JP3795512B1 - 光学補償板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
基材フィルム上に外観不良のない均一な膜厚で被膜を形成できる被膜シートの製造方法を提供する。
【解決手段】
樹脂材料及び溶剤を含有する塗工液を連続的に走行する基材フィルム上に塗布する塗布工程と、前記塗布工程により基材フィルム上に塗布された被膜を乾燥させる乾燥工程とを含む被膜シートの製造方法において、前記塗工液の粘度を70〜8000mPa・secとし、且つ、前記塗布工程における前記基材フィルムの走行スピードの変動率を3.0%以下に制御する被膜シートの製造方法を提供する。
【選択図】図5
Description
一般的に、数μm以下で均一な薄膜のコーティングを行う場合、塗工液の粘度を数十mPa・sec以下の低粘度にすることでレベリング効果等を利用して、薄膜のコーティングが行われている。
を提供する。
かかる方法であれば、塗布後乾燥工程までの間に樹脂流動による外観不良をより一層抑制でき、また被膜の乾燥中に該被膜中に溶剤の気泡が生じることも防止できる。
かかる方法であれば、塗工液の吐出が安定し、厚み精度の良好な光学補償板が得られる。
該ダイコーターは溶媒が蒸発しない密閉系供給方式であるため、塗工中に塗工液の粘度が変化する虞がなく塗布精度の向上が図れる。
かかる方法であれば、ダイリップ先端部からの塗工液の吐出が安定し、厚み精度の良好な光学補償板が得られる。
かかる方法であれば、乾燥ムラ及び発泡等を防止することができる。
また、本発明に係る光学補償板の製造方法で製造された光学補償板は、厚み差による外観不良等がないため、光学用途のフィルムを形成する場合に有用である。
まず、本発明の光学補償板の製造方法で用いられる基材フィルム、樹脂材料及び溶剤等について説明する。
また、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げることができる。
さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げることができる。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。
尚、透明基材フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。
また、wは、1〜10までの整数を表す。R7は、それぞれ独立に、水素又はC(R9)3である。R8は、水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数6〜20のアリール基であり、複数の場合、それぞれ同一であるか又は異なる。R9は、それぞれ独立に、水素、フッ素、又は塩素である。
また前記置換アリール基としては、例えば、ハロゲン化アリール基を挙げることができる。fは、0〜4までの整数であり、g及びhは、それぞれ0〜3及び1〜3までの整数である。また、g及びhは、1より大きいことが好ましい。
その中でも、R10及びR11は、それぞれ独立に、ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
前記ハロゲンとしては、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素を挙げることができる。
また、前記置換フェニル基としては、例えば、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル基、及び炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基からなる群から選択される少なくとも一種類の置換基を有する置換フェニル基を挙げることができる。
前記芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、複素環式芳香族テトラカルボン酸二無水物、2,2'−置換ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
前記2,2'-置換ビフェニルテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、2,2'-ジブロモ-4,4',5,5'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2'-ジクロロ-4,4',5,5'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-4,4',5,5'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
