JP6789164B2 - Manufacturing method of retardation film - Google Patents
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Description
本発明は、位相差フィルムの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a retardation film.
液晶ディスプレイ等に用いられる位相差フィルムや視野角補償フィルムとして、支持体上に配向層および液晶層が設けられたものが知られている。配向層は、液晶層の液晶化合物を一定方向に並べるための膜であり、配向因子を含む塗膜に配向処理を行って配向規制力が与えられる。そして、配向層上に形成された液晶層中の液晶化合物は、配向層の配向に従って規則正しく配列した状態になる。 As a retardation film and a viewing angle compensating film used for a liquid crystal display or the like, those in which an alignment layer and a liquid crystal layer are provided on a support are known. The alignment layer is a film for arranging the liquid crystal compounds of the liquid crystal layer in a certain direction, and an alignment treatment is performed on a coating film containing an orientation factor to give an orientation regulating force. Then, the liquid crystal compounds in the liquid crystal layer formed on the alignment layer are in a state of being regularly arranged according to the orientation of the alignment layer.
配向処理としては、これまで、ナイロンなどの布を巻いたローラを一定圧力で基板に押し込みながら回転させるラビング方式が広く用いられていた。しかし、基板の摩擦によって微細な粉塵や静電気が生じてしまうという問題があり、近年、偏光を照射して配向規制力を与える光配向方式が用いられるようになっている。 As the orientation treatment, a rubbing method has been widely used in which a roller wrapped with a cloth such as nylon is rotated while being pushed into a substrate at a constant pressure. However, there is a problem that fine dust and static electricity are generated due to friction of the substrate, and in recent years, a photo-alignment method of irradiating polarized light to give an orientation-regulating force has been used.
例えば、特許文献1には、棒状ランプと基板との間に、棒状ランプの長手方向に一定間隔で設けられ表面に無反射膜を有する略長方形の板からなる導光部を備える光配向装置が開示されている。また、特許文献2には、棒状ランプとワイヤーグリッド偏光子とを備えた光配向用偏光照射装置が開示されている。また、特許文献3には、線状光源とワイヤーグリッド偏光子とからなる光照射部を備え、光照射部が配向膜に直交する軸の回りに回転させる機構が設けられた光配向用偏光照射装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a photoaligning device including a light guide portion formed of a substantially rectangular plate having a non-reflective film on the surface, which is provided between a rod-shaped lamp and a substrate at regular intervals in the longitudinal direction of the rod-shaped lamp, is provided. It is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a polarization irradiating device for photo-alignment including a rod-shaped lamp and a wire grid polarizer. Further, Patent Document 3 includes a light irradiation unit including a linear light source and a wire grid polarizing element, and is provided with a mechanism for rotating the light irradiation unit around an axis orthogonal to the alignment film. The device is disclosed.
上記特許文献に記載の照射方法は、配向層用の塗膜が形成された支持体を平板上に搬送して偏光を照射するもの、あるいは、平板がなく送出しロールと巻取りロールとの間に支持体が架けられた状態で照射するものである。いずれの場合も搬送張力が与えられており、平板上では支持体には皺等が発生する場合があり、ロール間で支持体が架けられた状態では支持体が上下にバタつく場合(いわゆる、ばたつき)がある。このような場合、偏光の照射が均一に行われず、光配向が均一に行われないという問題がある。 The irradiation method described in the above patent document is to transport a support on which a coating film for an alignment layer is formed to irradiate polarized light on a flat plate, or between a delivery roll and a take-up roll without a flat plate. Irradiation is performed with the support hung on the surface. In either case, the transport tension is applied, wrinkles may occur on the support on the flat plate, and the support flutters up and down when the support is hung between the rolls (so-called). There is fluttering). In such a case, there is a problem that the irradiation of polarized light is not uniformly performed and the light orientation is not uniformly performed.
そこで、本発明者らは、バックアップロール上に支持体を巻きかけて、バックアップロール上で照射する方法であれば、皺やばたつきが無い状態で偏光を照射でき、液晶化合物の軸ばらつきを改善できると考えた。ワイヤーグリッド偏光子の透過軸方向がバックアップロールの長手方向に対して垂直または平行のときは、斜めからの光または真正面からの光を当ててバックアップロールに投影しても偏光の入射角の変化は無い。しかし、液晶化合物のプレチルト角(液晶の起き上がり角度)を付与する目的で配向層に対して入射角度をつけて斜から偏光を照射する場合がある。このような場合、透過軸がバックアップロールの長手方向に対して、角度を有していると真正面の光の投影される角度は透過軸角度と同等であるが、斜めからの光は透過軸角度とは異なった角度に投影される。そうすると、液晶化合物の配向角度が変化して液晶化合物の軸ズレ分布が発生するという問題がある。 Therefore, the present inventors can irradiate polarized light without wrinkles or fluttering by wrapping a support around the backup roll and irradiating the backup roll, and can improve the axial variation of the liquid crystal compound. I thought. When the transmission axis direction of the wire grid polarizer is perpendicular or parallel to the longitudinal direction of the backup roll, the change in the incident angle of polarized light does not change even if light from an angle or light from directly in front is applied and projected onto the backup roll. No. However, for the purpose of imparting a pretilt angle (rising angle of the liquid crystal) of the liquid crystal compound, there is a case where polarized light is irradiated from an oblique angle with an incident angle on the alignment layer. In such a case, if the transmission axis has an angle with respect to the longitudinal direction of the backup roll, the projected angle of the light directly in front is the same as the transmission axis angle, but the light from an angle is the transmission axis angle. Is projected at a different angle. Then, there is a problem that the orientation angle of the liquid crystal compound changes and an axial misalignment distribution of the liquid crystal compound occurs.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、支持体上に配向層と液晶層が設けられた位相差フィルムにおいて、液晶化合物の軸ズレ分布が発生するのを抑制する位相差フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a retardation film for suppressing the occurrence of axial misalignment distribution of a liquid crystal compound in a retardation film in which an alignment layer and a liquid crystal layer are provided on a support. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method.
本発明の位相差フィルムの製造方法は、
搬送される連続フィルム支持体上に、液晶化合物に対する配向規制力を備える配向層を形成するための配向層形成用材料を塗布および乾燥して第1の塗膜を形成する工程、
第1の塗膜に偏光紫外光を照射することにより配向規制力を付与して配向層を形成する工程、および
配向層上に液晶化合物を含む液晶層形成用材料を塗布および乾燥して第2の塗膜を形成する工程と、
第2の塗膜中の液晶化合物を配向させ、配向を固定して液晶層を形成する工程と、
を備える位相差フィルムの製造方法であって、
配向層を形成する工程が、第1の塗膜が形成された連続フィルム支持体を温度調節可能なバックアップロールに巻きかけて偏光紫外光を照射するものであり、
偏光紫外光が、棒状光源から発せられた光をワイヤーグリッド偏光子で偏光したものであり、
ワイヤーグリッド偏光子のワイヤーグリッドを、バックアップロールの長手方向と垂直もしくは平行でない角度θに配列し、棒状光源とワイヤーグリッド偏光子との間に、棒状光源から発せられた光をワイヤーグリッド偏光子へ導光するバックアップロールの長手方向に配列された複数の平行板からなるルーバーを設置するものである。
The method for producing a retardation film of the present invention is
A step of applying and drying an alignment layer forming material for forming an alignment layer having an orientation regulating force on a liquid crystal compound on a continuous film support to be conveyed to form a first coating film.
A step of forming an alignment layer by irradiating the first coating film with polarized ultraviolet light to apply an orientation regulating force, and a second coating and drying of a liquid crystal layer forming material containing a liquid crystal compound on the alignment layer. And the process of forming the coating film
A step of orienting the liquid crystal compound in the second coating film and fixing the orientation to form a liquid crystal layer,
It is a manufacturing method of a retardation film provided with
The step of forming the alignment layer is to wrap the continuous film support on which the first coating film is formed around a temperature-adjustable backup roll and irradiate it with polarized ultraviolet light.
Polarized ultraviolet light is the light emitted from a rod-shaped light source polarized by a wire grid polarizer.
The wire grids of the wire grid polarizers are arranged at an angle θ that is perpendicular to or not parallel to the longitudinal direction of the backup roll, and the light emitted from the rod-shaped light source is transferred to the wire grid polarizer between the rod-shaped light source and the wire grid polarizer. A louver composed of a plurality of parallel plates arranged in the longitudinal direction of the backup roll for guiding light is installed.
