JP6665420B2 - Optical film - Google Patents
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Description
本発明は、正のCプレートを備えた、新規な構成の光学フィルムに関する。 The present invention relates to a novel configuration of an optical film having a positive C plate.
フラットパネルディスプレイ等に適用される光学フィルムとして、位相差層により透過光に所望の位相差を付与して所望とする光学特性を確保するものが提供されている(例えば、特許文献1参照)。この種の光学フィルムは、透明フィルム等による基材の表面に配向膜が作製され、この配向膜の配向規制力により液晶材料を配向させた状態で硬化して位相差層が作製される。 As an optical film applied to a flat panel display or the like, there is provided an optical film which imparts a desired retardation to transmitted light by a retardation layer to secure desired optical characteristics (for example, see Patent Document 1). In this type of optical film, an alignment film is formed on the surface of a substrate made of a transparent film or the like, and the liquid crystal material is cured by an alignment regulating force of the alignment film to form a retardation layer.
このような位相差層に適用される液晶材料は、通常、正の波長分散特性を備えているものの、近年、逆波長分散特性による液晶材料が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。ここで、逆波長分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性であり、より具体的に、450nmの波長におけるリタデーション(R450)と、550nmの波長におけるリタデーション(R550)との関係が、R450<R550である。 Although the liquid crystal material applied to such a retardation layer usually has a positive wavelength dispersion characteristic, recently, a liquid crystal material having an inverse wavelength dispersion characteristic has been proposed (for example, see Patent Documents 2 and 3). ). Here, the inverse wavelength dispersion characteristic is a wavelength dispersion characteristic in which the phase difference in the transmitted light is smaller on the shorter wavelength side, and more specifically, the retardation (R450) at a wavelength of 450 nm and the retardation (R550) at a wavelength of 550 nm. And R450 <R550.
また、画像表示パネルにおいては、Aプレート、Cプレート等を利用して視野角特性、色味等の種々の光学特性を改善する方法が提案されており、例えば特許文献4には、Aプレート、Cプレートを使用したIPS液晶表示装置の光学補償に係る工夫が提案されている。ここで、光学補償とは、黒表示の際に直線偏光板からの斜め方向の光漏れを低減する構成である。また、Cプレートは、nx=ny<nz又はnx=ny>nzで表され、nx=ny<nzは正のCプレートであり、nx=ny>nzは負のCプレートである。 Further, in an image display panel, a method of improving various optical characteristics such as a viewing angle characteristic and a color using an A plate, a C plate and the like has been proposed. A device relating to optical compensation of an IPS liquid crystal display device using a C plate has been proposed. Here, the optical compensation is a configuration for reducing light leakage in an oblique direction from a linear polarizing plate during black display. The C plate is represented by nx = ny <nz or nx = ny> nz, where nx = ny <nz is a positive C plate and nx = ny> nz is a negative C plate.
正のCプレートにおいては、いわゆるCプレート用の液晶材料による塗工液を塗布して乾燥硬化させることで作製することができる。また、バーチカル・アライメント(VA)液晶表示装置等では、垂直配向膜により液晶材料を垂直方向に配向させており、VA液晶に関する垂直配向膜の工夫が種々提案されている(例えば、特許文献5〜10参照)。 The positive C plate can be manufactured by applying a coating liquid of a so-called C plate liquid crystal material, followed by drying and curing. In a vertical alignment (VA) liquid crystal display device and the like, a liquid crystal material is vertically aligned by a vertical alignment film, and various devices for a vertical alignment film for a VA liquid crystal have been proposed (for example, Patent Documents 5 to 5). 10).
さて、正のCプレートを備えた光学フィルムでは、液晶ディスプレイの高コントラスト化、薄膜化、低コスト化等の流れに伴って、高波長領域で1/4波長の位相差を与える光学フィルムが要求されており、例えば、逆波長分散特性を示す特殊なポリカーボネート樹脂を用いて光学フィルムを製造する方法が提案されている。 Now, in the case of an optical film having a positive C-plate, an optical film that provides a 1/4 wavelength phase difference in a high wavelength region is required in accordance with the trend of high contrast, thin film, and low cost of a liquid crystal display. For example, there has been proposed a method of manufacturing an optical film using a special polycarbonate resin exhibiting reverse wavelength dispersion characteristics.
従来、このような逆波長分散特性を示すポリカーボネート樹脂を用いた光学フィルムとしては、そのポリカーボネートからなる基材上に垂直配向膜を設け、その垂直配向膜上に液晶材料を塗布して位相差層(液晶層)を構成して液晶を垂直に配向させることで位相差層を形成していた。 Conventionally, as an optical film using a polycarbonate resin exhibiting such reverse wavelength dispersion characteristics, a vertical alignment film is provided on a substrate made of the polycarbonate, and a liquid crystal material is applied on the vertical alignment film to form a retardation layer. (Liquid crystal layer) and the liquid crystal was vertically aligned to form a retardation layer.
ところが、近年では、より一層に薄膜であって低コストである、正のCプレートを備えた光学フィルムが求められている。 However, in recent years, there has been a demand for an optical film having a positive C plate, which is even thinner and lower in cost.
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、従来と同様に良好な配向性を示し、より低コストに製造することが可能な、正のCプレートを備えた光学フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and shows an optical film having a positive C plate, which shows a good orientation as in the past and can be manufactured at lower cost. The purpose is to provide.
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、逆波長分散特性を示すポリカーボネートを基材とした正のCプレートを備えた光学フィルムにおいて、特定の溶剤を含有する液晶組成物からなる塗工液をその基材上に塗布して位相差層(液晶層)を形成することで、従来のように垂直配向膜を設けることなく、高い密着性を有し、また液晶化合物を垂直に配向させる優れた配向性を示す光学フィルムが得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のものを提供する。 The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems. As a result, a coating liquid comprising a liquid crystal composition containing a specific solvent was applied to an optical film provided with a positive C plate having a polycarbonate base material exhibiting reverse wavelength dispersion characteristics. By forming the retardation layer (liquid crystal layer), an optical film having high adhesion and excellent alignment for vertically aligning the liquid crystal compound can be obtained without providing a vertical alignment film as in the related art. That is, the present invention has been completed. That is, the present invention provides the following.
(1)本発明の第1の発明は、逆波長分散性を有するポリカーボネートを基材として備えた光学フィルムであって、前記ポリカーボネートの基材上に、浸透層と、重合性液晶組成物を含有する液晶層とが順次積層された積層体からなり、前記浸透層は、前記重合性液晶組成物に含まれる溶剤により前記基材を構成するポリカーボネートが溶解して形成されていることを特徴とする光学フィルムである。 (1) The first invention of the present invention is an optical film comprising a polycarbonate having reverse wavelength dispersibility as a base material, wherein the optical film contains a permeation layer and a polymerizable liquid crystal composition on the base material of the polycarbonate. And a liquid crystal layer formed by sequentially laminating, the permeation layer is formed by dissolving the polycarbonate constituting the base material by a solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition. It is an optical film.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記液晶層には前記ポリカーボネートの前記溶剤による溶解成分が含まれないことを特徴とする光学フィルムである。 (2) A second invention of the present invention is the optical film according to the first invention, wherein the liquid crystal layer does not contain a component dissolved by the solvent in the polycarbonate.
(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記溶剤として、酢酸ブチルの蒸発速度に対する蒸発速度比が1以上3以下、且つ、ポリカーボネート基材の試験片(2×2cm)を溶解させるまでの時間が20分以下である溶剤を主成分として含有することを特徴とする光学フィルムである。 (3) The third invention of the present invention is the method according to the first or the second invention, wherein the solvent has an evaporation rate ratio of butyl acetate to the evaporation rate of 1 or more and 3 or less, and a polycarbonate substrate test piece (2 × 2 cm) is an optical film containing, as a main component, a solvent in which the time required for dissolution is 20 minutes or less.
