(57)【要約】【課題】  表面自由エネルギーのばらつきが大きな基材フィルムであっても、比較的簡単に均一な塗膜形成を行うこと。【解決手段】  表面自由エネルギーのばらつきが２．５ｍＮ／ｍ以上である基材フィルムの表面に塗布液が塗布されて形成される塗膜の乾燥工程において、表面自由エネルギーのばらつきに応じた乾燥温度を設定し、塗膜の乾燥を行う。設定される乾燥温度は、塗膜の厚み変化率が５％以下になるように求められた温度である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面自由エネルギーのばらつきが２．５ｍＮ／ｍ以上である基材フィルムの表面に塗布液が塗布されて形成される塗膜の乾燥工程において、
前記表面自由エネルギーのばらつきをＸ［ｍＮ／ｍ］、乾燥温度をＹ［℃］としたとき、
Ｙ＝０.１２９・Ｘ2−１０.２４・Ｘ＋１４８.７
によって求められる乾燥温度Ｙ［℃］以下の乾燥温度に設定して前記塗膜の乾燥を行うことを特徴とする、塗膜の形成方法。
【請求項２】
前記表面自由エネルギーのばらつきが５ｍＮ／ｍ以上の場合、前記乾燥工程における乾燥温度を９５℃以下に保って前記塗膜の乾燥を行うことを特徴とする請求項１記載の塗膜の形成方法。
【請求項３】
前記基材フィルムがトリアセチルセルロースからなり、紫外線硬化型樹脂を有機溶剤で希釈した塗布液を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の塗膜の形成方法。
【請求項４】
前記表面自由エネルギーのばらつきが、表面改質処理によって生じた表面自由エネルギーのムラであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の塗膜の形成方法によって形成される光学フィルム。
【請求項６】
請求項５に記載の光学フィルムを備える画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材フィルム上に塗布液を塗布することによって塗膜を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基材フィルムに塗布液を塗布することによって均一な塗膜を得るために、スロットダイ、リバースグラビア、マイクログラビア、ナイフコータ、ブレードコータ、カーテンコータ、ファウンテンコータなどの種々の装置を使用した塗膜形成が行われている。この種の塗膜形成では、塗膜の均一性を高めるために、通常、装置の加工精度を向上させたり、使用する塗布液の表面張力を調整することなどが行われていた。しかし、基材フィルムの表面物性に起因する塗膜の乱れを考慮した塗工制御は従来行われていなかった。
【０００３】
通常のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの基材フィルムには表面物性のばらつきはほとんどなく、例えば表面自由エネルギーのばらつきは±０．５ｍＮ／ｍの範囲内である。
【０００４】
これに対し、密着性や耐久性の向上などを目的として、オゾン処理、低圧ＵＶ処理、プラズマ処理、コロナ処理などの表面改質処理を基材フィルムに施した場合には、表面自由エネルギーのばらつきが前記範囲よりも大きくなることがある。例えば、フィルム表面に存在する異物や処理装置のトラブルを要因とする表面改質処理のムラ、あるいはその処理面の経時による劣化ムラなどが発生すると、基材フィルムの表面において表面自由エネルギーに大きな差が生じることになる。
【０００５】
また、フィルム表面に、何らかのパターンが形成されたことにより（例えば、特許文献１）、基材フィルムの表面物性が大きく異なっていることがある。
【０００６】
このように基材フィルムの表面自由エネルギーに大きなばらつきがある場合、フィルム全体に均一な塗膜を形成することは困難である。特に、紫外線硬化型の樹脂を塗布液に使用する場合、塗布後の乾燥工程で樹脂の硬化が起こらず、塗布液が流動しやすい状態にあるので、塗膜の均一化はさらに困難なものになると考えられている。
【０００７】
一般に、液晶表示装置などの画像表示装置に用いられる光学フィルム（偏光板など）のように、フィルム厚みのばらつきがそのまま外観不良となって現れる場合、非常に高い精度で塗膜の均一性が要求されている。また、フィルムを意匠用途の外装などに用いる場合にも、同様に高い均一性の塗膜形成が要求されている。これらの用途では、厚み変化率が５％程度よりも大きくなると、厚みの不均一な部分が視覚的に目立つようになり、フィルム外観に大きな悪影響を与えることになる。したがって、これらの用途に適した塗膜形成を行う場合には、特に高い均一性が要求されており、表面自由エネルギーに大きなばらつきがある基材フィルムを用いると、そのような高い均一性を示す塗膜形成を容易に行うことができなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２１３９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、表面自由エネルギーのばらつきが大きな基材フィルムであっても、比較的簡単に均一な塗膜形成を行うことのできる、塗膜の形成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らの検討により、基材フィルムの厚みムラの原因となる表面自由エネルギーの差が大きく、塗布直後にぬれムラがある場合においても、表面自由エネルギーの差に応じて乾燥温度を最適化することで、基材フィルムに均一な塗膜を形成できることが判明した。
