CN102317823A - 复合薄膜的制造方法及复合薄膜 - Google Patents

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Abstract

通过斜向拉伸法，可以获得吸收轴与薄膜的宽度方向相倾斜的偏光膜。但难以获得薄的偏光薄膜。通过现有的、在支撑薄膜35上将液晶化合物31涂布成薄膜状、使液晶化合物31取向来将薄膜制成偏光膜40的制造方法，可容易地获得薄的偏光膜40。然而，无法获得吸收轴32与支撑薄膜35的宽度方向39相倾斜的偏光膜40。对支撑薄膜11的表面沿2个方向进行取向处理。在支撑薄膜11的表面涂布含有溶致液晶化合物14的溶液。溶致液晶化合物14的柱状缔合体15沿第一取向处理方向12与第二取向处理方向13的矢量和方向(取向方向16)取向。由此，可以获得吸收轴17与宽度方向19相倾斜的薄的偏光膜18。

Description

复合薄膜的制造方法及复合薄膜
技术领域
本发明涉及具备偏光膜和支撑薄膜的复合薄膜的制造方法及通过该制造方法获得的复合薄膜。
背景技术
偏光薄膜通常将吸附了二色性物质的薄膜拉伸来制造。由于拉伸装置的结构的限制，拉伸方向通常为薄膜的长度方向或宽度方向。将薄膜沿长度方向拉伸时，吸收轴为长度方向；沿宽度方向拉伸时，吸收轴为宽度方向。无论在哪种情况下，吸收轴均与薄膜的宽度方向平行或垂直，无法形成吸收轴与宽度方向相倾斜的偏光膜。所谓吸收轴与宽度方向相倾斜是指吸收轴与宽度方向既不平行也不垂直。
然而，有时吸收轴与宽度方向相倾斜的偏光薄膜的利用率高。因此，已知有为了获得吸收轴与宽度方向相倾斜的偏光薄膜而使用特殊的拉幅拉伸装置进行斜向拉伸的制造方法(例如专利文献1)。
通过该制造方法获得的吸收轴与宽度方向相倾斜的偏光薄膜在冲切时废弃部分少、偏光薄膜的利用率高。然而，由于现有的斜向拉伸法在拉伸时薄膜容易断裂，因此难以制造薄的(例如厚度10μm的)偏光薄膜。
另一方面，作为与薄膜拉伸法不同的偏光薄膜的制造方法，有在支撑薄膜上将液晶化合物涂布成薄膜状、使液晶化合物取向来将薄膜制成偏光膜的制造方法。
参照图2对该制造方法进行说明。在溶液中，多个溶致液晶化合物31以吸收轴32(分子长轴)平行的方式堆叠，形成柱状缔合体33。
溶液中的柱状缔合体33具有如下性质：在支撑薄膜35上被涂布成薄膜状时，与支撑薄膜35的取向处理方向36平行地排列。因此，柱状缔合体33的取向方向37变得与取向处理方向36平行。由于支撑薄膜35的取向处理方向36通常为长度方向38，因此柱状缔合体33的取向方向37为支撑薄膜35的长度方向38。
此时，溶致液晶化合物31的吸收轴32(分子长轴)由于与取向方向37垂直，因此与支撑薄膜35的长度方向38垂直。因此，吸收轴32与支撑薄膜35的宽度方向39平行。
偏光膜40是大量柱状缔合体33取向、形成薄膜状而成的。复合薄膜30是包括支撑薄膜35和偏光膜40的层叠体。
通过该制造方法，可容易地获得薄的(例如厚度10μm以下的)偏光膜40。然而，以现有的制造方法无法获得吸收轴32与支撑薄膜35的宽度方向39相倾斜这样的偏光膜40。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-144838号公报
发明内容
发明要解决的问题
通过现有的斜向拉伸法，可以获得吸收轴与薄膜的宽度方向相倾斜的偏光膜。然而，由于在拉伸时薄膜容易断裂，因此难以获得薄的(例如厚度10μm的)偏光薄膜。
通过现有的、在支撑薄膜35上将液晶化合物31涂布成薄膜状、使液晶化合物31取向来将薄膜制成偏光膜40的制造方法，可容易地获得薄的(例如厚度10μm以下的)偏光膜40。然而，无法获得吸收轴32与支撑薄膜35的宽度方向39相倾斜的偏光膜40。
本发明的目的在于实现吸收轴与宽度方向相倾斜且薄的(例如厚度10μm以下的)偏光膜。
用于解决问题的方案
