JP2022182619A - Optical element, laminate, display device, and manufacturing method of optical element - Google Patents
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Images
Landscapes
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- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学素子、積層体、表示装置、および、光学素子の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical element, a laminate, a display device, and a method for manufacturing an optical element.
画像を表示する表示装置として、例えば、発光層を発光させることによって画像を表示する有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置が知られている。
有機EL表示装置などの表示装置には各種光学素子が含まれる場合があり、例えば、特許文献1では、偏光部材と位相差部材とを有する円偏光板、および、第1方向に配列され且つ各々が第1方向と交差する第2方向に延びる複数の第1部分と、第1部分と第1方向に沿って交互に配置される第2部分とを有する光学シート、などが表示装置中に含まれている。
As a display device for displaying images, for example, an organic electroluminescence (organic EL) display device for displaying an image by causing a light-emitting layer to emit light is known.
A display device such as an organic EL display device may include various optical elements. an optical sheet having a plurality of first portions extending in a second direction intersecting the first direction, and second portions alternately arranged along the first direction and the first portions, and the like are included in the display device. is
一方で、本発明者らは特許文献1に記載の表示装置の特性について検討したところ、黒表示にし、正面方向から視認した際に、反射光が確認され、黒しまりが必ずしも十分でなく、さらなる改良が必要であることを知見した。 On the other hand, when the present inventors examined the characteristics of the display device described in Patent Document 1, when black display was performed and viewed from the front direction, reflected light was confirmed, and the black tightness was not necessarily sufficient. We have found that improvements are needed.
本発明は、偏光子と組み合わせて得られる偏光板を表示素子に適用した際に、黒表示における正面方向からの視認時の黒しまりが良好である、光学素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、積層体、表示装置、および、光学素子の製造方法も提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide an optical element in which, when a polarizing plate obtained in combination with a polarizer is applied to a display element, black display is excellent in tightness of black when viewed from the front direction.
Another object of the present invention is to provide a laminate, a display device, and a method for manufacturing an optical element.
本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。 As a result of earnestly studying the problems of the prior art, the inventors of the present invention have found that the above problems can be solved by the following configuration.
(1) 光学異方性層と、
光学等方性部材と、を含み、
光学異方性層と光学等方性部材とが接しており、
光学異方性層の平均屈折率と、光学等方性部材の屈折率との差の絶対値が、0.08以内であり、
光学等方性部材は、光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有する、光学素子。
(2) 光学異方性層および光学等方性部材が、いずれも液晶化合物を用いて形成された、(1)に記載の光学素子。
(3) 光学異方性層および光学等方性部材が、いずれも同一の液晶化合物を用いて形成された、(1)または(2)に記載の光学素子。
(4) 光学異方性層が、λ/4板である、(1)~(3)のいずれかに記載の光学素子。
(5) 複数の凸部が周期的に配置されている、(1)~(4)のいずれかに記載の光学素子。
(6) 複数の凸部の間隔が、0.2~20μmである、(1)~(5)のいずれかに記載の光学素子。
(7) 凸部が、ドット状、または、ストライプ状に配置されている、(1)~(6)のいずれかに記載の光学素子。
(8) 凸部の幅が、凸部の光学異方性層側とは反対側から光学異方性層側に向かって、漸増している、(1)~(7)のいずれかに記載の光学素子。
(9) (1)~(8)のいずれかに記載の光学素子と、光学素子の光学等方性部材側に配置された粘着層と、を有する積層体。
(10) 偏光子と、(1)~(8)のいずれかに記載の光学素子と、表示素子とを、この順で有し、
光学素子中の光学異方性層が偏光子側に配置されている、表示装置。
(11) 重合性基を有する液晶化合物を含む組成物層を基板上に形成する工程1と、
組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程2と、
工程2の後、酸素濃度1体積%以上の条件下にて、組成物層に対して光照射を行う工程3と、
表面に凹凸構造を有する金型を、組成物層の基板側とは反対側の表面に押し当てて金型の凹凸構造を組成物層に転写する工程4と、
組成物層に対して硬化処理を施し、基板側から、光学異方性層と、光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有する光学等方性部材とを有する光学素子を形成する工程5と、を有し、
後述する要件1~4のいずれかを満たす、光学素子の製造方法。
(1) an optically anisotropic layer;
an optically isotropic member;
the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are in contact,
the absolute value of the difference between the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member is within 0.08;
The optically isotropic member is an optical element having convex portions protruding on the side opposite to the optically anisotropic layer.
(2) The optical element according to (1), wherein both the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are formed using a liquid crystal compound.
(3) The optical element according to (1) or (2), wherein the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are both formed using the same liquid crystal compound.
(4) The optical element according to any one of (1) to (3), wherein the optically anisotropic layer is a λ/4 plate.
(5) The optical element according to any one of (1) to (4), in which a plurality of convex portions are arranged periodically.
(6) The optical element according to any one of (1) to (5), wherein the distance between the plurality of convex portions is 0.2 to 20 μm.
(7) The optical element according to any one of (1) to (6), wherein the convex portions are arranged in dots or stripes.
(8) According to any one of (1) to (7), the width of the convex portion gradually increases from the side opposite to the optically anisotropic layer side of the convex portion toward the optically anisotropic layer side. optics.
(9) A laminate comprising the optical element according to any one of (1) to (8) and an adhesive layer disposed on the optical isotropic member side of the optical element.
(10) having a polarizer, the optical element according to any one of (1) to (8), and a display element in this order;
A display device in which an optically anisotropic layer in an optical element is arranged on the polarizer side.
(11) Step 1 of forming a composition layer containing a liquid crystal compound having a polymerizable group on a substrate;
Step 2 of heat-treating the composition layer to orient the liquid crystal compound in the composition layer;
After step 2, step 3 of irradiating the composition layer with light under conditions of an oxygen concentration of 1% by volume or more;
A step 4 of pressing a mold having an uneven structure on its surface against the surface of the composition layer opposite to the substrate side to transfer the uneven structure of the mold to the composition layer;
An optical element having an optically anisotropic layer and an optically isotropic member having convex portions projecting from the substrate side to the side opposite to the optically anisotropic layer side is provided by subjecting the composition layer to a curing treatment. and a step 5 of forming;
A method for manufacturing an optical element, which satisfies any one of requirements 1 to 4 described below.
本発明によれば、偏光子と組み合わせて得られる偏光板を表示素子に適用した際に、黒表示における正面方向からの視認時の黒しまりが良好である、光学素子を提供できる。
また、本発明によれば、積層体、表示装置、および、光学素子の製造方法も提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the polarizing plate obtained by combining with a polarizer is applied to a display element, the optical element which has favorable black density at the time of viewing from the front direction in a black display can be provided.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a laminate, a display device, and a method for manufacturing an optical element.
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。まず、本明細書で用いられる用語について説明する。 The present invention will be described in detail below. In this specification, the numerical range represented by "-" means a range including the numerical values before and after "-" as lower and upper limits. First, the terms used in this specification will be explained.
遅相軸は、特別な断りがなければ、波長550nmにおける定義である。 The slow axis is defined at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚み方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan(Axometrics社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
In the present invention, Re(λ) and Rth(λ) represent in-plane retardation and thickness direction retardation at wavelength λ, respectively. Unless otherwise specified, the wavelength λ is 550 nm.
In the present invention, Re(λ) and Rth(λ) are values measured at wavelength λ with AxoScan (manufactured by Axometrics). By entering the average refractive index ((nx+ny+nz)/3) and film thickness (d (μm)) in AxoScan,
Slow axis direction (°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2−nz)×d
is calculated.
Note that R0(λ), which is displayed as a numerical value calculated by AxoScan, means Re(λ).
本明細書において、屈折率nx、ny、および、nzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルターとの組み合わせで測定できる。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、および、ポリスチレン(1.59)。
In this specification, the refractive indices nx, ny, and nz are measured using an Abbe refractometer (NAR-4T, manufactured by Atago Co., Ltd.) using a sodium lamp (λ=589 nm) as the light source. In addition, when measuring the wavelength dependence, it can be measured by using a multi-wavelength Abbe refractometer DR-M2 (manufactured by Atago Co., Ltd.) in combination with an interference filter.
Also, the values in the polymer handbook (JOHN WILEY & SONS, INC) and various optical film catalogs can be used. Examples of average refractive index values of main optical films are as follows: cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), and polystyrene (1.59).
本明細書中における「光」とは、活性光線または放射線を意味し、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、紫外線、および電子線(EB:Electron Beam)などを意味する。なかでも、紫外線が好ましい。 The term "light" used herein means actinic rays or radiation, and includes, for example, the emission line spectrum of mercury lamps, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV light: Extreme Ultraviolet), X-rays, ultraviolet rays, and electron beam (EB). Among them, ultraviolet rays are preferable.
本明細書では、「可視光」とは、380~780nmの光のことをいう。また、本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は550nmである。 As used herein, "visible light" refers to light between 380 and 780 nm. In this specification, the measurement wavelength is 550 nm unless otherwise specified.
本発明の光学素子においては、光学異方性層と光学等方性部材とが接して配置されており、両者の間の屈折率差が小さいことから、両者の間での界面反射が抑制され、結果として、本発明の効果が得られている。
なお、本発明の光学素子と偏光子と組み合わせて得られる偏光板を表示素子に適用した際に、黒表示における正面方向からの視認時の黒しまりがより優れることを、以下、単に「本発明の効果がより優れる」ともいう。
後述するように、凸部が所定の構造および配置である場合(例えば、凸部が所定の大きさである場合、または、凸部の間隔が所定の範囲である場合)、本発明の発光素子と偏光子とを組み合わせて得られる偏光板を表示素子に適用した際に、白表示における斜め方向からの視認時の青味の発生が抑制される。以下、上記のように白表示における斜め方向からの視認時の青味の発生がより抑制されることを、単に「青味の発生がより抑制される」ともいう。
In the optical element of the present invention, the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are arranged in contact with each other, and since the refractive index difference between the two is small, interface reflection between the two is suppressed. , as a result, the effect of the present invention is obtained.
In addition, when the polarizing plate obtained by combining the optical element of the present invention and a polarizer is applied to a display element, the black density when viewed from the front direction in black display is more excellent, hereinafter simply referred to as "the present invention. It is said that the effect of
As will be described later, when the protrusions have a predetermined structure and arrangement (for example, when the protrusions have a predetermined size, or when the intervals between the protrusions are within a predetermined range), the light-emitting element of the present invention When a polarizing plate obtained by combining with a polarizer is applied to a display element, generation of bluish tint when viewed from an oblique direction in white display is suppressed. Hereinafter, further suppression of the occurrence of bluish tinge when viewed from an oblique direction in white display is also simply referred to as “more suppression of the occurrence of bluishness”.
<光学素子>
以下に、本発明の光学素子の一実施態様について図面を参照して説明する。
図1に、本発明の光学素子の一実施態様の概略断面図を示す。図2に、図1に示す光学素子の一部の平面図を示す。なお、平面図とは、図1において光学素子の一部を上方から見た図である。また、図1は、図2中のA-A線での断面図である。なお、説明のため、図2において、図面上の左右方向をX軸方向、上下方向をY軸方向とする。
光学素子10Aは、光学異方性層12と、光学等方性部材14Aとを有する。光学異方性層12と光学等方性部材14Aとは直接接している。また、光学等方性部材14Aの光学異方性層12側とは反対側の表面には、凹凸構造が形成されており、光学異方性層12側とは反対側に突出している複数のドット状の凸部16Aが形成されている。より具体的には、光学等方性部材14Aは、ベース部18Aと、ベース部18A上に配置されたドット状の凸部16Aとを有する。凸部16Aは円錐台状であり、凸部16Aは平面視において円形状である。凸部16Aは複数あり、複数の凸部16Aは六方最密状に配置されている。つまり、複数の凸部16Aは、周期的に配置されている。ベース部18Aは、面方向に沿って連続的に連なっており、光学異方性層12と接している。
<Optical element>
One embodiment of the optical element of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the optical element of the present invention. FIG. 2 shows a plan view of part of the optical element shown in FIG. Note that the plan view is a view of part of the optical element in FIG. 1 as seen from above. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2. FIG. For the sake of explanation, in FIG. 2, the horizontal direction on the drawing is the X-axis direction, and the vertical direction is the Y-axis direction.
The
図2においては、凸部16Aは8つしか記載されていないが、図2は光学素子の一部を取り出した平面図であり、光学素子には8つ以上の凸部16Aが形成されている。
図1において、凸部16Aは、円錐台状であるが、本発明はこの態様に限定されず、例えば、半球状、円錐状、逆円錐台状、および、角錐台状のいずれでもよい。なお、逆円錐台状とは、図1の態様とは異なり、上底の幅が下底の幅よりも大きい態様が該当する。
また、図1において、凸部16Aは、平面視において円形状であるが、本発明はこの態様に限定されず、例えば、多角形状、楕円状、および、不定形状のいずれでもよい。
図1において、凸部16Aは、断面視で上底が下底よりも小さい台形状である。つまり、凸部16Aの幅が、凸部16Aの光学異方性層12側とは反対側から光学異方性層12側に向かって(図中の白抜き矢印の方向に向かって)、漸増している。より具体的には、図2に示すように、凸部16Aの上底の幅WA1(上底の直径)が凸部16Aの下底の幅WA2(下底の直径)よりも小さく、凸部16Aの幅が上底から下底に向かって、漸増している。
なお、凸部16Aの断面形状は、台形形状の脚の部分が直線でなく、曲線であってもよい。
凸部16Aが、上記のような構造である場合、青味の発生がより抑制される。
Although only eight
In FIG. 1, the
In FIG. 1, the
In FIG. 1, the
As for the cross-sectional shape of the
When the
図2に示す、円錐台状の凸部16Aの上底の幅WA1は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.1~20.0μmが好ましく、青味の発生がより抑制される点で、0.2~20.0μmがより好ましく、0.2~5.0μmがさらに好ましい。
円錐台状の凸部16Aの下底の幅WA2は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.1~20.0μmが好ましく、青味の発生がより抑制される点で、0.2~20.0μmがより好ましく、0.2~5.0μmがさらに好ましい。
なお、上述したように、凸部16Aの上底の幅WA1は、下底の幅WA2よりも小さいほうが好ましく、凸部16Aの幅が上底から下底に向かって、漸増していることが好ましい。
The width WA1 of the upper base of the truncated cone-shaped
The width WA2 of the lower base of the truncated cone-shaped
As described above, the width WA1 of the upper base of the
凸部16Aの高さHA1は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.1~20.0μmが好ましく、青味の発生がより抑制される点で、0.2~20.0μmがより好ましく、0.2~5.0μmがさらに好ましい。
ベース部18Aの厚みHA2(光学等方性部材14Aの全体の厚みから凸部16Aの高さを除いた厚み)は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.1~20.0μmが好ましく、青味の発生がより抑制される点で、0.2~20.0μmがより好ましく、0.2~5.0μmがさらに好ましい。
凸部16Aの周期PA(隣接する凸部間の間隔)は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.1~20.0μmが好ましく、青味の発生がより抑制される点で、0.2~5.0μmがより好ましく、0.2~5.0μmがさらに好ましい。
凸部16Aの周期PAに対する、凸部16Aの高さHA1の比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点から、0.005~200が好ましく、0.01~100がより好ましく、0.1~10がさらに好ましい。
The height HA1 of the
The thickness HA2 of the
The period PA (interval between adjacent protrusions) of the
The ratio of the height HA1 of the
図1においては、円錐台状の凸部16Aは六方最密状に配置されているが、本発明はこの態様に限定されず、例えば、図3に示すように、円錐台状の凸部16Aが正方格子状に配置されていてもよいし、ランダム状に配置されていてもよい。
In FIG. 1, the truncated cone-shaped
また、図1においては、円錐台状の凸部16Aの態様について述べたが、本発明はこの態様に限定されず、凸部がストライプ状に配置されていてもよい。以下、この態様について詳述する。
図4に、本発明の光学素子の他の例の概略断面図を示す。図5に、図4に示す光学素子の一部の平面図を示す。なお、平面図とは、図4において光学素子の一部を上方から見た図である。また、図4は、図5中のB-B線での断面図である。なお、説明のため、図5において、図面上の左右方向をX軸方向、上下方向をY軸方向とする。
In addition, in FIG. 1, the aspect of the
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of another example of the optical element of the present invention. FIG. 5 shows a plan view of part of the optical element shown in FIG. Note that the plan view is a view of part of the optical element seen from above in FIG. 4 . 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. For the sake of explanation, in FIG. 5, the horizontal direction on the drawing is the X-axis direction, and the vertical direction is the Y-axis direction.
光学素子10Bは、光学異方性層12と、光学等方性部材14Bとを有する。光学異方性層12と光学等方性部材14Bとは直接接している。また、光学等方性部材14Bの光学異方性層12側とは反対側の表面には、凹凸構造が形成されており、凸部16Bがストライプ状に配置されている。より具体的には、光学等方性部材14Bは、ベース部18Bと、ベース部18B上に配置されたストライプ状に配置された凸部16Bとを有する。凸部16Bは、Y方向に延在し、延在する方向と直交する方向(X方向)に周期的に配置されている。ベース部18Bは、面方向に沿って連続的に連なっており、光学異方性層12と接している。
The
図5においては、凸部16Bは3つしか記載されていないが、図5は光学素子の一部を取り出した平面図であり、光学素子には3つ以上の凸部16Bが形成されている。
図4に示すように、凸部16Bは、延在する方向と直交する断面における形状は台形状であるが、本発明はこの態様に限定されず、半円状であってもよい。
図4において、凸部16Bは、断面視で上底が下底よりも小さい台形状である。つまり、凸部16Bの幅が、凸部16Bの光学異方性層12側とは反対側から光学異方性層12側に向かって(図中の白抜き矢印の方向に向かって)、漸増している。より具体的には、図5に示すように、凸部16Bの上底の幅WB1(上底の直径)が凸部16Bの下底の幅WB2(下底の直径)よりも小さく、凸部16Bの幅が上底から下底に向かって、漸増している。
なお、凸部16Bの断面形状は、台形形状の脚の部分が直線でなく、曲線であってもよい。
凸部16Bが、上記のような構造である場合、青味の発生がより抑制される。
Although only three
As shown in FIG. 4, the
In FIG. 4, the
As for the cross-sectional shape of the
When the
図5に示す、断面形状が台形状の凸部16Bの上底の幅WB1は特に制限されず、上述した幅WA1と同様の範囲が好ましい。
円錐台状の凸部16Bの下底の幅WB2は特に制限されず、上述した幅WB2と同様の範囲が好ましい。
なお、上述したように、凸部16Bの上底の幅WB1は、下底の幅WB2よりも小さいほうが好ましく、凸部16Bの幅が上底から下底に向かって、漸増していることが好ましい。
凸部16Bの高さHB1は特に制限されず、上述した高さHA1と同様の範囲が好ましい。
ベース部18Bの厚みHB2(光学等方性部材14Bの全体の厚みから凸部16Bの高さを除いた厚み)は特に制限されず、上述した高さHA2と同様の範囲が好ましい。
凸部16Bの周期PBは特に制限されず、上述した周期PBと同様の範囲が好ましい。
凸部16Aの周期PBに対する、凸部16Aの高さHB1の比は特に制限されず、上述した周期PAに対する高さHA1の比と同様の範囲が好ましい。
The width WB1 of the upper base of the
The width WB2 of the lower base of the truncated
As described above, the width WB1 of the upper base of the
The height HB1 of the
The thickness HB2 of the
The period PB of the
The ratio of the height HB1 of the
図1および図4においては、ベース部18Aおよびベース部18Bがある態様について述べたが、本発明はこの形態に限定されず、光学等方性部材が複数の凸部のみで構成されていてもよい。
In FIGS. 1 and 4, an aspect with the
本発明の光学素子において、光学異方性層と光学等方性部材とは接している。特に、光学素子の厚み方向に沿って、光学異方性層と光学等方性部材とが接していることが好ましく、より具体的には、図1および4に示すように、光学等方性部材の2つの主面のうちの一方と、光学等方性部材の2つの主面のうち凹凸構造が配置されていない主面とが接していることが好ましい。 In the optical element of the present invention, the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are in contact with each other. In particular, it is preferable that the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are in contact along the thickness direction of the optical element. It is preferable that one of the two main surfaces of the member is in contact with the main surface of the two main surfaces of the optically isotropic member on which the concave-convex structure is not arranged.
