JP5545329B2 - Die coating method using a die coater - Google Patents

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Description

本発明は、ダイコータを用いたダイコーティング方法に関する。   The present invention relates to a die coating method using a die coater.

光学フィルタ用のプラスチック基板や、液晶表示装置用のガラス基板、カラーフィルタ用のガラス基板などの所定の基板に所定の層を積層したものや基板そのものといった各種の基体に対して紫外線吸収層などの層構造を形成して光学素子を得る方法としては、塗工による方法が用いられる。塗工による方法は、基体を被塗工材として、その表面に、形成しようとする層構造を構成する様々な物質からなる塗料を塗工して塗工膜を形成したうえでその塗工膜を層構造となすことにより実施される。   For example, a plastic substrate for an optical filter, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a color filter, a predetermined layer such as a glass substrate for a color filter, or an ultraviolet absorbing layer for various substrates such as the substrate itself. As a method for obtaining an optical element by forming a layer structure, a coating method is used. The coating method uses a substrate as a material to be coated, and forms a coating film on the surface by applying paints made of various substances constituting the layer structure to be formed. Is carried out by forming a layer structure.

光学フィルタや液晶表示装置の分野では製品の高機能化、薄型化が進んでおり、それに伴い、光学フィルタや液晶表示装置において形成される層構造として、その層構造の機能を保持しつつも厚みが薄くしかも均一で高い寸法精度を有するものが求められ、層構造をなす塗工膜を形成する際にも、被塗工材の表面に対して薄くしかも均一に塗料を塗布することが強く要請されている。   In the field of optical filters and liquid crystal display devices, products are becoming highly functional and thin, and as a result, the layer structure formed in the optical filter and liquid crystal display device has a thickness while retaining the function of the layer structure. Thin, uniform and high dimensional accuracy is required, and when forming a coating film with a layer structure, it is strongly required to apply the coating material thinly and uniformly on the surface of the material to be coated. Has been.

このような塗工膜を工業的に形成する方式としては、被塗工材を1枚ずつコータ(塗工機)に供給し、塗料を塗布し、乾燥などの次工程に搬送する枚葉塗工方式が採用される。枚葉塗工方式で被塗工材に塗工膜を形成するにあたっては、コータとしては、従前よりスピンコータ、バーコータ、ロールコータが広く採用される。   As a method of industrially forming such a coating film, a single-wafer coating is performed by supplying a material to be coated one by one to a coater (coating machine), applying a paint, and transporting it to the next process such as drying. Construction method is adopted. In forming a coating film on a material to be coated by the single-wafer coating method, spin coaters, bar coaters, and roll coaters have been widely used as coaters.

スピンコータは、半導体製造分野においてレジスト膜を形成して半導体ウエハを得る際や、カラーフィルタなどにフォトレジストを塗布する際に広く用いられている。スピンコータによる塗工膜の形成は、スピンコータに被塗工材をセットしてその被塗工材を回転させ、回転する被塗工材の表面の回転面中央(中心)に塗料を滴下することによって行われる。すなわち、回転による遠心力で被塗工材表面上に塗料が広がり、被塗工材上に塗工膜を形成することができる。スピンコータを用いる方法により得られる塗工膜は、塗料の組成を適宜設定することにより、塗工膜の厚みを被塗工材の全範囲にわたって精度良く均一化できる。しかしながら、所定の厚みの塗工膜を形成するために著しく多くの量の塗料が使用される必要があり、多くの塗料を準備することが要請されることから製造コストの高騰を招きやすい。また、スピンコートを用いた方法では被塗工材の隅部分や裏面に塗料が付着することがあるうえ、スピンコータの装置内壁に塗料が飛散して付着することもあり、さらにそのような付着した塗料がゲル化や固形化して残ってしまうことも生じうる。このように、スピンコートを用いる方法では、裏面に塗料の付着しない一定の品質を備えた被塗工材を安定して得ることが難しいという問題があり、さらにはスピンコートの装置自体の清浄な状態で維持することも難しいという問題もある。   Spin coaters are widely used in the semiconductor manufacturing field when forming a resist film to obtain a semiconductor wafer, or when applying a photoresist to a color filter or the like. The coating film is formed by the spin coater by setting the coating material on the spin coater, rotating the coating material, and dropping the paint on the center (center) of the rotating surface of the rotating coating material. Done. That is, the paint spreads on the surface of the material to be coated by the centrifugal force due to rotation, and a coating film can be formed on the material to be coated. The coating film obtained by the method using a spin coater can make the thickness of the coating film uniform over the entire range of the material to be coated by appropriately setting the composition of the coating. However, in order to form a coating film having a predetermined thickness, it is necessary to use a remarkably large amount of paint, and since it is required to prepare a large amount of paint, the manufacturing cost is likely to increase. In addition, in the method using spin coating, the paint may adhere to the corners and the back surface of the material to be coated, and the paint may scatter and adhere to the inner wall of the spin coater. The paint may be gelled or solidified and remain. As described above, in the method using spin coating, there is a problem that it is difficult to stably obtain a material to be coated having a certain quality in which the coating material does not adhere to the back surface. There is also a problem that it is difficult to maintain in a state.

ロールコータは、ピックアップロールやアプリケーションロールといったローラを介して塗料を被塗工材に転写する方法であり、帯状の長尺な被塗工材やロール状に巻き取られた被塗工材に対して塗料を塗工して塗工膜を形成することが容易となる。しかし、ロールコータを用いる方法では、塗料は塗料パン(塗料溜め)からピックアップロール、アプリケーションロールへと順次送られ、そうした段階を経たうえで被塗工材へ転写されるため、ロールコータを設置した周囲の環境に塗料が曝される時間が長くなる。通常、ロールコータは大気雰囲気下に配置されるので、塗料は大気中の湿気や酸素の影響を受けて、すなわち塗料の吸湿や酸化が生じて、塗料の品質の低下が起こり易くなる。これに加え、外部から塗料中に異物が混入する虞も大きく、これによっても塗料の品質が低下してしまう。そのような結果、ロールコータを用いた方法では、塗工膜の品質低下を招く虞が大きくなるという問題がある。   A roll coater is a method of transferring paint to a material to be coated through a roller such as a pick-up roll or an application roll. For a long strip-shaped material to be coated or a material to be wound in a roll shape, Thus, it becomes easy to apply a paint to form a coating film. However, in the method using a roll coater, the paint is sequentially sent from the paint pan (paint reservoir) to the pick-up roll and application roll, and after that stage, it is transferred to the material to be coated. The time during which the paint is exposed to the surrounding environment becomes longer. Usually, since the roll coater is disposed in an air atmosphere, the paint is affected by moisture and oxygen in the atmosphere, that is, the paint absorbs and oxidizes, and the quality of the paint is liable to deteriorate. In addition to this, there is a high possibility that foreign matter will be mixed into the paint from the outside, and this also deteriorates the quality of the paint. As a result, in the method using a roll coater, there is a problem that there is a greater possibility that the quality of the coating film is deteriorated.

バーコータを用いる方法は、ロッドに細いワイヤを巻いたバーを用いて被塗工材に塗料を塗布する方法である。この方法ではロッドに巻かれたワイヤが被塗工材に接するため塗工膜にスジが入り易く、薄くしかも均一な塗工膜を得ることが困難であるという問題がある。   The method using a bar coater is a method in which a coating material is applied to a material to be coated using a bar in which a thin wire is wound around a rod. This method has a problem that since the wire wound around the rod is in contact with the material to be coated, streaks tend to enter the coating film, and it is difficult to obtain a thin and uniform coating film.

上記したような従来の方法における問題点を考慮して、近年、上記したような塗工膜を形成するにあたりダイコータを用いる方法(ダイコート法)が提案されており、具体的に、ダイコータをカラーフィルタの製造に応用することが提案されている(例えば、特許文献1,2,3)。また、ダイコータを用いて光学補償素子を製造する方法も提案されている(特許文献4)。   In view of the problems in the conventional methods as described above, in recent years, a method using a die coater (die coating method) has been proposed in forming the coating film as described above. Specifically, the die coater is a color filter. It has been proposed to be applied to the manufacture of (for example, Patent Documents 1, 2, and 3). A method for manufacturing an optical compensation element using a die coater has also been proposed (Patent Document 4).

ところで、ダイコータを用いて層や膜を形成する方法は、従来から厚みのある塗工膜を形成する用途や、高粘度の塗料を被塗工材に連続的に塗布する用途として広く採用されている方法である。   By the way, the method of forming a layer or a film using a die coater has been widely adopted as an application for forming a thick coating film or a application for continuously applying a high-viscosity coating material to a material to be coated. Is the way.

ダイコータを用いて被塗工材に塗工膜を形成するダイコーティング方法として、カーテンフロー法、押出法、ビード法などの方法が知られている(特許文献5,6,7)。これらの方法の中で、ビード法は、ダイコータのダイ本体に設けられる口金のスリットから塗料を吐出して被塗工材との間に塗料ビードと呼ばれる塗料溜りを形成した状態となし、この状態でスリットの位置と一定の間隔を保ちつつダイ本体に対して相対的に走行する被塗工材の走行に伴ってスリットから塗料を引き出すことで塗工膜を形成する方法である。ビード法は、塗工膜の形成に消費される塗料量と同量の塗料をスリットから吐出供給することにより塗工膜を連続的に形成するので塗料の無駄がほとんどないうえ、ダイヘッドの口金のスリットと被塗工材の表面との間隔を一定に制御しているので形成される塗工膜の膜厚を高精度に均一にすることができる(特許文献8)。   As a die coating method for forming a coating film on a material to be coated using a die coater, methods such as a curtain flow method, an extrusion method, and a bead method are known (Patent Documents 5, 6, and 7). Among these methods, the bead method is a state in which a paint reservoir called a paint bead is formed between the material to be coated by discharging the paint from the slit of the die provided on the die body of the die coater. In this method, the coating film is formed by pulling out the paint from the slit along with the traveling of the material to be coated that travels relatively with respect to the die body while maintaining a certain distance from the position of the slit. In the bead method, the coating film is continuously formed by discharging and supplying the same amount of paint that is consumed to form the coating film from the slit, so there is almost no waste of paint and the die head die Since the distance between the slit and the surface of the material to be coated is controlled to be constant, the thickness of the formed coating film can be made uniform with high accuracy (Patent Document 8).

ところが、ダイコータを用いたダイコーティング法により光学素子に形成される位相差層のような薄い厚みの塗工膜を連続して作製しようとする場合、塗料が口金のスリットの部位にて乾燥してしまい塗料を構成する成分の固形化物が析出し、それが塗工膜に塗工ムラを、口金の被塗工材に対する相対的な進行方向に平行する方向に、発生させてしまうという問題がある。   However, when a thin coating film such as a retardation layer formed on an optical element is continuously formed by a die coating method using a die coater, the paint is dried at the slit portion of the die. As a result, the solidified product of the component constituting the coating deposits, which causes coating unevenness on the coating film in a direction parallel to the direction of travel relative to the coating material of the die. .

ダイコータを用いる際に生じるこうした問題に対しては、乾燥抑制剤を添加した塗料を用いることで固形物の析出を抑制する方法が提案されている(特許文献9)。   For such a problem that occurs when using a die coater, a method for suppressing the precipitation of solid matter by using a paint to which a drying inhibitor is added has been proposed (Patent Document 9).

特開平5−11105号公報JP-A-5-11105 特開平5−142407号公報JP-A-5-142407 特開平6−339656号公報JP-A-6-339656 特開平8−43625号公報JP-A-8-43625 米国特許第4230793号明細書U.S. Pat. No. 4,230,793 米国特許第4696885号明細書US Pat. No. 4,696,885 米国特許第2761791号明細書US Pat. No. 2,761,791 特開2000−157907号公報JP 2000-157907 A 特開2005−156739号公報JP 2005-156739 A

しかしながら、特許文献9に記載された発明では、乾燥抑制剤に対する溶解性が悪い材料が塗料に含まれる場合には適用できずに汎用性に劣るという問題があり、ダイコータを用いて光学素子を連続で作製する場合の塗工ムラという問題は依然として解決されていない状況にあった。   However, the invention described in Patent Document 9 has a problem that it cannot be applied when a material having poor solubility in a drying inhibitor is contained in the paint, and is inferior in versatility, and an optical element is continuously formed using a die coater. The problem of coating unevenness in the case of producing by the method has not been solved yet.

本発明の目的は、上記したようなダイコータを用いて光学素子を作成する場合の問題を解決し、より薄い塗工膜を広範囲に、厚みムラを抑えつつ、高い精度にて形成することができるダイコーティング法を提供することを目的とする。   The object of the present invention is to solve the problem in producing an optical element using a die coater as described above, and to form a thinner coating film over a wide range and with high accuracy while suppressing thickness unevenness. An object is to provide a die coating method.

本発明は、(1)光透過性を有する基材を備えた基体の面上に、重合性液晶化合物を含有する液晶組成物にてなる塗料を吐出して塗工膜を形成するダイコーティング方法であって、
塗料を吐出可能に開口してなるスリットを形成するとともに該スリットに向かってマニホールドから延びて塗料の通路をなすスロットを形成した口金を、基体に対して相対的に移動可能に構成されたダイ本体に設けてなり、且つ、発熱部品を備えて口金を加熱する加熱機構を、口金の内部且つマニホールドとスロットの周囲を含む所定の部分に発熱部品を配置されることでスロットの周囲の所定位置に備えてなるダイコータを用い、口金の加熱温度を重合性液晶化合物が液晶相となる相転移温度以上の温度となすように加熱機構にて口金を加熱しながらスリットの位置から、基体の面上に、塗料を吐出して塗工膜を形成することを特徴とするダイコーティング方法、
(2)光透過性を有する基材と所定波長の可視光を通過させる着色層とを備えたカラーフィルタを基体として用いるとともに、加熱機構にて口金を加熱しながらスリットの位置から前記カラーフィルタ面上に塗料を吐出して塗工膜を形成することを特徴とする、上記(1)に記載のダイコーティング方法、
(3)口金の温度を、重合性液晶化合物が液晶相を示す温度範囲内の所定の温度に維持しながら、基体の面上に塗料を吐出して塗工膜を形成することを特徴とする、上記(1)または(2)に記載のダイコーティング方法、
(4)ダイコータには、スリットの位置における口金もしくは塗料の温度を計測する温度計測機構が備えられており、温度計測機構で計測された温度に応じて加熱機構による口金の加熱を調整することを特徴とする、上記(1)から(3)のいずれかに記載のダイコーティング方法、を要旨とする。
The present invention relates to (1) a die coating method for forming a coating film on a surface of a substrate provided with a light-transmitting substrate by discharging a paint composed of a liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound. Because
A die body configured to be able to move a base formed with a slot formed so as to be able to discharge paint and from a manifold extending toward the slit to form a passage for the paint. will be provided, and, a heating mechanism for heating the spinneret provided with a heat generating component, at a predetermined position around the slot being arranged heat-generating components in a predetermined portion including the periphery of the inner and manifolds and slots of the base using a die coater comprising comprises, from the position of the slit while heating the spinneret polymerizable liquid crystal compound and the heating temperature of the base is in a heating mechanism so as to make the phase transition temperature above the temperature at which the liquid crystal phase, on a substrate surface A die coating method characterized by discharging a paint to form a coating film ;
(2) A color filter having a light-transmitting base material and a colored layer that allows visible light having a predetermined wavelength to pass through is used as a base, and the color filter surface from the position of the slit while heating the base with a heating mechanism. The die coating method according to (1) above, characterized in that a coating film is formed by discharging a paint on the surface,
(3) A coating film is formed by discharging paint on the surface of the substrate while maintaining the temperature of the die at a predetermined temperature within a temperature range in which the polymerizable liquid crystal compound exhibits a liquid crystal phase. The die coating method according to (1) or (2) above,
(4) The die coater is provided with a temperature measuring mechanism for measuring the temperature of the die or paint at the slit position, and adjusting the heating of the die by the heating mechanism according to the temperature measured by the temperature measuring mechanism. A gist of the die coating method according to any one of the above (1) to (3), which is characterized.

すなわち、本発明のダイコーティング方法では、光学素子として、光透過性を有する基材を備えた基体に、液晶化合物が配向されて固定された層構造(位相差層)を形成してなるものが得られる。この場合、液晶化合物を含有する液晶材料組成物を塗料として用い、ダイコータの加熱機構にて口金を加熱しながら、塗料を基体の表面上に吐出して塗工膜を形成し、さらに塗工膜に含まれる液晶化合物を配向させて固定して位相差層となすことで、光学素子が形成されることになる。   That is, in the die coating method of the present invention, an optical element is formed by forming a layer structure (retardation layer) in which a liquid crystal compound is aligned and fixed on a substrate provided with a light-transmitting substrate. can get. In this case, a liquid crystal material composition containing a liquid crystal compound is used as a coating material, and a coating film is formed by discharging the coating material onto the surface of the substrate while heating the die with a heating mechanism of a die coater. An optical element is formed by aligning and fixing the liquid crystal compound contained in to form a retardation layer.

ところで、液晶材料組成物は、通常、液晶化合物を溶剤に溶かして構成される。そのような液晶材料組成物を塗料として用いて従前のダイコータにて基体に塗工膜を形成しようとすると、塗料がダイコータのスロットからリップ部先端のスリットへと流れて塗工膜が形成されるとともにそのリップ部先端において溶剤が揮発し、溶剤の揮発にともない液晶化合物の固形物がリップ部先端で析出して口金に付着してしまうことがある。このような場合に、従前のダイコータでは、リップ部先端に析出した液晶化合物の固形物がダイコータによる塗工膜の形成時に塗工膜表面に筋痕を発生させてしまう原因となることがある、という問題がある。   By the way, the liquid crystal material composition is usually constituted by dissolving a liquid crystal compound in a solvent. When such a liquid crystal material composition is used as a paint and an attempt is made to form a coating film on a substrate with a conventional die coater, the paint flows from the slot of the die coater to the slit at the tip of the lip portion to form the coating film. At the same time, the solvent volatilizes at the tip of the lip, and as the solvent volatilizes, a solid substance of the liquid crystal compound may precipitate at the tip of the lip and adhere to the die. In such a case, in a conventional die coater, the solid matter of the liquid crystal compound deposited on the tip of the lip part may cause streaks on the surface of the coating film when the coating film is formed by the die coater. There is a problem.

この点、本発明のダイコーティング方法では、ダイ本体の口金を加熱することで、液晶化合物の析出が抑えられて、口金に対する液晶化合物の固形物がこびりつく虞が抑えられることが明らかとなった。本発明において、口金の加熱温度は、液晶材料組成物に含まれる架橋性液晶化合物などの液晶化合物が液晶相となる相転移温度以上である事が望ましい。   In this respect, in the die coating method of the present invention, it has been clarified that by heating the die of the die body, the precipitation of the liquid crystal compound is suppressed, and the solid matter of the liquid crystal compound with respect to the die can be suppressed. In the present invention, the heating temperature of the die is desirably equal to or higher than the phase transition temperature at which a liquid crystal compound such as a crosslinkable liquid crystal compound contained in the liquid crystal material composition becomes a liquid crystal phase.

