JP6967083B2 - 長尺液晶フィルム、長尺偏光板、画像表示装置、および、長尺液晶フィルムの製造方法 - Google Patents
長尺液晶フィルム、長尺偏光板、画像表示装置、および、長尺液晶フィルムの製造方法 Download PDFInfo
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Description
長尺状の液晶層には、長尺液晶フィルムを直線偏光子および検光子で挟んでこれらを消光位に配置して光を照射した場合に、光漏れが生じる筋状領域が存在し、筋状領域における遅相軸変動Δβが0°より大きく0.04°未満である、長尺液晶フィルム。
[2] 長尺状の液晶層の面内位相差が100nm〜250nmの範囲である[1]に記載の長尺液晶フィルム。
[3] 長尺液晶フィルムの面内位相差が100nm〜250nmの範囲である[1]または[2]に記載の長尺液晶フィルム。
[4] 長尺基材が、以下の式を満たす[1]から[3]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
|Re(550)|≦10nm
|Rth(550)|≦20nm
[5] 長尺状の液晶層の面内位相差が110nmから160nmの範囲であり、その遅相軸が長尺基材の長手方向に対して45°をなしている、[1]から[4]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
[6] 長尺液晶フィルムの面内位相差が110nmから160nmの範囲であり、その遅相軸が長尺基材の長手方向に対して45°をなしている、[1]から[5]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
[7] 長尺状の液晶層が下記式を満たす、[1]から[6]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
Re(450)/Re(550)<1.0
1.0<Re(650)/Re(550)
[8] 長尺液晶フィルムが下記式を満たす、[1]から[7]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
Re(450)/Re(550)<1.0
1.0<Re(650)/Re(550)
[9] 長尺状の液晶層の表面の面積に対する、筋状領域の合計面積の割合は6%以下である[1]〜[8]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
[10] [1]から[9]のいずれかに記載の長尺液晶フィルムと、長尺状の直線偏光板とを、互いの長手方向を一致させて積層した、長尺偏光板。
[11] 長尺状の直線偏光板の吸収軸が、長尺状の直線偏光板の長手方向に対して0°もしくは90°をなし、かつ、長尺液晶フィルムの遅相軸との交差角が45°を成している、[10]に記載の長尺偏光板。
[12] 長尺液晶フィルムの面内位相差が110nmから160nmの範囲である[11]に記載の長尺偏光板。
[13] [10]から[12]のいずれかに記載の長尺偏光板から切り出した枚葉状の偏光板を含む、画像表示装置。
[14] 液晶層が、光配向層と液晶層との間、もしくは、長尺基材と光配向層との間の少なくとも何れかで剥離可能に設けられた、[1]から[9]のいずれかに記載の長尺液晶フィルム。
[15] [1]〜[9]、および、[14]のいずれかに記載の長尺液晶フィルムの製造方法であって、
長尺基材を長手方向に搬送しつつ、長尺基材上に形成された光配向層となる材料層に紫外線を照射する光配向工程を有し、
光配向工程において、材料層に紫外線を照射する際に、長尺基材の材料層が形成された面とは反対側の面はバックアップロールに支持されており、
バックアップロールの表面の最大高さ粗さRzは0.7μm以下である長尺液晶フィルムの製造方法。
[16] 紫外線に対するバックアップロールの表面の反射率は、10%以下である[15]に記載の長尺液晶フィルムの製造方法。
Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、及び厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH、又はWR(王子計測機器(株)製)において、波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。測定されるフィルムが、1軸又は2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)が算出される。
Rth(λ)は、前述のRe(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、又はWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、及び式(B)よりRthを算出することもできる。
本発明の長尺液晶フィルムは、長尺基材、長尺状の光配向層及び面内位相差を有する長尺状の液晶層をこの順に有する。この長尺液晶フィルムについて、以下詳細に説明する。なお、後述する位相差値や厚み等の物性値については、通常その後の使用に供する部分(典型的には幅方向に対して幅手方向の中央領域)におけるものとする。
