JP2009229706A - 光学補償フィルムの製造方法および製造装置、光学補償フィルム、偏光板、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
表面に配向層が形成され、連続的に搬送される透明支持体4c上に、液晶性化合物を含む液晶層塗布液を配向層上に塗布する液晶層塗布工程10と、液晶層を乾燥する液晶層乾燥工程11と、乾燥工程の乾燥温度より低い温度に冷却した状態で、液晶層を硬膜する冷却硬膜工程と、冷却硬膜工程の冷却温度より高い温度に加熱した状態で、配向層を硬膜する加熱硬膜工程と、を有することを特徴とする光学補償フィルムの製造方法である。
【選択図】図1
Description
本発明では、透明支持体を用いる。透明支持体とは、光透過率が80%以上の支持体をいう。また、透明支持体の波長分散は小さいのが好ましく、具体的には、Re400/Re700の比が1.2未満であることが好ましい。さらに、透明支持体は、光学異方性が小さいことが好ましく、具体的には、面内レターデーション(Re)が20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。さらに、環境変化によって生じる面内レターデーション変化が20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。
本発明では、液晶性化合物を配向させるためには配向層を用いることが好ましい。配向層は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチルなど)の累積のような手段で設けることができる。さらに電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。ポリマーのラビング処理により形成する配向層が特に好ましい。ラビング処理はポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより実施する。
本発明では、光学異方性層の形成に、光硬化型液晶性化合物を用いる。光硬化型液晶性化合物としては、重合性基を有する、光硬化型棒状液晶性化合物または光硬化型円盤状液晶性化合物が好ましく、少なくとも1層の光学異方性層(好ましくは、配向層に隣接する光学異方性層)の形成に、光硬化型棒状液晶性化合物を用いる。棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。高分子液晶としては、特に高分子鎖にペンダント状に棒状液晶が結合されたものが好ましく、本明細書中では棒状液晶性化合物の範疇に含む。
Q1−L1−Cy1−L2−(Cy2−L3)n−Cy3−L4−Q2
式中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基を表し、L1およびL4はそれぞれ独立に二価の連結基であり、L2およびL3はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy1、Cy2およびCy3はそれぞれ独立に二価の環状基であり、nは0、1または2である。
L−1:−CO−O−二価の鎖状基−O−
L−2:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−
L−3:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−
L−4:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−
L−5:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−CO−O−
L−6:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−O−CO−
L−7:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−8:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−9:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L−10:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−
L−11:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−CO−O−
L−12:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−O−CO−
L−13:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−14:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−15:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L−16:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−
L−17:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−CO−O−
L−18:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−O−CO−
L−19:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−20:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−21:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
前記式中、二価の鎖状基は、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基または置換アルキニレン基を意味する。アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基が好ましく、アルキレン基およびアルケニレン基がさらに好ましい。アルキレン基は、分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素数は1〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることがもっとも好ましい。置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は2〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることがもっとも好ましい。置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は2〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることがもっとも好ましい。置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。二価の鎖状基の具体例としては、エチレン、トリメチレン、プロピレン、ブタメチレン、1−メチル−ブタメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、2−ブテニレン、2−ブチニレンなどが上げられる。
D(−L−P)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。
厚さ80μmのトリアセチルセルロース(フジタック、富士フイルム(株)製)を2.0Nの水酸化カリウム溶液(25℃)に2分間浸漬した後、硫酸で中和し、純水で水洗、乾燥した。次に下記の組成の塗布液を、#16のワイヤーバーコータで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥し膜を形成した。次に、フィルムの長手方向と平行な方向に、形成した膜にラビング処理を実施し、配向層付きフィルムを得た。
