KR20200029595A

KR20200029595A - 위상차 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR20200029595A
Application number: KR1020207005942A
Authority: KR
Inventors: 사토시 나가노; 유키 오이; 마사타카 하세가와
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2020-03-18
Also published as: WO2019039559A1; JPWO2019039559A1; KR102422067B1; JP6823725B2

Abstract

본 발명의 일 실시형태는, 폭방향의 양단을 따라 널링부를 갖는 연속 필름 지지체의 널링부를 갖는 면과는 반대의 면에, 배향층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제1 도막을 형성하는 공정과, 백업 롤에 널링부를 갖는 면을 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 제1 도막에 와이어 그리드 편광자를 이용하여 편광 자외선을 조사하여, 배향 규제력을 구비한 배향층을 형성하는 공정과, 배향층 상에 액정 화합물을 포함하는 액정층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 공정과, 제2 도막 중의 액정 화합물을 배향시켜, 배향을 고정하여 액정층을 형성하는 공정을 가지며, 와이어 그리드 편광자의 와이어 그리드의 배열 각도(θ)가 백업 롤의 축방향에 대하여 0°<θ<90°를 충족시키는, 위상차 필름의 제조 방법을 제공한다.

Description

위상차 필름의 제조 방법

본 개시는, 위상차 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이 등에 이용되는 위상차 필름으로서, 지지체 상에 배향층 및 액정층이 마련된 것이 알려져 있다.

배향층은, 액정층의 액정 화합물을 일정 방향으로 늘어놓기 위하여 배향 규제력을 구비하는 층이다.

최근, 배향층에 있어서, 배향층 형성용 재료의 도막에 대하여 편광 자외선을 조사함으로써 배향 규제력을 얻는, 광배향 방식이 이용되도록 되어 있다.

광배향 방식을 이용한 예로서는, 일본 공개특허공보 2002-098969호에는, 지지체 상에 광배향층을 도포한 후, 그 광배향층에 편광 자외선을 조사하는 공정을 갖는 광배향층의 제조 방법에 있어서, 그 지지체 상의 그 편광 자외선의 조사 면적 내에서 그 지지체의 반송 방향 또는 폭 방향에 있어서의, 그 지지체의 진폭이 10mm 이내인 것을 특징으로 하는 광배향층의 제조 방법이 개시되어 있다.

위상차 필름은, 생산성 향상을 위하여, 연속 필름 지지체를 이용하고, 롤 투 롤 방식으로의 연속 프로세스에 의하여 제조된다.

롤 투 롤 방식으로 위상차 필름을 제조할 때, 백업 롤 상에서 배향층 형성용 재료의 도막에 대하여 편광을 조사하는 수단이 취해지는 경우가 있다. 이 수단은, 백업 롤의 형상을 따라 장가(張架)한 상태의 연속 필름 지지체 상에서 도막에 대하여 편광을 조사할 수 있는 점, 및 백업 롤에 연속 필름 지지체가 접하고 있는 점에서 연속 필름 지지체의 온도 조절이 하기 쉬운 점에 있어서 유효하다.

백업 롤 상의 연속 필름 지지체에는 그 반송 방향으로 텐션이 걸려 있고, 이 텐션은, 연속 필름 지지체를 그 길이 방향으로 인장하고, 또 연속 필름 지지체를 백업 롤 측으로 압압하는 힘으로 바뀐다. 그 때문에, 연속 필름 지지체는 덜걱이지 않고, 백업 롤의 형상을 따라 장가한 상태를 형성할 수 있다.

본 발명자들이 상기의 수단에 대하여 검토를 실시한바, 백업 롤 상의 연속 필름 지지체에 그 반송 방향으로 텐션이 걸려 있으면, 백업 롤 상에서 연속 필름 지지체가 사행하는 것을 알 수 있었다.

백업 롤 상에서의 연속 필름 지지체의 사행 방지를 위하여, 폭방향의 양단을 따라 널링부라고 불리는 미소한 돌기가 형성된 부위를 갖는 연속 필름 지지체를 이용하는 방법이 있다.

그러나, 널링부를 갖는 연속 필름 지지체를 이용하고, 이 널링부가 백업 롤에 접하도록 연속 필름 지지체를 감아 걸친 상태에서, 배향층 형성용 재료의 도막에 대하여 편광을 조사하는 수단이 취해지면, 형성된 배향층의 폭방향에 있어서의 배향축에 편차가 나는 경우가 있다.

배향층 상에 형성된 액정층 중의 액정 화합물은, 배향층의 배향에 따라 규칙적으로 배열되기 때문에, 배향층의 배향축의 편차를 억제하는 것은, 액정 화합물을 균일하게 배향시키기 위하여 중요하다.

즉, 배향층의 폭방향에 있어서의 배향축에 편차가 나면, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축에도 편차가 발생한다.

또한, 일본 공개특허공보 2002-098969호에 개시되어 있는 광배향층의 제조 방법에서는, 편광 자외선의 조사를 받을 때의 연속 필름 지지체에 대하여, 평면 벨트로 지지하는 수단 또는 평면 가이드로 지지하는 수단이 채용되어 있다. 이들 수단은, 편광 자외선의 조사 시의, 연속 필름 지지체에 대하여 그 반송 방향으로 걸리는 텐션이 작고, 또 그 텐션이 연속 필름 지지체를 평면 벨트 또는 평면 가이드로 압압하는 힘으로 바뀌기 어려운 구성이다. 그 때문에, 널링부를 갖는 연속 필름 지지체를, 이 널링부가 평면 벨트 또는 평면 가이드에 접하도록 하여 이용한 경우여도, 형성된 배향층의 폭방향에 있어서의 배향축에 편차가 발생하기 어렵다.

즉, 상기의 수단을 채용한 경우, 배향층의 폭방향에 있어서의 배향축의 편차라는 과제 자체가 발생하기 어렵게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태가 해결하고자 하는 과제는, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 폭방향의 양단을 따라 널링부를 갖는 연속 필름 지지체 상에 형성된 배향층 형성용 재료의 도막에 대하여, 백업 롤에 널링부를 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 편광 자외선을 조사하는 수단을 이용하면서도, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차가 저감된 위상차 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은, 이하의 실시형태를 포함한다.

<1>

폭방향의 양단을 따라 높이 2μm~10μm의 널링부를 갖는 연속 필름 지지체의 널링부를 갖는 면과는 반대의 면에, 배향층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제1 도막을 형성하는 공정과,

백업 롤에 널링부를 갖는 면을 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 제1 도막에 와이어 그리드 편광자를 이용하여 편광 자외선을 조사하여, 배향 규제력을 구비한 배향층을 형성하는 공정과,

배향층 상에 액정 화합물을 포함하는 액정층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 공정과,

제2 도막 중의 액정 화합물을 배향시켜, 배향을 고정하여 액정층을 형성하는 공정을 갖고, 와이어 그리드 편광자의 와이어 그리드의 배열 각도(θ)가 백업 롤의 축방향에 대하여 0°<θ<90°를 충족시키는, 위상차 필름의 제조 방법.

