KR20150065599A - 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법 - Google Patents

광학 이방성 필름 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

결함수가 적은 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법을 제공한다.
장척 필름 롤의 표면에 연속하여 도포막을 형성하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법으로서,
상기 도포막을 형성한 장척 필름 롤의 이 도포막 표면에 연속 송풍하면서, 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꾸는 공정을 포함하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법을 제공한다.

Description

광학 이방성 필름 부재의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL ANISOTROPIC FILM COMPONENT}
본 발명은 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
플랫 패널 표시 장치(FPD)에는, 편광판, 위상차판 등의, 광학 이방성 필름이 사용되고 있다. 이러한 광학 이방성 필름으로서, 액정 화합물을 포함하는 조성물을 장척 필름 롤에 도포함으로써 제조된 광학 이방성 필름 부재를 갖는 광학 이방성 필름이 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 배향 처리를 실시한 기재에, 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포하고, 이것을 중합시킴으로써 형성된 광학 이방성 필름 부재를 갖는 광학 이방성 필름이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-148098호 공보
종래의 장척 필름 롤을 사용한 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법에서는, 광학 이방성 필름 부제에 결함이 발생하고 있었다.
본 발명은 이하의 발명을 포함한다.
[1] 장척 필름 롤의 표면에 연속하여 도포막을 형성하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법으로서,
상기 도포막을 형성한 장척 필름 롤의 이 도포막 표면에 연속 송풍하면서, 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꾸는 공정을 포함하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
[2] 공정 (1) 및 (2)를 행하는 [1]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
공정 (1) 장척 필름 롤에 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
공정 (2) 도포된 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 도포막을 형성하는 공정
[3] 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 배향막 형성용 조성물이고, 도포막이 배향막인 [1]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
[4] 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 광학 이방성 막 형성용 조성물이고, 도포막이 광학 이방성 막인 [1]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
[5] 공정 (11)∼(14)를 행하는 [1]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
공정 (11) 장척 필름 롤에 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
공정 (12) 도포된 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 제1 도포막을 형성하는 공정
공정 (13) 제1 도포막 상에 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
공정 (14) 도포된 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 제2 도포막을 형성하는 공정
[6] 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 배향막 형성용 조성물이고, 제1 도포막이 배향막이며, 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 광학 이방성 막 형성용 조성물이고, 제2 도포막이 광학 이방성 막인 [5]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
[7] 송풍을, 송풍형 가이드 부재로 행하는 [1]에 기재된 광학 이방성 필름의 제조 방법.
[8] 장척 필름 롤을 50∼150 N/mm의 장력으로 반송하는 [1]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
[9] [1]에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 필름 부재를 포함하는 광학 이방성 필름.
[10] [9]에 기재된 광학 이방성 필름을 구비하는 액정 표시 장치.
본 발명에 따르면, 결함수가 적은 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 광학 이방성 필름 부재의 연속적 제조 방법의 주요부를 도시한 모식도이다.
도 2는, 광학 이방성 필름 부재의 연속적 제조 방법의 주요부를 도시한 모식도이다.
도 3은, 도포막을 형성한 장척 필름 롤 반송시의, 도포막을 형성한 장척 필름 롤과 송풍형 가이드 부재의 모식도이다.
본 발명의 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법(이하, 본 제조 방법이라고 하는 경우가 있음)은, 장척 필름 롤의, 표면에 연속하여 도포막을 형성하는 제조 방법으로서, 상기 도포막을 형성한 장척 필름 롤의 상기 도포막 표면에 연속 송풍하면서, 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꾸는 공정을 포함하는 제조 방법이다. 바람직하게는, 도포막이 형성된 장척 필름 롤의 이 도포막 표면에 바람(기체) 이외의 것을 접촉시키지 않고 반송 방향을 바꾸는 공정을 포함한다. 한편, 본 명세서에 있어서 「장척 필름 롤」이란, 「롤형의 장척 필름」 및 「롤형의 장척 필름으로부터 권출(unwinding)된 장척 필름」을 총칭한다.
본 제조 방법은, 통상, 이하의 공정 (1) 및 (2)를 포함한다.
공정 (1) 장척 필름 롤에 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
공정 (2) 도포된 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 도포막을 형성하는 공정
또한, 본 제조 방법은, 바람직하게는 이하의 공정 (11)∼(14)를 포함한다.
공정 (11) 장척 필름 롤에 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
공정 (12) 도포된 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 제1 도포막을 형성하는 공정
공정 (13) 제1 도포막 상에 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
공정 (14) 도포된 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 제2 도포막을 형성하는 공정
<장척 필름 롤>
장척 필름 롤은, 통상, 수지제이다.
장척 필름 롤은, 바람직하게는, 투명하다. 투명이란, 광, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투광성을 갖는 장척 필름 롤을 의미하며, 투광성이란, 파장 380 nm∼780 nm에 걸친 광선에 대한 투과율이 80% 이상이 되는 특성을 말한다.
장척 필름 롤을 구성하는 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보넨계 폴리머 등의 폴리올레핀; 폴리비닐알콜; 폴리에틸렌테레프탈레이트; 폴리메타크릴산에스테르; 폴리아크릴산에스테르; 셀룰로오스에스테르; 폴리에틸렌나프탈레이트; 폴리카보네이트; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리에테르케톤; 폴리페닐렌술피드; 및 폴리페닐렌옥사이드를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보넨계 폴리머 등의 폴리올레핀으로 이루어지는 장척 필름 롤이 바람직하다.
이러한 장척 필름 롤은 시장에서 용이하게 입수할 수 있다.
장척 필름 롤에는, 표면 처리를 행해도 좋다. 표면 처리의 방법으로는, 예컨대, 진공으로부터 대기압의 분위기 하에서, 코로나 또는 플라즈마로 장척 필름 롤의 표면을 처리하는 방법, 장척 필름 롤 표면을 레이저 처리하는 방법, 장척 필름 롤 표면을 오존 처리하는 방법, 장척 필름 롤 표면을 비누화 처리하는 방법, 장척 필름 롤 표면을 화염 처리하는 방법, 장척 필름 롤 표면에 커플링제를 도포하는 방법, 장척 필름 롤 표면을 프라이머 처리하는 방법, 및, 반응성 모노머나 반응성을 갖는 폴리머를 장척 필름 롤 표면에 부착시킨 후에 방사선, 플라즈마 또는 자외선을 조사하여 반응시키는 그래프트 중합시켜 처리하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 진공으로부터 대기압의 분위기 하에서, 장척 필름 롤 표면을 코로나 또는 플라즈마 처리하는 방법이 바람직하다.
코로나 또는 플라즈마로 장척 필름 롤의 표면 처리를 행하는 방법으로는, 대기압 근방의 압력 하에서, 대향한 전극 사이에 장척 필름 롤을 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜, 장척 필름 롤의 표면 처리를 행하는 방법, 대향한 전극 사이에 가스를 흐르게 하고, 전극 사이에서 가스를 플라즈마화하며, 플라즈마화한 가스를 장척 필름 롤에 분사하는 방법 및 저압 조건 하에서, 글로우 방전 플라즈마를 발생시켜, 장척 필름 롤의 표면 처리를 행하는 방법을 들 수 있다.
그 중에서도, 대기압 근방의 압력 하에서, 대향한 전극 사이에 장척 필름 롤을 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜, 장척 필름 롤의 표면 처리를 행하는 방법, 또는, 대향한 전극 사이에 가스를 흐르게 하고, 전극 사이에서 가스를 플라즈마화하며, 플라즈마화한 가스를 장척 필름 롤에 분사하는 방법이 바람직하다. 이러한 코로나 또는 플라즈마에 의한 표면 처리는, 통상, 시판되고 있는 표면 처리 장치에 의해 행해진다.
장척 필름 롤은, 도포막을 형성하는 면과는 반대의 면에 보호 필름을 갖고 있어도 좋다. 보호 필름으로는, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 폴리올레핀 등의 필름, 그리고, 상기 필름에 점착층을 더 갖는 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 건조시의 열변형이 작기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 보호 필름을, 기재의, 도포막을 형성하는 면과는 반대의 면에 가짐으로써, 장척 필름 롤 반송시의 필름의 흔들림이나 도포면의 근소한 진동을 억제할 수 있어, 도막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
장척 필름 롤의 두께는, 통상 5 ㎛∼300 ㎛이고, 바람직하게는 20 ㎛∼200 ㎛이다.
