JPH09281331A

JPH09281331A - 光学異方体の製造方法

Info

Publication number: JPH09281331A
Application number: JP8092502A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Uchiyama; 昭彦内山; Toshiaki Yatabe; 俊明谷田部
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】熱硬化型の重合性液晶化合物を、液晶配向状
態において重合硬化させることにより、光学異方体を製
造する方法において、傾斜、ねじれ、超ねじれ配向等の
高度に配向制御された液晶表示装置用光学補償フィルム
として用いることのできる優れた光学特性を有する光学
異方体を、生産性よく得る。【解決手段】少なくとも一方が可撓性を有し、かつそ
れぞれが配向処理された表面を有する一対の基板を用い
て、少なくとも一方の基板の配向処理面上に、重合性液
晶化合物を含有する重合性液晶混合物を塗布し、一方の
基板の重合性液晶混合物塗布面と他方の基板の配向処理
面とを向かい合わせにし、さらに基板間にはスペーサを
介した状態で、回転ロールを用いて圧力を加えながら一
対の基板を貼り合わせ、その後重合性液晶混合物を液晶
配向状態において熱硬化させて配向硬化物層とすること
で、光学異方体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱硬化型の重合性
液晶化合物を、液晶配向状態において重合硬化させるこ
とにより、光学異方体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子は、薄型軽量、低消
費電力という大きな利点を持つため、パーソナルコンピ
ュータやワードプロセッサ、携帯型電子手帳等の表示装
置に積極的に用いられている。液晶表示素子の原理は数
多く提案されているが、現在普及している液晶表示素子
のほとんどは、ねじれネマチック型の液晶を用いてい
る。このような液晶を用いた表示方式は、複屈折モード
と旋光モードの２つの方式に大別される。

【０００３】複屈折モードであるスーパーツイストネマ
チック（ＳＴＮ）方式は急峻な電気光学特性を持つこと
により、単純マトリックスで駆動できるため、比較的低
価格で市場に供給されているが、かかる方式では偏光板
を介して直線偏光とした入射光が液晶セルによる複屈折
で楕円偏光となり、それを偏光板を介して見た場合には
デイスプレイが着色して見えるといった問題がある。そ
のため、液晶セル透過後の楕円偏光を直線に戻して着色
を防止すべく、液晶セルと偏光板の間に延伸フィルム等
からなる位相差板を介在させるＦ−ＳＴＮ方式が提案さ
れている。

【０００４】このような位相差板としては、ポリカーボ
ネートフィルム等を一軸延伸した一軸配向フィルムや、
特開平３−８７７２０に記載があるような高分子液晶を
用いたねじれネマチック構造を配向固定したもの等がす
でに提案されている。

【０００５】一方、旋光モードであるツイストネマチッ
ク（ＴＮ）方式は９０゜のねじれネマチック液晶からな
り、応答速度が数十ミリ秒と速く、高いコントラスト比
と良好な階調表示性を示すことから、薄膜トランジスタ
ー等のスイッチング素子を各画素ごとに配備した液晶表
示素子として、液晶テレビ等の高精細、高速性が要求さ
れる用途で使用されている。

【０００６】ＳＴＮ方式と同様にＴＮ方式にも視角の方
向により、コントラストが異なる等の問題があるが、Ｔ
Ｎ方式の液晶表示素子の視角特性を改善するいくつかの
方法がすでに提案されている。位相差板による視角補償
方式はその１つであり、具体的な例としては、膜厚方向
の屈折率が面内方向の屈折率より小さい光学的に負の２
軸性光学補償フィルムをＴＮ方式に用いることが提案さ
れている。かかる負の２軸性光学補償フィルムについて
より具体的に提案している例としては、第１６回液晶討
論会講演予稿集Ｐ２３６がある。ここでは２枚の偏光板
の間にＴＮ方式液晶セルと、ポリカーボネートを材質と
した一軸性位相差フィルムを、光学軸が直交するように
２枚積層されたものを配置することにより、視角特性を
改善する方法を提案している。

【０００７】さらに他の方法としては、特開平６−８２
７７９号公報に示されるように、無機層状化合物を用い
る方法が開示されている。

【０００８】また、ＴＮ方式の光学補償フィルムとして
は他に傾斜配向が好ましいことが、特開平６−７５１１
６号公報、特開平６−２５０１６６号公報に示されてい
る。ここではこのような高度に配向制御された光学補償
フィルムの具体的な材料、製法に対しての記載に乏し
い。

【０００９】また、先述の高分子液晶を用い１０数回以
上のねじれネマチック状態を配向固定させた超ねじれ配
向したものを、ＴＮ方式における視野角補償板として用
いる方法は、Society for information display intern
ational symposium, Digestof technical papers volum
e XXIII,p401(1992) に提案されている。この位相差板
は負の２軸性屈折率異方性を有することを特徴としてい
る。

