複合位相差板、これを含む複合偏光板及びこれらの製造方法
【課題】本発明は、フィルム上にコーティングを形成する方法などによって簡単に製造することができる複合位相差板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、複合位相差板、これを含む複合偏光板及びこれらの製造方法に関するものであって、高分子基材フィルム上に形成された液晶コーティング層の一面にコロナまたはプラズマ処理を施して接合力を向上させた後、その上に直に表面処理コーティング層を形成させることにより、ガラス基材などを使用せずに簡単な工程により製造することができるのみならず、機能性層の付加のための別途の基材及び接着剤層が不要であり、薄型ディスプレイ用のリターダとしての使用に適した複合位相差板、これを含む複合偏光板、及びこれらの製造方法に関するものである。
【解決手段】本発明は、複合位相差板、これを含む複合偏光板及びこれらの製造方法に関するものであって、高分子基材フィルム上に形成された液晶コーティング層の一面にコロナまたはプラズマ処理を施して接合力を向上させた後、その上に直に表面処理コーティング層を形成させることにより、ガラス基材などを使用せずに簡単な工程により製造することができるのみならず、機能性層の付加のための別途の基材及び接着剤層が不要であり、薄型ディスプレイ用のリターダとしての使用に適した複合位相差板、これを含む複合偏光板、及びこれらの製造方法に関するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工程上、製造及び取り扱いが容易であり、ディスプレイの薄型化に寄与することができる複合位相差板、これを含む複合偏光板及びこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体映像を具現するための液晶表示装置などのディスプレイには、パターン化されたリターダが含まれる場合が多い。パターン化されたリターダは、各パターン領域の光軸を互いに異なる方向に構成して偏光眼鏡をかけた視聴者の左右眼に伝達する映像を異ならせることにより立体映像を具現する。
【０００３】
パターン化されたリターダはガラス基板上に配向膜を形成し、この配向膜上に液晶をコーティング及び配向させて構成することができる。光反応性液晶物質は、配向膜上で配向された後、紫外線などの光の照射によって架橋化され高分子液晶フィルムの形態となる。このとき、配向膜の表面配向に準ずる液晶の配向方向によりリターダパターンの機能をするようになる。
【０００４】
しかし、このようにガラス基板を基材として使用する場合には、ロール・トゥ・ロール(Roll to Roll)工程で位相差板を偏光板に接合することができない。また、ガラス基板はフィルムに比べて値段が高く、工程上の取り扱いが容易ではないのみならず、ガラスの高い反射率による視感低下を抑制するために必ず反射防止コーティングを施さなければならないといった問題がある。
【０００５】
また、パターン化されたリターダの上部に光の低反射若しくは表面強度の改善などのために表面処理層を積層する場合、このような表面処理層を基材フィルム上に形成し、その基材フィルムを接着剤または粘着剤で前記液晶コーティング層に接合するため、偏光板の厚みを薄くすることは困難である。
【０００６】
偏光板の薄型化のために、前記液晶コーティング層が形成された基材の他面に表面処理層を形成する方法が提案されたことがあるが、このような場合、偏光子、液晶コーティング層、基材、及び表面処理層の順に積層されるようになり、水系接着剤で偏光子と接合することができない液晶コーティング層が偏光子と隣接してしまうといった問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、フィルム上にコーティングを形成する方法などによって簡単に製造することができる複合位相差板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、薄型ディスプレイの使用に適した複合位相差板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、前記複合位相差板を含む複合偏光板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１．基材と、前記基材の上面に形成された液晶コーティング層と、 前記液晶コーティング層の上面に形成された表面処理コーティング層とを含み、前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ放電処理された複合位相差板。
【００１１】
２．前記液晶コーティング層は位相差遅延層である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１２】
３．前記位相差遅延層は、配向膜上に反応性液晶物質がコーティングされて形成されたλ／４位相差層である、上記項目２に記載の複合位相差板。
【００１３】
４．前記表面処理コーティング層は、保護層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、及びハードコート層からなる群より選択される一種以上の機能性層である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１４】
５．前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜８３゜である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１５】
６．前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜６０゜である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１６】
７．前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ３.５ｎｍ以下の差が発生する、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１７】
８．前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ２.５〜３.５ｎｍの差が発生する、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１８】
９．前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１９】
１０．前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００２０】
１１．偏光子の上面には上記項目１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板が接合され、前記偏光子の下面には偏光子保護フィルムが接合される、複合偏光板。
【００２１】
１２．前記偏光子保護フィルムの下面には粘着剤層が形成される、上記項目１１に記載の複合偏光板。
【００２２】
１３．基材上に配向膜を形成した後、前記配向膜上に液晶コーティング層を形成する第１段階と、前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ処理を施す第２段階と、前記コロナまたはプラズマ処理された液晶コーティング層上に表面処理コーティング層を形成する第３段階とを含む、複合位相差板の製造方法。
【００２３】
１４．前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、上記項目１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【００２４】
１５．前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、上記項目１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【００２５】
１６．ロール・トゥ・ロール接合により上記項目１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板を偏光子の上面に接合させ、偏光子保護フィルムを前記偏光子の下面に接合させることを含む、複合偏光板の製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、機能発揮のために必要とする層のみをフィルムまたはコーティングの形態で含むことにより、ディスプレイの薄型化に有利な複合位相差板(位相差機能を有する表面処理コーティングフィルム)及びこれを含む複合偏光板を提供することができる。
【００２７】
本発明は、ガラス基材の代わりにフィルム形態の高分子基材を使用することにより、偏光子とロール・トゥ・ロールで接合することができる複合位相差板を提供することができる。
【００２８】
本発明の複合位相差板は、液晶コーティング層上に直に表面処理コーティング層を形成して製造することができるので、表面処理層(機能性層)の付加のための別途の基材及び接着剤層または粘着剤層が不要であり、薄型立体映像ディスプレイ用のリターダとしての使用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る複合位相差板が接合された偏光板の一例である。