<2>

백업 롤의 직경이 100mm~1000mm인, <1>에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

<3>

연속 필름 지지체의 널링부가 형성되어 있지 않은 개소의 막두께가 15μm~150μm인, <1> 또는 <2>에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

<4>

연속 필름 지지체의 전체폭에 대한 널링부의 폭의 합의 비율이 0.5%~5.0%인, <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

<5>

연속 필름 지지체에 있어서의 널링부를 상면시했을 때의, 1cm²당에 존재하는 볼록부의 수는 10개~150개인, <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

<6>

백업 롤 상에서의 연속 필름 지지체의 폭의 축소율이 0.05%~1.00%인, <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 폭방향의 양단을 따라 널링부를 갖는 연속 필름 지지체 상에 형성된 배향층 형성용 재료의 도막에 대하여, 백업 롤에 널링부를 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 편광 자외선을 조사하는 수단을 이용하면서도, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차가 저감된 위상차 필름의 제조 방법이 제공된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 개략도이다.
도 2a는, 본 발명의 일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법에 이용하는 연속 필름 지지체의 상면도이다.
도 2b는, 본 발명의 일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법에 이용하는 연속 필름 지지체에 있어서의 널링부의 확대 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법에 있어서의 편광 자외선을 조사할 때의 주요부 확대도이다.
도 4는, 편광 자외선을 조사할 때의 백업 롤과 연속 필름 지지체와의 거리를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 와이어 그리드 편광자의 와이어 그리드의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 6은, 편광 자외선을 조사할 때의 조사 각도를 설명하는 도이다.

이하, 위상차 필름의 제조 방법의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 단, 본 개시는, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 목적의 범위 내에 있어서, 적절히 변경을 더하여 실시할 수 있다.

본 개시에 있어서 "~"를 이용하여 나타난 수치 범위는, "~" 전후에 기재되는 수치를 각각 최솟값 및 최댓값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

본 개시에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 소정 수치 범위로 기재된 상한값 또는 하한값은, 다른 단계적인 기재의 수치 범위의 상한값 또는 하한값으로 전환되어도 된다. 또, 본 개시에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 소정 수치 범위로 기재된 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타나 있는 값으로 전환되어도 된다.

본 개시에서 나타내는 각 도면에 있어서의 각 요소는 반드시 정확한 축척은 아니고, 본 개시의 원리를 명확하게 나타내는 것에 주안이 놓여 있으며, 강조가 이루어지고 있는 개소도 있다.

본 개시에 있어서의 "공정"의 용어는, 독립적인 공정뿐만 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우이더라도 그 공정의 소기의 목적이 달성되면, 본 용어에 포함된다.

《위상차 필름의 제조 방법》

일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법은, 폭방향의 양단을 따라 높이 2μm~10μm의 널링부를 갖는 연속 필름 지지체의 널링부를 갖는 면과는 반대의 면에, 배향층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제1 도막을 형성하는 공정 (1)과, 백업 롤에 널링부를 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 제1 도막에 와이어 그리드 편광자를 이용하여 편광 자외선을 조사하여, 배향 규제력을 구비한 배향층을 형성하는 공정 (2)와, 배향층 상에 액정 화합물을 포함하는 액정층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 공정 (3)과, 제2 도막 중의 액정 화합물을 배향시켜, 배향을 고정하여 액정층을 형성하는 공정 (4)를 갖고, 와이어 그리드 편광자의 와이어 그리드의 배열 각도(θ)가 백업 롤의 축방향에 대하여 0°<θ<90°를 충족시키는, 위상차 필름의 제조 방법이다.

본 발명자들은, 높이를 제어한 널링부를 갖는 연속 필름 지지체를 이용함으로써, 배향층의 폭방향에 있어서의 배향축의 편차를 억제할 수 있는 것을 발견했다.

즉, 일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법과 같이, 폭방향의 양단을 따라 높이 2μm~10μm의 널링부를 갖는 연속 필름 지지체를 이용함으로써, 연속 필름 지지체 상에 형성된 배향층 형성용 재료의 도막에 대하여, 백업 롤에 널링부를 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 편광 자외선을 조사하는 수단을 이용해도, 배향층의 폭방향에 있어서의 배향축의 편차가 저감되고, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차가 저감된 위상차 필름을 얻을 수 있다.

〔공정 (1)〕

일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법은, 폭방향의 양단을 따라 높이 2μm~10μm의 널링부를 갖는 연속 필름 지지체의 널링부를 갖는 면과는 반대의 면에, 배향층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제1 도막을 형성하는 공정 (1)을 갖는다.

공정 (1)의 일례에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 감겨진 연속 필름 지지체(50)는, 그 선단이 송출되면, 먼저 배향층 형성용 재료의 도포 수단(1)에 의하여 배향층 형성용 재료의 도포가 행해지고, 그 후, 배향층 형성용 재료의 건조 수단(2)에 의한 건조 영역에서 건조된다. 이렇게 하여, 연속 필름 지지체 상에는 제1 도막이 형성된다.

또한, 후술하는 공정 (2)에 있어서, 연속 필름 지지체는, 백업 롤에 대하여 널링부를 접촉시키기 때문에, 본 공정 (1)에 있어서, 배향층 형성용 재료가 도포되는 면은, 연속 필름 지지체의 널링부를 갖는 면과는 반대의 면이 된다.

-연속 필름 지지체-

연속 필름 지지체로서는, 백업 롤에 감아 걸치는 것이 가능하고, 널링부의 형성이 가능한, 폴리머 필름을 이용하는 것이 바람직하다.

연속 필름 지지체로서 이용되는 폴리머 필름의 재료의 예에는, 셀룰로스아실레이트(예를 들면, 셀룰로스트라이아세테이트(트라이아세틸셀룰로스, 굴절률 1.48), 셀룰로스다이아세테이트, 셀룰로스아세테이트뷰틸레이트, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터, 폴리에터설폰, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 폴리유레테인, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에터, 폴리메틸펜텐, 폴리에터케톤, 폴리(메트)아크릴로나이트릴, 지환식 구조를 갖는 폴리머(예를 들면, 노보넨계 수지(상품명 "아톤(등록 상표)", JSR사), 비정질 폴리올레핀(예를 들면, 상품명 "제오넥스(등록 상표)", 닛폰 제온사)) 등을 들 수 있다.

이 중, 널링부 형성의 용이함, 광학 이방성의 낮음 등의 점에서, 트라이아세틸셀룰로스, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 및 지환식 구조를 갖는 폴리머가 바람직하고, 특히 트라이아세틸셀룰로스가 바람직하다.