【００１０】これら複雑な光学特性を有する光学補償フ
ィルムを得るために、室温でネマチック状態となるアク
リレート液晶を配向処理されたガラスセルの間に挟持
し、配向状態のまま紫外線硬化させ、硬化後にガラスセ
ルの少なくとも一方を剥がし、光学補償フィルムを得る
といった方法が第２０回液晶討論会講演予稿集ｐ２１６
〜ｐ２１９（１９９４）において報告されている。

【００１１】ＳＴＮ，ＴＮ方式液晶表示装置の画質向上
に伴い、すでに述べてきたように光学補償フィルムに対
して、ＳＴＮの色補償に必要な光学特性である一軸性と
いった単純な光学特性から、傾斜配向、ねじれ、超ねじ
れ配向等より複雑な光学特性が要求されるようになって
きている。ＳＴＮにおいては旋光分散補償も可能である
という点で、ねじれ配向した光学補償フィルムが有効で
あることはすでに公知である。また、ＴＮにおいては先
述の超ねじれ配向フィルムや負の２軸性フィルム等が視
野角特性向上に有効であることも公知である。このよう
に、液晶表示装置の光学補償フィルムにおいて、それを
構成する好ましい光学異方体の特性についてはすでにか
なりの部分公知となっているが、それを実際に製造する
ための材料、製法の点に問題があり光学特性及び量産性
の点で満足するものは得られていないのが現状であっ
た。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】光学補償フィルムを形
成する光学異方体の傾斜、ねじれ、超ねじれ配向等より
複雑な光学特性に対しては高分子液晶を用いる方法が提
案されている。これは高分子液晶樹脂を適当な溶媒に溶
かし、配向処理がしてある支持体上に製膜後、一度液晶
状態となる高温領域まで加熱後、冷却することにより液
晶状態を配向固定させ、ねじれ配向や一軸配向等を得る
といった方法であるが、高分子液晶を扱っているが故に
高温処理が必要なこと等諸問題があり生産性に問題があ
る。

【００１３】また、第２０回液晶討論会講演予稿集ｐ２
１６〜ｐ２１９（１９９４）に記載の方法では、ガラス
等支持体の間にアクリレート液晶を挟持させ光重合させ
る必要があることから、大面積化が困難であり、さらに
ロールツウロール等連続生産が困難であるといった欠点
があった。

【００１４】本発明はかかる課題を解決して、傾斜、ね
じれ、超ねじれ配向等、従来からある高分子一軸延伸フ
ィルム等では達成困難なより高度に配向制御された液晶
表示装置用光学補償フィルムとして利用できる光学異方
体及びその製造法の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学異方体の製
造方法は、熱硬化型の重合性液晶化合物を、液晶配向状
態において重合硬化させることにより、光学異方体を製
造する方法において、少なくとも一方が可撓性を有し、
かつそれぞれが配向処理された表面を有する一対の基板
を用いて、少なくとも一方の基板の配向処理面上に、重
合性液晶化合物を含有する重合性液晶混合物を塗布し、
一方の基板の重合性液晶混合物塗布面と他方の基板の配
向処理面とを向かい合わせにし、さらに基板間にはスペ
ーサを介した状態で、回転ロールを用いて圧力を加えな
がら一対の基板を貼り合わせ、その後重合性液晶混合物
を液晶配向状態において熱硬化させて配向硬化物層とす
ることで、光学異方体を製造することを特徴としてい
る。

【００１６】本発明で用いる重合性液晶混合物として
は、熱硬化型の重合性液晶化合物を含有する物である。
なおここで重合性液晶混合物としては、１種類の重合性
液晶化合物のみからなる物であっても良い。

【００１７】こうした本発明で用いる重合性液晶混合物
は、アクリレート基および／またはメタクリレート基を
備えた重合性液晶化合物を含有する物であることが好ま
しい。重合性官能基としては他にいくつか知られている
が、アクリレート基、メタクリレート基を有する重合性
液晶は、重合に際して脱離化合物等を発生しない等の特
徴を有している。そしてこうした重合性液晶化合物の１
分子中におけるアクリレート基および／またはメタクリ
レート基の数は、１つまたは２つであることが好まし
い。

【００１８】本製造方法の概念では、液晶配向状態にお
いて熱硬化が進行し、理想的には熱硬化後においてその
配向状態が固定化されることであるので、この概念を満
足するような液晶状態をとっていれば、液晶状態には特
に限定はないが、好ましくはネマチック状態、カイラル
ネマチック状態である。これらは配向の制御性が容易で
ある点で他の液晶状態より優れている場合が多い。熱硬
化中に結晶状態または等方状態である場合には、硬化後
に液晶表示装置として用いられる光学補償板として十分
な配向状態を得ることは困難である。また、熱硬化中は
良好な配向状態をしていても、硬化後に配向が大きく乱
れてしまい、液晶表示装置用光学補償板として必要な光
学異方性を保持できないような重合性液晶は使用するこ
とができない。