上記溶剤の中では、メチルイソブチルケトンが樹脂組成物の溶解製に優れ、且つ基材フィルムを浸食することがないので特に好ましい。
これら溶剤は、1種又は2種以上を適宜に組み合わせて使用することができる。
塗工液の粘度が100mPa・sec未満の場合、塗布後乾燥工程までの間に樹脂流動により、ハジキによる輝点、厚み差による干渉ムラ、位相差ムラ或いは乾燥ムラ等の外観不良を生じる。
また、塗工液の粘度が2300mPa・secを超える場合、僅かな走行変動により膜厚が均一な被膜(光学機能層)を形成することができない。また、被膜の乾燥中に該被膜中に溶剤の気泡が生じたり、数十μm程度の薄膜を形成するのが困難になるという問題を有する。
尚、塗工液の粘度は、実施例記載の方法により測定される。
塗工液を基材フィルム上に塗布する際に用いる装置としては、特に制限されず、一般的に使用されている装置を用いることができる。
該装置としては、例えば、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター等を挙げることができる。
これらの中でも、塗布精度等を考慮すれば、計量タイプで、溶媒が蒸発しない密閉系供給方式であるダイコーターが用いられる。溶媒が蒸発しない密閉系供給方式であるダイコーターを用いることで、塗布工程において塗工液の粘度が変動することを防止できる。
該ダイコーターは、互いに対向するように配され、基材フィルムの幅方向に延在した一対のダイリップを備え、両ダイリップ間の先端部(即ち、内側先端部)から塗工液を吐出し得るように構成されている。
ダイリップの先端幅(ダイリップ間の間隔)は、0.1〜10.0mmであり、0.1〜5.0mmが好ましく、0.5〜3.0mmがより好ましい。
該ダイリップの先端幅が0.1mm未満の場合には、ダイ作製時において、加工精度に問題があり、また、塗工時にダイリップ先端部分の欠けが発生するという問題がある。
該ダイリップの先端幅が10.0mmを超える場合には、ダイリップ先端での塗工液の流れが不安定となり、その結果、得られた光学補償板の外観不良が生じるという問題がある。
該ダイコーター(1)としては、具体的に図1に示すように矢印方向に走行する基材フィルム(2)の上流側のダイリップ(3)の内側先端部にR加工(4)が施されているもの、又は図2に示すように矢印方向に走行する基材フィルム(2)の下流側のダイリップ(3)の内側先端部にR加工(4)が施されているもの、更には、図3に示すように両方にR加工(4)が施されているものを挙げることができる。
前記R加工の径としては、0.2〜1.0mmであり、0.4〜0.8mmが好ましい。
R加工の径が0.2〜1.0mmの範囲内にあれば、ダイリップ先端部からの塗工液の吐出が安定し、厚み精度の良好な光学補償板が得られるという効果を奏する。
基材フィルムの走行スピードが10〜300m/minの範囲内にあれば、ダイリップ先端部からの塗工液の吐出が安定し、厚み精度の良好な光学補償板が得られるという効果を奏する。
また、基材フィルムの走行スピードの変動率は、0.9〜3.0%に制御されるものである。
前記基材フィルムの走行スピードの変動率が、0.9〜3.0%に制御されることで、基材フィルムへの塗工液の塗布状態が安定し、ムラのない均一な光学補償板が得られるという効果を奏する。
基材フィルムの走行スピードの変動率が、3.0%を超えてる場合には、基材フィルムへの塗布状態が不安定になり、幅方向ムラ(幅方向のスジ)が発生するという問題がある。
尚、基材フィルムの走行スピードの変動率は実施例記載の方法により測定される。また、本発明において走行スピードとは、平均走行スピードであり、前記走行スピードの変動率を求めるのと同様の方法を用いて測定される。
該光学補償板の製造方法では、薄膜で均一な光学機能層を有する光学補償板が得られる。 該光学機能層としては、例えば、ハードコート層、反射防止層、位相差層、光学補償層等を挙げることができる。
該ポリイミド樹脂からなる光学補償層を有する光学補償板において、該光学補償層の乾燥後の厚みが、0.5〜10μmの範囲内にあれば、液晶セルの斜め方向のコントラスト向上、カラーシフト抑制等の光学特性を向上させる効果を奏する。
光学補償層を有する光学補償板と偏光板とを積層させることで、液晶セルの斜め方向のコントラスト向上、カラーシフト抑制等の光学特性を向上させる効果を奏する。
特に、本発明の光学補償板の製造方法により製造されたポリイミド樹脂からなる光学補償層の乾燥後の厚みが0.5〜10μmの光学補償板と偏光板とを積層させることで前記効果がより明確になる。即ち、通常の液晶セル等に用いられている光学補償層の厚みは、50〜100μmであるのに対し、本発明の光学補償層は、0.5〜10μmと非常に薄型であるため、液晶セルに組み込んだ場合に、該液晶セルの薄型化、軽量化が可能となる。