연속 필름 지지체의 막두께(널링부가 형성되어 있지 않은 개소의 막두께)로서는, 10μm~250μm의 범위의 것을 이용할 수 있고, 널링부의 형성이 용이한 점, 백업 롤로의 감아 걸침에 대한 적용성이 높은 점 등에서, 15μm 이상이 바람직하고, 재료 코스트의 점에서, 150μm 이하가 바람직하다.

특히, 연속 필름 지지체의 신장량의 면내 편차가 발생하기 쉬운, 막두께 30μm~120μm의 범위의 연속 필름 지지체여도, 바람직하게 이용할 수 있다.

연속 필름 지지체는, 도 2a에 나타내는 바와 같은, 폭방향의 양단을 따라 널링부를 갖는다.

여기에서, "널링부"란, 연속 필름 지지체에 있어서, 예를 들면 도 2b에 나타내는 바와 같은 미소한 돌기가 마련되어 있는 부위(도 2a에 있어서의 52)를 의미한다.

널링부의 높이는, 연속 필름 지지체의 사행 방지의 점, 및 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차를 저감시키는 점에서, 2μm~10μm이며, 3μm~7μm가 바람직하다.

널링부의 높이는, 연속 필름 지지체가 갖는 널링부에 있어서, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 선단으로부터 5000mm의 2개소(폭방향의 양단부의 1개소씩), 및 연속 필름 지지체의 길이 방향의 말단으로부터 5000mm의 2개소(폭방향의 양단부의 1개소씩)의 합계 4개소의 최대 높이의 평균값을 나타낸다.

구체적인 측정 방법은, 이하와 같다.

먼저, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 선단으로부터 5000mm의 위치에 있어서, 연속 필름 지지체의 폭방향의 양단부로부터 100mm 내측으로부터 외측을 향하여 연속적으로 연속 필름 지지체의 두께를 측정한다. 이 측정에 의하여, 널링부가 형성되어 있지 않은 개소로부터, 널링부가 형성되어 있고 두께가 커지고 있는 영역까지, 연속 필름 지지체의 두께를 측정할 수 있다. 그리고, 널링부가 형성되어 있고 두께가 커지고 있는 영역에 있어서 측정된 가장 큰 값, 즉 가장 두께가 큰 개소의 두께로부터, 널링부가 형성되어 있지 않은 개소의 두께의 평균값을 뺀 값을, 최대 높이로 한다. 이것이, 연속 필름 지지체가 갖는 널링부의, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 선단으로부터 5000mm의 2개소(폭방향의 양단부의 1개소씩)에 있어서의 최대 높이가 된다.

계속해서, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 말단으로부터 5000mm의 위치에 있어서도, 상기와 동일한 측정을 행하고, 최대 높이를 구한다. 이것이, 연속 필름 지지체가 갖는 널링부의, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 말단으로부터 5000mm의 2개소(폭방향의 양단부의 1개소씩)의 최대 높이가 된다.

여기에서, 측정에는, 접촉식 두께 측정기((주)후지 워크, S-2270)를 이용한다. 또한, 접촉식 두께 측정기에는, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 선단 또는 말단으로부터 5000mm의 위치를 포함하는 폭 5mm의 단책을 적용하여, 측정을 행한다.

여기에서, 널링부의 폭의 합(도 2a 중의 w1+w2)의 비율은, 사행 방지의 기능 발현의 점, 제품으로서의 유효폭을 확보하고, 수율을 향상시키는 점에서, 연속 필름 지지체의 전체폭에 대하여, 0.5%~5.0%의 범위가 바람직하며, 0.7%~4.0%의 범위가 보다 바람직하다.

또, 널링부는, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 연속 필름 지지체의 폭방향의 각 단부로부터의 거리 d가 0mm~5mm인 위치에 형성되는 것이 바람직하고, 널링부가 형성하기 쉬운 점, 제품으로서의 유효폭을 확보하며, 수율을 향상시키는 점에서, 거리 d는 1mm~2mm가 보다 바람직하다.

널링부에 있어서의 돌기는, 널링부의 형성 시에, 연속 필름 지지체에 대하여 압압되는 널링 롤이 갖는 볼록부의 형상에 따라 형성되는 것이다. 볼록부의 형상으로서는, 각뿔대, 원뿔대 등이 있다.

예를 들면, 널링 롤이 갖는 볼록부의 형상이, 사각뿔대(즉, 사각뿔을 밑면과 평행한 평면으로 잘라, 꼭짓점을 갖는 각뿔 부분을 없앤 형상)이면, 연속 필름 지지체에도 사각뿔대의 형상에 따라 볼록부(널링)가 형성된다.

이 연속 필름 지지체에 형성되는 볼록부는, 널링 롤이 갖는 볼록부의 형상의 가장자리부만이 돌출되어 있는 형상이어도 된다.

이 연속 필름 지지체에 형성되는 볼록부(널링)의 수는, 백업 롤 등의 롤에 대한 그립력의 발현의 점, 및 널링부가 형성된 영역의 연속 필름 지지체의 강도 확보의 점에서, 연속 필름 지지체에 있어서의 널링부를 상면시했을 때, 1cm²당 10개~150개인 것이 바람직하고, 1cm²당 50개~130개인 것이 보다 바람직하다.

또한, 이 볼록부의 관찰 및 수를 구하는 법은, 이하의 방법으로 행할 수 있다.

즉, 볼록부는 연속하여 배열되어 널링부를 형성하고 있기 때문에, 이 반복 최소 단위의 수를 볼록부의 수라고 한다.

볼록부의 수는, 연속 필름 지지체가 갖는 널링부에 있어서, 길이 방향의 선단의 2개소(폭방향의 양단부의 1개소씩) 및 말단의 2개소(폭방향의 양단부의 1개소씩)의 합계 4개소에 대하여 평방 5mm를 5배 확대경으로 관찰하여 세고, 각 측정 개소의 평균값을 4배한 값으로 한다. 또한, 얻어진 값은 소숫점 첫번째 자리를 사사오입하여, 이를 볼록부의 수로 한다.

또한, 측정 개소는, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 선단으로부터 5000mm이고, 폭방향에 있어서의 널링부의 양외단의 각각을 포함하는 평방 5mm의 2개소, 및 연속 필름 지지체의 길이 방향의 말단으로부터 5000mm이며, 폭방향에 있어서의 널링부의 양외단의 각각을 포함하는 평방 5mm의 2개소로 한다.

또한, 널링부의 폭이 5mm 미만인 경우, 볼록부의 수는, 널링부의 양외단을 각각 포함하는 평방 최대길이를 5배 확대경으로 관찰하여 세고, 이를 1cm²당의 수로 환산하면 된다. 예를 들면, 널링부의 폭이 3mm이면, 4개소에 대하여 평방 3mm를 5배 확대경으로 관찰하여 볼록부의 수를 세고, 각 측정 개소의 평균값을 100/9배하면 된다. 또한, 얻어진 값은 소숫점 첫번째 자리를 사사오입하여, 이를 볼록부의 수로 한다.