【図２】従来の構成を有する位相差板が接合された偏光板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、高分子基材フィルム上に形成した液晶コーティング層の一面にコロナまたはプラズマ処理を施して接合力を向上させた後、その上に直に表面処理コーティング層を形成させることにより、ガラス基材などを使用せずに簡単な工程で製造することができるのみならず、機能性層の付加のための別途の基材及び接着剤層が不要であり、薄型ディスプレイ用のリターダとしての使用に適している。
【００３１】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００３２】
本発明の複合位相差板は、高分子基材フィルムと、その上に形成された液晶コーティング層と、その上に形成された表面処理コーティング層とを含む。
【００３３】
高分子基材フィルムとしては、通常光学用透明フィルムとして用いられるものであれば特に限定することなく使用することができるが、その中でも透明性、機械的強度、熱安定性、水遮蔽性、位相差均一性、等方性などに優れたフィルムを使用することが好ましい。
【００３４】
高分子基材フィルムの材料としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラル系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、及びエポキシ系樹脂からなる群より選択されるものを使用することができる。
【００３５】
高分子基材フィルムの厚さもまた特定の範囲に限定されるものではないが、例えば、５〜１００μｍであるもの、好ましくは１５〜６０μｍであるものが通常用いられる。高分子基材フィルムの厚さが５μｍ未満であればフィルムの機械的強度が劣り得、１００μｍを超過すれば薄型化に不利となり好ましくない。
【００３６】
本発明の液晶コーティング層は高分子基材フィルム上に形成される。
【００３７】
液晶コーティング層は、偏光子を通過する光の位相差を遅延させる役割を果たす。液晶コーティング層は、光の位相差を特定波長だけ遅延させる層に限定されるのではなく、３λ／４位相差層、λ／２位相差層、λ／４位相差層などであってもよいが、一般的に多く用いられている、配向膜上に反応性液晶物質がコーティングされて形成されたλ／４位相差層であることが好ましい。
【００３８】
λ／４位相差層の製造方法は、特に限定されない。例えば、高分子基材フィルム上に配向膜を形成させ、その上に液晶を光配向させる方法で製造することができる。但し、本発明において、λ／４位相差層はコーティング形態のものだけに限定され、斜め延伸されたλ／４位相差フィルムなどは含まれない。
【００３９】
配向膜は、当技術分野において一般的に用いられるものであれば特に制限されず、例えば、有機配向膜を使用することが好ましい。
【００４０】
有機配向膜は、アクリレート系、ポリイミド系またはポリアミック酸を含む配向膜組成物を使用して形成することができる。ポリアミック酸は、ジアミン(di-amine)と二無水物(dianhydride)とを反応させて得られるポリマーであり、ポリイミドは、ポリアミック酸をイミド化して得られるものであり、これらの構造は特に制限されない。
【００４１】
配向膜組成物は、適当な粘度を有することが重要である。粘度が高すぎると、圧力をかけても流動するのが容易ではなく、均一な厚さを有する配向膜の形成が困難であり、粘度が低すぎると、拡散性は良いが配向膜の厚みの調節が困難である。例えば、８〜１３ｃＰであることが好ましい。
【００４２】
また、表面張力、固形分の含有量、及び溶剤の揮発性などを考慮することが好ましい。特に、固形分の含有量は粘度及び表面張力に影響するので、配向膜の厚さ及び硬化特性などを同時に考慮して調節することが好ましい。
【００４３】
固形分の含有量が高すぎると、粘度が高くて配向膜の厚さが厚くなり、低すぎると、溶媒の割合が高くて溶液が乾燥した後にシミが生じてしまうといった問題点がある。例えば、固形分の含有量が０.１〜１０重量％であることが好ましい。
【００４４】
配向膜組成物は、アクリレート系、ポリイミド系またはポリアミック酸などの固形分が溶媒に溶解された溶液状であることが好ましい。溶媒は、固形分を溶解させることができることに特に限定されず、具体的には、ブチルセロソルブ、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどを使用することができる。このような溶媒は、溶解度、粘度、表面張力などを考慮して均一な配向膜が形成されるように適切に混合して使用する。
【００４５】
その他には、配向膜組成物は、効果的な配向膜形成のために架橋剤及びカップリング剤などをさらに添加して混合してもよい。
【００４６】
配向膜は、高分子基材フィルムの一面に配向膜組成物を塗布して製造される。
【００４７】
塗布は、当技術分野において一般的に使用されている方法であれば、特に制限されない。例えば、配向膜組成物を流動鋳造法及びエアナイフ法(air knife)、グラビア法(gravure)、リバースロール法(reverse roll)、キスロール法(kiss roll)、スプレー法(spray)またはブレード法(blade)などの塗布方法を利用し、適切な展開方式で直接塗布することができる。
【００４８】
配向膜組成物の塗布効率を向上させるために、追加的に乾燥工程を実施することができる。
【００４９】
乾燥は、特に限定されず、通常、熱風乾燥機及び遠赤外線加熱機を用いて行うことができ、乾燥温度は、通常３０〜１００℃であり、好ましくは５０〜８０℃であり、乾燥時間は、通常３０〜６００秒であり、好ましくは１２０〜６００秒である。
【００５０】
その後、形成された配向膜に配向性を付与する。配向性の付与方法にはラビング方式、光配向方式などがあるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５１】
例えば、形成された配向膜の全体に配向性を付与することもでき、一部あるいは全面に配向膜を塗布した後、フォトマスクを利用した露光工程により互いに異なる配向方向を有するようにパターン化された配向膜を製造することができる。また、形成された配向膜に、投光部及び遮光部を有する第１のフォトマスクを整列させて第１次露光工程を実施した後、第１のフォトマスクの投光部及び遮光部の位置が逆転した第２のフォトマスクを整列させて第２次露光工程を実施して互いに異なる光軸を有するようにパターン化された配向膜を製造することができる。
【００５２】
露光に使用される光は、特に限定されず、例えば、偏光された紫外線の照射、所定の角度でイオンビームまたはプラズマビームの照射、及び放射線の照射などを使用することができる。例えば、偏光された紫外線を照射することが好ましい。
【００５３】
配向された配向膜上に液晶コーティング層を形成する。
【００５４】
液晶コーティング層は、液晶コーティング用組成物をパターン化された配向膜上に塗布して形成する。液晶コーティング用組成物は光学異方性を有し、光による架橋性を有する液晶化合物を含んで使用することができる。例えば、反応性液晶単量体(ＲＭ)を使用することが好ましい。
【００５５】
反応性液晶単量体とは、液晶性を発現することができるメソゲン(mesogen)と重合可能な末端基を含んで液晶状態を有するようになる単量体分子をいう。反応性液晶単量体を重合すると、液晶の配列された状態を保持しつつ架橋された高分子ネットワークを得られるようになる。反応性液晶単量体分子は、透明点(clearing point)から冷却するようになると、同一構造の液晶高分子を使用する場合より液晶状態において相対的に低い粘度でさらによく配向された構造を有する大面積のドメインを得ることができる。
【００５６】
このように形成された大面積の液晶状架橋ネットワークフィルムは、液晶が有する光学異方性及び誘電率などの特性をそのまま保持しつつも固体状の薄膜形態を有しているため、機械的及び熱的に安定する。
【００５７】
液晶コーティング用組成物は、コーティング工程の効率性及びコーティング層の均一性を確保するために溶媒に希釈させて使用するが、液晶化合物を溶解させることができる溶媒に溶解して均一さを有することが好ましい。
【００５８】
例えば、反応性液晶単量体は、これを溶解させることができる溶媒、具体的には、プロピルレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ＰＧＭＥＡ)、メチルエチルケトン(ＭＥＫ)、ザイレン、及びクロロホルムからなる群より選択される１種の溶媒または２種以上の混合溶媒を用いて、液晶コーティング用組成物を調製する。
【００５９】
このとき、液晶コーティング用組成物中の反応性液晶単量体の含有量は、１５〜３０重量％であるように調整する。濃度が１５重量％未満であると位相差の具現が不可能となり、３０重量％を超過すれば反応性液晶単量体が析出し、均一な液晶コーティング層の形成が困難となるといった問題がある。
【００６０】
コーティング方法は、特に限定されず、例えば、ピンコーティング、ロールコーティング、ディスフェンシングコーティング、またはグラビアコーティングなどが挙げられる。コーティング方法に応じて、溶媒の種類及び使用量を適宜選択することが好ましい。
