JP2006084510A - 位相差板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、基材と、上記基材上に形成され、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、上記樹脂層上に形成され、板状分子を含有する位相差層とを有する位相差板であって、上記板状分子は、上記樹脂層の凹部により配向していることを特徴とする位相差板を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】 図1
Description
上記樹脂層上に板状分子を含有する位相差層形成用塗工液を塗布し、上記樹脂層の凹部により上記板状分子を配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程、上記塗膜を乾燥する乾燥工程、および、上記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程を行うことにより位相差層を形成する位相差層形成工程と
を有することを特徴とする位相差板の製造方法を提供する。
まず、本発明の位相差板について説明する。
本発明の位相差板は、基材と、上記基材上に形成され、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、上記樹脂層上に形成され、板状分子を含有する位相差層とを有する位相差板であって、上記板状分子は、上記樹脂層の凹部により配向していることを特徴とするものである。
以下、このような位相差板の各構成部材について説明する。
本発明に用いられる樹脂層は、表面にパターン状の凹部または凸部を有しているものである。また、後述する位相差層に含有される板状分子は、この樹脂層の凹部により配向するものである。
次に、本発明に用いられる位相差層について説明する。本発明に用いられる位相差層は、上記樹脂層上に形成され、板状分子を含有する層である。また、位相差層に含有される板状分子は、上記樹脂層の凹部により配向している。本発明の位相差板は、この板状分子の配向方向および屈折率異方性により光軸の向きが決まるのである。本発明においては、上述したように、樹脂層の凹部のパターンを適宜選択することにより、板状分子の配向方向を任意に設定することができるので、所望の光学特性をもつ位相差板を容易に安価に提供することが可能である。
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、基板のみから構成されていてもよく、基板と機能層とから構成されていてもよい。以下、このような基材の各構成について説明する。
本発明に用いられる基板としては、一般に位相差板に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。
本発明においては、上記基板上に機能層が形成されていてもよい。本発明に用いられる機能層としては、一般に液晶表示素子に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタ層等を挙げることができる。
本発明においては、基材と樹脂層との密着性を向上させるために、基材に表面処理を行ってもよい。具体的には、グロー放電処理、コロナ放電処理、UV処理、ケン化処理等を用いることができる。また、基材上にプライマー層を形成してもよい。さらに、硬化性樹脂から基材を保護する目的でプライマー層(バリア層)を設けてもよい。このようなプライマー層としては、例えばシラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
本発明の位相差板の膜厚は、その位相差板の用途や種類により適宜選択されるものであるが、通常50μm〜500μmの範囲内とすることができる。
次に、本発明の液晶表示素子用基板について説明する。
本発明の液晶表示素子用基板は、上述した位相差板と、電極層と、配向膜とを有することを特徴とするものである。
本発明に用いられる配向膜は、本発明の液晶表示素子用基板を用いて液晶表示素子とした際に、液晶セルの液晶を配向させるものであり、液晶表示素子用基板の最表面に形成されるものである。
本発明に用いられる電極層としては、一般に液晶表示素子の電極層として用いられているものであれば特に限定されるものではなく、例えば酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)等の透明電極や、クロム、アルミニウム等の金属電極などが挙げられる。
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。
本発明の液晶表示素子は、上述した位相差板を用いることを特徴とするものである。
次に、本発明の位相差板の製造方法について説明する。
本発明の位相差板の製造方法は、基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程、上記基材および上記凹部形成用基板を、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる配置工程、上記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程、および、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程を行うことにより樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
上記樹脂層上に板状分子を含有する位相差層形成用塗工液を塗布し、上記樹脂層の凹部により上記板状分子を配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程、上記塗膜を乾燥する乾燥工程、および、上記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程を行うことにより位相差層を形成する位相差層形成工程と
