CN113646674B - 胆甾醇型液晶膜的制造方法 - Google Patents

胆甾醇型液晶膜的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113646674B
CN113646674B CN202080025002.XA CN202080025002A CN113646674B CN 113646674 B CN113646674 B CN 113646674B CN 202080025002 A CN202080025002 A CN 202080025002A CN 113646674 B CN113646674 B CN 113646674B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
liquid crystal
film
temperature
cholesteric liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080025002.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113646674A (zh
Inventor
国安谕司
斋川保
市桥光芳
中山元
远山浩史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of CN113646674A publication Critical patent/CN113646674A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113646674B publication Critical patent/CN113646674B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3016Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Abstract

本发明的一实施方式提供一种胆甾醇型液晶膜的制造方法,其包括:工序A,在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及工序B,传送所形成的涂膜,并使所传送的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降。

Description

胆甾醇型液晶膜的制造方法
技术领域
本发明涉及一种胆甾醇型液晶膜的制造方法。
背景技术
已知一种使用光学各向异性大的液晶膜的光学膜。
在这种光学膜中,液晶膜例如如下制造:在被涂布部件上涂布含有液晶化合物的涂布液并使其干燥,并且根据需要进行液晶化合物的取向处理、液晶化合物的聚合等。
日本特开2006-284862号公报中公开了一种各向异性光学元件的制造方法,其相对于元件平面的法线方向具有各向异性的光学特性,并且包括:将具有表现出胆甾醇规则性的聚合性且具有从胆甾醇相转变为高温侧的各项同性相的转变点即第1相变温度和从胆甾醇相转变为低温侧的相的转变点即第2相变温度的液晶在基材上涂布为平面状来形成涂布膜的工序;使形成于基材上的涂布膜成为第1相变温度以上的温度的工序;通过在从规定的方向对成为第1相变温度以上的温度的涂布膜喷吹气体的状态下使涂布膜降温至第1相变温度以下的温度,使涂布膜中的液晶从各项同性相转变为胆甾醇相,并且以使涂布膜中的液晶畴的螺旋轴方向上的平均成为相对于膜平面的法线方向倾斜的状态的方式取向的取向工序;及在涂布膜中的液晶保持胆甾醇相的状态下使涂布膜中的液晶聚合的聚合工序。
并且,日本特表2016-194693号公报中公开了一种光学补偿膜的制造方法,其包括:在支撑基材上涂布含有聚合性液晶化合物、光聚合引发剂、表面活性剂及溶剂的聚合性液晶组合物的涂布工序;以温度TH对涂布工序中得到的涂膜进行加热以使溶剂蒸发的加热工序;在特定的条件下将加热工序中得到的涂膜冷却至室温TR的冷却工序;及通过光的照射使冷却工序中得到的涂膜聚合的聚合工序。
进而,日本特表2001-133784号公报中公开了一种液晶聚合物的取向方法,其在将液晶聚合物层夹持于具备具有取向能力的面的基材的面之间的状态下,通过加热使液晶聚合物取向。
发明内容
发明要解决的技术课题
作为胆甾醇型液晶膜,通过使胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且在俯视下朝向特定方向排列,期待适用于应用于航空成像装置等的光学膜。
尤其,对如上所述的螺旋轴的排列在膜面内的偏差少的胆甾醇型液晶膜的需求与日俱增。
因此,本发明的一实施方式欲解决的课题在于,提供一种胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且在俯视下沿着特定方向排列、该排列在膜面内的偏差少的胆甾醇型液晶膜的制造方法。
以下,将螺旋轴的排列在膜面内的偏差少的情况还称为“取向精度优异”。
用于解决技术课题的手段
用于解决课题的具体方法包括以下方式。
<1>一种胆甾醇型液晶膜的制造方法,其包括:
工序A,在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及
工序B,传送所形成的涂膜,并使所传送的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
<2>根据<1>所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,通过将工序A中的涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上,使工序B中的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
<3>根据<2>所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,在工序A中,将涂布液的温度设为40℃~80℃且将基材表面的温度设为10℃~30℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
<4>根据<2>所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,在工序A中,将涂布液的温度设为10℃~40℃且将基材表面的温度设为40℃~120℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,工序A中的涂布液的涂布量为1mL/m2~100mL/m2
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,工序B中的涂膜的传送速度为0.1m/min~50m/min。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其在工序B之后还包括使涂膜固化的工序C。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其使用连续传送的长条状基材通过卷对卷方式来进行。
<9>一种胆甾醇型液晶膜的制造方法,其包括:
工序a,使涂布部移动或使涂布部与基材相互移动而在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及
工序b,使涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
<10>根据<9>所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,通过将工序a中的涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上,使工序b中的涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
<11>根据<10>所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,在工序a中,将涂布液的温度设为40℃~80℃且将基材表面的温度设为10℃~30℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
<12>根据<10>所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,在工序a中,将涂布液的温度设为10℃~40℃且将基材表面的温度设为40℃~120℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
<13>根据<9>至<12>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,工序a中的涂布液的涂布量为1mL/m2~100mL/m2
