JPH116990A - 光学機能フィルムの製造方法 - Google Patents

光学機能フィルムの製造方法

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JPH116990A
JPH116990A JP9160993A JP16099397A JPH116990A JP H116990 A JPH116990 A JP H116990A JP 9160993 A JP9160993 A JP 9160993A JP 16099397 A JP16099397 A JP 16099397A JP H116990 A JPH116990 A JP H116990A
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high molecular
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weight liquid
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Takahisa Saito
隆央 斉藤
Koretoshi Ishimaru
維敏 石丸
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学的に透明な基板に、高分子量液晶材料が
ねじれネマチック配向に固定されて積層される光学機能
フィルムの製造方法の生産性を向上させる。 【解決手段】 高分子量液晶材料の溶液が塗工、乾燥さ
れ、ねじれネマチック配向に固定されて光学的に透明な
基板に積層される光学機能フィルムの製造方法におい
て、上記高分子量液晶材料の塗工に用いられる溶剤の沸
点Tbが次式に示される範囲にあることを特徴とする光
学機能フィルムの製造方法。 (Tg−30℃)<Tb<Tc 且つ、45℃<Tb 但し、Tgは、高分子量液晶材料のガラス相−ネマチッ
ク相転移点、Tcは、高分子量液晶材料のネマチック相
−等方相転移点をそれぞれ表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機能フィルム
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ等の情報
機器は広く一般に普及し、マルチメディア化によって様
々な形で使用されている。又、周辺装置の性能も向上
し、情報量の大きな画像を扱うケースも増えてきてい
る。そのためディスプレイの高解像度、フルカラー表示
といったニーズも高まっている。上記ディスプレイのう
ち、STN液晶ディスプレイは、複屈折モードを利用し
た方式であるため、色補償、視野角拡大のいずれの技術
課題に対しても現在なお問題を残している。
【0003】色補償の一般的な手段としては、一軸延伸
したプラスチックフィルムを用いる方法がある(例え
ば、特開昭63−149624号公報)。しかし、特開
昭63−149624号公報等に開示された一軸延伸し
た合成樹脂フィルムでは、ねじれネマチック配向した液
晶セルの位相差を完全に補償することはできず、色補償
は満足するレベルに達していない。更に、上記一軸延伸
した合成樹脂フィルムを用いたSTN液晶ディスプレイ
は、視野角拡大の問題点も解決できていなかった。
【0004】最近になって、ねじれネマチック配向の高
分子量液晶を利用した光学補償フィルムが提案され(特
開平3−87720号公報)、これにより高いレベルの
光学補償が期待されるようになった。特開平3−877
20号公報に開示された液晶表示素子用補償板の光学補
償方式は、電界無印加状態を高いレベルで補償すること
が期待され、前記する一軸延伸した合成樹脂フィルムよ
りも優れた補償能を有している。
【0005】上記液晶表示素子用補償板は、透明な等方
性基材を支持体とし、これに高分子量液晶材料を積層し
た構造となっており、上記透明な等方性基材としては、
ガラスの他、トリアセチルセルロース等の残留位相差の
少ないプラスチックフィルムが用いられている。上記透
明な等方性基材は、通常、液晶材料の積層前に、該液晶
材料が配向し易くなるように、直接ラビング処理が施さ
れる。
【0006】又、透明な等方性基材に高分子量液晶材料
を積層し、配向固定するには、用いられる高分子量液晶
材料の液晶相発現下限温度であるTg以上の温度に加熱
し、冷却してガラス状態に固定させることで達成され
る。
【0007】上記液晶表示素子用補償板を製造するに際
し、上記基材に塗布された高分子量液晶材料の溶剤乾燥
工程と、上記高分子量液晶材料の配向固定の加熱処理工
程を2段階に分けることなく、同時に1段階で行うこと
ができれば、生産工程の歩留りや生産工数の著しい改善
が可能となる。