ここで、「バックアップロールの長手方向と垂直もしくは平行でない角度θ」とは、図4バックアップロールの長手方向Xと垂直でもなく、かつ、平行でもない角度を意味する。また、ここでいう「垂直」「平行」とは機械装置の設計精度や設置精度を考慮して定義する。 Here, the “angle θ that is not perpendicular or parallel to the longitudinal direction of the backup roll” means an angle that is neither perpendicular to nor parallel to the longitudinal direction X of the backup roll in FIG. In addition, "vertical" and "parallel" here are defined in consideration of the design accuracy and installation accuracy of the mechanical device.
バックアップロールの直径は2000mm以下であることが好ましい。 The diameter of the backup roll is preferably 2000 mm or less.
ワイヤーグリッドの角度θとルーバーのピッチL(mm)とは、下記式の関係を満たすことが好ましい。
L×(sinθ+1)<40,ただし、0<θ<90°
It is preferable that the angle θ of the wire grid and the pitch L (mm) of the louver satisfy the relationship of the following equation.
L × (sin θ + 1) <40, where 0 <θ <90 °
本発明の位相差フィルムの製造方法では、
バックアップロールの軸中心に垂直な面内において、
バックアップロールの軸中心を通りワイヤーグリッド偏光子の基板面に垂直な線を基準線とし、
基準線と、バックアップロールの軸中心と連続フィルム支持体上における偏光紫外光の照射領域の搬送方向上流端とを結ぶ線とがなす角度をθ1とし、
基準線と、バックアップロールの軸中心と連続フィルム支持体上における偏光紫外光の照射領域の搬送方向下流端とを結ぶ線とがなす角度をθ2としたときに、下記式の関係を満たすことが好ましい。
|θ1−θ2|<5°
In the method for producing a retardation film of the present invention,
In a plane perpendicular to the axis center of the backup roll
The line passing through the axis center of the backup roll and perpendicular to the substrate surface of the wire grid polarizer is used as the reference line.
Let θ1 be the angle formed by the reference line and the line connecting the axis center of the backup roll and the upstream end of the irradiation region of polarized ultraviolet light on the continuous film support in the transport direction.
When the angle formed by the reference line and the line connecting the axis center of the backup roll and the downstream end of the irradiation region of polarized ultraviolet light on the continuous film support in the transport direction is θ2, the relationship of the following equation can be satisfied. preferable.
| Θ1-θ2 | <5 °
本発明の位相差フィルムの製造方法によれば、液晶化合物の軸ズレ分布の発生を抑制することができる。 According to the method for producing a retardation film of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of an axial misalignment distribution of a liquid crystal compound.
以下、本発明の位相差フィルムの製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に、本発明の位相差フィルムの製造方法の処理フローを示す。図2に本発明の位相差フィルムにおける配向層の形成工程を示す概略構成図を示す。 Hereinafter, an embodiment of the method for producing a retardation film of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a processing flow of the method for producing a retardation film of the present invention. FIG. 2 shows a schematic configuration diagram showing a process of forming an alignment layer in the retardation film of the present invention.
[位相差フィルムの製造方法]
本発明の位相差フィルムの製造方法は、図1に示すように、搬送される連続フィルム支持体上に、液晶化合物に対する配向規制力を備える配向層を形成するための配向層形成用材料を塗布および乾燥して第1の塗膜を形成する工程、
第1の塗膜に偏光紫外光を照射することにより配向規制力を付与して配向層を形成する工程、および
配向層上に液晶化合物を含む液晶層形成用材料を塗布および乾燥して第2の塗膜を形成する工程と、
第2の塗膜中の液晶化合物を配向させ、配向を固定して液晶層を形成する工程と、
を備える位相差フィルムの製造方法である。
[Manufacturing method of retardation film]
In the method for producing a retardation film of the present invention, as shown in FIG. 1, a material for forming an alignment layer for forming an alignment layer having an orientation regulating force for a liquid crystal compound is applied onto a continuous film support to be conveyed. And the step of drying to form the first coating,
A step of forming an alignment layer by irradiating the first coating film with polarized ultraviolet light to apply an orientation regulating force, and a second coating and drying of a liquid crystal layer forming material containing a liquid crystal compound on the alignment layer. And the process of forming the coating film
A step of orienting the liquid crystal compound in the second coating film and fixing the orientation to form a liquid crystal layer,
This is a method for producing a retardation film.
そして、本発明の位相差フィルムの製造方法は、配向層を形成する工程において、以下の特徴を有するものである。図2を参照しながら説明する。 The method for producing a retardation film of the present invention has the following features in the step of forming an alignment layer. This will be described with reference to FIG.
すなわち、配向層を形成する工程は、第1の塗膜が形成された連続フィルム支持体50を温度調節可能なバックアップロール40に巻きかけて、偏光紫外光を照射するものである。
そして、偏光紫外光は、棒状光源10から発せられた紫外光をワイヤーグリッド偏光子30で偏光したものであり、ワイヤーグリッド偏光子30のワイヤーグリッド34を、バックアップロール40の長手方向Xと垂直もしくは平行でない角度θに配列し、棒状光源10とワイヤーグリッド偏光子30との間にバックアップロール40の長手方向Xに配列された複数の平行板21からなるルーバー20を設置するものである。このとき、第1の塗膜は棒状光源10側に配置されている。
That is, in the step of forming the alignment layer, the continuous film support 50 on which the first coating film is formed is wound around a temperature-adjustable backup roll 40 and irradiated with polarized ultraviolet light.
The polarized ultraviolet light is obtained by polarized the ultraviolet light emitted from the rod-shaped light source 10 with the wire grid polarizer 30, and the wire grid 34 of the wire grid polarizer 30 is perpendicular to the longitudinal direction X of the backup roll 40 or A louver 20 composed of a plurality of parallel plates 21 arranged at a non-parallel angle θ and arranged in the longitudinal direction X of the backup roll 40 is installed between the rod-shaped light source 10 and the wire grid polarizing element 30. At this time, the first coating film is arranged on the rod-shaped light source 10 side.
バックアップロールのような曲面上で、かつ、ワイヤーグリッド偏光子30の透過軸が傾いている場合は、バックアップロールの真正面からずれた領域では、斜めからの光が入ってくる。そうすると斜めからの光は透過軸とずれた角度に投影されることとなる。本発明によれば、棒状光源10とワイヤーグリッド偏光子30との間にルーバー20を設置することによって、ワイヤーグリッド偏光子30のワイヤーグリッド34が、バックアップロール40の長手方向Xと垂直もしくは平行でない角度θに配列されても、支持体への斜めから入射する光を抑制することができる。すなわち、バックアップロール上に真正面から光を照射することができる。 When the transmission axis of the wire grid polarizing element 30 is tilted on a curved surface such as a backup roll, light from an angle enters in a region deviated from the front of the backup roll. Then, the light from an angle is projected at an angle deviated from the transmission axis. According to the present invention, by installing the louver 20 between the rod-shaped light source 10 and the wire grid polarizer 30, the wire grid 34 of the wire grid polarizer 30 is not perpendicular to or parallel to the longitudinal direction X of the backup roll 40. Even if they are arranged at an angle θ, light incident on the support from an angle can be suppressed. That is, it is possible to irradiate the backup roll with light from the front.
棒状光源10の上部には、棒状光源10の一部を覆う凹面反射鏡11が設けられている。これにより、棒状光源10から発せられた光を垂直方向に効率良くワイヤーグリッド偏光子30側へ反射させることができる。
棒状光源10は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。また、複数のランプまたは発光ダイオードを直線状に並べて配置して棒状としたものであってもよい。
バックアップロールの直径は、2000mm以下であることが好ましい。2000mm以下であることにより、バックアップロール上で支持体が浮上することを抑制して支持体の変形を抑制できるから、配向軸のバラツキを抑えることができる。一方、バックアップロールの直径の下限はフィルムを搬送するのに十分な太さがあればよく、特に制限されない。
A concave reflector 11 that covers a part of the rod-shaped light source 10 is provided above the rod-shaped light source 10. As a result, the light emitted from the rod-shaped light source 10 can be efficiently reflected to the wire grid polarizer 30 side in the vertical direction.
Examples of the rod-shaped light source 10 include a high-pressure mercury lamp and a metal halide lamp. Further, a plurality of lamps or light emitting diodes may be arranged in a straight line to form a rod shape.
The diameter of the backup roll is preferably 2000 mm or less. When the thickness is 2000 mm or less, it is possible to suppress the support from floating on the backup roll and suppress the deformation of the support, so that the variation in the orientation axis can be suppressed. On the other hand, the lower limit of the diameter of the backup roll is not particularly limited as long as it is thick enough to convey the film.
