JPH08160430A - ラビング方法およびそれを用いた光学補償シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺フイルムの液晶配向膜を均一にラビング
する。 【構成】 長尺のフイルム基板５表面に形成された液晶
配向膜に配向処理を施すラビング方法において、ラビン
グロール６を連続搬送工程の進行方向に対し斜めに配置
し長尺フイルムをラビングロールに巻掛けてフイルムの
進行方向を転向させて連続してラビング処理することを
特徴とするラビング方法およびそれを用いた光学補償シ
ートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に係わり、
液晶分子を均一に配向させることができる液晶配向膜の
ラビング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶セルにおける液晶分子の配向処理方
法には、基板の表面に配向膜を形成し、この配向膜の表
面をラビングロールによって一方向にラビングする方法
が知られている。ところで、基板としてフイルム基板を
用いる場合、各液晶セルに対応する定尺なフイルム基板
ごとにラビング処理を施すと非能率的であるので、長尺
なフイルム基板を用いてロール・ツー・ロールによる連
続処理でラビングを行っている。

【０００３】図５は従来のこのような配向処理で用いら
れている例えば特開平６−１１００５９号等に記載の配
向処理装置の一部を示したものである。この配向処理装
置は、付随の長尺フイルム基板の搬送装置１とラビング
ロール２とそれに対向して配置されたバックアップロー
ル３からなる。この配向処理装置では、長尺なフイルム
基板４が搬送装置によって矢印Ａの方向に搬送されるよ
うになっている。フイルム基板４の上面には、図示して
いないが、ポリイミド等からなる配向膜が形成されてい
る。ラビングロール２はロール本体の外周面に植毛布か
らなるラビング布が巻き付けられたものからなってい
る。またラビングロール２は、ラビング角度設定のため
軸方向中心部を中心にして水平方向に回転自在とされて
いる。この方法ではまず、ラビングロール２とバックア
ップロール３を共に軸方向中心部を中心にして水平方向
に回転させ、ラビング角を設定する。次に、フイルム基
板４上方で待機させていたラビングロール２を下降させ
るとともにバックアップロール３をフイルム基板４の下
面に接触させる。次に、付随の搬送装置１によってフイ
ルム基板４を矢印Ａの方向に搬送する。また、ラビング
ロール２をフイルム基板４の搬送方向とは逆の方向つま
り矢印Ｂ方向に回転させるとともに、バックアップロー
ル３をフイルム基板４の搬送方向と同方向つまり矢印Ｃ
方向にフイルム基板４の搬送速度と同期させて回転させ
る。すると、ラビングロール２とバックアップロール３
との間を連続的に搬送されるフイルム基板４上の配向膜
の表面がラビングロール２によって連続的にラビングさ
れる。

【０００４】しかしながら、従来のこのような配向処理
方法では、ラビングロール２とバックアップロール３で
フイルム基板４をはさみながらラビング処理を行なって
いる。このため、ラビングロール２とバックアップロー
ル３の軸が平行でないと、ラビングロール２のフイルム
基板４との接触面の圧力が不均一となり、ラビング処理
が不均一となるため、ラビングロール２とバックアップ
ロール３の軸平行度に高い精度が要求されるという問題
があった。

【０００５】またラビングロール２は、ラビング角度設
定のため軸方向中心部を中心にして水平方向に回転自在
とされているが、ラビングロール２とバックアップロー
ル３でフイルム基板４を挟みながらラビング処理を行な
っている。このため、フイルム基板搬送方向Ａとラビン
グ方向Ｄが平行でない場合、つまりラビングロール２と
バックアップロール３の回転軸がフイルム搬送方向と直
角でない場合、搬送されているラビング部のフイルム基
板４はラビングロール２とバックアップロール３との挟
み込みにより、ロール軸に直角な方向に力を受ける。こ
の力によりフイルム基板４は幅方向に移動してしまい、
ラビング方向が不均一になったり、ラビングロール２と
バックアップロール３の挟み込みの部分でフイルム基板
４にしわが発生するといった問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
平行精度を要求されることなく均一なラビング処理を施
すことができ、また安定したフイルム基板搬送、および
ラビング方向を維持することができ、量産化が容易な配
向処理方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のラビング処理方法は、長尺のフイルム基板表
面に形成された液晶配向膜に配向処理を施すラビング方
法において、ラビングロールを該フイルム基板の連続搬
送工程内で進行方向に対し斜めに配置し該フイルムを巻
掛け該フイルムの進行方向を転向させ、該フイルム基板
を搬送しながら連続してラビング処理することを特徴と
する。

