JP7423337B2 - 長尺液晶硬化層積層フィルム - Google Patents

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Description

本発明は、長尺液晶硬化層積層フィルムに関し、詳しくはセルロース系樹脂フィルムを長尺基材フィルムとし、この長尺基材フィルム上に剥離可能に積層された液晶硬化層を備える積層フィルムに関する。本発明はまた、当該積層フィルムの製造方法、ならびに、当該積層フィルム上に粘接着剤層を介して長尺光学フィルムが積層された長尺光学積層フィルム中間体にも関する。
重合性液晶化合物を液晶相に相転移させた状態で重合させることにより硬化させた液晶硬化層は、液晶相に応じた配向状態を示し、これにより複屈折性等を示すことから、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの画像表示装置に組込んで使用する位相差板として有用である。
例えば特許文献1には、粘接着剤層を介して、液晶硬化層を偏光フィルムに転写して長尺円偏光板を得る方法が記載されている。
特開2015-57647号公報
従来の液晶硬化層は、例えば図1に示すように、セルロース系樹脂フィルムを長尺基材フィルム(2)とし、これを長さ方向(L)に搬送しながら、その上に配向層(3)を形成し〔配向層形成工程(A)〕、形成された配向層(3)上に液晶硬化層(4)を形成する〔液晶硬化層形成工程(B)〕ことで得られる。
配向層形成工程(A)は、例えば、配向層材料を長尺基材フィルム(2)上に塗布して配向層材料層(30)を形成し〔塗布工程(A-1)〕、形成された配向層材料層(30)を硬化させて配向層材料硬化層(30c)とし〔硬化工程(A-2)〕、形成された配向層材料硬化層(30c)に重合性液晶化合物に対する配向規制力を付与して配向層(3)を形成する〔配向規制力付与工程(A-3)〕ことにより行われる。
なお、配向層材料として、直線偏光の照射により配向する光配向層材料を用いた場合には、配向層材料層(30)である光配向層材料層(30)に直線偏光を照射することにより、配向規制力付与工程(A-3)が行われる。このとき直線偏光は通常、配向層材料層(30)の全面に亘って照射される。
液晶硬化層形成工程(B)は、例えば、配向層形成工程(A)で形成された配向層(3)上に重合性液晶化合物を塗布して重合性液晶化合物層(40)を形成し 〔塗布工程(B-1)〕、形成された重合性液晶化合物層(40)中の重合性液晶化合物をネマチック相、スメクチック相などの液晶相に相転移させることにより重合性液晶化合物液晶層(40c)とし〔相転移工程(B-2)〕、その後、液晶相に相転移した状態を維持したままで重合性液晶化合物液晶層(40c)を重合させることにより硬化させる〔硬化工程(B-3)〕方法により行われる。なお、相転移工程(B-2)において、重合性液晶化合物は、配向層(3)に付与された配向規制力に由来する方向に配向した液晶相を呈する。
図2に示すように、この方法により得られた液晶硬化層(4)は、長尺基材フィルム(2)および配向層(3)と共に、長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を構成する。
図3に示すように、この液晶硬化層(4)は通常、長尺基材フィルム(2)上の概ね全面に亘って形成される。この液晶硬化層(4)は、配向層(3)に付与された配向規制力に由来する方向に配向し、位相差板となっている。
図4に示すように、得られた長尺液晶硬化層積層フィルム(1)から、長尺光学フィルム(6)上に液晶硬化層(4)が粘接着剤層(5)を介して積層された構成の長尺光学積層フィルム(8)を得ることができる。
長尺光学積層フィルム(8)の製造方法として、長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して直線偏光板などの長尺光学フィルム(6)を積層し〔積層工程(C)〕、次いで長尺基材フィルム(2)を液晶硬化層(4)から配向層(3)と共に剥離する〔剥離工程(D)〕方法がある。この方法により、長尺光学フィルム(6)上に液晶硬化層(4)が粘接着剤層(5)を介して積層された構成の長尺光学積層フィルム(8)を得ることができる。
このとき、図4に示すように、粘接着剤層(5)の幅(W)は通常、配向層(3)の幅(W)よりも狭く設定されており、また液晶硬化層(4)の幅(W)よりも狭く設定されている。このように設定することにより、粘接着剤層(5)が配向層(3)や液晶硬化層(4)からはみ出してしまうことを防止することが従来行われている。
ところで、長尺基材フィルム(2)は、その上の配向層(3)と共に液晶硬化層(4)から剥離可能な様に設計されている。その為、剥離工程(D)後の液晶硬化層(4)には、粘接着剤層(5)と重なり合わない部分(44a、44b)が含まれている。この重なり合わない部分(44a、44b)には粘接着剤層(5)を介した長尺光学フィルム(6)による支持がない。このため、剥離工程(D)後に長尺光学積層フィルム(8)を搬送中に、この重なり合わない部分(44a、44b)が液晶硬化層(4)の配向方向に沿った方向で不定形状に裂け、さらに破れ、破片となって飛散する問題があった。
そこで、本発明は、トリアセチルセルロース系樹脂フィルムを長尺基材フィルム(2)とし、その上に配向層(3)を介して備えられた液晶硬化層(4)に、その幅(W)よりも狭い幅(W)の粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)を積層し〔積層工程(E)〕、その後、長尺基材フィルム(2)を配向層(3)と共に剥離しても〔剥離工程(F)〕、液晶硬化層(4)の破片を生じにくい長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、特定の製造方法により製造した長尺液晶硬化層積層フィルムによって上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、以下の好適な態様を含む。