장척 필름 롤의 장척 방향의 길이는, 통상 10 m 이상이고, 바람직하게는 100 m 이상 3000 m 이하이다. 장척 필름 롤의 단척 방향의 길이는, 통상 0.1 m∼5 m이고, 바람직하게는 0.2 m∼2 m이다.
<도포막, 광학 이방성 필름 부재용 조성물>
광학 이방성 필름 부재용 조성물이란, 도포막을 형성하기 위한 용액으로서, 바람직하게는, 용제 및/또는 도포막을 형성하기 위한 성분 이외의 첨가제를 포함한다.
본 발명에 있어서의 도포막이란, 장척 롤 필름 상에의 도포에 의해 형성되는 것이며, 예컨대, 배향막, 광학 이방성 막, 보호막 및 접착제층 등을 들 수 있다. 또한, 상기 배향막 또는 광학 이방성 막은, 상기 광학 이방성 필름 부재용 조성물을, 장척 롤 필름 상에 도포하여 형성할 수 있다.
상기 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물은, 바람직하게는 배향막 형성용 조성물로서, 제1 도포막은, 바람직하게는 배향막이고, 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물은, 바람직하게는 광학 이방성 막 형성용 조성물이며, 제2 도포막은, 바람직하게는 광학 이방성 막이다.
<배향막>
배향막이란, 후술하는 액정 화합물을 원하는 방향으로 배향시키는, 배향 규제력을 갖는 것이다.
배향막으로는, 광학 이방성 막 형성용 조성물의 도포 등에 의해 용해되지 않는 용제 내성을 갖고, 또한, 용제의 제거나 액정 화합물의 배향을 위한 가열 처리에서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 배향막으로는, 배향성 폴리머를 포함하는 배향막, 광배향막 및, 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 형성하여 배향시키는 그루브(groove) 배향막을 들 수 있다.
이러한 배향막은, 액정 화합물의 배향을 용이하게 한다. 또한, 배향막의 종류나 러빙 조건에 따라, 수평 배향, 수직 배향, 하이브리드 배향, 경사 배향 등의 여러가지 배향의 제어가 가능하다.
배향막의 두께는, 통상 10 nm∼10000 nm의 범위이고, 바람직하게는 10 nm∼1000 nm의 범위이고, 보다 바람직하게는 500 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 nm∼200 nm의 범위이다.
배향막 형성용 조성물이란, 배향막을 형성하기 위한 용액으로서, 바람직하게는, 배향막을 형성하기 위한 재료 및 용제를 포함한다.
<배향성 폴리머를 포함하는 배향막>
배향성 폴리머로는, 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수 분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알콜, 알킬 변성 폴리비닐알콜, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알콜이 바람직하다. 2종 이상의 배향성 폴리머를 병용해도 좋다.
배향성 폴리머를 포함하는 배향막은, 통상, 배향성 폴리머가 용제에 용해된 배향막 형성용 조성물(이하, 배향성 폴리머 조성물이라고 하는 경우가 있음)을, 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포하고, 용제를 제거하여 도포막을 형성하거나, 또는, 배향성 폴리머 조성물을, 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포하고, 용제를 제거하여 도포막을 형성하고, 이 도포막을 러빙함으로써 얻어진다.
상기 용제로는, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알콜 용제, 초산에틸, 초산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸 등의 에스테르 용제, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세토니트릴 등의 니트릴 용제, 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제, 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제를 들 수 있다. 용제는, 2종 이상을 조합해도 좋다.
배향성 폴리머 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머가 용제에 완전 용해되는 범위이면 된다. 배향성 폴리머 조성물에 대한 배향성 폴리머의 함유량은, 바람직하게는 0.1∼20 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.1∼10 질량%이다.
배향성 폴리머 조성물은, 시장에서 입수할 수 있다. 시판되는 배향성 폴리머 조성물로는, 산에바(등록 상표, 닛산 화학 공업(주) 제조), 옵토마(등록 상표, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물을 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포하는 방법으로는, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 애플리케이터법 및 플렉소법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법 및 플렉소법이다.
배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로는, 자연 건조, 통풍 건조, 가열 건조, 감압 건조 및 이들을 조합한 방법을 들 수 있다. 건조 온도는, 10∼250℃가 바람직하고, 25∼200℃가 보다 바람직하다. 건조 시간은, 용제의 종류에 따라서도 다르지만, 5초간∼60분간이 바람직하고, 10초간∼30분간이 보다 바람직하다.
배향성 폴리머 조성물로 형성된 도포막에는, 러빙 처리를 실시해도 좋다. 러빙 처리를 실시함으로써, 상기 도포막에 배향 규제력을 부여할 수 있다.
러빙 처리의 방법으로는, 러빙천이 감겨져, 회전하고 있는 러빙 롤에, 상기 도포막을 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
러빙 처리를 행할 때에, 마스킹을 행하면, 배향의 방향이 상이한 복수의 영역(패턴)을 배향막에 형성할 수도 있다.
<광배향막>
광배향막은, 통상, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 배향막 형성용 조성물(이하, 광배향막 형성용 조성물이라고 하는 경우가 있음)을 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포하고, 편광(바람직하게는, 편광 UV)을 조사함으로써 얻어진다. 광배향막은, 조사하는 편광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있는 점에서 보다 바람직하다.
광반응성기란, 광조사함으로써 배향능을 발생하는 기를 말한다. 구체적으로는, 광조사에 의해 생기는 분자의 배향 유기(誘起) 반응, 이성화 반응, 광이량화 반응, 광가교 반응 혹은 광분해 반응 등의 배향능의 기원이 되는 광반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 광반응성기로는, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 갖는 기가 바람직하고, 탄소-탄소 이중 결합(C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합(C=N 결합), 질소-질소 이중 결합(N=N 결합) 및 탄소-산소 이중 결합(C=O 결합)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 기가 특히 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광반응성기로는, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기를 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광반응성기로는, 방향족 시프 염기, 방향족 히드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광반응성기로는, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소환 아조기, 비스아조기, 포르마잔기, 및 아조옥시벤젠 구조를 갖는 기를 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광반응성기로는, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기를 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 히드록실기, 술폰산기, 할로겐화알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
광반응성기로는, 광이량화 반응 또는 광가교 반응에 관여하는 기가, 배향성이 우수한 점에서 바람직하다. 그 중에서도, 광이량화 반응에 관여하는 광반응성기가 바람직하고, 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적으며, 또한, 열안정성이나 경시 안정성이 우수한 광배향막이 얻어지기 쉽다는 점에서, 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광반응성기를 갖는 폴리머로는, 상기 폴리머 측쇄의 말단부가 계피산 구조로 되는 것과 같은 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
광배향막 형성용 조성물을, 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포함으로써, 장척 필름 롤 상에 광배향 유기층을 형성할 수 있다. 상기 조성물에 포함되는 용제로는, 전술한 배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제와 동일한 것을 들 수 있고, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 용해성에 따라 선택할 수 있다.
광배향막 형성용 조성물 중의 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 폴리머 또는 모노머의 종류나 목적으로 하는 광배향막의 두께에 따라 조절할 수 있고, 적어도 0.2 질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.3∼10 질량%의 범위가 보다 바람직하다. 광배향막의 특성이 현저히 손상되지 않는 범위에서, 광배향막 형성용 조성물은, 폴리비닐알콜이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광증감제를 포함하고 있어도 좋다.
