JP6711283B2 - 複層フィルム、並びに、複層フィルム、光学異方性積層体、円偏光板、及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置の、製造方法 - Google Patents
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Description
このような液晶相を呈しうる化合物を配向させる方法としては、基材の表面に配向規制力を付与し、その上に液晶相を呈しうる化合物を含む組成物を塗布し、さらに配向に適した条件に置くことが一般的に行なわれる。基材の表面に配向規制力を付与する方法の例としては、ラビングによる方法(例えば特許文献2〜4)、及び光配向(例えば特許文献5〜6)による方法が挙げられる。また、基材として延伸処理により配向規制力を付与したフィルムを用いることにより、液晶化合物をフィルム上に配向させる方法も知られていた(例えば特許文献7〜9)。
また、延伸処理によりフィルムに配向規制力を付与する場合、十分な配向規制力を与えることが困難である。とくに斜め方向に配向規制力を付与する場合は、斜め方向に延伸を行う必要があり、その場合、十分な配向規制力を均一かつ高い精度で加えることが困難であり、その結果、得られる光学異方性層にシュリーレン欠陥等の欠陥が生じ易い。
本発明の別の目的は、効率的に製造でき、且つ異物の発生による欠陥及び配向規制力の不足による欠陥が少ない、円偏光板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することにある。
すなわち、本発明によれば、以下のものが提供される。
前記第一の基材上に直接形成された、硬化液晶分子を含む光学異方性層とを備える複層フィルムであって、
前記第一の基材は、そのNz係数が1.1〜3.0、配向角のバラツキが1.0°以下であって、延伸により生じた配向規制力を有し、
前記第一の基材の遅相軸と、前記第一の基材の幅方向とがなす角度が0°以上90°未満である、複層フィルム。
〔2〕 前記第一の基材の遅相軸と前記第一の基材の幅方向とがなす角度が40°〜80°である、〔1〕に記載の複層フィルム。
〔3〕 前記第一の基材の遅相軸と前記第一の基材の幅方向とがなす角度が55°〜80°である、〔2〕に記載の複層フィルム。
〔4〕 前記第一の基材が正の固有複屈折性を有する樹脂のフィルムである、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔5〕 前記第一の基材が脂環式構造含有重合体を含む樹脂のフィルムである、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔6〕 前記第一の基材が、1回以上の斜め延伸を含む延伸工程により延伸された延伸フィルムである、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔7〕 前記光学異方性層が逆波長分散性を有する、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔8〕 前記光学異方性層がλ/4波長板である、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔9〕 前記光学異方性層がλ/2波長板である、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔10〕 前記光学異方性層の厚みが5μm以下である、〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の複層フィルム。
〔11〕 〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の複層フィルムから、光学異方性層を剥離し、
前記光学異方性層を、長尺状の第二の基材に貼合してなる、光学異方性積層体。
〔12〕 光学異方性層と、長尺状の直線偏光子とをロールツーロールで貼合してなる円偏光板であって、
前記光学異方性層が、〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の複層フィルムから剥離してなる層である、円偏光板。
〔13〕 〔12〕に記載の円偏光板を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
〔14〕 〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の複層フィルムの製造方法であって、
長尺状の第一の基材を長手方向に繰出す工程であって、前記第一の基材は、そのNz係数が1.1〜3.0、配向角のバラツキが1.0°以下であって、延伸により生じた配向規制力を有し、前記第一の基材の遅相軸と、前記第一の基材の幅方向とがなす角度が0°以上90°未満である、工程(I)、
繰出した前記第一の基材の表面上に、直接、重合性液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布し、液晶組成物の層を得る工程(II)、
前記液晶組成物の層中の前記重合性液晶化合物を配向させる工程(III)、及び
前記重合性液晶化合物を重合させ、硬化液晶分子を形成する工程(IV)を含む製造方法。
〔15〕 前記液晶組成物の塗布方向と、前記重合性液晶化合物の配向方向とが異なる、〔14〕に記載の複層フィルムの製造方法。
さらに、硬化液晶分子の材料として、逆波長分散重合性液晶化合物を用い、逆波長分散特性を有する光学異方性層を形成することにより、斜め延伸による製造の効率の高さ、遅相軸方向の設定の自由度の高さ、面内における特性の均一さ、異物による欠陥の少なさ、及び逆波長分散特性による有用性を高レベルで兼ね備えた光学材料を提供しうる。
