【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ディスプレイ(例えば、OA機器、携帯端末に利用される反射型、半透過型液晶表示装置)、光ディスク用ピックアップに利用される位相差板および楕円偏光板、ならびに反射型および半透過型等の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
λ/4板は、非常に多くの用途を有しており、既に反射型LCD、光ディスク用ピックアップやPS変換素子に使用されている。しかし、λ/4板と称していても、ある特定波長でλ/4を達成しているものが大部分である。より広い波長域でλ/4を達成するために光学異方性を有する2枚のポリマーフィルムを積層する技術が提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。また、位相差がλ/4であるポリマーフィルムと位相差がλ/2であるポリマーフィルムとを遅相軸が交差した状態で貼り合わせてなる位相差板が提案されている(例えば、特許文献3参照)。さらに、レターデーション値が160〜320nmである位相差板を少なくとも2枚、その遅相軸が互いに平行でも直交でもない角度になるように積層してなる位相差板が提案されている(例えば、特許文献4参照)。これらの位相差板は、二枚のポリマーフィルムを使用して、広い波長領域でλ/4を達成している。一方、液晶性分子により形成された複数の光学異方性層を積層することにより、薄膜化した広帯域λ/4板についても開示されている(例えば、特許文献5〜7参照)。
【0003】
上記複数の光学異方性層より形成されたλ/4板を、反射型液晶表示装置に使用する場合、暗表示を得るために、垂直入射時に1/4波長程度を保つように設計される。しかし、反射型液晶表示装置では、通常、室内光あるいは室外光といった外光を利用するため、光は垂直入射するだけではなく、むしろ斜めから入射する場合が多い。反射型液晶表示装置を前記の様に設計しても、光が斜めから入射すると、1/4波長からのズレが生じるため、視野角によりコントラストが低下するといった課題がある。視野角依存性を改良する手段として、ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムを含む補償素子を2枚備える技術が開示されている(例えば特許文献6および7)が、それらのネマチックハイブリッド液晶性フィルムを含む円偏光板を用いた液晶表示装置では、液晶層に電圧が印加された状態で生じる残留レターデーションをキャンセルすることができず、正面方向においても良好な暗表示が得られないために、高コントラストを得ることができないという課題がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−68816号公報
【特許文献2】
特開平10−90521号公報
【特許文献3】
特開平10−68816号公報
【特許文献4】
特開平10−90521号公報
【特許文献5】
特開2001−4837号公報
【特許文献6】
特開2000−32156号公報
【特許文献7】
特開2002−31717号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、液晶表示装置に用いたときに、正面方向において良好なコントラストが得られ、かつ、視野角特性の改善に寄与する位相差板、楕円偏光板およびそれら性能の改善された液晶表示装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、下記の手段により達成された。
[1] 第1の光学異方性層と第2の光学異方性層とを有し、第1および第2の光学異方性層のレターデーションをそれぞれRe1およびRe2としたとき、Re1およびRe2が下記式(1)を満たし、さらに、第1の光学異方性層が、ネマチックハイブリッド配向した液晶性化合物を固定化して形成される層である位相差板。
90nm≧|Re1/2−Re2|(絶対値)≧10nm (1)
【0007】
[2] 前記第1の光学異方性層のチルト角が、第2の光学異方性層に近い側よりも遠い側の方が大きく、第2の光学異方性層の光軸が層平面と平行である[1]の位相差板。
[3] 光学異方性が負の第3の光学異方性層がさらに積層されてなる[1]または[2]のいずれかの位相差板。
[4] 第3の光学異方性層が液晶性化合物、トリアセチルセルロースおよび環状ポリオレフィンから選ばれる少なくとも1種の素材から形成された層である[3]の位相差板。
[5] 波長589.3nmにおける厚み方向のレターデーション(Rth)を下記式で表したとき、第3の光学異方性層のRth値が30〜150nmである[3]または[4]の位相差板。
Rth={(nx+ny)/2 − nz}×d
(式中、nxおよびnyは面内の主屈折率であり、nzは厚さ方向の主屈折率であり、dは厚み(nm)である。)
[6] [1]〜[5]のいずれかの位相差板と偏光膜とからなる楕円偏光板であって、偏光膜、第1の光学異方性層および第2の光学異方性層がこの順に積層されてなる楕円偏光板。
[7] [3]〜[5]のいずれかの位相差板と偏光膜とからなる楕円偏光板であって、偏光膜、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層および第3の光学異方性層がこの順に積層されてなる楕円偏光板。
【0008】
[8] [6]または[7]に記載の楕円偏光板を用いた液晶表示装置。
[9] 対向面がそれぞれラビング処理された上下一対の基板と、該基板に挟持されるとともにツイスト角が0〜100°であるツイステッドネマティック液晶層とからなる液晶セル、および[6]または[7]に記載の楕円偏光板を有する液晶表示装置であって、前記Re1および前記Re2が前記式(1)を満たすとともに、第2の光学異方性層の遅相軸方向が、前記上下一対の基板のラビング方向のなす角の2等分線と実質的に平行である液晶表示装置。
【0009】
【発明の実施の形態】
[位相差板の光学的性質]
本発明の位相差板は、波長550nmにおける位相差が実質的にπである第1の光学異方性層と波長550nmにおける位相差が実質的にπ/2である第2の光学異方性層とを有す。この積層体からなる位相差板は、波長450nm、550nmおよび650nmで測定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.2〜0.3の範囲内であることが好ましい。