を有するものである。
以下、このような位相差板の製造方法の各工程について説明する。
本発明における樹脂層形成工程は、基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記基材および上記凹部形成用基板を、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる配置工程と、上記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程と、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程とを有するものである。
以下、このような樹脂層形成工程の各工程について説明する。
本発明における樹脂層形成工程においては、まず、基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程が行われる。
以下、本工程に用いられる凹部形成用基板および硬化性樹脂組成物の塗布方法について説明する。
まず、本工程に用いられる凹部形成用基板について説明する。本工程に用いられる凹部形成用基板は、表面にパターン状の凸部または凹部を有するものである。また、この凸部または凹部は、目的とする樹脂層の凹部または凸部に対して対称となるように形成されているものである。
本工程においては、硬化性樹脂組成物は、基材上に塗布してもよく、凹部形成用基板上に塗布してもよいものである。また、基材と凹部形成用基板とを所定の間隙をおいて固定し、その間に硬化性樹脂組成物を流し込み、塗布するものであってもよい。
次に、本発明における樹脂層形成工程の配置工程について説明する。本発明における配置工程は、上記基材および上記凹部形成用基板を、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる工程である。
本発明における樹脂層形成工程においては、上記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程が行われる。
本発明において、硬化工程の第1の態様は、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布し、エネルギーを照射して上記硬化性樹脂組成物を硬化し、硬化して得られる硬化性樹脂を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置し、上記硬化性樹脂から凹部形成用基板を剥離し、凹部または凸部を形成するものである。
本発明において、硬化工程の第2の態様は、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布し、上記硬化性樹脂組成物を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置し、エネルギーを照射して上記硬化性樹脂組成物を硬化し、硬化して得られる硬化性樹脂から凹部形成用基板を剥離し、凹部または凸部を形成するものである。
本発明において、硬化工程の第3の態様は、硬化性樹脂組成物を基材または凹部形成用基板上に塗布し、上記硬化性樹脂組成物を挟んで基材および凹部形成用基板を重ね合わせて配置し、上記硬化性樹脂組成物から凹部形成用基板を剥離し、エネルギーを照射して上記硬化性樹脂組成物を硬化し、凹部または凸部を形成するものである。
本発明における樹脂層形成工程においては、上記硬化性樹脂組成物または上記硬化性樹脂から上記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程が行われる。
本発明においては、上記樹脂層形成工程の後、凹部または凸部を有する樹脂層表面を親水化する親水化処理工程が行われることが好ましい。通常、上述した樹脂層形成工程を行うと、形成された樹脂層表面は撥水性が高くなり、板状分子が十分に配向しない可能性があるからである。なお、親水化処理方法に関しては、上述した「A.位相差板」の樹脂層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明における位相差層形成工程について説明する。本発明における位相差層形成工程は、上記樹脂層上に板状分子を含有する位相差層形成用塗工液を塗布し、上記樹脂層の凹部により上記板状分子を配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程と、上記塗膜を乾燥する乾燥工程と、上記板状分子の配向を固定化する固定化工程とを有するものである
以下、このような位相差層形成工程における各工程について説明する。
本発明における位相差層形成工程においては、まず、上記樹脂層上に板状分子を含有する位相差層形成用塗工液を塗布し、上記樹脂層の凹部により上記板状分子を配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程が行われる。
本発明における位相差層形成工程においては、次に、上記塗膜形成工程にて形成された塗膜を乾燥する乾燥工程が行われる。本発明おける乾燥工程は、上記位相差層形成用塗工液中に含有される溶媒を乾燥させる工程である。本発明においては、この乾燥工程を設けることにより、後述する固定化工程を円滑に行うようにしている。
本発明における位相差層形成工程においては、上記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程が行われる。本発明においては、このような固定化工程を行うことにより、位相差層に耐水性を付与することができ、空気中の湿気等により板状分子の配向が乱れることなく、配向安定性に優れたものとすることができる。