【００１９】カイラルネマチック状態を得るためにはネ
マチック状態をとる重合性液晶にカイラル液晶を混合さ
せることによっても得られるが、この際、カイラル液晶
の混合量がネマチック液晶に対して１０重量％以下であ
るならば、このカイラル液晶は必ずしも重合性である必
要はない。

【００２０】重合性液晶混合物がとる配向状態として
は、ホモジニアス配向、ねじれ配向、ホメオトロピック
配向、傾斜配向、デイスコテイック液晶を用いた配向
や、これらの複合体が考えられる。適当な重合性液晶混
合物を選択することにより、これらの配向状態は熱硬化
後にはほぼ配向固定される。

【００２１】アクリレート基、メタクリレート基を有す
る重合性液晶化合物として好ましい物を、以下の化学式
（１）〜（１９）に示す。これらを単独で用いた場合、
製膜性や硬化後の光学特性等に不都合が生じる場合に
は、混合物であってもよい。硬化後に測定光４００ｎｍ
〜７００ｎｍの間において透過率８０％以上であること
が必要でありより好ましくは８５％以上であるが、本発
明はこれらの構造式に限定されない。これら構造を有す
るものは上記特性を有すれば単独でも使用し得るが、そ
うでない場合にはブレンドにより最適化される。

【００２２】

【化１】

【００２３】

【化２】

【００２４】

【化３】

【００２５】

【化４】

【００２６】

【化５】

【００２７】

【化６】

【００２８】

【化７】

【００２９】

【化８】

【００３０】

【化９】

【００３１】

【化１０】

【００３２】

【化１１】

【００３３】

【化１２】

【００３４】

【化１３】

【００３５】

【化１４】

【００３６】

【化１５】

【００３７】

【化１６】

【００３８】

【化１７】

【００３９】

【化１８】

【００４０】

【化１９】

【００４１】

【化２０】

【００４２】ただし、上記化学式（１）から（１９）に
おいて、Ｒ₁，Ｒ₃は炭素数８以下の直鎖アルキル基、直
鎖アルコキシ基、またはその部分は直接結合であり、Ｒ
₂は炭素数１０以下のアルキル基、炭素数１０以下のア
ルコキシ基、シアノ基、フッ素、塩素、または水素であ
る。さらにまた化学式中のＡは、化学式（２０）で示さ
れるように、アクリレート基またはメタクリレート基を
指す。

【００４３】上記化合物の一部はCONFERENCE RECORD OF
THE 1994 INTERNATIONAL DISPLAYRESEARCH CONFERENCE
の１６１〜１６４頁や、特開昭６２−７０４０６号公報
等にも記載されている。

【００４４】重合性液晶化合物の重合方法としてはいく
つか考えられるが、本発明では重合性液晶混合物が液晶
状態において熱硬化を進行させることを特徴としてい
る。また、熱硬化を効率よく進行させるためには熱重合
開始剤を添加することが好ましい。熱重合開始剤として
はケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイド
ロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオ
キシエステル、ジアルシルパーオキサイド、パーオキシ
ジカーボネート等有機過酸化物が好適に用いられるがこ
れらに限定されない。これら熱重合開始剤の量として
は、重合性液晶に対して３重量％以下とすることが好ま
しく、また、熱重合開始剤の量が少なすぎても反応の効
率が悪くなるので熱重合開始剤量の下限は０．０１重量
％以上が好ましく、より好ましくは０．０５重量％以上
である。

【００４５】本発明の製造方法では、配向処理された一
対の基板上の少なくとも一方に、重合性液晶混合物を塗
布する。ただし光学層である配向硬化物の膜厚制御は、
次の工程である重合性液晶混合物が一対の基板間にスペ
ーサーを介して挟持される工程において行われるため、
塗布の際には厳密に制御する必要はない。異物や泡等の
混入を防げるのであればダイコーテイング法等、公知の
塗布技術を用いることが出来る。重合性液晶混合物が液
晶状態または等方状態において塗布することが好まし
い。

【００４６】また、配向処理された基板との濡れ性の改
善や発泡等を防ぐために、重合性液晶混合物に少量のレ
ベリング剤や消泡剤を混入させても良い。ただし、これ
らは配向性を乱す場合があるので、重合性液晶混合物に
対して０．５重量％以下とすることが好ましい。

【００４７】本発明において重合性液晶混合物を挟持す
る基板は、表面が配向処理された物を用いる。これは熱
硬化前の重合性液晶混合物を液晶状態において配向させ
るために必要である。配向処理としては、ポリイミド、
ポリビニルアルコール等配向膜を基板上に形成した後、
ラビング処理を行う方法、または、二酸化ケイ素斜め蒸
着膜等の公知の方法を用いることができる。もちろん、
必要に応じて基板上に接着層や耐溶剤層を設け、その上
に配向膜を形成しても良い。また基板にもよるが、これ
ら配向膜を設けずに基板に直接ラビング処理をしたもの
を用いても良い。