<14>根据<9>至<13>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,工序a中的涂布部的移动速度为0.1m/min~50m/min。
<15>根据<9>至<14>中任一项所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其在工序b之后还包括使涂膜固化的工序c。
发明效果
根据本发明的一实施方式,提供一种胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且在俯视下沿着特定方向排列、该排列在膜面内的偏差少的(即,取向精度优异的)胆甾醇型液晶膜的制造方法。
附图说明
图1是用于说明本发明的第1方式的胆甾醇型液晶膜的制造方法的一例的概略图。
图2是用于说明图1中的工序A及工序B的主要部分放大图。
具体实施方式
以下,对本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法进行详细说明。
在本发明中,“工序”这一术语不仅包括独立的工序,而且即使在无法与其他工序明确地区分的情况下,只要可实现该工序所期望的目的,则也包括在本术语中。
在本发明中,使用“~”表示的数值范围表示包括记载于“~”的前后的数值来分别作为最小值及最大值的范围。
在本发明中阶段性地记载的数值范围内,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明中记载的数值范围内,以某一数值范围记载的上限值或下限值也可以替换为实施例中示出的值。
另外,在多个附图中记载的符号相同的情况下,是指相同的对象。
本发明人发现了一种着眼于涂膜的膜面温度的新的液晶取向方法,从而得到一种胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且沿着与涂膜的传送方向垂直的方向排列、并且该排列在膜面内的偏差少的(即,取向精度优异的)胆甾醇型液晶膜。
具体而言,是如下方法:涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液之后,赋予特定的梯度来改变所形成的涂膜的膜面温度。
更具体而言,发现通过使所传送的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降,该快速的温度梯度促使获得胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且沿着与涂膜的传送方向垂直的方向排列、进而该排列在膜面内的偏差少的(即,取向精度优异的)胆甾醇型液晶膜。
并且,作为与传送涂膜的方式不同的方式,还有使用使向基材供给涂布液的部位即涂布部在基材上移动的方法的方式。具体而言,是如下方法:移动涂布部在基材上涂布上述涂布液,并使所形成的涂膜的膜面温度朝向涂布装置的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。发现在该方法中,该快速的温度梯度也促使获得胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且沿着与涂布部的移动方向垂直的方向排列、进而该排列在膜面内的偏差少的(即,取向精度优异的)胆甾醇型液晶膜。
另外,在这些新的液晶取向方法中,利用上述涂膜的膜面温度的温度变化来进行棒状液晶化合物的取向,因此还可发挥如下效果:通常不需要与胆甾醇型液晶膜相邻地设置的取向膜(还称为取向层)。
在此,在本发明中,将胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地排列的情况还称为“水平取向”,是指胆甾醇型液晶的螺旋轴相对于胆甾醇型液晶膜的膜面方向水平(换言之,与胆甾醇型液晶膜的膜厚方向垂直)地排列。但是,胆甾醇型液晶的螺旋轴无需与胆甾醇型液晶膜的膜面方向严格地平行,在胆甾醇型液晶的螺旋轴与胆甾醇型液晶膜的膜面方向所成的倾斜角小于45°的情况下,视为包括在本发明中的“水平取向”中。作为胆甾醇型液晶的螺旋轴与胆甾醇型液晶膜的膜面方向所成的倾斜角,优选0°~40°。
并且,胆甾醇型液晶的螺旋轴沿着与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向垂直的方向排列是指,俯视胆甾醇型液晶膜时,胆甾醇型液晶的螺旋轴沿着与制造胆甾醇型液晶膜时的涂膜的传送方向或涂布部的移动方向垂直的方向排列。例如,当制造长条状胆甾醇型液晶膜时,沿着其长边方向传送涂膜,因此是指胆甾醇型液晶的螺旋轴在俯视下沿着与胆甾醇型液晶膜的长边方向垂直的方向(换言之,与胆甾醇型液晶膜的短边方向平行地)排列。并且,例如,当制造片状的胆甾醇型液晶膜时,也可以使涂布装置中的涂布部在基材上移动来进行涂布。在该情况下,胆甾醇型液晶的螺旋轴是指,在俯视下沿着与制造胆甾醇型液晶膜时的涂布部的移动方向(换言之,涂布液的涂布方向)垂直的方向排列。但是,胆甾醇型液晶的螺旋轴无需与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向严格地垂直,在俯视胆甾醇型液晶膜时,胆甾醇型液晶的螺旋轴与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向所成的倾斜角小于90°±45°的情况下,视为包括在本发明中的“与涂膜的传送方向垂直”中。作为胆甾醇型液晶的螺旋轴与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向所成的倾斜角,优选60°~120°。
与胆甾醇型液晶膜中的胆甾醇型液晶的螺旋轴的排列相关的确认使用以下方法。
首先,胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地且沿着与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向垂直的方向排列的情况可以使用由偏振光显微镜拍摄的正交尼科耳偏振光透射照片及截面SEM照片来确认。
胆甾醇型液晶具有由棒状液晶化合物的分子群构成的层层叠而成的层叠结构。在每个层内,各棒状液晶化合物的分子沿着规定方向排列,各层的分子的排列方向以随着向层叠方向前进而回转成螺旋状的方式偏离。
因此,在正交尼科耳偏振光透射照片中,对应于棒状液晶化合物的分子的排列方向以与拍摄方向垂直或接近垂直的状态排列的层的区域显得较淡,并且该层以外的区域显得较浓。
因此,在胆甾醇型液晶膜的上表面的正交尼科耳偏振光透射照片中,可确认基于上述浓淡的规则条纹图案,通过与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向平行地排列规则条纹图案,能够确认胆甾醇型液晶的螺旋轴沿着与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向垂直的方向排列的情况。
另外,在规则条纹图案中,在照片中央部选择一条由淡的部分构成的线(未间断),若该线与剪切方向所成的角小于45°,则胆甾醇型液晶的螺旋轴与剪切方向所成的角小于90°±45°。
并且,胆甾醇型液晶的螺旋轴沿着与膜面方向平行的方向排列的情况可以通过由扫描式电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope)拍摄的倍率5000倍的照片(还称为截面SEM照片)来确认胆甾醇型液晶膜的厚度方向上的截面。在此,胆甾醇型液晶膜的厚度方向上的截面为沿着与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向正交的方向切割而得的截面。
另外,在截面SEM照片中,选择一个不间断的胆甾醇型液晶,若该胆甾醇型液晶的螺旋轴与胆甾醇型液晶膜的膜面方向所成的角小于45°,则可以说胆甾醇型液晶的螺旋轴沿着与膜面方向平行的方向排列。
确认胆甾醇型液晶膜中的取向精度是否优异时使用以下方法。
从确认对象切下2cm见方的试验片。将试验片置于黑色背景上,在白光下拍摄等倍的照片,并利用图像处理用软件(例如,Jtrim等)对得到的照片进行二值化处理。然后,从经二值化处理的图像求出白色像素的数量,并将其设为“白色区域”的面积。
若胆甾醇型液晶的螺旋轴的排列存在微细的偏差,则会在该区域发生散射,显现为上述“白色区域”。
白色区域在照片中的试验片的总面积(即,经二值化处理的图像的白色及黑色像素的总数)中所占的比例(即,白色区域的面积率)越小,表示胆甾醇型液晶的螺旋轴的排列在膜面内的偏差越小,能够判断为取向精度优异。
例如,白色区域在照片中的试验片的总面积中所占的比例为10%以下成为一个指标。
基于以上见解,本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法如下。
