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光学膜的制造方法与流程

2022-02-24 10:46:23 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及具备液晶层的光学膜的制造方法。


背景技术:

2.作为具有液晶显示装置的光学补偿、有机el元件的防外部光反射之类的功能的光学膜,使用具备液晶化合物沿着规定方向取向的液晶层(取向液晶层)的膜。液晶化合物可以通过涂布于基材上时的剪切力、基材的取向限制力等使液晶分子沿着规定方向取向,可以得到各种具有光学各向异性的取向液晶层。例如,可以将使具有正折射率各向异性的向列液晶分子与基板面平行地取向的平行取向液晶膜用作具有nx>ny=nz的折射率各向异性的正a板。
3.在专利文献1中,在倾斜拉伸膜基材上涂布液晶组合物,使液晶化合物沿着膜基材的拉伸方向(取向方向)平行取向,制得了取向层。通过一边搬送膜基材一边在膜基材上涂布液晶组合物,能够形成长条的液晶膜。如专利文献1中所记载那样,如果使用倾斜拉伸膜基材,则液晶分子与膜基材的取向方向平行地取向,因此能够制作液晶分子与膜基材的搬送方向不平行地取向的长条的液晶膜。
4.另外,专利文献1中公开了以液晶膜的慢轴方向与直线起偏器的吸收轴方向所成的角成为45
°
的方式进行层叠,而制作作为有机el显示装置的防反射膜的圆偏振片。通过以卷对卷的方式将液晶分子与膜基材的搬送方向不平行地取向的长条的液晶膜以及具有与搬送方向平行的吸收轴的起偏器层叠,能够制作长条的圆偏振片。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:wo2016/121856号


技术实现要素:

8.发明所要解决的问题
9.有时在一边搬送膜基材一边涂布液晶组合物而形成的液晶层存在由液晶分子的取向不良导致的缺点。特别是,在使液晶分子与膜基材的搬送方向不平行地取向的液晶层中,由取向不良导致的缺点的数量趋向于变多。本发明的目的在于:提供包含取向不良缺点少的液晶层的光学膜。
10.用于解决问题的手段
11.本发明的一个实施方式是包含液晶层的长条的光学膜的制造方法,其在具有第一主面及第二主面的长条的膜基材的第一主面上形成液晶层。首先,准备在长条的膜基材的第一主面上可剥离地粘贴有保护膜的层叠体。将该层叠体沿着膜基材的长度方向辊搬送至剥离部(第一搬送工序),在剥离部将保护膜从膜基材的第一主面剥离(保护膜剥离工序)。
12.将剥离了保护膜之后的膜基材沿着膜基材的长度方向从剥离部搬送至涂布部(第二搬送工序),在涂布部中在膜基材的第一主面上涂布液晶组合物(涂布工序)。
13.在将剥离了保护膜之后的膜基材搬送至涂布部为止的期间,辊不与膜基材的第一主面的宽度方向的中央部接触,膜按压机构与膜基材的第一主面的宽度方向的两端部至少接触一次。膜按压机构不与膜基材的第一主面的宽度方向的中央部接触。膜按压机构可以是仅与膜基材的第一主面的宽度方向的两端部接触的按压辊。
14.将剥离了保护膜之后的膜基材搬送至涂布部为止的期间,搬送辊可以与膜基材的第二主面接触。搬送辊可以与膜基材的第二主面的宽度方向整体接触。
15.在膜基材上涂布液晶组合物时,在比膜基材的第一主面的与膜按压机构的接触部更靠近宽度方向的内侧涂布液晶组合物。在涂布液晶组合物后的适当的时机,可以通过切口等将膜基材的宽度方向的两端部的与膜按压机构接触的区域切断去除。
16.涂布液晶组合物的膜基材可以是具有使液晶分子沿着规定方向取向的取向限制力的膜基材。膜基材例如可以是分子与长度方向不平行地取向的拉伸膜,也可以是倾斜拉伸膜。膜基材可以是未在第一主面上设置取向膜的膜基材。
17.光学膜可以是以卷对卷的方式在液晶层上层叠有其它光学层的光学膜。层叠于液晶层上的光学层可以包含起偏器。光学膜可以是液晶层与起偏器层叠而成的圆偏振片。
附图说明
18.图1是在膜基材上具备液晶层的光学膜的剖视图。
19.图2是在膜基材上暂时粘贴有保护膜的层叠体的剖视图。
20.图3是表示在膜基材上形成液晶层的制膜装置及制膜工序的概要的图。
21.图4是从剥离部辊至支承辊的膜基材的搬送路径的示意图。
22.图5是比较例中的膜基材的搬送路径的示意图。
23.图6是比较例中的膜基材的搬送路径的示意图。
24.图7是一个实施方式中的膜基材的搬送路径的示意图。
25.图8是表示按压辊的形状的一个例子的立体图。
26.图9是一个实施方式的光学膜的剖视图。
27.图10是一个实施方式的光学膜的剖视图。
28.图11是一个实施方式的光学膜的剖视图。
29.符号说明
30.1膜基材
31.2保护膜
32.3液晶层
33.4光学层(偏振片)
34.5粘接剂层
35.6粘合剂层
36.7隔离件
37.8层叠体
38.9、96、97、98层叠体(光学膜)
39.81卷出辊
