TW202302694A - 基材薄膜、光學堆疊體及其製造方法以及偏光板的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種基材薄膜,其係用以讓液晶組成物塗布的基材薄膜;其中基材薄膜以包含聚合物及添加劑的樹脂形成;基材薄膜具有讓液晶組成物塗布的正面以及與正面為相反之側的背面;基材薄膜之背面的算術平均粗糙度Ra為0.1 μm以下;在基材薄膜的正面中之添加劑的量I
F與在基材薄膜的背面中之添加劑的量I
B之比I
B/I
F為0.50以下。
Description
本發明係關於基材薄膜、光學堆疊體及其製造方法以及偏光板的製造方法。
有在某一薄膜的表面塗布組成物並使所塗布之組成物固化來製造堆疊體的方法(專利文獻1)。並且,已知透過此種包含組成物之塗布及固化的方法來製造光學用途之堆疊體的技術(專利文獻2)。舉例而言,已知將包含液晶性化合物的液晶組成物塗布於樹脂薄膜上並使所塗布之液晶組成物固化來製造光學堆疊體的技術。
『專利文獻』
《專利文獻1》:日本專利公開第2007-261207號公報
《專利文獻2》:國際專利公開第2016/121856號
使用液晶組成物製造之光學堆疊體通常具備以液晶組成物的固化物形成之液晶固化層。此液晶固化層一般要求具有均勻的光學特性。然而,以往之光學堆疊體的液晶固化層有時會產生光學特性變得不均勻的部分。是故,在將此液晶固化層設置於影像顯示裝置的情況下,有時會在顯示面發生顯示不均。於此,所謂「顯示不均」,意謂亮度及色相等影像之要件與周圍相異的部分。
本發明係鑑於前述課題而首創者,其目的在於提供:具備在設置於影像顯示裝置的情況下可抑制顯示不均之液晶固化層的光學堆疊體及其製造方法;得使用於前述光學堆疊體之製造的基材薄膜;以及在設置於影像顯示裝置的情況下可抑制顯示不均之偏光板的製造方法。
本發明人為解決前述課題而潛心研究。其結果,本發明人發現在使用特定的基材薄膜作為讓液晶組成物塗布的薄膜之情況下可解決前述課題,進而完成本發明。
亦即,本發明包含下述者。
[1]一種基材薄膜,其係用以讓液晶組成物塗布的基材薄膜,其中
前述基材薄膜以包含聚合物及添加劑的樹脂形成,
前述基材薄膜具有讓前述液晶組成物塗布的正面以及與前述正面為相反之側的背面,
前述基材薄膜的背面的算術平均粗糙度Ra為0.1 μm以下,
在前述基材薄膜的正面中之前述添加劑的I
F與在前述基材薄膜的背面中之前述添加劑的量I
B之比I
B/I
F為0.50以下。
[2]如[1]所記載之基材薄膜,其中前述添加劑係抗氧化劑。
[3]如[1]或[2]所記載之基材薄膜,其中前述基材薄膜係延伸薄膜。
[4]如[1]~[3]之任一項所記載之基材薄膜,其中前述聚合物係含脂環結構聚合物。
[5]一種光學堆疊體,其具備:
如[1]~[4]之任一項所記載之基材薄膜,以及
於前述基材薄膜的正面由液晶組成物的固化物形成之液晶固化層。
[6]一種光學堆疊體的製造方法,其依序包含:
準備具有算術平均粗糙度Ra為0.1 μm以下的背面以及與前述背面為相反之側的正面且以包含聚合物及添加劑的樹脂形成之樹脂薄膜的工序(I)、
對前述樹脂薄膜的背面施以清洗處理以獲得基材薄膜的工序(II)、
於前述基材薄膜的正面塗布包含液晶性化合物的液晶組成物以形成液晶組成物層的工序(III)、
使前述液晶組成物層所包含之前述液晶性化合物定向的工序(IV),以及
使前述液晶組成物層固化以獲得液晶固化層的工序(V)。
[7]如[6]所記載之光學堆疊體的製造方法,其中前述工序(II)包含對前述樹脂薄膜的背面施以選自由電暈處理、電漿處理及液體塗布處理而成之群組之至少1種處理。
[8]如[6]或[7]所記載之光學堆疊體的製造方法,其中前述工序(I)包含對樹脂薄膜施以賦予定向限制力的處理。
[9]如[6]~[8]之任一項所記載之光學堆疊體的製造方法,其中前述工序(I)包含準備於正面設置有保護薄膜的前述樹脂薄膜,
前述製造方法在較工序(III)更之前包含將前述保護薄膜剝離的工序(VI)。
[10]如[6]~[9]之任一項所記載之光學堆疊體的製造方法,其中在前述基材薄膜的正面中之前述添加劑的量I
F與在前述基材薄膜的背面中之前述添加劑的量I
B之比I
B/I
F為0.50以下。
[11]一種偏光板的製造方法,其依序包含:
藉由如[6]~[10]之任一項所記載之製造方法製造光學堆疊體的工序、
將前述光學堆疊體的液晶固化層與直線偏光件貼合的工序,以及
將基材薄膜剝離的工序。
根據本發明,可提供:具備在設置於影像顯示裝置的情況下可抑制顯示不均之液晶固化層的光學堆疊體及其製造方法;得使用於前述光學堆疊體之製造的基材薄膜;以及在設置於影像顯示裝置的情況下可抑制顯示不均之偏光板的製造方法。
以下列舉示例物及實施型態以詳細說明本發明。惟本發明並非受限於以下所列舉之示例物及實施型態者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍之範圍中亦可任意變更而實施。
在以下說明中,某一層體的面內延遲Re,除非另有註記,否則係由Re=(nx−ny)×d所示之值。於此,nx表示係為與層體的厚度方向垂直之方向(面內方向)且賦予最大折射率之方向的折射率。ny表示係為層體的前述面內方向且與nx之方向正交之方向的折射率。nz表示層體的厚度方向的折射率。d表示層體的厚度。面內延遲的量測波長,除非另有註記,否則為550 nm。面內延遲Re可使用相位差計(Axometrics公司製「AxoScan」)來量測。
在以下說明中,「偏光板」、「圓偏光板」、「λ/2波長板」及「λ/4波長板」等部件並非受限於剛直的部件者,亦可為薄膜狀之具有可撓性者。
[1. 基材薄膜的結構]
圖1係繪示本發明之一實施型態相關之基材薄膜10的剖面示意圖。如圖1所示,本發明之一實施型態相關之基材薄膜10係用以讓液晶組成物(未圖示。)塗布的薄膜,其具有讓液晶組成物塗布的正面10U以及與正面10U為相反之側的背面10D。
基材薄膜10以包含聚合物及添加劑的樹脂形成。據此,基材薄膜10通常包含前述樹脂。此樹脂良佳為熱塑性樹脂。基材薄膜10以具有具備包含前述樹脂之一個層體的單層結構為佳。據此,基材薄膜10較佳為僅包含前述樹脂的薄膜。
作為形成基材薄膜10的樹脂所包含之聚合物,可列舉例如:含脂環結構聚合物、纖維素酯、聚乙烯醇、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、環氧聚合物、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、聚乙烯、聚丙烯及此等之組合。聚合物可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。此等之中,就透明性、低吸濕性、尺寸穩定性及輕量性的觀點而言,以含脂環結構聚合物及纖維素酯為佳,以含脂環結構聚合物為較佳。
含脂環結構聚合物,此聚合物的結構單元含有脂環結構。含脂環結構聚合物可於主鏈具有脂環結構,亦可於側鏈具有脂環結構。其中,就機械性強度及耐熱性的觀點而言,以於主鏈含有脂環結構的聚合物為佳。
作為脂環結構,可列舉例如:飽和脂環烴(環烷)結構、不飽和脂環烴(環烯、環炔)結構等。其中,就機械強度及耐熱性的觀點而言,以環烷結構及環烯結構為佳,其中以環烷結構為尤佳。
構成脂環結構的碳原子數,以每一個脂環結構為4個以上為佳,以5個以上為較佳,以6個以上為尤佳,且以30個以下為佳,以20個以下為較佳,以15個以下為尤佳。在構成脂環結構的碳原子數位於前述範圍的情況下,可使包含該含脂環結構聚合物之樹脂的機械強度、耐熱性及成形性取得高度平衡。
在含脂環結構聚合物中之具有脂環結構之結構單元的比例亦可因應使用目的適當選擇,以55重量%以上為佳,以70重量%以上為更佳,以90重量%以上為尤佳。在含脂環結構聚合物中之具有脂環結構之結構單元的比例位於此範圍的情況下,樹脂的透明性及耐熱性變得良好。
作為含脂環結構聚合物,可列舉例如:降𦯉烯系聚合物、單環的環烯烴聚合物、環狀共軛二烯聚合物、乙烯基脂環烴聚合物及此等的氫化物等。此等之中,降𦯉烯系聚合物及其氫化物由於透明性與成形性良好,故為合適。
作為降𦯉烯系聚合物及其氫化物之例,可列舉:具有降𦯉烯結構之單體的開環聚合物及其氫化物、具有降𦯉烯結構之單體的加成聚合物及其氫化物。並且,作為具有降𦯉烯結構之單體的開環聚合物之例,可列舉:具有降𦯉烯結構之1種之單體的開環均聚物、具有降𦯉烯結構之2種以上之單體的開環共聚物以及具有降𦯉烯結構之單體及得與其共聚合之任意單體的開環共聚物。再者,作為具有降𦯉烯結構之單體的加成聚合物之例,可列舉:具有降𦯉烯結構之1種之單體的加成均聚物、具有降𦯉烯結構之2種以上之單體的加成共聚物以及具有降𦯉烯結構之單體及得與其共聚合之任意單體的加成共聚物。作為此等聚合物,可舉出例如:日本專利公開第2002-321302號公報等所揭示之聚合物。此等之中,具有降𦯉烯結構之單體之開環聚合物的氫化物,就成形性、耐熱性、低吸濕性、尺寸穩定性及輕量性的觀點而言,尤為合適。
聚合物的重量平均分子量(Mw)並無特別限制,但以10,000以上為佳,以15,000以上為較佳,以25,000以上為尤佳,且以100,000以下為佳,以80,000以下為較佳,以50,000以下為尤佳。在重量平均分子量位於此種範圍的情況下,可使基材薄膜10的機械性強度及成型加工性取得高度平衡。
聚合物的分子量分布(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn))以1.0以上為佳,以1.2以上為較佳,且以10以下為佳,以4.0以下為較佳,以3.5以下為尤佳。在分子量分布為前述範圍的下限值以上的情況下,可提高聚合物的生產性、抑制製造成本。並且,在上限值以下的情況下,由於低分子成分之量變少,故可抑制曝露於高溫時的鬆弛、提高基材薄膜10的穩定性。
聚合物的重量平均分子量Mw及數量平均分子量Mn得透過使用環己烷作為溶媒之凝膠滲透層析法(以下簡記為「GPC」。)以聚異戊二烯換算之值來量測。在聚合物不溶解於環己烷的情況下,得透過使用四氫呋喃作為溶媒之GPC以聚苯乙烯換算之值來量測。
形成基材薄膜10的樹脂所包含之聚合物的量相對於樹脂100重量%,以90.0重量%以上為佳,以95.0重量%以上為較佳,以97.0重量%以上為尤佳,且以99.5重量%以下為佳,以99.0重量%以下為較佳,以98.5重量%以下為尤佳。在聚合物的量位於前述範圍的情況下,可有效發揮該聚合物所具有的特性。
形成基材薄膜10的樹脂包含添加劑組合於於上已述之聚合物。此添加劑通常得為具有較聚合物還小之分子量的有機化合物。此種添加劑得藉由於基材薄膜10之製造時及搬運時以及光學堆疊體之製造時及搬運時所賦予的熱,在基材薄膜10中移動而於該基材薄膜10的正面10U及背面10D滲出。
作為添加劑,可列舉:染料等著色劑、塑化劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、抗氧化劑、界面活性劑等。添加劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。其中,樹脂以包含抗氧化劑作為添加劑為佳。
作為抗氧化劑,可列舉例如:酚系抗氧化劑、磷系系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等。並且,抗氧化劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。抗氧化劑之中,以酚系抗氧化劑為佳。