널링부는, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 연속 필름 지지체의 양단을 따라, 연속 필름 지지체의 길이 방향의 선단으로부터 말단까지 1개의 띠상으로 형성되어 있어도 되지만, 널링부의 폭의 합이 상술의 범위를 벗어나지 않으면, 복수의 띠상으로 형성되어 있어도 된다.

널링부의 형성 방법은, 특별히 제한은 없고, 공지의 널링 장치를 이용할 수 있다.

널링 장치로서는, 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2014-218016호 등에 기재된 장치를 이용할 수 있다.

-배향층 형성용 재료-

배향층의 형성에 이용되는 배향층 형성용 재료로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2006-285197호, 일본 공개특허공보 2007-076839호, 일본 공개특허공보 2007-138138호, 일본 공개특허공보 2007-094071호, 일본 공개특허공보 2007-121721호, 일본 공개특허공보 2007-140465호, 일본 공개특허공보 2007-156439호, 일본 공개특허공보 2007-133184호, 일본 공개특허공보 2009-109831호, 일본 특허공보 제3883848호, 일본 특허공보 제4151746호에 기재된 아조 화합물, 일본 공개특허공보 2002-229039호에 기재된 방향족 에스터 화합물, 일본 공개특허공보 2002-265541호에 기재된 광배향성을 나타내는 구성 단위를 갖는 다관능 말레이미드 유도체와 알켄일 치환 나드이미드 화합물, 일본 공개특허공보 2002-317013호에 기재된 광배향성기와 중합성 말레이미드기를 갖는 중합성 단량체, 일본 특허공보 제4205195호, 일본 특허공보 제4205198호에 기재된 광가교성 실레인 유도체, 일본 공표특허공보 2003-520878호, 일본 공표특허공보 2004-529220호, 일본 특허공보 제4162850호에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드산, 또는 이들의 에스터, 일본 공개특허공보 평9-118717호, 일본 공표특허공보 평10-506420호, 일본 공표특허공보 2003-505561호, WO2010/150748호, 일본 공개특허공보 2013-177561호, 일본 공개특허공보 2014-012823호에 기재된 광이량화 가능한 화합물(특히, 신나메이트 화합물, 칼콘 화합물, 또는 쿠마린 화합물) 등을 들 수 있다.

이들 중에서도 특히 바람직한 예로서는, 상기 공보에 기재된 아조 화합물, 상기 공보에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는 이들 에스터, 상기 공보에 기재된 신나메이트 화합물, 또는 칼콘 화합물 등을 들 수 있다.

-도포 방법-

배향층 형성용 재료의 도포 수단(1)에는, 공지의 도포 수단이 적용된다.

도포 수단으로서, 구체적으로는, 커튼 코팅법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 인쇄 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬롯 코팅법, 롤 코팅법, 슬라이드 코팅법, 블레이드 코팅법, 그라비어 코팅법, 와이어 바법 등을 들 수 있다.

-건조 방법-

배향층 형성용 재료의 건조 수단(2)에는, 공지의 건조 수단이 적용된다.

건조 수단으로서, 구체적으로는, 오븐, 온풍, 적외선(IR) 히터 등을 이용하는 방법을 들 수 있다.

온풍 건조에 있어서는, 연속 필름 지지체의 배향층 형성용 재료가 도포된 면과는 반대의 면으로부터 온풍을 가하는 구성이어도 되고, 도포된 배향층 형성용 재료의 표면이 온풍으로 유동하지 않도록, 확산판을 설치한 구성으로 해도 된다.

건조 조건은, 이용한 배향층 형성용 재료의 종류, 도포량, 반송 속도 등에 따라 결정되면 되고, 예를 들면 30℃~140℃의 범위에서, 10초~10분간 행하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여, 제1 도막이 형성된다.

형성된 제1 도막의 막두께는, 0.1μm~5μm가 바람직하고, 0.2μm~1μm가 보다 바람직하다.

〔공정 (2)〕

일 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법에서는, 공정 (1) 후, 백업 롤에 널링부를 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 제1 도막에 와이어 그리드 편광자를 이용하여 편광 자외선을 조사하여, 배향 규제력을 구비한 배향층을 형성하는 공정 (2)가 행해진다.

공정 (2)의 일례에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 연속 필름 지지체(50) 상에 제1 도막이 형성된 후는, 연속 필름 지지체(50)를 백업 롤(40)에 감아 걸친 영역에서, 광배향 장치(60)에 의하여 제1 도막에 편광 자외선이 조사된다.

본 공정 (2)에 있어서의 편광 자외선의 조사에 대하여, 도 3~도 6을 참조하여, 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 도막이 형성된 연속 필름 지지체(50)는, 백업 롤(40)에 감아 걸친 영역에서, 광배향 장치(60)에 의하여 제1 도막에 편광 자외선이 조사된다.

제1 도막에 편광 자외선이 조사될 때, 도 4에 나타내는 바와 같이, 널링부(52)의 존재에 의하여, 널링부(52)의 근방과 연속 필름 지지체(50)의 폭방향의 중앙부에서는, 연속 필름 지지체(50)와 백업 롤(40)과의 거리가 바뀐다. 특히, 사행 방지를 효과적으로 행하는 점에서, 종래, 널링부의 높이는 20μm 정도로 하는 경우가 많지만, 이와 같은 높이를 갖는 널링부를 가지면, 상기의 거리의 차는 매우 큰 것이 된다.

이상과 같이, 널링부를 갖는 연속 필름 지지체(50)를 이용하면, 널링부(52)의 근방(도 4의 점선으로 둘러싸인 범위)에서는, 백업 롤(40)의 표면에 대하여 연속 필름 지지체(50)가 경사한 상태가 된다.

이 경사한 개소에 있어서는, 와이어 그리드 편광자(30)를 이용하여 조사된 편광 자외선의 편광 각도가 바뀌게 된다. 그 결과, 연속 필름 지지체(50)의 폭방향의 중앙부와, 널링부(52)의 근방에서는, 배향층의 배향축에 편차가 발생한다.

그러나, 널링부의 높이를 2μm~10μm에 제어함으로써, 폭방향에 있어서의 배향층의 배향축에 편차를 저감시킬 수 있다.

또, 널링부의 높이를 2μm 이상으로 하고 있음으로써, 백업 롤 상에서의 사행 방지 기능도 충분히 얻어진다.

-광배향 장치-

광배향 장치(60)는, 봉상 광원(10)과, 봉상 광원(10)으로부터의 광을 수직 방향으로 양호한 효율로 와이어 그리드 편광자(30) 측에 반사시키는 오목면 반사경(11)과, 봉상 광원(10)의 길이 방향으로 배열된 복수의 평행판(21)으로 이루어지는 루버(20)와, 루버(20)에 의하여 평행광화된 광을 직선 편광하는 와이어 그리드 편광자(30)로 구성된다.

그리고, 와이어 그리드 편광자(30)로부터 발해지는 편광 자외선이 제1 도막에 조사된다.

