JP2002090540A - Birefringent film and method for producing the same - Google Patents
Birefringent film and method for producing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】積層された光反応性高分子材料への偏光露光に
より調製された光軸の傾いた複屈折フィルム(光学補償
フィルム)および、その製造方法。
【構成】化学式10で表される光反応性高分子材料を基
板上に塗布し製膜する。該膜中で、高分子材料の側鎖は
無配向であるが、紫外線ランプ、電源および、偏光素子
(例えばグランテーラープリズム)からなる装置を用い
偏光露光すると照射光の電界振動方向に沿い、しかも照
射光進行方向の垂直方向に配置されている側鎖の感光成
分の間のみで、選択的に架橋反応が進み配列が固定され
る。照射光の電界振動方向かつ照射光進行方向の垂直方
向に配列していないため、反応しなかった側鎖は、偏光
露光後の分子運動によって、光反応した部分と同じ方向
に配列する。その結果、高分子塗布膜内の全ての側鎖
が、照射光の電界振動方向かつ照射光進行方向の垂直方
向に配列する。このように高分子材料の塗布、偏光の露
光を繰り返すことにより積層を行い、位相差と光軸を任
意に発現させた複屈折フィルムを得ることができる。
(57) [Abstract] [Object] A birefringent film (optical compensation film) having a tilted optical axis prepared by polarizing exposure of a laminated photoreactive polymer material, and a method for producing the same. A photoreactive polymer material represented by Chemical Formula 10 is applied on a substrate to form a film. In the film, the side chains of the polymer material are non-oriented, but when subjected to polarized light exposure using a device comprising an ultraviolet lamp, a power supply, and a polarizing element (for example, a Glan-Taylor prism), it follows the direction of the electric field oscillation of the irradiation light, and The crosslinking reaction proceeds selectively only between the side chain photosensitive components arranged in the direction perpendicular to the irradiation light traveling direction to fix the arrangement. Since they are not arranged in the direction of the electric field oscillation of the irradiation light and in the direction perpendicular to the direction of the irradiation light, the unreacted side chains are arranged in the same direction as the photoreacted portion due to the molecular motion after the polarization exposure. As a result, all the side chains in the polymer coating film are arranged in the direction of the electric field oscillation of the irradiation light and in the direction perpendicular to the direction of the irradiation light. By repeating the application of the polymer material and the exposure of polarized light in this manner, lamination is performed, and a birefringent film having an arbitrary phase difference and optical axis can be obtained.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、感光性の側鎖型高
分子液晶の膜に、直線偏光性の紫外線を照射することに
よって、分子配向させ該高分子材料内に位相差と光軸方
向を任意に発現させた複屈折フィルムおよび、その製造
法に関するものである。(特に、光軸がフィルム面に対
し傾いた複屈折フィルムは液晶表示装置において視野角
拡大に有効である。)BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of irradiating a photosensitive side-chain type polymer liquid crystal film with linearly polarized ultraviolet rays to orient the molecules, thereby causing a phase difference and an optical axis direction in the polymer material. And a method for producing the same. (Especially, a birefringent film whose optical axis is inclined with respect to the film surface is effective for expanding the viewing angle in a liquid crystal display device.)
【0002】[0002]
【従来の技術】複屈折フィルムは、互いに垂直な主軸方
向に振動する直線偏光成分を通過させ、この二成分間に
必要な位相差を与える複屈折を有するフィルムである。
従来、このような複屈折フィルムにはポリカーボネート
などの高分子材料を延伸し、高分子鎖を配向させ、延伸
方向の屈折率と、延伸方向に対し直交方向の屈折率に差
異を生じさせた延伸フィルムが多く利用されている。こ
のような複屈折フィルムは液晶表示分野にも活用されて
きており、特に光軸の傾いた複屈折フィルムは光学補償
フィルムとして液晶表示装置の視野角拡大に有効であ
る。2. Description of the Related Art A birefringent film is a film having a birefringence that allows a linearly polarized light component oscillating in a direction of a principal axis perpendicular to each other to pass therethrough and gives a necessary phase difference between the two components.
Conventionally, such a birefringent film is stretched by stretching a polymer material such as polycarbonate, orienting the polymer chains, and causing a difference between the refractive index in the stretching direction and the refractive index in the direction perpendicular to the stretching direction. Film is widely used. Such birefringent films have been used in the field of liquid crystal displays. In particular, birefringent films having an inclined optical axis are effective as optical compensation films for expanding the viewing angle of liquid crystal display devices.
【0003】液晶表示装置は、ブラウン管式の表示装置
と比較して、「平板状であるため狭い空間でも設置でき
る」、「軽量で持ち運び易い」、「デジタル映像である
ため高速の映像通信に馴染む」、「低電圧で駆動するた
め消費電力が少ない」などの利点を持っており、有力な
映像情報表示手段として急成長の途上にある。現在普及
している液晶表示装置の多くは、ねじれネマチック液晶
を利用している。[0003] Compared with a CRT display device, the liquid crystal display device is "flat and can be installed even in a small space", "light and easy to carry", and is adapted to high-speed video communication because it is a digital image. , And "low power consumption due to driving at low voltage", and is rapidly growing as a powerful video information display means. Many of the currently popular liquid crystal display devices use a twisted nematic liquid crystal.