作為酚系抗氧化劑的具體例,可列舉:2,6-二(三級丁基)對甲酚、2,6-二(三級丁基)-4-乙基酚、2,6-二環己基-4-甲基酚、2,6-二異丙基-4-乙基酚、2,6-二(三級戊基)-4-甲基酚、2,6-二(三級辛基)-4-正丙基酚、2,6-二環己基-4-正辛基酚、2-異丙基-4-甲基-6-三級丁基酚、2-三級丁基-4-乙基-6-三級辛基酚、2-異丁基-4-乙基-6-三級己基酚、2-環己基-4-正丁基-6-異丙基酚、β-[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙酸硬脂酯等單環的酚系抗氧化劑;2,2′-亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基酚)、4,4′-亞丁基雙(3-甲基-6-三級丁基酚)、4,4′-硫基雙(3-甲基-6-三級丁基酚)、2,2′-硫基雙(4-甲基-6-三級丁基酚)、4,4′-亞甲基雙[2,6-二(三級丁基)酚]、2,2′-亞甲基雙[6-(1-甲基環己基)對甲酚]、2,2′-亞乙基雙[4,6-二(三級丁基)酚]、2,2′-亞丁基雙(2-三級丁基-4-甲基酚)、雙[3-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸]-3,6-二氧八亞甲酯、雙[3-(3-三級丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸]三乙二醇酯、雙{3-[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙酸}-1,6-己二醇酯、雙{3-[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙酸}-2,2′-硫基二伸乙酯等2環的酚系抗氧化劑;1,1,3-參(2-甲基-4-羥基-5-三級丁基苯基)丁烷、三聚異氰酸-1,3,5-參(2,6-二甲基-3-羥基-4-三級丁基苄酯)、三聚異氰酸-1,3,5-參{[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙醯氧基乙酯}、三聚異氰酸參(4-三級丁基-2,6-二甲基-3-羥基苄酯)、1,3,5-三甲基-2,4,6-參[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苄基]苯等3環的酚系抗氧化劑;肆{3-[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙酸}新戊四醇酯等4環的酚系抗氧化劑;等。其中,以4環的酚系抗氧化劑為佳。
添加劑的分子量通常較聚合物的重量平均分子量Mw小。添加劑之具體的分子量,以200以上為佳,以500以上為較佳,以1,000以上為尤佳,且以8,000以下為佳,以5,000以下為較佳,以3,000以下為尤佳。
添加劑的量以位於特定的範圍為佳。具體而言,添加劑的量之特定的範圍相對於樹脂所包含之聚合物100重量份,以0.01重量份以上為佳,以0.02重量份以上為較佳,以0.05重量份以上為尤佳,且以5.0重量份以下為佳,以1.5重量份以下為較佳,以1.0重量份以下為尤佳。並且,在添加劑包含抗氧化劑的情況下,以抗氧化劑相對於聚合物100重量份之量位於前述特定的範圍為佳。
形成基材薄膜10的樹脂亦可更包含任意成分組合於於上已述之聚合物及添加劑。作為任意成分,可舉出例如矽石粒子等無機粒子等。任意成分可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
形成基材薄膜10的樹脂的玻璃轉移溫度Tg,以80℃以上為佳,以100℃以上為較佳,以110℃以上為尤佳,且以250℃以下為佳,以200℃以下為較佳,以180℃以下為尤佳。在聚合物具有前述範圍的玻璃轉移溫度的情況下,由於可抑制在高溫下的變形及應力,故可提高基材薄膜10的耐久性。在樹脂具有多個玻璃轉移溫度的情況下,以樹脂之最高的玻璃轉移溫度落於前述範圍為佳。樹脂的玻璃轉移溫度Tg得使用微差掃描熱量分析計依據JIS K 6911在升溫速度10℃/分鐘的條件下量測。
基材薄膜10的背面10D具有特定之範圍的算術平均粗糙度Ra。背面10D之具體的算術平均粗糙度Ra通常為0.10 μm以下,以0.050 μm以下為佳,以0.020 μm以下為尤佳,且通常為0.005 μm以上。基材薄膜10的背面10D具有前述範圍的算術平均粗糙度Ra一事表示該背面10D為平滑。在背面10D具有前述範圍的算術平均粗糙度Ra的情況下,可抑制在寬廣的範圍之顯示不均(參照實施例中的虹彩不均)的發生。並且,在如此具有算術平均粗糙度Ra小的背面之樹脂薄膜中,以往會發生直徑為20 mm左右之圓形的顯示不均(以下有時適當稱為「圓形不均」。)之發生這類特異的問題,但根據本實施型態相關之基材薄膜10,可抑制此圓形不均的發生。
薄膜之表面的算術平均粗糙度Ra可藉由在於後所述之實施例說明的方法來量測。
於基材薄膜10的正面10U及背面10D,通常基材薄膜10所包含之添加劑會滲出。據此,於正面10U及背面10D通常附著有添加劑。在此情況下,在正面10U中之添加劑的量I
F與在背面10D中之添加劑的量I
B之比I
B/I
F位於特定的範圍。前述比I
B/I
F的範圍,具體而言,通常為0.50以下,以0.30以下為佳,以0.20以下為尤佳。比I
B/I
F的下限通常為0.00以上,但亦以0.01以上為佳。於此,在正面10U及背面10D中之添加劑的量I
F及I
B,除非另有註記,否則係該添加劑的分子之正或負離子的個數基準。
在比I
B/I
F位於前述範圍的情況下,位於基材薄膜10的背面10D之添加劑的量較位於正面10U之添加劑的量還要大幅減少。據此,可抑制由背面10D所滲出之添加劑所致之液晶固化層之光學特性的不均。因此,能夠抑制對應於前述光學特性的不均之圓形不均的發生。
前述添加劑的量之比I
B/I
F可藉由TOF-SIMS(飛行時間型二次離子質量分析)量測。在TOF-SIMS中,在高真空中使高速的離子束(一次離子)撞擊固體試樣的表面,透過濺射現象使表面的構成成分彈飛,使帶正或負之電荷的離子(二次離子)產生。由使此二次離子透過電場沿一方向飛行直至以偵測器檢測到的時間,可進行二次離子的質量計算。因此,在基材薄膜10的正面10U及背面10D之各者量測源自添加劑之離子的尖峰強度,計算此等尖峰強度之比,藉此可獲得前述比I
B/I
F。在求出前述尖峰強度之比時,尖峰強度以正規化為佳。舉例而言,亦可進行將藉由TOF-SIMS量測的尖峰之中最大的尖峰強度定為正規值(基準)之正規化。若要舉出具體例,可透過在將最大的尖峰強度定為100%的情況下將各尖峰的尖峰強度以百分率表示來進行正規化。而且,得求出前述比I
B/I
F作為經正規化的尖峰強度之比。TOF-SIMS之具體的量測條件可採用在於後所述之實施例說明的條件。
基材薄膜10的正面10U為了促進塗布於該正面10U之液晶組成物所包含之液晶性化合物的定向,以具有定向限制力為佳。所謂定向限制力,係謂可使液晶組成物所包含之液晶性化合物定向之面的性質。作為對面賦予此種定向限制力的處理,可列舉例如:面之摩擦處理、對面賦予得透過UV(紫外線)等光照射而改質之塗膜來賦予定向限制力之光定向處理以及延伸處理。此等之中,以得簡便對基材薄膜10賦予定向限制力的延伸處理為佳。據此,基材薄膜10以延伸薄膜為佳。所謂延伸薄膜,表示藉由包含延伸處理的製造方法製造的薄膜。
藉由延伸處理,經延伸之薄膜所包含之分子通常沿延伸方向定向。然後,促進液晶性化合物往此薄膜所包含之分子的定向方向之定向的定向限制力,得賦予至此經延伸的薄膜。一般而言,由於薄膜中之分子的定向方向與此薄膜的慢軸方向平行或垂直,故藉由定向限制力促進液晶性化合物之定向的方向得平行或垂直於慢軸方向。因此,基材薄膜的延伸方向及慢軸方向,以設定成平行或垂直於欲使液晶組成物所包含之液晶性化合物定向的方向為佳。舉例而言,在欲使液晶性化合物沿相對於幅寬方向夾40°~50°之角度的方向定向的情況下,以使用沿相對於幅寬方向夾40°~50°之角度的方向具有慢軸的基材薄膜為佳。
基材薄膜10的正面10U以平滑為佳。具體而言,正面10U以具有與背面10D的算術平均粗糙度Ra相同的特定之範圍的算術平均粗糙度Ra為佳。在基材薄膜10的正面10U為平滑的情況下,可抑制在寬廣的範圍之顯示不均(參照實施例中的虹彩不均)的發生。
基材薄膜10可具有裁斷成張的形狀,但以具有長條狀的形狀為佳。於此,所謂「長條狀」,係謂具有相對於幅寬為5倍以上之長度的形狀,以具有10倍或其以上之長度為佳,具體上係謂具有可收捲成卷狀來儲存或搬運之程度的長度之薄膜的形狀。薄膜之長度相對於幅寬之比例的上限並不特別受限,但得為例如10萬倍以下。
基材薄膜10的厚度以10 μm以上為佳,以20 μm以上為較佳,以40 μm以上為尤佳,且以250 μm以下為佳,以200 μm以下為較佳,以150 μm以下為尤佳。
[2. 基材薄膜的製造方法]
於上已述之基材薄膜可藉由包含對以包含聚合物及添加劑的前述樹脂形成之樹脂薄膜施以清洗處理的製造方法來製造。
樹脂薄膜具有正面以及與此正面為相反之側的背面。在清洗處理前的時間點上,以背面具有於上已述之特定之範圍的算術平均粗糙度Ra為佳,以正面及背面兩者進一步具有於上已述之特定之範圍的算術平均粗糙度Ra為較佳。
樹脂薄膜得藉由將樹脂透過任意成形方法成形來製造。作為成形方法之例,可列舉:射出成形法、熔融擠製成形法、加壓成形法、吹脹成形法、吹塑成形法、軋光成形法、壓鑄成形法及壓縮成形法。此等之中,以熔融擠製成形法為佳。作為熔融擠製成形法,可舉出例如使用模具的吹脹法,在生產性及厚度精度優異這點上,以使用T字模具的方法為佳。
並且,樹脂薄膜亦可自市面購入來準備。
在準備樹脂薄膜後,透過對此樹脂薄膜的背面施以清洗處理,可獲得添加劑的量之比I
B/I
F位於特定之範圍的基材薄膜。清洗處理得採用可將位於基材薄膜之背面的添加劑去除以減少該添加劑之量的處理。作為良佳的清洗處理之例,可列舉:電暈處理、電漿處理及液體塗布處理。
在電暈處理中,通常在由施加有高頻之電壓的電極產生之電暈放電下使樹脂薄膜通過,藉由前述電暈放電來處理樹脂薄膜的背面。藉由電暈處理,可將附著於背面的添加劑分解並去除。作為電極,可列舉例如:線狀電極、平面電極、輥電極等。作為電極的材質,可列舉例如:鐵、銅、鋁、不鏽鋼等金屬。樹脂薄膜與電極的間隔,以0.5 mm~10 mm為佳。
為了使放電均勻,以將介電質夾於樹脂薄膜與電極之間來實施處理為佳。作為介電質,以相對介電係數為10以上者為佳。作為介電質的材質,可例舉例如:陶瓷;矽氧橡膠、聚四氟乙烯、聚對酞酸乙二酯等塑膠;玻璃;石英;二氧化矽;氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鈦等金屬氧化物;鈦酸鋇等化合物;等。尤其,若使用相對介電係數10以上(在25℃環境下)的固體介電質,則在可以低電壓高速進行電暈處理這點上實屬有利。介電質的厚度以0.3 mm~1.5 mm為佳。
電暈處理的條件以可有效去除樹脂薄膜之背面的添加劑的條件為佳。電暈處理的輸出以0.02 kW以上為佳,以0.04 kW以上為較佳,且以5 kW以下為佳,以2 kW以下為較佳。並且,電暈處理的頻率以5 kHz以上為佳,以10 kHz以上為較佳,且以100 kHz以下為佳,以50 kHz以下為較佳。再者,電暈處理的處理密度以1 W⋅min/m
