WO2019013144A1 - 偏光紫外線照射装置、光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

偏光紫外線照射装置、光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法 Download PDF

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polarized
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polarized ultraviolet
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坂井　彰
雄一 川平
浩二 村田
貴子 小出
雅浩 長谷川
箕浦　潔
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シャープ株式会社
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    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Definitions

  • the present invention relates to a polarized ultraviolet irradiation device, a method of manufacturing a photoalignment film, a method of manufacturing a retardation layer, and a method of manufacturing a liquid crystal display.
  • the photo alignment film is provided on the surface of the substrate to control the alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer enclosed between the pair of substrates in the liquid crystal panel, and also the reactive liquid crystal polymer (hereinafter referred to as “reactive mesogen”). It is also used as a base layer for controlling the orientation of the reactive mesogen when curing (or curing) to form a retardation layer (see, for example, Patent Document 1).
  • a retardation layer in a color filter substrate of a liquid crystal panel.
  • the retardation layer formed by curing the reactive mesogen can be formed by coating on a substrate, so that it is possible to form the retardation layer in the process of manufacturing a color filter substrate used for a liquid crystal panel.
  • Patent Document 1 discloses a method of irradiating with ultraviolet light through a polarizer, but as a polarizer, a wire grid polarizing plate or the like is exemplified. However, a film polarizer is not illustrated. Conventionally, as a polarizing plate used for a polarization ultraviolet irradiation device, a wire grid polarizing plate was common (for example, refer to patent documents 4).
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned present situation, can easily cope with the enlargement without providing a joint, and can be manufactured inexpensively by utilizing a widely used material, and a polarized ultraviolet irradiation device, and It is an object of the present invention to provide a method for producing a photoalignment film, a method for producing a retardation layer, and a method for producing a liquid crystal display device using the polarized ultraviolet light irradiation device.
  • the present inventors variously study a polarized ultraviolet irradiation device which can cope with the enlargement by utilizing a general ultraviolet irradiation device, and divert a film polarizing plate containing a dichroic substance in a polymer film.
  • the film polarizing plate has been recognized as one that does not transmit ultraviolet light, there has been no conventional idea to use it as a polarizing plate of a polarized ultraviolet irradiation device, but according to the study of the present inventors, the conventional film polarizing plate It has been found that ultraviolet light is transmitted if the polarizing element alone has the protective film provided therein removed.
  • the polarizing element alone is insufficient in strength and durability, it can be used as a polarizing plate of a polarized ultraviolet irradiation device when it is attached to a substrate that transmits ultraviolet light contained in a wavelength range of 200 to 400 nm. It has been found that the sex can be secured, and the present invention has been achieved.
  • one embodiment of the present invention is a polarizing plate in which a polarizing element containing a dichroic substance in a polymer film and a base material transmitting ultraviolet light contained in a wavelength range of 200 to 400 nm are laminated. And a light source for emitting ultraviolet light toward the polarizing plate, wherein the polarized ultraviolet light generated by transmitting the ultraviolet light from the light source through the polarizing plate is irradiated onto the object to be irradiated.
  • One aspect of the present invention comprises the steps of: forming a film of a photoalignment film material on a substrate; and irradiating the film of the photoalignment film material with polarized ultraviolet light for alignment treatment using the polarized ultraviolet irradiation device. And a step of forming a photoalignment film.
  • One aspect of the present invention comprises the steps of: forming a film of a photoreactive material on a substrate; and irradiating the film of the photoreactive material with polarized ultraviolet light using the polarized ultraviolet irradiation device described above; And a step of forming a layer.
  • One aspect of the present invention comprises the steps of: forming a film of a photoalignment film material on a substrate; and irradiating the film of the photoalignment film material with polarized ultraviolet light for alignment treatment using the polarized ultraviolet irradiation device.
  • Forming a photoalignment film forming a film of a retardation material containing a reactive liquid crystal polymer on the photoalignment film, curing the reactive liquid crystal polymer to form a retardation layer And a forming step of forming the phase difference layer.
  • One aspect of the present invention is a process of forming a film of a photoalignment film material on a liquid crystal panel substrate, and a polarized ultraviolet light for alignment processing on the film of the photoalignment film material using the polarized ultraviolet irradiation device.
  • a photoalignment film and forming a film of a retardation material containing a reactive liquid crystal polymer on the photoalignment film and curing the reactive liquid crystal polymer to cause retardation.
  • a step of forming a layer is a process of forming a film of a photoalignment film material on a liquid crystal panel substrate, and a polarized ultraviolet light for alignment processing on the film of the photoalignment film material using the polarized ultraviolet irradiation device.
  • the present invention it is possible to easily cope with an increase in size without providing a joint, and a polarized ultraviolet irradiation device which can be manufactured inexpensively by utilizing a widely used material, and the polarized ultraviolet irradiation device.
  • the manufacturing method of a photo alignment film, the manufacturing method of retardation layer, and the manufacturing method of a liquid crystal display can be provided.
  • (A) is a cross-sectional schematic diagram which showed the polarizing plate with which the polarized ultraviolet irradiation device of embodiment is equipped
  • (b) is a cross-sectional schematic diagram which shows the conventional film polarizing plate. It is the graph which showed the transmission spectrum of the polarizing plate with which the polarization ultraviolet irradiation device of an embodiment is provided, and the conventional film polarizing plate. It is the flowchart which showed the manufacturing process of the in-cell retardation layer using the polarization
  • 5 is a graph showing transmission spectra of substrates used in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
  • the polarized ultraviolet irradiation device of the present embodiment is a polarizing plate in which a polarizing element containing a dichroic substance in a polymer film and a base material transmitting ultraviolet light contained in a wavelength range of 200 to 400 nm are laminated. And the light source which irradiates an ultraviolet-ray toward the said polarizing plate is provided, and the ultraviolet-ray irradiated from the said light source irradiates to a to-be-irradiated thing the polarized ultraviolet produced
  • FIG.1 (a) is a cross-sectional schematic diagram which showed the polarizing plate with which the polarized ultraviolet irradiation device of embodiment is equipped
  • FIG.1 (b) is a cross-sectional schematic diagram which shows the conventional film polarizing plate.
  • the polarizing plate 10 provided in the polarized ultraviolet irradiation device of the embodiment has a configuration in which the polarizing element 11 and the base 12 are stacked and arranged, and the conventional film polarizing plate 100
  • the protective film 101 that absorbs ultraviolet light is not included.
