JP2016012030A - 複層フィルムの製造方法、位相差フィルム、円偏光板、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】延伸された基材フィルム及びマスキングフィルムを備える原反フィルムの、マスキングフィルムを剥離する工程(I)と、基材フィルムのマスキングフィルム側の面の配向規制力が低下する工程(II)と、工程(I)及び工程(II)の後で基材フィルムの面の配向規制力を修復する工程(III)と、工程(III)の後で基材フィルムの面に液晶組成物の層を形成する工程(IV)と、工程(IV)の後で液晶組成物の層を硬化させて液晶樹脂層を得る工程(V)と、を含む、複層フィルムの製造方法。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明は以下の通りである。
前記基材フィルムの前記マスキングフィルム側の面の配向規制力が低下する工程(II)と、
前記工程(I)及び前記工程(II)の後で、前記基材フィルムの前記面の配向規制力を修復する工程(III)と、
前記工程(III)の後で、前記基材フィルムの前記面に、液晶組成物の層を形成する工程(IV)と、
前記工程(IV)の後で、前記液晶組成物の層を硬化させて液晶樹脂層を得る工程(V)と、を含む、複層フィルムの製造方法。
〔2〕 前記工程(I)及び前記工程(II)が、同時に行われる工程であり、
前記工程(III)が、前記基材フィルムを加熱する工程である、〔1〕記載の複層フィルムの製造方法。
〔3〕 前記基材フィルムが、熱可塑性樹脂を含み、
前記工程(III)における加熱温度が、前記基材フィルムに含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度をTgとして、Tg−40℃以上Tg−20℃以下である、〔2〕記載の複層フィルムの製造方法。
〔4〕 前記液晶組成物が、溶媒を含み、
前記製造方法が、
前記工程(III)の後、且つ、前記工程(IV)の前に、前記基材フィルムを冷却する工程(VI)と、
前記工程(IV)の後、且つ、前記工程(V)の前に、前記溶媒を乾燥させる工程(VII)と、を含む、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
〔5〕 前記工程(I)に先立って、前記基材フィルムを一方向に延伸する工程(VIII)を含む、〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
〔6〕 延伸された前記基材フィルムが、前記基材フィルムの幅方向とは異なる方向に遅相軸を有する、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
〔7〕 前記基材フィルムが、脂環式構造含有重合体又はセルロースエステルを含む樹脂のフィルムである、〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
〔8〕 〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の製造方法で製造された複層フィルムからなる位相差フィルムであって、
前記液晶樹脂層が、1/4波長の面内レターデーションを有する、位相差フィルム。
〔9〕 〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の製造方法で製造された複層フィルムの、前記基材フィルムを剥離する工程を経て得られ、
前記液晶樹脂層が、1/4波長の面内レターデーションを有する、位相差フィルム。
〔10〕 〔8〕又は〔9〕記載の位相差フィルムを備える、円偏光板。
〔11〕 〔10〕記載の円偏光板を備える、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
以下、図面を示して、本発明の一実施形態に係る複層フィルムの製造方法について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る複層フィルムの製造方法に用いる、原反フィルム10の製造装置100を模式的に示す概略図である。
図1に示すように、製造装置100は、延伸装置としてテンター延伸機110、貼合装置120、及び、巻取装置としての巻き軸130を、フィルム搬送方向の上流からこの順に備える。この製造装置100は、長尺の基材フィルム20をその長手方向に連続的に搬送しながら、各工程の処理を施しうるように設けられている。また、本実施形態では、基材フィルム20として、熱可塑性樹脂からなる延伸処理を施されていないフィルムを用いた例を示して説明する。
基材フィルム20の具体的な延伸方向は、基材フィルム20の幅方向、長手方向及び斜め方向のいずれでもよいが、本実施形態では、斜め方向に延伸した例を示して説明する。ここで斜め方向とは、基材フィルム20の幅方向及び長手方向に平行ではなく垂直でもない方向をいう。