·봉상 광원

봉상 광원(10)으로서는, 예를 들면 텅스텐 램프, 할로젠 램프, 제논 램프, 제논 플래시 램프, 수은 램프, 수은 제논 램프, 카본 아크 램프 등의 램프, 각종의 레이저(예, 반도체 레이저, 헬륨 네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨 카드뮴 레이저, YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저), 발광 다이오드, 음극선관 등을 들 수 있다.

봉상 광원(10)으로부터 발해지는 자외선의 피크 파장은, 200nm~400nm가 바람직하다.

·루버

루버(20)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 봉상 광원(10)과 와이어 그리드 편광자(30)의 사이에 배치된다. 도 3에 있어서, 평행판(21)은 백업 롤(40)의 길이 방향(X)으로 등간격으로 배열되어 있다. 루버(20)를 설치함으로써, 봉상 광원(10)으로부터의 광을 평행광화하고, 와이어 그리드 편광자(30)에 입사하는 광의 확대를 억제하며, 백업 롤(40)에 대하여 바로 정면으로부터의 광으로 할 수 있다.

또, 평행판(21)은, 도 3에서는, 백업 롤(40)의 길이 방향(X)에 직교하는 각도로 배치되어 있지만, 직교에 한정되지 않고 경사 방향에 평행하게 배치되어 있어도 된다. 평행판(21)은, 도시하지 않는 연동 기구에 의하여, 피치와 각도를 조정할 수 있다.

또한, 도 3에서는, 루버(20)가, 백업 롤(40)의 길이 방향으로 배열된 평행판으로 이루어지는 경우를 나타냈지만, 루버(20)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 단면이 다각형 또는 원형인 복수의 통부로 구성되며, 통의 중심축이 백업 롤의 중심 축에 수직인 방향으로 배치한 것이어도 되고, 통을 구성하는 면에 무반사막을 갖고 있어도 된다.

또, 루버(20)는 봉상 광원(10)과 가능한 한 근접시켜, 루버로부터의 광누출이 없도록 설치하는 것이 바람직하다. 광누출을 억제하려면, 루버와 봉상 광원(10)을 접촉시켜도 되고, 간극을 다른 부재를 이용하여 차폐해도 된다.

또, 루버(20)와 와이어 그리드 편광자(30)와의 간극에 대해서도 동일하다.

루버(20)의 재질은, 스테인리스 또는 알루미늄과 같은 내열성이 있는 재료를 이용할 수 있다.

루버(20)의 표면은, 조사광의 조사 효율을 높이기 위하여, 평활화하여 반사율을 향상시킨 것이어도 된다. 또, 루버(20)는, 조사광의 직진성을 높이기 위하여, 표면에 요철을 부여하거나, 또는 무반사막으로 덮어 반사율을 저감시켜도 된다. 루버(20)의 표면의 반사율을 저감시키는 경우는, 루버(20)의 평행판(21)의 표면에는, 광흡수 부재가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

·와이어 그리드 편광자

도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 와이어 그리드 편광자(30)는, 복수의 와이어 그리드 편광 소자(32)가 프레임(31)으로 유지되어 이루어진다.

그리고, 각 와이어 그리드 편광 소자(32)는, 기판(33) 상에 복수의 직선상의 전기 도체로 이루어지는 와이어 그리드(34)가 배열되어 있다.

와이어 그리드 편광 소자(32)는, 와이어 그리드(34)의 길이 방향과 평행한 편파(편광) 성분은 반사하고, 직교하는 편파(편광) 성분은 통과한다. 직교하는 편파 성분을 통과하는 방향을 투과축이라고 한다.

전기 도체로서는, 크로뮴, 알루미늄 등의 금속선을 들 수 있다.

와이어 그리드(34)의 배열 각도(θ)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 백업 롤의 길이 방향(X)에 대하여 0°<θ<90°를 충족시킨다. 즉, 와이어 그리드(34)의 배열 각도(θ)는, 백업 롤의 길이 방향(X)에 대하여 직교 또는 평행이 아닌 각도라는 것이 된다.

와이어 그리드(34)의 배열 각도(θ)가 0°<θ<90°인 경우, 널링부(52)의 근방에서, 와이어 그리드 편광자(30)를 이용하여 조사된 편광 자외선의 연속 필름 지지체(제1 도막)에 대한 편광 각도가 바뀌게 된다.

와이어 그리드(34)의 배열 각도(θ)가 상기의 범위여도, 폭방향에 있어서의 배향층의 배향축에 편차를 저감시킬 수 있고, 그 결과, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차가 저감된 위상차 필름이 얻어진다.

·광배향 장치에 의한 편광 자외선의 조사 각도

다음으로, 백업 롤 상에서의 편광 자외선의 조사 각도에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 백업 롤(40)의 축 중심(O)에 수직인 면내에 있어서, 백업 롤(40)의 축 중심(O)을 통과하여 와이어 그리드 편광자(30)의 기판면(38)에 수직인 선을 기준선(L1)으로 하고, 기준선(L1)과, 백업 롤(40)의 축 중심(O)과 연속 필름 지지체(50) 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역(A)의 반송 방향 상류단(M)을 연결하는 선(L2)이 이루는 각도를 θ1로 하며, 기준선(L1)과 백업 롤(40)의 축 중심(O)과 연속 필름 지지체(50) 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역(A)의 반송 방향 하류단(N)을 연결하는 선(L3)이 이루는 각도를 θ2로 했을 때에, ｜θ1-θ2｜<10°를 충족시키는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, ｜θ1-θ2｜<7°이며, 더 바람직하게는, ｜θ1-θ2｜=0°이다.

｜θ1-θ2｜<10°로 함으로써, 백업 롤(40)의 조사 국면에 대하여, 바로 정면으로부터 편광 자외선을 조사할 수 있고, 액정 화합물의 배향축의 편차를 저감시킬 수 있다.

-백업 롤-

백업 롤은, 특별한 제한 없이, 공지의 것을 이용할 수 있다.

백업 롤로서는, 예를 들면 표면이, 하드 크로뮴 도금된 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

도금의 두께는, 도전성과 강도를 확보하는 관점에서 40μm~60μm가 바람직하다.

또, 백업 롤의 표면 조도는, 연속 필름 지지체와 백업 롤과의 마찰력의 편차를 저감시키는 점에서, 표면 조도 Ra에서 0.1a 이하가 바람직하다.

백업 롤의 온도는, 25℃~100℃로 유지되는 것이 바람직하고, 25℃~50℃가 보다 바람직하다.

백업 롤을 상기의 온도로 유지함으로써, 감아 걸쳐지는 연속 필름 지지체의 온도 제어를 행할 수 있다.

백업 롤은, 표면 온도를 검지하고, 그 온도에 근거하여 온도 제어 수단에 의하여 백업 롤의 표면 온도가 유지되는 것이 바람직하다.