40.21、91卷取辊
41.10剥离部
42.11剥离辊
43.30涂布部
44.31支承辊
45.33模具
46.50加热部
47.55加热炉
48.60固化部
49.61光源
50.83、85、87搬送辊
51.13搬送辊
52.15、151按压辊
53.71、73、75、77、79搬送辊
具体实施方式
54.本发明涉及包含液晶层的光学膜的制造方法。本发明的一个实施方式中,在长条的膜基材的一主面上涂布液晶组合物而形成液晶层。图1是在膜基材1的第一主面1a上设置有液晶层3的光学膜9的剖视图。图2是在膜基材1的第一主面1a上可剥离地粘贴有保护膜2的层叠体8的剖视图。
55.如果在涂布膜基材的液晶组合物的一面(液晶层形成面)存在伤痕,则在其上涂布了液晶组合物的情况下液晶分子容易沿着伤痕的延伸方向取向而导致取向不良缺陷。特别是,在一边以卷对卷的方式搬送膜基材一边涂布液晶组合物的情况下,由于搬送辊的接触及摩擦导致容易在膜基材上产生沿着长度方向的伤痕。
56.本实施方式中,在刚要在膜基材1的第一主面1a上涂布液晶组合物之前为止,在膜基材1上暂时粘贴保护膜2。通过暂时粘贴保护膜2,膜基材1的第一主面1a不与搬送辊接触,因此能够防止由于搬送而向膜基材1产生伤痕,能够抑制液晶层3中的液晶分子的取向不良。
57.图3是表示在膜基材1上形成液晶层3的制膜装置及制膜工序的概要的概念图。就制膜装置来说,将膜从卷绕于卷出辊81的长条膜的卷绕体卷出并向涂布部30搬送。在涂布部30中,在膜上涂布液晶组合物而形成液晶层,以卷取辊91将设置有液晶层的膜(光学膜9)卷取而形成卷绕体90。在涂布部30与卷取辊91之间,可以以加热部50进行加热,也可以以固化部60进行液晶单体的光固化。
58.在图3中,将层叠体8的长条膜卷绕成辊状而得到的卷绕体80卷绕在卷出辊81。如上所述,层叠体8具备可剥离地粘贴于膜基材1的第一主面的保护膜2。
59.从卷绕体80卷出的层叠体8连续地移动至沿着搬送辊83、85、87形成的搬送路径的下游侧,并被搬送至剥离部10(第一搬送工序)。在从卷出辊81至到达剥离部10为止的期间,在膜基材1的第一主面1a粘贴有保护膜2,因此膜基材1的第一主面1a不会与搬送辊87直接相接。因此,能够防止由于搬送辊87的接触而导致在膜基材的第一主面产生伤痕。
60.在剥离部10,将保护膜2从膜基材1的第一主面剥离(剥离工序)。保护膜的剥离方
法没有特别限定,通常采用在剥离辊11上进行剥离的方法。只要以保护膜2相对于剥离辊11的抱角比膜基材1相对于剥离辊11的抱角大的方式配置剥离辊11的下游的搬送辊13、23,就能够在剥离辊11上将保护膜2从膜基材1剥离。剥离辊可以是上下夹着层叠体8的一对夹持辊。
61.从膜基材1的第一主面剥离后的保护膜2沿着基于搬送辊23、25的搬送路径搬送,以卷取辊21卷取成卷绕体20。
62.通过将保护膜2剥离,膜基材1的第一主面1a露出。将剥离了保护膜之后的膜基材1从剥离部10向涂布部30搬送(第二搬送工序)。在涂布部30,在膜基材1的第二主面1b与支承辊31接触的状态下,在膜基材1的第一主面1a上涂布从模具33喷出的液晶组合物(涂布工序)。
63.在第二搬送工序中,膜基材1的第一主面1a露出。因此,在将膜基材1从剥离部10(剥离辊11)搬送至涂布部30(支承辊31)为止的期间,如果搬送辊与膜基材1的第一主面1a接触,则会在第一主面的与搬送辊的接触部分产生伤痕而导致液晶取向不良。
64.图4是从膜基材1的第二主面1b侧观察图3所示的装置中的从剥离辊11至支承辊31为止的膜基材1的搬送路径的示意图。膜基材1的宽度方向的两端部的区域38、39是产品外的区域。膜基材1的宽度方向中央的区域37是产品区域。在涂布部,在膜基材1的第二主面1b与支承辊31相接的状态下,在膜基材1的第一主面1a的区域37涂布从模具33喷出的液晶组合物。不在膜基材1的两端部的区域38、39涂布液晶组合物。
65.图3、4所示的方式中,在将膜基材1从剥离部10的剥离辊11搬送至涂布部30的支承辊31为止的期间,作为膜按压机构的按压辊15(辊15a及15b)与膜基材1的第一主面1a的两端部的区域38、39接触。在从剥离辊11至支承辊31为止的搬送路径中,膜基材1的第二主面1b可以与搬送辊13接触。
66.图5是表示比较例中的膜基材的搬送路径的示意图。在该例中,未在剥离辊211与支承辊231之间配置其它辊。因此,在剥离辊211上将保护膜202剥离后的膜基材201在不与其它辊接触的情况下被搬送至支承辊231上,并被涂布从模具233喷出的液晶组合物。将保护膜202剥离后,膜基材201的第一主面在不与辊接触的情况下被涂布液晶组合物,因此能够防止由辊搬送而导致的产生伤痕。
67.然而,在该例中,将保护膜202从膜基材201剥离时的剥离力作用于膜基材201,因此剥离辊11与支承辊231之间的膜基材上下振动而导致涂布不均。具体来说,在形成于膜基材上的液晶层产生沿着宽度方向延伸的段状的厚度不均而导致在光学上不良。
