JP4005215B2

JP4005215B2 - Method for producing long flexible sheet with alignment film and rubbing apparatus

Info

Publication number: JP4005215B2
Application number: JP13467498A
Authority: JP
Inventors: 秀知伊藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH11311787A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily form an alignment layer which is less in defective alignment due to the sticking of a resin particulate or the breaking of a rubbing sheet by removing dust by reciprocally moving a dust remover in width direction of a rubbing roller along the surface of the rubbing roller. SOLUTION: During a rubbing process, the rubbing sheet stuck on a rubbing roller cylindrical shaft 3 is dust-removed from its surface by the dust remover 5 provided nearby the flank of the rubbing roller. The dust remover 5 moves in width direction of a rubbing roller along the rubbing roller. This dust remover 5 is moved reciprocally by, for example, a dust remover driving motor 4, a bearing disk 7 which is fitted in the dust remover and has its shaft fixed off the center, and a slide rail 6. As the shaft is rotated by the dust remover driving motor 4, the bearing disk 7 rotates on the shaft and the dust remover 5 moves reciprocally by the rotation on the slide rail 6.

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を備えた長尺可撓性シートの製造法、特に配向形成材料層を備えた長尺可撓性シートの配向膜形成材料層をラビング処理により配向膜とする際のラビング処理に用いるラビング装置及びラビング方法に関する。
【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（光学補償シートともいう）を設けることが知られている。この位相差板は、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として、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が、生産性やコスト性などからラビング処理による方法が一般に行われている。ラビング処理は、ラビングシート（ラビング布）をラビングローラ円筒軸に貼り合わせたラビングローラを配向膜形成材料の搬送方向に対して逆方向に回転させ、ラビングシートと配向膜形成材料を物理的に擦ることにより行われる。
【０００９】
さらに、最近では薄型、軽量、低消費電力という大きな利点を有する液晶表示装置は大型ＣＲＴの代替品として大型化が望まれており、液晶パネル及び光学補償シートの大面積化が図られている。大面積の液晶パネルや光学補償シートを作成するためには、大面積の配向膜をほとんど欠陥のない状態で形成する必要がある。しかしながら、上記のラビング法では、配向膜の配向性はラビング処理の色々な条件に左右されるため、その工程はノウハウに依存するところが多く、連続工程で配向欠陥のない大面積の配向膜を形成するのは難しかった。
【００１０】
一方ではこのような問題に対して、種々の改善がなされ、その結果が開示されつつある。例えば、光学補償シートにおいて、ラビング時に発生する配向膜形成材料の樹脂微粉やラビングシートから発生する塵埃を、配向膜に付着しにくくするために、ラビングローラ表面のラビングシートを除塵しながらラビング処理を行う方法が提案されている（特開平９−１６６７８４号公報）。この方法によれば、ラビング時に発生する塵埃などによる配向欠陥のない配向膜、液晶層を、連続工程で形成することができ大面積の光学補償シートを比較的容易に得ることができるので、一部工業的にも利用されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のラビングシートに付着した樹脂微粉や塵埃（以下、樹脂微粉等という）の除塵には、圧縮空気（例えば、超音波振動させた圧縮空気）をシートの表面に吹き付けて、吹き飛ばされた樹脂微粉等を真空吸引する除塵器が一般に用いられている。しかしながら、このような除塵器を用いてラビングシートを除塵した場合、部分的に除塵されない除塵むらが発生したり、ラビングシートが部分的に破損してしまうという問題があった。
【００１２】
除塵むらのあるラビングシートでラビング処理すると、樹脂微粉等が配向膜に移動することがある。そして、樹脂微粉等が付着した状態で配向膜に液晶層を形成した場合には液晶層で配向欠陥が発生する。また、破損したラビングシートで配向膜形成材料層をラビング処理した場合には配向膜で配向欠陥が発生する。よって、ラビングシートに除塵むらや破損が発生した場合には、ラビングシートを交換しなければならない。しかし、配向欠陥等が発生してからラビングシートを交換していたのでは、欠陥部分が多く生産されてしまう。そこで、ラビングシートを定期的に交換する方法も考えられるが、その作業効率等から連続工程で配向膜を生産するには適当ではない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、連続工程で配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートの配向膜形成材料層を、ラビング処理により配向膜とする際に樹脂微粉等の付着、あるいはラビングシートの破損による配向欠陥の少ない配向膜を容易に形成できる配向膜付長尺可撓性シートの製造方法及びラビング装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、除塵器から吹き付けられる圧縮空気の風速に着目して検討したところ、ラビングシートに吹き付けられる圧縮空気の風速は幅方向で完全に一定ではなく、局部的に強く吹き付けられる部分と弱く吹き付けられる部分とがあることを見出した。