【００４８】なおこうした基板は、重合性液晶混合物を
均一に配向させるために、表面粗さが所定の値以下であ
ることが好ましい。すなわち基板上の凹凸高さの最大最
小値の差が、１００平方ｃｍの面積当たりでは２μｍ以
下であり、かつ１平方ｃｍの面積当たりでは０．２μｍ
以下であることが好ましい。この１００平方ｃｍの面積
当たりでの条件は、基板が配向処理された後での満足し
ていることが好ましい。あるいはさらに微小な表面粗さ
の条件としては、位相差シフト干渉法を測定原理に用い
ている測定器（例えばＷＹＣＯ社製の商品名「ＴＯＰＯ
−３Ｄ」）を用いて、基板表面上の辺の長さが２５６μ
ｍの正方形の範囲内を、１μｍ間隔で測定したときに得
られる中心線平均粗さとして定義されるＲａの値が、１
０ｎｍ以下であることが好ましい。

【００４９】また本発明において、少なくとも一方の基
板は可撓性が必要である。本発明の製造方法ではロール
圧力により一対の基板間に重合性液晶混合物が挟持され
る工程において、重合性液晶混合物の膜厚を均一に保ち
ながら一対の基板を貼り合わせる。このために、少なく
とも一方の基板が可撓性である必要がある。ここで言う
可撓性基板とは、プラスチックフィルムやスチールベル
トのような折り曲げが可能な基板のことを指す。このよ
うな基板の材料としては、ポリエステル、ポリアリレー
ト、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスルホン、
ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリアミド、ポリイミド、アラミド、トリアセチルセル
ロース、ステンレスベルト等が用いられる。

【００５０】一方、上記の可撓性基板以外の基板として
は重合性液晶混合物を均一に配向させることが可能であ
れば、材質としては特に限定はないが表面性は先述した
とおりの特性を有していることが好ましい。また、配向
処理は上記の可撓性基板と同様に行うことができる。

【００５１】重合性液晶混合物は、配向処理された一対
の基板間に、スペーサを介して挟持される。ここでスペ
ーサとしては、球状の物、棒状の物、あるいは厚さ数μ
ｍから数１０μｍ程度のポリマーの壁をマトリクス状に
形成した物を用いることができる。中でも球状スペーサ
は、棒状スペーサなどに比べて占有面積が小さくて済
み、またその生産性・入手性を良いことから好まし。そ
してこうした球状スペーサの材質としては二酸化ケイ
素，樹脂架橋共重合体等、またはこれらに熱可塑性樹脂
を薄くコーテイングした固着型スペーサ等公知のものを
使用できる。

【００５２】そしてこうした球状スペーサは、配向硬化
物層中での含有密度を１平方ｍｍ中に２０個以上２００
個以下とし、かつ配向硬化物層中での分散状態を１平方
ｍｍ中に５個以上凝集した状態のスペーサ群の数を１個
以下とすることが好ましい。スペーサの含有密度や分散
状態の密度がこれ以上高いとスペーサが凝集しやすくな
り、また、散乱光が多くなる等の不都合が生じる場合が
ある。そして含有密度が上記の値以下では、膜厚を均一
に制御することが困難である。

【００５３】こうしたスペーサの散布法としては、液晶
表示装置においてスペーサを散布する方法としてすでに
公知のフロン／アルコール等の溶剤とともに混合させて
ノズルより散布する湿式散布法、スピンコートによる方
法あるいは乾式法等を用いることができる。スペーサ散
布は重合性液晶混合物を挟持する基板の少なくとも一方
でよい。

【００５４】さらにまた散布したスペーサを固着させる
方法としては、配向膜に混ぜて基板に塗布する方法、ま
たは、二酸化ケイ素，樹脂架橋共重合体等に熱可塑性樹
脂を薄くコーテイングした固着型スペーサを用いて、ス
ペーサ散布後熱処理を行う方法により基板上にスペーサ
を固着させることができる。なおこうしたスペーサの固
着は、基板を貼り合わせる前に予め少なくとも一方の基
板の表面上に行っておくことが、生産性の点から好まし
い。

【００５５】本発明の製造方法により、ロールツウロー
ル等連続生産を行うことが可能であるが、もちろん１枚
毎の枚葉製膜も可能である。ロール圧力により重合性液
晶混合物が、一対の基板間にスペーサを介して挟持され
る工程および、重合性液晶混合物を液晶配向状態におい
て光硬化させ配向硬化物層とする工程の例を、図１（連
続処理の場合）と図２（枚葉処理の場合）に示す。

