KR20200100799A - 적층체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

배향을 향상시킨 광학막을 구비하는 적층체의 제조 방법을 제공한다.
제1 가열 공정(P1)은, 액정성 폴리머(21) 및 이색성 화합물(31)을 함유하는 건조 도막(97)을 가열하여, 이색성 화합물의 융점보다 높은 제1 온도(T1)로 한다. 제1 냉각 공정(P2)은, 건조 도막(97)을 냉각하여, 제1 온도(T1)로부터, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮고, 또한 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)보다 낮은 제2 온도(T2)로 한다. 제2 가열 공정(P3)은, 제1 냉각 공정(P2)을 거친 건조 도막(97)을 가열하여, 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 낮은 제3 온도(T3)로 한다.

Description

적층체의 제조 방법
본 발명은, 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 있어서는, 이색성 색소에 의하여 편광 기능을 발현하는 편광판의 제작이 시도되고 있다(특허문헌 1). 또, 내열성 및 내습성의 향상을 목적으로 하여, 아이오딘으로 염색한 폴리바이닐알코올(PVA) 대신에, 이색성 색소를 사용하는 편광판도 알려져 있다(특허문헌 2).
특허문헌 1은, 배향막 상에, 이색성 색소를 함유한 광학막인 편광막을 형성하고 있다. 편광막은, 이색성 색소와 중합성의 액정성 화합물(중합성 액정 화합물)이 용매에 녹아 있는 도포액으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 배향막 상에, 상기 도포액을 도포하고, 형성한 도막을, 중합성 액정 화합물의 상전이 온도보다 낮은 온도에서 중합시킨 후에, 중합성 액정 화합물이 중합하지 않는 온도하에서 건조한다. 다음으로, 건조한 도막을 중합성 액정 화합물의 네마틱 전이 온도 이상으로 가열하고, 그 후, 스멕틱상의 액정 상태가 되는 온도까지 냉각하고 있다.
특허문헌 2는, 배향막 상에, 이색성 색소를 함유한 광학막인 배향층을 형성하고 있다. 이색성 색소로서는 액정성 이색성 색소가 이용되고 있다. 이 액정성 이색성 색소가 용매에 녹아 있는 도포액을, 배향막 상에 도포하고, 형성한 도막으로부터 용매를 제거한다. 다음으로, 액정성 이색성 색소가 액정 상태를 나타내는 온도에 도막을 가열함으로써 배향시키고, 그 후 냉각함으로써 배향을 고정하고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-228706호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2005-189393호
특허문헌 2의 제조 방법은, 액정성 이색성 색소를 이용해야만 하지만, 특허문헌 1의 제조 방법에서는, 액정성 이색성 색소를 이용할 필요가 없는 점에서 메리트가 있다. 그러나, 특허문헌 1의 제조 방법에 의하면, 광학막의 배향이 불충분한 경우가 있다.
따라서, 본 발명은, 배향을 향상시킨 광학막을 구비하는 적층체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적층체의 제조 방법은, 도막 형성 공정과, 건조 공정과, 제1 가열 공정과, 냉각 공정과, 제2 가열 공정을 갖는다. 도막 형성 공정은, 액정성 화합물과, 이색성 화합물과, 액정성 화합물 및 이색성 화합물을 용해하는 용매를 포함하는 도포액을 배향막 상에 도포함으로써, 도막을 형성한다. 건조 공정은, 도막으로부터 용매를 감소시킨다. 제1 가열 공정은, 용매가 감소한 도막을 가열하여, 이색성 화합물의 융점보다 높은 제1 온도로 한다. 냉각 공정은, 제1 가열 공정을 거친 도막을 냉각하여, 제1 온도로부터, 이색성 화합물의 결정화 온도보다 낮고, 또한 액정성 화합물의 결정화 온도보다 낮은 제2 온도로 한다. 제2 가열 공정은, 냉각 공정을 거친 도막을 가열하여, 액정성 화합물의 네마틱 전이 온도보다 낮은 제3 온도로 한다.
이색성 화합물이 회합성을 갖는 경우, 제3 온도는 이색성 화합물의 회합을 촉진하는 회합 촉진 온도 범위 이상의 온도인 것이 바람직하다.
제3 온도는, 적어도 액정성 화합물의 결정화 온도보다 높은 것이 바람직하다.
제3 온도는, 이색성 화합물의 결정화 온도보다 낮은 것이 바람직하다.
제2 가열 공정은, 냉각 공정을 거친 도막을, 0.1℃/초 이상 3.0℃/초 이하의 가열 속도로 가열하는 것이 바람직하다.
제2 가열 공정은, 제3 온도(T3)를 1초 이상 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 의하면, 배향을 향상시킨 광학막을 구비하는 적층체를 제조할 수 있다.
도 1은 편광판의 단면도이다.
도 2는 편광막의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 제조 장치의 블록도이다.
도 4는 제1 보호층 형성부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 5는 배향막 형성부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 6은 도포 광학막 형성부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 7은 온도 관리부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 온도 관리부에 있어서의 온도 제어 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 9는 네마틱 전이 온도 미만의 온도에 있어서의 건조 도막의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 10은 제1 온도로 한 건조 도막의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 11은 냉각 후의 건조 도막의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 12는 제1 가열부 등의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 13은 제2 보호층 형성부의 구성을 나타내는 설명도이다.
[적층체]
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조하는 적층체(10)는, 예를 들면 입사하는 광을 특정의 편광으로 조정하는 편광판이다. 적층체(10)는, 기재(11)와, 기재(11) 상에 적층한 제1 보호층(12)과, 제1 보호층(12) 상에 적층한 배향막(13)과, 배향막(13) 상에 적층한 도포 광학막(14)과, 도포 광학막(14) 상에 적층한 제2 보호층(15)을 갖는다.
기재(11)는, 도포 광학막(14) 등을 형성할 때에 변질되지 않는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 기재(11)에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 혹은 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 폴리머, 다이아세틸셀룰로스, 혹은 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 등의 셀룰로스계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 혹은 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스타이렌, 혹은 아크릴로나이트릴스타이렌 공중합체 등의 스타이렌계 폴리머, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 환상 혹은 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 폴리머, 염화 바이닐계 폴리머, 나일론 혹은 방향족 폴리아마이드 등의 아마이드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 설폰계 폴리머, 폴리에터설폰계 폴리머, 폴리에터에터케톤계 폴리머, 폴리페닐렌설파이드계 폴리머, 바이닐알코올계 폴리머, 염화 바이닐리덴계 폴리머, 바이닐뷰티랄계 폴리머, 아크릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머 등의 투명 폴리머, 또는 이들 폴리머의 블렌드물로 이루어지는 필름 혹은 시트 등을 사용할 수 있다. 또, 기재(11)는, 유리여도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 기재(11)는 TAC 필름이다.