【００６１】
液晶コーティング層は、乾燥後の厚さが０.０１〜１０μｍになるように塗布する。このような厚さの範囲において、均一なリターダパターンを容易に形成することができる。
【００６２】
溶媒は乾燥工程を通じて蒸発させるようにする。
【００６３】
乾燥は、特に限定されず、通常、熱風乾燥機及び遠赤外線加熱機を用いて行うことができ、乾燥温度は、通常３０〜１００℃であり、好ましくは５０〜８０℃であり、乾燥時間は、通常３０〜６００秒であり、好ましくは１２０〜６００秒である。また、乾燥は、同一温度条件で行うか、或いは段階的に温度を上昇させながら行うことができる。
【００６４】
配向膜上に形成された液晶コーティング層を光架橋させてパターン化されたリターダを形成する。ここで光は、特に限定されず、例えば、紫外線などを使用することができる。
【００６５】
本発明の表面処理コーティング層は液晶コーティング層上に形成される。
【００６６】
表面処理コーティング層は、ディスプレイに各種機能を付与することができる複数の機能性層を含む。例えば、保護層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、及びハードコート層からなる群より選択される機能性層であってよい。
【００６７】
具体的には、保護層は、偏光板及びパターン化された位相差層の表面クラックまたは損傷を防止するための層である。
【００６８】
防眩層は、サンドブラスト加工、エンボス加工などによる粗面化、または透明微粒子を配合した塗工液の塗布により表面に微細な凹凸を形成させた層である。
【００６９】
反射防止層は、偏光板の表面に外光が反射して透過光の視認を阻害することを防止するためのものであって、蒸着法またはスパッタリング法により形成された金属酸化物の薄膜で構成された層である。
【００７０】
帯電防止層は、静電気によるホコリ付着などを防止するためのものであって、帯電防止剤を含む紫外線硬化型樹脂により形成された層である。
【００７１】
また、ハードコート層は、偏光板の表面にクラックまたは損傷が生じることを防止するためのものであって、アクリル系またはシリコン系などの紫外線硬化型樹脂を用いて形成され、硬度及びスリップ性に優れた硬化皮膜の役割を果たす層である。
【００７２】
前記のような表面処理コーティング層はコロナまたはプラズマ処理された液晶コーティング層上に形成される。液晶コーティング層の表面にコロナまたはプラズマ処理を施さなければコーティング性が劣り得る。
【００７３】
コロナ放電処理は、高電圧発生器に連結された電極と誘電体のロールとの間に高い電圧を印加し、ロールと電極との間で発生したコロナ放電に液晶コーティング層を配置するか、或いはその放電に曝すことを含む。通常、ロールと電極との間に印加された高い電圧の周波数を放電周波数というが、放電周波数は一般的に５０Ｈｚ〜５,０００ｋＨｚの範囲、好ましくは５〜数百ｋＨｚの範囲であり得る。放電周波数が低すぎると、放電が不安定となり液晶コーティング層の表面に多数のピンホールが生じ得る可能性があり、高すぎると、インピーダンスマッチング用の装置がさらに必要となるので処理コストが高くなる。
【００７４】
コロナ放電処理は大気下で容易に実施されるが、空気以外の気体が充填されるか、或いは空気−汚染気体が充填された封止または半封止処理装置で実施され得る。気体の例としては、窒素気体、アルゴン気体、及び酸素気体が含まれる。
【００７５】
本発明において、λ／４位相差層が配向膜上に液晶コーティングを形成させる方法により得られた場合、その表面の濡れ性ないしコーティング性を正常に改善させるためには、例えば、５０〜５００Ｊ／ｍ２の量、好ましくは２００〜３００Ｊ／ｍ２の量でコロナ放電処理を施したほうが良い。コロナ放電処理の量が前記範囲に含まれなければ、コーティング性が充分に向上しないか、或いは液晶コーティング層の正面位相差値Ｒｅまたは厚み方向位相差値Ｒｔｈに影響を及ぼし、故に意図する位相差遅延の効果を期待し難い。
【００７６】
ロールと電極との間隔は、好ましくは０.５〜２.５ｍｍであり、より好ましくは１.０〜２.０ｍｍである。
【００７７】
本発明において使用されるプラズマ処理は、真空グロー放電、大気圧グロー放電などを含む。例えば、特開平６−１２３０６２号公報、特開平１１−２９３０１１号公報、特開平１１−５８５７号公報などに記載されている方法を使用することができる。
【００７８】
グロー放電によるプラズマ発生装置中では、相対する電極間にこれらの親水性を付与しようとするフィルムを配置し、この装置中にプラズマ励起性気体を導入して電極間に高周波電圧を印加することで、前記気体をプラズマ励起させ電極間にグロー放電を行わせることで表面処理を施すことができる。
【００７９】
プラズマ励起性気体とは、上記条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素などが挙げられる。例えば、アルゴン、ネオンなどの不活性ガスに、カルボキシル基及び水酸基、カルボニル基などの極性官能基をプラスチックフィルムの表面に付与することができる反応性ガスを添加したものが励起性気体として用いられる。反応性ガスとしては、水素、酸素、窒素の他に、水蒸気及びアンモニアなどのガスの他、低級炭化水素、ケトンなどの低沸点有機化合物なども必要に応じて用いることができるが、取り扱い上、水素、酸素、二酸化炭素、窒素、水蒸気などのガスが好ましい。水蒸気を使用する場合、他のガスを水と混合してバブリングしたガスを使用することができる。または、水蒸気を混合することもできる。
【００８０】
印加する高周波電圧の周波数としては、１ｋＨｚ以上ｌ００ｋＨｚ以下が好ましく、より好ましくは１ｋＨｚ以上ｌ０ｋＨｚ以下である。
【００８１】
これらグロー放電によるプラズマ処理には、真空下で行う方法及び大気圧下で行う方法がある。
【００８２】
グロー放電による真空プラズマ放電処理においては、有効に放電を起こすために、その雰囲気を０.００５〜２０ｔｏｒｒ、好ましくは０.０２〜２ｔｏｒｒに維持するように前記反応性ガスを導入する必要がある。処理速度を高めるためには、できるだけ高圧側で高出力条件を採用することが好ましいが、電界強度を高くしすぎると基材に損傷を与え得る。
【００８３】
圧力は低すぎると、表面処理による効果を提供することができない。一方、高すぎると、過度な電流が流れてスパークが発生するか、或いはコーティング層が破壊され得る。放電を起こすために、電圧は真空タンク内の一対(またはそれ以上)の金属板または棒の間に印加される。
【００８４】
電圧は、気体及びこの圧力により左右されるが、前記圧力の範囲内において安定した正常グロー放電を起こすためには、一般的に５００〜５,０００Ｖである。接着を改善するためには、好ましくは２,０００〜４,０００Ｖである。
【００８５】
液晶コーティング層、特にλ／４位相差層は、好ましくは０.０１〜５ｋＶ・Ａ・分／ｍ２、より好ましくは０.１５〜１ｋＶ・Ａ・分／ｍ２の量でグロー放電処理し、所望の接着強度を得ることができる。
【００８６】
液晶コーティング層は、コロナまたはプラズマ処理によりその正面及び厚み方向の位相差値が、コロナまたはプラズマ処理前の正面及び厚み方向の位相差値でそれぞれ３.５ｎｍ以下に変化することが、その意図した光学特性の発現において好ましい。さらに、表面処理コーティング層の接着性まで考慮すれば、コロナまたはプラズマ処理後の正面及び厚み方向の位相差値がコロナまたはプラズマ処理前の正面及び厚み方向の位相差値とそれぞれ２.５〜３.５ｎｍの差があるようにすることが好ましい。
【００８７】
液晶コーティング層は、コロナまたはプラズマ処理後、表面処理コーティング層と接する面の水接触角が３０〜８３゜、好ましくは３０〜６０゜であるものがコーティング性に優れ、液晶コーティング層の光学異方性を表すのに有利である。
【００８８】
本発明の表面処理コーティング層を液晶コーティング層上に形成させる方法は、特定のものに限定されない。例えば、ピンコーティング、ロールコーティング、ディスフェンシングコーティング、またはグラビアコーティングなどを用いることができ、コーティング方法に応じて、溶媒の種類及び使用量を適宜選択することが好ましい。
【００８９】
上記のように構成及び製造された複合位相差板は、偏光子のいずれか一面に接合される。接合は、ディスプレイ分野においてフィルムの接合に通常用いられる接着剤または粘着剤を使用することができる。
【００９０】
偏光子は、当技術分野において一般的に用いられるもので偏光機能を遂行することができるものであれば、特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨード及び異色性染料を染色させ、これを一定の方向に延伸して製造される偏光子を使用することができる。
【００９１】
偏光子の複合位相差板が接合されていない他面には、偏光子保護フィルムが接合される。偏光子保護フィルムは、トリアセチルセルロース系フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどが通常用いられる。
【００９２】
一方、偏光板及びパターン化された位相差層が含まれるディスプレイ装置に、本発明の複合位相差板及び複合偏光板を備えることができる。
【００９３】
ディスプレイ装置は、特に限定されず、具体的には、立体画像具現用または半透過型液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置などが用いられる。
