芳香族炭化水素基を表わす。各繰り返し単位にある2つのR2’は、一方が−NH−であり、他方が>N−C(=O)−R3’で示される基である。R3’は、水酸基又は炭素−炭素不飽和結合を有する基を表す。
nが2以上である場合は、複数個存在する>N−C(=O)−R3’基のうち、少なくとも1つのR3’は炭素−炭素不飽和結合を有する基である。]
化合物(YY)には、市販品をそのまま又は必要に応じて精製して使用することができる。市販品としては、Laromer(登録商標)LR−9000(BASF社製)が挙げられる。
配向規制力は、配向膜が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。また、重合性液晶化合物の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
延伸フィルムは通常、基材を延伸することで得られる。基材を延伸する方法としては、基材がロールに巻き取られているロール(巻き取り体)を準備し、かかる巻き取り体から、基材を連続的に巻き出し、巻き出された基材を加熱炉へと搬送する。加熱炉の設定温度は、基材のガラス転移温度(単位:℃)近傍以上[ガラス転移温度+100℃]以下が好ましく、ガラス転移温度近傍以上[ガラス転移温度+50℃]以下がより好ましい。該加熱炉においては、基材の進行方向へ、又は進行方向と直交する方向へ延伸する際に、搬送方向や張力を調整し任意の角度に傾斜をつけて一軸又は二軸の熱延伸処理を行ってもよい。延伸の倍率は、通常1.1〜6倍であり、好ましくは1.1〜3.5倍である。斜め方向に延伸する方法としては、連続的に配向軸を所望の角度に傾斜させることができる方法であれば、特に限定されず、公知の延伸方法が採用できる。このような延伸方法としては、特開昭50−83482号公報や特開平2−113920号公報に記載された方法等を挙げることができる。延伸することでフィルムに位相差性を付与する場合、延伸後の厚みは、延伸前の厚みや延伸倍率によって決定される。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
式中、Re(λ)は波長λnmの光に対する面内位相差値を表す。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm<Re(550)<160nm (4)
200nm<Re(550)<320nm (5)
Re(450)/Re(550)≧1.00 (6)
1.00≧Re(650)/Re(550) (7)
式中、Re(550)は波長550nmにおける面内位相差値を表す。Re(λ)は波長λnmの光に対する面内位相差値を表す。
例えば、特開2001−4837号公報、特開2001−21720号公報及び特開2000−206331号公報には、液晶化合物からなる光学異方性層を少なくとも2層有する位相差フィルムが開示されている。また、当該2つの光学異方性層のうち、1つをポリマーフィルムとし、1つを液晶化合物からなる光学異方性層とすることもできる。
本発明の光学フィルムは、基材を有してもよく、この場合は基材上に配向膜が形成される。基材としては前記したものと同じものが挙げられるが、位相差の小さい基材が好ましい。位相差の小さい基材としては、未延伸の環状オレフィン系樹脂基材、ゼロタック(登録商標)(コニカミノルタオプト(株))、Zタック(富士フィルム(株))などの位相差を有しないセルロースエステルフィルムが挙げられる。
本発明における配向膜とは、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものであり、レベリング剤を含有することを特徴とする。本発明者は配向膜がレベリング剤を含有することで、意外なことに光学補償特性が向上することを見出した。
配向性ポリマーとしては、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミドおよびその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル類等が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。2種以上の配向性ポリマーを組み合わせて用いてもよい。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマー又はモノマーと溶剤とを含む配向膜形成用組成物を基材に塗布し、光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点でより好ましい。
連続的に本光学フィルムを製造する方法について説明する。連続的に本光学フィルムを製造する好適な方法として、Roll to Roll形式による方法が挙げられる。下記に代表的な製造方法を例示する。
(2)該ロールから、該基材を連続的に送り出す工程、
(3)該基材上に配向膜を形成する工程、
(4)該配向膜上に光学異方性層を形成し、光学フィルムを得る工程
(5)連続的に得られた光学フィルムを第2の巻芯に巻き取り、第2ロールを得る工程
を順に行う方法が挙げられる。
この本光学フィルムの光学異方性層2を別の基材3’に転写して、基材3および配向膜1を取り除くことで基材3および配向膜1を有さない本光学フィルム100を得ることができる。基材を有さない本光学フィルムの模式図を図1(a)に示す。さらに、基材3’を取り除き基材を有さない本光学フィルムを得ることもできる。