【0008】しかしながら、特開平3−87720号公
報に開示されている液晶表示素子用補償板は、高分子量
液晶材料の塗工工程において用いられる溶剤の沸点と高
分子量液晶材料の配向固定の加熱処理温度が大きく異な
るせいか高分子量液晶材料の塗工工程と、上記高分子量
液晶材料の配向固定の加熱処理工程を2段階に分けるざ
るを得ないものとなっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、叙上の
事実に鑑み、高分子量液晶材料の溶液が塗工、乾燥さ
れ、ねじれネマチック配向に固定されて光学的に透明な
基板に積層される光学機能フィルムの製造工程の生産性
向上について鋭意研究し、高分子量液晶材料の塗工用組
成物に用いられる溶剤の沸点と高分子量液晶材料の塗工
工程の乾燥温度及び高分子量液晶材料の配向固定の加熱
処理工程の加熱温度の関係を明らかにし、上記高分子量
液晶材料の塗工に用いられる溶剤を、特定範囲に沸点を
有する溶剤に限定することによって、高分子量液晶材料
塗工の乾燥工程に高分子量液晶材料の配向固定の加熱処
理工程を包含させ得ることを知見し、飛躍的に生産性を
向上させ得る本発明の光学機能フィルムの製造方法を完
成するに至ったのである。
【0010】本発明の目的は、高分子量液晶材料の溶液
が塗工、乾燥され、ねじれネマチック配向に固定されて
光学的に透明な基板に積層される光学機能フィルムの製
造方法の生産性を向上させることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、高分子量液晶
材料の溶液が塗工、乾燥され、ねじれネマチック配向に
固定されて光学的に透明な基板に積層される光学機能フ
ィルムの製造方法において、上記高分子量液晶材料の塗
工に用いられる溶剤の沸点Tbが次の式(1)に示され
る範囲にあることを特徴とする光学機能フィルムの製造
方法をその要旨とするものである。 (Tg−30℃)<Tb<Tc 且つ、45℃<Tb ・・・(1) 但し、Tgは、高分子量液晶材料のガラス相−ネマチッ
ク相転移点、Tcは、高分子量液晶材料のネマチック相
−等方相転移点をそれぞれ表す。
【0012】本発明で用いられる光学的に透明な基材
は、光学的に透明であり、残留位相差の少ないものであ
れば特に限定されるものではないが、例えば、トリアセ
チルセルロース、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポ
リアリレート、ガラス板、ガラスフィルム等が挙げられ
る。
【0013】上記基材のうち、透明性、残留位相差の多
寡等を総合的に考慮すると、トリアセチルセルロース等
のセルロース誘導体フィルムが好適に用いられる。又、
上記基材は、必要に応じて、その表面にポリビニルアル
コール、ポリイミド等の配向膜を積層し、高分子量液晶
材料の配向機能を強化する付加手段が講ぜられてもよ
い。上記付加手段としては、特に限定されるものではな
いが、例えば、ポリイミド系やポリビニルアルコール系
等の配向膜を積層した上記光学的に透明な基材表面に、
毛足の長い繊維を放射状に取り付けたラビング処理ロー
ルを接触させて一方向に回転する所謂ラビング処理が挙
げられる。
【0014】上記ラビング処理における、ラビング処理
速度、ラビング角度、ラビング処理ロールの回転数、ラ
ビング圧等は用いられる基材の性状に応じて適宜設定さ
れる。又、ラビング処理ロールに用いられるラビング材
も特に限定されるものではないが、例えば、綿糸、ナイ
ロン糸、ポリエステル糸等の天然繊維もしくは合成繊維
の植毛布等が好適に用いられる。
【0015】上記基材の厚さは、特に限定されるもので
はないが、位相差板等の光学機能フィルムとして光学機
器に搭載する場合の取扱易さを考慮すれば、10μm以
上であることが好ましい。
【0016】又、高分子量液晶性材料は、ねじれネマチ
ック配向に固定され得るものであれば特に限定されるも
のではないが、好ましくはその重量平均分子量は、10
00〜20万以下である。又、上記高分子量液晶性材料
は、主鎖型、側鎖型のいずれの液晶性高分子からなるも
のであってもよく、例えば、ポリエステル系、ポリアミ
ド系、ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系等の
主鎖型高分子量液晶性材料や、ポリエーテル系、ポリシ
ロキサン系、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート
系、ポリビニルエーテル系、ポリマロネート系等の側鎖
型高分子量液晶性材料が挙げられる。尚、均一な配向状
態で維持固定されるためには、常温でガラス状態の高分
子量液晶性材料が好ましい。又、但し、上記高分子量液
晶性材料のガラス相−ネマチック相転移点(Tg)は、