  • the conventional film polarizing plate 100 has a configuration in which the protective film 101 is disposed on both sides of the polarizing element 11, the protective film 101 is usually made of triacetyl cellulose (TAC) and absorbs ultraviolet light.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the polarizing plate 10 may include layers other than the polarizing element 11 and the base 12 as long as the layer does not absorb ultraviolet light.
  • the planar shape of the polarizing plate 10 is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular shape. Further, the outer edge of the polarizing plate 10 may be provided with a structure for connection with another member of the polarized ultraviolet irradiation device.
  • the polarizing element 11 is not particularly limited as long as it contains a dichroic substance in a polymer film, and for example, a polyvinyl alcohol-based film, a partially formalized polyvinyl alcohol-based film, an ethylene / vinyl acetate copolymer-based portion
  • a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye
  • a hydrophilic polymer film such as a saponified film and uniaxially stretching the film.
  • the polarizing element which contained the dichroic substance in the polyvinyl-alcohol-type film is used suitably.
  • the thickness of the polarizing element 11 is not particularly limited, but may be, for example, about 5 to 80 ⁇ m.
  • the polarizing element 11 preferably has a size of 100 mm ⁇ 100 mm or more without a joint.
  • a conventional wire grid polarizing plate can not be made to have such a size. Therefore, when polarized ultraviolet rays are irradiated to the exposed surface of 100 mm ⁇ 100 mm or more in size, a joint is generated in the exposed region.
  • the polarizing element 11 in which a dichroic substance is contained in a polymer film, a technology for manufacturing it in a size of 100 mm ⁇ 100 mm or more has been established, and a roll shape having a width of about 1000 to 2000 mm
  • the large-sized polarizing element 11 can be easily manufactured using the polymer film of Therefore, even if the exposure surface has a size of 100 mm ⁇ 100 mm or more, generation of a seam in the exposure region can be prevented.
  • the polarizing element 11 more preferably has a size equal to or larger than that of the mother glass so that the irradiation of polarized ultraviolet light to the mother glass for a liquid crystal panel can be performed without a joint.
  • the substrate 12 is not particularly limited as long as it transmits ultraviolet light contained in a wavelength range of 200 to 400 nm, and various conventionally known members can be used.
  • the substrate 12 has a role of ensuring the handling property and the durability of the polarizing plate 10.
  • Examples of the material of the substrate 12 include glass such as quartz glass and non-alkali glass, and transparent resin such as acrylic resin and cycloolefin.
  • the thickness of the substrate 12 is not particularly limited, and may be a thickness that can ensure the handleability and durability of the polarizing plate 10 according to the material thereof.
  • FIG. 2 is the graph which showed the transmission spectrum of the polarizing plate 10 with which the polarized ultraviolet irradiation device of embodiment is, and the conventional film polarizing plate 100.
  • the transmission spectrum shows what measured as a light source the linearly polarized light which vibrates in the direction parallel to the transmission axis of the polarizing plate 10 or the film polarizing plate 100.
  • that the polarizing plate transmits ultraviolet light included in the wavelength range of 200 to 400 nm means any wavelength within the range of 200 to 400 nm with respect to linearly polarized light oscillating in the direction parallel to the transmission axis.
  • the transmittance is 50% or more, preferably, it means that the transmittance is 50% or more at any wavelength in the range of 310 to 370 nm.
  • the light source provided in the polarized ultraviolet irradiation device of the embodiment is not particularly limited as long as it emits ultraviolet light toward the polarizing plate 10, and a low pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high pressure discharge lamp ( A high pressure mercury lamp, a metal halide lamp), a short arc discharge lamp (super high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon lamp), an LED (Light Emitting Diode) that emits ultraviolet light, an LD (Laser Diode), or the like can be used.
  • a low pressure mercury lamp sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light
  • high pressure discharge lamp A high pressure mercury lamp, a metal halide lamp
  • a short arc discharge lamp super high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon lamp
  • an LED Light Emitting Diode
  • an LD Laser Diode
  • the light source may be a planar light irradiation unit formed by combining a light source element and a magnifying glass, or may be a planar or linear light irradiation unit formed by aligning a plurality of light source elements. .
  • a linear light irradiation part instead of arranging a plurality of light source elements in one direction, one bar-like discharge lamp long in one direction may be arranged.
  • planar light irradiation using a linear light irradiation part the method of moving any one or both of a light irradiation part or a light irradiation part is mentioned.
  • the wavelength of polarized ultraviolet light is appropriately set in accordance with the object to be irradiated.
  • the application of the polarized ultraviolet irradiation device of the present embodiment is not particularly limited, for example, alignment treatment of a light alignment film can be mentioned.
  • One aspect of this embodiment is a process for forming a film of a photoalignment film material on a substrate, and using the polarized ultraviolet irradiation device of this embodiment, for the alignment processing of the film of the photoalignment film material. Irradiating a polarized ultraviolet light to form a photoalignment film, and producing a photoalignment film.
  • the photo alignment film may be provided on the surface of the substrate in order to control the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer enclosed between a pair of substrates in the liquid crystal panel.
  • the active mesogen may be used as a base layer to control the orientation of the reactive mesogen when the active mesogen is cured to form a retardation layer.
  • Another aspect of this embodiment is the step of forming a film of a photoalignment film material on a substrate, and the alignment treatment of the film of the photoalignment film material using the polarized ultraviolet irradiation device of this embodiment.
  • a photoalignment film by irradiating polarized ultraviolet light for the film, forming a film of a retardation material containing a reactive liquid crystal polymer on the photoalignment film, and curing the reactive liquid crystal polymer And a step of forming a retardation layer.
  • the retardation layer formed by curing the reactive mesogen may be used as a film-like member called retardation film, or may be incorporated in a display panel substrate called in-cell retardation layer. It may be used as a retardation layer.
  • Yet another aspect of this embodiment relates to the step of forming a film of a photoalignment film material on a liquid crystal panel substrate, and the film of the above photoalignment film material using the polarized ultraviolet irradiation device of the present embodiment.
  • a photoalignment film by irradiating polarized ultraviolet light for alignment processing, and forming a film of a retardation material containing a reactive liquid crystal polymer on the photoalignment film, the reactive liquid crystal polymer And a curing reaction to form a retardation layer.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a manufacturing process of an in-cell retardation layer using the polarized ultraviolet irradiation device of the embodiment.
  • a color filter substrate (substrate for liquid crystal panel) 41 is prepared as a base for forming a film of a photoalignment film material (FIG. 3A), and the photoalignment film is formed on the substrate 41.