Re(450)/Re(550)<1.0
1.0<Re(650)/Re(550)
この関係を満たしていると、広帯域にわたり均一な偏光変換が可能であり、種々の光学補償フィルムや波長板として用いる際に色味付きの少ない良好な性能を発揮することができる。
長尺基材1は、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、硝子による透明フィルム材等の各種の透明フィルム材の長尺体を適用することができる。強度と柔軟性を兼ね備える観点から、樹脂フィルムであることが好ましい。長尺基材1は、液晶フィルム全体の光学設計や後述する光配向適性の観点から光学的に等方性な透明フィルム材であることができる。
長尺基材1の厚みは、1〜250μmが好ましく、3〜150μmがより好ましく、5〜50μmがさらに好ましい。
光配向層2は長尺基材1の表面に形成される。光配向層2は、配向規制力を発現して、液晶層を形成する際に、液晶化合物を所定の配向パターンに配向するための配向膜である。光配向層2は、光配向性の素材に偏光を照射して配向膜としたものである。
後述のように、光配向層2は、光配向層に係る塗工液の塗工、乾燥により、光配向層に係る材料層が基材1上に形成した後、直線偏光紫外線の照射により形成される。
偏光の照射は、材料層に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができる。
光配向層2に係る材料(光配向材料)は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができる。好ましい実施形態として、例えば光二量化型の材料、特に桂皮酸誘導体を含む化合物が使用できる。また、アゾ化合物等の光異性化材料、光分解性材料等も好適に用いることができる。
後述のように、長尺液晶フィルム10は、光配向層2の配向規制力により液晶層3に係る液晶材料を配向させた状態で硬化させて液晶層3が作製される。
光配向層2の厚みは、0.01μm〜5μmが好ましく、0.05μm〜2μmがより好ましい。
液晶層3は、ダイ等の塗工ヘッドにより対応する塗工液(重合性液晶組成物)を塗工した後、乾燥し、その後、紫外線を照射して硬化させることにより、光配向層2の配向規制力により液晶材料を配向させた状態で固化(硬化)して作製される。液晶層3の面内位相差は、目的の値となるように用いる液晶材料の屈折率異方性Δnと配向性制御、および、液晶層の膜厚によってその値を調整することができる。典型的には面内位相差Re(550)が100〜250nmの範囲であり、四分の一波長板としての用途であれば好ましくは120〜160nmの範囲である。
Re(450)/Re(550)<1.0
1.0<Re(650)/Re(550)
この関係を満たしていると、広帯域にわたり均一な偏光変換が可能であり、種々の光学補償フィルムや波長板として用いる際に色味付きの少ない良好な性能を発揮することができる。
Δβ = (|β|の、当該領域内における最大値)
上記の式は「散乱」「吸収」「反射」を無視したものである。したがって、液晶の配向性が悪く散乱する場合は、フィルムを回転させても常に光漏れする。一方、本願の筋状領域における光漏れは、βを偏光子の吸収軸に合わせると光漏れが抑えられるので、見分けることができる。
また、筋状領域の遅相軸値βは、筋状領域内における、上述したKOBRA 21ADHにより判断される遅相軸値(遅相軸の方向の角度)である。1つの筋状領域内において、筋状領域の長さ方向に任意の10点での遅相軸値βを求め、その最大値を用いて上記式によってΔβを求めればよい。
なお、遅相軸値は液晶層3の面内の任意の方向を基準として求めればよい。従って、液晶層3の平均遅相軸方向を基準にして筋状領域の遅相軸値β(=Δβ)を求めてもよい。
本発明はこのような構成とすることにより、液晶層の位相差ムラを抑制することができ、液晶フィルムを表示装置等に実装した際に、目視で筋状のムラが認識されることを防止できる。
同様に、筋状領域の長さは、2mm〜20mmが好ましく、2mm〜10mmがより好ましく、2mm〜5mmがさらに好ましい。
なお、液晶層の表面の面積に対する、筋状領域の合計面積の割合は、20mm×30mmの任意の領域5か所において、幅方向、長さ方向に0.5mm間隔でΔβを測定し、Δβ>0.01°の領域を筋状領域とし、筋状領域の幅、長さを算出する。各領域内に存在する筋状領域の面積を計測して、各領域ごとに筋状領域の割合を求めて平均した値である。Δβの測定方法は後述する。
また、筋状領域の幅、長さ、および、面積は、長尺液晶フィルムを直線偏光子および検光子で挟んでこれらを消光位に配置して光を照射した状態で測定すればよい。
液晶層3は、光学異方性を発現する液晶材料である各種の重合性液晶組成物を適用して設けることができる。ここで、重合性液晶組成物は、液晶性を示し、分子内に重合性官能基を有する重合性液晶化合物のほか、その他の重合性化合物、配向安定剤、溶媒等を含有させることができる。