また一方、ラビングシートを表面が平坦なラビングローラ円筒軸に貼り合わせた場合には、ラビング処理している間にラビングシートの端部から剥がれたり、弛んだりして、これによっても除塵むらやラビングシートの破損が発生することも見出した。すなわち、本発明者は除塵器から吹き付けられる圧縮空気の風速を幅方向に一定にし、またラビングローラ円筒軸に貼り合わせたラビングシートが剥がれたり、弛んだりしないようにすることで、除塵むらやラビングシートの破損を少なくでき、連続工程で欠陥の少ない配向膜を容易に形成できること見出し本発明を完成するに至ったのである。
【００１５】
従って本発明は、一方の表面に配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートをその長さ方向に移動させながら、その配向膜形成材料層の表面をラビングローラに近接して設置された除塵器でそのラビングローラの表面を除塵しながら、回転下にある該ラビングローラと接触させて擦ることにより、配向膜を形成する配向膜付長尺可撓性シートの製造方法において、該除塵をラビングローラの表面に沿って、その幅方向に除塵器を５ｍｍ以上、かつ除塵器の幅に対して１０％以下の幅にて往復移動させながら行うことを特徴とする配向膜付長尺可撓性シートの製造方法にある。
この発明の好ましい態様は、除塵器の往復移動があらかじめ決められた周期で行われることである。
【００１６】
また本発明は、一方の表面に配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シートをその長さ方向に移動させる少なくとも二個の搬送ローラ、該搬送ローラ間に備えられたラビングローラと該ラビングローラに近接して設置された除塵器とからなるラビング装置において、該除塵器が該ラビングローラの表面に沿って、その幅方向に５ｍｍ以上、かつ除塵器の幅に対して１０％以下の幅にて往復移動できるようにされていることを特徴とするラビング装置にもある。
さらに、この発明の好ましい態様は、ラビングローラが軸方向に延びた溝を有する円筒軸と、その溝に両端を差し込んだ状態で固定されているラビングシートからなることである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の配向膜付長尺可撓性シートの製造方法及びラビング装置について、ラビング装置の平面図（図１）、ラビング装置の平面図（図２）及びラビングローラの拡大図（図３）を参照しながら以下に説明する。
配向膜形成材料層を備えた長尺可撓性シート１は、搬送ローラ２ａ、２ｂにより上部から押えられながら、矢印の方向に搬送され、下側より押圧されたラビングローラ円筒軸（例えば、外径３００ｍｍのもの）３が、上記搬送方向と反対向きに回転することにより長尺可撓性シートの配向膜形成材料層表面がラビングされる。ラビングローラはラビングローラ円筒軸３に外周表面にはベルベット等のラビングシート３ａが貼り合わせてあり、このラビングシートに配向膜形成層は擦られて配向膜になる。
本発明において、ラビングローラ円筒軸は図３に示したように幅方向に延びた溝を有し、ラビングシートはその両端を溝に差し込んで貼り合わされる。よって、ラビングシートの端部はラビングローラの表面に露出しないので、その端部が剥がれにくくなり、そして弛みにくくなる。この溝は幅３〜８ｍｍ深さ３〜８ｍｍの範囲であればラビングシートの両端を差し込み固定でき、ラビング処理を行ってもラビングシートは剥がれたり、弛んだりしない。
【００１８】
ラビング処理している間、ラビングローラ円筒軸３に貼り合わされたラビングシート３ａの表面は、ラビングローラ側面に近接して設置された除塵器５により除塵されている。本発明において、除塵器５はラビングローラに沿って、その幅方向に往復移動する。この除塵器の往復移動は例えば図２に示したように、除塵器駆動モーター４と、除塵器５にはめ込まれ中心からずれた位置で軸が固定された軸受け円板７及びスライドレール６によって行われる。除塵器駆動モーター４によって軸が回転すると軸受け円板７が軸を中心にして回転する。そして、この軸受け円板の回転によって、除塵器５はスライドレール６の上を往復移動する。
【００１９】
この除塵器の往復移動する幅は５ｍｍ以上でかつ除塵器の幅に対して１０％以下の長さであり、望ましくは１０〜２０ｍｍである。往復移動する幅が５ｍｍ未満の場合には、除塵むらやラビングシートの破損が発生しやすく、また１０％を超える場合には、ラビングローラ全面を除塵するためには、除塵器はラビングローラより１０％以上幅が大きいことが必要となるからである。また、その移動速度は１〜１０ｍｍ／秒、さらに望ましくは３〜７ｍｍ／秒の範囲である。移動速度は速すぎても遅すぎてもラビングシートの除塵むらや破損が発生しやすくなるからである。
【００２０】
さらに、本発明の配向膜付長尺可撓性シートの製造方法の好ましい態様について説明する。ラビングローラはモーターにより回転し、１０００ｒｐｍ程度まで回転速度を制御することができる。また、配向膜の平面方向のラビング角度を調整することができる。例えば、ラビングローラを可撓性シートの搬送方向に対して、平面方向に傾けることによって、容易にラビング角度を調整することができる。このようにラビング角度を調整した後、可撓性シートを搬送装置によって、一定張力、一定速度（一般に５ｍ／分以上）で搬送しながら、ラビングローラをシートの搬送方向とは反対の方向に一定の回転速度で回転させる。これにより連続的にラビングを行なうことができる。このように連続的にラビングを行なうことにより、シートはエアフォイル効果により浮上して搬送されるので、シートが幅方向に動くことはなく、安定して、連続的にラビングを行なうことができる。
【００２１】
ラビング時のシート搬送速度は、一般に１０〜５０ｍ／分であり、ラビングローラの直径は、一般に１００〜５００ｍｍ（好ましくは１５０〜３００ｍｍ）であり、ラビングローラの回転数は１５０〜３００ｒｐｍが一般的である。ベースラップ角は、４〜２０度が好ましく、シートに対する張力は、１〜３Ｎ／１ｃｍ（シート幅）が好ましい。ラビングローラの回転軸は、一般に０〜４５度の範囲で調整可能である。ラビングローラの着脱は、搬送用ローラ上下装置により接合部で着脱できることが好ましい。
【００２２】
さらに、搬送ローラ、あるいはラビングローラは、その両端に張力測定器が取り付けてあって、可撓性シートの幅方向の張力を調整しながら、搬送あるいはラビング処理を行うことができようにするのが望ましい。そして、その長尺可撓性シートの幅方向の両側の縁部の張力差は、０．１Ｎ／ｃｍ以下とするのが望ましい。この長尺可撓性シートの縁部の張力差が０．１Ｎ／ｃｍより大きいと幅方向で配向性にばらつきが生じやすくなり配向欠陥となりやすくなるからである。
