JP2016197219A - 積層体及び光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層体10は、重合性液晶化合物と、紫外光を吸収して重合性液晶化合物の光重合活性点を生じる化合物とを含む重合性組成物を光重合して形成されてなり、重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,又はコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層12と、その上に隣接して積層されてなる上層13とを少なくとも含み、光重合活性点を生じる化合物が、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも2種の光重合開始剤、又は少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤とを含む。
【選択図】図1
Description
かかる光学異方性層は表面エネルギーが高いため、その上層成膜時に塗膜のぬれ性が悪い、いわゆる「ハジキ現象」を生じやすいという問題がある。
特に、その上層として液晶化合物を含む組成物を塗布成膜する場合、ハジキ現象が生じると、界面に非密着部分が形成され、その近傍では下地の配向規制力が塗膜に対して作用しづらく、得られる配向膜において配向欠陥が生じやすいという問題がある。
本発明はまた、重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層を中間層または下層に備えてなり、光学異方性層の良好な耐久性とその上層の良好な膜特性とを両立した積層体を備えた光学フィルムを提供することを目的とするものである。
重合性液晶化合物と、紫外光を吸収して重合性液晶化合物の光重合活性点を生じる化合物とを含む重合性組成物を光重合して形成されてなり、
重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層と、
光学異方性層上に隣接して積層されてなる上層とを含み、
光重合活性点を生じる化合物が、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも2種の光重合開始剤、または、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤とを含むものである。
光重合活性点を生じる化合物は、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤を含むことが好ましい。
また、界面活性剤は、ポリアルキレンオキシド基及び/または水酸基を有することが好ましい。
溶媒 テトラヒドロフラン
装置名 TOSOH HLC−8320GPC
カラム TOSOH TSKgel Super HZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ4000を3本接続して使用。
カラム温度 25℃
試料濃度 0.1質量%
流速 0.35ml/min
校正曲線 TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000〜1050までの7サンプルによる校正曲線を使用。
重合性組成物に紫外光を照射して重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層を形成する光学異方性層形成工程と、
光学異方性層上に光重合性組成物の塗膜を形成した後に、塗膜に紫外光を照射して、塗膜の硬化と光学異方性層中の未転化の重合性液晶化合物の少なくとも1部の重合とを実施する上層形成工程とを実施することにより、重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層の上層を成膜する際のハジキを抑制し、且つ、光学異方性層の良好な耐久性と、その上層の良好な膜特性とを両立することができると考えている。
重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層12と、
光学異方性層12上に隣接して積層されてなる上層13とを含み、
光重合活性点を生じる化合物が、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも2種の光重合開始剤、または、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤とを含むものである。
図1に示される支持体11は、基材11a上に配向層11bを備えてなり、配向層11bにより表面11sに配向規制力を有している。
ラビング処理配向層に用いることができるポリマーの例には、例えば特開平8−338913号公報明細書中段落番号[0022]記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー(例、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが更に好ましく、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。
配向層11bの膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
ラビング処理は、一般にポリマーを主成分とする膜の表面を、紙や布で一定方向に擦ることにより実施することができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」(丸善社発行、平成12年10月30日)に記載されている。
式(A) L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm)、vはステージ移動速度(秒速)である。