本願において、「偏光板」、「λ/2波長板」、「λ/4波長板」及び「位相差板」といった板状の形状を有する部材は、剛直な部材に限られるものではなく、フィルム状の、可撓性を有するものとしうる。
本発明の複層フィルムは、長尺状の第一の基材と、第一の基材上に直接形成された、硬化液晶分子を含む光学異方性層とを備える。
本発明において用いる第一の基材は、長尺状の基材である。本願において「長尺状」とは、幅に対して、少なくとも5倍以上の長さを有する形状をいい、好ましくは10倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するフィルムの形状をいう。フィルムの幅に対する長さの割合の上限は、特に限定されないが、例えば100,000倍以下としうる。
また、本願において、基材及び光学異方性層の遅相軸方向を表現する角度は、別に断らない場合は、基材の幅方向を基準とし、これに対する角度で表現している。また、基材又は光学異方性層の遅相軸方向と、基材又は光学異方性層の幅方向とがなす角度のことを単に「配向角」という場合がある。
また、ある態様において、第一の基材の遅相軸と第一の基材の幅方向とがなす角度が、40°〜80°であることが好ましく、55°〜80°であることが特に好ましい。このような角度関係とすることにより、本発明の複層フィルムを、特定の円偏光板の効率的な製造を可能にする材料とすることができる。具体的には、直線偏光子と、一枚の位相差板とを有する円偏光板の効率的な製造が可能となる。本発明の複層フィルムは、第一の基材を所定のNz係数を有するものとすることにより、このような角度を有する場合においても、斜め延伸による良好な配向規制力を発現させ、その結果欠陥の少ない光学異方性層を有する複層フィルムとしうる。
また、別のある態様において、第一の基材の遅相軸と第一の基材の幅方向とがなす角度を、好ましくは15°±5°、22.5±5°、45°±5°、75°±5°、より好ましくは15°±4°、22.5°±4°、45°±4°、75°±4°、さらにより好ましくは15°±3°、22.5°±3°、45°±3°、75°±3°といった特定の範囲とすることにより、本発明の複層フィルムを、特定の円偏光板の効率的な製造を可能にする材料とすることができる。
脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。
1つの脂環式構造の繰り返し単位を構成する炭素数に特に制限はないが、通常4〜30個、好ましくは5〜20個、より好ましくは6〜15個である。
脂環式構造を有する繰り返し単位が過度に少ないと、フィルムの耐熱性が低下するおそれがある。
これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン重合体及びこれらの水素添加物がより好ましい。
これらの中でも、透明性の観点から、ノルボルネンモノマーの開環重合体水素添加物が最も好ましい。
上記の脂環式構造含有重合体は、例えば特開2002−321302号公報等に開示されている公知の重合体から選ばれる。
ガラス転移温度がこのような範囲にある脂環式構造含有重合体は、高温下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れる。
重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、フィルムの機械的強度及び成形加工性が高度にバランスされ好適である。
オリゴマー成分の量が前記範囲内にあると、表面における微細な凸部の発生が減少し、厚みむらが小さくなり面精度が向上する。
オリゴマー成分の量を低減するためには、重合触媒や水素化触媒の選択、重合、水素化等の反応条件、樹脂を成形用材料としてペレット化する工程における温度条件、等を最適化すればよい。
オリゴマーの成分量は、前述のGPCによって測定することができる。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂の好適な具体例としては、日本ゼオン社製「ゼオノア1420、ゼオノア1420R」を挙げうる。
工程(a):長尺の延伸前基材を延伸倍率B1で斜め方向に延伸して、長尺の中間フィルムを得る工程と、
工程(b):工程(a)の後で、中間フィルムを連続的に搬送しながら、延伸倍率B1より小さい延伸倍率B2で自由縦一軸延伸して、長尺の延伸フィルムを得る工程とを含む延伸が、好ましい態様として挙げられる。
一方、ラビング処理の場合、基材の表面層にしか配向規制力を与えることができず、光配向膜を使用する場合も、配向膜層の薄膜表面層にしか配向規制力を与えることができない。表面層にのみ発現した配向規制力は、経時と共に環境の影響(熱、光、酸素など)により緩和し、光学異方性層の形成時に配向欠陥をより発生させうる。
本発明の複層フィルムは、第一の基材上に直接形成された、硬化液晶分子を含む光学異方性層を備える。
第一の基材上への、光学異方性層の「直接」の形成とは、第一の基材の表面に、他の層を介さずに光学異方性層を形成することである。延伸により生じた配向規制力を有する第一の基材を採用し、且つ、光学異方性層がその上に直接形成されたものであることにより、所望の方向に遅相軸を有する光学異方性層を、ラビングにより生じる発塵、キズの発生や異物の混入が無い状態で得ることができる。その結果、配向における欠陥の少ない光学異方性層とすることができる。具体的には、光学異方性層を顕微鏡観察した場合に見られるキズや異物が少なく、線欠陥等の配向欠陥の少ない光学異方性層とすることができる。さらに、上に述べた特定のNz係数及び配向角のバラツキを有する第一の基材を採用し、光学異方性層がその上に直接形成されたものであることにより、良好な配向規制力が得られ、その結果、シュリーレン欠陥等の欠陥が少ない光学異方性層を容易に得ることができる。