【００２３】
また、ラビング処理を施している間、軟Ｘ線を可撓性シート面側から、ラビングシートと配向膜形成材料層と擦れている面に照射して、配向膜層を除電することが望ましい。このような軟Ｘ線除電器としては、例えば、浜松ホトニクス（株）製フォトイオナイザなどが市販されており、この時の軟Ｘ線は管球にイオン生成管を用い、管電圧＋９．５ｋＶ、電流１５０μＡで使用され、この時発生する軟Ｘ線の波長は０．１〜０．５ｎｍである。
【００２４】
本発明で利用することができる配向膜付長尺可撓性シートの製造方法は、上記の方法だけでなく、長尺可撓性シートを連続的にラビングすることができる方法であればどのようなものでも利用することができる。
例えば、搬送される長尺可撓性シートがパスローラ（バックアップローラ）で支持された位置でラビングローラを押しつけるバックアップラビング方式、特開昭６１−１６０７２０号公報に記載されている、搬送される長尺可撓性シートが支持されているパスローラ（バックアップローラ）間で押しつけるラップラビング方式、さらに特開平６−１１００５９号公報に記載されている、バックアップラビング方式でラビングローラの両側でスプロケットにより支持する方法等を利用することができる。
なお上記ラビング処理が中断された際に、クリーニングシートを上記ラビング及び除塵システムの装置内を搬送させて、これらに付着した樹脂微粉等を除去しても良い。そして、配向欠陥が発生した場合には、その後ラビングを行っても配向欠陥は回復しないことから、できるだけ工数を少なくすることが望ましく、このためには一つのラビングローラによりラビング処理を行うことがより望ましい場合もある。
【００２５】
【実施例】
［実施例１］
（配向膜形成材料層を備えた長尺状透明フィルムの作成）
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）の長尺状フィルムの一方の側に、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）５重量％水溶液を塗布し、９０℃４分間乾燥させた。こうして、厚さ２．０μｍの配向膜形成材料層を形成した。
【００２６】
（配向膜形成材料層のラビング処理）
配向膜形成材料層を備えた長尺状透明フィルムを図１に記載の装置を用いて配向膜形成材料層表面にラビング処理を施した。
上記配向膜形成材料層を備えた長尺状透明フィルム１は、矢印の方向に連続して２０ｍ／分で搬送した。長尺状透明フィルムは搬送ローラ（ローラ外径：６５ｍｍ、長さ：７００ｍｍ）２ａ、２ｂにより上部から押えながら搬送し、下側より押圧されたラビングローラ（外径：３００ｍｍ）を上記搬送方向と反対向きに３００ｒｐｍで回転させながら、ラビングローラ円筒軸３に貼り合わせたラビングシート（ベルベット）３ａを配向膜形成材料層に接触させることによりラビング処理を施した。また、図３に示したようにラビングローラ円筒軸３はその幅方向に延びた幅５ｍｍ深さ５ｍｍの溝を有しており、ラビングシート３ａはその両端をその溝に差し込んでラビングローラに貼り合わせた。
さらに、ラビングシート（ベルベット）３ａの表面は、ラビングローラ側面に近接して配置されている除塵器５により除塵した。この時、除塵器５は振幅２０ｍｍ、速度５ｍｍ／秒でラビングローラに沿って、その幅方向に往復移動させた。除塵器としては、超音波振動する圧縮空気を吹き付けながら除塵する除塵器（ニューウルトラクリーナ（ＵＶＵ−Ｗタイプ、（株）伸興製）を使用し、ヘッド圧３０００ｍｍＡｑ、除塵器の吹き出し風速２２０ｍ／秒、ローラ表面と除塵器先端との距離は３ｍｍで除塵を行なった。
【００２７】
また、ラビング処理を施している間、ラビングローラに対向して設置された軟Ｘ線除電装置４（フォトイオナイザＬ７１２０、浜松ホトニクス（株）製）により、透明フィルムの配向膜形成材料層が備えられていない面側から配向膜形成材料層とラビングローラの接触面の裏側に該当する面に軟Ｘ線を照射して、帯電した配向膜及び配向膜に付着した樹脂微粉等を除電した。この時の軟Ｘ線発生装置は管球にイオン生成管を用い、管電圧＋９．５ｋＶ、電流１５０μＡで使用され、この時発生する軟Ｘ線の波長は０．１〜０．５ｎｍである。
【００２８】
また、このラビング装置において、搬送ローラ２ａ、２ｂはともに、搬送ローラの両縁部間の張力差が７Ｎ以下になるよう設定した。両縁部間の張力差が７Ｎより大きくなった場合には、ラビングローラ軸受を上下に移動させラビングローラ６の中心線に対して傾けて両縁部間の張力差を調整した。また、上記ラビングにおいて、ベースラップ角は６度であった。
【００２９】
以上のようにラビング処理された配向膜付長尺状透明フィルムは、その配向膜層面及びフィルム面（配向膜のない面）の樹脂微粉等を除塵した。除塵装置としては、除塵器（ニューウルトラクリーナ（ＵＶＵ−Ｗタイプ、（株）伸興製）を使用し、ヘッド圧３０００ｍｍＡｑ、除塵器の吹き出し風速２２０ｍ／秒、ローラ表面との除塵装置先端との距離１ｍｍで除塵を行なった。
【００３０】
（配向膜を用いた光学補償シートの作成）
１）得られた配向膜を有するフィルムを、連続して２０ｍ／分で搬送しながら、配向膜上に、ディスコティック化合物物に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を上記混合物に対して１重量％添加した混合物の１０重量％メチルエチルケトン溶液（塗布液）を、ワイヤーバー塗布機により、塗布速度２０ｍ／分、塗布量５ｃｃ／ｍ² で塗布し、次いで乾燥及び加熱ゾーンを通過させた。乾燥ゾーンは常温、加熱ゾーンは１３０℃に調製した。塗布後３秒後に乾燥ゾーンに入り、３秒後加熱ゾーンに入った。加熱ゾーンは約３分で通過した。
【００３１】
２）次いで、この配向膜及び液晶層が塗布されたフィルムを、連続して２０ｍ／分で搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプにより紫外線を照射した。即ち、上記加熱ゾーンを通過したフィルムは、紫外線照射装置（紫外線ランプ：出力１６０Ｗ／ｃｍ、発光長１．６ｍ）により、照度６００ｍＷの紫外線を４秒間照射し、液晶層を架橋させた。
【００３２】
３）さらに配向膜及び液晶層が形成された透明フィルムは、検査装置により透明フィルム表面の光学特性が測定され、検査を行ない、次いで、液晶層表面に保護フィルムをラミネート機により積層し、巻き取り装置により巻き取って、長尺状光学補償シートを得た。
【００３３】
［比較例１］
ラビングシートの除塵をラビングローラと除塵器先端との距離３ｍｍに固定して行った以外は、実施例と同様にして長尺状光学補償シートを得た。
【００３４】
（光学補償シートの評価）