即,本发明的第1方式的胆甾醇型液晶膜的制造方法包括:工序A,在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及工序B,传送所形成的涂膜,并使所传送的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
通过具有这些工序A及工序B,可获得胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地(即,水平取向)且沿着与涂膜的传送方向垂直的方向排列、进而该排列在膜面内的偏差少的胆甾醇型液晶膜。
并且,本发明的第2方式的胆甾醇型液晶膜的制造方法包括:工序a,使涂布部移动或使涂布部与基材相互移动而在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及工序b,使涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
通过具有这些工序a及工序b,可获得胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行地(即,水平取向)且沿着与涂布部的移动方向垂直的方向排列、进而该排列在膜面内的偏差少的胆甾醇型液晶膜。
以下,以第1方式的胆甾醇型液晶膜的制造方法为“胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)”,以第2方式的胆甾醇型液晶膜的制造方法为“胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)”分别进行说明。
在已叙述的日本特开2006-284862号公报、日本特表2016-194693号公报及日本特表2001-133784号公报中,未记载赋予特定的梯度来改变涂膜的膜面温度的方法,并且对该温度梯度促使棒状液晶化合物取向也完全没有进行研究。
<胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)>
以下,参考附图对本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)的各工序进行详细说明。
图1是用于说明本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)的一例的概略图。图1中示出了工序A及工序B中使用连续传送的长条状基材通过卷对卷(Roll to Roll)方式来进行的方式。并且,图2是用于说明图1中的工序A及工序B的主要部分放大图。
本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)并不限定于卷对卷方式中的连续流程,也可以对单片基材依次进行各工序。
[工序A]
在工序A中,在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液(以下,还称为液晶层形成用涂布液)来形成涂膜。
另外,工序A中的液晶层形成用涂布液的涂布可在架设了基材的状态下进行涂布,从提高涂布精度的观点出发,优选对缠绕在背辊上的基材进行。
参考图1对工序A的一例进行说明。
如图1所示,卷成辊状的长条状基材F在其前端被送出而经由传送辊50进行传送时,首先,通过涂布单元10来进行液晶层形成用涂布液的涂布。
如图1及图2所示,由涂布单元10进行的液晶层形成用涂布液的涂布优选在基材F缠绕在背辊12上的区域进行。
(基材)
作为基材,并无特别限制,可以为与胆甾醇型液晶膜一并发挥光学膜的一部分的功能的部件,也可以为涂布涂布液的对象即被涂布物,其为从胆甾醇型液晶膜剥离的部件。
尤其,考虑在卷对卷方式中的适用性及在背辊上的易缠绕性,基材优选使用聚合物薄膜。
若用于光学膜,则基材的总透光率优选为80%以上。
若用于光学膜,则在将聚合物薄膜用作基材的情况下,优选使用光学各向同性的聚合物薄膜。
作为基材,例如可举出聚酯系基材(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的薄膜或片材)、纤维素系基材(二乙酰纤维素、三乙酰纤维素(TAC)等的薄膜或片材)、聚碳酸酯系基材、聚(甲基)丙烯酸系基材(聚甲基丙烯酸甲酯等的薄膜或片材)、聚苯乙烯系基材(聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等的薄膜或片材)、烯烃系基材(聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等的薄膜或片材)、聚酰胺系基材(聚氯乙烯、尼龙、芳香族聚酰胺等的薄膜或片材)、聚酰亚胺系基材、聚砜系基材、聚醚砜系基材、聚醚醚酮系基材、聚苯硫醚系基材、乙烯醇系基材、聚偏二氯乙烯系基材、聚乙烯醇缩丁醛系基材、聚(甲基)丙烯酸酯系基材、聚甲醛系基材、环氧树脂系基材等透明基材或由混合上述聚合物材料而成的混合聚合物构成的基材等。
作为基材的厚度,考虑制造适用性、制造成本、光学膜用途等,例如优选为30μm~150μm,更优选为40μm~100μm。
作为基材,也可以为预先在上述聚合物薄膜上形成有层的基材。
作为预先形成的层,可举出摩擦取向层、光取向层等对液晶化合物具备取向限制力的取向层、粘合层等。
(液晶层形成用涂布液)
工序A中使用的液晶层形成用涂布液含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂。并且,液晶层形成用涂布液还可以根据需要含有其他成分。
-溶剂-
作为溶剂,优选使用有机溶剂。
作为有机溶剂,具体而言,可举出酰胺溶剂(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜溶剂(例如,二甲基亚砜)、杂环化合物(例如,吡啶)、烃溶剂(例如,苯、己烷等)、烷基卤化物溶剂(例如,氯仿、二氯甲烷)、酯溶剂(例如,乙酸甲酯、乙酸丁酯等)、酮溶剂(例如,丙酮、甲基乙基酮、环己酮等)、醚溶剂(例如,四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷等)。其中,作为有机溶剂,优选烷基卤化物溶剂及酮溶剂。
有机溶剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
-棒状液晶化合物-
棒状液晶化合物是指具有棒状的分子结构的液晶化合物。
尤其,棒状液晶化合物优选为具有聚合性基团的化合物。作为棒状液晶化合物所具有的聚合性基团,可优选举出不饱和聚合性基团、环状醚基或可引起开环反应的含氮杂环基,更优选不饱和聚合性基团。
不饱和聚合性基团更优选具有烯属不饱和双键的基团,例如可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯基苯基、烯丙基等。
作为环状醚基,例如可举出环氧基、氧杂环丁基等。
作为可引起开环反应的含氮杂环基,例如可举出氮丙啶基。
其中,作为聚合性基团,进一步优选选自包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基的组中的至少一个基团,尤其优选选自包括丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基的组中的至少一个基团。
作为棒状液晶化合物,具体而言,可举出Makromol.Chem.,190卷、2255页(1989年)、Advanced Materials 5卷、107页(1993年)、美国专利第4683327号说明书、美国专利第5622648号说明书、美国专利第5770107号说明书、国际公开第95/22586号、国际公开第95/24455号、国际公开第97/00600号、国际公开第98/23580号、国际公开第98/52905号、日本特开平1-272551号公报、日本特开6-16616号公报、日本特开7-110469号公报、日本特开11-80081号公报及日本特开2001-328973号公报等中记载的化合物。
进而,作为棒状液晶化合物,例如可优选使用日本特表平11-513019号公报、日本特开2007-279688号公报等中记载的化合物,但并不限定于此。
作为棒状液晶化合物,例如,由下述通式(1)表示的化合物可优选用作具有正波长色散特性的液晶化合物。
[化学式1]
(1)Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2
通式(1)中,Q1及Q2分别独立地为聚合性基团,L1、L2、L3及L4分别独立地表示单键或2价的连接基团,A1及A2分别独立地表示碳原子数2~20的2价的烃基,M表示介晶基团。
作为由Q1及Q2表示的聚合性基团,可举出上述棒状液晶化合物所具有的聚合性基团,优选例也相同。