(4)本発明の第4の発明は、第3の発明において、前記溶剤として、メチルイソブチルケトン(MIBK)を主成分として含有することを特徴とする光学フィルムである。 (4) A fourth invention of the present invention is the optical film according to the third invention, wherein the solvent contains methyl isobutyl ketone (MIBK) as a main component as the solvent.
本発明によれば、従来のように垂直配向膜を設けることなく、ポリカーボネートからなる基材と位相差層とを効果的に密着させ、良好な配向性を示す、新規な構成の光学フィルムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical film of a novel structure which makes the base material which consists of polycarbonate and a retardation layer adhere effectively, and shows favorable orientation without providing a vertical alignment film conventionally is provided. can do.
以下、本発明の具体的な実施例形態(以下、「本実施の形態」という)について、図面を参照しながら以下の順で詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
1.光学フィルムの構成
2.光学フィルム(Cプレート)の製造方法
3.Cプレートを適用した光学フィルム
Hereinafter, specific embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail in the following order with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various changes can be made without changing the gist of the present invention.
1. 1. Structure of optical film 2. Manufacturing method of optical film (C plate) Optical film with C plate
≪1.光学フィルムの構成≫
図1は、本実施の形態に係る光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。本実施の形態では、例えば画像表示装置において、この光学フィルム1を各種の光学フィルムと共に液晶表示パネルの視聴者側面に配置することで、種々の光学特性を向上させることができる。なお、ここでの光学特性の向上とは、例えば視野角特性の向上、斜め方向に係る光漏れの低減に係る光学補償、色味の補正等である。
≪1. Structure of optical film≫
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the optical film according to the present embodiment. In the present embodiment, for example, in an image display device, by arranging the optical film 1 together with various optical films on the viewer side of the liquid crystal display panel, various optical characteristics can be improved. Here, the improvement of the optical characteristics refers to, for example, improvement of the viewing angle characteristics, optical compensation for reducing light leakage in oblique directions, correction of tint, and the like.
光学フィルム1は、nx=ny<nzの光学特性である正のCプレートであり、逆波長分散の波長分散特性(以下、「逆分散特性」ともいう)を備える。より具体的に、450nm〜650nmの波長λにおける0度入射の位相差(Re0(λ))が20nm以下で、斜め入射角θ(θ>0)の位相差(Reθ(λ))が0度入射の位相差(Re0(λ))よりも大きく、これにより正のCプレートとして機能する。また、さらに波長λが増加するに従い、斜め入射角θ(θ>0)の位相差(Reθ(λ))が増加する光学特性を備え、これにより逆分散特性を示すフィルムとして機能する。このことから、この光学フィルムを備えた画像表示装置は、広い波長帯域で所望の光学特性を確保できる。 The optical film 1 is a positive C plate having optical characteristics of nx = ny <nz, and has wavelength dispersion characteristics of inverse wavelength dispersion (hereinafter, also referred to as “reverse dispersion characteristics”). More specifically, the phase difference (Re0 (λ)) at 0 degree incidence at a wavelength λ of 450 nm to 650 nm is 20 nm or less, and the phase difference (Reθ (λ)) at an oblique incidence angle θ (θ> 0) is 0 degree. It is larger than the phase difference of incidence (Re0 (λ)), and thereby functions as a positive C plate. Further, as the wavelength λ further increases, the film has optical characteristics in which the phase difference (Reθ (λ)) of the oblique incident angle θ (θ> 0) increases, thereby functioning as a film exhibiting reverse dispersion characteristics. From this, the image display device provided with this optical film can secure desired optical characteristics in a wide wavelength band.
具体的に、本実施の形態に係る光学フィルム1は、基材11として、逆波長分散特性を示すポリカーボネートからなる基材を用いる。そして、光学フィルム1では、その基材11上に、特定の溶剤を含有させた重合性液晶組成物からなる塗工液を塗工することによって液晶層13を構成する。この光学フィルム1では、基材11と液晶層13との間に、重合性液晶組成物に含まれる溶剤が基材11を構成するポリカーボネートを溶解して形成された浸透層12を有する。このように、基材11と、浸透層12と、液晶層13とが順次積層された構成(積層体)からなる光学フィルム1によれば、従来のように垂直配向膜を設けることなく安価に、正のCプレートとして機能させることができる。 Specifically, the optical film 1 according to the present embodiment uses, as the base material 11, a base material made of polycarbonate exhibiting reverse wavelength dispersion characteristics. In the optical film 1, the liquid crystal layer 13 is formed by applying a coating liquid composed of a polymerizable liquid crystal composition containing a specific solvent on the base material 11. The optical film 1 has a permeation layer 12 formed between a substrate 11 and a liquid crystal layer 13 by dissolving the polycarbonate constituting the substrate 11 with a solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition. As described above, according to the optical film 1 having the configuration (laminated body) in which the base material 11, the permeable layer 12, and the liquid crystal layer 13 are sequentially laminated, the optical film 1 can be manufactured at low cost without providing a vertical alignment film as in the related art. , Can function as a positive C plate.
図2は、本実施の形態に係る光学フィルム1の断面のSTEM観察像(50,000倍)である。この観察像に示すように、基材11と、液晶層13との間に、浸透層12が形成されている。なお、図2における(A)、(B)は、液晶層13を構成する重合性液晶組成物中の溶剤成分の違いに基づくものであり、詳しくは実施例にて説明する。 FIG. 2 is a STEM observation image (magnification: 50,000) of a cross section of the optical film 1 according to the present embodiment. As shown in this observation image, a permeation layer 12 is formed between the base material 11 and the liquid crystal layer 13. 2A and 2B are based on the difference in the solvent component in the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13, and will be described in detail in Examples.
<1−1.基材>
基材11としては、逆波長分散特性を示すポリカーボネートからなる基材を用いる。このようなポリカーボネートからなる基材とすることにより、光学異方性が小さくCプレートとして好適に機能させることができる。
<1-1. Substrate>
As the substrate 11, a substrate made of polycarbonate exhibiting reverse wavelength dispersion characteristics is used. By using such a base material made of polycarbonate, the optical anisotropy is small and it can be suitably used as a C plate.
ここで、詳しくは後述するが、本実施の形態に係る光学フィルム1においては、当該基材11と液晶層13との間に浸透層12が形成されている。その浸透層12は、基材11側の近傍に位置するものであり、液晶層13を構成する液晶組成物に含まれる溶剤が基材11に浸透し、基材11を構成するポリカーボネートが溶解することによって形成された層である。このように、光学フィルム1では、基材11の構成成分であるポリカーボネートの一部が溶解して形成された浸透層12を有し、このことにより、そのポリカーボネートの溶解成分による浸透層12がアンカー効果を示して、基材11と液晶層13との密着性を高めることができる。 Here, although described later in detail, in the optical film 1 according to the present embodiment, the permeable layer 12 is formed between the base material 11 and the liquid crystal layer 13. The penetrating layer 12 is located near the substrate 11 side, and the solvent contained in the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13 penetrates into the substrate 11 and the polycarbonate constituting the substrate 11 is dissolved. It is a layer formed by this. As described above, the optical film 1 has the osmotic layer 12 formed by dissolving a part of the polycarbonate which is a constituent component of the base material 11. By exhibiting the effect, the adhesion between the substrate 11 and the liquid crystal layer 13 can be improved.
<1−2.液晶層>
液晶層13は、Cプレートとしての光学的機能を担う層であり、各種の光学フィルムの位相差層の作製に供する液晶材料であって、波長分散特性が例えば逆分散特性である液晶化合物を含む重合性液晶組成物を基材11に塗布して形成される。この液晶層13では、液晶化合物が垂直(ホメオトロピック)配向している。
<1-2. Liquid Crystal Layer>
The liquid crystal layer 13 is a layer having an optical function as a C plate, and is a liquid crystal material used for producing retardation layers of various optical films, and includes a liquid crystal compound whose wavelength dispersion property is, for example, inverse dispersion property. It is formed by applying a polymerizable liquid crystal composition to the substrate 11. In the liquid crystal layer 13, the liquid crystal compound is vertically (homeotropic) aligned.