【００１１】
表面自由エネルギーの差に応じた最適温度とは、表面自由エネルギーの差（ばらつき）をＸ［ｍＮ／ｍ］、乾燥温度をＹ［℃］としたとき、
Ｙ＝０.１２９・Ｘ2−１０.２４・Ｘ＋１４８.７    …（式１）
によって求められる乾燥温度Ｙ［℃］以下の温度である。
【００１２】
それ故、本発明は、表面自由エネルギーのばらつきが２．５ｍＮ／ｍ以上である基材フィルムの表面に塗布液を塗布して形成する塗膜の乾燥工程において、上記式１によって求められる温度Ｙ［℃］以下の乾燥温度に設定して前記塗膜の乾燥を行うことで、基材フィルム上に塗膜形成を行うものである。これにより、乾燥後の塗膜の厚み変化率がほぼ５％以下に抑えられ、外観ムラのない良好な塗膜形成が行える。
【００１３】
また、表面自由エネルギーのばらつきが５ｍＮ／ｍ以上の場合には、前記乾燥工程における乾燥温度を９５℃以下に保って塗膜の乾燥を行うことが好ましい。従来の一般的な乾燥工程では、１００〜１２０℃の乾燥温度で塗膜の乾燥が行われていたが、表面自由エネルギーのばらつきが５ｍＮ／ｍ以上の場合には、９５℃以下に保って乾燥を行うことにより、乾燥後の塗膜の厚み変化率が５％以下に抑えられ、外観ムラのない良好な塗膜形成が行える。
【００１４】
なお、乾燥工程においては、塗布液の溶媒が蒸発する程度の温度であればよいので、乾燥温度の下限値は塗布液が自然乾燥する常温（例えば２０℃程度）となる。
【００１５】
また、本発明者らは、乾燥温度が上記の条件下にある場合、紫外線硬化型樹脂を含む塗布液の流動性が抑制され、塗膜の均一性が保持されたまま塗布液が乾燥することを見出した。それ故、上記の塗膜の形成方法は、基材フィルムとしてトリアセチルセルロースからなるものを用い、紫外線硬化型樹脂を有機溶剤で希釈した塗布液を用いることができるものである。これにより、紫外線硬化型樹脂を含む塗布液を用いても、均一な塗膜形成が行える。
【００１６】
また、この塗膜の形成方法に用いる基材フィルムの表面自由エネルギーのばらつきは、表面改質処理によって生じた表面自由エネルギーのムラであってもよい。また、その表面改質処理は、基材フィルムの全面に施されるものであってもよいし、一部若しくはパターン状に施されるものであってもよい。このように基材フィルムに対して予め表面改質処理が行われたものであっても、その基材フィルム上に均一な塗膜を形成することができる。
【００１７】
上記の塗膜の形成方法は、任意のフィルム形成に利用されうるものであるが、そのなかでも、例えば、光学用途向けの光学フィルム等の製造に適している。すなわち、塗膜が光学機能を有する光学機能層として形成されることにより、画像表示装置等に用いられる光学用途向けのフィルムであっても、高い均一性を示す光学フィルムを得ることができる。また、そのような光学フィルムは、液晶表示装置等の画像表示装置に好ましく用いられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、表面自由エネルギーのばらつきが大きな基材フィルムであっても、比較的簡単に均一な塗膜形成を行うことができる。すなわち、装置の加工精度を高めるために装置の改良等を行ったり、塗布液の調整を行う必要がなく、塗布後の乾燥温度を制御するだけで均一な塗膜形成が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による塗膜の形成方法は、表面自由エネルギーのばらつきが大きい基材フィルムの表面に塗布液を塗布して形成する塗膜の乾燥工程において、表面自由エネルギーのばらつきの大きさに応じて、乾燥温度を所定温度以下に保って塗膜形成を行うものである。表面自由エネルギーのばらつきが大きい基材フィルムとは、具体的に表面自由エネルギーの最大値と最小値との差が２．５ｍＮ／ｍ以上の基材フィルムであり、より好ましくは５ｍＮ／ｍ以上のものである。以下に、この塗膜の形成方法について具体的に説明する。
【００２０】
例えば、シート状基材フィルムの塗布対象面の全体若しくは一部に、オゾン処理、低圧ＵＶ処理、プラズマ処理又はコロナ処理などの表面改質処理を予め施しておく。これにより、表面自由エネルギーのばらつきが大きい基材フィルムを取得できる。基材フィルムの一部に対して表面改質処理を行う場合、表面改質部と非改質部とで表面自由エネルギーに大きな差が生じる。また、基材フィルムの全面に対して表面改質処理を行う場合であっても、フィルム表面に存在する異物や処理装置のトラブルを要因として表面改質処理にムラが生じたり、経時的な変化によってムラが生じることがある。ただし、基材フィルムに生じる表面自由エネルギーのばらつきは、表面改質処理を行うことによって生じるものに限られるものではなく、他の手法によって生じるものであってもよい。また、何らかの処理が加えられずとも、基材フィルムそのものの特性として表面自由エネルギーに２．５ｍＮ／ｍ以上のばらつきを有しているものであってもよい。