【0004】液晶分子は、分子の長軸方向と短軸方向で
異なる屈性率を有するため複屈折を示す。図2に示すよ
うに、このような複屈折体に垂直に光が入射した場合と
斜めから光が入射した場合では位相差が生じる。図2に
よって、液晶内にα軸、β軸、γ軸をもってなる空間を
とると、その屈折率は図のような異方性の楕円体(21
0)で表される。液晶を二枚の偏光子で挟んだ構造から
成る液晶表示装置では、このような光学的異方性がある
と、見る方向によって表示色や表示コントラストが変化
するという視角特性が生じる。すなわち同一の出射光で
あっても屈折率楕円体の長軸(201)方向にある視野
(211)と、屈折率楕円体の長軸からずれた方向の視
野(212)では見えかたが異なる。この種の視野角特
性は液晶表示装置の視認性を低くするため、これを解消
するに好適な任意の光学補償作用をもつ複屈折フィルム
(およびその合理的製造法)の開発が課題となってい
る。[0004] Liquid crystal molecules exhibit birefringence because they have different refractive indexes in the major axis direction and the minor axis direction of the molecules. As shown in FIG. 2, there is a phase difference between the case where light is perpendicularly incident on such a birefringent body and the case where light is incident obliquely. As shown in FIG. 2, when a space having an α-axis, a β-axis, and a γ-axis is formed in the liquid crystal, the refractive index is anisotropic ellipsoid (21
0). In a liquid crystal display device having a structure in which a liquid crystal is sandwiched between two polarizers, such optical anisotropy causes a viewing angle characteristic in which a display color and a display contrast change depending on a viewing direction. That is, even if the emitted light is the same, the visual field (211) in the direction of the major axis (201) of the refractive index ellipsoid is different from the visual field (212) in the direction shifted from the major axis of the refractive index ellipsoid. . Since this kind of viewing angle characteristic lowers the visibility of the liquid crystal display device, development of a birefringent film (and a rational manufacturing method thereof) having an optional optical compensation function suitable for solving the problem has been an issue. I have.
【0005】これに対し、図3に示すように、液晶分子
を配向させる配向膜との界面においてプレチルト角によ
り斜めに配置される液晶分子の屈折率楕円体に対して、
屈折率楕円体を斜めに配置し補償する案(文献または特
許)が出されている。屈折率楕円体の傾斜した長軸(2
01)を含む液晶層(200)の上方に、この屈折率楕
円体(210)の光学的異方性を補償する光学特性、す
なわち長軸(301)をもった屈折率楕円体(310)
で表される光学的異方性をもった複屈折フィルム(30
0)を配することによって、視野(211)と視野(2
12)において感知される明るさ等を同質化するもので
ある。このような任意の光学特性(光軸の傾き)をもっ
た複屈折フィルムを製造する技術が必要になる。On the other hand, as shown in FIG. 3, the refractive index ellipsoid of the liquid crystal molecules arranged obliquely by the pretilt angle at the interface with the alignment film for aligning the liquid crystal molecules,
There have been proposals (literature or patent) for compensating by disposing a refractive index ellipsoid obliquely. The major axis (2
Above the liquid crystal layer (200) containing the refractive index ellipsoid (310) having the major axis (301).
Birefringent film having optical anisotropy represented by
0), the field of view (211) and the field of view (2)
The brightness and the like sensed in 12) are homogenized. A technique for manufacturing a birefringent film having such arbitrary optical characteristics (tilt of the optical axis) is required.
【0006】この視野角特性を改良するために、複屈折
フィルムの利用が提案されており、特開平3−3926
号、特開平3−291601号公報では、配向膜が形成
された基板に高分子液晶を塗布することにより、光学補
償フィルムとする案が記載されている。この方法では、
分子が基板に対して垂直方向に配列してしまうため、視
野角特性を十分に改善するには至らなかった。特開平4
−113301号、特開平5−80323号公報には、
一軸性のポリカーボネートを斜めにスライスする方法が
記載されている。しかし、該方法では大面積の複屈折フ
ィルムを低コストで得ることは難しい。特開平5−58
23号公報には、光異性化物質を用いる方法が記載され
ているが、該方法による複屈折フィルムでは熱、光安定
性が十分ではない。特開平7−287119号、特開平
7−287120号公報では、ラビング配向膜、SiO斜
方蒸着配向膜にディスコティック液晶を塗布し加熱・冷
却する方法も記載されているが、該方法でも配向膜を用
いているため、低コストで光学補償フィルムを得ること
は難しい。特開平11−189665号公報では、感光
性基を含む高分子塗布膜に、直線偏光性の紫外線を照射
し、感光性基の2量化反応を進め、任意の方向に光軸を
傾斜させる方法が記載されている。この方法で十分な大
きさの位相差を発現するには膜厚を厚くしなければなら
ないが、膜厚が厚くなるとヘイズ(曇り度)が生じるた
め、実用し難い。In order to improve the viewing angle characteristics, use of a birefringent film has been proposed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-291601 discloses a method in which a polymer liquid crystal is applied to a substrate on which an alignment film is formed to form an optical compensation film. in this way,
Since the molecules are arranged in a direction perpendicular to the substrate, the viewing angle characteristics have not been sufficiently improved. JP 4
No.-113301 and JP-A-5-80323,
A method of obliquely slicing uniaxial polycarbonate is described. However, with this method, it is difficult to obtain a large-area birefringent film at low cost. JP-A-5-58
No. 23 describes a method using a photoisomerizable substance, but the birefringent film obtained by the method has insufficient heat and light stability. JP-A-7-287119 and JP-A-7-287120 also describe a method of applying a discotic liquid crystal to a rubbing alignment film or a SiO oblique deposition alignment film and heating / cooling the same. Since it is used, it is difficult to obtain an optical compensation film at low cost. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-189665 discloses a method in which a polymer coating film containing a photosensitive group is irradiated with linearly polarized ultraviolet rays to promote a dimerization reaction of the photosensitive group and tilt the optical axis in an arbitrary direction. Has been described. In order to exhibit a sufficiently large phase difference by this method, the film thickness must be increased, but when the film thickness is increased, haze (cloudiness) is generated, and it is difficult to use the film.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】高分子フィルムの延伸
配向によって作製された複屈折フィルムの位相差は、配
向によって生じた複屈折と延伸されたフィルムの厚さの
積によって決まる。このため、該延伸フィルムではフィ
ルム全面において、延伸度、厚みを精密に制御する必要
があり、位相差を精度よく均一に保つのが難しかった。
また、延伸という工程により、分子は延伸方向に配向す
るため、光軸を傾斜させることは実質的に不可能であ
る。光軸を傾斜させた複屈折素子として、方解石などの
無機結晶を光軸に対して斜めに切り出し、表面を研磨し
たものも考えられるが、これらの無機結晶は屈折率の異
方性が小さいため、光学素子がかなり厚くなる結果高価
であり、低コストで大面積の光軸を傾斜させた薄層光学
素子を得ることはできない。本発明では、上記課題を解
決した複屈折フィルムの製造法を提供する。The retardation of a birefringent film produced by stretching the polymer film is determined by the product of the birefringence caused by the orientation and the thickness of the stretched film. For this reason, in the stretched film, it is necessary to precisely control the stretching degree and the thickness on the entire surface of the film, and it has been difficult to accurately and uniformly maintain the retardation.