제1 보호층(12)은, 기재(11)를 투과하는 물(수증기를 포함함) 및/또는 산소 등으로부터, 배향막(13) 및 도포 광학막(14)을 보호한다. 본 실시형태에 있어서는, 제1 보호층(12)은 폴리바이닐알코올(PVA)이며, 기재(11)인 TAC 필름을 투과하는 물 등을 차폐한다. 또한, 기재(11)이 물 등을 투과하지 않는 경우, 적층체(10)로부터 제1 보호층(12)을 생략할 수 있다.
배향막(13)은, 특정의 조건하에 있어서, 도포 광학막(14)이 함유하는 액정성 화합물의 배향을 규제한다. 본 실시형태에 있어서는, 배향막(13)은, 아조 화합물을 함유하고 있고, 이 아조 화합물이, 특정 방향으로 편광한 자외선 등의 조사에 의하여 이성화하여, 특정의 방향을 따라 배향한 광배향막이다. 아조 화합물로서는, 모노머, 올리고머, 혹은 폴리머 모두 이용할 수 있지만, 본 예에서는 모노머인 아조벤젠을 이용하고 있다. 아조 화합물 대신에, 예를 들면 신나메이트 등을 이용해도 된다. 또한, 배향막(13)을 적층하는 대신에, 기재(11), 제1 보호층(12), 또는 제1 보호층(12) 상에 마련하는 다른 필름 등의 표면을 러빙 처리함으로써, 도포 광학막(14)이 함유하는 액정성 화합물의 배향을 규제할 수 있다.
도포 광학막(14)은, 적층체(10)에 있어서 편광자로서의 기능을 갖는다. 도포 광학막(14)은, 도포에 의하여 형성하는 광학막이며, 액정성 화합물과 적어도 1종류의 이색성 화합물(31)을 함유한다.
본 실시형태에 있어서는, 액정성 화합물로서 액정성 폴리머(21)(도 2 참조)를 이용한다. 액정성 폴리머(21)는 주쇄 또는 측쇄에 메소젠기를 갖는 폴리머이다. 액정성 폴리머(21)로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-237513호에 기재되어 있는 서모트로픽 액정성 고분자, 일본 공개특허공보 2016-004055호에 기재된 서모트로픽 액정성을 갖는 폴리머를 사용할 수 있다. 또, 액정성 폴리머(21)는, 말단에 가교성기(예를 들면, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기)를 갖고 있어도 된다. 또한, 액정성 화합물로서는, 액정성 폴리머(21) 대신에, 또는 액정성 폴리머(21)와 함께, 액정성 모노머 또는 액정성 폴리머(21)와는 다른 액정성 폴리머 등, 다른 액정성 화합물도 사용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 도포 광학막(14)이 함유하는 액정성 폴리머(21)는 이른바 측쇄형이며, 유연한 주쇄(22)와, 메소젠기(23)를 갖는 측쇄(24)를 갖는다. 메소젠기(23)는, 제조의 과정에 있어서, 배향막(13)에 의하여 대략 소정 방향(이하, X방향이라고 함)을 따라 배향한다. 또, 주쇄(22)는 X방향으로 수직인 방향(이하, Y방향이라고 함)으로 대략 배향한다. 따라서, 도포 광학막(14)의 액정성 폴리머(21)는, 사다리상 또는 그물코상으로 배열하고, 또한 적어도 일부에 있어서 주쇄(22)와 메소젠기(23)에 의하여 1 또는 복수의 이색성 화합물(31)을 포함하는 공극(26)을 형성한다.
이색성 화합물(31)이란, 이른바 이색성을 갖는 화합물이며, 편광 방향이 90도 다른 2개의 직선 편광을 조사한 경우에 이들 각 직선 편광의 흡수 강도에 차가 있다. 본 실시형태에 있어서는, 도포 광학막(14)이 함유하는 이색성 화합물(31)은, 상기 이색성을 갖는 것 외에, 특정의 조건하에 있어서 분자간력에 의하여 2개 이상이 규칙적인 배열로 결합하는 성질(이른바 회합성)을 갖는다. 따라서, 액정성 폴리머(21)가 공극(26)에 2 이상의 회합성을 갖는 이색성 화합물(31)을 트랩(포착)한 경우, 제조 공정에 있어서 이들 이색성 화합물(31)은 회합하고 회합체(32)를 형성하여, 배향이 대략 구비된다. 또, 공극(26)에 트랩된 이색성 화합물(31) 및/또는 이색성 화합물(31)의 회합체(32)는, 메소젠기(23)와 동일한 방향으로 배향이 대략 규제된다.
이색성 화합물(31)로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-228706호의 [0067]~[0071] 단락, 일본 공개특허공보 2013-227532호의 [0008]~[0026] 단락, 일본 공개특허공보 2013-209367호의 [0008]~[0015] 단락, 일본 공개특허공보 2013-014883호의 [0045]~[0058] 단락, 일본 공개특허공보 2013-109090호의 [0012]~[0029] 단락, 일본 공개특허공보 2013-101328호의 [0009]~[0017] 단락, 일본 공개특허공보 2013-037353호의 [0051]~[0065] 단락, 일본 공개특허공보 2012-063387호의 [0049]~[0073] 단락, 일본 공개특허공보 평11-305036호의 [0016]~[0018] 단락, 일본 공개특허공보 2001-133630호의 [0009]~[0011] 단락, 일본 공개특허공보 2011-215337호의 [0030]~[0169], 일본 공개특허공보 2010-106242호의 [0021]~[0075] 단락, 일본 공개특허공보 2010-215846호의 [0011]~[0025] 단락, 일본 공개특허공보 2011-048311호의 [0017]~[0069] 단락, 일본 공개특허공보 2011-213610호의 [0013]~[0133] 단락, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0074]~[0246] 단락, WO2016/060173호의 [0005]~[0041] 단락, WO2016/136561호의 [0008]~[0062] 단락 등에 기재된 이색성 색소를 사용할 수 있다. 또, 가시광이 아닌 다른 파장 영역에서 이색성을 나타내는 화합물이어도 된다. 예를 들면, 적외선 또는 자외선의 파장 영역에서 이색성을 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
제2 보호층(15)은, 도포 광학막(14)을 물 등으로부터 보호한다. 제2 보호층(15)은, 아크릴계 폴리머, 아크릴레이트계 모노머 중합체, 에폭시계 모노머 중합체 또는, 환상 올레핀 폴리머(COP) 혹은 환상 올레핀 코폴리머(COC) 등으로 형성되어 있지만, 형성하는 재료는 이들에 한정되지 않는다.