백업 롤의 온도 제어 수단에는, 가열 방법이면, 유도 가열, 물 가열, 기름 가열 등이 이용되고, 냉각 방법이면, 냉각수를 이용하는 방법 등이 이용된다.

백업 롤의 직경으로서는, 연속 필름 지지체를 감아 걸치기 용이한 점, 편광 자외선의 조사가 용이한 점, 및 백업 롤의 제조 코스트의 점에서, 100mm~1000mm가 바람직하고, 100mm~800mm가 보다 바람직하며, 200mm~700mm가 보다 바람직하다.

공정 (2)에서는, 편광 자외선의 조사를 장가한 상태의 연속 필름 지지체에 대하여 행하기 위하여, 백업 롤을 감아 걸쳐진 연속 필름 지지체에 대하여 길이 방향으로 텐션이 걸려 있다.

텐션이 걸려 있을 때의 연속 필름 지지체의 폭(Fw2)은, 텐션이 걸려 있지 않을 때의 폭(Fw1)에 비하여 작아진다.

백업 롤 상에서의 연속 필름 지지체의 폭의 축소율은, 이하의 식 (1)로부터 구해지고, 0.05%~1.00%인 것이 바람직하며, 0.07%~0.30%인 것이 보다 바람직하다.

식 (1) 축소율(%)=(Fw1-Fw2)/Fw1×100

(Fw1은, 텐션이 걸려 있지 않을 때의 연속 필름 지지체의 폭을 나타내고, Fw2는, 백업 롤 상에서 텐션이 걸려 있을 때의 연속 필름 지지체의 폭을 나타낸다.)

상기와 같은 수축률이 되도록, 백업 롤 상에서는 연속 필름 지지체에 대하여 텐션을 걸치면 된다. 구체적으로는, 상기의 수축률을 달성하기 위하여, 백업 롤 상에서 연속 필름 지지체에 거는 텐션으로서는, 100N/m~600N/m가 바람직하다.

백업 롤 상에서의 연속 필름 지지체의 반송 속도는, 생산성 확보의 점, 및 편광 자외선 조사의 정확성을 높이는 점에서, 10m/min 이상 100m/min 이하인 것이 바람직하고, 20m/min 이상 60m/min 이하인 것이 바람직하다.

또, 백업 롤에 대한 연속 필름 지지체의 랩각은, 60° 이상이 바람직하고, 90° 이상이 보다 바람직하다.

또한, 랩각이란, 연속 필름 지지체가 백업 롤에 접촉할 때의 연속 필름 지지체의 반송 방향과, 백업 롤로부터 연속 필름 지지체가 이간할 때의 연속 필름 지지체의 반송 방향으로 이루어지는 각도를 말한다.

이상과 같이 하여, 제1 도막에 편광 자외선을 조사함으로써, 배향층 형성용 재료에 광반응을 발생시키고, 그 결과, 액정 화합물에 대한 배향 규제력을 구비한 배향층이 형성된다.

〔공정 (3)〕

위상차 필름의 제조 방법 (1)은, 공정 (2) 후, 배향층 상에 액정 화합물을 포함하는 액정층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 공정 (3)을 갖는다.

공정 (3)의 일례에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 백업 롤 상에서의 제1 도막에 대한 편광 자외선의 조사가 종료하면, 계속해서, 액정층 형성용 재료의 도포 수단(3)으로 액정 화합물을 포함하는 액정층 형성용 재료의 도포가 행해지고, 그 후, 액정층 형성용 재료의 건조 수단(4)에 의한 건조 영역에서 건조된다. 이렇게 하여, 연속 필름 지지체의 배향층 상에는 제2 도막이 형성된다.

-액정층 형성용 재료-

액정층 형성용 재료는, 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물을 함유하고, 중합성 화합물, 가교성 화합물, 카이랄제, 배향 제어제, 중합 개시제, 배향 조제 등의 공지의 그 외의 성분을 더 함유하고 있어도 된다.

·봉상 액정 화합물

봉상 액정 화합물로서는, 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류가 바람직하게 이용된다.

이상과 같은 저분자 액정성 분자만이 아니라, 고분자 액정성 분자도 이용할 수 있다.

봉상 액정 화합물은, 중합에 의하여 배향을 고정하는 것이 보다 바람직하며, 그 때문에, 중합성기를 갖는 봉상 액정 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.

중합성을 갖는 봉상 액정 화합물로서는, Makromol. Chem., 190권, 2255페이지(1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지(1993년), 미국 특허공보 4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, WO95/022586호, 동 95/024455호, 동 97/000600호, 동 98/023580호, 동 98/052905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-016616호, 동 7-110469호, 동 11-080081호, 및 일본 특허출원공보 2001-064627호 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.

또한, 봉상 액정 화합물로서는, 예를 들면 일본 공표특허공보 평11-513019호, 일본 공개특허공보 2007-279688호 등에 기재된 것도 바람직하게 이용할 수 있다.

·원반상 액정 화합물

원반상 액정 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2007-108732호, 일본 공개특허공보 2010-244038호 등에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

-도포 방법 및 건조 방법-

액정층 형성용 재료의 도포 및 건조에는, 공정 (1)에 있어서의 도포 및 건조와 동일한 방법을 이용할 수 있기 때문에, 여기에서는, 상세한 설명은 생략한다.

〔공정 (4)〕

위상차 필름의 제조 방법 (1)은, 공정 (3) 후, 제2 도막 중의 액정 화합물을 배향시키고, 배향을 고정하여 액정층을 형성하는 공정 (4)을 갖는다.

공정 (4)의 일례에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 연속 필름 지지체(50)의 배향층 상에 제2 도막이 형성된 후, 이 제2 도막에 대하여, 자외선 조사 수단(5)에서 자외선의 조사를 행한다. 이 자외선의 조사에 의하여, 제2 도막 중의 액정 화합물의 배향을 고정하여 액정층을 형성한다.

-액정 화합물의 배향-

액정 화합물의 배향을 고정하기 전에는, 제2 도막 중의 액정 화합물의 배향 처리를 행하는 것이 바람직하다.

배향 처리는, 실온 등에 의하여 건조시키거나, 또는 가열함으로써 행할 수 있다.

배향 처리로 형성되는 액정은, 서모트로픽성을 갖는 액정 화합물의 경우, 일반적으로 온도 또는 압력의 변화에 의하여 전이시킬 수 있다. 또, 리오트로픽성을 갖는 액정 화합물의 경우에는, 용매량 등의 조성비에 의해서도 전이시킬 수 있다.

봉상 액정 화합물이 스멕틱상을 발현하는 경우, 네마틱상을 발현하는 온도 영역이, 봉상 액정 화합물이 스멕틱상을 발현하는 온도 영역보다 높은 것이 보통이다. 따라서, 봉상 액정 화합물이 네마틱상을 발현하는 온도 영역까지 봉상 액정 화합물을 가열하고, 다음으로, 가열 온도를 봉상 액정 화합물이 스멕틱상을 발현하는 온도 영역까지 저하시킴으로써, 봉상 액정 화합물을 네마틱상으로부터 스멕틱상으로 전이시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 스멕틱상으로 함으로써, 액정 화합물이 고질서도로 배향된 액정이 얻어진다.