なお、口金を加熱すれば、溶剤の揮発速度が大きくなることも考えられるが、溶剤の揮発は瞬時に完全に進むものではなく徐々に進んでおり(緩やかに進み)、口金の加熱にともない溶剤と液晶化合物の相溶性も高まっているので、口金のリップ部付近では、溶剤の揮発の進行と、溶剤と液晶化合物の相溶性の向上とが同時に起こるものと思量される。そして、ダイコータにて塗工膜を形成する際には、塗料はスリットからおおよそ断続的に基体にむけて吐出されるため、塗料は、溶剤の揮発の進行により液晶材料組成物から液晶化合物の固形物がリップ部に析出する前に、スリットから基体に到達していることが思料される。   If the die is heated, the volatilization rate of the solvent may increase. However, the volatilization of the solvent does not proceed completely instantaneously but gradually (progresses slowly), and the solvent is heated with the heating of the die. Since the compatibility of the liquid crystal compound and the liquid crystal compound is also increasing, it is assumed that the progress of volatilization of the solvent and the improvement of the compatibility of the solvent and the liquid crystal compound occur simultaneously in the vicinity of the lip portion of the die. When the coating film is formed by the die coater, the paint is discharged intermittently from the slit toward the substrate, so that the paint is solidified from the liquid crystal material composition by the progress of the volatilization of the solvent. It is thought that the object reaches the substrate from the slit before the object is deposited on the lip portion.

したがって、本発明のダイコーティング方法では、ダイ本体の口金を加熱するにあたり、加熱温度は、溶剤の揮発速度が過度に大きくならない範囲に(極端に高い温度とならないように)制御することがより好ましい。この点を考慮して、液晶化合物が液晶相をなす温度を示す温度範囲の所定の温度に口金が加熱されるとともにその温度範囲内から口金の温度が外れないようにすること、すなわち口金の温度が「液晶化合物が液晶相をなす温度範囲」内に維持されることが、溶媒が揮発すること抑制しつつ液晶化合物の固形物が析出することを効果的に抑えることができることとなって、好ましい。   Therefore, in the die coating method of the present invention, when heating the die body die, it is more preferable to control the heating temperature within a range in which the volatilization rate of the solvent does not become excessively high (so as not to be extremely high). . Considering this point, the base is heated to a predetermined temperature in the temperature range indicating the temperature at which the liquid crystal compound forms a liquid crystal phase, and the temperature of the base does not deviate from the temperature range. Is preferably maintained within the "temperature range in which the liquid crystal compound forms a liquid crystal phase", since it is possible to effectively suppress the precipitation of the solid material of the liquid crystal compound while suppressing the volatilization of the solvent. .

本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータでは、温度計測機構を設けてもよく、この場合、塗料の温度を所定の温度範囲内に収めつつ、塗料を基体上に吐出して塗工膜を形成することが容易となる。   In the die coater used in the die coating method of the present invention, a temperature measuring mechanism may be provided. In this case, the coating film is discharged onto the substrate to form a coating film while keeping the temperature of the coating within a predetermined temperature range. It becomes easy.

本発明のダイコーティング方法によれば、ダイコータの加熱機構にて口金を加熱しながら、塗料を所定の温度に加熱しつつ基体の表面上に吐出して塗工膜を形成することができる。そして、このダイコーティング方法によれば、スリットの位置に発生しやすい固形物の析出が抑制され、口金の基体に対する相対的な進行方向に平行する方向に、ムラ(筋痕など)の発生を抑制でき、表面の平滑な塗工膜を歩留まり良く形成することが可能となる。   According to the die coating method of the present invention, the coating film can be formed by discharging the coating material onto the surface of the substrate while heating the die with the heating mechanism of the die coater while heating the coating material to a predetermined temperature. According to this die coating method, solid matter that tends to occur at the slit position is suppressed, and unevenness (such as streak) is suppressed in a direction parallel to the direction of travel relative to the base of the die. It is possible to form a coating film having a smooth surface with good yield.

(A)本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータ用の口金の例を説明する概略平面図である。(B)図1(A)のI−I断面図である。(A) It is a schematic plan view explaining the example of the nozzle | cap | die for die-coaters used for the die-coating method of this invention. (B) It is II sectional drawing of FIG. 1 (A). 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータの一実施例を説明する概略図である。It is the schematic explaining one Example of the die coater used for the die coating method of this invention. 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータの一実施例を説明する概略図である。It is the schematic explaining one Example of the die coater used for the die coating method of this invention. 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータを用いた塗工膜の形成を説明するための面図である。It is a top view for demonstrating formation of the coating film using the die coater used for the die coating method of this invention. (A)本発明のダイコーティング方法に用いる口金の他実施例を説明するため断面図である。(B)本発明のダイコーティング方法に用いる口金の他実施例を説明するため断面図である。(C)本発明のダイコーティング方法に用いる口金の他実施例を説明するため断面図である。(D)本発明のダイコーティング方法に用いる口金の他実施例を説明するため断面図である。(A) It is sectional drawing in order to demonstrate the other Example of a nozzle | cap | die used for the die coating method of this invention. (B) It is sectional drawing for demonstrating the other Example of a nozzle | cap | die used for the die coating method of this invention. (C) It is sectional drawing for demonstrating the other Example of a nozzle | cap | die used for the die-coating method of this invention. (D) It is sectional drawing for demonstrating the other Example of the nozzle | cap | die used for the die coating method of this invention. 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータを用いて得られる光学素子(第1の形態)を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the optical element (1st form) obtained using the die-coater used for the die coating method of this invention. 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータを用いて得られる光学素子(第2の形態)を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the optical element (2nd form) obtained using the die coater used for the die coating method of this invention. 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータを用いて得られる光学素子(第2の形態)を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the optical element (2nd form) obtained using the die coater used for the die coating method of this invention. 本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータを用いて得られる光学素子を組み込んだ液晶ディスプレイを説明するための概略分解斜視図である。It is a schematic exploded perspective view for demonstrating the liquid crystal display incorporating the optical element obtained using the die coater used for the die coating method of this invention.

<ダイコータおよびダイコータ用の口金>
本発明のダイコーティング方法に用いるダイコータ1は、口金4を設けたダイ本体2と加熱機構3とを備えて構成される(図1(A)、図1(B)、図2、図4)。
<Die coater and die coater base>
A die coater 1 used in the die coating method of the present invention includes a die body 2 provided with a base 4 and a heating mechanism 3 (FIGS. 1A, 1B, 2, and 4). .

ダイ本体2の口金4は、図1(A)(B)に示すように、口金構成部材5,6を組み合わせて一体的に構成される。口金4の内部には、対面する口金構成部材5,6の隙間に外部に向かって開口した空間部が形成されてマニホールド7となしている。また口金4は、マニホールド7から外部に向かって幅細に開口した部分であって口金4の長手方向に延びた部分をスリット8となし、さらにマニホールド7からスリット8に向かって伸びる空間を形成してスロット9となしている。口金4の外形は、マニホールド7からスリット8に向かう方向に幅細に構成されてその先端部をリップ部20とし、そのリップ部20の位置にスリット8が形成される。そして、口金4は、口金構成部材5の幅方向(長手方向)の所定の位置(例えば中心部)に、マニホールド7に連通する塗料供給孔10を形成している。   As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the die 4 of the die body 2 is integrally configured by combining the die constituting members 5 and 6. Inside the base 4, a space part is formed in the gap between the facing base constituent members 5, 6 that opens to the outside to form a manifold 7. The base 4 is a portion that is narrowly opened from the manifold 7 to the outside, and a portion extending in the longitudinal direction of the base 4 is formed as a slit 8, and further, a space extending from the manifold 7 toward the slit 8 is formed. Slot 9. The outer shape of the base 4 is narrow in the direction from the manifold 7 toward the slit 8, and its tip is a lip portion 20, and the slit 8 is formed at the position of the lip portion 20. The base 4 has a paint supply hole 10 communicating with the manifold 7 at a predetermined position (for example, the center) in the width direction (longitudinal direction) of the base component member 5.

塗料供給孔10は、塗液貯留部11に対して管12にて接続されている。管12には、ポンプ13が設けられており、このポンプ13は塗料貯留部11に貯留されている塗料14を、ダイ本体2の塗料供給孔10を介してマニホールド7に送りこむ。ポンプ13としては、ギアポンプ、ダイアフラムポンプ、ピストン型ポンプなど一般的に使用されるポンプを適宜用いることができる。また、ポンプ13による塗料14の流量(塗料貯留部11からマニホールド7への供給速度)は適宜制御されてよく、例えば、管12にバルブ(図示せず)を接続してバルブによりポンプ13による塗料14の流量が制御されるように構成されていてもよい。   The paint supply hole 10 is connected to the coating liquid reservoir 11 by a pipe 12. The pipe 12 is provided with a pump 13, and this pump 13 feeds the paint 14 stored in the paint reservoir 11 into the manifold 7 through the paint supply hole 10 of the die body 2. As the pump 13, a commonly used pump such as a gear pump, a diaphragm pump, or a piston pump can be appropriately used. Further, the flow rate of the paint 14 by the pump 13 (the supply speed from the paint reservoir 11 to the manifold 7) may be appropriately controlled. For example, a valve (not shown) is connected to the pipe 12, and the paint by the pump 13 by the valve is used. You may be comprised so that 14 flow volume may be controlled.

口金構成材5,6としては、剛性や精度、伝熱性の点から通常ステンレス鋼が採用される。口金構成材5,6がステンレス鋼で形成されている事で、リップ部20先端と基体30表面とのクリアランス(図4においてD)を口金4の長手方向に均一に保持する事ができ、更に口金4全体の温度分布を一定に保つ事が容易になる。   As the base components 5 and 6, stainless steel is usually employed from the viewpoints of rigidity, accuracy, and heat transfer. Since the base components 5 and 6 are made of stainless steel, the clearance (D in FIG. 4) between the tip of the lip 20 and the surface of the base body 30 can be uniformly held in the longitudinal direction of the base 4. It becomes easy to keep the temperature distribution of the entire base 4 constant.

口金4において、スリット8の幅(図1(B)においてK(リップ部20先端位置における口金構成材5,6間の離間距離))は、10μmから500μmの範囲の所定の値に調整する。スリット8の幅(スリット間隔)Kが10μm未満では、塗料14吐出の圧力損失が大きくポンプ13に過負荷がかかったり、ポンプ13の動きに対して塗料14吐出の応答に遅れがあり枚葉塗工として好ましくなかったりする。スリット間隔Kが500μmを越えると、口金4の長手方向に対する塗料14の吐出量の均一性が確保しにくい。基体30とリップ20先端面との隙間の距離であるクリアランスは、できるだけ塗料14を均一に塗布して均一な厚みの塗工膜21を得るためには、塗工膜21の厚みの100倍以下から選ばれることが好ましく、通常、10μmから500μmの範囲の所定の値に設定する。クリアランスが10μm未満では、基体30自体のうねりや基体30と口金4とを相対的に走行させる機構の精度のため基体30とリップ20先端面との接触を避けることが難しくなる虞がある。   In the base 4, the width of the slit 8 (K (the distance between the base constituent members 5 and 6 at the tip position of the lip portion 20) in FIG. 1B) is adjusted to a predetermined value in the range of 10 μm to 500 μm. When the width (slit interval) K of the slit 8 is less than 10 μm, the pressure loss of the paint 14 discharge is large, the pump 13 is overloaded, or the response of the paint 14 discharge is delayed with respect to the movement of the pump 13. It is not preferable as work. If the slit interval K exceeds 500 μm, it is difficult to ensure the uniformity of the discharge amount of the paint 14 in the longitudinal direction of the base 4. The clearance, which is the distance between the base 30 and the tip surface of the lip 20, is equal to or less than 100 times the thickness of the coating film 21 in order to obtain the coating film 21 having a uniform thickness by applying the coating 14 as uniformly as possible. Preferably, it is set to a predetermined value in the range of 10 μm to 500 μm. If the clearance is less than 10 μm, it may be difficult to avoid contact between the base body 30 and the tip of the lip 20 due to the undulation of the base body 30 and the accuracy of the mechanism that causes the base body 30 and the base 4 to travel relatively.

加熱機構3は、発熱部品15と、発熱部品15の発熱状態を制御する制御装置16とを備えてなる。具体的に、加熱機構3としては、赤外線ヒーターなどのヒーターを具体的に挙げることができる。   The heating mechanism 3 includes a heat generating component 15 and a control device 16 that controls the heat generation state of the heat generating component 15. Specifically, as the heating mechanism 3, a heater such as an infrared heater can be specifically mentioned.

ダイコータ1において、発熱部品15は、ダイ本体2の口金4を構成する口金構成部材5,6におけるスロット9の周囲の所定位置に設けられている。図1の例では、スロット9の周囲の部分うちマニホールド7よりもリップ部20の方に近い部分に発熱部品15が設置されている。   In the die coater 1, the heat generating component 15 is provided at a predetermined position around the slot 9 in the base component members 5 and 6 constituting the base 4 of the die body 2. In the example of FIG. 1, the heat generating component 15 is installed in a portion of the periphery of the slot 9 closer to the lip portion 20 than the manifold 7.

図1に示すダイコータ1の例では、加熱機構20によって口金4のリップ部20が効率的に加熱されることになり、基体30に塗工される直前の塗料14についてその塗料14の粘度や表面張力を調製することができ、均一な塗工膜21を形成することができる。   In the example of the die coater 1 shown in FIG. 1, the lip portion 20 of the base 4 is efficiently heated by the heating mechanism 20, and the viscosity and the surface of the paint 14 immediately before being applied to the substrate 30. The tension can be adjusted, and a uniform coating film 21 can be formed.

なお、加熱機構3は、リップ部20周囲にのみ発熱部品15を配置して構成されれば、塗料14の温度の調整は可能となる(図5(A))。また、加熱機構3は、その発熱部品15を口金4のスロット9に対面するように配設しても(図5(C))、口金4の外面に配置して構成されてもよい(図5(D))。ただし、塗料14の吐出安定性の点を考慮すれば、加熱機構3は、塗料14が送り出される通路をなすスロット8の周囲全体に加熱されているように発熱部品15を設置することが好ましく、スロット8の周囲のみならずマニホールド7の周囲を含む部分全体に発熱部品15を配置すると、口金4全体を容易に加熱することができて好ましい。   In addition, if the heating mechanism 3 is configured by disposing the heat generating component 15 only around the lip portion 20, the temperature of the paint 14 can be adjusted (FIG. 5A). Further, the heating mechanism 3 may be configured such that the heat generating component 15 faces the slot 9 of the base 4 (FIG. 5C) or is arranged on the outer surface of the base 4 (FIG. 5). 5 (D)). However, in consideration of the discharge stability of the paint 14, it is preferable that the heating mechanism 3 is provided with the heat generating component 15 so that the entire periphery of the slot 8 forming a passage through which the paint 14 is sent is heated. It is preferable to arrange the heat generating component 15 not only in the periphery of the slot 8 but also in the entire portion including the periphery of the manifold 7 because the entire base 4 can be easily heated.

加熱機構3によって口金4全体を加熱することは、発熱部品15が口金4のマニホールド7、スロット8の周囲全体に設けられることによって具体的に実現できる(図5(B))。この場合、塗料14は、口金4内部のマニホールド7内で塗料の粘度や表面張力のより均一なものとなり、その状態を維持したままスロット8内部を移動し、スリット8から基体表面へと吐出され、塗料がより安定して基体に塗工されることができるようになる。   The heating of the entire base 4 by the heating mechanism 3 can be specifically realized by providing the heat generating component 15 around the manifold 7 and the slot 8 of the base 4 (FIG. 5B). In this case, the paint 14 has a more uniform viscosity and surface tension within the manifold 7 inside the base 4, moves inside the slot 8 while maintaining the state, and is discharged from the slit 8 onto the substrate surface. Thus, the paint can be more stably applied to the substrate.

口金4に対する加熱機構3の発熱部品15の配置は、例えば、口金4に発熱部品15を配設しようとする部分に孔を穿設することや切り込んで空間部を形成することなどによって発熱部品15を配設する空間部分を確保しておき、その空間部分に発熱部品15を挿入配置することで実施することができる。   The heat generating component 15 of the heating mechanism 3 with respect to the base 4 is arranged, for example, by forming a hole in a portion where the heat generating component 15 is to be disposed in the base 4 or by cutting to form a space portion. This can be implemented by securing a space portion in which the heat generating component 15 is disposed and inserting the heat generating component 15 into the space portion.

ダイコータ1には、通常、駆動機構(図示しない)が設けられる。その駆動機構は、ダイ本体2を基体30表面に対して相対的に移動させる機構であり、従前より公知な機構を適宜用いることができる。例えば、駆動機構としては、ダイ本体2の基体に対する移動は、基体の位置を固定しつつダイ本体2が移動するように構成した機構、ダイ本体2を固定しつつ基体の位置を移動させるように構成した機構、ダイ本体2と基体の両方を相互に移動させるように構成した機構を挙げることができる。   The die coater 1 is usually provided with a drive mechanism (not shown). The drive mechanism is a mechanism that moves the die body 2 relative to the surface of the base body 30, and a conventionally known mechanism can be appropriately used. For example, as a drive mechanism, the movement of the die body 2 with respect to the base body is a mechanism configured to move the die body 2 while fixing the position of the base body, and the position of the base body is moved while fixing the die body 2. Examples of such a mechanism include a mechanism configured to move both the die body 2 and the substrate relative to each other.

ダイ本体2を移動しつつ基体30の位置を固定させる機構は、載置台を設けるとともに載置台の面に対して所定の距離をおいて載置台上方にレールを架設し、そのレールに対してスライド移動可能にスライダー(スライド装置)を配置し、そのスライダーにダイ本体2を固定することによってなる機構、などによって実現することができる。   The mechanism for fixing the position of the base body 30 while moving the die body 2 is provided with a mounting table, a rail is installed above the mounting table at a predetermined distance from the surface of the mounting table, and slides with respect to the rail. It can be realized by a mechanism formed by arranging a slider (sliding device) so as to be movable and fixing the die body 2 to the slider.

ダイ本体2を固定しつつ基体30の位置を移動させる機構は、コンベヤ上に基体を配置して基体の上方の所定の位置にダイ本体を固定しコンベヤの駆動に伴って基体を移動させるように構成してなる機構や、所定のローラとそのローラの面に対してダイ本体を対面させておき基体を所定のローラに通じてローラの軸まわりに回転させて移動させるように構成してなる機構、などによって具体的に実現することができる。   The mechanism for moving the position of the base body 30 while fixing the die body 2 is arranged such that the base body is arranged on the conveyor, the die body is fixed at a predetermined position above the base body, and the base body is moved as the conveyor is driven. A mechanism configured, or a mechanism configured such that a die body is opposed to a predetermined roller and a surface of the roller, and the base is rotated and moved around the axis of the roller through the predetermined roller. , Etc., can be specifically realized.

図1に示すダイコータ1の例では、塗料14をダイ本体2に向けて供給する手段(塗料供給手段)としてポンプ13と管12でなる機構を設けた場合について説明したが、塗料供給手段は、この例に限定されず、圧縮空気にて塗料14を塗液貯留部11から管12を通じて塗料供給孔10に向けて押し出すように構成してなる手段といった、いわゆる圧空手段などであっても良い。   In the example of the die coater 1 shown in FIG. 1, the case where a mechanism including the pump 13 and the pipe 12 is provided as means for supplying the paint 14 toward the die body 2 (paint supply means) is described. The present invention is not limited to this example, and may be a so-called compressed air means such as a means configured to push the paint 14 from the coating liquid reservoir 11 through the pipe 12 toward the paint supply hole 10 with compressed air.