상기와 같이 구성한 적층체(10)는, 기재(11) 측 또는 제2 보호층(15) 측으로부터 입사하는 광에 대하여, 이색성 화합물(31) 및/또는 회합체(32)가 X방향의 편광을 흡수하고, 또한 Y방향의 편광을 투과하기 때문에, 편광판으로서 기능한다. 또, 편광자로서의 기능을 갖는 도포 광학막(14)은 매우 얇게 형성할 수 있고, 또한 도포 광학막(14) 내에 있어서 이색성 화합물(31)의 배향이 고정밀도로 구비되어 있다. 이 때문에, 적층체(10)는, 아이오딘을 첨가한 PVA를 이용하는 편광판(이하, 아이오딘 첨가 PVA 편광판이라고 함)보다 투과율을 높게 한 경우(특히, 투과율을 50% 이상의 고투과율로 하는 경우)에, 아이오딘 첨가 PVA 편광판보다 편광도가 높다. 이 외에, 도포 광학막(14)을 아이오딘 첨가 PVA 편광판보다 얇게 형성할 수 있는 결과, 적층체(10)의 전체로서도 아이오딘 첨가 PVA 편광판보다 얇고, 또한 아이오딘 첨가 PVA 편광판과 동일한 정도나 그 이상의 내구성(내열성 또는 내습성 등)을 갖는다.
[적층체의 제조 장치 및 제조 방법]
적층체(10)는, 예를 들면 도 3에 나타내는 제조 장치(40)를 이용하여 제조한다. 이 예에서는, 적층체(10)를 장척으로 제조하고 있지만, 얻어진 장척의 적층체(10)를 커팅함으로써 시트상으로 제조해도 된다. 제조 장치(40)는, 장척의 기재(11)의 반송 방향에 있어서의 상류 측으로부터 순서대로, 제1 보호층 형성부(41)와 배향막 형성부(42)와 도포 광학막 형성부(43)와 제2 보호층 형성부(44)를 구비한다. 제1 보호층 형성부(41)는, 기재(11) 상에 제1 보호층(12)을 형성한다. 배향막 형성부(42)는, 제1 보호층(12) 상에 배향막(13)을 형성한다. 도포 광학막 형성부(43)는, 배향막(13) 상에 도포 광학막(14)을 형성한다. 제2 보호층 형성부(44)는, 도포 광학막(14) 상에 제2 보호층(15)을 형성한다. 제조 장치(40)는, 도시하지 않는 반송 기구(반송 롤러 및 반송 롤러의 구동 기구 등)를 이용하여 기재(11)를 길이 방향으로 반송하면서, 상기 각부(各部)가 막 또는 층을 순차 적층함으로써 적층체(10)를 얻는다. 또한, 기재(11)의 반송 방향에는 부호 Dc를 붙인다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 보호층 형성부(41)는, 도막 형성부(51)와, 건조부(52)를 구비한다. 도막 형성부(51)는, 반송 방향(Dc)으로 이동하는 기재(11) 상에, PVA가 용매에 녹아 있는 도포액(53)을 도포하고, 도막(54)을 형성한다. 그 후, 건조부(52)는, 가열, 송풍, 자연 건조 및/또는 그 외의 방법에 의하여 도막(54)으로부터 용매를 감소시키고, 도막(54)을 건조함으로써, 기재(11) 상에 제1 보호층(12)을 형성한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 배향막 형성부(42)는, 도막 형성부(61)와, 건조부(62)와, 광조사부(63)를 구비한다. 도막 형성부(61)는, 제1 보호층(12) 상에, 아조 화합물이 용매에 녹아 있는 도포액(66)을 도포하고, 도막(67)을 형성한다. 그 후, 건조부(62)는, 가열, 송풍, 자연 건조 및/또는 그 외의 방법에 의하여 도막(67)으로부터 용매를 감소시키고, 도막(67)을 건조함으로써, 제1 보호층(12) 상에 건조 도막(68)을 형성한다. 이어서, 광조사부(63)는, 건조 도막(68)에 자외선의 편광을 조사한다. 그 결과, 건조 도막(68)은, 아조 화합물을 자외선의 편광 방향을 따라 이성화하여, 배향막(13)을 형성한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 도포 광학막 형성부(43)는, 도막 형성부(91)와, 건조부(92)와, 온도 관리부(93)를 구비한다. 도막 형성부(91)는, 배향막(13) 상에, 액정성 폴리머(21)와, 이색성 화합물(31)과, 액정성 폴리머(21) 및 이색성 화합물(31)을 용해하는 용매를 함유하는 도포액(94)을 도포함으로써, 도막(96)을 형성한다(도막 형성 공정). 또한, 이 예의 도포액(94)은, 액정성 폴리머(21)와, 이색성 화합물(31)이 용매에 녹은 상태로 되어 있다. 그 후, 건조부(92)는, 가열, 송풍, 자연 건조 및/또는 그 외의 방법에 의하여 도막(96)으로부터 용매를 감소시키고, 도막(96)을 건조함으로써, 배향막(13) 상에 건조 도막(97)을 형성한다(건조 공정). 온도 관리부(93)는, 용매가 감소한 도막인 건조 도막(97)을 승온하고, 강온하거나 및/또는 특정의 온도 대역을 유지함으로써, 건조 도막(97)을 숙성한다. 이 온도 관리부(93)가 행하는 온도 관리에 의하여, 건조 도막(97) 내에 있어서 액정성 폴리머(21) 및 이색성 화합물(31)의 배향이, 보다 정밀하게 구비된다. 이 결과, 건조 도막(97)은, 편광자로서의 기능을 갖는 도포 광학막(14)이 된다. 또한, 건조 공정의 종료 시에 있어서, 건조 도막(97)에 용매가 잔류하고 있어도 되고, 이 예에 있어서도 소량 잔류하고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 온도 관리부(93)는, 제1 가열부(101)와, 제1 냉각부(102)와, 제2 가열부(103)와, 제2 냉각부(104)를 구비하고, 도 8에 나타내는 온도 제어 프로파일에 따라 온도 관리를 한다.
제1 가열부(101)는, 건조부(92)로부터 반송되는 중간 적층체(110)를 가열하여, 건조부(92)로부터 반송될 때의 온도(예를 들면 상온(To))로부터 특정의 온도로 한다. 구체적으로는, 제1 가열부(101)는, 적어도 건조 도막(97)을 가열하여, 이색성 화합물(31)의 융점(Tm)보다 높은 제1 온도(T1)로 하는 제1 가열 공정(P1)을 행한다. 이색성 화합물(31)의 융점(Tm)은, 통상 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 높다. 이 때문에, 제1 가열부(101)가 건조 도막(97)을 제1 온도(T1)로 한 경우에는, 자동적으로 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)를 초과한다.
또한, 액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)의 구체적인 조합에 기인하여, 이색성 화합물(31)의 융점(Tm)이, 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 낮은 경우, 제1 온도(T1)는, 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 높은 온도이다. 즉, 제1 온도(T1)는, 적어도, 이색성 화합물(31)의 융점(Tm)보다 높고, 또한 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 높은 온도이다.