本光学フィルムは偏光フィルムと組み合わせることで、本光学フィルムと偏光フィルムとを備える円偏光板(以下、本円偏光板ということがある。)を得ることができる。本光学フィルムと偏光フィルムとは、通常、接着剤で貼り合わされ、好ましくは活性エネルギー線硬化型接着剤で貼り合わされる。以下の説明では、偏光フィルム、および偏光フィルムの片面または両面に保護フィルムを有する偏光板をまとめて偏光板と呼ぶ。
光学異方性層が一層のみから構成され、かつ遅相軸が一つしか存在しない場合、本光学フィルムの光学異方性層の遅相軸(光軸)に対して、該偏光板の透過軸が実質的に45°となるように設定するのが好ましい。実質的に45°とは、通常45±5°の範囲である。図2に、本円偏光板110の一例の模式図を示す。
図2(b)は、本光学フィルム100と偏光板7とを積層する本円偏光板110であり、本光学フィルム100は、偏光板7に近い側から基材32、配向膜1、および光学異方性層2をこの順に有する円偏光板である。
図2(c)は、本光学フィルム100と偏光板7とを積層する本円偏光板110であり、本光学フィルム100は、偏光板7に近い側から光学異方性層2、配向膜1、および基材32をこの順に有する円偏光板である。
図2(b)および(c)において、基材32は、偏光フィルムの片面を保護する保護フィルムとしての機能も果たすことができる。
図2(a)は、基材を有さない本光学フィルム100と偏光板7とを積層する本円偏光板である。図2(a)に示す円偏光板110は、本光学フィルム100を偏光板7に転写することで得ることができる。偏光板へ、基材を有さない本光学フィルムを貼合する方法としては、基材を取り除いた本光学フィルムを、接着剤を介して偏光板へ貼合する方法、基材を有する本光学フィルムを、接着剤を介して偏光板へ貼合した後に基材を取り除く方法等が挙げられる。この際、接着剤は、本光学フィルムが有する光学異方性層側に塗布されてもよく、偏光板側に塗布されてもよい。基材と、光学異方性層との間の配向膜は、基材と共に取り除いてもよい。
基材と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、基材と配向膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材を剥離して取り除く場合は、基材と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。したがって、配向膜形成用組成物は、基材と配向膜とを架橋する試薬が含まれないことが好ましく、基材を溶解する溶剤が含まれないことが好ましい。
また、配向膜と化学結合を形成する官能基を有する光学異方性層は、配向膜と光学異方性層との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材と共に配向膜を取り除く場合は、配向膜と化学結合を形成する官能基が少ない光学異方性層が好ましい。したがって重合性液晶組成物は、配向膜と光学異方性層とを架橋する試薬を含まないことが好ましい。
具体的には、λ/4の位相差を有する層Aと、λ/2の位相差を有する層Bを積層する場合、偏光板の吸収軸に対して、まず層Bを、層Bの遅相軸が75°となるように形成し、次に層Aを、層Aの遅相軸が15°となるように形成する。このような位置に積層することで、得られる円偏光板は広帯域λ/4板として機能を発現することが可能となる。ここで、層Aと層Bを形成する軸角度に制限はなく、例えば、特開2004−126538号公報に記載のように、層Aと層Bの遅相軸角度を偏光板の吸収軸に対して30°と−30°、あるいは45°と−45°としても、広帯域λ/4板としての機能を発現させることができることは公知であるから、所望の方法で層を積層することが可能である。
上記の偏光板が有する偏光フィルムは、偏光機能を有するフィルムであればよく、公知の偏光フィルムを使用できる。偏光フィルムとしては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、吸収異方性を有する色素を塗布したフィルム(特開2012−33249号公報等参照。)を偏光フィルムとして含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。
<接着剤>
円偏光板、偏光板等を製造するときに使用する接着剤としては、例えば、粘着剤、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤等公知の接着剤が挙げられる。
粘着剤層を本光学フィルム上に形成する方法としては、基材として剥離フィルムを用意し、粘着剤組成物を基材上に塗布して粘着剤層を形成し、得られる粘着剤層を本光学フィルムの表面に移設する方法、本光学フィルム表面に粘着剤組成物を直接塗布して粘着剤層を形成する方法などが採用される。
粘着剤層の厚さは、5μm以上50μm以下であることが好ましく、5μm以上30μm以下であることがより好ましい。粘着剤層の厚さを30μm以下とすることにより、高温高湿下での接着性が向上し、ディスプレイと粘着剤層との間に浮きや剥がれの発生する可能性が低くなる傾向にあり、リワーク性も向上する傾向にある。また、その厚さを5μm以上とすることにより、そこに貼合されている偏光板の寸法が変化してもその寸法変化に粘着剤層が追随して変動するので、寸法変化に対する耐久性が向上する。
水系接着剤層を本光学フィルム上に形成する方法としては、本光学フィルム表面に水系接着剤組成物を直接塗布して接着剤層を形成する方法などが挙げられる。水系接着剤を偏光板と本光学フィルムの間に注入後、加熱することで水を蒸発させつつ、熱架橋反応を進行させることで両者に十分な接着性を与えることもできる。前記接着剤層の厚さは、通常0.001μm以上5μm以下であり、好ましくは0.01μm以上2μm以下、より好ましくは1μm以下である。接着剤層が厚すぎると、偏光板の外観不良となりやすい。
