JP2020095203A - 長尺液晶硬化層積層フィルム - Google Patents

長尺液晶硬化層積層フィルム Download PDF

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寿和 松本
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Abstract

【課題】オレフィン系樹脂フィルムまたはポリエステル系樹脂フィルムを長尺基材フィルム(2)としても、その上に備えられた液晶硬化層(4)の端部(4a、4b)に浮上がりを生じにくい長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を提供する。【解決手段】本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)と、前記オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)上に剥離可能に積層された液晶硬化層(4)とを備え、液晶硬化層(4)が、幅方向(W)における中央領域(41)は遅相軸(4A)を有し、端部領域(42a、42b)は、無配向であることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、長尺液晶硬化層積層フィルムに関し、詳しくはオレフィン系樹脂フィルムまたはポリエステル系樹脂フィルムを長尺基材フィルムとし、この長尺基材フィルム上に剥離可能に積層された液晶硬化層を備える積層フィルムに関する。
重合性液晶化合物を液晶相に相転移させた状態で重合させることにより硬化させた液晶硬化層は、液晶相に応じた配向状態を示し、これにより複屈折性等を示すことから、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの画像表示装置に組込んで使用する位相差板として有用である〔特許文献１：特開２０１０−３１２２３号公報、特許文献２：特開２００９−１７３８９３号公報〕。
図１に示すように、このような液晶硬化層(4)は、例えば長尺基材フィルム(2)を長さ方向(L)に搬送しながら、その上に予め配向層(4)を形成し〔配向層形成工程(A)〕、
形成された配向層(3)の上に重合性液晶化合物を塗布するなどして重合性液晶化合物層(40)を形成し〔塗布工程(B)〕、
形成された重合性液晶化合物層(40)中の重合性液晶化合物をネマチック相、スメクチック相などの液晶相に相転移させることにより重合性液晶化合物層(40)を重合性液晶化合物液晶層(40c)とし〔相転移工程(C)〕、
その後、液晶相に相転移した状態を維持したままで重合性液晶化合物を重合させることにより重合性液晶化合物液晶層(4c)を硬化させる〔硬化工程(D)〕
方法により形成することができる。
図２に示すように、この方法により得られた液晶硬化層(4)は、基材フィルム(2)と、配向層(3)を形成した場合にはこれと共に、長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を構成する。
図３に示すように、この液晶硬化層(4)は通常、長尺基材フィルム(2)上の概ね全面に亙って形成される。この液晶硬化層(4)は、液晶相の配向方向に配向し、位相差板となっている。
特開２０１０−３１２２３号公報 特開２００９−１７３８９３号公報
しかし、長尺基材フィルム(2)としてオレフィン系樹脂フィルムやポリエステル系樹脂フィルムを用いた場合には、配向層(3)や液晶硬化層(4)と長尺基材フィルム(2)との間の密着力が極めて低いので、長尺液晶硬化層積層フィルム(1)をその長さ方向(L)に搬送している間に、長尺基材フィルム(2)の搬送に伴う振動によるためか、液晶硬化層(4)がその幅方向(W)の端部(4a、4b)において長尺基材フィルム(2)から浮上がってしまうことがあった。液晶硬化層(4)がその端部(4a、4b)で浮上がると、更に搬送する間に、ここを起点として幅方向(W)の中央領域(41)に向けて浮上がりが更に進行してしまう。液晶硬化層(4)のこのような浮上がりは、欠陥の原因となる。
そこで、本発明者は、オレフィン系樹脂フィルムやポリエステル系樹脂フィルムを長尺基材フィルム(2)とし、その上に液晶硬化層(4)を備えていても、長さ方向(L)に搬送する間に液晶硬化層(4)が端部(4a、4b)で浮上がることのない長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を得るべく検討した結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、
オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)と、
前記オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)上に剥離可能に積層された液晶硬化層(4)と
を備えた長尺液晶硬化層積層フィルム(1)であり、
前記液晶硬化層(4)は、
幅方向(W)における中央領域(41)と端部領域(42a、42b)を有し、
前記中央領域(41)は遅相軸(4A)を有し、
前記端部領域(42a、42b)は、無配向である