【０００８】また、好ましくは本発明のラビング処理方
法は、上記ラビング方法において、フイルム基板の巻掛
け角度を３６０度以上にして搬送することを特徴とす
る。

【０００９】また、好ましくは本発明のラビング処理方
法は、上記ラビング方法において、ラビングロールの表
面全体に多数の小孔を備え、芯管の外周にラビング布を
装着したラビングロールを用い、該小孔より空気を吹き
出しながらラビング処理することを特徴とする。

【００１０】また、好ましくは本発明のラビング処理方
法は、上記ラビング方法に於いて、ラビングロールによ
って転向された該フイルムを、空気の吹き出し孔を表面
に持ったローラーまたは固定円筒ドラムで再び非接触転
向させる事を特徴とする。

【００１１】また、好ましくは本発明のラビング処理方
法は、ロール自身の真円度、円筒度、振れ（偏芯）がい
ずれも３０μｍ以下であるラビングロールを備えている
ことを特徴とする。

【００１２】配向膜の代表的なものとしてポリイミド膜
がある。これはポリアミック酸（例えば、日産化学
（株）製ＳＥ−７２１０）を支持体面に塗布し１００℃
から３００℃で焼成後ラビングすることにより、ネマテ
ィック液晶やディスコティック液晶を配向させることが
できる。また、アルキル変性ポバール（例えば、クラレ
（株）製ＭＰ２０３、同Ｒ１１３０など）の塗膜ならば
焼成は必要なく、ラビングするだけで該配向能が付与で
きる。その他、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタ
クリレート、など疎水性表面を形成する有機高分子膜な
らば大抵のものがその表面をラビングすることにより液
晶配向能を付与できる。

【００１３】このようにして得られたラビング処理され
たフィルムは液晶セルあるいは液晶表示板の視野角補償
用光学異方性フィルムに用いられる。本発明が利用でき
る光学異方性フィルムには例えば、透明フィルム上に配
向膜を形成した後、本発明の装置でラビングを行い、そ
の上に本発明の円盤状化合物、例えば下記に列挙するデ
ィスコティック液晶、および他の低分子化合物やポリマ
−との反応により、もはや液晶性を示さなくなったディ
スコティック液晶の反応生成物等のように、分子自身が
光学的に負の一軸性を有する化合物全般を意味する。

【００１４】ディスコティック液晶として代表的なもの
は例えば、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏ
ｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１
頁（１９８１年）に記載されている、ベンゼン誘導体、
トリフェニレン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシア
ニン誘導体や、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅ
ｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載さ
れたシクロヘキサン誘導体及びＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研
究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕ
ｎ．，１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの
研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２
６５５頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン
系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが挙げられ
る。このほか下記に列挙する様なものであるが、分子自
身が負の一軸光学異方性を持ち且つ斜め配向膜により基
盤面に対して斜めに光軸が配向するもので有れば、特に
下記物質に限定されるものではない。

【００１５】

【化１】

【００１６】

【化２】

【００１７】

【化３】

【００１８】

【化４】

【００１９】本発明における負の一軸性とは、光学異方
性を有するシートの３軸方向屈折率を、その値が小さい
順にｎ1、ｎ2、ｎ3 としたとき、ｎ1＜ｎ2＝ｎ3の関係
を有するものである。従って光学軸方向の屈折率が最も
小さいという特性を有するものである。ただし、ｎ2と
ｎ3の値は厳密に等しい必要はなく、ほぼ等しければ十
分である。

【００２０】本発明の透明フィルムは光透過率が良好で
あることが好ましい。具体的には、光の透過率が８０％
以上、更には９０％以上であることが好ましい。従っ
て、ゼオネックス（日本ゼオン）、ＡＲＴＯＮ（日本合
成ゴム）、フジタック（富士フィルム）などの商品名で
売られている固有複屈折値が小さい素材から形成された
支持体が好ましい。しかし、ポリカーボネート、ポリア
クリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等の
固有複屈折値が大きな素材であっても、製膜時に分子配
向を制御することによって光学的に等方的な支持体を形
成することも可能であり、それらも好適に利用される。
具体的には、支持体の面配向主屈折率をＮｘ，Ｎｙ、厚
み方向の主屈折率をＮｚ、厚みをｄとした時に、下式
（２）で表せる面配向性Ｒｅ値の範囲が、２０ｎｍ乃至
３００ｎｍ，更に好ましくは３０ｎｍ乃至１５０ｎｍで
ある。この面配向の条件を満たすことにより、視角特性
の改善に著しい効果をもたらす。