【００２１】
上記のような基材フィルムに対して塗布液を塗布する塗布装置は、特に限定されるものではないが、スロットダイ、リバースグラビア、マイクログラビア、バーコーター、ナイフコータ、ブレードコータ、カーテンコータ、ファウンテンコータなどの既存の装置を使用することができる。塗布工程では、これら任意の塗布装置によって基材フィルムの塗布対象面にほぼ一様な薄層として塗布液が塗布される。
【００２２】
基材フィルムに使用される塗布液は、フィルムの用途等によって種々のものを用いることができる。例えば、後述する光学フィルムとして使用する場合には、それら光学フィルムに適した塗布液が使用される。また、基材フィルムに対して紫外線硬化性樹脂を塗布する場合には、紫外線硬化型樹脂を溶媒で希釈した塗布液が好ましく用いられる。この場合、溶媒は特に限定されるものではないが、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒や、エタノール、メタノール、イソプロパノールなどの脂肪族炭化水素系溶媒や、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、アセトンなどのケトン系溶媒や、酢酸メチルなどのエステル系溶媒が好ましく用いられる。さらに、水を溶媒として用いることもできる。
【００２３】
そして塗布装置で塗布液の塗布された基材フィルムは、基材フィルムが有する表面自由エネルギーのばらつきに応じて定められた乾燥温度以下に保たれた環境下で、塗布液の乾燥が行われる。
【００２４】
具体的には、上記のような表面改質処理等の結果物として得られる基材フィルム表面において、表面自由エネルギーの差がＸ［ｍＮ／ｍ］であったとすると、塗布直後の乾燥工程における乾燥温度は、
Ｙ＝０.１２９・Ｘ2−１０.２４・Ｘ＋１４８.７    …（式１）
によって求められる乾燥温度Ｙ［℃］以下の温度に設定され、その温度環境下で塗布液の乾燥が行われる。また、表面自由エネルギーのばらつきが５ｍＮ／ｍ以上の場合には、乾燥工程における乾燥温度は９５℃以下に保たれることが好ましい。このような乾燥工程ではある程度溶媒の乾燥を行っておく必要があることから、乾燥温度の下限値は常温となり、例えば２０℃、より好ましくは２５℃に設定される。また、このような乾燥工程は基材フィルムに塗布液が塗布された直後に実施されることが好ましい。
【００２５】
フィルムの製造過程において、上記のような乾燥工程が行われることにより、基材フィルムの表面自由エネルギーが２．５ｍＮ／ｍ以上の差を有する場合であっても、基材フィルムに形成される塗膜の厚み変化率がほぼ５％以下となり、均一な塗膜が形成される。特に、表面自由エネルギーのばらつきが５ｍＮ／ｍ以上の場合、従来の乾燥工程では均一な塗膜形成が困難であったが、本実施形態のように乾燥温度を９５℃以下に保って乾燥を行うことにより、基材フィルムに形成される塗膜の厚み変化率をほぼ５％以下にすることができ、均一な塗膜を形成できる。
【００２６】
また、紫外線硬化型樹脂を含む塗布液を用いる場合、上記乾燥工程において溶媒が乾燥して塗布液の流動性が抑制され、塗布液が塗布された時の均一性を保持したままで塗膜を形成できるようになる。そして乾燥工程の後に、紫外線硬化を行うことにより、基材フィルム上に均一な塗膜を形成することができる。
【００２７】
次に、本発明の方法によって塗膜形成が行われるフィルムの一利用例について説明する。上述した塗膜形成方法によって、基材フィルムに形成される塗膜を、例えば光学機能を有する光学機能層として形成することができる。また、液晶表示装置等に使用される偏光板などの光学フィルムを、上記光学機能層が積層された構造として形成することもできる。以下においては、このような光学フィルムの利用例について説明する。
【００２８】
偏光板は、例えば、二色性物質含有のポリビニルアルコール系フィルム等からなる偏光子の片面又は両面に、保護シートやその他の光学フィルムを設けた構造として構成される。
【００２９】
偏光子としては、特に限定されることなく各種のものを使用することができ、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合フィルム等があげられる。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等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限定されるものではないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００３０】