１）上記のようにして長尺状の光学補償シートを１時間製造した後、得られる光学補償シートを顕微鏡により観察し（検査工程で行なった）、シート１ｍ² 当たりに直径２０μｍ以上の点欠陥があるか否か（またある場合にはその数）を観察した。
２）上記１）の１時間製造後の光学補償シートを、ＴＮ型液晶表示装置に装着し、得られた画像について、表示欠陥の有無及び視認性（表示画像の乱れの有無等）を評価した。
上記結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
表１

【００３６】
【発明の効果】
本発明の配向膜付長尺可撓性シートの製造方法およびラビング装置を用いてラビング処理を行うことにより、ラビングシートに付着した樹脂微粉等の除塵むらが少なくなるので、樹脂微粉等が配向膜層に移動しなくなる。また破損したラビングシートで接触させて擦ることによる配向欠陥がなくなる。従って、本発明の配向膜付長尺可撓性シートの製造方法およびラビング装置を用いて製造された配向膜から得られる光学補償シートは、配向むらによる配向欠陥がなく、これを液晶表示装置に装着した場合、ディスコティック層の液晶層に由来する視野角の拡大が得られるだけでなく、画像欠陥もほとんどないものとなる。
また、配向欠陥のない配向膜を、連続工程により効率よく得ることができることから、本発明の製造装置及び方法により光学補償シートや液晶パネルの大量生産を可能にすることができる。さらには、ラビングシートが破損しにくくなることから、作業効率が向上しコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法に従うラビング装置の一例の断面図である。
【図２】本発明の製造方法に従うラビング装置の一例の平面図である。
【図３】図１に示したラビングローラの拡大図である。
【符号の説明】
１配向膜形成材料層を備えた可撓性シート
２ａ、２ｂ搬送ローラ
３ラビングローラ円筒軸
３ａラビングシート
４除塵器駆動用モーター
５除塵器
６スライドレール
７モーター軸受円盤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a long flexible sheet provided with an alignment film that can be advantageously used in the production of liquid crystal panels and optical compensation sheets, and in particular, an alignment film for a long flexible sheet provided with an alignment material layer. The present invention relates to a rubbing apparatus and a rubbing method used in a rubbing process when a forming material layer is formed into an alignment film by a rubbing process.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device having a great advantage of being thin, light, and low in power consumption with respect to a CRT that is a cathode ray tube type image display device is particularly generally used as a display device for a portable word processor or a personal computer. Many of liquid crystal display elements (hereinafter referred to as LCDs) that are currently popular use twisted nematic liquid crystals. Such a liquid crystal display element generally comprises a liquid crystal cell and polarizing plates provided on both sides thereof, and the liquid crystal cell comprises a liquid crystal panel and an electrode portion for applying a voltage to the liquid crystal panel. Further, this liquid crystal panel is composed of a transparent alignment film and a liquid crystal layer, and the liquid crystal layer is sandwiched between the alignment films. Such display methods using liquid crystals can be broadly classified into two methods, birefringence mode and optical rotation mode.
[0003]
A super twisted nematic liquid crystal display device (hereinafter referred to as STN-LCD) using a birefringence mode uses a super twisted nematic liquid crystal having a twist angle exceeding 90 degrees and steep electro-optical characteristics. . For this reason, such an STN-LCD can display a large capacity by time-division driving. However, practical contrast can be obtained with STN-LCD in the yellow mode (yellowish green / dark blue) and the blue mode (blue / light yellow). To obtain the black and white mode, a retardation plate (uniaxially stretched polymer film) And a compensation liquid crystal cell).