〔1〕トリアセチルセルロース系の長尺基材フィルム(2)と、前記長尺基材フィルム(2)上に積層された配向層(3)と、前記配向層(3)上に剥離可能に積層された液晶硬化層(4)とを備えた長尺液晶硬化層積層フィルム(1)であり、
前記液晶硬化層(4)は、
幅方向(W)における中央領域(41)と端部領域(42a、42b)とを有し、
前記中央領域(41)は遅相軸(4A)を有し、
前記端部領域(42a、42b)は、無配向である、
長尺液晶硬化層積層フィルム(1)。
〔2〕トリアセチルセルロース系の長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を形成する配向層形成工程(A)と、前記配向層(3)上に重合性液晶化合物から液晶硬化層(4)を形成する液晶硬化層形成工程(B)とを少なくとも備え、
前記配向層形成工程(A)は、前記長尺基材フィルム(2)上に形成した配向層材料層(30)の幅方向(W)における中央領域(31)にのみ偏光を照射して、該中央領域(31)の配向層材料に前記重合性液晶化合物に対する液晶配向規制力を付与する工程を含む、前記〔1〕に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の製造方法。
〔3〕長尺光学フィルム(6)上に液晶硬化層(4)が粘接着剤層(5)を介して積層された長尺光学積層フィルム(8)を製造する方法であり、
前記〔1〕に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の前記液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)を積層して、前記長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の前記液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)が積層された長尺光学積層フィルム中間体(7)を得る工程(E)と、
前記長尺光学積層フィルム中間体(7)から前記長尺基材フィルム(2)および前記配向層(3)を剥離して前記長尺光学積層フィルム(8)を得る剥離工程(F)と
を少なくとも備える前記長尺光学積層フィルム(8)の製造方法。
〔4〕前記粘接着剤層(5)の幅方向(W)の両端部(5a、5b)が前記液晶硬化層(4)の前記端部領域(42a、42b)上に位置するように前記長尺光学フィルム(6)を積層する、前記〔3〕に記載の製造方法。
〔5〕前記〔1〕に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の前記液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)が積層された、長尺光学積層フィルム中間体(7)。
〔6〕長尺光学フィルム(6)上に粘接着剤層(5)を介して液晶硬化層(4)が積層され、該液晶硬化層(4)上に第2粘接着剤層(9)を介して第2長尺光学フィルム(10)が積層された長尺複合光学積層フィルム(11)を製造する方法であり、
前記〔3〕に記載の製造方法により長尺光学積層フィルム(8)を得る工程、および
得られた長尺光学積層フィルム(8)の前記液晶硬化層(4)上に第2粘接着剤層(9)を介して第2長尺光学フィルム(10)を積層させる工程
を少なくとも含む、前記長尺複合光学積層フィルム(11)の製造方法。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)によれば、液晶硬化層(4)の幅方向(W)における端部領域(42a、42b)が無配向であるためか、長尺基材フィルム(2)の剥離に伴って液晶硬化層(4)が、粘接着剤層(5)と重なり合った部分(43)と重なり合わない部分(44a、44b)との境界近傍で破断し、重なり合わない部分(44a、44b)は配向層(3)から剥離可能であるにも拘らず、長尺基材フィルム(2)および配向層(3)上に残ってこれらと共に剥離される。このため、剥離工程(F)後の液晶硬化層(4)には重なり合わない部分(44a、44b)が殆ど残らない。このため、重なり合わない部分(44a、44b)が長尺光学積層フィルム(8)の搬送中に配向方向に沿って裂けることが無い。しかも、その破断面は比較的滑らかである。この結果、配向方向に沿った細かな破片を生ずることもない。
長尺液晶硬化層積層フィルムの製造工程を模式的に示す長さ方向の断面図である。 長尺液晶硬化層積層フィルムの長さ方向の断面構成を示す模式図である。 長尺液晶硬化層積層フィルムの幅方向の断面構成を示す模式図である。 従来の長尺光学フィルムの製造工程を模式的に示す幅方向の断面図である。 本発明の長尺液晶硬化層積層フィルムにおける液晶硬化層の一例を模式的に示す上面図である。 本発明の長尺液晶硬化層積層フィルムにおける液晶硬化層の他の例を模式的に示す上面図である。 本発明の長尺液晶硬化層積層フィルムの製造工程を模式的に示す断面図である。 本発明の製造方法により得られる長尺複合光学積層フィルムの一例を模式的に示す断面図である。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、図2に示すように、トリアセチルセルロース系の長尺基材フィルム〔以下、TAC長尺基材フィルムと称することがある。〕(2)と、配向層(3)と、液晶硬化層(4)とを備える。
〔トリアセチルセルロース系(TAC)長尺基材フィルム〕
長尺基材フィルム(2)は、トリアセチルセルロース系樹脂〔以下、TAC樹脂と称することがある。〕で構成された長尺の基材フィルムである。
長尺基材フィルム(2)の厚さは通常15μm~100μm、好ましくは20μm~60μmである。幅(W)は通常1000mm~2500mm、好ましくは1300mm~2300mmである。長さ(L)は通常500m~7800m、好ましくは1300m~5200mである。
〔液晶硬化層〕
液晶硬化層(4)は、重合性液晶化合物が液晶相に相転移した状態で重合され、硬化した層である。液晶相としてはネマチック相、スメクチック相、コレステリック相などが挙げられる。