偏光子の片面又は両面に設けられる保護シートを形成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等に優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や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やトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしは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の如きポリ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、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、エポキチ系ポリマー、又は前記ポリマーのブレンド物なども保護シートを形成するポリマーの例としてあげられる。また、保護シートは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００３１】
そして偏光子に保護シートを形成する際に、上述した塗膜形成方法を適用することができる。例えば、偏光子と保護シートの密着性や耐久性の向上などを目的として偏光子の全面若しくは一部に表面改質処理が施された場合であっても、既存の塗布装置を用いて塗布液を全面にほぼ一様な状態で塗布し、表面自由エネルギーのばらつきに応じて、上記式１から求められる乾燥温度Ｙ［℃］以下の温度に設定された環境下で乾燥を行い、さらに硬化処理を施せば、偏光子に対して均一な厚みの保護シートを形成することができ、良好な外観の偏光板が形成できる。
【００３２】
また、以上のような偏光板は、実用に際して各種光学機能層を積層して用いられる。そして上述した塗膜の形成方法は光学機能層を積層形成する際にも使用しうる。
【００３３】
その光学機能層については特に限定されるものではないが、例えば、保護シートの偏光子を設けない面に対して、ハードコート層や反射防止層、スティッキング防止層や、拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理を施したり、視角補償等を目的とした配向液晶層を積層することがあげられる。また、反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板（λ板）を含む）、視角補償層等の画像表示装置の形成に用いられる光学機能層を１層又は２層以上積層したものがあげられる。特に、偏光板に反射板又は半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板又は半透過型偏光板、位相差板が積層されてなる楕円偏光板又は円偏光板、視角補償層が積層されてなる広視野角偏光板、あるいは輝度向上層が積層されてなる偏光板が好ましい。
【００３４】
ハードコート層は偏光板表面の傷つき防止などを目的に設けられるものであり、反射防止層は偏光板表面での外光の反射防止を目的に設けられるものである。また、スティッキング防止層は隣接層との密着を防止するために設けられる層であり、アンチグレア層は偏光板表面での外光反射による偏光板透過光の視認性低下を防止することなどを目的に設けられるものである。
【００３５】
視角補償層は、画像表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜め方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げるための光学機能層である。このような視角補償層が積層された広視野角偏光板としては、例えば位相差板、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または／およ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、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。
【００３６】
また、良視認の広い視野角を達成する点などにより、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。そしてこの種の光学補償機能を示す視角補償層の形成にも、上述した乾燥工程を適用しうる。例えば長尺状のトリアセチルセルロースフィルムに液晶性ディスコティック化合物を含む塗布液を塗布し、その塗布膜を乾燥させる際に、乾燥温度を上述の条件下に設定することにより、均一で外観ムラの少ない位相差板を得ることができる。
【００３７】
輝度向上層が積層された偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上層は液晶表示装置などの画像表示装置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、輝度向上層を積層した偏光板は、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ともに、前記所定偏光状態以外の光を透過させずに反射させる。このような輝度向上層のフィルム面で反射した光をさら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層に再入射させ、その一部または全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上層を透過する光の増量を図るとともに、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して、画像表示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るものである。