  • the material is applied to form a photo alignment film 42 (FIG. 3B), and the photo alignment film 42 is irradiated with polarized ultraviolet light from the light source 20 through the polarizing plate 10 to perform alignment processing (FIG. 3C) ), Forming a film of a retardation material containing a reactive mesogen on the photo alignment film 42 and curing the reactive mesogen to form a retardation layer 43 (FIG. 3 (d)).
  • the photo alignment film 42 means a polymer film having the property of generating anisotropy in the film by irradiation of polarized ultraviolet light and generating alignment control force in liquid crystal.
  • the photo alignment film material may be a single polymer or a mixture containing other components as long as it has the above-mentioned properties.
  • the photoalignment film material may be a polymer containing a photoalignable functional group, and may contain other components such as a low molecule such as an additive, a photoinert polymer, etc.
  • the active polymer may be mixed with an additive containing a photoalignable functional group.
  • the photoalignment film material may be a material that produces at least one of a photolysis reaction, a photoisomerization reaction, and a photodimerization reaction. As compared with the photolysis reaction, the photoisomerization reaction and the photodimerization reaction are generally excellent in mass productivity because alignment processing can be performed with a long wavelength and a small irradiation amount. Although depending on the type of the material, in general, polarized ultraviolet light including a bright line with a wavelength of 254 nm is used to react the photoalignment film of light decomposition reaction type.
  • polarized ultraviolet light containing a bright line at a wavelength of 313 nm In order for polarized ultraviolet light containing a bright line at a wavelength of 313 nm to react with the photoalignment film of the photoisomerization reaction type, polarized ultraviolet light containing a bright line at a wavelength of 365 nm is used.
  • the extinction ratio of polarized ultraviolet light used for the alignment process of the photo alignment film 42 is preferably 30 or more.
  • the manufacturing method of the phase difference layer using the polarized ultraviolet irradiation device of this embodiment is not limited to the method of forming the phase difference layer which hardened the reactive liquid crystal polymer on the above-mentioned photo alignment film, and photo alignment
  • the film may be a material having a function as a retardation layer, or a reactive liquid crystal polymer material having a function of spontaneously orienting when it is cured using polarized ultraviolet light.
  • this method it is possible to form the retardation layer with only one layer using a photoreactive material.
  • polarized ultraviolet light is irradiated using a polarizing element containing a dichroic substance in a polymer film.
  • a polarizing element is widely industrialized and inexpensive for liquid crystal display devices.
  • large-sized liquid crystal TVs exceeding 80 type and 100 type large-sized ones can be easily manufactured. Therefore, the polarized ultraviolet irradiation device of the present embodiment can easily cope with an increase in size without providing a joint, and can be manufactured inexpensively by utilizing a widely used material.
  • the polarized ultraviolet irradiation device of the present embodiment has high industrial value because it can be manufactured by adding a polarizing element to a widely spread non-polarized ultraviolet irradiation device.
  • the conventional film polarizing plate for liquid crystal display devices is equipped with protective films, such as a TAC film, it had an ultraviolet absorptivity.
  • the durability with respect to an ultraviolet-ray was not enough about the polarizing element which contained the dichroic substance in the polymer film, to the polarization
  • the energy of ultraviolet light generally several hundred mJ / cm 2 per treatment
  • Example 1 A polyvinyl alcohol film having an average degree of polymerization of 2700 and a thickness of 75 ⁇ m was stretched and conveyed while being dyed between rolls having different peripheral speed ratios. First, the polyvinyl alcohol film is stretched by 1.2 times in the transport direction while being immersed and swollen in a water bath at 30 ° C. for 1 minute, and then potassium iodide (0.03% by weight) and iodine (0.3% by weight) %, While being dyed by immersing in a 1% aqueous solution (liquid temperature: 30 ° C.), and stretched by 3 times (based on unstretched film) in the transport direction.
  • potassium iodide 0.03% by weight
  • iodine iodine
  • the stretched film is immersed in an aqueous solution (bath liquid) of boric acid (4% by weight), potassium iodide (5% by weight) and zinc sulfate (3.5% by weight) for 30 seconds while conveying direction Stretched to 6 times (based on unstretched film).
  • the polarizer was obtained by drying this stretched film.
  • the obtained polarizer was bonded to a quartz glass plate with a thickness of 5 mm using an acrylic optical adhesive with a thickness of 25 ⁇ m to make a polarizing plate for a polarized ultraviolet irradiation device.
  • Example 2 A polarizing plate was produced in the same manner as in Example 1 except that an acrylic plate having a thickness of 5 mm was used instead of the quartz glass plate.
  • acrylic plate those that transmit ultraviolet light and those that do not transmit ultraviolet light are commercially available, but here, those that transmit ultraviolet light (“UV (ultraviolet light) transmission filter S-0" manufactured by Nitto Jushi Kogyo Co., Ltd.) were used.
  • Example 3 A polarizing plate was prepared in the same manner as in Example 1, except that a non-alkali glass plate for liquid crystal display devices having a thickness of 1.1 mm ("EAGLE XG" manufactured by Corning) was used instead of the quartz glass plate. was produced.
  • EAGLE XG non-alkali glass plate for liquid crystal display devices having a thickness of 1.1 mm
  • Example 1 A 40 ⁇ m thick triacetyl cellulose film ("TG40UL" manufactured by Fujifilm Corporation) is bonded to both sides of a polarizer produced by the same method as in Example 1 using a polyvinyl alcohol adhesive, and a liquid crystal display etc. A polarizing film of the same form as that conventionally used for Thereafter, the obtained polarizing film was bonded to a quartz glass plate with a thickness of 5 mm using an acrylic optical pressure-sensitive adhesive with a thickness of 25 ⁇ m to make a polarizing plate for a polarized ultraviolet irradiation device.
  • TG40UL triacetyl cellulose film manufactured by Fujifilm Corporation
  • the transmission spectra of the polarizing plates of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 and the transmission spectra of the substrates used in the respective examples are shown in FIGS. 4 to 8. Further, the transmittances at representative wavelengths are shown in Table 1 below.
  • the transmittance of the polarizing plate is k1 measured using linearly polarized light vibrating in the direction parallel to the transmission axis as k1, and k2 measured linearly polarized light vibrating in the direction perpendicular to the transmission axis k2 It is written. Further, k1 / k2 is called an extinction ratio, and can be used as a standard for measuring the polarization performance of the polarizing plate.
  • Example 4 to 6 and Comparative Example 2 The polarized ultraviolet irradiation devices of Examples 4 to 6 and Comparative Example 2 were manufactured by combining the polarizing plates of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 with a high pressure mercury lamp that emits ultraviolet light.