本発明において、第1の光学異方性層の波長550nmにおけるレターデーション値は、1/2波長である。具体的には、波長550nmにおけるレターデーション値が200〜300nmの範囲内であることが好ましい。
一方、第2の光学異方性層の波長550nmにおけるレターデーション値は、1/4波長である。具体的には、波長550nmにおけるレターデーション値が80〜190nmの範囲内であることが好ましい。
【0010】
本発明において、第1および第2の光学異方性層の波長550nmにおけるレターデーションをそれぞれRe1およびRe2としたとき、Re1およびRe2は下記式(1)または(2)を満たす。
Re1/2 − Re2 ≧ 10nm (1)
Re2 − Re1/2 ≧ 10nm (2)
(1)または(2)式を満たすことにより、本位相差板を液晶表示装置に用いたとき、液晶層に電圧が印加された状態で生じる残留レターデーションをキャンセルすることができ、良好な暗表示を得ることができる。Re1/2 − Re2の絶対値は10nm以上であり、上限は90nm以下であることが好ましく、100nm以下であることが好ましく、60nm以下であることがさらに好ましい。
【0011】
また、ツイスト角が0〜100°であるツイステッドネマティック液晶層を有する液晶表示装置に使用する際、(1)式を満たすときは、第2の光学異方性層の遅相軸方向が、液晶セルの上下基板のラビング方向のなす角の2等分線と実質的に平行になるように設計するのが好ましい。また、(2)式を満たすときは、第2の光学異方性層の遅相軸方向が、液晶セルの上下基板のラビング方向のなす角の2等分線と実質的に直交するように設計するのが好ましい。ここで、実質的に平行とは0±30°の範囲内であることを意味し、実質的に直交とは90±30°の範囲内であることを意味する。
【0012】
本発明において、光学異方性が負である第3の光学異方性層が積層されていてもよい。前記第3の光学異方性層は、屈折率異方性が負であり、下記数式(3)を満たす。また、波長589.3nmにおける厚み方向のレターデーション(Rth)を下記数式(4)で表したとき、第3の光学異方性層のRth(厚み方向のレターデーション)は、10〜200nmであるのが好ましく、30〜150nmであるのがさらに好ましい。また、第3の光学異方性層のnxとnyは実質的に等しいのが好ましい。
nx ≧ ny > nz (3)
Rth={(nx+ny)/2 − nz}×d (4)
式中、nxおよびnyは光学異方性層の面内の主屈折率であり、nzは厚さ方向の主屈折率であり、dは光学異方性層の厚み(nm)である。
【0013】
本発明の位相差板は、第1および第2の光学異方性層が積層されてなるものであり、さらに、第3の光学異方性層が積層されていてもよい。前記位相差板が第1〜第3の光学異方性層からなる場合、第1、第2および第3の光学異方性層がこの順で積層された態様が好ましい。また、本発明の楕円偏光板は、前記位相差板にさらに直線偏光膜が積層されてなるものであり、第1の光学異方性層が第2の光学異方性層よりも直線偏光膜に近くなるように積層されてなる態様が最も好ましい。
【0014】
本発明において、第1の光学異方性層は、ネマチックハイブリッド配向(好ましくは平均チルト角5゜〜35゜でネマチックハイブリッド配向)した液晶性化合物を固定化して形成される層(以下、「液晶性フィルム」という場合がある)である。ここで、本発明でいうネマチックハイブリッド配向とは、液晶性化合物がネマチック配向しており、このときの液晶性化合物のダイレクターと層平面とのなす角(チルト角)が、層上面と下面とで異なった配向形態をいう。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とでチルト角が異なっている配向形態であり、具体的には、上面界面近傍と下面界面近傍とで該チルト角が5°以上異なっていて、層の上面と下面との間でチルト角が連続的に変化したものを挙げることができる。
【0015】
本発明の第1の光学異方性層と第2の光学異方性層の積層体からなる位相差板において、ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムである第1の光学異方性層を形成する液晶分子のチルト角は、第2の光学異方性層に近い側よりも遠い側の方が大きいことが好ましく、第2の光学異方性層の光軸は層平面と平行であることが好ましい。
【0016】
ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムとは、ネマチックハイブリッド配向している液晶性化合物を、実際に使用される条件下(例えば、液晶表示素子が使用される条件下)において当該配向を保持し、位相差板としての性能が失われない状態とされたフィルムである。このようなネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムにおいては、液晶性分子のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって当該フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、光軸は存在しない。
【0017】
また本発明でいう平均チルト角とは、液晶性フィルムの膜厚方向における液晶性分子のダイレクターとフィルム平面とのなす角度の平均値を意味するものである。前記ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムでは、フィルムの一方の界面付近ではダイレクターとフィルム平面とのなす角度が、絶対値として通常10゜〜70゜、好ましくは15゜〜60゜の角度をなし、当該面と反対の面においては、絶対値として通常0゜〜50゜、好ましくは0゜〜30゜の角度をなしたものとすることができる。その平均チルト角は、絶対値として5゜〜35゜の範囲であり、好ましくは7゜〜33゜、さらに好ましくは10゜〜30゜とすることができる。平均チルト角が5゜〜35゜の範囲から外れた場合、コントラストの低下等を招く。なお平均チルト角は、クリスタルローテーション法を応用して求めることができる。
【0018】