光照射により形成される光配向層に用いられる光配向材料としては、多数の文献等に記載がある。例えば、特開2006−285197号公報、特開2007−76839号公報、特開2007−138138号公報、特開2007−94071号公報、特開2007−121721号公報、特開2007−140465号公報、特開2007−156439号公報、特開2007−133184号公報、特開2009−109831号公報、特許第3883848号、特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002−229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002−265541号公報、特開2002−317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号、特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003−520878号公報、特表2004−529220号公報、特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、またはエステルが好ましい例として挙げられる。特に好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、またはエステルである。
本明細書において、「直線偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。好ましくは、光照射に用いる光のピーク波長が200nm〜700nmであり、より好ましくは光のピーク波長が400nm以下の紫外光である。
非偏光を利用する場合には、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10〜80°、好ましくは20〜60°、特に好ましくは30〜50°である。
照射時間は好ましくは1分〜60分、更に好ましくは1分〜10分である。
光学異方性層12は、重合性液晶化合物と、紫外光を吸収して重合性液晶化合物の光重合活性点を生じる化合物とを含む重合性組成物を光重合して形成されてなり、重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる層である。
光学異方性層12の原料液である重合性組成物は、重合性液晶化合物と、紫外光を吸収して重合性液晶化合物の光重合活性点を生じる化合物とを含み、光重合活性点を生じる化合物として、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも2種の光重合開始剤、または、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤とを含んでいる。
重合性組成物に含まれる重合性液晶化合物としては、ホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向可能なものであれば特に制限されないが、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物であることが好ましい。重合性基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、ビニル基等を挙げることができる。重合性液晶化合物を硬化させることにより、液晶化合物の配向を固定することができる。重合性基を有する液晶化合物は、モノマーであるか、重合度が100未満の比較的低分子量な液晶化合物が好ましい。
下記表1に、光学異方性層12として好適な棒状液晶化合物を例示する。
重合性組成物には、重合性液晶化合物の光重合活性点を生じる化合物として、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも2種の光重合開始剤、または、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤とを含んでいる。
log(I0/I)=e・c・d
eはモル吸光係数[L/(mol・cm)]であり、cはモル濃度[mol/L]、dはセル長[cm]
光重合開始剤または増感剤として好適に用いられるオキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。
またアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、IRGACURE−379(商品名:いずれもBASFジャパン社製)を用いることができる。またアシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE−819やDAROCUR(登録商標)−TPO(商品名:いずれもBASFジャパン社製)を用いることができる。
重合性組成物には、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤として、フッ素含有化合物またはポリシロキサン構造を有する化合物であり、分子量が15000以下である界面活性剤、好ましくは分子量が10000以下である界面活性剤を含むことにより、上層のハジキの抑制効果を高めることができる。従って、かかる界面活性剤を含まない場合に比して、光学異方性層12の転化率が高い状態であってもハジキを効果的に抑制することができるので、上層の膜特性及び光学異方性層の耐久性を高くすることができる。
また、フッ素パートの中のω-フッ素系(例:後記表3中の化合物におけるC4F9, C6F13基など)パートを多く含み、かつ高分子量体(分子量10000以上)のフッ素含有ポリマーは比較的円盤状液晶化合物または棒状液晶化合物を水平配向させる傾向がある。逆に非フッ素パートにOH基やCOOH基、NH基等の極性の高い官能基を多く有するフッ素含有化合物は円盤状液晶化合物または棒状液晶化合物を垂直配向させる傾向がある。
フッ素含有化合物としては、例えば、特開2011−191582号公報の段落0028〜0034に記載の配向制御剤として記載される化合物のうちのフッ素を含むもの、特許2841611号に記載のフッ素系界面活性剤、特開2005−272560号公報の段落0017〜0019に記載のフッ素系界面活性剤などが挙げられる。
重合性組成物は溶剤を含んでいることが好ましい。溶剤は低表面張力溶剤でも、標準表面張力溶剤でもよい。なかでも、液晶層を形成するための組成物には、低表面張力溶剤を含有することが好ましい。
また、低表面張力溶剤の表面張力と標準表面張力溶剤の表面張力との差は、2mN/m以上であることが好ましく、3mN/m以上であることがより好ましく、4〜20mN/m以上であることが更に好ましく、5〜15mN/mであることが特に好ましい。