図2に示すように、製造装置200は、原反フィルム供給源としてのロール11、剥離装置210、配向規制力修復装置としての第一オーブン220、冷却部230、塗布装置としてのダイコーター240、乾燥装置としての第二オーブン250、硬化処理装置としてのエネルギー線照射装置260、及び、回収装置としての巻き軸270を、フィルム搬送方向の上流からのこの順に備える。この製造装置200は、長尺の原反フィルム10、基材フィルム20、中間フィルム50及び複層フィルム40を、それらの長手方向に連続的に搬送しながら、各工程の処理を施しうるように設けられている。
剥離装置210は、互いに対向して設けられた、マスキングフィルム30を剥離するための剥離ロール211と、基材フィルム20を案内するための案内ロール212を備えている。剥離装置210に搬送されてきた原反フィルム10は、前記の剥離ロール211及び案内ロール212の間に送り込まれる。そして、剥離ロール211によって、原反フィルム10のマスキングフィルム30を基材フィルム20から剥離する工程(I)が行われる。
冷却部230は、基材フィルム20が大気に晒された状態で搬送される基材フィルム20の搬送路部分である。この冷却部230を通る際、大気に熱を奪われることで、基材フィルム20を冷却する工程(VI)が行われる。
ここで、基材フィルム20に含まれる重合体分子の配向方向は、通常、当該基材フィルム20を構成する樹脂の固有複屈折が正である場合には基材フィルム20の面内の遅相軸方向と平行な方向となり、また、基材フィルム20を構成する樹脂の固有複屈折が負である場合には基材フィルム20の面内の遅相軸方向に垂直な方向となる。
さらに、ある所定の方向に「沿った」ホモジニアス配向規則性とは、前記硬化液晶分子の配向方向が、前記所定の方向に略一致することをいう。例えば、前記所定の方向とは、基材フィルムの遅相軸方向である。
硬化液晶分子がホモジニアス配向規則性を有しているか否か、及びその配向方向は、AxoScan(Axometrics社製)に代表されるような位相差計を用いた遅相軸方向の測定と、遅相軸方向における入射角毎のリタデーション分布の測定とにより確認しうる。
さらに、液晶性化合物として逆波長分散液晶性化合物を用いた場合のように、液晶樹脂層41中に、長軸方向の整列方向が異なる複数種類のメソゲンが存在する場合は、それらのうち最も長い種類のメソゲンの長軸方向が整列する方向が、それら複数種類のメソゲン全体の長軸方向の整列方向となる。
液晶樹脂層をガラス板に貼り付けて、2枚の直線偏光子(偏光子及び検光子)の間に置く。この際、前記の直線偏光子は、厚み方向から見て、互いの偏光透過軸が垂直になるように、向きを設定する。また、液晶樹脂層の遅相軸方向は、厚み方向から見て、直線偏光子の偏光透過軸と平行又は垂直になるように設定する。これにより、直線偏光子、液晶樹脂層、ガラス板及び直線偏光子をこの順に備えるサンプルが得られる。このサンプルを透過する光の透過率を、クロスニコル透過率として測定する。
上述した実施形態は、更に変更して実施しうる。
例えば、上述した実施形態のように基材フィルム20を延伸してからマスキングフィルム30と貼り合わせる代わりに、基材フィルム20をマスキングフィルム30と貼り合わせてから延伸してもよい。
また、延伸方法は、上述した実施形態のようなテンター延伸機110を用いた方法だけでなく、任意の延伸方法を用いうる。
さらに、工程(III)において基材フィルム20を加熱する場合、その加熱に用いる加熱装置はオーブンに限定されず、赤外線ヒーターなどの任意の加熱装置を用いうる。
さらに、得られる液晶樹脂層41の配向を良好にできる限り、工程(VI)は省略してもよい。
さらに、得られる液晶樹脂層41の配向を良好にできる限り、工程(VII)は省略してもよい。
基材フィルムとしては、通常、長尺の樹脂フィルムを用いる。ここで、「長尺」とは、幅に対して、少なくとも5倍以上の長さを有する形状をいい、好ましくは10倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するフィルムの形状をいう。
脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。
1つの脂環式構造の構造単位を構成する炭素数に特に制限はないが、通常4個以上、好ましくは5個以上、より好ましくは6個以上であり、通常30個以下、好ましくは20個以下、より好ましくは15個以下である。
上記の脂環式構造含有重合体は、例えば特開2002−321302号公報等に開示されている公知の重合体から選ばれうる。
オリゴマー成分の量を低減する方法としては、重合触媒及び水素化触媒の選択;重合、水素化等の反応条件;樹脂を成形用材料としてペレット化する工程における温度条件;等を適切に調整することが挙げられる。また、オリゴマー成分の量は、前述のGPCによって測定しうる。
脂環式構造含有重合体を含む樹脂の好適な具体例としては、日本ゼオン社製「ゼオノア1420」を挙げうる。