제1 온도(T1)는, 액정성 폴리머(21)의 융점(도시하지 않음)보다 낮은 것이 필요하다. 액정성 폴리머(21)의 융점 이상으로 한 경우에는, 건조 도막(97)이 융해되어, 막의 상태를 유지할 수 없게 되기 때문에, 결과적으로 건조 도막(97)으로부터 도포 광학막(14)을 형성할 수 없기 때문이다. 동일하게, 제1 온도(T1)는, 기재(11), 제1 보호층(12), 또는 배향막(13)이 손상되는 온도(예를 들면, 융해, 변형, 또는 변질(배향막(13)에 대해서는 이성화의 방향성이 소실되는 것을 포함함) 등이 발생하는 온도)보다 낮은 것이 필요하다. 또한, 제1 온도(T1)는, 액정성 폴리머(21)의 스멕틱상으로의 상전이 온도(도시하지 않음) 등, 다른 상으로의 전이 온도보다 낮은 것이 필요하다. 즉, 제1 온도(T1)는, 액정성 폴리머(21)가 네마틱상을 나타내는 온도이다.
제1 가열 공정(P1)은, 보다 자세하게는, 승온 공정(P1a)과, 온도 유지 공정(P1b)을 갖는 것이 바람직하다. 승온 공정(P1a)은, 제1 온도(T1)까지의 실제적인 온도의 상승 변화를 발생시켜 제1 온도(T1) 미만의 건조 도막(97)을 최초로 제1 온도(T1)까지 승온하는 공정이다. 온도 유지 공정(P1b)은, 제1 온도(T1)에 도달한 건조 도막(97)을 제1 온도(T1)로 유지하는 공정이다.
건조 도막(97)을 제1 온도(T1)로 하는 것은, 액정성 폴리머(21)을 네마틱상으로 하고, 또한 이색성 화합물(31)을 융해함으로써, 액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)이 상용한 상태로 하기 위함이다. 따라서, 이 상태를 만들어 낼 수 있으면, 건조 도막(97)을 제1 온도(T1)로 할 때의 구체적인 승온의 프로파일은 임의이다. 예를 들면, 도 8의 온도 프로파일에 있어서는, 승온 공정(P1a)은 경과 시간 t1로부터 경과 시간 t2에 걸쳐 일정한 승온 속도로 직선적으로 건조 도막(97)을 승온하고 있지만, 승온 공정(P1a)은 제1 온도(T1)까지 단계적으로 또는 임의 형상의 곡선을 따라 승온해도 된다.
또, 온도 유지 공정(P1b)은, 경과 시간 t2로부터 경과 시간 t3의 사이, 대략 완전하게 제1 온도(T1)를 유지하고 있지만, 제1 온도(T1) 이상의 온도를 유지할 수 있으면 된다. 즉, "제1 온도(T1)를 유지한다"란, "이색성 화합물(31)의 융점(Tm)보다 높고, 또한 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 높은 온도"를 유지하는 것, 즉, 도포 광학막(14) 및 배향막(13) 등 그 외의 층 또는 막에 문제가 없고, 액정성 폴리머(21)가 네마틱상을 나타내며, 또한 액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)의 상용을 계속할 수 있는 온도 범위 내에 건조 도막(97)의 온도를 유지하는 것을 말한다. 따라서, 온도 유지 공정(P1b)은, 엄밀하게 제1 온도(T1)를 계속할 필요는 없고, 온도 유지 공정(P1b)에 있어서 건조 도막(97)의 온도 변화가 있어도 된다.
승온 공정(P1a)에 필요로 하는 시간(Δt21=t2-t1), 온도 유지 공정(P1b)에 필요로 하는 시간(Δt32=t3-t2), 및 제1 가열 공정(P1)의 전체에 필요로 하는 시간(Δt31=t3-t1)은, 모두 액정성 폴리머(21), 이색성 화합물(31), 및 그 외의 중간 적층체(110)를 구성하는 각부의 재질 등에 따라 조절 가능하다. 온도 유지 공정(P1b)에 있어서는, 건조 도막(97)의 전체에 있어서, 액정성 폴리머(21)가 네마틱상을 나타내고, 또한 액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)의 상용하는 상태를 실현하기 위하여 필요로 하는 실제적인 시간만, 제1 온도(T1)를 유지하면 충분하다. 제1 온도(T1)를 유지하는 시간은, 액정성 폴리머(21), 이색성 화합물(31), 및 그 외의 중간 적층체(110)를 구성하는 각부의 재질 등에 따라서도 다르지만, 예를 들면 수 초부터 수십 초 정도이며, 1초 이상 19초 이하인 것이 바람직하고, 5초 이상 15초 이하인 것이 보다 바람직하며, 9초 이상 11초 이하인 것이 특히 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 제1 온도(T1)를 유지하는 시간은 10초이다.
제1 가열부(101)가 건조 도막(97)을 가열하는 경우, 건조 도막(97)의 온도가 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne) 미만 상태에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 건조 도막(97) 내에 있어서 액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)이 대략 랜덤으로 나열된 상태로 고화하고 있다. 그 후, 건조 도막(97)이 제1 온도(T1)에 도달한 경우, 도 10에 나타내는 바와 같이, 액정성 폴리머(21)는 유동성을 증가하여 네마틱상을 나타내고, 대략 배향막(13)에 따라 배향한다. 한편, 건조 도막(97)이 제1 온도(T1)에 도달한 경우, 이색성 화합물(31)은 용융하여 액정성 폴리머(21)와 상용하지만, 액정성 폴리머(21)가 대략 배향막(13)에 따른 배향을 취하기 때문에, 결과적으로, 메소젠기(23) 사이에 모이기 쉬워진 상태가 된다.
제1 냉각부(102)는, 제1 가열 공정(P1)을 거친 건조 도막(97)을 냉각하여, 제1 온도(T1)로부터, 적어도 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮은 제2 온도(T2)로 하는 제1 냉각 공정(P2)(냉각 공정)을 행한다. 보다 바람직하게는, 제2 온도(T2)는, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮고, 또한 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)보다 낮은 온도이다. 본 실시형태에 있어서는, 제2 온도(T2)는, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮고, 또한 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)보다 낮은 온도이다.
또한, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)는, 통상 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 낮다. 이 때문에, 제1 냉각부(102)가 건조 도막(97)을 제2 온도(T2)로 한 경우, 자동적으로 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)를 밑돈다. 또, 통상은, 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)는, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮기 때문에, 제1 냉각부(102)가 건조 도막(97)을 제2 온도(T2)로 하는 과정에서, 액정성 폴리머(21)보다 먼저 이색성 화합물(31)이 결정화한다.