【００９４】
このとき、本発明に係る複合偏光板は、従来の偏光板及びパターン化された位相差層が積層された位置に用いることができる。
【００９５】
本発明は、下記の実施例を通してより詳しく理解できるが、下記実施例は単に本発明の例示のためのものであって、添付された特許請求の範囲により権利範囲を限定しようとするのではない。
【００９６】
実施例１−６及び比較例１−３
［実施例１］
基材フィルムであるトリアセチルセルロース(ＴＡＣ)フィルム上に液晶によるλ／４位相差層が積層された積層体(日本富士社製)のλ／４位相差層に、電力１.４ＫＷ、３.８ｍ／分のフィルム速度で連続して２回(７４.２７Ｊ／ｍ２)コロナ処理を施した。
【００９７】
その後、前記コロナ処理を施した面に、メイヤーバーを用いてハードコート用コーティング液を均一に塗布した後、８０℃のオーブンで９０秒間熱風乾燥し、紫外線硬化器で光硬化させ、トリアセチルセルロース(ＴＡＣ)フィルム、λ／４位相差層、及びハードコート層が記載順に積層された複合位相差板を作製した。
【００９８】
［実施例２］
コロナ処理条件を、電力１.４ＫＷ、３.８ｍ／分のフィルム速度で４回(１４８.５４Ｊ/ｍ２)に変更した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【００９９】
［実施例３］
コロナ処理条件を、電力１.４ＫＷ、３.８ｍ／分のフィルム速度で８回(２９７.０９Ｊ/ｍ２)に変更した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１００】
［実施例４］
λ／４位相差層にコロナ処理を施す代わりに、電力１.３ｋＷ、６ｍ／分のフィルム速度でプラズマ処理を施した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０１】
［実施例５］
プラズマ処理条件を、電力２.３ｋＷ、フィルム速度を６ｍ／分に変更した点を除き、実施例４と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０２】
［実施例６］
プラズマ処理条件を、電力３.３ｋＷ、フィルム速度を６ｍ/分に変更した点を除き、実施例４と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０３】
［比較例１］
実施例１の積層体(日本富士社製)のλ／４位相差層に特別な処理を施さなかった点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０４】
［比較例２］
実施例１の積層体を、４５℃の４.５ＮＫＯＨ水溶液に８０秒間浸漬、蒸溜水で洗浄、かつ８０℃のオーブンで２分間熱風乾燥させ、前記λ／４位相差層の表面を鹸化処理を施した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０５】
［比較例３］
鹸化処理条件を、４５℃の４.５ＮＫＯＨ水溶液に２００秒間浸漬させた点を除き、比較例２と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０６】
実験例
実施例１〜６及び比較例１〜３の複合位相差板の物性を下記のような方法で測定した。結果を表１に示す。
【０１０７】
(１)接触角
分析機器(DSA100、KRUSS社製、ドイツ)を利用して、実施例１〜６及び比較例２〜３の場合には、コロナ処理、鹸化処理またはプラズマ処理を施した後のλ／４位相差層の接触角を測定し、比較例１の場合には、特別な処理を施さなかった状態のλ／４位相差層の接触角を測定した。試験液としては水を使用した。
【０１０８】
(２)光学異方性の測定
エキソスキャンメーターを利用して、５９０ｎｍにおけるλ／４位相差層の正面位相差値Ｒ０及び厚み方向位相差値Ｒｔｈを測定した。
【０１０９】
(３)コーティング性
液晶層上に形成されたハードコート層の表面の外観、ムラなどを観察して、表面の均一程度を評価した。その均一程度から優秀◎、良好○、及び不良Ｘの３段階で評価した。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
上記表のように、本発明の複合位相差板は、コロナ処理またはプラズマ処理を施していない比較例の位相差板と比較してハードコート層のコーティング性が顕著に優れている。
【０１１２】
また、本発明の複合位相差板は、いずれの場合においてもコロナまたはプラズマ処理前の正面及び厚み方向の位相差値、並びに処理後の正面及び厚み方向の位相差値の差が３.５ｎｍ以下であるため、光学異方性の側面においても問題がないことが確認された。特に、実施例３及び６において、コロナまたはプラズマ処理前後の位相差値の差が２.５〜３.５ｎｍであり、光学異方性の問題がなくコーティング性も優れていることが確認された。
【０１１３】
実施例 １、２、４、及び５は、コロナまたはプラズマ処理前後の正面及び厚み方向の位相差値の差がそれぞれ１.０ｎｍ以下であるため、実施例３及び６に比べて意図した位相差を具現するといった点においては優れているが、コーティングの安定性の面において実施例３及び６に比べて劣っていることが確認された。ディスプレイにおいて通常２.５〜３.５ｎｍ程度の位相差はビューアにさほど敏感に認識されないので、近年のディスプレイの薄型化の流れを勘案すると、耐久性をより改善した実施例３及び６がより好ましく使用できると予想される。
【０１１４】
また、全ての実施例は、液晶コーティング層の水接触角が３０〜８３゜であり、特に最も好ましい物性を呈している実施例３及び６は、３０〜６０゜の範囲に含まれることが確認された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工程上、製造及び取り扱いが容易であり、ディスプレイの薄型化に寄与することができる複合位相差板、これを含む複合偏光板及びこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体映像を具現するための液晶表示装置などのディスプレイには、パターン化されたリターダが含まれる場合が多い。パターン化されたリターダは、各パターン領域の光軸を互いに異なる方向に構成して偏光眼鏡をかけた視聴者の左右眼に伝達する映像を異ならせることにより立体映像を具現する。
【０００３】
パターン化されたリターダはガラス基板上に配向膜を形成し、この配向膜上に液晶をコーティング及び配向させて構成することができる。光反応性液晶物質は、配向膜上で配向された後、紫外線などの光の照射によって架橋化され高分子液晶フィルムの形態となる。このとき、配向膜の表面配向に準ずる液晶の配向方向によりリターダパターンの機能をするようになる。
【０００４】
しかし、このようにガラス基板を基材として使用する場合には、ロール・トゥ・ロール(Roll to Roll)工程で位相差板を偏光板に接合することができない。また、ガラス基板はフィルムに比べて値段が高く、工程上の取り扱いが容易ではないのみならず、ガラスの高い反射率による視感低下を抑制するために必ず反射防止コーティングを施さなければならないといった問題がある。
【０００５】
また、パターン化されたリターダの上部に光の低反射若しくは表面強度の改善などのために表面処理層を積層する場合、このような表面処理層を基材フィルム上に形成し、その基材フィルムを接着剤または粘着剤で前記液晶コーティング層に接合するため、偏光板の厚みを薄くすることは困難である。
【０００６】
偏光板の薄型化のために、前記液晶コーティング層が形成された基材の他面に表面処理層を形成する方法が提案されたことがあるが、このような場合、偏光子、液晶コーティング層、基材、及び表面処理層の順に積層されるようになり、水系接着剤で偏光子と接合することができない液晶コーティング層が偏光子と隣接してしまうといった問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、フィルム上にコーティングを形成する方法などによって簡単に製造することができる複合位相差板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、薄型ディスプレイの使用に適した複合位相差板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、前記複合位相差板を含む複合偏光板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１．基材と、前記基材の上面に形成された液晶コーティング層と、 前記液晶コーティング層の上面に形成された表面処理コーティング層とを含み、前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ放電処理された複合位相差板。
【００１１】
２．前記液晶コーティング層は位相差遅延層である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１２】
３．前記位相差遅延層は、配向膜上に反応性液晶物質がコーティングされて形成されたλ／４位相差層である、上記項目２に記載の複合位相差板。
【００１３】