重合性液晶化合物として通常は、加熱により液晶相に相転移するサーモトロピック性のものが用いられる。このようなサーモトロピック性の重合性液晶化合物は特に制約はないが、例えばアゾメチン類、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化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。高分子液晶性化合物としては、低分子の反応性基を有する棒状液晶性化合物が重合した高分子化合物などが挙げられる。また、例えば液晶硬化層をλ/4板として用いる場合には、特開2008-297210号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号[0034]~[0039]に記載の化合物)、特開2010-84032号公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号[0067]~[0073]に記載の化合物)、特開2016-81035号公報に記載の一般式(1)で表される化合物などを用いることができる。重合性液晶化合物として、複数種の化合物を用いてもよいし、重合性を有しない液晶化合物と併用してもよい。
液晶硬化層(4)の厚さは、その複屈折性や、目的とする位相差に応じて適宜選択されるが、例えば0.1μm~20μm、好ましくは1μm~5μmである。
液晶硬化層(4)の幅(W)は、長尺基材フィルム(2)の幅(W)と同じであってもよいが、通常は図3に示すように長尺基材フィルム(2)の幅(W)よりも狭く、例えば長尺基材フィルム(2)よりも3mm~30mm、さらには5mm~20mm程度狭い。
図5に示すように、液晶硬化層(4)は、その幅方向(W)の中央領域(41)と、その幅方向(W)の両側にそれぞれ位置する端部領域(42a、42b)との3つの領域により構成されている。液晶硬化層(4)は、中央領域(41)の全域に亘って遅相軸(4A)を有する。この遅相軸(4A)は面内方向の遅相軸である。この遅相軸(4A)は中央領域(41)の全域に亘って通常は一様に同一方向である。遅相軸(4A)を有する中央領域(41)は、位相差板として機能する。遅相軸(4A)の方向は、目的とする位相差板に応じて適宜選択され、幅方向(W)に平行であってもよいし、図5に示すように所定の角度で交わっていてもよい。その角度は目的とする位相差板の機能に応じて適宜選択され、例えば長さ方向(L)に対して10度~80度の範囲であり、15度~75度であってもよいし、45度であってもよいし、30度であってもよいし、60度であってもよい。なお、幅方向(W)と長さ方向(L)は通常、直交する。
液晶硬化層(4)の中央領域(41)の面内位相差Re41は目的に応じて適宜設定され、通常、中央領域(41)の全域に亘って一様であり、概ね同じ値を示す。この面内位相差Re41は、例えば波長550nmにおける面内位相差値が、好ましくは120nm~170nm、より好ましくは130nm~150nm(この場合、液晶硬化層はいわゆるλ/4板である)であってもよいし、例えば好ましくは255nm~305nm、より好ましくは265nm~285nm(この場合、液晶硬化層はいわゆるλ/2板である)であってもよい。
液晶硬化層(4)の幅方向(W)における端部領域(42a、42b)は、面内位相差Re42が通常50nm以下であり、好ましくは20nm以下、理想的には0(ゼロ)nmである。端部領域(42a、42b)の幅(W42)は、好ましくは10mm~100mm、より好ましくは20mm~50mmである。両端部領域(42a、42b)の幅(W42)は互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。端部領域(42a、42b)の幅(W42)が10mm以上である場合、剥離工程(F)後の液晶硬化層(4)に粘接着剤層(5)と重なり合わない部分(44a、44b)が含まれる現象を確実に回避しやすい。幅(W42)が100mm以下である場合、位相差板として機能する中央領域(41)の面積が広くなるため、生産性の点でより好ましい。
液晶硬化層(4)が有する中央領域(41)と端部領域(42a、42b)とは、図5に示すように互いに隣接していてもよいし、図6に示すように間に中間領域(45a、45b)を有していてもよい。中央領域(41)と端部領域(42a、42b)との間の中間領域(45a、45b)は、例えば中央領域(41)から端部領域(42a、42b)にかけて配向が徐々に無配向となる領域が挙げられる。中間領域の幅は、例えば0mm~10mm、通常は1mm以上である。
この液晶硬化層(4)は、長尺基材フィルム(2)上に剥離可能に積層されている。
液晶硬化層(4)を剥離可能に積層するには、長尺基材フィルム(2)上の配向層(3)に、一般的に密着力を高める為に行われる表面処理(例えば、鹸化処理、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理、下塗り処理)を省略、もしくは弱く行うことが望ましい。また、例えば、液晶硬化層を形成する際の塗布液の溶媒として配向層(3)に浸透しにくい溶媒を選択するなど、塗布液の組成を調整することも好ましい。
長尺液晶硬化層積層フィルム(1)が配向層(3)を備える場合、通常、液晶硬化層(4)は、配向層(3)を長尺基材フィルム(2)上に残して剥離可能となる。
〔配向層〕
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、図2に示すように、長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を介して液晶硬化層(4)を備える。
配向層(3)は、液晶硬化層(4)を形成するために重合性液晶化合物を液晶相に相転移させる際に、重合性液晶化合物の配向方向を規制する層である。配向層(3)上に液晶硬化層(4)を形成することにより、目的方向の遅相軸(4A)を有する位相差板としての液晶硬化層(4)の形成が容易となる。
配向層(3)を構成する配向層材料としては、例えば直線偏光を照射する偏光照射により配向方向を規制する光配向層材料、ラビング処理により配向方向を規制するラビング配向層材料などが挙げられる。