액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)의 구체적인 조합에 기인하여, 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)와, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)의 고저 관계가 상기와는 역전하는 경우가 있다. 이 경우에 있어서도, 제2 온도(T2)는, 적어도 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮은 온도이다. 즉, 제2 온도(T2)는, 적어도 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)를 하회할 필요가 있지만, 반드시 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)를 하회할 필요는 없다. 제1 냉각 공정(P2)에 있어서는, 액정성 폴리머(21)는, 배향막(13)에 따라 규칙적으로 배열한 결과로서 형성되는 공극(26)에 1 또는 복수의 이색성 화합물(31)을 포함하고, 또한 이색성 화합물(31)은, 액정성 폴리머(21)가 형성하는 일정한 공극(26) 내에 있어서 대략 일정한 배향을 얻고 있는 상태를 유지한 채로 이동 또는 회전 등의 운동을 억제할 수 있으면 되기 때문이다.
제1 냉각 공정(P2)은 건조 도막(97)을 급속 냉각하는 공정이다. 이 때문에, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서는, 소정의 냉각 속도 이상의 냉각 속도로 건조 도막(97)을 냉각하거나, 또는 제1 온도(T1)로부터 제2 온도(T2)까지 소정 시간 내에 건조 도막(97)을 냉각한다. 냉각 속도란, 온도를 내리는(즉 강온하는) 강온 속도이다. 예를 들면, 3℃/초의 냉각 속도란, 1초간에 온도를 3℃ 내리는 것을 말한다.
구체적으로는, 제1 냉각 공정(P2)은, 적어도 1℃/초 이상, 보다 바람직하게는 3℃/초 이상, 특히 바람직하게는 5℃/초 이상의 냉각 속도(이하, 소정 냉각 속도라고 함)로 건조 도막(97)을 냉각한다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 간단하게 하기 위하여, 이색성 화합물(31)은 결정화 온도(Tc)에 있어서 결정화하는 것으로 하고 있지만, 보다 실제적으로는, 이색성 화합물(31)은 소정의 온도 범위(이하, 결정화 온도 범위라고 함)에 있어서 결정화한다. 결정화 온도 범위의 상한의 온도(즉 냉각 시에 이색성 화합물(31)의 결정화가 개시하는 온도)를 "Tc1"이라고 하고, 또한 결정화 온도 범위의 하한의 온도(즉 이색성 화합물(31)의 결정화가 완료되는 온도)를 "Tc2"라고 하는 경우, 적어도, 결정화 온도 범위의 상한의 온도(Tc1)로부터 결정화 온도 범위의 하한의 온도(Tc2)에 도달할 때까지의 냉각 속도가 소정 냉각 속도인 것이 바람직하다. 또한, 소정 냉각 속도는, 이른바 평균 속도이다. 이 때문에, 건조 도막(97)을 냉각하는 과정의 일부에 있어서 소정 냉각 속도를 하회하는 냉각 속도로 냉각하는 시간을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 어느 하나의 온도 구간에서 평균한 냉각 속도가 소정 냉각 속도이면 된다. 또, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서의 냉각 속도에는 기본적으로는 상한은 없다. 이 때문에, 건조 도막(97)을 갖는 중간 적층체(110)의 각부가 변질되거나, 또는 주름이 발생하는 등의 문제가 발생하지 않는 범위 내이면, 가능한 한 빠르게 냉각하는 것이 바람직하다.
제1 냉각 공정(P2)에 있어서는, 건조 도막(97)을, 제1 온도(T1)로부터 제2 온도(T2)까지, 0.01초 이상 110초 이내에, 바람직하게는 0.01초 이상 40초 이내에, 보다 바람직하게는 0.01초 이상 25초 이내에, 특히 바람직하게는 0.01초 이상 10초 이내에 건조 도막(97)을 냉각한다. 또, 보다 실제적으로는, 적어도 결정화 온도 범위의 상한의 온도(Tc1)로부터 결정화 온도 범위의 하한의 온도(Tc2)에 도달할 때까지의 소요 시간이 0.01초 이상 40초 이내이면 되고, 0.01초 이상 20초 이내인 것이 보다 바람직하며, 0.01초 이상 10초 이내인 것이 특히 바람직하다.
또한, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서는, 적어도 상기 소정 냉각 속도 또는 상기 소정 시간 이내에 건조 도막(97)을 냉각할 수 있으면 되고, 상기 소정 냉각 속도 또한 상기 소정 시간 이내에 건조 도막(97)을 냉각하는 것이 바람직하다. 또, 상기 소정 냉각 속도 또는 상기 소정 시간을 준수하는 경우, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서의 구체적인 냉각의 프로파일은 임의이다. 예를 들면, 도 8에 있어서는, 제1 냉각 공정(P2)은, 경과 시간 t3으로부터 경과 시간 t4에 걸쳐 일정한 냉각 속도로 직선적으로 건조 도막(97)을 강온하고 있지만, 제1 냉각 공정(P2)은 제2 온도(T2)까지 단계적으로 또는 임의 형상의 곡선을 따라 강온해도 된다. 또, 제1 냉각 공정(P2)은, 그 일부에, 건조 도막(97)의 온도가 내려가지 않는(일정한 온도를 유지하는 등) 시간대가 있어도 된다. 또, 제1 냉각 공정(P2)은, 그 일부에, 건조 도막(97)의 온도가 오르는 시간대가 있어도 된다. 상기와 같이, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서, 단계적으로 또는 임의 형상의 곡선을 따라 강온하는 경우, 또는 일부에, 건조 도막(97)의 온도가 내려가지 않는 시간대 혹은 건조 도막(97)의 온도가 오르는 시간대를 포함하는 경우, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서의 최저의 도달 온도가 제2 온도(T2)이다.
또, 제1 냉각 공정(P2)은, 제1 가열 공정(P1)의 다음 공정이다. 즉, 제1 가열 공정(P1) 후, 제1 냉각 공정(P2)의 개시까지의 사이에, 건조 도막(97)의 온도 변화를 수반하는 공정 및 그 외 건조 도막(97) 상태의 변화를 수반하는 공정을 행하지 않고, 제1 가열 공정(P1)의 직후에 제1 냉각 공정(P2)을 행한다.
제1 냉각부(102)가 건조 도막(97)을 냉각한 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 메소젠기(23)가 배향막(13)에 더 정확하게 따른 규칙적인 배향 상태에 가까워지면서 액정성 폴리머(21)가 고화하여, 공극(26)이 보다 명확화한다. 한편, 이색성 화합물(31)은, 공극(26)에 있어서 메소젠기(23)의 배향 방향으로 추종하여 대략 일정한 배향 상태를 유지한 채로 고화하여, 액정성 폴리머(21)에 대하여 상분리한 상태가 된다. 이 결과, 건조 도막(97)은 전체적으로 일정한 편광자로서의 기능을 얻는다.