なお、ダイコータ1は、図3に示すように、温度を検知するセンサ18を備えた温度計測機構17が設けられていることが好ましい。図3の例では、温度測定機構17は、センサ18を口金4のスリット8に向けて口金4との間に隙間を開けて配置してダイコータ1に設けられる。この場合、センサ18は、スリット8の位置における口金もしくは塗料の温度を計測するものであり、赤外線温度センサなどを具体的に挙げることができる。   The die coater 1 is preferably provided with a temperature measuring mechanism 17 having a sensor 18 for detecting temperature, as shown in FIG. In the example of FIG. 3, the temperature measuring mechanism 17 is provided in the die coater 1 with the sensor 18 facing the slit 8 of the base 4 with a gap between the sensor 18 and the base 4. In this case, the sensor 18 measures the temperature of the base or the paint at the position of the slit 8, and an infrared temperature sensor can be specifically mentioned.

温度測定機構17は、上記のように口金4の外部にセンサ18を設ける場合に限定されず、センサ18を、口金4の内部、口金4内部に形成されるスロット9に対面する部位、口金4のリップ部20の外側面上の少なくともいずれかに当接配置してダイコータ1に設けられていてもよい。その場合、センサ18としては、口金4の温度を直接計測することでスリット8の温度を計測するものを挙げることができ、具体的には熱電対を挙げることができる。なお、口金4内部に形成される空間との界面上に熱電対を取り付けるタイプは、口金4内部のマニホールド7内をスリット9に向かって流れる塗料14の温度を正確に測定できることから、望ましい。   The temperature measuring mechanism 17 is not limited to the case where the sensor 18 is provided outside the base 4 as described above, and the sensor 18 is disposed inside the base 4, a portion facing the slot 9 formed inside the base 4, the base 4. The die coater 1 may be disposed in contact with at least one of the outer surfaces of the lip portion 20. In that case, the sensor 18 can include a sensor that measures the temperature of the slit 8 by directly measuring the temperature of the base 4, and specifically includes a thermocouple. A type in which a thermocouple is attached on the interface with the space formed inside the base 4 is desirable because the temperature of the paint 14 flowing toward the slit 9 in the manifold 7 inside the base 4 can be accurately measured.

ダイコータ1は、このように温度計測機構17を備える事で、口金4や塗料14の温度を検出することができ、その温度に応じて加熱機構3による口金4の加熱を調整することが可能となり、塗料14の温度を調節することが可能となる。   By providing the temperature measuring mechanism 17 in this way, the die coater 1 can detect the temperature of the base 4 and the paint 14 and can adjust the heating of the base 4 by the heating mechanism 3 according to the temperature. The temperature of the paint 14 can be adjusted.

ダイコータ1には、リップ20先端面と基体30の間に保持されている塗料14に対して、口金4の基体30に対する移動方向に対して上流側(図4の紙面において左側)または下流側(図4の紙面において右側)から加圧または減圧を与えるための機構(図示せず)が、が付加されることが適宜許される。この機構は、ダイコータ1のリップ部20の先端より塗料がダイコータ1の外部に押し出されることと、塗料をダイコータ1の内部に吸引させることとの間の調整(押出吸引調整)を、容易にする。ダイコーティングでは、塗工むらの防止と均一な膜厚の塗工膜を得るため、塗布する直前にリップ部の先端に塗料の液溜り(メニスカス)を作り、また、塗工膜の形成後には液溜りをダイコータ内に引き戻すことが行われる。したがって、上記のような押出吸引調整を容易にする機構によれば、基体30に塗工膜を形成する直前にダイコータ1のリップ部20の先端より塗料の液溜り(メニスカス)を形成させることと、塗工膜の形成後にメニスカスを構成する塗料をダイコータ1内に引き戻させることが容易に実施でできる。   The die coater 1 has an upstream side (left side in the drawing of FIG. 4) or a downstream side with respect to the direction of movement of the base 4 relative to the base body 30 with respect to the paint 14 held between the tip surface of the lip 20 and the base body 30. A mechanism (not shown) for applying pressure or reduced pressure from the right side of the sheet of FIG. 4 is appropriately allowed to be added. This mechanism facilitates adjustment (extrusion suction adjustment) between when the paint is pushed out of the die coater 1 from the tip of the lip portion 20 of the die coater 1 and when the paint is sucked into the die coater 1. . In die coating, in order to prevent coating unevenness and to obtain a coating film with a uniform film thickness, a liquid pool (meniscus) of paint is created at the tip of the lip immediately before coating, and after the coating film is formed, The liquid reservoir is pulled back into the die coater. Therefore, according to the mechanism for facilitating the adjustment of the extrusion suction as described above, a coating liquid reservoir (meniscus) is formed from the tip of the lip portion 20 of the die coater 1 immediately before the coating film is formed on the substrate 30. The paint constituting the meniscus can be easily pulled back into the die coater 1 after the coating film is formed.

<ダイコーティング方法>
次に、ダイコータ用の口金4を設けたダイコータ1により基体30の面上に塗料を塗工して塗工膜を形成する方法(ダイコーティング方法)について図4を参照しつつ詳細に説明する。図4は、ダイコーティング方法を実施している状態を説明するための説明図である。なお、ダイコータ1がスリットダイコータである場合を例として説明する。
<Die coating method>
Next, a method for forming a coating film by applying a coating on the surface of the substrate 30 by the die coater 1 provided with the die coater base 4 (die coating method) will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a state in which the die coating method is performed. The case where the die coater 1 is a slit die coater will be described as an example.

まず、図4に示すように、ダイコータ1と基体30とが対面させて配置される。このとき、ダイコータ1は、口金4のリップ部20の先端に形成されるスリット8を、塗工膜21を形成しようとする基体30の面に向けられている。   First, as shown in FIG. 4, the die coater 1 and the substrate 30 are arranged facing each other. At this time, in the die coater 1, the slit 8 formed at the tip of the lip portion 20 of the base 4 is directed to the surface of the base body 30 on which the coating film 21 is to be formed.

次に、ダイコータ1は、塗料貯留部11に貯留した塗料14を、ポンプ13により、管12内を通じてダイ本体2の塗料供給孔10を介してマニホールド7に送りこむ。ダイコータ1では、マニホールド7に送り込まれた塗料14は、スロット8を経由してリップ部20のスリット8より基体30面上へと吐出する。   Next, the die coater 1 sends the paint 14 stored in the paint storage unit 11 to the manifold 7 through the pipe 12 and the paint supply hole 10 of the die body 2 by the pump 13. In the die coater 1, the paint 14 fed into the manifold 7 is discharged onto the surface of the substrate 30 from the slit 8 of the lip portion 20 via the slot 8.

ここで、ダイコータ1では、加熱機構3を構成する制御装置16が、口金4に設けられた発熱部品15を適宜作動させ、ダイ本体2の口金4が加熱されている。ここに、口金4において発熱部品15がスロット9やスリット8の周囲に配置されるので、加熱機構3によって加熱された口金4の温度と、スロット8やスリット9を流れる塗料14の温度とは、同一あるいはおおよそ同一になっている。したがって、ダイコータ1において、口金4が加熱されると、スロット9をスリット8に向かって移動する塗料が加熱されるので、塗料14は加熱された状態となってスリット8から基体30面上に吐出される。なお、加熱機構3の作動のタイミングは、塗料や基体の材質や性質などのほか、ダイコータ1の周囲の温度雰囲気などの諸条件に応じて適宜設定することができる。   Here, in the die coater 1, the control device 16 constituting the heating mechanism 3 appropriately operates the heat generating component 15 provided in the base 4, and the base 4 of the die body 2 is heated. Here, since the heat generating component 15 is disposed around the slot 9 and the slit 8 in the base 4, the temperature of the base 4 heated by the heating mechanism 3 and the temperature of the paint 14 flowing through the slot 8 and the slit 9 are They are the same or roughly the same. Accordingly, in the die coater 1, when the die 4 is heated, the paint moving through the slot 9 toward the slit 8 is heated, so that the paint 14 is heated and discharged from the slit 8 onto the surface of the substrate 30. Is done. The operation timing of the heating mechanism 3 can be appropriately set according to various conditions such as the temperature atmosphere around the die coater 1 as well as the material and properties of the paint and the substrate.

その一方で、ダイコータ1は、塗料14の基体30表面上への吐出に応じて、適宜、ダイ本体2を基体表面に対して相対的に移動させる。ダイ本体2の基体に対する移動は、基体30の位置を固定しつつダイ本体2が移動することによるほか、ダイ本体2を固定しつつ基体30の位置を移動させること、ダイ本体2と基体30の両方によっても実現することができる。また、ダイ本体2を固定しつつ基体30の位置を移動させることは、基体30を所定の平面に対して平行に移動させることや、基体30を所定の軸まわりに回転させることで移動させること、などによって具体的に実現することができる。   On the other hand, the die coater 1 appropriately moves the die body 2 relative to the substrate surface in accordance with the discharge of the paint 14 onto the substrate 30 surface. The movement of the die body 2 relative to the base body is not only by moving the die body 2 while fixing the position of the base body 30, but also by moving the position of the base body 30 while fixing the die body 2. It can be realized by both. In addition, moving the position of the base body 30 while fixing the die body 2 is performed by moving the base body 30 in parallel with a predetermined plane or by rotating the base body 30 around a predetermined axis. , Etc., can be specifically realized.

こうして、ダイコータ1の口金4のスリット8の位置から塗料14が基体30面上に吐出されるとともに、ダイ本体2と基体30表面とが相対的に移動し、その移動に応じて基体30表面に塗工膜21が形成される。このとき、塗料14の吐出速度と、ダイ本体2と基体30表面との相対的な移動速度は、塗料14の性質や塗工膜21の厚みなどの条件によって適宜設定される。   In this way, the paint 14 is discharged onto the surface of the base 30 from the position of the slit 8 of the die 4 of the die coater 1, and the die body 2 and the surface of the base 30 move relative to each other. A coating film 21 is formed. At this time, the discharge speed of the paint 14 and the relative moving speed between the die body 2 and the surface of the base body 30 are appropriately set according to conditions such as the properties of the paint 14 and the thickness of the coating film 21.

なお、ダイコータ1にて塗料14を用いて塗工膜21を形成するにあたり、塗料14がスリット8から最初に吐出された後、基体1表面上に塗料14が盛られてその盛られた塗料14の量(Ws)が最初に目的とする塗工膜21の厚みを得るために必要な量(Wr)(メニスカスを構成する塗料14の量(メニスカスの量))になるまでの時間(Tr)は出来るだけ短いことが好ましく(メニスカスが出来るまでの時間)、その後、メニスカスの量(Wr)が一定に維持されることが好ましい。このような点を踏まえて、塗料14の単位時間あたりの吐出量(吐出速度)は、基材31面上に形成しようとする塗工膜21の厚みに応じたメニスカスの量(Wr)に応じて適宜設定される。すなわち、塗工開始から塗料14の吐出された量(Ws)がWrに達するまでは吐出速度を大きくし(時間Trをできるだけ小さくし)、塗料14の吐出量がWsを超えた後(時間Tr経過後)は、Wrの値を維持して基体1への塗料14の吐出が行われることが好ましい。WsがWrに至らない状態で、ダイ本体2と基体30表面との相対的な移動が進むと、塗料が基体に塗工され始めた塗工開始位置からダイ本体2の移動方向に数cmの位置までの範囲において塗工膜の膜厚みが不足してしまう。また、時間Trが、余り大きいと、塗布ムラが生じるおそれがある。   In forming the coating film 21 using the coating material 14 in the die coater 1, after the coating material 14 is first ejected from the slit 8, the coating material 14 is deposited on the surface of the substrate 1 and the deposited coating material 14. Time (Tr) until the amount (Ws) of the coating reaches the amount (Wr) (amount of coating material 14 constituting the meniscus (amount of meniscus)) required to obtain the first desired thickness of the coating film 21 Is preferably as short as possible (time until a meniscus is formed), and then the amount of meniscus (Wr) is preferably maintained constant. In consideration of such points, the discharge amount (discharge speed) per unit time of the paint 14 depends on the meniscus amount (Wr) corresponding to the thickness of the coating film 21 to be formed on the surface of the substrate 31. Is set as appropriate. That is, the discharge speed is increased (time Tr is made as small as possible) from the start of coating until the discharged amount (Ws) of the paint 14 reaches Wr, and after the discharge amount of the paint 14 exceeds Ws (time Tr) After the elapse of time, it is preferable that the paint 14 is discharged onto the substrate 1 while maintaining the value of Wr. When the relative movement between the die body 2 and the surface of the base body 30 progresses in a state where Ws does not reach Wr, it is several centimeters in the moving direction of the die body 2 from the coating start position at which the paint starts to be applied to the base body. The film thickness of the coating film is insufficient in the range up to the position. Further, if the time Tr is too long, there is a possibility that uneven application occurs.

ダイコーティング方法は、ダイコータ1として上記したような温度計測機構17を備えるものを用いて実施されてもよいが、その場合、ダイコーティング方法は、温度計測機構17にて口金4の温度を検出し、その温度に応じて加熱機構3による口金4の加熱を調整しつつ塗工膜21を形成することで、実施されてもよい。具体的には、ダイコータ1は、温度計測機構17は所定の時間間隔で口金4のスリット8の位置の温度を検出し、その検出された温度が所定の温度範囲から外れた場合に、加熱機構3の制御部16が発熱部品15による発熱を規制し、検出された温度が所定の温度範囲以内に収まる場合に、加熱機構3の制御部16が発熱部品15による発熱を実施させる。これにより、ダイコータ1は、スリット8の位置における塗料の温度を所定の温度範囲内に維持することが可能となる。   The die coating method may be performed using the die coater 1 including the temperature measuring mechanism 17 as described above. In this case, the die coating method detects the temperature of the base 4 by the temperature measuring mechanism 17. The coating film 21 may be formed while adjusting the heating of the base 4 by the heating mechanism 3 according to the temperature. Specifically, in the die coater 1, the temperature measuring mechanism 17 detects the temperature at the position of the slit 8 of the base 4 at a predetermined time interval, and when the detected temperature is out of the predetermined temperature range, the heating mechanism 3 controls the heat generation by the heat generating component 15, and when the detected temperature falls within a predetermined temperature range, the control unit 16 of the heating mechanism 3 causes the heat generating component 15 to generate heat. As a result, the die coater 1 can maintain the temperature of the paint at the position of the slit 8 within a predetermined temperature range.

本発明のダイコーティング方法は、塗料を基体に塗布して精密な塗工膜を形成することを必要とする際に、好適に用いられることが可能である。この点、光学素子についてみると、光学素子は光学機能を発揮させる必要性から基体上に精密な塗工膜を形成する必要がある。特に、液晶化合物を含んでなる液晶組成物を基体に塗工して塗工膜を成膜しその塗工膜を位相差層となして光学素子を得るような場合においては、塗工膜に極めて精密な寸法精度を要求され、さらに塗工膜を作成する途中で液晶化合物の析出が高度に抑制される必要もある。したがって、本発明のダイコーティング方法は、このような位相差層を備えた光学素子を作成する場合に特に顕著な効果を発揮する。   The die coating method of the present invention can be suitably used when it is necessary to form a precise coating film by applying a paint to a substrate. In this regard, regarding the optical element, it is necessary to form a precise coating film on the substrate because the optical element needs to exhibit an optical function. In particular, when a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound is applied to a substrate to form a coating film, and the coating film is used as a retardation layer to obtain an optical element, the coating film Very precise dimensional accuracy is required, and it is also necessary to suppress the precipitation of the liquid crystal compound to a high degree during the production of the coating film. Therefore, the die coating method of the present invention exhibits a particularly remarkable effect when producing an optical element having such a retardation layer.

そこで、ダイコータ1を用いるとともに、液晶化合物を含んでなる液晶組成物を塗料14として用いて基体30上に塗工膜21を形成して光学素子となす場合について、次に詳細に説明する。   Accordingly, the case where the die coater 1 is used and the coating film 21 is formed on the substrate 30 using the liquid crystal composition containing the liquid crystal compound as the coating material 14 to form an optical element will be described in detail below.

<ダイコータを用いて得られる光学素子(第1の形態)>
ダイコータ1を用いて形成される光学素子32は、基体30の表面上に直接もしくは間接に位相差層33を形成してなる(第1の形態の光学素子)(図6)。なお、図6では、光学素子32は基体30に対して直接に位相差層33を形成している場合についてのみ示す。
<Optical element obtained using a die coater (first embodiment)>
The optical element 32 formed using the die coater 1 is formed by forming the retardation layer 33 directly or indirectly on the surface of the substrate 30 (first-type optical element) (FIG. 6). In FIG. 6, the optical element 32 is shown only when the retardation layer 33 is formed directly on the substrate 30.

基体30には、光透過性を有する基材31が用いられる。この基材31は基材形成材から構成される。   A base material 31 having optical transparency is used for the base body 30. This base material 31 is comprised from a base material forming material.

基材形成材は、光学的に等方性を有するように構成されていることが好ましい。基材形成材としては、ガラス基板などのガラス材の他、種々の材質からなる板状体を適宜選択できる。具体的には、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロースなどからなるプラスチック基板であってもよいし、またさらにポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリプロプレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトンなどのフィルムを用いることもできる。ただし、特に位相差制御部材を液晶ディスプレイ用に用いる場合には、基板形成材は無アルカリガラスであることが好ましい。   The base material forming material is preferably configured to be optically isotropic. As the substrate forming material, plate-like bodies made of various materials can be selected as appropriate in addition to a glass material such as a glass substrate. Specifically, it may be a plastic substrate made of polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, triacetyl cellulose or the like, and further, such as polyethersulfone, polysulfone, polypropylene, polyimide, polyamideimide, polyetherketone, etc. A film can also be used. However, particularly when the retardation control member is used for a liquid crystal display, the substrate forming material is preferably alkali-free glass.

位相差層33は、その厚み方向に位相差層33の内部を進行して一方側の表面から入射されて他方側の表面より出射する光につき、その光が位相差層33の内部を進行する際に光を複屈折させる機能を有する層である。   The retardation layer 33 travels through the retardation layer 33 in the thickness direction, and enters the retardation layer 33 with respect to light that is incident from one surface and emitted from the other surface. This is a layer having a function of birefringent light.

位相差層33としては、その屈折率nx、ny、nzについて、nx<nzおよびny<nzを満たし且つnxとnyは等しい、もしくは殆ど等しい関係となっており、いわゆる「+Cプレート」(正のCプレート)として機能する層、nz<nxおよびnz<nyを満たし且つnxとnyは等しい、もしくは殆ど等しい関係となっており、いわゆる「−Cプレート」(負のCプレート)として機能する層、ny=nz<nxもしくはnx=nz<nyの関係となっており、いわゆる「+Aプレート」(正のAプレート)として機能する層を挙げることができる。ただし、位相差層33の屈折率につき、位相差層4の厚み方向(位相差層4の法線方向)にz軸をとり、位相差層4の面内方向(位相差層4の厚み方向に法線を有するような面(平面)についての面内方向(その平面に平行する方向))にx軸、y軸を相互に直交するようにとってxyz空間を想定した場合、x軸、y軸、z軸方向の光の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとして定義する。   The phase difference layer 33 has a refractive index nx, ny, nz that satisfies nx <nz and ny <nz, and nx and ny are equal or almost equal to each other, so-called “+ C plate” (positive A layer functioning as a C plate), satisfying nz <nx and nz <ny, and nx and ny are equal or almost equal, and a layer functioning as a so-called “−C plate” (negative C plate), ny = nz <nx or nx = nz <ny, and a layer that functions as a so-called “+ A plate” (positive A plate) can be given. However, with respect to the refractive index of the retardation layer 33, the z-axis is taken in the thickness direction of the retardation layer 4 (normal direction of the retardation layer 4), and the in-plane direction of the retardation layer 4 (thickness direction of the retardation layer 4). When the xyz space is assumed so that the x axis and the y axis are orthogonal to each other in the in-plane direction (the direction parallel to the plane) of a plane (plane) having a normal line to the x axis, the y axis The refractive indexes of light in the z-axis direction are defined as nx, ny, and nz, respectively.