工程(I):上に述べた特定の長尺状の第一の基材を長手方向に繰出す工程、
工程(II):繰り出した第一の基材上に、直接、重合性液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布し、液晶組成物の層を形成する工程、
工程(III):液晶組成物の層における重合性液晶化合物を配向させる工程、及び
工程(IV):重合性液晶化合物を重合させ、硬化液晶分子を形成する工程
を含む方法により行いうる。
本発明の複層フィルムにおいて、硬化液晶分子は、第一の基材の遅相軸の方向と略同一方向に沿った配向規則性を有しうる。
硬化液晶分子は、好ましくは、第一の基材の遅相軸の方向と略同一方向に沿ったホモジニアス配向規則性を有しうる。ここで、「ホモジニアス配向規則性を有する」とは、硬化液晶分子のメソゲンの長軸方向をフィルム面に投影して得られる線の平均方向が、フィルム面に水平なある一の方向(例えば基材フィルムの表面ダイレクターの方向)に整列することをいう。さらに、ある所定の方向に「沿った」ホモジニアス配向規則性とは、当該整列方向が、前記所定の方向に略一致することをいう。例えば、前記所定の方向とは、基材フィルムの表面ダイレクターの方向や基材フィルムの遅相軸方向である。硬化液晶分子がホモジニアス配向規則性を有しているか否か、及びその整列方向は、AxoScan(Axometrics社製)に代表されるような位相差計を用いた遅相軸方向の測定と、遅相軸方向ならびに遅相軸と直交方向における入射角毎のレターデーション分布の測定とにより確認しうる。
光学異方性層の形状並びに長さ及び幅は、第一の基材と同様の長尺状のフィルム状の形状とすることができ、これを、必要に応じて所望の用途に適合した矩形などの形状に裁断することができる。
本発明の複層フィルムの製造に用いうる、重合性液晶化合物を含有する液晶組成物(以下において、当該組成物を、「組成物(A)」と略称する場合がある。)について説明する。
また、本願において、組成物(A)の成分であって、重合性を有する化合物(重合性液晶化合物及びその他の重合性を有する化合物等)を総称して単に「重合性化合物」ということがある。
重合性液晶化合物としては、重合性基を有する液晶化合物、側鎖型液晶ポリマーを形成しうる化合物、円盤状液晶性化合物などが挙げられる。重合性基を有する液晶化合物としては、例えば、特開平11−513360号公報、特開2002−030042号公報、特開2004−204190号公報、特開2005−263789号公報、特開2007−119415号公報、特開2007−186430号公報などに記載された重合性基を有する棒状液晶化合物などが挙げられる。また、側鎖型液晶ポリマー化合物としては、例えば、特開2003−177242号公報などに記載の側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。また、好ましい液晶化合物の例を製品名で挙げると、BASF社製「LC242」等が挙げられる。円盤状液晶性化合物の具体例としては、特開平8−50206号公報、文献(C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981) ;日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985);J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994))に記載されている。これらの液晶化合物及び以下に説明する逆波長分散重合性液晶化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合性液晶化合物の一部又は全部として、逆波長分散重合性液晶化合物を用いうる。逆波長分散重合性液晶化合物を用いることにより、逆波長分散性を有する光学異方性層を容易に得ることができる。
逆波長分散重合性液晶化合物の例としては、下記式(I)で示される化合物(以下において「化合物(I)」という場合がある。)を挙げることができる。
R1の炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基等が挙げられる。
R1としては、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
炭素数1〜20の二価の脂肪族基としては、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数2〜20のアルケニレン基等の鎖状構造を有する二価の脂肪族基;炭素数3〜20のシクロアルカンジイル基、炭素数4〜20のシクロアルケンジイル基、炭素数10〜30の二価の脂環式縮合環基等の二価の脂肪族基;等が挙げられる。
前記脂肪族基に介在する基としては、−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−C(=O)−が好ましい。
該アルケニル基の炭素数としては、2〜6が好ましい。Z1及びZ2のアルケニル基の置換基であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましい。
本発明において、「芳香環」は、Huckel則に従う広義の芳香族性を有する環状構造、すなわち、π電子を(4n+2)個有する環状共役構造、及びチオフェン、フラン、ベンゾチアゾール等に代表される、硫黄、酸素、窒素等のヘテロ原子の孤立電子対がπ電子系に関与して芳香族性を示すものを意味する。
なお、Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
なお、Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数は、2〜12であることが好ましい。