(1)本发明为一种复合薄膜的制造方法，该复合薄膜具备支撑薄膜、和具有与支撑薄膜的宽度方向相倾斜的吸收轴的偏光膜。本发明包括工序A和工序B。在工序A中，沿支撑薄膜的面内的2个不同的方向进行取向处理。在工序B中，在支撑薄膜的取向处理面涂布含有会在溶液中形成柱状缔合体的溶致液晶化合物的溶液，使柱状缔合体取向，从而形成偏光膜。
(2)在本发明的制造方法中，2个方向的取向处理的成角角度为30°～150°。
(3)本发明的复合薄膜是通过上述记载的制造方法制造的。
(4)本发明的复合薄膜的溶致液晶化合物为通式(1)所示的偶氮化合物，
[化学式1]
Figure BPA00001422875300031
通式(1)中，R表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、乙酰基、苯甲酰基、或可以具有取代基的苯基；M表示抗衡离子；X表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的烷氧基、或-SO3M基。
(5)本发明的复合薄膜的溶致液晶化合物为结构式(2)所示的偶氮化合物，
[化学式2]
Figure BPA00001422875300041
本发明人等为解决上述课题而进行了深入研究。参照图1对其成果进行说明。在本发明的制造方法中，首先，对支撑薄膜11的表面沿2个不同的方向进行取向处理。以它们为第一取向处理方向12和第二取向处理方向13。可以对第一取向处理方向12和第二取向处理方向13中的任一个先进行取向处理。
接着，在支撑薄膜11的表面涂布含有溶致液晶化合物14的溶液。溶致液晶化合物14在溶液中形成柱状缔合体15。柱状缔合体15沿第一取向处理方向12与第二取向处理方向13的矢量和方向(取向方向16)取向。溶致液晶化合物14的吸收轴17与柱状缔合体15的取向方向16垂直。
如果利用柱状缔合体15的该取向的性质，则可以在支撑薄膜11上形成吸收轴17与宽度方向19相倾斜的偏光膜18。吸收轴17也与长度方向20相倾斜。
大量的柱状缔合体15成为薄膜状而形成偏光膜18。本发明的复合薄膜10是具备支撑薄膜11和偏光膜18的层叠体。
发明的效果
在本发明的制造方法中，首先，对支撑薄膜11的表面沿2个方向(第一取向处理方向12和第二取向处理方向13)进行取向处理。接着，在支撑薄膜11的表面涂布含有溶致液晶化合物14的溶液。溶致液晶化合物14的柱状缔合体15沿第一取向处理方向12与第二取向处理方向13的矢量和方向(取向方向16)取向。
这样，可以在支撑薄膜11上形成吸收轴17与宽度方向19相倾斜的偏光膜18。
偏光膜18可以从支撑薄膜11上剥离来使用。在该情况下，可以作为比以往要薄的偏光薄膜而对各种光学装置的薄型化作出贡献。
附图说明
图1为本发明的复合薄膜的示意图。
图2为现有的复合薄膜的示意图。
附图标记说明
10 复合薄膜
11 支撑薄膜
12 第一取向处理方向
13 第二取向处理方向
14 溶致液晶化合物
15 柱状缔合体
16 取向方向
17 吸收轴
18 偏光膜
19 宽度方向
20 长度方向
30 复合薄膜
31 溶致液晶化合物
32 分子长轴
32 吸收轴
33 柱状缔合体
35 支撑薄膜
36 取向处理方向
37 取向方向
38 长度方向
39 宽度方向
40 偏光膜
具体实施方式
[本发明的制造方法]
本发明为在支撑薄膜11上层叠有偏光膜18的复合薄膜10的制造方法，所述偏光膜18具有与支撑薄膜11的宽度方向19为不同方向的吸收轴17。本发明的制造方法包括工序A和工序B。
在工序A中，对支撑薄膜11的表面沿2个方向进行取向处理。所谓2个方向是指第一取向处理方向12和第二取向处理方向13。
在工序B中，在支撑薄膜11的表面涂布含有溶致液晶化合物14的溶液。溶致液晶化合物14在溶液中形成柱状缔合体15。柱状缔合体15沿第一取向处理方向12与第二取向处理方向13的矢量和方向(取向方向16)取向。