In addition, since the molecules are oriented in the stretching direction by the stretching process, it is substantially impossible to tilt the optical axis. As a birefringent element with a tilted optical axis, an inorganic crystal such as calcite may be cut obliquely to the optical axis and the surface polished, but these inorganic crystals have small anisotropy in refractive index. However, the thickness of the optical element becomes considerably thick, resulting in high cost. Therefore, it is impossible to obtain a thin-layer optical element having a large-area optical axis inclined at a low cost. The present invention provides a method for producing a birefringent film that has solved the above problems.
【0008】[0008]
【課題を解決する手段】課題を解決する本発明の手段
は、光の位相差と光軸の方向を制御すると共に、熱安定
性と光安定性に優れた複屈折フィルムの製造法であっ
て、感光性の側鎖型高分子膜を少なくとも2層以上積層
しそれに直線偏光を照射して任意の位相差と任意の光軸
方向を有する複屈折フィルムを得ることを特徴とする複
屈折フィルムの製造方法、感光性の側鎖型高分子化合物
の構造として、側鎖には化学式1から化学式7で表され
る構造を少なくとも1つ含むことを特徴とする複屈折フ
ィルムの製造方法、感光性の側鎖型高分子の側鎖に化学
式8または化学式9で表される構造を含み、化学式10
で表される主鎖が炭化水素、アクリレート、メタクリレ
ート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、シロキサ
ンなどの構造を有することを特徴とする複屈折フィルム
の製造方法、直線偏光性の紫外線を照射する際の感光性
の側鎖型高分子膜の温度が、この側鎖型高分子の等方相
への転移温度との差10℃以内の範囲にあることを特徴
とする複屈折フィルムの製造方法、感光性の側鎖型高分
子ないしその支持体を加熱、および/または冷却する工
程を含むことを特徴とする複屈折フィルムの製造方法、
およびこの複屈折フィルムの製造方法によって得られる
ことを特徴とする複屈折フィルムにある。Means for Solving the Problems An object of the present invention is to provide a method for producing a birefringent film which is excellent in thermal stability and light stability while controlling the phase difference of light and the direction of an optical axis. A birefringent film characterized by laminating at least two layers of photosensitive side-chain type polymer films and irradiating it with linearly polarized light to obtain a birefringent film having any phase difference and any optical axis direction. The method for producing a birefringent film, wherein the side chain comprises at least one structure represented by Chemical Formula 1 to Chemical Formula 7 as a structure of the photosensitive side chain type polymer compound, The side chain of the side chain type polymer contains a structure represented by Formula 8 or 9 and has a structure represented by Formula 10
A method for producing a birefringent film, wherein the main chain represented by has a structure of hydrocarbon, acrylate, methacrylate, maleimide, N-phenylmaleimide, siloxane, or the like, A method for producing a birefringent film, wherein the temperature of the hydrophilic side-chain type polymer film is within a range of 10 ° C. or less from the transition temperature of the side-chain type polymer to the isotropic phase. A method for producing a birefringent film, comprising a step of heating and / or cooling the side chain type polymer or a support thereof.
And a birefringent film obtained by the method for producing a birefringent film.
【0009】[0009]
【作用】本発明の製造方法、およびこの製造方法により
得られる複屈折フィルムは、以下のような特異な光学的
機能をもっている。直線偏光性の紫外線の照射によっ
て、また共重合組成によって側鎖の配向を制御できる。
さらに、この複屈折フィルムを積層することにより光の
位相差を制御できる。その結果、光軸がフィルム面に対
し傾いた任意の大きさの位相差をもつ複屈折フィルムが
実現する。The production method of the present invention and the birefringent film obtained by this production method have the following unique optical functions. The orientation of side chains can be controlled by irradiation with linearly polarized ultraviolet light and by the copolymer composition.
Further, by laminating the birefringent films, the phase difference of light can be controlled. As a result, a birefringent film having an optical axis inclined with respect to the film surface and having an arbitrary phase difference is realized.
【0010】本発明の高分子を用いて製膜し、特定の方
向から直線偏光性の紫外線を照射することによって、高
分子の側鎖を照射した直線偏光紫外線の電界振動方向に
対し平行方向かつ照射光進行方向に対して垂直方向に配
向させた複屈折フィルムを作製できる。この照射をフィ
ルム面に対して斜め方向から行なうことによって、高分
子の側鎖を傾斜させて配向させることができ、この傾斜
は光の入射角を変えることによって任意の方向に設定で
きる。ここで、化学式8および化学式9で示される側鎖
は、長軸と短軸を有する屈折率楕円体であり、側鎖が配
向すると複屈折を呈する材料となる。側鎖が傾斜して配
列した高分子フィルムは、光軸が傾いた複屈折フィルム
となる。また、側鎖の配向程度は直線偏光紫外線の照射
量によって制御され、この側鎖の配向程度により位相差
も制御可能である。さらに、複屈折フィルムの位相差は
配向によって生じた複屈折とフィルムの厚さの積によっ
て決まることから、高分子塗布膜の厚さ、及びその積層
数をコントロールすることにより任意の大きさの位相差
をもつ複屈折フィルムを作製することができる。By forming a film using the polymer of the present invention and irradiating a linearly polarized ultraviolet ray from a specific direction, a direction parallel to the electric field vibration direction of the linearly polarized ultraviolet ray irradiated on the side chain of the polymer is obtained. A birefringent film oriented in the direction perpendicular to the direction of irradiation light can be produced. By performing the irradiation in an oblique direction with respect to the film surface, the side chains of the polymer can be tilted and oriented, and the tilt can be set in any direction by changing the incident angle of light. Here, the side chain represented by the chemical formulas 8 and 9 is a refractive index ellipsoid having a long axis and a short axis, and becomes a material exhibiting birefringence when the side chain is oriented. The polymer film in which the side chains are inclined is a birefringent film in which the optical axis is inclined. The degree of side chain orientation is controlled by the irradiation amount of linearly polarized ultraviolet light, and the phase difference can be controlled by the degree of side chain orientation. Furthermore, the retardation of the birefringent film is determined by the product of the birefringence caused by the orientation and the film thickness. Therefore, by controlling the thickness of the polymer coating film and the number of the laminated layers, an arbitrary size can be obtained. A birefringent film having a phase difference can be produced.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の詳細を説明す
る。前述の単独重合体または共重合体は、液晶性高分子
のメソゲン成分として多用されているビフェニル、ター
フェニル、フェニルベンゾエート、アゾベンゼンなどの
置換基と、桂皮酸基(または、その誘導体基)などの感
光性基を結合した構造を含む側鎖を有すると共に、感光
性基の結合していないメソゲン成分を含む側鎖、あるい
は感光性基の結合したメソゲン成分を含まない側鎖をあ
る割合で含有した、炭化水素、アクリレート、メタクリ
レート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、シロキ
サンなどの構造を主鎖に有する高分子である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below. The above-mentioned homopolymer or copolymer includes a substituent such as biphenyl, terphenyl, phenylbenzoate, or azobenzene, which is frequently used as a mesogen component of a liquid crystalline polymer, and a cinnamic acid group (or a derivative group thereof). Having a side chain containing a structure to which a photosensitive group is bonded and containing a proportion of a side chain containing a mesogen component to which a photosensitive group is not bonded or a side chain not containing a mesogen component to which a photosensitive group is bonded. , A polymer having a structure such as hydrocarbon, acrylate, methacrylate, maleimide, N-phenylmaleimide, or siloxane in the main chain.