[0004]
In the optical rotation mode which is a display mode of the TN-LCD, high-speed response (several tens of milliseconds) and high contrast can be obtained. Therefore, the optical rotation mode is advantageous in many respects compared to the birefringence mode and other modes. However, since the TN-LCD does not include a retardation plate like the STN-LCD, there is a problem that the display color and the display contrast are likely to change depending on the angle when viewing the liquid crystal display device (viewing angle characteristics). .
[0005]
In order to improve the viewing angle characteristics in the TN-LCD (that is, to increase the viewing angle), it is known to provide a retardation plate (also referred to as an optical compensation sheet) between a pair of polarizing plates and a liquid crystal cell. ing. This phase difference plate has almost no phase difference in the vertical direction with respect to the liquid crystal cell, so it does not give any optical action from the front. However, the phase difference appears when tilted, and this action causes the liquid crystal cell. This is to compensate for the phase difference.
[0006]
An optical compensation sheet having negative birefringence and an inclined optical axis is also known. The sheet is produced by stretching a polymer such as polycarbonate or polyester and has a principal refractive index direction that is tilted from the normal of the sheet. However, in order to produce such a sheet by a stretching process, a very complicated stretching process is required, and therefore it is extremely difficult to produce a large-area optical compensation sheet by a generally known method.
[0007]
On the other hand, an optical compensation sheet using a liquid crystalline polymer is also known. For example, an optical compensation sheet obtained by coating a liquid crystalline polymer on the alignment film surface on a support film or an optical compensation sheet (birefringence) comprising a support and a polymerizable rod-like compound having liquid crystallinity and positive birefringence. Board) is known. Furthermore, as an optical compensation sheet having an omnidirectional viewing angle expanded by a simple manufacturing method, an optical compensation sheet in which an alignment film is formed on a transparent film and a liquid crystal discotic compound layer is formed on the alignment film is also known. ing.
[0008]
In the liquid crystal panel and the optical compensation sheet as described above, the alignment film has a role of controlling the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer so as to have an alignment and a tilt suitable for the liquid crystal operation mode. As a method of forming this alignment film, a method of vapor-depositing silicon oxide (SiO) or an organic material, a method of generating an LB film, a thin film of polyimide, polyvinyl alcohol, organic silane (hereinafter referred to as an alignment film forming material) is rubbed However, the rubbing method is generally used because of productivity and cost. In the rubbing process, a rubbing roller in which a rubbing sheet (rubbing cloth) is bonded to the cylindrical shaft of the rubbing roller is rotated in a direction opposite to the conveying direction of the alignment film forming material, and the rubbing sheet and the alignment film forming material are physically rubbed. Is done.
[0009]
Furthermore, recently, a liquid crystal display device having great advantages of being thin, lightweight, and low power consumption has been desired to be enlarged as an alternative to a large CRT, and the liquid crystal panel and the optical compensation sheet have been increased in area. In order to produce a large-area liquid crystal panel or optical compensation sheet, it is necessary to form a large-area alignment film with almost no defects. However, in the above-mentioned rubbing method, the orientation of the alignment film depends on various conditions of the rubbing treatment, so the process often depends on know-how, and a large-area alignment film without alignment defects is formed in a continuous process. It was difficult to do.
[0010]
On the other hand, various improvements have been made to such problems, and the results are being disclosed. For example, in an optical compensation sheet, a rubbing process is performed while removing the rubbing sheet on the surface of the rubbing roller in order to make it difficult to adhere the resin fine powder of the alignment film forming material generated during rubbing or dust generated from the rubbing sheet to the alignment film. A method of performing this has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 9-166784). According to this method, an alignment film and a liquid crystal layer free from alignment defects caused by dust generated during rubbing can be formed in a continuous process, and a large-area optical compensation sheet can be obtained relatively easily. It is also used industrially.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Resin fine powder or dust (hereinafter referred to as resin fine powder) adhering to the rubbing sheet is blown away by blowing compressed air (for example, compressed air subjected to ultrasonic vibration) onto the surface of the sheet. A dust remover that vacuum-sucks etc. is generally used. However, when dust is removed from the rubbing sheet using such a dust remover, there is a problem that uneven dust removal that is not partially removed occurs or the rubbing sheet is partially damaged.
[0012]
When rubbing with a rubbing sheet with uneven dust removal, resin fine powder or the like may move to the alignment film. When a liquid crystal layer is formed on the alignment film with resin fine powder or the like attached thereto, alignment defects occur in the liquid crystal layer. In addition, when the alignment film forming material layer is rubbed with a damaged rubbing sheet, alignment defects are generated in the alignment film. Therefore, when dust removal unevenness or damage occurs in the rubbing sheet, the rubbing sheet must be replaced. However, if the rubbing sheet is replaced after the occurrence of an alignment defect or the like, many defective portions are produced. Therefore, a method of periodically replacing the rubbing sheet may be considered, but it is not suitable for producing an alignment film in a continuous process because of its working efficiency.
[0013]
Accordingly, an object of the present invention is to adhere resin fine powder or the like when rubbing the alignment film forming material layer of the long flexible sheet provided with the alignment film forming material layer in a continuous process. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a long flexible sheet with an alignment film and a rubbing apparatus, which can easily form an alignment film with few alignment defects due to breakage of the sheet.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor examined the wind speed of the compressed air blown from the dust remover, and as a result, the wind speed of the compressed air blown to the rubbing sheet is not completely constant in the width direction, and is weaker than the part strongly blown locally. I found that there is a part to be sprayed. On the other hand, when the rubbing sheet is bonded to the cylindrical shaft of the rubbing roller with a flat surface, it is peeled off or loosened from the end of the rubbing sheet during the rubbing process, and this also causes uneven dust removal and rubbing. It has also been found that the sheet is damaged. That is, the present inventor makes the wind speed of the compressed air blown from the dust remover constant in the width direction and prevents the rubbing sheet bonded to the rubbing roller cylindrical shaft from peeling or loosening, thereby removing dust unevenness or rubbing. The inventors have found that the sheet can be less damaged and that an alignment film with few defects can be easily formed in a continuous process, and the present invention has been completed.