前記ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムは、上記のようなネマチックハイブリッド配向状態が固定化されたものであれば、如何様な液晶性化合物から形成されたものであっても構わない。例えば低分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる液晶性フィルムや、高分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる液晶性フィルムを用いることができる。なお本発明でいう液晶性フィルムとは、フィルム自体が液晶性を呈するか否かを問うものではなく、低分子液晶性化合物、高分子液晶性化合物などの液晶性化合物をフィルム化することによって得られるものを含む。
【0019】
本発明の楕円偏光板において、前記第1および第2の光学異方性層および偏光膜の光学的向きは、全体がほぼ完全な円偏光になるように積層する。このように光学的な向きを設定することで、広い波長領域でλ/4を達成することができる。例えば、第1の光学異方性層の遅相軸と第2の光学異方性層の遅相軸との角度を60°、第1の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸(透過率が面内で最大になる方向)との角度を15°、そして第2の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を75°に設定することで、可視領域全体で円偏光、すなわち広帯域λ/4が達成できる。また、前記第1の光学異方性層の遅相軸と前記第2の光学異方性層の遅相軸との角度を60゜、前記第1の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を75゜、そして、前記第2の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を15゜に設定してもよい。以上の角度の許容範囲は、±10゜以内であり、±8゜以内であることが好ましく、±6゜以内であることがより好ましく、±5゜以内であることがさらに好ましく、±4゜以内であることが最も好ましい。
【0020】
本明細書において、広域帯λ/4とは、具体的には、波長450nm、550nmおよび650nmで測定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.2〜0.3の範囲内であることを意味する。レターデーション値/波長の値は、0.21〜0.29の範囲内であることが好ましく、0.22〜0.28の範囲内であることがより好ましく、0.23〜0.27の範囲内であることが最も好ましい。
【0021】
図1は、楕円偏光板の代表的な態様を示す断面模式図である。図1に示す楕円偏光板は、直線偏光膜(P)、第1の光学異方性層(A)および第2の光学異方性層(B)を、この順に積層した構成を有する。図2は、光学異方性層の遅相軸の方向と直線偏光膜の偏光透過軸または偏光吸収軸の方向とを示す平面図である。図2中、第1の光学異方性層(A)の遅相軸(a)と第2の光学異方性層(B)の遅相軸(b)との同一面内での角度(α)は、50〜70゜であることが好ましい。第1の光学異方性層(A)の遅相軸(a)と直線偏光膜の偏光透過軸または偏光吸収軸(p)との角度(β)は、10〜20゜であることが好ましい。また、図3は、図1の断面模式図中に、第1の光学異方性層(A)における液晶性分子(LC)の配向状態の一例、および第2の光学異方性層の光軸の方向の一例を矢印(o)で示した断面模式図である。図3では、第1の光学異方性層(A)において、棒状の液晶性分子(LC)が、平均チルト角5゜〜35゜でネマチックハイブリッド配向し、第2の光学異方性層(B)の光軸は、層平面に平行である。
図4は、さらに第3の光学異方性層(C)が積層された本発明の位相差板の一態様の断面模式図である。第3の光学異方性層(C)は負の異方性を示す。前記した様に、第3の光学異方性層(C)を有する態様では、第1の光学異方性層(A)、第2の光学異方性層(B)および第3の光学異方性層(C)がこの順で積層された態様が好ましく、偏光膜(P)は、第1の光学異方性層(A)と最も近くなるように積層されてなる本態様が好ましい。
【0022】
[第1の光学異方性層]
本発明において、第1の光学異方性層はネマチックハイブリッド配向を有す液晶性フィルムからなる。前記第1の光学異方性層を構成する液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物が好ましく、棒状液晶性化合物が更に好ましい。第1の光学異方性層において、液晶性化合物はネマチックハイブリット配向している状態で固定されていることが好ましく、重合反応により固定されていることがさらに好ましい。棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。棒状液晶性化合物を重合によって配向を固定することがより好ましく、重合性棒状液晶性化合物としては、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、および特開2001−328973号公報などに記載の化合物を用いることができる。
【0023】
光学異方性層は、液晶性化合物、および所望により下記の重合性開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成することができる。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。塗布液の塗布は、公知の方法(例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
【0024】
配向した液晶性化合物を、配向状態を維持して固定する。固定化は、液晶性分子に導入した重合性基(P)の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
【0025】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。液晶性化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、100〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。光学異方性層の厚さは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましい。
【0026】