位相差層33は、分子構造中に重合性官能基を有する液晶分子(重合性液晶分子という)を重合反応させてなる高分子構造を形成している。   The retardation layer 33 forms a polymer structure formed by polymerizing liquid crystal molecules having a polymerizable functional group in the molecular structure (referred to as polymerizable liquid crystal molecules).

位相差層33は、液晶化合物をなす液晶分子を所定の方向に配向させた状態にて形成されている。液晶分子は、その分子構造に応じた光軸を有し、その光軸の状態に応じて定まる複屈折特性を備えており、特定の方向に液晶分子を配向させて固定することで、その配向状態に応じた複屈折特性を有する層(例えば正のCプレートの機能を有する層、負のCプレートの機能を有する層、正のAプレートの機能を有する層)として位相差層33が形成される。   The retardation layer 33 is formed in a state where liquid crystal molecules forming a liquid crystal compound are aligned in a predetermined direction. Liquid crystal molecules have an optical axis according to their molecular structure, and have birefringence characteristics that are determined according to the state of the optical axis. By aligning and fixing liquid crystal molecules in a specific direction, the orientation of the liquid crystal molecules The retardation layer 33 is formed as a layer having birefringence characteristics according to the state (for example, a layer having a function of a positive C plate, a layer having a function of a negative C plate, a layer having a function of a positive A plate). The

<位相差層33が正のCプレートの機能を有する層である場合>
位相差層33を構成する液晶化合物は、位相差層33を正のCプレートの機能を有する層となすことができるものから適宜選択できる。そのような液晶化合物としては、ネマチック液晶相を形成可能な液晶化合物やスメクチック液晶相を形成可能な液晶化合物を用いることができる。
<When the retardation layer 33 is a layer having a function of a positive C plate>
The liquid crystal compound constituting the retardation layer 33 can be appropriately selected from those capable of making the retardation layer 33 a layer having a function of a positive C plate. As such a liquid crystal compound, a liquid crystal compound capable of forming a nematic liquid crystal phase or a liquid crystal compound capable of forming a smectic liquid crystal phase can be used.

位相差層33を構成する液晶化合物は、その液晶化合物をなす液晶分子の分子構造中に不飽和2重結合を重合性官能基として有する重合性液晶化合物が好ましい。また、重合性液晶化合物には、耐熱性の点から液晶相状態で架橋重合反応可能な重合性液晶化合物(架橋重合性液晶化合物、あるいは架橋性液晶化合物という)がより好ましく用いられ、架橋重合性液晶化合物としては分子構造の両末端に不飽和2重結合を有するもの(不飽和2重結合を2以上有するもの)が好ましい。なお、架橋重合性液晶化合物を用いて位相差層33が形成される場合、位相差層33には、架橋重合性液晶化合物をなす液晶分子同士を相互に架橋させてなる架橋高分子構造が形成されることになる。   The liquid crystal compound constituting the retardation layer 33 is preferably a polymerizable liquid crystal compound having an unsaturated double bond as a polymerizable functional group in the molecular structure of the liquid crystal molecules forming the liquid crystal compound. In addition, as the polymerizable liquid crystal compound, a polymerizable liquid crystal compound (referred to as a crosslinkable liquid crystal compound or a crosslinkable liquid crystal compound) capable of undergoing a crosslink polymerization reaction in a liquid crystal phase is more preferably used from the viewpoint of heat resistance. As the liquid crystal compound, those having an unsaturated double bond at both ends of the molecular structure (having two or more unsaturated double bonds) are preferable. When the retardation layer 33 is formed using a crosslinked polymerizable liquid crystal compound, a crosslinked polymer structure is formed in the retardation layer 33 by cross-linking liquid crystal molecules forming the crosslinked polymerizable liquid crystal compound. Will be.

位相差層33を得るために用いられる架橋性液晶化合物としては、架橋性を有するネマチック液晶化合物(架橋性ネマチック液晶化合物)などをあげることができる。架橋性ネマチック液晶化合物としては例えば、1分子中に(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキタセン基、イソシアネート基等の重合性基を少なくとも1個有するモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。また、このような架橋性液晶化合物として、より具体的には、下記化1に示す一般式(1)で表される化合物のうちの1種の化合物(化合物(I))もしくは2種以上の混合物、下記化2に示す一般式(2)で表される化合物のうちの1種の化合物(化合物(II))もしくは2種以上の混合物、化3、化4に示す化合物(化合物(III))のうちの1種の化合物或いは2種以上の混合物、またはこれらを組み合わせた混合物を用いることができる。   Examples of the crosslinkable liquid crystal compound used for obtaining the retardation layer 33 include a nematic liquid crystal compound having a crosslinkability (crosslinkable nematic liquid crystal compound). Examples of the crosslinkable nematic liquid crystal compound include monomers, oligomers and polymers having at least one polymerizable group such as a (meth) acryloyl group, an epoxy group, an octacene group and an isocyanate group in one molecule. As such a crosslinkable liquid crystal compound, more specifically, one compound (compound (I)) or two or more compounds represented by the following general formula (1) Mixture, one compound (compound (II)) or a mixture of two or more compounds represented by general formula (2) shown in the following chemical formula 2 (compound (III)) 1) or a mixture of two or more thereof, or a combination thereof.

Figure 0005545329
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化1に示す一般式(1)において、RおよびRは、それぞれに、水素またはメチル基を示すが、架橋性液晶化合物が液晶相を示す温度の範囲をより広くするには少なくともR及びRのどちらか一方が水素であることが好ましく、両方が水素であることがより好ましい。また一般式(1)におけるX及び一般式(2)のYは、水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数1〜4のアルキル基、メトキシ基、シアノ基またはニトロ基のいずれであってもよいが、塩素またはメチル基であることが好ましい。また、一般式(1)の分子鎖両端の(メタ)アクリロイロキシ基と芳香環と間のアルキレン基の鎖長を示すaおよびb並びに、一般式(2)におけるdおよびeは、それぞれ個別に1〜12の範囲で任意の整数をとり得るが、4〜10の範囲であることが好ましく、6〜9の範囲であることがさらに好ましい。a=b=0である一般式(1)の化合物(I)またはd=e=0である一般式(2)の化合物(II)は安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物(I)または(II)自体の結晶性が高い。また、aやb、あるいはdやeがそれぞれ13以上である一般式(1)の化合物(I)または一般式(2)の化合物(II)は、等方相転移温度(TI)が低い。この理由から、これらの化合物は、どちらについても液晶化合物が液晶性を安定的に示す温度範囲(液晶相を維持する温度範囲)が狭いものとなり、位相差層33に用いるには好ましくない。 In the general formula (1) shown in Chemical formula 1, each of R 1 and R 2 represents hydrogen or a methyl group, but at least R 1 is required to broaden the temperature range in which the crosslinkable liquid crystal compound exhibits a liquid crystal phase. And R 2 is preferably hydrogen, more preferably both. X in the general formula (1) and Y in the general formula (2) may be any of hydrogen, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methoxy group, a cyano group, or a nitro group. Is preferably a chlorine or methyl group. Moreover, a and b which show the chain length of the alkylene group between the (meth) acryloyloxy group and aromatic ring of the both ends of the molecular chain of General formula (1), and d and e in General formula (2) are respectively 1 Although an arbitrary integer can be taken in the range of -12, it is preferable that it is the range of 4-10, and it is further more preferable that it is the range of 6-9. The compound (I) of the general formula (1) in which a = b = 0 or the compound (II) of the general formula (2) in which d = e = 0 has poor stability and is easily hydrolyzed, and the compound (I) or (II) itself has high crystallinity. Further, the compound (I) of the general formula (1) or the compound (II) of the general formula (2) in which a and b, or d and e are each 13 or more, has a low isotropic phase transition temperature (TI). For these reasons, both of these compounds have a narrow temperature range in which the liquid crystal compound stably exhibits liquid crystallinity (temperature range for maintaining the liquid crystal phase), and are not preferable for use in the retardation layer 33.

架橋性液晶化合物として、上記した化1、化2、化3、化4では重合性を備える液晶(重合性液晶)のモノマーを例示したが、重合性液晶のオリゴマーや重合性液晶のポリマー等を用いてもよく、これらについても、上記した化1、化2、化3、化4などのオリゴマーやポリマーなどといった公知なものを適宜選択して用いることができる。   As the crosslinkable liquid crystal compound, in the above-mentioned chemical formula 1, chemical formula 2, chemical formula 3, and chemical formula 4, the monomer of the liquid crystal (polymerizable liquid crystal) having polymerizability is exemplified, but the oligomer of the polymerizable liquid crystal, the polymer of the polymerizable liquid crystal, etc. These may also be used, and for these, well-known ones such as the above-mentioned oligomers, chemicals 2, chemicals 3, chemicals 4 and the like can be appropriately selected and used.

位相差層33においては、液晶分子の重合度(架橋重合性液晶分子の場合は、架橋重合度)が80以上程度であることが好ましく、90以上程度であることがより好ましい。位相差層4を構成する液晶分子の重合度が80より小さいと、均一な配向性を十分に維持できない虞がある。なお、上記重合度、架橋重合度は、液晶分子の重合性官能基のうち液晶分子の重合反応に消費された割合を示す。   In the retardation layer 33, the degree of polymerization of liquid crystal molecules (in the case of crosslinkable liquid crystal molecules, the degree of crosslink polymerization) is preferably about 80 or more, and more preferably about 90 or more. If the degree of polymerization of the liquid crystal molecules constituting the retardation layer 4 is less than 80, there is a possibility that the uniform orientation cannot be sufficiently maintained. The degree of polymerization and the degree of cross-linking polymerization indicate the proportion of the polymerizable functional group of the liquid crystal molecule consumed in the polymerization reaction of the liquid crystal molecule.

上記したような液晶化合物を用いた塗料と、ダイコータ1を用いて、位相差層33は、その光軸が上記にて想定したxyz空間におけるz軸方向を向くように、正の複屈折異方性の液晶分子を配向させて固定することにより正のCプレートとしての光学補償機能を有する層をなして基材31上に形成される。   Using the coating material using the liquid crystal compound as described above and the die coater 1, the retardation layer 33 is positively birefringent anisotropic so that its optical axis faces the z-axis direction in the xyz space assumed above. The liquid crystal molecules are aligned and fixed to form a layer having an optical compensation function as a positive C plate and formed on the substrate 31.

ダイコータ1を用いて、位相差層33は、次のようにして具体的に形成することができる。   Using the die coater 1, the retardation layer 33 can be specifically formed as follows.

<塗料の調整>
まず、塗料14として、位相差層33を構成する液晶化合物を含む組成液(液晶材料組成液)が調整される。すなわち、位相差層33を構成する上記した化合物(I)化合物(II)化合物(III)のような液晶化合物と、溶媒とを配合して液晶材料組成液が調整される。液晶材料組成液には、必要に応じて、液晶化合物をなす液晶分子を垂直に配向させる配向助剤(垂直配向助剤ということがある)などを含む添加剤が適宜添加されてもよい。
<Adjustment of paint>
First, as the coating material 14, a composition liquid (liquid crystal material composition liquid) containing a liquid crystal compound constituting the retardation layer 33 is adjusted. That is, a liquid crystal material composition liquid is prepared by blending a liquid crystal compound such as the above-described compound (I), compound (II), and compound (III) constituting the retardation layer 33 with a solvent. If necessary, the liquid crystal material composition liquid may be appropriately added with an additive including an alignment aid for aligning the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal compound vertically (sometimes referred to as a vertical alignment aid).

液晶材料組成液において添加剤が添加される場合、液晶化合物は、70重量%(対配合物換算値)以上、好ましくは75重量%(対配合物換算値)以上となるように含有されることが好ましい。添加量を70重量%(対配合物換算値)以上とすることにより液晶化合物の液晶性が向上し、位相差層33における液晶化合物をなす架橋性液晶分子の配向不良の発生を無視し得る程度に低減することができる。液晶材料組成液における液晶化合物の配合量が70重量%(対配合物換算値)以上である場合は、液晶分子の配向性の観点からは特に問題が生じる虞が小さいので、液晶材料組成液に添加される液晶化合物以外の添加剤の配合量とのバランスで、液晶化合物の添加量を適宜決定することができる。なお、対配合物換算値とは、液晶材料組成液の総重量から溶媒の重量を差し引いた量(すなわち溶媒に溶解もしくは懸濁させる前における液晶化合物や添加物の混合物の総重量)を100とした場合において液晶材料組成液を構成する成分(配合物成分)として配合される各配合物(固形物)の重量%を示すものとする。   When an additive is added in the liquid crystal material composition liquid, the liquid crystal compound should be contained so as to be 70% by weight (compared to the compound equivalent) or more, preferably 75% by weight (compared to the compound equivalent). Is preferred. The liquid crystal property of the liquid crystal compound is improved by setting the addition amount to 70% by weight (compared to the equivalent of the compound), and the occurrence of misalignment of the crosslinkable liquid crystal molecules forming the liquid crystal compound in the retardation layer 33 can be ignored. Can be reduced. When the blending amount of the liquid crystal compound in the liquid crystal material composition liquid is 70% by weight (vs. the compound equivalent value) or more, there is little possibility of causing a problem from the viewpoint of the orientation of liquid crystal molecules. The addition amount of the liquid crystal compound can be appropriately determined based on the balance with the amount of additives other than the liquid crystal compound to be added. In addition, the value in terms of the compound is 100, which is the total weight of the liquid crystal material composition liquid minus the weight of the solvent (that is, the total weight of the mixture of liquid crystal compounds and additives before being dissolved or suspended in the solvent). In this case, the weight percentage of each compound (solid material) to be compounded as a component (compound component) constituting the liquid crystal material composition liquid is shown.

液晶材料組成液の調整に用いる溶媒としては、位相差層33を構成する液晶化合物を溶解させることができるものであれば特に限定されず、具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン等のケトン類、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のアルコール類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類等の1種又は2種以上が使用可能である。単一種の溶媒を使用しただけでは、架橋性液晶化合物等の配合物成分の溶解性が不充分である場合や、液晶材料組成液を塗布する際における塗布の相手方となる素材(基材を構成する素材)が侵される虞がある場合等には、2種以上の溶媒を混合使用することにより、これらの不都合を回避することができる。上記した溶媒のなかにあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素系溶媒とグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいものは、エーテル類又はケトン類と、グリコール類とを混合した混合系溶媒である。液晶材料組成物溶液の配合物成分の濃度は、液晶材料組成物に用いる配合物成分の溶媒への溶解性や位相差層に望まれる層厚み等により異なるが、通常は1〜60重量%、好ましくは3〜40重量%の範囲である。   The solvent used for adjusting the liquid crystal material composition liquid is not particularly limited as long as it can dissolve the liquid crystal compound constituting the retardation layer 33, and specifically, benzene, toluene, xylene, n-butyl. Hydrocarbons such as benzene, diethylbenzene and tetralin, ethers such as methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene and diethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and 2,4-pentanedione, acetic acid Esters such as ethyl, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, γ-butyrolactone, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pi Amide solvents such as lidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, halogen solvents such as chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, tritrichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene, t-butyl alcohol, diacetone alcohol, One or more of alcohols such as glycerin, monoacetin, ethylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, phenols such as phenol, parachlorophenol, etc. It can be used. If only one type of solvent is used, the solubility of compound components such as crosslinkable liquid crystal compounds will be insufficient, or the material that will be the counterpart of application when applying liquid crystal material composition liquid In the case where there is a risk of the material being attacked, these disadvantages can be avoided by using a mixture of two or more solvents. Among the above-mentioned solvents, hydrocarbon solvents and glycol monoether acetate solvents are preferable as the sole solvent, and preferable solvents are ethers or ketones and glycols mixed. It is a mixed solvent. The concentration of the compound component of the liquid crystal material composition solution varies depending on the solubility of the compound component used in the liquid crystal material composition in the solvent and the layer thickness desired for the retardation layer, but is usually 1 to 60% by weight, Preferably it is the range of 3 to 40 weight%.

液晶材料組成液に含まれる垂直配向助剤としては、ポリイミドや、界面活性剤やカップリング剤が具体的に例示される。   Specific examples of the vertical alignment aid contained in the liquid crystal material composition liquid include polyimide, surfactants, and coupling agents.

垂直配向助剤としてポリイミドを用いる場合、ポリイミドは、長鎖アルキル基を有するものであることが、位相差制御部材に形成される位相差層4の厚さを広い範囲で選択することができて好ましい。なお、垂直配向助剤がポリイミドである場合、ポリイミドとしては、具体的には、日産化学社製のSE−7511やSE−1211、あるいはJSR社製のJALS−2021−R2等を例示できる。   When polyimide is used as the vertical alignment aid, the polyimide has a long-chain alkyl group, and the thickness of the retardation layer 4 formed on the retardation control member can be selected within a wide range. preferable. When the vertical alignment aid is polyimide, specific examples of the polyimide include SE-7511 and SE-1211 manufactured by Nissan Chemical Industries, and JALS-2021-R2 manufactured by JSR.

垂直配向助剤として界面活性剤を用いる場合、界面活性剤は、重合性液晶分子を垂直配向させることができるものであればよいが、位相差層の形成の際に液晶化合物を液晶相への転移温度まで加熱する必要があることから、液晶相への転移温度でも分解されない程度に耐熱性を有していることが要請される。また、位相差層4の形成の際、液晶分子は有機溶媒に溶解させる場合があることから、そのような場合には、液晶分子を溶解させる有機溶媒との親和性が良好であることが要請される。このような要請をみたすものであれば、界面活性剤はノニオン系、カチオン系、アニオン系等の種類を限定されず、1種類の界面活性剤のみを用いてもよいし、複数種の界面活性剤を併用してもよい。   When a surfactant is used as the vertical alignment aid, the surfactant may be any as long as it can vertically align the polymerizable liquid crystal molecules, but the liquid crystal compound is converted into a liquid crystal phase when the retardation layer is formed. Since it is necessary to heat to the transition temperature, it is required to have heat resistance to such an extent that it is not decomposed even at the transition temperature to the liquid crystal phase. In addition, since the liquid crystal molecules may be dissolved in an organic solvent when the retardation layer 4 is formed, in such a case, it is required that the affinity with the organic solvent for dissolving the liquid crystal molecules is good. Is done. As long as these requirements are met, the surfactant is not limited to nonionic, cationic, anionic, etc., and only one type of surfactant may be used, or a plurality of types of surfactants may be used. An agent may be used in combination.

垂直配向助剤としてカップリング剤を用いる場合、カップリング剤としては、具体的には、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、n−ドデシルトリメトキシシラン、n−ドデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどのシラン化合物を加水分解して得られるシランカップリング剤や、アミノ基含有シランカップリング剤、フッ素基含有シランカップリング剤などを例示することができる。これらのカップリング剤は、複数種選択されて、液晶材料組成物に添加されてもよい。   When a coupling agent is used as the vertical alignment aid, specific examples of the coupling agent include n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, and n-dodecyl. Silane coupling agents obtained by hydrolyzing silane compounds such as trimethoxysilane, n-dodecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, amino group-containing silane coupling agents, fluorine group-containing silane cups A ring agent etc. can be illustrated. A plurality of these coupling agents may be selected and added to the liquid crystal material composition.

