JP2003344858A - 紫外線偏光光源装置およびそれを用いた液晶配向膜の製造方法 - Google Patents
紫外線偏光光源装置およびそれを用いた液晶配向膜の製造方法Info
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Abstract
外線形成が容易で広い波長域の光を利用でき、従って配
向膜形成物質の選択範囲が広く、スリムな形態で取扱い
が容易な、紫外領域で二色性を示す物質を含有する偏光
フィルムを用いた紫外線偏光光源装置を提供する。 【解決手段】 紫外領域において二色性を示す物質を含
有する偏光フィルムと、短波長の紫外線(好ましくは波
長290nm以下)をカットする光学フィルターと、紫
外線照射装置とを組合せた紫外線偏光光源装置。この装
置においては、短波長の紫外線をカットする光学フィル
ターが、紫外線照射装置と偏光フィルムとの間に配置さ
れることが好ましい。
Description
クトロニクス分野、表示装置分野、照明装置分野等に有
用で、液晶を配向処理する配向膜の形成などに好適な大
面積の偏光紫外線が照射可能な紫外線偏光光源装置に関
する。
積での均一な処理が難しく、帯電や塵の発生も多いこと
などより液晶表示装置の大型化に対処することが困難
で、液晶を大面積で配向処理できる配向膜が求められる
中、紫外光を利用した製品や技術が数多く開発されてい
る。特にディスプレイの分野では、性能向上や製造プロ
セスの簡略化のために、こういった動きが活発である。
例えば、偏光紫外線を照射してポリビニルシンナメート
配向膜の架橋結合の生成する方向を制御する方法(M.Sc
hadt et al.:Jpn.J.Appl.Phys.31,2155-2164(1992))
や、偏光紫外線照射によりポリイミド配向膜の分解反応
に異方性を持たせる方法(M.Nishikawa et al.:Liquid
Crystals 26,575-580(1999))などの光二量化反応や光
分解反応、あるいは光異性化反応による配向膜の形成方
法が多数報告されている。
ては、プリズム偏光子や偏光分離器、偏光フィルムが知
られていた。しかしながら、プリズム偏光子では大型化
が困難で大面積の偏光を得ることが難しかった。積層石
英板などによるブリュスター角を利用した偏光分離器で
は、偏光を大面積化するには装置の大型化が不可欠であ
り、入射角をブリュスター角に設定する必要のあること
から装置の組立に高精度なセッティング技術が要求され
る問題点があった。
た偏光フィルムでは大型化が容易である利点を持つが、
紫外線光源からの光の吸収による劣化や発熱が大きいた
め耐久性に問題があった。
安定性に優れ、大面積での偏光紫外線形成が容易で広い
波長域の光を利用でき、従って配向膜形成物質の選択範
囲が広く、スリムな形態で取扱いが容易な、紫外領域で
二色性を示す物質を含有する偏光フィルムを用いた紫外
線偏光光源装置を提供することを目的とする。また、本
発明は、前記紫外線偏光光源装置を用いた液晶配向膜の
製造方法を提供することを目的とする。
め、本発明者は、上記の点に関して、大面積の観点から
紫外領域で二色性を示す物質を有する偏光フィルムに着
目した。そして紫外光による劣化について、鋭意検討し
た結果、短波長の紫外線、特に290nm以下の波長の
紫外線が最も劣化に寄与すること発見し、本発明に至っ
た。
性を示す物質を含有する偏光フィルムと、短波長の紫外
線をカットする光学フィルターと、紫外線照射装置とを
組合せたことを特徴とする紫外線偏光光源装置を提供す
るものである。
短波長の紫外線をカットする光学フィルターが、紫外線
照射装置と偏光フィルムとの間に配置されたものである
ことが好ましく、前記短波長の紫外線は波長290nm
以下の紫外線であることがさらに好ましい。
置を用いたことを特徴とする液晶配向膜の製造方法を提
供するものである。
は、紫外領域において二色性を示す物質を含有する偏光
フィルムを用いた紫外線偏光光源装置であり、短波長の