すなわち、輝度向上層（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、画像表示に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上層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、輝度向上層でいったん反射させ、さら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層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うるような偏光方向となった偏光のみを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画像表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００３８】
また、輝度向上層と反射層等との間に拡散板を設けることもできる。輝度向上層によって反射した偏光状態の光は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、非偏光状態とする。すなわち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て、拡散板を再び通過して輝度向上層に再入射することを繰り返す。元の自然光状態に戻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ムラを少なくし、均一の明るい画面を提供することができる。元の自然光状態に戻す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あいまって均一の明るい表示画面を提供することができる。
【００３９】
以上のような光学的機能を示す輝度向上層としては、例えば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、左回りまた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。そしてこの種の輝度向上層の形成にも上述した塗膜の乾燥工程を適用することができる。例えば長尺状のフィルム基材上に配向液晶層を形成するための塗布液を塗布し、その塗布膜を乾燥させる際に、乾燥温度を上述の条件下に設定することにより、均一で外観ムラの少ない輝度向上層を形成することができる。
【００４０】
また、輝度向上層として、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なども用いられ、この種の輝度向上層では、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸をそろ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ようになる。したがって、この種の輝度向上層が、上述した乾燥によって形成された光学機能層に積層されて、多層構造の偏光板が形成されてもよい。
【００４１】
一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上層では、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。
【００４２】
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の単色光に対して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。したがって、偏光板と輝度向上層の間に配置する位相差板は、１層または２層以上の位相差層からなるものであってもよい。また、このような位相差層についても、塗布液を塗布することによって塗布膜を形成した後、その塗布膜を乾燥させることによって形成することができるので、上述した乾燥を適用すれば外観ムラの少ない位相差層を形成することができる。
【００４３】
このように各種光学機能層を形成する際、基材となるフィルムに塗布液を塗布して塗膜を形成し、その塗膜を上述した温度条件下で乾燥させることによって、ムラのない光学機能層が形成される。そして、その結果得られる光学機能層が光学フィルムに積層されることで、ムラのない高品質な光学フィルムが得られる。さらに、この光学フィルムが偏光板に積層されることにより、ムラのない高品質な偏光板が得られる。
【００４４】
また、偏光板は、偏光板と２層または３層以上の光学機能層とを積層したものからなっていてもよい。したがって、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。また、光学フィルムや偏光板には、上述した乾燥によって形成される光学機能層が少なくとも１層設けられていればよい。そのため、多層構造を有する光学フィルムや偏光板において、少なくとも１層が上述した乾燥によって形成され、他の層が従来の手法によって形成された偏光板であってもよい。