2以上為佳,以5 W⋅min/m
2以上為較佳,以10 W⋅min/m
2以上為尤佳,且以1000 W⋅min/m
2以下為佳,以500 W⋅min/m
2以下為較佳,以300 W⋅min/m
2以下為尤佳。
電暈處理可在大氣下進行,亦可在惰性氣體(inert gas)環境下進行。舉例而言,亦可以殼體包圍電極周邊,於殼體的內部填充適當的氣體來進行電暈處理。作為惰性氣體,可列舉例如:氦、氬、氮等。惰性氣體可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
在電漿處理中,通常藉由在適當的氣體環境中對電極施加高頻率的電壓,利用該電壓產生之電漿放電來處理樹脂薄膜的背面。藉由電漿處理,可將附著於背面的添加劑分解並去除。作為氣體,得使用在適當的條件下可激發電漿的電漿激發性氣體。作為電漿激發性氣體,可列舉例如:氮;氧;二氧化碳;氬、氦等鈍氣;丙烯酸;羥基烷;CF
4、CHF
3、C
2F
6等氟系化合物;等。並且,電漿激發性氣體可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
電漿處理可在大氣壓下進行,亦可在減壓下進行。前述減壓的程度得為例如0.1 Torr~1 Torr。其中,為了在使用輥之搬運下有效率進行處理,以係為在大氣壓下之處理的常壓電漿處理為佳。
電漿處理的條件以可有效去除樹脂薄膜之背面的添加劑的條件為佳。電漿處理的輸出以50 W以上為佳,以200 W以上為較佳,以500 W以上為尤佳,且以3000 W以下為佳。並且,電漿處理的頻率以1 kHz以上為佳,以10 kHz以上為較佳,以25 kHz以上為尤佳,且以100 kHz以下為佳。再者,電漿處理的處理密度以100 W⋅min/m
2以上為佳,以500 W⋅min/m
2以上為較佳,以1000 W⋅min/m
2以上為尤佳,且以10000 W⋅min/m
2以下為佳,以8000 W⋅min/m
2以下為較佳,以5000 W⋅min/m
2以下為尤佳。
在液體塗布處理中,通常將包含適當的溶媒之液體塗布於樹脂薄膜的背面,藉由此液體來去除附著於背面的添加劑。作為溶媒,以不溶解樹脂薄膜所包含之聚合物者為佳,以可溶解添加劑者為佳。作為溶媒,舉例而言,可使用水等無機溶媒,亦可使用有機溶媒。作為有機溶媒,可列舉例如:環戊酮、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮等酮溶媒;乙酸丁酯、乙酸戊酯等乙酸酯溶媒;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等鹵化烴溶媒;1,4-二氧口山、環戊基甲基醚、四氫呋喃、四氫哌喃、1,3-二氧𠷬、1,2-二甲氧乙烷等醚溶媒;以及甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯等芳烴系溶媒;等。溶媒可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。並且,使用於液體塗布處理的液體亦可包含適當的溶質組合於溶媒。作為溶質,可舉出例如用以提高添加劑之溶解性的界面活性劑等。並且,溶質可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
作為液體的塗布方法,可列舉例如:簾塗法、擠製塗法、輥塗法、棒塗法、噴塗法、斜板式塗法、唇塗法、輪轉凹版塗法、模具塗法、間隙塗法等。
在進行液體塗布處理的情況下,以在此液體塗布處理後進行自背面拭去液體的擦拭處理為佳。透過擦拭處理可更有效去除背面的添加劑。作為拭去用的擦拭材,得使用布料、不織布、塑膠薄膜、紙材等,但不限於此等。並且,亦可應用刮削處理取代擦拭處理。作為刮削處理,可在液體的塗附後應用利用輥、刮刀等刮削裝置之刮削。
前述清洗處理以選擇性僅施於樹脂薄膜的背面為佳,據此以未施於正面為佳。透過選擇性對樹脂薄膜的背面施以清洗處理,可藉由清洗處理抑制樹脂薄膜之正面的定向限制力下降。
樹脂薄膜為了保護正面,有時會在於正面設置有保護薄膜的狀態下準備。在準備了於正面設置有保護薄膜的樹脂薄膜之情況下,前述清洗處理可在設置有保護薄膜的狀態下就此進行,亦可在將保護薄膜剝離後進行。
基材薄膜的製造方法亦可更包含對樹脂薄膜的正面施以賦予定向限制力的處理。如此賦予定向限制力的處理通常較清洗處理更之前進行。作為賦予定向限制力的處理,可列舉例如:摩擦處理、光定向處理及延伸處理,其中以延伸處理為佳。透過延伸處理,可使樹脂薄膜所包含之聚合物分子沿延伸方向定向,對樹脂薄膜的正面賦予促進液晶性化合物往該聚合物分子的定向方向之定向的定向限制力。
在將樹脂薄膜延伸之情形中的延伸溫度以Tg−30℃以上為佳,以Tg−10℃以上為較佳,且以Tg+60℃以下為佳,以Tg+40℃以下為較佳。於此,Tg表示樹脂薄膜所包含之樹脂的玻璃轉移溫度。在以前述延伸溫度進行延伸的情況下,可使樹脂薄膜所包含之聚合物分子適當定向,對樹脂薄膜的正面賦予強的定向限制力。
在將樹脂薄膜延伸之情形中的延伸倍率通常超過1倍,以1.01倍以上為佳,以1.1倍以上為較佳,且以10倍以下為佳,以5倍以下為較佳,以3倍以下為尤佳。在以前述延伸倍率進行延伸的情況下,可使樹脂薄膜所包含之聚合物分子適當定向,對樹脂薄膜的正面賦予強的定向限制力。
[3. 光學堆疊體的製造方法]
於上已述之基材薄膜可使用於光學堆疊體的製造。根據使用基材薄膜的製造方法,可輕易製造具備能夠抑制顯示不均之液晶固化層的光學堆疊體。通常此光學堆疊體的製造方法依序包含:
準備於上已述之以包含聚合物及添加劑的樹脂形成之樹脂薄膜的工序(I)、
對樹脂薄膜的背面施以清洗處理以獲得基材薄膜的工序(II)、
於基材薄膜的正面塗布包含液晶性化合物的液晶組成物以形成液晶組成物層的工序(III)、
使液晶組成物層所包含之液晶性化合物定向的工序(IV),以及
使液晶組成物層固化以獲得液晶固化層的工序(V)。
以下揭示圖式以詳細說明一實施型態相關之光學堆疊體的製造方法。
圖2係繪示本發明之一實施型態相關之光學堆疊體20的製造裝置1的側面示意圖。如圖2所示,本發明之一實施型態相關之製造裝置1自薄膜流動方向的上游依序具備薄膜供應部100、清洗部200、剝離部300、塗布部400、定向處理部500、固化處理部600與回收部700。
薄膜供應部100以可供應樹脂薄膜30的方式設置。樹脂薄膜30係以前述樹脂形成的薄膜,具有正面30U以及與正面30U為相反之側的背面30D。作為此樹脂薄膜30,得使用在前述基材薄膜的製造方法之項目中已說明者。據此,樹脂薄膜30以其背面30D具有於上已述之特定之範圍的算術平均粗糙度Ra為佳,以正面30U及背面30D兩者進一步具有於上已述之特定之範圍的算術平均粗糙度Ra為較佳。並且,就藉由卷對卷法有效率製造長條狀的光學堆疊體20之觀點而言,作為樹脂薄膜30,以使用長條狀者為佳。
薄膜供應部100雖可以單獨供應樹脂薄膜30的方式設置,但亦可以在將樹脂薄膜30與保護薄膜41貼合的狀態下供應的方式設置。舉例而言,就保護塗布有液晶組成物的正面30U之觀點而言,薄膜供應部100亦可以在於正面30U設置有保護薄膜41的狀態下供應樹脂薄膜30的方式設置。
在本實施型態中,舉出得安裝有將多層薄膜40收捲之薄膜卷50的薄膜供應部100為例來說明,所述多層薄膜40具備具有正面30U及背面30D之長條狀的樹脂薄膜30與設置於此樹脂薄膜30的正面30U之長條狀的保護薄膜41。此例所示之薄膜供應部100以透過將多層薄膜40自薄膜卷50順出而可與保護薄膜41一起供應樹脂薄膜30的方式設置。
清洗部200以可對自薄膜供應部100供應之樹脂薄膜30的背面30D施以清洗處理的方式設置。透過此清洗處理,由於可去除背面30D上的添加劑,故通常可獲得添加劑的量之比I
B/I
F位於特定之範圍的基材薄膜10。作為清洗處理,得採用在前述基材薄膜的製造方法之項目中已說明者。據此,清洗部200以具備得實施該清洗處理的裝置為佳。舉例而言,在進行電暈處理作為清洗處理的情況下,清洗部200以具備電極為佳,以進一步具備介電質為較佳。並且,舉例而言,在進行電漿處理作為清洗處理的情況下,清洗部200以具備電極及得形成適當之氣體環境的腔室為佳。再者,舉例而言,在進行液體塗布處理作為清洗處理的情況下,清洗部200以具備得於樹脂薄膜30的背面30D塗布液體之清洗用塗布裝置為佳,以進一步具備擦拭該背面30D的擦拭材或刮削裝置為較佳。
剝離部300以可剝離保護薄膜41的方式設置。在本實施型態中,揭示具備一對剝離輥310及320的剝離部300為例來說明。此剝離部300以藉由以通過剝離輥310與剝離輥320之間的方式搬運基材薄膜10及保護薄膜41而可自基材薄膜10剝離保護薄膜41的方式設置。
塗布部400以可於基材薄膜10的正面10U塗布液晶組成物61的方式設置。透過在塗布部400的塗佈,可於正面10U上形成包含液晶組成物61的液晶組成物層62,可獲得具備基材薄膜10及液晶組成物層62的中間薄膜60。作為塗布部400,得使用例如具備接觸於基材薄膜10的背面10D而可支撐基材薄膜10之作為支撐體的支承輥410與可於受支承輥410支撐之基材薄膜10的正面10U塗布液晶組成物61的塗布器420者。
支承輥410具有得接觸並支撐基材薄膜10之作為支撐面的外周面410S。此外周面410S一般而言係粗糙度小的光滑之曲面。支承輥410之外周面410S的十點平均粗糙度Rz以0.5 μm以下為佳,以0.1 μm以下為較佳,以0.05 μm以下為尤佳。外周面410S之十點平均粗糙度Rz的下限並無特別的限制,通常為0.0 μm以上,但亦可為0.01 μm以上。支承輥410之外周面410S的十點平均粗糙度Rz得遵循JIS B0601-2001,在掃描距離50 mm中將支承輥410的軸方向設定為掃描方向來量測。
並且,支承輥410以得一邊以外周面410S支撐基材薄膜10一邊沿圓周方向旋轉的方式設置。通常支承輥410以可由未圖示之馬達等驅動裝置賦予旋轉驅動力,藉由此旋轉驅動力來旋轉的方式設置。
再者,支承輥410通常設置成能夠調整溫度。舉例而言,亦可於支承輥410內設置流路(未圖示。),使作為冷媒或熱媒的液體(水等)流通於此流路來進行支承輥410的溫度調整。支承輥410的溫度以調整成與塗布器420所塗布之液晶組成物61相同或略低的溫度為佳。
塗布器420通常以可於受支承輥410支撐之基材薄膜10的正面10U塗布液晶組成物61的方式與支承輥410的外周面410S相向而對來設置。作為此塗布器420,以該塗布器420使用不推壓基材薄膜10的非接觸式塗布器為佳。透過使用非接觸式塗布器,可抑制基材薄膜10的損傷、提高在流動方向之液晶組成物層62之膜厚的均勻性。作為尤佳的塗布器420,可舉出具備模具421的模具塗布器。於是,本實施型態係揭示使用具備模具421的模具塗布器作為塗布器420之例來說明。
定向處理部500以得使形成於基材薄膜10的正面10U之液晶組成物層62所包含之液晶性化合物定向的方式設置。通常定向處理部500以將液晶組成物層62的溫度調整成可促進液晶性化合物之定向的範圍來使液晶組成物定向的方式設置。此種定向處理部500得具備例如作為溫度調整裝置的烘箱510。
固化處理部600以可使液晶組成物層62固化的方式設置。透過液晶組成物層62的固化,可於基材薄膜10的正面10U藉由液晶組成物的固化物形成液晶固化層21,可獲得光學堆疊體20。液晶組成物層62的固化通常會藉由液晶組成物所包含之聚合性之化合物的聚合來進行。