活性エネルギー線としては、活性種を発生する化合物を分解して活性種を発生させることのできるエネルギー線と定義される。このような活性エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線、電子線などが挙げられる。
活性エネルギー線硬化型接着剤層を本光学フィルム上に形成する方法としては、本光学フィルム表面に活性エネルギー線硬化型接着剤組成物を直接塗布して接着剤層を形成する方法などが挙げられる。前記接着剤層の厚さは、通常0.001μm以上5μm以下であり、好ましくは0.01μm以上2μm以下、より好ましくは1μm以下である。接着剤層が厚すぎると、偏光板の外観不良となりやすい。
本発明における活性エネルギー線の照射により接着剤の重合硬化を行うために用いる光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380〜440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプが挙げられる。エネルギーの安定性や装置の簡便さという観点から、波長400nm以下に発光分布を有する紫外光源であることが好ましい。
本光学フィルム及び本円偏光板は、さまざまな表示装置に使用することができる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)、圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置、投写型液晶表示装置などのいずれの形態をも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に本円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に有効に組み込むことができ、本光学フィルムおよび本円偏光板は液晶表示装置及びタッチパネル表示装置に有効に組み込むことができる。
図3(a)は、本円偏光板110を構成する偏光板7、光学異方性層2、および有機ELパネル8が、この順に積層された有機EL表示装置200である。図3(b)は、図3(a)とは積層順が異なる有機EL表示装置を表し、本円偏光板110を構成する光学異方性層2、偏光板7、および有機ELパネル8が、この順に積層された有機EL表示装置200である。
偏光板と、本光学フィルムと、有機ELパネルとを積層する方法としては、偏光板と本光学フィルムとを積層した本円偏光板を、有機ELパネルに貼合する方法、及び、有機ELパネルに本光学フィルムを貼合し、さらに該本光学フィルムの表面に偏光板を貼合するする方法等が挙げられる。貼合には、通常、接着剤が使用できる。
例えば、図3(a)で示される有機EL表示装置200は、図2(a)で示される本円偏光板110の光学異方性層2の表面に接着剤を塗布し、そこへ有機ELパネル8を貼合することで製造することができる。また、図3(a)で示される有機EL表示装置200は、図1(b)で示される本光学フィルムの光学異方性層2の表面に接着剤を塗布し、そこへ有機ELパネル8を貼合し、本光学フィルムの基材3および配向膜1を取り除き、基材を取り除くことで現れた光学異方性層2の表面に接着剤を塗布し、そこへ偏光板7を貼合することでも製造することができる。
図3(c)で示される有機EL表示装置200は、有機ELパネル8、光学異方性層2、基材3、および偏光板7をこの順に有する有機EL表示装置である。図3(d)で示される有機EL表示装置200は、有機ELパネル8、偏光板7、光学異方性層2、および基材3をこの順に有する有機EL表示装置である。
図3(e)〜(h)は、光学異方性層として層Aおよび層Bを含む層を使用した場合の有機EL表示装置を表す。
シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)には、日本ゼオン株式会社製のZF−14を使用した。
コロナ処理装置には、春日電機株式会社製のAGF−B10を使用した。
コロナ処理は、上記コロナ処理装置により、出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回行った。
偏光UV照射装置には、ウシオ電機株式会社製の偏光フィルムユニット付SPOT CURE SP−7を使用した。
レーザー顕微鏡には、オリンパス株式会社製のLEXTを使用した。
高圧水銀ランプには、ウシオ電機株式会社製のユニキュアVB―15201BY−Aを使用した。
位相差値は、王子計測機器社製のKOBRA−WRにより測定した。
膜厚測定には日本分校株式会社製エリプソメータM−220を使用した。
[配向膜形成用組成物の調製]
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、配向膜形成用組成物(1−1)を得た。下記光配向性材料は、特開2013−33248号公報記載の方法で合成した。なお、この光配向性材料が、配向膜形成用組成物中の固形分となる。
光配向性材料(5部):
溶剤(95部):シクロペンタノン
BYK−361N:ポリアクリレート化合物、BYK−Chemie社製。
メガファックF−477:フッ素原子含有化合物、DIC社製。
下記の成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、重合性液晶組成物(A−1)を得た。
(イルガキュア369、チバ スペシャルティケミカルズ社製)
レベリング剤(0.01部):ポリアクリレート化合物(BYK−361N;BYK−Chemie社製)