[第2の光学異方性層]
本発明において、第2の光学異方性層は、第1の光学異方性層と同様にハイブリッド配向した液晶性化合物からなる層でもよいが、光軸が層平面に対して一様に平行であるのが好ましい。そのような光学異方性層は、液晶性化合物を実質的に水平(ホモジニアス)配向させてなる液晶性フィルムであってもよいし、延伸したポリマーフィルムであってもよい。
【0027】
液晶性分子の実質的な水平(ホモジニアス)配向とは、液晶性分子のダイレクター方向と層平面との平均角度が0〜40°の範囲内であり、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターと層平面とのなす角度が5°より小さいことを意味する。液晶性分子は配向状態で固定化されているのが好ましく、重合により固定化されているのがより好ましい。固定化の方法、固定化可能な液晶分子の構造としては前記ハイブリッド配向の固定化の説明で挙げた例と同様である。
【0028】
第2の光学異方性層は、ポリマーフィルムから形成してもよい。ポリマーフィルムは、光学異方性を発現し得るポリマーから形成する。そのようなポリマーの例には、ポリオレフィン(例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー)、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルおよびセルロースエステル(例、セルローストリアセーテート、セルロースジアセテート)が含まれる。また、これらのポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いてもよい。
【0029】
ポリマーフィルムの光学異方性は、延伸により得ることが好ましい。延伸は一軸延伸であることが好ましい。一軸延伸は、2つ以上のロールの周速差を利用した縦一軸延伸、またはポリマーフィルムの両サイドを掴んで幅方向に延伸するテンター延伸が好ましい。なお、二枚以上のポリマーフィルムを用いて、二枚以上のフィルム全体の光学的性質が前記の条件を満足してもよい。ポリマーフィルムは、複屈折のムラを少なくするためにソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ポリマーフィルムの厚さは、20〜500nmであることが好ましく、40〜100nmであることが最も好ましい。
【0030】
[第3の光学異方性層]
本発明の位相差板および楕円偏光板は、負の光学異方性を示す第3の光学異方性層を有していてもよい。第3の光学異方性層は、前記数式(3)を満足するものであれば、単層から形成されていてもよく、多層から形成されていてもよい。第3の光学異方性層は、光学異方性を発現させたポリマーフィルムであってもよいし、液晶性化合物を配向させることによって光学異方性を発現させたものであってもよいし、それらを積層したものでもよい。第3の光学異方性層がポリマーフィルムである場合、該ポリマーフィルムの材質については、トリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、ポリイミド、変性ポリカーボネートなどが挙げられるが、これらが負の光学異方性を発現するときのポリマー分子鎖の配向状態と同様な分子鎖の配向状態を取れるものであれば、ポリマーフィルムの材質は前記材料に限定されない。中でもトリアセチルセルロースや環状ポリオレフィンからなるポリマーフィルムが好ましい。また、ポリマーフィルムを2軸延伸することより所望のRthを発現させてもよい。また、添加剤をポリマーに加えてRthを調整してもよく、トリアセチルセルロースのRthを調整する技術としては特開2000−111914号公報、特開2001−166144号公報が知られている。
【0031】
第3の光学異方性層を液晶性化合物から形成する場合は、ディスコティック液晶性化合物またはコレステリック液晶性化合物より形成するのが好ましく、ディスコティック液晶性化合物から形成するのがより好ましい。ディスコティック液晶性化合物を基板に対して実質的に水平に配向させることにより、負の光学異方性を示す層を形成できる。かかる技術については、特開平11−352328号公報に開示されている。実質的に水平とは、ディスコティック液晶性分子の光軸と基板法線方向のなす平均角度が0±10°の範囲を意味する。ディスコティック液晶性分子の平均傾斜角が0°ではない(具体的には0±10°の範囲)斜め配向をさせてもよいし、傾斜角が徐々に変化するハイブリット配向をさせてもよい。また、キラル剤を添加したり、ずり応力を与えることによって、上記配向状態にねじれ変形を加えたものであってもよい。
【0032】
第3の光学異方性層を形成するディスコティック液晶性化合物の好ましい例については、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhanget al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))に記載されている。ディスコティック液晶性分子の重合については、特開平8−27284号公報に記載がある。ディスコティック液晶性分子を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。重合性基を有するディスコティック液晶性分子について、特開2001−4387号公報に開示されている。
【0033】
コレステリック液晶性分子は螺旋状のねじれ配向により負の光学異方性を示す。コレステリック液晶性分子をらせん状に配列させるとともに配列のねじれ角やレターデーション値などを制御することによって所望の光学特性を得ることが出来る。コレステリック液晶性分子のねじれ配向は公知の方法を用いることで達成可能である。液晶性分子は配向状態で固定されているのが好ましく、重合によって固定化されているのがより好ましい。
【0034】
前記第1、第2および第3の光学異方性層は液晶性化合物またはポリマーフィルムにより形成することができる。これらの積層体の作製法には以下のような例が挙げられる。
第1、第2および第3の光学異方性層のいずれも液晶性化合物よりなる場合、3層を同一支持体上に逐次積層してもよいし、それぞれを仮支持体上に形成した後、それらを貼り合せてもよいし、2層を同一支持体上に逐次積層したものに、仮支持体上に形成した1層を転写してもよい。