液晶組成物は、少なくとも液晶性化合物を含み、通常は更に溶媒を含む。
液晶性化合物としては、通常、工程(V)において液晶組成物の層を硬化させたとき、液晶相を呈した状態のまま固体となりうるものを用いる。中でも、重合性液晶性化合物を用いることが好ましい。
R1の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基等が挙げられる。
R1としては、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
前記脂肪族基に介在する基としては、−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−C(=O)−が好ましい。
該アルケニル基の炭素数としては、2〜6が好ましい。Z1及びZ2のアルケニル基の置換基であるハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましい。
なお、Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
(1)芳香族炭化水素環基
(3)芳香族炭化水素環基及び芳香族複素環基からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、アルキル基
なお、Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数は、2〜12であることが好ましい。
R4の、炭素数1〜20のアルキル基、及び炭素数2〜20のアルケニル基の具体例は、前記Ayの、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基の例として列記したものと同様のものが挙げられる。
Ayの、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基の置換基としては、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基が好ましい。
また、これらの環は置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、例えば、Axが有する芳香環の置換基として例示したのと同様のものが挙げられる。
(α)Axが炭素数4〜30の、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基であり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくはシアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組み合わせ、及び、
(β)AxとAyが一緒になって不飽和複素環又は不飽和炭素環を形成しているもの、
が挙げられる。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
(γ)Axが下記構造を有する基のいずれかであり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくはシアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組み合わせである。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
AxとAyの特に好ましい組み合わせとしては、
(δ)Axが下記構造を有する基のいずれかであり、Ayが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくはシアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10のいずれかである組合せである。下記式中、Xは前記と同じ意味を表す。ここで、R10は前記と同じ意味を表す。
なお、下記式においては、結合状態をより明確にすべく、置換基Y1、Y2を便宜上記載している(Y1、Y2は、前記と同じ意味を表す。以下にて同じ。)。
炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜30のシクロアルカンジイル基、炭素数10〜30の二価の脂環式縮合環基等が挙げられる。
前記炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基は、Y1、Y3(又はY2、Y4)と結合する炭素原子の立体配置の相違に基づく、シス型、トランス型の立体異性体が存在し得る。例えば、シクロヘキサン−1,4−ジイル基の場合には、下記に示すように、シス型の異性体(A32a)とトランス型の異性体(A32b)が存在し得る。
A4、A5の芳香族基は単環のものであっても、多環のものであってもよい。
A4、A5の好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