また、液晶材料組成物には、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤が添加される。   Moreover, a photoinitiator and a sensitizer are added to a liquid-crystal material composition as needed.

光重合開始剤としては、例えば、ベンジル(もしくはビベンゾイル)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオサントン等を挙げることができる。   Examples of the photopolymerization initiator include benzyl (or bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylamino Methylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoylformate, 2-methyl-1- (4 -(Methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy- 2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythiosantone, etc. be able to.

液晶材料組成物に光重合開始剤が配合される場合、光重合開始剤の配合量は、0.01〜10重量%である。なお、光重合開始剤の配合量は、重合性液晶分子の配向をできるだけ損なわない程度であることが好ましく、この点を考慮して、0.1〜7重量%であることが好ましく、0.5〜5重量%であることがより好ましい。   When a photoinitiator is mix | blended with a liquid-crystal material composition, the compounding quantity of a photoinitiator is 0.01 to 10 weight%. In addition, it is preferable that the compounding quantity of a photoinitiator is a grade which does not impair the orientation of a polymerizable liquid crystal molecule as much as possible, and it is preferable that it is 0.1 to 7 weight% in consideration of this point. More preferably, it is 5 to 5% by weight.

また、液晶材料組成物に増感剤が配合される場合、増感剤の配合量は、重合性液晶分子の配向を大きく損なわない範囲で適宜選択でき、具体的には0.01〜1重量%の範囲内で選択される。光重合開始剤及び増感剤は、それぞれ、1種類のみ用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。   Further, when a sensitizer is blended in the liquid crystal material composition, the blending amount of the sensitizer can be appropriately selected within a range that does not significantly impair the orientation of the polymerizable liquid crystal molecules, specifically 0.01 to 1 weight. % Is selected. Only one type of photopolymerization initiator and sensitizer may be used, or two or more types may be used in combination.

このように塗料14をなす液晶材料組成物が調整されると、次いで、この液晶材料組成物を、基体30としての基材31上に塗工する。   When the liquid crystal material composition that forms the coating material 14 is thus adjusted, the liquid crystal material composition is then applied onto the base material 31 as the base body 30.

<液晶材料組成液の塗工>
塗工にあたり、塗料14をなす液晶材料組成物をダイコータ1の塗料貯留部11に仕込む。このとき、塗料貯留部11は外部からごみが混入しないように密閉されることが好ましい。
<Coating of liquid crystal material composition liquid>
In coating, the liquid crystal material composition forming the coating material 14 is charged into the coating material storage unit 11 of the die coater 1. At this time, it is preferable that the coating material storage unit 11 is sealed so that dust does not enter from the outside.

さらに、基体30としての基材31が、ダイコータ1のスリット8に対面する位置に配置される。このとき、ダイコータ1のスリット8は、基材31において位相差層33を形成しようとする面内の所定の位置に対面する。ここに、所定の位置は、基材31において位相差層33の塗工を開始するべき位置として定められた位置(塗工開始位置)である。   Furthermore, a base material 31 as the base body 30 is disposed at a position facing the slit 8 of the die coater 1. At this time, the slit 8 of the die coater 1 faces a predetermined position in the surface where the retardation layer 33 is to be formed on the base material 31. Here, the predetermined position is a position (coating start position) determined as a position where the coating of the retardation layer 33 should be started on the base material 31.

こうして、ダイコータ1に基材31がセットされると、上記したダイコート1によるダイコーティング方法と同様にして、ダイコータ1は、ポンプ13を作動させて塗料14たる液晶材料組成物を塗料貯留部11からダイ本体2の口金4に向けて送り出す(図4)。そして、塗料14は口金4内をマニホールド7、スロット9、スリット8を順に通じて基材31表面上へと吐出される。その際、ダイコータ1では、加熱機構3の作動により、口金4が加熱されており、その熱が液晶材料組成物に伝えられて液晶材料組成物が所定の温度に加熱される。すなわち、液晶材料組成物が所定の温度に加熱されつつスリット8より基材31表面に吐出される。   Thus, when the base material 31 is set on the die coater 1, the die coater 1 operates the pump 13 to move the liquid crystal material composition as the paint 14 from the paint reservoir 11 in the same manner as the die coating method using the die coat 1 described above. It sends out toward the base 4 of the die body 2 (FIG. 4). Then, the paint 14 is discharged onto the surface of the base material 31 through the base 4 through the manifold 7, the slot 9 and the slit 8 in this order. At that time, in the die coater 1, the base 4 is heated by the operation of the heating mechanism 3, and the heat is transmitted to the liquid crystal material composition to heat the liquid crystal material composition to a predetermined temperature. That is, the liquid crystal material composition is discharged to the surface of the base material 31 from the slit 8 while being heated to a predetermined temperature.

なお、液晶材料組成物の加熱について、ダイコータ1は、加熱機構3にて、口金4を、液晶化合物が液晶相を示す温度範囲内の所定の温度まで加熱するとともに、その温度を維持することが好ましい。これにより、液晶材料組成物の加熱温度は、口金4と同様の所定の温度、すなわち液晶相を示す温度範囲内の所定の温度に加熱され、その状態を維持することができる。   In addition, about the heating of a liquid-crystal material composition, the die-coater 1 can maintain the temperature while heating the nozzle | cap | die 4 to the predetermined temperature in the temperature range in which a liquid crystal compound shows a liquid crystal phase with the heating mechanism 3. preferable. Thereby, the heating temperature of the liquid crystal material composition is heated to a predetermined temperature similar to that of the base 4, that is, a predetermined temperature within a temperature range showing a liquid crystal phase, and can maintain that state.

さらに、ダイコータ1として、温度計測機構17を備えるものが用いられる場合には、口金4の温度を検出し、その温度に応じて加熱機構3による口金4の加熱が調整される。これにより、ダイコータ1は、スリット8の位置における液晶材料組成物の温度を所定の温度範囲内に維持する。   Further, when the die coater 1 including the temperature measuring mechanism 17 is used, the temperature of the base 4 is detected, and the heating of the base 4 by the heating mechanism 3 is adjusted according to the temperature. Thereby, the die coater 1 maintains the temperature of the liquid crystal material composition at the position of the slit 8 within a predetermined temperature range.

ダイコータ1は、塗料14をなす液晶材料組成物の吐出に応じて、適宜、ダイ本体2を基材31表面に対して相対的に移動させる。これにともなって、基材31の面上に塗工膜が形成される。すなわち、口金4に対し基材31を相対的に送っていきつつ、口金4のスリット8を通して基材31上に液晶材料組成物を塗布し塗工膜を形成していく。そして、口金4のスリット8が基材31表面上の塗工膜の形成を終了させる位置として定められた位置(塗工終了予定位置)に対面するまで口金4に対し基材31を相対的に送ると、ポンプ13の作動が停止してダイコータ1は液晶材料組成物の吐出を終える。このとき、基材31の所定の領域(口金4と基材31の相対的な移動方向に塗工開始位置から塗工終了予定位置までの領域)に塗工膜(液晶塗布膜)が形成された状態が形成されている。   The die coater 1 appropriately moves the die body 2 relative to the surface of the base material 31 according to the discharge of the liquid crystal material composition forming the coating material 14. Along with this, a coating film is formed on the surface of the substrate 31. That is, the liquid crystal material composition is applied onto the base material 31 through the slits 8 of the base 4 while the base material 31 is sent relative to the base 4 to form a coating film. Then, the base material 31 is moved relative to the base 4 until the slit 8 of the base 4 faces a position (position where the coating is scheduled to be finished) determined as a position where the formation of the coating film on the surface of the base material 31 is finished. When sent, the operation of the pump 13 stops and the die coater 1 finishes discharging the liquid crystal material composition. At this time, a coating film (liquid crystal coating film) is formed in a predetermined region of the base material 31 (a region from the coating start position to the coating end planned position in the relative movement direction of the base 4 and the base material 31). A state is formed.

また、基体基材31表面上に液晶塗布膜が成膜されると、基材31と液晶塗布膜の積層体を乾燥して(乾燥工程)、液晶塗布膜中の溶媒を留去する。その乾燥工程は、減圧乾燥によって減圧状態下で行われる他、大気圧下で行われてもよいが、大気圧下で自然乾燥されることが、液晶分子により均一に配向性を付与することができて好ましい。   When the liquid crystal coating film is formed on the surface of the base substrate 31, the laminate of the base material 31 and the liquid crystal coating film is dried (drying process), and the solvent in the liquid crystal coating film is distilled off. The drying step may be performed under reduced pressure by reduced pressure drying or under atmospheric pressure, but may be performed under atmospheric pressure, but may be naturally dried under atmospheric pressure to uniformly impart orientation to liquid crystal molecules. This is preferable.

基材31表面に液晶材料組成液を塗布して得られる塗工膜に含まれる重合性液晶化合物は、例えば次に示すように配向される。位相差層33が正のCプレートとしての光学補償機能を奏する層構造である場合、重合性液晶化合物をなす液晶分子は垂直配向され、ホメオトロピック配向した位相差層33が形成されることになる。液晶分子に対する配向性の付与は、液晶塗布膜を加熱して、液晶塗布膜の温度を、液晶塗布膜中に含まれる液晶分子が液晶相となる温度(液晶相温度)以上、液晶塗布膜中に含まれる液晶分子が等方相(液体相)となる温度未満にすることで、実施される。このとき液晶塗布膜の加熱手段は、特に限定されず、液晶塗布膜を形成した基材を加熱雰囲気下におく手段でもよいし、液晶塗布膜に赤外線を照射して加熱する手段でもよい。   The polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film obtained by applying the liquid crystal material composition liquid to the surface of the base material 31 is aligned as shown below, for example. When the retardation layer 33 has a layer structure having an optical compensation function as a positive C plate, the liquid crystal molecules forming the polymerizable liquid crystal compound are vertically aligned, and the retardation layer 33 having homeotropic alignment is formed. . For imparting orientation to the liquid crystal molecules, the liquid crystal coating film is heated, and the temperature of the liquid crystal coating film is higher than the temperature at which the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film become a liquid crystal phase (liquid crystal phase temperature). It is carried out by setting the temperature below the temperature at which the liquid crystal molecules contained in the isotropic phase (liquid phase). At this time, the heating means for the liquid crystal coating film is not particularly limited, and may be a means for placing the substrate on which the liquid crystal coating film is formed in a heating atmosphere, or a means for heating the liquid crystal coating film by irradiating infrared rays.

なお、重合性液晶分子を配向させる方法は、上記方法による他、液晶塗布膜に含まれる重合性液晶分子やこの液晶塗布膜の状態に応じ、液晶塗布膜を一旦等方相温度まで加熱し、その後に液晶塗布膜を冷却し、その冷却の過程で自発的に液晶分子に配向を誘起させる方法や、液晶塗布膜に対して所定方向から電場や磁場を負荷する方法によっても実現可能である。   In addition to the above method, the method of aligning the polymerizable liquid crystal molecules is to heat the liquid crystal coating film to an isotropic phase temperature according to the polymerizable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film and the state of the liquid crystal coating film, Thereafter, the liquid crystal coating film can be cooled, and a method of spontaneously inducing alignment in liquid crystal molecules during the cooling process, or a method of applying an electric field or a magnetic field from a predetermined direction to the liquid crystal coating film can be realized.

また、液晶相となる温度範囲が室温よりも高く、通常室温では液晶相を示さない重合性液晶分子が液晶材料組成物に含有される液晶分子として用いられた場合であっても、室温で過冷却状態の液晶相を示す液晶分子を含有した液晶材料組成物であれば、その液晶材料組成物を、液晶分子が液晶相を示す時間の範囲内で、室温でも、配向性を付与された液晶分子を含有する液晶塗布膜を形成するために使用することが可能である。   Further, even when polymerizable liquid crystal molecules that have a liquid crystal phase higher than room temperature and usually do not exhibit a liquid crystal phase at room temperature are used as the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal material composition, If it is a liquid crystal material composition containing a liquid crystal molecule exhibiting a liquid crystal phase in a cooled state, the liquid crystal material composition is a liquid crystal that has been given orientation even at room temperature within the time range in which the liquid crystal molecule exhibits a liquid crystal phase. It can be used to form a liquid crystal coating film containing molecules.

このようにして液晶塗布膜中に含まれる液晶分子が配向された状態が形成されると、液晶分子同士を重合反応(液晶分子が架橋重合性液晶分子の場合は、架橋重合反応)させる。   Thus, when the state in which the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film are aligned is formed, the liquid crystal molecules are subjected to a polymerization reaction (in the case where the liquid crystal molecules are crosslinkable liquid crystal molecules), a crosslink polymerization reaction is performed.

この重合反応は、液晶材料組成物中に添加された光重合開始剤の感光波長の光(具体的には例えば紫外線)などの活性放射線を、液晶相の状態となっている液晶分子を含有している液晶塗布膜に向けて、その液晶塗布膜全面に照射することで進行する。このとき、液晶塗布膜に照射する光の波長は、この塗膜中に含まれている光重合開始剤の種類に応じて適宜選択される。なお、液晶塗布膜に照射する光は、単色光に限らず、光重合開始剤の感光波長を含む一定の波長域を持った光であってもよい。   This polymerization reaction contains liquid crystal molecules that are in a liquid crystal phase with actinic radiation such as light having a photosensitive wavelength (specifically, for example, ultraviolet rays) of a photopolymerization initiator added to the liquid crystal material composition. It progresses by irradiating the entire liquid crystal coating film toward the liquid crystal coating film. At this time, the wavelength of light applied to the liquid crystal coating film is appropriately selected according to the type of photopolymerization initiator contained in the coating film. The light applied to the liquid crystal coating film is not limited to monochromatic light, and may be light having a certain wavelength range including the photosensitive wavelength of the photopolymerization initiator.

また、液晶分子の重合反応は、液晶塗布膜が液晶相を示す状態で、光重合開始剤の感光波長の光などの活性放射線を、遮光パターンを有するフォトマスクなどを介して液晶塗布膜に照射して(露光して)重合反応を部分的に進行させ(部分的重合工程という)、部分的重合工程の後、液晶分子が等方相となる温度(Ti)まで液晶塗布膜を加熱し、この状態でさらに感光波長の光などの活性放射線を液晶塗布膜に照射して重合反応を進行させる方法や、部分的重合工程の後に液晶塗布膜を温度Ti以上に加熱して液晶分子を熱重合させる処理を施すことにより液晶塗布膜に含まれる液晶分子の重合反応を所定の重合度に至るまで進める方法で実施されてもよい。なお、上記した温度Tiは、重合反応を進行させる前の液晶塗布膜において液晶分子が等方相となる温度である。   In addition, the polymerization reaction of the liquid crystal molecules is performed by irradiating the liquid crystal coating film with actinic radiation such as light having a photosensitive wavelength of the photopolymerization initiator through a photomask having a light shielding pattern in a state where the liquid crystal coating film exhibits a liquid crystal phase. (Exposure) to partially advance the polymerization reaction (referred to as a partial polymerization step), and after the partial polymerization step, the liquid crystal coating film is heated to a temperature (Ti) at which the liquid crystal molecules become isotropic, In this state, the liquid crystal coating film is further irradiated with actinic radiation such as light having a photosensitive wavelength to advance the polymerization reaction, or after the partial polymerization step, the liquid crystal coating film is heated to a temperature Ti or higher to thermally polymerize liquid crystal molecules. It may be carried out by a method in which the polymerization reaction of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film is advanced to a predetermined degree of polymerization by performing the treatment. The temperature Ti described above is a temperature at which the liquid crystal molecules become isotropic in the liquid crystal coating film before the polymerization reaction proceeds.

また、液晶分子の重合反応がフォトマスクを用いた部分的重合工程を経て実施される場合、液晶塗布膜を形成した基材に対して部分的重合工程が実施された後、その基材を、液晶分子の重合反応が不十分で未硬化な状態にある液晶材料組成物を溶解可能な溶液に浸漬することにより、液晶塗布膜において液晶分子の重合反応が進まなかった部分を基材面から除去し、基材上に液晶相の液晶分子を含む層構造を所定のパターンで形成する(パターニングする)ことも可能である。   In addition, when the polymerization reaction of liquid crystal molecules is performed through a partial polymerization process using a photomask, after the partial polymerization process is performed on the substrate on which the liquid crystal coating film is formed, By immersing the liquid crystal material composition in an uncured state where the polymerization reaction of the liquid crystal molecules is insufficient, the portion of the liquid crystal coating film where the polymerization reaction of the liquid crystal molecules did not proceed is removed from the substrate surface. It is also possible to form (pattern) a layer structure including liquid crystal molecules in a liquid crystal phase on the substrate in a predetermined pattern.

なお活性放射線を照射して液晶塗布膜中の液晶化合物をなす液晶分子を重合反応させることによる液晶塗布膜の硬化は、空気雰囲気下で実施されるのみならず、不活性ガス雰囲気中でも実施できる。   The curing of the liquid crystal coating film by irradiating actinic radiation to polymerize the liquid crystal molecules forming the liquid crystal compound in the liquid crystal coating film can be performed not only in an air atmosphere but also in an inert gas atmosphere.

なお、位相差層33の形成にあたり、基材31と位相差層33との間に予め垂直配向膜を介在させ、垂直配向膜の表面に対して直接に位相差層33が積層形成されてもよく、こうすることで、位相差層33の光軸をより均一化しつつz軸方向に向けることができて好ましい。   In forming the retardation layer 33, a vertical alignment film is interposed in advance between the base material 31 and the retardation layer 33, and the retardation layer 33 is laminated directly on the surface of the vertical alignment film. This is preferable because the optical axis of the retardation layer 33 can be oriented in the z-axis direction while making it more uniform.

垂直配向膜は、垂直配向膜を構成する成分を含んだ垂直配向膜組成液をフレキソ印刷やスピンコート等の方法で基材31上に塗布して垂直配向膜形成用塗膜を形成し、この塗膜を硬化させることで形成することができる。垂直配向膜組成液としてはポリイミドを含む溶液が挙げられる。そのようなポリイミドを含む垂直配向膜組成液としては、具体的には、日産化学社製のSE−7511やSE−1211、あるいはJSR社製のJALS−2021−R2等を挙げることができる。   The vertical alignment film is formed by applying a vertical alignment film composition liquid containing a component constituting the vertical alignment film on the substrate 31 by a method such as flexographic printing or spin coating to form a vertical alignment film-forming coating film. It can be formed by curing the coating film. Examples of the vertical alignment film composition liquid include a solution containing polyimide. Specific examples of such a vertical alignment film composition liquid containing polyimide include SE-7511 and SE-1211 manufactured by Nissan Chemical Industries, and JALS-2021-R2 manufactured by JSR.

垂直配向膜は、その膜厚みが100Åから1000Å程度の範囲であることが好ましい。垂直配向膜の膜厚が、0.01μmよりも薄いと、液晶分子を垂直配向させる効果を発揮させることが困難になる虞が大きくなる。また、垂直配向膜の膜厚が1μmよりも厚いと、この垂直配向膜による光の散乱の程度が大きくなって光学素子1の光透過率の低下を来す虞が大きくなる。   The vertical alignment film preferably has a thickness of about 100 to 1000 mm. If the thickness of the vertical alignment film is smaller than 0.01 μm, there is a high possibility that it is difficult to exert the effect of vertically aligning the liquid crystal molecules. Further, if the thickness of the vertical alignment film is larger than 1 μm, the degree of light scattering by the vertical alignment film is increased, and there is a high possibility that the light transmittance of the optical element 1 is lowered.