液晶層3に係る重合性液晶化合物は、屈折率異方性を有し、光配向層2の配向規制力により規則的に配列することにより、所望の位相差性を付与する機能を有する。重合性液晶化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられる。また、棒状液晶化合物、円盤状液晶化合物など、種々の構造を有する重合性液晶分子を用いることができる。
液晶層3に係る重合性液晶化合物には、その他の重合性化合物を加えることができる。好ましくは、非液晶性の多官能重合性化合物を加える。こうした非液晶性多官能重合性化合物として、公知の多価アルコール類と(メタ)アクリル酸のエステル化合物類を挙げることができる。これらの化合物の添加により重合性液晶組成物の流動性が増してレベリングが促進されるため、より位相差ムラの少ない液晶層3を得ることができる。加えて、液晶層3の湿熱耐久性の向上や、耐傷性や膜強度を高めることもできる。
液晶層3に係る重合性液晶化合物には、配向安定剤を加えることができる。配向安定剤の添加により、種々のかく乱要因が抑制されて液晶性組成物の配向が安定化され位相差ムラの少ない液晶層3を得ることができる。また、配向安定剤の構造を適切に選ぶことにより、液晶層の配向を水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、コレステリック配向等の任意の配向に調整できる。配向安定化とレベリングの両立の観点から、特に好ましくは、フルオロ脂肪族を側鎖に有するアクリル重合体(特開2008−257205号公報の段落0022〜0063、特開2006−91732号公報の段落0017〜0124に記載)を添加することができる。
液晶層3に係る重合性液晶化合物には、重合開始剤を含む。重合性液晶化合物の重合性基にあわせて、種々の重合開始剤を選定することができる。好ましくは重合性液晶化合物が(メタ)アクリレート化合物であり、重合開始剤はラジカル重合開始剤である。こうした重合開始剤として、周知の各種重合開始剤を使用することができる。均一な配向を実現するためには、塗布液の経時安定性と、塗布膜の深部硬化性とに優れていることが好ましく、その観点でオキシムエステル化合物(米国特許第4,255,513号明細書、特開2001−233842号公報)やアシルフォスフィンオキシド化合物(特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、特開平10−29997号公報記載等)が好適に用いられる。
溶媒としては種々の公知の溶媒を用いることができる。溶媒の選定にあたっては、重合性液晶化合物やその他の成分の溶解性と、塗布液の支持体に対する濡れ性および揮散性とを鑑みて選定することが好ましい。適切に溶媒を選定することにより、均一でムラの無い塗布膜が形成でき、位相差ムラが抑制された液晶フィルム10を得ることができる。
本発明の長尺液晶フィルムの製造方法(本発明の製造方法ともいう)は、
長尺基材を長手方向に搬送しつつ、長尺基材上に形成された光配向層となる材料層に紫外線を照射する光配向工程を有し、
光配向工程において、材料層に紫外線を照射する際に、長尺基材の材料層が形成された面とは反対側の面はバックアップロールに支持されており、
バックアップロールの表面の最大高さ粗さRzは0.7nm以下である製造方法である。
また、バックアップロールの表面の紫外線反射率は、10%以下であることが好ましい。
以下、本発明の長尺液晶フィルムの製造方法の一例を説明する。
長尺基材1を長手方向に搬送しつつ、以下の各工程を実施する。
長尺基材上に光配向層となる塗工液を塗工して材料層を形成する第1塗工工程。
長尺基材上に塗工した材料層を加熱して乾燥させる乾燥工程。
長尺基材上に形成された乾燥後の材料層に紫外線を照射して硬化させる光配向工程。
上記塗工工程から光配向工程によって形成された光配向層上に、液晶層となる、液晶組成物を塗工して組成物層を形成する第2塗工工程。
塗工層を加熱して組成物層中の液晶材料の配向を促進させる加熱工程。
加熱した組成物層に紫外線を照射して硬化させる硬化工程。
以下、上記の各工程を実施して長尺液晶フィルムを製造する製造装置の一例を用いて、本発明の長尺液晶フィルムの製造方法をより具体的に説明する。
図3に示す製造装置30は、ロールトゥロールによって光配向層2および液晶層3を形成するものであり、長尺基材1を巻き回してなるロール31を装填する回転軸60と、作製後の長尺液晶フィルム10を巻き取る巻取り軸61と、回転軸60から巻取り軸61に至る搬送経路中に設置される、ダイ32、加熱装置33、光源34およびバックアップロール38、ダイ35、加熱装置36、ならびに、光源37と、を有する。
ダイ32には、光配向層2となる塗工液が供給される。また、ダイ35には液晶層3となる液晶組成物が供給される。
加熱装置33および加熱装置36はそれぞれ所定の温度となるように駆動される。また、光源34および光源37はそれぞれ所定の光量および波長の光を照射するように駆動される。
なお、光配向層2となる塗工液の塗工方法(塗布方法)は、上述したダイコート法に限定はされず、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
加熱装置33による加熱、乾燥は、シート状物を加熱、乾燥する公知の方法で行えばよい。例えば、温風加熱、ヒートローラによる加熱等が挙げられる。