これらの中でも、Q1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、水素原子及びメチル基がより好ましい。
すなわち、式(3)で表されるヒドラジン化合物(ヒドラジン化合物(3))を、式(4)で表されるカルボニル化合物(カルボニル化合物(4))と、〔ヒドラジン化合物(3):カルボニル化合物(4)〕のモル比で、1:2〜2:1、好ましくは1:1.5〜1.5:1の割合で反応させることにより、高選択的かつ高収率で目的とする化合物(I)を製造することができる。
これらの中でも、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、及びアルコール系溶媒とエーテル系溶媒の混合溶媒が好ましい。
この反応に用いる溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に限定されない。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等のアルコール系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶媒;及びこれらの2種以上からなる混合溶媒;等が挙げられる。
これらの中でも、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、及びアルコール系溶媒とエーテル系溶媒の混合溶媒が好ましい。
反応は、−10℃から用いる溶媒の沸点までの温度範囲で円滑に進行する。各反応の反応時間は、反応規模にもよるが、通常、数分から数時間である。
金属塩還元剤とは、一般に低原子価金属を含む化合物、もしくは金属イオンとヒドリド源からなる化合物である(「有機合成実験法ハンドブック」1990年社団法人有機合成化学協会編 丸善株式会社発行810ページを参照)。
金属塩還元剤としては、例えば、NaAlH4、NaAlHp(Or)q(p、qはそれぞれ独立して1〜3の整数を表し、p+q=4である。rは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)、LiAlH4、iBu2AlH、LiBH4、NaBH4、SnCl2、CrCl2、TiCl3等が挙げられる。
また、ジアゾニウム塩(5)は、アニリン等の化合物から常法により製造することができる。
(i)式:D1−hal(halはハロゲン原子を表す。以下にて同じ。)で表される化合物と、式:D2−OMet(Metはアルカリ金属(主にナトリウム)を表す。以下にて同じ。)で表される化合物とを混合して縮合させる(ウイリアムソン合成)。なお、式中、D1及びD2は任意の有機基を表す(以下にて同じ。)。
(ii)式:D1−halで表される化合物と、式:D2−OHで表される化合物とを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して縮合させる。
(iii)式:D1−J(Jはエポキシ基を表す。)で表される化合物と、式:D2−OHで表される化合物とを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して縮合させる。
(iv)式:D1−OFN(OFNは不飽和結合を有する基を表す。)で表される化合物と、式:D2−OMetで表される化合物を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して付加反応させる。
(v)式:D1−halで表される化合物と、式:D2−OMetで表される化合物とを、銅あるいは塩化第一銅存在下、混合して縮合させる(ウルマン縮合)。
(vi)式:D1−COOHで表される化合物と、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、脱水縮合剤(N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド等)の存在下に脱水縮合させる。
(vii)式:D1−COOHで表される化合物にハロゲン化剤を作用させることにより、式:D1−CO−halで表される化合物を得、このものと式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、塩基の存在下に反応させる。
(viii)式:D1−COOHで表される化合物に酸無水物を作用させることにより、混合酸無水物を得た後、このものに、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物を反応させる。
(ix)式:D1−COOHで表される化合物と、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、酸触媒あるいは塩基触媒の存在下に脱水縮合させる。
脱水縮合剤の使用量は、化合物(7)1モルに対し、通常1モル〜3モルである。