광배향막 형성용 조성물을, 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포하는 방법으로는, 배향성 폴리머 조성물을 장척 필름 롤에 도포하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다. 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거하는 방법으로는, 배향성 폴리머 조성물로부터 용제를 제거하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
편광을 조사하기 위해서는, 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거한 것에 직접 편광을 조사하는 형식이어도 좋고, 장척 필름 롤측으로부터 편광을 조사하여, 편광을 투과시켜 조사하는 형식이어도 좋다. 또한, 상기 편광은, 실질적으로 평행광이면 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광반응성기가, 광에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역의 것이 좋다. 구체적으로는, 파장 250∼400 nm 범위의 UV(자외선)가 특히 바람직하다. 상기 편광을 조사하는 광원으로는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가, 파장 313 nm의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을, 적당한 편광층을 통과하여 조사함으로써, 편광 UV를 조사할 수 있다. 편광층으로는, 편광 필터, 글랜 톰슨 및, 글랜 테일러 등의 편광 프리즘, 및 와이어 그리드 타입의 편광층을 들 수 있다.
편광 조사는, 편광 조사를 행할 때에, 마스킹을 행하면, 배향의 방향이 상이한 복수의 영역(패턴)을, 배향막에 형성할 수 있다.
<그루브 배향막>
그루브 배향막은, 막표면에 요철 패턴 또는 복수의 그루브(홈)를 갖는 막이다. 등간격으로 늘어선 복수의 직선형 그루브를 갖는 막에 액정 분자를 놓은 경우, 그 홈을 따른 방향으로 액정 분자가 배향한다.
그루브 배향막을 얻는 방법으로는, 감광성 폴리이미드막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 통해 노광 후, 현상 및 린스 처리를 행하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판형의 원반에, 경화 전의 UV 경화 수지층을 형성하고, 수지층을 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 옮기고 나서 경화하는 방법, 및 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막 상에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤형의 원반을 압착하여 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 일본 특허 공개 평성 제6-34976호 공보 및 일본 특허 공개 제2011-242743호 공보에 기재된 방법 등을 들 수 있다.
상기 방법 중에서도, 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막 상에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤형의 원반을 압착하여 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법이 바람직하다. 롤형 원반으로는, 내구성의 관점에서 스테인리스(SUS)강이 바람직하다.
UV 경화 수지로는, 단작용 아크릴레이트, 다작용 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
단작용 아크릴레이트란, 아크릴로일옥시기(CH2=CH-COO-) 및 메타크릴로일옥시기(CH2=C(CH3)-COO-)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기(이하, (메트)아크릴로일옥시기라고 기재하는 경우도 있음)를 1개 갖는 화합물이다. 또한, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
(메트)아크릴로일옥시기를 1개 갖는 단작용 아크릴레이트로는, 탄소수 4 내지 16의 알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2 내지 14의 β카르복시알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2 내지 14의 알킬화페닐(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 및 이소보닐(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다작용 아크릴레이트란, 2 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물이고, (메트)아크릴로일옥시기를 2 내지 6개 갖는 화합물이 바람직하다.
(메트)아크릴로일옥시기를 2개 갖는 2작용 아크릴레이트로는, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트; 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트; 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르; 에톡시화비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트; 프로폭시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 에톡시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 및 3-메틸펜탄디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴로일옥시기를 3∼6개 갖는 다작용 아크릴레이트로는,
트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트; 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트; 에톡시화트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 프로폭시화트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트;
펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물; 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물;
트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물;
카프로락톤 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물, 및 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물 등을 들 수 있다.
카프로락톤 변성이란, (메트)아크릴레이트 화합물의 알콜 유래 부위와 (메트)아크릴로일옥시기 사이에, 카프로락톤의 개환체, 또는, 개환 중합체가 도입되어 있는 것을 의미한다.
다작용 아크릴레이트는 시장에서 입수할 수 있다. 시판품으로는, A-DOD-N, A-HD-N, A-NOD-N, APG-100, APG-200, APG-400, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-TMPT, AD-TMP, ATM-35E, A-TMMT, A-9550, A-DPH, HD-N, NOD-N, NPG, TMPT[신나카무라 화학(주)], "ARONIX M-220", 동 "M-325", 동 "M-240", 동 "M-270", 동 "M-309", 동 "M-310", 동 "M-321", 동 "M-350", 동 "M-360", 동 "M-305", 동 "M-306", 동 "M-450", 동 "M-451", 동 "M-408", 동 "M-400", 동 "M-402", 동 "M-403", 동 "M-404", 동 "M-405", 동 "M-406"[토아 합성(주)], "EBECRYL11", 동 "145", 동 "150", 동 "40", 동 "140", 동 "180", DPGDA, HDDA, TPGDA, HPNDA, PETIA, PETRA, TMPTA, TMPEOTA, DPHA, EBECRYL 시리즈[다이셀·사이테크(주)] 등을 들 수 있다.
그루브 배향막의 볼록부의 폭은, 배향 흐트러짐이 작은 배향을 얻기 위해, 0.05 ㎛∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 오목부의 폭은 0.1 ㎛∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 요철의 단차의 깊이는 2 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.01 ㎛∼1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
<광학 이방성 막>
광학 이방성 막은, 통상, 액정 화합물 및 용제를 포함하는 광학 이방성 막 형성용 조성물로 형성된다.
<액정 화합물>
액정 화합물로는, 예컨대, 식 (X)로 표시되는 기를 포함하는 화합물(이하 「화합물 (X)」라고 하는 경우가 있음)을 들 수 있다. 액정 화합물은 1종류여도 좋고, 상이한 구조의 화합물을 복수 조합해도 좋다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
[식 (X) 중, P11은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.
A11은, 2가의 지환식 탄화수소기 또는 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 상기 2가의 지환식 탄화수소기 및 2가의 방향족 탄화수소기의 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 탄소수 1∼6의 알킬기 및 상기 탄소수 1∼6 알콕시기의 수소 원자는, 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
B11은, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR16-, -NR16-CO-, -CO-, -CS- 또는 단결합을 나타낸다. R16은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.
B12 및 B13은, 각각 독립적으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CH2-CH2-, -O-, -S-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -C(=O)-NR16-, -NR16-C(=O)-, -OCH2-, -OCF2-, -CH2O-, -CF2O-, -CH=CH-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH=CH- 또는 단결합을 나타낸다.
E11은, 탄소수 1∼12의 알칸디일기를 나타내고, 상기 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는, 탄소수 1∼5의 알콕시기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 알콕시기의 수소 원자는, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는, -O- 또는 -CO-로 치환되어 있어도 좋다.]
A11로 표시되는 2가의 방향족 탄화수소기 및 2가의 지환식 탄화수소기의 탄소수는, 3∼18의 범위인 것이 바람직하고, 5∼12의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5 또는 6인 것이 특히 바람직하다. A11로는, 시클로헥산-1,4-디일기, 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
E11로 표시되는 탄소수 1∼12의 알칸디일기로는, 직쇄형의 탄소수 1∼12의 알칸디일기가 바람직하다. 탄소수 1∼12의 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는, -O-로 치환되어 있어도 좋다.
구체적으로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 노난-1,9-디일기, 데칸-1,10-디일기, 운데칸-1,11-디일기 및 도데칸-1,12-디일기 등의 탄소수 1∼12의 직쇄형 알칸디일기; -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- 및 -CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- 등을 들 수 있다.
B11로는, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-가 바람직하고, 그 중에서도 -CO-O-가 보다 바람직하다.
B12 및 B13으로는, 각각 독립적으로, -O-, -S-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-가 바람직하고, 그 중에서도 -O- 또는 -O-C(=O)-O-가 보다 바람직하다.
P11은 바람직하게는 중합성기이다. P11로 표시되는 중합성기로는, 광중합 반응이 용이하다는 점에서, 라디칼 중합성기 또는 양이온 중합성기가 바람직하고, 취급이 용이한 데다가, 액정 화합물의 제조도 용이하기 때문에, 중합성기는, 하기 식 (P-11)∼식 (P-15)로 표시되는 기 또는 스틸벤기인 것이 바람직하다.
Figure pat00001
[식 (P-11)∼(P-13) 중,
R17∼R21은 각각 독립적으로, 탄소수 1∼6의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다.]
식 (P-11)∼식 (P-13)으로 표시되는 기의 구체예로는, 하기 식 (P-16)∼식 (P-20)으로 표시되는 기 또는 p-스틸벤기를 들 수 있다.
Figure pat00002
P11은, 식 (P-14)∼식 (P-20)으로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 비닐기, 에폭시기 또는 옥세타닐기가 보다 바람직하다.