ことを特徴とする前記長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を提供するものである。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)によれば、長尺基材フィルムがオレフィン系樹脂フィルム又はポリエステル系樹脂フィルムであるにも拘らず、長さ方向(L)に搬送しても、液晶硬化層(4)がその端部(4a、4b)において浮上がることがなく、このため、端部の浮上がりが中央領域(41)に向けて進行することもない。
長尺液晶硬化層積層フィルムの製造工程を模式的に示す長さ方向の断面図である。 長尺液晶硬化層積層フィルムの長さ方向の断面構成を示す模式図である。 長尺液晶硬化層積層フィルムの幅方向の断面構成を示す模式図である。 長尺液晶硬化層積層フィルムの構造を模式的に示す上面図である。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、図２に示すように、オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム〔以下、これらを合せて単に長尺基材フィルムと称することがある。〕(2)と液晶硬化層(4)とを備える。
〔長尺基材フィルム〕
長尺基材フィルム(2)は、オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルムである。
オレフィン系長尺基材フィルム(2)は、フィルム状のオレフィン系樹脂である。オレフィン系樹脂としては、例えば環状オレフィン系樹脂、鎖状オレフィン系樹脂が挙げられる。
環状オレフィン系樹脂は、ノルボルネンおよび他のシクロペンタジエン誘導体などの環状オレフィンモノマーを重合してえられる重合体である。
環状オレフィン系樹脂としては、例えば
オレフィン類からディールス・アルダー反応により得られるノルボルネンまたはその誘導体と、シクロペンタジエンとをモノマーとして開環メタセシス重合させ、次いで水添反応させて得られる樹脂、
オレフィン類またはメタクリル酸エステル類からディールス・アルダー反応によって得られるテトラシクロドデセンまたはその誘導体と、ジシクロペンタジエンとを開環メタセシス重合させ、次いで水添反応させて得られる樹脂、
ノルボルネン、テトラシクロドデセン、それらの誘導体および環状オレフィンから選ばれる２種以上のモノマーを開環メタセシス共重合させ、次いで水添反応させて得られる樹脂、
ノルボルネン、テトラシクロドデセンおよびそれらの誘導体に、ビニル基を有する芳香族化合物等を付加共重合させて得られる樹脂などが挙げられる。
環状オレフィン系樹脂として市販品を用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂としては、例えば「Ｔｏｐａｓ」〔Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｓ ＧｍｂＨ社製〕、「アートン」〔ＪＳＲ(株)製〕、「ゼオノア」〔日本ゼオン(株)製〕、「ゼオネックス」〔日本ゼオン(株)製〕、「アペル」〔三井化学(株)製〕などが挙げられる。
鎖状オレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレンなどの鎖状オレフィンモノマーを重合して得られる重合体である。
鎖状オレフィン系樹脂としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。ポリプロピレン樹脂としては、ポリプロピレン（プロピレンの単独重合体）、プロピレンと主成分とし、これと共重合可能な他のモノマーとを共重合させた樹脂が挙げられる。共重合可能な他のモノマーの使用量は、プロピレンとの合計量１００質量部当り通常１質量部〜２０質量部、好ましくは３質量部〜１０質量部である。
ポリプロピレン樹脂として市販品を用いることもできる。市販のポリプロピレン樹脂としては、例えば「プライムポリプロ」〔(株)プライムポリマー製〕、「ノバテック」〔日本ポリプロ(株)製〕、「ウィンテック」〔日本ポリプロ(株)製〕、「住友ノーブレン」〔住友化学(株)製〕、「サンアロマー」〔サンアロマー(株)製〕などが挙げられる。
ポリエステル系長尺フィルムフィルム(2)は、フィルム状のポリエステル系樹脂である。ポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート系樹脂が挙げられる。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、例えば繰返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレート単位で構成される樹脂である。繰返し単位として他のジカルボン酸単位、他のジオール単位などを含んでいてもよい。
他のジカルボン酸単位としては、例えばイソフタル酸単位、４，４’−ジカルボキシジフェニル単位、４，４’−ジカルボキシベンゾフェノン単位、ビス（４−カルボキシフェニル）エタン単位、アジピン酸単位、セバシン酸単位、１，４−ジカルボキシシクロヘキサン単位などが挙げられる。