本発明の光学素子において、光学異方性層の平均屈折率と、光学等方性部材の屈折率との差の絶対値は、0.08以内であり、本発明の効果がより優れる点で、0.06以内が好ましく、0.04以内がより好ましい。下限は特に制限されないが、0が挙げられる。
光学異方性層の平均屈折率とは、光学異方性層の面内方向の屈折率が最大となる方向における屈折率と、上記面内方向の屈折率が最大となる方向と直交する方向における屈折率とを相加平均した値である。
上記光学異方性層の平均屈折率の測定方法としては、例えば、光学素子の光学等方性部材をエッチングにより除去して、光学異方性層を露出させた状態で、偏光子を使用したアッベ屈折計を用いて、光学異方性層の面内方向の屈折率が最大となる方向における屈折率と、上記面内方向の屈折率が最大となる方向と直交する方向における屈折率とを測定し、得られた値を相加平均して、光学異方性層の平均屈折率とする。
また、光学等方性部材の屈折率の測定方法としては、光学等方性部材の一部を削り落として粉末にし、得られた粉末とは異なる屈折率の溶媒に粉末を浸漬させた際のベッケ線を観察して(いわゆる、ベッケ線法)、屈折率を決定する。
上記平均屈折率および屈折率は、測定温度23℃、波長589nmにおける屈折率である。
なお、後述するように、光学異方性層が、液晶化合物の配向状態が異なる領域を厚み方向に沿って複数有する場合、光学等方性部材と接している領域の平均屈折率を測定し、光学異方性層の平均屈折率とする。
In the optical element of the present invention, the absolute value of the difference between the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member is within 0.08, and the effects of the present invention are more excellent. , preferably within 0.06, more preferably within 0.04. Although the lower limit is not particularly limited, 0 can be mentioned.
The average refractive index of the optically anisotropic layer is the refractive index in the direction in which the refractive index in the in-plane direction of the optically anisotropic layer is maximized, and the direction orthogonal to the direction in which the refractive index in the in-plane direction is maximized. is the arithmetic mean value of the refractive index at .
As a method for measuring the average refractive index of the optically anisotropic layer, for example, the optically isotropic member of the optical element is removed by etching to expose the optically anisotropic layer, and a polarizer is used. Using an Abbe refractometer, the refractive index in the direction in which the refractive index in the in-plane direction of the optically anisotropic layer is maximized and the refractive index in the direction orthogonal to the direction in which the refractive index in the in-plane direction is maximized are determined. The average refractive index of the optically anisotropic layer is obtained by taking the arithmetic average of the measured values.
Further, as a method for measuring the refractive index of the optically isotropic member, a part of the optically isotropic member is scraped off to form a powder, and the obtained powder is immersed in a solvent having a different refractive index. The refractive index is determined by observing the Becke line (the so-called Becke line method).
The above average refractive index and refractive index are refractive indices at a measurement temperature of 23° C. and a wavelength of 589 nm.
As will be described later, when the optically anisotropic layer has a plurality of regions in which the alignment state of the liquid crystal compound is different along the thickness direction, the average refractive index of the region in contact with the optically isotropic member is measured, It is the average refractive index of the optically anisotropic layer.
光学異方性層の平均屈折率と、光学等方性部材の屈折率との差の絶対値の範囲を調整する方法は特に制限されず、例えば、光学異方性層を構成する材料の種類と光学等方性部材を構成する材料の種類とを調整する方法が挙げられ、同一の材料を用いて、光学異方性層および光学等方性部材を形成する方法が挙げられる。
後述するように、光学異方性層および光学等方性部材は、いずれも液晶化合物を用いて形成されてもよい。そのため、上述した光学異方性層の平均屈折率と、光学等方性部材の屈折率との差の絶対値の範囲にするために、光学異方性層および光学等方性部材が、いずれも同一の液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましい。
The method for adjusting the range of the absolute value of the difference between the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member is not particularly limited. and the type of material constituting the optically isotropic member, and a method of forming the optically anisotropic layer and the optically isotropic member using the same material.
As will be described later, both the optically anisotropic layer and the optically isotropic member may be formed using a liquid crystal compound. Therefore, in order to keep the absolute value of the difference between the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member within the above range, the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are preferably layers formed using the same liquid crystal compound.
以下、光学異方性層および光学等方性部材についてより詳述する。 The optically anisotropic layer and the optically isotropic member are described in more detail below.
<光学異方性層>
光学異方性層とは、光学的に異方性を示す層である。光学異方性層としては、例えば、nx、ny、および、nzのうち少なくとも2つが異なる層が挙げられる。なお、nxは、光学異方性層の厚み方向に垂直な方向(面内方向)であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表す。nyは、光学異方性層の面内方向であってnxの方向に直交する方向の屈折率を表す。nzは、光学異方性層の厚み方向の屈折率を表す。
光学異方性層としては、例えば、λ/4板、λ/2板、コレステリック液晶相を固定してなる層、および、ハイブリッド配向相を固定してなる層などが挙げられ、本発明の効果がより優れる点で、λ/4板が好ましい。
<Optical anisotropic layer>
An optically anisotropic layer is a layer exhibiting optical anisotropy. Optically anisotropic layers include, for example, layers in which at least two of nx, ny, and nz are different. Note that nx represents the refractive index in the direction (in-plane direction) perpendicular to the thickness direction of the optically anisotropic layer, which gives the maximum refractive index. ny represents the refractive index in the in-plane direction of the optically anisotropic layer and in the direction orthogonal to the nx direction. nz represents the refractive index in the thickness direction of the optically anisotropic layer.
Examples of the optically anisotropic layer include a λ/4 plate, a λ/2 plate, a layer having a fixed cholesteric liquid crystal phase, a layer having a fixed hybrid alignment phase, and the like. A λ/4 plate is preferable in that it is superior to the λ/4 plate.
λ/4板とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または、円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レタデーションReがλ/4(または、この奇数倍)を示す板である。
λ/4板の波長550nmでの面内レタデーション(Re(550))は、理想値(137.5nm)を中心として、25nm程度の誤差があってもよく、例えば、110~160nmであることが好ましく、120~150nmであることがより好ましい。
また、λ/2板とは、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)≒λ/2を満たす光学異方性膜のことをいう。この式は、可視光線領域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。なかでも、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
210nm≦Re(550)≦300nm
A λ/4 plate is a plate that has the function of converting linearly polarized light of a specific wavelength into circularly polarized light (or circularly polarized light into linearly polarized light). More specifically, the plate exhibits an in-plane retardation Re of λ/4 (or an odd multiple thereof) at a predetermined wavelength λnm.
The in-plane retardation (Re (550)) of the λ / 4 plate at a wavelength of 550 nm may have an error of about 25 nm around the ideal value (137.5 nm), for example, 110 to 160 nm. It is preferably from 120 to 150 nm, more preferably from 120 to 150 nm.
A λ/2 plate is an optically anisotropic film in which the in-plane retardation Re(λ) at a specific wavelength λnm satisfies Re(λ)≈λ/2. This formula should be achieved at any wavelength (eg, 550 nm) in the visible light region. Among others, it is preferable that the in-plane retardation Re(550) at a wavelength of 550 nm satisfies the following relationship.
210 nm≦Re(550)≦300 nm
光学異方性層を構成する材料は特に制限されず、液晶化合物、および、ポリマーが挙げられ、本発明の効果がより優れる点で、液晶化合物が好ましい。特に、光学異方性層は、液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましく、重合性基を有する液晶化合物を用いて形成された層であることがより好ましい。 The material constituting the optically anisotropic layer is not particularly limited, and examples thereof include liquid crystal compounds and polymers. Liquid crystal compounds are preferred because the effects of the present invention are more excellent. In particular, the optically anisotropic layer is preferably a layer formed using a liquid crystal compound, and more preferably a layer formed using a liquid crystal compound having a polymerizable group.
液晶化合物の種類は、特に制限されない。一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプ(棒状液晶化合物)と円盤状タイプ(ディスコティック液晶化合物)とに分類できる。さらに、液晶化合物は、低分子タイプと高分子タイプとの分類できる。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井正男著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物またはディスコティック液晶化合物を用いるのが好ましく、棒状液晶化合物を用いるのがより好ましい。2種以上の棒状液晶化合物、2種以上のディスコティック液晶化合物、または、棒状液晶化合物とディスコティック液晶化合物との混合物を用いてもよい。
なお、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1、および、特開2005-289980号公報の段落0026~0098に記載の液晶化合物が挙げられる。
ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落0020~0067、および、特開2010-244038号公報の段落0013~0108に記載の液晶化合物が挙げられる。
The type of liquid crystal compound is not particularly limited. In general, liquid crystal compounds can be classified into a rod-like type (rod-like liquid crystal compound) and a disk-like type (discotic liquid crystal compound) according to their shape. Furthermore, liquid crystal compounds can be classified into low-molecular-weight types and high-molecular-weight types. Polymers generally refer to those having a degree of polymerization of 100 or more (polymer physics, phase transition dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992). Although any liquid crystal compound can be used in the present invention, a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound is preferably used, and a rod-like liquid crystal compound is more preferably used. Two or more rod-like liquid crystal compounds, two or more discotic liquid crystal compounds, or a mixture of a rod-like liquid crystal compound and a discotic liquid crystal compound may be used.
The rod-like liquid crystal compound includes, for example, the liquid crystal compounds described in claim 1 of JP-A-11-513019 and paragraphs 0026 to 0098 of JP-A-2005-289980.
Discotic liquid crystal compounds include, for example, liquid crystal compounds described in paragraphs 0020 to 0067 of JP-A-2007-108732 and paragraphs 0013 to 0108 of JP-A-2010-244038.
液晶化合物は、重合性基を有することが好ましい。つまり、液晶化合物は、重合性液晶化合物であることが好ましい。液晶化合物が重合性基を有する場合、後述する硬化処理によって、液晶化合物の配向状態を容易に固定化できる。
液晶化合物が有する重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。
液晶化合物が有する重合性基の数は特に制限されないが、2以上が好ましい。上限は特に制限されないが、10以下の場合が多い。
The liquid crystal compound preferably has a polymerizable group. That is, the liquid crystal compound is preferably a polymerizable liquid crystal compound. When the liquid crystal compound has a polymerizable group, the alignment state of the liquid crystal compound can be easily fixed by the curing treatment described below.
The type of polymerizable group possessed by the liquid crystal compound is not particularly limited, and is preferably a functional group capable of addition polymerization reaction, more preferably a polymerizable ethylenically unsaturated group or a ring polymerizable group, (meth) acryloyl group, vinyl group. , a styryl group, or an allyl group are more preferred.
Although the number of polymerizable groups possessed by the liquid crystal compound is not particularly limited, it is preferably two or more. Although the upper limit is not particularly limited, it is often 10 or less.
液晶化合物は、順波長分散性および逆波長分散性のいずれを示す液晶化合物であってもよく、逆波長分散性を示す液晶化合物が好ましく、重合性基を2つ以上有し、逆波長分散性を示す液晶化合物がより好ましい。
本明細書において「逆波長分散性を示す液晶化合物」とは、この化合物を用いて作製された光学異方性膜の特定波長(可視光範囲)における面内のレタデーション(Re)値を測定した際に、以下の式(A)および式(B)の関係を満たすものをいう。
式(A) Re(450)/Re(550)<1.00
式(B) Re(650)/Re(550)≧1.00
Re(450)は波長450nmにおける光学異方性膜の面内レタデーションを表し、Re(550)は波長550nmにおける光学異方性膜の面内レタデーションを表し、Re(650)は波長650nmにおける光学異方性膜の面内レタデーションを表す。
本明細書において「順波長分散性を示す液晶化合物」とは、この化合物を用いて作製された光学異方性膜の特定波長(可視光範囲)における面内のレタデーション(Re)値を測定した際に、以下の式(C)および式(D)の関係を満たすものをいう。
式(C) Re(450)/Re(550)≧1.00
式(D) Re(650)/Re(550)<1.00
The liquid crystal compound may be a liquid crystal compound exhibiting either forward wavelength dispersion or reverse wavelength dispersion, preferably a liquid crystal compound exhibiting reverse wavelength dispersion, having two or more polymerizable groups, and exhibiting reverse wavelength dispersion. is more preferred.
As used herein, the term "liquid crystal compound exhibiting reverse wavelength dispersion" refers to the in-plane retardation (Re) value at a specific wavelength (visible light range) of an optically anisotropic film produced using this compound. In some cases, it means a substance that satisfies the relationship of the following formulas (A) and (B).
Formula (A) Re(450)/Re(550)<1.00
Formula (B) Re(650)/Re(550)≧1.00
Re(450) represents the in-plane retardation of the optically anisotropic film at a wavelength of 450 nm, Re(550) represents the in-plane retardation of the optically anisotropic film at a wavelength of 550 nm, and Re(650) represents the optical difference at a wavelength of 650 nm. It represents the in-plane retardation of an anisotropic film.
As used herein, the term "liquid crystal compound exhibiting normal wavelength dispersion" refers to the in-plane retardation (Re) value at a specific wavelength (visible light range) of an optically anisotropic film produced using this compound. In some cases, it means a substance that satisfies the following formulas (C) and (D).
Formula (C) Re(450)/Re(550)≧1.00
Formula (D) Re(650)/Re(550)<1.00
上述したように、光学異方性層は、重合性基を有する液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましく、重合性基を有する液晶化合物の配向状態を固定してなる層であることがより好ましい。
重合性基を有する液晶化合物が取り得る配向状態は特に制限されず、例えば、ホモジニアス配向、ホメオトロピック配向、捩れ配向、コレステリック配向、ハイブリッド配向(一方の表面から他方の表面に向かって液晶化合物のチルト角が連続的に変化する配向)、および、傾斜配向(一方の表面から他方の表面に向かって液晶化合物のチルト角が一定である配向)が挙げられる。なお、捩れ配向とは、液晶化合物が厚み方向を回転軸として捩れている配向状態を表し、液晶化合物が捩れ配向するとともに、所定のチルト角(チルト角が0°超)を有する場合にはツイストハイブリッド配向に該当する。なお、本明細書において、捩れ配向とは、液晶化合物の捩れ角が360°未満である態様に該当し、コレステリック配向とは、液晶化合物の捩れ角が360°以上である態様に該当する。
なお、「固定した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ、好ましい態様である。それだけには制限されず、具体的には、通常0~50℃、より過酷な条件下では-30~70℃の温度範囲において、層に流動性がなく、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定された配向形態を安定に保ち続けることができる状態であることがより好ましい。
As described above, the optically anisotropic layer is preferably a layer formed using a liquid crystal compound having a polymerizable group, and is a layer formed by fixing the alignment state of the liquid crystal compound having a polymerizable group. is more preferable.
The orientation state that the liquid crystal compound having a polymerizable group can take is not particularly limited. orientation in which the angle changes continuously) and tilted orientation (orientation in which the tilt angle of the liquid crystal compound is constant from one surface to the other surface). The twisted alignment refers to an alignment state in which the liquid crystal compound is twisted around the thickness direction as the axis of rotation. It corresponds to hybrid orientation. In this specification, the twisted alignment corresponds to a mode in which the twist angle of the liquid crystal compound is less than 360°, and the cholesteric alignment corresponds to a mode in which the liquid crystal compound has a twist angle of 360° or more.
The "fixed" state is the most typical and preferable mode in which the orientation of the liquid crystal compound is maintained. Specifically, the layer has no fluidity in the temperature range of usually 0 to 50° C., and -30 to 70° C. under more severe conditions, and can be oriented by an external field or force. It is more preferable to be in a state in which the fixed alignment form can be stably maintained without causing any change.
光学異方性層は、液晶化合物の配向状態が異なる領域を厚み方向に沿って複数有していてもよい。特に、光学異方性層は、液晶化合物の配向状態が異なる領域を厚み方向に沿って複数有し、いずれの領域の液晶化合物も固定されていることが好ましい。
例えば、光学異方性層は、厚み方向に沿って、液晶化合物がホモジニアス配向した状態を固定してなる領域と、液晶化合物が捩れ配向した状態を固定してなる領域とを有していてもよい。
The optically anisotropic layer may have a plurality of regions in which the alignment state of the liquid crystal compound is different along the thickness direction. In particular, it is preferable that the optically anisotropic layer has a plurality of regions in which the alignment state of the liquid crystal compound is different along the thickness direction, and the liquid crystal compound in each region is fixed.
For example, the optically anisotropic layer may have, along the thickness direction, a region in which the homogeneous alignment of the liquid crystal compound is fixed and a region in which the twisted alignment of the liquid crystal compound is fixed. good.
光学異方性層の厚みは特に制限されないが、0.1~10.0μmが好ましく、0.5~5.0μmがより好ましい。 Although the thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 10.0 μm, more preferably 0.5 to 5.0 μm.
光学異方性層の製造方法について、後段で詳述する。 A method for producing the optically anisotropic layer will be described in detail later.
<光学等方性部材>
光学等方性部材とは、光学的に等方性を示す層である。
光学等方性部材の特定方法は以下の通りである。
まず、測定対象物である光学等方性部材の面内の一方向(以下、「方向D1」ともいう。)に沿って光学等方性部材を切断して、薄膜状(厚み2μm程度)の切片サンプル1を切り出す。上記方向D1をx方向、上記方向D1に直交する面内の方向をy方向、測定対象物の厚み方向をz方向とすると、切片サンプル1の主面は、上記測定対象物のxz面に該当する。また、上記方向D1と直交する面内の方向に沿って測定対象物を切断して、薄膜状(厚み2μm程度)の切片サンプル2を切り出す。切片サンプル2の主面は、上記測定対象物のyz面に該当する。さらに、上記方向D1に対して45度をなす面内の方向(以下、「方向D2」ともいう。)に沿って測定対象物を切断して、薄膜状(厚み2μm程度)の切片サンプル3を切り出す。さらに、上記方向D2と直交する面内の方向に沿って測定対象物を切断して、薄膜状(厚み2μm程度)の切片サンプル4を切り出す。
次に、得られた各切片サンプル(切片サンプル1~4)を2つの主面のうち一方の主面をカバーガラスに対向させて接着剤で固定して、偏光顕微鏡を用いてクロスニコル条件下にて各切片サンプルを観察し、波長546nmの光を用いたセナルモン法にて厚み1μmあたりのレタデーションを測定し、いずれの切片サンプルにおいても上記厚み1μmあたりのレタデーションが10nm以下である場合に、測定対象物が光学的に等方性である、言い換えれば、測定対象物が光学等方性部材であるとする。
なお、上記セナルモン法の具体的な測定方法としては、まず、偏光顕微鏡の偏光子と検光子を0°(クロスニコル)の状態でGIFフィルター(波長546nm)をセットし、切片サンプルの観察したい部分が最も明るくなるように、切片サンプルを固定したカバーガラスを回転させる。その後、セナルモンコンペンセーターをセットし、検光子を回転させ、切片サンプルの観察したい部分が一番暗くなる検光子の回転角度θを読み取る。レタデーション(Re)はRe=(546nm×θ)/180の計算式によって算出する。
<Optical isotropic member>
An optically isotropic member is a layer exhibiting optical isotropy.