液晶層形成の際の乾燥工程では、重合性組成物の溶剤は、溶剤全量に対して、95質量%以上除去されることが好ましく、98質量%以上除去されることがより好ましく、99質量%以上除去されることが更に好ましく、実質的に100質量%除去されることが特に好ましい。
重合性組成物から形成される光学異方性層12を、コレステリック液晶相を固定した層とする場合は、液晶成分はキラル剤(カイラル剤とも称する)を含むことが好ましい。
キラル剤は、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第一42委員会編、1989に記載)から選択することができる。キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン及びこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤が重合性基を有する場合は、重合性基を有するキラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性基を有するキラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることが更に好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
光学異方性層12上に隣接して積層されてなる上層13としては特に制限されない。後記する光学フィルム1のように、上層が、光学異方性層12と同様、重合性液晶化合物の配向が固定されてなる光学異方性層であってもよいし、光学異方性層12の保護層のような層であってもよい。
光学フィルム1は、上記実施形態の光学フィルム1の態様以外に、積層フィルムを作製するための支持体フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルムは、液晶表示装置のバックライトに用いる輝度向上フィルムとして用いることができる。以下、本発明の一実施形態である液晶表示装置について説明する。図3は、本発明にかかる一実施形態である液晶表示装置20の構成を示す概略図である。図4は、バックライトユニット40の概略断面図である。
図3に示されるように、液晶表示装置20は、一対の偏光板(上側偏光板21,下側偏光板28)と、これらに挟持されてなる液晶セル30と、下側偏光板28の液晶セルとは反対の面側にバックライトユニット40とを有しており、液晶セル30は、液晶25とその上下に配置されてなる液晶セル上電極基板23と液晶セル下電極基板26とを有している。なお、バックライトユニット40に偏光発光フィルムを備えているので、下側偏光板28を省略することも可能である。
導光板43としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる
以下に示す実施例及び比較例において使用する化合物は以下のとおりである。
<重合性液晶化合物>
棒状液晶化合物及び円盤状液晶化合物については既に述べた表1及び表2に示したものを使用した。
<界面活性剤>
分子量15000以下の界面活性剤については既に述べた表4に示したものを使用した。
ピッチグラジエント層(PG層)に用いた界面活性剤については、PG層の説明部分に記載したものを用い、その他の界面活性剤は下記表6のものを使用した。
重合開始剤及び増感剤については既に述べた表3に示したものを使用した。
上記表5に示されるものを使用した。
<配向助剤>
配向助剤は以下の表7に示されるものを使用した。配向助剤OA1〜OA3において、下記構造式中、トリメチル置換のベンゼン環におけるメチル基の置換位置の異なる2種類の化合物の混合物(混合質量比 50:50)
セルロースアシレートフィルムT1(「TD40UL」(富士フイルム株式会社製)を、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱した。(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製して支持体とした。
上記のように鹸化処理した長尺状のセルロースアセテートフィルムに、下記の組成の配向層塗布液を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。得られた塗布膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行とし、フィルム長手方向に対するラビングローラーの回転軸は時計回りに45°の方向(以下、ラビング方向Aとする)とした。
フィルム長手方向に対するラビングローラーの回転軸を時計回りに75°の方向(以下、ラビング方向Bとする)とした以外は配向層Y1と同様にして配向層Y2を形成した。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌してハードコート層塗布液とした。
メチルエチルケトン900質量部に対して、シクロヘキサノン100質量部、部分カプロラクトン変性の多官能アクリレート(DPCA−20、日本化薬(株)製)750質量部、シリカゾル(MIBK−ST、日産化学工業(株)製)200質量部、光重合開始剤IN7(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)50質量部、を添加して攪拌した。孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過してハードコート層用の塗布液Aを調製した。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌してλ/2層(HWP)1用塗布液とした。配向層Y2上に、#5.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は26m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶性化合物(以後、DLC化合物とも称する)の配向熟成のために、115℃の温風で90秒間、続いて、80℃の温風で60秒間加熱し、80℃にてUV照射を行い、液晶性化合物の配向を固定化した。光学異方性層HWP1の厚みは2.0μmであった。DLC化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、DLC化合物がフィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。また、遅相軸の角度は配向層Y2形成時のラビングローラーの回転軸と平行で、フィルム長手方向を90°(フィルム幅方向を0°)とすると、15°であった。