상기와 같이, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서, 공극(26)에 트랩된 이색성 화합물(31)이, 공극(26)을 파괴하거나, 또는 다른 공극(26)으로 결합하거나 하여 이색성 화합물(31)의 위치 및 방향이 랜덤인 결정 성장을 하지 않고, 메소젠기(23) 등이 형성하는 공극(26)에 따른 배열 질서를 유지하여 결정화하는 것은, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서 건조 도막(97)을 급랭하기 때문이다. 또, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서, 메소젠기(23)가 배향막(13)에 더 정확하게 따른 규칙적인 배향 상태에 가까워지면서 액정성 폴리머(21)가 고화하는 것도, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서 건조 도막(97)을 급랭하기 때문이다.
제2 가열부(103)는, 제1 냉각 공정(P2)을 거친 건조 도막(97)을 가열하여, 제3 온도(T3)로 하는 제2 가열 공정(P3)을 행한다. 제3 온도(T3)는, 적어도 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 낮다. 또한, 제3 온도(T3)는, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 낮은 것이 바람직하다. 또, 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)는 네마틱 전이 온도(Tne)보다 낮고, 제3 온도(T3)는, 적어도 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)보다 높다. 제3 온도(T3)는, 이색성 화합물(31)의 회합이 촉진되는 온도 범위(이하, 회합 촉진 온도 범위라고 함)(RT) 이상의 온도이다. 따라서, 제2 가열 공정(P3)은, 액정성 폴리머(21)가 형성하는 하나의 공극(26)에 포함된 복수의 이색성 화합물(31)의 회합을 촉진한다. 회합 촉진 온도 범위(RT)가 X1℃ 이상 X2℃ 이하인 경우, 회합 촉진 온도 범위(RT) 이상의 온도란, 적어도 X1℃ 이상의 온도이며, X1℃ 이상 X2℃ 이하의 온도여도 되고, X2℃ 이상의 온도여도 된다.
제2 가열 공정(P3)은, 보다 자세하게는, 승온 공정(P3a)과, 온도 유지 공정(P3b)을 갖는 것이 바람직하다. 승온 공정(P3a)은, 제3 온도(T3)까지의 실제적인 온도의 상승 변화를 발생시켜, 건조 도막(97)을 최초로 제3 온도(T3)까지 승온하는 공정이다. 온도 유지 공정(P3b)은, 제3 온도(T3)에 도달한 건조 도막(97)을 제3 온도(T3)로 유지하는 공정이다.
건조 도막(97)을 제3 온도(T3)로 하는 것은 이색성 화합물(31)의 회합을 촉진하기 위함이기 때문에, 건조 도막(97)을 제3 온도(T3)로 할 때의 구체적인 승온의 프로파일은 임의이다. 예를 들면, 도 8의 온도 프로파일에 있어서는, 승온 공정(P3a)은 경과 시간 t5로부터 경과 시간 t6에 걸쳐 일정한 승온 속도로 직선적으로 건조 도막(97)을 승온하고 있지만, 승온 공정(P3a)은 제3 온도(T3)까지 단계적으로 또는 임의 형상의 곡선을 따라 승온할 수 있다.
단, 제2 가열 공정(P3)은, 제1 냉각 공정(P2)을 거친 건조 도막(97)을, 소정의 가열 속도(이하, 소정 가열 속도라고 함)로 가열하는 것이 바람직하다. 가열 속도란, 온도를 올리는(즉 승온하는) 승온 속도이다. 예를 들면, 3℃/초의 가열 속도란, 1초간에 온도를 3℃ 올리는 것을 말한다.
구체적으로는, 소정 가열 속도는, 예를 들면 0.1℃/초 이상 3.0℃/초 이하이며, 보다 바람직하게는, 0.5℃/초 이상 2.0℃/초 이하이다. 이색성 화합물(31)이 회합체(32)를 만들기 위하여 시간을 필요로 하기 때문에, 가열 속도가 빠르면 충분한 회합체를 만들 수 없고, 배향도가 저하된다. 또, 가열 속도가 늦으면 공정 길이가 길어져 프로세스 부하가 커진다. 또한, 소정 가열 속도는, 이른바 평균 속도이다. 이 때문에, 제1 냉각 공정(P2)을 거친 건조 도막(97)을 가열하는 과정의 일부에 있어서 소정 가열 속도의 범위 외의 가열 속도로 가열하는 시간을 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 승온 공정(P3a)에 있어서 평균한 가열 속도가 소정 가열 속도이면 된다.
또, 온도 유지 공정(P3b)은, 모식적으로 경과 시간 t6으로부터 경과 시간 t7의 사이, 대략 완전하게 제3 온도(T3)를 유지하고 있지만, 적어도 회합 촉진 온도 범위(RT) 이상의 온도를 유지할 수 있으면 된다. 즉, "제3 온도(T3)를 유지한다"란, 회합 촉진 온도 범위(RT) 이상의 온도를 유지하는 것을 말한다. 따라서, 온도 유지 공정(P3b)은, 엄밀하게 특정의 온도(승온의 목표로서 설정한 제3 온도(T3))를 유지할 필요는 없고, 온도 유지 공정(P3b)에 있어서도 건조 도막의 온도 변화가 있어도 된다.
승온 공정(P3a)에 필요로 하는 시간(ΔT65=t6-t5), 온도 유지 공정(P3b)에 필요로 하는 시간(ΔT76=t7-t6), 및 제2 가열 공정(P3)의 전체에 필요로 하는 시간(ΔT75=t7-t5)은, 모두 액정성 폴리머(21), 이색성 화합물(31), 및 그 외 중간 적층체(110)를 구성하는 각부의 재질 등에 따라 조절 가능하다. 온도 유지 공정(P3b)에 있어서는, 건조 도막(97)의 전체에 있어서, 액정성 폴리머(21)가 배향막(13)에 따른 배향 상태를 붕괴하지 않고, 또한 이색성 화합물(31)의 회합이 대략 완료되기 위하여 필요로 하는 실제적인 시간만큼 제3 온도(T3)를 유지하면 된다. 또한, 액정성 폴리머(21), 이색성 화합물(31), 및 그 외 중간 적층체(110)를 구성하는 각부의 재질 등에 따라서도 다르지만, 제2 가열 공정(P3)은, 온도 유지 공정(P3b) 및/또는 승온 공정(P3a)에 있어서, 계속적 또는 단속적으로, 제3 온도(T3)를 적어도 1초 이상 유지하는 것이 바람직하고, 제3 온도(T3)를 3초 이상 유지하는 것이 보다 바람직하다.
제2 가열부(103)이 건조 도막(97)을 가열한 경우, 액정성 폴리머(21) 및 이색성 화합물(31)의 배향 상태(도 11 참조)를 대략 유지하면서, 서서히, 액정성 폴리머(21)의 메소젠기(23)는 약간의 가동성을 얻는다. 그 결과, 메소젠기(23)는 더 양호하게 배향막(13)에 따른다. 또, 이색성 화합물(31)은, 결정화 온도(Tc)를 초과하고, 회합 촉진 온도 범위(RT) 이상의 온도가 되면, 가동성을 얻지만, 메소젠기(23) 등이 형성하는 공극(26)은 벗어나지 않고, 동일한 공극(26)에 있는 다른 이색성 화합물(31)과의 접촉 등의 확률이 높아진다. 그 결과, 각 공극(26)에 있어서 이색성 화합물(31)의 회합이 진행되어, 건조 도막(97)은 배향도가 향상된다(도 2 참조).