【0012】該高分子体の溶液を基材上に塗布(スピン
コート)し高分子塗布膜を形成する。該高分子塗布膜
は、製膜時には無配向であり、感光性の側鎖部は特定方
向を向いていない。この状態を図4で説明すると、塗布
膜中(40)には長楕円で示される、照射直線偏光の電
界振動方向に対応した向きにある感光性の側鎖(41)
と感光性の乏しい側鎖(42)が無配向状態で存在して
いる。該膜に直線偏光の紫外線を照射すると、照射直線
偏光の電界振動方向D1かつ照射光進行方向D2に対し
垂直方向に配置されている桂皮酸基(または、その誘導
体基)などの感光性基(41)の2量化が最も鋭敏に起
こる。この2量化反応は、反応式1に示すようにシクロ
ブタン環を形成するものであり、この2量化反応を進め
るには、化学式1から化学式7の感光性基の部分が反応
し得る波長の直線偏光の照射を要する。この波長は、化
学式1から化学式7で示された−R1〜−R11の種類に
よっても異なるが、一般に200−500nmであり、
中でも250−400nmの有効性が高い場合が多い。The polymer solution is applied (spin-coated) on a substrate to form a polymer coating film. The polymer coating film is non-oriented at the time of film formation, and the photosensitive side chain does not face a specific direction. This state will be described with reference to FIG. 4. In the coating film (40), a photosensitive side chain (41) indicated by a long ellipse and corresponding to the direction of the electric field oscillation of the irradiation linearly polarized light.
And the side chain (42) having poor photosensitivity exist in a non-oriented state. When the film is irradiated with a linearly polarized ultraviolet ray, a photosensitive group such as a cinnamic acid group (or a derivative group thereof) disposed in a direction perpendicular to the electric field oscillation direction D1 and the irradiation light traveling direction D2 of the irradiated linearly polarized light. The dimerization of 41) occurs most sharply. This dimerization reaction forms a cyclobutane ring as shown in Reaction Formula 1. To proceed with this dimerization reaction, linearly polarized light having a wavelength at which the photosensitive group portion of Chemical Formulas 1 to 7 can react is used. Irradiation is required. This wavelength varies from Formula 1 according to the type of -R 1 ~-R 11 shown by Formula 7, generally a 200-500 nm,
In particular, the effectiveness of 250 to 400 nm is often high.
【0013】[0013]
【化11】 反応式1中に記した長方形は、側鎖型高分子液晶におい
て、高分子の主鎖と感光性基をつなぐ分子鎖であり、メ
ソゲン成分と屈曲成分を含む。Embedded image The rectangle described in the reaction formula 1 is a molecular chain connecting the main chain of the polymer and the photosensitive group in the side chain type polymer liquid crystal, and includes a mesogen component and a bent component.
【0014】感光性基を有していない側鎖や感光性基を
有していても直線偏光の電界振動方向かつ照射光進行方
向に対し垂直方向に配列していないため、2量化を起こ
さなかった側鎖(42)は、図5に示すように該光照射
の終了後の分子運動により、2量化した側鎖(51)と
同じ方向に配列する。その結果、高分子塗布膜全体(5
0)において、照射した直線偏光の電界振動方向D1か
つ照射光進行方向D2に対し垂直方向に側鎖が配列す
る。Even if there is a side chain having no photosensitive group or a photosensitive group, dimerization does not occur because they are not arranged in the direction of electric field oscillation of linearly polarized light and in the direction perpendicular to the direction of irradiation light travel. As shown in FIG. 5, the side chains (42) are arranged in the same direction as the dimerized side chains (51) due to the molecular motion after the light irradiation. As a result, the entire polymer coating film (5
In 0), the side chains are arranged in a direction perpendicular to the electric field oscillation direction D1 and the irradiation light traveling direction D2 of the irradiated linearly polarized light.
【0015】この光照射終了後の分子運動による配列
は、基板を加熱することにより促進される。基板の加熱
温度は、光反応した部分の軟化点より低く、光反応しな
かった側鎖および感光性基を有さない側鎖部分の軟化点
より高いことが望ましい。また、加温下(室温からTi
+10℃まで)で偏光露光することにより配向を促進す
ることができる。ここで、Tiは液晶相から等方相へ変
化するときの相転移温度を指す。好ましくはTi前後で
偏光露光することが有効である。このように偏光露光し
たのち加熱し未反応側鎖を配列させた膜または加熱下で
偏光露光し配向させた膜を該高分子の軟化点温度以下ま
で冷却すると分子が凍結され、本発明の複屈折フィルム
が得られる。ここで、感光性基を有さない側鎖は、光2
量化反応の架橋点の密度を下げ、再配向時の分子運動の
自由度を向上させ、自身の分子配向性により再配向を促
進する。The alignment by the molecular motion after the light irradiation is promoted by heating the substrate. The heating temperature of the substrate is desirably lower than the softening point of the photoreacted portion and higher than the softening points of the unreacted side chains and the side chain portions having no photosensitive group. In addition, under heating (from room temperature to Ti
Polarization exposure at up to + 10 ° C.) can promote alignment. Here, Ti indicates a phase transition temperature when the liquid crystal phase changes to an isotropic phase. Preferably, it is effective to perform polarized light exposure around T i . When the film subjected to the polarized light exposure and heated and the unreacted side chains are arranged or the film subjected to the polarized light exposure and orientation under heating is cooled to the softening point temperature of the polymer or less, the molecules are frozen, and the molecules of the present invention are frozen. A refractive film is obtained. Here, the side chain having no photosensitive group is light 2
It lowers the density of cross-linking points in the quantification reaction, improves the degree of freedom of molecular motion during reorientation, and promotes reorientation by its own molecular orientation.