液晶ディスプレイに搭載される場合を考慮すれば、80
℃以上が好ましく、製造プロセスから上記透光性を有す
る基材の耐熱温度以下であることが好ましい。
【0017】又、上記高分子量液晶性材料には、ねじれ
ネマチック配向を現出させるために、カイラル剤と呼ば
れる光学活性物質が添加されるか、又は、高分子量液晶
性材料自体に光学活性部位が導入される。上記カイラル
剤は、特に限定されるものではないが、例えば、コレス
テロール誘導体、4−(4−ヘキシルオキシベンゾイル
オキシ)安息香酸2−オクチルエステル等が挙げられ
る。上記カイラル剤は、高分子量液晶性材料の全量に対
し10重量%以下で添加される。
【0018】上記光学的に透明な基材表面に液晶性材料
を膜状に形成する手段は、特に限定されるものではな
く、溶液キャスティング法その他の塗工方法によって光
学的に透明な基材に直接塗工する方法、ラビング処理さ
れ、配向能を有する基材表面に液晶性材料を膜状に形成
し、得られた液晶性材料の膜を配向固定した後、上記光
学的に透明な基材表面に熱ラミネーション等によって転
写する方法等が挙げられる。
【0019】上記塗工方法としては、光学的に透明で均
質な膜を形成し得る方法であれば特に限定されるもので
はなく、例えば、ロールコート法、ナイフコート法、ダ
イコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコー
ト法、オフセットグラビアコート法、リップコート法、
浸漬法、スピンコート法等が挙げられる。
【0020】上記光学的に透明な基材表面に液晶性材料
を膜状に形成する際の、液晶性材料塗工用溶液に用いら
れる溶剤の沸点が45℃以下の場合は、塗工後の塗膜に
結露が生じ易くなり、表面が荒れて得られる光学機能フ
ィルムの透明性が損なわれるばかりか、塗膜の厚さの均
一性が低下して面内のねじれ角にムラが生じ、位相差フ
ィルムとして液晶表示装置に搭載した場合の表示コント
ラストの低下を招く。又、溶剤の沸点が高分子量液晶材
料のTgより30℃以上低い場合は、高分子量液晶材料
の液晶相発現温度(Tg以上Tc以下)で溶剤乾燥と加
熱配向処理を同時に達成しようとすると発泡が生じて得
られる光学機能フィルムの外観不良や塗膜の厚さムラが
起き、位相差フィルムとして液晶表示装置に搭載した場
合の表示コントラストに悪影響を与える。
【0021】更に、溶剤の沸点が高分子量液晶材料のT
c以上の場合は、配向処理温度では十分に溶剤を飛ばす
ことができず、残留溶媒の影響で配向の均一性が損なわ
れてしまう。一方、上記液晶性材料溶液の塗膜中の溶剤
を完全に蒸発させるために、高分子量液晶材料のTc以
上の温度に加熱すると、基材上に積層された液晶性材料
の塗膜は、等方相になって配向の均一性が損なわれてし
まう。このため、得られた光学機能フィルムを位相差フ
ィルムとして液晶表示装置に搭載した場合の表示コント
ラストの低下を招くことになる。叙上の研究結果より、
高分子量液晶材料の塗工用組成物に用いられる溶剤の沸
点は、前記(1)式に示される範囲の沸点を有する溶剤
に限定されるのである。
【0022】本発明の光学機能フィルムの製造方法は、
叙上の如く、高分子量液晶材料の塗工に用いられる溶剤
の沸点を前記式(1)に示される範囲にあるものに限定
することによって、上記高分子量液晶材料の塗工工程の
後半の乾燥工程が、上記高分子量液晶材料の配向固定工
程の機能を併せ有するため、上記高分子量液晶材料の塗
工工程と別に改めて高分子量液晶材料の配向固定工程を
設ける必要がなくなり、光学機能フィルムの製造方法に
おける製造工数を削減でき、製造コストを低減させるも
のである。
【0023】更に、本発明の光学機能フィルムの製造方
法は、叙上の如く、高分子量液晶材料の塗工に用いられ
る溶剤の沸点を、用いられる高分子量液晶材料の配向固
定温度に応じて適宜選択使用することによって、該高分
子量液晶材料の配向固定工程の配向固定温度が極めて正
確に制御でき、品質安定化に大いに寄与し得るものとな
る。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を示し、更
に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定
されるものではない。
【0025】(実施例1)厚さ75μm、酢化度2.5
のけん化トリアセチルセルロースフィルムに、ナイロン
糸の植毛布を用いてラビング処理を施した後、下記化合
物に示される高分子量液晶材料(Tg=120℃、Tc
=152℃、重量平均分子量10万)94重量部とカイ
ラル剤(ロディック社製、商品名「CB−15」)6重
量部の混合物の18重量%1,4−ジオキサン(沸点1
01℃)溶液を、スピンコーターによって塗工し、乾燥