[0015]
Therefore, in the present invention, the surface of the alignment film forming material layer is set close to the rubbing roller while moving the long flexible sheet having the alignment film forming material layer on one surface in the length direction. In the method for producing a long flexible sheet with an alignment film, the surface of the rubbing roller is removed with a dust remover while being in contact with the rubbing roller under rotation and rubbed. Along with the surface of the rubbing roller, the dust remover is reciprocated in the width direction at a width of 5 mm or more and 10% or less with respect to the width of the dust remover. It exists in the manufacturing method of a flexible sheet | seat.
A preferable aspect of the present invention is that the reciprocating movement of the dust remover is performed at a predetermined cycle.
[0016]
The present invention also includes at least two conveying rollers for moving a long flexible sheet having an alignment film forming material layer on one surface in the length direction, a rubbing roller provided between the conveying rollers, and the In a rubbing apparatus comprising a dust remover installed close to the rubbing roller, the dust remover is not less than 5 mm in the width direction along the surface of the rubbing roller and not more than 10% with respect to the width of the dust remover. There is also a rubbing apparatus characterized in that it can be reciprocated in width .
Furthermore, a preferred aspect of the present invention is that the rubbing roller includes a cylindrical shaft having a groove extending in the axial direction, and a rubbing sheet fixed in a state where both ends are inserted into the groove.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view of a rubbing device (FIG. 1), a plan view of a rubbing device (FIG. 2), and an enlarged view of a rubbing roller (FIG. 3). This will be described below with reference.
The long flexible sheet 1 having the alignment film forming material layer is conveyed in the direction of the arrow while being pressed from above by the conveying rollers 2a and 2b and is pressed from the lower side with a rubbing roller cylindrical shaft (for example, the outer flexible sheet 1). The surface of the alignment film forming material layer of the long flexible sheet is rubbed by rotating the one having a diameter of 300 mm 3 in the direction opposite to the conveying direction. In the rubbing roller, a rubbing sheet 3a such as velvet is bonded to the rubbing roller cylindrical shaft 3 on the outer peripheral surface, and the alignment film forming layer is rubbed against the rubbing sheet to become an alignment film.
In the present invention, the rubbing roller cylindrical shaft has a groove extending in the width direction as shown in FIG. 3, and the rubbing sheet is bonded by inserting both ends of the rubbing sheet into the groove. Therefore, since the end portion of the rubbing sheet is not exposed on the surface of the rubbing roller, the end portion is hardly peeled off and is not easily loosened. If this groove has a width of 3 to 8 mm and a depth of 3 to 8 mm, both ends of the rubbing sheet can be inserted and fixed. Even if the rubbing treatment is performed, the rubbing sheet does not peel off or loosen.
[0018]
During the rubbing process, the surface of the rubbing sheet 3a bonded to the rubbing roller cylindrical shaft 3 is dedusted by a dust remover 5 installed close to the side surface of the rubbing roller. In the present invention, the dust remover 5 reciprocates in the width direction along the rubbing roller. The reciprocating movement of the dust remover is performed by a dust remover drive motor 4, a bearing disc 7 and a slide rail 6 which are fitted in the dust remover 5 and fixed at a position shifted from the center as shown in FIG. Is called. When the shaft is rotated by the dust remover drive motor 4, the bearing disc 7 is rotated around the shaft. The dust remover 5 reciprocates on the slide rail 6 by the rotation of the bearing disc.
[0019]
The reciprocating width of the dust remover is 5 mm or more and 10% or less with respect to the width of the dust remover, preferably 10 to 20 mm. When the reciprocating width is less than 5 mm, dust removal unevenness or rubbing sheet breakage easily occurs. When the width exceeds 10%, the dust remover is 10 This is because it is necessary that the width is larger than%. The moving speed is in the range of 1 to 10 mm / second, more desirably 3 to 7 mm / second. This is because if the moving speed is too fast or too slow, dust removal unevenness or breakage of the rubbing sheet is likely to occur.
[0020]
Furthermore, the preferable aspect of the manufacturing method of the elongate flexible sheet | seat with an oriented film of this invention is demonstrated. The rubbing roller is rotated by a motor, and the rotation speed can be controlled to about 1000 rpm. Further, the rubbing angle in the planar direction of the alignment film can be adjusted. For example, the rubbing angle can be easily adjusted by tilting the rubbing roller in the plane direction with respect to the conveying direction of the flexible sheet. After adjusting the rubbing angle in this manner, the rubbing roller is fixed in the direction opposite to the sheet conveying direction while the flexible sheet is conveyed by the conveying device at a constant tension and a constant speed (generally 5 m / min or more). Rotate at a rotation speed of. Thereby, rubbing can be performed continuously. By continuously rubbing in this way, the sheet floats and is conveyed by the airfoil effect, so that the sheet does not move in the width direction and can be rubbed stably and continuously.