  • Examples 7 to 9 and Comparative Example 3 First, a photoalignment reaction type photoalignment film material was coated on a TAC film as a substrate by spin coating at a rotational speed of 2000 rpm to form a film of the photoalignment film material. Then, the film of this photoalignment film material is temporarily baked at 100 ° C. for 1 minute, and polarized ultraviolet rays (wavelength: 313 nm, irradiation amount: using the polarized ultraviolet irradiation devices of Examples 4 to 6 and Comparative Example 2) It irradiated with 1.5 J / cm ⁇ 2 >. As a result, a horizontal alignment film (photo alignment film) was obtained.
  • polarized-light UV irradiation apparatus is the value measured before polarizing plate permeation
  • the irradiation amount after transmission through the polarizing plate, that is, the amount of polarized ultraviolet light actually irradiated to the film of the photoalignment film material can be calculated as follows.
  • the transmittance k1 is 65.134% when linear polarized light oscillating in the direction parallel to the transmission axis is measured as a light source Therefore, the transmittance when measured as non-polarized light source is 32.567% of that half.
  • the amount of polarized ultraviolet light actually irradiated onto the film of the photo alignment film material 488.5 mJ / cm 2 obtained by multiplying the ultraviolet irradiation amount of 1.5 J / cm 2 measured before transmission through the polarizing plate by 32.567% It is.
  • a solution of a photopolymerizable liquid crystal material (a liquid crystal material having an acrylate group at the terminal end of liquid crystal molecules) is applied on the horizontal alignment film by a slit coating method, and temporary baking is performed at 80 ° C. for 80 seconds.
  • Ultraviolet light (wavelength: 313 nm) was irradiated at 500 mJ / cm 2 using a non-polarizing UV irradiation apparatus. As a result, the retardation film in which the retardation layer was formed on the base film was obtained.
  • the completed retardation film may be used as it is with the TAC film of the substrate as it is or after adhesion-transferring the part of the retardation layer to another substrate film or display via an adhesive etc.
  • a certain TAC film (or a TAC film and an alignment film) may be peeled off and used.
  • the substrate not a TAC film, but one having birefringence such as a PET film may be used.
  • the retardation film produced in this manner is suitably used, for example, as a retardation film for viewing angle compensation of a liquid crystal display device, or an antireflective circularly polarizing plate of a liquid crystal display device, an OLED display device or the like.
  • a color filter (CF) substrate is prepared by a conventionally known method, and a photoalignment reaction material of a photoisomerization reaction type is coated on the CF substrate by spin coating at a rotation speed of 2000 rpm to form a film of the photoalignment film material. It formed. Then, the film of this photoalignment film material is pre-baked at 80 ° C.
  • polarized-light UV irradiation apparatus is the value measured before polarizing plate permeation
  • a solution of a photopolymerizable liquid crystal material (a liquid crystal material having an acrylate group at the terminal end of liquid crystal molecules) is applied on the horizontal alignment film by a slit coating method, and temporary baking is performed at 80 ° C. for 80 seconds.
  • the main baking was performed at a temperature of 230 ° C.
  • a CF substrate with in-cell retardation was formed, in which a retardation layer was formed on the CF substrate.
  • the in-cell retardation type CF substrate manufactured in this manner is suitably used, for example, in a low reflection liquid crystal display device or the like.
  • main firing was performed to improve the adhesion, durability, and the like of the film, but main firing may be omitted.
  • Examples 13 to 15 and Comparative Example 5 A CF substrate and a TFT substrate for FFS mode were prepared by a conventionally known method, and a horizontal alignment film (photo alignment film) was provided on each of the substrates by the same method as in Examples 10 to 12 and Comparative Example 4. Thereafter, the CF substrate and the TFT substrate were pasted together by a conventionally known technique, and a negative liquid crystal material for FFS mode was sealed between the CF substrate and the TFT substrate to produce an FFS mode liquid crystal panel.
  • a horizontal alignment film photo alignment film
  • the phase difference of the phase difference layers of Examples 7 to 12 was about 140 nm as intended, but the phase difference of the phase difference layers of Comparative Examples 3 and 4 is about 1 nm, and the alignment control force of the photo alignment film works. I found it was not. That is, the polarized ultraviolet irradiation devices of Examples 4 to 6 irradiated the polarized ultraviolet light to normally perform the alignment process of the photo alignment film, while the comparative example to which the conventional film polarizing plate for liquid crystal display device was applied It was found that the polarized ultraviolet irradiation device of No. 2 could not irradiate polarized ultraviolet light, and could not perform the alignment processing of the photo alignment film normally.
  • the retardation layers of Examples 7 to 12 functioned as normal retardation layers.