P11-B11-로 표시되는 기가, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기인 것이 더욱 바람직하다.
화합물 (X)로는, 식 (I), 식 (II), 식 (III), 식 (IV), 식 (V) 또는 식 (VI)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
(식 중,
A12∼A14는 각각 독립적으로, A11과 동일한 의미이고, B14∼B16은 각각 독립적으로, B12와 동일한 의미이고, B17은 B11과 동일한 의미이고, E12는 E11과 동일한 의미이다.
F11은, 수소 원자, 탄소수 1∼13의 알킬기, 탄소수 1∼13의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 트리플루오로메틸기, 디메틸아미노기, 히드록시기, 메틸올기, 포르밀기, 술포기(-SO3H), 카르복시기, 탄소수 1∼10의 알콕시카르보닐기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 상기 알킬기 및 알콕시기를 구성하는 -CH2-는, -O-로 치환되어 있어도 좋다.
P12는 수소 원자 또는 중합성기를 나타내고, 바람직하게는 중합성기이다. 중합성기로는, 상기 P11과 동일한 중합성기를 들 수 있다. P11 및 P12는 적어도 한쪽이 중합성기이다.)
액정 화합물의 구체예로는, 액정 편람(액정 편람 편집 위원회편, 마루젠(주) 2000년 10월 30일 발행)의 「3.8.6 네트워크(완전 가교형)」, 「6.5.1 액정 재료 b. 중합성 네마틱 액정 재료」에 기재된 화합물, 일본 특허 공개 제2010-31223호 공보, 일본 특허 공개 제2010-270108호 공보, 일본 특허 공개 제2011-6360호 공보 및 일본 특허 공개 제2011-207765호 공보에 기재된 액정 화합물을 들 수 있다.
액정 화합물은 바람직하게는 중합성기를 갖는다. 이러한 중합성기로는, 상기한 P11로 표시되는 중합성기를 들 수 있다.
화합물 (X)의 구체예로는, 하기 식 (I-1)∼식 (I-4), 식 (II-1)∼식 (II-4), 식 (III-1)∼식 (III-26), 식 (IV-1)∼식 (IV-26), 식 (V-1)∼식 (V-2) 및 식 (VI-1)∼식 (VI-6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또, 하기 식 중, k1 및 k2는, 각각 독립적으로, 2∼12의 정수를 나타낸다. 하기 식 (I-1)∼식 (I-4), 식 (II-1)∼식 (II-4), 식 (III-1)∼식 (III-26), 식 (IV-1)∼식 (IV-26), 식 (V-1)∼식 (V-2) 및 식 (VI-1)∼식 (VI-6)으로 표시되는 화합물 (X)는, 그 합성 용이성 또는 입수 용이성의 점에서 바람직하다.
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
광학 이방성 막 형성용 조성물에서의 액정 화합물의 함유량은, 광학 이방성 막 형성용 조성물 100 질량부에 대하여, 통상 5∼50 질량부이고, 바람직하게는 10∼30 질량부이다.
<용제>
용제로는, 액정 화합물 등의 광학 이방성 막 형성용 조성물의 구성 성분을 용해할 수 있는 유기 용제가 바람직하고, 액정 화합물 등의 광학 이방성 막 형성용 조성물의 구성 성분을 용해할 수 있는 용제로서, 또한, 액정 화합물이 중합성기를 갖는 경우에는, 액정 화합물의 중합 반응에 불활성인 용제가 보다 바람직하다.
구체적으로는, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 페놀 등의 알콜 용제; 초산에틸, 초산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 프로피온산부틸, 초산2-메톡시에틸, 초산2-에톡시에틸, 초산이소아밀, 아세토아세트산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, N-메틸-2-피롤리디논 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 비염소화 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 비염소화 방향족 탄화수소 용제; 아세토니트릴 등의 니트릴 용제; 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제; 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화 탄화수소 용제를 들 수 있다. 2종 이상의 유기 용제를 조합하여 이용해도 좋다.
바람직하게는, 알콜 용제, 에스테르 용제, 케톤 용제, 비염소화 지방족 탄화수소 용제 및 비염소화 방향족 탄화수소 용제이다.
용제의 함유량은, 고형분 100 질량부에 대하여, 10∼10000 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100∼5000 질량부이다. 광학 이방성 막 형성용 조성물 중의 고형분 농도는, 통상 1∼90 질량%이고, 바람직하게는 2∼50 질량%이고, 보다 바람직하게는 5∼50 질량%이다. "고형분"이란, 광학 이방성 막 형성용 조성물로부터 용제를 제외한 성분의 합계를 의미한다.
광학 이방성 막 형성용 조성물은, 상기 액정 화합물 및 용제에 덧붙여, 중합 개시제, 중합 금지제, 광증감제, 레벨링제, 카이럴제, 반응성 첨가제 등을 포함해도 좋다. 액정 화합물이 중합성기를 갖는 경우에는, 광학 이방성 막 형성용 조성물은 중합 개시제를 포함하는 것이 바람직하다.
<중합 개시제>
중합 개시제로는, 광중합 개시제가 바람직하고, 광조사에 의해 라디칼을 발생하는 광중합 개시제가 바람직하다.
광중합 개시제로는, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 벤질케탈 화합물, α-히드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, α-아세토페논 화합물, 트리아진 화합물, 요오도늄염 및 술포늄염을 들 수 있다. 구체적으로는, 이르가큐어(Irgacure)(등록 상표) 907, 이르가큐어 184, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 이르가큐어 250, 이르가큐어 369(이상, 전부 치바·재팬 주식회사 제조), 세이크올(등록 상표) BZ, 세이크올 Z, 세이크올 BEE(이상, 전부 세이코 화학 주식회사 제조), 카야큐어(kayacure)(등록 상표) BP100(닛폰 카야쿠 주식회사 제조), 카야큐어 UVI-6992(다우사 제조), 아데카옵토마(등록 상표) SP-152, 아데카옵토마 SP-170(이상, 전부 주식회사 ADEKA 제조), TAZ-A, TAZ-PP(이상, 니혼 시이베르 헤그너사 제조) 및 TAZ-104(산와 케미컬사 제조) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, α-아세토페논 화합물이 바람직하고, α-아세토페논 화합물로는, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-(4-메틸페닐메틸)부탄-1-온 등을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온을 들 수 있다. α-아세토페논 화합물의 시판품으로는, 이르가큐어 369, 379EG, 907(이상, BASF 재팬(주) 제조) 및 세이크올 BEE(세이코 화학사 제조) 등을 들 수 있다.
중합 개시제의 함유량은, 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않기 위해서는, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.5∼10 질량부이다.
<중합 금지제>
중합 금지제로는, 히드로퀴논 및 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 히드로퀴논류; 부틸카테콜 등의 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 카테콜류; 피로갈롤류, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시 라디칼 등의 라디칼 보충제; 티오페놀류; β-나프틸아민류 및 β-나프톨류를 들 수 있다.
중합 금지제의 함유량은, 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않기 위해서는, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.5∼10 질량부이다.
<광증감제>
광증감제로는, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤류; 안트라센 및 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 안트라센류; 페노티아진; 루브렌을 들 수 있다.
광증감제를 이용함으로써, 광중합 개시제를 고감도화할 수 있다. 광증감제의 함유량은, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1 질량부∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.5 질량부∼10 질량부이다.