作為聚合方法,得選擇合適於液晶組成物所包含之成分的性質之方法。作為聚合方法,可列舉例如:照射活性能量線的方法及熱聚合法。其中,由於不需加熱且可在室溫下使聚合反應進行,故以照射活性能量線的方法為佳。於此,於所照射之活性能量線得包含可見光線、紫外線及紅外線等光以及電子束等任意活性能量線。
在本實施型態中,揭示具備作為支撐體的支撐輥610與照射裝置620的固化處理部600為例來說明,所述作為支撐體的支撐輥610可接觸於基材薄膜10的背面10D而支撐基材薄膜10,所述照射裝置620可對受支撐輥610支撐之基材薄膜10上的液晶組成物層62照射活性能量線。
回收部700以可回收光學堆疊體20的方式設置。在本實施型態中,揭示回收部700具備卷芯710,此卷芯710收捲並回收光學堆疊體20之例來說明。
在使用前述製造裝置1製造光學堆疊體20的情況下,進行準備樹脂薄膜30的工序(I)。樹脂薄膜30可自市面購入來準備,亦可由樹脂製造來準備。並且,工序(I)視需求亦可包含對樹脂薄膜30施以賦予定向限制力的處理。樹脂薄膜30的製造及賦予定向限制力的處理(延伸處理等),舉例而言,得如同在前述基材薄膜的製造方法之項目中所說明來進行。
在本實施型態中,樹脂薄膜30在包含於多層薄膜40的狀態下準備。在此多層薄膜40中,於樹脂薄膜30的正面30U設置有保護薄膜41,並且,多層薄膜40收捲而成為薄膜卷50的狀態。此薄膜卷50安裝於製造裝置1的薄膜供應部100。然後,多層薄膜40自薄膜卷50順出並持續朝清洗部200送出。
在工序(I)後,光學堆疊體20的製造方法進行對樹脂薄膜30的背面30D施以清洗處理以獲得基材薄膜10的工序(II)。在本實施型態中,自薄膜供應部100送出之多層薄膜40持續朝清洗部200供應,此清洗部200對多層薄膜40所具備之樹脂薄膜30的背面30D施以清洗處理。透過此清洗處理,由於可去除樹脂薄膜30之背面30D上的添加劑,故可獲得添加劑的量之比I
B/I
F位於特定之範圍的基材薄膜10。清洗處理得在於前述基材薄膜的製造方法之項目中已說明的條件下進行。據此,清洗處理亦可包含施以選自由電暈處理、電漿處理及液體塗布處理而成之群組之至少1種處理。在清洗處理後,基材薄膜10及貼合於此基材薄膜10的保護薄膜41朝剝離部300送出。
在於在工序(I)準備之樹脂薄膜30的正面30U設置有保護薄膜41的情況下,通常在較工序(III)更之前,進行將保護薄膜41剝離的工序(VI)。在本實施型態中,在工序(II)後,自清洗部200送出之基材薄膜10及保護薄膜41朝剝離部300供應,此剝離部300將保護薄膜41剝離。具體而言,以通過剝離輥310及320之間的方式搬運基材薄膜10及保護薄膜41,剝離保護薄膜41。透過保護薄膜41的剝離,基材薄膜10的正面10U會露出來。在剝離保護薄膜41後,基材薄膜10持續朝塗布部400送出。
在工序(VI)後,光學堆疊體20的製造方法進行於基材薄膜10的正面10U塗布液晶組成物61以形成液晶組成物層62的工序(III)。在本實施型態中,自剝離部300送出之基材薄膜10持續朝塗布部400供應,在此塗布部400中進行液晶組成物61的塗布。
具體而言,供應至塗布部400之基材薄膜10的背面10D接觸於支承輥410的外周面410S,此基材薄膜10成為以支承輥410支撐的狀態。然後,基材薄膜10在如此以支承輥410支撐的狀態下,隨著支承輥410的旋轉而搬運。在基材薄膜10搬運直至設置有塗布器420的位置時,藉由塗布器420於該基材薄膜10的正面10U塗布液晶組成物61。在如本實施型態所揭示之例使用具備模具421的模具塗布器之情況下,液晶組成物61自模具421持續朝基材薄膜10排出,此液晶組成物61固著於基材薄膜10的正面10U,藉此達成塗布。
前述塗布通常得在不進行特別的溫度調整的氣體環境下進行。據此,一般而言,所塗布之液晶組成物61的溫度及進行此塗布之氣體環境的溫度得為常溫或接近其的溫度。另一方面,就抑制由溶媒自液晶組成物層62的揮發所致之過度之溫度下降的觀點而言,支承輥410之具體的溫度以維持於特定的範圍為佳。支承輥410的溫度以所塗布之液晶組成物61的溫度T
LC為基準,以T
LC−10℃以上為佳,以T
LC−5℃以上為較佳,以T
LC−2℃以上為尤佳,且以T
LC+5℃以下為佳,以T
LC+2℃以下為較佳,以T
LC+0.5℃以下為尤佳。
透過所塗布之液晶組成物61,由於在基材薄膜10的正面10U形成有液晶組成物層62,故可獲得具備基材薄膜10及液晶組成物層62的中間薄膜60。中間薄膜60之後便隨著支承輥410的旋轉而進一步搬運,在搬運直至利用支承輥410之基材薄膜10的支撐結束的地點時,離開支承輥410。之後,中間薄膜60持續朝定向處理部500送出。
在工序(III)後,光學堆疊體20的製造方法進行使液晶組成物層62所包含之液晶性化合物定向的工序(IV)。在本實施型態中,自塗布部400送出之中間薄膜60持續朝定向處理部500供應,在此定向處理部500中進行液晶性化合物的定向。
在工序(IV)中,通常透過將液晶組成物層62的溫度調整成特定之定向溫度,使液晶性化合物定向。並且,在液晶組成物層62包含溶媒的情況下,在工序(IV)中,亦得進行此溶媒的乾燥。在如本實施型態使用具備烘箱510的定向處理部500之情況下,透過耗費特定之定向時間使中間薄膜60通過經調整成特定之定向溫度的烘箱510內,進行液晶性化合物的定向處理。
定向溫度通常得為液晶組成物的液晶化溫度以上。並且,定向溫度就抑制由定向處理所致之基材薄膜10的變形之發生的觀點而言,以未達基材薄膜10所包含之樹脂的玻璃轉移溫度Tg之溫度為佳。具體的定向溫度之範圍以50℃~160℃為佳。並且,定向時間得為例如30秒~5分鐘。在定向處理後,中間薄膜60持續朝固化處理部600送出。
在工序(IV)後,光學堆疊體20的製造方法進行使液晶組成物層62固化以獲得液晶固化層21的工序(V)。在本實施型態中,自定向處理部500送出之中間薄膜60朝固化處理部600供應,在此固化處理部600中進行液晶組成物層62的固化。
具體而言,供應至固化處理部600之中間薄膜60的基材薄膜10之背面10D接觸於支撐輥610,成為基材薄膜10以支撐輥610支撐的狀態。然後,在基材薄膜10如此以支撐輥610支撐的狀態下,由照射裝置620對液晶組成物層62照射活性能量線。透過活性能量線的照射,液晶組成物層62所包含之聚合性之化合物的聚合會進行,可達成液晶組成物層62的固化。
舉例而言,在液晶性化合物具有聚合性的情況下,液晶性化合物通常會維持其分子的定向就此聚合。據此,透過前述聚合,聚合前之液晶組成物所包含之液晶性化合物的定向狀態得以固定。因此,可獲得具有因應液晶性化合物的定向之光學特性的液晶固化層21。
活性能量線的照射條件得在液晶組成物層62能夠固化的範圍適當設定。舉例而言,在使用紫外線作為活性能量線的情況下,紫外線的照射強度以0.1 mW/cm
2以上為佳,以0.5 mW/cm
2以上為較佳,且以10000 mW/cm
2以下為佳,以5000 mW/cm
2以下為較佳。並且,紫外線的照射量以0.1 mJ/cm
2以上為佳,以0.5 mJ/cm
2以上為較佳,且以10000 mJ/cm
2以下為佳,以5000 mJ/cm
2以下為較佳。
由於藉由前述液晶組成物層62的固化可於基材薄膜10的正面10U獲得液晶固化層21,故根據工序(IV),可獲得具備基材薄膜10及液晶固化層21的光學堆疊體20。此光學堆疊體20持續朝回收部700送出。
回收部700將自固化處理部600送出之光學堆疊體20收捲於卷芯710,以薄膜卷720的狀態回收。據此,根據於上已述之製造方法,可使用卷對卷法有效率製造長條狀的光學堆疊體20。
藉由於上已述之製造方法製造之光學堆疊體20所具備的液晶固化層21,在設置於影像顯示裝置的情況下,可抑制顯示不均。具體而言,可抑制作為20 mm左右之小的顯示不均之圓形不均及可能在較前述圓形不均還寬廣的範圍發生之顯示不均。可獲得此優點的機制,本發明人推測如下。惟本發明之技術範圍並非受限於下述所說明之機制者。
圖3係繪示在樹脂薄膜30塗布液晶組成物而獲得之以往的中間薄膜90的剖面示意圖。並且,圖4係繪示由以往的中間薄膜90獲得之光學堆疊體91的剖面示意圖。
如圖3所示,以往一邊以支承輥410支撐添加劑的量之比I
B/I
F不在特定範圍的樹脂薄膜30一邊在此樹脂薄膜30上塗布液晶組成物來形成液晶組成物層92。在此情況下,可獲得具備樹脂薄膜30及液晶組成物層92的中間薄膜90。一般而言,因添加劑自樹脂薄膜30滲出,添加劑會存在於樹脂薄膜30的表面。此時,若滲出的程度大,則在樹脂薄膜30的表面有可能局部形成有添加劑之結塊93。
若在與支承輥410相接之樹脂薄膜30的背面30D有添加劑的結塊93,則支承輥410與樹脂薄膜30會因此結塊93而變得非接觸,在樹脂薄膜30與支承輥410之間可能會局部形成空氣層94。此空氣層94妨礙樹脂薄膜30與支承輥410之間的熱之移動。因此,在空氣層94上的區域94A,自液晶組成物層92之溶媒的揮發速度與周圍相異的結果,可能會產生液晶性化合物等固體成分的濃度與周圍相異的部分(液晶組成物層92的部分)95。如此固體成分的濃度與周圍相異的部分95,如圖4所示,在將液晶組成物層92固化而獲得之液晶固化層96中,可能形成與周圍之厚度相異的部分97。
茲更具體說明之。如圖3所示,舉例而言,在樹脂薄膜30與支承輥410相接而無空氣層94的區域98A中,可想見熱自液晶組成物層92通過樹脂薄膜30移動至支承輥410的情況。在此情況下,在形成有空氣層94的區域94A中,由於熱的移動受空氣層94妨礙,故自液晶組成物層92朝支承輥410之熱的移動會變小。據此,在此區域94A中,由於溶媒自液晶組成物層92的揮發所使用之熱變多,故溶媒的揮發速度變快。若然,在液晶組成物層92之空氣層94上的部分95中,固體成分的濃度變得較周圍相對高,據此,表面張力較周圍還要上升。若然,以由液晶組成物層92之空氣層94上的部分95與其周圍的部分98之間的濃度梯度所致之遷移流為觸發,如箭號A3所示,會自表面張力相對低的周圍的部分98持續朝表面張力相對高的部分95發生固體成分的移動。若然,溶媒之乾燥後殘留之固體成分的量,空氣層94上的部分95變得較其周圍的部分98還多。因此,在將此液晶組成物層92固化而獲得之光學堆疊體91的液晶固化層96中,在相當於前述空氣層94上的部分95之位置,如圖4所示,可能會形成較周圍還厚的部分97。
若在液晶固化層96有與周圍之厚度相異的部分97,則此部分97的延遲可能會局部偏離設計值。因此,在於樹脂薄膜30上形成液晶固化層96的情況下,在有添加劑之結塊93的位置中,於液晶固化層96可能會局部形成有延遲偏離設計值的部分。因此,在將此液晶固化層96設置於影像顯示裝置的情況下,有時會因前述部分97而在顯示面發生圓形不均。
相對於此,在於上已述之製造方法中,如圖2所示,使用背面10D之添加劑的量少之基材薄膜10來製造光學堆疊體20。基材薄膜10由於如添加劑的量之比I
B/I
F所示背面10D的添加劑少,故添加劑的結塊93少或無添加劑的結塊93。因此,由於可抑制在液晶固化層21形成有與周圍之厚度相異的部分97一事,故可抑制圓形不均。
並且,假設在樹脂薄膜30的背面30D粗糙的情況下,不僅起因於由添加劑之結塊93所致之空氣層94,還起因於背面30D的表面粗糙度,在寬廣的面積中可能形成有空氣層。如此在寬廣的範圍形成有空氣層的情況下,可能成為圓形不均的原因之局部的厚度不均在液晶固化層96難以發生,但可能會在較圓形不均還寬廣的範圍中於液晶固化層96形成有平緩的厚度不均。而且,此平緩的厚度不均可能會成為在較圓形不均還寬廣的範圍之顯示不均的原因。