【0016】本発明では光照射後の高分子膜に更に膜を
重ねて塗布することができる。この積層膜に直線偏光の
紫外線を照射すると上記と同様に、照射直線偏光の電界
振動方向かつ照射光進行方向に対し垂直方向に配置され
ている感光性基の2量化が起こる。感光性基を有してい
ない側鎖や感光性基を有していても直線偏光の電界振動
方向かつ照射光進行方向に対し垂直方向に配列していな
いため、2量化を起こさなかった側鎖はその後の分子運
動により、2量化した側鎖と同じ方向に配列する。その
結果、1層目と同様に、照射した直線偏光の電界振動方
向かつ照射光進行方向に対し垂直方向に側鎖が配列す
る。複屈折フィルムの位相差は配向によって生じた複屈
折とフィルムの厚さの積によって決まることから、この
積層により透過光が任意の大きさの位相差をもつ複屈折
フィルムを得ることができる。また、これまで十分な大
きさの位相差を発現するには膜厚を厚くする必要があ
り、そのためヘイズが発生していたが、該方法では1層
当りの膜厚を十分薄くすることで効果的にヘイズを抑制
できる。In the present invention, the polymer film after light irradiation can be further coated with a film. When the laminated film is irradiated with linearly polarized ultraviolet light, similarly to the above, dimerization of the photosensitive group disposed in the direction of the electric field oscillation of the linearly polarized light and in the direction perpendicular to the direction of the irradiation light occurs. Side chains that do not undergo dimerization because they are not aligned in the direction of electric field oscillation of linearly polarized light and in the direction perpendicular to the direction of irradiation light even though they have a photosensitive group or a photosensitive group. Are arranged in the same direction as the dimerized side chain by the subsequent molecular motion. As a result, as in the first layer, the side chains are arranged in the direction of the electric field oscillation of the irradiated linearly polarized light and in the direction perpendicular to the traveling direction of the irradiation light. Since the retardation of the birefringent film is determined by the product of the birefringence caused by the orientation and the thickness of the film, a birefringent film having transmitted light having an arbitrary magnitude of retardation can be obtained by this lamination. In addition, in order to exhibit a sufficiently large phase difference, it has been necessary to increase the film thickness. Therefore, haze has been generated. However, in this method, it is effective to reduce the film thickness per layer sufficiently. The haze can be suppressed effectively.
【0017】高分子材料の原料化合物に関する合成方法
を以下に示す。 (単量体1)4,4’−ビフェニルジオールと2−クロ
ロエタノールを、アルカリ条件下で加熱することによ
り、4−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエトキシビフェ
ニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で1,
6−ジブロモヘキサンを反応させ、4−(6−ブロモヘ
キシルオキシ)−4’−ヒドロキシエトキシビフェニル
を合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応さ
せ、4−ヒドロキシエトキシ−4’−(6−メタクリロ
イルヘキシルオキシ)ビフェニルを合成した。最後に、
塩基性条件下、塩化シンナモイルを加え、化学式11に
示されるメタクリル酸エステルを合成した。A method for synthesizing a raw material compound of a polymer material will be described below. (Monomer 1) 4,4′-biphenyldiol and 2-chloroethanol were heated under alkaline conditions to synthesize 4-hydroxy-4′-hydroxyethoxybiphenyl. This product is added under alkaline conditions with 1,
6-Dibromohexane was reacted to synthesize 4- (6-bromohexyloxy) -4′-hydroxyethoxybiphenyl. Next, lithium methacrylate was reacted to synthesize 4-hydroxyethoxy-4 ′-(6-methacryloylhexyloxy) biphenyl. Finally,
Under basic conditions, cinnamoyl chloride was added to synthesize a methacrylic ester represented by Chemical Formula 11.
【化12】 Embedded image
【0018】(単量体2)4−ヒドロキシ−4’−シア
ノビフェニルをアルカリ条件下で1,6−ジブロモヘキ
サンと反応させ、4−(6−ブロモヘキシルオキシ)−
4’−シアノビフェニルを合成した。次いで、リチウム
メタクリレートを反応させ、化学式12に示されるメタ
クリル酸エステルを合成した。(Monomer 2) 4-hydroxy-4'-cyanobiphenyl is reacted with 1,6-dibromohexane under alkaline conditions to give 4- (6-bromohexyloxy)-
4′-cyanobiphenyl was synthesized. Next, lithium methacrylate was reacted to synthesize a methacrylate ester represented by the chemical formula 12.
【化13】 Embedded image
【0019】(単量体3)4,4’−ビフェニルジオー
ルと2−クロロヘキサノールを、アルカリ条件下で加熱
することにより、4−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエ
トキシビフェニルを合成した。この生成物に、アルカリ
条件下で1,6−ジブロモヘキサンを反応させ、4−
(6−ブロモヘキシルオキシ)−4’−ヒドロキシエト
キシビフェニルを合成した。次いで、リチウムメタクリ
レートを反応させ、4−ヒドロキシエトキシ−4’−
(6−メタクリロイルヘキシルオキシ)ビフェニルを合
成した。最後に、塩基性の条件下において、4−メトキ
シ塩化シンナモイルを加え、化学式13に示されるメタ
クリル酸エステルを合成した。(Monomer 3) 4-Hydroxy-4'-hydroxyethoxybiphenyl was synthesized by heating 4,4'-biphenyldiol and 2-chlorohexanol under alkaline conditions. This product was reacted with 1,6-dibromohexane under alkaline conditions to obtain 4-
(6-Bromohexyloxy) -4′-hydroxyethoxybiphenyl was synthesized. Next, lithium methacrylate was reacted to give 4-hydroxyethoxy-4′-
(6-Methacryloylhexyloxy) biphenyl was synthesized. Finally, under basic conditions, 4-methoxycinnamoyl chloride was added to synthesize a methacrylic acid ester represented by Chemical Formula 13.