工程において、乾燥機内の温度が100℃から昇温速度
5℃/分で130℃に到るまで加熱し、然る後、直ちに
急冷して、厚さ5μm、240度左ねじれのネマチック
配向に固定された高分子量液晶層を有する光学機能フィ
ルムを作製した。
【0026】
【化1】
【0027】(実施例2)表面にポリイミド配向膜を有
するポリエーテルサルホンフィルム(厚さ80μm)
に、レーヨン糸の植毛布を用いてラビング処理を施した
後、下記化合物に示される高分子量液晶材料(Tg=9
5℃、Tc=105℃、重量平均分子量12万)95重
量部とカイラル剤(ロディック社製、商品名「CB−1
5」)5重量部の混合物の20重量%1,4−ジオキサ
ン(沸点101℃)溶液を、マイクログラビアコーター
によって塗工し、乾燥工程において、乾燥機内の温度9
8℃で5分間加熱し、然る後、直ちに急冷して、厚さ6
μm、240度左ねじれのネマチック配向に固定された
高分子量液晶層を有する光学機能フィルムを作製した。
【0028】
【化2】
【0029】(比較例1)実施例1の1,4−ジオキサ
ンに替えて、塩化メチレン(沸点40℃)を用い、乾燥
工程において、乾燥機内の温度が40℃から昇温速度5
℃/分で130℃に到るまで加熱したこと以外、実施例
1と同様にして光学機能フィルムを作製した。
【0030】(比較例2)実施例1の1,4−ジオキサ
ンに替えて、テトラヒドロピラン(沸点88℃)を用
い、乾燥工程において、乾燥機内の温度が85℃から昇
温速度5℃/分で130℃に到るまで加熱したこと以
外、実施例1と同様にして光学機能フィルムを作製し
た。
【0031】(比較例3)実施例1の1,4−ジオキサ
ンに替えて、テトラヒドロピラン(沸点88℃)を用
い、乾燥工程において、乾燥機内の温度が100℃から
昇温速度5℃/分で130℃に到るまで加熱したこと以
外、実施例1と同様にして光学機能フィルムを作製し
た。
【0032】(比較例4)実施例2の1,4−ジオキサ
ンに替えて、アニソール(沸点153℃)を用いたこと
以外、実施例2と同様にして光学機能フィルムを作製し
た。
【0033】(比較例5)実施例2の1,4−ジオキサ
ンに替えて、アニソール(沸点153℃)を用い、乾燥
工程において、乾燥機内の温度を150℃に変更したこ
と以外、実施例2と同様にして光学機能フィルムを作製
した。
【0034】実施例1〜2及び比較例1〜5で得られた
光学機能フィルムの外観及び該光学機能フィルムを用い
た表示画面のコントラストを以下に示す方法によって評
価した。評価結果は表1に示した。
【0035】(性能評価) 1.外観:得られた光学機能フィルムの表面状態を、目
視によって観察し、透明:透明性が保たれており、斑等
の欠点が全く認められないもの、白濁もしくは発泡:乾
燥工程における結露による表面の荒れや残留溶剤による
配向均一性の低下等、その原因が複数存在するものに就
いてはその主原因を併記した。
【0036】2.表示画面のコントラスト:得られた光
学機能フィルムを1/200デューティ駆動のSTN液
晶セルを用いた液晶ディスプレイに搭載した表示画面に
ついて、輝度計(ミノルタ社製、商品名「LS−11
0」)を用いて、オン表示(画面表示「白」)及びオフ
表示(画面表示「黒」)における輝度を測定し、その比
(オン表示/オフ表示)を表示画面のコントラストとし
た。
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】本発明の光学機能フィルムの製造方法
は、叙上の如く構成されているので、光学機能フィルム
の製造工数を著しく短縮でき、生産性を驚異的に向上で
きる。しかも、用いられる高分子量液晶材料の配向固定
温度のバラツキを極めて小さくすることができるので、
得られた光学機能フィルムが画像表示装置の補償板とし
て用いられたとき、オフ電圧時の黒表示における光漏れ
が少なく、オン表示/オフ表示のコントラスト比も向上
することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子量液晶材料の溶液が塗工、乾燥さ
    れ、ねじれネマチック配向に固定されて光学的に透明な
    基板に積層される光学機能フィルムの製造方法におい
    て、上記高分子量液晶材料の塗工に用いられる溶剤の沸
    点Tbが次式に示される範囲にあることを特徴とする光
    学機能フィルムの製造方法。 (Tg−30℃)<Tb<Tc 且つ、45℃<Tb 但し、Tgは、高分子量液晶材料のガラス相−ネマチッ
    ク相転移点、Tcは、高分子量液晶材料のネマチック相
    −等方相転移点をそれぞれ表す。
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