【００５６】図１中で、１は重合性液晶混合物とスペー
サとを載せ配向処理された基板、２は可撓性と硬化光透
過性を有し配向処理された基板、３は基板貼り合わせ用
のロール、４は基板２の搬送方向、５は貼り合わせ用ロ
ール３の回転方向、６は重合性液晶とスペーサが挟持さ
れた状態の一対の基板、７と８はヒータである。

【００５７】また図２中で、２１は重合性液晶混合物と
スペーサとを載せ配向処理された基板、２２は可撓性と
硬化光透過性を有し配向処理された基板、２３は基板貼
り合わせ用のロール、２４は貼り合わせ用ロール２３の
回転方向、２５は基板貼り合わせ用のロール２３の移動
方向、２６と２７は重合性液晶とスペーサが挟持された
状態の一対の基板、２８はヒータである。

【００５８】ロール圧力により重合性液晶混合物が、一
対の基板間にスペーサを介して挟持される工程におい
て、重合性液晶混合物は、液晶状態または等方状態であ
る必要があるが、より好ましくは等方状態である。なお
その際に重合性液晶混合物の温度制御は、赤外線ヒータ
ーやフィルムに温風を当てる方法等公知の方法を利用し
得る。

【００５９】重合性液晶混合物を熱硬化させる温度とし
ては、該重合性液晶混合物が液晶状態である温度におい
て行うことが必要である。これらは熱重合開始剤の半減
期と温度との関係で決定されるが、用いる熱重合開始剤
の半減期が１分以上３０分以下の温度であり、かつ重合
性液晶混合物が液晶状態となる温度において熱硬化させ
ることがより好ましい。半減期が１分未満では反応が早
すぎて硬化後に十分な配向状態を得られない場合があ
り、一方、半減期が３０分より大きい場合には生産性に
劣る。

【００６０】ロールの材質としては、ステンレス等の金
属や、ゴム、シリコーン等が好適に用いられる。ロール
表面は出来るだけ平滑であることが好ましい。また、ロ
ールの温度を可変としても良い。

【００６１】配向硬化物層の膜厚は、用いる重合性液晶
混合物の特性や目的とする光学特性により変化するもの
であるが、０．１μｍ以上５０μｍ以下にあることが好
ましい。０．１μｍ未満では十分な光学特性を得ること
が困難である場合が多く、一方、５０μｍより大きい場
合には、均一に配向させることが困難となる場合があ
る。

【００６２】重合性液晶混合物を液晶配向状態において
熱硬化させ配向硬化物層とする工程の後、配向硬化物層
の安定化のため熱処理を行ってもよい。

【００６３】また、耐熱性の点で、配向硬化物は１３０
℃以下の温度領域において液晶状態または結晶状態とな
らないものが好ましい。

【００６４】本発明の光学異方体としては、重合性液晶
混合物を液晶配向状態において光硬化させ配向硬化物層
とする工程の後、配向硬化物を挟持している一対の基板
のうち、いずれか一方の基板を剥離させてもよい。こう
して得られる光学異方体は、より広範な形態での利用が
可能となる。

【００６５】なお剥離工程では、一方の基板が剥離さ
れ、他方の基板の側に配向硬化物が残る状態にする。そ
こでこの状態を得るためには、配向硬化物層とそれぞれ
の基板との接着力が異なることが好ましい。片側の基板
のみにより強い接着力を付与するために、基板配向処理
前後にコロナ放電処理や、紫外線オゾン処理等を行って
もよい。また、配向膜として片側の基板のみに剥離性の
配向膜を用いてもよい。

【００６６】こうして片側にのみ基板を備えた配向硬化
物層を、別の可視光透過性基板上に転写してもよい。こ
こで言う可視光透過性基板とは、液晶表示装置において
通常用いられるガラス基板、偏光板、偏光板の保護フィ
ルム、位相差フィルム、プラスチックシート基板、プラ
スチックフィルム基板等を指す。可視光透過性基板とし
ては偏光板を除いては、測定波長４００ｎｍ〜８００ｎ
ｍの範囲において透過率が８０％以上、ヘイズ値は１％
以下であることが好ましい。本発明における配向硬化物
層は光学的異方性を有することから、これ単独でも光学
補償をすることが可能であるが、本発明の利用形態とし
てはこれらの可視光透過性基板上に配向硬化物層を積層
した形態で用いることが好ましい。