【化14】 Embedded image
【0020】(重合体1)単量体1と単量体2をテトラ
ヒドロフラン中に溶解し、反応開始剤としてAIBN(アゾ
ビスイソブチロニトリル)を添加して重合することによ
り重合体1を得た(x:y=29:71)。この重合体
1は、46−101℃の温度領域において、液晶性を呈
した。(Polymer 1) Polymer 1 is obtained by dissolving Monomer 1 and Monomer 2 in tetrahydrofuran, adding AIBN (azobisisobutyronitrile) as a reaction initiator, and polymerizing. (X: y = 29: 71). This polymer 1 exhibited liquid crystallinity in a temperature range of 46 to 101 ° C.
【0021】(重合体2)単量体1と単量体2をテトラ
ヒドロフラン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加
して重合することにより重合体2を得た(x:y=4
7:53)。この重合体2は、47−95℃の温度領域
において、液晶性を呈した。(Polymer 2) Polymer 1 was obtained by dissolving Monomer 1 and Monomer 2 in tetrahydrofuran and adding AIBN as a reaction initiator to carry out polymerization (x: y = 4).
7:53). This polymer 2 exhibited liquid crystallinity in a temperature range of 47-95 ° C.
【0022】(重合体3)単量体1と単量体2をテトラ
ヒドロフラン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加
して重合することにより重合体3を得た(x:y=8
0:20)。この重合体3は、42−75℃の温度領域
において、液晶性を呈した。(Polymer 3) Monomer 1 and Monomer 2 were dissolved in tetrahydrofuran, and AIBN was added as a reaction initiator and polymerized to obtain Polymer 3 (x: y = 8).
0:20). This polymer 3 exhibited liquid crystallinity in a temperature range of 42 to 75 ° C.
【0023】(重合体4)単量体3をテトラヒドロフラ
ン中に溶解し、反応開始剤としてAIBNを添加して重合す
ることにより重合体4を得た。この重合体4も液晶性を
呈した。(Polymer 4) Polymer 4 was obtained by dissolving monomer 3 in tetrahydrofuran, adding AIBN as a reaction initiator, and polymerizing. This polymer 4 also exhibited liquid crystallinity.
【0024】本発明の高分子材料は、熱分析による相転
移温度の発現、偏光顕微鏡観察による液晶温度領域で
の、複屈折性の光学模様の発現から、液晶性の材料であ
ることを確認した。化学式10において、x:y:z=
47:53:0、n=6、m=2、k=6、X,Y=n
one、W1=化学式1、W2=−CN、−R1〜−R7=
H、主鎖がメタクリレートである本発明の高分子材料の
熱分析曲線は、昇温過程で47℃に吸熱ピーク、95℃
にも吸熱ピークが認められ、偏光顕微鏡観察で、該温度
領域で複屈折性の光学模様を発現する液晶性の材料であ
った。The polymer material of the present invention was confirmed to be a liquid crystal material from the appearance of a phase transition temperature by thermal analysis and the appearance of a birefringent optical pattern in the liquid crystal temperature range by observation with a polarizing microscope. . In the chemical formula 10, x: y: z =
47: 53: 0, n = 6, m = 2, k = 6, X, Y = n
one, W 1 = formula 1, W 2 = -CN, -R 1 ~-R 7 =
H, the thermal analysis curve of the polymer material of the present invention in which the main chain is methacrylate shows an endothermic peak at 47 ° C. during the temperature rise process, and 95 ° C.
An endothermic peak was also observed, and it was a liquid crystal material that exhibited a birefringent optical pattern in the temperature region under observation with a polarizing microscope.
【0025】図1には、本発明の重合体を用いた液晶配
向膜の製造方法(装置)を示す。電源(12)によって
励起された紫外線ランプ(11)で発生した非偏光(1
6)を、光学素子(13)(例えばグランテーラープリ
ズム)を介して、偏光紫外線(17)に変換し、基板
(15)上に塗布された樹脂膜(14)に照射する(基
板法線方向から照射すると限定するものではない)。FIG. 1 shows a method (apparatus) for producing a liquid crystal alignment film using the polymer of the present invention. The unpolarized light (1) generated by the ultraviolet lamp (11) excited by the power supply (12)
6) is converted into polarized ultraviolet light (17) via an optical element (13) (for example, a Glan-Taylor prism), and is applied to the resin film (14) applied on the substrate (15) (in the normal direction of the substrate). The irradiation is not limited to this.)
【実施例】実施例1から9は、本発明の高分子材料を用
い、光軸の傾いた複屈折フィルムを作製した実施例であ
る。EXAMPLES Examples 1 to 9 are examples in which a birefringent film having an inclined optical axis was produced using the polymer material of the present invention.
【0026】(実施例1)重合体1をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して20度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で15秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法
(液晶若手研究会:『液晶ディスプレイの最先端』,
(1983)シグマ出版 に記載の方法)で側鎖の配向
角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ20度であること
を確認した。また、この基板の面内位相差は250nm
であった。(Example 1) Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 90 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be inclined by 20 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 15 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. Crystal rotation method (Liquid Crystal Research Group: “The Latest in Liquid Crystal Display”,
(1983), the orientation angle of the side chain was measured, and it was confirmed that the optical axis was approximately 20 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate is 250 nm.
Met.
【0027】(実施例2)重合体1をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して20度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ20度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
380nmであった。Example 2 Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 90 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be tilted by 20 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 20 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 380 nm.
【0028】(実施例3)重合体1をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して30度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で30秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ30度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
350nmであった。Example 3 Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 90 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and was irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism at room temperature from a direction perpendicular to the horizontal plane. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 350 nm.
【0029】(実施例4)重合体1をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して30度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、30層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ30度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
570nmであった。Example 4 Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 90 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and ultraviolet irradiation were repeated, and the substrate having 30 layers was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 570 nm.