(ルーバー)
ルーバー20は、図3に示すように、平行板21はバックアップロール40の長手方向Xに、ピッチL(mm)で配列されており、棒状光源10とワイヤーグリッド偏光子30との間に配置される。ルーバー20を設置することによって、棒状光源10からの光を平行光化して、ワイヤーグリッド偏光子30に入射する光の広がりを抑え、バックアップロールに対して真正面からの光にすることができる。また、平行板21は、図3では、バックアップロールの長手方向Xに直交する角度で配置されているが、直交に限らず斜め方向に平行して配置されていてもよい。平行板21は、不図示の連動機構によって、ピッチと角度を調整することができる。
なお、図3では、ルーバー20が、バックアップロール40の長手方向に配列された平行板からなる場合を示したが、ルーバー20の構成はこれに限られない。断面が多角形または円形である複数の筒部から構成され、筒の中心軸がバックアップロールの中心軸に垂直な方向に配置したものでもよく、筒を構成する面に無反射膜を有していてもよい。
また、ルーバーはランプとできるだけ近接させて、ルーバーからの光漏れがないように設置するのが好ましい。光漏れを抑止するには、ルーバーとランプを接触させてもよいし、隙間を他の部材で遮蔽してもよい。また、ルーバーとワイヤーグリッド偏光子との隙間についても同様である。
(louver)
As shown in FIG. 3, the louvers 20 have parallel plates 21 arranged in the longitudinal direction X of the backup roll 40 at a pitch L (mm), and are arranged between the rod-shaped light source 10 and the wire grid polarizer 30. To. By installing the louver 20, the light from the rod-shaped light source 10 can be parallelized, the spread of the light incident on the wire grid polarizer 30 can be suppressed, and the light can be made directly in front of the backup roll. Further, in FIG. 3, the parallel plates 21 are arranged at an angle orthogonal to the longitudinal direction X of the backup roll, but the parallel plates 21 may be arranged not only orthogonally but also in parallel in an oblique direction. The pitch and angle of the parallel plate 21 can be adjusted by an interlocking mechanism (not shown).
Although FIG. 3 shows a case where the louver 20 is composed of parallel plates arranged in the longitudinal direction of the backup roll 40, the configuration of the louver 20 is not limited to this. It may be composed of a plurality of tubular portions having a polygonal or circular cross section, and the central axis of the cylinder may be arranged in a direction perpendicular to the central axis of the backup roll, and the surface constituting the cylinder has a non-reflective film. You may.
Further, it is preferable to install the louver as close as possible to the lamp so that light does not leak from the louver. In order to suppress light leakage, the louver and the lamp may be brought into contact with each other, or the gap may be shielded by another member. The same applies to the gap between the louver and the wire grid polarizer.
ルーバーの材質はステンレスやアルミニウムのような耐熱性のある材料を持ちることができる。ルーバーの表面は、照射光の効率をよくするために表面を平滑化して反射率を向上することができる。また、照射光の直進性をよくするために表面凹凸を付与する、もしくは無反射膜で覆って反射率を低減することもできる。反射率を低減する場合は、ルーバー20の平行板21の表面には、光吸収部材が設けられていることが好ましい。 The material of the louver can be a heat-resistant material such as stainless steel or aluminum. The surface of the louver can be smoothed to improve the reflectance in order to improve the efficiency of the irradiation light. Further, it is also possible to impart surface irregularities in order to improve the straightness of the irradiation light, or to cover with a non-reflective film to reduce the reflectance. When reducing the reflectance, it is preferable that a light absorbing member is provided on the surface of the parallel plate 21 of the louver 20.
(ワイヤーグリッド偏光子)
図4に示すように、ワイヤーグリッド偏光子30は、複数のワイヤーグリッド偏光素子32が枠31に保持されてなる。そして、各ワイヤーグリッド偏光素子32は、基板33上に複数の直線状の電気導体からなるワイヤーグリッド34がバックアップロール40の長手方向Xと垂直もしくは平行でない角度θで配列されてなるものである。ワイヤーグリッド偏光素子32は、ワイヤーグリッド34の長手方向と平行な偏波(偏光)成分は反射し、直交する偏波(偏光)成分は通過する。直交する偏波成分を通過する方向を透過軸という。
電気導体としては、クロム、アルミニウム等の金属線が挙げられる。
(Wire grid polarizer)
As shown in FIG. 4, the wire grid polarizing element 30 includes a plurality of wire grid polarizing elements 32 held in a frame 31. Each wire grid polarizing element 32 is formed by arranging a wire grid 34 composed of a plurality of linear electric conductors on a substrate 33 at an angle θ that is not perpendicular to or parallel to the longitudinal direction X of the backup roll 40. The wire grid polarizing element 32 reflects the polarized (polarized) component parallel to the longitudinal direction of the wire grid 34, and passes the polarized (polarized) component orthogonal to the wire grid 34. The direction of passing through the orthogonal polarization components is called the transmission axis.
Examples of the electric conductor include metal wires such as chromium and aluminum.
本発明におけるワイヤーグリッド偏光素子32において、ワイヤーグリッド34は、図4に示すように、バックアップロールの長手方向と垂直もしくは平行でない角度θに配列されている。 In the wire grid polarizing element 32 of the present invention, the wire grid 34 is arranged at an angle θ that is perpendicular to or not parallel to the longitudinal direction of the backup roll, as shown in FIG.
(ワイヤーグリッドの角度θとルーバーのピッチLの関係)
本発明においては、ワイヤーグリッド34の角度θとルーバーのピッチL(mm)とは、下記式の関係を満たすことが好ましい。
L×(sinθ+1)<40、ただし、0<θ<90°である。
(Relationship between wire grid angle θ and louver pitch L)
In the present invention, it is preferable that the angle θ of the wire grid 34 and the pitch L (mm) of the louver satisfy the relationship of the following equation.
L × (sin θ + 1) <40, where 0 <θ <90 °.
L×(sinθ+1)<40とすることにより、配向層の配向を均一なものとすることができ、その後に形成される液晶化合物の軸ズレを低減することができる。
L×(sinθ+1)は、20以下がより好ましい。
また、ルーバーのピッチが均等でない場合は、最大ピッチが上記式の関係を満たすことが好ましい。
By setting L × (sinθ + 1) <40, the orientation of the alignment layer can be made uniform, and the axial deviation of the liquid crystal compound formed thereafter can be reduced.
L × (sin θ + 1) is more preferably 20 or less.
When the louver pitches are not even, it is preferable that the maximum pitch satisfies the relationship of the above formula.
図9および図10に示すように、ワイヤーグリッド偏光子30の透過軸Tがバックアップロールの長手方向に対して平行な場合は、斜めからの光や真正面からの光を当ててバックアップロールに投影しても角度の変化はないが、ワイヤーグリッドがバックアップロールの長手方向に対して角度θを有していると、斜めからの光は角度θとは異なった角度で投影される。すなわち、液晶配光角度が変化して軸分布が発生する。しかし、上記式を満足する関係とすることにより、斜めからの光を抑制することができる。 As shown in FIGS. 9 and 10, when the transmission axis T of the wire grid polarizer 30 is parallel to the longitudinal direction of the backup roll, it is projected onto the backup roll by irradiating light from an angle or light from directly in front of the backup roll. However, if the wire grid has an angle θ with respect to the longitudinal direction of the backup roll, the light from an angle is projected at an angle different from the angle θ. That is, the liquid crystal light distribution angle changes to generate an axial distribution. However, by satisfying the above equation, it is possible to suppress light from an angle.
−ワイヤーグリッドの角度調整方法−
ここで、本発明におけるワイヤーグリッド偏光素子のワイヤーグリッド34の角度を調製する方法について図5を参照しながら説明する。
図5に示すように、角度調整機構60は、光源61と、基準ワイヤーグリッド偏光素子63と、偏光受光部65とから構成される。偏光受光部65には、偏光67を検知する受光素子66を備える。基準ワイヤーグリッド偏光素子63と、偏光受光部65との間に、ワイヤーグリッドの角度を調整したい偏光子ユニット64を設置して、ワイヤーグリッドの角度の調整を行う。
-How to adjust the angle of the wire grid-
Here, a method of adjusting the angle of the wire grid 34 of the wire grid polarizing element in the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the angle adjusting mechanism 60 includes a light source 61, a reference wire grid polarizing element 63, and a polarized light receiving unit 65. The polarized light receiving unit 65 includes a light receiving element 66 that detects the polarized light 67. A polarizing element unit 64 whose angle of the wire grid is to be adjusted is installed between the reference wire grid polarizing element 63 and the polarizing light receiving unit 65, and the angle of the wire grid is adjusted.