【００２１】式（１） Ｒｅ＝（（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ）×ｄ

【００２２】本発明の光学補償シートを作成する場合
は、その製造工程において均一な斜め配向を得るための
工程を必要とする。具体的には配向膜を塗布した長尺の
フィルムを均一にラビングする工程、ディスコティック
液晶を塗布する工程、ディスコティック液晶形成温度ま
で昇温する工程が、架橋型分子の場合はＵＶ光照射等架
橋処理を施し、冷却する工程などである。これにより該
液晶は均一な斜め配向をし、その配向を崩さずに常温で
固体になる。本発明に用いるディスコティック液晶のデ
ィスコティック液晶相をとる温度としては、好ましくは
９０℃以上３００℃以下、特に好ましくは９０℃以上１
５０℃以下である。

【００２３】基板上に塗設されたディスコティック液晶
を斜めに配向させる上記以外の方法として、配向膜以外
の方法としては磁場配向や電場配向がある。この方法に
おいてはディスコティック液晶を基板に塗設後、所望の
角度に磁場、あるいは電場をかけるゾーンが必要である
がそのゾーン自体をディスコティック液晶が形成される
温度に調整しておく必要がある。

【００２４】図１、図２は本発明の第一の実施例を示す
概要図である。この配向処理方法は、長尺基板５と外径
８０ｍｍのラビングロール６に３６０度以上巻き付けら
れており、長尺なフイルム基板５が搬送装置によって、
一定張力の状態で１〜１００ｍ／ｍｉｎの搬送速度で矢
印Ｅの方向に搬送されるようになっている。フイルム基
板５の上面には、図示していないが、ポリイミドあるい
はアルキル変性ポバール等からなる配向膜が形成されて
いる。ラビングロール６はロール本体の外周面にベルベ
ットのラビング布が巻き付けられたものからなってい
る。またラビングロール６は、任意のラビング角度設定
のためフイルム進行方向に対し水平方向に回転自在とさ
れ、この方法ではまず、ラビングロール６を軸方向中心
部を中心にして水平方向に回転させ、図中αで示すラビ
ング角を設定する。αは０〜４５度の適切な角度を選
ぶ。次に基板の配向膜面を巻掛ける。次に、付随の図示
しない搬送装置によって一定張力、一定速度条件でフイ
ルム基板５を矢印Ｅの方向に搬送する。ここで、ラビン
グロール６をフイルム基板５の搬送方向とは逆の方向つ
まり矢印Ｆ方向に一定の回転速度で回転させる。する
と、連続的に搬送されるフイルム基板５上の配向膜の表
面がラビングロール６によって連続的にラビングされ
る。この時エアフォイル効果によってフイルムは浮上し
搬送されるのでフイルムが横方向に動く事は無い。ラビ
ングロール自身は真円度、円筒度、振れ（偏芯）が悪い
と、回転中フイルム基板への押圧が変動し、ラビングム
ラが生じるため、いずれの値も３０μｍ以下のものを用
いるが、１０μｍ以下のものが望ましい。

【００２５】図１、図２は、第一の実施例でラビングロ
ールとして、芯管の全体に多数の小孔を備え、芯管の外
周にラビング布を装着したラビングロールを用い、小孔
より空気を吹き出しラビング処理する例の概要図として
同様の説明が出来る。

【００２６】図３はラビングロールによって転向された
フイルムを再度転向し元の進行方向と位置に戻している
事を示した図である。フイルム基板５は非接触で円筒ド
ラム５に巻つけられ方向と位置が元に戻される。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。 実施例１ トリアセチルセルロースの１２７μｍ厚フィルム（フィ
ルム面内の直交する二方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚み
方向の屈折率をｎｚ、厚みｄ＝１２７μｍとした場合 （ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＝２０（ｎｍ） ｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ＝９５（ｎｍ） を支持体とし、その上に配向膜としてアルキル変性ポバ
ール（クラレ（株）製ＭＰ２０３）を２μｍ厚となるよ
うに塗布した。これを本発明の図１のラビング方法でラ
ビング処理を行った。実施例１として、ラビングロール
外径８０ｍｍ、フイルム搬送速度１００ｍ／ｍｉｎ、ラ
ビングロール回転周速度２５０ｍ／ｍｉｎ、フイルム基
板張力１ｋｇｆ／ｃｍ基板巾、ラップ角３６０度、ラビ
ングロール傾き角α＝４５度の条件でラビング処理を行
った。ラビングロールは真円度が８μｍ、円筒度が１０
μｍ、振れ（偏芯）が１０μｍのものを用いた。そし
て、このラビング処理を施したフイルム配向膜上に下記
処方の塗布液をバーコーターで乾燥膜２μｍ厚さに塗布
する。 ＣＡＢ５３１・・・・・・・・１２部 ＴＥ−８（ｍ＝４）・・・１００部 ＳＲ３０６・・・・・・・・・１０部 イルガキュア９０７・・・・・・２部 メチルエチルケトン・・・・４００部 ここで、ＣＡＢ５３１はイーストマンケミカル社のセル
ロースアセテートブチレート、ＴＥ−８は前記のディ
スコティック液晶、ＳＲ３０６はソマール（株）のトリ
プロピイレングリコールジアクリレート、イルガキュア
９０７は日本チバガイギー（株）の光重合開始剤であ
る。この塗布フィルムを１４０℃の加熱ゾーンを通過さ
せ加熱状態で２分処理しその後ＵＶ光照射を行い、架橋
させて、１μｍ厚のディスコティック液晶を含む層を有
した光学補償シートサンプルを得た。