【0030】(実施例5)重合体1をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約150nmの厚
さでスピンコートした。該基板を水平面に対して20度
傾くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直
線偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から
室温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を
繰り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加
熱後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法
で側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ20
度であることを確認した。また、この基板の面内位相差
は630nmであった。Example 5 Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 150 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be tilted by 20 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted into linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by the crystal rotation method.
Degree was confirmed. The in-plane retardation of this substrate was 630 nm.
【0031】(実施例6)重合体1をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約45nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して20度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ20度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
190nmであった。Example 6 Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 45 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be tilted by 20 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted into linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 20 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 190 nm.
【0032】(実施例7)重合体2をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して30度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ30度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
260nmであった。Example 7 The polymer 2 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 90 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 260 nm.
【0033】(実施例8)重合体3をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して30度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ30度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
170nmであった。Example 8 The polymer 3 was dissolved in chloroform, and one layer of about 90 nm was spin-coated on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 170 nm.
【0034】(実施例9)重合体4をクロロホルムに溶
解し、光学的に等方性の基板上に1層約90nmの厚さ
でスピンコートした。該基板を水平面に対して30度傾
くように配置し、グランテーラープリズムを用いて直線
偏光に変換した紫外線を、水平面に対し垂直方向から室
温で20秒間照射した。スピンコート、紫外線照射を繰
り返し、20層積層した基板を100℃で10分間加熱
後、室温まで冷却した。クリスタルローテーション法で
側鎖の配向角を測定し、光軸が水平面に対しほぼ30度
であることを確認した。また、この基板の面内位相差は
85nmであった。Example 9 The polymer 4 was dissolved in chloroform and spin-coated with a thickness of about 90 nm on an optically isotropic substrate. The substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and irradiated with ultraviolet light converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 20 seconds. Spin coating and irradiation with ultraviolet light were repeated, and the substrate having 20 layers laminated was heated at 100 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature. The orientation angle of the side chain was measured by a crystal rotation method, and it was confirmed that the optical axis was approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane. The in-plane retardation of this substrate was 85 nm.
【0035】これら実施例より、直線偏光を斜め方向か
ら照射するという比較的簡便な方法により、光軸が傾い
た位相差を制御した複屈折フィルムの製造が可能である
ことが立証できた。また、これらはヘイズが殆ど無く、
実用に十分耐えうるものであった。From these examples, it was proved that a relatively simple method of irradiating linearly polarized light from an oblique direction enables the production of a birefringent film in which the optical axis is inclined and the phase difference is controlled. Also, these have almost no haze,
It was enough for practical use.
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】[0037]
【発明の効果】直線偏光照射という簡便な操作により、
従来技術のような延伸工程を用いなくても複屈折フィル
ムを得ることができる。更に、積層数を変えることによ
り任意の大きさの位相差を持つ複屈折フィルムが作製可
能であり、加えて偏紫外光の照射量を変えることにより
同一基板内において、位相差の異なる領域の作製も可能
であり、様々な光学素子への活用が期待される。また、
本発明の高分子材料の複屈折フィルムでは、直線偏光紫
外線の照射により側鎖を配向したフィルムに、更に紫外
線を照射することにより感光性基の2量化反応を促進さ
せ、側鎖の配向を強固に固定することができる。このよ
うな複屈折フィルムは、耐熱性、光安定性に優れ実用に
充分であった。光軸の傾斜した複屈折フィルムは、旋光
モード、複屈折モードを利用したねじれネマチック液晶
を使った液晶表示装置において視野角拡大用の光学補償
フィルムとして活用できる。従来このような、光軸の傾
斜した複屈折フィルムを大面積において低コストで作製
することができなかったが、本発明によって、直線偏光
を斜方から照射するという簡便な操作で光軸が傾いた大
画面の複屈折フィルムの作製も可能となった。According to the simple operation of irradiating linearly polarized light,
A birefringent film can be obtained without using a stretching step as in the prior art. Furthermore, by changing the number of layers, a birefringent film having an arbitrary phase difference can be manufactured. In addition, by changing the irradiation amount of polarized ultraviolet light, regions having different phase differences can be manufactured in the same substrate. Is also possible, and it is expected to be used for various optical elements. Also,
In the birefringent film of the polymer material of the present invention, a film in which side chains are oriented by irradiation of linearly polarized ultraviolet rays is further irradiated with ultraviolet rays to promote a dimerization reaction of a photosensitive group, thereby strengthening the orientation of side chains. Can be fixed. Such a birefringent film was excellent in heat resistance and light stability and was sufficient for practical use. A birefringent film having an inclined optical axis can be used as an optical compensation film for expanding a viewing angle in a liquid crystal display device using a twisted nematic liquid crystal utilizing an optical rotation mode and a birefringence mode. Conventionally, such a birefringent film having an inclined optical axis could not be produced at a low cost in a large area. However, according to the present invention, the optical axis was inclined by a simple operation of irradiating linearly polarized light obliquely. Large-sized birefringent films can also be manufactured.
【0038】[0038]
【図1】本発明の光学補償フィルムの製造方法を示す概
念図FIG. 1 is a conceptual diagram showing a method for producing an optical compensation film of the present invention.
【図2】液晶分子の見る方向による屈折率異方性の説明
概念図FIG. 2 is an explanatory conceptual diagram of refractive index anisotropy depending on a viewing direction of liquid crystal molecules.
【図3】液晶分子の屈折率異方性を光学補償する屈折率
楕円体の説明図FIG. 3 is an explanatory view of a refractive index ellipsoid for optically compensating for the refractive index anisotropy of liquid crystal molecules.
【図4】斜め偏光露光により感光した側鎖の模式図FIG. 4 is a schematic view of a side chain exposed by oblique polarization exposure.
【図5】偏光露光後の分子運動により配列した側鎖の模
式図FIG. 5 is a schematic view of side chains arranged by molecular motion after polarized light exposure.