塩基の使用量は、化合物(7)1モルに対し、通常1〜3モルである。
この場合、前記式(7)中、L1がスルホニルオキシ基の化合物(混合酸無水物)を単離して次の反応を行ってもよい。
用いる塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基;水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基が挙げられる。
塩基の使用量は、化合物(7)1モルに対し、通常1モル〜3モルである。
溶媒の使用量は、特に限定されず、用いる化合物の種類や反応規模等を考慮して適宜定めることができるが、ヒドロキシ化合物(6)1gに対し、通常1g〜50gである。
例えば、下記反応式に示す方法により製造することができる(国際公開第2009/042544号、及び、The Journal of Organic Chemistry,2011,76,8082−8087等参照。)。化合物(6)として市販されているものを、所望により精製して用いることもできる。
すなわち、式(6a)で表されるジヒドロキシ化合物(1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジヒドロキシナフタレン等)の水酸基をアルキル化して、式(6b)で表される化合物を得た後、OR’基のオルト位を、公知の方法により、ホルミル化又はアシル化することにより、式(6c)で表される化合物を得、このものを脱保護(脱アルキル化)することにより、目的とする化合物(6)を得ることができる。
また、化合物(6)として、市販されているものをそのまま、又は所望により精製して用いることもできる。
先ず、化合物(9’)に、式(10)で表されるスルホニルクロライドを、トリエチルアミン、4−(ジメチルアミノ)ピリジン等の塩基存在下で反応させる。
次いで、反応混合物に、化合物(8)と、トリエチルアミン、4−(ジメチルアミノ)ピリジン等の塩基を加えて反応を行う。
スルホニルクロライドの使用量は、化合物(9’)1当量に対して、通常0.5当量〜0.7当量である。
化合物(8)の使用量は、化合物(9’)1当量に対して、通常0.5当量〜0.6当量である。
塩基の使用量は、化合物(3)1当量に対して、通常0.5当量〜0.7当量である。
反応温度は、20℃〜30℃であり、反応時間は反応規模等にもよるが、数分から数時間である。
溶媒の使用量は、特に限定されず、用いる化合物の種類や反応規模等を考慮して適宜定めることができるが、化合物(9’)1gに対し、通常1g〜50gである。
液晶組成物において、溶媒の量は、重合性化合物100重量部に対し、通常100重量部〜1000重量部である。
重合性モノマーは、既知の製造方法により製造することができる。または、化合物(I)と類似の構造を持つものについては、化合物(I)の製造方法に準じて製造することができる。
アミン系化合物としては、例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノベンゾニトリル等を挙げることができる。
マスキングフィルムとしては、基材フィルムに着脱可能に貼り合わせうるフィルムを用いうる。このようなマスキングフィルムとしては、通常、樹脂フィルムを用いる。特に、マスキングフィルムは、透明性、機械的強度、熱安定性及び水分遮蔽性に優れる樹脂により形成することが好ましい。このような樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース等の酢酸セルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;鎖状ポリオレフィン樹脂;ノルボルネン系の脂環式オレフィン樹脂;アクリル樹脂;メタクリル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
原反フィルムを用意し、その原反フィルムを20mm×100mmの短冊状に切り出して、サンプルを用意する。このサンプルの基材フィルムとマスキングフィルムとの間の剥離力を、引っ張り試験機(島津製作所社製「オートグラフィー」)を用いて、剥離速度0.3mm/min、剥離角度180°の条件で測定する。この時の測定条件は、JIS Z−0237に準拠する。
本発明の製造方法で製造された複層フィルムの液晶樹脂層は、位相差フィルムなどの光学用途に用いることができ、特に、1/4波長板、1/2波長板等の波長板として用いうる。中でも、液晶樹脂層を備える位相差フィルムにおいては、液晶樹脂層は、1/4波長板として機能させるために、1/4波長の面内レターデーションを有することが好ましい。
さらに、基材フィルムは、当該基材フィルムを形成する材質を適切に選択することにより、延伸により付与された高い配向規制力を有しながら光学異方性が小さいものとしうる。そのため、この場合には、複層フィルムに、液晶樹脂層のみからなる位相差フィルムと同様の面内レターデーションを発現させることも可能である。