A method for identifying the optically isotropic member is as follows.
First, the optical isotropic member, which is the object to be measured, is cut along one direction (hereinafter also referred to as “direction D1”) in the plane of the optical isotropic member to obtain a thin film (about 2 μm thick). Section sample 1 is cut. Assuming that the direction D1 is the x-direction, the in-plane direction perpendicular to the direction D1 is the y-direction, and the thickness direction of the object to be measured is the z-direction, the principal plane of the section sample 1 corresponds to the xz-plane of the object to be measured. do. In addition, the object to be measured is cut along an in-plane direction perpendicular to the direction D1 to cut out a slice sample 2 in the form of a thin film (thickness of about 2 μm). The principal plane of the section sample 2 corresponds to the yz plane of the object to be measured. Furthermore, the object to be measured is cut along an in-plane direction (hereinafter also referred to as "direction D2") that forms 45 degrees with respect to the direction D1, and a thin film (about 2 μm thick) section sample 3 is obtained. break the ice. Furthermore, the object to be measured is cut along an in-plane direction perpendicular to the direction D2 to cut out a thin film-like (thickness of about 2 μm) slice sample 4 .
Next, each of the obtained section samples (section samples 1 to 4) is fixed with an adhesive with one of the two main surfaces facing the cover glass, and a polarizing microscope is used under crossed Nicol conditions. Observe each section sample at , and measure the retardation per 1 μm thickness by the Senarmont method using light with a wavelength of 546 nm. Assume that the object is optically isotropic, in other words, the object to be measured is an optically isotropic member.
As a specific measurement method for the Senarmont method, first, a GIF filter (wavelength 546 nm) is set with the polarizer and analyzer of a polarizing microscope at 0° (crossed Nicols), and the portion of the section sample to be observed. Rotate the coverslip with the sectioned sample so that the is the brightest. After that, the Senarmont compensator is set, the analyzer is rotated, and the rotation angle θ of the analyzer at which the part of the section sample to be observed becomes darkest is read. Retardation (Re) is calculated by the formula Re=(546 nm×θ)/180.
光学等方性部材を構成する材料は特に制限されず、液晶化合物、および、ポリマーが挙げられ、本発明の効果がより優れる点で、液晶化合物が好ましい。特に、光学等方性部材は、液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましく、重合性基を有する液晶化合物を用いて形成された層であることがより好ましい。
光学等方性部材の形成に用いられる液晶化合物の種類は、光学異方性層の形成に用いられる液晶化合物の種類と同じである。
なお、液晶化合物を用いて光学等方性部材を形成する方法としては、後述するように、等方相状態の液晶化合物を固定する方法が挙げられる。
Materials constituting the optically isotropic member are not particularly limited, and examples thereof include liquid crystal compounds and polymers. Liquid crystal compounds are preferred because the effects of the present invention are more excellent. In particular, the optically isotropic member is preferably a layer formed using a liquid crystal compound, and more preferably a layer formed using a liquid crystal compound having a polymerizable group.
The type of liquid crystal compound used for forming the optically isotropic member is the same as the type of liquid crystal compound used for forming the optically anisotropic layer.
A method of forming an optically isotropic member using a liquid crystal compound includes a method of fixing a liquid crystal compound in an isotropic phase state, as described later.
上述したように、光学等方性部材は、重合性基を有する液晶化合物を用いて形成された部材であることが好ましく、等方相状態の重合性基を有する液晶化合物を固定してなる部材であることがより好ましい。 As described above, the optically isotropic member is preferably a member formed using a liquid crystal compound having a polymerizable group. is more preferable.
光学等方性部材の厚み(光学等方性部材の凸部がない表面から、凸部の先端までの距離)は特に制限されないが、0.1~40μmが好ましく、0.4~10μmがより好ましい。 The thickness of the optical isotropic member (the distance from the surface of the optical isotropic member having no convex portion to the tip of the convex portion) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 40 μm, more preferably 0.4 to 10 μm. preferable.
光学等方性部材の製造方法について、後段で詳述する。 A method for manufacturing the optically isotropic member will be described in detail later.
<光学素子の製造方法>
本発明の光学素子の製造方法は特に制限されず、公知の方法を組み合わせて作製できる。
なかでも、本発明の光学素子を効率よく製造できる点で、以下の工程1~5を有し、要件1~4のいずれかを満たす、製造方法が好ましい。
工程1:重合性基を有する液晶化合物を含む組成物層を基板上に形成する工程
工程2:組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程
工程3:工程2の後、酸素濃度1体積%以上の条件下にて、組成物層に対して光照射を行う工程
工程4:表面に凹凸構造を有する金型を、組成物層の基板側とは反対側の表面に押し当てて金型の凹凸構造を組成物層に転写する工程
工程5:組成物層に対して加熱処理を施して液晶化合物を硬化させ、基板側から、光学異方性層と、光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有する光学等方性部材とを有する光学素子を形成する工程
要件1:工程4を、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する。
要件2:工程5を、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する。
要件3:工程3と工程4との間に、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上に組成物層を加熱する工程6をさらに有する。
要件4:工程4と工程5との間に、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上に組成物層を加熱する工程7をさらに有する。
以下、工程1~5について詳述する。なお、以下の説明においては、まず、要件1を満たす態様について説明する。
<Method for Manufacturing Optical Element>
The method for producing the optical element of the present invention is not particularly limited, and can be produced by combining known methods.
Among them, a production method that includes the following steps 1 to 5 and satisfies any one of requirements 1 to 4 is preferable in that the optical element of the present invention can be produced efficiently.
Step 1: Step of forming a composition layer containing a liquid crystal compound having a polymerizable group on a substrate Step 2: Heating the composition layer to align the liquid crystal compound in the composition layer Step 3: Step After 2, the composition layer is irradiated with light under conditions of an oxygen concentration of 1% by volume or more Step 4: A mold having an uneven structure on the surface is placed on the opposite side of the composition layer from the substrate side. Step 5: Heat treatment is applied to the composition layer to harden the liquid crystal compound, and the optically anisotropic layer and the Step requirement 1 for forming an optical element having an optically isotropic member having convex portions projecting on the side opposite to the optically anisotropic layer side: Step 4 is performed by removing the liquid crystal phase of the composition constituting the composition layer. It is carried out under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature to the isotropic phase.
Requirement 2: Step 5 is carried out under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer.
Requirement 3: Between the steps 3 and 4, the method further includes a step 6 of heating the composition layer to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer.
Requirement 4: Between the steps 4 and 5, the method further includes a step 7 of heating the composition layer to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer.
Steps 1 to 5 are described in detail below. In addition, in the following description, first, a mode that satisfies Requirement 1 will be described.
(工程1)
工程1は、重合性基を有する液晶化合物を含む組成物層を基板上に形成する工程である。本工程を実施することにより、後述する光照射処理が施される組成物層が形成される。
以下では、まず、本工程で使用される材料について詳述し、その後、工程の手順について詳述する。
(Step 1)
Step 1 is a step of forming a composition layer containing a liquid crystal compound having a polymerizable group on a substrate. By carrying out this step, a composition layer to be subjected to light irradiation treatment, which will be described later, is formed.
In the following, first, the materials used in this process will be described in detail, and then the procedure of the process will be described in detail.
[重合性基を有する液晶化合物]
組成物層は、重合性基を有する液晶化合物を含む。
重合性基を有する液晶化合物の説明は、上述した通りである。
[Liquid crystal compound having a polymerizable group]
The composition layer contains a liquid crystal compound having a polymerizable group.
The description of the liquid crystal compound having a polymerizable group is as described above.
組成物層中における液晶化合物の含有量は特に制限されないが、液晶化合物の配向状態を制御しやすい点で、組成物層の全質量に対して、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、99質量%以下が好ましく、97質量%以下がより好ましい。 Although the content of the liquid crystal compound in the composition layer is not particularly limited, it is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, based on the total mass of the composition layer in terms of easy control of the alignment state of the liquid crystal compound. more preferred. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferably 99% by mass or less, more preferably 97% by mass or less.
[その他の成分]
組成物層は、重合性基を有する液晶化合物以外の他の成分を含んでいてもよい。
[Other ingredients]
The composition layer may contain components other than the liquid crystal compound having a polymerizable group.
組成物層は、例えば、光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤を含んでいてもよい。組成物層が感光性キラル剤を含むことにより、後述するように、捩れ配向またはコレステリック配向した液晶化合物を固定してなる領域を形成できる。
なお、キラル剤の螺旋誘起力(HTP)は、下記式(A)で表される螺旋配向能力を示すファクターである。
式(A) HTP=1/(螺旋ピッチの長さ(単位:μm)×液晶化合物に対するキラル剤の濃度(質量%))[μm-1]
螺旋ピッチの長さとは、コレステリック液晶相の螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)の長さをいい、液晶便覧(丸善株式会社出版)の196ページに記載の方法で測定できる。
The composition layer may contain, for example, a photosensitive chiral agent whose helical inducing force is changed by light irradiation. By including a photosensitive chiral agent in the composition layer, it is possible to form a region in which a twisted or cholesterically oriented liquid crystal compound is fixed, as will be described later.
The helical induction power (HTP) of the chiral agent is a factor that indicates the helical orientation ability represented by the following formula (A).
Formula (A) HTP = 1/(Length of helical pitch (unit: µm) x Concentration of chiral agent with respect to liquid crystal compound (% by mass)) [µm -1 ]
The length of the helical pitch refers to the length of the helical structure pitch P (= helical period) of the cholesteric liquid crystal phase, which can be measured by the method described on page 196 of Liquid Crystal Handbook (published by Maruzen Co., Ltd.).
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性キラル剤(以下、単に「キラル剤A」ともいう。)は、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。キラル剤Aは、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、キラル剤Aは、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物であってもよい。 The photosensitive chiral agent whose helical inductive force changes upon irradiation with light (hereinafter also simply referred to as “chiral agent A”) may be liquid crystalline or non-liquid crystalline. Chiral agent A generally contains an asymmetric carbon atom in many cases. The chiral agent A may be an axially asymmetric compound or planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atoms.
キラル剤Aは、光照射によって螺旋誘起力が増加するキラル剤であってもよいし、減少するキラル剤であってもよい。なかでも、光照射により螺旋誘起力が減少するキラル剤であることが好ましい。
なお、本明細書において「螺旋誘起力の増加および減少」とは、キラル剤Aの初期(光照射前)の螺旋方向を「正」としたときの増減を表す。従って、光照射により螺旋誘起力が減少し続け、0を超えて螺旋方向が「負」となった場合(つまり、初期(光照射前)の螺旋方向とは逆の螺旋方向の螺旋を誘起する場合)にも、「螺旋誘起力が減少するキラル剤」に該当する。
The chiral agent A may be a chiral agent whose helical induction force increases or decreases upon irradiation with light. Among them, a chiral agent whose helical inducing force is reduced by light irradiation is preferable.
In this specification, "increase and decrease in helical inducing force" means increase and decrease when the initial helical direction of the chiral agent A (before light irradiation) is assumed to be "positive". Therefore, when the helical induced force continues to decrease due to light irradiation, and the helical direction exceeds 0 and becomes “negative” (that is, the helical direction opposite to the initial (before light irradiation) helical direction is induced) case) also corresponds to “a chiral agent that reduces the helical induced force”.
キラル剤Aとしては、いわゆる光反応型キラル剤が挙げられる。光反応型キラル剤とは、キラル部位と光照射によって構造変化する光反応部位を有し、例えば、照射量に応じて液晶化合物の捩れ力を大きく変化させる化合物である。
光照射によって構造変化する光反応部位の例としては、フォトクロミック化合物(内田欣吾、入江正浩、化学工業、vol.64、640p,1999、内田欣吾、入江正浩、ファインケミカル、vol.28(9)、15p,1999)などが挙げられる。また、上記構造変化とは、光反応部位への光照射により生ずる、分解、付加反応、異性化、ラセミ化、[2+2]光環化および2量化反応などを意味し、上記構造変化は不可逆的であってもよい。また、キラル部位としては、例えば、野平博之、化学総説、No.22液晶の化学、73p:1994に記載の不斉炭素などが相当する。
Examples of the chiral agent A include so-called photoreactive chiral agents. A photoreactive chiral agent is a compound that has a chiral site and a photoreactive site that undergoes a structural change upon irradiation with light and, for example, greatly changes the torsional force of a liquid crystal compound in accordance with the amount of irradiation.
Examples of photoreactive sites that undergo structural changes due to light irradiation include photochromic compounds (Kingo Uchida, Masahiro Irie, Kagaku Kogyo, vol.64, 640p, 1999, Kingo Uchida, Masahiro Irie, Fine Chemicals, vol.28(9), 15p , 1999). Further, the structural change means decomposition, addition reaction, isomerization, racemization, [2+2] photocyclization, dimerization reaction, etc. caused by light irradiation to the photoreactive site, and the structural change is irreversible. There may be. Moreover, as a chiral site, for example, Hiroyuki Nohira, Kagaku Sosetsu, No. 22 Liquid Crystal Chemistry, 73p:1994.
キラル剤Aとしては、例えば、特開2001-159709号公報の段落0044~0047に記載の光反応型キラル剤、特開2002-179669号公報の段落0019~0043に記載の光学活性化合物、特開2002-179633号公報の段落0020~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-179670号公報の段落0016~0040に記載の光学活性化合物、特開2002-179668号公報の段落0017~0050に記載の光学活性化合物、特開2002-180051号公報の段落0018~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-338575号公報の段落0016~0055に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2002-080478号公報の段落0023~0032に記載の光反応型光学活性化合物、特開2002-080851号公報の段落0019~0029に記載の光反応型カイラル剤、特開2002-179681号公報の段落0022~0049に記載の光学活性化合物、特開2002-302487号公報の段落0015~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-338668号公報の段落0015~0050に記載の光学活性ポリエステル、特開2003-055315号公報の段落0019~0041に記載のビナフトール誘導体、特開2003-073381号公報の段落0008~0043に記載の光学活性フルギド化合物、特開2003-306490号公報の段落0015~0057に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-306491号公報の段落0015~0041に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313187号公報の段落0015~0049に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313188号公報の段落0015~0057に記載の光学活性イソマンニド誘導体、特開2003-313189号公報の段落0015~0049に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313292号公報の段落0015~0052に記載の光学活性ポリエステル/アミド、WO2018/194157号公報の段落0012~0053に記載の光学活性化合物、および、特開2002-179682号公報の段落0020~0049に記載の光学活性化合物などが挙げられる。 Examples of the chiral agent A include photoreactive chiral agents described in paragraphs 0044 to 0047 of JP-A-2001-159709; optically active compounds described in paragraphs 0019-0043 of JP-A-2002-179669; Optically active compounds described in paragraphs 0020 to 0044 of JP-A-2002-179633, optically active compounds described in paragraphs 0016-0040 of JP-A-2002-179670, and paragraphs 0017-0050 of JP-A-2002-179668 optically active compounds, optically active compounds described in paragraphs 0018 to 0044 of JP-A-2002-180051, optically active isosorbide derivatives described in paragraphs 0016-0055 of JP-A-2002-338575, JP-A-2002-080478 The photoreactive optically active compound described in paragraphs 0023 to 0032 of the publication, the photoreactive chiral agent described in paragraphs 0019 to 0029 of JP-A-2002-080851, and the paragraphs 0022 to 0049 of JP-A-2002-179681 Optically active compounds described, optically active compounds described in paragraphs 0015 to 0044 of JP-A-2002-302487, optically active polyesters described in paragraphs 0015-0050 of JP-A-2002-338668, JP-A-2003-055315 Binaphthol derivatives described in paragraphs 0019 to 0041 of the publication, optically active fulgide compounds described in paragraphs 0008 to 0043 of JP-A-2003-073381, and optically active isosorbide described in paragraphs 0015 to 0057 of JP-A-2003-306490 Derivatives, optically active isosorbide derivatives described in paragraphs 0015 to 0041 of JP-A-2003-306491, optically active isosorbide derivatives described in paragraphs 0015-0049 of JP-A-2003-313187, JP-A-2003-313188 Optically active isomannide derivatives described in paragraphs 0015 to 0057, optically active isosorbide derivatives described in paragraphs 0015 to 0049 of JP-A-2003-313189, optically active polyesters described in paragraphs 0015 to 0052 of JP-A-2003-313292 /amide, optically active compounds described in paragraphs 0012 to 0053 of WO2018/194157, and optically active compounds described in paragraphs 0020 to 0049 of JP-A-2002-179682.
キラル剤Aとしては、なかでも、光異性化部位を少なくとも有する化合物が好ましく、光異性化部位は光異性化可能な二重結合を有する化合物がより好ましい。上記光異性化可能な二重結合を有する光異性化部位としては、光異性化が起こりやすく、かつ、光照射前後の螺旋誘起力差が大きいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位またはスチルベン部位が好ましく、さらに可視光の吸収が小さいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位またはスチルベン部位がより好ましい。なお、光異性化部位は、上述した光照射によって構造変化する光反応部位に該当する。 As the chiral agent A, among others, a compound having at least a photoisomerization site is preferable, and a compound having a photoisomerizable double bond as the photoisomerization site is more preferable. As the photoisomerization site having a photoisomerizable double bond, the cinnamoyl site, chalcone site, azobenzene site, or A stilbene moiety is preferred, and a cinnamoyl moiety, a chalcone moiety, or a stilbene moiety is more preferred in terms of low absorption of visible light. The photoisomerization site corresponds to the photoreactive site that undergoes a structural change due to light irradiation as described above.
キラル剤Aは、ビナフチル部分構造、イソソルビド部分構造(イソソルビドに由来する部分構造)、および、イソマンニド部分構造(イソマンニドに由来する部分構造)から選ばれるいずれかの部分構造を有していることが好ましい。なお、ビナフチル部分構造、イソソルビド部分構造、および、イソマンニド部分構造とは、各々以下の構造を意図する。
ビナフチル部分構造中の実線と破線が平行している部分は、一重結合または二重結合を表す。なお、以下に示す構造において、*は、結合位置を表す。
The chiral agent A preferably has any partial structure selected from a binaphthyl partial structure, an isosorbide partial structure (a partial structure derived from isosorbide), and an isomannide partial structure (a partial structure derived from isomannide). . The binaphthyl partial structure, the isosorbide partial structure, and the isomannide partial structure each intend the following structures.
The part where the solid line and the dashed line in the binaphthyl partial structure are parallel represents a single bond or a double bond. In the structures shown below, * represents a bonding position.
キラル剤Aは、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。 The chiral agent A may have a polymerizable group. The type of the polymerizable group is not particularly limited, preferably a functional group capable of addition polymerization reaction, more preferably a polymerizable ethylenically unsaturated group or a ring-polymerizable group, (meth) acryloyl group, vinyl group, styryl group, Alternatively, an allyl group is more preferred.