相對於此,在於上已述之製造方法中,由於基材薄膜10的背面10D係具有特定之算術平均粗糙度Ra之平滑的面,故可抑制平緩的厚度不均於液晶固化層96發生。因此,不僅可抑制圓形不均,還可抑制在較圓形不均還寬廣的範圍中的顯示不均。
以上說明本發明之一實施型態相關之光學堆疊體的製造方法,但光學堆疊體的製造方法亦可自於上已述之實施型態進一步變更而實施。
舉例而言,保護薄膜41亦可不使用。並且,在不使用保護薄膜41的情況下,由於亦可不進行工序(VI),故光學堆疊體20的製造裝置1亦可不具備剝離部300。再者,在如於上已述之實施型態使用保護薄膜41的情況下,剝離部300的位置亦可自於上已述之實施型態的位置變更。舉例而言,剝離部300亦可設置於薄膜供應部100與清洗部200之間。在此情況下,在較工序(II)之前進行工序(VI)。
並且,舉例而言,在於上已述之實施型態中,在自薄膜供應部100至回收部700連續之1個生產線中進行光學堆疊體20的製造方法所包含之工序。然而,光學堆疊體20的製造方法所包含之工序亦可在不連續之2個以上的生產線中進行。若要舉出具體例,亦可在相異的生產線進行工序(I)及工序(II)與工序(III)~工序(VI)。在此情況下,在第一生產線中,自薄膜卷順出樹脂薄膜,對此樹脂薄膜的背面施以清洗處理而獲得基材薄膜之後,將此基材薄膜收捲而獲得薄膜卷(工序(I)及(II))。並且,在第二生產線中,自包含基材薄膜的薄膜卷順出基材薄膜,進行液晶組成物的塗布、液晶性化合物的定向及液晶組成物層的固化,獲得液晶固化層(工序(III)~工序(V))。此時,樹脂薄膜及基材薄膜亦可在較液晶組成物的塗布之前的時間點貼合保護薄膜,亦可在較液晶組成物的塗布之前的時間點剝離此保護薄膜(工序(VI))。使用此種2個以上之生產線的製造方法亦可獲得與前述實施型態相同的優點。
[4. 液晶組成物]
塗布於基材薄膜的正面之液晶組成物包含液晶性化合物。此液晶組成物不僅包含含有2種以上之成分的材料,還包含僅含有1種之液晶性化合物的材料。
液晶性化合物係具有液晶性的化合物,通常在使該液晶性化合物定向的情況下,可呈現液晶相。作為液晶性化合物,可使用逆色散液晶性化合物,亦可使用順色散液晶性化合物,還可使用逆色散液晶性化合物與順色散液晶性化合物的組合。
所謂逆色散液晶性化合物,表示具有逆波長色散性的液晶性化合物。並且,所謂具有逆波長色散性的液晶性化合物,係謂在形成該液晶性化合物的層體並在此層體中使液晶性化合物均勻定向的情況下,在波長450 nm之雙折射Δn(450)及在波長550 nm之雙折射Δn(550)滿足下述式(N1)的液晶性化合物。此種逆色散液晶性化合物通常量測波長愈長,可顯現愈大的雙折射。
Δn(450)<Δn(550) (N1)
所謂順色散液晶性化合物,表示具有順波長色散性的液晶性化合物。並且,所謂具有順波長色散性的液晶性化合物,係謂在形成該液晶性化合物的層體並在此層體中使液晶性化合物均勻定向的情況下,在波長450 nm之雙折射Δn(450)及在波長550 nm之雙折射Δn(550)滿足下述式(N2)的液晶性化合物。此種順色散液晶性化合物通常量測波長愈長,可顯現愈小的雙折射。
Δn(450)>Δn(550) (N2)
所謂使液晶性化合物均勻定向,係謂形成包含該液晶性化合物的層體,使在此層體中之液晶性化合物之分子的折射率橢球中最大折射率的方向沿平行於前述層體之面的某一方向定向。並且,前述層體的雙折射由「(層體的面內延遲)÷(層體的厚度)」來求出。
其中,就獲得在寬廣的波長範圍中可發揮其光學功能的液晶固化層之觀點而言,作為液晶性化合物,以逆色散液晶性化合物為佳。
液晶性化合物以具有聚合性為佳。據此,液晶性化合物以其分子包含聚合性基為佳。作為聚合性基,可列舉例如:丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基等由CH
2=CR
31-C(=O)-O-所示之基;乙烯基;乙烯基醚基;對茋基;丙烯醯基;甲基丙烯醯基;羧基;甲基羰基;羥基;醯胺基;碳原子數1~4之烷基胺基;胺基;環氧基;氧呾基;醛基;異氰酸酯基;硫異氰酸酯基;等。R
31表示氫原子、甲基或氯原子。具有聚合性的液晶性化合物可在呈現液晶相的狀態下聚合,維持液晶相中之分子的定向狀態就此成為聚合物。據此,能夠在液晶組成物的固化物中固定液晶性化合物的定向狀態、提高液晶性化合物的聚合度以提高液晶固化層的機械性強度。
液晶性化合物的分子量以300以上為佳,以500以上為較佳,以800以上為尤佳,且以2000以下為佳,以1700以下為較佳,以1500以下為尤佳。透過使用具有此種範圍之分子量的液晶性化合物,可尤為優化液晶組成物的塗布性。
在量測波長550 nm之液晶性化合物的雙折射Δn以0.01以上為佳,以0.03以上為較佳,且以0.15以下為佳,以0.10以下為較佳。透過使用具有此種範圍之雙折射Δn的液晶性化合物,通常易於獲得定向缺陷少的液晶固化層。
液晶性化合物的雙折射,舉例而言,可透過下述方法量測。
製作液晶性化合物的層體,使此層體所包含之液晶性化合物均勻定向。之後,量測此層體的面內延遲。然後,由「(層體的面內延遲)÷(層體的厚度)」可求出液晶性化合物的雙折射。此時,為了使面內延遲及厚度的量測容易,經均勻定向之液晶性化合物的層體亦可使之固化。
液晶性化合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
具體的液晶性化合物的種類並無限制。舉例而言,作為逆色散液晶性化合物之例,可舉出由下述式(I)所示者。
[在前述式(I)中,
Ar表示由下述式(II-1)~式(II-7)之任一者所示之基。其中,由式(II-1)~式(II-7)之任一者所示之基於D
1~D
6以外亦可具有取代基。
(在前述式(II-1)~式(II-7)中,
*表示與Z
1或Z
2的鍵結位置。
E
1及E
2分別獨立表示選自由-CR
11R
12-、-S-、-NR
11-、-CO-及-O-而成之群組之基。R
11及R
12分別獨立表示氫原子或碳原子數1~4之烷基。
D
1~D
3分別獨立表示亦可具有取代基的芳烴環基或亦可具有取代基的芳雜環基。D
1~D
3所示之基的碳原子數(包含取代基的碳原子數。)通常分別獨立為2~100。
D
4~D
5分別獨立表示亦可具有取代基的非環狀基。D
4及D
5亦可一起形成環。D
4~D
5所示之基的碳原子數(包含取代基的碳原子數。)通常分別獨立為1~100。
D
6表示選自由-C(R
f)=N-N(R
g)R
h、-C(R
f)=N-N=C(R
g)R
h及-C(R
f)=N-N=R
i而成之群組之基。D
6所示之基的碳原子數(包含取代基的碳原子數。)通常為3~100。R
f表示選自由氫原子以及碳原子數1~6之烷基而成之群組之基。R
g表示選自由氫原子以及亦可具有取代基的碳原子數1~30之有機基而成之群組之基。R
h表示具有選自由碳原子數6~30之芳烴環及碳原子數2~30之芳雜環而成之群組之1種以上之芳環的有機基。R
i表示具有選自由碳原子數6~30之芳烴環及碳原子數2~30之芳雜環而成之群組之1種以上之芳環的有機基。)
Z
1及Z
2分別獨立表示選自由單鍵、-O-、-O-CH
2-、-CH
2-O-、-O-CH
2-CH
2-、-CH
2-CH
2-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR
21-C(=O)-、-C(=O)-NR
21-、-CF
2-O-、-O-CF
2-、-CH
2-CH
2-、-CF
2-CF
2-、-O-CH
2-CH
2-O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH
2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH
2-、-CH
2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH
2-、-CH
2-CH
2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH
2-CH
2-、-CH
2-CH
2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH
2-CH
2-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH
3)-、-C(CH
3)=N-、-N=N-及-C≡C-而成之群組之任一者。R
21分別獨立表示氫原子或碳原子數1~6之烷基。
A
1、A
2、B
1及B
2分別獨立表示選自由亦可具有取代基的脂環基及亦可具有取代基的芳族基而成之群組之基。
Y
1~Y
4分別獨立表示選自由單鍵、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR
22-C(=O)-、-C(=O)-NR
22-、-O-C(=O)-O-、-NR
22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR
22-及-NR
22-C(=O)-NR
23-而成之群組之任一者。R
22及R
23分別獨立表示氫原子或碳原子數1~6之烷基。
G
1及G
2分別獨立表示選自由碳原子數1~20之脂族烴基以及碳原子數3~20之脂族烴基所包含之1個以上的亞甲基經-O-或-C(=O)-取代之基而成之群組之有機基。G
1及G
2之前述有機基所包含之氫原子亦可取代成碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基或鹵原子。惟G
1及G
2之兩末端的亞甲基並未取代成-O-或-C(=O)-。
P
1及P
2分別獨立表示聚合性基。
p及q分別獨立表示0或1。]
針對由式(I)所示之液晶性化合物,得參照例如國際專利公開第2019/146468號。
在液晶組成物中之液晶性化合物的量相對於液晶組成物100重量%,以5重量%以上為佳,以10重量%以上為較佳,以15重量%以上為更佳,且以50重量%以下為佳,以40重量%以下為較佳,以30重量%以下為尤佳。
液晶組成物視需求亦可更包含任意成分組合於液晶性化合物。任意成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
液晶組成物通常包含溶媒作為任意成分。作為溶媒,以可溶解液晶性化合物者為佳。作為此種溶媒,通常使用有機溶媒。作為有機溶媒之例,可列舉:環戊酮、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮等酮溶媒;乙酸丁酯、乙酸戊酯等乙酸酯溶媒;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等鹵化烴溶媒;1,4-二氧口山、環戊基甲基醚、四氫呋喃、四氫哌喃、1,3-二氧𠷬、1,2-二甲氧乙烷等醚溶媒;及甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯等芳烴系溶媒。並且,溶媒可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