重合開始剤として重合開始剤IN2を3.00質量部、重合開始剤IN5を1.00質量部配合し、増感剤を添加しなかった以外はHWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をHWP2形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、HWP1と同様にしてλ/2層(HWP)2を形成した。
重合開始剤として重合開始剤IN2を3.00質量部、重合開始剤IN4を1.00質量部配合し、増感剤を添加しなかった以外はHWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をHWP3形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、HWP1と同様にしてλ/2層(HWP)3を形成した。
重合開始剤としてIN2を3.00質量部のみ配合した以外はHWP2形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を比較例用HWP4形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、HWP1と同様にして比較例用λ/2層(HWP)4を形成した。
重合開始剤を用いずに、HWP1に用いた増感剤IN6を1.00質量部のみ配合した以外はHWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を比較例用HWP5形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、HWP1と同様にして比較例用λ/2層(HWP)5を形成した。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌してλ/4層(QWP)1用塗布液とした。実施例1,3〜5,8〜12では配向層Y1上に、比較例5ではハードコート層上に、#3.2のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は40m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥及び円盤状液晶化合物の配向熟成のために、60℃の温風で80秒間加熱した。続いて、70℃にてUV照射を行い、液晶化合物の配向を固定化し光学異方性層を形成した。このとき、UV照射量は300mJ/cm2とした。
界面活性剤を添加しなかった以外はQWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をQWP13形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、QWP1と同様にしてλ/4層(QWP)13を形成した(実施例13)。
界面活性剤SF1とSF5の代わりに、界面活性剤SF9を0.15質量部添加した以外はQWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をQWP14形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、QWP1と同様にしてλ/4層(QWP)14を形成した(実施例14)。
界面活性剤SF1とSF5の代わりに、界面活性剤SF11を0.15質量部添加した以外はQWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をQWP15形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、QWP1と同様にしてλ/4層(QWP)15を形成した(実施例15)。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して上層用λ/4層(QWP)0用塗布液とした。下地となるλ/2層(HWP)の表面に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度が−75°(反時計回り)とした(フィルム長手方向を90°とすると、ラビングローラーの回転軸は165°,ラビング方向C)。
このようにして、支持体上にλ/2板とλ/4板とが積層されてなる位相差板を得た(実施例2,6,7、比較例1,2)。
重合開始剤としてIN2を3.00質量部のみ配合した以外はQWP1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をQWP2形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、QWP1と同様にしてλ/4層(QWP)2を形成した(比較例3,4,6)。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)1用塗布液とした。下地となるλ/4層(QWP)1の表面に、調製した塗布液を、3.0μmの膜厚になるようにワイヤーバーで連続的に塗布した。
続いて、溶媒を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に107℃で2分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後この塗布膜を50℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外光照射(150mJ/cm2)して、青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層1を形成した(実施例3)。
増感剤IN6の代わりに、重合開始剤IN4を用いた以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)2形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層2を形成した(実施例8)。