光源61からの光62は、基準ワイヤーグリッド偏光素子63を通過して偏光され、偏光子ユニット64に入射される。このとき、偏光受光部65は、基準ワイヤーグリッド偏光素子63を通過した光を検出光として受光素子66が受光する。なお、基準ワイヤーグリッド偏光素子63と偏光子ユニット64の位置は逆であってもよい。 The light 62 from the light source 61 passes through the reference wire grid polarizing element 63, is polarized, and is incident on the polarizer unit 64. At this time, the polarizing light receiving unit 65 receives the light that has passed through the reference wire grid polarizing element 63 as the detection light by the light receiving element 66. The positions of the reference wire grid polarizing element 63 and the polarizer unit 64 may be reversed.
光源61として、UV(ultraviolet)ランプ、レーザー、発光ダイオード、およびHID(high-Intensity discharge)ランプ等を用いることができる。
また、受光素子66として、照度計、フォトダイオード、光電子倍増管、および光電管等を用いることができる。
As the light source 61, a UV (ultraviolet) lamp, a laser, a light emitting diode, a HID (high-intensity discharge) lamp, or the like can be used.
Further, as the light receiving element 66, an illuminometer, a photodiode, a photomultiplier tube, a phototube, or the like can be used.
なお、基準ワイヤーグリッド偏光素子63は、直線偏光子であれば任意の偏光子を用いることができる。基準ワイヤーグリッド偏光素子63の形状は、直方体、平行四辺形、円形どのような形状でも構わない。 As the reference wire grid polarizing element 63, any polarizing element can be used as long as it is a linear polarizing element. The shape of the reference wire grid polarizing element 63 may be a rectangular parallelepiped, a parallelogram, or a circle.
また、偏光子ユニット64は、その法線方向Sを回転軸として、180°以上の検出測定範囲内にわたり回転自在に構成されている。偏光子ユニット64の回転は、予め設定した検出用位置P0からの回転角度θsによって決定される。 Further, the polarizer unit 64 is configured to be rotatable over a detection and measurement range of 180 ° or more with its normal direction S as a rotation axis. The rotation of the polarizer unit 64 is determined by the rotation angle θs from the preset detection position P0.
偏光子ユニット64の回転角度θsが、基準ワイヤーグリッド偏光素子63の透過軸T1の方向と偏光子ユニット64の透過軸T2の方向とが一致する角度であるとき、受光素子66で受光する光の照度は最大となる。また、偏光子ユニット64の回転角度θsが、透過軸T2が透過軸T1に直交する角度であるとき、受光素子66で受光する光の照度は最小となる。 When the rotation angle θs of the polarizer unit 64 is an angle at which the direction of the transmission axis T1 of the reference wire grid polarizing element 63 and the direction of the transmission axis T2 of the polarizer unit 64 coincide with each other, the light received by the light receiving element 66 The illuminance is maximum. Further, when the rotation angle θs of the polarizer unit 64 is an angle at which the transmission axis T2 is orthogonal to the transmission axis T1, the illuminance of the light received by the light receiving element 66 is minimized.
すなわち、受光素子66が受光する光の照度は、偏光子ユニット64の回転角度に応じて周期的に変動する。したがって、偏光子ユニット64を回転させながら受光素子66が受光する光の照度を監視することで、偏光67の偏光軸角度を測定することができる。これにより、狙いのワイヤーグリッドの角度θ(図4参照)の90°方向に基準ワイヤーグリッド偏光素子63のワイヤーグリッドを設置することで、偏光子ユニット64を回転させたときの受光部の検出光を最小にすれば、所望の角度にワイヤーグリッド34を設置できる。 That is, the illuminance of the light received by the light receiving element 66 periodically fluctuates according to the rotation angle of the polarizer unit 64. Therefore, the polarization axis angle of the polarized light 67 can be measured by monitoring the illuminance of the light received by the light receiving element 66 while rotating the polarizing element unit 64. As a result, by installing the wire grid of the reference wire grid polarizing element 63 in the 90 ° direction of the target wire grid angle θ (see FIG. 4), the detection light of the light receiving portion when the polarizer unit 64 is rotated The wire grid 34 can be installed at a desired angle by minimizing.
−ワイヤーグリッド偏光素子の設置方法−
次に、ワイヤーグリッド偏光子30のワイヤーグリッド偏光素子32の配置について説明する。
ワイヤーグリッド偏光素子は、同一平面上に直列に配置して枠内に設置されたものが広く用いられている。しかし、この設置方法では、ワイヤーグリッド偏光素子間に若干の隙間が生じ、無偏向光が出射され、配向が均一に行われないという場合がある。
-How to install the wire grid polarizing element-
Next, the arrangement of the wire grid polarizing element 32 of the wire grid polarizer 30 will be described.
As the wire grid polarizing elements, those arranged in series on the same plane and installed in the frame are widely used. However, in this installation method, there is a case where a slight gap is generated between the wire grid polarizing elements, unbiased light is emitted, and the orientation is not uniform.
そこで、本発明において、無偏向光が生じないより好ましい形態の設置方法を用いる。ワイヤーグリッド偏光素子の設置方法の一例を、図6を参照しながら説明する。図6には、ワイヤーグリッド偏光素子の配置状況を分かりやすくするため、上部にワイヤーグリッド偏光素子の上面図を示し、下部に、そのA−A’断面図を示す。
図6に示すように、一例のワイヤーグリッド偏光子30は、矩形状の枠31と枠31に保持されたワイヤーグリッド偏光素子32とから構成される。ワイヤーグリッド偏光素子32は、矩形状の基板33上に、ワイヤーグリッド34が上記X方向と垂直もしくは平行でない角度θで形成されている。複数のワイヤーグリッド偏光素子32は、その基板33の裏面35を合わせた状態で、ワイヤーグリッド偏光素子32の端部36を重ね合わせて、X方向(棒状光源の長手方向)に並べられている。
Therefore, in the present invention, a more preferable installation method in which unbiased light is not generated is used. An example of how to install the wire grid polarizing element will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a top view of the wire grid polarizing element in the upper part and a cross-sectional view taken along the line AA'in the lower part in order to make it easy to understand the arrangement state of the wire grid polarizing element.
As shown in FIG. 6, the wire grid polarizing element 30 of an example is composed of a rectangular frame 31 and a wire grid polarizing element 32 held by the frame 31. The wire grid polarizing element 32 is formed on a rectangular substrate 33 at an angle θ in which the wire grid 34 is not perpendicular to or parallel to the X direction. The plurality of wire grid polarizing elements 32 are arranged in the X direction (longitudinal direction of the rod-shaped light source) by overlapping the end portions 36 of the wire grid polarizing elements 32 with the back surfaces 35 of the substrate 33 aligned.
一例の設置方法では、無偏向光が出射しないようにワイヤーグリッド偏光素子32を一部重ね合わせて設置する。その場合、ワイヤーグリッド34が加工された面を接触させるとワイヤーグリッド偏光子30の偏向性能が劣化するため、基板裏面35を合わせている。 In the installation method of one example, the wire grid polarizing elements 32 are partially superposed and installed so that unbiased light is not emitted. In that case, if the processed surfaces of the wire grid 34 are brought into contact with each other, the deflection performance of the wire grid polarizer 30 deteriorates, so that the back surface 35 of the substrate is aligned.
また、ワイヤーグリッド偏光素子の設置方法の他の例について、図7を参照しながら説明する。図7も、ワイヤーグリッド偏光素子の配置状況を分かりやすくするため、上部にワイヤーグリッド偏光素子の上面図を示し、下部に、そのA−A’断面図を示す。
ワイヤーグリッド偏光素子32自体は、図6と同様であるため、同符号を付して説明を省略する。他の例におけるワイヤーグリッド偏光子30は、図7に示すように、枠31内に、複数のワイヤーグリッド偏光素子32を全て紙面上部に向けて配置されている。そして、一のワイヤーグリッド偏光素子32のワイヤーグリッド34が、隣のワイヤーグリッド偏光素子32の基板33の裏面35と接触しないように離間して、かつ、端部36を重ねて、X方向(棒状光源の長手方向)に並べられている。
Further, another example of the method of installing the wire grid polarizing element will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 also shows a top view of the wire grid polarizing element in the upper part and a cross-sectional view taken along the line AA'in the lower part in order to make it easier to understand the arrangement of the wire grid polarizing elements.
Since the wire grid polarizing element 32 itself is the same as that shown in FIG. 6, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted. In the wire grid polarizing element 30 in another example, as shown in FIG. 7, a plurality of wire grid polarizing elements 32 are all arranged in the frame 31 toward the upper part of the paper surface. Then, the wire grid 34 of one wire grid polarizing element 32 is separated so as not to come into contact with the back surface 35 of the substrate 33 of the adjacent wire grid polarizing element 32, and the end portions 36 are overlapped with each other in the X direction (rod shape). They are arranged in the longitudinal direction of the light source).
