JP5945387B2 - 光学積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、偏光膜を有する光学積層体の製造方法に関する。
汎用の偏光フィルムは、ポリビニルアルコールフィルムを延伸し、ヨウ素で染色して作られる（染色後に延伸する製法もある）。これに対して、ラビング処理されたフィルム基材の表面に、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布して作られた偏光膜が知られている（例えば特許文献１）。後者の偏光膜は、前者の偏光フィルムに比べて膜厚が薄いため、将来性が期待されている。
しかし従来の製法すなわち、ラビング処理されたフィルム基材の表面に、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布する製法により得られた偏光膜は、外観均一性が悪いという問題がある。
本発明の目的は、外観均一性の優れた偏光膜を有し、しかも膜厚の薄い光学積層体の製造方法を実現することである。
（１）本発明の、フィルム基材と偏光膜を有する光学積層体の製造方法は、次の工程を含む。
フィルム基材の片側主面に再剥離フィルムを積層して、積層フィルム基材を得る工程Ａ。
積層フィルム基材のフィルム基材の他の主面に、ラビング処理を行なう工程Ｂ。
フィルム基材のラビング処理面に、リオトロピック液晶化合物と溶媒を含む溶液を塗布する工程Ｃ。
積層フィルム基材から再剥離フィルムを剥離する工程Ｄ。
フィルム基材の片側主面に再剥離フィルムを積層して、積層フィルム基材を得る工程Ａ。
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フィルム基材のラビング処理面に、リオトロピック液晶化合物と溶媒を含む溶液を塗布する工程Ｃ。
積層フィルム基材から再剥離フィルムを剥離する工程Ｄ。
（２）本発明の光学積層体の製造方法においては、フィルム基材を形成する材料が、シクロオレフィン系ポリマーフィルムまたはセルロース系ポリマーフィルムである。
（３）本発明の光学積層体の製造方法においては、再剥離フィルムを形成する材料が、エステル系ポリマーフィルムまたはアクリル系ポリマーフィルムである。
（４）本発明の光学積層体の製造方法においては、フィルム基材の厚みは２０μｍ〜５０μｍであり、再剥離フィルムの厚みは３０μｍ〜１５０μｍであり、積層フィルム基材の厚みは１００μｍ〜２００μｍである。
（５）本発明の光学積層体の製造方法においては、ラビング処理は、テンションウェブ方式のラビング処理である。
（６）本発明の光学積層体の製造方法においては、リオトロピック液晶化合物が、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、キノフタロン系化合物、ナフトキノン系化合物、メロシアニン系化合物のいずれか、または、それらの混合物である。
（７）本発明の光学積層体の製造方法においては、溶媒が、水、アルコール類、ケトン類、セロソルブ類のいずれか、または、それらの混合溶媒である。
（８）本発明の光学積層体の製造方法においては、溶液を塗布する手段が、ワイヤーバー、ギャップコーター、コンマコーター、グラビアコーター、スロットダイのいずれかである。
本発明により、外観均一性の優れた偏光膜を有する薄型の光学積層体が得られる。
本発明者らの研究によると、従来製法において偏光膜の外観均一性が悪化する原因は、次の通りである。フィルム基材が薄い場合、フィルム基材の剛性が不足し、シワやタワミが発生する。フィルム基材のシワやタワミにより、ラビング処理や塗布が不安定になる。例えば、フィルム基材にシワがあると、シワの凸部にラビング処理の圧力が集中し、シワの凹部に塗布液が集中することがある。また、フィルム基材にタワミがあると、タワミの凹部に塗布液が集中することがある。そのため偏光膜の外観均一性が悪化する。フィルム基材が薄いとは、厚みが例えば５０μｍ以下のことをいう。