【００２８】このようにして作成したフィルム表面の液
晶の配向の乱れを偏光顕微鏡で観察した。

【００２９】また、このフィルムをＴＮ型液晶セル（液
晶の異常光と常光の屈折率の差と液晶セルのギャップサ
イズの積が５１０ｎｍでねじれ角が８７゜）に図３のよ
うに装着し、実際の画像による視認性評価を実施した。

【００３０】比較例 本発明の装置の代わりに図５の従来の装置でラビングし
た他は上記と同様にして作った光学補償フィルムの表面
の液晶の配向の乱れを偏光顕微鏡で観察した。更にこの
フィルムを図４と同じＴＮ型液晶セルへ同じ構成で装着
し視認性評価（表示画像の乱れ）を観察した。

【００３１】表１には偏光顕微鏡観察の結果とこれらフ
ィルムを用いて作成した液晶表板の視認性結果を示し
た。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上に示した結果のように、フイルム基
板を連続してラビング処理する際に本発明の装置が極め
て有効であり、確実に巻掛けられたラビングロールによ
りフイルム全面に均等にラビングが出来、画像表示むら
のない液晶表示板が得られる事がわかり、量産が達成で
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】フイルムの進行方向にたいし斜めにラビングロ
ールが配置されフイルムが３６０度以上１回巻掛けられ
ている状態を示した図である。

【図２】フイルムの進行方向にたいし斜めにラビングロ
ールが配置されフイルムが３６０度以上複数回巻掛けら
れている状態を示した図である。

【図３】ラビングローラーを出た後再び空気吹き出し孔
を持った円筒ドラムでフイルムが非接触で転向されてい
る事を示した図。

【図４】ＴＮ型液晶表示板の構成を示す。

【図５】従来のラビング方法

【符号の説明】

１：搬送装置 ２：ラビングロール ３：バックアップロール ４：フイルム基板 ５：フイルム基板 ６：ラビングロール ７：円筒ドラム ＴＮＣ：ＴＮ型液晶セル Ａ、Ｂ：偏光板 ＰＡ、ＰＢ：偏光軸 ＲＦ１、ＲＦ２：光学補償フィルム ＢＬ：バックライト Ｒ１、Ｒ２：光学補償フィルムのラビング方向

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺のフイルム基板表面に形成された液
   晶配向膜に配向処理を施すラビング方法において、ラビ
   ングロールを連続搬送工程の進行方向に対し斜めに配置
   し長尺フイルムをラビングロールに巻掛けてフイルムの
   進行方向を転向させて連続してラビング処理することを
   特徴とする液晶配向膜のラビング方法。
2. 【請求項２】 長尺フイルムをラビングロールに３６０
   °以上巻掛ける事を特徴とする請求項１記載の液晶配向
   膜のラビング方法。
3. 【請求項３】 芯管表面全体に多数の小孔を備え、芯管
   の外周にラビング布を装着したラビングロールを用い、
   該小孔より空気を吹き出しながらラビング処理すること
   を特徴とする請求項１記載の液晶配向膜のラビング方
   法。
4. 【請求項４】 ラビングロールで転向されたフイルム
   を、空気吹き出し孔を表面に持ったローラーまたは固定
   円筒ドラムで非接触で巻掛け転向させる事を特徴とする
   請求項１記載の液晶ハイ湖膜のラビング方法。
5. 【請求項５】 ロール自身の真円度、円筒度、振れがい
   ずれも３０μｍ以下であるラビングロールを備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜のラビング
   方法。
6. 【請求項６】 透明支持体上に配向膜材料を塗設、ラビ
   ング処理をした後、少なくとも一種の円盤状化合物を含
   む層を形成する光学補償シートの製造方法において、該
   ラビング処理が請求項１記載の方法であることを特徴と
   する光学補償シートの製造方法。