<레벨링제>
레벨링제로는, 유기 변성 실리콘 오일계, 폴리아크릴레이트계 및 퍼플루오로알킬계의 레벨링제를 들 수 있다. 구체적으로는, DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, ST80PA, ST86PA, SH8400, SH8700, FZ2123(이상, 전부 도오레·다우코닝(주) 제조), KP321, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, X22-161A, KF6001(이상, 전부 신에츠 화학 공업(주) 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460(이상, 전부 모멘티브 퍼포먼스 머트리얼즈 재팬 합동회사 제조), 플로리너트(fluorinert)(등록 상표) FC-72, 동 FC-40, 동 FC-43, 동 FC-3283(이상, 전부 스미토모 스리엠(주) 제조), 메가팍(등록 상표) R-08, 동 R-30, 동 R-90, 동 F-410, 동 F-411, 동 F-443, 동 F-445, 동 F-470, 동 F-477, 동 F-479, 동 F-482, 동 F-483(이상, 전부 DIC(주) 제조), 에프톱(상품명) EF301, 동 EF303, 동 EF351, 동 EF352(이상, 전부 미츠비시 머트리얼 전자 화성(주) 제조), 사프론(등록 상표) S-381, 동 S-382, 동 S-383, 동 S-393, 동 SC-101, 동 SC-105, KH-40, SA-100(이상, 전부 AGC 세이미 케미컬(주) 제조), 상품명 E1830, 동 E5844((주)다이킨 파인케미컬 연구소 제조), BM-1000, BM-1100, BYK-352, BYK-353 및 BYK-361N(전부 상품명: BM Chemie사 제조)을 들 수 있다. 2종 이상의 레벨링제를 조합해도 좋다.
레벨링제를 이용함으로써, 보다 평활한 광학 이방성 막을 형성할 수 있다.
또한, 광학 이방성 막의 제조 과정에서, 광학 이방성 막 형성용 조성물의 유동성을 제어할 수 있다. 레벨링제의 함유량은, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.1∼10 질량부이다.
<카이럴제>
카이럴제로는, 공지된 카이럴제(예컨대, 액정 디바이스 핸드북, 제3장 4-3항, TN, STN용 카이럴제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142 위원회편, 1989에 기재)를 들 수 있다.
카이럴제는, 일반적으로 비대칭 탄소 원자를 포함하지만, 비대칭 탄소 원자를 포함하지 않는 축성 비대칭 화합물 혹은 면성 비대칭 화합물도 카이럴제로서 이용할 수 있다. 축성 비대칭 화합물 또는 면성 비대칭 화합물로는, 비나프틸, 헬리센, 파라시클로판 및 이들의 유도체를 들 수 있다.
구체적으로는, 일본 특허 공개 제2007-269640호 공보, 일본 특허 공개 제2007-269639호 공보, 일본 특허 공개 제2007-176870호 공보, 일본 특허 공개 제2003-137887호 공보, 일본 특허 공표 제2000-515496호 공보, 일본 특허 공개 제2007-169178호 공보 및 일본 특허 공표 평9-506088호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 화합물을 들 수 있고, 바람직하게는 BASF 재팬(주) 제조의 paliocolor(등록 상표) LC756이다.
카이럴제의 함유량은, 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않기 위해서는, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 1.0∼25 질량부이다.
<반응성 첨가제>
반응성 첨가제로는, 그 분자 내에 탄소-탄소 불포화 결합과 활성 수소 반응성기를 갖는 것이 바람직하다. 또, 여기서 말하는 「활성 수소 반응성기」란, 카르복실기(-COOH), 수산기(-OH), 아미노기(-NH2) 등의 활성 수소를 갖는 기에 대하여 반응성을 갖는 기를 의미하고, 에폭시기, 옥사졸린기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 이미드기, 이소시아네이트기, 티오이소시아네이트기, 무수말레산기 등이 그 대표예이다.
반응성 첨가제에 있어서, 활성 수소 반응성기는 적어도 2개 존재하면 바람직하고, 이 경우, 복수 존재하는 활성 수소 반응성기는, 서로 독립적으로 동일해도 좋고, 상이한 것이어도 좋다.
반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합은, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는, 이들의 조합이어도 좋고, 바람직하게는 탄소-탄소 이중 결합이다. 그 중에서도, 반응성 첨가제가, 비닐기 및/또는 (메트)아크릴기를 포함하면 바람직하다. 또한, 활성 수소 반응성기가, 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 아크릴기와, 이소시아네이트기를 갖는 반응성 첨가제가 특히 바람직하다.
반응성 첨가제의 구체예로는, 메타크릴옥시글리시딜에테르나 아크릴옥시글리시딜에테르 등의, (메트)아크릴기와 에폭시기를 갖는 화합물; 옥세탄아크릴레이트나 옥세탄메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 옥세탄기를 갖는 화합물; 락톤아크릴레이트나 락톤메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 락톤기를 갖는 화합물; 비닐옥사졸린이나 이소프로페닐옥사졸린 등의, 비닐기와 옥사졸린기를 갖는 화합물; 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 이소시아네이토메틸메타크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트 및 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 메타크릴산무수물, 아크릴산무수물, 무수말레산 및 비닐무수말레산 등의, 비닐기나 비닐렌기와 산무수물을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메타크릴옥시글리시딜에테르, 아크릴옥시글리시딜에테르, 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 이소시아네이토메틸메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트 및 상기한 올리고머가 바람직하고, 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트 및 상기한 올리고머가 특히 바람직하다.
이 바람직한 반응성 첨가제는, 하기 식 (Y)로 표시된다.
Figure pat00012
[식 (Y) 중,
n은 1∼10까지의 정수를 나타내고, R1'는, 탄소수 2∼20의 2가의 지방족 또는 지환식 탄화수소기, 혹은 탄소수 5∼20의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 각 반복 단위에 있는 2개의 R2'는, 한쪽이 -NH-이고, 다른쪽이 >N-C(=O)-R3'로 표시되는 기이다. R3'는, 수산기 또는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기를 나타낸다.
n이 2 이상인 경우에는, 복수개 존재하는 >N-C(=O)-R3'기 중, 적어도 하나의 R3'는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기인 것이 바람직하다.]
상기 식 (Y)로 표시되는 반응성 첨가제 중에서도, 하기 식 (YY)로 표시되는 화합물(이하, 경우에 따라 「화합물 (YY)」라고 함)이 특히 바람직하다(또, n은 상기와 동일한 의미임).
Figure pat00013
화합물 (YY)에는, 시판품을 그대로 또는 필요에 따라 정제하여 이용할 수 있다. 시판품으로는, 예컨대, Laromer(등록 상표) LR-9000(BASF사 제조) 등을 들 수 있다.
반응성 첨가제의 함유량은, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.1∼5 질량부이다.
광학 이방성 막 형성용 조성물을 장척 필름 롤 또는 장척 필름 롤에 형성된 도포막에 도포하는 방법으로는, 배향막과 동일한 방법을 들 수 있다.
건조시키는 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조법 및 감압 건조법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 통풍 건조법과 가열 건조법을 조합한 방법이다. 건조 온도로는, 10∼250℃가 바람직하고, 25∼200℃가 더욱 바람직하다. 건조 시간으로는, 10초간∼60분간이 바람직하고, 30초간∼30분간이 보다 바람직하다. 건조시킴으로써 광학 이방성 막 형성용 조성물에 포함되는 용제가 제거된다.
도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물을 가열 건조시키고, 용제를 제거하고, 액정상으로 전이시킴으로써, 상기 광학 이방성 막 형성용 조성물에 포함되는 액정 화합물은, 통상, 배향한다.
배향한 액정 화합물을 그대로 광학 이방성 막으로서 이용해도 좋지만, 액정 화합물이 중합성기를 갖는 경우에는, 액정 화합물을 중합하여 경화시키는 것이 바람직하다. 액정 화합물이 중합된 광학 이방성 막은, 액정 화합물의 배향이 고정화되기 때문에, 열에 의한 복굴절의 변화의 영향을 잘 받지 않는다.
중합성기를 갖는 액정 화합물을 중합하는 방법으로는, 광중합법이 바람직하다. 광중합에 의하면, 저온에서 중합을 실시할 수 있기 때문에, 내열성의 관점에서, 이용하는 수지 장척 필름 롤의 선택폭이 넓어진다. 광중합 반응은, 통상, 가시광, 자외광 또는 레이저광을 조사함으로써 행해지고, 바람직하게는 자외광을 조사함으로써 행해진다.
광을 조사하는 시간은, 통상 5초∼10분이고, 바람직하게는 5초∼2분이며, 보다 바람직하게는 5초∼1분이고, 더욱 바람직하게는 5초∼30초이다. 상기 범위이면, 투명성이 우수한 광학 이방성 막을 얻을 수 있다.