なお、垂直配向膜が撥水性又は撥油性の高いものである場合には、ダイコータ1にて垂直配向膜上に液晶材料組成物を塗布して位相差層33を形成する前に、液晶分子を垂直配向させることが可能な範囲内でUV洗浄やプラズマ処理を施して、液晶組成液を塗布しようとする垂直配向膜表面の濡れ性を予め高めておいてもよい。   In the case where the vertical alignment film has high water repellency or oil repellency, before the phase difference layer 33 is formed by applying the liquid crystal material composition on the vertical alignment film by the die coater 1, The wettability of the surface of the vertical alignment film to which the liquid crystal composition liquid is to be applied may be increased in advance by performing UV cleaning or plasma treatment within a range where vertical alignment is possible.

<負のCプレートである場合>
位相差層33が「−Cプレート」としての光学補償機能を有する層である場合、位相差層33は、その光軸がz軸方向に向かうように、負の誘電率異方性の液晶化合物を用いてその液晶化合物を構成する液晶分子を配向させて固定することにより形成できる。そのほか、「−Cプレート」としての光学補償機能を有する位相差層33は、上記「+Cプレート」を作成する際の架橋性ネマチック液晶(例えば、化合物(I)(II)(III))などの液晶化合物を含む液晶材料組成物を用いて、これにカイラル剤を添加して、重合性液晶分子にコレステリック規則性を付与してカイラルネマチック液晶となすための液晶組成物(カイラル剤含有液晶組成物ということがある)を調製し、そのカイラル剤含有液晶組成物を用いて形成してもよい。
<In case of negative C plate>
When the retardation layer 33 is a layer having an optical compensation function as a “-C plate”, the retardation layer 33 is a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy so that its optical axis is directed in the z-axis direction. Can be formed by aligning and fixing liquid crystal molecules constituting the liquid crystal compound. In addition, the retardation layer 33 having an optical compensation function as the “−C plate” is used for the crosslinkable nematic liquid crystal (for example, the compounds (I), (II), and (III)) used for forming the “+ C plate”. A liquid crystal composition comprising a liquid crystal material composition containing a liquid crystal compound and adding a chiral agent thereto to impart cholesteric regularity to polymerizable liquid crystal molecules to form a chiral nematic liquid crystal (chiral agent-containing liquid crystal composition) And may be formed using the chiral agent-containing liquid crystal composition.

カイラル剤含有液晶組成物を用いた位相差層33をダイコータ1にて形成するにあたっては、具体的に、まず、上記したような液晶化合物と、カイラル剤と、光開始剤と、溶媒を混合して液晶材料組成液を調整する。この液晶材料組成液を塗料14として用いて「+Cプレート」を作成する場合と同様にしてダイコータ1にて基材31面上に塗布して塗工膜を作成して、その塗工膜に含まれる液晶化合物を重合して焼成することにより、「−Cプレート」としての光学機能を備える位相差層33が形成される。なお液晶化合物の重合は、上記「+Cプレート」の場合と同様に、活性放射線を塗工膜に照射することによって実施することができる。   In forming the retardation layer 33 using the chiral agent-containing liquid crystal composition with the die coater 1, specifically, first, the liquid crystal compound as described above, the chiral agent, the photoinitiator, and the solvent are mixed. To prepare a liquid crystal material composition liquid. The liquid crystal material composition liquid is used as the coating material 14 to create a “+ C plate” on the surface of the substrate 31 with the die coater 1 to create a coating film, which is included in the coating film. The retardation layer 33 having an optical function as a “-C plate” is formed by polymerizing and firing the liquid crystal compound. The polymerization of the liquid crystal compound can be carried out by irradiating the coating film with actinic radiation as in the case of the “+ C plate”.

カイラル剤としては、分子内に光学活性な部位を有する低分子量化合物で、分子量1500以下の化合物であることが好ましい。カイラル剤としては化1に示す化合物(I)、化2に示す化合物(II)や化3、化4に示す化合物(III)と溶液状態或いは溶融状態で相溶性を有し、かつ架橋性ネマチック液晶の分子の液晶性を損なうことなく螺旋ピッチを誘起できるものであればよい。ただし、カイラル剤としては、その分子構造中における両方の末端部位に重合性官能基を有するものが、耐熱性の良い位相差層33を得る上で好ましく、またカイラル剤は分子構造内に光学活性な部位を有する化合物であることが重要である。   The chiral agent is preferably a low molecular weight compound having an optically active site in the molecule and having a molecular weight of 1500 or less. As the chiral agent, the compound (I) shown in Chemical formula 1, the compound (II) shown in Chemical formula 2, the compound (III) shown in Chemical formula 3, and the chemical formula (III) shown in Chemical formula 4 are compatible with each other in a solution state or a molten state, and are crosslinkable nematics. Any material that can induce the helical pitch without impairing the liquid crystal properties of the liquid crystal molecules may be used. However, as the chiral agent, those having polymerizable functional groups at both terminal sites in the molecular structure are preferable for obtaining the retardation layer 33 having good heat resistance, and the chiral agent is optically active in the molecular structure. It is important that the compound has a different site.

このようなカイラル剤が、化1に示す化合物(I)、化2に示す化合物(II)や化3、化4に示す化合物(III)を重合性液晶化合物として含む液晶材料組成物において配合されると、その液晶材料組成物を用いて位相差層33を形成するにあたり、位相差層33に含まれる重合性液晶化合物に対して正の一軸ネマチック規則性で螺旋ピッチを誘起することができる。   Such a chiral agent is blended in a liquid crystal material composition containing the compound (I) shown in Chemical formula 1, the compound (II) shown in Chemical formula 2, the compound (III) shown in Chemical formula 3, and the chemical formula (III) shown in Chemical formula 4 as polymerizable liquid crystal compounds. Then, in forming the retardation layer 33 using the liquid crystal material composition, a helical pitch can be induced with positive uniaxial nematic regularity with respect to the polymerizable liquid crystal compound contained in the retardation layer 33.

カイラル剤は、液晶化合物をなす液晶分子を螺旋状に配向させるために添加されるが、液晶分子が近紫外線領域の螺旋ピッチをとると選択反対現象により特定色の反射色を生じることから、カイラル剤の配合量は、選択反対現象が紫外領域になるような螺旋ピッチが得られるような量とすることが好ましい。   The chiral agent is added to align the liquid crystal molecules forming the liquid crystal compound in a spiral shape, but when the liquid crystal molecules take a helical pitch in the near-ultraviolet region, a reflection color of a specific color is produced by a selective opposite phenomenon. The blending amount of the agent is preferably such that a spiral pitch is obtained such that the selective opposite phenomenon is in the ultraviolet region.

またカイラル剤としては、例えば1つもしくは2つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、またはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物等が挙げられるが、選択したカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性の破壊、配向性の低下を招き、また非重合性のカイラル剤の場合には重合性液晶分子同士の重合による硬化性能を低下させる事態を招くばかりか、液晶材料組成液を用いて形成される位相差層の電気的信頼性を低下させる事態を招く虞があり、更に光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用はコストアップを招く。従ってカイラル剤としては、少量でも液晶分子の配向に螺旋ピッチを誘発させる効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、より具体的には、例えばMerck社製S−811等の市販のものを用いることができる。   The chiral agent includes, for example, a compound having one or more asymmetric carbons, a compound having an asymmetric point on a heteroatom such as a chiral amine or chiral sulfoxide, or a shaft such as cumulene or binaphthol. Examples include compounds with asymmetry, but depending on the properties of the selected chiral agent, nematic regularity may be destroyed and the orientation may be deteriorated. A chiral agent having not only a situation in which the curing performance by polymerization is lowered but also a situation in which the electrical reliability of the retardation layer formed using the liquid crystal material composition liquid is lowered, and having an optically active site. The use of a large amount of increases the cost. Accordingly, as the chiral agent, it is preferable to select a chiral agent that has a large effect of inducing a helical pitch in the alignment of liquid crystal molecules even in a small amount, and more specifically, a commercially available product such as S-811 manufactured by Merck is used. be able to.

<正のAプレートである場合>
位相差層33が「+Aプレート」としての光学補償機能を有する層である場合、位相差層33は、液晶化合物をなす正の誘電率異方性の液晶分子をその光軸がx軸とy軸を含むxy平面に平行するように配向させて固定することにより形成される。
<In case of positive A plate>
When the retardation layer 33 is a layer having an optical compensation function as a “+ A plate”, the retardation layer 33 includes liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy that form a liquid crystal compound, the optical axes of which are the x axis and the y axis. It is formed by being oriented and fixed so as to be parallel to the xy plane including the axis.

より具体的には、液晶分子を水平配向させることが可能な樹脂膜(水平配向膜)を構成する樹脂材料を調整し、その樹脂材料を基材31面上に塗布して水平配向膜形成用塗膜を形成し、水平配向膜形成用塗膜の表面をラビング処理や光配向処理を施すことによって水平配向膜を得て、基材形成材と水平配向膜とで基体30となす。その一方で、液晶化合物を溶媒に溶解させた液晶材料組成液を調整する。そして、その液晶材料組成液を塗料14として用い、「+Cプレート」を作成する場合と同様にしてダイコータ1にて、先に形成しておいた基体30の水平配向膜上に塗料14としての液晶材料組成液を塗工して塗工膜を作成し、その塗工膜に含まれる液晶化合物をなす液晶分子を水平配向(プラナー)させて重合させることで水平配向させた状態にて液晶化合物を固定し、塗工膜を位相差層33となす。こうして、「+Aプレート」としての位相差層33を得ることができる。なお液晶分子の重合は、「+Cプレート」を作成する場合と同様に、液晶化合物の感光波長の光や紫外線などといった活性放射線を塗工膜に照射することによって実施することができる。   More specifically, a resin material constituting a resin film (horizontal alignment film) capable of horizontally aligning liquid crystal molecules is adjusted, and the resin material is applied on the surface of the base material 31 to form a horizontal alignment film. A coating film is formed, and the surface of the coating film for forming a horizontal alignment film is subjected to a rubbing process or a photo-alignment process to obtain a horizontal alignment film, and the substrate forming material and the horizontal alignment film form the substrate 30. On the other hand, a liquid crystal material composition solution in which a liquid crystal compound is dissolved in a solvent is prepared. Then, the liquid crystal material composition liquid is used as the coating material 14, and the liquid crystal as the coating material 14 is formed on the horizontal alignment film of the substrate 30 previously formed by the die coater 1 in the same manner as in the case of creating the “+ C plate”. The material composition liquid is applied to form a coating film, and the liquid crystal compound in the horizontally aligned state is obtained by horizontally aligning (polymerizing) the liquid crystal molecules forming the liquid crystal compound contained in the coating film. Then, the coating film is made the retardation layer 33. Thus, the retardation layer 33 as a “+ A plate” can be obtained. The polymerization of the liquid crystal molecules can be carried out by irradiating the coating film with actinic radiation such as light having a photosensitive wavelength of the liquid crystal compound or ultraviolet rays, as in the case of preparing the “+ C plate”.

<ダイコータを用いて得られる光学素子(第2の形態)>
上記では、第1の形態の光学素子として、基体30として基材31からなるものを用いる場合について説明したが、これに限定されず、基体30として基材31表面上に所定の層構造を積層したものが用いられて光学素子1が形成されてもよい(第2の形態の光学素子)。この場合、基材31に積層される層構造としては、厚み方向に進行する光を遮断する遮光層をなすブラックマトリクスや、そうした光のうち所定範囲の波長の可視光を通過させる層や、それらを適宜組み合わせてなる着色層、などといった層構造を挙げることができる。
<Optical element obtained using a die coater (second embodiment)>
In the above description, the optical element of the first embodiment has been described with respect to the case where the substrate 30 is made of the substrate 31. However, the present invention is not limited to this, and a predetermined layer structure is laminated on the substrate 31 surface as the substrate 30. The optical element 1 may be formed by using the above (optical element of the second form). In this case, the layer structure laminated on the base material 31 includes a black matrix that forms a light shielding layer that blocks light traveling in the thickness direction, a layer that transmits visible light having a predetermined range of such light, A layer structure such as a colored layer formed by appropriately combining the above can be given.

ダイコータ1を用いてなる光学素子32について、光学素子32は、光透過性を有する基材31と所定波長の可視光を通過させる着色層を備えた構造体(カラーフィルター)を基体30として、その基体30面上(カラーフィルター面上)に対してダイコータ1にて位相差層33を設けたものであってもよい。   Regarding the optical element 32 using the die coater 1, the optical element 32 includes a base body 31 having a light transmitting property and a structure (color filter) including a colored layer that transmits visible light having a predetermined wavelength as a base 30. The retardation layer 33 may be provided on the surface of the substrate 30 (on the color filter surface) by the die coater 1.

そこで、光学素子32について、基体30が基材31の表面上に、色パターンとブラックマトリクスとを有する着色層を形成してなる構造体である場合を一例として説明する(図7、8)。図7、図8は、光学素子32の実施例の一つを説明するための断面を示すそれぞれ概略断面図、概略平面図である。なお、図8では、説明の都合上、位相差層33を省略している。   Therefore, the optical element 32 will be described as an example in which the base 30 is a structure formed by forming a colored layer having a color pattern and a black matrix on the surface of the base 31 (FIGS. 7 and 8). FIGS. 7 and 8 are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view, respectively, showing a cross-section for explaining one example of the optical element 32. In FIG. 8, the retardation layer 33 is omitted for convenience of explanation.

光学素子32は、基材31の一方の表面に遮光性のブラックマトリクス45が縦横に格子状(格子縞状)に塗工形成され、これによりブラックマトリクス45の非形成領域が開口部50として格子点状に多数形成される。このとき、ブラックマトリクス45の形成領域が遮光部に相当し、開口部50が透過部に相当する。   In the optical element 32, a light-shielding black matrix 45 is applied to one surface of the base material 31 in a grid pattern (lattice striped pattern) in the vertical and horizontal directions. Many are formed in a shape. At this time, the formation region of the black matrix 45 corresponds to a light shielding portion, and the opening 50 corresponds to a transmission portion.

ブラックマトリクス45は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜を基材31面にパターニングすることにより、形成することができる。また、ブラックマトリクス45は、黒色顔料を含む樹脂等の有機材料を所定形状に印刷することにより形成することも可能である。   The black matrix 45 can be formed by patterning a metal thin film having a light-shielding property or a light-absorbing property such as a metal chromium thin film or a tungsten thin film on the surface of the substrate 31. The black matrix 45 can also be formed by printing an organic material such as a resin containing a black pigment in a predetermined shape.

ブラックマトリクス45を配置した基材31の上には、開口部50を覆うように三色の色パターン46,47,48が短冊状に配列されて、これら色パターン46,47,48とブラックマトリクス45とで着色層43が形成されている(図7、図8)。色パターン46,47,48は光透過性を有しており、透過する可視光を分光してそれぞれ赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光となす。したがって図3に二点鎖線で示すように、RGBの三色の色パターン(赤色(R)の色パターン46、緑色(G)の色パターン47、青色(B)の色パターン48)によってそれぞれ被覆された開口部50が形成されてそれぞれ画素をなし、そして三色の色パターン46,47,48によって被覆された三つの開口部50があわさって、一つの絵素51が形成される。   On the base material 31 on which the black matrix 45 is arranged, three color patterns 46, 47, 48 are arranged in a strip shape so as to cover the opening 50, and these color patterns 46, 47, 48 and the black matrix are arranged. 45, a colored layer 43 is formed (FIGS. 7 and 8). The color patterns 46, 47, and 48 are light transmissive, and the visible light that is transmitted is split into red (R), green (G), and blue (B) light, respectively. Therefore, as shown by a two-dot chain line in FIG. 3, each of the three RGB color patterns (red (R) color pattern 46, green (G) color pattern 47, blue (B) color pattern 48) is covered. Each of the openings 50 is formed to form a pixel, and the three openings 50 covered by the three color patterns 46, 47, and 48 are combined to form one picture element 51.

色パターン46,47,48は、色種ごとに、各色種に対応する顔料と樹脂などを配合してなる着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液を基材31に塗布して形成される塗膜を、例えばフォトリソグラフィー法で、例えば短冊状などといった所定形状にパターニングすることで形成されるほか、着色材料分散液を所定形状に基材31に塗布することによっても形成できる。   The color patterns 46, 47, 48 are formed by applying, to the base material 31, a coloring material dispersion in which a coloring material obtained by blending a pigment corresponding to each color type and a resin is dispersed in a solvent for each color type. In addition to being formed by patterning the coating film to be formed into a predetermined shape such as a strip shape, for example, by photolithography, it can also be formed by applying the coloring material dispersion liquid to the base material 31 in a predetermined shape.

着色層43においてブラックマトリクス45が形成される場合、このブラックマトリクス45は、遮光部としての機能として、おおよそ短冊状に塗工される色パターン46,47,48の混色を防止する機能と、開口部50を平面視上区画化して、絵素51の輪郭を鮮明化する機能、さらにまた、光学素子32が液晶ディスプレイに組み込まれる際に、基板に通常配置され液晶を駆動させるために用いられるTFTなどといった駆動回路などを、透過光から隠蔽する機能を併せもつ。   When the black matrix 45 is formed in the colored layer 43, the black matrix 45 has a function of preventing color mixture of the color patterns 46, 47, and 48 applied in a roughly strip shape as a light shielding portion, and an opening. The function of partitioning the portion 50 in plan view to sharpen the outline of the picture element 51. Furthermore, when the optical element 32 is incorporated in a liquid crystal display, a TFT that is normally disposed on the substrate and used to drive the liquid crystal It also has a function of concealing drive circuits and the like from transmitted light.

この光学素子32においては、ブラックマトリクス45の配置形状は矩形格子状である場合に限定されず、ストライプ状や三角格子状などに形成してもよい。また着色層43を構成する色パターンについても、RGB方式の三色の場合のほか、その補色系であるCMY方式とすることも可能であり、さらに単色もしくは二色の場合、または四色以上の場合なども採りうる。また色パターンの形状も、短冊状にパターン形成する場合のほか、矩形状や三角形状などの微細パターンを基材2上に多数分散配置するパターンの場合など、目的に応じて種々のパターンを採りうる。   In this optical element 32, the arrangement shape of the black matrix 45 is not limited to a rectangular lattice shape, and may be formed in a stripe shape or a triangular lattice shape. Further, the color pattern constituting the colored layer 43 can also be a CMY system that is a complementary color system in addition to the RGB system of three colors, and further, in the case of a single color or two colors, or more than four colors. Cases can also be taken. In addition to the case where the color pattern is formed in a strip shape, a variety of patterns may be adopted depending on the purpose, such as a pattern in which a large number of fine patterns such as a rectangular shape or a triangular shape are dispersedly arranged on the substrate 2. sell.

なお、光学素子32においては、基材31と位相差層33との間には、ブラックマトリクス45のみが形成されていてもよいし、あるいは、ブラックマトリクス45を形成されずに色パターン46、47、48のうちのいずれかのみ、あるいは2種類、または3種類が形成されていてもよい。   In the optical element 32, only the black matrix 45 may be formed between the base material 31 and the retardation layer 33, or the color patterns 46 and 47 may be formed without forming the black matrix 45. 48, only two types, or two types or three types may be formed.

