JP3926929B2 - 配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル及び光学補償シートなどの製造に有利に利用できる配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラウン管型画像表示装置であるＣＲＴに対して、薄型、軽量、低消費電力という大きな利点をもつ液晶表示装置は、特に、携帯用のワードプロセッサやパーソナルコンピュータの表示装置として一般的に使用されている。現在普及している液晶表示素子（以下ＬＣＤと称す）の多くは、ねじれネマチック液晶を用いている。このような液晶表示素子は、一般に、液晶セルとその両側に設けられた偏光板からなり、液晶セルは液晶パネルと液晶パネルに電圧を印加するための電極部からなる。さらに、この液晶パネルは透明な配向膜と液晶層からなり、液晶層は配向膜に挟まれた構成とされる。このような液晶を用いた表示方式は、複屈折モードと旋光モードとの二つの方式に大別できる。
【０００３】
複屈折モードを利用する超ねじれ（スーパーツィスティッド）ネマチック液晶表示装置（以下ＳＴＮ−ＬＣＤと称す）は、９０度を超えるねじれ角及び急峻な電気光学特性を有するスーパーツィスティッドネマチック液晶を用いている。このため、このようなＳＴＮ−ＬＣＤは、時分割駆動による大容量の表示が可能である。しかしながら、ＳＴＮ−ＬＣＤで実用的なコントラストが得られるのは、イエローモード（黄緑／濃紺）及びブルーモード（青／淡黄）であり、白黒モードを得るには位相差板（一軸延伸ポリマーフィルムや補償用液晶セル）を設ける必要があった。
【０００４】
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。
【０００５】
上記ＴＮ−ＬＣＤにおける視野角特性を改善するため（即ち、視野角の拡大のため）、一対の偏光板と液晶セルとの間に位相差板（以下、光学補償シートともいう）を設けることが知られている。この光学補償シートは、液晶セルに対して垂直方向の位相差はほぼ０であるため真正面からは何ら光学的作用を与えないが、傾けた時に位相差が発現し、この作用によって液晶セルで発生する位相差を補償するものである。
【０００６】
また負の複屈折を有し、かつ、光軸が傾いている光学補償シートも知られている。このシートは、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。しかし延伸処理によりこのような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、一般に知ら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。
【０００７】
一方、液晶性ポリマーを用いた光学補償シートも知られている。例えば、液晶性を有するポリマーを支持フィルム上の配向膜表面に塗布することにより得られる光学補償シートや支持体と液晶性及び正の複屈折を有する重合性棒状化合物からなる光学補償シート（複屈折板）が知られている。さらには、簡単な製法により全方向視野角が拡大した光学補償シートとして、透明フィルム上に配向膜を形成し、配向膜上に液晶性ディスコティック化合物の層が形成された光学補償シートも知られている。
【０００８】
上述したような液晶パネル及び光学補償シートにおいて、配向膜は液晶層中の液晶分子を液晶の動作モードに適した配列や傾きに制御する役割をもつ。この配向膜を作成する方法には、酸化珪素（ＳｉＯ）や有機物など蒸着する方法、ＬＢ膜を生成する方法、ポリイミドやポリビニルアルコール、有機シランなど（以下、配向膜形成材料という）の薄膜をラビング処理する方法などがある。一般的に生産性やコスト性などから配向膜形成材料の薄膜をラビング処理する方法が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
配向膜形成材料の薄膜（以下、配向膜形成材料層という）は、配向膜形成材料塗布液（以下、塗布液という）を透明な支持体（可撓性シートなど）に塗布して配向膜形成材料塗布液層（以下、塗布液層という）を形成し、次いで、塗布液層を乾燥することにより形成するのが一般的である。
しかしながら、本発明者の検討によると、可撓性シートに塗布液を塗布し、塗布液層を乾燥する際、塗布液層の表面温度が高くなると、配向膜形成材料層にむらが発生しやすくなることが判明した。この配向膜形成材料層にむらのある可撓性シートを用いた光学補償シートや液晶パネルは配向欠陥が発生しやすいくなるという問題がある。