[重合性液晶組成物について]
具体的に、重合性液晶組成物は、液晶性を示し分子内に重合性官能基を有する液晶化合物(棒状化合物)を含有する。
[About polymerizable liquid crystal composition]
Specifically, the polymerizable liquid crystal composition contains a liquid crystal compound (rod compound) having liquid crystallinity and having a polymerizable functional group in the molecule.
(液晶化合物)
液晶化合物は、屈折率異方性を有し、規則的に配列することにより所望の位相差性を付与する機能を有する。液晶化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す液晶化合物を用いることがより好ましい。ネマチック相を示す液晶化合物としては、メソゲン両端にスペーサを有する材料を用いることが好ましい。メソゲン両端にスペーサを有する液晶化合物は、柔軟性に優れる。
(Liquid crystal compound)
The liquid crystal compound has a refractive index anisotropy, and has a function of imparting a desired retardation by being regularly arranged. As the liquid crystal compound, for example, a material exhibiting a liquid crystal phase such as a nematic phase and a smectic phase may be mentioned.However, the nematic phase is easily compared with other liquid crystal compounds exhibiting a liquid crystal phase. It is more preferable to use the liquid crystal compound shown. As the liquid crystal compound exhibiting a nematic phase, a material having spacers at both ends of the mesogen is preferably used. Liquid crystal compounds having spacers at both ends of the mesogen have excellent flexibility.
また、液晶化合物は、上述したように分子内に重合性官能基を有する重合性液晶化合物である。重合性官能基を有することにより、液晶化合物を重合して固定することが可能になるため、配列安定性に優れ、位相差性の経時変化が生じにくくなる。また、重合性液晶化合物は、分子内に三次元架橋可能な重合性官能基を有することがより好ましい。三次元架橋可能な重合性官能基を有することで、配列安定性をより一層に高めることができる。なお、「三次元架橋」とは、液晶性分子を互いに三次元に重合して、網目(ネットワーク)構造の状態にすることをいう。 Further, the liquid crystal compound is a polymerizable liquid crystal compound having a polymerizable functional group in a molecule as described above. By having a polymerizable functional group, it becomes possible to polymerize and fix the liquid crystal compound, so that the alignment stability is excellent and the change in retardation with time hardly occurs. Further, the polymerizable liquid crystal compound more preferably has a polymerizable functional group capable of three-dimensionally crosslinking in the molecule. By having a polymerizable functional group capable of three-dimensional cross-linking, sequence stability can be further enhanced. In addition, "three-dimensional crosslinking" means that liquid crystalline molecules are three-dimensionally polymerized with each other to form a network structure.
重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、あるいは熱の作用によって重合するものを挙げることができる。これら重合性官能基としては、ラジカル重合性官能基が挙げられる。ラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも1つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例として、置換基を有する若しくは有さないビニル基、アクリレート基(アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称)等が挙げられる。 Examples of the polymerizable functional group include those that polymerize by the action of ionizing radiation such as ultraviolet rays and electron beams, or heat. These polymerizable functional groups include radical polymerizable functional groups. Representative examples of the radical polymerizable functional group include a functional group having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated double bond, and specific examples include a vinyl group having or not having a substituent and an acrylate group. (General term including acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group, and methacryloyloxy group).
また、液晶化合物は、末端に重合性官能基を有するものが特に好ましい。このような液晶化合物を用いることにより、例えば、互いに三次元に重合して、網目(ネットワーク)構造の状態にすることができるため、列安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れたCプレートを形成することができる。 Further, the liquid crystal compound particularly preferably has a polymerizable functional group at a terminal. By using such a liquid crystal compound, for example, it is possible to polymerize three-dimensionally with each other to form a network (network) structure, so that the liquid crystal compound has column stability and is excellent in expressing optical characteristics. A C plate can be formed.
重合性液晶組成物中における液晶化合物の含有量としては、基材11上に塗布する塗布方法に応じて、重合性液晶組成物の粘度を所望の値に調整できれば特に限定されないが、重合性液晶組成物中に5質量部〜40質量部の割合で含まれていることが好ましく、10質量部〜30質量部の割合で含まれていることがより好ましい。液晶化合物の量が5質量部未満であると、含有量が少なすぎるために液晶層13への入射光を適切に配向できない可能性がある。一方で、40質量部を超えると、その重合性液晶組成物の粘度が高くなりすぎるために作業性が悪くなる。 The content of the liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition is not particularly limited as long as the viscosity of the polymerizable liquid crystal composition can be adjusted to a desired value according to a coating method for coating on the substrate 11. It is preferably contained in the composition at a ratio of 5 parts by mass to 40 parts by mass, more preferably at a ratio of 10 parts by mass to 30 parts by mass. If the amount of the liquid crystal compound is less than 5 parts by mass, the incident light to the liquid crystal layer 13 may not be properly aligned because the content is too small. On the other hand, when the amount exceeds 40 parts by mass, the viscosity of the polymerizable liquid crystal composition becomes too high, so that the workability deteriorates.
なお、液晶化合物は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 The liquid crystal compounds can be used alone or in combination of two or more.
(溶剤)
上述した液晶化合物は、通常、溶剤に溶かされている。溶媒としては、上述した液晶化合物を均一に分散できるものであることが必要となる。そして、本実施の形態に係る光学フィルム1では、重合性液晶組成物に含まれる溶剤として、蒸発速度が比較的速く、基材11を構成するポリカーボネートを完全に溶解させるまでの時間が短いという特性を有する溶剤を含有させることを特徴としている。
(solvent)
The above-mentioned liquid crystal compound is usually dissolved in a solvent. The solvent needs to be capable of uniformly dispersing the above-mentioned liquid crystal compound. In the optical film 1 according to the present embodiment, the solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition has a relatively high evaporation rate and a short time to completely dissolve the polycarbonate constituting the base material 11. A solvent having the following formula:
具体的には、その溶剤として、酢酸ブチルの蒸発速度に対する(酢酸ブチル=1としたときの)蒸発速度比が1以上3以下であり、且つ、下記試験方法にて測定されたポリカーボネート基材を溶解させる溶解時間が20分以下である溶剤を主成分として含有するものを用いる。なお、主成分とは、溶剤中における含有量が質量比で51%以上であることをいい、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上の割合で含む成分をいう。
<溶剤の溶解時間の測定方法>
溶剤を5gのガラス瓶に取り、ポリカーボネート基材の2cm×2cmの試験片を投入して、その試験片が溶け切るまでの時間を測定する。この溶解時間が速いほど(短時間であるほど)、基材に対する溶解性が高いことを意味する。
Specifically, as the solvent, a polycarbonate substrate having an evaporation rate ratio (when butyl acetate = 1) to the evaporation rate of butyl acetate of 1 or more and 3 or less and measured by the following test method is used. A solution containing a solvent having a dissolution time of 20 minutes or less as a main component is used. In addition, the main component means that the content in the solvent is 51% or more by mass ratio, preferably 60% or more, more preferably 70% or more.
<Method of measuring dissolution time of solvent>
The solvent is placed in a 5 g glass bottle, a 2 cm × 2 cm test piece of a polycarbonate substrate is charged, and the time until the test piece is completely melted is measured. The faster the dissolution time (the shorter the dissolution time), the higher the solubility in the substrate.