なお、上記した第1の形態の光学素子、第2の形態の光学素子のいずれについても、ダイコータ1を用いて液晶材料組成液を基体30上に塗工して作製された塗工膜に含まれる液晶化合物をなす液晶分子を重合させてその塗工膜を位相差層33となした後に、重合された液晶分子を含む位相差層33を更に加熱する処理(重合後加熱処理ということがある)が施されることが、位相差層33の硬さを向上させることができて好ましい。ただし、重合後加熱処理を行う場合、基材31は、耐熱性を有することが必要であることから、基材31を構成する基材形成材として耐熱性を有するガラス基板などが好ましく用いられる。   Note that both the optical element of the first form and the optical element of the second form described above are included in the coating film produced by applying the liquid crystal material composition liquid onto the substrate 30 using the die coater 1. After the liquid crystal molecules forming the liquid crystal compound are polymerized to form the coating film as the retardation layer 33, the retardation layer 33 containing the polymerized liquid crystal molecules is further heated (sometimes referred to as post-polymerization heating treatment). ) Is preferable because the hardness of the retardation layer 33 can be improved. However, when the post-polymerization heat treatment is performed, the base material 31 is required to have heat resistance, and therefore, a glass substrate having heat resistance is preferably used as the base material forming material constituting the base material 31.

重合後加熱処理を行うにあたり、位相差層33の加熱温度は、150〜260℃であるが、200〜250℃であることが、重合後加熱処理後において位相差層33を、重合後加熱処理の前よりも効果的に硬くすることができる観点から好ましい。重合後加熱処理を行う時間については、5〜90分であるが、重合後加熱処理を行う際の加熱温度についての上記観点と同様の観点から、15〜30分程度であることが好ましい。なお、加熱温度が260℃もしくは加熱時間が90分を超えると、位相差層33の硬度・強度は上がるが位相差層33自体が強く黄変してしまう虞が大きくなり、一方加熱温度が150℃もしくは加熱時間が5分を下回ると、十分な硬度・強度が得られない虞が大きくなる。   In performing the post-polymerization heat treatment, the heating temperature of the retardation layer 33 is 150 to 260 ° C., but 200 to 250 ° C. indicates that the post-polymerization heat treatment is performed on the retardation layer 33 after the polymerization. From the viewpoint that it can be hardened more effectively than before. The time for performing the post-polymerization heat treatment is 5 to 90 minutes, but is preferably about 15 to 30 minutes from the same viewpoint as the above-mentioned viewpoint for the heating temperature when performing the post-polymerization heat treatment. When the heating temperature is 260 ° C. or the heating time exceeds 90 minutes, the hardness and strength of the retardation layer 33 are increased, but there is a greater possibility that the retardation layer 33 itself is strongly yellowed, while the heating temperature is 150 When the temperature is less than 5 minutes, the possibility that sufficient hardness and strength cannot be obtained increases.

そして、位相差層33は、加熱された後、降温される。   The phase difference layer 33 is heated and then cooled.

重合後加熱処理は、基体30に位相差層33を形成した構造体を、オーブン装置などの焼成装置に導入し、圧力が大気圧、空気雰囲気の条件下で焼成することによって具体的に実施できる。その他、赤外線照射による方法でも実施することができる。   The post-polymerization heat treatment can be specifically carried out by introducing the structure in which the retardation layer 33 is formed on the substrate 30 into a baking apparatus such as an oven apparatus, and baking under a pressure of atmospheric pressure and an air atmosphere. . In addition, it can implement also by the method by infrared irradiation.

また、重合後加熱処理の工程を行うにあたり、位相差層33の加熱の際の昇温、加熱後の降温は徐々に行われることが好ましい。   Further, in performing the post-polymerization heat treatment step, it is preferable that the temperature increase during the heating of the retardation layer 33 and the temperature decrease after the heating are performed gradually.

<ダイコータを用いて得られる液晶表示装置>
ダイコータ1を用いて得られる光学素子32を液晶表示装置に組み込むことで、ダイコータ1を用いた液晶表示装置を形成することができる。
<Liquid crystal display device obtained using a die coater>
By incorporating the optical element 32 obtained using the die coater 1 into the liquid crystal display device, a liquid crystal display device using the die coater 1 can be formed.

そこで、ダイコータ1を用いて得られる光学素子32を組み込んだ液晶ディスプレイについて説明する。なお、液晶ディスプレイとしては、IPSモードであって、着色層43を備える光学素子32(第2の形態の光学素子)を組み込んでいる場合(図9)、を例として説明する。図9は、液晶ディスプレイ81を説明するための図である。   Therefore, a liquid crystal display incorporating the optical element 32 obtained by using the die coater 1 will be described. In addition, as a liquid crystal display, it is an IPS mode, and demonstrates the case where the optical element 32 (optical element of a 2nd form) provided with the colored layer 43 is integrated (FIG. 9) as an example. FIG. 9 is a diagram for explaining the liquid crystal display 81.

液晶ディスプレイ81は、図5に示すように、対向する一対の基板55(対向基板52、TFTアレイ基板53)の間に、電場に置かれた状態で電場の変化に応じて駆動可能(配向を変動可能)に液晶ディスプレイ駆動用の液晶組成物(駆動用液晶組成物54)を封入して駆動液晶層58を形成している。そして、液晶ディスプレイ81は、TFTアレイ基板53の厚さ方向に、TFTアレイ基板53の外側位置からTFTアレイ基板53に向かって光を照射するバックライト(図示しない)を配設して構成されている。   As shown in FIG. 5, the liquid crystal display 81 can be driven according to a change in the electric field while being placed in an electric field between a pair of opposing substrates 55 (the counter substrate 52 and the TFT array substrate 53). The liquid crystal composition for driving the liquid crystal display (the liquid crystal composition for driving 54) is sealed in the driving liquid crystal layer 58. The liquid crystal display 81 includes a backlight (not shown) that emits light from the outer position of the TFT array substrate 53 toward the TFT array substrate 53 in the thickness direction of the TFT array substrate 53. Yes.

対向基板52は、基材31上に、ブラックマトリクス45と色パターン46,47,48を備えた着色層43を積層しており、着色層43の表面を被覆して位相差層33を形成している。位相差層33は、上記第2の形態の光学素子を作成する際と同様にダイコータ1を用いて作製される。   In the counter substrate 52, a colored layer 43 having a black matrix 45 and color patterns 46, 47, and 48 is laminated on a base material 31, and the retardation layer 33 is formed by covering the surface of the colored layer 43. ing. The retardation layer 33 is produced using the die coater 1 in the same manner as when producing the optical element of the second embodiment.

さらに位相差層33上には、柱体73が、その基底部(図5において上方側の部分)を、位相差層33表面上所定の位置(柱体形成予定位置)にフォトリソグラフィー法などの公知方法を用いて分散配置されている。柱体形成予定位置は、対向基板52において画素とする部分を除いた部分(非画素部)内に、適宜定められる。   Further, on the retardation layer 33, a column body 73 has a base portion (an upper portion in FIG. 5) placed at a predetermined position on the surface of the retardation layer 33 (a column body formation planned position) by a photolithography method or the like. Dispersed using a known method. The columnar formation planned position is appropriately determined in a portion (non-pixel portion) excluding a portion to be a pixel in the counter substrate 52.

柱体73は、多官能アクリレートを含有するアクリル系、及びアミド系又はエステル系ポリマー等の光硬化可能な感光性を有する樹脂材料から構成されている。   The column 73 is made of a resin material having photocurability, such as acrylic and amide or ester polymers containing polyfunctional acrylate.

対向基板52には、基材31の厚さ方向の表面のうち着色層43の非形成面の上には、直線偏光板63が配置されている。   On the counter substrate 52, a linearly polarizing plate 63 is disposed on the surface of the base material 31 in the thickness direction on the surface where the colored layer 43 is not formed.

TFTアレイ基板53は、透明な基材71のインセル側(駆動用液晶組成物54の封入される側)の面上に、駆動液晶層58の液晶74に対する電圧の印加有無のスイッチング駆動する駆動用回路をなすTFTと、これにより駆動液晶層58への電圧の負荷量が制御される液晶駆動用電極とを設けている(図示せず)。液晶駆動用電極は、駆動液晶層58の面内方向の電場を生じさせるとともに、駆動液晶層58の面内方向に液晶74の配向を変化させる。   The TFT array substrate 53 is for driving for switching driving whether or not a voltage is applied to the liquid crystal 74 of the driving liquid crystal layer 58 on the in-cell side (side where the driving liquid crystal composition 54 is sealed) of the transparent base material 71. A TFT that forms a circuit and a liquid crystal driving electrode that controls the amount of voltage applied to the driving liquid crystal layer 58 are provided (not shown). The liquid crystal driving electrode generates an electric field in the in-plane direction of the driving liquid crystal layer 58 and changes the orientation of the liquid crystal 74 in the in-plane direction of the driving liquid crystal layer 58.

さらに、TFTアレイ基板53は、そのインセル側の最表面に、多数の柱体73の先端部(同図における下方)を当接している。そして、バックライト側基板53には、そのアウトセル側(インセル側とは逆側)の面に、直線偏光板72が配置されている。   Further, the TFT array substrate 53 is in contact with the tip portions (downward in the figure) of a large number of column bodies 73 on the outermost surface on the in-cell side. The backlight substrate 53 is provided with a linearly polarizing plate 72 on the out-cell side (opposite side of the in-cell side).

また、液晶ディスプレイ81において、対向基板52の直線偏光板63と、TFTアレイ基板53の直線偏光板72とは、互いの透過軸が直交するように配されている。なお、図中、直線偏光板63、72の透過軸は矢印にて示す。   In the liquid crystal display 81, the linearly polarizing plate 63 of the counter substrate 52 and the linearly polarizing plate 72 of the TFT array substrate 53 are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other. In the figure, the transmission axes of the linear polarizing plates 63 and 72 are indicated by arrows.

この液晶ディスプレイ81では、対向基板52において、基材31と着色層43と位相差層33が積層されてなる層構造が備えられており、この層構造は、光学素子1を構成する。すなわち、液晶ディスプレイ81には、光学素子1が組み込まれて構成されている。   In the liquid crystal display 81, the counter substrate 52 is provided with a layer structure in which the base material 31, the colored layer 43, and the retardation layer 33 are laminated, and this layer structure constitutes the optical element 1. That is, the liquid crystal display 81 is configured by incorporating the optical element 1.

なお、液晶ディスプレイ81には、必要に応じて、対向基板52における直線偏光板63の内側に、位相差フィルム60が介在配置されていてもよい。図9に示す例では、液晶ディスプレイ81として、位相差層33を正のCプレートの光学補償機能を有する層として形成した光学素子32を組み込み、且つ、位相差フィルム60として、正のAプレートとしての光学補償機能を有するものが示されている。図9中、位相差層33、位相差フィルム60の光学補償機能を規定する複屈折特性は、それぞれ屈折率楕円体100,101にて示す。   In the liquid crystal display 81, a retardation film 60 may be disposed inside the linearly polarizing plate 63 in the counter substrate 52 as necessary. In the example shown in FIG. 9, as the liquid crystal display 81, the optical element 32 in which the retardation layer 33 is formed as a layer having an optical compensation function of a positive C plate is incorporated, and the retardation film 60 is used as a positive A plate. An optical compensation function is shown. In FIG. 9, the birefringence characteristics defining the optical compensation functions of the retardation layer 33 and the retardation film 60 are indicated by refractive index ellipsoids 100 and 101, respectively.

液晶ディスプレイ81においては、位相差フィルム60は、必要に応じて複数枚、複数種類介在させていてもよい。したがって、例えば、液晶ディスプレイ81は、位相差層33を正のCプレートの光学補償機能を有する層として形成した位相差制御部材1を組み込み、且つ、位相差フィルム60として、正のAプレートとしての光学補償機能を有するもの、さらにその他の機能を有するものと、2枚以上を積層させて構成されていてもよい。   In the liquid crystal display 81, a plurality of retardation films 60 may be interposed as needed. Therefore, for example, the liquid crystal display 81 incorporates the retardation control member 1 in which the retardation layer 33 is formed as a layer having an optical compensation function of a positive C plate, and the retardation film 60 serves as a positive A plate. It may be configured by laminating two or more of those having an optical compensation function and those having other functions.

なお、本明細書において、位相差層33を組み込む液晶ディスプレイがIPSモードである場合について説明したが、このことは、この位相差制御部材1を例えばMVAモードやOCBモード(Optically Compensated Birefringenceモード)などといった他のモードの液晶ディスプレイに使用されることを否定するものではない。   In the present specification, the case where the liquid crystal display in which the retardation layer 33 is incorporated is in the IPS mode. This is because the retardation control member 1 is, for example, in the MVA mode or the OCB mode (Optically Compensated Birefringence mode). It is not denied that it is used for liquid crystal displays in other modes.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するがこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, it is not limited to these.

<ダイコータの製作>
ステンレス鋼(JIS規格 SUS304)を用いて幅29cmの一対の口金構成材を作成し、口金構成材を組み合わせて一体化するとともに、発熱部品を備えた加熱機構と、センサを備えた温度計測機構を設けて口金を作成し、図3に示すようなダイコータを作成した。ダイコータ用の口金について、加熱機構としては、これにニッケル合金からなる発熱材をポリイミドシートからなる絶縁材で挟持してなる薄膜面状のヒーター(フィルムヒーター)を備える部品を加熱部品として備えるものが用いられた。この加熱部品は、口金構成材に孔を穿設して空間を形成し、形成された空間にその加熱部品を挿入することで、口金に設置された。温度計測機構としては、温度を検知するセンサ(温度センサ)として赤外線温度計を備えるものが用いられ、赤外線温度計の温度センサは口金のスリットに向けて配置された。このダイコータ1では、加熱機構と温度計測機構とはレギュレータで接続された。このレギュレータは、口金の温度を所定の温度範囲に保持しつつ加熱機構による加熱が行われるように、加熱機構による加熱量の調整と口金の温度の保持を制御する機構を備えた制御装置である。なお、製作されたダイコータには、図4に示す例と同様に、塗料貯留部が設けられ、管を中継して塗料貯留部からダイ本体の塗料供給孔へ塗料を送り出し可能にポンプが設置された。このダイコータをダイコータ1とした。
<Production of die coater>
A stainless steel (JIS standard SUS304) is used to create a pair of base material components with a width of 29 cm, and the base material components are combined and integrated, and a heating mechanism with a heat generating component and a temperature measurement mechanism with a sensor are provided. A base was prepared and a die coater as shown in FIG. 3 was prepared. Regarding the die coater die, as a heating mechanism, there is a heating mechanism including a component having a thin film surface heater (film heater) in which a heating material made of a nickel alloy is sandwiched by an insulating material made of a polyimide sheet. Used. This heating component was installed in the die by making a hole in the die component material to form a space, and inserting the heating component into the formed space. As the temperature measurement mechanism, a sensor equipped with an infrared thermometer was used as a temperature detection sensor (temperature sensor), and the temperature sensor of the infrared thermometer was arranged toward the slit of the base. In this die coater 1, the heating mechanism and the temperature measuring mechanism are connected by a regulator. This regulator is a control device provided with a mechanism for controlling adjustment of the heating amount by the heating mechanism and holding of the temperature of the base so that heating by the heating mechanism is performed while maintaining the temperature of the base in a predetermined temperature range. . Similarly to the example shown in FIG. 4, the manufactured die coater is provided with a paint reservoir, and a pump is installed so that the paint can be sent from the paint reservoir to the paint supply hole of the die body through the pipe. It was. This die coater was designated as die coater 1.

さらに、加熱機構と温度計測機構を設置しなかった以外はダイコータ1と同様にしてダイコータ(ダイコータ2)を製作した。   Further, a die coater (die coater 2) was manufactured in the same manner as the die coater 1 except that the heating mechanism and the temperature measuring mechanism were not installed.

実施例1
基体として、ガラス基板(NHテクノグラス社製、NA35、寸法:300mm×400mm×厚み0.7mm)を準備し、先に製作した上記のダイコータ1を用いて、次のように、塗料を調整して、その塗料を基体に塗工して塗工膜を成膜し、その塗工膜を位相差層となして光学素子を作成した。
Example 1
A glass substrate (NA Techno Glass, NA35, dimensions: 300 mm × 400 mm × thickness 0.7 mm) was prepared as a base, and the above-described die coater 1 was used to adjust the paint as follows. Then, the paint was applied to a substrate to form a coating film, and the coating film was used as a retardation layer to produce an optical element.

<塗料の調整>
ダイコータ1によるガラス基板面への塗工の際に用いる塗料として液晶材料組成液が採用された。液晶材料組成液は次のように調整された。
<Adjustment of paint>
A liquid crystal material composition liquid was employed as a paint used when the die coater 1 was applied to the glass substrate surface. The liquid crystal material composition liquid was prepared as follows.

まず、下記化5に示す化合物(a)〜(d)、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュアー907)、シランカップリング剤(アミン基含有シランカップリング剤(GE東芝シリコーン社製、TSL−8331))、界面活性剤(ドデカノール)、重合禁止剤(BHT((2,6−ジーtert−ブチルー4−ヒドロキシトルエン))、を混合して、下記の組成の液晶組成物Aを得た。尚、以下に示す液晶組成物Aにおける各物質の重量比は、液晶組成物Aの総重量に対する各物質の重量比である。   First, compounds (a) to (d) shown in the following chemical formula 5, photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Irgacure 907), silane coupling agent (amine group-containing silane coupling agent (GE Toshiba Silicone) Manufactured by TSL-8331), a surfactant (dodecanol), and a polymerization inhibitor (BHT ((2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene)), and a liquid crystal composition having the following composition: The weight ratio of each substance in the liquid crystal composition A shown below is the weight ratio of each substance to the total weight of the liquid crystal composition A.

Figure 0005545329
Figure 0005545329

液晶組成物A
化合物(a) 32.67重量%
化合物(b) 18.67重量%
化合物(c) 21.00重量%
化合物(d) 21.00重量%
ドデカノール 1.02重量%
BHT 0.04重量%
イルガキュアー907 5.60重量%
Liquid crystal composition A
Compound (a) 32.67% by weight
Compound (b) 18.67% by weight
Compound (c) 21.00% by weight
Compound (d) 21.00% by weight
Dodecanol 1.02% by weight
BHT 0.04% by weight
Irgacure 907 5.60% by weight

次いで、上記液晶組成物Aを溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA))で溶解し、濃度20%(溶媒に対する液晶組成物Aの重量比率)の液晶材料組成液を得た。尚、この液晶材料組成液の液晶化温度は80℃から100℃である。   Next, the liquid crystal composition A was dissolved in a solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)) to obtain a liquid crystal material composition liquid having a concentration of 20% (weight ratio of the liquid crystal composition A to the solvent). The liquid crystal temperature of the liquid crystal material composition liquid is 80 ° C. to 100 ° C.

調整された上記液晶材料組成液を、作製したダイコータ1の塗料貯留部に仕込み、まず10枚の基体に塗布して液晶塗布膜を成膜し、ダイコータ1の口金に液晶材料組成物が付着した状態のままダイコータ1を2時間室温下に放置した。また、基体上に塗布された液晶塗布膜は乾燥された。乾燥後の液晶塗布膜の膜厚は2μmであった。   The prepared liquid crystal material composition liquid is charged into the paint reservoir of the produced die coater 1, first applied to 10 substrates to form a liquid crystal coating film, and the liquid crystal material composition adheres to the die coater 1 die. The die coater 1 was left at room temperature for 2 hours in the state. The liquid crystal coating film applied on the substrate was dried. The film thickness of the liquid crystal coating film after drying was 2 μm.