  • polarizing plate 11 polarizing element 12: base material 20: light source 41: color filter substrate 42: light alignment film 43: retardation layer 100: film polarizing plate 101: protective film

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Abstract

本発明は、継ぎ目を設けることなく大型化に容易に対応することができ、汎用されている材料を活用して安価に製造できる偏光紫外線照射装置、並びに、該偏光紫外線照射装置を用いた光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供する。本発明は、高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子と、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過する基材とが積層配置された偏光板、及び、上記偏光板に向けて紫外線を照射する光源を備え、上記光源から照射された紫外線が上記偏光板を透過して生成した偏光紫外線を、被照射物に照射する偏光紫外線照射装置である。

Description

偏光紫外線照射装置、光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法
本発明は、偏光紫外線照射装置、光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法に関する。
光配向膜材料の膜に偏光紫外線を照射することにより、配向処理が施された光配向膜を得る方法が知られている。光配向膜は、液晶パネルにおいて一対の基板間に封入された液晶層中の液晶分子の配向を制御するために基板表面に設けられる他、反応性液晶高分子（以下、「リアクティブメソゲン」ともいう）を硬化させて位相差層を形成する際にリアクティブメソゲンの配向を制御するための下地層としても用いられる（例えば、特許文献１参照）。
近年、外光の反射を抑制する機能をもたせた表示装置の開発が進められており、例えば、外光反射を抑制するために、液晶パネルのカラーフィルタ基板に位相差層を組み込むことが検討されている。リアクティブメソゲンを硬化させて形成する位相差層は、基板上に塗布して形成できることから、液晶パネルに用いられるカラーフィルタ基板の製造プロセス中で位相差層の形成を行うことを可能とする。
偏光を得るための偏光板としては、高分子フィルム中に二色性物質を含有させたフィルム偏光板が広く知られている（例えば、特許文献２及び３参照）。しかしながら、フィルム偏光板は、紫外線を透過しないことが技術常識であることから、偏光紫外線を生成するためにフィルム偏光板を使用することは従来検討されてこなかった。例えば、特許文献１（段落［０１２２］、［０１２３］参照）には、偏光子を介して紫外線照射する方法が開示されているが、偏光子としては、ワイヤーグリッド偏光板等が例示されているものの、フィルム偏光板は例示されていない。従来、偏光紫外線照射装置に用いられる偏光板としては、ワイヤーグリッド偏光板が一般的であった（例えば、特許文献４参照）。
特開２０１３－１６４５２０号公報 特開２００９－１５７３５２号公報 特開２０１４－１０２３５３号公報 特開２０１２－２０３２９４号公報
ところで、液晶パネルの生産工場では、マザーガラスとよばれる大判ガラスの状態で製造プロセスを進めることが通常である。このため、光配向膜を形成する工程においても、マザーガラス上に製膜した光配向膜材料の膜に対して、偏光紫外線を均一に照射することが求められる。
しかしながら、特許文献４（段落［０００３］参照）に記載されているように、ワイヤーグリッド偏光板は大型化することが難しく、上市されているものは最大でも１００ｍｍ×１００ｍｍ程度の大きさである。また、ワイヤーグリッド偏光板は、製造工程が複雑であるために非常に高価である。複数のワイヤーグリッド偏光板を繋ぎ合わせる方式も知られているが、高コストである上に、露光領域に継ぎ目が発生してしまう。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、継ぎ目を設けることなく大型化に容易に対応することができ、汎用されている材料を活用して安価に製造できる偏光紫外線照射装置、並びに、該偏光紫外線照射装置を用いた光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、通常の紫外線照射装置を活用して大型化に対応可能な偏光紫外線照射装置について種々検討し、高分子フィルム中に二色性物質を含有させたフィルム偏光板を転用することに着目した。フィルム偏光板は、紫外線を透過しないものとして認識されていたことから、偏光紫外線照射装置の偏光板として使用する発想が従来なかったが、本発明者らの検討によれば、従来のフィルム偏光板内に設けられていた保護フィルムを取り除いた偏光素子単体であれば、紫外線を透過することを見出した。また、偏光素子単体では強度や耐久性が不足するが、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過する基材に貼り付ければ、偏光紫外線照射装置の偏光板として使用可能なハンドリング性と信頼性を確保できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の一態様は、高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子と、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過する基材とが積層配置された偏光板、及び、上記偏光板に向けて紫外線を照射する光源を備え、上記光源から照射された紫外線が上記偏光板を透過して生成した偏光紫外線を、被照射物に照射する偏光紫外線照射装置である。
本発明の一態様は、基材上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、上記偏光紫外線照射装置を用いて、上記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、を含む光配向膜の製造方法である。
本発明の一態様は、基材上に光反応性材料の膜を形成する工程と、上記偏光紫外線照射装置を用いて、前記光反応性材料の膜に対して偏光紫外線を照射し、位相差層を形成する工程と、を含む位相差層の製造方法である。
本発明の一態様は、基材上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、上記偏光紫外線照射装置を用いて、上記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、上記光配向膜上に、反応性液晶高分子を含有する位相差材料の膜を形成し、上記反応性液晶高分子を硬化反応させて位相差層を形成する工程と、を含む位相差層の製造方法である。
本発明の一態様は、液晶パネル用基板上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、上記偏光紫外線照射装置を用いて、上記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、上記光配向膜上に、反応性液晶高分子を含有する位相差材料の膜を形成し、上記反応性液晶高分子を硬化反応させて位相差層を形成する工程と、を含む液晶表示装置の製造方法である。
本発明によれば、継ぎ目を設けることなく大型化に容易に対応することができ、汎用されている材料を活用して安価に製造できる偏光紫外線照射装置、並びに、該偏光紫外線照射装置を用いた光配向膜の製造方法、位相差層の製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