光源34としては特に限定はされず、配向膜の形成材料に応じた波長の光を照射する光源が各種、利用可能である。光配向層2の配向規制力のムラを無くす観点から、光源34として幅方向の輝度ムラ、偏光度ムラの少ない光源を用いることが好ましい。
以上により長尺基材1上に光配向層2が形成され、さらにダイ35の位置に搬送される。
バックアップロール38の表面の最大高さ粗さRzは、0.7μm以下が好ましく、0.6μm以下がより好ましく、0.5μm以下がさらに好ましい。
バックアップロール38の表面の最大高さ粗さRzは、表面粗さ測定器(商品名SJ−310、株式会社ミツトヨ製)を用い、JIS B0601(2001年)に準拠した方法により測定する。
バックアップロール38の表面の紫外線反射率を10%以下とすることで、局所的に偏光状態が変化した反射光が材料層に再度入射することを抑制できる。
バックアップロールの表面の反射率は、分光光度計(MV−3100、日本分光株式会社製)を用いて測定し、波長365nmの光に対する正面反射率を使用した。
なお、液晶層3となる液晶組成物の塗工方法(塗布方法)は、上述したダイコート法に限定はされず、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
加熱装置36による加熱、乾燥は、シート状物を加熱、乾燥する公知の方法で行えばよい。例えば、温風加熱、ヒートローラによる加熱等が挙げられる。
ここで、この紫外線の照射は、組成物層側から実行され、これにより組成物層に効率良く紫外線を照射して液晶層3を作製する。
なお、光源37としては特に限定はされず、液晶層の形成材料に応じた波長の光を照射する光源が各種、利用可能である。
このロール39はさらに他の工程に提供され得る。例えば、後述する直線偏光板と長尺液晶フィルム10とを積層する製造装置40に搬送し後述する偏光板をロールトゥロールで作製することができる。
本発明の長尺液晶フィルムは、直線偏光板と組み合わせることにより、各種画像表示装置に用いることができる光学部品として利用することができる。また、適宜裁断して画像表示装置に実装することにより、表示品質に優れた画像表示装置を構成することができる。組合せにおいては各種の接着剤を利用して貼合することができる。このような接着剤としては、例えば紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、感圧性接着剤等を例示することができる。
本発明の長尺液晶フィルム10を直線偏光板21と、互いの長手方向を一致させて積層することにより、長尺偏光板(単に偏光板とも称する)20を構成することができる(図2参照)。例えば、長尺偏光板を円偏光板として構成する場合、本発明の長尺液晶フィルム(および液晶層)の面内位相差は110〜160nmの範囲が好ましく、130〜150nmの範囲がより好ましい。
また、本発明の長尺液晶フィルム(および液晶層)の遅相軸を、直線偏光板の吸収軸(透過軸)と45°となるよう配置することが好ましい。本発明の長尺液晶フィルムの遅相軸を、長手方向、すなわち、搬送方向に対して45°とすることにより、幅方向に吸収軸(透過軸)を有する長尺状直線偏光板(すなわち、吸収軸が直線偏光板の長手方向に対して90°)、もしくは、搬送方向(長手方向)に吸収軸(透過軸)を有する長尺状直線偏光板(すなわち、吸収軸が直線偏光板の長手方向に対して0°)とロールトゥロールプロセスで貼合して長尺状の円偏光板を作製することができる。
例えば、直線偏光板21は、直線偏光板として機能を担う光学機能層を1対の基材により挟持して構成される。ここで基材は、TAC(トリアセチルセルロース)による透明フィルム、ポリ(メタ)アクリル酸メチルやその共重合体等のアクリル樹脂、エポキシ化合物や(メタ)アクリレート化合物等の架橋重合体樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂、硝子等を適用することができる。本発明の長尺液晶フィルムの長尺基材を係る基材として使用し、光学機能層、長尺基材1、光配向層2、液晶層3の順に積層されるようにしても良い。光学機能層は、典型的にはポリビニルアルコール(PVA)によるフィルム材にヨウ素化合物分子を吸着配向させて作製されるが、その他にヨウ素化合物分子に代えて有機二色性色素を用いたフィルム、有機二色性色素を液晶組成物中に配合して配向させた層、液晶性有機二色性色素を配向させた層などを用いてもよい。積層に係る接着層22(図示せず)としては先述した各種公知の接着剤を利用することができる。
回転軸47に装填されたロール39から長尺液晶フィルム10が引き出されて、直線偏光板21が積層された長尺液晶フィルム10を巻き取る巻取り軸49までの所定の搬送経路に通される。長尺液晶フィルム10の搬送経路の途中には加圧ロール45が配置されている。
また、回転軸48に装填されたロール42から積層体が引き出されて、加圧ロール45を通過して巻取り軸49までの所定の搬送経路に通される。また、回転軸48から加圧ロール45までの経路途中には、積層体から剥離フィルム41を剥離するための剥離ロール43が配置されており、剥離フィルム41は、剥離ロール43の位置で剥離されて剥離フィルム41を巻き取る巻取り軸55までの所定の搬送経路に通される。