제2 냉각부(104)는, 제2 가열 공정(P3)을 거친 건조 도막(97)을, 자연스럽게, 또는 송풍 등에 의하여 능동적으로 냉각하는 제2 냉각 공정(P4)을 행한다. 제2 냉각 공정(P4)에 있어서는, 건조 도막(97)을, 예를 들면 상온(To) 또는 실온 등의 온도로 한다. 제2 냉각 공정(P4)을 거친 건조 도막(97)은, 편광도가 향상된 양호한 편광자의 상태를 유지한 배향도가 높은 도포 광학막(14)이 된다(도 6 참조).
상기 온도 관리부(93)를 구성하는 제1 가열부(101), 제1 냉각부(102), 제2 가열부(103), 및 제2 냉각부(104)는, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 온도 조절 기능 포함 반송 롤러(이하, 온조 롤러라고 함)(116)와, 온도 제어부(117)에 의하여 구성할 수 있다. 온조 롤러(116)는, 온도 제어부(117)가 온도를 조절한 오일 등을 내부에 통과시킴으로써, 중간 적층체(110)와의 접촉면의 온도를 조절한다. 또, 온조 롤러(116)는, 본 실시형태에 있어서는 회전 제어부를 갖는 구동 롤러이다. 단, 온조 롤러(116)에는, 반송되는 중간 적층체(110)와의 접촉에 의하여 회전하는 종동(從動) 롤러를 이용해도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 각 온조 롤러(116)의 사이에서, 반송로에 관하여, 도 12의 지면 하측의 분위기를 흡인함으로써, 온조 롤러(116)의 주위면에 대한 중간 적층체(110)의 접촉 면적을 증가시키고 있다. 이로써, 중간 적층체(110)를 보다 신속하고 또한 균일하게 가열 또는 냉각할 수 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 제2 보호층 형성부(44)는, 도막 형성부(121)와, 건조부(122)를 구비한다. 도막 형성부(121)는, 제2 보호층(15)의 재료인 에폭시계 모노머 중합체 등과, 에폭시계 모노머 중합체 등을 용해하는 용매를 함유하는 도포액(126)을, 도포 광학막(14) 상에 도포하고, 도막(127)을 형성한다. 그 후, 건조부(122)는, 가열, 송풍, 자연 건조 및/또는 그 외의 방법에 의하여 도막(127)으로부터 용매를 감소시키고, 도막(127)을 건조함으로써, 도포 광학막(14) 상에 제2 보호층(15)을 형성한다. 이로써, 적층체(10)가 완성된다.
상기와 같이, 제조 장치(41)는, 액정성 폴리머(21)와 이색성 화합물(31)을 포함하고, 이색성 화합물(31)의 배향에 의하여 편광자로서의 기능을 발현하는 도포 광학막(14)을 형성할 때에, 제1 가열 공정(P1)과, 제1 냉각 공정(P2)을 행하기 때문에, 배향도가 높은 도포 광학막(14), 및 배향도가 높은 도포 광학막(14)을 갖는 적층체(10)를 얻을 수 있다. 또, 이색성 화합물(31)이 회합성을 갖는 경우에 제2 가열 공정(P3)을 행함으로써, 이색성 화합물(31)이 회합체(32)를 형성하여 더 배향도가 향상된 도포 광학막(14) 및 적층체(10)가 얻어진다.
또한, 상기 실시형태 및 실시예에 있어서는, 액정성 폴리머(21)와, 1종류의 이색성 화합물(31)을 이용하여 도포 광학막(14)을 형성하고 있지만, 도포 광학막(14)에는, 2종류 이상의 이색성 화합물(31)을 함유할 수 있다.
이색성 화합물(31)은 종류에 따라 흡수하는 광의 파장 대역이 다르기 때문에, 도포 광학막(14)이 2종류 이상의 이색성 화합물(31)을 함유하는 경우, 1종류의 이색성 화합물(31)만을 이용하는 경우보다 적층체(10)가 편광판으로서 기능하는 파장 대역을 넓게 할 수 있다. 가시광의 파장 대역에 있어서 편광판으로서 기능하는 적층체(10)를 제조하는 경우에는, 적어도 1종류는, 주로 녹색의 파장 대역을 흡수하는 이색성 화합물(31)을 함유하는 것이 바람직하다. 녹색의 파장 대역을 흡수하는 이색성 화합물(31)은 회합성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 녹색은 청색 또는 적색과 비교하여 시감도가 높기 때문이다.
도포 광학막(14)에 2종류 이상의 이색성 화합물(31)을 함유하는 경우, 적어도 1종류는, 회합성을 갖는 이색성 화합물(31)을 함유하는 것이 바람직하다. 제2 가열 공정(P3)을 행하여 회합을 촉진함으로써 배향도를 특히 향상시키기 쉽기 때문이다. 단, 도포 광학막(14)이, 회합성을 갖지 않는 1종류 또는 복수 종류의 이색성 화합물(31)만을 함유하는 경우에 있어서도, 제1 가열 공정(P1) 및 제1 냉각 공정(P2)을 거침으로써 이색성 화합물(31)은 일정한 배향성을 얻을 수 있다. 또, 도포 광학막(14)이, 회합성을 갖지 않는 1종류 또는 복수 종류의 이색성 화합물(31)만을 함유하는 경우에 있어서도, 제2 가열 공정(P3)을 행하면, 액정성 폴리머(21)의 배향도가 향상되기 때문에, 액정성 폴리머(21)의 배향도 향상에 추종하여 이색성 화합물(31)의 배향도도 향상된다.
도포 광학막(14)에 2종류 이상의 이색성 화합물(31)을 함유하는 경우, 이색성 화합물(31)의 융점(Tm)의 최곳값보다 높은 온도로 제1 온도(T1)를 설정한다. 모든 이색성 화합물(31)을 용융하기 위함이다. 또, 제1 냉각 공정(P2)에 있어서는, 적어도 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)의 최젓값보다 낮은 온도로 제2 온도(T2)를 설정한다. 모든 이색성 화합물(31)을 고화하여, 운동성을 억제하기 위함이다. 단, 대부분의 경우, 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc)보다 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)의 쪽이 낮기 때문에, 액정성 폴리머(21)의 결정화 온도(Ts)보다 낮은 값으로 제2 온도(T2)를 설정함으로써, 모든 이색성 화합물(31)을 고화할 수 있다. 또, 제2 가열 공정(P3)에 있어서는, 회합성을 갖는 이색성 화합물(31)의 결정화 온도(Tc) 중 최젓값보다 낮고, 또한 액정성 폴리머(21)의 네마틱 전이 온도(Tne)보다 낮은 값으로 제3 온도(T3)를 설정한다. 공극(26) 내라는 위치적인 제약을 준 채로, 모든 회합성을 갖는 이색성 화합물(31)에 운동성을 부여하여, 회합을 촉진하기 위함이다.