광학 이방성 막의 두께는, 0.1 ㎛∼10 ㎛인 것이 바람직하고, 광탄성을 작게 하는 점에서 0.2 ㎛∼5 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
<보호막>
보호막은, 통상, 다작용 아크릴레이트(메타크릴레이트), 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등으로 이루어진 아크릴계 올리고머 혹은 폴리머, 폴리비닐알콜, 에틸렌-비닐알콜 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 전분류, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 알긴산나트륨 등의 수용성 폴리머와 용제를 함유하는 보호막 형성용 조성물로 형성된다. 보호막 형성용 조성물은, 광학 이방성 필름 부재용 조성물의 하나이다.
보호막 형성용 조성물에 함유되는 용제는, 상기한 용제와 동일한 것을 들 수 있고, 그 중에서도, 물, 알콜 용제 및 에테르 용제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용제가, 보호막을 형성하는 층을 용해시키는 일이 없다는 점에서, 바람직하다. 알콜 용제로는, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 들 수 있다. 에테르 용제로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 들 수 있다. 그 중에서도, 에탄올, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 바람직하다.
보호막 형성용 조성물을 도포하는 방법 및 건조시키는 방법으로는, 배향막과 동일한 것을 들 수 있다.
보호막의 두께는, 통상 20 ㎛ 이하이다. 보호막의 두께는, 0.5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하가 바람직하고, 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 보호막의 두께는, 통상, 간섭막 두께계, 레이저 현미경 또는 촉침식 막 두께계에 의한 측정에 의해 구할 수 있다.
<접착제층>
접착제층은, 통상, 점착제, 접착제 또는 활성 에너지선 경화형 접착제를 포함하는 접착제 조성물로 형성된다. 접착제 조성물은, 광학 이방성 필름 부재용 조성물의 하나이다.
점착제로는, 유리 전이 온도(Tg)가 20℃ 이하이고, 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머의 중합체를 들 수 있다. Tg는, 모노머 비율 등의 중합 조건에 의해 적절하게 조정할 수 있다.
에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머로는, (메트)아크릴로일기를 갖는 모노머, 비닐기를 갖는 모노머 및 올레핀탄화수소 등을 들 수 있다.
점착제에 포함되는 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머의 중합체는, 용액 중합법, 유화 중합법, 괴상(塊狀) 중합법, 현탁 중합법 등의 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
접착제로는, 수산기, 카르복시기 혹은 아미노기 등의 프로톤성 작용기와 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머의 중합체, 또는, 우레탄 수지를 주성분으로 함유하고, 또한, 다가 알데히드, 에폭시 화합물, 에폭시 수지, 멜라민 화합물, 지르코니아 화합물 및 아연 화합물 등의 가교제 또는 경화성 화합물을 함유하는 조성물 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제는, 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 접착제이다.
활성 에너지선 경화형 접착제로는, 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 함유하는 양이온 중합성의 것, 아크릴계 경화 성분과 라디칼 중합 개시제를 함유하는 라디칼 중합성의 것, 에폭시 화합물 등의 양이온 중합성의 경화 성분 및 아크릴계 화합물 등의 라디칼 중합성의 경화 성분의 양자를 함유하고, 또한 양이온 중합 개시제 및 라디칼 중합 개시제를 함유하는 것 및 중합 개시제를 포함하지 않고 전자빔을 조사함으로써 경화되는 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 함유하는 양이온 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다. 이러한 접착제는, 실질적으로 무용제로 사용할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 활성 에너지선이란, 활성종을 발생시키는 화합물을 분해하여 활성종을 발생시킬 수 있는 에너지선이라고 정의된다. 이러한 활성 에너지선으로는, 가시광, 자외선, 적외선, X선, α선, β선, γ선 및 전자선 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서의 활성 에너지선 경화형 접착제에는 통상, 자외선 및 전자선이 이용된다.
접착제 조성물을 도포하는 방법 및 건조시키는 방법으로는, 배향막과 동일한 것을 들 수 있다.
<반송>
상기한 도포막이 형성된 장척 필름 롤의 반송 방향은, 상기 도포막이 형성된 상기 도포막 표면을 연속 송풍하면서 바뀐다. 바람직하게는, 도포막이 형성된 표면에 바람(기체) 이외의 것을 접촉시키지 않고 반송 방향을 바꾸는 것으로서, 도포막이 형성된 표면측으로 반송 방향을 바꾸는 것이다.
장척 필름 롤을 반송하는 경우에는, 그 장력을 유지하기 위해서, 가이드 롤을 이용하는 것이 일반적이다. 그러나, 가이드 롤과 도포막의 표면이 접촉함으로써 도포막에 결함이 발생하고, 이러한 결함에 의해 액정 화합물의 배향에 흐트러짐이 발생함으로써, 광학 이방성 막의 특성이 저하되는 경우가 있다.
장척 필름 롤에 형성된 도포막 표면에 연속 송풍하면서, 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꿈으로써, 장력을 유지하면서 장척 필름 롤을 반송할 수 있다.
연속 송풍하면서 바꾸는 반송 방향은, 통상 5°∼220°이고, 바람직하게는 20°∼180°이며, 보다 바람직하게는 45°∼130°이다.
여기서의 각도는, 도포막면을 상층으로 하고, 장척 필름 롤면을 하층으로 한 경우에 있어서, 상층측으로 반송 방향을 바꾸었을 때의, 변화된 각도를 의미한다. 즉, 반송 방향을 바꾸기 전의 반송 방향을 기준(0°)으로 했을 때의, 반송 방향을 바꾼 후의 반송 방향의 각도를 의미한다.
장척 필름 롤을 반송할 때의 장력은, 바람직하게는 50∼150 N/mm이고, 보다 바람직하게는 60∼130 N/mm이며, 더욱 바람직하게는 70∼120 N/mm이다.
장척 필름 롤의 반송 속도는 바람직하게는 3∼20 m/분이다.
연속 송풍하면서 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꾸는 방법으로는, 예컨대, 송풍형 가이드 부재를 이용하는 방법 등을 들 수 있다. 송풍형 가이드 부재를 이용하여 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꾸는 경우, 송풍형 가이드 부재와 장척 필름 롤에 형성된 도포막 사이에 공간이 생긴다.
상기 송풍형 가이드 부재와 상기 도포막의 공간 거리는, 통상 0.01∼10 mm이며, 바람직하게는 0.1∼5 mm이다.
송풍형 가이드 부재로는, 예컨대, WO2013/105317호 공보의 도 2에 기재된 에어턴 바를 들 수 있다. 에어턴바는, 기판의 표면적에 따른 압력의 바람을 송풍하여, 비접촉으로 반송 방향을 바꾸고, 또한 장력을 부여하는 것이 가능하다. 따라서, 에어턴바를 이용하여 반송할 때에는, 반송 속도, 반송하는 기재의 폭에 따라 풍속을 조정한다.
이렇게 하여 본 제조 방법에 의해 제조된 광학 이방성 필름 부재(이하, 본 부재라고 하는 경우가 있음)를 얻을 수 있다.
본 부재로는, 이하의 구성을 이 순서대로 갖는 부재 등을 들 수 있다.
·장척 필름 롤, 배향막
·장척 필름 롤, 광학 이방성 막
·장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막
·장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막, 보호막
·장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막, 접착제층
·장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막, 보호막, 배향막
·장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막, 보호막, 배향막, 광학 이방성 막
·배향막, 장척 필름 롤, 배향막
·광학 이방성 막, 장척 필름 롤, 광학 이방성 막
·광학 이방성 막, 배향막, 장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막
이러한 본 부재의 도포막은 연속하여 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 도 1을 참조하여 「장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막」의 구성을 갖는 광학 이방성 필름 부재를 얻기 위한 본 제조 방법을 설명한다.
제1 롤(210)로부터 장척 필름 롤을 풀어낸다. 장척 필름 롤을 풀어내는 방법은 상기 제1 롤(210)의 코어(210A)에 적당한 회전 수단을 설치하고, 이 회전 수단에 의해 제1 롤(210)을 회전시킴으로써 행해진다. 또한, 제1 롤(210)로부터 장척 필름 롤을 반송하는 방향으로, 적당한 가이드 롤(310)을 설치하고, 이 가이드 롤(310)의 회전 수단으로 장척 필름 롤을 풀어내는 형식이어도 좋다. 또한, 제1 코어(210A) 및 가이드 롤(310) 모두 회전 수단을 설치함으로써, 장척 필름 롤에 적절한 장력을 부여하면서, 장척 기재를 풀어내는 형식이어도 좋다.