（ａ）は、実施形態の偏光紫外線照射装置が備える偏光板を示した断面模式図であり、（ｂ）は、従来のフィルム偏光板を示す断面模式図である。 実施形態の偏光紫外線照射装置が備える偏光板及び従来のフィルム偏光板の透過スペクトルを示したグラフである。 実施形態の偏光紫外線照射装置を用いたインセル位相差層の製造プロセスを示したフロー図である。 実施例１の偏光板の透過スペクトルを示したグラフである。 実施例２の偏光板の透過スペクトルを示したグラフである。 実施例３の偏光板の透過スペクトルを示したグラフである。 比較例１の偏光板の透過スペクトルを示したグラフである。 実施例１～３及び比較例１で使用した基材の透過スペクトルを示したグラフである。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
本実施形態の偏光紫外線照射装置は、高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子と、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過する基材とが積層配置された偏光板、及び、上記偏光板に向けて紫外線を照射する光源を備え、上記光源から照射された紫外線が上記偏光板を透過して生成した偏光紫外線を、被照射物に照射するものである。
図１（ａ）は、実施形態の偏光紫外線照射装置が備える偏光板を示した断面模式図であり、図１（ｂ）は、従来のフィルム偏光板を示す断面模式図である。図１（ａ）に示したように、実施形態の偏光紫外線照射装置が備える偏光板１０は、偏光素子１１と基材１２とが積層配置された構成を有し、従来のフィルム偏光板１００のように紫外線を吸収する保護フィルム１０１を含まない。一方、従来のフィルム偏光板１００は、偏光素子１１の両側に保護フィルム１０１が配置された構成を有するが、保護フィルム１０１は、通常、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなり、紫外線を吸収する。なお、偏光板１０は、紫外線を吸収しない層であれば、偏光素子１１及び基材１２以外の層を含んでいてもよい。偏光板１０の平面形状は特に限定されず、例えば、矩形状であってもよい。また、偏光板１０の外縁には、偏光紫外線照射装置の他の部材との接続用の構造が設けられてもよい。
偏光素子１１は、高分子フィルム中に二色性物質を含有させたものであれば特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの等があげられる。なかでも、ポリビニルアルコール系フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子が好適に用いられる。偏光素子１１の厚さは特に制限されないが、例えば５～８０μｍ程度であってもよい。
偏光素子１１は、継ぎ目を有さずに１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさを有することが好ましい。従来のワイヤーグリッド偏光板は、そのような大きさとすることができないため、１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさの露光面に偏光紫外線を照射すると、露光領域に継ぎ目が発生してしまう。これに対して、高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子１１は、１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさで製造する技術が確立されており、１０００～２０００ｍｍ程度の幅を有するロール状の高分子フィルムを用いて容易に大型の偏光素子１１を製造することができる。したがって、１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさの露光面であっても、露光領域に継ぎ目が発生することを防止できる。偏光素子１１は、液晶パネル用のマザーガラスへの偏光紫外線の照射を継ぎ目なく実施できるように、マザーガラスと同等以上の大きさを有することがより好ましい。
基材１２は、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過するものであれば特に限定されず、従来公知の種々の部材を使用することができる。基材１２は、偏光板１０のハンドリング性及び耐久性を確保する役割を有する。基材１２の材質としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等のガラスや、アクリル樹脂、シクロオレフィン等の透明樹脂が挙げられる。基材１２の厚さは特に限定されず、その材質に応じて、偏光板１０のハンドリング性及び耐久性を確保できる厚さとすればよい。
図２は、実施形態の偏光紫外線照射装置が備える偏光板１０及び従来のフィルム偏光板１００の透過スペクトルを示したグラフである。なお、透過スペクトルは、偏光板１０又はフィルム偏光板１００の透過軸に平行な方位に振動する直線偏光を光源として測定したものを示している。本明細書において、偏光板が、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過するとは、透過軸に平行な方位に振動する直線偏光に対して、２００～４００ｎｍの範囲内のいずれかの波長において、５０％以上の透過率を示すことを意味し、好ましくは、３１０～３７０ｎｍの範囲内のいずれかの波長において、５０％以上の透過率を示すことを意味する。
実施形態の偏光紫外線照射装置が備える光源は、偏光板１０に向けて紫外線を照射するものであれば特に限定されず、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）、紫外光を放射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）等を用いることができる。光源は、光源素子と拡大鏡を組み合わせて形成された面状の光照射部であってもよいし、複数の光源素子を並べて形成された面状又は線状の光照射部であってもよい。また、線状の光照射部を形成するのに、複数の光源素子を一方向に並べることに代えて、１本の一方向に長い棒状の放電ランプを配置してもよい。線状の光照射部を用いて面状の光照射を行うには、光照射部又は被光照射部のいずれか一方又は両方を動かす方法が挙げられる。偏光紫外線の波長は、照射対象に応じて適宜設定される。
本実施形態の偏光紫外線照射装置の用途は特に限定されないが、例えば、光配向膜の配向処理が挙げられる。本実施形態の一側面は、基材上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、本実施形態の偏光紫外線照射装置を用いて、上記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、を含む光配向膜の製造方法である。光配向膜としては、液晶パネルにおいて一対の基板間に封入された液晶層中の液晶分子の配向を制御するために基板表面に設けられるものであってもよいし、反応性液晶高分子（リアクティブメソゲン）を硬化させて位相差層を形成する際にリアクティブメソゲンの配向を制御するための下地層としても用いられるものであってもよい。本実施形態の別の一側面は、基材上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、本実施形態の偏光紫外線照射装置を用いて、上記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、上記光配向膜上に、反応性液晶高分子を含有する位相差材料の膜を形成し、上記反応性液晶高分子を硬化反応させて位相差層を形成する工程と、を含む位相差層の製造方法である。リアクティブメソゲンを硬化させて形成される位相差層は、位相差フィルムと呼ばれるフィルム状の部材として用いられるものであってもよいし、インセル位相差層と呼ばれる表示パネル用の基板内に組み込まれた位相差層として用いられるものであってもよい。本実施形態の更に別の一側面は、液晶パネル用基板上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、本実施形態の偏光紫外線照射装置を用いて、上記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、上記光配向膜上に、反応性液晶高分子を含有する位相差材料の膜を形成し、上記反応性液晶高分子を硬化反応させて位相差層を形成する工程と、を含む液晶表示装置の製造方法である。