ワイヤーグリッド偏光素子32を、図6および図7に記載の配置にすることにより、ワイヤーグリッド偏光素子32とワイヤーグリッド偏光素子32との間37に隙間が生じないため、無偏向光がワイヤーグリッド偏光子30から発せられることがない。
したがって、配向不良が生じず、液晶層における液晶化合物の軸ズレ分布の発生を抑制することができる。
By arranging the wire grid polarizing element 32 in the arrangement shown in FIGS. 6 and 7, there is no gap 37 between the wire grid polarizing element 32 and the wire grid polarizing element 32, so that the non-deflection light is wire grid polarized light. It is not emitted from the child 30.
Therefore, poor orientation does not occur, and the occurrence of axial misalignment distribution of the liquid crystal compound in the liquid crystal layer can be suppressed.
(照射角度)
次に、バックアップロール上での照射する角度について図8を用いて説明する。
(Irradiation angle)
Next, the irradiation angle on the backup roll will be described with reference to FIG.
図8に示すように、バックアップロール40の軸中心Oに垂直な面内において、
バックアップロール40の軸中心Oを通りワイヤーグリッド偏光子30の基板面38に垂直な線を基準線L1とし、
基準線L1と、バックアップロール40の軸中心Oと連続フィルム支持体50上における偏光紫外光の照射領域Aの搬送方向上流端Mとを結ぶ線L2とがなす角度をθ1とし、
基準線L1と、バックアップロール40の軸中心Oと連続フィルム支持体50上における偏光紫外光の照射領域Aの搬送方向下流端Nとを結ぶ線L3とがなす角度をθ2としたときに、下記式の関係を満たすことが好ましい。
|θ1−θ2|<10°
より好ましくは、|θ1−θ2|<7°であり、最も好ましくは、|θ1−θ2|=0°である。
As shown in FIG. 8, in the plane perpendicular to the axis center O of the backup roll 40,
The line passing through the axis center O of the backup roll 40 and perpendicular to the substrate surface 38 of the wire grid polarizer 30 is set as the reference line L1.
Let θ1 be the angle formed by the reference line L1 and the line L2 connecting the axis center O of the backup roll 40 and the upstream end M of the irradiation region A of the polarized ultraviolet light irradiation region A on the continuous film support 50 in the transport direction.
When the angle formed by the reference line L1 and the line L3 connecting the axis center O of the backup roll 40 and the downstream end N of the irradiation region A of the polarized ultraviolet light irradiation region A on the continuous film support 50 in the transport direction is θ2, the following It is preferable to satisfy the relation of the formula.
| Θ1-θ2 | <10 °
More preferably, | θ1-θ2 | <7 °, and most preferably | θ1-θ2 | = 0 °.
上記のようなθ1およびθ2の関係にすることにより、バックアップロール40の照射局面に対し、真正面から偏光紫外光を照射することができ、液晶化合物の軸ズレ分布の発生を抑制することができる。 By setting the relationship of θ1 and θ2 as described above, polarized ultraviolet light can be irradiated from directly in front of the irradiation phase of the backup roll 40, and the occurrence of axial deviation distribution of the liquid crystal compound can be suppressed.
バックアップロールは温度調節機能を有している。バックアップロール全体を温めることにより、配向素子が配向しやすくなり、液晶化合物に軸分布が生じることを防止することができる。 The backup roll has a temperature control function. By warming the entire backup roll, the alignment element can be easily oriented, and it is possible to prevent the liquid crystal compound from having an axial distribution.
次に、本発明の位相差フィルムの製造方法の上記以外の構成について、工程順に説明する。 Next, configurations other than the above of the method for producing a retardation film of the present invention will be described in order of steps.
(第1の塗膜を形成する工程)
搬送される連続フィルム支持体上に、液晶化合物に対する配向規制力を備える配向層を形成するための配向層形成用材料を塗布および乾燥する。
(Step of forming the first coating film)
On the continuous film support to be conveyed, a material for forming an alignment layer for forming an alignment layer having an orientation regulating force for a liquid crystal compound is applied and dried.
(支持体)
支持体としては、バックアップロールに巻きかけることが可能なポリマーフィルムを用いることが好ましい。支持体として用いられるポリマーフィルムの材料の例には、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム(屈折率1.48)、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルム、ポリオレフィン、脂環式構造を有するポリマー(ノルボルネン系樹脂(商品名「アートン(登録商標)」、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(商品名「ゼオネックス(登録商標)」、日本ゼオン社製))、などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート(PET)、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
(Support)
As the support, it is preferable to use a polymer film that can be wrapped around a backup roll. Examples of materials for polymer films used as supports include cellulose acylate films (eg, cellulose triacetate film (refractive index 1.48), cellulose diacetate film, cellulose acetate butyrate film, cellulose acetate propionate film). , Polyethylene such as polyethylene and polypropylene, polyester resin film such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyether sulfone film, polyacrylic resin film such as polymethylmethacrylate, polyurethane resin film, polycarbonate film, polysulfone film, polyether Film, polymethylpentene film, polyether ketone film, (meth) acrylic nitrile film, polyolefin, polymer with alicyclic structure (norbornen resin (trade name "Arton (registered trademark)", manufactured by JSR, amorphous Examples thereof include polyolefin (trade name "Zeonex (registered trademark)", manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). Of these, triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate (PET), and polymers having an alicyclic structure are preferable, and triacetyl cellulose is particularly preferable. Is preferable.
支持体の膜厚としては、5μm〜1000μm程度であればよく、好ましくは10μm〜250μmであり、より好ましくは15μm〜90μmである。
る。
The film thickness of the support may be about 5 μm to 1000 μm, preferably 10 μm to 250 μm, and more preferably 15 μm to 90 μm.
To.
−配向層形成用材料−
配向膜に用いられる光配向材料としては、例えば、特開2006−285197号公報、特開2007−76839号公報、特開2007−138138号公報、特開2007−94071号公報、特開2007−121721号公報、特開2007−140465号公報、特開2007−156439号公報、特開2007−133184号公報、特開2009−109831号公報、特許第3883848号、特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002−229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002−265541号公報、特開2002−317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号、特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003−520878号公報、特表2004−529220号公報、特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、またはエステル、特開平9−118717号公報、特表平10−506420号公報、特表2003−505561号公報、WO2010/150748号、特開2013−177561号公報、特開2014−12823号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物、クマリン化合物が挙げられる。特に好ましい例としては、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、エステル、シンナメート化合物、カルコン化合物が挙げられる。
-Material for forming an orientation layer-
Examples of the photo-alignment material used for the alignment film include JP-A-2006-285197, JP-A-2007-76839, JP-A-2007-138138, JP-A-2007-94071, and JP-A-2007-121721. Azo compounds described in JP-A-2007-140465, JP-A-2007-156439, JP-A-2007-133184, JP-A-2009-109831, Patent No. 3883848, and Patent No. 4151746. Aromatic ester compounds described in JP-A-2002-229039, maleimide and / or alkenyl-substituted nadiimide compounds having photoorientation units described in JP-A-2002-265541, JP-A-2002-317013, Patent No. 4205195, Photocrossable silane derivative described in Japanese Patent No. 4205198, Photocrossable polyimide, polyamide, or ester described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-520878, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-522220, Japanese Patent No. 4162850, Can be photodiquantized as described in Kaihei 9-118717, JP-A-10-506420, JP-A-2003-505561, WO2010 / 150748, JP-A-2013-177561, and JP-A-2014-12823. Compounds, particularly cinnamate compounds, chalcone compounds, and coumarin compounds. Particularly preferred examples include azo compounds, photocrosslinkable polyimides, polyamides, esters, synnamate compounds, and chalcone compounds.
−塗布方法−
配向膜表面に液晶層形成用材料を塗布する際の方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の方法が挙げられる。
-Applying method-
The methods for applying the liquid crystal layer forming material to the surface of the alignment film include curtain coating method, dip coating method, spin coating method, print coating method, spray coating method, slot coating method, roll coating method, slide coating method, and blade. Known methods such as a coating method, a gravure coating method, and a wire bar method can be mentioned.
−乾燥工程−
乾燥は、オーブン、温風、IR(infrared、赤外線)ヒーター等によって、50℃〜130℃で、10秒〜10分間程度行うことが好ましい。
-Drying process-
Drying is preferably carried out at 50 ° C. to 130 ° C. for about 10 seconds to 10 minutes using an oven, warm air, an IR (infrared) heater or the like.