キラル剤Aとしては、式(C)で表される化合物が好ましい。
式(C) R-L-R
Rは、それぞれ独立に、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位、および、スチルベン部位からなる群から選択される少なくとも1つの部位を有する基を表す。
Lは、式(D)で表される構造から2個の水素原子を除いた形成される2価の連結基(上記ビナフチル部分構造から2個の水素原子を除いて形成される2価の連結基)、式(E)で表される2価の連結基(上記イソソルビド部分構造からなる2価の連結基)、または、式(F)で表される2価の連結基(上記イソマンニド部分構造からなる2価の連結基)を表す。
式(E)および式(F)中、*は結合位置を表す。
As the chiral agent A, a compound represented by Formula (C) is preferred.
Formula (C) RLR
Each R independently represents a group having at least one moiety selected from the group consisting of a cinnamoyl moiety, a chalcone moiety, an azobenzene moiety and a stilbene moiety.
L is a divalent linking group formed by removing two hydrogen atoms from the structure represented by formula (D) (a divalent linking group formed by removing two hydrogen atoms from the above binaphthyl partial structure group), a divalent linking group represented by formula (E) (a divalent linking group consisting of the isosorbide partial structure), or a divalent linking group represented by formula (F) (the isomannide partial structure represents a divalent linking group consisting of
In Formula (E) and Formula (F), * represents a bonding position.
工程1は、キラル剤Aを2種以上用いる態様であってもよいし、少なくとも1種のキラル剤Aと少なくとも1種の光照射により螺旋誘起力が変化しないキラル剤(以下、単に「キラル剤B」ともいう。)とを用いる態様であってもよい。
キラル剤Bは、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。キラル剤Bは、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、キラル剤Bは、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物であってもよい。
キラル剤Bは重合性基を有していてもよい。重合性基の種類としては、キラル剤Aが有していてもよい重合性基が挙げられる。
キラル剤Bとしては、公知のキラル剤を使用できる。
キラル剤Bは、上述したキラル剤Aと逆向きの螺旋を誘起するキラル剤であることが好ましい。つまり、例えば、キラル剤Aにより誘起する螺旋が右方向の場合には、キラル剤Bにより誘起する螺旋は左方向となる。
In step 1, two or more chiral agents A may be used, or at least one chiral agent A and at least one chiral agent whose helical inductive force does not change when irradiated with light (hereinafter simply referred to as “chiral agent B”) may be used.
The chiral agent B may be liquid crystalline or non-liquid crystalline. Chiral agent B generally contains an asymmetric carbon atom in many cases. The chiral agent B may be an axially asymmetric compound or planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atoms.
Chiral agent B may have a polymerizable group. Examples of the polymerizable group include polymerizable groups that the chiral agent A may have.
As the chiral agent B, a known chiral agent can be used.
Chiral agent B is preferably a chiral agent that induces a helix in the opposite direction to that of chiral agent A described above. That is, for example, when the helix induced by the chiral agent A is rightward, the helix induced by the chiral agent B is leftward.
キラル剤Aおよびキラル剤Bのモル吸光係数は特に制限されないが、後述する工程3で照射される光の波長(例えば、365nm)におけるモル吸光係数は100~100,000L/(mol・cm)が好ましく、500~50,000L/(mol・cm)がより好ましい。 The molar absorption coefficients of chiral agent A and chiral agent B are not particularly limited, but the molar absorption coefficient at the wavelength of light irradiated in step 3 (for example, 365 nm) is 100 to 100,000 L/(mol cm). Preferably, 500 to 50,000 L/(mol·cm) is more preferable.
組成物層中のキラル剤Aおよびキラル剤Bの各含有量は、形成しようとする光学異方性層の特性(例えば、レタデーションや波長分散)に応じて適宜設定され得る。なお、光学異方性層中の液晶化合物の捩れ角はキラル剤Aおよびキラル剤Bの種類およびその添加濃度に大きく依存するため、これらを調節することによって液晶化合物の配向状態を制御することができる。 Each content of the chiral agent A and the chiral agent B in the composition layer can be appropriately set according to the properties (for example, retardation and wavelength dispersion) of the optically anisotropic layer to be formed. Since the twist angle of the liquid crystal compound in the optically anisotropic layer greatly depends on the types and concentrations of the chiral agents A and B added, it is possible to control the alignment state of the liquid crystal compound by adjusting these. can.
組成物層中におけるキラル剤の合計含有量(全てのキラル剤の総含有量)は特に制限されないが、液晶化合物の配向状態を制御しやすい点で、液晶化合物の全質量に対して、5.0質量%以下が好ましく、4.0質量%以下がより好ましく、2.0質量%以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上がさらに好ましい。 The total content of the chiral agent (total content of all chiral agents) in the composition layer is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating control of the alignment state of the liquid crystal compound, 5.5. 0% by mass or less is preferable, 4.0% by mass or less is more preferable, and 2.0% by mass or less is even more preferable. Although the lower limit is not particularly limited, it is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and even more preferably 0.05% by mass or more.
キラル剤中におけるキラル剤Aの含有量は特に制限されないが、液晶化合物の配向状態を制御しやすい点で、キラル剤の全質量に対して、5~95質量%が好ましく、10~90質量%がより好ましい。 Although the content of the chiral agent A in the chiral agent is not particularly limited, it is preferably 5 to 95% by mass, more preferably 10 to 90% by mass, based on the total mass of the chiral agent in terms of facilitating control of the alignment state of the liquid crystal compound. is more preferred.
また、組成物層は、重合開始剤を含んでいてもよい。組成物層が重合開始剤を含む場合、より効率的に重合性基を有する液晶化合物の重合が進行する。
重合開始剤としては公知の重合開始剤が挙げられ、光重合開始剤、および、熱重合開始剤が挙げられ、光重合開始剤が好ましい。特に、後述する工程5において照射される光に感光する重合開始剤が好ましい。
Moreover, the composition layer may contain a polymerization initiator. When the composition layer contains a polymerization initiator, polymerization of the liquid crystal compound having a polymerizable group proceeds more efficiently.
Polymerization initiators include known polymerization initiators, including photopolymerization initiators and thermal polymerization initiators, with photopolymerization initiators being preferred. In particular, a polymerization initiator that is sensitive to light irradiated in step 5 described later is preferred.
重合開始剤は、工程3において照射される光の波長のうち最大となるモル吸光係数が、工程5において照射される光の波長のうち最大となるモル吸光係数に対して、0.1倍以下であることが好ましい。
また、重合開始剤の工程3における光照射の波長におけるモル吸光係数は、5000L/(mol・cm)以下が好ましく、4000L/(mol・cm)以下がより好ましく、3000L/(mol・cm)以下がさらに好ましい。下限は特に制限されず、0L/(mol・cm)が好ましいが、30L/(mol・cm)以上の場合が多い。
組成物層中における重合開始剤の含有量は特に制限されないが、組成物層の全質量に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
The polymerization initiator has a maximum molar extinction coefficient among the wavelengths of light irradiated in step 3, which is 0.1 times or less with respect to the maximum molar extinction coefficient among the wavelengths of light irradiated in step 5. is preferably
Further, the molar absorption coefficient of the polymerization initiator at the wavelength of light irradiation in step 3 is preferably 5000 L/(mol cm) or less, more preferably 4000 L/(mol cm) or less, and 3000 L/(mol cm) or less. is more preferred. The lower limit is not particularly limited, and is preferably 0 L/(mol·cm), but is often 30 L/(mol·cm) or more.
Although the content of the polymerization initiator in the composition layer is not particularly limited, it is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total mass of the composition layer.
組成物層は、光増感剤を含んでいてもよい。
光増感剤の種類は特に制限されず、公知の光増感剤が挙げられる。
なお、光増感剤の工程3における光照射の波長におけるモル吸光係数は、5000L/(mol・cm)以下が好ましく、4800L/(mol・cm)以下がより好ましく、4500L/(mol・cm)以下がさらに好ましい。下限は特に制限されず、0L/(mol・cm)が好ましいが、30L/(mol・cm)以上の場合が多い。
組成物層中における光増感剤の含有量は特に制限されないが、組成物層の全質量に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
The composition layer may contain a photosensitizer.
The type of photosensitizer is not particularly limited, and includes known photosensitizers.
The molar absorption coefficient of the photosensitizer at the wavelength of light irradiation in step 3 is preferably 5000 L/(mol cm) or less, more preferably 4800 L/(mol cm) or less, and 4500 L/(mol cm). More preferred are: The lower limit is not particularly limited, and is preferably 0 L/(mol·cm), but is often 30 L/(mol·cm) or more.
The content of the photosensitizer in the composition layer is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total mass of the composition layer.
組成物層は、重合性基を有する液晶化合物とは異なる重合性モノマーを含んでいてもよい。重合性モノマーとしては、ラジカル重合性化合物、および、カチオン重合性化合物が挙げられ、多官能性ラジカル重合性モノマーが好ましい。重合性モノマーとしては、例えば、特開2002-296423号公報中の段落0018~0020に記載の重合性モノマーが挙げられる。
組成物層中の重合性モノマーの含有量は特に制限されないが、液晶化合物全質量に対して、1~50質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。
The composition layer may contain a polymerizable monomer different from the liquid crystal compound having a polymerizable group. Polymerizable monomers include radically polymerizable compounds and cationically polymerizable compounds, and polyfunctional radically polymerizable monomers are preferred. Examples of polymerizable monomers include polymerizable monomers described in paragraphs 0018 to 0020 of JP-A-2002-296423.
Although the content of the polymerizable monomer in the composition layer is not particularly limited, it is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, based on the total mass of the liquid crystal compound.
組成物層は、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、フッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば、特開2001-330725号公報中の段落0028~0056に記載の化合物、および、特願2003-295212号公報中の段落0069~0126に記載の化合物が挙げられる。 The composition layer may contain a surfactant. Surfactants include conventionally known compounds, and fluorine-based compounds are preferred. Specific examples include compounds described in paragraphs 0028 to 0056 of JP-A-2001-330725 and compounds described in paragraphs 0069-0126 of Japanese Patent Application No. 2003-295212.
組成物層は、ポリマーを含んでいてもよい。ポリマーとしては、セルロースエステルが挙げられる。セルロースエステルとしては、特開2000-155216号公報中の段落0178に記載のものが挙げられる。
組成物層中のポリマーの含有量は特に制限されないが、液晶化合物全質量に対して、0.1~10質量%が好ましく、0.1~8質量%がより好ましい。
The composition layer may contain a polymer. Polymers include cellulose esters. Cellulose esters include those described in paragraph 0178 of JP-A-2000-155216.
Although the content of the polymer in the composition layer is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 8% by mass, based on the total mass of the liquid crystal compound.
組成物層は、上記以外にも、液晶化合物を水平配向状態または垂直配向状態とするために、水平配向または垂直配向を促進する添加剤(配向制御剤)を含んでいてもよい。 In addition to the above, the composition layer may contain an additive (alignment control agent) that promotes horizontal alignment or vertical alignment in order to bring the liquid crystal compound into a horizontal alignment state or a vertical alignment state.
[基板]
後述するように、組成物層を形成する際には、基板上に組成物層を形成することが好ましい。
基板は、組成物層を支持する板である。
基板としては、透明基板が好ましい。なお、透明基板とは、可視光の透過率が60%以上である基板を意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
[substrate]
As will be described later, when forming the composition layer, it is preferable to form the composition layer on the substrate.
A substrate is a plate that supports the composition layer.
A transparent substrate is preferable as the substrate. The transparent substrate means a substrate having a visible light transmittance of 60% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more.
基板の波長550nmにおける厚み方向のレタデーション値(Rth(550))は特に制限されないが、-110~110nmが好ましく、-80~80nmがより好ましい。
基板の波長550nmにおける面内のレタデーション値(Re(550))は特に制限されないが、0~50nmが好ましく、0~30nmがより好ましく、0~10nmがさらに好ましい。
The thickness direction retardation value (Rth(550)) of the substrate at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but is preferably −110 to 110 nm, more preferably −80 to 80 nm.
The in-plane retardation value (Re(550)) of the substrate at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but is preferably 0 to 50 nm, more preferably 0 to 30 nm, and even more preferably 0 to 10 nm.
基板を形成する材料としては、光学性能透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、および、等方性などに優れるポリマーが好ましい。
基板として用いることのできるポリマーフィルムとしては、例えば、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム(屈折率1.48)、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレートなどのポリアクリルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルム、並びに、脂環式構造を有するポリマーのフィルム(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製)))が挙げられる。
なかでも、ポリマーフィルムの材料としては、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、または、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、トリアセチルセルロースがより好ましい。
As a material for forming the substrate, a polymer having excellent optical properties such as transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding property, and isotropy is preferable.
Polymer films that can be used as substrates include, for example, cellulose acylate films (e.g., cellulose triacetate film (refractive index: 1.48), cellulose diacetate film, cellulose acetate butyrate film, cellulose acetate propionate film), Polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethersulfone films, polyacrylic films such as polymethylmethacrylate, polyurethane films, polycarbonate films, polysulfone films, polyether films, polymethylpentene films , polyether ketone film, (meth)acrylonitrile film, and polymer film having an alicyclic structure (norbornene resin (Arton: trade name, manufactured by JSR Corporation, amorphous polyolefin (Zeonex: trade name, Nippon Zeon company))).
Among them, triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate, or a polymer having an alicyclic structure is preferable as the material for the polymer film, and triacetyl cellulose is more preferable.
基板には、種々の添加剤(例えば、光学的異方性調整剤、波長分散調整剤、微粒子、可塑剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、剥離剤、など)が含まれていてもよい。 The substrate may contain various additives (eg, optically anisotropic modifier, wavelength dispersion modifier, fine particles, plasticizer, UV inhibitor, antidegradation agent, release agent, etc.).
基板の厚みは特に制限されないが、10~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましく、20~90μmがさらに好ましい。また、基板は複数枚の積層からなっていてもよい。基板はその上に設けられる層との接着を改善するため、基板の表面に表面処理(例えば、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施してもよい。
また、基板の上に、接着層(下塗り層)を設けてもよい。
また、基板には、搬送工程でのすべり性を付与したり、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止したりするために、平均粒径が10~100nm程度の無機粒子を固形分質量比で5~40質量%混合したポリマー層を基板の片側に配置してもよい。
Although the thickness of the substrate is not particularly limited, it is preferably 10 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm, even more preferably 20 to 90 μm. Also, the substrate may consist of a laminate of a plurality of sheets. The substrate may be subjected to a surface treatment (eg, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet (UV) treatment, flame treatment) on the surface of the substrate to improve adhesion with the layer provided thereon.
Further, an adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the substrate.
In addition, inorganic particles having an average particle size of about 10 to 100 nm are added to the substrate as a solid content in order to provide slipperiness during the transportation process and to prevent sticking between the back surface and the front surface after winding. A polymer layer mixed with 5 to 40 mass % by mass ratio may be arranged on one side of the substrate.
基板は、いわゆる仮支持体であってもよい。つまり、本発明の製造方法を実施した後、基板を光学異方性層から剥離してもよい。 The substrate may be a so-called temporary support. That is, the substrate may be peeled off from the optically anisotropic layer after carrying out the manufacturing method of the present invention.
また、基板の表面に直接ラビング処理を施してもよい。つまり、ラビング処理が施された基板を用いてもよい。ラビング処理の方向は特に制限されず、液晶化合物を配向させたい方向に応じて、適宜、最適な方向が選択される。
ラビング処理は、LCD(liquid crystal display)の液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用できる。即ち、基板の表面を、紙、ガーゼ、フェルト、ゴム、ナイロン繊維、または、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。
Alternatively, the surface of the substrate may be directly rubbed. That is, a substrate subjected to rubbing treatment may be used. The direction of the rubbing treatment is not particularly limited, and an optimum direction is appropriately selected according to the direction in which the liquid crystal compound is to be oriented.
For the rubbing treatment, a treatment method widely employed as a liquid crystal alignment treatment step for LCDs (liquid crystal displays) can be applied. That is, a method of obtaining orientation by rubbing the surface of the substrate in a given direction with paper, gauze, felt, rubber, nylon fiber, polyester fiber, or the like can be used.
基板上には、配向膜が配置されていてもよい。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、または、ラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で形成できる。
さらに、電場の付与、磁場の付与、または、光照射(好ましくは偏光)により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
An alignment film may be arranged on the substrate.
The alignment film is formed by rubbing an organic compound (preferably polymer), oblique vapor deposition of an inorganic compound, formation of a layer having microgrooves, or organic compound (eg, ω-tricosane) by the Langmuir-Blodgett method (LB film). acid, dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearate).
Furthermore, an alignment film is also known in which an alignment function is produced by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation (preferably polarized light).
The alignment film is preferably formed by rubbing a polymer.
配向膜に含まれるポリマーとしては、例えば、特開平8-338913号公報中の段落0022に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およ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、並びに、ポリカーボネートが挙げられる。また、シランカップリング剤をポリマーとして用いることもできる。
なかでも、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、および、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または変性ポリビニルアルコールがより好ましく、ポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールがさらに好ましい。
Examples of the polymer contained in the alignment film include methacrylate copolymers, styrene copolymers, polyolefins, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol, poly(N- methylol acrylamide), polyesters, polyimides, vinyl acetate copolymers, carboxymethyl cellulose, and polycarbonates. A silane coupling agent can also be used as the polymer.
Among them, water-soluble polymers (e.g., poly(N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, and modified polyvinyl alcohol) are preferred, gelatin, polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol is more preferred, and polyvinyl alcohol or modified Polyvinyl alcohol is more preferred.
上述したように、配向膜は、配向膜形成材料である上記ポリマーおよび任意の添加剤(例えば、架橋剤)を含む溶液を基板上に塗布した後、加熱乾燥(架橋させ)し、ラビング処理することにより形成できる。 As described above, the alignment film is formed by coating a substrate with a solution containing the above-mentioned polymer, which is an alignment film-forming material, and optional additives (for example, a cross-linking agent), followed by heat drying (cross-linking) and rubbing treatment. can be formed by
[工程1の手順]
工程1では、上述した成分を含む組成物層を形成するが、その手順は特に制限されない。例えば、上述した重合性基を有する液晶化合物を含む組成物を基板上に塗布して、必要に応じて乾燥処理を施す方法(以下、単に「塗布方法」ともいう。)、および、別途組成物層を形成して基板上に転写する方法が挙げられる。なかでも、生産性の点からは、塗布方法が好ましい。
以下、塗布方法について詳述する。
[Procedure of step 1]
In step 1, a composition layer containing the components described above is formed, but the procedure is not particularly limited. For example, a method of applying a composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group as described above on a substrate and optionally performing a drying treatment (hereinafter also simply referred to as a “coating method”), and a separate composition. A method of forming a layer and transferring it onto a substrate can be mentioned. Among them, the coating method is preferable from the viewpoint of productivity.
The coating method will be described in detail below.
塗布方法で使用される組成物には、上述した重合性基を有する液晶化合物、および、その他必要に応じて用いられる他の成分(例えば、キラル剤、重合開始剤、重合性モノマー、界面活性剤、および、ポリマーなど)が含まれる。
組成物中の各成分の含有量は、上述した組成物層中の各成分の含有量となるように調整されることが好ましい。
The composition used in the coating method includes the liquid crystal compound having a polymerizable group as described above, and other components used as necessary (e.g., chiral agent, polymerization initiator, polymerizable monomer, surfactant , and polymers, etc.).
The content of each component in the composition is preferably adjusted to the content of each component in the composition layer described above.