作为由L1、L2、L3及L4表示的连接基团,优选选自包括-O-、-S-、-CO-、-NR-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CO-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-及NR-CO-NR-的组中的二价的连接基团。在此,R为碳原子数1~7的烷基或氢原子。
并且,L3及L4中的至少一个优选为-O-CO-O-。
通式(1)中,Q1-L1-及Q2-L2-优选为CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-及CH2=C(Cl)-CO-O-,更优选为CH2=CH-CO-O-。
作为由A1及A2表示的碳原子数2~20的2价的烃基,优选碳原子数2~12的亚烷基、碳原子数2~12的亚烯基或碳原子数2~12的亚炔基,尤其优选碳原子数2~12的亚烷基。2价的烃基优选为链状,可以含有不相邻的氧原子或硫原子。并且,2价的烃基可以具有取代基。作为取代基,可举出卤原子(氟、氯、溴)、氰基、甲基、乙基等。
由M表示的介晶基团为表示有助于形成液晶的液晶分子的主要骨架的基团。
由M表示的介晶基团并无特别限制,例如可以参考“FlussigeKristalle inTabellen II”(VEB DeutscheVerlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、1984年出版)、尤其第7页~第16页的记载及液晶便览编辑委员会编制、液晶便览(丸善、2000年出版)、尤其第3章的记载。
更具体而言,由M表示的介晶基团可举出日本特开2007-279688号公报的0086段中记载的结构。
作为介晶基团,例如优选含有选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环基的组中的至少一种环状结构的基团。其中,介晶基团优选为含有芳香族烃基的基团,更优选为含有2个~5个芳香族烃基的基团,进一步优选为含有3个~5个芳香族烃基的基团。
进一步优选,作为介晶基团,优选含有3个~5个亚苯基且通过-CO-O-连接有亚苯基的基团。
介晶基团中所含的环状结构还可以具有甲基等碳原子数1~10的烷基等作为取代基。
以下,示出由通式(1)表示的化合物的具体例,但并不限定于此。另外,“Me”表示甲基。
[化学式2]
并且,作为棒状液晶化合物,可以使用反波长色散性的棒状液晶化合物。
作为反波长色散性的棒状液晶化合物,可举出日本特开2016-81035号公报的由通式1表示的液晶化合物及日本特开2007-279688号公报的由通式(I)或(II)表示的化合物。更具体而言,作为反波长色散性的棒状液晶化合物,可举出以下所示的化合物,但本发明并不限定于此。
[化学式3]
棒状液晶化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
相对于总固体成分的质量,液晶层形成用涂布液中的棒状液晶化合物的含量优选为70质量%以上且小于100质量%,更优选为90质量%~99质量%。
另外,固体成分是指溶剂以外的成分。
-手性试剂-
手性试剂可以从公知的各种手性试剂(例如,液晶器件手册、第3章4-3项、TN、STN用手性试剂、199页、日本学术振兴会第142委员会编制、1989中记载)中选择。
手性试剂一般含有不对称碳原子,但不含不对称碳原子的轴向不对称化合物或表面不对称化合物也可以用作手性试剂。
轴向不对称化合物或表面不对称化合物的例子包括联萘、螺烯、对环芳烷及它们的衍生物。
手性试剂可以具有聚合性基团。
在手性试剂具有聚合性基团,并且同时使用的棒状液晶化合物也具有聚合性基团的情况下,通过具有聚合性基团的手性试剂与具有聚合性基团的棒状液晶化合物之间的聚合反应,可获得具有从棒状液晶化合物衍生的重复单元和从手性试剂衍生的重复单元的聚合物。
具有聚合性基团的手性试剂所具有的聚合性基团优选为与棒状液晶化合物所具有的聚合性基团相同种类的基团。手性试剂所具有的聚合性基团优选为不饱和聚合性基团、环氧基或氮丙啶基,更优选为不饱和聚合性基团,尤其优选为烯属不饱和聚合性基团。
并且,手性试剂可以为液晶化合物。
作为表现出较强的扭曲力的手性试剂,例如可举出日本特开2010-181852号公报、日本特开2003-287623号公报、日本特开2002-80851号公报、日本特开2002-80478号公报、日本特开2002-302487号公报等中记载的手性试剂,它们还可以优选用于本发明中的液晶层形成用涂布液。
进而,关于上述各公开公报中记载的异山梨醇化合物类,也可以将对应的结构的异甘露糖醇化合物类用作手性试剂。并且,关于上述各公开公报中记载的异甘露糖醇化合物类,也可以将对应的结构的异山梨醇化合物类用作手性试剂。
相对于总固体成分的质量,液晶层形成用涂布液中的手性试剂的含量优选为0.5质量%~10.0质量%,更优选为1.0质量%~3.0质量%。
-其他成分-
液晶层形成用涂布液还可以根据需要含有取向控制剂、聚合引发剂、流平剂、取向助剂等其他成分。
·取向控制剂
作为取向控制剂,优选能够在空气界面减小棒状液晶化合物的分子的倾斜角或实质上使该倾斜角水平的取向控制剂。
作为这种取向控制剂,例如可举出日本特开2012-211306号公报的[0012]~[0030]段中记载的化合物、日本特开2012-101999号公报的[0037]~[0044]段中记载的化合物、日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段中记载的含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物、日本特开2005-099258号公报中与合成方法一并详细记载的化合物等。
另外,日本特开2004-331812号公报中记载的含有超过所有聚合单元的50质量%的含氟代脂肪族基团的单体的聚合单元的聚合物也可以用作取向控制剂。
作为其他取向控制剂的例子,可举出垂直取向剂。通过掺合垂直取向剂,能够控制液晶化合物的垂直取向性。作为垂直取向剂的例子,可以优选使用日本特开2015-38598号公报中记载的硼酸化合物和/或鎓盐、日本特开2008-26730号公报的鎓盐等。
相对于总固体成分的质量,液晶层形成用涂布液中的取向控制剂的含量优选为0质量%~5.0质量%,更优选为0.15质量%~2.0质量%。
·聚合引发剂
作为聚合引发剂,可使用光聚合引发剂及热聚合引发剂中的任一个,但从抑制由热引起的基材的变形及液晶层形成用组合物的变质等的观点出发,优选光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂的例子,可举出α-羰基化合物(例如,美国专利第2367661号、美国专利2367670号的各说明书记载的化合物)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书记载的化合物)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(例如,美国专利第2722512号说明书记载的化合物)、多核醌化合物(例如,美国专利第3046127号、美国专利2951758号的各说明书记载的化合物)、三芳基咪唑二聚物和对氨基苯基酮的组合(例如,美国专利第3549367号说明书记载的化合物)、吖啶及吩嗪化合物(例如,日本特开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书记载的化合物)、噁二唑化合物(例如,美国专利第4212970号说明书记载的化合物)、酰基氧化膦化合物(例如,日本特公昭63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报、日本特开平10-29997号公报记载的化合物)等。
相对于总固体成分的质量,液晶层形成用涂布液中的聚合引发剂的含量优选为0.5质量%~5.0质量%,更优选为1.0质量%~4.0质量%。
作为液晶层形成用涂布液的固体成分的含量,相对于液晶层形成用涂布液的总质量,例如优选在25质量%~40质量%的范围内,更优选在25质量%~35质量%的范围内。
(涂布)
作为涂布液晶层形成用涂布液的涂布单元(图1中对应于涂布单元10),可适用公知的涂布单元。
作为涂布单元,具体而言,可举出利用挤出模涂法、帘涂法、浸涂法、旋涂法、印刷涂布法、喷涂法、狭缝涂布法、辊涂法、滑动涂布法、刮刀涂布法、凹版涂布法、线棒法等的单元。
(背辊)
工序A中优选使用的背辊(图1中对应于背辊12)为能够缠绕基材并将其连续传送的部件,其以与基材的传送速度相同的速度旋转驱动。
工序A中使用的背辊并无特别限制,可以使用公知的背辊。
作为背辊,例如可以优选使用表面镀有硬铬的背辊。
从确保导电性和强度的观点出发,镀层的厚度优选为40μm~60μm。
并且,从减小基材与背辊之间的摩擦力的偏差的观点出发,背辊的表面粗糙度优选为0.1μm以下的表面粗糙度Ra。