本发明的制造方法除了包括工序A和B以外，还可以包括其他工序。作为这种工序，例如有在工序B之后使溶致液晶化合物14的取向层(偏光膜18)干燥的工序。
[工序A]
在工序A中，对支撑薄膜11的表面沿2个方向进行取向处理的工序。所谓2个方向是指第一取向处理方向12和第二取向处理方向13。
支撑薄膜11从单侧支撑偏光膜18。对支撑薄膜11的材料没有特别的限制，例如可列举出聚酯系树脂、纤维素系树脂、环烯烃系树脂、丙烯酸系树脂。
支撑薄膜11可以是单层薄膜，也可以是在单层薄膜上涂布有聚酰亚胺、聚乙烯醇等的高分子膜的多层薄膜。支撑薄膜11的总厚度优选为10μm～200μm。
作为取向处理，例如可列举出摩擦处理、斜向蒸镀处理、等离子体处理。这些取向处理例如在松本正一·角田市良合著的《液晶的基础与应用》(工业调查会，1991年发行)中有解说。
作为沿面内的2个不同方向进行取向处理的方法，例如有以下方法。
(1)沿2个不同方向进行摩擦处理。
(2)在进行斜向蒸镀处理之后，沿与其不同方向进行摩擦处理。
(3)将沿不同方向分别进行了摩擦处理的2片摩擦薄膜重叠，使得彼此的摩擦处理面相对，在其中一片摩擦薄膜上转印另一片摩擦薄膜的取向限制力。
在以对支撑薄膜11实施的2个方向的取向处理为第一取向处理(方向12)和第二取向处理(方向13)时，第一取向处理方向12与第二取向处理方向13的成角角度θ优选为30°～150 °。
[工序B]
在工序B中，在工序A中获得的支撑薄膜11的取向处理表面涂布含有溶致液晶化合物14的溶液，从而形成偏光膜18。溶致液晶化合物14在溶液中形成柱状缔合体15。大量的柱状缔合体15成为薄膜状而形成偏光膜18。具备支撑薄膜11和偏光膜18的层叠体即为本发明的复合薄膜10。
在本发明中，“溶致液晶化合物”是指在溶剂中溶解而形成液晶化合物溶液、会由溶液中的浓度变化引起由各向同性相向液晶相(或者与此相反)的相变的液晶化合物。
通过将溶致液晶化合物溶液在各向同性相状态、或者液晶相状态下涂布于取向处理表面，可以使其沿一个方向取向。
溶致液晶化合物通过以分子长轴(吸收轴17)朝向横向的方式堆叠而形成柱状缔合体15。由X射线衍射求出的柱状缔合体15的长度L1优选为4nm～9nm。
溶致液晶化合物14只要显示上述性质则没有特别的限制，例如可使用偶氮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、喹酞酮系化合物、萘醌系化合物、部花青系化合物。
作为本发明所使用的溶致液晶化合物14，通式(1)所示的偶氮化合物是适宜的。通式(1)所示的偶氮化合物在溶液中显示稳定的液晶性，取向性优异。
[化学式1]
Figure BPA00001422875300081
通式(1)中，R表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、乙酰基、苯甲酰基、或可以具有取代基的苯基。M表示抗衡离子，优选为氢原子、碱金属原子、或碱土金属原子。X表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的烷氧基、或-SO3M基。
通式(1)所示的偶氮化合物例如可以如下获得：通过常用方法使苯胺衍生物和萘磺酸衍生物进行重氮化和偶联反应而形成单偶氮化合物，然后进一步进行重氮化，并与氨基萘酚二磺酸衍生物进行偶联反应，从而获得。
本发明中使用的溶液含有溶致液晶化合物14和将其溶解的溶剂。相对于溶液的总重量，溶致液晶化合物14的浓度优选为1重量％～15重量％。
溶液的涂布可使用任意的涂布机。前述涂布机例如为具有拉网模头(tension web die)、槽模、绕线棒、或帘涂辊的涂布机。
由工序B获得的偏光膜18含有溶致液晶化合物14，溶致液晶化合物14所形成的柱状缔合体15沿一个方向取向。
这种偏光膜18在可见光区域(波长380nm～780nm)显示吸收二色性。偏光膜18的厚度优选为0.1μm～5μm。
偏光膜18优选干燥至溶剂含有率为50重量％以下。该情况下的干燥手段为自然干燥、减压干燥、加热干燥等。