他のジオール単位としては、例えばプロピレングリコール単位、ブタンジオール単位、ネオペンチルグリコール単位、ジエチレングリコール単位、シクロヘキサンジオール単位、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物単位、ポリエチレングリコール単位、ポリプロピレングリコール単位、ポリプロピレングリコール単位、ポリテトラメチレングリコール単位などが挙げられる。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、繰返し単位としてｐ−ヒドロキシ安息香酸単位、ｐ−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸単位等のヒドロキシカルボン酸単位を含んでいてもよい。また、繰返し単位として、アミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を有するジカルボン酸単位、アミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を有するジオール単位を含んでいてもよい。ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、これら他のジカルボン酸単位、他のジオール単位をそれぞれ単独で含んでいてもよいし、２種以上を含んでいてもよい。
ポリエステル系樹脂フィルムとして市販品を用いることもできる。
長尺基材フィルム(2)としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性に優れたものが好ましく用いられる。本発明において長尺基材フィルム(2)として用い得るオレフィン系樹脂フィルムおよびポリエステル系樹脂フィルムは通常、透明であり、また、機械的強度および熱安定性に優れており、更に透湿度が２００ｇ／ｍ２以下通常は０ｇ／ｍ２以上であって寸法安定性の点でも好ましい。長尺基材フィルム(2)は、単層フィルムであってもよいし、２層以上の層で構成された多層フィルムであってもよい。
長尺基材フィルム(2)は、ブロッキング防止処理が施されていてもよい。ブロッキング防止処理としては、例えばフィラー等を練り込ませる処理、エンボス加工処理（ナーリング処理）などが挙げられる。このようなブロッキング防止処理を長尺基材フィルム(2)に施すことにより、長尺基材フィルム(2)を単独で巻き取る際などに基材フィルム(2)同士が張り付く、いわゆるブロッキングを効果的に防止できる。
長尺基材フィルム(2)は、液晶硬化層(4)を形成する側の表面に配向層(3)や液晶硬化層(4)との密着性を向上するためにコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理などの易接着処理が施されていてもよい。
長尺基材フィルム(2)の厚みは通常２０μｍ〜１２００μｍである。長尺基材フィルム（２）の厚みが２０μｍ以上であることにより、機械的強度が向上する。厚みが１２００μｍ以下であることにより、本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)をロールに巻取っても、配向層(3)や液晶硬化層(4)にクラックが生じにくくなる。
長尺基材フィルム(2)の幅(W２)は通常１５０ｍｍ〜３５００ｍｍ、好ましくはである。長さは通常２００ｍ〜１００００ｍである。
〔液晶硬化層〕
液晶硬化層(4)は、重合性液晶化合物が液晶相に相転移した状態で重合され、硬化した層である。重合性液晶化合物は、棒状重合性液晶化合物、円盤状重合性液晶化合物などが挙げられる。棒状重合性液晶化合物を用いた場合の液晶相としてはネマチック相としてはネマチック相、スメクチック相などが挙げられる。
重合性液晶化合物として通常は、加熱により液晶相に相転移するサーモトロピック性のものが用いられる。
このようなサーモトロピック性の重合性液晶化合物としては、例えばＢＡＳＦ社製「ＬＣ−２４２」などが挙げられる。この化合物（ＬＣ−２４２）を重合性液晶化合物として用いて得られる液晶硬化層は、入射光の波長の増加に対して面内位相差が減少する、いわゆる正波長分散性の位相差板となる。
また、特開２０１０−３１２２３号公報〔特許文献１〕の段落０００５に記載される式（１）で示される化合物、特開２００９−１７３８９３号公報〔特許文献２〕の段落０００５に記載される式（１)で示される化合物などが挙げられる。これらの化合物を重合性液晶化合物として用いて得られる液晶硬化層は、入射光の波長の増加に対して面内位相差が増加する、いわゆる逆波長分散性の位相差板となる。
液晶硬化層(4)の厚みは、その複屈折性や、目的とする位相差に応じて適宜選択されるが、例えば０．５μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍである。
液晶硬化膜(4)は通常、単層である。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、その液晶硬化層(4)の上に、更に第２液晶硬化膜（図示せず）を積層してもよい。第２液晶硬化層の幅方向における端部領域は、無配向であってもよいが、遅相軸を有していてもよい。
第２液晶硬化層を積層する場合、この第２液晶硬化層は、液晶硬化層(4)上に直接まてゃあ配向層を介して形成されて積層されてもよいし、例えば水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤およびこれら２種以上の組合せを介して積層されてもよい。