(配向層を形成する工程)
第1の塗膜に偏光紫外光を照射することにより配向規制力を付与して配向層を形成する工程である。配向規制力を付与する工程とは、配向層形成用材料に光反応を生じせしめるための操作である。偏光紫外光のピーク波長は、200nm〜400nmが好ましい。
(Step of forming an orientation layer)
This is a step of forming an alignment layer by imparting an orientation regulating force by irradiating the first coating film with polarized ultraviolet light. The step of applying the orientation regulating force is an operation for causing a photoreaction in the alignment layer forming material. The peak wavelength of polarized ultraviolet light is preferably 200 nm to 400 nm.
光照射に用いる光源は、通常使われる光源、例えばタングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー(例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザー)、発光ダイオード、陰極線管などを挙げることができる。 Light sources used for light irradiation include commonly used light sources such as tungsten lamps, halogen lamps, xenon lamps, xenon flash lamps, mercury lamps, mercury xenon lamps, carbon arc lamps, and various lasers (eg, semiconductor lasers, helium). Examples include neon lasers, argon ion lasers, helium cadmium lasers, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) lasers), light emitting diodes, and cathode wire tubes.
光配向では、上記のような非接触の光照射によって光配向材料を配向させるため、ラビングのような不均一な物理的凹凸形状が発生しにくい。そのため、光配向によって配向規制力を付与された配向層を利用して作製した光学フィルムを用いた液晶表示装置では光漏れが低減され、高コントラストが実現できる。 In photo-alignment, since the photo-alignment material is oriented by non-contact light irradiation as described above, non-uniform physical uneven shape such as rubbing is unlikely to occur. Therefore, in a liquid crystal display device using an optical film produced by using an alignment layer to which an orientation regulating force is applied by photo-alignment, light leakage is reduced and high contrast can be realized.
(第2の塗膜を形成する工程)
配向層上に液晶化合物を含む液晶層形成用材料を塗布および乾燥して第2の塗膜を形成する。液晶層形成用材料の塗布および乾燥は、上記配向層形成用材料の塗布および乾燥と同様の方法を用いることができ、その詳細な説明は省略する。
(Step of forming the second coating film)
A liquid crystal layer forming material containing a liquid crystal compound is applied onto the alignment layer and dried to form a second coating film. For the application and drying of the liquid crystal layer forming material, the same method as the application and drying of the alignment layer forming material can be used, and detailed description thereof will be omitted.
−液晶層形成用材料−
液晶層形成用材料は、棒状液晶化合物もしくは円盤状液晶化合物および少なくともキラル剤を含有し、さらに、配向制御剤、重合開始剤および配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。
-Material for forming a liquid crystal layer-
The liquid crystal layer forming material contains a rod-shaped liquid crystal compound or a disk-shaped liquid crystal compound and at least a chiral agent, and may further contain other components such as an orientation control agent, a polymerization initiator and an orientation auxiliary.
−−棒状液晶化合物−−
棒状液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。
--Stick liquid crystal compound ---
Examples of the rod-shaped liquid crystal compound include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines, and the like. Phenyldioxans, trans and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only low molecular weight liquid crystal molecules as described above, but also high molecular weight liquid crystal molecules can be used.
棒状液晶化合物を重合によって配向を固定することがより好ましく、重合性棒状液晶化合物としては、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許4683327号公報、同5622648号公報、同5770107号公報、WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、および特願2001−64627号公報などに記載の化合物を用いることができる。さらに棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報や特開2007−279688号公報に記載のものも好ましく用いることができる。 It is more preferable to fix the orientation of the rod-shaped liquid crystal compound by polymerization, and examples of the polymerizable rod-shaped liquid crystal compound include Makromol. Chem. , 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), U.S. Pat. Nos. 4,683,327, 562,648, 5770107, WO95 / 22586, 95/24455. No. 97/00600, No. 98/23580, No. 98/52905, No. 1-272551, No. 6-16616, No. 7-110469, No. 11-8801. The compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-64627 and the like can be used. Further, as the rod-shaped liquid crystal compound, for example, those described in JP-A No. 11-513019 and JP-A-2007-279688 can also be preferably used.
−−円盤状液晶化合物−−
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報や特開2010−244038号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
--Disc-shaped liquid crystal compound ---
As the disk-shaped liquid crystal compound, for example, those described in JP-A-2007-108732 and JP-A-2010-244038 can be preferably used.
(液晶層を形成する工程)
第2の塗膜中の液晶化合物を配向させ、配向を固定して液晶層を形成する。
(Step of forming a liquid crystal layer)
The liquid crystal compound in the second coating film is oriented and the orientation is fixed to form a liquid crystal layer.
−液晶化合物の配向−
液晶層形成用材料の硬化の前には、第2の塗膜の液晶化合物の配向処理を行う。配向処理は、室温等により乾燥させる、または加熱することにより行うことができる。配向処理で形成される液晶層は、サーモトロピック性液晶化合物の場合、一般に温度または圧力の変化により転移させることができる。リオトロピック性をもつ液晶化合物の場合には、溶媒量等の組成比によっても転移させることができる。
-Orientation of liquid crystal compounds-
Prior to curing the liquid crystal layer forming material, the liquid crystal compound of the second coating film is oriented. The orientation treatment can be performed by drying at room temperature or the like or by heating. In the case of a thermotropic liquid crystal compound, the liquid crystal layer formed by the orientation treatment can generally be transferred by a change in temperature or pressure. In the case of a liquid crystal compound having lyotropic properties, it can also be transferred by a composition ratio such as the amount of solvent.
棒状液晶化合物がスメクチック相を発現する場合、ネマチック相を発現する温度領域の方が、棒状液晶化合物がスメクチック相を発現する温度領域よりも高いことが普通である。従って、棒状液晶化合物がネマチック相を発現する温度領域まで棒状液晶化合物を加熱し、次に、加熱温度を棒状液晶化合物がスメクチック相を発現する温度領域まで低下させることにより、棒状液晶化合物をネマチック相からスメクチック相に転移させることができる。このような方法をスメクチック相とすることで、液晶化合物が高秩序度で配向した液晶層を提供することができる。 When the rod-shaped liquid crystal compound expresses the smectic phase, the temperature range in which the nematic phase is expressed is usually higher than the temperature range in which the rod-shaped liquid crystal compound expresses the smectic phase. Therefore, the rod-shaped liquid crystal compound is heated to the temperature range in which the rod-shaped liquid crystal compound expresses the nematic phase, and then the heating temperature is lowered to the temperature range in which the rod-shaped liquid crystal compound expresses the smectic phase, whereby the rod-shaped liquid crystal compound is brought into the nematic phase. Can be transferred to the smectic phase. By using such a method as the smectic phase, it is possible to provide a liquid crystal layer in which the liquid crystal compounds are oriented with high order.
棒状液晶化合物がネマチック相を発現する温度領域では、棒状液晶化合物がモノドメインを形成するまで一定時間加熱する必要がある。加熱時間は、10秒間〜5分間が好ましく、10秒間〜3分間がさらに好ましく、10秒間〜2分間が最も好ましい。
棒状液晶化合物がスメクチック相を発現する温度領域では、棒状液晶化合物がスメクチック相を発現するまで一定時間加熱する必要がある。加熱時間は、10秒間〜5分間が好ましく、10秒間〜3分間がさらに好ましく、10秒間〜2分間が最も好ましい。
In the temperature range where the rod-shaped liquid crystal compound expresses the nematic phase, it is necessary to heat for a certain period of time until the rod-shaped liquid crystal compound forms a monodomain. The heating time is preferably 10 seconds to 5 minutes, more preferably 10 seconds to 3 minutes, and most preferably 10 seconds to 2 minutes.
In the temperature range in which the rod-shaped liquid crystal compound expresses the smectic phase, it is necessary to heat for a certain period of time until the rod-shaped liquid crystal compound expresses the smectic phase. The heating time is preferably 10 seconds to 5 minutes, more preferably 10 seconds to 3 minutes, and most preferably 10 seconds to 2 minutes.
−配向の固定−
第2の塗膜中の液晶化合物を配向させ、配向を固定して液晶層を形成する。
配向の固定は、熱重合や活性エネルギー線による重合で行うことができ、その重合に適した重合性基や重合開始剤を適宜選択することで行うことができる。製造適性等を考慮すると紫外線照射による重合反応を好ましく用いることができる。紫外線の照射量が少ないと、未重合の重合性棒状液晶が残存し、光学特性の温度変化や、経時劣化の起きる原因となる。
そのため、残存する重合性棒状液晶の割合が5%以下になる様に照射条件を決めることが好ましく、その照射条件は重合性組成物の処方や第2の塗膜の厚さにもよるが目安として紫外線照射量は、50〜1000mJ/cm2が好ましく、100〜500mJ/cm2がより好ましい。
その他、液晶層の製造方法の詳細は、特開2008−225281号公報や特開2008−026730号公報の記載を参酌できる。
-Fixing of orientation-
The liquid crystal compound in the second coating film is oriented and the orientation is fixed to form a liquid crystal layer.
