JP2006227630A - 光学補償シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持体上に重合性液晶化合物を含む塗布液を塗布した後、塗布層を液晶形成温度に加熱し、次いで該塗布層を該重合性液晶化合物の固体−液晶遷移温度以下に冷却し、該塗布層の温度を該固体−液晶遷移温度以下に維持しながら紫外線を照射して該重合性液晶化合物を重合硬化させることにより光学補償シートを製造する。
【選択図】図1
Description
TN−LCDの表示モードである旋光モードでは、高速応答性(数十ミリ秒)及び高いコントラストが得られる。従って、旋光モードは、複屈折モードや他のモードに比べて多くの点で有利である。しかしながら、TN−LCDは、STN−LCDのように位相差板を備えていないので、表示色や表示コントラストが液晶表示装置を見る時の角度によって変化し易い(視野角特性)との問題がある。
特許文献3、特許文献4及び特許文献5には、負の複屈折を有し、かつ光軸が傾いている光学補償シートが開示されている。即ち、上記シートは、ポリカーボネートやポリエステル等のポリマーを延伸することにより製造され、そしてシートの法線から傾いた主屈折率の方向を持つ。延伸処理により上記シートを製造するには、極めて複雑な延伸処理が必要とされるため、開示されている方法で大面積の光学補償シートを製造することは極めて困難である。
本発明者の検討によると、紫外線を塗布層に照射してディスコティック液晶化合物を重合硬化させる時、塗布層の温度が上昇することが判明した。そして、さらに検討した結果、液晶化合物を重合硬化して得られる光学異方層のレターデーション(液晶化合物の固有複屈折と光学異方層の厚さと配向秩序度との積)は、紫外線を照射してディスコティック液晶化合物を重合硬化させる時の塗布層の温度に大きく依存し、重合硬化を一定以上の温度で行うと、レターデーションの低下が起こりやすいことを見出した。
レターデーションの低下に対しては、光学異方層の厚さを厚くすることで対処でき、これによりTN−LCDにおける視野角特性は確保することができる。しかし、この場合では単位当たりの塗布液の塗布量が増えるためコスト的に不利になる。
本発明の光学補償シートの製造方法の好ましい態様は、以下の通りである。
1)重合性液晶化合物が架橋性の官能基を有するディスコティック液晶化合物であること。
2)該塗布層を液晶形成温度に加熱した後、該塗布層を1〜1000℃/分の範囲内の冷却速度で冷却し、該固体−液晶遷移温度以下にすること。
3)該塗布層を該固体−液晶遷移温度以下に冷却し、紫外線を照射して該重合性液晶化合物を重合硬化するまでの時間が0.1〜1200秒の範囲内であること。
4)支持体が、配向膜を有する透明シートであって、配向膜面に塗布液を塗布すること。
TN−LCDにおける視野角特性を付与する光学補償シートの光学異方層で特に重要な厚さ方向のレターデーション(Rth)は、下式で表される。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(nx及びnyは支持体の面内の主屈折率を表し、nzは厚み方向の主屈折率を表し、dは光学異方層の厚さを表し、そして上記式の単位はnmである)
そして、本発明の光学補償シートの製造方法により得られる光学異方層は単位厚さ当たりの厚さ方向のレターデーション(Rth/d)が下記の条件を満足する。
0.04<Rth/d
さらに、本発明の光学補償シートの製造方法により得られる光学異方層は、その面内のレターデーションの変動が標準偏差で2%以下である。
送り出し機1から送り出した配向膜を有するシート7の配向膜面に塗布機2より押し出されたディスコティック液晶化合物を含む塗布液を塗布する。その塗布層を加熱領域3で液晶(ディスコティックネマティック相)形成温度にて加熱処理し、ディスコティック液晶化合物がディスコティックネマティック相を形成する。次いで、塗布層を冷却領域4で塗布層の温度が固体−液晶遷移温度以下になるまで冷却し、塗布層の温度を固体−液晶遷移温度以下に維持しながら、冷却領域に設置された紫外線照射装置5により塗布層に紫外線を照射して、ディスコティック液晶化合物を重合硬化して光学異方層とした後、巻き取り機6で巻き取る。
ゼラチン層(厚さ0.1μm)を塗設したセルローストリアセテート(フジタック、富士写真フィルム(株)製、厚さ:100μm、幅:500mm)の上に長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール(MP−203、クラレ(株)製)5重量%水溶液を塗布し、80℃の温風にて乾燥させた後、ラビング処理を行って、配向膜を有するシートを形成した。
(塗布液の作成)
ディスコティック液晶(下記化合物A)325g、
化合物A:
配向膜を有するシートの配向膜上に、上記の塗布液をワイヤーバー(#3バー)で塗布し、塗布層の表面温度を125℃±5℃に維持しながら2分間加熱しディスコティックネマティック相を形成した。次いで、50℃の雰囲気中に1秒間静置した後、この状態で高圧水銀灯を用いて紫外線照射を行い、厚さ1.8μmのディスコティック化合物を含む層(光学異方層)を有する光学補償シートを作成した。