塗布方法は特に制限されず、例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、および、ダイコーティング法が挙げられる。
なお、必要に応じて、組成物の塗布後に、基板上に塗布された組成物層を乾燥する処理を実施してもよい。乾燥処理を実施することにより、組成物層から溶媒を除去できる。
The coating method is not particularly limited, and examples thereof include wire bar coating, extrusion coating, direct gravure coating, reverse gravure coating, and die coating.
In addition, after applying the composition, the composition layer applied on the substrate may be dried, if necessary. The solvent can be removed from the composition layer by performing the drying treatment.
組成物層の膜厚は特に制限されないが、0.1~20μmが好ましく、0.2~15μmがより好ましく、0.5~10μmがさらに好ましい。 The film thickness of the composition layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.2 to 15 μm, even more preferably 0.5 to 10 μm.
(工程2)
工程2は、組成物層に加熱処理を施して、組成物層中の液晶化合物を配向させる工程である。本工程を実施することにより、組成物層中の液晶化合物が所定の配向状態となる。例えば、図6に示すように、基板20上に、液晶化合物LCがホモジニアス配向した組成物層22が形成される。
(Step 2)
Step 2 is a step of heat-treating the composition layer to orient the liquid crystal compound in the composition layer. By carrying out this step, the liquid crystal compound in the composition layer is in a predetermined alignment state. For example, as shown in FIG. 6, a
加熱処理の条件としては、使用される液晶化合物に応じて最適な条件が選択され、液晶化合物の固体から液晶相への相転移温度以上が好ましい。
なかでも、加熱温度としては、25~250℃の場合が多く、40~150℃の場合がより多く、50~130℃の場合がさらに多い。
加熱時間としては、0.1~60分間の場合が多く、0.2~5分間の場合がより多い。
As the conditions for the heat treatment, optimal conditions are selected according to the liquid crystal compound used, and the conditions are preferably equal to or higher than the phase transition temperature of the liquid crystal compound from solid to liquid crystal phase.
Above all, the heating temperature is often 25 to 250°C, more often 40 to 150°C, and even more often 50 to 130°C.
The heating time is often 0.1 to 60 minutes, more often 0.2 to 5 minutes.
(工程3)
工程3は、工程2の後、酸素濃度1体積%以上の条件下にて、組成物層に対して光照射を行う工程である。
図7に示すように、上述した工程3では酸素濃度1体積%以上の条件下にて、基板20の組成物層22側とは反対側の方向(図7中の白抜き矢印の方向)から光照射を行う。なお、図7では光照射は基板20側から実施されているが、組成物層22側から実施されてもよい。
その際、組成物層22の基板20側の下側領域22Aと、基板20側とは反対側の上側領域22Bとを比較すると、上側領域22Bの表面のほうが空気側にあるため、上側領域22B中の酸素濃度が高く、下側領域22A中の酸素濃度は低い。そのため、組成物層22に対して光照射がなされると、下側領域22Aにおいては液晶化合物の重合が進行しやすく、液晶化合物の配向状態が固定される。
また、上側領域22Bにおいては酸素濃度が高いため、光照射がなされても、液晶化合物の重合が酸素により阻害され、重合が進行しにくい。
つまり、工程3を実施することにより、組成物層の基板側の領域(下側領域)においては液晶化合物の配向状態の固定化が進行しやすい。また、組成物層の基板側と反対側の領域(上側領域)においては、液晶化合物の配向状態の固定化は進行しづらく、後述する要件1~4のいずれかを実施することにより液晶化合物が等方相を形成できる。
(Step 3)
Step 3 is a step, after step 2, of irradiating the composition layer with light under the condition of an oxygen concentration of 1% by volume or more.
As shown in FIG. 7, in step 3 described above, under the condition of an oxygen concentration of 1% by volume or more, from the direction opposite to the
At that time, comparing the
In addition, since the oxygen concentration is high in the
In other words, by carrying out Step 3, the alignment state of the liquid crystal compound is easily fixed in the substrate-side region (lower region) of the composition layer. In addition, in the region (upper region) on the opposite side of the substrate side of the composition layer, the fixation of the alignment state of the liquid crystal compound is difficult to proceed, and the liquid crystal compound can be fixed by performing any of the requirements 1 to 4 described later. An isotropic phase can be formed.
工程3は、酸素濃度1体積%以上の条件下にて実施される。なかでも、本発明の光学素子を製造しやすい点で、酸素濃度は2体積%以上が好ましく、5体積%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、100体積%が挙げられる。 Step 3 is carried out under conditions of an oxygen concentration of 1% by volume or more. Among them, the oxygen concentration is preferably 2% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, from the viewpoint of easy production of the optical element of the present invention. Although the upper limit is not particularly limited, it may be 100% by volume.
工程3における光照射の照射量は特に制限されないが、所定の光学異方性層が形成されやすい点で、300mJ/cm2以下が好ましく、200mJ/cm2以下がより好ましく、100J/cm2未満がさらに好ましい。下限としては、所定の光学異方性層が形成されやすい点で、10mJ/cm2以上が好ましく、30mJ/cm2以上がより好ましい。
なお、工程3での光照射は、15~70℃(好ましくは、15~50℃)にて実施されることが好ましい。
The amount of light irradiation in step 3 is not particularly limited, but is preferably 300 mJ/cm 2 or less, more preferably 200 mJ/cm 2 or less, and less than 100 J/cm 2 in terms of easy formation of a predetermined optically anisotropic layer. is more preferred. The lower limit is preferably 10 mJ/cm 2 or more, more preferably 30 mJ/cm 2 or more, from the viewpoint of easy formation of a predetermined optically anisotropic layer.
The light irradiation in step 3 is preferably carried out at 15 to 70°C (preferably 15 to 50°C).
光照射に使用される光は、組成物層の基板側の領域(下側領域)において液晶化合物の配向状態の固定化が進行する光であれば特に制限されない。例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、紫外線、および、電子線が挙げられる。なかでも、紫外線が好ましい。 The light used for light irradiation is not particularly limited as long as it is light that causes fixation of the alignment state of the liquid crystal compound in the substrate-side region (lower region) of the composition layer. For example, emission line spectra of mercury lamps, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays, X-rays, ultraviolet rays, and electron beams. Among them, ultraviolet rays are preferable.
(工程4)
工程4は、表面に凹凸構造を有する金型を、組成物層の基板側とは反対側の表面に押し当てて金型の凹凸構造を組成物層に転写する工程である。本工程では、図8に示すように、支持体26上に複数の凸部28が配置された、表面に凹凸構造を有する金型24を用意して、図9に示すように金型24を組成物層22に押し当てて金型の凹凸構造を組成物層22に転写する。
なお、本態様では、上述したように要件1を満たすことから、この工程4を、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する。上記加熱処理を実施することにより、組成物層22の上側領域22Bでは図示しない液晶化合物の配向状態が固定されていないため、その配向状態が乱され、等方相へと変化する。それに対して、組成物層22の下側領域22Aにおいては、上述したように、上記工程3によって液晶化合物LCの配向状態が固定されため、上記加熱処理を実施しても、液晶化合物LCの配向状態は変化しない。
(Step 4)
Step 4 is a step of pressing a mold having an uneven structure on its surface against the surface of the composition layer opposite to the substrate side to transfer the uneven structure of the mold to the composition layer. In this step, as shown in FIG. 8, a
In this aspect, since the requirement 1 is satisfied as described above, this step 4 is performed under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer. do. By carrying out the heat treatment, the alignment state of the liquid crystal compound (not shown) is not fixed in the
本工程で使用される金型は、形成したい光学等方性部材の凸部の形状に合わせて、適宜最適な形状の金型が採用される。 As for the mold used in this step, a mold having an optimum shape is appropriately adopted according to the shape of the convex portion of the optically isotropic member to be formed.
上述した要件1(工程4を、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する)を実施する際の加熱条件としては、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上であればよく、上記相転移温度よりも5℃以上高いことが好ましい。上限は特に制限されないが、上記相転移温度よりも100℃高い温度以下であることが好ましい。 The heating conditions for performing the above-described requirement 1 (step 4 is performed under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer) include: It may be higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the substance layer, and is preferably 5° C. or more higher than the phase transition temperature. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferably 100° C. higher than the phase transition temperature or lower.
なお、金型の凹凸構造を組成物層に転写した後は、適宜、金型は剥離してもよい。また、後述する工程5を実施した後、金型を剥離してもよい。 After transferring the concave-convex structure of the mold to the composition layer, the mold may be peeled off as appropriate. Alternatively, the mold may be separated after performing step 5, which will be described later.
(工程5)
工程5は、組成物層に対して硬化処理を施し、基板側から、光学異方性層と、光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有する光学等方性部材とを有する光学素子を形成する工程である。本工程を実施することにより、図10に示すような、光学異方性層12と、凸部16Cを有する光学等方性部材14Cとを有する光学素子10Cが形成される。なお、図10の態様においては、光学異方性層12は、ホモジニアス配向した液晶化合物を固定してなる層である。
(Step 5)
In step 5, the composition layer is cured to form an optically anisotropic layer and an optically isotropic member having projections projecting from the substrate side to the side opposite to the optically anisotropic layer side. It is a step of forming an optical element having By carrying out this step, an
硬化処理の方法は特に制限されず、光硬化処理および熱硬化処理が挙げられる。
熱硬化処理の温度条件は特に制限されず、重合性基を有する液晶化合物の重合反応を実施できればよく、20~200℃が好ましく、50~180℃がより好ましい。
熱硬化処理の加熱時間は特に制限されないが、30~600秒間が好ましく、60~300秒間がより好ましい。
光硬化処理としては、紫外線照射処理が好ましい。
紫外線照射には、紫外線ランプなどの光源が利用される。
光(例えば、紫外線)の照射量は特に制限されないが、一般的には、100~1000mJ/cm2程度が好ましく、300mJ/cm2超1000mJ/cm2以下がより好ましい。
光硬化処理を実施する場合には、酸素濃度1体積%未満(好ましくは、酸素濃度0.1体積%以下)の条件下にて実施することが好ましい。酸素濃度の下限は特に制限されないが、0体積%が挙げられる。
The curing treatment method is not particularly limited, and includes photocuring treatment and heat curing treatment.
The temperature conditions for the heat curing treatment are not particularly limited as long as the polymerization reaction of the liquid crystal compound having a polymerizable group can be carried out.
The heating time for the thermosetting treatment is not particularly limited, but is preferably 30 to 600 seconds, more preferably 60 to 300 seconds.
As the photo-curing treatment, ultraviolet irradiation treatment is preferable.
A light source such as an ultraviolet lamp is used for ultraviolet irradiation.
Although the irradiation amount of light (eg, ultraviolet rays) is not particularly limited, it is generally preferably about 100 to 1000 mJ/cm 2 , more preferably more than 300 mJ/cm 2 and not more than 1000 mJ/cm 2 .
When the photo-curing treatment is carried out, it is preferably carried out under the condition that the oxygen concentration is less than 1% by volume (preferably, the oxygen concentration is 0.1% by volume or less). Although the lower limit of the oxygen concentration is not particularly limited, 0% by volume can be mentioned.
なお、上記では、要件1の態様について説明したが、本発明は要件1の代わりに要件2~4のいずれかを満たしていてもよい。
例えば、要件2では、工程5を、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する。より具体的には、工程5の硬化処理として、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件で実施される熱硬化処理を採用することにより、要件2を満たすことができる。要件2を満たす場合、上述した要件1を満たす場合と同様に、組成物層の上側領域の液晶化合物の配向状態が乱され、等方相へと変化し、結果として、所望の光学素子を形成できる。
要件2を満たす場合、工程5での熱硬化処理の温度は、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度より5℃以上高いことが好ましい。上限は特に制限されないが、上記相転移温度よりも100℃高い温度以下であることが好ましい。
Although the embodiment of Requirement 1 has been described above, the present invention may satisfy any one of Requirements 2 to 4 instead of Requirement 1.
For example, in requirement 2, step 5 is performed under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature of the composition forming the composition layer from the liquid crystal phase to the isotropic phase. More specifically, as the curing treatment in step 5, by adopting a heat curing treatment performed under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer, Requirement 2 can be satisfied. When Requirement 2 is satisfied, the alignment state of the liquid crystal compound in the upper region of the composition layer is disturbed and changes to an isotropic phase, as in the case of satisfying Requirement 1 described above, and as a result, the desired optical element is formed. can.
When the requirement 2 is satisfied, the temperature of the heat curing treatment in step 5 is preferably 5° C. or more higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferably 100° C. higher than the phase transition temperature or lower.
また、要件3では、工程3と工程4との間に、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上に組成物層を加熱する工程6をさらに有する。
さらに、要件4では、工程4と工程5との間に、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上に組成物層を加熱する工程7をさらに有する。
上記工程6または7を実施することにより、要件1および2と同様に、組成物層の上側領域の液晶化合物の配向状態が乱され、等方相へと変化し、結果として、所望の光学素子を形成できる。
工程6および7の熱硬化処理の温度は、組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度より5℃以上高いことが好ましい。上限は特に制限されないが、上記相転移温度よりも100℃高い温度以下であることが好ましい。
Requirement 3 further includes, between steps 3 and 4, step 6 of heating the composition layer to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition forming the composition layer.
Requirement 4 further includes, between steps 4 and 5, step 7 of heating the composition layer to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition forming the composition layer.
By performing step 6 or 7 above, similarly to requirements 1 and 2, the alignment state of the liquid crystal compound in the upper region of the composition layer is disturbed and changes to an isotropic phase, and as a result, the desired optical element can be formed.
The temperature of the heat curing treatment in steps 6 and 7 is preferably 5° C. or more higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferably 100° C. higher than the phase transition temperature or lower.
上記では、光学異方性層が1つの液晶化合物の配向状態を固定してなる層である態様について説明したが、上記製造方法では、厚み方向に沿って、液晶化合物の配向状態が異なる領域を複数有する光学異方性層を形成することもできる。
例えば、以下では、厚み方向に沿って延びる螺旋軸に沿って捩れ配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる第1領域と、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる第2領域とを、厚み方向に沿って有する光学異方性層を形成する態様について説明する。
In the above description, the optically anisotropic layer is a layer in which the alignment state of one liquid crystal compound is fixed. A plurality of optically anisotropic layers can also be formed.
For example, in the following, a first region in which the alignment state of the liquid crystal compound twisted along the helical axis extending along the thickness direction is fixed, and a second region in which the alignment state of the homogeneously aligned liquid crystal compound is fixed and are formed along the thickness direction of the optically anisotropic layer.
上記のような光学異方性層を形成する際には、キラル剤Aおよびキラル剤Bをさらに含む組成物層を用いる方法がある。
この方法において、工程1で得られる組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値は、0.0~1.9μm-1であることが好ましく、0.0~1.5μm-1であることがより好ましく、0.0~1.0μm-1であることがさらに好ましく、0.0~0.5μm-1であることが特に好ましく、0.0~0.02μm-1であることがより特に好ましく、0が最も好ましい。
When forming the optically anisotropic layer as described above, there is a method of using a composition layer further containing the chiral agent A and the chiral agent B.
In this method, the absolute value of the weighted average helical induced force of the chiral agent in the composition layer obtained in step 1 is preferably 0.0 to 1.9 μm −1 , more preferably 0.0 to 1.5 μm −1 . 1 , more preferably 0.0 to 1.0 μm −1 , particularly preferably 0.0 to 0.5 μm −1 , and 0.0 to 0.02 μm −1 1 is more particularly preferred, and 0 is most preferred.
なお、キラル剤の加重平均螺旋誘起力とは、組成物中に2種以上のキラル剤が含まれる場合に、組成物層中に含まれる各キラル剤の螺旋誘起力と各キラル剤の組成物層中における濃度(質量%)との積を組成物層中におけるキラル剤の合計濃度(質量%)で除した値の合計値を表す。例えば、2種類のキラル剤(キラル剤Xおよびキラル剤Y)を併用した場合、下記式(Y)により表される。
式(Y) 加重平均螺旋誘起力(μm-1)=(キラル剤Xの螺旋誘起力(μm-1)×組成物層中におけるキラル剤Xの濃度(質量%)+キラル剤Yの螺旋誘起力(μm-1)×組成物層中におけるキラル剤Yの濃度(質量%))/(組成物層中におけるキラル剤Xの濃度(質量%)+組成物層中におけるキラル剤Yの濃度(質量%))
ただし、上記式(Y)において、キラル剤の螺旋方向が右巻きの場合、その螺旋誘起力は正の値とする。また、キラル剤の螺旋方向が左巻きの場合、その螺旋誘起力は負の値とする。つまり、例えば、螺旋誘起力が10μm-1のキラル剤の場合、上記キラル剤により誘起される螺旋の螺旋方向が右巻きであるときは、螺旋誘起力を10μm-1として表す。一方、上記キラル剤により誘起される螺旋の螺旋方向が左巻きであるときは、螺旋誘起力を-10μm-1として表す。
The weighted average helical inductive force of the chiral agent means, when two or more chiral agents are contained in the composition, the helical inductive force of each chiral agent contained in the composition layer and the composition of each chiral agent. It represents the total value obtained by dividing the product with the concentration (% by mass) in the layer by the total concentration (% by mass) of the chiral agent in the composition layer. For example, when two kinds of chiral agents (chiral agent X and chiral agent Y) are used in combination, it is represented by the following formula (Y).
Formula (Y) Weighted average helical inductive force (μm −1 )=(helical induced force of chiral agent X (μm −1 )×concentration of chiral agent X in composition layer (mass %)+helical induced force of chiral agent Y force (μm −1 )×concentration of chiral agent Y in composition layer (% by mass))/(concentration of chiral agent X in composition layer (% by mass)+concentration of chiral agent Y in composition layer ( mass%))
However, in the above formula (Y), when the helical direction of the chiral agent is right-handed, the helical induced force is a positive value. Moreover, when the helical direction of the chiral agent is left-handed, the helical induced force is taken as a negative value. That is, for example, in the case of a chiral agent having a helical inductive force of 10 μm −1 , when the helical direction of the helix induced by the chiral agent is right-handed, the helical inductive force is expressed as 10 μm −1 . On the other hand, when the helical direction of the helical induced by the chiral agent is left-handed, the helical induced force is expressed as -10 μm -1 .