第1の光学異方性層が液晶性化合物からなり、第2および第3の光学異方性層が液晶化合物またはポリマーフィルムからなる場合、該ポリマーフィルムを液晶化合物からなる層を形成するための支持体として用いることができる。例えば、トリアセチルセルロース等の負の光学異方性を有すポリマーフィルムは、第3の光学異方性層として利用でき、かつ液晶化合物よりなる第2の光学異方性層の支持体としても利用できる。さらに、その上に第1の光学異方性層を形成する液晶化合物を塗布してもよい。また異なる例として、延伸したポリマーフィルムを第2の光学異方性層として用いた場合、該フィルムの一方の面に第1の光学異方性を形成する液晶化合物を塗布できる。第3の光学異方性層の積層には、反対の面に液晶化合物を塗布してもよいし、仮支持体上に形成した液晶層を転写してもよいし、光学異方性を有すポリマーフィルムを貼り合せてもよい。
【0035】
液晶化合物を塗布する支持体として用いられるポリマーフィルムは、前記第2または第3の光学異方性層のいずれかの層としても利用できるし、偏光子の保護フィルムとしても利用できるし、そのどちらの機能も兼ね備えたフィルムとしても利用できる。また、光学異方性を持たない等方性のフィルムを支持体または保護フィルムとして用いてもよい。
【0036】
本発明の楕円偏光板の好ましい形態は、偏光板、第1および第2の光学異方性層がこの順で、または、偏光板、第1、第2および第3の光学異方性層がこの順で積層されたものであり、最終的にこの順になれば、積層していく順序は問われない。
【0037】
前記第1の光学異方性層は、液晶性化合物のネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムであり、第2の光学異方性層も同様の液晶性フィルムであってもよい。該液晶性フィルムは、厚み方向に対して上と下で液晶分子の傾斜角度が異なるため、フィルム平面に対して上下非対称である。したがって、例えば、偏光板に近い側の液晶性分子の方が高チルト角であるか、あるいは低チルト角であるかによって、液晶表示装置に用いた際に、視野角改良効果が異なる。液晶セルの光学パラメーターや要求される光学性能等を考慮して、光軸が水平である光学異方性層を用いるか、ハイブリッド配向を有す光学異方性層を用いるか、それらの配置関係、ハイブリッド配向の方向、各層の面内レターデーション、Rthなどを最適化するのが好ましい。
【0038】
前記ネマチックハイブリッド配向した液晶性フィルムの形成において、支持体側のチルト角と空気界面側のチルト角は、配向膜や液晶層に添加する空気界面配向剤の選択によって制御でき、支持体側を低チルト角で空気界面側を高チルト角にすることもできるし、その逆もできる。さらに、同一の配向膜と空気界面配向剤を用いても、仮支持体上に形成した後、別の基板に転写することで、高チルト角側と低チルト角側が上下逆転したハイブリッド配向フィルムを得ることができる。
【0039】
[配向膜]
前記第1、第2および第3の光学異方性層を、液晶性分子から形成する場合、液晶性分子を配向させるためには配向膜を用いることが好ましい。例えば、前記第1、第2および第3の光学異方性層を同一支持体上に順次形成する場合は、支持体/配向膜/第1の光学異方性層/配向膜/第2の光学異方性層/配向膜/第3の光学異方性層、または、支持体/配向膜/第3の光学異方性層/配向膜/第2の光学異方性層/配向膜/第1の光学異方性層、等のように、各光学異方性層を配向膜上に形成してその配向を制御し、所望の光学特性を発現させることが出来る。
要求される光学特性、および用いる液晶性分子の種類に応じて、配向膜の材質を選択することができる。また、各光学異方性層間に配向膜を別途設けなくとも、光学異方性層を構成する成分中に配向膜機能を有する分子を添加することにより、該光学異方性層の上に積層された光学異方性層を所望の配向状態にすることもできる。
【0040】
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法による有機化合物(たとえば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、ステアリン酸メチル)の累積(LB膜)のような手段で設けることが出来る。さらに、電場や磁場の付与あるいは光照射によって配向機能が生じる配向膜も知られている。ポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより実施する。
【0041】
配向膜に使用するポリマーの種類は、液晶化合物の配向(特に平均傾斜角)に応じて決定する。発現しようとする傾斜角に応じて表面エネルギーを調整することが好ましい。また、本発明において、第3の光学異方性層を液晶性分子で形成する場合には、配向膜の表面エネルギーを低下させないポリマーを用いることが好ましい。また、第3の光学異方性層をディスコティック液晶性分子を用いて形成する場合は、ラビング処理をしなくてもよく、配向膜が無くても良い。ただし、液晶性分子と透明支持体との密着を改善する目的で、界面で液晶性分子と化学結合を形成する配向膜(特開平9−152509号公報記載)を用いてもよい。密着性改善の目的で配向膜を使用する場合は、ラビング処理を実施しなくても良い。
【0042】
第1または第2の光学異方性層において、棒状液晶性分子のダイレクターを透明支持体の長軸方向に対して45°よりも大きい角度で配向させる場合にはラビング方向に対して直交方向に棒状液晶性分子のダイレクターが並ぶような配向膜(以下直交配向膜という)を用いることが好ましい。直交配向膜に関しては特開2002−62427号公報および特開2002−268068号公報に記載されている。
【0043】
配向膜の厚さは、0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜3μmであることがさらに好ましい。
なお、いずれの配向膜を用いた場合も、液晶性分子を配向状態に固定した後は、他の支持体上等に転写可能である。配向状態で固定化された液晶化合物は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。したがって本発明の位相差板は、各光学異方性層を同一の支持体上で順次形成して作製する方法以外に、仮支持体上などで形成した各光学異方性層を、必要があれば接着剤などを用いて、貼り合せる方法によっても作製することが出来る。
【0044】