溶剤:シクロペンタノン(52.2部)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)(34.8部)
[光学異方性層の製造]
シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)(ZF−14、日本ゼオン株式会社製)を、コロナ処理装置(AGF−B10、春日電機株式会社製)により出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理した。コロナ処理を施した表面に、配向膜形成用組成物(1−2)をバーコーターにより塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)により、100mJ/cm2の積算光量で偏光UV露光を実施した。得られた配向膜の膜厚をエリプソメータで測定したところ、表2に示す結果となった。続いて、配向膜上に重合性液晶組成物(A−1)を、バーコーターにより塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュアVB―15201BY−A、ウシオ電機株式会社製)により、紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm2)することで光学異方性層を含む光学フィルム1を形成した。得られた光学フィルム1の波長450nmならびに波長650nmの位相差値を測定したところ、位相差値は120〜150nmで、各波長での面内位相差値の関係は以下のとおりとなった。
Re(450)/Re(550)=0.85
Re(650)/Re(550)=1.03
すなわち、光学異方性層は下記式(1)、(2)及び(4)で表される光学特性を有した。なお、COPの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、当該面内位相差値の関係には影響しない。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm<Re(550)<160nm (4)
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−3)を使用したこと以外は、実施例(1)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム1を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム1のムラを観測した結果を表2に示す。
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−4)を使用したこと以外は、実施例(1)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム1を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム1のムラを観測した結果を表2に示す。
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−5)を使用したこと以外は、実施例(1)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム1を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム1のムラを観測した結果を表2に示す。
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−1)を使用したこと以外は、実施例(1)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム1を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム1のムラを観測した結果を表2に示す。
[光学異方性層の製造]
ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)(三菱樹脂株式会社製のダイアホイルT140E25)を、コロナ処理装置(AGF−B10、春日電機株式会社製)により出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理した。コロナ処理を施した表面に、配向膜形成用組成物(1−2)をバーコーターにより塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)により、100mJ/cm2の積算光量で偏光UV露光を実施した。得られた配向膜の膜厚をエリプソメータで測定したところ、表3に示す結果となった。続いて、配向膜上に重合性液晶組成物(A−1)を、バーコーターを用いて塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュアVB―15201BY−A、ウシオ電機株式会社製)を用いて、紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm2)することにより光学異方性層を含む光学フィルム1を形成した。更に、得られた光学フィルム1の光学異方性層上に粘接着剤を貼合した後、コロナ処理装置(AGF−B10、春日電機株式会社製)により出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理したシクロオレフィンポリマーフィルム(COP)(ZF−14、日本ゼオン株式会社製)を前記粘接着剤に貼合した。その後、基材のPETフィルムを剥離することにより、COPフィルムに光学異方性層を転写した光学フィルム2を得た。この時、転写された層は光学異方性層のみであり、配向膜は基材のPETフィルム上に存在していた。得られた光学フィルム2の波長450nmならびに波長650nmの位相差値を測定したところ、位相差値は120〜150nmで、各波長での面内位相差値の関係は以下のとおりとなった。