本実施形態の光配向膜の製造方法について、図３を用いて以下に説明する。図３は、実施形態の偏光紫外線照射装置を用いたインセル位相差層の製造プロセスを示したフロー図である。インセル位相差の製造プロセスでは、光配向膜材料の膜を形成するための基材としてカラーフィルタ基板（液晶パネル用基板）４１を準備し（図３（ａ））、基板４１上へ光配向膜材料を塗布して光配向膜４２を形成し（図３（ｂ））、光源２０から偏光板１０を介して光配向膜４２に偏光紫外線を照射して配向処理を行い（図３（ｃ））、光配向膜４２上にリアクティブメソゲンを含有する位相差材料の膜を形成し、リアクティブメソゲンを硬化反応させて位相差層４３を形成する（図３（ｄ））。
なお、本明細書において、光配向膜４２は、偏光紫外線の照射により膜に異方性を生じ、液晶に配向規制力を生ずる性質を有する高分子膜を意味する。光配向膜材料は、前述の性質を有する限りにおいて、単一の高分子であるか、他の成分を含む混合物であるかを問わない。例えば、光配向膜材料は、光配向可能な官能基を含む高分子に、添加剤等の低分子、光不活性な高分子等の他の成分を含むものであってもよいし、光不活性な高分子に光配向可能な官能基を含む添加剤が混合されたものであってもよい。光配向膜材料は、光分解反応、光異性化反応、及び、光二量化反応の少なくとも一つを生ずる材料であってもよい。光分解反応に比べて光異性化反応及び光二量化反応は、一般的に、長波長でかつ少ない照射量で配向処理が可能なため、量産性に優れる。材料の種類にも依存するが、一般的には光分解反応型の光配向膜を反応させるには波長２５４ｎｍの輝線を含む偏光紫外線が、光二量化反応型の光配向膜を反応させるためには波長３１３ｎｍの輝線を含む偏光紫外線が、光異性化反応型の光配向膜を反応させるためには波長３６５ｎｍの輝線を含む偏光紫外線が用いられる。光配向膜４２の配向処理に用いる偏光紫外線の消光比は、３０以上であることが好ましい。
また、本実施形態の偏光紫外線照射装置を用いた位相差層の製造方法は、上記の光配向膜上に反応性液晶高分子を硬化させた位相差層を形成する方法に限らず、光配向膜自身が位相差層としての機能をもつ材料や、偏光紫外線を用いて硬化すると自発的に配向する機能を持つ反応性液晶高分子材料を用いる方法であってもよい。本実施形態の一側面は、基材上に光反応性材料の膜を形成する工程と、本実施形態の偏光紫外線照射装置を用いて、上記光反応性材料の膜に対して偏光紫外線を照射し、位相差層を形成する工程と、を含む位相差層の製造方法である。この方法によれば、光反応性材料を用いた１層のみで位相差層を形成できる。
以上のように、本実施形態においては、高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子を利用して、偏光紫外線を照射する。このような偏光素子は、液晶表示装置用として広く工業化され、安価である。また、８０型や１００型を超える大型液晶テレビが商品化されていることからも分かるように、大型のものを容易に製造することができる。よって、本実施形態の偏光紫外線照射装置は、継ぎ目を設けることなく大型化に容易に対応することができ、汎用されている材料を活用して安価に製造できるものである。
また、従来の偏光紫外線照射装置は高価であったため、工場への導入には多額の設備投資が必要であった。一方、無偏光の紫外線を照射する装置は、液晶表示装置のカラーフィルタ製造工程等でフォトリソグラフィが常用されているため、広く普及している。本実施形態の偏光紫外線照射装置は、広く普及した無偏光紫外線照射装置に偏光素子を付加することで製造できることから、高い工業的価値を有する。
なお、液晶表示装置用の従来のフィルム偏光板は、ＴＡＣフィルム等の保護フィルムを備えるため、紫外線吸収能を有するものであった。ここで、高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子については、紫外線に対する耐久性が充分でないと考えられていたが、光配向膜の処理を目的とした偏光紫外線照射装置への適用を検討する中で、本発明者らが実際に実験を行って確認した結果、光配向膜の処理に必要な紫外線のエネルギー（一般には１回の処理あたり数百ｍＪ／ｃｍ２）であれば、工業的な実用性が担保されると思われる１０００回程度の処理を行った後でも性能の劣化はなく、問題にはならないことを見出した。
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
（実施例１）
平均重合度２７００、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを、周速比の異なるロール間で染色しながら延伸搬送した。まず、ポリビニルアルコールフィルムを３０℃の水浴中に１分間浸漬させて膨潤させつつ、搬送方向に１．２倍に延伸した後、ヨウ化カリウム（０．０３重量％）及びヨウ素（０．３重量％）の水溶液（液温３０℃）に１分間浸漬することで染色しながら、搬送方向に３倍（未延伸フィルム基準）に延伸した。次に、この延伸フィルムを、ホウ酸（４重量％）、ヨウ化カリウム（５重量％）及び硫酸亜鉛（３．５重量％）の水溶液（浴液）中に３０秒間浸漬しながら、搬送方向に６倍（未延伸フィルム基準）に延伸した。この延伸フィルムを乾燥することにより偏光子を得た。得られた偏光子を、厚さ２５μｍのアクリル系光学粘着剤を用いて厚さ５ｍｍの石英ガラス板に貼合し、偏光紫外線照射装置用の偏光板とした。
（実施例２）
石英ガラス板の代わりに、厚さ５ｍｍのアクリル板を用いたことを除いては、実施例１と同様にして偏光板を作製した。アクリル板には紫外線を透過するものと透過しないものが市販されているが、ここでは紫外線を透過するもの（日東樹脂工業社製の「ＵＶ（紫外線）透過フィルターＳ－０」）を使用した。
（実施例３）
石英ガラス板の代わりに、厚さ１．１ｍｍの液晶表示装置用の無アルカリガラス板（コーニング社製の「ＥＡＧＬＥ　ＸＧ」）を用いたことを除いては、実施例１と同様にして偏光板を作製した。
（比較例１）
実施例１と同様の方法で作製した偏光子の両面に、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて厚さ４０μｍのトリアセチルセルロースフィルム（富士フイルム社製の「ＴＧ４０ＵＬ」）を貼り合わせ、液晶表示装置等に従来使用されているものと同じ形態の偏光フィルムを作製した。その後、得られた偏光フィルムを、厚さ２５μｍのアクリル系光学粘着剤を用いて厚さ５ｍｍの石英ガラス板に貼合し、偏光紫外線照射装置用の偏光板とした。
（実施例１～３及び比較例１の偏光板の特性）
実施例１～３及び比較例１の偏光板の透過スペクトル、及び、それぞれの例で使用した基材の透過スペクトルを図４～８に示す。また、代表的な波長における透過率を下記表１に示す。なお、偏光板の透過率は、その透過軸に平行な方位に振動する直線偏光を光源として測定したものをｋ１、透過軸に直交する方位に振動する直線偏光を光源として測定したものをｋ２として表記している。また、ｋ１／ｋ２は消光比と呼ばれ、偏光板の偏光性能を測る目安とすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
図４～８及び上記表１から分かるように、紫外線領域に吸収のない石英ガラス板を基材に選択したとしても、トリアセチルセルロースフィルム（保護フィルム）を含む従来の偏光板を使用した場合（比較例１）は、紫外線領域における透過率が極端に低く、このような偏光板は偏光紫外線照射装置に使用することができない。一方、実施例１～３の偏光板であれば、波長３００～４００ｎｍにおける透過率が高く、消光比も充分であるため、光異性化反応型又は光二量化反応型の配向膜用の偏光紫外線照射装置に使用することができる。
（実施例４～６及び比較例２）
実施例１～３及び比較例１の偏光板と紫外線を放射する高圧水銀ランプを組み合わせ、実施例４～６及び比較例２の偏光紫外線照射装置を作製した。
（実施例７～９及び比較例３）