その後、偏光板20には、用途に応じて粘着層、セパレータフィルム(図示せず)等の他の層を適宜配置してもよい。また、長尺状の偏光板20は、所望のサイズに切断して枚葉状の偏光板とし、画像表示装置等へ適用することができる。
また、長尺液晶フィルム10と長尺状の直線偏光板21とを積層して長尺偏光板20を作製する工程を実施する製造装置の一例として図4に示す製造装置40を示したがこれに限定はされず、長尺なフィルム状物同士を積層する種々の公知の製造装置および工程が利用可能である。
また、上記説明では、長尺液晶フィルム10と長尺状の直線偏光板21とを積層した長尺偏光板20を作製した後、長尺偏光板20から枚葉状の偏光板を切り出すものとしたが、これに限定はされず、長尺液晶フィルム10から枚葉状の液晶フィルムを切り出した後に、枚葉状の直線偏光板を積層して枚葉状の偏光板を作製してもよい。
図5は、本発明の画像表示装置の一例を示す図である。この画像表示装置50は、画像表示パネル51のパネル面(視聴者側面)に、偏光板20を円偏光板として内部反射光を防止する反射防止フィルム52が配置される。ここで画像表示パネル51は、例えば有機ELパネルであり、所望のカラー画像を表示する。なお画像表示パネル51は、有機ELパネルに限らず、液晶表示パネル等、種々の画像表示パネルを広く適用することができる。
本発明の長尺状液晶フィルムは、円偏光板に限らず、種々の光学部品に応用することができる。例えば、液晶表示装置の光学補償層付偏光板や、偏光サングラス、輝度向上板、加飾フィルム、視野角制限フィルム、調光フィルム、映り込み防止フィルム等である。本発明の長尺状液晶フィルムの光学特性や平均遅相軸方向は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、用途に合わせて種々に変更することが可能である。
本発明の長尺液晶フィルムの第二の実施形態として、基材1を易剥離性支持体として液晶層3と光配向層2の積層体を剥離転写するか、あるいは、基材1と密着して設けた光配向層2を液晶層3に対して易剥離性として液晶層3を剥離転写することにより、上述した液晶フィルムに代わる機能層として適用することができる。この実施形態においては、上述したような易剥離性をいずれかの層に与え、液晶層3、もしくは液晶層3と光配向層2の積層体を液晶フィルム10に置き換えて配置する以外は、第一の実施形態で述べた素材、部材を同様に利用することができる。
第一および第二の実施形態においては、液晶層3が面内位相差を有する場合について説明したが、本発明においては、位相差の他に光吸収の異方性(二色性)を具有することができる。すなわち、長尺基材、長尺状の光配向層、長尺状の液晶層をこの順に含み、長尺状の液晶層が可視領域から赤外領域の少なくとも一部に二色性を示す層であり、かつ、液晶層が面内方向に吸収軸を有する長尺液晶フィルムの形態である。
撹拌機、温度計、滴下漏斗および還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン100.0質量部、メチルイソブチルケトン500質量部、および、トリエチルアミン10.0質量部を仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100質量部を滴下漏斗より30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃で6時間反応させた。反応終了後、有機相を取り出し、0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒および水を留去することにより、エポキシ含有ポリオルガノシロキサンを粘調な透明液体として得た。
このエポキシ含有ポリオルガノシロキサンについて、1H−NMR分析を行ったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にオキシラニル基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。このエポキシ含有ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwは2,200、エポキシ当量は186g/モルであった。これを光配向性ポリマーAとした。
〔セルロースアシレートフィルム1の作製〕
(コア層セルロースアシレートドープの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
コア層セルロースアシレートドープ
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アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
特開2015−227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
下記の化合物F 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
メタノール(第2溶剤) 64質量部