光配向層材料、ラビング配向層材料としては特に制約はなく、公知の材料を用いることができ、例えば特開平8-104870号公報、特開平10-218938号公報に記載の材料などを好適に用いることができる。
光配向層材料は、重合により硬化することにより配向層を形成する重合硬化性成分を含有する。光配向層材料は、該重合硬化性成分を重合し、硬化させる為の重合開始剤を含んでいてもよい。また、光配向層材料は、帯電防止剤などを含んでいてもよい。
配向層(3)の厚さは通常50nm~5μm、好ましくは100nm~1μmである。
配向層(3)は、長尺基材フィルム(2)の幅方向(W)に全面に亘って形成されてもよいが、通常は、図3に示すように、長尺基材フィルム(2)の幅(W)よりも狭い幅(W)となるように形成される。
液晶硬化層(4)が配向層(3)を残して長尺基材フィルム(2)から剥離可能である場合の配向層(3)は、配向層の塗布溶媒として基材フィルムに浸透しやすい溶媒を用いて基材フィルムとの密着性を高め、配向層(3)が基材フィルムに残り易いようにすることなどを用いて形成することができる。
配向層(3)の幅と液晶硬化層(4)の関係は特に制約は無く、図3に示すように液晶硬化層(4)の幅(W)を配向層(3)の幅(W)よりも狭く形成してもよいし(W<W)、配向層(3)の幅(W)を液晶硬化層(4)の幅(W)よりも狭く形成してもよいし(W<W)、液晶硬化層(4)の幅(W)と配向層(3)の幅(W)とを同じ幅(W=W)としてもよい。例えば、配向層(3)の幅(W)を液晶硬化層(4)の幅(W)よりも狭く形成する場合、液晶硬化層(4)の端部と基材フィルムとが密着しやすく、液晶硬化層を剥離する際の端部領域(42a、42b)の効果を高めることができる。
〔長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の製造方法〕
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、図1に示す方法により製造することができる。この方法は、配向層形成工程(A)と、液晶硬化層形成工程(B)とを少なくとも備える。
〔配向層形成工程(A)〕
配向層形成工程(A)は長尺基材フィルム(2)を長さ方向に搬送しながら、その上に配向層(3)を形成する工程である。具体的には、配向層材料を長尺基材フィルム(2)上に塗布して配向層材料層(30)を形成し〔塗布工程(A-1)〕、形成された配向層材料層(30)を硬化させて配向層材料硬化層(30c)とし〔硬化工程(A-2)〕、形成された配向層材料硬化層(30c)に、液晶硬化層(4)を形成するための重合性液晶化合物に対する配向規制力を付与して配向層(3)を形成する〔配向規制力付与工程(A-3)〕。
〔塗布工程(A-1)〕
塗布工程(A-1)は、長尺基材フィルム(2)上に配向層材料を塗布する工程である。
配向層材料は、通常、溶媒に希釈された塗布液の状態で塗布される。用いる溶媒は配向層材料が可溶であれば特に制約はない。また、用いる溶媒は単独であってもよいし、複数の溶媒を混合して用いてもよい。配向層材料を長尺基材フィルム(2)上に塗布することにより、配向層材料が層状となった配向層材料層(30)が長尺基材フィルム(2)上に形成される。
配向層材料を含む塗布液を長尺基材フィルム(2)上に塗布する方法は特に限定されず、例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法等の種々の方法によって行うことができる。
〔硬化工程(A-2)〕
硬化工程(A-2)は、長尺基材フィルム(2)上に形成された配向層材料層(30)から乾燥により溶媒を除去すると共に、必要により配向層材料層(30)に含まれる重合性化合物を重合することにより、配向層材料層(30)を硬化させて配向層材料硬化層(30c)を形成する工程である。
〔配向規制力付与工程(A-3)〕
配向規制力付与工程(A-3)は、長尺基材フィルム(2)上に形成された配向層材料硬化層(30c)に、液晶硬化層(4)を形成するための重合性液晶化合物に対する配向方向の規制力を付与する工程である。
例えば、配向層材料として直線偏光の照射により配向規制力を呈する光配向層材料を用いた場合、上記した長尺基材フィルム(2)上に光配向層材料を塗布し、形成された光配向層材料層の幅方向(W)における中央領域には直線偏光紫外線を照射し、また両端部領域は遮光することにより直線偏光紫外線を照射しないことにより、中央部領域には配向規制力を付与して配向規制力領域を形成し、両端部領域には配向規制力が無いか、相対的に低い無配向規制力領域を形成できる。重合性液晶化合物の配向方向と配向層形成材料層に照射する直線偏光の偏光方向は、用いる重合性液晶化合物や光配向層材料の種類により異なる。
例えば一般的な棒状液晶と、シンナメート系化合物を用いた光配向層材料とを組合せて用いる場合には、配向層材料層にフィルムの長手方向に対して垂直方向の直線偏光を照射することにより、重合性液晶化合物をフィルムの長手方向に平行に配向させて、長さ方向に配向した液晶硬化層(4)を得ることができる。
また、例えば配向層素材としてラビング配向層を用いた場合、長尺基材フィルム(2)上に形成した配向層材料層の幅方向(W)における中央領域と同じ幅のラビング用布でラビング処理し、両端部領域はラビング処理しないことにより、中央部領域には配向規制力を備えた配向領域を形成し、両端部領域には配向規制力が無い領域を形成できる。
本発明の好ましい一態様においては、前記配向層形成工程(A)は、前記長尺基材フィルム(2)上に形成した配向層材料層(30)の幅方向(W)における中央領域(31)にのみ偏光を照射して、該中央領域(31)の配向層材料に前記重合性液晶化合物に対する液晶配向規制力を付与する工程を含む。
〔液晶硬化層形成工程(B)〕
液晶硬化層形成工程(B)では、配向層(3)上に重合性液晶化合物を塗布して重合性液晶化合物層(40)を形成し 〔塗布工程(B-1)〕、形成された重合性液晶化合物層(40)中の重合性液晶化合物をネマチック相、スメクチック相などの液晶相に相転移させることにより重合性液晶化合物液晶層(40c)とし〔相転移工程(B-2)〕、その後、液晶相に相転移した状態を維持したままで重合性液晶化合物液晶層(40)を重合させることにより硬化させる〔硬化工程(B-3)〕。