工程1により形成される組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力の絶対値が0である場合には、工程2を実施することにより、図11に示すように、基板30上に、液晶化合物LCがホモジニアス配向した組成物層32が形成される。なお、図11に示す組成物層32にはキラル剤Aとキラル剤Bとが同濃度で存在しており、キラル剤Aにより誘起される螺旋方向が左巻きであり、キラル剤Bにより誘起される螺旋方向が右巻きであるとする。また、キラル剤Aの螺旋誘起力の絶対値と、キラル剤Bの螺旋誘起力の絶対値は同じとする。
When the absolute value of the weighted average helical induced force of the chiral agent in the composition layer formed in step 1 is 0, performing step 2 results in, on
次に、上述した工程3を実施すると、上述した態様と同様に、図12に示すように、組成物層32の基板30側の下側領域32Aと、基板30側とは反対側の上側領域32Bとを比較すると、上側領域32Bの表面のほうが空気側にあるため、上側領域32B中の酸素濃度が高く、下側領域32A中の酸素濃度は低い。そのため、組成物層32に対して光照射がなされると、下側領域32Aにおいては液晶化合物の重合が進行しやすく、液晶化合物の配向状態が固定される。なお、下側領域32Aにおいてもキラル剤Aが存在しており、キラル剤Aも感光し、螺旋誘起力が変化する。しかしながら、下側領域32Aでは液晶化合物の配向状態が固定されているため、要件1~4のいずれかを実施しても、液晶化合物の配向状態の変化は生じない。
また、上側領域32Bにおいては酸素濃度が高いため、光照射がなされても、液晶化合物の重合が酸素により阻害され、重合が進行しにくい。そして、上側領域32Bにおいてもキラル剤Aが存在しているため、キラル剤Aが感光し、螺旋誘起力が変化する。そのため、後述する工程8を実施すると、変化した螺旋誘起力に沿って液晶化合物の配向状態が変化する。
つまり、工程3を実施することにより、組成物層の基板側の領域(下側領域)においては液晶化合物の配向状態の固定化が進行しやすい。また、組成物層の基板側と反対側の領域(上側領域)においては、液晶化合物の配向状態の固定化は進行しづらく、感光したキラル剤Aに応じて螺旋誘起力が変化する状態となる。
Next, when Step 3 described above is performed, as shown in FIG. 32B, since the surface of the
In addition, since the oxygen concentration is high in the
In other words, by carrying out Step 3, the alignment state of the liquid crystal compound is easily fixed in the substrate-side region (lower region) of the composition layer. In addition, in the region (upper region) on the opposite side of the substrate side of the composition layer, the fixation of the alignment state of the liquid crystal compound is difficult to progress, and the helical inducing force changes according to the chiral agent A exposed to light. .
次に、得られた組成物層を加熱する工程8を実施する。工程8を実施することにより、組成物層32の上側領域32Bにおいて、キラル剤Aの螺旋誘起力の変化に応じて、液晶化合物LCが捩れ配向した配向状態が形成される。
なお、工程8の加熱温度は特に制限されず、液晶化合物の種類により適宜最適な温度が選択されるが、組成物層を構成する組成物が液晶相から等方相へと相転移温度する温度よりも低い温度が好ましい。工程8の加熱温度の下限は特に制限されず、固体状態から液晶相への相転移温度以上が好ましい。
以下では、上記のような配向状態の変化が生じる理由について詳述する。
Next, step 8 of heating the resulting composition layer is performed. By carrying out Step 8, in the
The heating temperature in step 8 is not particularly limited, and an optimum temperature is appropriately selected depending on the type of liquid crystal compound. lower temperatures are preferred. The lower limit of the heating temperature in step 8 is not particularly limited, and is preferably equal to or higher than the phase transition temperature from the solid state to the liquid crystal phase.
In the following, the reason why the alignment state changes as described above will be described in detail.
上述したように、図11に示した組成物層32に対して工程3を実施すると、下側領域32Aにおいては液晶化合物の配向状態が固定されるのに対して、上側領域32Bでは液晶化合物の重合は進行しづらく、液晶化合物の配向状態が固定されていない。また、上側領域32Bにおいてはキラル剤Aの螺旋誘起力が変化している。このようなキラル剤Aの螺旋誘起力の変化が生じると、光照射前の状態と比較すると、上側領域32Bにおいて液晶化合物を捩じる力が変化している。この点をより詳細に説明する。
上述したように、図11に示す組成物層32にはキラル剤Aとキラル剤Bとが同濃度で存在しており、キラル剤Aにより誘起される螺旋方向が左巻きであり、キラル剤Bにより誘起される螺旋方向が右巻きである。また、キラル剤Aの螺旋誘起力の絶対値と、キラル剤Bの螺旋誘起力の絶対値は同じである。よって、光照射を行う前の組成物層中のキラル剤の加重平均螺旋誘起力は0である。
上記の態様を図14に示す。図14においては、縦軸が「キラル剤の螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤の濃度(質量%)」を表し、その値がゼロから離れるほど、螺旋誘起力が大きくなる。まず、光照射を行う前の組成物層中のキラル剤Aとキラル剤Bとの関係は、光照射量が0の時点に該当し、「キラル剤Aの螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤Aの濃度(質量%)」の絶対値と、「キラル剤Bの螺旋誘起力(μm-1)×キラル剤Bの濃度(質量%)」の絶対値とが等しい状態に該当する。つまり、左巻きを誘起するキラル剤Aと右巻きを誘起するキラル剤Bとの両者の螺旋誘起力は相殺されている。
このような状態の上側領域32Bにおいて光照射が行われ、図14に示すように、光照射量によってキラル剤Aの螺旋誘起力が減少する場合、図15に示すように、上側領域12Bにおけるキラル剤の加重平均螺旋誘起力は大きくなり、右巻きの螺旋誘起力が強くなる。つまり、液晶化合物の螺旋を誘起する螺旋誘起力は、照射量が大きいほど、キラル剤Bが誘起する螺旋の方向(+)に螺旋誘起力が大きくなる。
そのため、このような加重平均螺旋誘起力の変化が生じている工程3後の組成物層32に対して、加熱処理を施して液晶化合物の再配向を促すと、図13に示すように、上側領域32Bにおいては、組成物層32の厚み方向に沿って延びる螺旋軸に沿って液晶化合物LCが捩れ配向する。
一方で、上述したように、組成物層32の下側領域32Aにおいては工程3の際に液晶化合物の重合が進行して液晶化合物の配向状態が固定されているため、液晶化合物の再配向は進行しない。
As described above, when step 3 is performed on the
As described above, the chiral agent A and the chiral agent B are present at the same concentration in the
The above aspect is shown in FIG. In FIG. 14 , the vertical axis represents “spiral inductive force of chiral agent (μm −1 )×concentration of chiral agent (% by mass)”, and the more the value is away from zero, the larger the helical inductive force. First, the relationship between the chiral agent A and the chiral agent B in the composition layer before light irradiation corresponds to the time when the amount of light irradiation is 0, and is expressed as "spiral inducing force of chiral agent A (μm −1 )× This corresponds to a state in which the absolute value of "concentration of chiral agent A (% by mass)" is equal to the absolute value of "spiral inducing force of chiral agent B (μm −1 )×concentration of chiral agent B (% by mass)". That is, the helical inducing forces of the chiral agent A that induces left-handedness and the chiral agent B that induces right-handedness are canceled out.
When light irradiation is performed in the
Therefore, when heat treatment is applied to the
On the other hand, as described above, in the
なお、上記図14および15においては、キラル剤Aとして光照射により螺旋誘起力が減少するキラル剤を用いた態様について説明したが、この態様には限定されない。例えば、キラル剤Aとして光照射により螺旋誘起力が増加するキラル剤を用いてもよい。その場合、光照射によりキラル剤Aの誘起する螺旋誘起力が大きくなり、キラル剤Aの誘起する旋回方向に液晶化合物が捩れ配向することになる。
また、上記図14および15においては、キラル剤Aとキラル剤Bとを併用する態様について説明したが、この態様には限定されない。例えば、2種のキラル剤Aを用いる態様であってもよい。具体的には、左巻きを誘起するキラル剤A1と、右巻きを誘起するキラル剤A2とを併用する態様であってもよい。キラル剤A1およびA2は、それぞれ独立に、螺旋誘起力が増加するキラル剤であってもよいし、螺旋誘起力が減少するキラル剤であってもよい。例えば、左巻きを誘起するキラル剤であって、光照射により螺旋誘起力が増加するキラル剤と、右巻きを誘起するキラル剤であって、光照射により螺旋誘起力が減少するキラル剤とを併用してもよい。
In FIGS. 14 and 15, an embodiment using a chiral agent whose helical inducing force is reduced by light irradiation as the chiral agent A has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, as the chiral agent A, a chiral agent whose helical inductive force increases upon irradiation with light may be used. In this case, the helical induction force induced by the chiral agent A is increased by light irradiation, and the liquid crystal compound is twisted in the direction of rotation induced by the chiral agent A.
Moreover, in FIGS. 14 and 15 above, an embodiment in which the chiral agent A and the chiral agent B are used in combination has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, two chiral agents A may be used. Specifically, the chiral agent A1 that induces left-handedness and the chiral agent A2 that induces right-handedness may be used in combination. Chiral agents A1 and A2 may each independently be a chiral agent that increases the helical inducing power or may be a chiral agent that decreases the helical inducing power. For example, a chiral agent that induces left-handedness and whose helical inductive force is increased by light irradiation and a chiral agent that induces right-handedness and whose helical inductive force is reduced by light irradiation are used in combination. You may
次に、上記で得られた組成物層に対して、再度、工程3を実施すると、図16に示すように、組成物層32に対して光照射がなされると、上側領域中の基板30側の領域である領域32Cにおいては液晶化合物の重合が進行しやすく、液晶化合物の配向状態が固定される。それに対して、上側領域中の基板30側とは反対側の領域である領域32Dにおいては、液晶化合物の配向状態の固定化は進行しづらい。
そのため、得られた組成物層32に対して、上述した工程4および5を実施し、さらに要件1~4のいずれかを満たす処理を実施した場合には、図17に示すように、厚み方向に沿って延びる螺旋軸に沿って捩れ配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる第1領域と、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる第2領域とを、厚み方向に沿って有する光学異方性層12Aと、光学等方性部材14Dとを有する光学素子10Dが形成される。なお、図17に示すように、光学等方性部材14Dは、凸部16Dと、ベース部18Dとからなる。
Next, when the composition layer obtained above is subjected to step 3 again, as shown in FIG. In the
Therefore, when the above-described steps 4 and 5 are performed on the obtained
<積層体>
本発明の光学素子は、他の部材と組み合わせてもよい。
例えば、本発明の光学素子は、粘着層と組み合わせて、積層体としてもよい。特に、本発明の積層体は、上述した光学素子と、光学素子の光学等方性部材側に配置された粘着層とを有することが好ましい。
粘着層としては、公知の粘着層が用いられる。
<Laminate>
The optical element of the present invention may be combined with other members.
For example, the optical element of the present invention may be combined with an adhesive layer to form a laminate. In particular, the laminate of the present invention preferably has the optical element described above and an adhesive layer disposed on the optical isotropic member side of the optical element.
A known adhesive layer is used as the adhesive layer.
また、本発明の光学素子は、偏光子と組み合わせてもよい。つまり、本発明は、本発明の光学素子と、偏光子とを有する積層体(偏光板)にも関する。
偏光子は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であればよく、例えば、吸収型偏光子が挙げられる。
偏光子の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光子を利用でき、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
なお、偏光子の片面または両面には、保護膜が配置されていてもよい。
本発明の光学素子と偏光子との間には、粘着層または接着層が配置されていてもよい。
本発明の光学素子中の光学異方性層がλ/4板である場合には、本発明の光学素子と偏光子とを含む積層体は、円偏光板として好適に用いることができる。
Also, the optical element of the present invention may be combined with a polarizer. That is, the present invention also relates to a laminate (polarizing plate) having the optical element of the present invention and a polarizer.
The polarizer may be any member that has a function of converting natural light into specific linearly polarized light, and examples thereof include absorption polarizers.
The type of polarizer is not particularly limited, and commonly used polarizers can be used. Examples thereof include iodine-based polarizers, dye-based polarizers using dichroic dyes, and polyene-based polarizers. Iodine-based polarizers and dye-based polarizers are generally produced by allowing polyvinyl alcohol to adsorb iodine or a dichroic dye and stretching the resultant.
A protective film may be arranged on one side or both sides of the polarizer.
An adhesive layer or adhesive layer may be arranged between the optical element of the present invention and the polarizer.
When the optically anisotropic layer in the optical element of the present invention is a λ/4 plate, a laminate containing the optical element of the present invention and a polarizer can be suitably used as a circularly polarizing plate.
<用途>
本発明の光学素子は、種々の用途に適用できる。例えば、本発明の光学素子は、表示装置の反射防止用途に用いることができる。より具体的には、本発明は、偏光子と、本発明の光学素子と、表示素子とをこの順で有する表示装置にも関する。
表示素子としては、有機EL表示素子、および、液晶表示素子など公知の表示素子が挙げられる。
なかでも、本発明の光学素子は、有機EL表示素子に適用されることが好ましい。特に、マイクロキャビティ構造を有する有機EL表示素子に本発明の光学素子を適用することにより、青味の発生がより抑制される。
<Application>
The optical element of the present invention can be applied to various uses. For example, the optical element of the present invention can be used for antireflection applications in display devices. More specifically, the invention also relates to a display device comprising, in that order, a polarizer, an optical element of the invention, and a display element.
Examples of the display element include known display elements such as an organic EL display element and a liquid crystal display element.
Among others, the optical element of the present invention is preferably applied to an organic EL display element. In particular, by applying the optical element of the present invention to an organic EL display element having a microcavity structure, generation of bluish tint is further suppressed.
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により制限的に解釈されるべきものではない。 EXAMPLES The characteristics of the present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. Materials, usage amounts, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being restricted by the specific examples shown below.
<実施例1>
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、ドープを調製した。ドープの固形分濃度は23.5質量%であり、可塑剤の添加量はセルロースアシレートに対する割合であり、ドープの溶媒は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
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セルロースアシレートドープ
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セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(化学式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(化学式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
溶媒(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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<Example 1>
The following composition was put into a mixing tank, stirred, and heated at 90° C. for 10 minutes. Thereafter, the resulting composition was filtered through a filter paper with an average pore size of 34 μm and a sintered metal filter with an average pore size of 10 μm to prepare a dope. The solid content concentration of the dope was 23.5% by mass, the amount of the plasticizer added was the ratio to the cellulose acylate, and the dope solvent was methylene chloride/methanol/butanol = 81/18/1 (mass ratio). .
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Cellulose acylate dope――――――――――――――――――――――――――――――――――
Cellulose acylate (acetyl substitution degree 2.86, viscosity average polymerization degree 310)
100 parts by mass sugar ester compound 1 (represented by chemical formula (S4)) 6.0 parts by mass sugar ester compound 2 (represented by chemical formula (S5)) 2.0 parts by mass silica particle dispersion (AEROSIL R972, Nippon Aerosil Co., Ltd.) made)
0.1 part by mass solvent (methylene chloride/methanol/butanol)
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上記で作製したドープを、ドラム製膜機を用いて流延した。0℃に冷却された金属支持体上に接するようにドープをダイから流延し、その後、得られたウェブ(フィルム)を剥ぎ取った。なお、ドラムはSUS製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取った。
得られたセルロースアシレートフィルムの膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)は1nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth(550)は26nmであった。
The dope prepared above was cast using a drum film forming machine. The dope was cast from a die in contact with a metal support cooled to 0° C., after which the resulting web (film) was stripped off. The drum was made of SUS.
After peeling the cast web (film) from the drum, it is dried for 20 minutes in a tenter device using a tenter device in which both ends of the web are clipped and conveyed at 30 to 40 ° C. during film transportation. did. Subsequently, the web was post-dried by zone heating while being rolled. The resulting web was knurled and wound up.
The resulting cellulose acylate film had a thickness of 40 μm, an in-plane retardation Re(550) of 1 nm at a wavelength of 550 nm, and a thickness direction retardation Rth(550) of 26 nm at a wavelength of 550 nm.
作製したセルロースアシレートフィルム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(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は80°とした。フィルム長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は10°にある。言い換えれば、ラビングローラーの回転軸の位置は、フィルム長手方向を基準に、反時計回りに80°回転させた位置である。
上記ラビング処理したセルロースアシレートフィルムを基板として、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む組成物(1)を塗布して、組成物層を形成した。
次に、得られた組成物層を80℃で60秒間加熱した。この加熱により組成物層の棒状液晶化合物が所定の方向に配向した。
その後、酸素を含む空気(酸素濃度:約20体積%)下、30℃にて、365nmのLEDランプ(アクロエッジ(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射した(照射量:15mJ/cm2)。
続いて、得られた組成物層を80℃で10秒間加熱した。
その後、さらに酸素を含む空気(酸素濃度:約20体積%)下、30℃にて、365nmのLEDランプ(アクロエッジ(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射した(照射量:20mJ/cm2)。
その後、得られたフィルムを130℃(組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度(117℃)よりも高い温度に該当)に加熱し、未硬化の組成物層表面に賦形処理を施したフィルムを押し付けた状態で、窒素パージを行って酸素濃度100体積ppmとし、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)で紫外線を組成物層に照射することで液晶化合物の配向状態を固定した(照射量:500mJ/cm2)。
その後、賦形処理を施したフィルムを組成物層から剥離することで、最表面に凸部を有する光学等方性部材を形成した。
The produced cellulose acylate film was continuously rubbed. At this time, the longitudinal direction of the long film was parallel to the conveying direction, and the angle formed by the longitudinal direction of the film (conveying direction) and the rotation axis of the rubbing roller was 80°. When the film longitudinal direction (conveyance direction) is 90° and the clockwise direction is represented by a positive value with the film width direction as the reference (0°) when observed from the film side, the rotation axis of the rubbing roller is at 10°. . In other words, the position of the rotation axis of the rubbing roller is the position rotated counterclockwise by 80° with respect to the longitudinal direction of the film.
Using the rubbed cellulose acylate film as a substrate, a composition (1) containing a rod-like liquid crystal compound having the following composition was applied using a Giesser coater to form a composition layer.
The resulting composition layer was then heated at 80° C. for 60 seconds. This heating oriented the rod-like liquid crystal compound in the composition layer in a predetermined direction.
Thereafter, the composition layer was irradiated with ultraviolet rays using a 365 nm LED lamp (manufactured by Acroedge Co., Ltd.) at 30° C. in air containing oxygen (oxygen concentration: about 20% by volume) (irradiation amount: 15 mJ/cm 2 ).
Subsequently, the obtained composition layer was heated at 80° C. for 10 seconds.
After that, the composition layer was irradiated with ultraviolet rays using a 365 nm LED lamp (manufactured by Acroedge Co., Ltd.) at 30 ° C. in air containing oxygen (oxygen concentration: about 20% by volume) (irradiation amount : 20 mJ/cm 2 ).
After that, the obtained film is heated to 130 ° C. (corresponding to a temperature higher than the phase transition temperature (117 ° C.) from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer), and the uncured composition In a state where the film subjected to shaping treatment is pressed against the layer surface, nitrogen purge is performed to make the oxygen concentration 100 ppm by volume, and the composition layer is irradiated with ultraviolet rays with a metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.). The alignment state of the liquid crystal compound was fixed (irradiation amount: 500 mJ/cm 2 ).
Thereafter, the film subjected to the shaping treatment was peeled off from the composition layer to form an optically isotropic member having convex portions on the outermost surface.