The orientation can be fixed by thermal polymerization or polymerization by an active energy ray, and can be carried out by appropriately selecting a polymerizable group or a polymerization initiator suitable for the polymerization. In consideration of production suitability and the like, a polymerization reaction by irradiation with ultraviolet rays can be preferably used. When the irradiation amount of ultraviolet rays is small, unpolymerized polymerizable rod-shaped liquid crystal remains, which causes temperature changes in optical characteristics and deterioration over time.
Therefore, it is preferable to determine the irradiation conditions so that the ratio of the remaining polymerizable rod-shaped liquid crystal is 5% or less, and the irradiation conditions depend on the formulation of the polymerizable composition and the thickness of the second coating film, but as a guide. UV irradiation dose as is preferably 50~1000mJ / cm 2, and more preferably 100 to 500 mJ / cm 2.
In addition, for details of the method for producing the liquid crystal layer, the description of JP-A-2008-225281 and JP-A-2008-026730 can be referred to.
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The materials, amounts used, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
[実施例1]
以下に、実施例1の位相差フィルムを構成する各層について説明する。配向処理は、図2に示す方法によって行った。
[Example 1]
Each layer constituting the retardation film of Example 1 will be described below. The orientation treatment was performed by the method shown in FIG.
(第1の塗膜の形成,配向層の形成)
セルローストリアセテートフィルムTD80UL(富士フイルム製)の支持体表面をアルカリ鹸化処理した。具体的には、55℃の1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に支持体を2分間浸漬した後、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃の0.1規定の硫酸を用いて中和した。中和した後、室温の水洗浴槽中で洗浄し、更に100℃の温風で乾燥した。
支持体上に、下記の組成の配向層形成用材料をワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、光配向層を形成した。
(Formation of first coating film, formation of alignment layer)
The surface of the support of the cellulose triacetate film TD80UL (manufactured by Fujifilm) was subjected to alkali saponification treatment. Specifically, the support is immersed in a 1.5N sodium hydroxide aqueous solution at 55 ° C. for 2 minutes, washed in a water washing bath at room temperature, and neutralized with 0.1N sulfuric acid at 30 ° C. did. After neutralization, it was washed in a water washing bath at room temperature, and further dried with warm air at 100 ° C.
On the support, a material for forming an orientation layer having the following composition was applied with a wire bar. It was dried with warm air at 60 ° C. for 60 seconds and further with warm air at 100 ° C. for 120 seconds to form a photoalignment layer.
−配向層形成用材料の調製−
光配向用素材P−1 1.0質量部
ブトキシエタノール 33質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 33質量部
水 33質量部
-Preparation of materials for forming an orientation layer-
Material for photoalignment P-1 1.0 part by mass Butoxyethanol 33 part by mass Propylene glycol monomethyl ether 33 part by mass Water 33 part by mass
作製した配向層が形成された支持体をバックアップロール(直径1000mm,材質ステンレス製)に巻きかけ(図2参照)、大気下にて空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製, ProFlux PPL02)の透過軸と配向層の吸収軸が60度になるようにセットして露光し、光配向処理を行った。この際、用いる紫外線の照度はUV(ultra-violet)−A領域(波長380nm〜320nmの積算)において100mW/cm2、照射量はUV−A領域において1000mJ/cm2とした。 Wrap the prepared support on which the alignment layer is formed around a backup roll (diameter 1000 mm, made of stainless steel) (see Fig. 2), and use an air-cooled metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) in the atmosphere to obtain ultraviolet rays. Was irradiated. At this time, the transmission axis of the wire grid polarizer (ProFlux PPL02 manufactured by Moxtek Co., Ltd.) and the absorption axis of the alignment layer were set to be 60 degrees for exposure, and photoalignment treatment was performed. At this time, the illuminance of the ultraviolet rays used was 100 mW / cm 2 in the UV (ultra-violet) -A region (integration of wavelengths of 380 nm to 320 nm), and the irradiation amount was 1000 mJ / cm 2 in the UV-A region.
(第2の塗膜の形成,液晶の形成)
続いて、下記の液晶層形成用材料を調製した。
(Formation of second coating film, formation of liquid crystal)
Subsequently, the following materials for forming a liquid crystal layer were prepared.
−液晶層形成用塗布液の調製−
逆波長分散液晶性化合物 R−3 100質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア819、BASF(株)製)
含フッ素化合物A 0.8質量部
架橋性ポリマー O−2 0.3質量部
クロロホルム 588質量部
-Preparation of coating liquid for forming liquid crystal layer-
Reverse wavelength dispersion liquid crystal compound R-3 100 parts by mass Photopolymerization initiator 3.0 parts by mass (Irgacure 819, manufactured by BASF Ltd.)
Fluorine-containing compound A 0.8 parts by mass Crosslinkable polymer O-2 0.3 parts by mass Chloroform 588 parts by mass
配向層上に液晶層形成用材料を、バーコーターを用いて塗布した。膜面温度100℃で60秒間加熱熟成し、70℃まで冷却した後に、空気下にて空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射して、その配向状態を固定化することによりポジティブAプレートA−0を形成した。形成された液晶層は、偏光照射方向に対し遅相軸方向が直交(すなわち、偏光板の吸収軸とも直交)であった(逆波長分散液晶性化合物が偏光照射方向に対して直交に配向していた)。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、リタデーションReの光入射角度依存性および光軸のチルト角を測定したところ、波長550nmにおいてReが130nm、リタデーションRthが65nm、Re(450)/Re(550)が0.83、Re(650)/Re(550)が1.05、光軸のチルト角は0°で、逆波長分散液晶性化合物はホモジニアス配向であった。 A liquid crystal layer forming material was applied onto the alignment layer using a bar coater. After aging by heating at a film surface temperature of 100 ° C. for 60 seconds and cooling to 70 ° C., an air-cooled metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) is used to irradiate the film with ultraviolet rays of 1000 mJ / cm 2. The positive A plate A-0 was formed by immobilizing the orientation state. The formed liquid crystal layer was orthogonal to the polarization irradiation direction in the slow phase axis direction (that is, also orthogonal to the absorption axis of the polarizing plate) (the inverse wavelength dispersed liquid crystal compound was oriented orthogonally to the polarization irradiation direction). Was). When the light incident angle dependence of the retardation Re and the tilt angle of the optical axis were measured using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH, manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd.), Re was 130 nm at a wavelength of 550 nm, and retardation. Rth is 65 nm, Re (450) / Re (550) is 0.83, Re (650) / Re (550) is 1.05, the tilt angle of the optical axis is 0 °, and the inverse wavelength dispersion liquid crystal compound is homogeneous. It was an orientation.
(ルーバーおよび照射角度)
ルーバーのピッチLは10mmであり、ワイヤーグリッドの角度とLとの関係L×(sinθ+1)は15であった。
また、偏光照射については、図8に示すように、θ1とθ2が、θ1/θ2=10°/10°である位置から照射した。すなわち、バックアップロールに対して真正面から照射した。
(Louvre and irradiation angle)
The pitch L of the louver was 10 mm, and the relationship L × (sin θ + 1) between the angle of the wire grid and L was 15.
Regarding polarized light irradiation, as shown in FIG. 8, irradiation was performed from a position where θ1 and θ2 were θ1 / θ2 = 10 ° / 10 °. That is, the backup roll was irradiated from the front.
[実施例2]
ルーバーのピッチLを27mmとし、L×(sinθ+1)を41とした以外は、実施例1と同様に位相差フィルムを作製した。
[Example 2]
A retardation film was produced in the same manner as in Example 1 except that the pitch L of the louver was 27 mm and L × (sinθ + 1) was 41.
[実施例3]
θ1/θ2=5°/11°とした以外は、実施例1と同様に位相差フィルムを作製した。
[Example 3]
A retardation film was produced in the same manner as in Example 1 except that θ1 / θ2 = 5 ° / 11 °.
[比較例1]
ルーバーを設けなかった以外は、実施例1と同様に位相差フィルムを作製した。
[Comparative Example 1]
A retardation film was produced in the same manner as in Example 1 except that the louver was not provided.
[幅方向の軸ズレ分布の評価]
上記実施例および比較例で作製した位相差フィルムについて、幅方向(図2のX方向)の軸ズレ分布を、下記方法および評価基準に基づいて評価した。
[Evaluation of axis deviation distribution in the width direction]
With respect to the retardation films produced in the above Examples and Comparative Examples, the axial deviation distribution in the width direction (X direction in FIG. 2) was evaluated based on the following method and evaluation criteria.