〔塗布工程(B-1)〕
塗布工程(B-1)は、長尺基材フィルム(2)上に重合性液晶化合物を塗布する工程である。配向層形成工程(A)において長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を形成した場合には、この配向層(3)上に重合性液晶化合物を塗布する。
重合性液晶化合物は通常、重合開始剤と共に溶媒に希釈された塗布液の状態で塗布される。
重合開始剤としては、例えば、紫外線照射により硬化反応を進行させて硬化層を形成する態様では、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)などが挙げられる。
重合開始剤の使用量は、重合性液晶化合物に対して通常0.001質量倍~0.1質量倍、好ましくは0.003質量倍~0.010質量倍である。
溶媒としては、重合性液晶化合物が溶解可能であれば特に制約はなく、例えばN,N-ジメチルホルムアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;ピリジンなどのヘテロ環化合物;ベンゼン、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素;クロロホルム、ジクロロメタンなどのアルキルハライド;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどのケトン類;テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタンなどのエーテル類;メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類;などが挙げられる。1種単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。
溶媒の使用量は、重合性液晶化合物に対して通常1質量倍~10質量倍、好ましくはまる1.5質量倍~5.5質量倍である。
重合性液晶化合物を含む塗布液は、上記重合性液晶化合物、重合開始剤および溶媒に加えて、1種または2種類以上の、酸化防止剤、紫外線吸収剤、増感剤、安定剤、可塑剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、消泡剤、レべリング剤、増粘剤、難燃剤、界面活性物質、分散剤、染料、顔料等の色材、等の他の添加剤を含有していてもよい。
重合性液晶化合物を含む塗布液を配向層(3)上に塗布する方法は特に限定されず、配向層材料を含む塗布液を長尺基材フィルム(2)上に塗布する方法として上記に述べた方法を使用してよい。
〔相転移工程(B-2)〕
次いで、重合性液晶化合物層(40)中の重合性液晶化合物を液晶相に相転移させる相転移工程(B-2)により、重合性液晶化合物液晶層(40c)を形成する。
相転移は重合性液晶化合物層(40)を液晶層への相転移温度を超える温度まで加熱すればよい。加熱により、重合性液晶化合物はネマチック相、スメクチック相などの液晶相に相転移して、重合性液晶化合物液晶層(40c)が形成される。相転移温度は使用する重合性液晶化合物や、添加剤の種類、量により異なり、目的の液晶相を形成する為に好適な温度で加熱すればよい。また、加熱により等方相を形成させた後、温度を下げて目的の液晶相を形成させてもよい。
〔硬化工程(B-3)〕
次いで、重合性液晶化合物を重合させることにより、重合性液晶化合物液晶層(40c)を硬化させて、液晶硬化層(4)を形成する。
重合性液晶化合物を重合させるには、重合性液晶化合物と共に塗布される重合開始剤として熱重合開始剤を用いた場合には、熱重合開始剤による重合開始温度を超える温度に加熱すればよい。重合開始剤として光重合開始剤を用いた場合には、光重合開始剤が分解し得る波長の光を照射すればよい。加熱や光の照射により、重合開始剤が分解し、これにより重合性液晶化合物の重合が開始され、重合性液晶化合物液晶層(40c)が硬化し、液晶硬化層(4)が形成される。
上記の配向層形成工程(A)において、液晶硬化層(4)における中央領域(41)と端部領域(42a、42b)に対応する領域の配向規制力や規制方向を制御することにより、液晶硬化層(4)に、遅相軸(4A)を有する中央領域(41)と、無配向である端部領域(42a、42b)が形成されて、本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を得ることができる。
〔長尺光学フィルムとの積層〕
このようにして得られる本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)から、図7に示す方法により、長尺光学フィルム(6)上に粘接着剤層(5)を介して液晶硬化層(4)が積層された構成の長尺光学積層フィルム(8)を製造することができる。この方法は、積層工程(E)および剥離工程(F)を備える。
〔長尺光学フィルム〕
長尺光学フィルム(6)としては、例えば直線偏光フィルムや位相差フィルムが挙げられる。
直線偏光フィルムは、透過軸に対して偏光な振動面を有する直線偏光を透過し、吸収軸に対して平行な振動面を有する直線偏光を吸収して透過しない光学フィルムである。透過軸と吸収軸とは面内で直交する。吸収軸は通常、長尺光学フィルムの長さ方向(L)である。本発明の趣旨に反しない限り、液晶硬化層の中央領域の位相差値および遅相軸の方向に制約はないが、例えば、液晶硬化層の中央領域(41)がλ/4板である場合に、直線偏光フィルムをその透過軸が遅相軸(4A)と45度の角度で交わるように積層することで、いわゆる円偏光板とすることができる。
直線偏光フィルムとしては、本発明の趣旨に反しない限り、特にその構成に制約はないが、例えばポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光子フィルムと、その片面または両面に積層されたトリアセチルセルロール系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、シクロオレフィン系樹脂フィルムなどの偏光子保護フィルムとを備えたものが挙げられる。