得られた光学部材(F-1)は、図17で説明したように、厚み方向に沿って延びる螺旋軸に沿って捩れ配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる第1領域と、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる第2領域とを、厚み方向に沿って有する光学異方性層と、光学異方性層に接して配置される光学等方性部材とを有する光学素子であった。光学等方性部材の凸部は、図1および図2に示すように、円錐台状の形状であり、六方最密状に配置されていた。複数の凸部の周期PA(隣接する凸部間の間隔)は2.0μmであり、凸部の高さHA1は1.6μmであり、凸部の上底の幅WA1(上底の直径)は1.0μmであり、凸部の下底の幅WA2(下底の直径)は1.6μmであった。光学等方性部材のベース部の厚み(図17のベース部18Dの厚み)は0.4μmであった。光学異方性層の第1領域の厚みは1.4μmであり、第2領域の厚みは1.3μmであった。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、光学素子(F-1)の光学特性を求めた。第2領域の波長550nmにおけるΔn2と厚みd2との積(Δn2d2)は173nm、液晶化合物の捩れ角は0°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、基板に接する側が-10°、第1領域に接する側が-10°であった。また、第1領域の波長550nmにおけるΔn1と厚みd1との積(Δn1d1)は184nm、液晶化合物の捩れ角度は75°であり、長尺長手方向に対する液晶化合物の配向軸角度は、第2領域に接する側が-10°、空気側が-85°であった。
The obtained optical member (F-1), as described with reference to FIG. It has an optically anisotropic layer having a second region formed by fixing the alignment state of the aligned liquid crystal compound along the thickness direction, and an optically isotropic member arranged in contact with the optically anisotropic layer. It was an optical element. As shown in FIGS. 1 and 2, the convex portions of the optically isotropic member had a truncated cone shape and were arranged in a hexagonal close-packed manner. The period PA of the plurality of protrusions (interval between adjacent protrusions) was 2.0 μm, the height HA1 of the protrusions was 1.6 μm, and the width WA1 of the upper base of the protrusions (the diameter of the upper base) was 1.0 μm, and the bottom width WA2 (bottom diameter) of the projection was 1.6 μm. The thickness of the base portion of the optically isotropic member (the thickness of the
The optical characteristics of the optical element (F-1) were determined using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from Axometrics. The product (Δn2d2) of Δn2 and thickness d2 at a wavelength of 550 nm in the second region is 173 nm, the twist angle of the liquid crystal compound is 0°, and the orientation axis angle of the liquid crystal compound with respect to the longitudinal direction is −10 on the side in contact with the substrate. °, and −10° on the side in contact with the first region. Further, the product (Δn1d1) of Δn1 and thickness d1 at a wavelength of 550 nm in the first region is 184 nm, the twist angle of the liquid crystal compound is 75°, and the orientation axis angle of the liquid crystal compound with respect to the longitudinal direction is in the second region. It was −10° on the contact side and −85° on the air side.
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組成物(1)
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下記の棒状液晶化合物(A) 80質量部
下記の棒状液晶化合物(B) 10質量部
下記の重合性化合物(C) 10質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 4質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 3質量部
下記の左捩れキラル剤(L1) 0.43質量部
下記の右捩れキラル剤(R1) 0.38質量部
下記のポリマー(A) 0.08質量部
下記のポリマー(E) 0.50質量部
メチルイソブチルケトン 116質量部
プロピオン酸エチル 40質量部
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Composition (1)
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Rod-shaped liquid crystal compound (A) below 80 parts by mass Rod-shaped liquid crystal compound (B) below 10 parts by mass Polymerizable compound (C) below 10 parts by mass Ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, Osaka Organic Chemical ( Ltd.) 4 parts by mass Photopolymerization initiator (Irgacure 819, manufactured by BASF) 3 parts by mass Left-handed chiral agent (L1) 0.43 parts by mass Below right-handed chiral agent (R1) 0.38 parts by mass Below Polymer (A) 0.08 parts by mass Polymer (E) below 0.50 parts by mass Methyl isobutyl ketone 116 parts by mass Ethyl propionate 40 parts by mass ―――――――――――――――――― ―――――――――――――――――
棒状液晶化合物(A)(以下、化合物の混合物) Rod-shaped liquid crystal compound (A) (hereinafter referred to as a mixture of compounds)
棒状液晶化合物(B)(以下、構造式参照) Rod-shaped liquid crystal compound (B) (hereinafter, see structural formula)
重合性化合物(C)(以下、構造式参照) Polymerizable compound (C) (hereinafter, see structural formula)
左捩れキラル剤(L1)(以下、構造式参照) Left-handed chiral agent (L1) (see structural formula below)
右捩れキラル剤(R1)(以下、構造式参照) Right-handed chiral agent (R1) (see structural formula below)
ポリマー(A)(以下、構造式参照。式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(質量%)を表す。) Polymer (A) (hereinafter, see the structural formula. In the formula, the numerical value described in each repeating unit represents the content (% by mass) of each repeating unit with respect to all repeating units.)
ポリマー(E)(以下、構造式参照。式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返しの含有量(質量%)を表す。) Polymer (E) (Hereinafter, see the structural formula. In the formula, the numerical value described in each repeating unit represents the content (% by mass) of each repeating unit with respect to all repeating units.)
<実施例2>
実施例1で作製したセルロースアシレートフィルムを、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、フィルムのバンド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た。
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アルカリ溶液
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤:C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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<Example 2>
The cellulose acylate film prepared in Example 1 was passed through a dielectric heating roll at a temperature of 60°C to raise the surface temperature of the film to 40°C. It was applied with a coating amount of 14 ml/m 2 using a bar coater, and conveyed under a steam type far-infrared heater manufactured by Noritake Co., Ltd. heated to 110° C. for 10 seconds. Subsequently, using the same bar coater, 3 ml/m 2 of pure water was applied. Next, after repeating water washing with a fountain coater and draining with an air knife three times, the film was transported to a drying zone at 70° C. for 10 seconds and dried to prepare a cellulose acylate film saponified with an alkali.
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Alkaline solution――――――――――――――――――――――――――――――――
Potassium hydroxide 4.7 parts by weight Water 15.8 parts by weight Isopropanol 63.7 parts by weight Surfactant: C14H29O ( CH2CH2O ) 20H 1.0 parts by weight Propylene glycol 14.8 parts by weight ――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥した。 An orientation film coating solution having the following composition was continuously applied to the alkali-saponified surface of the cellulose acylate film using a #14 wire bar. It was dried with hot air at 60°C for 60 seconds and then with hot air at 100°C for 120 seconds.
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配向膜塗布液
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下記に示す変性ポリビニルアルコール 28質量部
クエン酸エステル(AS3、三共化学(株)製) 1.2質量部
光重合開始剤(Irgacure2959、BASF社製) 0.84質量部
グルタルアルデヒド 2.8質量部
水 699質量部
メタノール 226質量部
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Alignment film coating solution――――――――――――――――――――――――――――――――――
Modified polyvinyl alcohol shown below 28 parts by mass Citric acid ester (AS3, manufactured by Sankyo Chemical Co., Ltd.) 1.2 parts by mass Photopolymerization initiator (Irgacure 2959, manufactured by BASF) 0.84 parts by mass Glutaraldehyde 2.8 parts by mass Water 699 parts by mass Methanol 226 parts by mass ――――――――――――――――――――――――――――――――――
変性ポリビニルアルコール(以下、構造式参照) Modified polyvinyl alcohol (see structural formula below)
上記で作製した配向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であり、フィルムの長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は45°とした。フィルムの長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は135°にある。言い換えれば、ラビングローラーの回転軸の位置は、フィルムの長手方向を基準に、反時計回りに45°回転させた位置である。 The alignment film prepared above was continuously subjected to rubbing treatment. At this time, the longitudinal direction of the long film was parallel to the conveying direction, and the angle between the longitudinal direction of the film (conveying direction) and the rotation axis of the rubbing roller was 45°. If the longitudinal direction (conveyance direction) of the film is 90° and the clockwise direction is expressed as a positive value with the width direction of the film as the reference (0°) when observed from the film side, the rotation axis of the rubbing roller is 135°. be. In other words, the position of the rotation axis of the rubbing roller is the position rotated counterclockwise by 45° with respect to the longitudinal direction of the film.
上記ラビング処理した配向膜付きセルロースアシレートフィルムを基板として、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む組成物(2)を塗布して、組成物層を形成した。
次に、得られた組成物層を120℃で80秒間加熱した。この加熱により組成物層の棒状液晶化合物が所定の方向に配向した。
その後、酸素を含む空気(酸素濃度:約20体積%)下、40℃にて、365nmLEDランプ(アクロエッジ(株)製)を使用して紫外線を組成物層に5秒間照射した(照射量:50mJ/cm2)。
続いて、得られたフィルムを195℃(組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度(190℃)よりも高い温度に該当)の条件下で未硬化の組成物層表面に賦形処理を施したフィルムを押し付けた状態で、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射することで液晶化合物の配向状態を固定した(照射量:500mJ/cm2)。その後、賦形処理を施したフィルムを組成物層から剥離することで、最表面に凸部を有する光学等方性部材を形成した。
得られた光学部材(F-2)は、図1および2で説明したように、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる層である光学異方性層と、光学異方性層に接して配置される光学等方性部材とを有する光学素子であった。光学等方性部材の凸部の形状および配置は、実施例1と同様であった。光学等方性部材のベース部の厚み(図1のベース部18Aの厚み)は0.4μmであった。光学異方性層の厚みは3.0μmであった。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、光学素子(F-2)の光学特性を求めた。光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションは140nmであり、フィルムの長手方向に対する面内遅相軸の角度は-45°であった。
Using the rubbing-treated cellulose acylate film with an alignment film as a substrate, a composition (2) containing a rod-like liquid crystal compound having the following composition was applied using a Giesser coater to form a composition layer.
The resulting composition layer was then heated at 120° C. for 80 seconds. This heating oriented the rod-like liquid crystal compound in the composition layer in a predetermined direction.
Thereafter, the composition layer was irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds using a 365 nm LED lamp (manufactured by Acroedge Co., Ltd.) at 40° C. in air containing oxygen (oxygen concentration: about 20% by volume) (irradiation amount: 50 mJ/cm 2 ).
Subsequently, the resulting film was treated at 195 ° C. (corresponding to a temperature higher than the phase transition temperature (190 ° C.) from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer). While pressing the film subjected to shaping treatment to the surface of the composition layer, nitrogen purge is performed to set the oxygen concentration to 100 ppm by volume, and ultraviolet rays are applied to the composition layer using a metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.). The alignment state of the liquid crystal compound was fixed by irradiating the liquid crystal compound (irradiation dose: 500 mJ/cm 2 ). After that, the film subjected to the shaping treatment was peeled off from the composition layer to form an optically isotropic member having convex portions on the outermost surface.
The obtained optical member (F-2), as described with reference to FIGS. and an optical isotropic member arranged in contact with the optical element. The shape and arrangement of the convex portions of the optically isotropic member were the same as in Example 1. The thickness of the base portion of the optically isotropic member (the thickness of the
The optical properties of the optical element (F-2) were determined using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from Axometrics. The in-plane retardation of the optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 140 nm, and the angle of the in-plane slow axis with respect to the longitudinal direction of the film was -45°.
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組成物(2)
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上記の棒状液晶化合物(A) 20質量部
下記の棒状液晶化合物(D) 40質量部
下記の棒状液晶化合物(E) 40質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 4質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 3質量部
上記のポリマー(A) 0.08質量部
メチルエチルケトン 156質量部
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Composition (2)
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The above rod-shaped liquid crystal compound (A) 20 parts by mass The following rod-shaped liquid crystal compound (D) 40 parts by mass The following rod-shaped liquid crystal compound (E) 40 parts by mass Ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, Osaka Organic Chemical ( Co., Ltd.) 4 parts by mass Photopolymerization initiator (Irgacure 819, manufactured by BASF) 3 parts by mass Polymer (A) above 0.08 parts by mass Methyl ethyl ketone 156 parts by mass ―――――――――――――― ―――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物(D)(下記、構造式参照) Rod-shaped liquid crystal compound (D) (see structural formula below)
棒状液晶化合物(E)(下記、構造式参照) Rod-shaped liquid crystal compound (E) (see structural formula below)
<実施例3>
図4および5に示すように、ストライプ状に配置された凸部が得られるように、賦形処理を施したフィルムを変更した以外は、実施例2と同様の手順に従って、光学素子(F-3)を得た。
得られた光学部材(F-3)は、図4および5で説明したように、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる層である光学異方性層と、光学異方性層に接して配置される光学等方性部材とを有する光学素子であった。光学等方性部材の凸部は、図4および図5に示すように、断面形状が台形状の形状であり、ストライプ状に配置されていた。複数の凸部の周期PB(隣接する凸部間の間隔)は2.0μmであり、凸部の高さHB1は1.6μmであり、凸部の上底の幅WB1は1.0μmであり、凸部の下底の幅WA2は1.6μmであった。光学等方性部材のベース部の厚みは0.4μmであった。光学異方性層の厚みは3.0μmであった。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、光学素子(F-3)の光学特性を求めた。光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションは140nmであり、フィルムの長手方向に対する面内遅相軸の角度は-45°であった。
<Example 3>
As shown in FIGS. 4 and 5, the optical element (F- 3) was obtained.
The obtained optical member (F-3), as described with reference to FIGS. and an optical isotropic member arranged in contact with the optical element. As shown in FIGS. 4 and 5, the convex portions of the optically isotropic member had a trapezoidal cross section and were arranged in stripes. The period PB (interval between adjacent protrusions) of the plurality of protrusions was 2.0 μm, the height HB1 of the protrusions was 1.6 μm, and the width WB1 of the upper base of the protrusions was 1.0 μm. , and the width WA2 of the bottom of the convex portion was 1.6 μm. The thickness of the base portion of the optically isotropic member was 0.4 μm. The thickness of the optically anisotropic layer was 3.0 μm.
The optical properties of the optical element (F-3) were determined using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from Axometrics. The in-plane retardation of the optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 140 nm, and the angle of the in-plane slow axis with respect to the longitudinal direction of the film was -45°.
<実施例4>
凸部をランダム状に配置されたモスアイ構造が得られるように、賦形処理を施したフィルムを変更した以外は、実施例2と同様の手順に従って、光学素子(F-4)を得た。
得られた光学部材(F-4)は、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる層である光学異方性層と、光学異方性層に接して配置される光学等方性部材とを有する光学素子であった。光学等方性部材は、光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有し、凸部はランダム状に配置されていた。光学等方性部材の凸部は、光学異方性層側から凸部の光学異方性層側とは反対側に向かって、漸増している円錐台状であった。凸部の高さHA1は0.4μmであり、凸部の上底の幅WA1(上底の直径)は0.18μmであり、凸部の下底の幅WA2(下底の直径)は0.05μmであった。光学等方性部材のベース部の厚みは1.6μmであった。凸部の平均間隔は0.18μmであり、光学異方性層の厚みは3.0μmであった。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、光学素子(F-3)の光学特性を求めた。光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションは140nmであり、フィルムの長手方向に対する面内遅相軸の角度は-45°であった。
<Example 4>
An optical element (F-4) was obtained according to the same procedure as in Example 2, except that the film subjected to the shaping treatment was changed so that a moth-eye structure in which convex portions were randomly arranged was obtained.
The resulting optical member (F-4) comprises an optically anisotropic layer which is a layer formed by fixing the alignment state of a homogeneously aligned liquid crystal compound, and an optically isotropic layer disposed in contact with the optically anisotropic layer. It was an optical element having a member. The optically isotropic member had convex portions protruding on the side opposite to the optically anisotropic layer side, and the convex portions were randomly arranged. The convex portion of the optically isotropic member had a truncated cone shape that gradually increased from the optically anisotropic layer side toward the side opposite to the optically anisotropic layer side of the convex portion. The height HA1 of the protrusion is 0.4 μm, the width WA1 of the upper base of the protrusion (diameter of the upper base) is 0.18 μm, and the width WA2 of the lower base of the protrusion (diameter of the lower base) is 0. 0.05 μm. The thickness of the base portion of the optically isotropic member was 1.6 μm. The average distance between the convex portions was 0.18 μm, and the thickness of the optically anisotropic layer was 3.0 μm.
The optical properties of the optical element (F-3) were determined using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from the same company. The in-plane retardation of the optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 140 nm, and the angle of the in-plane slow axis with respect to the longitudinal direction of the film was -45°.
<実施例5>
実施例2で作製したラビング処理した配向膜付きセルロースアシレートフィルムを基板として、ギーサー塗布機を用いて、棒状液晶化合物を含む組成物(2)を塗布して、組成物層を形成した。
次に、得られた組成物層を120℃で80秒間加熱した。この加熱により組成物層の棒状液晶化合物が所定の方向に配向した。
その後、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射(照射量:50mJ/cm2)することで液晶化合物の配向状態を固定し、光学異方性層を得た。
その後、ジルコニアナノ粒子を含む凹凸構造形成用組成物(1)を光学異方性層上に塗布して、組成物層を形成した。次に、未硬化の組成物層表面に賦形処理を施したフィルムを押し付けた状態で、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射することでジルコニアナノ粒子を含む組成物を硬化し、光学部材(F-5)を得た。
<Example 5>
Using the rubbing-treated cellulose acylate film with an alignment film prepared in Example 2 as a substrate, the composition (2) containing a rod-like liquid crystal compound was applied using a Giesser coater to form a composition layer.
The resulting composition layer was then heated at 120° C. for 80 seconds. This heating oriented the rod-like liquid crystal compound in the composition layer in a predetermined direction.
Thereafter, nitrogen purge is performed to set the oxygen concentration to 100 ppm by volume, and the composition layer is irradiated with ultraviolet rays (irradiation amount: 50 mJ/cm 2 ) using a metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) to obtain a liquid crystal. An optically anisotropic layer was obtained by fixing the alignment state of the compound.
After that, the uneven structure-forming composition (1) containing zirconia nanoparticles was applied onto the optically anisotropic layer to form a composition layer. Next, with the film subjected to shaping treatment pressed against the surface of the uncured composition layer, nitrogen purge is performed to set the oxygen concentration to 100 ppm by volume, and a metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) is used. Then, the composition layer was irradiated with ultraviolet rays to cure the composition containing zirconia nanoparticles, thereby obtaining an optical member (F-5).
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凹凸構造形成用組成物(1)
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製) 90.0質量部
ジルコニアナノ粒子分散物 10.0質量部
光重合開始剤(Irgacure907、BASF社製) 1.3質量部
光増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.4質量部
RS-90(レベリング剤、DIC(株)製) 0.1質量部
メチルイソブチルケトン 120質量部
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Concavo-convex structure-forming composition (1)
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Mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 90.0 parts by mass Zirconia nanoparticle dispersion 10.0 parts by mass Photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by BASF) 1.3 parts by mass Photosensitizer (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.4 parts by mass RS-90 (leveling agent, manufactured by DIC Corporation) 0.1 parts by mass Methyl isobutyl ketone 120 parts by mass ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
得られた光学部材(F-5)は、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる層である光学異方性層と、光学異方性層に接して配置される光学等方性部材とを有する光学素子であった。光学等方性部材の凸部の形状および配置は、実施例1と同様であった。光学等方性部材のベース部の厚み(図1のベース部18Aの厚み)は0.4μmであった。光学異方性層の厚みは3.0μmであった。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、光学素子(F-5)の光学特性を求めた。光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションは140nmであり、フィルムの長手方向に対する面内遅相軸の角度は-45°であった。
The obtained optical member (F-5) comprises an optically anisotropic layer which is a layer formed by fixing the alignment state of a homogeneously aligned liquid crystal compound, and an optically isotropic layer disposed in contact with the optically anisotropic layer. It was an optical element having a member. The shape and arrangement of the convex portions of the optically isotropic member were the same as in Example 1. The thickness of the base portion of the optically isotropic member (the thickness of the
The optical properties of the optical element (F-5) were determined using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from Axometrics. The in-plane retardation of the optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 140 nm, and the angle of the in-plane slow axis with respect to the longitudinal direction of the film was -45°.
<比較例1>
凹凸構造形成用組成物(1)を凹凸構造形成用組成物(2)に変更した以外は、実施例5と同様の手順に従って、光学部材(F-6)を作製した。
<Comparative Example 1>
An optical member (F-6) was produced in the same manner as in Example 5, except that the uneven structure-forming composition (1) was changed to the uneven structure-forming composition (2).