いずれの配向膜においても、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。
【0045】
[透明支持体]
本発明の位相差板および楕円偏光板は、支持体を有していてもよく、該支持体としては透明支持体が好ましい。透明支持体としてはガラス板またはポリマーフィルム、好ましくはポリマーフィルムが用いられる。支持体が透明であるとは、光透過率が80%以上であることを意味する。
透明支持体の厚みは、10〜500μmであることが好ましく、30〜200μmであることがさらに好ましい。
【0046】
透明支持体とその上に設けられる層(接着層、配向膜あるいは光学異方性層)との接着を改善するために、透明支持体に表面処理(例えば、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線処理、火炎処理など)を実施しても良い。
透明支持体に紫外線吸収剤を添加しても良い。
透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設けても良い。接着層については、特開平7−333433号公報に記載がある。接着層の厚さは、0.1〜2μmであることが好ましく、0.2〜1μmであることが好ましい。
【0047】
透明支持体としては、波長分散が小さいポリマーフィルムを用いることが好ましい。透明支持体は、光学異方性が小さいことも好ましい。波長分散が小さいとは、具体的には、Re400/Re700の比が1.2未満であることが好ましい。光学異方性が小さいとは、具体的には、面内レターデーション(Re)が20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。ポリマーの例には、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートおよび環状ポリオレフィンが含まれる。セルロースエステルが好ましく、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチルセルロースが最も好ましい。環状ポリオレフィンとしては、特公平2−9619号公報記載のテトラシクロドデセン類の開環重合体またはテトラシクロドデセン類とノルボルネン類の開環共重合体を水素添加反応させて得られた重合体を構成成分とするポリマー、商品名としてはアートン(JSR製)や、ゼオネックス、ゼオノア(日本ゼオン製)のシリーズから使用することができる。ポリマーフィルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。
【0048】
[楕円偏光板]
本発明の位相差板は、液晶表示装置において使用されるλ/4板、光ディスクの書き込み用のピックアップ、GH−LCDやPS変換素子に使用されるλ/4板、あるいは反射防止膜として利用されるλ/4板として、特に有利に用いられる。なお、λ/4板は、一般に偏光膜と組み合わせて使用される。よって、位相差板と偏光膜とを組み合わせた楕円偏光板として構成しておくと、容易に反射型および半透過型液晶表示装置のような用途とする装置に組み込むことができる。
【0049】
本発明の楕円偏光板は上記位相差板と直線偏光膜から構成される。直線偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。偏光膜の偏光軸(透過軸)は、フィルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。偏光膜は、一般に保護膜を有する。透明支持体をポリマーフィルムからなる光学異方性層として機能させることもできるし、偏光膜の片側の保護膜として機能させることもできる。透明支持体とは別に保護膜を用いる場合は、保護膜として光学的等方性が高いセルロースエステルフイルム、特にトリアセチルセルロースフィルムや環状ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましい。光学的等方性が高いとは、具体的には、面内レターデーション(Re)が20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。さらに、厚み方向のレターデーション(Rth)が50nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましい。
【0050】
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、前記楕円偏光板を少なくとも有し、反射型、半透過型、透過型液晶表示装置等が含まれる。液晶表示装置は一般的に、偏光板、液晶セル、および必要に応じて位相差板、反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラーフィルター等の部材から構成されるが、本発明においては前記楕円偏光板を使用することを必須とする点を除いて特に制限は無い。また前記楕円偏光板の使用位置は特に制限はなく、また、1カ所でも複数カ所でも良い。液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。液晶セルを構成する前記透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶性化合物、高分子液晶性化合物およびこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性化合物等を添加することもできる。
【0051】
前記液晶セルは、前記電極基板および液晶層の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていても良い。前記液晶セルの方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、STN(SuperTwisted Nematic)方式、ECB(ElectricallyControlled Birefringence)方式、IPS(In−Plane Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式、MVA(Multidomain Vertical Alignment)方式、PVA(Patterned Vertical Alignment)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式、HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、STN−LCD等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにTFT(Thin Film Transistor)電極、TFD(Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であっても良い。カラーフィルターを使用しないフィールドシーケンシャル方式であってもよい。