得られた位相差フィルム(500mm)を1m切り出して、幅方向に均等間隔で、10点の小片サンプルを切り出した。Axoscan(Axometrics社製)を用いて、切り出した小片サンプル全てに対して各10点計測して、各小片サンプルの軸角度を得た。次いで下記式1を用いて、得られた位相差フィルムの軸ズレ分布を算出した。
軸ズレ分布=軸角度の最大−軸角度の最小・・・(式1)
The obtained retardation film (500 mm) was cut out by 1 m, and 10 small piece samples were cut out at equal intervals in the width direction. Using Axoscan (manufactured by Axometrics), 10 points were measured for each of the cut small piece samples, and the axial angle of each small piece sample was obtained. Next, the axial misalignment distribution of the obtained retardation film was calculated using the following formula 1.
Axis deviation distribution = maximum axis angle-minimum axis angle ... (Equation 1)
上記で求めた軸ズレ分布を以下の評価基準に基づいて判断した。
(評価基準)
A:軸ズレ分布<0.5°
B:0.5°≦軸ズレ分布<1.0°
C:1.0°≦軸ズレ分布
The axis deviation distribution obtained above was judged based on the following evaluation criteria.
(Evaluation criteria)
A: Axis deviation distribution <0.5 °
B: 0.5 ° ≤ axis deviation distribution <1.0 °
C: 1.0 ° ≤ axis deviation distribution
実施例および比較例の作製条件および評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the production conditions and evaluation results of Examples and Comparative Examples.
表1に示すように、本発明の位相差フィルムの製造方法によって作製された位相差フィルムは、幅方向の軸ズレ分布が0.7以下であり、ルーバーを設けなかった比較例に比べて軸ズレ分布を抑制することができた。
特に、L×(sinθ+1)が40未満である実施例1は、40以上である実施例2に比べて軸ズレ分布をさらに抑制することができた。
また、バックアップロールに対し真正面から照射した実施例1および2(θ1/θ2=10°/10°)は、真正面からずれた実施例3(θ1/θ2=5°/11°)と比較して、軸ズレ分布をより抑制することができた。
As shown in Table 1, the retardation film produced by the method for producing a retardation film of the present invention has an axial deviation distribution of 0.7 or less in the width direction, and has an axis as compared with a comparative example in which no louver is provided. The deviation distribution could be suppressed.
In particular, Example 1 in which L × (sin θ + 1) is less than 40 was able to further suppress the axial deviation distribution as compared with Example 2 in which L × (sin θ + 1) was 40 or more.
Further, Examples 1 and 2 (θ1 / θ2 = 10 ° / 10 °) in which the backup roll was irradiated from the front were compared with Example 3 (θ1 / θ2 = 5 ° / 11 °) which was deviated from the front. , The axis deviation distribution could be further suppressed.
10 棒状光源
11 反射鏡
20 ルーバー
21 平行板
30 ワイヤーグリッド偏光子
31 枠
32 ワイヤーグリッド偏光素子
33 基板
34 ワイヤーグリッド
35 裏面
36 端部
37 ワイヤーグリッド偏光素子とワイヤーグリッド偏光素子の間
38 基板面
40 バックアップロール
50 第1の塗膜が形成された支持体
60 光配向機構
61 光源
62 光
63 基準ワイヤーグリッド偏光素子
64 偏光子ユニット
65 偏光受光部
66 受光素子
67 偏光
X バックアップロールの長手方向
Y 搬送方向
T1,T2 透過軸
S 法線方向
P0 検出用位置
θs 回転角度
L1 基準線
A 照射領域
M 照射領域の上流端
N 照射領域の下流端
O バックアップロールの軸中心
L2 軸中心と照射領域の上流端とを結んだ線
L3 軸中心と照射領域の下流端とを結んだ線
θ1,θ2 角度
10 Rod-shaped light source 11 Reflector 20 Louver 21 Parallel plate 30 Wire grid polarizing element 31 Frame 32 Wire grid polarizing element 33 Substrate 34 Wire grid 35 Back side 36 End part 37 Between wire grid polarizing element and wire grid polarizing element 38 Board surface 40 Backup Roll 50 Support on which the first coating film is formed 60 Optical alignment mechanism 61 Light source 62 Light 63 Reference wire grid Polarizing element 64 Polarizer unit 65 Polarized light receiving unit 66 Light receiving element 67 Polarized X X Backup roll longitudinal direction Y Conveying direction T1 , T2 transmission axis S normal direction P0 detection position θs rotation angle L1 reference line A irradiation area M upstream end of irradiation area N downstream end of irradiation area O axis center of backup roll L2 axis center and upstream end of irradiation area Connected line Line θ1, θ2 angle connecting the center of the L3 axis and the downstream end of the irradiation area
Claims (6)
前記第1の塗膜に偏光紫外光を照射することにより前記配向規制力を付与して前記配向層を形成する工程、および
前記配向層上に前記液晶化合物を含む液晶層形成用材料を塗布および乾燥して第2の塗膜を形成する工程と、
前記第2の塗膜中の前記液晶化合物を配向させ、該配向を固定して液晶層を形成する工程と、
を備える位相差フィルムの製造方法であって、
前記配向層を形成する工程において、前記第1の塗膜が形成された前記連続フィルム支持体を温度調節可能なバックアップロールに巻きかけ、前記連続フィルム支持体の前記バックアップロールに巻き掛けられた照射領域に対して前記偏光紫外光を照射し、
前記偏光紫外光が、棒状光源から発せられた光をワイヤーグリッド偏光子で偏光したものであり、
前記照射領域は、前記バックアップロールの軸中心に垂直な面内において、前記バックアップロールの軸中心を通り前記ワイヤーグリッド偏光子の基板面に垂直な線を基準線とし、該基準線と、前記バックアップロールの軸中心と前記連続フィルム支持体上における前記照射領域の搬送方向上流端とを結ぶ線とがなす角度をθ1とし、前記基準線と、前記バックアップロールの軸中心と前記連続フィルム支持体上における前記照射領域の搬送方向下流端とを結ぶ線とがなす角度をθ2としたときに、
|θ1−θ2|<10°
を満たし、
前記ワイヤーグリッド偏光子のワイヤーグリッドを、前記バックアップロールの長手方向と垂直もしくは平行でない角度θに配列し、前記棒状光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に、前記棒状光源から発せられた光を前記ワイヤーグリッド偏光子へ導光するルーバーであって、前記バックアップロールの長手方向に配列された平行板からなるルーバーを設置する位相差フィルムの製造方法。 A step of applying and drying an alignment layer forming material for forming an alignment layer having an orientation regulating force on a liquid crystal compound on a continuous film support to be conveyed to form a first coating film.
A step of imparting the orientation restricting force by irradiating the first coating film with polarized ultraviolet light to form the alignment layer, and applying a liquid crystal layer forming material containing the liquid crystal compound on the alignment layer. The process of drying to form a second coating and
A step of orienting the liquid crystal compound in the second coating film and fixing the orientation to form a liquid crystal layer.
It is a manufacturing method of a retardation film provided with
In the step of forming the alignment layer, the continuous film support on which the first coating film is formed is wound on a temperature-adjustable backup roll, and the irradiation of the continuous film support wrapped around the backup roll. The region is irradiated with the polarized ultraviolet light,
The polarized ultraviolet light is the light emitted from a rod-shaped light source polarized by a wire grid polarizer.
The irradiation region is defined as a reference line in a plane perpendicular to the axis center of the backup roll, passing through the axis center of the backup roll and perpendicular to the substrate surface of the wire grid polarizer, and the reference line and the backup. The angle formed by the axis center of the roll and the line connecting the upstream end of the irradiation region in the transport direction on the continuous film support is θ1, and the reference line, the axis center of the backup roll, and the continuous film support When the angle formed by the line connecting the downstream end of the irradiation region in the transport direction is θ2,
| Θ1-θ2 | <10 °
The filling,
The wire grids of the wire grid polarizers are arranged at an angle θ that is perpendicular to or not parallel to the longitudinal direction of the backup roll, and the light emitted from the rod-shaped light source is emitted between the rod-shaped light source and the wire grid polarizer. A method for manufacturing a retardation film, which is a louver that guides light to the wire grid polarizer, and in which a louver composed of parallel plates arranged in the longitudinal direction of the backup roll is installed.
L×(sinθ+1)<40,ただし、0<θ<90° The method for producing a retardation film according to claim 1 or 2, wherein the angle θ of the wire grid and the pitch L (mm) of the louver satisfy the relationship of the following formula.
L × (sin θ + 1) <40, where 0 <θ <90 °
|θ1−θ2|<5° The method for producing a retardation film according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the relationship of the following formula.
| Θ1-θ2 | <5 °
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