【００４５】
以上のような光学機能層は、保護シートそのものに設けることができるほか、保護シートとは別の光学フィルムに設けることもできる。そして上述した乾燥工程による塗膜形成方法は、保護シートそのものに光学機能層を形成する場合だけでなく、保護シートとは別の光学フィルムに対して光学機能層を形成する場合にも適用できるものである。例えば、保護シートとは別の光学フィルムにあらかじめ表面改質を行った場合でも、塗布液を一様に塗布し、上記式１によって求められる乾燥温度Ｙ℃以下の温度環境下で乾燥を行い、さらに硬化処理を施すことにより、均一な厚みの光学機能層が形成される。
【００４６】
上記のような光学機能層を有する光学フィルムを偏光板に積層する場合、光学フィルムと偏光板とを別個に生成して、液晶表示装置等の画像表示装置の製造プロセスでこれらを互いに貼り合わせることによって積層する方式にても形成することができるが、あらかじめ偏光板に対して光学フィルムを積層したものは、品質の安定性や組立作業等の優れていて画像表示装置の製造工程を効率化させるという利点がある。そして光学フィルムと偏光板とを貼り合わせた後、光学フィルムに対して塗膜形成を行う場合でも上述した乾燥工程を適用することができ、それによって均一な光学機能層を積層することができる。
【００４７】
以上のようにして得られる偏光板は、液晶表示装置の形成に好ましく用いられる。例えば、偏光板を液晶セルの片面又は両面に配置してなる反射型や半透過型、あるいは透過・反射両用型の液晶表示装置に用いることができる。液晶セル基板は、プラスチック基板、ガラス基板のいずれでもよい。また液晶表示装置を形成する液晶セルは任意であり、例えば薄型トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなど、適宜なタイプの液晶セルを用いたものであってもよい。そして上述した塗膜形成方法によって均一な厚みの光学機能層を積層した構造を有する偏光板は、液晶表示装置に好ましく用いることができる。液晶表示装置が、上述した塗膜形成方法によって形成された光学機能層を有する偏光板を備えて構成されることにより、液晶表示装置においてムラのない高品質な画像表示が実現される。
【００４８】
また、上記のようにして得られる偏光板は、液晶表示装置に限られず、有機ＥＬ表示装置やプラズマ表示装置等の画像表示装置にも好ましく用いることができる。
【００４９】
そして上述した塗膜形成方法によって形成された光学フィルムを有する画像処理装置は、表面自由エネルギーのばらつきが大きい基材フィルムを使用する場合であっても、視覚的に外観ムラなどが目立たず、良好な画像表示面を有することになる。
【００５０】
以上のように、本実施形態における塗膜の形成方法は、光学用途向けの光学フィルム、なかでも特に画像表示装置に用いられる偏光板などの光学フィルムを形成する場合に好ましく利用できるものである。ただし、上述した塗膜の形成方法の適用例はそれに限定されるものではなく、任意の基材フィルムに対する均一な塗膜形成に利用されうるものである。例えば、粘着剤層、接着剤層、液晶層、樹脂層などに対しても均一な塗膜形成を行うことができるものである。
【実施例】
【００５１】
以下に、実施例を示しつつ、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００５２】
実施例１．
まず、基材フィルムの作成方法について説明する。ＴＡＣフィルム（富士写真フィルム社製ＴＤ−８０ＵＦ）の表面に、ＵＶ−オゾン処理装置（岩崎電気（株）製ＯＣ−２５０３１６−Ｄ＋Ａ）を用いて０〜３００秒間のＵＶ照射を行うことによって表面改質処理を行い、ＵＶ照射時間の異なる６種類のフィルムを得た。このとき、各フィルム表面の半面にマスクを施すことによって、それぞれのフィルム表面に表面改質部と非改質部とを作成した。そして各フィルムの表面改質部および非改質部の表面自由エネルギーγｓを測定し、表面自由エネルギー差Δγｓを求めた。表面自由エネルギーγｓの測定には、接触角計（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｘ型）を用い、塗布前の基材フィルムに対する、水、ジヨードメタンおよびブロモナフタレンのそれぞれの接触角を測定し、それぞれの接触角から拡張Ｆｏｗｋｅｓの式を用いて算出した。基材フィルムに対するＵＶ照射時間、表面改質部（処理面）の表面自由エネルギーγｓ、および表面改質部と非改質部との表面自由エネルギー差Δγｓの関係を表１に示す。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
次に、塗膜の形成方法について説明する。バーコーターにて紫外線硬化型樹脂（ユニディック１７−８０６／Ｉｒｇ１８４＝１００部／５部）をトルエンで固形分３５重量％に希釈して調整した塗布液を、乾燥後の厚みで約２μｍとなるように塗布した。この塗布方法は、表面改質部から非改質部に向かって基材フィルムのほぼ全面に塗布液を塗布するものであった。塗布後は、乾燥機を用いて一定の乾燥温度下で基材フィルムを３分間乾燥させた後、すぐに紫外線照射機（ＵＳＨＩＯ社製ＵＶＣ−３２１ＡＭ１）を用いて樹脂を硬化させ、塗膜形成されたフィルムを得た。紫外線照射時の積算光量は約２００ｍＪ／ｃｍ2であった。