４．前記表面処理コーティング層は、保護層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、及びハードコート層からなる群より選択される一種以上の機能性層である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１４】
５．前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜８３゜である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１５】
６．前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜６０゜である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１６】
７．前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ３.５ｎｍ以下の差が発生する、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１７】
８．前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ２.５〜３.５ｎｍの差が発生する、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１８】
９．前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００１９】
１０．前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、上記項目１に記載の複合位相差板。
【００２０】
１１．偏光子の上面には上記項目１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板が接合され、前記偏光子の下面には偏光子保護フィルムが接合される、複合偏光板。
【００２１】
１２．前記偏光子保護フィルムの下面には粘着剤層が形成される、上記項目１１に記載の複合偏光板。
【００２２】
１３．基材上に配向膜を形成した後、前記配向膜上に液晶コーティング層を形成する第１段階と、前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ処理を施す第２段階と、前記コロナまたはプラズマ処理された液晶コーティング層上に表面処理コーティング層を形成する第３段階とを含む、複合位相差板の製造方法。
【００２３】
１４．前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、上記項目１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【００２４】
１５．前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、上記項目１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【００２５】
１６．ロール・トゥ・ロール接合により上記項目１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板を偏光子の上面に接合させ、偏光子保護フィルムを前記偏光子の下面に接合させることを含む、複合偏光板の製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、機能発揮のために必要とする層のみをフィルムまたはコーティングの形態で含むことにより、ディスプレイの薄型化に有利な複合位相差板(位相差機能を有する表面処理コーティングフィルム)及びこれを含む複合偏光板を提供することができる。
【００２７】
本発明は、ガラス基材の代わりにフィルム形態の高分子基材を使用することにより、偏光子とロール・トゥ・ロールで接合することができる複合位相差板を提供することができる。
【００２８】
本発明の複合位相差板は、液晶コーティング層上に直に表面処理コーティング層を形成して製造することができるので、表面処理層(機能性層)の付加のための別途の基材及び接着剤層または粘着剤層が不要であり、薄型立体映像ディスプレイ用のリターダとしての使用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る複合位相差板が接合された偏光板の一例である。
【図２】従来の構成を有する位相差板が接合された偏光板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、高分子基材フィルム上に形成した液晶コーティング層の一面にコロナまたはプラズマ処理を施して接合力を向上させた後、その上に直に表面処理コーティング層を形成させることにより、ガラス基材などを使用せずに簡単な工程で製造することができるのみならず、機能性層の付加のための別途の基材及び接着剤層が不要であり、薄型ディスプレイ用のリターダとしての使用に適している。
【００３１】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００３２】
本発明の複合位相差板は、高分子基材フィルムと、その上に形成された液晶コーティング層と、その上に形成された表面処理コーティング層とを含む。
【００３３】
高分子基材フィルムとしては、通常光学用透明フィルムとして用いられるものであれば特に限定することなく使用することができるが、その中でも透明性、機械的強度、熱安定性、水遮蔽性、位相差均一性、等方性などに優れたフィルムを使用することが好ましい。
【００３４】
高分子基材フィルムの材料としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラル系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、及びエポキシ系樹脂からなる群より選択されるものを使用することができる。
【００３５】
高分子基材フィルムの厚さもまた特定の範囲に限定されるものではないが、例えば、５〜１００μｍであるもの、好ましくは１５〜６０μｍであるものが通常用いられる。高分子基材フィルムの厚さが５μｍ未満であればフィルムの機械的強度が劣り得、１００μｍを超過すれば薄型化に不利となり好ましくない。
【００３６】
本発明の液晶コーティング層は高分子基材フィルム上に形成される。
【００３７】
液晶コーティング層は、偏光子を通過する光の位相差を遅延させる役割を果たす。液晶コーティング層は、光の位相差を特定波長だけ遅延させる層に限定されるのではなく、３λ／４位相差層、λ／２位相差層、λ／４位相差層などであってもよいが、一般的に多く用いられている、配向膜上に反応性液晶物質がコーティングされて形成されたλ／４位相差層であることが好ましい。
【００３８】
λ／４位相差層の製造方法は、特に限定されない。例えば、高分子基材フィルム上に配向膜を形成させ、その上に液晶を光配向させる方法で製造することができる。但し、本発明において、λ／４位相差層はコーティング形態のものだけに限定され、斜め延伸されたλ／４位相差フィルムなどは含まれない。
【００３９】
配向膜は、当技術分野において一般的に用いられるものであれば特に制限されず、例えば、有機配向膜を使用することが好ましい。
【００４０】
有機配向膜は、アクリレート系、ポリイミド系またはポリアミック酸を含む配向膜組成物を使用して形成することができる。ポリアミック酸は、ジアミン(di-amine)と二無水物(dianhydride)とを反応させて得られるポリマーであり、ポリイミドは、ポリアミック酸をイミド化して得られるものであり、これらの構造は特に制限されない。
【００４１】
配向膜組成物は、適当な粘度を有することが重要である。粘度が高すぎると、圧力をかけても流動するのが容易ではなく、均一な厚さを有する配向膜の形成が困難であり、粘度が低すぎると、拡散性は良いが配向膜の厚みの調節が困難である。例えば、８〜１３ｃＰであることが好ましい。
【００４２】
また、表面張力、固形分の含有量、及び溶剤の揮発性などを考慮することが好ましい。特に、固形分の含有量は粘度及び表面張力に影響するので、配向膜の厚さ及び硬化特性などを同時に考慮して調節することが好ましい。
【００４３】
固形分の含有量が高すぎると、粘度が高くて配向膜の厚さが厚くなり、低すぎると、溶媒の割合が高くて溶液が乾燥した後にシミが生じてしまうといった問題点がある。例えば、固形分の含有量が０.１〜１０重量％であることが好ましい。
【００４４】
配向膜組成物は、アクリレート系、ポリイミド系またはポリアミック酸などの固形分が溶媒に溶解された溶液状であることが好ましい。溶媒は、固形分を溶解させることができることに特に限定されず、具体的には、ブチルセロソルブ、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどを使用することができる。このような溶媒は、溶解度、粘度、表面張力などを考慮して均一な配向膜が形成されるように適切に混合して使用する。
【００４５】
その他には、配向膜組成物は、効果的な配向膜形成のために架橋剤及びカップリング剤などをさらに添加して混合してもよい。
【００４６】
配向膜は、高分子基材フィルムの一面に配向膜組成物を塗布して製造される。
【００４７】