水系接着剤としては、例えばポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等を挙げることができる。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射することによって硬化する接着剤であり、例えば重合性化合物及び光重合性開始剤を含むもの、光反応性樹脂を含むもの、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含むもの等を挙げることができる。上記重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマー等の光重合性モノマーや、これらモノマーに由来するオリゴマー等を挙げることができる。上記光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射して中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルといった活性種を発生する物質を含むものを挙げることができる。
粘着剤としては、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂等をベースポリマーとし、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物等の架橋剤を加えた組成物を挙げることができる。
液晶硬化物層(4)の幅(W４)は、長尺基材フィルム(2)の幅(W２)と同じであってもよいが、通常は図３に示すように長尺基材フィルム(2)の幅(W２)よりも狭く、例えば長尺基材フィルム(2)よりも１ｍｍ〜５０ｍｍ程度狭い。
図４に示す液晶硬化層(4)は、その幅方向の中央領域(41)において遅相軸(4A)を有する。この図４に示す遅相軸(4A)面内方向の遅相軸である。遅相軸(4A)を有する中央領域(41)は、位相差板として機能する。遅相軸(4A)の方向は、目的とする位相差板に応じて適宜選択され、幅方向(W)に平行であってもよいし、長さ方向(L)に平行であってもよいし、図４に示すように所定の角度で交わっていてもよい。その角度は目的とする位相差板の機能に応じて適宜選択され、例えば長さ方向(L)に対して４５度であってもよいし、３０度であってもよいし、６０度であってもよい。なお、幅方向(W)と長さ方向(L)は通常、直交する。
液晶硬化層(4)の中央領域(41)は、配向していて、遅相軸(4A)を有する。遅相軸(4A)の方向は、例えば面内である。このような面内に遅相軸を有する場合、この中央領域(41)は、位相差板として機能する。この中央領域(41)の面内位相差Ｒｅ４１は目的に応じて適宜設定され、温度２３℃にて波長５９０ｎｍの光に対して測定される面内位相差が、例えば１１０ｎｍ〜１８５ｎｍ、理想的には１４７．５μｍであって、いわゆるλ／４板であってもよいし、例えば２６０ｎｍ〜３３０ｎｍ、理想的には２９５ｎｍであって、いわゆるλ／２板であってもよい。
中央領域(41)は、面内に対して垂直方向に配向していて垂直方向に遅相軸(4A)を有していてもよい。垂直方向に遅相軸を有する場合、この中央領域(41)は、いわゆるポジティブ−Ｃと呼ばれる位相差板として機能する。この中央領域(41)の厚み方向の位相差Ｒｔｈ４１は目的に応じて適宜設定され、例えば絶対値で１５ｎｍ超１００ｎｍ以下である。
なお、垂直方向の位相差Ｒｔｈ４１は、中央領域(41)における垂直方向の位相差である。Ｒｔｈ４１は、中央領域(41)において、面内の屈折率が最大となる方向、すなわち遅相軸方向(4A)の屈折率をｎｘ４１とし、面内で遅相軸と直交する方向の屈折率をｎｙ４１とし、は厚み方向の屈折率をｎｚ４１とし、厚みをｄ４１として。
Ｒｔｈ４１＝〔（ｎｘ４１＋ｎｙ４１）／２−ｎｚ４１〕×ｄ４１
により算出される。
液晶硬化層(4)の幅方向(W)における端部領域(42a、42b)の面内位相差Ｒｅ４２は通常１０ｎｍ以下、理想的には０（ゼロ）ｎｍの無配向である。端部領域(42a、42b)の幅(W４２)は、通常５０ｍｍ以下、好ましくは３５ｍｍ以下、更に好ましくは２０ｍｍ以下、特に好ましくは１０ｍｍ以下であり、通常は１ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上である。両端部領域(42a、42b)の幅(W４２)は互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。端部領域の幅(W４２)が５０ｍｍ以下であることにより、位相差板として機能する中央領域(41)を広くすることができて生産性の点で有利である。１ｍｍ以上であることにより、端部(4a,4b)の浮上がりを効果的に防止することができる。
この液晶硬化層(4)は、長尺基材フィルム(2)上に剥離可能に積層されている。
長尺液晶硬化層積層フィルム(1)が配向層(3)を有する場合に、液晶硬化層(4)は、配向層(3)と共に長尺基材フィルム(2)から剥離可能に積層されていてもよいし、配向層(3)を長尺基材フィルム(2)上に残して剥離可能に積層されていてもよい。
〔配向層〕
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、図２に示すように、長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を介して液晶硬化層(4)を備えていてもよい。