从调整基材表面的温度的观点出发,工序A中使用的背辊优选经调温。
背辊的表面温度可以根据目标基材表面温度确定,例如优选为10℃~120℃,更优选为10℃~30℃或40℃~120℃,进一步优选为20℃~30℃。
工序A中使用的背辊优选检测表面温度,并根据该温度,通过温度控制单元来维持背辊的表面温度。
背辊的温度控制单元为加热单元及冷却单元。作为加热单元,可使用感应加热、水加热、油加热等,作为冷却单元,可使用利用冷却水的冷却。
作为工序A中使用的背辊的直径,从容易缠绕基材的观点、容易通过涂布单元进行涂布的观点及背辊的制造成本的观点出发,优选为100mm~1000mm,更优选为100mm~800mm,进一步优选为200mm~700mm。
从确保生产率的观点及涂布性的观点出发,工序A中的背辊中的基材的传送速度优选为10m/min以上且100m/min以下。
从使涂布时的基材传送稳定来抑制涂膜的厚度不均的发生的观点及调整基材表面的温度而且还调整涂膜的膜面温度的观点出发,基材相对于背辊的搭接角优选为60°以上,更优选为90°以上。并且,搭接角的上限例如可以设定为180°。
另外,搭接角是指,基材与背辊接触时的基材的传送方向与基材离开背辊时的基材的传送方向所成的角度。
(涂布条件)
作为工序A中的涂布条件,为了在下一工序即工序B中使所形成的涂膜的膜面温度朝向涂膜的传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降,优选采用以下条件I。
即,条件I为将工序A中的液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差设为20℃以上的条件。另外,液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差是指液晶层形成用涂布液与基材表面之差的绝对值。
通过满足该条件I,出于两者的温度差,容易使涂布形成的涂膜的膜面温度朝向涂膜的传送方向(例如,在图2中,朝向箭头所示的基材F的传送方向)以0.1℃/mm以上上升或下降。
液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差更优选为30℃以上,进一步优选为40℃以上。并且,液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差的上限值例如为100℃。
在此,液晶层形成用涂布液的温度是指即将要涂布之前的液晶层形成用涂布液的温度,是存在于装置单元中的涂布部(例如,吐出部)的液晶层形成用涂布液的温度。例如,在涂布单元为模涂布机的情况下,其为模的吐出部中的液晶层形成用涂布液的温度。
液晶层形成用涂布液的温度的测定可以使用可测定液温的温度计等通过常规方法来进行。
并且,基材表面的温度是指即将要涂布液晶层形成用涂布液之前的基材表面的温度。在基材缠绕于背辊上的情况下,其为与背辊接触的区域内的基材表面的温度。基材表面的温度为使用接触式温度计(例如热电偶)测定的值。
尤其优选,除满足上述条件I的基础以外,还满足以下方式I-1或方式I-2。
即,在工序A中,优选将液晶层形成用涂布液的温度设为35℃~80℃(优选为40℃~80℃,更优选为50℃~70℃)且将基材表面的温度设为5℃~30℃(优选为10℃~30℃,更优选为20℃~30℃),并且将液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差设为20℃以上(优选为30℃以上)的方式I-1。
通过设为该方式I-1,出于两者的温度差,容易使涂布形成的涂膜的膜面温度朝向涂膜的传送方向(例如,在图2中,朝向箭头所示的基材F的传送方向)以0.1℃/mm以上的温度梯度下降。
并且,在工序A中,还优选将液晶层形成用涂布液的温度设为10℃~40℃(优选为20℃~30℃)且将基材表面的温度设为40℃~120℃(优选为40℃~80℃),并且将液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差设为20℃以上(优选为30℃以上)的方式I-2。
通过设为该方式I-2,出于两者的温度差,容易使涂布形成的涂膜的膜面温度朝向涂膜的传送方向(例如,在图2中,朝向箭头所示的基材F的传送方向)以0.1℃/mm以上的温度梯度上升。
从制造取向精度高的胆甾醇型液晶膜的观点出发,优选上述方式I-1及方式I-2中的前一个方式I-1。
作为工序A中的涂布条件,从制造取向精度高的胆甾醇型液晶膜的观点出发,优选液晶层形成用涂布液的涂布量满足以下条件II。
即,条件II为工序A中的液晶层形成用涂布液的涂布量为1mL/m2~100mL/m2这一条件。
工序A中的液晶层形成用涂布液的涂布量更优选为10mL/m2~50mL/m2
[工序B]
在工序B中,传送工序A中形成的涂膜,并使所传送的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
即,在工序B中,使涂膜的膜面温度朝向涂膜的传送方向以上述每单位距离的温度梯度上升或下降。
另外,使涂膜的膜面温度上升或下降的步骤在涂膜中的棒状液晶化合物的含有率因去除涂膜中的溶剂而上升的过程中进行。尤其,从处于涂膜中的棒状液晶化合物的含有率容易上升的状况的观点出发,并且,例如,从容易控制涂布液与基材表面之间的温度差的观点出发,使涂膜的膜面温度上升或下降的步骤优选在工序A中在基材上涂布液晶层形成用涂布液之后立即进行。
并且,在工序B中,使膜面温度以0.1℃/mm以上上升或下降的涂膜的固体成分浓度优选为30质量%~90质量%,更优选为40质量%~80质量%。
当涂膜中的固体成分浓度在上述范围内时,通过使膜面温度上升或下降,容易制造取向精度高的胆甾醇型液晶膜。
在工序B中,用于改变涂膜的膜面温度的方法并无特别限制,可以为如已叙述的条件I所示调整工序A中的涂布条件的方法,也可以为加热或冷却涂膜的方法,也可以组合这些方法。
另外,在为了改变涂膜的膜面温度,如已叙述的条件I所示调整工序A中的涂布条件的情况下,在工序B中,只要传送涂膜(即,具备涂膜的基材)即可。
另外,工序B中的涂膜的传送速度优选为0.1m/min~50m/min,更优选为1m/min~30m/min。
参考图1及图2对工序B的一例进行说明。
在工序B中,通过涂布单元10进行液晶层形成用涂布液的涂布之后,例如在区域20改变涂膜L的膜面温度。
在区域20,优选使涂膜L的膜面温度从涂布位置P1以0.1℃/mm以上上升或下降至朝向传送方向远离规定距离(例如为10mm~3000mm之间,优选为200mm)的位置P2
在此,图2所示的涂布位置P1是指基材F上的基材F与液晶层形成用涂布液S接触的位置。
在此,涂布位置P1上的“涂膜L的膜面温度”为已叙述的液晶层形成用涂布液S的温度。并且,位置P2上的“涂膜L的膜面温度”为使用接触式温度计(例如,热电偶)测定的值。
(涂膜的加热或冷却)
为了改变涂膜的膜面温度,可以在工序B中进行涂膜的加热或冷却。
作为对涂膜进行加热的单元,使用与间接或直接进行加热而使涂膜干燥的干燥单元相同的单元。具体而言,可举出使用了利用烘箱、暖风机、红外线(IR)加热器、加热辊等的方法的单元。
并且,作为冷却涂膜的单元,可举出冷却辊、使用了吸气等利用溶剂挥发时的汽化热的冷却作用的单元。
(干燥)
如上所述,改变涂膜的膜面温度之后,优选使涂膜干燥。
作为用于干燥涂膜的干燥单元(图1中对应于干燥单元30),适用公知的干燥单元。
作为干燥单元,具体而言,可举出使用了利用烘箱、暖风机、红外线(IR)加热器等的方法的单元。
在利用暖风机的干燥中,可以为从基材的与涂膜形成面相反的一侧的面喷吹暖风的结构,也可以为设置有扩散板以使涂膜表面不会因暖风而流动的结构。
并且,也可以通过吸气来进行干燥。利用吸气的干燥为通过使用具有排气机构的减压室等吸收涂膜上的气体来去除涂膜中的溶剂的方法。
[工序C]
在本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)中,在涂膜中含有聚合性化合物(具体而言,具有聚合性基团的棒状液晶化合物、具有聚合性基团的手性试剂等)的情况下,优选在工序B之后还包括使涂膜固化的工序C。
在工序C中,例如优选对历经工序B之后的涂膜进行加热或照射活性能量射线而使涂膜固化。
考虑制造适用性等,作为工序C,优选使用利用从如图1所示的活性能量射线的照射单元40照射的活性能量射线的固化。
更具体而言,在工序C中,通过活性能量射线的照射单元40对经由传送辊52及传送辊54传送过来的基材F上的涂膜照射活性能量射线。
作为活性能量射线的照射单元,只要为赋予能够在所照射的涂膜中产生活性种的能量的单元,则并无特别限制。
作为活性能量射线,具体而言,例如可举出α射线、γ射线、X射线、紫外线、红外线、可见光线、电子束等。其中,从固化灵敏度及装置的易获取性的观点出发,作为活性能量射线,优选使用紫外线。