本発明においては、フィルム基材の、ラビング処理をしない側の面（すなわち、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布しない側の面）に、予め再剥離フィルムを積層し、積層後の積層フィルム基材の厚みを、例えば、８０μｍ以上としておく。フィルム基材と再剥離フィルムが自己接着性がある場合は、特に接着層を必要としない。自己接着性が無い場合は、再剥離フィルムに接着層を付加することが望ましい。この状態で、ラビング処理を行ない、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布する。積層フィルム基材は単層のフィルム基材と比べ厚くて剛性が高いため、シワやタワミが発生しにくく、ラビング処理や溶液塗布を安定して行なうことができる。その結果、外観均一性の優れた偏光膜を得ることができる。
その後、積層フィルム基材から再剥離フィルムを剥離する。それにより、フィルム基材と、リオトロピック液晶化合物を含む偏光膜との光学積層体が得られる。得られた光学積層体は厚みが薄い（薄型である）。
［本発明の製造方法］
本発明は図１に示す光学積層体１０の製造方法である。本発明の製造方法により得られる光学積層体１０は、フィルム基材１１と偏光膜１２とを有する。本発明の製造方法は、図１に示す工程Ａ〜工程Ｄを含む。本発明の製造方法は、工程Ａ〜工程Ｄ以外に、工程Ａ〜工程Ｄの前後または間に他の工程を含んでもよい。
本発明は図１に示す光学積層体１０の製造方法である。本発明の製造方法により得られる光学積層体１０は、フィルム基材１１と偏光膜１２とを有する。本発明の製造方法は、図１に示す工程Ａ〜工程Ｄを含む。本発明の製造方法は、工程Ａ〜工程Ｄ以外に、工程Ａ〜工程Ｄの前後または間に他の工程を含んでもよい。
工程Ａでは、フィルム基材１１の片側主面に再剥離フィルム１３を積層し、積層フィルム基材１４を得る。工程Ｂでは、フィルム基材１１の他の主面に、回転するラビングロール１５を押し付け、ラビング処理を行なう。工程Ｃでは、ラビング処理後のフィルム基材１１の表面に、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布する。リオトロピック液晶化合物を含む溶液の膜が、リオトロピック液晶化合物の配向後、偏光膜１２となる。工程Ｄでは、再剥離フィルム１３を剥離する。
［工程Ａ］
工程Ａでは、フィルム基材１１の片側主面に再剥離フィルム１３を積層し、積層フィルム基材１４を得る。薄型の光学積層体１０を得るためには、フィルム基材１１の厚みは５０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ〜５０μｍであることがより好ましい。外観均一性の優れた偏光膜１２を得るためには、積層フィルム基材１４が十分な剛性を持つことが必要であるため、積層フィルム基材１４の厚みは８０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。上記のフィルム基材１１の厚みと積層フィルム基材１４の厚みを考慮すると、再剥離フィルム１３の厚みは３０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。
工程Ａでは、フィルム基材１１の片側主面に再剥離フィルム１３を積層し、積層フィルム基材１４を得る。薄型の光学積層体１０を得るためには、フィルム基材１１の厚みは５０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ〜５０μｍであることがより好ましい。外観均一性の優れた偏光膜１２を得るためには、積層フィルム基材１４が十分な剛性を持つことが必要であるため、積層フィルム基材１４の厚みは８０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。上記のフィルム基材１１の厚みと積層フィルム基材１４の厚みを考慮すると、再剥離フィルム１３の厚みは３０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。
例えば、フィルム基材１１の厚みが５０μｍであるときは、再剥離フィルム１３の厚みは３０μｍ以上であることが好ましい。フィルム基材１１の厚みが２０μｍであるときは、再剥離フィルム１３の厚みは６０μｍ以上であることが好ましい。
積層フィルム基材１４は単独のフィルム基材１１より剛性が高く、シワやタワミが発生しにくい。そのため、積層フィルム基材１４に対しては、ラビング処理や溶液の塗布を安定して均一に行なうことができる。
フィルム基材１１の材料は、特に制限はないが、平滑性や透明性が高いものが好ましい。フィルム基材１１を形成する材料として、例えば、シクロオレフィン系ポリマーフィルムやセルロース系ポリマーフィルムが挙げられる。