상기 제1 롤(210)로부터 풀어내어진 장척 필름 롤은, 도포 장치(211A)를 통과할 때에, 그 표면 상에 도포 장치(211A)에 의해 광배향막 형성용 조성물이 도포된다.
이 이후, 광배향막 형성용 조성물이 도포된 표면에는 가이드 롤(310)을 접촉시키지 않고, 송풍형 가이드 부재(300)에 의해 반송 방향은 바뀐다.
도포 장치(211A)를 통과한 장척 필름 롤은, 건조로(212A)에 반송되고, 건조로(212A)에 의해 용제가 제거된다. 건조로(212A)는, 서로 상이한 설정 온도의 복수의 존으로 이루어진 것이어도 좋고, 서로 상이한 설정 온도의 복수의 건조로를 직렬로 설치한 것이어도 좋다.
건조 후, 광조사 장치(213A)에 의해 편광이 조사됨으로써, 배향막이 형성된다.
계속해서, 배향막이 형성된 장척 필름 롤은, 도포 장치(211B)를 통과한다. 도포 장치(211B)에 의해, 상기 배향막 상에 광학 이방성 막 형성용 조성물이 도포된다. 그 후, 건조로(212B)를 통과함으로써, 용매가 제거된다. 건조로(212B)는, 건조로(212A)와 마찬가지로, 서로 상이한 설정 온도의 복수의 존으로 이루어진 것이어도 좋고, 서로 상이한 설정 온도의 복수의 건조로를 직렬로 설치한 것이어도 좋다.
상기 건조로(212B)를 통과함으로써, 광학 이방성 막 형성용 조성물에 포함되는 액정 화합물이 배향한다. 이러한 액정 화합물이 배향한 상태에서, 광조사 장치(213B)에 의해 광을 조사함으로써, 상기 액정 화합물은 배향을 유지한 채로 중합되고, 광학 이방성 막이 형성된다. 또한, 여기서 말하는 액정 화합물은, 중합성기를 갖는 것이다.
이렇게 해서 얻어진 광학 이방성 필름 부재는, 제2 코어(220A)에 권취되어, 제2 롤(220)을 얻을 수 있다. 또한, 권취할 때에는, 적당한 스페이서를 이용하여 함께 권취해도 좋다.
이와 같이, 장척 필름 롤이, 제1 롤(210)로부터, 도포 장치(211A), 건조로(212A), 광조사 장치(213A), 도포 장치(211B), 건조로(212B) 및 광조사 장치(213B)의 순서로 통과하고, 도포막이 형성된 표면을 연속 송풍하면서 반송 방향을 바꿈으로써, 장척 필름 롤의 장력을 유지하면서 연속적으로 광학 이방성 필름 부재를 제조할 수 있다.
또한, 도 1에 있어서, 예컨대, 장척 필름 롤을, 제1 롤(210)로부터, 도포 장치(211A), 건조로(212A) 및 광조사 장치(213A)의 순서로 통과시켜, 이것을 코어에 권취함으로써, 배향막이 형성된 광학 이방성 필름 부재를 얻을 수 있다. 또한, 코어에 권취된 상기 광학 이방성 필름 부재를 풀어내고, 도포 장치(211B), 건조로(212B) 및 광조사 장치(213B)의 순서로 통과시켜, 광학 이방성 막을 형성해도 좋다.
보다 결함이 적은 광학 이방성 막을 얻기 위해서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배향막의 형성과, 광학 이방성 막의 형성을 연속하여 행하는 것이 바람직하다.
이하, 도 2를 참조하여 「광학 이방성 막, 배향막, 장척 필름 롤, 배향막, 광학 이방성 막」의 구성을 갖는 광학 이방성 필름 부재를 얻기 위한 본 제조 방법을 설명한다. 또한, 배향막의 형성에 대해서는 상세한 내용을 생략한다.
장척 필름 롤이 권취되어 있는 제1 롤(210)을 준비한다. 제1 롤(210)로부터 장척 필름 롤(110)을 연속적으로 풀어내고, 장척 필름 롤의 한면에, 배향막을 형성(도시는 하지 않음)함으로써, 한면에 배향막이 형성된 장척 필름 롤(120)을 얻을 수 있다. 이후, 배향막이 형성된 표면에는 가이드 롤(310)을 접촉시키지 않고, 송풍형 가이드 부재(300)에 의해 반송 방향은 바뀐다.
계속해서, 형성된 배향막 상에, 도포 장치(211A)에 의해 광학 이방성 막 형성용 조성물이 도포된다. 건조로(212A)를 통과함으로써, 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물로부터 용제가 제거된다. 또한, 광조사 장치(213A)에 의해 광조사를 행함으로써, 장척 필름 롤과, 배향막과, 광학 이방성 막이 이 순서대로 적층된 광학 이방성 필름 부재(140)를 얻을 수 있다.
광학 이방성 필름 부재(140)의 광학 이방성 막이 형성된 면과는 반대의 면에, 배향막을 형성(도시는 하지 않음)하고, 배향막이 형성된 장척 필름 롤(150)을 얻을 수 있다.
얻어진 장척 필름 롤(150)의 배향막 상에, 도포 장치(211B)에 의해 광학 이방성 막 형성용 조성물을 도포하고, 건조로(212B)에 의해 용제를 제거하고, 또한, 광조사 장치(213B)에 의해 광조사함으로써 광학 이방성 막이 형성된다.
얻어진 광학 이방성 필름 부재(100)는, 제2 코어(220A)에 권취된다. 또한, 권취할 때에는 적당한 스페이서를 이용하여 함께 권취해도 좋다.
도 3은 도포막을 형성한 장척 필름 롤 반송시의, 도포막을 형성한 장척 필름 롤과 송풍형 가이드 부재의 모식도이다. 도포막(170)이 표면에 형성된 장척 필름 롤(110)은, 송풍형 가이드 부재(300)로부터 연속 송풍되면서, 송풍형 가이드 부재(300)에 접촉하지 않고 반송 방향이 바뀐다. 여기서 도포막(170)과 송풍형 가이드 부재(300) 사이에는 공간(320)이 존재한다.
광학 이방성 막을 갖는 본 부재는, 광학 이방성 필름으로서 사용할 수 있다. 상기 광학 이방성 필름은, 복수장 적층해도 좋고, 다른 필름과 조합해도 좋다.
액정 화합물의 배향 상태가 상이한 상기 광학 이방성 필름을 복수장 적층하거나 또는 다른 필름과 조합하면, 시야각 보상 필름, 시야각 확대 필름, 반사 방지 필름, 편광판, 원 편광판, 타원 편광판 또는 휘도 향상 필름으로서 이용할 수 있다.
광학 이방성 막을 갖는 본 부재는, 필요에 따라 재단하여, 여러가지 표시 장치에 이용할 수 있다. 표시 장치란, 표시 소자를 갖는 장치이며, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 예컨대, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치, 무기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치, 전자 방출 표시 장치[예컨대 전장 방출 표시 장치(FED), 표면 전계 방출 표시 장치(SED)], 전자 페이퍼(전자 잉크나 전기 영동 소자를 이용한 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치[예컨대 그레이팅 라이트 밸브(GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)를 갖는 표시 장치] 및 압전 세라믹 디스플레이 등을 들 수 있다.
액정 표시 장치는, 투과형 액정 표시 장치, 반투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 직시형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 등 중 어느 하나를 포함한다. 이들 표시 장치는, 2차원 화상을 표시하는 표시 장치여도 좋고, 3차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치여도 좋다. 상기 광학 이방성 필름은, 특히 IPS(in-plane switching) 모드의 액정 표시 장치의 보상에 적합하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 예 중의 「%」 및 「부」는, 특별히 기재가 없는 한, 질량% 및 질량부를 의미한다.