[复合薄膜]
由本发明的制造方法获得的复合薄膜10具备支撑薄膜11、和具有与支撑薄膜11的宽度方向19相倾斜的方向的吸收轴17的偏光膜18。复合薄膜10的总厚度优选大于10μm且为250μm以下。
实施例
[合成例]
根据常用方法使4-硝基苯胺与8-氨基-2-萘磺酸进行重氮化和偶联反应而获得单偶氮化合物。“常用方法”根据细田丰著《理论制造染料化学第5版》昭和43年7月15日技法堂发行的135页～152页。
同样根据常用方法使该单偶氮化合物进行重氮化，并进一步与1-氨基-8-萘酚-2，4-二磺酸锂盐进行偶联反应而获得包含结构式(2)的偶氮化合物的粗产物。用氯化锂对其进行盐析而获得结构式(2)的偶氮化合物。
[化学式2]
Figure BPA00001422875300101
将结构式(2)的偶氮化合物溶解于离子交换水，制备20重量％的水溶液。在该水溶液中，偶氮化合物形成柱状缔合体，在室温(23℃)下显示向列型液晶相。
[实施例]
用棉制抛光布(吉川化工公司制造的YA-25-C)对厚度100μm的环烯烃系树脂薄膜(OPTES Inc.制造的ZEONOR)的表面沿2个方向摩擦来实施摩擦处理，从而获得支撑薄膜。2个方向是以薄膜的宽度方向为基准的逆时针40°和90°。
在支撑薄膜的摩擦处理面涂布含有结构式(2)的偶氮化合物的水溶液(浓度7重量％)，使其取向，干燥，从而制作厚度0.5μm的偏光膜。
所得偏光膜的柱状缔合体的取向方向是以支撑薄膜的宽度方向为基准的逆时针65°。该方向为2个方向的摩擦处理的矢量和方向。所得偏光膜的吸收轴与柱状缔合体的取向方向垂直，为逆时针155°。
[测定方法]
[厚度]
将偏光膜的一部分剥离，用三维非接触表面形状计测系统(Ryoka systems Inc.制造的Micromap MM5200)测定高低差，求得偏光膜的厚度。
[液晶相]
将少量溶致液晶化合物溶液夹在2片载玻片间，用具有显微镜用大型试样加热冷却台(JAPAN HIGH TECH CO.，LTD.制造的10013L)的偏光显微镜(Olympus Corporation制造的OPTIPHOT-POL)观察液晶相。
产业上的可利用性
本发明的偏光膜和复合薄膜的用途没有限制，例如可适宜地用于液晶电视、电脑显示器、手机、游戏机、数码相机、摄像机、车载导航仪、OA设备、FA设备的液晶面板。

Claims (5)

1.一种复合薄膜的制造方法，其特征在于，该复合薄膜具备支撑薄膜、和具有与所述支撑薄膜的宽度方向相倾斜的吸收轴的偏光膜，所述制造方法包括：
工序A，沿所述支撑薄膜的面内的2个不同方向进行取向处理；和
工序B，在所述支撑薄膜的取向处理面涂布含有会在溶液中形成柱状缔合体的溶致液晶化合物的溶液，使所述柱状缔合体取向，从而形成偏光膜。
2.根据权利要求1所述的复合薄膜的制造方法，其特征在于，所述2个方向的成角角度为30°～150°。
3.一种复合薄膜，其特征在于，其是通过权利要求1或2所述的制造方法制造的。
4.根据权利要求3所述的复合薄膜，其特征在于，所述溶致液晶化合物为通式(1)所示的偶氮化合物，
[化学式1]
Figure FPA00001422875200011
通式(1)中，R表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、乙酰基、苯甲酰基、或可以具有取代基的苯基；M表示抗衡离子；X表示氢原子、卤素原子、硝基、氰基、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的烷氧基、或-SO3M基。
5.根据权利要求4所述的复合薄膜，其特征在于，所述溶致液晶化合物为结构式(2)所示的偶氮化合物，
[化学式2]
Figure FPA00001422875200021
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