68.作为以不接触的方式搬送膜的方法,已知有空中转向方式。通过在第二搬送工序中采用空中转向方式,能够防止向膜基材的第一主面产生伤痕。然而,在空中转向方式中,膜基材也振动,因此与上述的实例相同地产生涂布不均。
69.如图6所示,在剥离辊211与支承辊231之间配置了与膜基材201的第二主面相接的辊213的情况下,膜基材201的第二主面(图的上侧)被辊213向下方按压,因此与图4所示的方式相比,趋向于膜基材201的振动(膜的晃动)得以抑制。然而,保护膜202的剥离力以将膜基材201向第一主面侧(图的下侧)拉伸的方式作用,因此就算配置与膜基材201的第二主面相接的辊213,膜基材201的振动抑制作用是限定性有限的。
70.另一方面,如果配置与膜基材201的第一主面相接的搬送辊,则虽然能够有效地抑
制膜基材201的振动,但是搬送辊与膜基材201的第一主面相接,因此会产生伤痕导致液晶层的取向不良。
71.本发明的实施方式中,如图4所示,通过使作为膜按压机构的辊15a、15b与膜基材1的第一主面的宽度方向的两端部的区域38、39接触,从第一主面侧(图的下侧)按压至图的上侧的力作用于膜基材1。因此,能够减少由保护膜2的剥离力导致的膜基材1的振动而抑制液晶层的涂布不均。
72.在膜基材1的宽度方向中央部的区域37中,按压辊15不与第一主面1a接触,并且其它辊也不与膜基材1的第一主面1a接触。因此,能够防止在涂布液晶组合物的产品区域37产生向膜基材1的伤痕而能够减少液晶层3的取向不良缺陷。
73.如图3及图4所示,如果在剥离辊11与按压辊15之间配置与膜基材1的第二主面1b相接的辊13,则也从第二主面1b侧按压膜基材1,因此能够更有效地抑制由保护膜2的剥离力导致的膜基材1振动。可以在按压辊15与支承辊31之间配置与膜基材1的第二主面相接的辊。可以在剥离辊11与按压辊15之间以及按压辊15与支承辊31之间这两者配置与膜基材1的第二主面1b相接的辊。
74.与膜基材1的第二主面1b相接的辊15可以仅与膜基材的两端部相接,也可以如图4所示地与膜基材的宽度方向整体相接。从膜基材的搬送性等的观点考虑,优选辊15与膜基材的第二主面的宽度方向整体相接。
75.可以在剥离辊11与支承辊31之间设置两根以上与膜基材1的第一主面1a的宽度方向两端部的区域38、39相接的按压辊。
76.在图4中,以从膜基材1的两端部超出外侧的方式配置有按压辊15a、15b,但按压辊并不一定要超出膜基材1的外侧。按压辊例如可以配置于从膜基材的宽度方向的端部起30cm以内、20cm以内、15cm以内、10cm以内、5cm以内、3cm以内或1cm以内的位置。
77.在膜基材的两端部的区域38、39中,膜基材与按压辊接触的部分的宽度例如分别为1~50cm。当膜基材与按压辊接触的部分的宽度过小时,有时膜基材的振动抑制作用变得不充分而使膜基材的行进性降低。当膜基材与按压辊接触的部分的宽度过大时,光学膜的非产品区域的宽度大而导致生产效率、产率降低。膜基材与按压辊接触的部分的宽度可以为2cm以上、3cm以上或5cm以上,也可以为30cm以下、25cm以下、20cm以下、15cm以下或10cm以下。
78.如图7所示,按压辊15可以与辊16成对来夹持膜基材,该辊16与膜基材1的第二主面1b相接。在图6所示的方式中,与膜基材1的第二主面相接的辊16可以与膜基材1的宽度方向的中央部相接。
79.如图4所示,按压辊15的形状不限于分离地配置在宽度方向的两端的两个辊15a、15b。例如,像图8所示的杠铃形状的辊151那样,可以在两端具备圆筒形状的辊15r、15l,介由直径比这些辊小的连结轴15c连结两端的辊15r、15l。
80.配置于剥离部10与涂布部30之间的膜按压机构并不一定是旋转体,只要是能够从第一主面侧将膜基材1的两端部按压而抑制由保护膜2的剥离导致膜基材1振动的机构就行。例如,膜按压机构可以是将膜基材从第一主面侧(图的下侧)向第二主面侧按压的销等。
81.可以在将保护膜2从膜基材1的第一主面1a剥离之后以拉幅机夹具把持膜基材的两端部。在该情况下,在使辊等不与膜基材的宽度方向中央部接触的情况下,从第一主面及
第二主面的两面按压膜基材的宽度方向两端部的区域38、39,从而能够抑制由保护膜2的剥离导致的膜基材201的振动。在该情况下,与膜基材的第一主面侧相接的下夹具作为膜按压机构发挥作用。
82.如上所述,本发明的实施方式中,通过预先在膜基材的第一主面暂时粘贴保护膜,能够防止至将保护膜剥离为止的期间的搬送路径中的向膜基材的第一主面产生伤痕。将保护膜在剥离部剥离之后在直到在涂布部涂布液晶组合物为止的期间的膜基材的搬送路径中,辊不与膜基材的第一主面的宽度方向的中央部接触,因此不会在膜基材的涂布液晶组合物的区域(产品区域)产生伤痕。因此,能够抑制产生由膜基材的伤痕导致的液晶层的取向不良缺陷而得到光学上缺点少的光学膜。