なお、ダイコータ1による液晶材料組成液の塗工にあたり、加熱機構にて、ダイコータ1の口金の温度(スロットからリップ部にかけての部分の温度)が80℃になるまで加熱し、80℃となった後に、液晶材料組成液の塗工を開始した(塗布ギャップ:60μm、吐出量:1300μl/s、相対的移動速度:45mm/s)。また、液晶材料組成液の塗工中、温度計測機構にて、口金の温度が80から100℃の範囲を超えないように調整した。この調整は、口金の温度が96℃を超えた時点で加熱機構による加熱を中断することで、加熱機構の発熱部品の余熱によって口金の温度が100℃を超えてしまわないようにレギュレータにて監視すること、によって行われた。   In applying the liquid crystal material composition liquid by the die coater 1, the heating mechanism heated until the temperature of the die coater 1 die (the temperature from the slot to the lip) reached 80 ° C., and reached 80 ° C. Later, application of the liquid crystal material composition liquid was started (application gap: 60 μm, discharge amount: 1300 μl / s, relative movement speed: 45 mm / s). Further, during the application of the liquid crystal material composition liquid, the temperature measurement mechanism was adjusted so that the temperature of the die did not exceed the range of 80 to 100 ° C. In this adjustment, the heating by the heating mechanism is interrupted when the temperature of the base exceeds 96 ° C., and the regulator is monitored so that the temperature of the base does not exceed 100 ° C. due to the residual heat of the heat generating parts of the heating mechanism. Made by.

次に、2時間室温下に放置後のダイコータ1をそのまま用い、先に実施した10枚の基体に対する液晶材料組成物の塗工と同様の条件にて、更に基体上に液晶材料組成液が塗工されて液晶塗布膜が成膜された。最後に液晶材料組成物を塗布されて液晶塗布膜を形成された基体を減圧乾燥し(圧力:1.5×10−1Torr)、さらにホットプレート上にてプリベーク(90℃、3分)して液晶塗布膜中の溶媒を除去するとともに液晶塗布膜中に含まれる液晶分子を液晶相に転移させ(液晶分子を垂直配向させ)、その後、液晶塗布膜に向けて、紫外線照射装置(ハリソン東芝ライティング社製、「商品名TOSCURE751」)を用いて紫外線(365nm)を照射(100mJ/cm)し、液晶塗布膜を硬化させて位相差層となし、基体に位相差層を形成してなる光学素子が得られた。この光学素子を試験基板とし、位相差層の膜厚ムラの点での良否の評価に基づき、得られた液晶塗布膜(塗工膜)の良否を膜厚ムラの点について評価した。 Next, using the die coater 1 after being left at room temperature for 2 hours as it is, a liquid crystal material composition liquid is further coated on the substrate under the same conditions as in the previous application of the liquid crystal material composition to the 10 substrates. And a liquid crystal coating film was formed. Finally, the substrate on which the liquid crystal material composition was applied and the liquid crystal coating film was formed was dried under reduced pressure (pressure: 1.5 × 10 −1 Torr) and further pre-baked on a hot plate (90 ° C., 3 minutes). In addition, the solvent in the liquid crystal coating film is removed and the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film are transferred to the liquid crystal phase (the liquid crystal molecules are vertically aligned), and then the ultraviolet irradiation device (Harrison Toshiba) toward the liquid crystal coating film. Irradiation with ultraviolet rays (365 nm) (100 mJ / cm 2 ) using “trade name TOSCURE 751” manufactured by Lighting Co., Ltd.), the liquid crystal coating film is cured to form a retardation layer, and a retardation layer is formed on a substrate. An optical element was obtained. Using this optical element as a test substrate, the quality of the obtained liquid crystal coating film (coating film) was evaluated with respect to the film thickness unevenness based on the evaluation of the film thickness unevenness of the retardation layer.

[特性の測定・評価方法]
<塗膜表面のスジムラ発生評価方法について>
塗工時に発生する塗工膜の膜厚ムラは、光学素子の位相差層に膜厚ムラが残った場合に問題となる。そこで、塗工時に発生する塗工膜の膜厚ムラの評価は、光学素子の位相差層に膜厚ムラの評価に基づき実施された。なお、学素子の位相差層に膜厚ムラの評価には特開平8−173878の評価方法が用いられた。すなわち、位相差層中央から10mmピッチで、塗工方向(ダイコータの基体に対する相対的な移動方向)および塗工方向に対して直角方向の2方向に、位相差層の膜厚を測定した。ただし、膜厚を測定される対象となる位相差層の領域について、位相差層端部から10mm内側までの領域が外された。測定された位相差層の膜厚のデータを用い、全てのデータについての平均値が算出され、((測定されたデータの最大値)/平均値)×100(%)(Fhとする)、および、((測定されたデータの最小値)/平均値)×100(%)(Flとする)を導出した。こうして得られたFhとFlの値を基準に位相差層の膜厚ムラが評価された。評価については、FhおよびFlの値が100%に近いほど位相差層の厚みにばらつきが少なく膜厚ムラが小さく、位相差層は膜厚ムラの点で良好であると評価した。具体的には、次のような膜厚ムラの評価基準にて評価した。
[Measurement and evaluation method of characteristics]
<About the method for evaluating the occurrence of uneven stripes on the coating surface>
The film thickness unevenness of the coating film that occurs during the coating becomes a problem when the film thickness unevenness remains in the retardation layer of the optical element. Therefore, the evaluation of the coating film thickness unevenness generated during the coating was performed on the retardation layer of the optical element based on the evaluation of the film thickness unevenness. The evaluation method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-173878 was used for evaluating the film thickness unevenness in the retardation layer of the academic element. That is, the thickness of the retardation layer was measured at a pitch of 10 mm from the center of the retardation layer in two directions, the coating direction (the relative movement direction of the die coater with respect to the base) and the direction perpendicular to the coating direction. However, the region from the edge of the retardation layer to the inside of 10 mm was removed from the region of the retardation layer to be measured for film thickness. Using the measured thickness data of the retardation layer, an average value for all data is calculated, ((maximum value of measured data) / average value) × 100 (%) (referred to as Fh), And ((minimum value of measured data) / average value) × 100 (%) (referred to as Fl). The film thickness unevenness of the retardation layer was evaluated based on the values of Fh and Fl thus obtained. Regarding the evaluation, the closer the values of Fh and Fl were to 100%, the less the variation in the thickness of the retardation layer, and the less the film thickness unevenness, and the retardation layer was evaluated to be better in terms of film thickness unevenness. Specifically, the evaluation was performed according to the following evaluation criteria for film thickness unevenness.

<膜厚ムラの評価基準>
FhおよびFlの値が95%以上105%以下の範囲である。・・・位相差層の状態は膜厚ムラの小さい状態であり、位相差層は膜厚ムラの点で良好である。
Fhが105%を超えるか、もしくは、Flが95%未満となっている。・・・・位相差層の状態は膜厚ムラの大きい状態であり、位相差層は膜厚ムラの点で不良である。
<Evaluation criteria for film thickness unevenness>
The values of Fh and Fl are in the range of 95% to 105%. ... The phase difference layer is in a state of small film thickness unevenness, and the phase difference layer is good in terms of film thickness unevenness.
Fh exceeds 105% or Fl is less than 95%. .... The phase difference layer is in a state of large film thickness unevenness, and the phase difference layer is defective in terms of film thickness unevenness.

そして、位相差層が膜厚ムラの点で「良好である」という評価がなされる場合に、塗工時に形成される塗工膜についても膜厚ムラの点で「良好である」という評価がなされ、位相差層の膜厚ムラの評価として「不良である」という評価がなされる場合に、塗工時に形成される塗工膜についても膜厚ムラの点で「不良である」という評価がなされた。   When the retardation layer is evaluated as “good” in terms of film thickness unevenness, the coating film formed during coating is also evaluated as “good” in terms of film thickness unevenness. When the evaluation of “unsatisfactory” is made as the evaluation of the film thickness unevenness of the retardation layer, the evaluation of “not good” in terms of film thickness unevenness is also applied to the coating film formed at the time of coating. Was made.

ダイコータ1を用いて得られる光学素子について、位相差層の膜厚ムラを評価した結果、Fhが102%、Flが99%であり、膜厚ムラは小さく、「光学素子は位相差層の膜厚ムラの点で良好である」と評価した。したがって、塗工時に発生する塗工膜の膜厚ムラの評価についても「良好である」という評価がなされた。   As a result of evaluating the film thickness unevenness of the retardation layer with respect to the optical element obtained using the die coater 1, Fh was 102% and Fl was 99%, and the film thickness unevenness was small. It was good in terms of thickness unevenness. " Therefore, the evaluation of “good” was also made for the evaluation of the film thickness unevenness of the coating film generated during coating.

比較例1
ダイコータとしてダイコータ2を用いたほかは実施例1と同様にしてガラス基板に位相差層を形成した構造体(比較用素子1)を製作した。得られた比較用素子1を用いて、実施例1と同様にして、その位相差層の膜厚ムラを評価したところ、Fhが145%、Flが65%であり膜厚ムラが確認され、光学素子は膜厚ムラの小ささの点で不良であると評価した。したがって、塗工時に発生する塗工膜の膜厚ムラの評価についても「不良である」という評価がなされた。
Comparative Example 1
A structure (Comparative Element 1) having a retardation layer formed on a glass substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the die coater 2 was used as the die coater. When the film thickness unevenness of the retardation layer was evaluated in the same manner as in Example 1 using the obtained comparative element 1, Fh was 145%, Fl was 65%, and the film thickness unevenness was confirmed. The optical element was evaluated as defective in terms of small film thickness unevenness. Therefore, the evaluation of “unsatisfactory” was also made for the evaluation of the film thickness unevenness of the coating film generated during coating.

実施例2
基体として、ガラス基板(NHテクノグラス社製、NA35、寸法:300mm×400mm×厚み0.7mm)の上に、下記のように赤色の色パターンを着色層として形成したものを用いたほかは、実施例1と同様にして、ダイコータ1を用いて光学素子を得た。ダイコータ1を用いて得られる光学素子について、塗工膜の膜厚ムラを評価した結果、Fhが103%、Flが98%であり、膜厚ムラは小さく、光学素子は膜厚ムラの小ささの点で良好であると評価した。したがって、塗工時に発生する塗工膜の膜厚ムラの評価についても「良好である」という評価がなされた。
Example 2
As the substrate, except that a glass substrate (NH Techno Glass, NA35, dimensions: 300 mm × 400 mm × thickness 0.7 mm) on which a red color pattern was formed as a colored layer as described below was used, In the same manner as in Example 1, an optical element was obtained using the die coater 1. As a result of evaluating the film thickness unevenness of the coating film for the optical element obtained by using the die coater 1, Fh is 103% and Fl is 98%, the film thickness unevenness is small, and the optical element is small in film thickness unevenness. It evaluated that it was favorable at the point. Therefore, the evaluation of “good” was also made for the evaluation of the film thickness unevenness of the coating film generated during coating.

<色パターンの形成に用いる着色材料分散液の調整>
赤色(R)の色パターンの着色材料分散液を調整した。赤色の色パターンの着色材料分散液としては、顔料分散型フォトレジストが用いられた。
<Adjustment of coloring material dispersion used for forming color pattern>
A coloring material dispersion having a red (R) color pattern was prepared. A pigment-dispersed photoresist was used as the coloring material dispersion with a red color pattern.

色パターンの顔料分散型フォトレジストの調整は、分散液組成物(顔料、分散剤及び溶剤を含有する)にビーズを加え、分散機(ペイントシェーカー(浅田鉄工社製))で3時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物(ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する)とを混合することにより顔料分散型フォトレジストが得られた。なお、各色の色パターンについて、顔料分散型フォトレジストは次に示すような組成のものが用いられた。   Adjustment of the color pattern pigment dispersion type photoresist is performed by adding beads to the dispersion composition (containing pigment, dispersant and solvent) and dispersing with a disperser (paint shaker (manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.)) for 3 hours. Thereafter, a dispersion liquid from which the beads were removed and a clear resist composition (containing a polymer, a monomer, an additive, an initiator and a solvent) were mixed to obtain a pigment-dispersed photoresist. For each color pattern, a pigment-dispersed photoresist having the following composition was used.

(赤色(R)色パターン用顔料分散型フォトレジスト)
・赤顔料・・・・・4.8重量部
(C.I.PR254(チバスペシャリティケミカルズ社製、クロモフタールDPP Red BP))
・黄顔料・・・・・1.2重量部
(C.I.PY139(BASF社製、パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製、イルガキュアー907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Pigment-dispersed photoresist for red (R) color pattern)
・ Red pigment: 4.8 parts by weight (CIPR254 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Chromophthal DPP Red BP))
・ Yellow pigment: 1.2 parts by weight (CI PY139 (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (manufactured by Zeneca Corporation, Solsperse 24000)
・ Monomer: 4.0 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
-Polymer 1-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Ciba Geigy, Irgacure 907)
・ Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

尚、上記ポリマー1は、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。   The polymer 1 is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.

<着色層の形成>
予め赤色の色パターンに対応する位置に対応するように調整した赤色(R)の顔料分散型フォトレジストを上記BM形成基材上にスピンコート法で塗布し、80℃、3分間の条件でプリベークし、さらに、紫外線露光(300mJ/cm)した。さらに、0.1%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、60分間ポストベーク(焼成)し、膜厚1.3μmの赤色(R)の色パターンを一面に形成した。こうして、ガラス基板上に、赤色の色パターンから構成される着色層が形成された。
<Formation of colored layer>
A red (R) pigment-dispersed photoresist adjusted to correspond to the position corresponding to the red color pattern is applied on the BM forming substrate by spin coating, and prebaked at 80 ° C. for 3 minutes. Furthermore, ultraviolet exposure (300 mJ / cm 2 ) was performed. Further, spray development using a 0.1% KOH aqueous solution was performed for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 60 minutes to form a red (R) color pattern with a film thickness of 1.3 μm on one side. . Thus, a colored layer composed of a red color pattern was formed on the glass substrate.

比較例2
ダイコータとしてダイコータ2を用いたほかは実施例2と同様にして基体に位相差層を形成した構造体(比較用素子2)を製作した。得られた比較用素子2を用いて、実施例1と同様にして、その位相差層の膜厚ムラを評価したところ、Fhが148%、Flが65%であり膜厚ムラが確認され、光学素子は膜厚ムラの小ささの点で不良であると評価した。したがって、塗工時に発生する塗工膜の膜厚ムラの評価についても「不良である」という評価がなされた。
Comparative Example 2
A structure (comparative element 2) in which a retardation layer was formed on a substrate was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the die coater 2 was used as the die coater. When the film thickness unevenness of the retardation layer was evaluated in the same manner as in Example 1 using the obtained comparative element 2, Fh was 148%, Fl was 65%, and the film thickness unevenness was confirmed. The optical element was evaluated as defective in terms of small film thickness unevenness. Therefore, the evaluation of “unsatisfactory” was also made for the evaluation of the film thickness unevenness of the coating film generated during coating.

実施例1、2では、10枚の基体に対して液晶塗布膜を塗工した後、さらに基体に対して液晶塗布膜を形成しても、比較例1、2の比較用素子1、2に比べて膜厚ムラの小さい位相差層を形成した光学素子が得られている。したがって、加熱機構などを備えていない従来のダイコータ2では塗工時に塗工膜にスジムラを生じる虞があり、塗工膜の成膜を塗工膜を硬化させても位相差層にスジムラが残って膜厚ムラが生じているのに対して、ダイコータ1のように加熱機構を備えるダイコータを用いて製作された位相差層には膜厚ムラの発生が効果的に改善されていることが確認された。   In Examples 1 and 2, after the liquid crystal coating film was applied to 10 substrates, the liquid crystal coating film was further formed on the substrate. As a result, an optical element in which a retardation layer with less film thickness unevenness is formed is obtained. Therefore, in the conventional die coater 2 that is not provided with a heating mechanism or the like, there is a risk of causing unevenness in the coating film during coating, and even if the coating film is cured, the unevenness remains in the retardation layer. It is confirmed that the film thickness unevenness is effectively improved in the retardation layer manufactured using a die coater having a heating mechanism such as the die coater 1. It was done.

1 ダイコータ
2 ダイ本体
3 加熱機構
4 口金
5,6 口金構成部材
7 マニホールド
8 スリット
9 スロット
10 塗料供給孔
11 塗料貯留部
21 塗工膜
30 基体
32 光学素子
33 位相差層
81 液晶ディスプレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die coater 2 Die main body 3 Heating mechanism 4 Base 5, 6 Base component 7 Manifold 8 Slit 9 Slot 10 Paint supply hole 11 Paint storage part 21 Coating film 30 Base 32 Optical element 33 Phase difference layer 81 Liquid crystal display

Claims (4)

光透過性を有する基材を備えた基体の面上に、重合性液晶化合物を含有する液晶組成物にてなる塗料を吐出して塗工膜を形成するダイコーティング方法であって、
塗料を吐出可能に開口してなるスリットを形成するとともに該スリットに向かってマニホールドから延びて塗料の通路をなすスロットを形成した口金を、基体に対して相対的に移動可能に構成されたダイ本体に設けてなり、且つ、発熱部品を備えて口金を加熱する加熱機構を、口金の内部且つマニホールドとスロットの周囲を含む所定の部分に発熱部品を配置されることでスロットの周囲の所定位置に備えてなるダイコータを用い、口金の加熱温度を重合性液晶化合物が液晶相となる相転移温度以上の温度となすように加熱機構にて口金を加熱しながらスリットの位置から、基体の面上に、塗料を吐出して塗工膜を形成することを特徴とするダイコーティング方法。
A die coating method for forming a coating film by discharging a paint composed of a liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound on the surface of a substrate provided with a substrate having light permeability,
A die body configured to be able to move a base formed with a slot formed so as to be able to discharge paint and from a manifold extending toward the slit to form a passage for the paint. will be provided, and, a heating mechanism for heating the spinneret provided with a heat generating component, at a predetermined position around the slot being arranged heat-generating components in a predetermined portion including the periphery of the inner and manifolds and slots of the base using a die coater comprising comprises, from the position of the slit while heating the spinneret polymerizable liquid crystal compound and the heating temperature of the base is in a heating mechanism so as to make the phase transition temperature above the temperature at which the liquid crystal phase, on a substrate surface A die coating method characterized in that a coating film is formed by discharging paint .
光透過性を有する基材と所定波長の可視光を通過させる着色層とを備えたカラーフィルタを基体として用いるとともに、加熱機構にて口金を加熱しながらスリットの位置から前記カラーフィルタ面上に塗料を吐出して塗工膜を形成することを特徴とする、請求項1に記載のダイコーティング方法。   A color filter having a light-transmitting base material and a colored layer that transmits visible light having a predetermined wavelength is used as a base, and a paint is applied on the color filter surface from the position of the slit while heating the base with a heating mechanism. The die coating method according to claim 1, wherein a coating film is formed by discharging the slag. 口金の温度を、重合性液晶化合物が液晶相を示す温度範囲内の所定の温度に維持しながら、基体の面上に塗料を吐出して塗工膜を形成することを特徴とする、請求項1または2に記載のダイコーティング方法。 The coating film is formed by discharging paint on the surface of the substrate while maintaining the temperature of the die at a predetermined temperature within a temperature range in which the polymerizable liquid crystal compound exhibits a liquid crystal phase. 3. The die coating method according to 1 or 2. ダイコータには、スリットの位置における口金もしくは塗料の温度を計測する温度計測機構が備えられており、温度計測機構で計測された温度に応じて加熱機構による口金の加熱を調整することを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のダイコーティング方法。   The die coater is provided with a temperature measuring mechanism for measuring the temperature of the die or paint at the slit position, and the heating of the die by the heating mechanism is adjusted according to the temperature measured by the temperature measuring mechanism. The die coating method according to any one of claims 1 to 3.
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