R4の、炭素数1〜20のアルキル基、及び炭素数2〜20のアルケニル基の具体例は、前記Ayの、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基の例として列記したものと同様のものが挙げられる。
Ayの、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基の置換基としては、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基が好ましい。
また、これらの環は置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、Axが有する芳香環の置換基として例示したのと同様のものが挙げられる。
(α)Axが炭素数4〜30の、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基であり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組み合わせ、及び、
(β)AxとAyが一緒になって不飽和複素環又は不飽和炭素環を形成しているもの、
が挙げられる。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
(γ)Axが下記構造を有する基のいずれかであり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組み合わせである。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
AxとAyの特に好ましい組み合わせとしては、
(δ)Axが下記構造を有する基のいずれかであり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組合せである。下記式中、Xは前記と同じ意味を表す。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
なお、下記式においては、結合状態をより明確にすべく、置換基Y1、Y2を便宜上記載している(Y1、Y2は、前記と同じ意味を表す。以下にて同じ。)。
炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜30のシクロアルカンジイル基、炭素数10〜30の二価の脂環式縮合環基等が挙げられる。
前記炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基は、Y1、Y3(又はY2、Y4)と結合する炭素原子の立体配置の相違に基づく、シス型、トランス型の立体異性体が存在し得る。例えば、シクロヘキサン−1,4−ジイル基の場合には、下記に示すように、シス型の異性体(A32a)とトランス型の異性体(A32b)が存在し得る。
A4、A5の芳香族基は単環のものであっても、多環のものであってもよい。
A4、A5の好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基としては、前記AXで例示したのと同様のものが挙げられる。
これらの中でも、Q1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、水素原子及びメチル基がより好ましい。
組成物(A)は、任意の成分として、重合性モノマーを含有しうる。本願において、「重合性モノマー」とは、重合能を有しモノマーとして働きうる化合物のうち、特に、逆波長分散重合性液晶化合物以外の化合物をいう。
重合性モノマーとしては、例えば、1分子当たり1以上の重合性基を有するものを用いうる。そのような重合性基を有することにより、光学異方性層の形成に際し重合を達成することができる。重合性モノマーが1分子当たり2以上の重合性基を有する架橋性モノマーである場合、架橋的な重合を達成することができる。かかる重合性基の例としては、化合物(I)中の基Z1−Y7−及びZ2−Y8−と同様の基を挙げることができ、より具体的には例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びエポキシ基を挙げることができる。
重合性モノマーは、既知の製造方法により製造することができる。または、化合物(I)と類似の構造を持つものについては、化合物(I)の製造方法に準じて製造することができる。
組成物(A)は、重合性液晶化合物及び重合性モノマーに加えて、必要に応じて、以下に例示するもの等の任意の成分を含みうる。
これらの重合開始剤は一種単独で、又は二種以上を組合わせて用いることができる。
組成物(A)において、重合開始剤の配合割合は、重合性化合物100重量部に対し、通常、0.1〜30重量部、好ましくは0.5〜10重量部である。
本発明の光学異方性積層体は、前記本発明の複層フィルムから、光学異方性層を剥離し、これを長尺状の第二の基材に貼合してなる。
光学等方性の基材フィルムの材料の例としては、上に述べた第一の基材フィルムと同様のものの他にセルロースエステル等が挙げられる。そのような材料の長尺状フィルムを形成し、これを延伸せず、そのまま第二の基材として用いうる。第二の基材として、光学等方性の基材フィルムを備える光学異方性積層体は、そのまま、表示装置等の光学装置に組み込み、光学部材として用いうる。
本発明の円偏光板は、1層以上の光学異方性層と、長尺状の直線偏光子とをロールツーロールで貼合してなる。
円偏光板(i):光学異方性層と、長尺状の直線偏光子とをロールツーロールで貼合してなる円偏光板であって、光学異方性層が、前記本発明の複層フィルムから剥離してなる層である、円偏光板。