配向層(3)は、液晶硬化層(4)を形成する際に重合性液晶化合物を液晶相に相転移させるに当り、その配向方向を規制するものである。配向膜(3)の上で液晶硬化層(4)を形成することにより、目的方向の遅相軸(4A)を有する位相差板としての液晶硬化層(4)の形成が容易となる。
配向層(3)は、重合性液晶化合物を面内方向に配向させる配向規制力を有するものであってもよいし、面内に対して垂直方向に配向させる配向規制力を有するものであってもよいし、面内に対して傾斜方向に配向させる配向規制力を有するものであってもよい。
配向層(3)としては、例えば配向性ポリマー層が挙げられる。配向性ポリマー層は、配向性ポリマーを主成分とする層である。配向性ポリマー層は、その表面の状態によって配向規制力を調整することができる。
配向性ポリマーとしては、例えば偏光紫外線を照射することにより配向しうるものが用いられ、このような配向性ポリマーとしては、例えば光反応性基を有していて、偏光紫外線を照射されることにより配向して配向規制力を発揮し得る化合物が用いられる。このような化合物としては、例えば以下の化学式で示される化合物
Figure 2020095203
などが挙げられる。
このような配向性ポリマーを溶媒と混合して配向層形成用組成液とし、これを長尺基材フィルム(2)上に塗布し、乾燥により溶媒を揮発させ、次いで偏光紫外線を照射することにより、配向性ポリマー層として配向層(3)を形成することができる。
配向層形成用組成液を塗布する方法としては、スピンコーティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法などの塗布方法、フレキソ法などの印刷法などの公知の方法を挙げられる。
乾燥方法としては、例えば自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥法、減圧乾燥法などが挙げられる。
照射する偏光紫外線の波長は例えば２５０ｎｍ〜４００ｎｍである。
形成された配向層(3)は、偏光紫外線の偏光方向に応じた方向に配向規制力を有する。また、配向層形成用化合物層の幅方向における両端部領域には偏光紫外線を照射しないことにより、この両端部領域には配向規制力を示さない無配向規制力領域を形成することができる。偏光紫外線は、例えば偏光紫外線の光源と配向膜形成用化合物層との間に紫外線を遮蔽する遮光マスクを配置することにより遮蔽して、両端部領域に照射しないようにすることができる
配向層(3)は、長尺基材フィルム(2)の幅方向(W)に全面に亙って形成されてもよいが、通常は、図３に示すように、長尺基材フィルム(2)の幅(W２)よりも狭い幅(W４)となるように形成される。
配向層(3)として、ラビング処理層も挙げられる。ラビング処理層は、長尺基材フィルム(2)の表面を一方向に擦るラビング処理を施すことにより形成される層である。ラビング処理により長尺基材の表面に細かな擦傷痕が一方向に付き、この擦傷痕の方向に沿った配向の液晶硬化層が形成される。例えば長尺基材フィルム(2)の中央領域にラビング処理を施すことにより、この中央領域に配向規制力を有する配向層(3)を形成することができる。幅方向における両端部領域にはラビング処理を施さないことにより、無配向規制力領域を形成することができる。
ラビング処理層は、例えば長尺基材フィルム(2)上に形成されたアクリル系硬化物層をラビング処理した層であってもよい。アクリル系硬化物層は、（メタ）アクリレート系モノマーを硬化させることにより形成される硬化物層である。（メタ）アクリレート系モノマーは、アクリレートモノマーおよび（メタ）アクリレートモノマーである。（メタ）アクリレート系モノマーとしては、例えば２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテルアクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、テトラエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。
これらの（メタ）アクリレート系モノマーをそれぞれ単独で、または２種以上を組合せて重合開始剤と共に長尺基材フィルム(2)上に塗布し、重合させることにより硬化させて、アクリル系硬化物層を形成することができる。
配向層(3)としてグルブ配向膜も挙げられる。グルブ配向膜は、膜表面に有する凹凸パターンや複数の溝（グルブ）によって配向規制力を発揮する配向層である。凹凸パターンや溝により、配向規制力を任意に調整することができる。
グルブ配向膜は、例えば感光性ポリイミド膜表面にパターン形状のスリットを有する露光用マスクを介して露光し、現像する方法により、凹凸パターンを形成する方法、表面に溝を有する板状の原盤に、活性エネルギー線硬化性樹脂の未硬化層を形成し、この未硬化層を長尺基材フィルム(2)上に転写し、硬化する方法、長尺基材フィルム(2)上に活性エネルギー線硬化性樹脂の未硬化層を形成し、この層に凹凸を有するロール状の原盤を押し当てる方法などにより凹凸を形成し、次いで硬化させる方法などによって形成することができる。
配向層(3)の厚みは通常１０ｎｍ〜１００００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜３０００ｎｍ、更に好ましくは１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、特に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