重合開始剤IN2と重合開始剤IN4の配合比を変えた以外はB−DLC層2形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)3形成用塗布液とした(重合開始剤IN2を3質量部、重合開始剤IN4を0.5質量部)。かかる塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層3を形成した(実施例9)。
増感剤IN6の代わりに、重合開始剤IN3(3質量部)を用いた以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)4形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層4を形成した(実施例10)。
重合開始剤IN2と増感剤IN6の配合比を変えた以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)5形成用塗布液とした(重合開始剤IN2を3質量部、増感剤IN6を3質量部)。かかる塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層5を形成した(実施例11)。
重合開始剤IN2と増感剤IN6の代わりに、増感剤IN5(3質量部)と重合開始剤IN4(1質量部)を用いた以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)6形成用塗布液とした。かかる塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層6を形成した(実施例11)。
増感剤IN6を添加せず、重合開始剤IN2を3質量部とした以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)7形成用塗布液とした。下地となるλ/4層(QWP)2の表面に、調製した塗布液を、3.0μmの膜厚になるようにワイヤーバーで連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に107℃で2分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後この塗布膜を50℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外光照射(比較例3では300mJ/cm2,比較例4では150mJ/cm2,比較例6では50mJ/cm2)して、青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層7を形成した。
界面活性剤を入れなかった以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液を調製し、青色光反射用円盤状コレステリック液晶層(B−DLC)13形成用塗布液とした。同じく界面活性剤を添加していないλ/4層QWP13の表面に、調製した塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層13を形成した(実施例13)。
界面活性剤SF1とSF5の代わりに、界面活性剤SF9を0.15質量部添加した以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をB−DLC層14形成用塗布液とした。
同じく界面活性剤をSF9としたλ/4層QWP14の表面に、調製した塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層14を形成した(実施例14)。
界面活性剤SF1とSF5の代わりに、界面活性剤SF11を0.15質量部添加した以外はB−DLC層1形成用組成物と同様の組成を有する塗布液をB−DLC層15形成用塗布液とした。
同じく界面活性剤をSF11としたλ/4層QWP15の表面に、調製した塗布液を用いて、B−DLC層1と同様にして青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層15を形成した(実施例15)。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して赤色光反射用円盤状コレステリック液晶層(R−DLC)用塗布液とした。下地となるλ/4層(QWP)1の表面に、調製した塗布液を、3.0μmの膜厚になるようにワイヤーバーで連続的に塗布した。
続いて、溶媒を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に107℃で2分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後この塗布膜を50℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外光照射(150mJ/cm2)して、赤色光反射用円盤状コレステリック液晶(R−DLC)層を形成した(実施例4)。Axometric社製Axometryで測定した光透過率から、透過率が60%以下となる領域を確認した結果、短波側450nm〜510nmの反射帯域を有し、中心波長は480nmであった。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌してピッチグラジエントコレステリック液晶(PG)層用塗布液とした。調製した塗布液を、青色光反射用円盤状コレステリック液晶(B−DLC)層(1(実施例3),2〜6(実施例8〜12)上に、5.5μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥及び棒状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で120秒間加熱した。続いて、100℃にて照射量20mJ/cm2でUV照射した。更にその後、配向再熟成として、80℃の温風で120秒加熱した。続いて、70℃にて照射量800mJ/cm2でUV照射し、ピッチグラジエントコレステリック液晶(PG)層を形成した。
重合開始剤として重合開始剤IN2を3.00質量部、増感剤IN6を1.00質量部配合した以外はPG層と同様の組成を有する塗布液をPG層1形成用塗布液とした。調製した塗布液を、QWP層1上に、5.5μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布し、上記PG層と同様にしてPG層1を形成した(実施例5)。