83.另外,将保护膜在剥离部剥离之后在直到在涂布部涂布液晶组合物为止的期间的膜基材的搬送路径中,按压辊之类的膜按压机构与膜基材的第一主面的宽度方向的两端部相接,由此能够抑制由保护膜的剥离导致的膜基材的振动,减少液晶组合物的涂布不均。在膜按压机构相接的区域中,有时会在膜基材的第一主面产生伤痕,但是该区域未涂布液晶组合物或者是在产品化时被排除的非产品区域,因此不影响光学膜的品质。
84.以下,举出具体例子子对用于形成光学膜的材料及光学膜的制造方法进行说明。
85.<膜基材>
86.通过使用长条的膜基材1作为涂布液晶组合物的基板,可以以卷对卷的方式实施液晶组合物的涂布、取向处理以及光固化等一系列工序。另外,也以卷对卷的方式对形成于膜基材1上的液晶层3实施与其它基材贴合的工序,因此能够提高光学膜的生产性。
87.膜基材1的宽度优选为30cm以上,也可以为50cm以上、80cm以上100cm以上或120cm以上。从光学膜的生产性的观点考虑,膜基材1的宽度越大则越好,通常为500cm以下,也可以为400cm以下或300cm以下。膜基材的长度优选为100m以上,也可以为300m以上、500m以上、800m以上、1000m以上或1200m以上。膜基材1的长度的上限没有特别限定,通常为10000m以下,也可以为7000m以下或5000m以下。膜基材1的厚度优选为10~200μm左右。
88.构成膜基材1的树脂材料只要不溶解于液晶组合物的溶剂并且具有用于使液晶组合物取向的加热时的耐热性,就没有特别限制,可以列举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯之类的聚酯;聚乙烯、聚丙烯之类的聚烯烃;降冰片烯系聚合物之类的环状聚烯烃;二乙酸纤维素、三乙酸纤维素之类的纤维素系聚合物;丙烯酸系聚合物;苯乙烯系聚合物;聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺等。
89.膜基材1可以具有用于使液晶分子沿着规定方向取向的取向限制力。例如,膜基材1可以在第一主面具备取向膜。取向膜可以根据液晶化合物的种类、基板的材质等适宜选择适当的取向膜。作为用于使液晶分子沿着规定方向平行取向的取向膜,可以列举出:对聚酰亚胺系、聚乙烯醇系的取向膜进行研磨处理而得到的取向膜。另外,也可以使用光取向膜。也可以在不设置取向膜的情况下对树脂膜实施研磨处理。
90.膜基材1也可以具备用于使液晶分子垂面取向的取向膜。作为用于形成垂面取向性的取向膜(垂直取向膜)的取向剂,可以列举出:卵磷脂、硬脂酸、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基胺盐酸盐、一元羧酸铬络合物、硅烷偶联剂、硅氧烷化合物等有机硅烷、全氟二甲基环己烷、四氟乙烯、聚四氟乙烯等。
91.作为膜基材1,可使用拉伸膜。就拉伸膜来说,构成膜的树脂材料(聚合物)沿拉伸
方向取向,具有使液晶分子沿着拉伸方向取向的作用。通过使用拉伸膜,就算在未在膜基材形成取向膜的情况下,也可以具有用于使液晶分子沿着规定方向取向的取向限制力。由于不需要形成取向膜,因此能够降低光学膜的制造成本。另外,通过不设置取向膜,能够防止由研磨渣导致的污染、取向不良。
92.拉伸膜的拉伸方向(聚合物的取向方向)没有特别限定,可以与膜基材的长度方向平行,也可以不平行。通过使用分子与长度方向不平行地取向的拉伸膜,能够形成液晶分子与长度方向不平行地取向的液晶层。
93.拉伸膜的拉伸倍率只要是能够发挥取向限制力的程度就行,例如为1.1倍~5倍左右。拉伸膜可以是双向拉伸膜。就算是双向拉伸膜,如果使用纵向与横向的拉伸倍率不同的双向拉伸膜,则也能够使液晶分子沿着拉伸倍率大的方向取向。
94.拉伸膜也可以是倾斜拉伸膜。倾斜拉伸膜沿着与长度方向不平行也不正交的方向(例如相对于长度方向为10~80
°
的方向)具有取向轴,因此通过使用倾斜拉伸膜作为膜基材1,能够形成液晶分子沿着与长度方向不平行也不正交的方向取向的液晶层。
95.<保护膜>
96.暂时粘贴于膜基材1的第一主面1a的保护膜2只要具有挠性,则其材料就没有特别限定,可使用金属箔、树脂膜等。保护膜2可以是透明的也可以是不透明的。树脂膜由于材料价格低廉并且加工性优异,故而优选。作为保护膜2的树脂材料的具体例子,可以列举出作为膜基材1的树脂材料的上述树脂材料。保护膜2也可以是拉伸膜。保护膜2的厚度没有特别限定。从兼顾自支撑性和挠性的观点考虑,保护膜2的厚度优选为10~100μm左右。
97.保护膜2优选在与膜基材1相接的面具有粘合层。粘合层可以与膜基材1粘接,并且只要可从膜基材1剥离就行,可以由用于通常的粘合带等的粘合剂构成。作为保护膜,可以使用通过多层挤出将构成膜的树脂材料和粘合层的树脂材料一体成型而得到的自粘合性膜。