〔長尺液晶硬化層積層フィルムの製造方法〕
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、図１に示す方法により製造することができる。この方法は、配向層形成工程(A)、塗布工程(B)、相転移工程(C)および硬化工程(D)を備える。
〔配向層形成工程(A)〕
配向層形成工程(A)は長尺基材フィルム(2)を長さ方向に搬送しながら、その上に配向層(3)を形成する工程である。
この工程は、例えば上記した配向層形成用化合物を長尺基材フィルム(2)上に塗布して配向層形成用化合物層を形成し、この層の幅方向(W)における中央領域には偏光紫外線を照射し、また両端部領域には偏光紫外線を照射しないことにより、中央部領域には配向規制力を備えた配向規制力領域を形成し、両端部領域には配向規制力が無いか、相対的に低い無配向規制力領域を形成する。
〔塗布工程(B)〕
塗布工程(B)は、長尺基材フィルム(2)上に重合性液晶化合物を塗布する工程である。配向層形成工程(A)によって長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を形成した場合には、この配向層(3)上に重合性液晶化合物を塗布する。
重合性液晶化合物は通常、重合開始剤と共に溶媒に希釈された状態で塗布される。
重合開始剤としては、例えば「イルガキュア３６９（Ｉｒｇ３６９）」ＢＡＳＦジャパン(株)〕などを用いることができる。
重合開始剤の使用量は、重合性液晶化合物１００質量部に対して通常１質量部〜１０質量部である。
溶媒としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。
溶媒の使用量は、塗布が容易となるように適宜選択され、例えば固形分濃度で１０質量％〜２０質量％である。
重合性液晶化合物は、上記重合開始剤および溶媒に加えて、レベリング剤などの添加剤と共に塗布されてもよい。
重合性液晶化合物を長尺基材フィルム(2)上に塗布した後、溶媒を乾燥して除去することにより、重合性液晶化合物層(40)が形成される。形成された重合性液晶化合物層(40)において重合性液晶化合物は通常、アモルファス相（不定形相）となっている。
〔相転移工程(C)〕
次いで、重合性液晶化合物層(40)中の重合性液晶化合物を液晶相に相転移させる相転移工程(C)により、重合性液晶化合物液晶相(40c)を形成する。
相転移は通常、重合性液晶化合物層(40)を液晶層への相転移温度を超える温度まで加熱すればよい。加熱により、重合性液晶化合物はネマチック相、スメクチック相などの液晶相に相転移して、重合性液晶化合物液晶相(40c)が形成される。相転移温度は使用する重合性液晶化合物の相転移温度により異なり、例えば１００℃〜１３０℃である。
相転移させるに当たり、配向層(3)の中央領域は配向規制力を備えるので、この中央領域上において重合性液晶化合物層(40)は、配向規制力に沿った方向に重合性液晶化合物が配向した液晶相となる。その一方で両端部領域では、配向規制力が無いか、または相対的に弱い無配向規制領域であるので、この両端部領域上において重合性液晶化合物層(40)は、配向規制力に沿った方向に重合性液晶化合物が配向することがなく、通常はアモルファス相（不定形相）となる。
〔硬化工程(D)〕
次いで、重合性液晶化合物を重合させることにより、重合性液晶化合物液晶層(40c)を硬化させて、液晶硬化層(4)を形成する。
重合性液晶化合物を重合させるには、重合性液晶化合物と共に塗布される重合開始剤として熱重合開始剤を用いた場合には、熱重合開始剤による重合開始温度を超える温度に加熱すればよい。重合開始剤として光重合開始剤を用いた場合には、光重合開始剤が分解し得る波長の光を照射すればよい。加熱や光の照射により、重合開始剤が分解し、これにより重合性液晶化合物の重合が開始され、重合性液晶化合物液晶相(40c)が硬化し、液晶硬化層(4)が形成される。
重合に際して、重合性液晶化合物は、相転移工程(C)において相転移した液晶相を維持したままの状態で重合するので、幅方向における中央領域では、液晶相に応じた方向に沿って配向した状態で重合し、両端部領域では、アモルファス相（不定形相）のままで重合する。この結果、形成された液晶硬化層(4)は、その中央領域(41)では、重合性液晶化合物が配向した状態を維持して重合し硬化したものとなって遅相軸(4A)を有することとなる。その両端部領域(42a、42b)では、アモルファス相で配向しないまま重合し硬化したものとなって、無配向となる。
本発明の位相差フィルムは、端部領域が無配向であることにより、中央領域よりも長尺基材フィルムと配向層との間や、配向層と液晶硬化層との間の密着力が向上し、長さ方向に搬送する際の長尺基材フィルムの振動による液晶硬化層端部からの剥離を抑制することができるもの推定される。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。
実施例１
〔長尺液晶硬化層積層フィルム１の製造〕
〔配向層形成用組成液の調製〕
以下の化学式で示される光配向性ポリマー〔重量平均分子量は３００００〕５質量部をシクロペンタノン９５質量部と混合し、８０℃にて１時間撹拌して配向層形成用組成液とした。
Figure 2020095203
〔重合性液晶化合物の準備〕