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上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
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マット剤溶液
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平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶剤) 11質量部
上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
─────────────────────────────────
上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmの光学フィルムを作製し、これを長尺基材とした。長尺基材のコア層は厚み36μm、コア層の両側に配置された外層はそれぞれ厚み2μmであった。得られたセルロースアシレートフィルム1の面内レターデーションは0nmであった。
図3に示すようなロールトゥロールの製造装置を用いて、作製したセルロースアシレートフィルム1を長手方向に搬送しつつ、以下のようにして光配向層および液晶層を形成し、長尺液晶フィルムを作製した。
作製したセルロースアシレートフィルム1の片側の面に、下記の光配向膜用組成物1をバーコーターで連続的に塗布した。塗布後、120℃の加熱ゾーンにて1分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ0.3μmの光異性化組成物層(材料層)を形成した。続けて、鏡面処理バックアプロールに巻きかけながら、長手方向に偏光軸が45°の角度を成すように偏光紫外線照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向層を形成した。この際、鏡面処理バックアップロールは事前に緑色光を様々な角度・方向から照射して表面上に乱反射部位やキズ、凹み、異物の付着が無いことを視認にて確認したものを使用した。
鏡面処理バックアップロールの表面粗さ(最大高さ粗さRz)を、表面粗さ測定器(商品名SJ−310、株式会社ミツトヨ製)を用い、JIS B0601(2001年)に準拠した方法で測定したところ、0.4μmであった。
また、紫外線反射率(波長365nmの反射率)を分光光度計(MV−3100、日本分光株式会社製)を用いて測定したところ、1%であった。
光配向膜用組成物1
─────────────────────────────────
上記の光配向ポリマーA 10質量部
ノムコートTAB(日清オイリオ(株)製) 1.52質量部
多官能エポキシ化合物(エポリードGT401、ダイセル社製)
12.2質量部
熱酸発生剤(サンエイドSI−60、三新化学工業(株)製)
0.55質量部
酢酸ブチル 300質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
その後、75℃に保ち、窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)で紫外線照射(500mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)によって配向を固定化し、厚さ2.3μmの液晶層を形成し、これを巻取り軸に巻き取って、長尺状の液晶フィルムを作製した。得られた液晶フィルムの平均面内レターデーションRe(550)は140nmでRe(450)/Re(550)<1.0かつ1.0<Re(650)/Re(550)を満たしており、平均遅相軸方向は長手方向に対して45°であった。
光学異方性層用塗布液(液晶組成物)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物L−3 42.00質量部
・下記液晶性化合物L−4 42.00質量部
・下記重合性化合物A−1 16.00質量部
・下記重合開始剤S−1(オキシム型) 0.50質量部
・レベリング剤(下記化合物G−1) 0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 2.00質量部
・NKエステルA−200(新中村化学工業社製) 1.00質量部
・メチルエチルケトン 424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、下記液晶性化合物L−3およびL−4のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、下記液晶性化合物L−3およびL−4は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