【0052】
本発明における楕円偏光板は、反射型および半透過型液晶表示装置に好ましく用いられる。反射型液晶表示装置は、反射板、液晶セルおよび偏光板を、この順に積層した構成を有する。位相差板は、反射板と偏光膜との間(反射板と液晶セルとの間または液晶セルと偏光膜との間)に配置される。反射板は、液晶セルと基板を共有していてもよい。半透過反射型液晶表示装置は、電液晶セルと、該液晶セルより観察者側に配置された偏光板と、前記偏光板と前記液晶セルの間に配置される少なくとも1枚の位相差板と、観察者から見て前記液晶層よりも後方に設置された半透過反射層を少なくとも備え、さらに観察者から見て前記半透過反射層よりも後方に少なくとも1枚の位相差板と偏光板とを有す。このタイプの液晶表示装置では、バックライトを設置することで反射モードと透過モード両方の使用が可能となる。
【0053】
前記液晶表示装置において、少なくとも1枚の位相差板と偏光板は楕円偏光板として機能する。本発明における液晶表示装置は、本発明の前記楕円偏光板を少なくとも1ヶ所用いたものである。
【0054】
本発明の位相差板および楕円偏光板は前記用途に限らず、その他の種々の用途に供することが出来る。たとえば、ホスト−ゲスト型液晶表示装置、タッチパネル、エレクトロルミネッセンス(EL)素子などの反射防止膜、反射型偏光板などに用いることができる。
【0055】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することが出来る。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例に制限されるものではない。
[実施例1]
(位相差板の作製)
幅100mm、長さ150mmのガラス基板に配向膜(下記構造式のポリマー)の希釈液をスピンコート塗布し、80℃で1時間、180℃で1時間、さらに250℃で1時間加熱し、厚さ0.5μmの配向膜を形成した。
【0056】
配向膜用ポリマー
【化1】
【0057】
ラビング処理を施した配向膜の上に、下記の組成の塗布液をスピンコート塗布、乾燥、および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して厚さ2.4μmの光学異方性層Aを形成した。光学異方性層Aはラビング方向に遅相軸を有しており、550nmにおけるレターデーション値(ReA)は255nmであった。クリスタルローテーション法を応用して傾斜角を測定したところ、配向膜界面側のチルト角が5°で空気界面側のチルト角が45°で、且つ平均チルト角が25°のハイブリッド配向をしていることがわかった。この光学異方性層Aと、厚さ80μmで表面をけん化処理したトリアセチルセルロースフィルムとを粘着剤で貼り合わせ、光学異方性層Aをガラス基板から剥離した。ここで用いたトリアセチルセルロースフィルムは589.3nmで測定したRth値が20nmである負の光学異方性を有した。
光学異方性層Aの塗布液組成
下記の棒状液晶性化合物(1) 14.5質量%
下記の増感剤 0.15質量%
下記の光重合開始剤 0.29質量%
メチルエチルケトン 85.06質量%
【0058】
棒状液晶性化合物(1)
【化2】
【0059】
【化3】
【0060】
厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフイルムを、ヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコール(クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤としてけん化処理したトリアセチルセルロースフィルムと貼り合わせ、両面がトリアセチルセルロースによって保護された偏光板を得た。このとき、片面のトリアセチルセルロースフィルムには、上記作製した光学異方性層Aの転写されているフィルムを用いて、光学異方性層Aの転写されている面とは反対側の面を偏光膜と貼り合せた。このとき、偏光板の透過軸と光学異方性層Aのなす角は75°であった。
【0061】
一軸延伸したアートンフィルム(JSR製)を光学異方性層Bとして用いた。光軸はフィルム平面と平行であり、550nmで測定したレターデーション値(ReB)は112nmであった。したがって、ReA/2−ReB=15.5nmであった。このアートンフィルムと上記作製した光学異方性層Aと偏光膜の積層体を、偏光膜、光学異方性層A、光学異方性層Bの順になるように粘着剤で貼り合せ、楕円偏光板を得た。このとき、偏光板の透過軸と光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの遅相軸それぞれとのなす角は、それぞれ75°および15°であった。また、ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムからなる光学異方性層Aのチルト角は、偏光膜に近い方の界面で45°であり、光学異方性層Bに近い方の界面で5°であった。
【0062】
[実施例2]
厚さが40μmのトリアセチルセルロースフィルムの表面をけん化処理し、その上にポリビニルアルコールの希釈液を塗布し、厚さ1μmの配向膜を形成した。ここで用いたトリアセチルセルロースフィルムは589.3nmで測定したRth値が20nmである負の光学異方性を有した。ラビング処理した該配向膜の上に、実施例1と同様に光学異方性層Aの塗布液を塗布し、乾燥および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して厚さ2.4μmの光学異方性層Aを形成した。光学異方性層Aはラビング方向に遅相軸を有しており、550nmにおけるレターデーション値(ReA)は255nmであった。クリスタルローテーション法を応用して傾斜角を測定したところ、配向膜界面の傾斜が5°で空気界面側の傾斜が45°で、且つ平均チルト角が25°のハイブリッド配向をしていることがわかった。