紫外線、特に290nm以下の波長の紫外線をカットす
る光学フィルターと紫外線照射装置を組合せたものであ
る。紫外線偏光光源装置の例を図1および図2に示し
た。1が偏光フィルムで、2がバンドパスフィルター、
3が紫外線照射装置、4がブルーフィルター付き高圧水
銀ランプである。
を含有する偏光フィルムは、通常紫外線を照射すると著
しく劣化するため、それを抑制することが必要である。
紫外線による偏光フィルムの劣化には短波長の紫外線、
特に290nm以下の紫外線が最も寄与することから、
290nmの波長の紫外線をカットする光学フィルター
を、紫外線照射装置と偏光フィルムとの間に配置するこ
とにより、偏光フィルムの劣化を劇的に低減でき、偏光
特性と安定性に優れた紫外線偏光を大面積で照射するこ
とが可能となる。
で二色性を示すもので、かつ300nm以上、特に25
0nm以上の波長の紫外線に対して透過性を有し、配向
膜形成物質等の紫外線照射対象に照射する目的の紫外線
の透過率が10%、とりわけ20%以上、特に30%以
上のものが用いられる。すなわち、紫外領域において二
色性を示す物質を含有するものであれば特に限定はな
く、市販の偏光フィルム等を適宜使用することができ
る。市販の偏光フィルムとしては、日東電工(株)製の
NPF等を代表的なものとして挙げることができる。
偏光度により決定されるため、フィルムの選択により様
々な偏光特性を有する紫外線が照射できる。さらに、偏
光フィルムを回転することにより、面内で任意方向に容
易に偏光を照射することができる。
nm以下の波長の紫外線をカットするものであり、前記
波長の紫外線の透過率が40%以下であることが必要で
ある。好ましくは透過率が20%以下である。最も好ま
しいものは、実質的に290nm以下の波長の紫外線を
透過しない光学フィルター、すなわちUVバンドパスフ
ィルターのような透過率が0%である光学フィルターを
用いることである。波長290nm以下の紫外線の透過
率が40%を超えると、偏光フィルムの劣化の進行が速
くなり、実用性に欠けるものとなる。
が、耐熱性に優れたガラスフィルターが好ましい。ガラ
スフィルターであれば、送排風式の紫外線照射装置に用
いられるガラス板および石英板に重ねて配置するか、そ
れらの代替として用いることができるからである。
光フィルムに到達する光が短波長の紫外線、特に290
nm以下の波長の紫外線をカットしうるものであれば良
い。そのため、ランプに使用されるガラスにフィルター
が付与されているものであってもよい。特にブルーフィ
ルター付きランプは、290nm以下の波長の紫外線を
カットする能力があるため、このランプを用いることに
より、UVバンドパスフィルターと同様の性能を有する
ことが出来る。
長の紫外線だけではなく、照射強度も寄与してくる。そ
のため、照射強度の調整も重要となる。照射強度を小さ
くするほど、耐久性が向上する。偏光フィルム表面にか
かる310nmの紫外線の照射強度は、20mW/cm
2以下が好ましく、10mW/cm2以下がさらに好ま
しい。照射強度の調整は、ランプの出力および偏光フィ
ルムとランプとの距離により簡単に行うことが出来る。
であるが、上記の照射強度に調整すれば、市販の紫外線
照射装置においてはほとんどフィルムに影響を与えるこ
とはない。送排風式や水冷式の紫外線照射装置や、熱線
カットフィルターを適宜用いることにより、温度の制御
は十分可能である。しかしながら、偏光フィルムの表面
温度としては80℃以下が好ましく、とりわけ50℃以
下、特に室温程度にすることがより好ましい。
り好ましい紫外線偏光光源装置は、目的とする偏光の波
長、例えば310nmの紫外光に基づく垂直入射光の直
進光透過率が10%以上、とりわけ20%以上、特に3
0%以上であるものや、消光比が5以上、とりわけ10
以上であるものである。
ば光異性化反応や光二量化反応、光分解反応などにより
液晶を配向させるための配向膜を形成する際の紫外線偏
光の供給など各種目的に用いることができる。市販の紫