本発明の円偏光板は、前記の位相差フィルムを備える。通常、本発明の円偏光板は、位相差フィルムに加えて、直線偏光子を備えうる。
本発明の位相差フィルム及び本発明の円偏光板は、液晶表示装置、有機EL表示装置等の表示装置の構成要素として用いうる。特に、好ましい態様として、本発明の有機EL表示装置は、前記本発明の円偏光板を備える。具体的には、本発明の有機EL表示装置は、有機EL素子を有する表示装置において、上で説明した通り、反射防止フィルムとして本発明の円偏光板を備えうる。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
〔面内レターデーション及び遅相軸方向の測定方法〕
フィルム及び層の面内レターデーション及び遅相軸方向は、AxoScan(Axometrics社製)を用いて、測定波長550nmで測定した。
液晶樹脂層をガラス板に転写したサンプルを作製し、2枚の直線偏光子(偏光子及び検光子)の間に置いた。この際、前記の直線偏光子は、厚み方向から見て、互いの偏光透過軸が垂直になるように、向きを設定した。また、液晶樹脂層の遅相軸方向は、厚み方向から見て、直線偏光子の偏光透過軸と平行又は垂直になるように設定し、このサンプルを透過する光の透過率(クロスニコル透過率)を、日本分光社製の分光光度計「V7200」及び自動偏光フィルム測定装置「VAP−7070S」を用いて測定し、下記の基準で評価した。
優:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.010%以下。
良:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.010%超0.020%以下。
可:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.020%超0.030%以下。
不可:ボトムとなる波長におけるクロスニコル透過率が0.030%超。
液晶樹脂層を、偏光顕微鏡を用いて観察し、液晶樹脂層における線欠陥の有無によって下記の基準で評価した。ここで線欠陥とは、図3に示すように、線状に延びる配向欠陥のことをいう。
良:線欠陥無し。
不良:線欠陥有り。
液晶樹脂層を、偏光顕微鏡を用いて観察し、液晶樹脂層における輝点及び異物の有無を目視で評価した。
良:1平方メートル当り、輝点及び異物が5個以下。
不良:1平方メートル当り、輝点及び異物が6個以上。
熱可塑性ノルボルネン樹脂のペレット(日本ゼオン社製「ZEONOR1420R」、ガラス転移温度137℃)を、90℃で5時間乾燥させた。乾燥させたペレットを押し出し機に供給し、押し出し機内で溶融させた。溶融した樹脂を、ポリマーパイプ及びポリマーフィルターを通し、Tダイからキャスティングドラム上にシート状に押し出し、冷却して、長尺の透明な基材フィルムAを得た。この基材フィルムAを、保護フィルム(トレテガー社製「FF1025」)で保護しながら巻取り、ロールA1を得た。ロールA1に巻き取られたフィルムは、基材フィルムA及び保護フィルムを備えるフィルムであり、基材フィルムAの厚みは80μm、幅は1490mmであった。
Tダイを変更したこと以外は製造例1と同様にして、ロールB1を得た。ロールB1に巻き取られたフィルムは、基材フィルムB及び保護フィルムを備えるフィルムであり、基材フィルムBの厚みは50μm、幅は675mmであった。
重合性液晶性化合物(BASF社製「LC242」)28.98重量部、界面活性剤(ネオス社製「フタージェントFTX−209F」)0.14重量部、重合開始剤(BASF社製「IRGACURE379」)0.73重量部、及び、溶媒(メチルエチルケトン)55.65重量部を混合し、液晶組成物を調製した。前記の重合性液晶性化合物の構造は、下記式の通りである。
以下に説明する実施例1では、フィルムを長手方向に連続的に搬送しながら、各工程の処理を行った。
延伸された基材フィルムAに、当該基材フィルムAの幅方向の両端を切り取るトリミング処理を行った。その後、トリミング処理を施された基材フィルムAの片面にマスキングフィルム(トレテガー社製「FF1025」)を貼り合わせて長尺の原反フィルムを得た。この原反フィルムをロール状に巻き取って、幅1350mmの原反フィルムのロールA2を得た。
ロールA2に巻き取られた原反フィルムの基材フィルムAの面内レターデーションReは70nm、厚みは75μmであった。
加熱炉においては、基材フィルムAを100℃に加熱した(工程(III))。
その後、基材フィルムAを、室温25℃において冷却した(工程(VI))。
その後、冷却された基材フィルムAの、マスキングフィルムと貼り合わせられていた面に、製造例3で製造した液晶組成物をダイコーターを用いて塗布して、液晶組成物の層を形成した(工程(IV))。
こうして得た複層フィルムから液晶樹脂層を剥がし、剥がした液晶樹脂層を前述の方法で評価した。