特開平８−５０２０６号公報には、塗布液層に４０℃の温風を吹き付けて乾燥する方法が記載されている。この条件では、塗布液層の表面温度は約２８℃となる。この場合、塗布液の溶媒の蒸発に時間がかかりすぎて、連続工程で塗布液層を乾燥するのに適さなくなるという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は配向欠陥のない大面積の液晶パネルや光学補償シートに用いられる配向膜形成材料層を有する可撓性シートを連続工程で容易に製造することができる製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート１ｍ 2 当たり１〜１５ｇの範囲内で可塑剤を含有する長尺可撓性シートをその長さ方向に移動させながら、その一方の表面に配向膜形成材料塗布液を塗布して配向膜形成材料塗布液層を形成し、次いで該配向膜形成材料塗布液層を加熱乾燥することにより、表面に配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートを製造する方法において、上記配向膜形成材料塗布液層の加熱乾燥を、該配向膜形成材料塗布液層表面に、熱風を高温から低温へと温度を変化させながら吹き付けることにより、該配向膜形成材料塗布液層の乾燥工程における表面温度を３０〜６０℃に維持させて行うことを特徴とする配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法にある。
本発明の長尺可撓性シートの製造方法の好ましい態様は、塗布液層表面に吹き付ける熱風の温度を、乾燥開始時は５０〜１２０℃、乾燥終了時は３０〜５０℃で行うことである。さらに、塗布液層の加熱乾燥を、配向膜形成材料塗布液層の表面温度を３５〜５５℃に保持させて行うことがより望ましい。
【００１２】
上記の長尺可撓性シートの製造方法は、長尺可撓性シートがトリアセチルセルロースを主成分とする長尺シートであって、配向膜形成材料塗布液がポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体を主成分とする水溶液であることが望ましい。また、一般的に長尺可撓性シートはそのシート１ｍ2 当たり１〜１５ｇの範囲内で可塑剤を含有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
塗布液層を乾燥する際、塗布液層の表面温度が高くなると、配向膜形成材料層にむらが発生しやすくなる原因については明らかではない。しかし、本発明者は検討の結果、配向膜形成材料層でむらのある部分とむらのない部分とでは、配向膜形成材料層に混入する長尺可撓シートに含まれている可塑剤の量に明確な差が見られ、むらのない部分では配向膜形成材料層に混入する可塑剤の量は０．４ｇ／ｍ2 以下であるのに対して、むらのある部分では配向膜形成材料層に混入する可塑剤の量は０．４ｇ／ｍ2 以上であることを見出した。
従って、塗布液層を乾燥する際、塗布液層の表面温度が高くなると、配向膜形成材料層に混入する長尺可撓シートに含まれている可塑剤の量が多くなることが、配向膜形成材料層にむらが発生しやすくなる原因の一つとして考えられる。
【００１４】
本発明の配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法の工程の一例を図１に示す。本発明の製造方法は、可撓性シートロール５から送出機１により送り出された長尺可撓性シート６を搬送ローラにより搬送し、除塵器２によりシートの表面を除塵する工程、塗布機３により塗布液を塗布する工程、加熱乾燥ゾーン４ａ、４ｂで熱風を塗布液層に吹き付けて乾燥する工程からなる。
【００１５】
加熱乾燥ゾーン４ａ、４ｂには、塗布液層に吹き付ける熱風の温度調整が可能な熱風乾燥機７ａ、７ｂが長尺可撓性シートに対して上下に少なくとも１基以上配置されている。
塗布液層は最初に５０〜１２０℃の熱風が吹き付けられ急速に乾燥する（加熱乾燥ゾーン４ａ）。次いで、塗布液層は順に低温に変化する熱風に吹き付けられ緩やかに乾燥する。そして乾燥終了時には３０〜５０℃の熱風が吹き付けられる（加熱乾燥ゾーン４ｂ）。このように塗布液層に吹き付ける熱風の温度が塗布液層の乾燥状態に合わせて低温に変化することによって、乾燥工程中の塗布液層の表面温度は３０〜６０℃の範囲内に維持され、さらには、塗布液層の乾燥全体の時間も短縮できる。