まず、基材となるＴＡＣフィルム上に光二量化反応型の光配向膜材料を回転速度２０００ｒｐｍのスピンコートにより塗布し、光配向膜材料の膜を形成した。そして、この光配向膜材料の膜に対して、仮焼成を１００℃で１分間行い、実施例４～６及び比較例２の偏光紫外線照射装置を用いて偏光紫外線（波長：３１３ｎｍ、照射量：１．５Ｊ／ｃｍ２）を照射した。その結果、水平配向膜（光配向膜）が得られた。なお、偏光ＵＶ照射装置を用いて照射された偏光紫外線の照射量は、偏光板透過前に測った値である。偏光板透過後の照射量、すなわち、光配向膜材料の膜に対して実際に照射された偏光紫外線の量は、次のように計算することができる。実施例１の偏光板を使用した実施例４の偏光紫外線照射装置を例にとると、その透過軸に平行な方位に振動する直線偏光を光源として測定したときの透過率ｋ１が６５．１３４％であるので、無偏光を光源として測定したときの透過率はその１／２の３２．５６７％である。偏光板透過前に測った紫外線照射量１．５Ｊ／ｃｍ２に３２．５６７％を乗じた４８８．５ｍＪ／ｃｍ２が、光配向膜材料の膜に対して実際に照射された偏光紫外線の量である。
次に、光重合性液晶材料（液晶分子の骨格の末端にアクリレート基を有する液晶材料）の溶液を水平配向膜上にスリットコート法で塗布し、仮焼成を８０℃で８０秒間行い、一般的な無偏光ＵＶ照射装置を用いて、紫外線（波長：３１３ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ２照射した。その結果、基材フィルム上に位相差層が形成された位相差フィルムが得られた。
完成した位相差フィルムは、基材のＴＡＣフィルムごとそのまま使用してもよいし、粘着剤等を介して別の基材フィルムや表示装置に位相差層の部分を接着転写した後、基材であるＴＡＣフィルム（又はＴＡＣフィルムと配向膜）を剥離して使用してもよい。後者の場合、基材としては、ＴＡＣフィルムではなく、ＰＥＴフィルム等の複屈折を有するものを用いてもよい。このようにして作製された位相差フィルムは、例えば、液晶表示装置の視野角補償用位相差フィルムや、液晶表示装置、ＯＬＥＤ表示装置等の反射防止円偏光板等に好適に用いられる。
（実施例１０～１２及び比較例４）
まず、従来公知の方法でカラーフィルタ（ＣＦ）基板を準備し、そのＣＦ基板上に光異性化反応型の光配向膜材料を回転速度２０００ｒｐｍのスピンコートにより塗布し、光配向膜材料の膜を形成した。そして、この光配向膜材料の膜に対して、仮焼成を８０℃で１分間行い、実施例４～６及び比較例２の偏光紫外線照射装置を用いて偏光紫外線（波長：３６５ｎｍ、照射量：６Ｊ／ｃｍ２）を照射した後、２３０℃の温度で本焼成を行った。その結果、水平配向膜（光配向膜）が得られた。なお、偏光ＵＶ照射装置を用いて照射された偏光紫外線の照射量は、偏光板透過前に測った値である。
次に、光重合性液晶材料（液晶分子の骨格の末端にアクリレート基を有する液晶材料）の溶液を水平配向膜上にスリットコート法で塗布し、仮焼成を８０℃で８０秒間行い、一般的な無偏光ＵＶ照射装置を用いて、紫外線（波長：３１３ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ２照射した後、２３０℃の温度で本焼成を行った。その結果、ＣＦ基板上に位相差層が形成されたインセル位相差付ＣＦ基板が得られた。
このようにして作製されたインセル位相差付ＣＦ基板は、例えば、低反射液晶表示装置等に好適に用いられる。なお、実施例１０～１２及び比較例４においては、膜の密着性や耐久性等を高めるために本焼成を実施したが、本焼成を省略することも可能である。
（実施例１３～１５及び比較例５）
従来公知の方法でＦＦＳモード用のＣＦ基板とＴＦＴ基板を準備し、それぞれの基板上に、実施例１０～１２及び比較例４と同様の方法で水平配向膜（光配向膜）を設けた。その後、従来公知の技術でＣＦ基板とＴＦＴ基板とを貼り合わせし、ＣＦ基板とＴＦＴ基板との間に、ＦＦＳモード用のネガ型液晶材料を封入し、ＦＦＳモード液晶パネルを作製した。
（評価結果）
実施例７～９及び比較例３の位相差フィルム、並びに、実施例１０～１２及び比較例４のインセル位相差付ＣＦ基板について、位相差及びヘイズを測定した。その結果を下記表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例７～１２の位相差層を目視観察すると、いずれも透明度が高く、光重合性液晶材料が一様に配向した状態が固定化されていることが分かった。一方、比較例３及び４の位相差層は白く散乱しており、光重合性液晶材料が一様に配向していない状態が固定化されていることが分かった。これらの結果は、上記表２に示したヘイズの測定結果からも明らかである。なお、実施例１０～１２のインセル位相差付ＣＦ基板のヘイズが実施例７～１２の位相差フィルムより高いのは、ＣＦ着色層のヘイズが原因である。
実施例７～１２の位相差層の位相差は狙い通り約１４０ｎｍであったが、比較例３及び４の位相差層の位相差は１ｎｍ程度であり、光配向膜の配向規制力が働いていないことが分かった。すなわち、実施例４～６の偏光紫外線照射装置は、偏光紫外線を照射し、光配向膜の配向処理を正常に行うことができた一方、従来の液晶表示装置用フィルム偏光板を適用した比較例２の偏光紫外線照射装置は、偏光紫外線を照射することができず、光配向膜の配向処理を正常に行うことができなかったことが分かった。実施例７～１２の位相差層は正常な位相差層として機能した。
実施例１３～１５のＦＦＳモード液晶パネルにクロスニコル偏光板を貼合して評価したところ、電圧無印加状態で良好な黒表示が得られ、印加電圧の増大に合わせて透過率の増加がみられた。一方、比較例５のＦＦＳモード液晶パネルにクロスニコル偏光板を貼合して評価したところ、電圧無印加状態が白く散乱しており、正常な白黒表示を行うことができなかった。
１０：偏光板
１１：偏光素子
１２：基材
２０：光源
４１：カラーフィルタ基板
４２：光配向膜
４３：位相差層
１００：フィルム偏光板
１０１：保護フィルム

Claims (5)

  1. 高分子フィルム中に二色性物質を含有させた偏光素子と、２００～４００ｎｍの波長領域に含まれる紫外線を透過する基材とが積層配置された偏光板、及び、
    前記偏光板に向けて紫外線を照射する光源を備え、
    前記光源から照射された紫外線が前記偏光板を透過して生成した偏光紫外線を、被照射物に照射することを特徴とする偏光紫外線照射装置。
  2. 基材上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、
    請求項１に記載の偏光紫外線照射装置を用いて、前記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする光配向膜の製造方法。
  3. 基材上に光反応性材料の膜を形成する工程と、
    請求項１に記載の偏光紫外線照射装置を用いて、前記光反応性材料の膜に対して偏光紫外線を照射し、位相差層を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする位相差層の製造方法。
  4. 基材上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、
    請求項１に記載の偏光紫外線照射装置を用いて、前記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、
    前記光配向膜上に、反応性液晶高分子を含有する位相差材料の膜を形成し、前記反応性液晶高分子を硬化反応させて位相差層を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする位相差層の製造方法。
  5. 液晶パネル用基板上に光配向膜材料の膜を形成する工程と、
    請求項１に記載の偏光紫外線照射装置を用いて、前記光配向膜材料の膜に対して配向処理用の偏光紫外線を照射し、光配向膜を形成する工程と、
    前記光配向膜上に、反応性液晶高分子を含有する位相差材料の膜を形成し、前記反応性液晶高分子を硬化反応させて位相差層を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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