溶媒的沸點,就操作性優異的觀點而言,以60℃~250℃為佳,以60℃~150℃為較佳。
溶媒的量相對於液晶性化合物100重量份,以200重量份以上為佳,以250重量份以上為較佳,以300重量份以上為尤佳,且以650重量份以下為佳,以550重量份以下為較佳,以450重量份以下為尤佳。
並且,溶媒的量良佳為以液晶組成物的固體成分濃度落於特定之範圍的方式調整。所謂固體成分濃度,表示液晶組成物所包含之溶媒以外的成分(固體成分)的濃度。液晶組成物之固體成分濃度的範圍相對於液晶組成物100重量%,以5重量%以上為佳,以10重量%以上為較佳,以15重量%以上為尤佳,且以50重量%以下為佳,以40重量%以下為較佳,以30重量%以下為尤佳。
液晶組成物通常包含聚合起始劑作為任意成分。聚合起始劑的種類得因應液晶組成物所包含之聚合性之化合物的種類而選擇。舉例而言,若聚合性之化合物為自由基聚合性,則得使用自由基聚合起始劑。並且,若聚合性之化合物為陰離子聚合性,則得使用陰離子聚合起始劑。再者,若聚合性之化合物為陽離子聚合性,則得使用陽離子聚合起始劑。聚合起始劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
聚合起始劑的量相對於液晶性化合物100重量份,以0.1重量份以上為佳,以0.5重量份以上為較佳,且以20重量份以下為佳,以7重量份以下為較佳。在聚合起始劑的量落於前述範圍的情況下,可使聚合有效率進行。
液晶組成物亦可包含界面活性劑作為任意成分。尤其,就穩定獲得定向性優異的液晶固化層之觀點而言,作為界面活性劑,以於分子中包含氟原子的界面活性劑為佳。並且,在優化液晶固化層的面狀態及定向性之觀點上,作為界面活性劑,以非離子系界面活性劑為佳。界面活性劑可不具有聚合性,亦可具有聚合性。作為界面活性劑,可列舉例如:OMNOVA公司PolyFox之「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-3320」、「PF-651」、「PF-652」;NEOS公司FTERGENT之「FTX-209F」、「FTX-208G」、「FTX-204D」;SEIMI CHEMICAL公司Surflon之「KH-40」、「S-420」等。並且,界面活性劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
界面活性劑的量相對於液晶性化合物100重量份,以0.01重量份以上為佳,以0.1重量份以上為較佳,且以5重量份以下為佳,以1.0重量份以下為較佳。在界面活性劑的量位於前述範圍的情況下,可獲得定向性優異的液晶固化層。
作為液晶組成物得包含之其他任意成分,可列舉例如:金屬;金屬錯合物;氧化鈦等金屬氧化物;染料、顏料等著色劑;螢光材料、磷光材料等發光材料;均染劑;觸變劑;膠化劑;多醣類;紫外線吸收劑;紅外線吸收劑;抗氧化劑;離子交換樹脂;液晶性化合物以外之聚合性的化合物;等。此等成分的量相對於液晶性化合物之合計100重量份,得各自為0.1重量份~20重量份。
[5. 光學堆疊體]
藉由於上已述之製造方法製造之光學堆疊體具備基材薄膜與形成於此基材薄膜之正面的液晶固化層。液晶固化層以液晶組成物的固化物形成。液晶組成物的固化由於通常藉由液晶組成物所包含之聚合性之化合物的聚合來達成,故液晶固化層包含液晶組成物所包含之成分的一部分或全部的聚合物。因此,在液晶性化合物具有聚合性的情況下,由於此液晶性化合物聚合,故液晶固化層得包含液晶性化合物的聚合物。此經聚合的液晶性化合物包含於用語「液晶固化層所包含之液晶性化合物」。
在液晶組成物的固化物中,由於喪失固化前的流動性,故通常液晶固化層所包含之液晶性化合物的定向狀態在固化前的定向狀態下就此固定。據此,液晶固化層可發揮因應該液晶固化層所包含之液晶性化合物的定向狀態之光學特性。液晶固化層之具體的光學特性以因應液晶固化層的用途而適當設定為佳。
舉例而言,在將液晶固化層作為λ/4波長板使用的情況下,在量測波長550 nm之液晶固化層的面內延遲Re以108 nm以上為佳,以128 nm以上為較佳,以133 nm以上為尤佳,且以168 nm以下為佳,以148 nm以下為較佳,以146 nm以下為尤佳。
並且,舉例而言,在使用液晶固化層作為λ/2波長板的情況下,在量測波長550nm之液晶固化層的面內延遲Re以245 nm以上為佳,以265 nm以上為較佳,以270 nm以上為尤佳,且以305 nm以下為佳,以285 nm以下為較佳,以280 nm以下為尤佳。
液晶固化層以具有逆波長色散性為佳。亦即,液晶固化層以相較於短波長針對長波長之穿透光顯現出大的面內延遲為佳。液晶固化層以在可見光頻帶的至少一部分──良佳為全部──具有此種逆波長色散性為佳。舉體而言,在量測波長450 nm及550 nm之液晶固化層的面內延遲Re(450)及Re(550)以滿足下述式(N3)為佳。在液晶固化層具有此種逆波長色散性的情況下,在λ/4波長板或λ/2波長板等光學用途中可在寬廣的頻帶中均勻顯現功能。
Re(450)<Re(550) (N3)
液晶固化層亦可沿一方向具有慢軸。舉例而言,在工序(IV)中液晶組成物層所包含之液晶性化合物均勻定向的情況下,所製造之液晶組成物的液晶固化層得沿一方向具有慢軸。此慢軸的方向以因應液晶固化層之用途而適當設定為佳。舉例而言,在於長條狀的基材薄膜上形成有長條狀的液晶固化層之情況下,液晶固化層之慢軸的方向可與基材薄膜的幅寬方向平行,亦可垂直,還可為既不平行亦不垂直的斜向。舉例而言,液晶固化層的慢軸相對於基材薄膜的幅寬方向所夾之角度,得為良佳為15°±5°(即10°~20°)、22.5±5°(即17.5°~27.5°)、45°±5°(即40°~50°)、75°±5°(即70°~80°),較佳為15°±4°(即11°~19°)、22.5±4°(即18.5°~26.5°)、45°±4°(即41°~49°)、75°±4°(即71°~79°),更為較佳為15°±3°(12°~18°)、22.5±3°(即19.5°~25.5°)、45°±3°(即42°~48°)、75°±3°(即72°~78°)等特定的範圍。
液晶固化層的全光線穿透率以85%以上為佳,以86%以上為較佳,以88%以上為尤佳。液晶固化層的全光線穿透率得使用紫外線/可見光分光計在波長380 nm~780 nm的範圍量測。
液晶固化層的霧度以5%以下為佳,以3%以下為較佳,以1%以下為尤佳。液晶固化層的霧度得遵循JIS K 7136使用霧度計(東洋精機公司製「haze-gard II」)來量測。
液晶固化層的厚度良佳為以可獲得期望之光學特性的方式設定。液晶固化層之具體的厚度以0.5 μm以上為佳,以1.0 μm以上為較佳,以1.5 μm以上為尤佳,且以10 μm以下為佳,以7.0 μm以下為較佳,以5.0 μm以下為尤佳。
[6. 偏光板]
於上已述之光學堆疊體的液晶固化層得利用該液晶固化層所具有之光學特性作為光學部件使用。作為得成為液晶固化層之用途的光學部件之例,可列舉:相位差薄膜、波長板、光學補償薄膜等。作為合適的實施型態,可舉出液晶固化層作為偏光板的構成要件使用。
使用液晶固化層而獲得之偏光板具備液晶固化層及直線偏光件。此時,液晶固化層以作為λ/4波長板發揮功能為佳。並且,液晶固化層的慢軸以相對於直線偏光件的吸收軸或穿透軸形成45°或接近其的角度為佳。液晶固化層的慢軸相對於直線偏光件的吸收軸或穿透軸所夾之角度,更詳細而言,以40°以上為佳,以41°以上為較佳,以42°以上為更佳,且以50°以下為佳,以49°以下為較佳,以48°以下為更佳。將直線偏光件與可作為λ/4波長板發揮功能之液晶固化層如前所述組合而獲得之偏光板,通常可作為圓偏光板發揮功能。
作為直線偏光件,可列舉例如:藉由使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料後,在硼酸浴中進行單軸延伸而獲得者;以及藉由使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料並延伸,進一步將分子鏈中之聚乙烯醇單元的一部分改質為聚伸乙烯單元而獲得者。作為直線偏光件的其他例,可列舉:柵格偏光件及多層偏光件等具有將偏光分離成反射光與穿透光之功能的偏光件。此等之中,以含有聚乙烯醇的偏光件為佳。
一般而言,在使自然光入射直線偏光件時,僅其中一偏光會穿透。直線偏光件的偏光度並不特別限定,但以98%以上為佳,以99%以上為較佳。直線偏光件的平均厚度以5 μm~80 μm為佳。
前述偏光板視需求亦可具有任意層體。作為任意層體之例,可列舉:用以與其他部件接合的接合層、優化薄膜之平滑性的基墊層、耐衝擊性聚甲基丙烯酸樹脂層等硬塗層、抗反射層、防汙層等。
偏光板可藉由例如依序包含藉由於上已述之製造方法製造光學堆疊體的工序、將光學堆疊體的液晶固化層與直線偏光件貼合的工序、將基材薄膜剝離的工序之製造方法來製造。於液晶固化層與直線偏光件的貼合視需求亦可使用接合劑或黏合劑。並且,透過使用長條狀的光學堆疊體與長條狀的直線偏光件以卷對卷進行前述貼合,可有效率製造偏光板。所謂以卷對卷的貼合,係謂自長條形狀的薄膜之卷順出薄膜,將其搬運,進行在搬運線上與其他薄膜之貼合的工序,再來將所獲得之貼合物收捲做成卷之態樣的貼合。
前述偏光板可合適應用於影像顯示裝置。尤其,在偏光板為圓偏光板的情況下,此偏光板得合適使用作為具有有機電致發光元件之影像顯示裝置的抗反射薄膜。亦即,透過將圓偏光板以直線偏光件側之面朝向觀看側的方式設置於影像顯示裝置的顯示面,可抑制自裝置外部入射的光在裝置內反射再朝裝置外部射出,其結果,可抑制影像顯示裝置之顯示面的眩光。
具體而言,自裝置外部入射的光,僅其一部分之直線偏光通過直線偏光件,其次透過其通過液晶固化層成為圓偏光。作為於此所謂之圓偏光,只要在實質上發揮抗反射功能的範圍,即亦可包含橢圓偏光。圓偏光透過將裝置內之光反射的構成要件(有機電致發光元件中的反射電極等)反射,再通過液晶固化層,藉此成為沿與入射之直線偏光的偏光軸正交的方向具有偏光軸的直線偏光,而變得不會通過直線偏光件。藉此,可達成抗反射的功能。並且,針對液晶固化層的3維折射率(nx、ny、nz)的關係,亦可使用擁有例如「nx>ny=nz」、「nx>ny>nz」或「nx>nz>ny」之關係的液晶固化層。在採用擁有3維折射率為「nx>nz>ny」之關係的液晶固化層之情況下,不僅可獲得垂直於顯示面的正面方向的抗反射功能,還可獲得不平形亦不垂直於顯示面之傾斜方向的抗反射功能。
『實施例』
以下揭示實施例具體說明本發明,但本發明並非受限於以下說明之實施例者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍之範圍中亦可任意變更而實施。
在以下說明中,表示量的「%」及「份」,除非另有註記,否則係重量基準。並且,以下說明之操作,除非另有註記,否則在常溫常壓(23℃、1大氣壓)大氣中之條件下進行。
(聚合物之重量平均分子量Mw的量測方法)
聚合物的重量平均分子量Mw透過以環己烷為溶析液之凝膠滲透層析法(GPC)量測,以標準聚異戊二烯換算值之形式求出。在聚合物不溶解於環己烷時,使用四氫呋喃(THF)作為溶析液。並且,在使用THF作為溶析液時,以聚苯乙烯換算值量測重量平均分子量Mw。
作為標準聚異戊二烯,使用東曹公司製標準聚異戊二烯(Mw=602、1390、3920、8050、13800、22700、58800、71300、109000、280000)。