・下記の変性ポリビニルアルコール ・・・ 10 質量部
・水 ・・・371 質量部
・メタノール ・・・119 質量部
・グルタルアルデヒド ・・・ 0.5質量部
下記の組成物を、107質量部のメチルエチルケトンに溶解して塗布液を調整した。塗布液の粘度はメチルエチルケトンの添加量を加減して所望の値に調整した。
・下記のディスコティック液晶性化合物 ・・・41.01質量部
・エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製) ・・・ 4.06質量部
・セルロースアセテートブチレート(CAB551−0.2、イーストマンケミカル社製) ・・・ 0.9 質量部
・セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミカル社製) ・・・ 0.21質量部
・フルオロ脂肪族基含有ポリマー(メガファックF780 大日本インキ(株)製) ・・・ 0.14質量部
・光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) ・・・ 1.35質量部
・増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) ・・・ 0.45質量部
乾燥温度、紫外線照射温度(冷却時、加熱時)の温度を表1に記載の温度とした以外は実施例1と同様の方法により光学補償フィルムを製造した。
≪配向性≫
製造した光学補償フィルムを偏光顕微鏡で観察し、配向状態を確認した。配向性の評価は以下の基準で判定した。
◎:シュリーレンが全く発生せず、均一に配向している。
○:僅かに極微小なシュリーレンが発生しているが、製品としては問題にならない。
△:僅かに極微小なシュリーレンが発生しており、消光度が上昇しているが、製品としては問題にならない。
×:シュリーレンが発生していて、または配向せず製品として使用不可能。
製造した光学補償フィルムを40℃の水に30分間浸漬し、その後フィルムを温水から取り出し、不織布で500g荷重25往復擦り、配向層の剥がれ状態を目視観察した。配向層硬膜の評価は以下の基準で判定した。
◎:強い密着強度を保っており、全く剥がれない。
○:剥がれは見られないが、密着強度の低下が見られる。製品使用の耐湿熱環境では問題にならない。
△:剥がれは見られないが、密着強度の大きな低下が見られる。湿熱環境によっては問題が発生するケースがある。
×:容易に剥れが発生する弱い密着強度であり、製品として使用不可能。
製造した光学補償フィルムを30g荷重の針で引掻き、光学異方性層の傷の状態を目視および顕微鏡で観察した。光学異方性層硬膜の評価は以下の基準で判定した。
◎:顕微鏡でも傷(微小な欠陥)が確認できない。
○:顕微鏡では僅かに傷(微小な欠陥)が観察できるが、目視では観察できず製品として問題にならない。
△:顕微鏡で傷(微小な欠陥)の増加が認められ、製品品質が低下している。
×:目視で容易に傷が観察できて、製品として使用不可。
製造した光学補償フィルムロールを長手方向に1m切り出し、平らな台に平置きして目視観察した。フィルム平面性の評価は以下の基準で判定した。
○:長手方向にトタン状のスジが認識できない。
△:長手方向に若干のトタン状のスジが認識できない
×:長手方向にトタン状のスジが認識でき、製品としては使用不可。
製造した光学補償フィルムの支持体面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光子の一方の面に貼り付け、偏光子のもう一方の面には表面が鹸化されたトリアセチルセルロースフィルムを貼り付け偏光板を作製した。作製した変更板を設置した液晶パネルの上方向コントラスト視野角および青色の色味具合を評価した。
◎:コントラスト、視野角特性、青色の色味具合は製品規格内でバラツキが非常に少なく良好である。
○:コントラスト、視野角特性、青色の色味具合は製品規格内であるが、若干のバラツキが見られる。
△:コントラスト、視野角特性、青色の色味具合はバラツキが見られ、一部製品規格外のものが発生している。
×:コントラスト、視野角特性、青色の色味具合は大きなバラツキが見られ、製品規格外で製品として不可である。
上記項目を総合的に判断し、◎〜×で評価を行った。
Claims (14)
- 表面に配向層が形成され、連続的に搬送される透明支持体上に、液晶性化合物を含む液晶層塗布液を該配向層上に塗布する液晶層塗布工程と、
前記液晶層を乾燥する液晶層乾燥工程と、
前記乾燥工程の乾燥温度より低い温度に冷却した状態で、前記液晶層を硬膜する冷却硬膜工程と、
前記冷却硬膜工程の冷却温度より高い温度に加熱した状態で、前記配向層を硬膜する加熱硬膜工程と、を有することを特徴とする光学補償フィルムの製造方法。 - 前記液晶層および前記配向層に紫外線を照射することにより硬膜を行うことを特徴とする請求項1に記載の光学補償フィルムの製造方法。
- 前記液晶層乾燥工程では、前記液晶層の温度が120℃以上140℃以下であり、前記冷却硬膜工程では、前記液晶層の温度が40℃以上100℃以下であり、前記加熱硬膜工程では、前記配向層の温度が100℃以上135℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学補償フィルムの製造方法。
- 前記冷却硬膜工程は、前記液晶層の温度を冷却する冷却工程と、前記冷却後の温度を維持しながら硬膜を行う硬膜工程と、を有することを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の光学補償フィルムの製造方法。
- 前記加熱硬膜工程は、前記配向層を加熱する加熱工程と、前記加熱後の温度を維持しながら硬膜を行う硬膜工程と、を有することを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の光学補償フィルムの製造方法。
- 表面に配向層が形成された透明支持体を連続走行させる支持体走行手段と、該透明支持体上に液晶性化合物を含む液晶層塗布液を塗布する塗布手段と、該液晶層塗布液を乾燥し液晶層を形成する乾燥手段と、該配向層と該液晶層を硬膜する硬膜手段と、を備える光学補償フィルムの製造装置において、
前記硬膜手段の前半部に前記配向層および液晶層を冷却する冷却手段を備え、後半部に前記配向層および液晶層を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする光学補償フィルムの製造装置。 - 前記硬膜手段が、紫外線照射であることを特徴とする請求項6に記載の光学補償フィルムの製造装置。
- 前記硬膜手段は、4つ以上のゾーンからなり、前半の2つ以上のゾーンのそれぞれに前記冷却手段と少なくとも1つのゾーンに硬膜手段を備え、後半の2つ以上のゾーンのそれぞれに前記加熱手段と少なくとも1つのゾーンに硬膜手段を備え、前記ぞれぞれのゾーン内部の温度が制御可能であることを特徴とする請求項6または7に記載の光学補償フィルムの製造装置。
- 前記冷却手段がノズルまたはスリット板からの冷却風、または、温度調節可能な冷却ロールであることを特徴とする請求項6から8いずれかに記載の光学補償フィルムの製造装置。
- 前記加熱手段が温度調節可能な加熱ロールであることを特徴とする請求項6から9いずれかに記載の光学補償フィルムの製造装置。
- 前記乾燥手段における前記液晶層の温度が120℃以上140℃以下であり、前記冷却手段における前記液晶層の温度が40℃以上100℃以下であり、前記加熱手段における前記配向層の温度が100℃以上135℃以下であることを特徴とする請求項6から10いずれかに記載の光学補償フィルムの製造装置。
- 請求項1から5いずれか記載の光学補償フィルムの製造方法により製造された光学補償フィルム。
- 請求項12に記載の光学補償フィルムの少なくとも1つを有することを特徴とする偏光板。
- 請求項12に記載の光学補償フィルム、または、請求項13に記載の偏光板を有することを特徴とする液晶表示装置。
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