円偏光板(ii):長尺状のλ/4波長板と、長尺状のλ/2波長板と、長尺状の直線偏光子とを、ロールツーロールで貼合してなる円偏光板であって、長尺状のλ/4波長板、長尺状のλ/2波長板、またはこれらの両方が、前記本発明の複層フィルムから剥離した光学異方性層である、円偏光板。
・当該円偏光板を、そのある一方の面から観察すると、λ/2波長板の遅相軸の方向が、直線偏光子の透過軸または吸収軸の方向から時計周りに15°シフトし、且つλ/4波長板の遅相軸の方向が、直線偏光子の透過軸または吸収軸の方向から時計周りに75°シフトしている。
・当該円偏光板を、そのある一方の面から観察すると、λ/2波長板の遅相軸の方向が、直線偏光子の透過軸または吸収軸の方向から反時計周りに15°シフトし、且つλ/4波長板の遅相軸の方向が、直線偏光子の透過軸または吸収軸の方向から反時計周りに75°シフトしている。
本発明の円偏光板は、液晶表示装置、有機EL表示装置等の表示装置の構成要素として用いうる。特に、好ましい態様として、本発明の有機EL表示装置は、前記本発明の円偏光板を備える。具体的には、本発明の有機EL表示装置は、表示素子の有機EL素子を有する表示装置において、上で説明した通り、反射防止フィルムとして本発明の円偏光板を備えうる。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
〔第一の基材及び中間フィルムの遅相軸方向及び配向角バラツキの測定〕
偏光顕微鏡(オリンパス社製、偏光顕微鏡BX51)を用いてフィルムの幅方向に対し50mmの間隔で配向角の測定を行いその平均値を平均配向角(即ち幅方向に対する遅相軸方向)とし、配向角の最大値と配向角の最小値の差を配向角バラツキとした。
位相差計(AxoScan:Axometrics社製)を用いて、フィルムの幅方向に50mm間隔で590nmにおけるReおよびNz係数を測定し、それらの平均値をそれぞれReおよびNz係数とした。
光学異方性層をガラス板に転写したサンプルにおいて、AxoScan(Axometrics社製)を用いて、測定波長590nmで測定した。
光学異方性層をガラス板に転写したサンプルを作製し、2枚の直線偏光子(偏光子及び検光子)の間に置いた。この際、前記の直線偏光子は、厚み方向から見て、互いの偏光透過軸が垂直になるように、向きを設定した。また、光学異方性層の遅相軸方向は、厚み方向から見て、直線偏光子の偏光透過軸と平行又は垂直になるように設定し、このサンプルを透過する光の透過率(クロスニコル透過率)を、日本分光社製の分光光度計「V7200」及び自動偏光フィルム測定装置「VAP−7070S」を用いて測定し、下記の基準で評価した。
優:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.010%以下。
良:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.010%超0.020%以下。
可:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.020%超0.030%以下。
不可:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.030%超。
配向状態の評価に用いたものと同様のサンプルを10cm角のサイズにカットし、偏光顕微鏡を用いてシュリーレン欠陥の個数を計数した。サンプルの1cm角内におけるシュリーレン欠陥の数により、配向欠陥を、以下の3段階で評価した。
A:1cm角内におけるシュリーレン欠陥の数が10個以下
B:1cm角内におけるシュリーレン欠陥の数が11個以上20個以下
C:1cm角内におけるシュリーレン欠陥の数が21個以上
光学異方性層を、偏光顕微鏡を用いて観察し、光学異方性層における輝点及び異物を計数し、サンプルの1cm角内における輝点・異物の数により、以下の4段階で評価した。
SA:1cm角内における輝点の数が0個
A:1cm角内における輝点の数が1個以上5個以下
B:1cm角内における輝点の数が6個以上15個以下
C:1cm角内における輝点の数が16個以上
円偏光板を拡散反射板(商品名「メタルミーTS50」、東レ社製、アルミ蒸着PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム)の上に置き、正面コントラストおよび視野角特性を次の基準で評価した。
正面コントラストについては、正面から(即ち、円偏光板の面に垂直な方向から)目視観察して、観察された反射色に基づき評価した。反射色が特に黒い場合は「A」(最良)、黒い場合は「B」(良)、反射色が明るくて青くなる場合は「C」(不良)と評価した。
視野角特性については、正面から目視観察した場合と斜め45°から目視観察した場合の、反射色、明るさおよび色むらに基づき評価した。
正面から観察した場合と斜め45°から観察した場合とで反射色と明るさに変化がなく、且つ斜め45°から観察した場合に色むらが見えない場合は「A」(最良)と評価した。
正面から観察した場合と斜め45°から観察した場合とで反射色と明るさに変化がなく、且つ斜め45°から観察した場合に色むらがほとんど見えない場合は「B」(良好)と評価した。
正面から観察した場合と斜め45°から観察した場合とで反射色と明るさに変化があり、且つ斜め45°から観察した場合に色むらがかすかに見える場合は「C」(良好ではないが使用可)と評価した。
正面から観察した場合と斜め45°から観察した場合とで反射色と明るさに変化があり、且つ斜め45°から観察した場合に色むらがはっきり見える場合は「D」(不良)とした。
熱可塑性ノルボルネン樹脂のペレット(日本ゼオン株式会社製、商品名「ZEONOR1420R」、Tg 137℃)を100℃で5時間乾燥させた。乾燥させたペレットを押し出し機に供給し、押し出し機内で溶融させ、ポリマーパイプおよびポリマーフィルターを通し、Tダイからキャスティングドラム上にシート状に押し出し、冷却し、マスキングフィルム(トレテガー社製、FF1025)で保護しながら巻取り、厚み100μm、幅1490mmの延伸前基材(A)のロールを得た。