【００１６】
本発明に用いられる長尺可撓性シートは、透明である限り特に制限はない。可視光の透過率が８０％以上であるものが望ましく、特に正面から見たときに光学的等方性を有するものが望ましい。従って、可撓性シートは固有複屈折率の小さい材料から製造することが望ましい。このような材料として、セルローストリアセテートを使用することができる。さらにポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスフォン及びポリエーテルスルホンなどの固有複屈折率の大きい素材であっても、溶液流延、溶融押し出し等の条件、さらには縦、横方向に延伸条件等を適宜設定することにより、使用することができる。
【００１７】
また、一般的に合成樹脂はシート等に成形する場合には、成形しやすいように、あるいは成型品の耐熱性、柔軟性を上げるために可塑剤を添加して、合成樹脂の物理的な性質を改質する。可塑剤は合成樹脂と化学構造が類似する相溶性に優れているものが良いとされている。例えば、セルローストリアセテートの場合、フタル酸エステル、リン酸エステル、グリコールのエステルなどが広く用いられている。
【００１８】
さらに、可撓性シートと配向膜形成材料層との接着強度を増大させるために、下塗層を可撓性シート上に設けることが望ましい。この下塗層の形成方法及び材料などは例えば、特許２５８７３９８号に記載の形成方法及び材料を用いることができる。
【００１９】
配向膜形成材料層は、透明であって、配向処理により配向され得るものである限り特に制限はない。配向膜形成材料の例としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体を挙げることができる。
【００２０】
特にポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体は、液晶性ディスコティック化合物を均一に配向させる能力に優れている。ポリビニルアルコール誘導体として、例えばアルキル変性ポリビニルアルコールが挙げられる。アルキル変性ポリビニルアルコールのアルキル基は炭素原子数６〜１４が好ましく、さらに、−Ｓ−、−Ｃ（ＣＨ3 ）（ＣＮ）−、または、−Ｃ（Ｃ2 Ｈ5 ）（ＣＮ）−を介してポリビニルアルコールに結合していることが望ましい。アルキル変性ポリビニルアルコールは、末端基にアルキル基を有するものであり、けん化度８０％以上、重合度２００以上が好ましい。また、上記側鎖にアルキル基を有するポリビニルアルコールは、クラレ（株）製のＭＰ１０３、ＭＰ２０３、Ｒ１１３０のどの市販品を利用することができる。
【００２１】
本発明に用いる塗布液の溶媒は、上記の配向膜形成材料を均一に分散するものであれば特に制限はない。例えば、水、アルコール、エーテル、クロロホルムなどが挙げられる。また、塗布液の粘土や塗布量を調整するために希釈剤を加えても良い。例えば、塗布液がポリビニルアルコール、あるいはポリビニルアルコール誘導体の水溶液である場合にアルコールを加えても良い。
【００２２】
【実施例】
（配向膜形成材料層を備えた長尺透明シートの作成）
［実施例１］
ゼラチン薄膜（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、可塑剤：トリフェニルホスフェートとビフェニルジフェニルホスフェートとを２：１の割合でセルローストリアセテート綿１００に対して１１含有したもの）の長尺シートの一方の側に、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）２重量％水溶液を塗布し、塗布液層に最初に１００℃の熱風を１０秒間吹き付け、次いで４３℃の熱風を吹き付けて塗布液層を乾燥させた。こうして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２３】
［比較例１］
塗布液層に４３℃の空気を吹き付けて塗布液を乾燥した以外は実施例１と同様にして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２４】
［比較例２］
塗布液層に１００℃の空気を吹き付けて塗布液を乾燥した以外は実施例１と同様にして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２５】
（光学補償シートの作成）
上記のようにして得られた配向膜形成材料層を備えた長尺シートは、その配向膜形成材料層をラビング処理して配向膜を有するシートとした。