作为紫外线的光源,例如可举出钨灯、卤素灯、氙气灯、氙气闪光灯、汞灯、汞氙气灯、碳弧灯等灯、各种激光(例如,半导体激光、氦氖激光、氩气离子激光、氦镉激光、YAG(Yttrium Aluminum Garnet(钇铝柘榴石))激光)、发光二极管、阴极射线管等。
从紫外线的光源发出的紫外线的峰值波长优选为200nm~400nm。
并且,作为紫外线的曝光能量,例如优选为100mJ/cm2~500mJ/cm2
通过以上胆甾醇型液晶膜的制造方法(1),可在基材上制造胆甾醇型液晶膜。
通过胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)得到的基材和胆甾醇型液晶膜的层叠体可以直接用作光学膜。
<胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)>
对本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)的各工序进行详细说明。
本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)为使涂布部移动的方式,因此优选适用使用片状的基材在该基材上制造胆甾醇型液晶膜的方法。
[工序a]
在工序a中,使涂布部移动或使涂布部与基材相互移动而在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜。
工序a中使用的涂布部为向液晶层形成用涂布液供给基材的部位,涂布部的移动可以移动具有涂布部的涂布装置本身,也可以仅移动涂布装置内的涂布部。
作为涂布部或具有涂布部的涂布装置的例子,例如可举出构成为使朝下的涂抹器喷嘴沿着设置于玻璃板等支撑部件上的直线导轨移动的涂布装置、构成为使涂布刮刀沿着设置于玻璃板等支撑部件上的直线导轨移动的涂布装置等。
在工序a中,也可以使涂布部与基材沿着基材上的某一涂布方向相互移动。即,在工序a中,也可以使涂布部和基材这两者移动而在基材上涂布涂布液。
在工序a中,通过涂布部涂布于基材上的含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液与胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)中的液晶层形成用涂布液相同,优选方式也相同。以下,工序a中使用的涂布液也称为液晶层形成用涂布液。
并且,工序a中使用的基材也使用与胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)中的基材相同的基材,优选方式也相同。
(涂布条件)
作为工序a中的涂布条件,同样地为了在下一工序即工序b中使所形成的涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降,优选采用以下条件i。
即,条件i为将工序A中的液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差设为20℃以上的条件。另外,液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差是指液晶层形成用涂布液与基材表面之差的绝对值。
通过满足该条件i,出于两者的温度差,容易使利用涂布部的移动形成的涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差更优选为30℃以上,进一步优选为40℃以上。并且,液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差的上限值例如为100℃。
尤其优选,除满足上述条件i的基础以外,还满足以下方式i-1或方式i-2。
即,在工序a中,优选将液晶层形成用涂布液的温度设为35℃~80℃(优选为40℃~80℃,更优选为50℃~70℃)且将基材表面的温度设为5℃~30℃(优选为10℃~30℃,更优选为20℃~30℃),并且将液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差设为20℃以上(优选为30℃以上)的方式i-1。
通过设为该方式i-1,出于两者的温度差,越靠近涂布部,涂膜温度变得越高,容易使利用涂布部的移动形成的涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上的温度梯度上升。
并且,在工序a中,还优选将液晶层形成用涂布液的温度设为10℃~40℃(优选为20℃~30℃)且将基材表面的温度设为40℃~120℃(优选为40℃~80℃),并且将液晶层形成用涂布液与基材表面之间的温度差设为20℃以上(优选为30℃以上)的方式i-2。
通过设为该方式i-2,出于两者的温度差,越靠近涂布部,涂膜温度变得越低,容易使利用涂布部的移动形成的涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上的温度梯度下降。
从制造取向精度高的胆甾醇型液晶膜的观点出发,优选上述方式i-1及方式i-2中的前一个方式i-1。
作为工序a中的涂布条件,从制造取向精度高的胆甾醇型液晶膜的观点出发,优选液晶层形成用涂布液的涂布量满足以下条件ii。
即,条件ii为工序a中的液晶层形成用涂布液的涂布量为1mL/m2~100mL/m2这一条件。
工序a中的液晶层形成用涂布液的涂布量更优选为10mL/m2~50mL/m2
[工序b]
在工序b中,使涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
即,在工序b中,使涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以上述每单位距离的温度梯度上升或下降。
另外,使涂膜的膜面温度上升或下降的步骤在涂膜中的棒状液晶化合物的含有率因去除涂膜中的溶剂而上升的过程中进行。尤其,从处于涂膜中的棒状液晶化合物的含有率容易上升的状况的观点出发,并且,例如,从容易控制涂布液与基材表面之间的温度差的观点出发,使涂膜的膜面温度上升或下降的步骤优选在工序a中在基材上涂布液晶层形成用涂布液之后立即进行。
并且,在工序b中,使膜面温度以0.1℃/mm以上上升或下降的涂膜的固体成分浓度优选为30质量%~90质量%,更优选为40质量%~80质量%。
当涂膜中的固体成分浓度在上述范围内时,通过使膜面温度上升或下降,容易制造取向精度高的胆甾醇型液晶膜。
在工序b中,用于改变涂膜的膜面温度的方法并无特别限制,可以为如已叙述的条件i所示调整工序a中的涂布条件的方法,也可以为加热或冷却涂膜的方法,也可以组合这些方法。
另外,在如已叙述的条件i所示调整工序a中的涂布条件的情况下,工序b的一部分或全部可以通过在工序a中利用涂布部的移动涂布液晶层形成用涂布液来进行。即,可以在工序a中进行工序b的一部分或全部。
在该情况下,工序a中的涂布部的移动速度优选为0.1m/min~50m/min,更优选为1m/min~30m/min。
在工序b中,优选在基材上的涂膜开始位置P3与涂布部一边涂布液晶层形成用涂布液一边从涂膜开始位置P3远离规定距离(例如为10mm~3000mm之间,优选为200mm)的位置P4之间,使涂膜的膜面温度以0.1℃/mm以上上升或下降。
涂布开始位置P3上的“涂膜的膜面温度”为使用接触式温度计(例如热电偶)测定的值。并且,位置P4上的“涂膜的膜面温度”为由涂布部涂布的液晶层形成用涂布液的温度。
(涂膜的加热或冷却)
为了改变涂膜的膜面温度,可以在工序b中进行涂膜的加热或冷却。
作为对涂膜进行加热的单元,与胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)的工序B中的对涂膜进行加热的单元相同,并且冷却涂膜的单元也与胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)的工序B中的冷却涂膜的单元相同。
(干燥)
如上所述,改变涂膜的膜面温度之后,优选使涂膜干燥。
关于用于干燥涂膜的干燥单元,也与胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)的工序B中的干燥单元相同。
[工序c]
在本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)中,在涂膜中含有聚合性化合物(具体而言,具有聚合性基团的棒状液晶化合物、具有聚合性基团的手性试剂等)的情况下,优选在工序b之后还包括使涂膜固化的工序c。
工序c与胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)的工序C相同,优选方式也相同。
通过以上胆甾醇型液晶膜的制造方法(2),可在基材上制造胆甾醇型液晶膜。
通过胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)得到的基材和胆甾醇型液晶膜的层叠体可以直接用作光学膜。