【００５５】
６種類の各フィルムに塗布した後、乾燥機における乾燥温度を１２０℃に保った状態で乾燥させて得た塗膜の厚み変化率を、表２に示す。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
また、６種類のフィルムのうち、表面自由エネルギー差Δγｓが６．８ｍＮ／ｍであったフィルムを、乾燥温度５０〜１４０℃の各環境下で乾燥させて得た塗膜の厚み変化率を、表３に示す。
【００５８】
【表３】
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【００５９】
表２および表３において、厚み変化率を求めるために、塗膜の厚み分布を、光学干渉式膜厚測定装置（Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｉｎｃ社製タングステンハロゲンランプＬＳ−１、および市販のカーブフィッティング型解析ソフト）にて測定した。このときの測定は、測定スポットΦ１ｍｍとし、１ｍｍピッチで表面改質部と非改質部とのそれぞれを５点ずつ測定した。そして厚み変化率をρ［％］とし、表面改質部側５ｍｍの位置における５点の膜厚平均値をＤ１［μｍ］、非改質部側５ｍｍの位置の位置における５点の膜圧平均値をＤ２［μｍ］、表面改質部および非改質部の１０点の膜厚平均値をＤ３［μｍ］とした場合、本実施例における厚み変化率ρは、
ρ＝（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ３）×１００
の計算によって求めた値である。
【００６０】
まず、表２からわかるように、表面自由エネルギー差Δγｓが２．５ｍＮ／ｍ以上の各フィルムに塗布液を塗布し、１２０℃で乾燥を行うと、全ての厚み変化率が５％を超えた値になり、良好な塗膜形成を行うことができなった。一方、表３を参照すれば、乾燥温度を低くする程、最終的に得られる塗膜の厚み変化率は小さくなることがわかる。
【００６１】
ここで表３をグラフ化すると図１に示されるグラフが得られる。図１のグラフから、乾燥温度が１２０℃以下であれば、厚み変化率は０％になるまで乾燥温度の低下にほぼ比例して小さくなることが読み取れる。また、乾燥温度が８５℃のときには、厚み変化率はほぼ５％を示している。そこで、図１のグラフにおける乾燥温度７０℃〜１２０℃の範囲における厚み変化率の変化率（すなわち傾き）を近似的に求め、直線近似すると、図２のグラフに示す直線Ｌ３となる。
【００６２】
表面自由エネルギー差Δγｓが０ｍＮ／ｍであるフィルムを除き、表面自由エネルギー差Δγｓの異なる５種類のフィルムの全てについても同様に変化すると仮定すると、表１に示される各フィルムについて乾燥温度の異なる環境下で塗膜を乾燥させた場合、図２に示す各直線Ｌ１〜Ｌ５のように厚み変化率が変化すると推定される。なお、図２において、直線Ｌ１は表面自由エネルギー差Δγｓが１１．５ｍＮ／ｍであるフィルム、直線Ｌ２は表面自由エネルギー差Δγｓが８．６ｍＮ／ｍであるフィルム、直線Ｌ３は表面自由エネルギー差Δγｓが６．８ｍＮ／ｍであるフィルム、直線Ｌ４は表面自由エネルギー差Δγｓが５ｍＮ／ｍであるフィルム、そして直線Ｌ５は表面自由エネルギー差Δγｓが２．５ｍＮ／ｍであるフィルムをそれぞれ示している。
【００６３】
図２の推定グラフにおいて、各フィルムの厚み変化率が５％になる乾燥温度を求め、これをさらに表面自由エネルギー差Δγｓとの関係でグラフ化すると、図３に示すグラフが得られる。図３に示す曲線Ｌ６は、厚み変化率がほぼ５％となる表面自由エネルギー差Δγｓと乾燥温度との関係を示す近似曲線である。この近似曲線Ｌ６は、２次曲線として近似されたものであり、表面自由エネルギーの差をＸ［ｍＮ／ｍ］、乾燥温度をＹ［℃］とした場合、演算の結果、
Ｙ＝０.１２９・Ｘ2−１０.２４・Ｘ＋１４８.７    …（式１）
として近似されることが判明した。
【００６４】
したがって、上記実験の結果から、表面自由エネルギーの差（ばらつき）をＸ［ｍＮ／ｍ］、乾燥温度をＹ［℃］としたとき、上記式１によって求められる乾燥温度Ｙ［℃］以下の温度で塗膜の乾燥を行うことにより、表面自由エネルギーの差が大きい場合であっても、乾燥後の塗膜の厚み変化率をほぼ５％以下に抑えることができ、基材フィルムにムラの目立たない均一な塗膜を形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】乾燥温度と厚み変化率と関係の実測結果を示す図である。
【図２】図１の結果から乾燥温度と厚み変化率と関係を推定した結果を示す図である。
【図３】表面自由エネルギー差と塗膜の厚み変化率が５％以下になる乾燥温度との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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