該光学素子は、液晶表示装置や有機EL表示装置等の各種画像表示装置の形成等に用いることができる。
粘度は、Haake社製、レオメーターRS1を用い、液温23℃、剪断速度10[l/s]で測定した。
基材フィルムの走行スピードは、レーザードップラー方式の日本カノマックス(株)、商品名「レーザースピードシステム MODEL LS200」を用いて測定した。
「レーザースピードシステム MODEL LS200」を用いて、60秒間連続して、基材フィルムの走行スピードを表にプロットし、該表から基材フィルムの走行スピードの最大値X1、最小値X2及び平均値AV(平均走行スピード)を求め、下記式(1)を用いて変動率を算出した。
変動率(%)={[(X1−X2)÷AV]÷2}×100 …(1)
(株)尾崎製作所製、ダイヤルゲージを用いて測定した。
メチルイソブチルケトンにポリイミド(下記式(30)、重量平均分子量Mw=140,000)を10重量%で溶解した粘度200mPa・secのポリイミド溶液を調整した。
塗布方式としてダイコーターを用いて、走行スピード(20m/min)、走行スピードの変動率を2.7%に制御したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み75μm)上に前記ポリイミド溶液を塗布し、該塗布後、120℃で3分間乾燥させて光学機能層の厚み6μmの光学補償板を得た。
図5に、実施例1で得られた光学補償板の平面写真を示した。尚、図5に示す矢印は、基材フィルムの走行方向を示すものである。
図5に示すように得られた光学補償板において、厚みムラにより生じる干渉ムラは、目視で確認できなかった。
なお、実施例1で用いたダイコーターの形状を図4に示す。
図4に示すダイコーターは、ダイコーターの内側先端部の両方にR加工が施されていないものである。
尚、ダイリップの先端幅が0.8mmのものを使用した。
ポリイミド溶液の粘度を500mPa・secとした以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
ポリイミド溶液の粘度を1000mPa・secとした以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
ポリイミド溶液の粘度を1500mPa・secとした以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
ポリイミド溶液の粘度を500mPa・sec、走行スピードを10m/minとした以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
ポリイミド溶液の粘度を500mPa・sec、走行スピードを150m/minとした以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に、厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
ポリイミド溶液の粘度を500mPa・sec、走行スピードを300m/minとした以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、厚みムラにより生じる干渉ムラは、目視で確認できなかった。
尚、実用上問題のないレベルであるが、基材フィルムの進行方向と同じ方向(基材フィルム長手方向)に若干のスジムラがあった。
走行スピードを350m/min、走行スピードの変動率を2.5%に制御した以外は、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、厚みムラにより生じる干渉ムラは、目視で確認できなかった。
尚、実用上問題のないレベルであるが、基材フィルムの進行方向と同じ方向(基材フィルム長手方向)に若干のスジムラがあった。
ポリイミド溶液の粘度を2000mPa・sec 、走行スピードの変動率を2.5%に制御した以外、実施例1と同様にした。
得られた光学補償板は、厚みムラにより生じる干渉ムラは、目視で確認できなかった。
尚、実用上問題のないレベルであるが、基材フィルムの進行方向と同じ方向(基材フィルム長手方向)に若干のスジムラがあった。
ポリイミド溶液の粘度を2300mPa・sec 、走行スピードの変動率を2.5%に制御した以外、実施例1と同様にした。
実用上問題のないレベルであるが、得られた光学補償板には、厚みムラにより生じる干渉ムラが若干確認できた。
また、実用上問題のないレベルであるが、基材フィルムの進行方向と同じ方向(基材フィルム長手方向)に若干のスジムラがあった。