位相差フィルムは面内、もしくはフィルムの厚み方向に複屈折率を有する光学フィルムである。用いる位相差フィルムは、本発明の趣旨に反しない限り、特に制約はないが、例えば、液晶硬化層の中央領域(41)がλ/4板であり、その遅相軸方向が45度である場合に、厚み方向に好適な位相差を有する位相差フィルムを積層することで、斜め方向の色味変化が小さい円偏光フィルムにすることができる。
長尺光学フィルム(6)は単層フィルムであってもよいし、複数の光学フィルムが積層された積層フィルムであってもよい。
〔積層工程(E)〕
積層工程(E)は、長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)を積層する工程である。積層工程(E)は長尺液晶硬化層積層フィルム(1)を長さ方向(L)に搬送しながら行ってよい。
粘接着剤層(5)は粘着剤層または接着剤層である。粘着剤層を構成する粘着剤および接着剤層を構成する接着剤として通常は無色で透明なものが用いられる。本発明の趣旨に反しない限り、特に制約はないが、粘着剤層を構成する粘着剤としては、例えば、感圧式粘着剤が用いられ、接着剤層を構成する接着剤としては、例えば、乾燥固化型接着剤および/または化学反応型接着剤が用いられる。粘接着剤層(5)として粘着剤層を用いると、圧力を加えるだけで密着が可能であり、取扱いが容易であり、好ましい。粘接着剤層(5)は、通常、長尺光学フィルム(6)に予め備えられている。粘接着剤層(5)の幅(W)は、液晶硬化層(4)の幅(W)よりも狭い。粘接着剤層の幅(W)と液晶硬化層の幅(W)との差(ΔW54)は通常5mm~100mmである。粘接着剤層(5)が粘着剤層である場合、その厚みは特に制限されないが、通常1μm~40μmであり、加工性、耐久性の観点から、好ましくは3μm~25μmである。粘接着剤層(5)が接着剤層である場合、その厚みは通常0.001μm~10μmであり、外観不良抑制の観点から、好ましくは0.01~5μmである。
粘接着剤層(5)はその幅方向(W)の両端部(5a、5b)が液晶硬化層(4)の端部領域(42a、42b)上に位置するように積層される。
このようにして、本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の液晶硬化層(4)の上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)が積層された長尺光学積層フィルム中間体(7)を得ることができる。本発明は、長尺光学積層フィルム中間体(7)も提供する。
〔剥離工程(F)〕
剥離工程(F)は、積層工程(E)で得た長尺光学積層フィルム中間体(7)から長尺基材フィルム(2)および配向層(3)を剥離する工程である。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)は、液晶硬化層(4)が長尺基材フィルム(2)から剥離可能であるので、長尺基材フィルム(2)は液晶硬化層(4)から容易に剥離することができる。剥離するには、例えば長尺光学積層フィルム中間体(7)を長さ方向(L)に搬送しながら、長尺基材フィルム(2)を剥離すればよい。長尺光学積層フィルム中間体(7)の搬送と長尺基材フィルム(2)の剥離は通常、連続的に行われる。配向層(3)は長尺基材フィルム(2)と共に液晶硬化層(4)から剥離される。
本発明の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)において長尺基材フィルム(2)を液晶硬化層(4)から剥離する際に、液晶硬化層(4)は、粘接着剤層(5)と重なり合った部分(43)と、重ならない部分(44a、44b)との境界近傍で引裂かれる。先の積層工程(E)において、粘接着剤層(5)は、その両端部(5a、5b)が液晶硬化層(4)の端部領域(42a、42b)上に位置するように積層される場合には、液晶硬化層(4)は、端部領域(42a、42b)内で引裂かれることとなる。そして、この端部領域(42a、42b)は無配向であるためか、引裂かれた破断面は比較的滑らかであり、引裂かれることにより配向方向に沿って生ずる細かな破片は発生しない。
このようにして得られる長尺光学積層フィルム(8)は、長尺光学フィルム(6)上に液晶硬化層(4)が粘接着剤層(5)を介して積層された構成を有する。長尺光学積層フィルム(8)は、図8に示すように、その液晶硬化層(4)上に第2粘接着剤層(9)を介して第2長尺光学フィルム(10)を積層して、長尺複合光学積層フィルム(11)とすることができる。第2長尺光学フィルム(10)としては、長尺光学フィルム(6)として上記したと同様のものが挙げられる。第2粘接着剤層(9)は通常、第2長尺光学フィルム(10)上に予め備えられている。第2粘接着剤層(9)の幅(W)は通常、液晶硬化層(4)の幅(W)よりも狭く、第2長尺光学フィルム(10)の幅(W10)よりも狭い。
このようにして得られる長尺光学積層フィルム(8)、および、長尺複合光学積層フィルム(11)は、さらに目的のサイズに切断されて、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの画像表示装置に組込んで使用される。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これら実施例により何ら限定されるものではない。
実施例1
〔長尺液晶硬化層積層フィルム1の製造〕
〔配向層形成工程(A)〕
長尺基材フィルム(2)として、トリアセチルセルロース系樹脂フィルムであるZ-TAC ZRG40SL(富士フイルム社製)を使用した。この長尺基材フィルム(2)の幅は1340mmであった。該長尺フィルム(2)の片面に、WO2016/002722号公報の実施例1に記載された方法に従い調製した光配向膜形成材料を、ダイコーティング法により塗布した。その後、塗膜を温風にて125℃に加熱して硬膜させた。次いで、313nmの偏光紫外線を長尺フィルムの端部のみ遮光して照射し、配向層(3)を形成した。偏光紫外線の偏光方向は、液晶の配向方向が長尺フィルムの長手方向に対して45°になるように設定した。また、配向層の塗布幅は1320mmとした。この配向層(3)は、幅方向の中心が長尺基材フィルム(2)の幅方向中心と一致するようにした。