外線照射装置および市販の偏光フィルムを用いることに
より、大面積化が可能で、かつ面内任意方向に偏光を照
射することができる。
に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限
定されるものではない。
照射装置に、UVバンドパスフィルター(ショット製W
G295)を石英板表面に配置した。次いで、二色性物
質含有の市販の偏光フィルム(日東電工製、商品名F5
205(偏光板))を、フィルム表面にかかる照度が3
10nmの波長の光に対し10mW/cm2になるよう
に、ランプの出力およびランプと偏光フィルムとの距離
を調整し、図1のように配置して紫外線偏光光源装置を
得た。
ドパスフィルターの代わりに、ブルーフィルター付き高
圧水銀ランプを用いた以外は、実施例1と同様にして、
図2のように配置して紫外線偏光光源装置を得た。
照射装置に、フィルターを配置しないで、二色性物質含
有の市販の紫外線偏光フィルムのみを配置した以外は、
実施例1と同様にして、紫外線偏光光源装置を得た。
偏光光源を30分間照射したところ、実施例1および実
施例2において照射時にかかる偏光フィルム表面の最高
温度は76.5℃および76.0℃であったが、使用し
た偏光フィルムは外観上の変化および変色はなかった。
それに対し、比較例では表面最高温度が63.5℃であ
ったにもかかわらず、使用した偏光フィルムは照射部分
が黄色に変色、透過率が著しく低下した。
る紫外線偏光光源について、使用した偏光フィルムに波
長310nmの紫外線を垂直入射させたときの直進光透
過率をダブルビーム型分光光度計にて調べた。また実施
例又は比較例で得た紫外線偏光に対し、グランテーラプ
リズムと照射強度受光器(オーク製、UV31)にて消
光比を調べた。
て設けたポリビニルシンナメート薄膜に、実施例又は比
較例で得た紫外線偏光を2分間照射して配向膜を形成
し、得られたセル基板間にネマチック液晶を注入して平
行配向の液晶セルを形成し、その液晶の配向性を偏光顕
微鏡により観察した。
化が少なくて寿命に優れており、その光学特性を良好に
維持して液晶を良好にモノドメイン配向できる配向膜を
形成できるなど、偏光特性に優れる紫外線を供給し、フ
ィルム方式で大面積の偏光子を容易に形成できることが
わかる。また、薄型軽量性に優れ、スリムな形態で容易
に取扱うことができることより、紫外線照射装置にセッ
トするだけの簡単な操作で偏光紫外線を形成できること
がわかる。
光光源装置によれば、市販の偏光フィルムを使用するこ
とが出来るため、低コストで大面積の偏光を容易に形成
できると共に、広い波長域の紫外光を利用できて配向膜
形成物質の選択範囲が広く、スリムな形態で容易に取扱
うことができ、紫外線照射装置にセットするだけの簡単
な操作で偏光紫外線を形成することができる。
光分解反応などにより液晶配向膜を形成する際の紫外線
偏光の供給目的のほか、各種の画像表示装置の光源とし
て用いることも可能であり、その工業的価値は大であ
る。
構成を示す説明図である。
の構成を示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 紫外領域において二色性を示す物質を含
有する偏光フィルムと、短波長の紫外線をカットする光
学フィルターと、紫外線照射装置とを組合せたことを特
徴とする紫外線偏光光源装置。 - 【請求項2】 短波長の紫外線をカットする光学フィル
ターが、紫外線照射装置と偏光フィルムとの間に配置さ
れた請求項1記載の紫外線偏光光源装置。 - 【請求項3】 前記短波長の紫外線が波長290nm以
下の紫外線である請求項1または2記載の紫外線偏光光
源装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の紫外線
偏光光源装置を用いることを特徴とする液晶配向膜の製
造方法。
Priority Applications (1)
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