98.保护膜2向膜基材1上的层叠方法没有特别限定。例如,在膜基材1的制造工序中,只要在将膜基材1卷取成辊状之前以卷对卷的方式在膜基材1上贴合保护膜2就行。通过与膜基材1的制造工序连续地实施保护膜2的贴合,能够减少辊与膜基材1的第一主面1a的接触次数而抑制产生伤痕。
99.在膜基材1为拉伸膜的情况下,优选在刚进行拉伸后贴合保护膜2。例如,通过把持膜的两端的拉幅方式实施了拉伸,然后通过在膜基材1的第一主面1a与搬送辊相接之前贴合保护膜2,能够防止在膜基材1的第一主面1a产生伤痕。
100.在膜基材1的第一主面1a上贴合有保护膜2的层叠体8可以暂时卷取成辊状的卷绕体80。也可以不卷取层叠体8而直接搬送至剥离部10,并将保护膜2从膜基材1剥离。
101.<液晶材料>
102.形成于膜基材1上的液晶层3包含液晶分子。就液晶层3来说,优选液晶分子沿着规定方向取向。例如,通过在膜基材1上涂布包含液晶化合物的液晶组合物并使液晶化合物沿着规定方向取向之后将取向状态固定,形成液晶分子沿着规定方向取向后的液晶层3。
103.作为液晶化合物,可以列举出棒状液晶化合物及圆盘状液晶化合物等。棒状液晶化合物由于膜基材的取向限制力而容易平行取向,因此作为液晶化合物是优选的。棒状液晶化合物可以是主链型液晶,也可以是侧链型液晶。棒状液晶化合物可以是液晶聚合物,也
可以是聚合性液晶化合物的聚合物。聚合前的液晶化合物(单体)只要显示出液晶性,就可以在聚合后不显示出液晶性。
104.液晶化合物优选为通过加热来表现液晶性的热致液晶。热致液晶伴随着温度变化而发生晶相、液晶相、各向同性相的相转移。液晶组合物所包含的液晶化合物可以是向列液晶、碟状液晶以及胆甾液晶中的任意液晶。也可以在向列液晶添加手性剂而使之具有胆甾取向性。
105.作为显示出热致性的棒状液晶化合物,可以列举出:甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯基酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二烷类、二苯乙炔类、烯基环己基苯甲腈类等。
106.作为聚合性液晶化合物,例如可以列举出能够使用聚合物粘合剂来固定棒状液晶化合物的取向状态的聚合性液晶化合物、具有能够通过聚合来固定液晶化合物的取向状态的聚合性官能团的聚合性液晶化合物等。其中,优选具有光固化性官能团的光固化性液晶化合物。
107.光固化性液晶化合物(液晶单体)在一分子中具有介晶基和至少一个光固化性官能团。液晶单体显示出液晶性的温度(液晶相转移温度)优选为40~200℃,更优选为50~150℃,进一步优选为55~100℃。
108.作为液晶单体的介晶基,可以列举出:联苯基、苯甲酸苯酯基、苯基环己烷基、氧化偶氮苯基、甲亚胺基、偶氮苯基、苯基嘧啶基、二苯基乙炔基、苯甲酸二苯酯基、双环己烷基、环己基苯基、三联苯基等环状结构。这些环状单元的末端可以具有氰基、烷基、烷氧基、卤代基等取代基。
109.作为光固化性官能团,可以列举出:(甲基)丙烯酰基、环氧基、乙烯基醚基等。其中,优选(甲基)丙烯酰基。光固化性液晶单体优选在一个分子中具有两个以上光固化性官能团。通过使用包含两个以上光固化性官能团的液晶单体,在光固化后的液晶层中导入交联结构,因此趋向于光学膜的耐久性提高。
110.作为光固化性液晶单体,可采用任意适当的液晶单体。例如可以列举出:国际公开第00/37585号、美国专利第5211877号、美国专利第4388453号、国际公开第93/22397号、欧州专利第0261712号、德国专利第19504224号、德国专利第4408171号、英国专利第2280445号、日本特开2017-206460号公报、国际公开第2014/126113号、国际公开第2016/114348号、国际公开第2014/010325号、日本特开2015-200877号公报、日本特开2010-31223号公报、国际公开第2011/050896号、日本特开2011-207765号公报、日本特开2010-31223号公报、日本特开2010-270108号公报、国际公开第2008/119427号、日本特开2008-107767号公报、日本特开2008-273925号公报、国际公开第2016/125839号、日本特开2008-273925号公报等中记载的化合物。通过选择液晶单体,可以对双折射的显现性、延迟的波长分散进行调整。
111.在液晶组合物中除了液晶单体以外还可以包含控制液晶单体向规定方向取向的化合物。例如,通过使液晶组合物包含侧链型液晶聚合物,能够使液晶化合物(单体)垂面取向。另外,通过向液晶组合物添加手性剂,能够使液晶化合物胆甾取向。
112.液晶组合物可以包含光聚合引发剂。在通过照射紫外线使液晶单体固化的情况下,为了促进光固化,液晶组合物优选包含由光照射产生自由基的光聚合引发剂(光自由基产生剂)。根据液晶单体的种类(光固化性官能团的种类),可以使用光阳离子产生剂、光阴