11・・・紫外線ランプ 12・・・電源 13・・・光学素子(グランテーラープリズム) 14・・・樹脂膜(重合体) 15・・・基板 16・・・非偏光 17・・・偏光紫外線 40・・・高分子塗布膜 41・・・感光した側鎖 42・・・感光し難い側鎖 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Ultraviolet lamp 12 ... Power supply 13 ... Optical element (Glan-Taylor prism) 14 ... Resin film (polymer) 15 ... Substrate 16 ... Non-polarized light 17 ... Polarized ultraviolet light 40 ... Polymer coating film 41 ... Side chain exposed 42 ... Side chain hardly exposed
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29D 11/00 B29D 11/00 C08L 33:14 C08L 33:14 Fターム(参考) 2H049 BA12 BA42 BC05 BC09 BC22 4F073 AA32 BA18 BB01 CA45 4F100 AK01A AK01B AK24A AK24B AK25A AK25B AK49A AK49B AK52A AK52B BA02 EJ54 JN17A JN17B JN18 4F213 AA21 AA34 AH34 AP06 AP10 AP18 AR07 AR11 AR19 WA14 WA53 WA58 WA86 WA87 WB01 WB22 WC02 WE02 WE30 WF01 WF24 WK05 WW02 WW33 WW34 4J100 AL08P AL08Q AL71P AL71Q BA02P BA02Q BA05P BA05Q BA15P BA15Q BA40P BA40Q BA45P BA45Q BB01P BB01Q BC04P BC04Q BC43P BC43Q BC44P BC44Q CA01 CA04 DA66 JA39 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // B29D 11/00 B29D 11/00 C08L 33:14 C08L 33:14 F term (reference) 2H049 BA12 BA42 BC05 BC09 BC22 4F073 AA32 BA18 BB01 CA45 4F100 AK01A AK01B AK24A AK24B AK25A AK25B AK49A AK49B AK52A AK52B BA02 EJ54 JN17A JN17B JN18 4F213 AA21 AA34 AH34 AP06 AP11 WA18 WB07 WB02 AL08P AL08Q AL71P AL71Q BA02P BA02Q BA05P BA05Q BA15P BA15Q BA40P BA40Q BA45P BA45Q BB01P BB01Q BC04P BC04Q BC43P BC43Q BC44P BC44Q CA01 CA04 DA66 JA39
Claims (6)
層以上積層し、それに直線偏光性の紫外線を照射して、
光軸を任意の方向に傾けた一軸性複屈折フィルムを得る
ことを特徴とする複屈折フィルムの製造方法。1. A photosensitive side-chain type polymer film having at least two
Laminate more than one layer, irradiate it with linearly polarized ultraviolet light,
A method for producing a birefringent film, characterized in that a uniaxial birefringent film having an optical axis inclined in an arbitrary direction is obtained.
おいて、感光性の側鎖型高分子の構造として、側鎖に化
学式1から化学式7で表される構造を少なくとも1つ含
むことを特徴とする複屈折フィルムの製造方法。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 【化7】 但し、−R1〜R11=−H、−CN、ハロゲン基、アル
キル基またはメトキシ基などのアルキルオキシ基であ
る。2. The method for producing a birefringent film according to claim 1, wherein the photosensitive side chain-type polymer has at least one structure represented by Chemical Formula 1 to Chemical Formula 7 in the side chain. A method for producing a birefringent film. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image However, -R 1 ~R 11 = -H, -CN, halogen group, an alkyl group such as an alkyl group or a methoxy group.
おいて、感光性の側鎖型高分子の側鎖に化学式8または
化学式9で表される構造を含み、化学式10で表される
主鎖が炭化水素、アクリレート、メタクリレート、マレ
イミド、N−フェニルマレイミド、シロキサンなどの構
造を有することを特徴とする複屈折フィルムの製造方
法。 【化8】 【化9】 【化10】 但し、x+y+z=1、n=1〜12、m=1〜12、
k=1〜12、X、Y=none、−COO、−OC
O、−N=N−、−C=C−or−C6H4−、−R1〜
R11=−H、−CN、ハロゲン基、アルキル基またはメ
トキシ基などのアルキルオキシ基、W1、W2、W3=−
H、−CN、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシ基、
アルケニル基、アルケニルオキシ基、シクロヘキシル
基、シクロヘキセニル基およびそれらを弗化した基であ
り、少なくとも1つは化学式1または化学式2または化
学式3または化学式4または化学式5または化学式6ま
たは化学式7の何れかで表される構造である。3. The method for producing a birefringent film according to claim 1, wherein the side chain of the photosensitive side-chain type polymer includes a structure represented by Chemical Formula 8 or 9 and a main chain represented by Chemical Formula 10. Has a structure of hydrocarbon, acrylate, methacrylate, maleimide, N-phenylmaleimide, siloxane or the like. Embedded image Embedded image Embedded image Where x + y + z = 1, n = 1 to 12, m = 1 to 12,
k = 1 to 12, X, Y = none, -COO, -OC
O, -N = N -, - C = C-or-C 6 H 4 -, - R 1 ~
R 11 = -H, -CN, alkyl group such as a halogen group, an alkyl group or a methoxy group, W 1, W 2, W 3 = -
H, -CN, a halogen group, an alkyl group, an alkoxy group,
An alkenyl group, an alkenyloxy group, a cyclohexyl group, a cyclohexenyl group and a group obtained by fluorinating them, at least one of which is any one of the chemical formula 1, the chemical formula 2, the chemical formula 3, the chemical formula 4, the chemical formula 5, the chemical formula 6, or the chemical formula 7 It is a structure represented by
おいて、直線偏光性の紫外線を照射する際の感光性側鎖
型高分子膜の温度が、この側鎖型高分子の等方相への転
移温度との差10℃以内の範囲にあることを特徴とする
複屈折フィルムの製造方法。4. The method for producing a birefringent film according to claim 1, wherein the temperature of the photosensitive side-chain type polymer film when irradiating linearly polarized ultraviolet light is changed to an isotropic phase of the side-chain type polymer. A method for producing a birefringent film, wherein the difference from the transition temperature is within 10 ° C.
おいて、感光性の側鎖型高分子膜ないしその支持体を加
熱、および/または冷却する工程を含むことを特徴とす
る複屈折フィルムの製造方法。5. The method for producing a birefringent film according to claim 1, further comprising a step of heating and / or cooling the photosensitive side chain type polymer film or its support. Production method.
ルムの製造方法によって得られることを特徴とする複屈
折フィルム。6. A birefringent film obtained by the method for producing a birefringent film according to claim 1.
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