得られた長尺液晶フィルムを巻きだして、任意の1m長のウェブ上における筋状の光漏れ領域を回転検光子法の要領による自動面状検査機により検出してマーキングした後マーキング部位を含むよう液晶フィルム片を切り出して、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)で遅相軸値および遅相軸方向のレターデーション値を、筋状領域を横断する直線上にて0.5mm間隔で20点測定した。これを、同一長尺液晶フィルムの10点に対して行った。その結果、筋状領域における遅相軸変動Δβはいずれの点においても0.4°未満であり、遅相軸方向の位相差値はいずれの点も140nmであった。光学顕微鏡で各々の筋状領域の表面および断面を観察したが、いずれにおいても異物や膜厚変動は見られなかった。
また、筋状領域の面積割合を上述の方法で測定したところ、2%であった。
バックアップロールの最大高さ粗さRz、および、紫外線反射率を下記表1に示すようにそれぞれ変更した以外は実施例1と同様にして長尺液晶フィルムを作製し、遅相軸方向および面内位相差の測定を行った。
各実施例および比較例の遅相軸変動Δβおよび筋状領域の面積割合は表1に示すとおりであった。
得られた各実施例および比較例の長尺液晶フィルムを、液晶フィルムが基材側を偏光板側とし、基材が偏光板保護フィルムを兼ねる形でロールトゥロールプロセスにより長尺状の直線偏光板(吸収軸が長手方向にある)と貼合した後、一旦巻き取り、さらに裁断して円偏光板を得た。得られた円偏光板の液晶フィルム側に、特開2015−200861号公報実施例0124段落〜0127段落に記載のポジティブCプレート(ただし、550nmにおけるRthが−65nmとなるように、ポジティブCプレートの厚さは制御している)を転写貼合し、積層体を得た。
結果を表1に示す。
2 光配向層
3 液晶層
10 長尺液晶フィルム
20 偏光板
21 直線偏光板
22、53 接着層
30 長尺液晶フィルムの製造装置
31、39、42〜46 ロール
32、35 ダイ
33、36 加熱装置
34、37 光源
38 バックアップロール
40 長尺偏光板の製造装置
41 剥離フィルム
47、48、60 回転軸
49、55、61 巻取り軸
50 画像表示装置
51 画像表示パネル
52 反射防止フィルム
Claims (13)
- 長尺基材、長尺状の光配向層、及び、面内位相差を有する長尺状の液晶層をこの順に有する長尺液晶フィルムであって、
前記長尺状の液晶層には、前記長尺液晶フィルムを直線偏光子および検光子で挟んでこれらを消光位に配置して光を照射した場合に、光漏れが生じる筋状領域が存在し、前記筋状領域における遅相軸変動Δβが0°より大きく0.04°未満であることを特徴とする、長尺液晶フィルム。 - 前記長尺状の液晶層の面内位相差が100nm〜250nmの範囲である請求項1に記載の長尺液晶フィルム。
- 前記長尺液晶フィルムの面内位相差が100nm〜250nmの範囲である請求項1または2に記載の長尺液晶フィルム。
- 前記長尺基材が、以下の式を満たす請求項1から3のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルム。
|Re(550)|≦10nm
|Rth(550)|≦20nm - 前記長尺状の液晶層の面内位相差が110nmから160nmの範囲であり、その遅相軸が長尺基材の長手方向に対して45°をなしている、請求項1から4のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルム。
- 前記長尺液晶フィルムの面内位相差が110nmから160nmの範囲であり、その遅相軸が長尺基材の長手方向に対して45°をなしている、請求項1から5のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルム。
- 前記長尺状の液晶層が下記式を満たす、請求項1から6のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルム。
Re(450)/Re(550)<1.0
1.0<Re(650)/Re(550) - 前記長尺液晶フィルムが下記式を満たす、請求項1から7のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルム。
Re(450)/Re(550)<1.0
1.0<Re(650)/Re(550) - 請求項1から8のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルムと、長尺状の直線偏光板とを、互いの長手方向を一致させて積層した、長尺偏光板。
- 前記長尺状の直線偏光板の吸収軸が、前記長尺状の直線偏光板の長手方向に対して0°もしくは90°をなし、かつ、前記長尺液晶フィルムの遅相軸との交差角が45°を成している、請求項9に記載の長尺偏光板。
- 前記長尺液晶フィルムの面内位相差が110nmから160nmの範囲である請求項10に記載の長尺偏光板。
- 請求項9から11のいずれか一項に記載の長尺偏光板から切り出した枚葉状の偏光板を含む、画像表示装置。
- 前記液晶層が、前記光配向層と前記液晶層との間、もしくは、前記長尺基材と前記光配向層との間の少なくとも何れかで剥離可能に設けられた、請求項1から8のいずれか一項に記載の長尺液晶フィルム。
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