봉상 액정 화합물이 네마틱상을 발현하는 온도 영역에서는, 봉상 액정 화합물이 모노 도메인을 형성할 때까지 일정 시간 가열할 필요가 있다. 가열 시간은, 10초간~5분간이 바람직하고, 10초간~3분간이 더 바람직하며, 10초간~2분간이 가장 바람직하다.

봉상 액정 화합물이 스멕틱상을 발현하는 온도 영역에서는, 봉상 액정 화합물이 스멕틱상을 발현할 때까지 일정 시간 가열할 필요가 있다. 가열 시간은, 10초간~5분간이 바람직하고, 10초간~3분간이 더 바람직하며, 10초간~2분간이 가장 바람직하다.

액정 화합물의 배향은, 상술한 공정 (3)에 있어서의 건조로 행해져도 된다. 즉, 공정 (3)에 있어서의 건조로, 배향층 상에 도포된 액정층 형성용 재료의 건조와 액정 화합물의 배향의 양쪽 모두를 행해도 된다.

물론, 액정 화합물의 배향을, 상술한 공정 (3)에 있어서의 건조와는 별도로 행해도 된다.

-액정 화합물의 배향의 고정-

제2 도막 중의 액정 화합물의 배향을 고정한다.

액정 화합물의 배향의 고정은, 열중합 또는 활성 에너지선에 의한 중합으로 행할 수 있고, 그 중합에 적절한, 액정 화합물이 갖는 중합성기 또는 중합 개시제를 적절히 선택함으로써 행할 수 있다.

제조 적성 등을 고려하면, 도 1에 나타내는 바와 같은, 자외선 조사 수단(5)로부터 조사된 자외선에 의한 중합 반응을 바람직하게 이용할 수 있다.

중합성을 갖는 액정 화합물을 이용하는 경우, 자외선의 조사량이 적으면, 미중합의 액정 화합물이 잔존하여, 광학 특성의 온도 변화, 경시 열화등이 일어나는 원인이 된다. 그 때문에, 잔존하는 미중합의 액정 화합물의 비율이 5% 이하가 되도록 조사 조건을 결정하는 것이 바람직하다.

조사 조건으로서는, 액정층 형성용 재료의 처방, 및 제2 도막의 두께에도 따르지만, 자외선 조사량은, 50mJ/cm²~1000mJ/cm²가 바람직하고, 100mJ/cm²~500mJ/cm²가 보다 바람직하다.

자외선 조사 수단(5)에 이용하는 광원으로서는, 예를 들면 텅스텐 램프, 할로젠 램프, 제논 램프, 제논 플래시 램프, 수은 램프, 수은 제논 램프, 카본 아크 램프 등의 램프, 각종의 레이저(예, 반도체 레이저, 헬륨 네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨 카드뮴 레이저, YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저), 발광 다이오드, 음극선관 등을 들 수 있다.

그 외에, 액정층의 상세는, 일본 공개특허공보 2008-225281호 및 일본 공개특허공보 2008-026730호의 기재를 참조할 수 있다.

실시예

이하에, 실시예를 들어 본 발명의 실시형태를 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 절차 등은, 본 개시의 취지를 벗어나지 않는 한, 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다.

<널링부를 갖는 연속 필름 지지체>

[연속 필름 지지체 (1)~(11)]

하기 표 1에 기재된 연속 필름 지지체(셀룰로스트라이아세테이트 필름 TJ40, 후지필름 주식회사)를 준비했다.

준비한 연속 필름 지지체의 전체폭은 1.3m, 길이는 1000m였다.

표 1 중, "띠의 수"란, 연속 필름 지지체의 폭방향의 일방의 단부에 형성된 띠상의 널링부의 갯수를 의미하고, "사각형의 수"란, 연속 필름 지지체에 있어서의 널링부를 상면시했을 때의, 1cm²당에 존재하는 볼록부의 수를 의미하며, "막두께"는 연속 필름 지지체의 널링부가 형성되어 있지 않은 개소의 막두께를 나타낸다.

[표 1]

[널링부의 측정]

연속 필름 지지체 (1)~(11)에 대하여, 널링부의 높이를, 상술과 같이 하여, 측정했다.

측정 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 1]

(제1 도막의 형성)

연속 필름 지지체 (1)의 널링부를 갖는 면측에, 하기의 조성의 배향층 형성 재료를 와이어 바를 이용하여 도포했다. 그 후, 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 100℃의 온풍으로 120초 건조하고, 막두께 0.5μm의 제1 도막을 형성했다.

-배향층 형성용 재료의 조성-

광배향용 소재 P-1 1.0질량부

뷰톡시에탄올 33질량부

프로필렌글라이콜모노메틸에터 33질량부

물 33질량부

[화학식 1]

(편광 자외선의 조사)

다음으로, 제1 도막이 형성된 연속 필름 지지체를, 널링부를 갖는 면과는 반대의 면을 접촉시켜, 백업 롤(직경 600mm, 재질 스테인리스)에 감아 걸치고(도 3 참조), 대기하에서 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주))를 이용하여 자외선을 조사했다. 이때, 와이어 그리드 편광자(Moxtek사, ProFlux UVT300A)에 있어서의 와이어 그리드의 배열 각도(θ)를 45°로 하고, 또 ｜θ1-θ2｜=0°로 하여, 편광 자외선의 조사를 행하며, 배향층을 형성했다.

이때, 자외선의 조도는, UV(ultra-violet)-A영역(파장 380nm~320nm의 적산)에 있어서 100mW/cm², 조사량은 UV-A 영역에 있어서 1000mJ/cm²로 했다.

또, 백업 롤 상의 연속 필름 지지체의 폭의 축소율은 0.10%였다.

(제2 도막의 형성 및 액정층의 형성)

계속해서, 하기의 조성의 액정층 형성용 재료를 조제했다.

-액정층 형성용 재료의 조성-

역파장 분산 액정성 화합물 R-3 100질량부

광중합 개시제 3.0질량부

(이르가큐어 819, BASF(주))

함불소 화합물 A 0.8질량부

가교성 폴리머 O-2 0.3질량부

클로로폼 588질량부

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

배향층 상에 액정층 형성용 재료를, 바 코터를 이용하여 도포했다.

막면 온도 100℃에서 60초간 가열하고, 제2 도막을 형성하여, 70℃까지 냉각한 후에, 공기하에서 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주))를 이용하여 1000mJ/cm²의 자외선을 조사하며, 그 배향 상태를 고정화하여, 액정층을 형성했다.

이상과 같이 하여, 위상차 필름이 얻어졌다.