[其他工序]
在本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)中,除以上工序A~工序C以外,还可以具有其他工序。
同样地,在本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(2)中,除以上工序a~工序c以外,还可以具有其他工序。
作为其他工序,可举出在工序A或工序a中使用的基材上形成取向层的工序。
即,工序A或工序a中使用的基材可以为具备取向层的基材。
(取向层)
取向层只要为能够对液晶化合物赋予取向限制力的层,则并无特别限制。
取向层例如可以通过有机化合物(优选为聚合物)的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀或具有微槽的层的形成等方法来设置。
并且,取向层也可以为通过赋予电场、赋予磁场或照射光而产生取向功能的取向层。
另外,在基材为树脂制的情况下,根据该树脂的种类(例如,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等),还可以通过直接对支撑体进行取向处理(例如,摩擦处理)而不设置取向层,使基材的表面发挥取向层的功能。
在本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法(1)及(2)中,取向层并不是必需的,通过在工序B或工序b中以特定的梯度改变涂膜的膜面温度,即使不使用取向层,也能够排列胆甾醇型液晶的螺旋轴。
〔光学膜〕
在本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法中,在将光学各向同性的聚合物薄膜用作基材而在该聚合物薄膜上形成了胆甾醇型液晶膜的情况下,得到的层叠体可以用作光学膜。
并且,也可以将胆甾醇型液晶膜本身用作光学膜。
本发明的胆甾醇型液晶膜的制造方法中得到的胆甾醇型液晶膜可以发挥光反射层的功能。因此,还优选作为航空成像装置中使用的光学膜。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但只要不超出其主旨,则本发明并不限定于以下实施例。
(实施例1〕
(基材的准备)
作为基材,准备了厚度80μm、宽度300mm的长条状三乙酰纤维素(TAC)薄膜(FUJIFILM Corporation、折射率1.48)。
(液晶层形成用涂布液1的制备)
混合以下记载的各成分之后,用孔径0.2μm的聚丙烯制过滤器进行过滤,制备了液晶层形成用涂布液1。
-液晶层形成用涂布液1-
·棒状液晶化合物(下述化合物(A)):100质量份
·手性试剂(下述化合物(B)):2.5质量份
·光聚合引发剂:3质量份
(IRGACURE(注册商标)907、BASF公司)
·取向控制剂(下述化合物(C)):0.2质量份
·垂直取向剂(下述化合物(D)):0.5质量份
·溶剂(甲基乙基酮):215质量份
[化学式4]
化合物(A)
化合物(B)
化合物(C)
化合物(D)
(工序A及工序B)
使用模涂法在连续传送的基材上涂布液晶层形成用涂布液1,接着使其在70℃的烘箱内通过60秒钟,干燥了涂膜。
关于工序A,具体而言,在表面温度15℃、外径300mm的背辊上传送基材,并且如图1所示,使用模涂法以35mL/m2的涂布量对缠绕在背辊上的基材进行了液晶层形成用涂布液1的涂布。涂布时的液晶层形成用涂布液1的温度为35℃,涂布时的基材表面的温度为15℃。并且,涂膜的固体成分浓度为32.4质量%。
涂布位置P1的涂膜的膜面温度为35℃,从涂布位置P1远离200mm的位置P2上的涂膜的膜面温度为15℃。由此可知,涂膜的膜面温度的温度朝向传送方向以0.1℃/mm发生变化。
(工序C)
使用高压汞灯以曝光能量500mJ/cm2对工序B之后的涂膜照射紫外线,将涂膜固化。
如上所述,制作了实施例1的胆甾醇型液晶膜。
〔实施例2~11、比较例1~2〕
在工序A及工序B中,如表1中记载那样,适当变更了液晶层形成用涂布液1的温度(表1中记为“涂布液的温度A”)及背辊的表面温度(表1中记为“BUR的温度”),并控制了涂布时的基材表面的温度(表1中记为“基材表面温度B”),除此之外,以与实施例1相同的方式,制作了实施例2~10及比较例1~2的胆甾醇型液晶膜。
另外,涂布位置P1的涂膜的膜面温度(表1中记为“P1上的涂膜温度”)及从涂布位置P1远离200mm的位置P2上的涂膜的膜面温度(表1中记为“P2上的涂膜温度”)如表1所示。
另外,在实施例10中,通过使基材侧与带温调功能的背辊接触来传送带涂膜的基材,对涂布后的涂膜进行了加热。
并且,在实施例11中,通过使基材侧与带温调功能的背辊接触来传送带涂膜的基材,对涂布后的涂膜进行了冷却。
〔评价〕
(利用偏振光显微镜的观察)
使用Nikon Corporation制的偏振光显微镜NV100LPOL来拍摄胆甾醇型液晶膜的上表面的正交尼科耳偏振光透射照片,并从照片图像中观察了条纹图案(即,以螺旋节距产生的图案)及取向缺陷的状态。
具体而言,根据出现在正交尼科耳偏振光透射照片中的条纹图案,通过已叙述的方法确认胆甾醇型液晶的螺旋轴,并以以下基准进行了评价。通过能够确认条纹图案与涂膜的传送方向平行地排列,能够确认胆甾醇型液晶的螺旋轴与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向垂直地排列。
-评价基准-
A:清晰可见条纹图案与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向平行地排列,并且没有条纹图案的一部分间断的取向缺陷。
B:清晰可见条纹图案与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向平行地排列,但略微可见条纹图案的一部分间断的取向缺陷。
C:可见条纹图案与涂膜的传送方向或涂布部的移动方向平行地排列,但条纹图案的一部分间断的取向缺陷较多。
D:看不到条纹图案。
(利用SEM的观察)
使用SEM(Hitachi High-Tech Corporation制SU3500)观察了胆甾醇型液晶膜的截面,并通过已叙述的方法确认了胆甾醇型液晶的螺旋轴是否与膜面方向平行。
-评价基准-
A:胆甾醇型液晶的螺旋轴与膜面方向平行。
B:胆甾醇型液晶的螺旋轴不与膜面方向平行。
(取向精度的评价)
通过已叙述的方法在膜面内的胆甾醇型液晶的螺旋轴的排列中确认因微细的偏差而产生的散射区域(即,照片中的白色区域),由此对胆甾醇型液晶膜中的取向精度进行了评价。
具体而言,以以下基准对测出的光学膜的散射进行了评价。判断散射区域(即,照片中的白色区域)越少,取向精度越优异(胆甾醇型液晶的螺旋轴的膜面内偏差越少)。
-评价基准-
A:白色区域在试验片的总面积中所占的比例(即,面积率)为0%(换言之,照片中看不到白色区域)。
B:白色区域在试验片的总面积中所占的比例(即,面积率)为10%以下。
C:白色区域在试验片的总面积中所占的比例(即,面积率)超过10%。
/>
如表1所示,可知关于实施例中得到的胆甾醇型液晶膜,胆甾醇型液晶的螺旋轴均与膜面方向平行地且在俯视下沿着特定方向(即,与涂膜的传送方向垂直的方向)排列,而且取向精度均优异。
2019年3月28日申请的日本专利申请2019-064852的发明的所有内容通过参考援用于本说明书中。
本说明书中记载的所有文献、专利申请及技术标准可与具体且分别记载通过参考援用每一个文献、专利申请及技术标准的情况相同程度地通过参考援用于本说明书中。

Claims (13)

1.一种胆甾醇型液晶膜的制造方法,其包括:
工序A,在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及
工序B,传送所形成的涂膜,并使所传送的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降,
通过将工序A中的涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上,使工序B中的涂膜的膜面温度朝向传送方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
2.根据权利要求1所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
在工序A中,将涂布液的温度设为40℃~80℃且将基材表面的温度设为10℃~30℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
3.根据权利要求1所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