离子产生剂。光聚合引发剂的用量相对于液晶单体100重量份为0.01~10重量份左右。除了光聚合引发剂以外还可以使用增敏剂等。
113.通过将液晶单体和根据需要的各种取向控制剂、聚合引发剂等与溶剂混合,能够制备液晶组合物。溶剂只要可以溶解液晶单体并且不侵蚀基板(或侵蚀性低),就没有特别限定,可以列举出:氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、邻二氯苯之类的卤代烃类;苯酚、对氯苯酚之类的酚类;苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯之类的芳香族烃类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮之类的酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯之类的酯系溶剂;叔丁醇、甘油、乙二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇之类的醇系溶剂;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺之类的酰胺系溶剂;乙腈、丁腈之类的腈系溶剂;二乙醚、二丁醚、四氢呋喃之类的醚系溶剂;乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等。也可以使用两种以上溶剂的混合溶剂。
114.液晶组合物的固体成分浓度通常为5~60重量%左右。液晶组合物也可以包含表面活性剂、流平剂之类的添加剂。
115.<膜基材上的液晶层的形成>
116.将在膜基材1的第一主面1a上以可剥离的形式粘贴有保护膜2的层叠体8搬送至剥离部10,并将保护膜2剥离。将剥离了保护膜2后的膜基材1搬送至涂布部30,在膜基材1的第一主面1a涂布液晶组合物。如上所述,在从剥离部10至涂布部30为止的搬送路径中,辊不与膜基材1的第一主面1a的宽度方向中央的区域37接触。因此,就第一主面1a的区域37来说,由于辊的接触导致的伤痕少而能够减少液晶取向不良缺陷。
117.在图3等中图示出了从与支承辊31对置配置的模具33涂布液晶组合物的方式,但在膜基材1上涂布液晶组合物的方法没有特别限定。作为涂布方法,除了模涂法以外还可以列举出:辊舐涂布法、凹版涂布法、反向涂布法、喷涂法、迈耶棒涂法、刮刀辊涂法、气刀涂布法等。
118.如上所述,膜基材1的第一主面1a的宽度方向的中央部的区域37在将保护膜2剥离后不与辊等接触,因此通过在该区域涂布液晶组合物,能够减少由膜基材的伤痕导致的取向不良。此外,也可以在膜基材1的宽度方向的两端部与膜按压机构的接触区域38、39涂布液晶组合物。在该情况下,通过光学膜的冲裁、端部的切口之类的方法,可以在涂布液晶组合物后的适当阶段将与膜按压机构的接触区域从产品切断去除。
119.液晶组合物的涂布厚度优选以使溶剂干燥后的液晶组合物层的厚度(液晶层3的厚度)成为0.1~20μm左右的方式进行调整。可以在加热部50对涂布了液晶组合物后的膜基材1进行加热。加热部50例如包含加热炉55,在将膜基材1搬送至加热炉55内的期间,对膜基材1以及涂布于其上的液晶组合物进行加热。例如,通过加热,能够将液晶组合物所包含的溶剂去除。
120.在液晶组合物所包含的液晶化合物为热致液晶的情况下,通过对液晶组合物层进行加热而制成液晶相,液晶化合物沿着规定方向取向。具体来说,将涂布在膜基材上的液晶组合物加热至n(向列相)-i(各向同性液体相)转移温度以上,从而制成各向同性液体状态。由此,根据需要进行缓慢冷却而显现出向列相。此时,期望保持为暂时呈现液晶相的温度并使液晶相域生长而制成单域。或者,可以在涂布了液晶组合物之后,在显现向列相的温度范
围内使温度保持一定时间,从而使液晶分子沿着规定方向取向。
121.使液晶化合物沿着规定方向取向时的加热温度可以根据液晶组合物的种类适当进行选择,通常为40~200℃左右。加热温度过低时,趋向于向液晶相的转移变得不充分;加热温度过高时,趋向于取向缺陷增加。加热时间只要以液晶相域充分生长的方式进行调整就行,通常为30秒~30分钟左右。
122.优选在通过加热使液晶化合物取向之后冷却至玻璃化转变温度以下的温度。冷却方法没有特别限定,例如可以是从加热气氛取出至室温。也可以进行气冷、水冷之类的强制冷却。