塗布は、当技術分野において一般的に使用されている方法であれば、特に制限されない。例えば、配向膜組成物を流動鋳造法及びエアナイフ法(air knife)、グラビア法(gravure)、リバースロール法(reverse roll)、キスロール法(kiss roll)、スプレー法(spray)またはブレード法(blade)などの塗布方法を利用し、適切な展開方式で直接塗布することができる。
【００４８】
配向膜組成物の塗布効率を向上させるために、追加的に乾燥工程を実施することができる。
【００４９】
乾燥は、特に限定されず、通常、熱風乾燥機及び遠赤外線加熱機を用いて行うことができ、乾燥温度は、通常３０〜１００℃であり、好ましくは５０〜８０℃であり、乾燥時間は、通常３０〜６００秒であり、好ましくは１２０〜６００秒である。
【００５０】
その後、形成された配向膜に配向性を付与する。配向性の付与方法にはラビング方式、光配向方式などがあるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５１】
例えば、形成された配向膜の全体に配向性を付与することもでき、一部あるいは全面に配向膜を塗布した後、フォトマスクを利用した露光工程により互いに異なる配向方向を有するようにパターン化された配向膜を製造することができる。また、形成された配向膜に、投光部及び遮光部を有する第１のフォトマスクを整列させて第１次露光工程を実施した後、第１のフォトマスクの投光部及び遮光部の位置が逆転した第２のフォトマスクを整列させて第２次露光工程を実施して互いに異なる光軸を有するようにパターン化された配向膜を製造することができる。
【００５２】
露光に使用される光は、特に限定されず、例えば、偏光された紫外線の照射、所定の角度でイオンビームまたはプラズマビームの照射、及び放射線の照射などを使用することができる。例えば、偏光された紫外線を照射することが好ましい。
【００５３】
配向された配向膜上に液晶コーティング層を形成する。
【００５４】
液晶コーティング層は、液晶コーティング用組成物をパターン化された配向膜上に塗布して形成する。液晶コーティング用組成物は光学異方性を有し、光による架橋性を有する液晶化合物を含んで使用することができる。例えば、反応性液晶単量体(ＲＭ)を使用することが好ましい。
【００５５】
反応性液晶単量体とは、液晶性を発現することができるメソゲン(mesogen)と重合可能な末端基を含んで液晶状態を有するようになる単量体分子をいう。反応性液晶単量体を重合すると、液晶の配列された状態を保持しつつ架橋された高分子ネットワークを得られるようになる。反応性液晶単量体分子は、透明点(clearing point)から冷却するようになると、同一構造の液晶高分子を使用する場合より液晶状態において相対的に低い粘度でさらによく配向された構造を有する大面積のドメインを得ることができる。
【００５６】
このように形成された大面積の液晶状架橋ネットワークフィルムは、液晶が有する光学異方性及び誘電率などの特性をそのまま保持しつつも固体状の薄膜形態を有しているため、機械的及び熱的に安定する。
【００５７】
液晶コーティング用組成物は、コーティング工程の効率性及びコーティング層の均一性を確保するために溶媒に希釈させて使用するが、液晶化合物を溶解させることができる溶媒に溶解して均一さを有することが好ましい。
【００５８】
例えば、反応性液晶単量体は、これを溶解させることができる溶媒、具体的には、プロピルレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ＰＧＭＥＡ)、メチルエチルケトン(ＭＥＫ)、ザイレン、及びクロロホルムからなる群より選択される１種の溶媒または２種以上の混合溶媒を用いて、液晶コーティング用組成物を調製する。
【００５９】
このとき、液晶コーティング用組成物中の反応性液晶単量体の含有量は、１５〜３０重量％であるように調整する。濃度が１５重量％未満であると位相差の具現が不可能となり、３０重量％を超過すれば反応性液晶単量体が析出し、均一な液晶コーティング層の形成が困難となるといった問題がある。
【００６０】
コーティング方法は、特に限定されず、例えば、ピンコーティング、ロールコーティング、ディスフェンシングコーティング、またはグラビアコーティングなどが挙げられる。コーティング方法に応じて、溶媒の種類及び使用量を適宜選択することが好ましい。
【００６１】
液晶コーティング層は、乾燥後の厚さが０.０１〜１０μｍになるように塗布する。このような厚さの範囲において、均一なリターダパターンを容易に形成することができる。
【００６２】
溶媒は乾燥工程を通じて蒸発させるようにする。
【００６３】
乾燥は、特に限定されず、通常、熱風乾燥機及び遠赤外線加熱機を用いて行うことができ、乾燥温度は、通常３０〜１００℃であり、好ましくは５０〜８０℃であり、乾燥時間は、通常３０〜６００秒であり、好ましくは１２０〜６００秒である。また、乾燥は、同一温度条件で行うか、或いは段階的に温度を上昇させながら行うことができる。
【００６４】
配向膜上に形成された液晶コーティング層を光架橋させてパターン化されたリターダを形成する。ここで光は、特に限定されず、例えば、紫外線などを使用することができる。
【００６５】
本発明の表面処理コーティング層は液晶コーティング層上に形成される。
【００６６】
表面処理コーティング層は、ディスプレイに各種機能を付与することができる複数の機能性層を含む。例えば、保護層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、及びハードコート層からなる群より選択される機能性層であってよい。
【００６７】
具体的には、保護層は、偏光板及びパターン化された位相差層の表面クラックまたは損傷を防止するための層である。
【００６８】
防眩層は、サンドブラスト加工、エンボス加工などによる粗面化、または透明微粒子を配合した塗工液の塗布により表面に微細な凹凸を形成させた層である。
【００６９】
反射防止層は、偏光板の表面に外光が反射して透過光の視認を阻害することを防止するためのものであって、蒸着法またはスパッタリング法により形成された金属酸化物の薄膜で構成された層である。
【００７０】
帯電防止層は、静電気によるホコリ付着などを防止するためのものであって、帯電防止剤を含む紫外線硬化型樹脂により形成された層である。
【００７１】
また、ハードコート層は、偏光板の表面にクラックまたは損傷が生じることを防止するためのものであって、アクリル系またはシリコン系などの紫外線硬化型樹脂を用いて形成され、硬度及びスリップ性に優れた硬化皮膜の役割を果たす層である。
【００７２】
前記のような表面処理コーティング層はコロナまたはプラズマ処理された液晶コーティング層上に形成される。液晶コーティング層の表面にコロナまたはプラズマ処理を施さなければコーティング性が劣り得る。
【００７３】
コロナ放電処理は、高電圧発生器に連結された電極と誘電体のロールとの間に高い電圧を印加し、ロールと電極との間で発生したコロナ放電に液晶コーティング層を配置するか、或いはその放電に曝すことを含む。通常、ロールと電極との間に印加された高い電圧の周波数を放電周波数というが、放電周波数は一般的に５０Ｈｚ〜５,０００ｋＨｚの範囲、好ましくは５〜数百ｋＨｚの範囲であり得る。放電周波数が低すぎると、放電が不安定となり液晶コーティング層の表面に多数のピンホールが生じ得る可能性があり、高すぎると、インピーダンスマッチング用の装置がさらに必要となるので処理コストが高くなる。
【００７４】
コロナ放電処理は大気下で容易に実施されるが、空気以外の気体が充填されるか、或いは空気−汚染気体が充填された封止または半封止処理装置で実施され得る。気体の例としては、窒素気体、アルゴン気体、及び酸素気体が含まれる。
【００７５】
本発明において、λ／４位相差層が配向膜上に液晶コーティングを形成させる方法により得られた場合、その表面の濡れ性ないしコーティング性を正常に改善させるためには、例えば、５０〜５００Ｊ／ｍ２の量、好ましくは２００〜３００Ｊ／ｍ２の量でコロナ放電処理を施したほうが良い。コロナ放電処理の量が前記範囲に含まれなければ、コーティング性が充分に向上しないか、或いは液晶コーティング層の正面位相差値Ｒｅまたは厚み方向位相差値Ｒｔｈに影響を及ぼし、故に意図する位相差遅延の効果を期待し難い。
【００７６】
ロールと電極との間隔は、好ましくは０.５〜２.５ｍｍであり、より好ましくは１.０〜２.０ｍｍである。
【００７７】
本発明において使用されるプラズマ処理は、真空グロー放電、大気圧グロー放電などを含む。例えば、特開平６−１２３０６２号公報、特開平１１−２９３０１１号公報、特開平１１−５８５７号公報などに記載されている方法を使用することができる。
【００７８】
グロー放電によるプラズマ発生装置中では、相対する電極間にこれらの親水性を付与しようとするフィルムを配置し、この装置中にプラズマ励起性気体を導入して電極間に高周波電圧を印加することで、前記気体をプラズマ励起させ電極間にグロー放電を行わせることで表面処理を施すことができる。
【００７９】