フィルム基材１１のラビング処理する表面には、リオトロピック液晶化合物の配向能を高めるため、ビニルアルコール系ポリマーなどからなる配向膜（図示しない）が形成されていてもよい。
再剥離フィルム１３としては、例えば、フィルムの片側主面に再剥離性の粘着剤層（図示しない）が形成されたものが用いられる。再剥離フィルム１３の材料は平滑性や剛性の高いものが好ましい。再剥離フィルム１３を形成する材料としては、例えば、エステル系ポリマーフィルムやアクリル系ポリマーフィルムが挙げられる。
［工程Ｂ］
工程Ｂでは、工程Ａで得られた積層フィルム基材１４のフィルム基材１１の主面に、ラビングロール１５を押し付けて、ラビング処理をする。ラビング処理は、工程Ｃで塗布されるリオトロピック液晶化合物を、一方向に配向させるために行なわれる。
工程Ｂでは、工程Ａで得られた積層フィルム基材１４のフィルム基材１１の主面に、ラビングロール１５を押し付けて、ラビング処理をする。ラビング処理は、工程Ｃで塗布されるリオトロピック液晶化合物を、一方向に配向させるために行なわれる。
ラビング処理は、例えば、起毛パイルを有するラビング布を巻き付けたラビングロール１５を一方向に回転させながら、走行している積層フィルム基材１４のフィルム基材１１の表面に押し付けることにより行なわれる。
ラビング布の材質に特に制限はなく、例えばコットンやレーヨンが用いられる。ラビングロール１５の回転軸と、積層フィルム基材１４の走行方向のなす角度は、目的に応じて適宜設定される。
好ましいラビング処理の実施形態を図２に示す。長尺の積層フィルム基材１４の再剥離フィルム１３側の表面を、第１のガイドロール１６と第２のガイドロール１７により支持しながら、積層フィルム基材１４を走行させる。第１のガイドロール１６は積層フィルム基材１４の走行上流側にあり、第２のガイドロール１７は積層フィルム基材１４の走行下流側にある。
第１のガイドロール１６と第２のガイドロール１７の間で、積層フィルム基材１４のフィルム基材１１側の表面に、ラビングロール１５を押し付けて、ラビング処理をする。ラビングロール１５の押し込み量Ｈは、リオトロピック液晶化合物が均一に配向するように、適宜設定される。
図２のようなラビング処理方法はテンションウェブ方式のラビング処理といい、ラビングロール１５のバックロールが無いことが特徴である。テンションウェブ方式のラビング処理を用いることにより、幅方向に対し、均一な張力が付与されるため、ラビング処理が均一に施される。それにより外観均一性の優れた偏光膜を有する光学積層体が得られる。
第１のガイドロール１６と第２のガイドロール１７は、積層フィルム基材１４が走行する際、積層フィルム基材１４の再剥離フィルム１３側の表面を回転しながら支持する。第１のガイドロール１６と第２のガイドロール１７は、材質、大きさに制限は無いが、通常、ゴム製または金属製であり、直径は１０ｍｍ〜５００ｍｍである。第１のガイドロール１６の材質、大きさと、第２のガイドロール１７の材質、大きさは、同一でもよいし、異なっていてもよい。
［工程Ｃ］
工程Ｃでは、工程Ｂで得られた積層フィルム基材１４のラビング処理面に、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布して、偏光膜１２を得る。
工程Ｃでは、工程Ｂで得られた積層フィルム基材１４のラビング処理面に、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布して、偏光膜１２を得る。
本発明に用いられるリオトロピック液晶化合物を含む溶液は、通常、リオトロピック液晶化合物と溶媒を含む。リオトロピック液晶化合物とは、溶媒に溶解した状態で液晶性を示す化合物をいう。本発明に用いられるリオトロピック液晶化合物としては、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、キノフタロン系化合物、ナフトキノン系化合物、メロシアニン系化合物、および、それらの混合物が好ましい。
本発明に用いられる溶媒は、水、アルコール類、ケトン類、セロソルブ類およびそれらの混合溶媒が好ましい。溶液中のリオトロピック液晶化合物の含有量は、リオトロピック液晶化合物を含む溶液の総重量の２重量％〜３０重量％が好ましい。