走行スピードの変動率を0.9%に制御した以外は、実施例1と同様の操作を行った。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に、厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
メチルイソブチルケトンにポリイミド(上記式(30)、重量平均分子量Mw=140,000)を10重量%で溶解した粘度200mPa・secのポリイミド溶液を調整した。
塗布方式としてダイコーターを用いて、走行スピード(20m/min)、走行スピードの変動率を0.9%に制御したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み75μm)上に前記ポリイミド溶液を塗布し、該塗布後、120℃で3分間乾燥させて光学機能層の厚み6μmの光学補償板を得た。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に、厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
なお、実施例12で用いたダイコーターは、図2に示す形状のもので、ダイリップの先端幅が0.8mmで、基材フィルム下流側にR加工(R径0.5mm)が施されたものを使用した。
乾燥後の被膜厚みを3μmにした以外は、実施例12と同様の操作を行った。
得られた光学補償板は、図5に示すのと同様に、厚みムラにより生じる干渉ムラは目視で確認できなかった。
走行スピードの変動率を3.5%に制御した以外、実施例1と同様の操作を行った。
図6に、比較例1で得られた光学補償板の平面写真を示した。尚、図6に示す矢印は、基材フィルムの走行方向を示すものである。
図6に示すように得られた光学補償板には、厚みムラにより生じるスジ状の干渉ムラが、該光学補償板の幅方向(基材フィルムの走行方向と垂直の方向)に目視で確認できた。
走行スピードの変動率を5.2%に制御した以外、実施例13と同様の操作を行った。
得られた光学補償板は、図6に示すのと同様に、厚みムラにより生じる干渉ムラが該光学補償板の幅方向に目視で確認できた。
走行スピード(5m/min)、走行スピードの変動率を5.0%に制御した以外、実施例1と同様の操作を行った。
得られた光学補償板は、厚みムラにより生じる干渉ムラが該光学補償板の幅方向に目視で確認できた。
走行スピードを低速化すると、基材フィルムの走行スピードの変動率を3%以下に制御することが困難となり、ダイと基材フィルムとの間に形成されるビードが不安定となるため、光学補償板に厚みムラにより生じる干渉ムラが生じた。
ポリイミド溶液の粘度を40mPa・sec 、走行スピードの変動率を2.5%に制御した以外、実施例1と同様にした。
ポリイミド溶液の粘度を下げたため塗布後の乾燥ムラが生じ、その結果、ランダムな干渉ムラが生じた。
ポリイミド溶液の粘度を9000mPa・sec 、被膜厚みを22μm及び走行スピードの変動率を2.5%に制御した以外、実施例1と同様にした。
光学補償板表面に面荒れが生じ、大きな凹凸が形成された。
*2:ダイリップの先端幅が0.8mmで、基材フィルム下流側にR加工(R径0.5mm)が施されたダイコーターを使用した。
2 基材フィルム
3 ダイリップ
4 R加工
Claims (5)
- ポリイミド樹脂材料及び溶剤を含有する塗工液を連続的に走行する基材フィルム上に塗
布する塗布工程と、
前記塗布工程により基材フィルム上に塗布された被膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、
前記塗布工程と前記乾燥工程とにより、前記基材フィルム上に光学機能層を形成する光
学補償板の製造方法において、
前記塗工液の粘度を100〜2300mPa・secとし、且つ、前記塗布工程におけ
る前記基材フィルムの走行スピードの変動率を0.9〜3.0%に制御することを特徴と
する光学補償板の製造方法。 - 前記走行スピードを10〜300m/minとする請求項1記載の光学補償板の製造方
法。 - 前記基材フィルム上に塗工液を塗布する装置として、ダイコーターを用いる請求項1又
は2記載の光学補償板の製造方法。 - 前記ダイコーターに備えられた対をなすダイリップの少なくとも一方の内側先端部に0
.2〜1.0mmのR加工が施されている請求項3記載の光学補償板の製造方法。 - 乾燥後の光学機能層の厚みが30μm以下である請求項1〜4の何れか1項に記載の光
学補償板の製造方法。
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