얻어진 위상차 필름에 있어서, 액정층은, 편광 조사 방향에 대하여 지상축 방향이 직교(즉, 편광판의 흡수축과도 직교)였다(역파장 분산 액정성 화합물이 편광 조사 방향에 대하여 직교로 배향하고 있었다).

자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지 게이소쿠 기키(주))를 이용하여, 리타데이션 Re의 광입사각도 의존성 및 광축의 틸트각을 측정한바, 파장 550nm에 있어서 Re가 130nm, 리타데이션 Rth가 65nm, Re(450)/Re(550)가 0.83, Re(650)/Re(550)가 1.05, 광축의 틸트각은 0°이고, 역파장 분산 액정성 화합물은 호모지니어스 배향이었다.

[실시예 2~9, 비교예 1, 2]

연속 필름 지지체 (1)을 하기 표 2에 기재된 연속 필름 지지체 (2)~(11) 중 어느 하나로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 위상차 필름을 제작했다.

[실시예 10, 11]

연속 필름 지지체 (1)을 연속 필름 지지체 (2)로 변경하고, 또 백업 롤 상의 연속 필름 지지체의 축소율을 0.05% 또는 1.00%로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 위상차 필름을 제작했다.

[폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차의 측정]

상기 실시예 및 비교예에서 제작한 위상차 필름에 대하여, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차를, 하기 방법 및 평가 기준에 근거하여 평가했다.

얻어진 위상차 필름의 선단으로부터 10m이고, 위상차 필름의 널링부의 일방의 외단으로부터 3mm 간격으로 폭방향을 향하여 5점, 그 이후에는, 50mm 간격으로 폭방향을 향하여 5점, 합계 10점에 있어서, 액정 화합물의 배향축의 각도를 측정했다.

또한, 액정 화합물의 배향축을 측정에는, Axoscan(Axometrics사)를 이용했다.

액정 화합물의 배향축의 편차는, 상기와 같이 하여 측정된 배향축의 각도의 최댓값과 최솟값과의 차분(°)으로 나타냈다. 이 차분이 클수록, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차가 큰 것이 된다.

또한, 차분이 0.2° 이상이 되면, 실용상 바람직하지 않다.

결과를 표 1에 나타낸다.

[연속 필름 지지체의 사행의 측정]

상술의 (편광 자외선의 조사) 시의, 백업 롤 상의 연속 필름 지지체의 사행을, 이하와 같이 하여 측정했다.

연속 필름 지지체의 폭방향의 일방의 단부에, 연속 필름 지지체의 표면에 접촉하지 않는 거리(1mm~2mm)까지 스케일을 접근시켜 스케일을 고정한다. 고정한 스케일 아래를 통과하는, 연속 필름 지지체의 단부의 폭방향의 흔들림폭을 육안으로 측정하고, 그 최댓값을 사행으로서 평가했다. 또한, 흔들림폭의 측정은, 연속 필름 지지체의 선단으로부터 10m에서 50m까지로 했다.

사행이 ±5mm 이상이 되면, 실용상 바람직하지 않다.

[표 2]

표 2에 명확한 바와 같이, 실시예 1~11의 위상차 필름은, 폭방향에 있어서의 액정 화합물의 배향축의 편차가 0.2° 미만으로 억제되고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 참고를 위하여, 널링부를 갖지 않은 것 이외에는 연속 필름 지지체 (1)과 동일한 연속 필름 지지체를 이용하여, 상술의 방법으로 사행의 측정을 행한바, 그 값은 ±5mm였다. 연속 필름 지지체의 사행이 크면, 반송 위치를 제어하는 것이 어려워져, 연속 필름 지지체에 주름이 발생하기 쉬워지고, 최악의 경우, 연속 필름 지지체의 절단이라는 문제에까지 도달할 우려가 있다.

2017년 8월 23일에 출원된 일본 특허출원 2017-160476호의 개시는, 그 전체가 참조에 의하여 본 명세서에 원용된다.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원, 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허출원, 및 기술 규격이 참조에 의하여 원용되는 것이 구체적이고 또한 개개에 기록된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의하여 원용된다.

1 배향층 형성용 재료의 도포 수단
2 배향층 형성용 재료의 건조 수단
3 액정층 형성용 재료의 도포 수단
4 액정층 형성용 재료의 건조 수단
5 자외선 조사 수단
10 봉상 광원
11 반사경
20 루버
21 평행판
30 와이어 그리드 편광자
31 프레임
32 와이어 그리드 편광 소자
33 기판
34 와이어 그리드
38 기판면
40 백업 롤
50 연속 필름 지지체
52 널링부
60 광배향 장치
X 백업 롤의 길이 방향
Y 연속 필름 지지체의 반송 방향
O 백업 롤의 축 중심
A 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역
M 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역의 반송 방향 상류단
N 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역의 반송 방향 하류단
L1 기준선(백업 롤의 축 중심을 통과하며 와이어 그리드 편광자의 기판면에 수직인 선)
L2 백업 롤의 축 중심과 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역의 반송 방향 상류단을 연결하는 선
L3 백업 롤의 축 중심과 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역의 반송 방향 하류단을 연결하는 선
θ1 기준선과, 백업 롤의 축 중심과 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역의 반송 방향 상류단을 연결하는 선이 이루는 각도
θ2 기준선과, 백업 롤의 축 중심과 연속 필름 지지체 상에 있어서의 편광 자외선의 조사 영역의 반송 방향 하류단을 연결하는 선이 이루는 각도

Claims

폭방향의 양단을 따라 높이 2μm~10μm의 널링부를 갖는 연속 필름 지지체의 널링부를 갖는 면과는 반대의 면에, 배향층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제1 도막을 형성하는 공정과,
백업 롤에 널링부를 접촉시켜 연속 필름 지지체를 감아 걸친 영역에서, 제1 도막에 와이어 그리드 편광자를 이용하여 편광 자외선을 조사하여, 배향 규제력을 구비한 배향층을 형성하는 공정과,
배향층 상에 액정 화합물을 포함하는 액정층 형성용 재료를 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 공정과,
제2 도막 중의 액정 화합물을 배향시켜, 배향을 고정하여 액정층을 형성하는 공정을 갖고, 와이어 그리드 편광자의 와이어 그리드의 배열 각도(θ)가 백업 롤의 축방향에 대하여 0°<θ<90°를 충족시키는, 위상차 필름의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
백업 롤의 직경이 100mm~1000mm인, 위상차 필름의 제조 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
연속 필름 지지체의 널링부가 형성되어 있지 않은 개소의 막두께가 15μm~150μm인, 위상차 필름의 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
연속 필름 지지체의 전체폭에 대한 널링부의 폭의 합의 비율이 0.5%~5.0%인, 위상차 필름의 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
연속 필름 지지체에 있어서의 널링부를 상면시했을 때의, 1cm²당에 존재하는 볼록부의 수는 10개~150개인, 위상차 필름의 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
백업 롤 상에서의 연속 필름 지지체의 폭의 축소율이 0.05%~1.00%인, 위상차 필름의 제조 방법.