【００６７】可視光透過性基板としては、下記の特性を
有する透明樹脂フィルムを用いることが好まして。すな
わちここでいう透明樹脂フィルムとは、延伸されて光学
的異方性を有する液晶表示装置において用いられる位相
差フィルム、あるいはまた、光学的異方性を表すリタデ
ーションが５９０ｎｍの光で測定した値で１０ｎｍ以下
の光学的にほぼ等方と言えるフィルムのことである。前
者の配向硬化物層と延伸された位相差フィルムとの積層
では、複合的な位相差フィルムを形成することができ
る。後者の光学的に等方な透明樹脂フィルムとの積層で
は、配向硬化物層のみの光学的異方性を利用した光学補
償板を形成することができる。こうした透明樹脂フィル
ムの材質としてはポリアリレート、ポリカーボネート、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、トリアセチルセ
ルロース等が好適に用いられる。

【００６８】配向硬化物層を可視光透過性基板上に転写
積層する方法としては、可視光透過性基板上に接着層を
設け、配向硬化物層と貼り合わせ、その後配向処理され
た基板のみ剥離する方法が好適に用いられる。あるいは
図３に示す方法も用いることができる。すなわち、まず
は配向処理された基板３１上に配向硬化物層３１を形成
する（図３（ａ））。次に配向硬化物層３１上に接着層
３３を形成する（図３（ｂ））。その後接着層３３上に
可視光透過性基板３４を貼り合わせる（図３（ｃ））。
そして最後に配向処理された基板３１のみ剥離する（図
３（ｄ））。なおこうした際に、接着層としてはアクリ
ル系樹脂等が好適に用いられる。転写工程はロールツウ
ロール等連続生産、または一枚毎の枚葉製膜でも良い。

【００６９】なお重合性液晶混合物を挟持する一対の基
板のうち、少なくとも一方が上記の可視光透過性基板で
あるならば、転写せずとも光透過性基板／配向硬化物層
または、光透過性基板／配向硬化物層／光透過性基板と
いった構成を含む光学異方体を得ることが可能である。

【００７０】本発明の光学異方体は配向硬化物層がその
作用素子ではあるが、液晶表示装置において用いられる
ガラス基板、プラスチック基板、延伸位相差フィルム等
の透明支持体との積層体であってもよい。さらに、これ
ら基板と反対側の配向硬化物層上に、耐環境性に優れる
ハードコート層を設けても良い。このハードコート層に
は特に限定はないが、配向硬化物層との接着性を考え
て、アクリル系架橋性樹脂が好ましい。配向硬化物層の
透過率は５５０ｎｍ測定光で８０％以上、ヘイズ値では
１．５％以下であることが好ましい。

【００７１】なお後述の実施例と比較例においては、次
のようにして特性の評価を行っている。リタデーション
は、多波長複屈折率測定装置（日本分光（株）製の商品
名「Ｍ−１５０」）により評価した。透過率は、分光光
度計（（株）日立製作所製の商品名「Ｕ−３５００」）
を用いて評価した。ヘイズ値は、日本電色工業（株）の
商品名「ＣＯＨ−３００Ａ」を用いて評価した。表面粗
さは、位相差シフト干渉法を測定原理に用いているＷＹ
ＣＯ社製商品名「ＴＯＰＯ−３Ｄ」を用いて評価した。
その際に、４０倍の倍率基板表面上の辺の長さが２５６
μｍの正方形の面を１μｍ間隔で測定したときに得られ
る中心線平均粗さとして定義した。

【００７２】

【実施例１】＜１＞配向処理された基板の作製とスペーサの散布一対の基板としては、配向処理された基板としてのガラ
ス基板と、可撓性を有しかつ配向処理された基板として
のフィルム基板を、次のようにして作製した。

【００７３】まず配向処理された基板は、次のようにし
て作製した。初めに、ポリイミド（日産化学工業（株）
製の商品名「ＳＥ１１８０」）を固形分が２．５重量％
となるようにしたＮメチルピロリドン溶液を用意した。
この溶液を、表面を研磨した５ｃｍ×７ｃｍでかつ厚さ
１．１ｍｍのガラス基板上にスピンコート法で塗布し
た。その後、１２０℃で１時間の熱処理を行った。こう
して、厚さ５０ｎｍのポリイミド膜が形成されたガラス
基板を得た。このガラス基板上のポリイミド膜の表面粗
さを測定したところ、１．２ｎｍであった。その後ラビ
ング処理を行って、ガラス基板上にポリイミド配向膜を
得た。

【００７４】また可撓性を有しかつ配向処理された基板
は、次のようにして作製した。そのためにまずは、フィ
ルム基板上に耐溶剤層としてアクリル系硬化樹脂層を形
成した。ここでフィルム基板としては、５ｃｍ×８ｃｍ
でかつ厚さ１００μｍの溶液製膜法で作成され、５９０
ｎｍ測定光で測定したΔｎ・ｄが２ｎｍのポリカーボネ
ートフィルムを用いた。ポリカーボネートとしては、帝
人化成（株）製の商品名「Ｃ１４００」を用いた。アク
リル系硬化樹脂層は、材料溶液をドクターナイフを用い
てフィルム基板上に塗布し、これに紫外線を照射して硬
化させることで形成した。ここでアクリル系硬化樹脂層
用の材料溶液としては、信越化学工業（株）製の商品名
「Ｘ−１２−２４５０」：商品名「ＤＸ−２４００」＝
１００：３溶液を用いた。また紫外線の照射は、測定波
長３５０ｎｍで１平方ｃｍ当たり５０ｍＷの強度を有す
る紫外線ランプを用いて、これを５分間照射した。こう
して厚さ４μｍのアクリル系硬化樹脂層を積層した。