本発明に用いられる塗布手段は、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を、積層フィルム基材１４の表面に均一に塗布できるものであれば、特に制限はなく、例えば、ワイヤーバー、ギャップコーター、コンマコーター、グラビアコーター、スロットダイである。塗布されたリオトロピック液晶化合物を含む溶液は、自然乾燥させてもよいし、加熱乾燥させてもよい。
［工程Ｄ］
工程Ｄでは、再剥離フィルム１３を剥離して、光学積層体１０（フィルム基材１１と偏光膜１２の積層体）を得る。本発明に用いられる、再剥離フィルム１３の剥離手段は、特に制限はなく、公知の剥離装置でもよいし、人力による剥離でもよい。
工程Ｄでは、再剥離フィルム１３を剥離して、光学積層体１０（フィルム基材１１と偏光膜１２の積層体）を得る。本発明に用いられる、再剥離フィルム１３の剥離手段は、特に制限はなく、公知の剥離装置でもよいし、人力による剥離でもよい。
［光学積層体］
本発明により得られる光学積層体１０は、フィルム基材１１と、フィルム基材１１上に形成された偏光膜１２を有する。偏光膜１２は、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）のいずれかの波長で吸収二色性を示し、主面内の一方向に吸収軸を有する。吸収二色性は、偏光膜１２中でリオトロピック液晶化合物が配向することにより得られる。
本発明により得られる光学積層体１０は、フィルム基材１１と、フィルム基材１１上に形成された偏光膜１２を有する。偏光膜１２は、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）のいずれかの波長で吸収二色性を示し、主面内の一方向に吸収軸を有する。吸収二色性は、偏光膜１２中でリオトロピック液晶化合物が配向することにより得られる。
偏光膜１２中のリオトロピック液晶化合物の含有量は、好ましくは、偏光膜１２の総重量の８０重量％〜１００重量％である。
光学積層体１０の厚みは、好ましくは２０μｍ〜６０μｍである。偏光膜１２の厚みは、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍである。
［実施例］
シクロオレフィン系ポリマーフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）からなる長尺のフィルム基材１１（厚み４０μｍ）を準備した。粘着剤層が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなる長尺の再剥離フィルム１３（厚み６０μｍ）を準備した。フィルム基材１１の片側主面に再剥離フィルム１３を積層接着して、積層フィルム基材１４を作製した（工程Ａ）。
シクロオレフィン系ポリマーフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）からなる長尺のフィルム基材１１（厚み４０μｍ）を準備した。粘着剤層が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなる長尺の再剥離フィルム１３（厚み６０μｍ）を準備した。フィルム基材１１の片側主面に再剥離フィルム１３を積層接着して、積層フィルム基材１４を作製した（工程Ａ）。
次に図２のように、積層フィルム基材１４を走行させながら、フィルム基材１１の表面をラビング処理した（工程Ｂ）。
次にラビング処理をしたフィルム基材１１の表面に、リオトロピック液晶化合物を含む溶液を塗布した（工程Ｃ）。リオトロピック液晶化合物を含む溶液は、特開２００９−１７３８４９の実施例１に準じて作製したアゾ系化合物を、水に溶解したものである。リオトロピック液晶化合物を含む溶液を自然乾燥させて、厚み０．４μｍの偏光膜１２を形成した。
最後に積層フィルム基材１４から再剥離フィルム１３を剥離して、偏光膜１２とフィルム基材１１からなる光学積層体１０（厚み４０．４μｍ）を得た（工程Ｄ）。
［比較例］
実施例と同仕様のフィルム基材を、実施例と同仕様でラビング処理した。ラビング処理した表面に、実施例と同仕様のリオトロピック液晶化合物を含む溶液を、実施例と同仕様で塗布した。これを実施例と同仕様で自然乾燥させて、厚み０．４μｍの偏光膜を形成した。最終的に、厚み４０．４μｍの光学積層体を得た。比較例においては、実施例と異なり、再剥離フィルムを使用しなかった。