さらに、配向膜を有するシートの配向膜上に、下記のディスコティック液晶化合物３２．５ｇ
【００２６】
【化１】
【００２７】
とトリメチルプロパンＥＯ付加トリアセテート（Ｖ３６０、大阪有機化学（株）社）３．２ｇ、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）０．２ｇ、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）０．７ｇ、２，４ジエチルチオキサントン（カマキュアーＤＥＴＸ−Ｓ、日本化薬社製）０．４ｇ、及び光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバ・ガイギー社製）１．１ｇとを６２ｇのメチルエチルケトンに溶解した塗布液をワイヤーバー（＃３バー）で塗布し、塗布面の温度を１２５℃で乾燥、加熱した。次いで、塗布面の温度を１２５℃に維持しながら、塗布面に高圧水銀灯により紫外線を照射し、ディスコティック液晶化合物を架橋させた。以上のようにして、実施例１及び比較例１、２の光学補償シートを作成した。
【００２８】
（評価）
１）熱風を吹き付けて塗布液を乾燥する際の塗布液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。また、表面の温度を測定する際に、蒸発潜熱による表面温度の低下がなくなる（乾燥終了時）までの時間も測定した。その結果を表１に示す。
２）前記実施例または比較例で得られた配向膜形成材料層を形成した長尺シートを裁断し、配向膜形成材料層にのみエタノールを接触させて（配向膜形成材料層の面積１００ｃｍ2に対して、エタノールの量は１０ｍｌ）３０秒間静置した後、エタノールを回収した。そして、回収したエタノール中のトリフェニルホスフェート及びビフェニルジフェニルホスフェートをガスクロマトグラフィーで定量した。その結果を表１に示す。
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、前記光学シートの作成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、正面及び上下左右方向からの画像のむらを目視にて観察した。
その結果を表１に併せて示す。なお、ここでのＡＡはすべての方向でむらが観察されず非常に優れている状態を、ＢＢは正面方向はむらはないが、上下左右方向にはわずかにむらが観察できる状態を表す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】
本発明の配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法によれば、塗布液層の表面温度は高くならず、得られる配向膜形成材料層は可塑剤の混入が少なくなる。従って、この配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートを用いた光学補償シートを、ＴＦＴ型液晶表示装置に装着した場合、視野角の拡大が得られるだけでなく、画像むらがほとんどない。また本発明の長尺可撓性シートの製造方法によれば、塗布液層の乾燥までの時間が短いので大面積の液晶パネルや光学補償シートに用いられる配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートを連続工程で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 送出機
２ 除塵器
３ 塗布機
４ａ、４ｂ 加熱乾燥ゾーン
５ 可撓性シートロール
６ 長尺可撓性シート
７ａ、７ｂ 熱風乾燥機
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル及び光学補償シートなどの製造に有利に利用できる配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラウン管型画像表示装置であるＣＲＴに対して、薄型、軽量、低消費電力という大きな利点をもつ液晶表示装置は、特に、携帯用のワードプロセッサやパーソナルコンピュータの表示装置として一般的に使用されている。現在普及している液晶表示素子（以下ＬＣＤと称す）の多くは、ねじれネマチック液晶を用いている。このような液晶表示素子は、一般に、液晶セルとその両側に設けられた偏光板からなり、液晶セルは液晶パネルと液晶パネルに電圧を印加するための電極部からなる。さらに、この液晶パネルは透明な配向膜と液晶層からなり、液晶層は配向膜に挟まれた構成とされる。このような液晶を用いた表示方式は、複屈折モードと旋光モードとの二つの方式に大別できる。