以下に示す重合性液晶化合物Ａおよび重合性液晶化合物Ｂを準備した。なお、この重合性液晶化合物Ａは特開２０１０−３１２２３号公報に記載の化合物であり、重合性液晶化合物Ｂは特開２００９−１７３８９３号公報に記載の化合物である。
重合性液晶化合物Ａ：
Figure 2020095203
重合性液晶化合物Ｂ：
Figure 2020095203
〔重合性液晶化合物塗布液の準備〕
上記重合性液晶化合物Ａ（９０質量部）および重合性液晶化合物Ｂ（１０質量部）、レベリング剤〔「Ｆ−５５６」（ＤＩＣ(株)製）〕１．０質量部および重合開始剤〔「イルガキュア３６９（Ｉｒｇ３６９）」ＢＡＳＦジャパン(株)から入手、２−ジメチルアミノ−２−ベンジル−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン〕６質量部とＮ−メチル−２−ピロリドンを混合し、８０℃で１時間攪拌して組成液を得た。この組成液の固形分濃度は１３質量％であった。
〔配向層の形成〕
基材フィルム(2)として、長さ方向(L)に３００ｍｍであり、幅方向(W)に２００ｍｍであり、厚みが５０μｍであるオレフィン系樹脂フィルム〔「ＺＦ−１４−５０」（日本ゼオン(株)製）、環状シクロオレフィン系樹脂フィルム〕を準備した。このオレフィン系樹脂フィルム(2)の透湿度をＪＩＳ Ｚ ２０８（温湿条件は４０℃９０％ＲＨ）で測定したところ、７ｇ／ｍ２であった。このオレフィン系樹脂フィルムの片面にコロナ処理を施し、このコロナ処理面に上記で得た配向層形成用組成液をバーコーターにより塗工幅１８０ｍｍで塗布した。このとき、両側には幅１０ｍｍで未塗工部が生じた。その後、直ちに大気中８０℃にて１分間の乾燥処理を行い、幅方向(W)の両端部にそれぞれ１０ｍｍ幅で紫外線を透過しない遮光マスクを重ね合わせ、この状態で偏光紫外線照射装置〔ウシオ電機(株)製「ＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＳＰ−９」〕を用いて偏光紫外線を照射して、オレフィン系樹脂フィルム(2)上に配向層(3)を形成した。このときの波長３１３ｎｍにおける積算光量は１００ｍＪ／ｃｍ２であった。偏光紫外線は、その偏光面がオレフィン系樹脂フィルム(2)の幅方向(W)に対して４５°となるように、照射した。
〔液晶硬化層の形成〕
上記で形成した配向層(3)の上にバーコーターを用いて上記で調製した重合性液晶化合物塗布液を全面に亙って塗布し、大気中１２０℃１分間の乾燥処理を行い、高圧水銀ランプ〔ウシオ電機(株)製「ユニキュアＶＢ−１５２０１ＢＹ−Ａ」を用いて窒素ガス雰囲気下で紫外線を照射して液晶硬化層(3)を形成して、オレフィン系樹脂フィルム(2)上に配向層(3)を介して液晶硬化層(3)が積層された構成の液晶硬化層積層フィルムＡ(1)を得た。このときの紫外線照射量は波長３６５ｎｍにおける積算光量で５００ｍＪ／ｃｍ２であった。
上記で得た液晶硬化層(4)の上に粘着剤層を介して無機ガラス板〔無色透明、面内位相差および厚み方向の位相差値は共に０ｎｍ〕を積層し、オレフィン系樹脂フィルム(2)を剥離して、液晶硬化層(4)が粘着剤層を介して無機ガラスに貼合された状態とし、この状態で液晶硬化層(4)の面内位相差を測定したところ、幅方向(W)の両端部にそれぞれ幅(W４２)１０ｍｍの端部領域(42a、42b)が形成され、幅方向中央部に幅１６０ｍｍの中央領域(41)が形成されていた。端部領域(42a、42b)の面内位相差Ｒｅ４２は０．１ｎｍ（測定波長は５９０ｎｍ、測定温度は２３℃）であり、厚み方向の位相差Ｒｔｈ４２は０．２ｎｍ（測定波長５９０ｎｍ、測定温度は２３℃）であった。また、中央領域(41)の面内位相差Ｒｅ４１は１４０ｎｍ（測定波長５９０ｎｍ、測定温度は２３℃）であった。
なお、各位相差値は、位相差測定装置〔王子計測器(株)製「ＣＯＢＲＡ−ＷＰＲ」〕を用いて測定した。
また、端部領域(42a、42b)における厚み方向の位相差Ｒｔｈ４２は、端部領域(42)において、面内の屈折率が最大となる方向、すなわち遅相軸方向(4A)の屈折率をｎｘ４２とし、面内で遅相軸と直交する方向の屈折率をｎｙ４２とし、は厚み方向の屈折率をｎｚ４２とし、厚みをｄ４２として。
Ｒｔｈ４２＝〔（ｎｘ４２＋ｎｙ４２）／２−ｎｚ４２〕×ｄ４２
により算出し、遅相軸を検出できない場合には、ｎｘ４２とｎｙ４２とが等しくなるとして算出した。
〔評価〕
面状態無負荷捻回試験機〔ユアサシステム機器(株)製「ＴＣＤＭ１１１ＬＨ」(本体)および面状態無負荷捻回試験冶具〕を用いて評価を行った。先ず、上記と同様にして得た液晶硬化層積層フィルムＡ〔長さ３００ｍｍ、幅２００ｍｍ〕の両短辺をそれぞれ態無負荷捻回試験冶具の捻回要クリップで挟んで固定した後、一方の短辺は固定したまま、他方の短辺はリップにより以下の捻回条件で捻回し、液晶硬化層(4)の幅方向端部(4a、4b)の浮上がりの有無を目視にて評価した。
捻回条件：捻回速度 １０ｒｐｍ
捻回角度 ４５度
捻回回数 １００回
その結果、液晶硬化層(4)の端部で浮上がりは見られなかった。
上記で用いたオレフィン系樹脂フィルム(2)に代えて長さが１０００ｍ以上の長尺のオレフィン系樹脂フィルム(2)を用い、これを長さ方向(L)に搬送しながら、配向層(3)を形成し、液晶硬化層(4)を形成しても、搬送される間に、形成された液晶硬化層の端部が基材フィルムから浮上がることはない。
比較例１