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凹凸構造形成用組成物(2)
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芳香族ウレタンアクリレート
(EBECRYL 220、ダイセル・オルネクス(株)製) 100質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 2質量部
上記のポリマー(A) 0.08質量部
メチルイソブチルケトン 120質量部
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Concavo-convex structure-forming composition (2)
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Aromatic urethane acrylate (EBECRYL 220, manufactured by Daicel Allnex Co., Ltd.) 100 parts by mass Photopolymerization initiator (Irgacure 819, manufactured by BASF) 2 parts by mass Polymer (A) 0.08 parts by mass Methyl isobutyl ketone 120 parts by mass
得られた光学部材(F-6)は、ホモジニアス配向した液晶化合物の配向状態を固定してなる層である光学異方性層と、光学異方性層に接して配置される光学等方性部材とを有する光学素子であった。光学等方性部材の凸部の形状および配置は、実施例1と同様であった。光学等方性部材のベース部の厚み(図1のベース部18Aの厚み)は0.4μmであった。光学異方性層の厚みは3.0μmであった。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、光学素子(F-6)の光学特性を求めた。光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションは140nmであり、フィルムの長手方向に対する面内遅相軸の角度は-45°であった。
The obtained optical member (F-6) comprises an optically anisotropic layer which is a layer formed by fixing the alignment state of a homogeneously aligned liquid crystal compound, and an optically isotropic layer disposed in contact with the optically anisotropic layer. It was an optical element having a member. The shape and arrangement of the convex portions of the optically isotropic member were the same as in Example 1. The thickness of the base portion of the optically isotropic member (the thickness of the
The optical characteristics of the optical element (F-6) were determined using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from Axometrics. The in-plane retardation of the optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 140 nm, and the angle of the in-plane slow axis with respect to the longitudinal direction of the film was -45°.
<比較例2>
実施例2と同様の手順に従って、上記ラビング処理した配向膜付きセルロースアシレートフィルムを基板として、ギーサー塗布機を用いて、上記組成物(2)を塗布して、組成物層を形成した。
次に、得られた組成物層を120℃で80秒間加熱した。この加熱により組成物層の棒状液晶化合物が所定の方向に配向した。
その後、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射することで液晶化合物の配向状態を固定し(照射量:500mJ/cm2)、λ/4板を含む光学フィルムを作製した。
なお、Axometrics社のAxoScan、および、同社の解析ソフトウェア(Multi-Layer Analysis)を用いて、λ/4板を含む光学フィルムの光学特性を求めた。光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションは140nmであり、フィルムの長手方向に対する面内遅相軸の角度は-45°であった。
<Comparative Example 2>
According to the same procedure as in Example 2, the rubbing-treated cellulose acylate film with an alignment film was used as a substrate, and the composition (2) was applied using a Gieser coater to form a composition layer.
The resulting composition layer was then heated at 120° C. for 80 seconds. This heating oriented the rod-like liquid crystal compound in the composition layer in a predetermined direction.
Then, nitrogen purge is performed to set the oxygen concentration to 100 volume ppm, and the composition layer is irradiated with ultraviolet rays using a metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) to fix the alignment state of the liquid crystal compound (irradiation Amount: 500 mJ/cm 2 ), an optical film containing a λ/4 plate was prepared.
The optical properties of the optical film including the λ/4 plate were obtained using AxoScan from Axometrics and analysis software (Multi-Layer Analysis) from Axometrics. The in-plane retardation of the optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm was 140 nm, and the angle of the in-plane slow axis with respect to the longitudinal direction of the film was -45°.
次に、実施例1で作製したセルロースアシレートフィルム(基板)上にギーサー塗布機を用いて、実施例5で用いた凹凸構造形成用組成物(1)を塗布して、組成物層を形成した。次に、未硬化の組成物層表面に賦形処理を施したフィルムを押し付けた状態で、窒素パージを行って、酸素濃度100体積ppmとして、メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を使用して紫外線を組成物層に照射することで芳香族ウレタンアクリレートを硬化した(照射量:500mJ/cm2)。その後、賦形処理を施したフィルムを組成物層から剥離することで、最表面に凸部を有する凹凸構造フィルム(S)を2枚作製した。なお、凹凸の形状は実施例3と同じストライプ状であった。 Next, the cellulose acylate film (substrate) prepared in Example 1 is coated with the uneven structure-forming composition (1) used in Example 5 using a Giesser coater to form a composition layer. did. Next, with the film subjected to shaping treatment pressed against the surface of the uncured composition layer, nitrogen purge is performed to set the oxygen concentration to 100 ppm by volume, and a metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) is used. Then, the composition layer was irradiated with ultraviolet rays to cure the aromatic urethane acrylate (irradiation amount: 500 mJ/cm 2 ). After that, by peeling the film subjected to the shaping treatment from the composition layer, two uneven structure films (S) having protrusions on the outermost surface were produced. The shape of the unevenness was the same stripe shape as in Example 3.
<偏光子の作製>
厚み80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒間浸漬して染色した。次に、得られたフィルムをホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒間浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚み20μmの偏光子を得た。
<Production of polarizer>
A polyvinyl alcohol (PVA) film having a thickness of 80 μm was dyed by immersing it in an iodine aqueous solution having an iodine concentration of 0.05% by mass at 30° C. for 60 seconds. Next, the obtained film was longitudinally stretched to 5 times its original length while being immersed in an aqueous boric acid solution having a boric acid concentration of 4% by mass for 60 seconds, and dried at 50° C. for 4 minutes. , a polarizer having a thickness of 20 μm was obtained.
<偏光子保護フィルムの作製>
市販のセルロースアシレート系フィルムのフジタックTG40UL(富士フイルム(株)製)を準備し、1.5モル/リットルで55℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、0.005モル/リットルで35℃の希硫酸水溶液に得られたフィルムを1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に、得られたフィルムを120℃で十分に乾燥させて、表面を鹸化処理した偏光子保護フィルムを作製した。
<Production of polarizer protective film>
A commercially available cellulose acylate film, FUJITAC TG40UL (manufactured by Fuji Film Co., Ltd.), was prepared and immersed in an aqueous sodium hydroxide solution of 1.5 mol/liter at 55° C., and then sufficient sodium hydroxide was added with water. washed away. Thereafter, the obtained film was immersed in a dilute sulfuric acid aqueous solution of 0.005 mol/liter at 35° C. for 1 minute and then immersed in water to thoroughly wash off the dilute sulfuric acid aqueous solution. Finally, the resulting film was sufficiently dried at 120° C. to produce a polarizer protective film having a saponified surface.
<円偏光板の作製>
前述の偏光子保護フィルムの作製と同様に、上記で作製した光学素子(F-1)~(F-6)を鹸化処理し、光学素子に含まれる基板面に、前述の偏光子および前述の偏光子保護フィルムをポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合せ、長尺状の円偏光板(P-1)~(P-6)を作製した。つまり、円偏光板(P-1)~(P-6)は、偏光子保護フィルム、偏光子、基板、光学異方性層、および、光学等方性部材をこの順で有していた。
比較例2で作製した光学フィルムの基板面に、前述の偏光子および前述の偏光子保護フィルムをポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合せた。さらに、得られた積層体のλ/4板側と、比較例2で作製した凹凸構造フィルム(S)の凹凸構造側を光学的透明な粘着剤(3M社製OCAテープ#8146)を用いて貼り合わせた。さらに、得られた積層体の凹凸構造フィルム(S)の基板側と、もう1枚の凹凸構造フィルム(S)の凹凸構造側を光学的透明な粘着剤(3M社製OCAテープ#8146)を用いて貼り合わせることで、円偏光板(P-7)を作製した。なお、2枚の凹凸構造フィルムは凸部が延在する方向が直交するように貼り合わせた。この円偏光板(P-7)では、光学異方性層と、凸部を有する光学等方性部材とが粘着剤を介して積層していた。この円偏光板(P-7)は、特許文献1の態様に該当する。
<Production of circularly polarizing plate>
The optical elements (F-1) to (F-6) produced above are saponified in the same manner as in the production of the polarizer protective film described above, and the polarizer and The polarizer protective films were continuously laminated using a polyvinyl alcohol-based adhesive to prepare elongated circularly polarizing plates (P-1) to (P-6). That is, circularly polarizing plates (P-1) to (P-6) had a polarizer protective film, a polarizer, a substrate, an optically anisotropic layer, and an optically isotropic member in this order.
On the substrate surface of the optical film produced in Comparative Example 2, the polarizer described above and the polarizer protective film described above were continuously bonded using a polyvinyl alcohol-based adhesive. Furthermore, the λ / 4 plate side of the obtained laminate and the uneven structure side of the uneven structure film (S) prepared in Comparative Example 2 were optically transparent adhesive (OCA tape #8146 manufactured by 3M). pasted together. Furthermore, the substrate side of the uneven structure film (S) of the obtained laminate and the uneven structure side of another uneven structure film (S) were coated with an optically transparent adhesive (OCA tape #8146 manufactured by 3M). A circularly polarizing plate (P-7) was produced by bonding using The two uneven structure films were attached so that the directions in which the protrusions extend were orthogonal to each other. In this circularly polarizing plate (P-7), an optically anisotropic layer and an optically isotropic member having convex portions were laminated via an adhesive. This circularly polarizing plate (P-7) corresponds to the aspect of Patent Document 1.
<有機EL表示装置の作製および表示性能の評価>
(表示装置への実装)
有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S4を分解し、円偏光板を剥離して、そこに上記の実施例で作製した円偏光板(P-1)~(P-7)を、偏光子保護フィルムが外側に配置されるように、表示装置に粘着剤で貼り合せた。
(表示性能の評価)
(正面/黒表示)
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明るさの異なる環境下で正面方向より観察し、黒しまりの評価として反射光を下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
1:1000luxの環境下でも反射光が視認されない。
2:1000luxの環境下では反射光が視認されるが、100luxの環境下では反射光が視認されない。
3:100luxの環境下では反射光が視認されるが、10luxの環境下では反射光が視認されない。
4:10luxの環境下でも反射光が視認される。
<Production of organic EL display device and evaluation of display performance>
(Mounting on display device)
GALAXY S4 manufactured by SAMSUNG equipped with an organic EL panel is disassembled, the circular polarizing plate is peeled off, and the circular polarizing plates (P-1) to (P-7) prepared in the above examples are used to protect the polarizer. It was attached to the display device with an adhesive so that the film was arranged on the outside.
(Evaluation of display performance)
(front/black display)
A black display was performed on the produced organic EL display device, and the display was observed from the front direction under environments with different brightnesses. Table 1 shows the results.
Reflected light is not visible even in an environment of 1:1000 lux.
2: Reflected light is visible under an environment of 1000 lux, but reflected light is not visible under an environment of 100 lux.
3: Reflected light is visible under an environment of 100 lux, but reflected light is not visible under an environment of 10 lux.
Reflected light is visible even in an environment of 4:10 lux.
(斜め/白表示)
作製した有機EL表示装置に白表示にして、極角45°において全方位表から表示装置の色味を観察し、色味変化の方位角依存性を下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
1:画像が全方位で白く視認される。
2:画像が特定の方位のみ青みがかって観察される。
3:画像が全方位で青みがかって観察される。
(diagonal/white display)
The produced organic EL display device was set to display white, and the color of the display device was observed from an omnidirectional table at a polar angle of 45°, and the azimuth angle dependence of color change was evaluated according to the following criteria. Table 1 shows the results.
1: The image is visually recognized as white in all directions.
2: The image is observed to be bluish only in a specific direction.
3: The image is observed bluish in all directions.
なお、実施例1~5にて作製された光学等方性部材に関しては、上述したセナルモン法にて切片サンプルのレタデーションを測定する方法において、光学的に等方性であることを確認した。
また、光学異方性層の平均屈折率および光学等方性部材の屈折率は、上述した方法にて測定した。
The optically isotropic members produced in Examples 1 to 5 were confirmed to be optically isotropic in the method of measuring the retardation of the section sample by the Senarmont method described above.
Also, the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member were measured by the methods described above.
表1中、「液晶種類」欄は、光学異方性層および光学等方性部材を作製するのに用いた液晶化合物の種類を表し、「順波長分散」は順波長分散性を示す液晶化合物を意味し、「逆波長分散」は逆波長分散性を示す液晶化合物を意味する。
表1中、「光学異方性層」欄は、光学異方性層中で固定された液晶化合物の配向状態を表し、「ホモジニアス配向/捩れ配向」は光学異方性層がホモジニアス配向した液晶化合物を固定してなる領域と捩れ配向した液晶化合物を固定してなる領域とを含むことを意味し、「ホモジニアス配向」は光学異方性層がホモジニアス配向した液晶化合物を固定してなる層であることを意味する。
表1中、「凸部」欄は、光学等方性部材が有する凸部の形状を表す。
表1中、「屈折率差」欄は、光学異方性層の平均屈折率と光学等方性部材の屈折率との差の絶対値を表す。
表1中、「接触」欄は、各実施例および比較例において光学異方性層と光学等方性部材とが接している場合は「A」、接していない場合は「B」とする。
In Table 1, the "liquid crystal type" column represents the type of liquid crystal compound used to produce the optically anisotropic layer and the optically isotropic member, and the "forward wavelength dispersion" is a liquid crystal compound exhibiting forward wavelength dispersion. and "reverse wavelength dispersion" means a liquid crystal compound exhibiting reverse wavelength dispersion.
In Table 1, the "optically anisotropic layer" column represents the alignment state of the liquid crystal compound fixed in the optically anisotropic layer, and the "homogeneous alignment/twisted alignment" column represents the liquid crystal in which the optically anisotropic layer is homogeneously aligned. The term "homogeneous alignment" means that the optically anisotropic layer is a layer in which a homogeneously oriented liquid crystal compound is fixed. It means that there is
In Table 1, the "convex portion" column represents the shape of the convex portion of the optically isotropic member.
In Table 1, the "refractive index difference" column represents the absolute value of the difference between the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member.
In Table 1, the "contact" column indicates "A" when the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are in contact with each other in each example and comparative example, and "B" when they are not in contact with each other.
上記表1に示すように、本発明の光学素子は、所望の効果を示すことが確認された。
実施例1および2の表示装置は、斜め/白表示において、全方位で画像が白く視認され、表示性能が良好であった。実施例3の表示性能は、斜め/白表示において、凸部が延在する方向と直交する方向から観察した場合には画像が白く視認されたが、凸部が延在する方向に対して平行な方向から観察した場合には画像が青みがかって観察された。なお、実施例3の表示装置を全方位で画像白く視認されるためには、別途、ストライプ状の凸部を有する光学等方性部材を有する光学素子を別途用意し、この光学素子中の光学等方性部材の凸部が延在する方向と、実施例3の表示装置中に含まれる光学素子中の光学等方性部材の凸部が延在する方向と直交するような配置となるように、別途用意した光学素子を実施例3の表示装置にさらに積層させる方法がある。実施例4の表示装置は、凸部(構造部位)によって光学異方性層と粘着剤との界面の反射が抑制されるため正面/黒表示における反射光が視認されず、表示性能が良好であった。
As shown in Table 1 above, it was confirmed that the optical element of the present invention exhibited the desired effects.
In the display devices of Examples 1 and 2, in the oblique/white display, the image was visually recognized as white in all directions, and the display performance was good. As for the display performance of Example 3, in the oblique/white display, the image was visually recognized as white when observed from the direction orthogonal to the direction in which the protrusions extend, but when viewed in a direction parallel to the direction in which the protrusions extend. The image was observed to be bluish when observed from a different direction. In addition, in order to make the image of the display device of Example 3 visible white in all directions, an optical element having an optically isotropic member having stripe-shaped convex portions was separately prepared, and the optical element in this optical element The direction in which the convex portions of the isotropic member extend is orthogonal to the direction in which the convex portions of the optical isotropic member in the optical element included in the display device of Example 3 extend. In addition, there is a method in which a separately prepared optical element is further laminated on the display device of the third embodiment. In the display device of Example 4, reflection at the interface between the optically anisotropic layer and the pressure-sensitive adhesive was suppressed by the convex portion (structural portion), so reflected light was not visually recognized in front/black display, and display performance was excellent. there were.
10A,10B,10C,10D 光学素子
12,12A 光学異方性層
14A,14B,14C,14D 光学等方性部材
16A,16B,16C,16D 凸部
18A,18B,18C,18D ベース部
20,30 基板
22,32 組成物層
24 金型
26 支持体
28 凸部
32A 下側領域
32B 上側領域
32C,32D 領域
10A, 10B, 10C, 10D
Claims (11)
光学等方性部材と、を含み、
前記光学異方性層と前記光学等方性部材とが接しており、
前記光学異方性層の平均屈折率と、前記光学等方性部材の屈折率との差の絶対値が、0.08以内であり、
前記光学等方性部材は、前記光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有する、光学素子。 an optically anisotropic layer;
an optically isotropic member;
the optically anisotropic layer and the optically isotropic member are in contact,
the absolute value of the difference between the average refractive index of the optically anisotropic layer and the refractive index of the optically isotropic member is within 0.08;
An optical element, wherein the optically isotropic member has a convex portion protruding to the side opposite to the optically anisotropic layer.
前記光学素子中の前記光学異方性層が前記偏光子側に配置されている、表示装置。 Having a polarizer, the optical element according to any one of claims 1 to 8, and a display element in this order,
A display device, wherein the optically anisotropic layer in the optical element is disposed on the polarizer side.
前記組成物層に加熱処理を施して、前記組成物層中の前記液晶化合物を配向させる工程2と、
前記工程2の後、酸素濃度1体積%以上の条件下にて、前記組成物層に対して光照射を行う工程3と、
表面に凹凸構造を有する金型を、前記組成物層の前記基板側とは反対側の表面に押し当てて前記金型の凹凸構造を前記組成物層に転写する工程4と、
前記組成物層に対して硬化処理を施し、前記基板側から、光学異方性層と、前記光学異方性層側とは反対側に突出する凸部を有する光学等方性部材とを有する光学素子を形成する工程5と、を有し、
以下の要件1~4のいずれかを満たす、光学素子の製造方法。
要件1:前記工程4を、前記組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する。
要件2:前記工程5を、前記組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上の加熱条件下にて実施する。
要件3:前記工程3と前記工程4との間に、前記組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上に前記組成物層を加熱する工程6をさらに有する。
要件4:前記工程4と前記工程5との間に、前記組成物層を構成する組成物の液晶相から等方相への相転移温度以上に前記組成物層を加熱する工程7をさらに有する。
Step 1 of forming a composition layer containing a liquid crystal compound having a polymerizable group on a substrate;
a step 2 of subjecting the composition layer to heat treatment to orient the liquid crystal compound in the composition layer;
After the step 2, a step 3 of irradiating the composition layer with light under an oxygen concentration of 1% by volume or more;
A step 4 of pressing a mold having an uneven structure on its surface against the surface of the composition layer opposite to the substrate side to transfer the uneven structure of the mold to the composition layer;
The composition layer is subjected to a curing treatment, and has an optically anisotropic layer and an optically isotropic member having convex portions projecting from the substrate side to the side opposite to the optically anisotropic layer side. and a step 5 of forming an optical element,
A method for manufacturing an optical element that satisfies any one of the following requirements 1 to 4.
Requirement 1: The step 4 is carried out under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer.
Requirement 2: The step 5 is carried out under heating conditions equal to or higher than the phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer.
Requirement 3: Between the steps 3 and 4, there is further a step 6 of heating the composition layer to a phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer or higher. .
Requirement 4: Between said step 4 and said step 5, it further has a step 7 of heating the composition layer to a phase transition temperature from the liquid crystal phase to the isotropic phase of the composition constituting the composition layer or higher. .
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