【０００３】
複屈折モードを利用する超ねじれ（スーパーツィスティッド）ネマチック液晶表示装置（以下ＳＴＮ−ＬＣＤと称す）は、９０度を超えるねじれ角及び急峻な電気光学特性を有するスーパーツィスティッドネマチック液晶を用いている。このため、このようなＳＴＮ−ＬＣＤは、時分割駆動による大容量の表示が可能である。しかしながら、ＳＴＮ−ＬＣＤで実用的なコントラストが得られるのは、イエローモード（黄緑／濃紺）及びブルーモード（青／淡黄）であり、白黒モードを得るには位相差板（一軸延伸ポリマーフィルムや補償用液晶セル）を設ける必要があった。
【０００４】
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。
【０００５】
上記ＴＮ−ＬＣＤにおける視野角特性を改善するため（即ち、視野角の拡大のため）、一対の偏光板と液晶セルとの間に位相差板（以下、光学補償シートともいう）を設けることが知られている。この光学補償シートは、液晶セルに対して垂直方向の位相差はほぼ０であるため真正面からは何ら光学的作用を与えないが、傾けた時に位相差が発現し、この作用によって液晶セルで発生する位相差を補償するものである。
【０００６】
また負の複屈折を有し、かつ、光軸が傾いている光学補償シートも知られている。このシートは、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。しかし延伸処理によりこのような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、一般に知ら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。
【０００７】
一方、液晶性ポリマーを用いた光学補償シートも知られている。例えば、液晶性を有するポリマーを支持フィルム上の配向膜表面に塗布することにより得られる光学補償シートや支持体と液晶性及び正の複屈折を有する重合性棒状化合物からなる光学補償シート（複屈折板）が知られている。さらには、簡単な製法により全方向視野角が拡大した光学補償シートとして、透明フィルム上に配向膜を形成し、配向膜上に液晶性ディスコティック化合物の層が形成された光学補償シートも知られている。
【０００８】
上述したような液晶パネル及び光学補償シートにおいて、配向膜は液晶層中の液晶分子を液晶の動作モードに適した配列や傾きに制御する役割をもつ。この配向膜を作成する方法には、酸化珪素（ＳｉＯ）や有機物など蒸着する方法、ＬＢ膜を生成する方法、ポリイミドやポリビニルアルコール、有機シランなど（以下、配向膜形成材料という）の薄膜をラビング処理する方法などがある。一般的に生産性やコスト性などから配向膜形成材料の薄膜をラビング処理する方法が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
配向膜形成材料の薄膜（以下、配向膜形成材料層という）は、配向膜形成材料塗布液（以下、塗布液という）を透明な支持体（可撓性シートなど）に塗布して配向膜形成材料塗布液層（以下、塗布液層という）を形成し、次いで、塗布液層を乾燥することにより形成するのが一般的である。
しかしながら、本発明者の検討によると、可撓性シートに塗布液を塗布し、塗布液層を乾燥する際、塗布液層の表面温度が高くなると、配向膜形成材料層にむらが発生しやすくなることが判明した。この配向膜形成材料層にむらのある可撓性シートを用いた光学補償シートや液晶パネルは配向欠陥が発生しやすいくなるという問題がある。
特開平８−５０２０６号公報には、塗布液層に４０℃の温風を吹き付けて乾燥する方法が記載されている。この条件では、塗布液層の表面温度は約２８℃となる。