量測係將3根東曹公司製管柱(TSKgel G5000HXL、TSKgel G4000HXL及TSKgel G2000HXL)串聯連接使用,在流速1.0 mL/分鐘、樣品注入量100 μL、管柱溫度40℃的條件下進行。
(聚合物之氫化率的量測方法)
聚合物的氫化率以鄰二氯苯-d
4為溶媒在145℃下透過
1H-NMR量測來量測。
(玻璃轉移溫度Tg的量測方法)
玻璃轉移溫度Tg係使用微差掃描熱量分析計(Nano Technology公司製「DSC6220 SII」)依據JIS K 6911在升溫速度10℃/分鐘的條件下量測。
(算術平均粗糙度Ra的量測方法)
使用CNC表面粗糙度量測機(MITUTOYO公司製「SURFTEST Extreme V-3000 CNC」),以幅寬方向為掃描方向量測基材薄膜的表面的算術平均粗糙度Ra。此量測遵循JIS B 0601:2001進行。具體的量測條件係掃描距離50 mm、掃描速度0.3 mm/s、截止值0.3 mm。
(液晶固化層之面內延遲的量測方法)
將光學堆疊體的液晶固化層自無圓形不均的部分切出,中介光學各向同性的接合劑(日東電工製「CS9621T」),貼合於1 mm厚的玻璃板,獲得樣品片。使用相位差計(Axometrics公司製「AxoScan」)在量測波長550 nm量測此樣品片的面內延遲。由於樣品片所包含之接合劑及玻璃板具有光學各向同性,故前述樣品片的面內延遲表示液晶固化層的面內延遲。
(添加劑的量之比I
B/I
F的量測)
在工序(VI)將保護薄膜剝離之後、工序(III)塗布液晶組成物之前,將基材薄膜的一部分切出。藉由TOF-SIMS(飛行時間型二次離子質量分析計;Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)偵測源自所切出之基材薄膜的正面及背面各者之抗氧化劑(Ciba Specialty Chemicals公司製「Irganox 1010」)的碎片離子。由此結果計算在正面及背面偵測到之抗氧化劑的偵測量I
F及I
B之比I
B/I
F。
前述TOF-SIMS在下述量測條件下進行。
2次離子極性:正
質量範圍(m/z):0~1500
光柵尺寸:5000 μm□(亦即5000×5000 μm
2)
掃描數:16 frame
像素數(1邊):500 pixel
量測真空度(試樣導入前):4×10
−7Pa(4×10
−9mbar)以下
1次離子種類:Bi
3 ++1次離子加速電壓:25 kV
脈衝幅寬:9.4 ns
衝擊:有(高質量分解能量測)
電中和:有
後段加速:9.5 kV
在前述TOF-SIMS中,可獲得多個尖峰作為所偵測出之碎片離子的計數。此等尖峰的尖峰強度進行正規化。正規化係使用碎片離子的尖峰強度之中強度最大之尖峰的強度作為正規值來進行。具體而言,在於後所述之實施例及比較例中,由於C
5H
7 +的尖峰最大,故以在將此C
5H
7 +的尖峰強度定為100%之情形中的百分率求出各尖峰的尖峰強度。並且,在前述TOF-SIMS中,可量測源自抗氧化劑之C
15H
23O
+碎片離子的尖峰。於是,如前所述使用經正規化之尖峰強度,以在正面中量測之前述碎片的尖峰強度與在背面中量測之前述碎片的尖峰強度之比的形式,計算前述抗氧化劑的偵測量之比I
B/I
F。
(圓形不均之個數的計數)
在高亮度LED背光(5,000 cd/m
2)上配置第一直線偏光板(SANRITZ公司製之偏光薄膜「HLC2-5618S」),於其上配置1.33 m
2之面積的光學堆疊體,再來於其上與第一直線偏光板在平行尼寇稜鏡狀態下配置第二直線偏光板(SANRITZ公司製之偏光薄膜「HLC2-5618S」)。自第二直線偏光板側進行目測觀察,計數所觀看之直徑5 mm以上之大小之圓形不均的個數。
(顯示不均之評價的方法)
自市售之RGB顯色的有機電致發光顯示裝置面板(SAMSUNG公司製)取下觸控面板。於發光面板上將液晶固化層定於發光面板側來配置在實施例及比較例製造之偏光板,在黑顯示、明視野下觀察。
由前述觀察的結果,依據下述基準評價顯示不均的程度。在下述基準中,數值愈大,表示結果愈良好。
「5」:無圓形不均,可達成均勻的顯示。
「4」:顯示面之每1.33m
2有1個~10個圓形不均,但在觀看顯示面整體的顯示時可達成無實用上問題的顯示。
「3」:顯示面之每1.33m
2有11個~20個圓形不均。
「2」:顯示面之每1.33m
2有21個以上之圓形不均,在顯示方面有實質損害。
「1」:於顯示面之寬廣的面積中,在較圓形不均還寬廣的面積發生作為顯示顏色偏差之顯示不均的虹彩不均。
[製造例1. 基材薄膜用之樹脂的製造]
〈開環聚合〉
於經氮氣置換之反應器,添加三環[4.3.0.1
2,5]癸-3,7-二烯(以下有時稱為「DCPD」。)、四環[4.4.0.1
2,5.1
7,10]十二-3-烯(以下有時稱為「TCD」。)及四環[9.2.1.0
2,10.0
3,8]十四-3,5,7,12-四烯(以下有時稱為「MTF」。)之混合物(重量比DCPD/TCD/MTF=52/38/10)7份(相對於使用於聚合之單體總量為重量1%);環己烷1600份;三異丁基鋁0.55份;異丁醇0.21份;作為反應調整劑之二異丙基醚0.84份;與作為分子量調節劑之1-己烯3.24份。於其添加溶解於環己烷之0.65%的六氯化鎢溶液24.1份,在55℃下攪拌10分鐘。隨後,一邊將反應系統保持於55℃,一邊將DCPD、TCD與MTF之混合物(重量比DCPD/TCD/MTF=52/38/10)693份以及溶解於環己烷之0.65%的六氯化鎢溶液48.9份耗費150分鐘分別連續滴入至系統內。之後,繼續反應30分鐘,結束聚合,獲得包含開環聚合物的反應液。聚合結束後,透過氣相層析量測之單體的聚合轉化率在聚合結束時為100%。
〈氫化〉
將所獲得之反應液移送至耐壓性的氫化反應器,加入矽藻土承載鎳觸媒(日揮化學公司製「T8400RL」,鎳承載率57%)1.4份及環己烷167份,在180℃、氫壓4.6 MPa下使之反應6小時,獲得包含開環聚合物之氫化物的反應液。將此反應液以RADIOLITE #500作為濾床在壓力0.25 MPa下加壓過濾(石川島播磨重工公司製「FUNDABAC過濾器」)以去除氫化觸媒,獲得無色透明的溶液。隨後,將前述氫化物每100份為0.5份之抗氧化劑(肆{3-[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙酸}新戊四醇酯,Ciba Specialty Chemicals公司製「Irganox 1010」)添加至所獲得之溶液使其溶解。隨後,以Zeta Plus過濾器30H(CUNO Filter公司製,孔徑0.5~1 μm)依次過濾,再來以另一金屬纖維製過濾器(孔徑0.4 μm,NICHIDAI公司製)過濾,去除微小的固體成分。所獲得之溶液中所包含之氫化物的氫化率為99.9%。
隨後,使用圓筒型濃縮乾燥器(日立製作所公司製),在溫度270℃、壓力1 kPa以下,自前述溶液去除係為溶媒之環己烷及其他揮發成分,自直接連接於濃縮機之模具在熔融狀態下擠製成股狀並冷卻,獲得包含含脂環結構聚合物(即開環聚合物的氫化物)及抗氧化劑之熱塑性樹脂的顆粒。顆粒所包含之熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度Tg為126℃。
[製造例2. 液晶組成物的製造]
將由式(X1)所示之具有聚合性的逆色散液晶性化合物21.25份、界面活性劑(AGC SEIMI CHEMICAL公司製「Surflon S420」)0.11份、聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure 379」)0.64份及溶媒(環戊酮,日本瑞翁公司製)78.00份混合,製備液晶組成物。
[實施例1]
(樹脂薄膜的準備)
將在製造例1製造之熱塑性樹脂的顆粒以T字模具式薄膜擠製成形機於鑄造輥擠製藉此成形,製造幅寬1350 mm、厚度70 μm之長條狀的樹脂薄膜。作為前述鑄造輥,使用具有鏡面作為外周面的鏡面輥。將此樹脂薄膜供應至拉幅延伸機,以延伸溫度145℃、延伸倍率1.5倍進行斜向延伸,獲得作為樹脂薄膜的延伸薄膜。所獲得之樹脂薄膜沿相對於幅寬方向夾45°之角度的方向具有慢軸。並且,量測樹脂薄膜的算術平均粗糙度Ra,結果正面及背面兩面皆為0.01 μm。於所獲得之樹脂薄膜的正面貼合聚對酞酸乙二酯薄膜作為保護薄膜並收捲,獲得薄膜卷(工序(I))。
(液晶固化層的形成)
將樹脂薄膜與保護薄膜一起自薄膜卷順出,一邊沿長邊方向連續搬運,一邊進行下述操作。
對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)透過電暈處理進行清洗處理,獲得基材薄膜(工序(II))。電暈處理係使用春日電機公司製之電暈處理裝置,於大氣中在輸出1.0 kW、處理密度2200 W⋅分鐘/m
2之條件下進行。處理環境為溫度23℃、濕度45%RH。
之後,將保護薄膜剝離,使基材薄膜的正面露出(工序(VI))。
隨後,將基材薄膜供應至塗布裝置,將在製造例2製造之液晶組成物塗布於正面(工序(III))。此塗布具體上如下所述進行。
塗布裝置具備具有平滑的外周面之支承輥以及與此支承輥相向而對設置之模具塗布器。供應至塗布裝置的基材薄膜以背面相接於支承輥的外周面之方式進入,以支承輥的外周面支撐。然後,基材薄膜以在支承輥的外周面不會滑動的方式隨著支承輥的旋轉而搬運。並且,於如此以支承輥的外周面支撐的狀態之基材薄膜的正面,藉由模具塗布器塗布液晶組成物。透過液晶組成物的塗布,可獲得具備基材薄膜與形成於此基材薄膜的正面之液晶組成物層的中間薄膜。前述塗布時,所塗布之液晶組成物的溫度及進行此塗布之氣體環境的溫度為常溫。另一方面,支承輥的溫度為20℃。
隨後,中間薄膜搬送至烘箱,於烘箱內在110℃、3分鐘的條件下加熱。透過此加熱,液晶組成物層所包含之逆色散液晶性化合物會定向(工序(IV)),再來,液晶組成物層所包含之溶媒會乾燥而去除。
隨後,對中間薄膜的液晶組成物層在氮氣環境下照射積分光量800 mJ/cm
2之紫外線,使液晶組成物層固化,形成液晶固化層(厚度2.8 μm)。藉此,獲得具備基材薄膜與形成於此基材薄膜的正面之液晶固化層的長條狀之光學堆疊體。將所獲得之光學堆疊體的一部分(無於後所述之圓形不均的部分)切出,藉由於上已述之方法量測液晶固化層的面內延遲。延遲為145 nm。
(偏光板的製造)
準備長條狀的直線偏光件(SANRITZ公司製之偏光薄膜「HLC2-5618S」,厚度180 μm,沿相對於幅寬方向為90°之方向具有吸收軸)。將此直線偏光件之其中一面與光學堆疊體的液晶固化層中介光學各向同性的黏合劑層(日東電工製「CS9621T」)貼合。此貼合係將直線偏光件的幅寬方向與光學堆疊體的幅寬方向做成平行來進行。之後,將光學堆疊體的基材薄膜剝離,獲得具有「直線偏光件/黏合劑層/液晶固化層」之層構造之長條狀的偏光板。使用所獲得之偏光板,藉由於上已述之方法進行圓形不均之個數的量測及顯示不均的評價。
[實施例2]
除了將在工序(II)中之對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)之電暈處理的處理條件變更為大氣中、輸出0.5 kW、處理密度1100W⋅分/m
2的條件以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。
[實施例3]