図3は、数種類の溶剤について、蒸発速度(酢酸ブチル=1としたときの速度比)と、ポリカーボネートの基材による溶解時間(min)の測定結果を示すグラフ図である。なお、上述したように溶解時間が速いほど基材に対する溶解性が高いことを意味する。また、蒸発速度は酢酸ブチルを基準とした速度比であり、その数値が大きいほど蒸発速度が遅い、つまり乾燥させるまでの時間が長いことを意味する。 FIG. 3 is a graph showing the measurement results of the evaporation rate (rate ratio when butyl acetate = 1) and the dissolution time (min) of the polycarbonate substrate for several types of solvents. As described above, the faster the dissolving time, the higher the solubility in the substrate. The evaporation rate is a rate ratio based on butyl acetate, and a larger value means a lower evaporation rate, that is, a longer time until drying.
ここで、本実施の形態に係る光学フィルム1では、基材11と液晶層13との間に浸透層12を有しており、その浸透層12は、液晶層13を構成する重合性液晶組成物に含まれる溶剤により基材11を構成するポリカーボネートが溶解して形成されている。つまり、浸透層12は、ポリカーボネートの溶剤による溶解成分からなっている。光学フィルム1では、このような浸透層12を備えることで、それがアンカー効果を奏して、基材11と液晶層13との密着性を高め、また良好な配向性を発揮する。 Here, the optical film 1 according to the present embodiment has the permeable layer 12 between the base material 11 and the liquid crystal layer 13, and the permeable layer 12 is formed of a polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13. It is formed by dissolving the polycarbonate constituting the base material 11 with the solvent contained in the product. That is, the osmotic layer 12 is composed of a component dissolved by the polycarbonate solvent. In the optical film 1, by providing such a permeation layer 12, the permeation layer 12 exerts an anchor effect, enhances adhesion between the base material 11 and the liquid crystal layer 13, and exhibits good alignment.
このことから、重合性液晶組成物に含まれる溶剤としては、ポリカーボネートに対して良好な溶解性を示す(溶解速度が速い)ものであることが好ましく、これにより浸透層12が形成されることになる。具体的には、溶解時間が20分以下である溶剤を用いることが好ましい。ところが一方で、その溶剤の蒸発速度の観点からすると、蒸発速度が遅すぎる(酢酸ブチルに対する蒸発速度比が大きすぎる)と、所定の乾燥条件で乾燥させたときの乾燥までの時間が長いことを意味し、溶解させたポリカーボネートの成分(溶解成分)が基材11の近傍に留まらずに液晶層13の表面(露出面)の方向にまで漂ってしまう。すると、液晶層13に含まれるようになったポリカーボネートの溶解成分に起因して、その配向性が悪化する。このことから、蒸発速度も適度に速いことが好ましく、具体的には、酢酸ブチル(=1)に対する速度比で3以下であることが好ましい。なお、蒸発速度比が1未満であると、蒸発が速すぎてポリカーボネートを有効に溶解させることができず、浸透層12が形成されなくなることから、蒸発速度比は1以上が好ましい。 For this reason, it is preferable that the solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition has good solubility in polycarbonate (has a high dissolution rate), thereby forming the permeable layer 12. Become. Specifically, it is preferable to use a solvent having a dissolution time of 20 minutes or less. On the other hand, from the viewpoint of the evaporation rate of the solvent, if the evaporation rate is too slow (the evaporation rate ratio with respect to butyl acetate is too large), it takes a long time to dry when drying under predetermined drying conditions. In other words, the dissolved polycarbonate component (dissolved component) does not stay in the vicinity of the substrate 11 but drifts toward the surface (exposed surface) of the liquid crystal layer 13. Then, due to the dissolved component of the polycarbonate contained in the liquid crystal layer 13, the orientation thereof is deteriorated. For this reason, it is preferable that the evaporation rate is also appropriately high, and specifically, it is preferable that the rate of the rate with respect to butyl acetate (= 1) is 3 or less. If the evaporation rate ratio is less than 1, the evaporation rate is too fast to dissolve the polycarbonate effectively and the permeation layer 12 is not formed. Therefore, the evaporation rate ratio is preferably 1 or more.
より具体的に、溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)を主成分として含有するものであることが好ましい。例えば、溶剤の組成として、MIBKを溶剤中に質量比で100%の割合で含有させる溶剤、MIBK:シクロペンチルメチルエーテル(CPME)=70〜95:5〜30の比率で含有する混合溶剤とすることができる。 More specifically, it is preferable that the solvent contains methyl isobutyl ketone (MIBK) as a main component. For example, as a composition of the solvent, a solvent containing MIBK at a ratio of 100% by mass in the solvent, and a mixed solvent containing MIBK: cyclopentyl methyl ether (CPME) = 70 to 95: 5 to 30 are used. Can be.
本実施の形態においては、このように液晶層13を構成する重合性液晶組成物に含まれる溶剤を選定することによって、ポリカーボネートからなる基材11とその液晶層13との間に浸透層12を形成させることができ、基材11と液晶層13との密着性を高めることができる。また、溶剤を適切に選定することによってポリカーボネートの溶解成分が液晶層13に漂うことを防ぎ、良好な配向性を発揮させる(良好に液晶化合物を垂直に配向させる)。つまり、本実施の形態に係る光学フィルムは、液晶層13にはポリカーボネートの溶剤による溶解成分を含まない。なお、液晶層13におけるポリカーボネートの溶解成分の有無は、例えばIR測定等によってその存在を容易に測定することができる。 In the present embodiment, by selecting the solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13, the osmotic layer 12 is formed between the base material 11 made of polycarbonate and the liquid crystal layer 13. And the adhesion between the base material 11 and the liquid crystal layer 13 can be enhanced. Further, by appropriately selecting the solvent, the dissolved component of the polycarbonate is prevented from drifting in the liquid crystal layer 13 and good alignment is exhibited (the liquid crystal compound is vertically aligned well). That is, in the optical film according to the present embodiment, the liquid crystal layer 13 does not include a component dissolved by the polycarbonate solvent. The presence or absence of the dissolved component of polycarbonate in the liquid crystal layer 13 can be easily measured by, for example, IR measurement.
重合性液晶組成物中の溶剤の含有量としては、液晶化合物100質量部に対して66質量部〜900質量部であることが好ましい。溶剤の量が66質量部未満であると、液晶化合物を均一に溶かすことができないことがある。一方で、900質量部を超えると、溶剤の一部が残存して信頼性が低下することがあり、また均一に塗工できないことがある。 The content of the solvent in the polymerizable liquid crystal composition is preferably from 66 parts by mass to 900 parts by mass based on 100 parts by mass of the liquid crystal compound. If the amount of the solvent is less than 66 parts by mass, the liquid crystal compound may not be dissolved uniformly. On the other hand, if the amount exceeds 900 parts by mass, a part of the solvent may remain and the reliability may be reduced, and the coating may not be performed uniformly.
(その他の添加剤)
なお、重合性液晶組成物には、必要に応じて他の添加剤を含有させることができる。他の化合物としては、上述した液晶化合物の配列秩序を害するものでなければ特に限定されるものではなく、例えば、重合開始剤、重合禁止剤、可塑剤、界面活性剤及びシランカップリング剤等を挙げることができる。例えば、重合開始剤として、ラジカル重合開始剤を含有させることができる。
(Other additives)
Note that the polymerizable liquid crystal composition can contain other additives as necessary. Other compounds are not particularly limited as long as they do not impair the arrangement order of the liquid crystal compound described above.For example, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a surfactant, a silane coupling agent, and the like may be used. Can be mentioned. For example, a radical polymerization initiator can be contained as a polymerization initiator.
[液晶層の形成方法について]
液晶層13は、ポリカーボネートからなる基材11上に液晶層13を構成する重合性液晶組成物からなる塗工液を塗工した後、所定の乾燥条件で乾燥させ、紫外線や電子線等の照射を行うことで硬化させることによって形成することができる。
[Method of forming liquid crystal layer]
The liquid crystal layer 13 is formed by applying a coating liquid composed of a polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13 on the base material 11 composed of polycarbonate, and then drying it under predetermined drying conditions, and irradiating with ultraviolet rays, electron beams, or the like. And can be formed by curing.