この場合、塗布液の溶媒の蒸発に時間がかかりすぎて、連続工程で塗布液層を乾燥するのに適さなくなるという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は配向欠陥のない大面積の液晶パネルや光学補償シートに用いられる配向膜形成材料層を有する可撓性シートを連続工程で容易に製造することができる製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート１ｍ 2 当たり１〜１５ｇの範囲内で可塑剤を含有する長尺可撓性シートをその長さ方向に移動させながら、その一方の表面に配向膜形成材料塗布液を塗布して配向膜形成材料塗布液層を形成し、次いで該配向膜形成材料塗布液層を加熱乾燥することにより、表面に配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートを製造する方法において、上記配向膜形成材料塗布液層の加熱乾燥を、該配向膜形成材料塗布液層表面に、熱風を高温から低温へと温度を変化させながら吹き付けることにより、該配向膜形成材料塗布液層の乾燥工程における表面温度を３０〜６０℃に維持させて行うことを特徴とする配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法にある。
本発明の長尺可撓性シートの製造方法の好ましい態様は、塗布液層表面に吹き付ける熱風の温度を、乾燥開始時は５０〜１２０℃、乾燥終了時は３０〜５０℃で行うことである。さらに、塗布液層の加熱乾燥を、配向膜形成材料塗布液層の表面温度を３５〜５５℃に保持させて行うことがより望ましい。
【００１２】
上記の長尺可撓性シートの製造方法は、長尺可撓性シートがトリアセチルセルロースを主成分とする長尺シートであって、配向膜形成材料塗布液がポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体を主成分とする水溶液であることが望ましい。また、一般的に長尺可撓性シートはそのシート１ｍ2 当たり１〜１５ｇの範囲内で可塑剤を含有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
塗布液層を乾燥する際、塗布液層の表面温度が高くなると、配向膜形成材料層にむらが発生しやすくなる原因については明らかではない。しかし、本発明者は検討の結果、配向膜形成材料層でむらのある部分とむらのない部分とでは、配向膜形成材料層に混入する長尺可撓シートに含まれている可塑剤の量に明確な差が見られ、むらのない部分では配向膜形成材料層に混入する可塑剤の量は０．４ｇ／ｍ2 以下であるのに対して、むらのある部分では配向膜形成材料層に混入する可塑剤の量は０．４ｇ／ｍ2 以上であることを見出した。
従って、塗布液層を乾燥する際、塗布液層の表面温度が高くなると、配向膜形成材料層に混入する長尺可撓シートに含まれている可塑剤の量が多くなることが、配向膜形成材料層にむらが発生しやすくなる原因の一つとして考えられる。
【００１４】
本発明の配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法の工程の一例を図１に示す。本発明の製造方法は、可撓性シートロール５から送出機１により送り出された長尺可撓性シート６を搬送ローラにより搬送し、除塵器２によりシートの表面を除塵する工程、塗布機３により塗布液を塗布する工程、加熱乾燥ゾーン４ａ、４ｂで熱風を塗布液層に吹き付けて乾燥する工程からなる。
【００１５】
加熱乾燥ゾーン４ａ、４ｂには、塗布液層に吹き付ける熱風の温度調整が可能な熱風乾燥機７ａ、７ｂが長尺可撓性シートに対して上下に少なくとも１基以上配置されている。
塗布液層は最初に５０〜１２０℃の熱風が吹き付けられ急速に乾燥する（加熱乾燥ゾーン４ａ）。次いで、塗布液層は順に低温に変化する熱風に吹き付けられ緩やかに乾燥する。そして乾燥終了時には３０〜５０℃の熱風が吹き付けられる（加熱乾燥ゾーン４ｂ）。このように塗布液層に吹き付ける熱風の温度が塗布液層の乾燥状態に合わせて低温に変化することによって、乾燥工程中の塗布液層の表面温度は３０〜６０℃の範囲内に維持され、さらには、塗布液層の乾燥全体の時間も短縮できる。
【００１６】
本発明に用いられる長尺可撓性シートは、透明である限り特に制限はない。可視光の透過率が８０％以上であるものが望ましく、特に正面から見たときに光学的等方性を有するものが望ましい。従って、可撓性シートは固有複屈折率の小さい材料から製造することが望ましい。このような材料として、セルローストリアセテートを使用することができる。さらにポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスフォン及びポリエーテルスルホンなどの固有複屈折率の大きい素材であっても、溶液流延、溶融押し出し等の条件、さらには縦、横方向に延伸条件等を適宜設定することにより、使用することができる。
【００１７】