123.在液晶化合物具有固化性的情况下,优选在固化部60进行固化。例如,在液晶化合物具有光固化性的情况下,在光固化性液晶化合物(液晶单体)具有液晶规则性的状态下进行光固化。来自光源61的照射光只要能够使光固化性液晶化合物聚合就行,通常使用波长为250~450nm的紫外光或可见光。在液晶组合物包含光聚合引发剂的情况下,选择光聚合引发剂具有灵敏度的波长的光就行。作为照射光源,使用低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、led、黑光灯、化学灯等。为了促进光固化反应,光照射优选在氮气之类的不活泼气体气氛中进行。
124.光固化时,通过利用规定方向的偏振光,能够使液晶化合物沿着规定方向取向。如上所述,当通过膜基材1的取向限制力使液晶化合物取向时,照射光也可以是非偏振光(自然光)。
125.照射强度可以根据液晶组合物的组成、光聚合引发剂的添加量等适当进行调整。照射能量(累积照射光量)通常为20~10000mj/cm2左右,优选为50~5000mj/cm2,更优选为100~800mj/cm2。为了促进光固化反应,可以在加热条件下实施光照射。
126.对液晶单体进行了光固化后的聚合物为非液晶性,不发生基于温度变化的液晶相、玻璃相、晶相的转移。因此,在使液晶单体沿着规定方向取向的状态下,光固化后的液晶层不易发生基于温度变化的分子取向的变化。另外,液晶层与由非液晶材料形成的膜相比双折射非常大,因此能够大幅地减小具有期望的延迟的光学各向异性元件的厚度。
127.液晶层3的光学特性没有特别限定。液晶层3的正面延迟及厚度方向延迟可以根据用途等适当进行设定。在液晶分子平行取向的情况下,液晶层3的正面延迟例如为20~1000nm左右。在液晶层3为1/4波片的情况下,正面延迟优选为100~180nm,更优选为120~150nm。在液晶层3为1/2波片的情况下,正面延迟优选为200~340nm,更优选为240~300nm。在液晶垂面取向的情况下,液晶层3的面内延迟约为0(例如5nm以下,优选为3nm以下),厚度方向延迟的绝对值为30~500nm左右。
128.液晶层3中的液晶分子的取向方向可以与膜基材1的长度方向(卷对卷的搬送方向)平行,也可以不平行。如上所述,通过利用倾斜拉伸膜等的取向限制力,能够形成液晶分子与长度方向不平行地取向的液晶层。在液晶分子与长度方向不平行地取向的情况下,如果在膜基材存在沿着长度方向的伤痕,则形成于其上的液晶层的液晶分子会沿着伤痕在长度方向取向,因此导致取向不良。通过如上所述地在膜基材1暂时粘贴保护膜并在将保护膜剥离后不使之与辊接触,能够抑制在膜基材产生伤痕而减少液晶层的取向不良。
129.通过以卷取辊91对在膜基材1的第一主面1a上形成有液晶层3的层叠体9(光学膜)进行卷取,得到长条的光学膜的卷绕体90。该层叠体9可以直接用作光学膜。膜基材1的宽度
方向的两端部的区域38、39是非产品区域,因此优选在形成了液晶层3之后至以卷取辊91进行卷取为止的期间或者在以卷取辊91卷取后的适当的阶段通过切口而切断去除。另外,可以以不包含宽度方向的两端部的区域38、39的方式对膜进行冲裁而切出单片的产品。
130.<光学膜的层叠方式>
131.在膜基材1的第一主面1a上形成有液晶层3的层叠体9可以直接用作光学膜,也可以将膜基材1剥离去除而仅将液晶层3用作光学膜。另外,也可以在液晶层3上层叠其它层。例如,通过在液晶层3上隔着粘接剂层5贴合光学层4,得到图9所示的层叠体96。
132.层叠于液晶层3上的光学层4没有特别限定,可以没有特别限制地使用通常用作光学膜的光学各向同性或光学各向异性膜。作为光学层4的具体例子,可以列举出相位差膜、起偏器保护膜之类的透明膜、起偏器、视角扩大膜、视角限制(防窥)膜、亮度提高膜之类的功能性膜。光学层4可以是单层,也可以是层叠体。光学层4可以是液晶层。例如,光学层4可以是在起偏器的一面或两面贴合有透明保护膜的偏振片。当偏振片的一面具备透明保护膜时,可以将起偏器与液晶层贴合,也可以将透明保护膜与液晶层贴合。
133.构成粘接剂层5的粘接剂只要是光学上透明的,其材料就没有特别限制,可以列举出:环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、聚乙烯醇等。粘接剂层5的厚度根据被粘附物的种类、粘接剂的材料等适当进行设定。在使用通过涂布后的交联反应显示出粘接性的固化型的粘接剂的情况下,粘接剂层5的厚度优选为0.01~5μm,更优选为0.03~3μm。
134.作为粘接剂,可使用水性粘接剂、溶剂系粘接剂、热熔粘接剂系、活性能量射线固化型粘接剂等各种方式的粘结剂。这些之中,水性粘接剂或活性能量射线固化型粘接剂由于能够减小粘接剂层的厚度而是优选的。
135.通过在液晶层3的表面及光学层4的表面中的任一者或两者涂布粘接剂并使之固化,隔着粘接剂层5将液晶层3和光学层4层叠。粘接剂的固化可以根据粘接剂的种类适当进行选择。例如,水性粘接剂能够通过加热而固化。活性能量射线固化型粘接剂能够通过紫外线等活性能量射线的照射而固化。