Re(450)/Re(550)=0.85
Re(650)/Re(550)=1.03
すなわち、光学異方性層は下記式(1)、(2)及び(4)で表される光学特性を有した。なお、COPの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、当該面内位相差値の関係には影響しない。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm<Re(550)<160nm (4)
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−3)を使用したこと以外は、実施例(4)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム2を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム2のムラを観測した結果を表2に示す。
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−4)を使用したこと以外は、実施例(4)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム2を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム2のムラを観測した結果を表2に示す。
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−5)を使用したこと以外は、実施例(4)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム2を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム2のムラを観測した結果を表2に示す。
配向膜形成用組成物として配向膜形成用組成物(1−1)を使用したこと以外は、実施例(4)と同様にして光学異方性層を含む光学フィルム2を得た。配向膜の厚さ、および光学フィルム2のムラを観測した結果を表2に示す。
2 光学異方性層
21 層A
22 層B
3、3’、31、32 基材
7 偏光板
8 有機ELパネル
100 本光学フィルム
110 本円偏光板
200 有機EL表示装置
Claims (17)
- レベリング剤を含有する配向膜と、光学異方性層とを有する光学フィルム。
- 配向膜の一方の面と、光学異方性層の一方の面とが接している請求項1に記載の光学フィルム。
- さらに、基材を有し、
該基材上に、前記レベリング剤を含有する配向膜を有し、該配向膜の上に前記光学異方性層を有する請求項1に記載の光学フィルム。 - 配向膜中のレベリング剤の含有量が、配向膜100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下である請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルム。
- 配向膜の膜厚が、10nm以上1000nm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の光学フィルム。
- 配向膜が、光配向膜である請求項1〜5のいずれかに記載の光学フィルム。
- 配向膜が、シンナモイル基を有する化合物に由来する構造を含む請求項1〜6のいずれかに記載の光学フィルム。
- 光学異方性層が、式(1)及び式(2)で表される光学特性を有する請求項1〜7のいずれかに記載の光学フィルム。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
(式中、Re(λ)は波長λnmの光に対する面内位相差値を表す。) - 光学異方性層が、式(3)で表される光学特性を有する請求項1〜8のいずれかに記載の光学フィルム。
100nm<Re(550)<160nm (3)
(式中、Re(550)は波長550nmにおける面内位相差値を表す。) - 光学異方性層が、1以上の重合性液晶化合物の重合体を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光学フィルム。
- 光学異方性層の厚さが、20μm以下である請求項1〜10のいずれかに記載の光学フィルム。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光フィルムとを備える円偏光板。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の光学フィルムが備える光学異方性層と、偏光フィルムとを備える円偏光板。
- 光学異方性層と、偏光フィルムとが、活性エネルギー線硬化型接着剤又は水系接着剤で貼り合わされた請求項13に記載の円偏光板。
- 請求項12〜14のいずれかに記載の円偏光板を備える有機EL表示装置。
- 請求項12〜14のいずれかに記載の円偏光板を備えるタッチパネル表示装置。
- レベリング剤を含有する配向膜と、光学異方性層とを有する光学フィルムの製造方法であって、
10mJ/cm2以上200mJ/cm2以下の紫外線を配向膜に照射することによって、配向膜に配向規制力を生じさせる工程を含む光学フィルムの製造方法。
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