〔液晶層形成工程(B)〕
配向層形成工程(A)で作製した配向層(3)上に、下記表1に示す組成を有する液晶層塗布液1を、塗布ギーサーを用いて塗布した。配向層上に形成された塗膜を温風にて120℃に加熱し、次に、60℃に冷却した後に、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて、波長365nmにて50mJ/cmの紫外線を塗膜に照射し、続いて120℃に加熱しながら300mJ/cmの紫外線を塗膜に照射した。上記手順によって、液晶化合物の配向を固定化し、液晶硬化層(4)を作製した。液晶硬化層(4)の幅は1300mmであった。この液晶硬化層(4)は、幅方向中心が長尺基材フィルム(2)および配向層(3)の幅方向中心と一致するようにした。
Figure 0007423337000001
重合性液晶化合物L-1
Figure 0007423337000002
重合性液晶化合物L-2
Figure 0007423337000003
重合開始剤S-1
Figure 0007423337000004
〔レベリング剤T-1〕
下記式(T-1-a)、式(T-1-b)および式(T-1-c)で示される単量体単位を、(T-1-a):(T-1-b):(T-1-c)=60:30:10のモル比で含む重合体を用いた。
Figure 0007423337000005
このようにして、長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)と液晶硬化層(4)とが積層された構造の長尺液晶硬化層積層フィルム1(長尺液晶硬化層積層フィルム(1))を得た。
この長尺液晶硬化層積層フィルム1は、長さ1350m、幅1340mmであった。液晶硬化層(4)の幅方向の端部領域(42a、42b)の幅(W42)はそれぞれ25mmであり、中央領域(41)の幅は1250mmであった。
中央領域(41)の面内位相差Re41は142.5nmであり、その遅相軸(4A)は長さ方向(L)に対して45°であった。
また、端部領域(42a、42b)の面内位相差Re32は0nmであった。
〔長尺光学積層フィルム中間体1の製造〕
上記で得た長尺液晶硬化層積層フィルム1の液晶硬化層(4)上に、長尺状の直線偏光板(長尺光学フィルム(6))の片面に粘着剤層(5)を備えた粘着剤層付き長尺偏光板を、その粘着剤層(5)側で積層して、長尺液晶硬化層積層フィルム1(長尺液晶硬化層積層フィルム(1))の液晶硬化層(4)上に、粘着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)が積層された構成の長尺光学積層フィルム中間体1(長尺光学積層フィルム中間体(7))を得た。粘着剤層(5)としては、無色透明なアクリル系粘着剤からなり、厚み25μmのものを用いた。
なお、粘着剤層(5)の幅(W)は1270mmとした。また長尺状直線偏光板(長尺光学フィルム(6))は、粘着剤層(5)の幅方向中心がTAC長尺基材フィルム(2)、配向層(3)および液晶硬化層(4)の幅方向中心に一致するように、長尺液晶硬化層積層フィルム1に積層した。粘接着剤層の幅方向の両端部(5a、5b)は、それぞれ液晶硬化層(4)の端部領域(42a、42b)上に位置していた。
長尺光学フィルム(6)としては、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素(二色性色素)が吸着配向された偏光子フィルムおよび、その両面に積層されたトリアセチルセルロース系フィルムから構成されたものを用いた。吸収軸の方向は長さ方向(L)に対して平行であった。
〔長尺光学積層フィルム1の製造〕
上記で得た長尺光学積層フィルム中間体1(長尺光学積層フィルム中間体(7))を長さ方向(L)に搬送しながら、長尺基材フィルム(2)を剥離して、液晶硬化層(4)上に粘着剤層(5)を介して長尺偏光フィルム(6)が積層された構成の長尺光学積層フィルム1(長尺光学積層フィルム(8))を得た。長尺基材フィルム(2)は、配向層(3)と共に剥離された。
剥離する際には、液晶硬化層(4)の両端部領域(42a、42b)において引裂かれたが、長さ方向(L)に沿って直線状に裂けた。引裂かれた断面は比較的滑らかであった。また細かな破片は発生しなかった。
実施例2
〔長尺液晶硬化層積層フィルム2、長尺光学積層フィルム中間体2および長尺光学積層フィルム2の製造〕
WO2018/174015号公報の実施例14に記載された方法に従い調製した光配向膜形成材料を用いたこと以外は実施例1と同様にして長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を形成した。この時の配向層の塗布幅は1310mmとした。配向層(3)の幅方向中心は、長尺基材フィルム(2)の幅方向中心と一致するようにした。形成した配向層(3)上に実施例1と同様にして液晶硬化層(4)を作製し、長尺液晶硬化層積層フィルム2(長尺液晶硬化層積層フィルム(1))を得た。なお、液晶硬化層(4)の幅は1320mmであり、両端部で配向層(3)からはみ出た部分を設けた。また、液晶硬化層(4)の幅方向中心は長尺基材フィルム(2)の幅方向中心および配向層(3)の幅方向中心と一致するようにした。
この長尺液晶硬化層積層フィルム2は、長さ2600m、幅1340mmであった。液晶硬化層(4)の幅方向の端部領域(42a、42b)の幅(W42)はそれぞれ30mmであり、中央領域(41)の幅は1260mmであった。
中央領域(41)の面内位相差Re41は142.0nmであり、その遅相軸(4A)は長さ方向(L)に対して45°であった。
また、端部領域(42a、42b)の面内位相差Re32は0nmであった。