本発明の位相差板の製造方法を用いて、液晶表示素子用基板を製造することができる。例えば、上述した位相差板の製造方法により位相差板を形成する位相差板形成工程と、上記位相差板上に電極層を形成する電極層形成工程と、上記電極層上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを行うことにより、液晶表示素子用基板を製造することができる。
また、配向膜の形成方法としては、一般的な配向膜の形成方法を用いることができ、例えばラビング処理、光配向処理等が挙げられる。
[実施例]
(樹脂層の形成)
洗浄したITO付きガラス基板上に、エタノールに溶解した0.1wt%のシランカップリング剤をスピンナーを用いて塗布し、乾燥させて、10nmのアンカー層を形成した。このアンカー層上に、下記組成のUV硬化性アクリレート系樹脂組成物を塗布し、所望のパターン状の凸部を形成したポリカーボネート製の凹部形成用基板を押し付け、100kg/cm2の圧力で1分間プレスしながら、約100mJ/cm2の紫外線を照射して、上記UV硬化性アクリレート系樹脂組成物を硬化させた。さらに、凹部形成用基板を剥離し、3000mJ/cm2の紫外線を照射して完全に上記UV硬化性アクリレート系樹脂組成物を硬化させて、パターン状の凹部を形成した。このパターン状の凹部は、凹部の幅:0.2μm、凸部の幅:0.2μm、ピッチ:0.4μm、深さ:0.2μmであり、ストライプ形状のパターンであった。これにより樹脂層を形成した。
・ゴーセラックUV−7500B(日本合成化薬社製) 40重量部
・1,6−へキサンジオールアクリレート(日本化薬社製) 35重量部
・ペンタエリスリトールアクリレート(東亜合成化学社製) 21重量部
・1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 2重量部
・ベンゾフェノン(日本化薬社製) 2重量部
よく洗浄した上記樹脂層上に、二色性を有する板状分子を含有するインキ(Optiva社製、製品名:N015)をインクジェットを用いて塗布し、乾燥させた後、15%の塩化バリウム水溶液に約1秒間浸漬させた。さらに、これを洗浄して、再度乾燥させて、0.3μm厚の位相差層を形成した。この位相差層の光軸を測定したところ、ストライプ状の凹部に沿って垂直方向であった。
2 … 樹脂層
3 … 位相差層
4 … 電極層
5 … 配向膜
11 …位相差板
13 … 板状分子
13´ … カラム構造
n … 法線方向
Claims (10)
- 基材と、前記基材上に形成され、パターン状の凹部または凸部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に形成され、板状分子を含有する位相差層とを有する位相差板であって、
前記板状分子は、前記樹脂層の凹部により配向していることを特徴とする位相差板。 - 前記基材が長尺の基材であり、前記位相差層の光軸が前記長尺の基材の長尺方向と交差していることを特徴とする請求項1に記載の位相差板。
- 前記板状分子は、前記板状分子の法線方向が前記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成しており、前記カラム構造は、前記樹脂層の凹部に沿って配向していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位相差板。
- 前記板状分子は、溶液中でリオトロピック液晶性を示すものであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の位相差板。
- 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の位相差板と、電極層と、配向膜とを有することを特徴とする液晶表示素子用基板。
- 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の位相差板を用いることを特徴とする液晶表示素子。
- 基材上またはパターン状の凸部または凹部を有する凹部形成用基板上に硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程、前記基材および前記凹部形成用基板を、前記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせる配置工程、前記硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化性樹脂とする硬化工程、および、前記硬化性樹脂組成物または前記硬化性樹脂から前記凹部形成用基板を剥離してパターン状の凹部または凸部を形成する凹部形成工程を行うことにより樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層上に板状分子を含有する位相差層形成用塗工液を塗布し、前記樹脂層の凹部により前記板状分子を配向させて塗膜を形成する塗膜形成工程、前記塗膜を乾燥する乾燥工程、および、前記板状分子の配向状態を固定化する固定化工程を行うことにより位相差層を形成する位相差層形成工程と
を有することを特徴とする位相差板の製造方法。 - 前記位相差層形成工程の固定化工程では、前記板状分子を架橋する方法が用いられることを特徴とする請求項7に記載の位相差板の製造方法。
- 前記位相差層形成用塗工液は水系であり、前記板状分子は、前記水系の位相差層形成用塗工液中でリオトロピック液晶性を示し、かつ、前記板状分子の法線方向が前記基材の一定方向を向いて配列したカラム構造を形成していることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の位相差板の製造方法。
- 前記位相差層形成工程の塗膜形成工程では、スプレーコート、ディップコート、インクジェット法、またはフレキソ印刷法が用いられることを特徴とする請求項7から請求項9までのいずれかの請求項に記載の位相差板の製造方法。
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