実施例１において、遮光マスクを用いることなく全面に偏光紫外線を照射した以外は実施例１と同様にして配向層を形成し、液晶硬化層を形成して、オレフィン系樹脂フィルム上に配向層を介して液晶硬化層が積層された構成の液晶硬化層積層フィルムＢ１を得た。
実施例１と同様にして。この液晶硬化層積層フィルムＢ１の液晶硬化層の面内位相差を測定したところ、幅方向(W)の全面に亙って面内位相差は１４０ｎｍ（測定波長５９０ｎｍ）であった。
上記と同様にして得た液晶硬化層積層フィルムＢ１について実施例１と同様にして評価を行ったところ、幅方向端部において、液晶硬化層(4)が配向膜と共に基材フィルム(2)から浮上がった箇所が生じていた。
実施例２
実施例１において、オレフィン系樹脂フィルム〔ＺＦ−１４−５０〕に代えて、ポリエステル系樹脂フィルム〔ポリエチレンテレフタレートフィルム、三菱樹脂(株)製〕を用いた以外は実施例１と同様にして配向層を形成し、液晶硬化層を形成して、オレフィン系樹脂フィルム(2)上に配向層(3)を介して液晶硬化層(4)が積層された構成の液晶硬化層積層フィルムＡ２(1)を得た。
実施例１と同様にして、この液晶硬化層積層フィルムＡ２の液晶硬化層の面内位相差を測定したところ、幅方向(W)の両端部にそれぞれ幅(W４２)１０ｍｍの端部領域(42a、42b)が形成され、幅方向中央部に幅１６０ｍｍの中央領域(41)が形成されていた。端部領域(42a、42b)の面内位相差Ｒｅ４２は０．１ｎｍ（測定波長は５９０ｎｍ、測定温度は２３℃）であり、厚み方向位相差Ｒｔｈ４２は０．２ｎｍ（測定波長５９０ｎｍ、測定温度は２３℃）であった。また、中央領域(41)の面内位相差Ｒｅ４１は１４０ｎｍ（測定波長５９０ｎｍ、測定温度は２３℃）であった。
また、上記と同様にして得た液晶硬化層積層フィルムＡ２について実施例１と同様にして評価を行ったところ、液晶硬化層(4)の端部で浮上がりは見られなかった。
上記で用いたポリエステル系樹脂フィルム(2)に代えて長さが１０００ｍ以上の長尺のポリエステル系樹脂フィルム(2)を用い、これを長さ方向(L)に搬送しながら、配向層(3)を形成し、液晶硬化層(4)を形成しても、形成された液晶硬化層の端部が搬送される間に、基材フィルムから浮上がることはない。
比較例２
実施例２において、遮光マスクを用いることなく全面に偏光紫外線を照射した以外は実施例２と同様にして配向層を形成し、液晶硬化層を形成して、オレフィン系樹脂フィルム上に配向層を介して液晶硬化層が積層された構成の液晶硬化層積層フィルムＢ２を得た。
実施例１と同様にしての液晶硬化層積層フィルムＤの液晶硬化層の面内位相差を測定したところ、幅方向(W)の全面に亙って面内位相差は１４０ｎｍ（測定波長５９０ｎｍ）であった。
上記と同様にして得た液晶硬化層積層フィルムＢ１について実施例１と同様にして評価を行ったところ、幅方向端部において、液晶硬化層(4)が配向膜と共に基材フィルム(2)から浮上がった箇所が生じていた。
１：長尺液晶硬化層積層フィルム
Ｗ：幅
Ｌ：長さ
２：長尺基材フィルム
Ｗ２:幅
３：配向層
４：液晶硬化層
4A：遅相軸
41：中央領域
42a:端部領域
42b:端部領域
43：粘着剤層と重なり合った部分
44：粘着剤層と重なり合わない部分
Ｗ４:幅
Ｗ４１:中央領域の幅
Ｗ４２:端部領域の幅
５：粘着剤層
5a：粘着剤層の端部
5b：粘着剤層の端部
Ｗ５:粘着剤層の幅
６：長尺光学フィルム
７：長尺光学積層フィルム
８：長尺光学積層フィルム中間体

Claims (3)

  1. オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)と、
    前記オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)上に剥離可能に積層された液晶硬化層(4)と
    を備えた長尺液晶硬化層積層フィルム(1)であり、
    前記液晶硬化層(4)は、
    幅方向(W)における中央領域(41)と端部領域(42a、42b)を有し、
    前記中央領域(41)は遅相軸(4A)を有し、
    前記端部領域(42a、42b)は、無配向である
    ことを特徴とする前記長尺液晶硬化層積層フィルム(1)。
  2. 前記オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を介して前記液晶硬化層(4)が積層された請求項１に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)。
  3. 請求項１または請求項２に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を製造する方法であり、
    前記オレフィン系長尺基材フィルムまたはポリエステル系長尺基材フィルム(2)上に重合性液晶化合物層(40)を形成する塗布工程(B)と、
    前記重合性液晶化合物層(40)中の重合性液晶化合物を液晶相に相転移させて重合性液晶化合物液晶層(40c)を形成する相転移工程(C)と、
    前記重合性液晶化合物液晶層(40c)を硬化させて液晶硬化層(4)を形成する硬化工程(D)と
    を備えることを特徴とする前記長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の製造方法。
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