ロールA1の代わりに、製造例2で製造したロールB1を用いた。これにより、基材フィルムAの代わりに基材フィルムBを用いることになった。
また、テンター延伸機での基材フィルムBの延伸条件を、延伸後の基材フィルムBの幅方向に遅相軸が発現するように変更した。延伸後の基材フィルムBの面内レターデーションReは118nm、膜厚は45μmであった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムの製造と、当該複層フィルムが備える液晶樹脂層の評価を行った。
テンター延伸機での基材フィルムAの延伸条件を、延伸後の基材フィルムAの幅方向に対して15°の角度をなす方向に遅相軸が発現するように変更した。延伸後の基材フィルムAの面内レターデーションReは300nm、膜厚は75μmであった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムの製造と、当該複層フィルムが備える液晶樹脂層の評価を行った。
テンター延伸機での基材フィルムAの延伸条件を、延伸後の基材フィルムAの幅方向に対して22.5°の角度をなす方向に遅相軸が発現するように変更した。延伸後の基材フィルムAの面内レターデーションReは325nm、膜厚は75μmであった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムの製造と、当該複層フィルムが備える液晶樹脂層の評価を行った。
以下に説明する実施例5では、フィルムを長手方向に連続的に搬送しながら、各工程の処理を行った。
延伸された基材フィルムCに、当該基材フィルムCの幅方向の両端を切り取るトリミング処理を行った。その後、トリミング処理を施された基材フィルムCの片面にマスキングフィルム(トレテガー社製「FF1025」)を貼り合わせて長尺の原反フィルムを得た。この原反フィルムをロール状に巻き取って、幅1350mmの原反フィルムのロールC2を得た。
ロールC2に巻き取られた原反フィルムの基材フィルムCの面内レターデーションReは14nm、厚みは79μmであった。
加熱炉においては、基材フィルムCを80℃に加熱した(工程(III))。
その後、基材フィルムCを、室温25℃において冷却した(工程(VI))。
その後、冷却された基材フィルムCの、マスキングフィルムと貼り合わせられていた面に、製造例3で製造した液晶組成物をダイコーターを用いて塗布して、液晶組成物の層を形成した(工程(IV))。
こうして得た複層フィルムから液晶樹脂層を剥がし、剥がした液晶樹脂層を前述の方法で評価した。
加熱炉において基材フィルムAを100℃に加熱する工程(III)を行わなかった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムの製造と、当該複層フィルムが備える液晶樹脂層の評価を行った。
工程(IV)において液晶組成物を塗布する面を、基材フィルムAの、マスキングフィルムと貼り合わせられていた面とは反対側の面に変更した。
さらに、工程(IV)において液晶組成物の塗布量を変更することにより、工程(V)の後で得られる液晶樹脂層の乾燥厚みを1.2μmにした。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムの製造と、当該複層フィルムが備える液晶樹脂層の評価を行った。
製造例1で製造したロールAからフィルムを引き出し、保護フィルムを剥離しながら基材フィルムAをラビング処理機に供給した。ラビング処理機によって、基材フィルムAの幅方向に対して90°の角度をなす方向にラビング処理を施した。このラビング処理により、基材フィルムAの面に、配向規制力が付与された。
ラビング処理を施された基材フィルムAに、当該基材フィルムAの幅方向の両端を切り取るトリミング処理を行った。その後、トリミング処理を施された基材フィルムAの片面にマスキングフィルム(トレテガー社製「FF1025」)を貼り合わせて長尺の原反フィルムを得た。この原反フィルムをロール状に巻き取って、幅1350mmの原反フィルムのロールA3を得た。
ロールA3に巻き取られた原反フィルムの基材フィルムAの面内レターデーションReは5nm、厚みは80μmであった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムの製造を行った。得られた複層フィルムの液晶樹脂層を目視により調べたところ、液晶樹脂層が白濁し、液晶樹脂層中の硬化液晶分子が配向していないことが確認された。
前記の実施例及び比較例の結果を、下記の表に示す。下記の表において、略称の意味は、以下の通りである。
基材樹脂:基材フィルムに含まれる樹脂。
COP:脂環式構造含有重合体を含む樹脂。
TAC:トリアセチルセルロースを含む樹脂。
基材Tg:基材フィルムに含まれる樹脂のガラス転移温度。
遅相軸方向:延伸後の基材フィルムの遅相軸が当該基材フィルムの幅方向に対してなす角度。
基材Re:延伸後の基材フィルムの面内レターデーション。