基材11上への重合性液晶組成物からなる塗工液の塗工方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、E型塗布方法等を用いることができる。 The method for applying the coating liquid comprising the polymerizable liquid crystal composition onto the substrate 11 is not particularly limited, and examples thereof include a die coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, a knife coating method, and a dip coating method. Method, spray coating method, air knife coating method, spin coating method, roll coating method, printing method, dipping and pulling method, curtain coating method, casting method, bar coating method, extrusion coating method, E-type coating method, etc. Can be.
液晶化合物を重合し硬化させる硬化処理としては、紫外線や電子線等の活性放射線を照射して行うことができる。活性放射線としては、液晶化合物を重合することが可能な放射線であれば特に限定されないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光を使用することが好ましい。このような硬化処理を施すことで、液晶化合物が互いに重合して、網目(ネットワーク)構造の状態にすることができ、列安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れた液晶層13を形成することができる。 The curing treatment for polymerizing and curing the liquid crystal compound can be performed by irradiating active radiation such as ultraviolet rays or electron beams. The actinic radiation is not particularly limited as long as the actinic radiation can polymerize the liquid crystal compound, but usually, it is preferable to use ultraviolet light from the viewpoint of easiness of the apparatus. By performing such a curing treatment, the liquid crystal compounds are polymerized with each other to form a network structure, and the liquid crystal layer 13 having column stability and exhibiting excellent optical characteristics. Can be formed.
例えば、活性放射線として紫外線を用いる場合、その光源としては、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)等を用いることができる。その中でも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ等を好ましく用いることができる。 For example, when ultraviolet rays are used as actinic radiation, the light sources include low-pressure mercury lamps (germicidal lamps, fluorescent chemical lamps, black lights), high-pressure discharge lamps (high-pressure mercury lamps, metal halide lamps), and short arc discharge lamps (ultra-high pressure mercury lamps). Lamp, xenon lamp, mercury xenon lamp) and the like. Among them, a metal halide lamp, a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp and the like can be preferably used.
また、紫外線の波長としては、液晶材料等に応じて適宜設定されるものであり、具体的には、波長が210nm〜380nm、好ましくは230nm〜380nm、さらに好ましくは250nm〜380nmの照射光を用いることが好ましい。また、紫外線の照射量(積算光量)としては、特に限定されないが、例えば、100J/cm2〜1500mJ/cm2の範囲内であることが好ましく、100mJ/cm2〜800mJ/cm2の範囲内であることがより好ましい。 The wavelength of the ultraviolet light is appropriately set according to the liquid crystal material or the like. Specifically, irradiation light having a wavelength of 210 nm to 380 nm, preferably 230 nm to 380 nm, and more preferably 250 nm to 380 nm is used. Is preferred. As the irradiation amount of the ultraviolet (integrated light quantity) is not particularly limited, for example, 100 J / cm 2 is preferably in the range of ~1500mJ / cm 2, within a range of 100mJ / cm 2 ~800mJ / cm 2 Is more preferable.
[液晶層の厚さについて]
液晶層13の厚さとしては、特に限定されないが、適切な配向性能を得るためには、例えば500nm〜2000nm程度であることが好ましい。
[About the thickness of the liquid crystal layer]
The thickness of the liquid crystal layer 13 is not particularly limited, but is preferably, for example, about 500 nm to 2000 nm in order to obtain appropriate alignment performance.
<1−3.浸透層>
上述したように、本実施の形態に係る光学フィルム1では、基材11と液晶層13との間に浸透層12を有している(図2のSTEM観察像を参照)。この浸透層12は、液晶層13を構成する重合性液晶組成物に含まれる溶剤によって、基材11のポリカーボネートが溶解した溶解成分からなっている。
<1-3. Permeation layer>
As described above, the optical film 1 according to the present embodiment has the penetrating layer 12 between the base material 11 and the liquid crystal layer 13 (see the STEM observation image in FIG. 2). The permeable layer 12 is composed of a dissolved component in which the polycarbonate of the base material 11 is dissolved by the solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13.
より具体的には、液晶層13を構成する重合性液晶組成物を基材11上に塗工することにより、組成物に含まれる溶剤が基材11に浸透し、その溶剤によって基材11を構成するポリカーボネートが溶解し、その溶解成分より浸透層12が形成されている。 More specifically, by applying the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13 onto the base material 11, the solvent contained in the composition permeates the base material 11, and the solvent causes the base material 11 to pass through. The constituting polycarbonate is dissolved, and the permeable layer 12 is formed from the dissolved component.
このように、光学フィルム1では、ポリカーボネートの溶剤による溶解成分からなる浸透層12を備えることで、それがアンカー効果を奏して、基材11と液晶層13との密着性を高めることができる。また、上述したように液晶層13を構成する重合性液晶組成物の溶剤を適切なものとすることで、良好な配向性を発揮させることができる。これにより、従来のように基材上に垂直配向膜を設けることなく、安価に、正のCプレートを備える光学フィルムを作製することができる。 As described above, in the optical film 1, the provision of the osmotic layer 12 made of a component dissolved by the solvent of the polycarbonate provides an anchor effect, thereby improving the adhesion between the base material 11 and the liquid crystal layer 13. In addition, by setting the solvent of the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13 to an appropriate solvent as described above, good alignment can be exhibited. Thus, an optical film including a positive C plate can be manufactured at low cost without providing a vertical alignment film on a substrate as in the related art.
≪2.光学フィルム(Cプレート)の製造方法≫
次に、上述した構成の光学フィルム1の製造方法について簡単に説明する。図4は、光学フィルム1の製造工程の流れを示すフローチャートである。
{2. Manufacturing method of optical film (C plate)
Next, a method for manufacturing the optical film 1 having the above-described configuration will be briefly described. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the manufacturing process of the optical film 1.
図4に示すように、光学フィルム1の製造工程においては、先ず、ポリカーボネートからなる基材11が、ロールにより提供される(ステップSP1)。 As shown in FIG. 4, in the manufacturing process of the optical film 1, first, the base material 11 made of polycarbonate is provided by a roll (step SP1).
次に、基材11を供給リールから引き出し、液晶層形成用塗工液の塗工工程(ステップSP2)において、基材11上にダイ等による液晶層13を構成する重合性液晶組成物からなる塗工液(液晶層形成用塗工液)を塗工する。 Next, the base material 11 is pulled out from the supply reel, and is formed of a polymerizable liquid crystal composition that forms the liquid crystal layer 13 by a die or the like on the base material 11 in a coating step of a liquid crystal layer forming coating liquid (step SP2). A coating liquid (liquid crystal layer forming coating liquid) is applied.
次に、乾燥工程として、基材11上に塗工した液晶層形成用の塗膜を所定の条件で乾燥させる。乾燥条件としては、例えば、乾燥温度を40℃〜60℃とし、乾燥時間を1分〜15分として、5.0m/s〜10.0m/sの風速でエアーを吹き付けることによって行うことができる。 Next, as a drying step, the coating film for forming a liquid crystal layer applied on the base material 11 is dried under predetermined conditions. Drying conditions can be performed, for example, by setting the drying temperature to 40 ° C. to 60 ° C., setting the drying time to 1 minute to 15 minutes, and blowing air at a wind speed of 5.0 m / s to 10.0 m / s. .