プラズマ励起性気体とは、上記条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素などが挙げられる。例えば、アルゴン、ネオンなどの不活性ガスに、カルボキシル基及び水酸基、カルボニル基などの極性官能基をプラスチックフィルムの表面に付与することができる反応性ガスを添加したものが励起性気体として用いられる。反応性ガスとしては、水素、酸素、窒素の他に、水蒸気及びアンモニアなどのガスの他、低級炭化水素、ケトンなどの低沸点有機化合物なども必要に応じて用いることができるが、取り扱い上、水素、酸素、二酸化炭素、窒素、水蒸気などのガスが好ましい。水蒸気を使用する場合、他のガスを水と混合してバブリングしたガスを使用することができる。または、水蒸気を混合することもできる。
【００８０】
印加する高周波電圧の周波数としては、１ｋＨｚ以上ｌ００ｋＨｚ以下が好ましく、より好ましくは１ｋＨｚ以上ｌ０ｋＨｚ以下である。
【００８１】
これらグロー放電によるプラズマ処理には、真空下で行う方法及び大気圧下で行う方法がある。
【００８２】
グロー放電による真空プラズマ放電処理においては、有効に放電を起こすために、その雰囲気を０.００５〜２０ｔｏｒｒ、好ましくは０.０２〜２ｔｏｒｒに維持するように前記反応性ガスを導入する必要がある。処理速度を高めるためには、できるだけ高圧側で高出力条件を採用することが好ましいが、電界強度を高くしすぎると基材に損傷を与え得る。
【００８３】
圧力は低すぎると、表面処理による効果を提供することができない。一方、高すぎると、過度な電流が流れてスパークが発生するか、或いはコーティング層が破壊され得る。放電を起こすために、電圧は真空タンク内の一対(またはそれ以上)の金属板または棒の間に印加される。
【００８４】
電圧は、気体及びこの圧力により左右されるが、前記圧力の範囲内において安定した正常グロー放電を起こすためには、一般的に５００〜５,０００Ｖである。接着を改善するためには、好ましくは２,０００〜４,０００Ｖである。
【００８５】
液晶コーティング層、特にλ／４位相差層は、好ましくは０.０１〜５ｋＶ・Ａ・分／ｍ２、より好ましくは０.１５〜１ｋＶ・Ａ・分／ｍ２の量でグロー放電処理し、所望の接着強度を得ることができる。
【００８６】
液晶コーティング層は、コロナまたはプラズマ処理によりその正面及び厚み方向の位相差値が、コロナまたはプラズマ処理前の正面及び厚み方向の位相差値でそれぞれ３.５ｎｍ以下に変化することが、その意図した光学特性の発現において好ましい。さらに、表面処理コーティング層の接着性まで考慮すれば、コロナまたはプラズマ処理後の正面及び厚み方向の位相差値がコロナまたはプラズマ処理前の正面及び厚み方向の位相差値とそれぞれ２.５〜３.５ｎｍの差があるようにすることが好ましい。
【００８７】
液晶コーティング層は、コロナまたはプラズマ処理後、表面処理コーティング層と接する面の水接触角が３０〜８３゜、好ましくは３０〜６０゜であるものがコーティング性に優れ、液晶コーティング層の光学異方性を表すのに有利である。
【００８８】
本発明の表面処理コーティング層を液晶コーティング層上に形成させる方法は、特定のものに限定されない。例えば、ピンコーティング、ロールコーティング、ディスフェンシングコーティング、またはグラビアコーティングなどを用いることができ、コーティング方法に応じて、溶媒の種類及び使用量を適宜選択することが好ましい。
【００８９】
上記のように構成及び製造された複合位相差板は、偏光子のいずれか一面に接合される。接合は、ディスプレイ分野においてフィルムの接合に通常用いられる接着剤または粘着剤を使用することができる。
【００９０】
偏光子は、当技術分野において一般的に用いられるもので偏光機能を遂行することができるものであれば、特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨード及び異色性染料を染色させ、これを一定の方向に延伸して製造される偏光子を使用することができる。
【００９１】
偏光子の複合位相差板が接合されていない他面には、偏光子保護フィルムが接合される。偏光子保護フィルムは、トリアセチルセルロース系フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどが通常用いられる。
【００９２】
一方、偏光板及びパターン化された位相差層が含まれるディスプレイ装置に、本発明の複合位相差板及び複合偏光板を備えることができる。
【００９３】
ディスプレイ装置は、特に限定されず、具体的には、立体画像具現用または半透過型液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置などが用いられる。
【００９４】
このとき、本発明に係る複合偏光板は、従来の偏光板及びパターン化された位相差層が積層された位置に用いることができる。
【００９５】
本発明は、下記の実施例を通してより詳しく理解できるが、下記実施例は単に本発明の例示のためのものであって、添付された特許請求の範囲により権利範囲を限定しようとするのではない。
【００９６】
実施例１−６及び比較例１−３
［実施例１］
基材フィルムであるトリアセチルセルロース(ＴＡＣ)フィルム上に液晶によるλ／４位相差層が積層された積層体(日本富士社製)のλ／４位相差層に、電力１.４ＫＷ、３.８ｍ／分のフィルム速度で連続して２回(７４.２７Ｊ／ｍ２)コロナ処理を施した。
【００９７】
その後、前記コロナ処理を施した面に、メイヤーバーを用いてハードコート用コーティング液を均一に塗布した後、８０℃のオーブンで９０秒間熱風乾燥し、紫外線硬化器で光硬化させ、トリアセチルセルロース(ＴＡＣ)フィルム、λ／４位相差層、及びハードコート層が記載順に積層された複合位相差板を作製した。
【００９８】
［実施例２］
コロナ処理条件を、電力１.４ＫＷ、３.８ｍ／分のフィルム速度で４回(１４８.５４Ｊ/ｍ２)に変更した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【００９９】
［実施例３］
コロナ処理条件を、電力１.４ＫＷ、３.８ｍ／分のフィルム速度で８回(２９７.０９Ｊ/ｍ２)に変更した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１００】
［実施例４］
λ／４位相差層にコロナ処理を施す代わりに、電力１.３ｋＷ、６ｍ／分のフィルム速度でプラズマ処理を施した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０１】
［実施例５］
プラズマ処理条件を、電力２.３ｋＷ、フィルム速度を６ｍ／分に変更した点を除き、実施例４と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０２】
［実施例６］
プラズマ処理条件を、電力３.３ｋＷ、フィルム速度を６ｍ/分に変更した点を除き、実施例４と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０３】
［比較例１］
実施例１の積層体(日本富士社製)のλ／４位相差層に特別な処理を施さなかった点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０４】
［比較例２］
実施例１の積層体を、４５℃の４.５ＮＫＯＨ水溶液に８０秒間浸漬、蒸溜水で洗浄、かつ８０℃のオーブンで２分間熱風乾燥させ、前記λ／４位相差層の表面を鹸化処理を施した点を除き、実施例１と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０５】
［比較例３］
鹸化処理条件を、４５℃の４.５ＮＫＯＨ水溶液に２００秒間浸漬させた点を除き、比較例２と同一の方法で複合位相差板を作製した。
【０１０６】
実験例
実施例１〜６及び比較例１〜３の複合位相差板の物性を下記のような方法で測定した。結果を表１に示す。
【０１０７】
(１)接触角
分析機器(DSA100、KRUSS社製、ドイツ)を利用して、実施例１〜６及び比較例２〜３の場合には、コロナ処理、鹸化処理またはプラズマ処理を施した後のλ／４位相差層の接触角を測定し、比較例１の場合には、特別な処理を施さなかった状態のλ／４位相差層の接触角を測定した。試験液としては水を使用した。
【０１０８】
(２)光学異方性の測定
エキソスキャンメーターを利用して、５９０ｎｍにおけるλ／４位相差層の正面位相差値Ｒ０及び厚み方向位相差値Ｒｔｈを測定した。
【０１０９】
(３)コーティング性
液晶層上に形成されたハードコート層の表面の外観、ムラなどを観察して、表面の均一程度を評価した。その均一程度から優秀◎、良好○、及び不良Ｘの３段階で評価した。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
上記表のように、本発明の複合位相差板は、コロナ処理またはプラズマ処理を施していない比較例の位相差板と比較してハードコート層のコーティング性が顕著に優れている。
【０１１２】
また、本発明の複合位相差板は、いずれの場合においてもコロナまたはプラズマ処理前の正面及び厚み方向の位相差値、並びに処理後の正面及び厚み方向の位相差値の差が３.５ｎｍ以下であるため、光学異方性の側面においても問題がないことが確認された。特に、実施例３及び６において、コロナまたはプラズマ処理前後の位相差値の差が２.５〜３.５ｎｍであり、光学異方性の問題がなくコーティング性も優れていることが確認された。
【０１１３】