熱可塑性ノルボルネン樹脂のペレットを、別のノルボルネン樹脂のペレット(日本ゼオン株式会社製、Tg 126℃)に変更した他は、製造例1と同様にして、厚み100μm、幅1490mmの延伸前基材(B)のロールを得た。
熱可塑性ノルボルネン樹脂のペレットを、別のノルボルネン樹脂のペレット(日本ゼオン株式会社製、Tg 126℃)に変更し、且つTダイを変更した他は、製造例1と同様にして、厚み60μm、幅1350mmの延伸前基材(C)のロールを得た。
熱可塑性ノルボルネン樹脂のペレットを、別のノルボルネン樹脂のペレット(日本ゼオン株式会社製、Tg 126℃)に変更し、且つTダイを変更した他は、製造例1と同様にして、厚み90μm、幅1060mmの延伸前基材(D)のロールを得た。
重合性液晶化合物(商品名「LC242」BASF社製、式(A1)で示される化合物)24.15部、界面活性剤(商品名「フタージェントFTX−209F」、ネオス社製)0.12部、重合開始剤(商品名「IRGACURE379」、BASF社製)0.73重量部、及び溶媒(メチルエチルケトン)75.00部を混合し、液晶組成物を調製した。
式(B1)で表される逆波長分散重合性液晶化合物21.25部、界面活性剤(商品名「サーフロンS420」、AGCセイミケミカル社製)0.11部、重合開始剤(商品名「IRGACURE379」、BASF社製)0.64部、及び溶媒(シクロペンタノン、日本ゼオン株式会社製)78.00部を混合し、液晶組成物を調製した。
(1−1.第一の基材の調製)
製造例1で得た延伸前基材(A)のロールから、延伸前基材(A)を引き出し、連続的にマスキングフィルムを剥離してテンター延伸機に供給し、斜め延伸を行なった。これにより、中間フィルムを得た。斜め延伸における延伸倍率は1.9倍、延伸温度は132℃とし、得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して25°であり、Reが360nmであった。
得られた中間フィルムを、さらに自由縦一軸延伸にて延伸した。自由縦一軸延伸の延伸方向はフィルム搬送方向とし、延伸倍率は1.25倍、延伸温度は129℃とした。
延伸後、基材フィルム幅方向の両端をトリミングし、幅1350mmで長尺状の、第一の基材(A−1)を得た。得られた延伸基材の遅相軸は幅方向に対して45°、配向角のバラツキは0.5°、Nz係数は2.3、Reは141nm、膜厚は42μmであった。
得られた第一の基材(A−1)は、新たなマスキングフィルム(トレテガー社製、FF1025)で保護しながら巻取り、第一の基材(A−1)のロールを得た。
(1−1)で得た第一の基材(A−1)のロールから、第一の基材(A−1)を繰り出し、マスキングフィルムを剥離して搬送した。室温25℃において、搬送される第一の基材(A−1)の一方の面(マスキングフィルムが貼合されていた側の面)に、製造例5で得た液晶組成物(A)を、ダイコーターを用いて直接塗布し、液晶組成物の層を形成した。
ダイコーターによる塗布は、固定されているダイコーターの吐出口を、搬送される第一の基材(A−1)の表面に近接させ、ダイコーターから液晶組成物(A)を吐出することにより行った。したがって、ダイコーターによる、搬送される第一の基材(A−1)の表面に対する相対的な塗布方向は、長手方向(即ち幅方向に対して90°)であった。
(1−2)で得た、第一の基材(A−1)上の液晶組成物の層を、110℃で2.5分間配向処理した。その後、窒素雰囲気下で、液晶組成物の層に、積算光量100mJ/cm2(照射強度10mW/cm2を照射時間10秒)以上の紫外線を照射して、液晶組成物中の重合性液晶化合物を重合させて、硬化液晶分子を形成した。これにより、乾燥膜厚1.1μmの、ホモジニアス配向した光学異方性層を得て、(第一の基材)/(光学異方性層)の層構成を有する複層フィルムを得た。
得られた複層フィルムの光学異方性層について、面内レターデーションの測定、遅相軸と幅方向とがなす角度の測定、配向状態の評価、配向欠陥の評価、ならびに輝点及び異物の評価を行った。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸温度を133℃とし、延伸の方向も変更した(延伸倍率は1.9倍で変更なし)。得られた中間フィルムは、その平均配向角が23°、Reが325nmであった(その後の自由縦一軸延伸の上限は変更なし)。
・(1−3)において、光学異方性層の乾燥膜厚を2.2μmに変更した。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸倍率を2.0倍、延伸温度を136℃とし、延伸の方向も変更した。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して30°、Reが450nmであった。
・(1−1)における中間フィルムを自由縦一軸延伸にて延伸する工程において、延伸倍率を1.20倍、延伸温度を132℃に変更した。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸倍率を3.0倍、延伸温度を131℃とし、延伸の方向も変更した。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して15°、Reが300nmであった。
・(1−1)における中間フィルムを自由縦一軸延伸にて延伸する工程において、延伸倍率を1.40倍に変更した(延伸温度は129℃で変更なし)。
(5−1.第一の基材の調製)