また、一般的に合成樹脂はシート等に成形する場合には、成形しやすいように、あるいは成型品の耐熱性、柔軟性を上げるために可塑剤を添加して、合成樹脂の物理的な性質を改質する。可塑剤は合成樹脂と化学構造が類似する相溶性に優れているものが良いとされている。例えば、セルローストリアセテートの場合、フタル酸エステル、リン酸エステル、グリコールのエステルなどが広く用いられている。
【００１８】
さらに、可撓性シートと配向膜形成材料層との接着強度を増大させるために、下塗層を可撓性シート上に設けることが望ましい。この下塗層の形成方法及び材料などは例えば、特許２５８７３９８号に記載の形成方法及び材料を用いることができる。
【００１９】
配向膜形成材料層は、透明であって、配向処理により配向され得るものである限り特に制限はない。配向膜形成材料の例としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体を挙げることができる。
【００２０】
特にポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体は、液晶性ディスコティック化合物を均一に配向させる能力に優れている。ポリビニルアルコール誘導体として、例えばアルキル変性ポリビニルアルコールが挙げられる。アルキル変性ポリビニルアルコールのアルキル基は炭素原子数６〜１４が好ましく、さらに、−Ｓ−、−Ｃ（ＣＨ3 ）（ＣＮ）−、または、−Ｃ（Ｃ2 Ｈ5 ）（ＣＮ）−を介してポリビニルアルコールに結合していることが望ましい。アルキル変性ポリビニルアルコールは、末端基にアルキル基を有するものであり、けん化度８０％以上、重合度２００以上が好ましい。また、上記側鎖にアルキル基を有するポリビニルアルコールは、クラレ（株）製のＭＰ１０３、ＭＰ２０３、Ｒ１１３０のどの市販品を利用することができる。
【００２１】
本発明に用いる塗布液の溶媒は、上記の配向膜形成材料を均一に分散するものであれば特に制限はない。例えば、水、アルコール、エーテル、クロロホルムなどが挙げられる。また、塗布液の粘土や塗布量を調整するために希釈剤を加えても良い。例えば、塗布液がポリビニルアルコール、あるいはポリビニルアルコール誘導体の水溶液である場合にアルコールを加えても良い。
【００２２】
【実施例】
（配向膜形成材料層を備えた長尺透明シートの作成）
［実施例１］
ゼラチン薄膜（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、可塑剤：トリフェニルホスフェートとビフェニルジフェニルホスフェートとを２：１の割合でセルローストリアセテート綿１００に対して１１含有したもの）の長尺シートの一方の側に、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）２重量％水溶液を塗布し、塗布液層に最初に１００℃の熱風を１０秒間吹き付け、次いで４３℃の熱風を吹き付けて塗布液層を乾燥させた。こうして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２３】
［比較例１］
塗布液層に４３℃の空気を吹き付けて塗布液を乾燥した以外は実施例１と同様にして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２４】
［比較例２］
塗布液層に１００℃の空気を吹き付けて塗布液を乾燥した以外は実施例１と同様にして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２５】
（光学補償シートの作成）
上記のようにして得られた配向膜形成材料層を備えた長尺シートは、その配向膜形成材料層をラビング処理して配向膜を有するシートとした。
さらに、配向膜を有するシートの配向膜上に、下記のディスコティック液晶化合物３２．５ｇ
【００２６】
【化１】
とトリメチルプロパンＥＯ付加トリアセテート（Ｖ３６０、大阪有機化学（株）社）３．２ｇ、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）０．２ｇ、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）０．７ｇ、２，４ジエチルチオキサントン（カマキュアーＤＥＴＸ−Ｓ、日本化薬社製）０．４ｇ、及び光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバ・ガイギー社製）１．１ｇとを６２ｇのメチルエチルケトンに溶解した塗布液をワイヤーバー（＃３バー）で塗布し、塗布面の温度を１２５℃で乾燥、加熱した。次いで、塗布面の温度を１２５℃に維持しながら、塗布面に高圧水銀灯により紫外線を照射し、ディスコティック液晶化合物を架橋させた。以上のようにして、実施例１及び比較例１、２の光学補償シートを作成した。