ここで、本実施の形態においては、重合性液晶組成物における溶剤として、好ましくは、酢酸ブチルの蒸発速度に対する蒸発速度比が1以上3以下であり、且つ、ポリカーボネート基材の試験片(2×2cm)を溶解させるまでの時間が20分以下である溶剤を主成分として含む溶剤を用いる。具体的には、例えばMIBKを主成分として含有する溶剤を用いている。そして、この重合性液晶組成物からなる塗工液をポリカーボネートからなる基材11上に塗工して液晶層13を形成するようにしている。 Here, in the present embodiment, as a solvent in the polymerizable liquid crystal composition, preferably, the evaporation rate ratio of butyl acetate to the evaporation rate is 1 or more and 3 or less, and a test piece (2 × 2 cm) is used as a main component. Specifically, for example, a solvent containing MIBK as a main component is used. Then, a coating liquid comprising the polymerizable liquid crystal composition is applied onto a substrate 11 comprising polycarbonate to form a liquid crystal layer 13.
したがって、基材11上に塗工した後に重合性液晶組成物中の溶剤がポリカーボネートを溶解させ、この乾燥工程(ステップSP3)における乾燥処理により溶剤が蒸発するまでの間で、そのポリカーボネートの溶解成分からなる浸透層12が基材11上に形成される。つまり、乾燥工程(ステップSP3)は、浸透層12を形成させる工程にもなる。 Therefore, after coating on the substrate 11, the solvent in the polymerizable liquid crystal composition dissolves the polycarbonate, and until the solvent evaporates by the drying treatment in this drying step (step SP3), the dissolved component of the polycarbonate Is formed on the base material 11. That is, the drying step (step SP3) is also a step of forming the permeable layer 12.
次に、液晶層形成用塗工液を乾燥させた後に、液晶層形成工程(ステップSP4)として、紫外線等の照射処理あるいは加熱処理を施すことによって塗膜を硬化させて、これにより液晶層13を形成する。このような工程を経ることによって、Cプレート1を製造することができる。 Next, after the coating liquid for forming a liquid crystal layer is dried, as a liquid crystal layer forming step (step SP4), the coating film is cured by applying irradiation treatment with ultraviolet rays or the like or heating treatment. To form Through such steps, the C plate 1 can be manufactured.
≪3.Cプレートを適用した光学フィルム≫
次に、上述した光学フィルム(Cプレート)を適用した光学機能フィルムについて説明する。この光学機能フィルムにおいては、画像表示パネルに配置される各種の光学機能フィルムに一体にCプレートを作製するようにして、このCプレートとして上述した光学フィルム1の構成を適用する。
{3. Optical film to which C plate is applied.
Next, an optical functional film to which the above-described optical film (C plate) is applied will be described. In this optical function film, a C plate is integrally formed with various optical function films disposed on the image display panel, and the configuration of the optical film 1 described above is applied as the C plate.
<3−1.光学フィルムを備えた液晶表示装置の例>
ここで、正のCプレートを配置する箇所の部材表面に、上述した光学フィルム1の液晶層13を積層させるようにする。このような光学機能フィルムとしては、液晶表示パネルの出射面に配置される直線偏光板によるフィルム、この直線偏光板とカラーフィルタを一体化したフィルム等、種々の構成を広く適用することができる。なお、液晶表示パネルの出射面に配置される直線偏光板によるフィルムや、この直線偏光板とカラーフィルタを一体化したフィルムにあっては、Cプレートを使用した光学補償が種々に提案されており、上述した光学フィルム1を適用することができる。
<3-1. Example of liquid crystal display device having optical film>
Here, the liquid crystal layer 13 of the optical film 1 described above is laminated on the surface of the member where the positive C plate is disposed. As such an optical functional film, various structures such as a film made of a linear polarizing plate disposed on an emission surface of a liquid crystal display panel and a film in which the linear polarizing plate and a color filter are integrated can be widely applied. In addition, in the case of a film made of a linear polarizing plate disposed on the emission surface of a liquid crystal display panel or a film in which this linear polarizing plate and a color filter are integrated, various types of optical compensation using a C plate have been proposed. The optical film 1 described above can be applied.
図5は、光学機能フィルムの検討に供した液晶表示装置の構成を示す断面図である。この図5に示す液晶表示装置2において、光学機能フィルム21は、上述した液晶表示パネルの出射面に配置される直線偏光板とカラーフィルタを一体化した光学フィルムにCプレートを適用して光学補償に供する例である。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device used for studying an optical functional film. In the liquid crystal display device 2 shown in FIG. 5, the optical function film 21 is obtained by applying a C plate to an optical film in which a linear polarizing plate and a color filter disposed on the exit surface of the liquid crystal display panel are integrated and optically compensated. It is an example to be provided for.
液晶表示装置2は、IPS液晶表示装置(In−plane Switching liquid crystal display;IPS−LCD)であり、バックライト22の前面に液晶表示パネル23が配置される。 The liquid crystal display device 2 is an IPS liquid crystal display device (IPS-LCD), and a liquid crystal display panel 23 is disposed in front of a backlight 22.
液晶表示パネル23は、IPS液晶による液晶セル24が設けられ、この液晶セル24のバックライト側に、例えば感圧性の粘着層(図示せず)により直線偏光板25が設けられる。なお、直線偏光板25は、透明フィルムからなる基材25A及び25Cにより、直線偏光板として機能を担う液晶層である偏光子25Bを挟持して構成される。 The liquid crystal display panel 23 is provided with a liquid crystal cell 24 made of IPS liquid crystal, and a linear polarizing plate 25 is provided on the backlight side of the liquid crystal cell 24 by, for example, a pressure-sensitive adhesive layer (not shown). The linear polarizing plate 25 is configured by sandwiching a polarizer 25B, which is a liquid crystal layer serving as a linear polarizing plate, between substrates 25A and 25C made of a transparent film.
液晶表示パネル23は、液晶セル24の出射面に光学機能フィルム21が配置される。この光学機能フィルム21は、光学補償のための光学補償層26、偏光子27、表面材である基材(保護フィルム)28を備える。また、光学補償層26が、正(+)のCプレート(以下、「+Cプレート26」ともいう)により構成される。基材28は、TAC等の透明フィルムが適用され、直線偏光板25と同様に直線偏光板としての液晶層が設けられる。また、光学機能フィルム21は、この液晶層により偏光子27が形成され、基材28及び偏光子27により出射面側の直線偏光板が構成される。 In the liquid crystal display panel 23, the optical function film 21 is disposed on the emission surface of the liquid crystal cell 24. The optical function film 21 includes an optical compensation layer 26 for optical compensation, a polarizer 27, and a base material (protective film) 28 as a surface material. The optical compensation layer 26 is formed of a positive (+) C plate (hereinafter, also referred to as “+ C plate 26”). As the base material 28, a transparent film such as TAC is applied, and a liquid crystal layer as a linear polarizing plate is provided like the linear polarizing plate 25. In the optical function film 21, the polarizer 27 is formed by the liquid crystal layer, and the base material 28 and the polarizer 27 constitute a linear polarizing plate on the emission surface side.
このような積層体における+Cプレート26が、上述した基材11/(浸透層12)/液晶層13が順に積層された積層体(光学フィルム1)により構成される。 The + C plate 26 in such a laminate is constituted by a laminate (optical film 1) in which the above-described base material 11 / (penetration layer 12) / liquid crystal layer 13 are laminated in this order.
<3−2.光学機能フィルム>
次に、より具体的に、上述した液晶表示装置2における光学機能フィルム21について説明する。図6は、上述した光学機能フィルム21の構成例を示す断面図である。図6に示すように、光学機能フィルム21は、基材11と、液晶層13とが順次積層されたCプレート26(上述した説明における「光学フィルム1」を適用。したがって、以下では「Cプレート26(1)」と表記する)を備え、そのCプレート26(1)上に、UV接着剤等からなる接着層30を介して偏光子27が積層されてなり、その偏光子27上に、TACフィルム等からなる基材(保護フィルム)28が貼合されている。
<3-2. Optical Function Film>
Next, the optical function film 21 in the liquid crystal display device 2 described above will be described more specifically. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the optical function film 21 described above. As shown in FIG. 6, as the optical function film 21, a C plate 26 in which the base material 11 and the liquid crystal layer 13 are sequentially laminated (the “optical film 1” in the above description. 26 (1) "), and a polarizer 27 is laminated on the C plate 26 (1) via an adhesive layer 30 made of a UV adhesive or the like. A substrate (protective film) 28 made of a TAC film or the like is bonded.