【００７５】その後、アクリル系硬化樹脂層上に前述の
ポリイミド「ＳＥ１１８０」のＮメチルピロリドン溶液
をスピンコート法により塗布し、さらに熱処理した。こ
うして厚さ５０ｎｍのポリイミド膜が形成されたフィル
ム基板を得た。このフィルム基板上に積層されたポリイ
ミド膜上の表面粗さは２．３ｎｍであった。その後ラビ
ング処理を行って、フィルム基板上にポリイミド配向膜
を得た。

【００７６】スペーサとしては、直径４μｍの球状スペ
ーサ（積水ファインケミカル（株）製の商品名「ミクロ
パールＳＰ−２０４」）を用いた。これをイソプロピル
アルコール中に超音波分散させ、そのアルコール分散液
をスピンコート法によりガラス基板の配向膜上に散布し
た。スペーサの分散状態は、基板中央を１ｃｍ間隔で５
点、顕微鏡により測定した。平均スペーサ分散数は１平
方ｍｍ当たり１０２個であり、それぞれの観測点でも５
個以上凝集したスペーサは１個以下であった。

【００７７】＜２＞重合性液晶混合物の作製化学式（２１）で表され、昇温過程では１０５℃から１
５０℃の間でネマチック状態、室温から１０５℃以下で
は結晶状態となる重合性液晶を公知の方法で合成し、熱
重合開始剤としては日本油脂（株）社製のパーオキシケ
タール系の商品名「パーヘキサＣ」を０．５重量％加え
たものを重合性液晶混合物とした。この熱重合開始剤の
半減期は１３０℃で１２分である。この半減期はもとの
過酸化物が分解して、その活性酸素量が半分になるまで
に要する時間とした。

【００７８】

【化２１】

【００７９】＜３＞重合性液晶混合物を一対の基板間
に挟持前述のとおりに作製したガラス基板とフィルム基板と
を、配向膜面を向かい合わせにし、重合性液晶混合物を
基板間に挟持させつつ、図２に示すように回転ロールで
押さえつけて圧力を加えながら貼り合わせた。

【００８０】その際、スペーサが散布してあるガラス基
板を下側に配置した。またガラス基板上のロール貼り合
わせ開始位置には、先に作製しておいた重合性液晶混合
物０．１ｇを、ロールと基板との相対的な移動進行方向
とは垂直方向に幅１ｃｍ、平行方向に長さ４．５ｃｍの
範囲で塗布した。さらに塗布の際の温度は、重合性液晶
混合物が等方となる１５３℃にした。またここで回転ロ
ールとしては、直径３０ｍｍ、長さ２５ｃｍ、材質はゴ
ム製の物を用いた。ロール圧力は、１平方ｃｍ当たり
２．３ｋｇｆで一定とし、上下の基板温度は１５３℃で
一定、ロールが進む方向に液晶が一軸配向するようにラ
ビング配向処理がアンチパラレルとなるように貼り合わ
せた。

【００８１】＜４＞重合性液晶混合物を液晶配向状態
において熱硬化基板間に挟持された重合性液晶混合物を、１３０℃の温
度の配向状態において、１５分間熱重合を行い硬化させ
た。

【００８２】こうして得られた光学異方体は、配向状態
を観察したところ一軸配向していることを確認した。ま
た得られた配向硬化物層のΔｎ・ｄは測定光５９０ｎｍ
で５３５ｎｍであった。また、５５０ｎｍの光で測定し
て透過率は８５％、ヘーズ値は０．６％であった。ま
た、フィルム基板を剥離しても光学特性にはほとんど変
化がなかった。

【００８３】

【実施例２】スペーサとして、直径４μｍの熱固着型ス
ペーサ（触媒化成工業（株）製の商品名「ＡＷ２」）を
用いて、スペーサ散布後に１２０℃の熱処理を３０分間
行ったこと以外は、実施例１と同様に光学異方体を作製
した。ただし最後に片側のフィルム基板のみは剥離除去
した。

【００８４】スペーサの分散状態は、基板中央を１ｃｍ
間隔で５点、顕微鏡により測定した。平均スペーサ分散
数は１平方ｍｍ当たり８４個であり、それぞれの観測点
でも５個以上凝集したスペーサは１個以下であった。