[배향성 폴리머 조성물의 조제]
배향성 폴리머 조성물의 조성을, 표 1에 나타낸다. 시판되는 배향성 폴리머인 산에바 SE-610(닛산 화학 공업 주식회사 제조)에 N-메틸-2-피롤리돈, 2-부톡시에탄올 및 에틸시클로헥산을 첨가하여 배향성 폴리머 조성물(1)을 얻었다.
Figure pat00014
표 1에서의 값은, 조제한 조성물의 전량에 대한 각 성분의 함유 비율을 나타낸다. SE-610에 대해서는, 고형분량을 납품 사양서에 기재된 농도로부터 환산했다.
[광학 이방성 막 형성용 조성물의 조제]
광학 이방성 막 형성용 조성물의 조성을 표 2에 나타낸다. 각 성분을 혼합하고, 얻어진 용액을 80℃에서 1시간 동안 교반한 후, 실온까지 냉각시켜, 광학 이방성 막 형성용 조성물(1)을 얻었다.
Figure pat00015
표 2에서의 괄호 안의 값은, 조제한 조성물의 전량에 대한 각 성분의 함유 비율을 나타낸다.
표 2에서의 LR-9000은, BASF 재팬사 제조의 Laromer(등록 상표) LR-9000을, Irg907은, BASF 재팬사 제조의 이르가큐어 907을, BYK361N은, 빅케미 재팬 제조의 레벨링제를, LC242는, 하기 식으로 표시되는 BASF사 제조의 액정 화합물을, PGMEA는, 프로필렌글리콜1-모노메틸에테르2-아세테이트를 나타낸다.
Figure pat00016
실시예 1
상압 플라즈마 표면 처리 장치(롤 다이렉트 헤드형 AP-T04S-R890, 세키스이 화학공업 주식회사 제조)를 이용하여, 질소와 산소를 포함하는 분위기(체적비 질소:산소=99.9:0.1) 하에서, 1.3 kV 하의 조건으로 플라즈마를 발생시키고, 롤형의 시클로올레핀 폴리머 필름(ZF-14, 니폰제온 주식회사 제조)의 표면을 100 m 처리했다. 여기서, 롤형의 시클로올레핀 폴리머 필름의 권출 및 권취 장력은 70 N/mm로 설정했다. 플라즈마 처리를 행한 시클로올레핀 폴리머 필름 표면에, 다이 코터를 이용하여 배향성 폴리머 조성물(1)을 도포하고, 90℃의 건조로에 반송하여 1분간 건조시켜 배향막(1)을 형성했다. 배향막(1)이 형성된 롤형의 시클로올레핀 폴리머 필름의 반송 방향을, 송풍형 가이드 부재를 이용하여 배향막(1) 표면에 연속 송풍하면서 90° 바꾸었다. 배향막(1)과 송풍형 가이드 부재와의 공간 거리는 대략 1 mm였다. 계속해서, 얻어진 배향막(1)의 표면에 다이 코터를 이용하여 광학 이방성 막 형성용 조성물(1)을 도포하고, 80℃의 건조로에 반송하여 1분간 건조시키고, 고압 수은 램프(GS 유아사 주식회사 제조)를 이용하여, 자외선을, 파장 365 nm에 있어서 160 W/cm의 조도로 조사하여, 광학 이방성 막(1)을 형성했다. 배향막 및 광학 이방성 막이 형성된 시클로올레핀 폴리머 필름을 권취함으로써 롤형의 광학 이방성 필름 부재(1)를 얻었다.
참고예 1
상압 플라즈마 표면 처리 장치(롤 다이렉트 헤드형 AP-T04S-R890, 세키스이 화학공업 주식회사 제조)를 이용하여, 질소와 산소를 포함하는 분위기(체적비 질소:산소=99.9:0.1) 하에서, 1.3 kV 하의 조건으로 플라즈마를 발생시키고, 롤형의 시클로올레핀 폴리머 필름(ZF-14, 니폰제온 주식회사 제조)의 표면을 100 m 처리했다. 여기서, 롤형의 시클로올레핀 폴리머 필름의 권출 및 권취 장력은 70 N/mm로 설정했다. 플라즈마 처리를 행한 시클로올레핀 폴리머 필름 표면에, 다이 코터를 이용하여 배향성 폴리머 조성물(1)을 도포하고, 90℃의 건조로에 반송하여 1분간 건조시켜 배향막(2)을 형성했다. 배향막(2)이 형성된 롤형의 시클로올레핀 폴리머 필름의 반송 방향을, 통상의 가이드 롤을 이용하여 90° 바꾸었다. 배향막(2)과 통상의 가이드 롤은 접촉했다. 계속해서, 얻어진 배향막(2)의 표면에 다이 코터를 이용하여 광학 이방성 막 형성용 조성물(1)을 도포하고, 80℃의 건조로에 반송하여 1분간 건조시키고, 고압 수은 램프(GS 유아사 주식회사 제조)를 이용하여, 자외선을, 파장 365 nm에 있어서 160 W/cm의 조도로 조사하여 광학 이방성 막(2)을 형성했다.
배향막 및 광학 이방성 막이 형성된 시클로올레핀 폴리머 필름을 권취함으로써 롤형의 광학 이방성 필름 부재(2)를 얻었다.
[결함수의 측정]
크로스니콜 사이에 광학 이방성 필름 부재(1) 및 이방성 필름 부재(2)를 설치하고, 각각 8 m2를 CCD 카메라로 관찰하여, 광학 이방성 막(1) 및 광학 이방성 막(2)의, 1 m2당 30 ㎛ 이상의 크기의 결함의 수를 세었다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[광학 특성의 측정]
광학 이방성 필름 부재의 위상차를 측정기(KOBRA-WR, 오지 계측 기기사 제조)에 의해 측정했다. 샘플에 대한 광의 입사각을 바꾸어 측정하여, 광학 이방성 막(1) 및 광학 이방성 막(2)에 포함되는 중합한 액정 화합물의 배향을 확인했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pat00017
참고예에서 제작한 광학 이방성 막(2)에 비하여, 실시예에서 제작한 광학 이방성 막(1)의 결함수는 저감되었다.
본 발명에 의하면, 결함이 적은 광학 이방성 필름 부재를 제조할 수 있다.
110: 장척 필름 롤, 170: 도포막, 210: 제1 롤, 210A: 코어, 220: 제2 롤, 220A: 코어, 211A, 211B: 도포 장치, 212A, 212B: 건조로, 213A, 213B: 광조사 장치, 300: 송풍형 가이드 부재, 310: 가이드 롤, 320: 공간

Claims (10)

  1. 장척(長尺) 필름 롤의 표면에 연속하여 도포막을 형성하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법으로서,
    상기 도포막을 형성한 장척 필름 롤의 이 도포막 표면에 연속 송풍하면서, 장척 필름 롤의 반송 방향을 바꾸는 공정을 포함하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 하기 공정 (1) 및 (2)를 행하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
    공정 (1) 장척 필름 롤에 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
    공정 (2) 도포된 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 도포막을 형성하는 공정
  3. 제1항에 있어서, 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 배향막 형성용 조성물이고, 도포막이 배향막인 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 광학 이방성 막 형성용 조성물이고, 도포막이 광학 이방성 막인 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 하기 공정 (11)∼(14)를 행하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
    공정 (11) 장척 필름 롤에 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
    공정 (12) 도포된 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 제1 도포막을 형성하는 공정
    공정 (13) 제1 도포막 상에 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물을 도포하는 공정
    공정 (14) 도포된 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물로부터 제2 도포막을 형성하는 공정
  6. 제5항에 있어서, 제1 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 배향막 형성용 조성물이고, 제1 도포막이 배향막이며, 제2 광학 이방성 필름 부재용 조성물이 광학 이방성 막 형성용 조성물이고, 제2 도포막이 광학 이방성 막인 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 송풍을, 송풍형 가이드 부재로 행하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 장척 필름 롤을 50∼150 N/mm의 장력으로 반송하는 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법.
  9. 제1항에 기재된 광학 이방성 필름 부재의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 필름 부재를 포함하는 광학 이방성 필름.
  10. 제9항에 기재된 광학 이방성 필름을 구비하는 액정 표시 장치.
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