キラル剤CH1の配合量を4.5質量部とした以外はPG層と同様の組成を有する塗布液をPG層2形成用塗布液とした。調製した塗布液を、赤色光反射用円盤状コレステリック液晶(R−DLC)層上に、5.5μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布し、上記PG層と同様にしてPG層2を形成した(実施例4)。
(ヘイズ評価)
得られた光学フィルム試料40mm×80mmを、25℃,60%RHでヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)を用いて、JISK−7136(2000)に従って測定した。AあるいはBであることが好ましく、Aであることが更に好ましい。
評価指標 A 1.0%以下
B 1.0%超〜2.0%以下
C 2.0%超〜3.0%以下
D 3.0%超
得られた光学フィルム1m幅を3mの長さで検査し、円形、もしくは楕円形に色が異なる、もしくは抜けているように見える故障をハジキとみなし、ハジキ状故障を目視で確認した。
評価指標 A 個数;0個
B 個数;1〜3個
C 個数;4〜6個
D 個数7個以上
JIS D0202−1988に準拠するクロスカット試験(碁盤目テープ剥離試験)を実施した。格子状のカットで形成された100マスのうち、セロハンテープ(「CT24」,ニチバン(株)製)の貼り付けおよび剥ぎ取りにより剥離したマス目の数に基づき、以下の基準で密着性を評価した。Aであることが好ましい。
評価指標 A ハガレマス数 30個以下
B ハガレマス数 31個以上
―評価方法A―
フィルム形態で自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて波長550nmにおいてRe(550)を測定し、更に、測定したフィルムを80℃セルコ内に、500時間放置し、取り出し、25℃60%RH環境下で24時間調湿後、再び同一箇所を自動複屈折率計でリタデーション値を測定した。熱処理前後のΔRe(550)を算出し、以下の指標で分類した。
評価指標AあるいはBであることが好ましく、Aであることが更に好ましい。
評価指標 A Δ0nm以上〜5nm未満
B Δ5nm以上〜10nm未満
C Δ10nm以上〜15nm未満
D Δ15nm以上
フィルム形態でフィルムを80℃セルコ内に、500時間放置し、取り出し、25℃60%RH環境下で24時間調湿後、Axometric社製Axometryで光透過率を測定した。このとき、熱処理前の、反射帯域450〜510nmにおける、短波側(450nm)の反射帯域の熱処理後の変化Δを計算した。評価指標AあるいはBであることが好ましく、Aであることが更に好ましい。
評価指標 A Δ0nm超〜2nm以下
B Δ2nm超〜5nm以下
C Δ5nm超〜10nm以下
D Δ10nm超
比較例3,4および6において、フィルムを80℃環境下に500時間放置したあと取り出し、25℃60%RH環境下で24時間調湿後の反射中心波長の変化量が10nmであったのに対し、コレステリック液晶層を第4層にした本発明の実施例においてはいずれも3nm未満であった。これらは分光光度計(UV3150,島津製作所製)を用いて各サンプルの透過スペクトルを測定し、最も小さい透過率とベースライン透過率の和を2で割った高さの透過率となる2つの波長のうち、短波側の波長の値をλ1(nm)、長波側の波長の値をλ2(nm)として、下記式によって算出した。
反射中心波長=(λ1+λ2)/2
10 積層体
11 支持体
11a 基材
11b 配向層
12 光学異方性層
13 上層
Claims (14)
- 重合性液晶化合物と、紫外光を吸収して該重合性液晶化合物の光重合活性点を生じる化合物とを含む重合性組成物を光重合して形成されてなり、
前記重合性液晶化合物がホメオトロピック配向,ホモジニアス配向,またはコレステリック配向の状態で固定化されてなる光学異方性層と、
該光学異方性層上に隣接して積層されてなる上層とを含み、
前記光重合活性点を生じる化合物が、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも2種の光重合開始剤、または、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤とを含む積層体。 - 前記光重合活性点を生じる化合物のうち、少なくとも1種が前記紫外光の吸収波長の最大値が300nm以下であり、少なくとも1種が前記最大値が320nm以上である請求項1記載の積層体。
- 前記重合性組成物中において、前記重合性液晶化合物に対する、前記最大値が320nm以上である前記光重合活性点を生じる化合物の含有量が2重量パーセント以下である請求項2記載の積層体。
- 前記光学異方性層において、前記重合性液晶化合物がコレステリック配向の状態で固定化されてなる請求項1〜3いずれか1項記載の積層体。
- 前記重合性液晶化合物が、円盤状液晶化合物である請求項1〜4いずれか1項記載の積層体。
- 前記重合性液晶化合物が、棒状液晶化合物である請求項1〜5いずれか1項記載の積層体。
- 前記光学異方性層の前記上層と反対側に更に前記光学異方性層を隣接して備えてなる請求項1〜6いずれか1項記載の積層体。
- 前記光重合活性点を生じる化合物が、吸収する紫外光の波長が異なる少なくとも1種の光重合開始剤と少なくとも1種の増感剤を含む請求項1〜7いずれか1項記載の積層体。
- 前記光学異方性層は、フッ素含有化合物またはポリシロキサン構造を有する化合物からなる界面活性剤を含み、該界面活性剤の分子量が15000以下である請求項1〜8いずれか1項記載の積層体。
- 前記界面活性剤がフッ素含有化合物からなり、前記光学異方性層中に、フッ素原子を0.001質量%以上0.10質量%未満含有する請求項9記載の積層体。
- 前記界面活性剤が、ポリアルキレンオキシド基及び/または水酸基を有する請求項9または10記載の積層体。
- 支持体と、該支持体上に備えられてなる請求項1〜11いずれか1項記載の積層体とを含む光学フィルム。
- 支持体と、該支持体上に備えられてなる請求項9〜11いずれか1項記載の積層体とを含み、前記光学異方性層の前記上層側の表面に、前記界面活性剤が存在してなる光学フィルム。
- 前記支持体と前記光学異方性層との間にλ/4板を備えてなる請求項13記載の光学フィルム。
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