このように、光学機能フィルム21を構成するCプレート26は、基材11と、液晶層13とからなり、従来のような垂直配向膜を基材上に備えない構成となっている。本実施の形態におけるCプレート26では、ポリカーボネートからなる基材11とし、基材11と液晶層13との間に、液晶層13を構成する重合性液晶組成物中の溶剤が基材11に浸透してそのポリカーボネートを溶解させた溶解成分からなる浸透層12を備えている。これにより、垂直配向膜を備えなくても、基材11と液晶層13とを有効に密着させるとともに、良好な配向性を発揮させることができ、そのCプレート26を従来よりも薄膜化させることができ、また安価に製造することができる。 As described above, the C plate 26 constituting the optical function film 21 includes the base material 11 and the liquid crystal layer 13 and does not include a vertical alignment film as in the related art. In the C plate 26 in the present embodiment, the substrate 11 made of polycarbonate is used, and the solvent in the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 13 penetrates between the substrate 11 and the liquid crystal layer 13. And a permeable layer 12 made of a dissolved component obtained by dissolving the polycarbonate. Thereby, even if the vertical alignment film is not provided, the base material 11 and the liquid crystal layer 13 can be effectively brought into close contact with each other, and good alignment can be exhibited, and the C plate 26 can be made thinner than before. And can be manufactured at low cost.
なお、Cプレート20(1)において、浸透層12は、上述したようにポリカーボネートの溶解成分からなっており、従来の垂直配向膜とは異なるものであるため、ここでの符号表記は「(12)」とし、断面構成図においても浸透層(12)と液晶層13との界面は点線で表示する。 In addition, in the C plate 20 (1), the permeable layer 12 is made of a dissolved component of polycarbonate as described above, and is different from a conventional vertical alignment film. ) ", And the interface between the permeation layer (12) and the liquid crystal layer 13 is also indicated by a dotted line in the sectional configuration view.
接着層30は、上述したようにCプレート26(1)上に積層されるものであり、この接着層30を介して偏光子27をCプレート26(1)に貼り付ける。接着層30は、主として、主剤と硬化剤とからなる2液タイプの接着剤組成物を硬化させることによって形成される。主剤としては、特に限定されないが、例えば紫外線硬化型樹脂を用いてUV接着層とすることができる。より具体的に、紫外線硬化型樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられ、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、多官能ウレタンアクリレート等が好ましく用いられる。その中でも、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを用いることが特に好ましい。 The adhesive layer 30 is laminated on the C plate 26 (1) as described above, and the polarizer 27 is attached to the C plate 26 (1) via the adhesive layer 30. The adhesive layer 30 is mainly formed by curing a two-part adhesive composition composed of a main agent and a curing agent. Although the main agent is not particularly limited, for example, a UV adhesive layer can be formed using an ultraviolet curable resin. More specifically, examples of the ultraviolet curable resin include an acrylic resin, a silicone resin, an ester resin, a urethane resin, etc., and pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and polyfunctional. Urethane acrylate and the like are preferably used. Among them, it is particularly preferable to use dipentaerythritol hexaacrylate.
また、偏光子27は、上述した接着層30上に接着されるものであって、その接着層30を介してCプレート26(1)に貼り付けられて構成されるものである。偏光子27としては、特に限定されず公知のものを用いることができ、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。 The polarizer 27 is adhered on the above-mentioned adhesive layer 30 and is attached to the C plate 26 (1) via the adhesive layer 30. The polarizer 27 is not particularly limited and a known polarizer can be used. For example, a dichroic material such as iodine or a dichroic dye is adsorbed on a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol (PVA) film. And uniaxially stretched, and a polyene-based oriented film such as a dehydrated polyvinyl alcohol product or a dehydrochlorinated polyvinyl chloride product.
以下、実施例を示すことによって本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[実施例1]
(光学フィルムの作製)
有機溶剤MIBK(溶剤中の含有量100質量%)を溶剤として用いて、ネマチック相を示す液晶化合物(DIC株式会社製)と、紫外線硬化型のモノマーである2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(M600A,共栄社化学株式会社製)とを固形分比24%となるように溶解させて重合性液晶組成物を調製した。
[Example 1]
(Preparation of optical film)
Using an organic solvent MIBK (content in the solvent: 100% by mass) as a solvent, a liquid crystal compound exhibiting a nematic phase (manufactured by DIC Corporation) and 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, which is a UV-curable monomer ( M600A (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) so as to have a solid content ratio of 24% to prepare a polymerizable liquid crystal composition.
逆波長分散特性を示すポリカーボネート基材(RM147,帝人株式会社製)の保護裏面に、調整した重合性液晶組成物からなる塗工液をダイコート法で塗工した。 A coating liquid composed of the adjusted polymerizable liquid crystal composition was applied by a die coating method on a protective back surface of a polycarbonate substrate (RM147, manufactured by Teijin Limited) having reverse wavelength dispersion characteristics.
その後、乾燥雰囲気温度:40℃、時間:1分、風速:5.0m/sの条件でエアーを吹き付けて乾燥処理を施し、そして400mJ/cm2の照射量の紫外線を照射して塗膜を硬化させた。これにより、ポリカーボネートからなる基材上に、液晶層が積層させた光学フィルムが得られた。 Thereafter, a drying treatment is performed by blowing air under the conditions of a drying atmosphere temperature: 40 ° C., a time: 1 minute, and a wind speed: 5.0 m / s, and the coating film is irradiated with ultraviolet rays having an irradiation amount of 400 mJ / cm 2. Cured. Thus, an optical film in which a liquid crystal layer was laminated on a substrate made of polycarbonate was obtained.
(STEM観察)
図7は、得られた光学フィルムの断面をSTEMにより観察した観察像(50,000倍)である。なお、図7の観察像は、図2(A)の観察像と同一のものである。この観察像から分かるように、ポリカーボネートからなる基材と、液晶層との間に、浸透層が形成されていることが分かる。
(STEM observation)
FIG. 7 is an observation image (magnification: 50,000) obtained by observing a cross section of the obtained optical film by STEM. Note that the observation image in FIG. 7 is the same as the observation image in FIG. As can be seen from this observation image, it can be seen that a penetrating layer is formed between the substrate made of polycarbonate and the liquid crystal layer.
(密着性評価)
また、この光学フィルムについて基材と液晶層との密着性の評価を行った。密着性の評価は、メンディングテープ(住友スリーエム社製)を用いて、JIS K5400−8.5法に従ったクロスカット(100マス)を実施することにより行った。その結果、密着性の測定結果としては、100/100となり良好な密着性を有することが分かった。
(Adhesion evaluation)
The optical film was evaluated for adhesion between the substrate and the liquid crystal layer. The evaluation of the adhesion was performed by performing a cross cut (100 squares) according to JIS K5400-8.5 method using a mending tape (manufactured by Sumitomo 3M Limited). As a result, the measurement result of the adhesiveness was 100/100, indicating that the adhesiveness was good.
(配向性評価)
また、この光学フィルムについて配向性の評価を行った。配向性の評価は、偏光板クロスニコル下でサンプル回転させて、暗状態が面内位相差により明状態に変化しないことを確認することにより行った。その結果、サンプルを回転させても常に暗状態であり、配向性は良好であった(◎)。
(Orientation evaluation)
The orientation of this optical film was evaluated. The orientation was evaluated by rotating the sample under a polarizing plate crossed Nicols and confirming that the dark state did not change to the bright state due to the in-plane retardation. As a result, even when the sample was rotated, the sample was always in a dark state, and the orientation was good (◎).