実施例1と同一の条件で、ディスコティックネマティック相を形成し、次いで、90℃の雰囲気中に20秒間静置した後、この状態で高圧水銀灯を用いて紫外線照射を行って同じ厚さの光学異方層を有する光学補償シートを作成した。
実施例1において、メチルエチルケトンの量を524gにした以外は同一の組成で塗布液を作成し、次いで配向膜を有するシートの配向膜上に、この塗布液をワイヤーバー(#3バー)で塗布した以外は、実施例1と同一の条件でディスコティックネマティック相を形成した。次いで、塗布層の温度を125℃±5℃に維持しながら高圧水銀灯を用いて紫外線照射を行い、厚さ2.0μmの光学異方層を有する光学補償シートを作成した。
実施例及び比較例の光学補償シートをそれぞれ50m作成し、以下の評価を行った。
1)紫外線照射する際の塗布層の表面温度を測定した。測定は赤外放射温度計(IT2−50、キーエンス(株)製)を用いて行った。その結果を表1に示す。
2)上記のようにして得られた光学補償シートについて、ラビング軸を含み異相差板面に垂直な面において、あらゆる方向からレターデーション値をエリプソメーター(AEP−100、島津製作所製)で測定し、さらに、測定部分のディスコティック化合物を除去した後の支持体の光学特性を同様に測定した。これらの測定値から、負の一軸屈折率楕円体を仮定して、三軸屈折率nx、ny、nzを求め、前記の単位厚さ当たりの厚さ方向のレターデーション(Rth/d)を求めた。測定は光学補償シート1m毎に幅方向に5点測定した。その平均値及び標準偏差の結果を表1に併せて示す。
3)シャープ(株)社製TFT型液晶カラーテレビ6E−C3の偏光板を剥がし、液晶セルを挟むようにして、前記実施例または比較例で得られた光学補償シートを装着した。次いで、その外側に偏光板が互いに直交するように貼り付け、カラー液晶表示装置を作成した。このカラー液晶表示装置について、白表示、黒表示を行い、上下左右でのコンストラスト比が10:1となる視角を測定した。すなわち、得られたカラー液晶表示装置に矩形波の電圧を印加し正面方向および上/下及び左/右方向へ傾いた方向からのコントラストを、分光計(LCD−5000、大塚電子(株)製)を用いて測定しコンストラストが10となる上/下及び左/右の視野角を求めた。なお、評価は実施例1及び比較例1についてのみ行った。その結果を表2に示す。また、シャープ(株)社製TFT型液晶カラーテレビ6E−C3の偏光板を剥がし、光学補償シートを挟まないで偏光板が互いに直交するように貼り付けたカラー液晶表示装置の評価結果も表2に示す。
───────────────────────────────────────
表面温度(℃) Rth/d 標準偏差
───────────────────────────────────────
実施例1 98±5 0.049 1.3
実施例2 85±5 0.050 1.4
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比較例1 130±5 0.045 2.5
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上下(度) 左右(度) 備考
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実施例1 123 115 斜めから見てもむらが発生しない
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比較例1 130 120 斜めから見たときむらが発生する
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シートなし 50 70 斜めから見てもむらが発生しない
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2 塗布機
3 加熱領域
4 冷却領域
5 紫外線照射装置
6 巻き取り機
7 配向膜を有するシート
8 加熱器
9 冷却機
Claims (4)
- 支持体上に、重合性液晶化合物を含む塗布液を塗布した後、塗布層を液晶形成温度に加熱し、次いで該塗布層を該重合性液晶化合物の固体−液晶遷移温度以下に冷却し、冷却した塗布層の温度を該固体−液晶遷移温度以下に維持しながら紫外線を照射して該重合性液晶化合物を重合硬化させることを特徴とする光学補償シートの製造方法。
- 該重合性液晶化合物が架橋性の官能基を有するディスコティック液晶化合物であることを特徴とする請求項1に記載の光学補償シートの製造方法。
- 該塗布層を液晶形成温度に加熱した後、該塗布層を1〜1000℃/分の範囲内の冷却速度で冷却し、該固体−液晶遷移温度以下にすることを特徴とする請求項1乃至2のうちいずれかの項に記載の光学補償シートの製造方法。
- 該塗布層を該固体−液晶遷移温度以下に冷却した後、紫外線を照射して該重合性液晶化合物を重合硬化するまでの時間が、0.1〜1200秒の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかの項に記載の光学補償シートの製造方法。
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