실시예
제조 장치(40)를 이용하여 제1 냉각 공정(P2)에 있어서의 냉각의 조건을 표 1에 나타내는 조건으로 하여, 실시예의 적층체(10) 및 비교예의 적층체를 제조했다. 각 실시예의 적층체(10) 및 각 비교예의 적층체는, 표 1에 나타내는 조건 이외의 제조 조건 및 구성은 공통이다. 구체적으로는, 기재(11)는 TAC 필름으로 형성하고, 제1 보호층(12)은 PVA로 형성하며, 배향막(13)은 아조벤젠을 이용한 광배향막이고, 또한 제2 보호층(15)은 에폭시계 모노머 중합체이다. 도포 광학막(14)에 사용한 액정성 폴리머(21)는 하기 L1이다. L1의 액정성 폴리머(21)는, (1)로 나타내는 반복 유닛과, (2)로 나타내는 반복 유닛으로 구성되어 있다. 1분자에 있어서의 (1)로 나타내는 반복 유닛과 (2)로 나타내는 반복 유닛의 비율은, {(1)로 나타내는 반복 유닛}:{(2)로 나타내는 반복 유닛}=80:20이다. 하기 L1의 액정성 폴리머(21)는, 네마틱 전이 온도(Tne)는 약 97℃, 또한 결정화 온도(Ts)는 약 67℃이다. 도포 광학막(14)에 사용한 이색성 화합물(31)은 하기 D1이다. 하기 D1의 이색성 화합물(31)은, 융점(Tm)은 약 140℃, 결정화 온도(Tc)는 약 85℃이다. 제2 가열 공정(P3)에 있어서의 가열 속도는 약 2.0℃/초이며, 가열 시간은 적어도 1초 이상이다. 또, 하기 D1에 나타내는 이색성 화합물(31)의 회합 촉진 온도 범위(RT)는 약 50℃ 이상 약 80℃ 이하이다. 표 1의 "유지 공정의 유무"란의 괄호( ) 기재는, 제1 온도(T1)를 유지한 시간이다.
[화학식 1]
Figure pct00001
[화학식 2]
Figure pct00002
또, 실시예의 적층체(10) 및 비교예의 적층체를, 하기 방법에 의하여, 배향도를 이용하여 평가했다.
<배향도의 측정 방법>
얻어진 적층체(10)로부터 제2 보호층(15)을 박리했다. 그 후, 광학 현미경(주식회사 니콘제, 제품명 "ECLIPSE E600POL")의 광원 측에 직선 편광자를 삽입한 상태로, 샘플대에 실시예 및 비교예의 "제2 보호층(15)을 박리한 적층체(10)"를 세팅하고, 멀티 채널 분광기(Ocean Optics사제, 제품명 "QE65000")를 이용하여, 400~700nm의 파장역에 있어서의 흡광도를 측정하여, 이하의 식에 의하여 배향도를 산출했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
배향도: S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0: 흡수축 방향의 편광에 대한 흡광도
Ay0: 편광축 방향의 편광에 대한 흡광도
<평가 방법>
0.95 이상의 배향도를 평가 A, 0.95 미만 또한 0.92 이상의 배향도를 평가 B, 0.92 미만의 배향도를 C로 했다. 배향도의 점에서, 평가 A 및 평가 B는 합격이며, 평가 C는 불합격이다.
[표 1]
Figure pct00003
10 적층체
11 기재
12 제1 보호층
13 배향막
14 도포 광학막
15 제2 보호층
21 액정성 폴리머
22 주쇄
23 메소젠기
24 측쇄
26 공극
31 이색성 화합물
32 회합체
40 제조 장치
41 제1 보호층 형성부
42 배향막 형성부
43 도포 광학막 형성부
44 제2 보호층 형성부
51, 61, 91 도막 형성부
52, 62, 92 건조부
53, 66, 94 도포액
54, 67, 96 도막
63 광조사부
68, 97 건조 도막
93 온도 관리부
101 제1 가열부
102 제1 냉각부
103 제2 가열부
104 제2 냉각부
110 중간 적층체
A, B 배향도의 평가
Dc 반송 방향
P1 제1 가열 공정
P1 제1 냉각 공정
P1a, P3a 승온 공정
P1b, P3b 온도 유지 공정
P2 제1 냉각 공정
P3 제2 가열 공정
t1~t8 경과 시간
T1 제1 온도
T2 제2 온도
T3 제3 온도
Tc 이색성 화합물의 결정화 온도
Tm 이색성 화합물의 융점
Tne 액정성 폴리머의 네마틱 전이 온도
To 상온
Ts 액정성 폴리머의 결정화 온도
RT 회합 촉진 온도 범위

Claims (6)

  1. 액정성 화합물과, 이색성 화합물과, 상기 액정성 화합물 및 상기 이색성 화합물을 용해하는 용매를 포함하는 도포액을 배향막 상에 도포함으로써, 도막을 형성하는 도막 형성 공정과,
    상기 도막으로부터 상기 용매를 감소시키는 건조 공정과,
    상기 용매가 감소한 상기 도막을 가열하여, 상기 이색성 화합물의 융점보다 높은 제1 온도로 하는 제1 가열 공정과,
    상기 제1 가열 공정을 거친 상기 도막을 냉각하여, 상기 제1 온도로부터, 상기 이색성 화합물의 결정화 온도보다 낮고, 또한 상기 액정성 화합물의 결정화 온도보다 낮은 제2 온도로 하는 냉각 공정과,
    상기 냉각 공정을 거친 상기 도막을 가열하여, 상기 액정성 화합물의 네마틱 전이 온도보다 낮은 제3 온도로 하는 제2 가열 공정을 갖는 적층체의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이색성 화합물이 회합성을 갖는 경우, 상기 제3 온도는 상기 이색성 화합물의 회합을 촉진하는 회합 촉진 온도 범위 이상의 온도인 적층체의 제조 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 온도는, 적어도 상기 액정성 화합물의 결정화 온도보다 높은 적층체의 제조 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 온도는, 상기 이색성 화합물의 결정화 온도보다 낮은 적층체의 제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가열 공정은, 상기 냉각 공정을 거친 상기 도막을, 0.1℃/초 이상 3.0℃/초 이하의 가열 속도로 가열하는 적층체의 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가열 공정은, 상기 제3 온도(T3)를 1초 이상 유지하는 적층체의 제조 방법.
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