136.在膜基材1上的液晶层3隔着粘接剂层5贴合有光学层4的层叠体96也可以直接用作光学膜。在该情况下,膜基材1构成光学膜的一部分。如图10所示,可以将膜基材从液晶层3剥离去除。如图11所示,可以在通过膜基材的剥离露出的液晶层3的表面层叠适当的粘合剂层6。
137.构成粘合剂层6的粘合剂没有特别限制,可以适当选择使用将丙烯酸系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系聚合物、橡胶系聚合物等作为基础聚合物的粘合剂。特别优选丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘合剂之类的透明性优异、显示出适度的润湿性、凝聚性及粘接性并且耐候性、耐热性等优异的粘合剂。粘合剂层的厚度可以根据被粘附物的种类等适当进行设定,通常为5~500μm左右。
138.向液晶层3上层叠粘合剂层6例如通过将预先形成为片状的粘合剂与液晶层3的表面贴合来进行。可以在液晶层3上涂布了粘合剂组合物之后进行溶剂的干燥、交联、光固化等而形成粘合剂层6。为了提高液晶层3与粘合剂层6的粘接力(锚固力),可以在液晶层3的表面形成了电晕处理、等离子体处理之类的表面处理、易粘接层之后层叠粘合剂层6。
139.优选在粘合剂层6的表面暂时粘贴有隔膜7。隔膜7在将光学膜与其它构件贴合为
止的期间保护粘合剂层6的表面。作为隔膜的构成材料,可适当使用丙烯酸、聚烯烃、环状聚烯烃、聚酯之类的塑料膜。隔膜的厚度通常为5~200μm左右。优选对隔膜的表面实施脱模处理。作为脱模剂,可以列举出:硅系材料、氟系材料、长链烷基系材料、脂肪酸酰胺系材料等。
140.可以在剥离了膜基材1之后的液晶层3的露出面隔着适当的粘接剂层或粘合剂层层叠其它光学层。例如,可以隔着适当的粘接剂层在液晶层3上层叠其它光学层,也可以在其上进一步层叠粘合剂层。
141.具备液晶层的光学膜例如能够用作图像显示装置用光学膜。作为在液晶层3上贴合有其它光学层4的光学膜的一个例子,可以列举出将液晶层3和偏振片层叠而成的圆偏振片。
142.偏振片可以仅由一层起偏器形成,也可以如上所述地在起偏器的一面或两面贴合透明保护膜。作为起偏器,可以列举出使碘、二色性染料之类的二色性物质吸附于聚乙烯醇系膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜之类的亲水性高分子膜并进行单向拉伸而成的起偏器、聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物之类的多烯系取向膜等。
143.其中,使碘、二色性染料之类的二色性物质吸附于聚乙烯醇、部分缩甲醛化聚乙烯醇之类的聚乙烯醇系膜并沿着规定方向取向而得到的聚乙烯醇(pva)系起偏器由于具有高偏振度而是优选的。例如,通过对聚乙烯醇系膜实施碘染色及拉伸,得到pva系起偏器。也可以在树脂基材上形成pva系树脂层,在层叠体的状态下进行碘染色及拉伸。
144.就偏振片与液晶层层叠而成的圆偏振片来说,优选至少一层液晶层的液晶分子是平行取向的。就圆偏振片来说,以液晶分子平行取向的液晶层中的液晶分子的取向方向与起偏器的吸收轴方向不平行也不正交的方式配置。
145.例如,在圆偏振片仅具有一层液晶层的情况下,液晶层3为1/4波片,将起偏器的吸收轴方向与液晶分子的取向方向(通常为慢轴方向)所成的角设定为45
°
。起偏器的吸收轴方向与液晶分子的取向方向所成的角可以为35~55
°
,也可以为40~50
°
,还可以为43~47
°

146.就以偏振片4与作为1/4波片的液晶层3这两者的光学轴所成的角成为45
°
的方式层叠的构成来说,可以进一步具备液晶分子相对于基板面垂直取向(垂面取向)的液晶层。通过在偏振片上依次层叠作为1/4波片的液晶层3和作为正c板发挥功能的垂面液晶层,能够形成对于来自倾斜方向的外部光也能够对反射光进行遮蔽的圆偏振片。可以在偏振片上依次层叠垂面取向液晶层(正c板)和平行取向液晶层(作为正a板的1/4波片),
147.在偏振片上层叠有多个液晶层的圆偏振片中,液晶层可以均为平行取向液晶层。在该情况下,优选配置于靠近偏振片4的一侧的液晶层为1/2波片并且配置于远离偏振片的一侧的液晶层为1/4波片。该层叠构成优选以1/2波片的慢轴方向与起偏器的吸收轴方向所成的角成为75
°±5°
、1/4波片的慢轴方向与起偏器的吸收轴方向所成的角成为15
°±5°
的方式进行配置。这样的层叠构成的圆偏振片在可见光的宽波长范围作为圆偏振片发挥功能,因此能够减少反射光的着色。
148.如上所述,通过本发明的实施方式制得的液晶层抑制向膜基材的第一主面(液晶组合物的涂布面)产生伤痕,因此就算在液晶分子与膜基材的长度方向不平行地取向的情况下,取向不良缺陷也少而能够实现良好的显示特性。
再多了解一些

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