[0021]
The sheet conveyance speed during rubbing is generally 10 to 50 m / min, the diameter of the rubbing roller is generally 100 to 500 mm (preferably 150 to 300 mm), and the rotation speed of the rubbing roller is generally 150 to 300 rpm. is there. The base wrap angle is preferably 4 to 20 degrees, and the tension with respect to the sheet is preferably 1 to 3 N / 1 cm (sheet width). The rotation axis of the rubbing roller can be generally adjusted in the range of 0 to 45 degrees. It is preferable that the rubbing roller can be attached / detached at the joining portion by means of a conveying roller lifting device.
[0022]
Further, the conveyance roller or rubbing roller has tension measuring devices attached to both ends thereof, so that the conveyance or rubbing process can be performed while adjusting the tension in the width direction of the flexible sheet. desirable. And it is desirable for the tension difference of the edge part of the both sides of the width direction of the elongate flexible sheet | seat to be 0.1 N / cm or less. This is because if the tension difference at the edge of the long flexible sheet is greater than 0.1 N / cm, the orientation tends to vary in the width direction and orientation defects are likely to occur.
[0023]
Further, while the rubbing treatment is being performed, it is desirable to discharge the alignment film layer by irradiating a soft X-ray from the flexible sheet surface side to the surface that is rubbed with the rubbing sheet and the alignment film forming material layer. As such a soft X-ray static eliminator, for example, a photoionizer manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. is commercially available, and the soft X-ray at this time uses an ion generating tube as a tube, and a tube voltage +9.5 kV, Used at a current of 150 μA, the wavelength of soft X-rays generated at this time is 0.1 to 0.5 nm.
[0024]
The production method of the long flexible sheet with an alignment film that can be used in the present invention is not limited to the above method, and any method can be used as long as the long flexible sheet can be rubbed continuously. Anything can be used.
For example, a back-up rubbing method in which a long flexible sheet to be transported is pressed by a rubbing roller at a position supported by a pass roller (backup roller), disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-160720. A lap rubbing method of pressing between pass rollers (backup rollers) on which a flexible sheet is supported, and a method of supporting by a sprocket on both sides of the rubbing roller in a backup rubbing method described in JP-A-6-110059 Can be used.
When the rubbing process is interrupted, the cleaning sheet may be transported through the rubbing and dust removal system to remove the fine resin particles adhering thereto. If an alignment defect occurs, the alignment defect will not be recovered by subsequent rubbing. Therefore, it is desirable to reduce the number of steps as much as possible. For this purpose, it is more preferable to perform a rubbing process with one rubbing roller. It may be desirable.
[0025]
【Example】
[Example 1]
(Creation of long transparent film with alignment film forming material layer)
On one side of a long film of cellulose triacetate (Fujitack, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., thickness: 100 μm, width: 500 mm), a long chain alkyl-modified polyvinyl alcohol (MP-203, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) A 5 wt% aqueous solution was applied and dried at 90 ° C for 4 minutes. Thus, an alignment film forming material layer having a thickness of 2.0 μm was formed.
[0026]
(Rubbing treatment of alignment film forming material layer)
The long transparent film provided with the alignment film forming material layer was rubbed on the surface of the alignment film forming material layer using the apparatus shown in FIG.
The long transparent film 1 provided with the orientation film forming material layer was conveyed at 20 m / min continuously in the direction of the arrow. The long transparent film is transported while being pressed from the top by transport rollers (roller outer diameter: 65 mm, length: 700 mm) 2a, 2b, and the rubbing roller (outer diameter: 300 mm) pressed from the lower side is set in the transport direction. While being rotated at 300 rpm in the opposite direction, a rubbing treatment was performed by bringing a rubbing sheet (velvet) 3a bonded to the rubbing roller cylindrical shaft 3 into contact with the alignment film forming material layer. Further, as shown in FIG. 3, the rubbing roller cylindrical shaft 3 has a groove having a width of 5 mm and a depth of 5 mm extending in the width direction, and the rubbing sheet 3a is attached to the rubbing roller by inserting both ends thereof into the groove. Combined.
Further, the surface of the rubbing sheet (velvet) 3a was dedusted by the dust remover 5 disposed in the vicinity of the side surface of the rubbing roller. At this time, the dust remover 5 was reciprocated in the width direction along the rubbing roller at an amplitude of 20 mm and a speed of 5 mm / second. As a dust remover, a dust remover (New Ultra Cleaner (UVU-W type, manufactured by Shinko Co., Ltd.)) that removes dust while blowing compressed air that vibrates ultrasonically is used, a head pressure of 3000 mmAq, and a dust blower blowing speed of 220 m / Second, the distance between the roller surface and the tip of the dust remover was 3 mm for dust removal.
[0027]
In addition, while the rubbing treatment is being performed, a soft X-ray neutralizing device 4 (photoionizer L7120, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) installed facing the rubbing roller is provided with a transparent film alignment film forming material layer. The surface corresponding to the back side of the contact surface between the alignment film forming material layer and the rubbing roller was irradiated with soft X-rays from the non-surface side to neutralize the charged alignment film and the resin fine powder adhering to the alignment film. The soft X-ray generator at this time uses an ion generating tube as a tube, is used at a tube voltage of +9.5 kV and a current of 150 μA, and the wavelength of the soft X-ray generated at this time is 0.1 to 0.5 nm.
[0028]
In this rubbing apparatus, both the transport rollers 2a and 2b are set so that the tension difference between both edges of the transport roller is 7N or less. When the tension difference between both edges became larger than 7N, the rubbing roller bearing was moved up and down and tilted with respect to the center line of the rubbing roller 6 to adjust the tension difference between both edges. In the rubbing, the base wrap angle was 6 degrees.