実施例 １、２、４、及び５は、コロナまたはプラズマ処理前後の正面及び厚み方向の位相差値の差がそれぞれ１.０ｎｍ以下であるため、実施例３及び６に比べて意図した位相差を具現するといった点においては優れているが、コーティングの安定性の面において実施例３及び６に比べて劣っていることが確認された。ディスプレイにおいて通常２.５〜３.５ｎｍ程度の位相差はビューアにさほど敏感に認識されないので、近年のディスプレイの薄型化の流れを勘案すると、耐久性をより改善した実施例３及び６がより好ましく使用できると予想される。
【０１１４】
また、全ての実施例は、液晶コーティング層の水接触角が３０〜８３゜であり、特に最も好ましい物性を呈している実施例３及び６は、３０〜６０゜の範囲に含まれることが確認された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の上面に形成された液晶コーティング層と、前記液晶コーティング層の上面に形成された表面処理コーティング層とを含み、前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ放電処理された複合位相差板。
【請求項２】
前記液晶コーティング層は位相差遅延層である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項３】
前記位相差遅延層は、配向膜上に反応性液晶物質がコーティングされて形成されたλ／４位相差層である、請求項２に記載の複合位相差板。
【請求項４】
前記表面処理コーティング層は、保護層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、及びハードコート層からなる群より選択される一種以上の機能性層である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項５】
前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜８３゜である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項６】
前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜６０゜である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項７】
前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ３.５ｎｍ以下の差が発生する、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項８】
前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ２.５〜３.５ｎｍの差が発生する、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項９】
前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、請求項１に記載の複合位相差板 。
【請求項１０】
前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項１１】
偏光子の上面には請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板が接合され、下面には偏光子保護フィルムが接合される、複合偏光板。
【請求項１２】
前記偏光子保護フィルムの下面には粘着剤層が形成される、請求項１１に記載の複合偏光板。
【請求項１３】
基材上に配向膜を形成した後、前記配向膜上に液晶コーティング層を形成する第１段階と、
前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ処理を施す第２段階と、
前記コロナまたはプラズマ処理された液晶コーティング層上に表面処理コーティング層を形成する第３段階と
を含む複合位相差板の製造方法。
【請求項１４】
前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、請求項１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【請求項１５】
前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、請求項１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【請求項１６】
ロール・トゥ・ロール接合により請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板を偏光子の上面に接合させ、偏光子保護フィルムを前記偏光子の下面に接合させることを含む、複合偏光板の製造方法。
【請求項１】
基材と、前記基材の上面に形成された液晶コーティング層と、前記液晶コーティング層の上面に形成された表面処理コーティング層とを含み、前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ放電処理された複合位相差板。
【請求項２】
前記液晶コーティング層は位相差遅延層である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項３】
前記位相差遅延層は、配向膜上に反応性液晶物質がコーティングされて形成されたλ／４位相差層である、請求項２に記載の複合位相差板。
【請求項４】
前記表面処理コーティング層は、保護層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、及びハードコート層からなる群より選択される一種以上の機能性層である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項５】
前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜８３゜である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項６】
前記液晶コーティング層の上面の水接触角は３０〜６０゜である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項７】
前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ３.５ｎｍ以下の差が発生する、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項８】
前記液晶コーティング層の正面位相差値及び厚み方向の位相差値は、前記コロナまたはプラズマ放電処理の前後にそれぞれ２.５〜３.５ｎｍの差が発生する、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項９】
前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、請求項１に記載の複合位相差板 。
【請求項１０】
前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、請求項１に記載の複合位相差板。
【請求項１１】
偏光子の上面には請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板が接合され、下面には偏光子保護フィルムが接合される、複合偏光板。
【請求項１２】
前記偏光子保護フィルムの下面には粘着剤層が形成される、請求項１１に記載の複合偏光板。
【請求項１３】
基材上に配向膜を形成した後、前記配向膜上に液晶コーティング層を形成する第１段階と、
前記液晶コーティング層の上面にコロナまたはプラズマ処理を施す第２段階と、
前記コロナまたはプラズマ処理された液晶コーティング層上に表面処理コーティング層を形成する第３段階と
を含む複合位相差板の製造方法。
【請求項１４】
前記基材は高分子フィルムまたはガラス基板である、請求項１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【請求項１５】
前記コロナ処理は２００〜３００Ｊ／ｍ２で施される、請求項１３に記載の複合位相差板の製造方法。
【請求項１６】
ロール・トゥ・ロール接合により請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合位相差板を偏光子の上面に接合させ、偏光子保護フィルムを前記偏光子の下面に接合させることを含む、複合偏光板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２２０９５２（Ｐ２０１２−２２０９５２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５８５２０（Ｐ２０１２−５８５２０）
【出願日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【出願人】（５０３４５４５０６）東友ファインケム株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【出願人】（５０３４５４５０６）東友ファインケム株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
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