製造例1で得た延伸前基材(A)のロールから、延伸前基材(A)を引き出し、連続的にマスキングフィルムを剥離して、自由縦一軸延伸し、中間フィルムを得た。自由縦一軸延伸の延伸方向はフィルム搬送方向とし、延伸倍率は1.2倍、延伸温度は140℃とした。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して90°であり、Reが160nmであった。
得られた中間フィルムを、さらにテンター延伸機に供給し、斜め延伸を行なった。斜め延伸における延伸倍率は1.70倍、延伸温度は136℃とした。
延伸後、基材フィルム幅方向の両端をトリミングし、幅1350mmで長尺状の、第一の基材(A−1)を得た。得られた延伸基材の遅相軸は幅方向に対して45°、配向角のバラツキは0.3°、Nz係数は1.6、Reは140nm、膜厚は49μmであった。
得られた第一の基材(A−1)は、新たなマスキングフィルム(トレテガー社製、FF1025)で保護しながら巻取り、第一の基材(A−1)のロールを得た。
第一の基材(A−1)のロールとして、実施例1の(1−1)で得たものに代えて、(5−1)で得たものを用い、光学異方性層の乾燥膜厚を1.5μmに変更した他は、実施例1の(1−2)〜(1−4)と同様にして、複層フィルムを製造し評価した。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸倍率を1.25倍、延伸温度を135℃とし、延伸の方向も変更した。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して15°、Reが140nmであった。
・(1−1)における中間フィルムを自由縦一軸延伸にて延伸する工程において、延伸倍率を1.60倍、延伸温度を138℃に変更した。
・(1−2)において、液晶組成物(A)に代えて、製造例6で得た液晶組成物(B)を用いた。
・(1−3)において、光学異方性層の乾燥膜厚を2.2μmに変更した。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)において、延伸前基材(A)のロールに代えて、製造例2で得た延伸前基材(B)のロールを用いた。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸倍率を1.25倍、延伸温度を135℃とし、延伸の方向も変更した。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して45°、Reが140nmであった。
・(1−1)における中間フィルムを自由縦一軸延伸にて延伸する工程において、延伸倍率を1.40倍、延伸温度を133℃に変更した。
・(1−3)において、光学異方性層の乾燥膜厚を1.2μmに変更した。
(8−1.第一の基材の調製)
製造例3で得た延伸前基材(C)のロールから、延伸前基材(C)を引き出し、連続的にマスキングフィルムを剥離してテンター延伸機に供給し、斜め延伸を行なった。斜め延伸における延伸倍率は1.5倍、延伸温度は142℃とした。
延伸後、基材フィルム幅方向の両端をトリミングし、幅1350mmで長尺状の、第一の基材(A−1)を得た。得られた延伸基材の遅相軸は幅方向に対して15°、配向角のバラツキは0.7°、Nz係数は1.1、Reは141nm、膜厚は22μmであった。
得られた第一の基材(A−1)は、新たなマスキングフィルム(トレテガー社製、FF1025)で保護しながら巻取り、第一の基材(A−1)のロールを得た。
第一の基材(A−1)のロールとして、実施例1の(1−1)で得たものに代えて、(8−1)で得たものを用いた他は、実施例1の(1−2)〜(1−4)と同様にして、複層フィルムを製造し評価した。
(9−1.第一の基材の調製)
製造例4で得た延伸前基材(D)のロールから、延伸前基材(D)を引き出し、連続的にマスキングフィルムを剥離してテンター延伸機に供給し、斜め延伸を行なった。斜め延伸における延伸倍率は1.96倍、延伸温度は142℃とした。
延伸後、基材フィルム幅方向の両端をトリミングし、幅1350mmで長尺状の、第一の基材(A−1)を得た。得られた延伸基材の遅相軸は幅方向に対して22.5°、配向角のバラツキは0.2°、Nz係数は1.35、Reは259nm、膜厚は43μmであった。
得られた第一の基材(A−1)は、新たなマスキングフィルム(トレテガー社製、FF1025)で保護しながら巻取り、第一の基材(A−1)のロールを得た。
第一の基材(A−1)のロールとして、実施例1の(1−1)で得たものに代えて、(9−1)で得たものを用いた他は、実施例1の(1−2)〜(1−4)と同様にして、複層フィルムを製造し評価した。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸倍率を3.0倍、延伸温度を131℃とし、延伸の方向も変更した。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して15°、Reが300nmであった。
・(1−1)における中間フィルムを自由縦一軸延伸にて延伸する工程において、延伸倍率を1.80倍、延伸温度を128℃に変更した。
以下の事項以外は実施例1と同様に操作し、第一の基材及び複層フィルムを得て評価した。
・(1−1)における延伸前基材(A)を斜め延伸して中間フィルムとする工程において、延伸倍率を1.5倍、延伸温度を144℃とし、延伸の方向も変更した。得られた中間フィルムは、その平均配向角が幅方向に対して55°、Reが300nmであった。
・(1−1)における中間フィルムを自由縦一軸延伸にて延伸する工程において、延伸倍率を2.0倍、延伸温度を145℃に変更した。
(10−1.円偏光板の製造)
実施例1で得た複層フィルムの光学異方性層をλ/4波長板として用い、円偏光板を製造した。