[実施例2]
(光学フィルムの作製)
有機溶剤としてMIBK:CPME=74:26の比率で混合した混合溶剤を用いて重合性液晶組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様に、調製した重合性液晶組成物からなる塗工液を基材上に塗工し、乾燥、硬化させて、光学フィルムを作製した。
[Example 2]
(Preparation of optical film)
A coating comprising the prepared polymerizable liquid crystal composition in the same manner as in Example 1, except that a polymerizable liquid crystal composition was prepared using a mixed solvent of MIBK: CPME = 74: 26 as an organic solvent. The liquid was applied on a substrate, dried and cured to produce an optical film.
(STEM観察)
図8は、得られた光学フィルムの断面をSTEMにより観察した観察像(50,000倍)である。なお、図8の観察像は、図2(A)の観察像と同一のものである。この観察像から分かるように、ポリカーボネートからなる基材と、液晶層との間に、浸透層が形成されていることが分かる。
(STEM observation)
FIG. 8 is an observation image (magnification: 50,000) obtained by observing a cross section of the obtained optical film by STEM. Note that the observation image in FIG. 8 is the same as the observation image in FIG. As can be seen from this observation image, it can be seen that a penetrating layer is formed between the substrate made of polycarbonate and the liquid crystal layer.
(密着性評価)
また、この光学フィルムについて基材と液晶層との密着性の評価を行った。密着性の評価は、実施例1と同様にして行った。その結果、密着性の測定結果としては、95/100となり良好な密着性を有することが分かった。
(Adhesion evaluation)
The optical film was evaluated for adhesion between the substrate and the liquid crystal layer. The evaluation of adhesion was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the measurement result of the adhesiveness was 95/100, which indicates that the adhesiveness was good.
(配向性評価)
また、この光学フィルムについて配向性の評価を行った。配向性の評価は、実施例1と同様にして行った。その結果、シュリーレン欠陥が見られたため実施例1に比べて少し配向性は劣ったが、偏光板クロスニコル下サンプルを回転させても常に暗状態であり、良好な配向性を示した(○)。
(Orientation evaluation)
The orientation of this optical film was evaluated. The evaluation of the orientation was performed in the same manner as in Example 1. As a result, schlieren defects were observed, and the orientation was slightly inferior to that of Example 1. However, even when the sample under the polarizing plate crossed Nicols was rotated, the sample was always in a dark state, indicating good orientation (O). .
[比較例1]
有機溶剤としてMIBK:MEK=74:26の比率で混合した混合溶剤を用いて重合性液晶組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様に、調製した重合性液晶組成物からなる塗工液を基材上に塗工し、乾燥、硬化させて、光学フィルムを作製した。
[Comparative Example 1]
A coating comprising the prepared polymerizable liquid crystal composition in the same manner as in Example 1, except that the polymerizable liquid crystal composition was prepared using a mixed solvent of MIBK: MEK = 74: 26 as the organic solvent. The liquid was applied on a substrate, dried and cured to produce an optical film.
(STEM観察)
図9は、得られた光学フィルムの断面をSTEMにより観察した観察像(50,000倍)である。この観察像から分かるように、ポリカーボネートからなる基材と、液晶層との間に、明確な浸透層が形成されていることが確認できず、液晶層中にポリカーボネートの溶解成分と考えられる成分が漂っている状態が確認された。
(STEM observation)
FIG. 9 is an observation image (magnification: 50,000) obtained by observing a cross section of the obtained optical film by STEM. As can be seen from this observation image, it was not confirmed that a clear permeable layer was formed between the substrate made of polycarbonate and the liquid crystal layer, and a component considered as a dissolved component of the polycarbonate in the liquid crystal layer was not found. The state of floating was confirmed.
(密着性評価)
この光学フィルムについて基材と液晶層との密着性の評価を行った。密着性の評価は、実施例1と同様にして行った。その結果、密着性の測定結果としては、100/100となり良好な密着性を有することが分かった。
(Adhesion evaluation)
This optical film was evaluated for the adhesion between the substrate and the liquid crystal layer. The evaluation of adhesion was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the measurement result of the adhesiveness was 100/100, indicating that the adhesiveness was good.
(配向性評価)
一方で、この光学フィルムについて実施例1と同様に配向性の評価を行ったところ、その結果、液晶がランダムに配向しており、全体的に光抜けが確認されたため、液晶を垂直に配向させることができず配向性は不良(×)であった。
(Orientation evaluation)
On the other hand, when the orientation of this optical film was evaluated in the same manner as in Example 1, as a result, the liquid crystal was randomly oriented, and light leakage was confirmed as a whole, so that the liquid crystal was vertically oriented. The orientation was poor (x).
下記表1に、実施例1、2、及び比較例1における評価結果をまとめて示す。なお、浸透層の有無の評価において、浸透層が確認できたものを『○』とし、浸透層が確認できなかったものを『×』とした。 Table 1 below summarizes the evaluation results of Examples 1, 2 and Comparative Example 1. In the evaluation of the presence or absence of a permeation layer, those in which a permeation layer could be confirmed were marked with “○”, and those in which no permeation layer was confirmed were marked with “x”.
1 光学フィルム
2 液晶表示装置
11、25A、25C、28 基材
12 浸透層
13 液晶層
21 光学機能フィルム
22 バックライト
23 液晶表示パネル
24 液晶セル
25 直線偏光板
25B 偏光子
26 光学補償層(+Cプレート)
27 偏光子
30 接着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical film 2 Liquid crystal display device 11, 25A, 25C, 28 Base material 12 Permeation layer 13 Liquid crystal layer 21 Optical function film 22 Backlight 23 Liquid crystal display panel 24 Liquid crystal cell 25 Linear polarizing plate 25B Polarizer 26 Optical compensation layer (+ C plate) )
27 polarizer 30 adhesive layer
Claims (4)
前記ポリカーボネートの基材上に、浸透層と、重合性液晶組成物から形成される液晶層(但し、液晶化合物の配向性に寄与する配向性材料を含むものを除く)とが順次積層された積層体からなり、
前記液晶層は、正のCプレートであり、
前記積層体には配向膜は設けられておらず、
前記浸透層は、前記重合性液晶組成物に含まれる溶剤により前記基材を構成するポリカーボネートが溶解して形成されている
ことを特徴とする光学フィルム。 An optical film comprising a polycarbonate having a reverse wavelength dispersion as a substrate,
Lamination in which a permeation layer and a liquid crystal layer formed of a polymerizable liquid crystal composition (excluding those containing an alignment material that contributes to the alignment of the liquid crystal compound) are sequentially stacked on the polycarbonate substrate. Consisting of body,
The liquid crystal layer is a positive C plate;
No alignment film is provided on the laminate,
The optical film, wherein the permeable layer is formed by dissolving a polycarbonate constituting the base material with a solvent contained in the polymerizable liquid crystal composition.
ことを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。 The optical film according to claim 1, wherein the liquid crystal layer does not contain a component dissolved by the solvent of the polycarbonate.
酢酸ブチルの蒸発速度に対する蒸発速度比が1以上3以下、且つ、
ポリカーボネート基材の試験片(2×2cm)を溶解させるまでの時間が20分以下
である溶剤を主成分として含有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学フィルム。 As the solvent,
The evaporation rate ratio of the butyl acetate to the evaporation rate is 1 or more and 3 or less, and
The optical film according to claim 1, further comprising a solvent having a time required for dissolving the test piece (2 × 2 cm) of the polycarbonate substrate to be 20 minutes or less as a main component.
ことを特徴とする請求項3に記載の光学フィルム。 The optical film according to claim 3, wherein the solvent contains methyl isobutyl ketone (MIBK) as a main component.
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