実施例1で得た長尺液晶硬化層積層フィルム1に代えて、上記で得た長尺液晶硬化層積層フィルム2を用いた以外は、実施例1と同様にして長尺光学積層フィルム中間体2(長尺光学積層フィルム中間体(7))を得、長尺光学積層フィルム2(長尺光学積層フィルム(8))を得た。長尺光学積層フィルム2を得るために、長尺光学積層フィルム中間体2から長尺基材フィルムを剥離する際、液晶硬化層(4)の両端部領域(42a、42b)が引裂かれたが、長さ方向(L)に沿って直線状に裂けた。引裂かれた断面は比較的滑らかであった。また細かな破片は発生しなかった。液晶硬化層の幅は1320mmであった。
比較例1
〔長尺液晶硬化層積層フィルム3の製造〕
配向層形成工程(A)において、光配向層(3)の端部領域への偏光紫外線照射を遮光せず、塗膜全面に照射したこと以外は実施例1と同様にして長尺液晶硬化層積層フィルム3を得た。この長尺液晶硬化層積層フィルム3を構成する液晶硬化層は、全面に亘って遅相軸を有しており端部領域(42a、42b)は存在しておらず、その方向は長さ方向(L)に対して45°であり、その面内位相差Reは142nmであった。
〔長尺光学積層フィルム中間体3および長尺光学積層フィルム3の製造〕
実施例1で得た長尺液晶硬化層積層フィルム1に代えて上記で得た長尺液晶硬化層積層フィルム3を用いた以外は、実施例1と同様にして長尺光学積層フィルム中間体3を得、長尺光学積層フィルム3を得た。長尺光学積層フィルム3を得るために、長尺光学積層フィルム中間体3から長尺基材フィルムを剥離する際に、液晶硬化層がその幅方向端部において配向方向に沿って奥行20mm~30mmの範囲で細かく不定形状に裂け、さらに無数の細かな破片〔幅1mm~2mm、長さ20mm~30mm〕を生じた。
1:長尺液晶硬化層積層フィルム
W:幅
L:長さ
2:長尺基材フィルム
:幅
3:配向層
30:配向層材料層
30c:配向層材料硬化層
4:液晶硬化層
4A:遅相軸
40:重合性液晶化合物硬化層
40c:重合性液晶化合物液晶層
41:中央領域
42a:端部領域
42b:端部領域
43:粘接着剤層と重なり合った部分
44:粘接着剤層と重なり合わない部分
:幅
41:中央領域の幅
42:端部領域の幅
5:粘接着剤層
5a:粘接着剤層の端部
5b:粘接着剤層の端部
:粘接着剤層の幅
6:長尺光学フィルム
7:長尺光学積層フィルム中間体
8:長尺光学積層フィルム
9:第2粘接着剤層
:第2粘接着剤層の幅
10:第2長尺光学フィルム
10:第2長尺光学フィルムの幅
11:長尺複合光学積層フィルム
A:配向層形成工程
A-1:塗布工程
A-2:硬化工程
A-3:配向規制力付与工程
B:液晶硬化層形成工程
B-1:塗布工程
B-2:相転移工程
B-3:硬化工程
C:積層工程
D:剥離工程
E:積層工程
F:剥離工程
L:長さ方向
W:幅方向

Claims (6)

  1. トリアセチルセルロース系の長尺基材フィルム(2)と、前記長尺基材フィルム(2)上に積層された配向層(3)と、前記配向層(3)上に剥離可能に積層された液晶硬化層(4)とを備えた長尺液晶硬化層積層フィルム(1)であり、
    前記液晶硬化層(4)は、
    幅方向(W)における中央領域(41)と端部領域(42a、42b)とを有し、
    前記中央領域(41)は遅相軸(4A)を有し、
    前記端部領域(42a、42b)は無配向であり、少なくとも一部において前記配向層(3)と積層されている、
    長尺液晶硬化層積層フィルム(1)。
  2. トリアセチルセルロース系の長尺基材フィルム(2)上に配向層(3)を形成する配向層形成工程(A)と、前記配向層(3)上に重合性液晶化合物から液晶硬化層(4)を形成する液晶硬化層形成工程(B)とを少なくとも備え、
    前記配向層形成工程(A)は、前記長尺基材フィルム(2)上に形成した配向層材料層(30)の幅方向(W)における中央領域(31)にのみ偏光を照射して、該中央領域(31)の配向層材料に前記重合性液晶化合物に対する液晶配向規制力を付与する工程を含む、請求項1に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の製造方法。
  3. 長尺光学フィルム(6)上に液晶硬化層(4)が粘接着剤層(5)を介して積層された長尺光学積層フィルム(8)を製造する方法であり、
    請求項1に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の前記液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)を積層して、前記長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の前記液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)が積層された長尺光学積層フィルム中間体(7)を得る工程(E)と、
    前記長尺光学積層フィルム中間体(7)から前記長尺基材フィルム(2)および前記配向層(3)を剥離して前記長尺光学積層フィルム(8)を得る剥離工程(F)と
    を少なくとも備える前記長尺光学積層フィルム(8)の製造方法。
  4. 前記粘接着剤層(5)の幅方向(W)の両端部(5a、5b)が前記液晶硬化層(4)の前記端部領域(42a、42b)上に位置するように前記長尺光学フィルム(6)を積層する、請求項3に記載の製造方法。
  5. 請求項1に記載の長尺液晶硬化層積層フィルム(1)の前記液晶硬化層(4)上に粘接着剤層(5)を介して長尺光学フィルム(6)が積層された、長尺光学積層フィルム中間体(7)。
  6. 長尺光学フィルム(6)上に粘接着剤層(5)を介して液晶硬化層(4)が積層され、該液晶硬化層(4)上に第2粘接着剤層(9)を介して第2長尺光学フィルム(10)が積層された長尺複合光学積層フィルム(11)を製造する方法であり、
    請求項3に記載の製造方法により長尺光学積層フィルム(8)を得る工程、および
    得られた長尺光学積層フィルム(8)の前記液晶硬化層(4)上に第2粘接着剤層(9)を介して第2長尺光学フィルム(10)を積層させる工程
    を少なくとも含む、前記長尺複合光学積層フィルム(11)の製造方法。
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