実施例と同仕様のフィルム基材を、実施例と同仕様でラビング処理した。ラビング処理した表面に、実施例と同仕様のリオトロピック液晶化合物を含む溶液を、実施例と同仕様で塗布した。これを実施例と同仕様で自然乾燥させて、厚み０．４μｍの偏光膜を形成した。最終的に、厚み４０．４μｍの光学積層体を得た。比較例においては、実施例と異なり、再剥離フィルムを使用しなかった。
［評価］
実施例の光学積層体の偏光膜は、外観が均一であった。それに対して、比較例の光学積層体の偏光膜は、ラビング処理の不安定さ、および、塗布の不安定さに起因して、外観が不均一であった。
実施例の光学積層体の偏光膜は、外観が均一であった。それに対して、比較例の光学積層体の偏光膜は、ラビング処理の不安定さ、および、塗布の不安定さに起因して、外観が不均一であった。
［測定方法］
［厚み］
フィルムの厚み等は、デジタルゲージ（尾崎製作所製PEACOCK）を用いて測定した。
［厚み］
フィルムの厚み等は、デジタルゲージ（尾崎製作所製PEACOCK）を用いて測定した。
［外観均一性］
白色光源の上に、実施例の光学積層体１０から切り出したサンプルを載せ、サンプルを、主面に垂直な軸の周りにゆっくり回転させながら、偏光膜の外観均一性を目視観察した。比較例の光学積層体から切り出したサンプルについても、実施例と同じように、偏光膜の外観均一性を目視観察した。
白色光源の上に、実施例の光学積層体１０から切り出したサンプルを載せ、サンプルを、主面に垂直な軸の周りにゆっくり回転させながら、偏光膜の外観均一性を目視観察した。比較例の光学積層体から切り出したサンプルについても、実施例と同じように、偏光膜の外観均一性を目視観察した。
本発明の製造方法により得られた光学積層体は、例えば、液晶テレビや携帯電話などの液晶ディスプレイ、あるいは有機ＥＬディスプレイに好ましく用いられる。
１０ 光学積層体
１１ フィルム基材
１２ 偏光膜
１３ 再剥離フィルム
１４ 積層フィルム基材
１５ ラビングロール
１６ 第１のガイドロール
１７ 第２のガイドロール
１１ フィルム基材
１２ 偏光膜
１３ 再剥離フィルム
１４ 積層フィルム基材
１５ ラビングロール
１６ 第１のガイドロール
１７ 第２のガイドロール
Claims (7)
- フィルム基材の片側主面に再剥離フィルムを積層して積層フィルム基材を得る工程Ａと、
前記積層フィルム基材の前記フィルム基材の他の主面にラビング処理を行なう工程Ｂと、
前記フィルム基材のラビング処理面に、リオトロピック液晶化合物と溶媒を含む溶液を塗布する工程Ｃと、
前記積層フィルム基材から前記再剥離フィルムを剥離する工程Ｄを含み、
前記フィルム基材の厚みは２０μｍ〜５０μｍであり、前記積層フィルム基材の厚みは１００μｍ〜２００μｍである、
光学積層体の製造方法。 - 前記フィルム基材を形成する材料が、シクロオレフィン系ポリマーフィルム、またはセルロース系ポリマーフィルムである、請求項１に記載の光学積層体の製造方法。
- 前記再剥離フィルムを形成する材料が、エステル系ポリマーフィルムまたはアクリル系ポリマーフィルムである、請求項１または２に記載の光学積層体の製造方法。
- 前記ラビング処理が、テンションウェブ方式のラビング処理である、請求項１〜３のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
- 前記リオトロピック液晶化合物が、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、キノフタロン系化合物、ナフトキノン系化合物、メロシアニン系化合物のいずれか、または、それらの混合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
- 前記溶媒が、水、アルコール類、ケトン類、セロソルブ類のいずれか、または、それらの混合溶媒である、請求項１〜５のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
- 前記溶液を塗布する手段が、ワイヤーバー、ギャップコーター、コンマコーター、グラビアコーター、スロットダイのいずれかである、請求項１〜６のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
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