まず、長尺状の直線偏光子として、偏光フィルム(サンリッツ社製、商品名「HLC2−5618S」、厚さ180μm、幅方向に対して0°の方向に透過軸を有する)を用意した。この一方の面と、実施例1で得た複層フィルムの光学異方性層(即ちλ/4波長板)側の面とを貼合した。貼合は粘着剤層(日東電工製、商品名「CS9621」)を介して行った。これにより、(偏光子)/(粘着剤層)/(λ/4波長板)/(第一の基材)の層構成を有する積層体(10−i)を得た。
次に、積層体(10−i)から、第一の基材を剥離し、(偏光子)/(粘着剤層)/(λ/4波長板)の層構成を有する円偏光板を得た。
これらの貼合及び剥離の操作は、いずれも、図1に例示する態様で、ロールツーロールにて連続的に行った。したがって、貼合の操作は、いずれも長尺状のフィルムの長手方向を揃えた状態で行った。
得られた円偏光板の構成要素の光学軸は、下記の角度関係を有していた。即ち、偏光子側の面から円偏光板を観察した場合において、λ/4波長板の遅相軸は、偏光板の透過軸の方向から時計周りに45°シフトしていた。
(10−1)で得た長尺状の円偏光板を適当な大きさに裁断し、目視観察して評価した。
複層フィルムとして、実施例1で得たものに代えて、実施例5で得たもの(実施例11)、又は実施例6で得たもの(実施例12)を用いた他は実施例10の(10−1)と同様に操作し、円偏光板を得た。
得られた円偏光板の構成要素の光学軸の角度関係は、実施例10で得た円偏光板と同様であった。
得られた長尺状の円偏光板を適当な大きさに裁断し、目視観察して評価した。
実施例12で製造した円偏光板のλ/4波長板側の面と、反射板(商品名「メタルミーTS50」、東レ社製、アルミニウム蒸着PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム)の反射面とを貼合した。貼合は粘着剤層(日東電工製、商品名「CS9621」)を介して行った。これにより、(偏光子)/(粘着剤層)/(λ/4波長板)/(粘着剤層)/(反射板)の層構成を有する、評価用積層体(12−v)を得た。
21 複層フィルム
30 直線偏光子
120 貼合装置
121 ニップロール
122 ニップロール
130 巻き軸
Claims (14)
- 長尺状の第一の基材と、
前記第一の基材上に直接形成された、硬化液晶分子を含む光学異方性層とを備える複層フィルムであって、
前記第一の基材は、そのNz係数が1.1〜3.0、配向角のバラツキが1.0°以下であって、延伸により生じた配向規制力を有し、
前記第一の基材の遅相軸と、前記第一の基材の幅方向とがなす角度が40°〜80°であり、
前記硬化液晶分子が、ホモジニアス配向規則性を有する、複層フィルム。 - 前記第一の基材の遅相軸と前記第一の基材の幅方向とがなす角度が55°〜80°である、請求項1に記載の複層フィルム。
- 前記第一の基材が正の固有複屈折性を有する樹脂のフィルムである、請求項1又は2に記載の複層フィルム。
- 前記第一の基材が脂環式構造含有重合体を含む樹脂のフィルムである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の複層フィルム。
- 前記光学異方性層が逆波長分散性を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の複層フィルム。
- 前記光学異方性層がλ/4波長板である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の複層フィルム。
- 前記光学異方性層がλ/2波長板である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の複層フィルム。
- 前記光学異方性層の厚みが5μm以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の複層フィルム。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の複層フィルムから、光学異方性層を剥離し、
前記光学異方性層を、長尺状の第二の基材に貼合して光学異方性積層体を得る工程を含む、光学異方性積層体の製造方法。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の複層フィルムから、光学異方性層を剥離し、
前記光学異方性層と長尺状の直線偏光子とをロールツーロールで貼合して円偏光板を得る工程を含む、円偏光板の製造方法。 - 請求項10に記載の円偏光板の製造方法により円偏光板を製造する工程を含む、円偏光板を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の複層フィルムの製造方法であって、
長尺状の第一の基材を長手方向に繰出す工程であって、前記第一の基材は、そのNz係数が1.1〜3.0、配向角のバラツキが1.0°以下であって、延伸により生じた配向規制力を有し、前記第一の基材の遅相軸と、前記第一の基材の幅方向とがなす角度が40°〜80°である、工程(I)、
繰出した前記第一の基材の表面上に、直接、重合性液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布し、液晶組成物の層を得る工程(II)、
前記液晶組成物の層中の前記重合性液晶化合物を配向させる工程(III)、及び
前記重合性液晶化合物を重合させ、ホモジニアス配向規則性を有する硬化液晶分子を形成する工程(IV)を含む製造方法。 - 前記液晶組成物の塗布方向と、前記重合性液晶化合物の配向方向とが異なる、請求項12に記載の複層フィルムの製造方法。
- 前記第一の基材が、1回以上の斜め延伸を含む延伸工程により延伸された延伸フィルムである、請求項12又は13に記載の複層フィルムの製造方法。
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