[0029]
The long transparent film with an alignment film subjected to the rubbing treatment as described above removed dust from resin particles on the alignment film layer surface and the film surface (surface without the alignment film). As the dust remover, a dust remover (New Ultra Cleaner (UVU-W type, manufactured by Shinko Co., Ltd.)) is used, a head pressure of 3000 mmAq, a dust blower blowing speed of 220 m / sec, and the roller surface and the tip of the dust remover. Dust removal was performed at a distance of 1 mm.
[0030]
(Creation of optical compensation sheet using alignment film)
1) While continuously transporting the obtained film having an alignment film at 20 m / min, a photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy Japan Co., Ltd.) is applied to the discotic compound on the alignment film. A 10% by weight methyl ethyl ketone solution (coating solution) of 1% by weight added to the above mixture is applied at a coating speed of 20 m / min and a coating amount of 5 cc / m ² by a wire bar coating machine, and then dried and heated. Was passed. The drying zone was adjusted to room temperature, and the heating zone was adjusted to 130 ° C. After 3 seconds after coating, it entered the drying zone, and after 3 seconds, it entered the heating zone. The heating zone passed in about 3 minutes.
[0031]
2) Next, the surface of the liquid crystal layer was irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp while continuously transporting the film coated with the alignment film and the liquid crystal layer at 20 m / min. That is, the film that passed through the heating zone was irradiated with ultraviolet rays having an illuminance of 600 mW for 4 seconds by an ultraviolet irradiation device (ultraviolet lamp: output 160 W / cm, emission length 1.6 m) to crosslink the liquid crystal layer.
[0032]
3) Further, the transparent film on which the alignment film and the liquid crystal layer are formed is inspected by measuring the optical characteristics of the surface of the transparent film with an inspection device, and then a protective film is laminated on the surface of the liquid crystal layer with a laminating machine. It was wound up with an apparatus to obtain a long optical compensation sheet.
[0033]
[Comparative Example 1]
A long optical compensation sheet was obtained in the same manner as in Example except that dust removal of the rubbing sheet was fixed at a distance of 3 mm between the rubbing roller and the tip of the dust remover.
[0034]
(Evaluation of optical compensation sheet)
1) After producing a long optical compensation sheet for 1 hour as described above, the obtained optical compensation sheet was observed with a microscope (performed in the inspection process), and a point defect having a diameter of 20 μm or more per 1 m ^{2 of} the sheet. It was observed whether there was (and if so, the number).
2) The optical compensation sheet produced in 1) above for 1 hour was mounted on a TN liquid crystal display device, and the obtained image was evaluated for the presence or absence of display defects and visibility (presence or absence of disturbance of the display image, etc.). .
The results are shown in Table 1.
[0035]
[Table 1]
Table 1

[0036]
【The invention's effect】
By performing the rubbing process using the method for producing a long flexible sheet with an alignment film and a rubbing apparatus of the present invention, dust removal unevenness such as resin fine particles adhering to the rubbing sheet is reduced. No longer move to the layer. Further, alignment defects due to contact with a damaged rubbing sheet and rubbing are eliminated. Therefore, the optical compensation sheet obtained from the alignment film manufactured by using the method for manufacturing a long flexible sheet with an alignment film and the rubbing apparatus of the present invention has no alignment defect due to uneven alignment, and this is used for a liquid crystal display device. When mounted, not only can the viewing angle be increased due to the liquid crystal layer of the discotic layer, but there will be almost no image defects.
In addition, since an alignment film free from alignment defects can be obtained efficiently by a continuous process, mass production of optical compensation sheets and liquid crystal panels can be achieved by the manufacturing apparatus and method of the present invention. Furthermore, since the rubbing sheet is not easily damaged, the working efficiency is improved and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a rubbing apparatus according to a manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an example of a rubbing apparatus according to the manufacturing method of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of the rubbing roller shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible sheet | seat 2a, 2b provided with alignment film formation material layer Conveyance roller 3 Rubbing roller cylindrical shaft 3a Rubbing sheet 4 Dust remover drive motor 5 Dust remover 6 Slide rail 7 Motor bearing disk

Claims

While moving a long flexible sheet having an alignment film forming material layer on one surface in the length direction, the surface of the alignment film forming material layer is placed near the rubbing roller with a dust remover. In the method for producing a long flexible sheet with an alignment film, the dust removal is performed on the surface of the rubbing roller by forming an alignment film by rubbing while contacting the rubbing roller under rotation while rubbing the surface of the rubbing roller. A long flexible sheet with an alignment film is manufactured by reciprocating the dust remover in the width direction at a width of 5 mm or more and a width of 10% or less with respect to the width of the dust remover. Method.

2. The method for producing a long flexible sheet with an alignment film according to claim 1, wherein the reciprocating movement is performed at a predetermined cycle.

At least two conveying rollers for moving a long flexible sheet having an alignment film forming material layer on one surface in the length direction, a rubbing roller provided between the conveying rollers, and a rubbing roller adjacent to the rubbing roller In a rubbing apparatus comprising a dust remover installed in a vertical direction, the dust remover reciprocates along the surface of the rubbing roller at a width of 5 mm or more in the width direction and 10% or less of the width of the dust remover. A rubbing device characterized in that it can be used.

4. The rubbing apparatus according to claim 3, wherein the rubbing roller comprises a cylindrical shaft having a groove extending in the axial direction, and a rubbing sheet fixed with both ends inserted into the groove.