【００２８】
（評価）
１）熱風を吹き付けて塗布液を乾燥する際の塗布液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。また、表面の温度を測定する際に、蒸発潜熱による表面温度の低下がなくなる（乾燥終了時）までの時間も測定した。その結果を表１に示す。
２）前記実施例または比較例で得られた配向膜形成材料層を形成した長尺シートを裁断し、配向膜形成材料層にのみエタノールを接触させて（配向膜形成材料層の面積１００ｃｍ2に対して、エタノールの量は１０ｍｌ）３０秒間静置した後、エタノールを回収した。そして、回収したエタノール中のトリフェニルホスフェート及びビフェニルジフェニルホスフェートをガスクロマトグラフィーで定量した。その結果を表１に示す。
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、前記光学シートの作成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、正面及び上下左右方向からの画像のむらを目視にて観察した。
その結果を表１に併せて示す。なお、ここでのＡＡはすべての方向でむらが観察されず非常に優れている状態を、ＢＢは正面方向はむらはないが、上下左右方向にはわずかにむらが観察できる状態を表す。
【００２９】
【表１】
【発明の効果】
本発明の配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法によれば、塗布液層の表面温度は高くならず、得られる配向膜形成材料層は可塑剤の混入が少なくなる。従って、この配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートを用いた光学補償シートを、ＴＦＴ型液晶表示装置に装着した場合、視野角の拡大が得られるだけでなく、画像むらがほとんどない。また本発明の長尺可撓性シートの製造方法によれば、塗布液層の乾燥までの時間が短いので大面積の液晶パネルや光学補償シートに用いられる配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートを連続工程で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 送出機
２ 除塵器
３ 塗布機
４ａ、４ｂ 加熱乾燥ゾーン
５ 可撓性シートロール
６ 長尺可撓性シート
７ａ、７ｂ 熱風乾燥機
Claims (4)
- シート１ｍ 2 当たり１〜１５ｇの範囲内で可塑剤を含有する長尺可撓性シートをその長さ方向に移動させながら、その一方の表面に配向膜形成材料塗布液を塗布して配向膜形成材料塗布液層を形成し、次いで該配向膜形成材料塗布液層を加熱乾燥することにより、表面に配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートを製造する方法において、上記配向膜形成材料塗布液層の加熱乾燥を、該配向膜形成材料塗布液層表面に、熱風を高温から低温へと温度を変化させながら吹き付けることにより、該配向膜形成材料塗布液層の乾燥工程における表面温度を３０〜６０℃に維持させて行うことを特徴とする配向膜形成材料層を有する長尺可撓性シートの製造方法。
- 配向膜形成材料塗布液層表面に吹き付ける熱風の温度を、乾燥開始時は５０〜１２０℃、乾燥終了時は３０〜５０℃で行うことを特徴とする請求項１に記載の長尺可撓性シートの製造方法。
- 配向膜形成材料塗布液層の加熱乾燥を、配向膜形成材料塗布液層の表面温度を３５〜５５℃に維持させて行う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長尺可撓性シートの製造方法。
- 長尺可撓性シートがトリアセチルセルロースを主成分とする長尺シートであって、配向膜形成材料塗布液がポリビニルアルコールあるいはポリビニルアルコール誘導体を主成分とする水溶液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長尺可撓性シートの製造方法。
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