基材厚み:延伸後の基材フィルムの厚み。
塗布面:基材フィルムの、液晶組成物を塗布された面。
剥離面:基材フィルムの、マスキングフィルムと貼り合わせられていた面。
非剥離面:基材フィルムの、マスキングフィルムと貼り合わせられていた面とは反対側の面。
加熱温度:基材フィルムからマスキングフィルムを剥がした後、液晶組成物を塗布する前において、基材フィルムを加熱した温度。
塗布温度:液晶組成物を塗布するときの基材フィルムの温度。
乾燥温度:基材フィルム上に塗布された液晶組成物の層を乾燥させるときの温度。
液晶樹脂層Re:液晶樹脂層の面内レターデーション。
液晶樹脂層厚み:液晶樹脂層の厚み。
実施例1〜5においては、配向状態、配向欠陥、並びに輝点及び異物のいずれの評価においても、優れた結果が得られている。このことから、本発明の製造方法により、配向状態が良好で、配向欠陥の少なく、且つ異物の混入が少ない液晶樹脂層を備える複層フィルムが得られることが確認された。
11 原反フィルムのロール
20 基材フィルム
21 基材フィルムのマスキングフィルム側の面
22 基材フィルムのマスキングフィルムとは反対側の面
30 マスキングフィルム
40 複層フィルム
41 液晶樹脂層
42 複層フィルムのロール
50 中間フィルム
51 液晶組成物の層
100 原反フィルムの製造装置
110 テンター延伸機
120 貼合装置
121 ニップロール
122 ニップロール
130 巻き軸
200 複層フィルムの製造装置
210 剥離装置
211 剥離ロール
212 案内ロール
220 第一オーブン
230 冷却部
231 搬送ロール
240 ダイコーター
241 液晶組成物
250 第二オーブン
260 エネルギー線照射装置
270 巻き軸
Claims (11)
- 延伸された基材フィルム及び前記基材フィルムに接して設けられたマスキングフィルムを備える原反フィルムの、前記マスキングフィルムを剥離する工程(I)と、
前記基材フィルムの前記マスキングフィルム側の面の配向規制力が低下する工程(II)と、
前記工程(I)及び前記工程(II)の後で、前記基材フィルムの前記面の配向規制力を修復する工程(III)と、
前記工程(III)の後で、前記基材フィルムの前記面に、液晶組成物の層を形成する工程(IV)と、
前記工程(IV)の後で、前記液晶組成物の層を硬化させて液晶樹脂層を得る工程(V)と、を含む、複層フィルムの製造方法。 - 前記工程(I)及び前記工程(II)が、同時に行われる工程であり、
前記工程(III)が、前記基材フィルムを加熱する工程である、請求項1記載の複層フィルムの製造方法。 - 前記基材フィルムが、熱可塑性樹脂を含み、
前記工程(III)における加熱温度が、前記基材フィルムに含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度をTgとして、Tg−40℃以上Tg−20℃以下である、請求項2記載の複層フィルムの製造方法。 - 前記液晶組成物が、溶媒を含み、
前記製造方法が、
前記工程(III)の後、且つ、前記工程(IV)の前に、前記基材フィルムを冷却する工程(VI)と、
前記工程(IV)の後、且つ、前記工程(V)の前に、前記溶媒を乾燥させる工程(VII)と、を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。 - 前記工程(I)に先立って、前記基材フィルムを一方向に延伸する工程(VIII)を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
- 延伸された前記基材フィルムが、前記基材フィルムの幅方向とは異なる方向に遅相軸を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
- 前記基材フィルムが、脂環式構造含有重合体又はセルロースエステルを含む樹脂のフィルムである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複層フィルムの製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法で製造された複層フィルムからなる位相差フィルムであって、
前記液晶樹脂層が、1/4波長の面内レターデーションを有する、位相差フィルム。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法で製造された複層フィルムの、前記基材フィルムを剥離する工程を経て得られ、
前記液晶樹脂層が、1/4波長の面内レターデーションを有する、位相差フィルム。 - 請求項8又は9記載の位相差フィルムを備える、円偏光板。
- 請求項10記載の円偏光板を備える、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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