在工序A中,将涂布液的温度设为10℃~40℃且将基材表面的温度设为40℃~120℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
4.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
工序A中的涂布液的涂布量为1mL/m2~100mL/m2
5.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
工序B中的涂膜的传送速度为0.1m/min~50m/min。
6.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其在工序B之后还包括使涂膜固化的工序C。
7.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其使用连续传送的长条状基材通过卷对卷方式来进行。
8.一种胆甾醇型液晶膜的制造方法,其包括:
工序a,使涂布部移动或使涂布部与基材相互移动而在基材上涂布含有溶剂、棒状液晶化合物及手性试剂的涂布液来形成涂膜;及
工序b,使涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降,
通过将工序a中的涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上,使工序b中的涂膜的膜面温度朝向涂布部的移动方向以0.1℃/mm以上上升或下降。
9.根据权利要求8所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
在工序a中,将涂布液的温度设为40℃~80℃且将基材表面的温度设为10℃~30℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
10.根据权利要求8所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
在工序a中,将涂布液的温度设为10℃~40℃且将基材表面的温度设为40℃~120℃,并且将涂布液与基材表面之间的温度差设为30℃以上。
11.根据权利要求8或9所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
工序a中的涂布液的涂布量为1mL/m2~100mL/m2
12.根据权利要求8或9所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其中,
工序a中的涂布部的移动速度为0.1m/min~50m/min。
13.根据权利要求8或9所述的胆甾醇型液晶膜的制造方法,其在工序b之后还包括使涂膜固化的工序c。
CN202080025002.XA 2019-03-28 2020-03-25 胆甾醇型液晶膜的制造方法 Active CN113646674B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019064852 2019-03-28
JP2019-064852 2019-03-28
PCT/JP2020/013429 WO2020196658A1 (ja) 2019-03-28 2020-03-25 コレステリック液晶膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113646674A CN113646674A (zh) 2021-11-12
CN113646674B true CN113646674B (zh) 2023-09-29

Family

ID=72611976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080025002.XA Active CN113646674B (zh) 2019-03-28 2020-03-25 胆甾醇型液晶膜的制造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7113961B2 (zh)
KR (1) KR20210134697A (zh)
CN (1) CN113646674B (zh)
WO (1) WO2020196658A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007108732A (ja) * 2005-09-16 2007-04-26 Fujifilm Corp 偏光板及び液晶表示装置
CN104204872A (zh) * 2012-03-26 2014-12-10 富士胶片株式会社 光反射层、光反射板以及夹层玻璃用层叠中间膜片、夹层玻璃和它们的制造方法
JP2016197219A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 富士フイルム株式会社 積層体及び光学フィルム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4233379B2 (ja) * 2003-05-02 2009-03-04 日東電工株式会社 コレステリック液晶フィルム、その製造方法および円偏光反射フィルム、二波長域反射型反射フィルム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007108732A (ja) * 2005-09-16 2007-04-26 Fujifilm Corp 偏光板及び液晶表示装置
CN104204872A (zh) * 2012-03-26 2014-12-10 富士胶片株式会社 光反射层、光反射板以及夹层玻璃用层叠中间膜片、夹层玻璃和它们的制造方法
JP2016197219A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 富士フイルム株式会社 積層体及び光学フィルム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020196658A1 (ja) 2021-11-04
CN113646674A (zh) 2021-11-12
JP7113961B2 (ja) 2022-08-05
KR20210134697A (ko) 2021-11-10
WO2020196658A1 (ja) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110799868B (zh) 液晶薄膜、光学层叠体、圆偏振片、有机电致发光显示装置
US20220372372A1 (en) Cholesteric liquid crystal film and manufacturing method thereof
US20220373726A1 (en) Cholesteric liquid crystal film and manufacturing method thereof
CN113646673B (zh) 胆甾醇型液晶膜的制造方法
CN114902098B (zh) 胆甾醇型液晶膜
KR20170012118A (ko) 적층체, 적층체를 포함하는 원 편광판, 적층체를 구비하는 표시 장치
CN105074516A (zh) 相位差膜的制造方法
CN113646674B (zh) 胆甾醇型液晶膜的制造方法
JP2009276652A (ja) 光照射方法、光学フィルムの製造方法および光照射装置
US20200400996A1 (en) Polarizer, method of producing polarizer, laminate, and image display device
WO2019171876A1 (ja) 積層体の製造方法
JP6335294B2 (ja) 光学機能性層作製用組成物、光学機能性層を含む光学フィルムの製造方法、および光学フィルム
WO2022059287A1 (ja) コレステリック液晶層の製造方法及び塗布装置
WO2019225670A1 (ja) 積層体の製造方法
CN109884823B (zh) 偏振光照射装置以及带光取向膜的基板的制造方法
WO2019171877A1 (ja) 積層体の製造方法
WO2019225517A1 (ja) 積層体の製造方法
JP7420833B2 (ja) コレステリック液晶層の製造方法
US20220326562A1 (en) Transparent screen
JPWO2014168259A1 (ja) 光学異方性フィルムの製造方法
JP2015197604A (ja) 光学フィルムの製造方法
JP2014191308A (ja) パターン位相差フィルムの製造装置及び製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant