JP4169194B2 - 被膜シートの製造方法、光学機能層、光学素子および画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被膜シートの製造方法に関し、特に、光学機能層の形成に有用である。さらに、当該光学機能層を用いた光学素子等は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰ、ＣＲＴ等の各種画像表示装置において好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被膜シートとしては、例えば、光学機能層を有する各種の光学機能フィルムが挙げられる。ＴＶやデスクトップパソコンといったＯＡ機器の表示装置は、従来はＣＲＴが主流であったが、薄型軽量、低消費電力といった大きな利点を持った液晶表示装置へと変換されてきている。現在普及している液晶表示装置は、位相差フィルムを作成するための液晶層、表面保護のためのハードコート層、反射防止膜などの表面処理被膜等の光学機能層を有する。
【０００３】
こうした光学機能フィルムを得るために、支持体上に光学機能層を塗工する方法が、従来から多く用いられ、支持体上に塗工液の塗工、乾燥等の工程を施すことにより塗膜層を形成した各種の被膜シートが製造されている（例えば特許文献１参照）。薄層コーティング法として、一般的にスロットダイコーター、グラビアコーターなどが挙げられる。
【０００４】
また、近年において、光学機能の高性能化に伴って、機能を付与している塗膜の均一性を向上させることが必須となってきており、コーティング方式の選定のみならず、塗工後の乾燥工程の制御が重要となってきている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７７６３７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０３３５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの塗工方式を用いても、塗工工程から乾燥工程に移動するまでに樹脂流動が起こり、均一な膜厚で塗膜層を形成することは困難であった。特に大面積の基材フィルム上に、均一な膜厚で塗膜層を形成することは困難な技術的課題であった。
【０００７】
例えば、高分子フィルム上にハードコート層、反射防止層等を形成する場合には、積層される樹脂層に屈折率の違いがあることから、特に塗工後の樹脂流動により発生する厚みムラによる干渉ムラが深刻である。この場合、面内の光学厚みにズレが生ずるため、反射率特性も理論値より低下する。
【０００８】
また、液晶層を形成する液晶分子は、一般的に界面の影響を非常に受けやすく、ラビング等の界面規制力により、液晶分子が芳香性を持った配列（配向）をすることが知られている。前記塗工方式の場合には、液晶分子を含む被塗工液の片面が開放系になるため、通常知られている塗工、乾燥方式では開放系側の空気の流れが、結果的に液晶層の配向ムラを生じさせる。こうして得られた液晶層では、液晶ディスプレイの一部に正面コントラストが変わるところがあるという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、大面積の領域において、塗膜の厚み精度を向上させ、光学機能特性の面内における均一化、外観不良解消を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究したところ、以下の被膜シートの製造方法により上気目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明は、支持体上に塗工液を塗布する工程、および該塗工液を乾燥する工程を有する塗膜シートの製造方法において、前記塗工液を乾燥する工程は、塗膜表面に対して乾燥風を吹き付けながら、塗布直後の塗工面内の温度分布を２℃以内で乾燥する初期乾燥工程と、前記塗膜表面に前記乾燥風よりも速い乾燥風を吹き付けて乾燥する乾燥工程とを含むことを特徴とする。このように、塗工直後から乾燥工程へ移行時の塗膜層の乾燥条件を制御することにより、塗布面内の乾燥ムラを抑制しながら、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を解消することができることが確認された。従って、大面積の領域においても、光学機能特性の面内均一化を図ることができる。
【００１２】
また、前記被膜シートにおいて乾燥後の塗膜厚みが、１０μｍ以下であることが好適である。上記のような乾燥条件に加え、塗膜厚みを制限することによって、さらに効果的に塗膜の厚み精度の向上、塗膜の均一化を図ることができる。
【００１３】
本発明は、前記塗膜層が、光学機能層であることが好適である。上記のような被膜シートの製造方法は、大面積の領域において、塗膜厚みの精度が求められ、光学機能特性の面内における均一性が要求される光学機能層について、特に有効である。
【００１４】
また、本発明は、こうした光学機能層を偏光板と貼り合せた光学素子において好適である。光学素子に対しては各用途に合致した多種多様な特性が要求されるが、上記の光学素子は、その中でも重要性の高い、塗膜厚みの精度や面内の均一性を非常によく担保している。こうした製造方法によって作製された被膜シートは、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を解消することができるという優れた特性を有し、偏光板と貼り合せることによって、大面積の領域において、光学機能特性の均一化および良好な外観の確保いう優れた特性を有する光学素子の作製が可能となる。
【００１５】
さらに、上記被膜シートまたは光学素子を搭載した画像表示装置において好適である。こうした光学機能層や光学素子によって、均一な光学機能から得られる優れた外観特性を有し、画像のムラや歪みのない画像表示装置が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の被膜シートの製造方法は、支持体上に、塗工液を塗工する工程（１）および、支持体上に塗工された被塗工液の複数の乾燥工程（２）〜（４）を含む。図１は、支持体１に、塗工液２を塗工した後、被膜層２’が形成された被膜シートＡの断面図である。
【００１７】
本発明は、支持体上に塗工液を塗布する工程、および該塗工液を乾燥する工程を有する塗膜シートの製造方法において、塗布直後の塗工面内の温度分布を２℃以内で乾燥することによって、従来にない厚みのバラツキやムラの非常に少ない被膜層を形成することができたことに特徴を有している。つまり、塗膜形成過程における塗膜表面状態のバラツキの発生を低減しつつ、溶剤蒸散に伴う層内性状の差異の発生を抑えることができ、高い厚みの均一性を確保することができたものである。
【００１８】
図２は、本発明の一例を示す製造装置の概要図、図３は装置の初期乾燥工程の詳細を例示する説明図である。
【００１９】
図２は、各種塗工方式により塗工液を塗工した直後に、初期乾燥工程の設け、次１次乾燥工程、２次乾燥工程を経て塗膜層を形成することが可能な塗工設備を表しており、ローラ４によって基材フィルム１が搬送され、順にフィルム１上に樹脂材料および溶剤を含有する塗工液２を塗工する工程（１）および被塗工液を初期的に乾燥する工程（２）を経て、１次乾燥工程（３）、２次乾燥工程（４）へ移行し、被膜シート作製される製造方法の一例が示されている。搬送ローラ４によって送り出されるフィルム１は、工程（１）において、塗工部３を用いて塗工液２が塗工され、続いて工程（２）に移行する。工程（２）では、フィルム１を塗膜層の塗工面内の温度分布が２℃以内となる状態を所定時間以上保持した状態で乾燥させ、工程（３）および（４）において、塗膜層を最終乾燥させる。本発明は、特に、この初期的乾燥工程における各種の条件を工夫することで、最適な塗膜層を形成する方法を案出したものである。本発明の方法によって作製される光学機能層としては、反射防止層、光学補償層、ハードコート層などが挙げられ、いずれも塗布厚みは０．１〜１０μｍといった薄層である。
【００２０】
工程（１）における塗工液２の塗工方法は特に制限されず、通常の方法を採用できる。たとえば、ワイヤーバーコート法、スロットダイ法、リバースグラビアコート法、マイクログラビア法、ディップ法、ロールコート法、フレキソ印刷法などが挙げられる。図１および２では、塗工部３として、グラビアロールコータを用いた方法を例示している。
【００２１】
工程（２）では、図２に例示するように、フィルム１に塗布された溶剤を含有した塗膜を、塗布直後から乾燥が進んでいく過程において、フィルム面に対して３０°以下の角度で塗膜表面にフィルムの走行方向に沿って風を吹き付ける。こうした乾燥風によって、塗布直後の塗工面内における温度分布を２℃以内にし、均一な塗膜を得ることができる。吹き付け角度が３０°を超えると、塗膜表面でのスジやムラが発生するおそれがある。また、図では、ノズル８を用いたが、これに限るものではなく、フィルム表面に均等に風を吹き付けることが可能な器具であれば、いずれも使用することができる。
【００２２】
ここでは、塗工直後の塗膜層を有するフィルム１を、極低速の乾燥風によって塗膜層表面を嘗めて乾燥させることで、溶剤の蒸発速度を抑え、塗膜層表面の乾燥速度差により生ずる塗工液の表面張力変化や、濃度変化による液流動を抑制する。初期乾燥工程を経過したフィルム１は、次工程である１次乾燥工程（３）に搬送される。
【００２３】
なお、ここでいう塗工直後とは、製造工程によって異なるが、例えば、具体的に塗膜の状態で表現するとすれば、塗工液の固形分濃度が５５重量％以下の状態などが挙げられる。
【００２４】
工程（３）は、初期乾燥工程において形成された均一性の高い塗膜層を維持しつつ、さらに大きな構造変化を生じないように乾燥させるものである。初期乾燥工程よりも速いが、極低速の乾燥風を塗膜層表面に当てて乾燥させる手段をとることが多い。塗膜層表面上の最大風速が１ｍ／ｓ以下であることが好適である。好ましくは、０．８ｍ／ｓであることがより好適である。これを超える風速で乾燥すると風紋のような乾燥ムラが生じることが起こりうる。乾燥温度、乾燥時間は、塗工液の種類に応じて、調整され、通常、フィルムを乾燥炉５内に導入する同時に、別口から炉内に乾燥風を送入する方法が採られるが、通常、乾燥温度は、２０〜１５０℃程度、好ましくは２０〜１３０℃の範囲である。また乾燥時間は１０〜３００秒間程度、好ましくは３０〜１８０秒間である。さらに乾燥条件を厳格に制御する方法として、塗工液と同じ溶剤を所定濃度含む乾燥風を送入する方法が挙げられる。１次乾燥工程を経過したフィルムは、次工程である２次乾燥工程（４）に搬送される。
【００２５】
工程（４）では、１次乾燥工程よりも速く、１次乾燥工程において形成された均一性の高い塗膜層を維持しつつ、乾燥させるものである。図２では、加熱手段７が設けられ、より直接的な熱乾燥を行う方法を示している。加熱手段として、熱風器が設けられることが多く、低速の乾燥風を塗膜層表面に当てて乾燥させる。乾燥風は、塗膜層表面上における最大風速が２ｍ／ｓ以下である２次乾燥工程を含むことが好適である。好ましくは、１．５ｍ／ｓ以下であることがより好適である。１次乾燥工程よりも速いが、低速の乾燥風を塗膜層表面に当てて乾燥させることで、１次乾燥工程において形成された均一性の高い塗膜層を維持しつつ、さらに大きな構造変化を生じないように乾燥させるものである。また、乾燥温度は、２０〜１５０℃程度、好ましくは２０〜１３０℃の範囲である。乾燥時間は１０〜３００秒間程度、好ましくは３０〜１８０秒間である。上記工程（３）と同じ構造の乾燥炉６内にフィルムを導入する同時に、別口から炉内に所定風量の乾燥風を送入する方法が採られ、さらに乾燥条件を制御するためには、上記同様、所定濃度の溶剤を含む乾燥風を送入することが好ましい。
【００２６】
工程（４）の後には、塗工液の種類に応じて、さらに熱硬化、ＵＶ硬化等の硬化処理を施すことができる。その後、巻取りロールに巻き取られる場合や、さらに保護シートを被覆して巻き取られる場合など、被膜シートの仕様によって後工程の処理が施される。このようにして得られた被膜層は、フィルムから剥離することなく用いることができる他、フィルムから剥離して用いることができる。
【００２７】
上記では、各１次および２次乾燥工程ともに乾燥炉内を通過させる方法で例示したが、むろんこれに限定されるものではなく、ノズル等によって乾燥風を吹き付ける方法や塗工フィルムをカバー等で囲って塗布面から蒸発する溶剤蒸気を利用してガス濃度を上げる方法或いは事前に調整した一定のガス濃度の空気を循環させる方法などによって塗膜層を乾燥させる方法を採ることも可能である。また、塗工直後にガス濃度を維持するために塗工部上部にカバーを設置し、一定時間放置後、風速制御された温風によって乾燥を行う方法も、簡便かつ有効な方法として挙げられる。また、乾燥炉としては、例えば放射型、循環風型などが挙げられ、乾燥風の形成には、熱風器、加熱ロール、遠赤外線ヒータなどが挙げられる。
【００２８】
本発明は、支持体上に塗工液を塗布する工程、および該塗工液を乾燥する工程を有する塗膜シートの製造方法において、塗布直後の塗工面内の温度分布を２℃以内で乾燥することを特徴とする。２℃を超えた場合には、面内の均一性に欠ける場合があり、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を生じるおそれがある。つまり、塗工直後の塗膜層を有するフィルムの表面温度のバラツキを微小とすることによって溶剤の蒸発速度のバラツキを抑えた状態で徐々に乾燥させることが、塗膜層の均一性の確保のために重要な要素であることを見出し、その適正範囲を確認したものである。特に、大面積の被膜フィルムの作製においては、非常に有効な手段となる。なお、「温度分布」は、後述する＜評価方法＞における算出値を基準とする。
【００２９】
上記乾燥手段として、溶剤ガス濃度が保持された区間内の塗膜層表面上の風速が０．２〜２３ｍ／ｓであることが好適である。これより小さな風速では乾燥効果が少なく、これを超えるような風速で乾燥すると風紋のような乾燥ムラが生じることが起こりうる。つまり、塗工直後の塗膜層を有するフィルムを乾燥させるに当り、塗膜層表面に不要な力を与えることのない極低速の乾燥風で塗膜層表面を嘗めることが最適であることを見出したものである。大面積のフィルムに薄膜を塗布する場合においては、特に有効な手段となる。また、乾燥風の温度は通常、常温で行われるが２０〜４５℃が好ましい。これより低い温度では乾燥効果が少なく、これを超えるような温度では塗膜表面からの蒸散が大きすぎて乾燥ムラが発生するおそれがある。
【００３０】
このように、塗工直後から乾燥工程へ移行時の塗膜層の乾燥条件を制御することにより、塗布面内の乾燥ムラを抑制しながら、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を解消することができることが確認された。従って、大面積の領域においても、光学機能特性の面内均一化を図ることができる。
【００３１】
また、前記被膜シートにおいて乾燥後の塗膜厚みが、１０μｍ以下であることが好適である。乾燥厚みが、１０μｍを超えると被膜層の厚み方向に、塗工液の濃度分布や対流が生じ、被膜層の均一性が失われやすい。ここで、乾燥厚みについては、現実の測定が困難な場合も多く、現実には、塗工液固形分濃度から計算される溶媒を含むウェット厚みによって、上記のような条件を確保する方法がとられることもあり、同様の効果を得ることが可能である。塗膜層の乾燥条件に加え、塗膜厚みを制限することによって、さらに効果的に塗膜の厚み精度の向上、塗膜の均一化を図ることができる。なお、「乾燥厚み」は、後述する＜評価方法＞における算出値を基準とする。
【００３２】
本発明は、前記塗膜層が、光学機能層であることが好適である。一般に、光学機能層は大面積の領域において各種素材の薄膜が塗布されるとともに、塗膜厚みの精度および光学機能特性の面内における均一性が要求される。上記のような被膜シートの製造方法は、こうした高機能の塗膜シートが必要とされる光学機能層について特に有効である。
【００３３】
本発明に係る被膜シートは、偏光板と貼り合わせることが好適である。以上のような工程を含む製造方法によって作製された被膜シートは、渉ムラ、外観不良のない優れた特性を有することから、偏光板と貼り合せることによって、大面積の領域において、光学機能特性の均一化および良好な外観の確保という優れた特性を有する光学素子の作製が可能となる。つまり、上記の被膜層を後述する各種の光学機能層として作製すれば、光学機能層自体として或いは偏光板と貼り合せにより、従来の製法では実現できなかった特性を確保することが可能となる。また、偏光板は通常保護フィルムを片面または両面に貼り付けて使用されることが多いが、上記のように被膜シートを貼り合わせて使用する場合にあっては、被膜シートが保護フィルムの働きをも兼ねることができ、優位といえる。
【００３４】
さらに、上記の光学機能層や光学素子を搭載した画像表示装置において好適である。上述の光学機能層や光学素子に要求される特性や機能は、画像表示装置において画像のムラや歪みのない優れた外観の画像を形成するために不可欠なものであり、本発明は、こうした要求に対応できるよう、適切に評価した優れた外観の光学機能層や光学素子を提供することが可能であり、これらを搭載した優れた外観の画像表示装置の提供が可能となる。具体的な画像表示装置の詳細については、後述する。
【００３５】
また、本発明は、基材フィルム上に樹脂材料および溶剤を含有する塗工液を塗工する工程および被塗工液を乾燥する工程を含む被膜シートの製造装置において、その塗工工程または塗工装置にも適用することができ、塗布直後の塗工面内の温度分布を２℃以内で乾燥する１次乾燥工程を含む装置が好適である。つまり、本発明は、被膜シートの製造方法の、特に乾燥工程における各種の条件を工夫することで、最適な塗膜層を形成する方法を案出したものであり、これに類する塗膜層を形成する塗工工程または塗工装置に対して特に有効な技術といえる。特に、上記のような３段階の乾燥工程を設け、徐々に塗膜層を乾燥・形成することで、より一層優れた特性の被膜シートの塗工工程または塗工装置が可能となる。かかる装置にあっては、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を解消し、大面積の領域において、光学機能特性が均一化され良好な外観を有する被膜シートを作製することができるという優れた効果を有することとなる。
【００３６】
以下に本発明の詳細について説明する。
本発明の光学機能層が形成された被膜シート（光学素子に適用される場合を含む）の製造方法に用いられる支持体、塗工液は、形成する被膜層の種類、その適用用途に応じて、適宜に決定される。
【００３７】
支持体としては、塗工液に対してある程度の濡れ性を有する材質の層であれば何れでもよく、透明基材フィルムや各種ガラス板等が挙げられる。
【００３８】
塗工液により光学機能層を形成する場合には、支持体として透明基材フィルムを用いるのが好ましい。透明基材フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。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られる。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られる。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。
【００３９】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が挙げられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムが挙げられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。
【００４０】
支持体の厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１０〜５００μｍ程度である。特に２０〜３００μｍが好ましく、３０〜２００μｍがより好ましい。
【００４１】
本発明に用いられる塗工液は、塗膜形成可能なものであれば何れでもよく、目的とする被膜層の機能に応じて、塗工液の樹脂材料と溶剤が選択される。本発明の塗工方法により形成できる被膜層としては、光学機能層、帯電防止層、表面保護層、導電機能層、粘着剤層、接着性層、透明コート層などが挙げられる。なお、塗工液による被膜の形成は、支持体に被膜を順次に形成することにより行うことができる。したがって、支持体としては、予め塗膜を形成したものを用いることができる。本発明では被膜層として、光学機能層を形成する場合、特に厚み１０μｍ以下の光学機能層を形成する場合が好ましい。当該光学機能層としては、ハードコート層、反射防止層、位相差層、光学補償層などが挙げられる。
【００４２】
ハードコート層を形成する透明樹脂としてはハードコート性に優れ（ＪＩＳ Ｋ５４００の鉛筆硬度試験でＨ以上の硬度を示すもの）、十分な強度を持ち、光線透過率の優れたものであれば特に制限はない。例えば、熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂などが挙げられる。これらのなかでも紫外線照射による硬化処理にて、簡単な加工操作にて効率よく光拡散層を形成することができる紫外線硬化型樹脂が好適である。紫外線硬化型樹脂としては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン系、エポキシ系等の各種のものが挙げられ、紫外線硬化型のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が含まれる。好ましく用いられる紫外線硬化型樹脂は、例えば紫外線重合性の官能基を有するもの、なかでも当該官能基を２個以上、特に３〜６個有するアクリル系のモノマーやオリゴマーを成分として含むものが挙げられる。また紫外線硬化型樹脂には、紫外線重合開始剤が配合されている。
【００４３】
ハードコート層には、導電性微粒子を含有することができる。導電性微粒子としては、例えば、アルミニウム、チタン、錫、金、銀などの金属微粒子、ＩＴＯ（酸化インジウム／酸化錫）、ＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化錫）などの超微粒子が挙げられる。導電性超微粒子の平均粒子径は通常０．１μｍ以下程度であるのが好ましい。ハードコート層には、高屈折率の金属や金属酸化物の超微粒子を添加して、高屈折率に調整することができる。高屈折率の超微粒子としては、ＴｉＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ₂ 、ＺｒＯ₂ 、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物の超微粒子が挙げられる。かかる超微粒子の平均粒子径は通常０．１μｍ以下程度であるのが好ましい。
【００４４】
またハードコート層は、無機または有機の球形もしくは不定形のフィラーを分散含有させて、その表面を微細凹凸構造にして防眩性を付与することができる。ハードコート層の表面を凹凸形状とすることにより光拡散による防眩性を付与することができる。光拡散性の付与は反射率を低減するうえでも好ましい。
【００４５】
無機または有機の球形もしくは不定形のフィラーとしては、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリスチレン、メラミン樹脂等の各種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化カルシウム、チタニア、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の無機系粒子や、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモンまたはこれらの複合物等の導電性無機系粒子などが挙げられる。前記フィラーの平均粒子径は０．５〜１０μｍ、さらには１〜４μｍのものが好ましい。微粒子により微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部程度とするのが好ましい。
【００４６】
またハードコート層（防眩層）の形成には、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤等の添加剤を含有させることができる。ハードコート層（防眩層）２の形成に当たり、チクソトロピー剤（０．１μｍ以下のシリカ、マイカ等）を含有させることにより、防眩層表面において、突出粒子により微細凹凸構造を容易に形成することができる。
【００４７】
反射防止層の形成材料としては、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂等の樹脂系材料、樹脂中にコロイダルシリカ等の無機微粒子を分散させたハイブリッド系材料、テトラエトキシシラン、チタンテトラエトキシド等の金属アルコキシドを用いたゾル−ゲル系材料等が挙げられる。また、それぞれの材料は、表面の防汚染性付与するためフッ素基含有化合物が用いられる。耐擦傷性の面からは、無機成分含有量が多い低屈折率層材料が優れる傾向にあり、特にゾル−ゲル系材料が好ましい。ゾル−ゲル系材料は部分縮合して用いることができる。
【００４８】
前記フッ素基を含有するゾル−ゲル系材料としては、パーフルオロアルキルアルコキシシランを例示できる。パーフルオロアルキルアルコキシシランとしては、例えば、一般式（１）：ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）ｎＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｓｉ（ＯＲ）₃ （式中、Ｒは、炭素数１〜５個のアルキル基を示し、ｎは０〜１２の整数を示す）で表される化合物が挙げられる。具体的には、例えば、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランなどが挙げられる。これらのなかでも前記ｎが２〜６の化合物が好ましい。
【００４９】
また反射防止層にはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、フッ化マグネシウム、セリア等をアルコール溶媒に分散したゾルなどを添加しても良い。その他、金属塩、金属化合物などの添加剤を適宜に配合することができる。
【００５０】
位相差層、光学補償層の形成には、例えば、重合性液晶モノマーおよび／または液晶ポリマーが用いられる。前記重合性液晶モノマーとしては、例えば、ネマチック液晶性モノマーが挙げられる。重合性液晶モノマーを含有する場合には、通常、光重合開始剤を含有する。光重合開始剤は各種のものを特に制限なく使用できる。
【００５１】
ネマチック液晶性モノマーとしては、末端にアクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性官能基を有し、これに環状単位等からなるメソゲン基を有するものが挙げられる。また重合性官能基として、アクリロイル基、メタアクリロイル基等を２つ以上有するものを用いて架橋構造を導入して耐久性を向上させることもできる。メソゲン基となる前記環状単位としては、例えば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が挙げられる。なお、これら環状単位の末端は、例えば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【００５２】
主鎖型の液晶ポリマーとしては、芳香族単位等からなるメソゲン基を結合した構造を有する縮合系のポリマー、例えば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系などのポリマーが挙げられる。メソゲン基となる前記芳香族単位としては、フェニル系、ビフェニル系、ナフタレン系のものが挙げられ、これら芳香族単位は、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【００５３】
側鎖型の液晶ポリマーとしては、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリシロキサン系、ポリマロネート系の主鎖を骨格とし、側鎖に環状単位等からなるメソゲン基を有するものが挙げられる。メソゲン基となる前記環状単位としては、例えば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が挙げられる。なお、これら環状単位の末端は、例えば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【００５４】
前記重合性液晶モノマー、液晶ポリマーのいずれのメソゲン基も屈曲性を付与するスペーサ部を介して結合していてもよい。スペーサ部としては、ポリメチレン鎖、ポリオキシメチレン鎖等が挙げられる。スペーサ部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン部の化学構造により適宜に決定されるがポリメチレン鎖の繰り返し単位は０〜２０、好ましくは２〜１２、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は０〜１０、好ましくは１〜３である。
【００５５】
前記ネマチック液晶性モノマー、液晶性ポリマーには、液晶状態においてコレステリック相を呈するように、コレステリック液晶性モノマーやカイラル剤を配合することができる。またコレステリック液晶性ポリマーを用いることができる。得られたコレステリック液晶相は選択反射フィルムとして用いられる。カイラル剤としては、光学活性基を有し、ネマチック液晶性モノマー等の配向を乱さないものであれば特に制限されない。カイラル剤は液晶性を有していてもよく液晶性を有しなくてもよいが、コレステリック液晶性を示すものを好ましく使用できる。カイラル剤は反応性基を有するもの、有しないもののいずれも使用できるが、硬化して得られるコレステリック液晶配向フィルムの耐熱性、耐溶剤性の点では反応性基を有するものが好ましい。反応性基としては、例えば、アクリロイル基、メタアクリロイル基、アジド基、エポキシ基などが挙げられる。
【００５６】
またディスコティック液晶の傾斜配向層からなる光学的異方性層が光学補償位相差層として用いられる。ディスコティック液晶としては、特開平８−９４８３６号公報等に記載のものを例示できる。
【００５７】
なお、前記液晶モノマー、液晶ポリマーは、配向膜上に展開させることができる。配向膜としては、従来より知られている各種のものを使用でき、例えば、透明な基材上にポリイミドやポリビニルアルコール等からなる薄膜を形成してそれをラビングする方法により形成したもの、透明なフィルムを延伸処理した延伸フィルム、シンナメート骨格やアゾベンゼン骨格を有するポリマーまたはポリイミドに偏光紫外線を照射したもの等を用いることができる。
【００５８】
塗工液に用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキベンゼンなどの芳香族系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、等のアルコール系溶剤；フェノール、パラクロロフェノールなどのフェノール系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン系溶剤；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等のアミド系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、セロソルブ系溶剤；クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶剤；スルホキシド系溶剤、その他、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化炭素などを用いることができる。これら溶剤は１種または２種以上を適宜に組み合わせて使用することができる。
【００５９】
塗工液の樹脂成分濃度は特に制限されないが、通常、０. ５〜５０重量％、好ましくは１〜４０重量％である。塗工液には、塗工液により形成される被膜層の適用される用途に応じて、各種の添加剤を含有させることができる。
【００６０】
以下に、光学機能層として、ハードコート層（または反射防止層）を形成した光学フィルム（ハードコートフィルム）を、光学素子に適用した場合について説明する。前記ハードコートフィルムの透明基材フィルムには、別途光学機能層を有する光学素子を接着することができる。光学素子としては、偏光板が挙げられる。また、光学素子には、前記位相差層、光学補償層などの光学機能層を適用することができる。
【００６１】
偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００６２】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００６３】
前記偏光子は、通常、片側または両側に透明保護フィルムが設けられ偏光板として用いられる。透明保護フィルムは透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。透明保護フィルムとしては前記例示の透明基材フィルムと同様の材料のものが用いられる。前記透明保護フィルムは、表裏で同じポリマー材料からなる透明保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる透明保護フィルムを用いてもよい。透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。また透明保護フィルムは、位相差等の光学的異方性が少ないほど好ましい場合が多い。前記の透明保護フィルムを形成するポリマーとしてはトリアセチルセルロースが最適である。前記ハードコートフィルムを、偏光子 (偏光板）の片側または両側に設ける場合、ハードコートフィルムの透明基材フィルムは、偏光子の透明保護フィルムを兼ねることができる。透明保護フィルムの厚さは、特に制限されないが１０〜３００μｍ程度が一般的である。
【００６４】
また、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。
従って、
Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ
（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルムである）
で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００６５】
ハードコートフィルムに偏光板を積層した反射防止偏光板は、ハードコートフィルムに透明保護フィルム、偏光子、透明保護フィルムを順次に積層したものでもよいし、ハードコートフィルムに偏光子、透明保護フィルムを順次に積層したものでもよい。
【００６６】
その他、透明保護フィルムの偏光子を接着させない面は、ハードコート層やスティッキング防止や目的とした処理を施したものであってもよい。ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。なお、前記ハードコート層、スティッキング防止層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００６７】
また偏光板の層間へ、例えばハードコート層、プライマー層、接着剤層、粘着剤層、帯電防止層、導電層、ガスバリヤー層、水蒸気遮断層、水分遮断層等を挿入、または偏光板表面へ積層しても良い。また。偏光板の各層を作成する段階では、例えば、導電性粒子あるいは帯電防止剤、各種微粒子、可塑剤等を各層の形成材料に添加、混合等することにより改良を必要に応じておこなっても良い。
【００６８】
光学素子としては、実用に際して、前記偏光板に、他の光学層（光学機能層）を積層した光学フィルムを用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。楕円偏光板、光学補償付き偏光板等では偏光板側にハードコートフィルムが付与される。
【００６９】
さらに必要に応じて、耐擦傷性、耐久性、耐候性、耐湿熱性、耐熱性、耐湿性、透湿性、帯電防止性、導電性、層間の密着性向上、機械的強度向上等の各種特性、機能等を付与するための処理、または機能層の挿入、積層等を行うこともできる。
【００７０】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ、前記透明保護フィルム等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００７１】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどが挙げられる。
【００７２】
反射板は前記偏光板の透明保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が透明保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００７３】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００７４】
偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられる。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００７５】
楕円偏光板はスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００７６】
また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フィルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００７７】
視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。
【００７８】
また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００７９】
偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００８０】
輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態となる。すなわち、拡散板は偏光を元の自然光状態にもどす。この非偏光状態、すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射し、再び拡散板を通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。このように輝度向上フィルムと上記反射層等の間に、偏光を元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一で明るい画面を提供することができる。かかる拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。
【００８１】
前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。
【００８２】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を投下するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００８３】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００８４】
なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００８５】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００８６】
前記光学素子への積層は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても行うことができるが、これらを予め積層したものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００８７】
前述した偏光板や光学素子の少なくとも片面には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００８８】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００８９】
粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００９０】
偏光板、光学素子への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光学素子上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを光学素子上に移着する方式などが挙げられる。粘着層は、各層で異なる組成又は種類等のものの重畳層として設けることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００９１】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００９２】
なお本発明において、上記した光学素子を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学層等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００９３】
本発明の光学素子は液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学素子、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による光学素子を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００９４】
液晶セルの片側又は両側に前記光学素子を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学素子は液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に光学素子を設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００９５】
次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００９６】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００９７】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００９８】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００９９】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【０１００】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を１／４波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／４に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０１】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が１／４波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／４のときには円偏光となる。
【０１０２】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０３】
この円偏光は、基材フィルム、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、基材フィルムを透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０４】
以上は、本発明の実施の態様の一部について述べたが、場合によってはレベリング剤などの付与をしても、悪影響なく本発明の効果が活かされる。また、同様の技術は、さらに広い用途についても適用されるものであり、上記に限定されるものでないことはいうまでもない。
【０１０５】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。各実施例等については、下記の評価方法に基づき測定・評価した。なお、これら各実施例等は、本発明を制限するものではない。
【０１０６】
＜評価方法＞
（１）温度分布
温度分布は、赤外線サーモグラフィ（（株）チノー社製、ＣＰＡ−１０００）を用いて、塗布後の表面温度を測定した。
（２）塗膜厚み
塗膜の厚みは、光干渉式厚み計（Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社製、型式ＬＳ−１）を用いて測定した。
（３）外観検査
外観の均一性は、塗工、乾燥したサンプルを黒いアクリル板に粘着剤にて貼合せ、三波長の蛍光灯下で反射色の均一性を確認した。
【０１０７】
＜実施例・比較例＞
図２および図３の塗工装置を用い、２軸延伸ＰＥＴ（（株）東レ社製、厚み７５μｍ）の支持体の一方に、塗工液をグラビアロールコータにて塗工し、乾燥させ、塗膜を得た。支持体は、３５０ｍｍ幅の基材を用い、塗工液は、アクリル系紫外線硬化型液晶モノマー３０％、シクロペンタノン３５％、トルエン３５％の混合溶液を用いた。
塗工直後の面内の温度分布、出来た塗膜の膜厚を上記方法で測定し、塗工直後の面内の温度分布、塗膜形成後の面内の厚みの差、厚みのバラツキを評価した。また、外観の均一性を上記方法で評価した。このとき、温度および膜厚の測定は、ともに１ｍｍピッチで行い、用いたクリーンルームにおける周囲温度は、２３〜２５℃でコントロールされていた。
【０１０８】
＜試験結果＞
評価試験の結果を、初期乾燥工程の条件と上記評価項目の関係として表１に纏めた。なお、厚みのバラツキについては、標準偏差σで表した。
【表１】

表１から判るように、本発明の方法により得られた塗布物は、外観のムラが無く均一な塗布面が得られた。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、支持体上に塗工液を塗布する工程、および該塗工液を乾燥する工程を有する塗膜シートの製造方法において、塗工直後から乾燥工程へ移行時の塗膜層の乾燥条件を制御することにより、塗布面内の乾燥ムラを抑制しながら、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を解消することができ、大面積の領域においても、光学機能特性の面内均一化を図ることができる。
【０１１０】
また、上記のような乾燥条件に加え、乾燥後の塗膜厚みを制限することによって、さらに効果的に塗膜の厚み精度の向上、塗膜の均一化を図ることができる。
【０１１１】
さらに、上記のような被膜シートの製造方法は、大面積の領域において、塗膜厚みの精度が求められ、光学機能特性の面内における均一性が要求される光学機能層や、さらには、こうした光学機能層を有する光学素子では，優れた特性を有する光学材料として非常に有用である。
【０１１２】
また、こうした光学機能層を偏光板と貼り合せた光学素子においては、厚みムラに起因する干渉ムラ、位相差による外観不良の欠陥を解消することができるという、こうした光学機能層の優れた特性を活かし、大面積の領域において、光学機能特性の均一化および良好な外観の確保いう優れた特性を有する光学素子の作製が可能となる。
【０１１３】
さらに、これらを搭載した画像表示装置については、画像のムラや歪みのない画像表示装置が可能となり、特に有効である。
【０１１４】
また、本発明は、基材フィルム上に樹脂材料および溶剤を含有する塗工液を塗工する工程および被塗工液を乾燥する工程を含む被膜シートの製造装置において、その塗工工程または塗工装置にも適用することができ、大面積の領域において、光学機能特性が均一化され良好な外観を有する被膜シートを作製することができるという優れた効果を有することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被膜シートの製造工程を例示する説明図である。
【図２】本発明の被膜シートの製造装置を例示する説明図である。
【図３】本発明の被膜シートの乾燥工程の詳細を例示する説明図である。
【符号の説明】
１ 基材フィルム
２ 塗工液
３ 塗工部
４ 搬送ローラ
５、６ 乾燥炉
７ 加熱手段
８ ノズル

Claims (8)

1. 支持体上に塗工液を塗布する工程、および該塗工液を乾燥する工程を有する塗膜シートの製造方法において、
   前記塗工液を乾燥する工程は、塗膜表面に対して乾燥風を吹き付けながら、塗布直後の塗工面内の温度分布を２℃以内で乾燥する初期乾燥工程と、
   前記塗膜表面に前記乾燥風よりも速い乾燥風を吹き付けて乾燥する乾燥工程とを含むことを特徴とする被膜シートの製造方法。
2. 前記初期乾燥工程における乾燥風の吹き付けは、塗膜表面に対して３０°以下の角度で、支持体の走行方向に沿って行うことを特徴とする請求項１に記載の被膜シートの製造方法。
3. 前記支持体上に塗工液を塗工した直後の塗工液の固形分濃度が５５重量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の被膜シートの製造方法。
4. 乾燥後の塗膜厚みが、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の被膜シートの製造方法。
5. 前記塗膜層が、光学機能層であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の被膜シートの製造方法。
6. 請求項１〜５記載の製造方法により得られた光学機能層。
7. 請求項６に記載の光学機能層を有する被膜シートを、偏光板と貼り合せたことを特徴とする光学素子。
8. 請求項６に記載の光学機能層または請求項７に記載の光学素子を搭載したことを特徴とする画像表示装置。

Images