除了將在工序(II)中之對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)之電暈處理的處理條件變更為大氣中、輸出2.0 kW、處理密度4500 W⋅分/m
2的條件以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。
[實施例4]
除了在工序(II)中對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)施以大氣壓電漿處理取代電暈處理以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。電漿處理係使用日本Plasmatreat公司製之電漿處理裝置,在以7:3(重量%)包含氮氣與氧氣的氣體環境下,在輸出0.5 kW、處理密度1000 W⋅分/m
2的條件下進行。處理環境為溫度23℃、濕度45%RH。
[實施例5]
除了在工序(II)中對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)施以液體塗布處理取代電暈處理以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。在液體塗布處理中,依序進行在樹脂薄膜的背面塗布清洗液(東邦化學公司製「1,3-二氧𠷬」)、以Nanowiper(TECHNOS公司製)拭去所塗布之清洗液與使擦拭後之面在40℃下乾燥。處理環境為溫度23℃、濕度55%RH。
[實施例6]
除了在工序(I)中使用聚乙烯薄膜取代聚對酞酸乙二酯薄膜作為貼合於樹脂薄膜之正面的保護薄膜以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。在此實施例6中,透過利用TOF-SIMS之分析,確認到在基材薄膜的背面,被認為係源自保護薄膜之聚二甲基矽氧烷附著得較其他實施例還多。
[實施例7]
除了在對樹脂薄膜的背面施以電暈處理獲得基材薄膜後進行基材薄膜的收捲及順出以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。
具體而言,藉由與實施例1之工序(I)相同的方法,將樹脂薄膜與保護薄膜貼合並收捲,獲得薄膜卷(工序(I))。
將樹脂薄膜與保護薄膜一起自此薄膜卷順出,對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)在與實施例1相同的條件下進行利用電暈處理之清洗處理,獲得基材薄膜(工序(II))。之後,將基材薄膜與保護薄膜一起收捲,獲得薄膜卷。
將基材薄膜與保護薄膜一起自包含基材薄膜的此薄膜卷順出,一邊沿長邊方向連續搬運,一邊在與實施例1相同的條件下進行保護薄膜的剝離(工序(VI))、對基材薄膜的正面之液晶組成物的塗布(工序(III))、液晶組成物層的加熱(工序(IV))及對液晶組成物層之紫外線的照射,獲得具備基材薄膜及液晶固化層之長條狀的光學堆疊體。
使用此光學堆疊體,藉由與實施例1之工序(偏光板的製造)相同的方法,製造偏光板並予以評價。
[實施例8]
除了在工序(I)自熱塑性樹脂的顆粒製造樹脂薄膜時,藉由使用具有粗面作為外周面的粗面化輥作為鑄造輥取代鏡面輥,將樹脂薄膜之背面的算術平均粗糙度Ra變更為0.09 μm以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。
[比較例1]
除了未進行在工序(II)中之對樹脂薄膜的背面(與保護薄膜為相反之側之面)之電暈處理以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。
[比較例2]
除了在工序(I)自熱塑性樹脂的顆粒製造樹脂薄膜時,藉由使用具有粗面作為外周面的粗面化輥作為鑄造輥取代鏡面輥,將樹脂薄膜之背面的算術平均粗糙度Ra變更為0.15 μm以外,藉由與實施例1相同的方法,進行光學堆疊體及偏光板的製造及評價。
[結果]
前述實施例及比較例的結果揭示於下述表1。在下述表中,簡稱的意義如下所示。
COP:含脂環結構聚合物。
AO:抗氧化劑(Ciba Specialty Chemicals公司製「Irganox 1010」)。
背面的Ra:基材薄膜之背面的算術平均粗糙度。
PET:聚對酞酸乙二酯。
PE:聚乙烯。
Re:液晶固化層的面內延遲。
產線構成為「連續」:樹脂薄膜之背面的清洗處理與對基材薄膜之正面之液晶組成物的塗布在連貫的產線上進行。
產線構成為「不連續」:樹脂薄膜之背面的清洗處理與對基材薄膜之正面之液晶組成物的塗布在不同的產線上進行。
『表1』
[表1. 實施例及比較例的結果]
實施例 | 比較例 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 1 | 2 | |
基材薄膜 | ||||||||||
聚合物 | COP | COP | COP | COP | COP | COP | COP | COP | COP | COP |
添加劑 | AO | AO | AO | AO | AO | AO | AO | AO | AO | AO |
延伸方向 (°) | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
清洗方法 | 電暈 處理 | 電暈 處理 | 電暈 處理 | 大氣壓 電漿 處理 | 液體 塗布 處理 | 電暈 處理 | 電暈 處理 | 電暈 處理 | - | 電暈 處理 |
背面的Ra (μm) | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.09 | 0.01 | 0.15 |
I B/I F | 0.2 | 0.48 | 0.05 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 1.1 | 0.2 |
保護薄膜 | ||||||||||
材質 | PET | PET | PET | PET | PET | PE | PET | PET | PET | PET |
生產線 | ||||||||||
產線構成 | 連續 | 連續 | 連續 | 連續 | 連續 | 連續 | 不連續 | 連續 | 連續 | 連續 |
液晶固化層 | ||||||||||
Re (nm) | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 |
評價 | ||||||||||
圓形不均的 個數 (個/1.33m 2) | 0 | 5 | 0 | 3 | 0 | 3 | 1 | 0 | 23 | 0 |
顯示不均 | 5 | 4 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 | 5 | 2 | 1 |
[討論]
在比較例1中,未進行基材薄膜之背面的清洗處理之結果,添加劑之量的比I
B/I
F過大。據此,在比較例1中,由於無法抑制圓形不均,故在將液晶固化層設置於影像顯示裝置的情況下,因前述圓形不均而在顯示方面發生實質損害。
並且,在比較例2中,雖無圓形不均,但於較圓形不均還寬廣的面積發生彩虹狀的顯示不均(虹彩不均)。
相對於此,在實施例中能夠抑制圓形不均,在設置於影像顯示裝置的情況下可抑制顯示不均。
[參考例1]
量測在比較例1製造之光學堆疊體之發生圓形不均的部分之液晶固化層的厚度。量測的結果,確認到在發生圓形不均的部分形成有較周圍還厚4.5 μm的厚膜部。由此結果,確認到圓形不均係因形成於液晶固化層之厚膜部而發生。
並且,藉由TOF-SIMS分析在比較例1製造之光學堆疊體之發生圓形不均的部分之基材薄膜的背面。分析的結果,確認到在發生圓形不均之部分的背面有抗氧化劑。並且,以光學顯微鏡觀察該部分,結果確認到在基材薄膜的背面形成有抗氧化劑的結塊。
抗氧化劑在光學堆疊體的製造方法中,僅包含於作為基材薄膜之材料的熱塑性樹脂。據此,由前述結果,印證圓形不均係因自基材薄膜滲出之抗氧化劑的結塊而發生。
1:製造裝置
10:基材薄膜
10U:正面
10D:背面
20:光學堆疊體
21:液晶固化層
30:樹脂薄膜
30U:正面
30D:背面
40:多層薄膜
41:保護薄膜
50:薄膜卷
60:中間薄膜
61:液晶組成物
62:液晶組成物層
100:薄膜供應部
200:清洗部
300:剝離部
310:剝離輥
320:剝離輥
400:塗布部
410:支承輥
410S:外周面
420:塗布器
421:模具
500:定向處理部
510:烘箱
600:固化處理部
610:支撐輥
620:照射裝置
700:回收部
710:卷芯
720:薄膜卷
〈圖1〉:圖1係繪示本發明之一實施型態相關之基材薄膜的剖面示意圖。
〈圖2〉:圖2係繪示本發明之一實施型態相關之光學堆疊體之製造裝置的側面示意圖。
〈圖3〉:圖3係繪示在樹脂薄膜塗布液晶組成物而獲得之以往之中間薄膜的剖面示意圖。
〈圖4〉:圖4係繪示由以往之中間薄膜獲得之光學堆疊體的剖面示意圖。
10:基材薄膜
10U:正面
10D:背面
Claims (11)
- 一種基材薄膜,其係用以讓液晶組成物塗布的基材薄膜,其中前述基材薄膜以包含聚合物及添加劑的樹脂形成,前述基材薄膜具有讓前述液晶組成物塗布的正面以及與前述正面為相反之側的背面,前述基材薄膜的背面的算術平均粗糙度Ra為0.1 μm以下,在前述基材薄膜的正面中之前述添加劑的量I F與在前述基材薄膜的背面中之前述添加劑的量I B之比I B/I F為0.50以下。
- 如請求項1所述之基材薄膜,其中前述添加劑係抗氧化劑。
- 如請求項1所述之基材薄膜,其中前述基材薄膜係延伸薄膜。
- 如請求項1所述之基材薄膜,其中前述聚合物係含脂環結構聚合物。
- 一種光學堆疊體,其具備:如請求項1~4之任一項所述之基材薄膜,以及於前述基材薄膜的正面由液晶組成物的固化物形成之液晶固化層。
- 一種光學堆疊體的製造方法,其依序包含:準備具有算術平均粗糙度Ra為0.1 μm以下的背面以及與前述背面為相反之側的正面且以包含聚合物及添加劑的樹脂形成之樹脂薄膜的工序(I)、對前述樹脂薄膜的背面施以清洗處理以獲得基材薄膜的工序(II)、於前述基材薄膜的正面塗布包含液晶性化合物的液晶組成物以形成液晶組成物層的工序(III)、使前述液晶組成物層所包含之前述液晶性化合物定向的工序(IV),以及使前述液晶組成物層固化以獲得液晶固化層的工序(V)。
- 如請求項6所述之光學堆疊體的製造方法,其中前述工序(II)包含對前述樹脂薄膜的背面施以選自由電暈處理、電漿處理及液體塗布處理而成之群組之至少1種處理。
- 如請求項6所述之光學堆疊體的製造方法,其中前述工序(I)包含對樹脂薄膜施以賦予定向限制力的處理。
- 如請求項6所述之光學堆疊體的製造方法,其中前述工序(I)包含準備於前述正面設置有保護薄膜的前述樹脂薄膜,前述製造方法在較工序(III)更之前包含將前述保護薄膜剝離的工序(VI)。
- 如請求項6所述之光學堆疊體的製造方法,其中在前述基材薄膜的正面中之前述添加劑的量I F與在前述基材薄膜的背面中之前述添加劑的量I B之比I B/I F為0.50以下。
- 一種偏光板的製造方法,其依序包含:藉由如請求項6~10之任一項所述之製造方法製造光學堆疊體的工序、將前述光學堆疊體的液晶固化層與直線偏光件貼合的工序,以及將基材薄膜剝離的工序。
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