【００８５】こうして得られた光学異方体の構成は、配
向硬化物層／配向膜／光透過性基板としてのガラス基板
であり、この光学異方体をクロスニコル下で観察したと
ころ一軸配向していることを確認した。また、この光学
異方体の５９０ｎｍの光で測定したリタデーションは５
３０ｎｍ、５５０ｎｍの光で測定して透過率８５％、ヘ
イズ値は０．７％であった。本光学異方体の耐久試験を
行ったが、８０℃５００時間の環境においてもリタデー
ション、透過率、ヘイズ値には変化がなかった。

【００８６】

【比較例１】実施例１で用いた配向処理されたガラス基
板を作るのと同じ方法で、２枚の配向処理されたガラス
基板を作製した。このガラス基板上の一方に実施例１と
同様にスペーサーを散布した後、このガラス基板上に実
施例１で用いた重合性液晶混合物を実施例１と同様に塗
布し、実施例１と同様にローラーにより貼り合わせを行
った。貼り合わせた直後の重合性液晶の配向状態は一軸
配向しているものの膜厚ムラが大きいため、色ムラが非
常に大きい状態であり、実施例１と同様に熱硬化した
が、硬化前の膜厚ムラが起因して非常に色ムラの目立つ
光学異方体となってしまった。

【００８７】

【発明の効果】本発明は、特定された官能基を有する重
合性液晶を、少なくとも一方がフレキシブルな配向処理
された一対の基板とロールの圧力により挟持、液晶配向
中に熱硬化させることによる新規な光学異方体の製造方
法及びそれにより製膜された光学異方体に関するもので
あり、この発明により複雑な光学特性を有する液晶表示
装置用光学補償板を提供することができるといった効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】重合性液晶混合物を基板間に挟持して配向硬化
物層とする工程（連続処理の場合）

【図２】重合性液晶混合物を基板間に挟持して配向硬化
物層とする工程（枚葉処理の場合）

【符号の説明】

１重合性液晶混合物とスペーサとを載せ配向処理さ
れた基板２可撓性と硬化光透過性を有し配向処理された基板３基板貼り合わせ用のロール４基板２の搬送方向５貼り合わせ用ロール３の回転方向６重合性液晶とスペーサが挟持された状態の一対の
基板７ヒータ８ヒータ２１重合性液晶混合物とスペーサとを載せ配向処理さ
れた基板２２可撓性と硬化光透過性を有し配向処理された基板２３配基板貼り合わせ用のロール２４貼り合わせ用ロール２３の回転方向２５基板貼り合わせ用のロール２３の移動方向２６，２７重合性液晶とスペーサが挟持された状態の
一対の基板２７貼り合わせ用ローラ２２の回転方向２８ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化型の重合性液晶化合物を、液晶配
向状態において重合硬化させることにより、光学異方体
を製造する方法において、少なくとも一方が可撓性を有
し、かつそれぞれが配向処理された表面を有する一対の
基板を用いて、少なくとも一方の基板の配向処理面上
に、重合性液晶化合物を含有する重合性液晶混合物を塗
布し、一方の基板の重合性液晶混合物塗布面と他方の基
板の配向処理面とを向かい合わせにし、さらに基板間に
はスペーサを介した状態で、回転ロールを用いて圧力を
加えながら一対の基板を貼り合わせ、その後重合性液晶
混合物を液晶配向状態において熱硬化させて配向硬化物
層とすることで、光学異方体を製造することを特徴とす
る光学異方体の製造方法。
【請求項２】重合性液晶混合物は、アクリレート基お
よび／またはメタクリレート基を備えた重合性液晶化合
物を含有する物であることを特徴とする請求項１記載の
光学異方体の製造方法。
【請求項３】重合性液晶混合物は熱重合開始剤を含有
し、重合性液晶混合物を熱硬化させる温度は、熱重合開
始剤の半減期が１〜３０分になる温度であり、かつ重合
性液晶混合物が液晶状態となる温度であることを特徴と
する請求項２記載の光学異方体の製造方法。
【請求項４】スペーサは、基板を貼り合わせる前に予
め少なくとも一方の基板の表面上に固着させておくこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学異方
体の製造方法。
【請求項５】スペーサは形状が球状の物を用い、かつ
スペーサは配向硬化物層中での含有密度を１平方ｍｍ中
に２０〜２００個とし、かつ配向硬化物層中での分散状
態を１平方ｍｍ中に５個以上凝集した状態のスペーサ群
の数を１個以下とすることを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の光学異方体の製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の方法に
より製造された光学異方体から、少なくとも一方の基板
を除去し、少なくとも残った配向硬化物層を、新たに用
意した可視光透過性基板上に積層したものを光学異方体
とすることを特徴とする光学異方体の製造方法。
【請求項７】可視光透過性基板は、リタデーションが
１０ｎｍ以下の透明樹脂フィルムであることを特徴とす
る請求項６記載の光学異方体の製造方法。