【0063】
一軸延伸したアートンフィルム(JSR製)を光学異方性層Bとして用いた。光軸はフィルム平面と平行であり、550nmで測定したレターデーション値(ReB)は112nmであった。したがって、ReA/2−ReB=15.5nmであった。このアートンフィルムと上記作製した光学異方性層Aの形成されたトリアセチルセルロースフィルムを粘着剤で貼り合せた。このとき、光学異方性層Aの形成された面とは反対側の面がアートンフィルムと接するように貼り合わせ、光学異方性層Aと光学異方性層Bの遅相軸とのなす角は60°であった。
【0064】
厚さが40μmのトリアセチルセルロースフィルムにより両面が保護された偏光板と、上記作製した光学異方性層Aと光学異方性層Bとの積層体を、偏光板、光学異方性層A、光学異方性層Bの順になるように粘着剤で貼り合せ、楕円偏光板を得た。このとき、偏光板の透過軸と光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの遅相軸それぞれとのなす角は、それぞれ75°および15°であった。また、ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶フィルムからなる光学異方性層Aのチルト角は、偏光膜に近い方の界面で45°であり、光学異方性層Bに近い方の界面で5°であった。
【0065】
[実施例3]
光学異方性層Bとして、550nmで測定したレターデーション値(ReB)が145nmである一軸延伸したアートンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの積層体からなる楕円偏光板を得た。ReB−ReA/2=17.5nmであった。
【0066】
[実施例4]
厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムの表面をけん化処理し、その上にポリビニルアルコールの希釈液を塗布し、厚さ1μmの配向膜を形成した。ラビング処理した該配向膜の上に、下記の組成の光学異方性層Bの塗布液を塗布し、乾燥、および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して厚さ1.0μmの光学異方性層Bを形成した。ここで用いたトリアセチルセルロースフィルムは589.3nmにおけるRth値が50nmである負の光学異方性を有し、光学異方性層Cとして機能することがわかった。該光学異方性層Cの上に形成された光学異方性層Bは、ホモジニアス配向をした液晶分子が固定化されたフィルムであり、光軸は層平面に対して平行であることがわかった。また、550nmで測定した光学異方性層Bのレターデーション値(ReB)は110nmであった。
実施例1と同様にして作製した偏光板と光学異方性層A(550nmにおけるレターデーション値(ReA)は255nmであった)の積層体と、上記作製した光学異方性層Bと光学異方性層Cの積層体を、偏光板、光学異方性層A、光学異方性層B、光学異方性層Cの順になるように貼り合わせ、楕円偏光板を得た。このとき、偏光板の透過軸と光学異方性層Aおよび光学異方性層Bのそれぞれの遅相軸とのなす角は、それぞれ75°および15°であった。また、ReA/2−ReB=17.5nmであった。
光学異方性層Bの塗布液組成
上記の棒状液晶性化合物(1) 13.0質量%
上記の増感剤 0.13質量%
上記の光重合開始剤 0.39質量%
下記の添加剤 0.13質量%
メチルエチルケトン 86.35質量%
【0067】
添加剤(配向制御剤)
【化4】
【0068】
[比較例1]
光学異方性層Bとして、550nmで測定したレターデーション値(ReB)が128nmである一軸延伸したアートンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの積層体からなる楕円偏光板を得た。このとき、ReB−ReA/2=0.5nmであった。
【0069】
[比較例2]
光学異方性層Bとして、550nmで測定したレターデーション値(ReB)が122nmである一軸延伸したアートンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板、光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの積層体からなる楕円偏光板を得た。このとき、ReB−ReA/2=5.5nmであった。
【0070】
[比較例3]
実施例2と同様にして、トリアセチルセルロースフィルムに光学異方性層Aを形成した。実施例1と同様に、トリアセチルセルロースで両面が保護された偏光板の作製において、片面にこの光学異方性層Aの形成されたトリアセチルセルロースを用いて、光学異方性層Aの形成された面とは反対側の面が偏光膜と接するように貼り合せた。次いで、550nmで測定したレターデーション値(ReB)が128nmである一軸延伸したアートンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様に、アートンフィルムを光学異方性層Bとして貼り合せ、楕円偏光板を作製した。このとき、ReB−ReA/2=0.5nmであり、ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶フィルムからなる光学異方性層Aのチルト角は、偏光膜に近い方の界面で5°であり、光学異方性層Bに近い方の界面で45°であった。
【0071】
[視野角測定]
反射型の液晶表示装置として、次のものを用いた。基板が0.7mmの厚みのガラス、液晶セルのギャップが2.7μm、観察者側の電極がITO電極、その対向電極が凹凸をつけたアルミ反射電極、液晶セルの配向膜がポリイミドで、ラビング角度(液晶のねじれ角度に等しい)が70°のセルを作製し、この空隔部に、Δn=0.086で、且つ誘電率異方性が+10.0のネマチック液晶を注入し、液晶セルを作製した。
これに、実施例1、2および4で作製した楕円偏光板を、光学異方性層Bの遅相軸方向が、液晶セルの上下基板のラビング方向のなす角の2等分線と平行になるようにそれぞれ配置して、液晶表示装置を作製した。また、実施例3で作製した楕円偏光板を、液晶セルの上下基板のラビング方向のなす角の2等分線と直交するように配置し、液晶表示装置を作製した。また、比較例1〜3で作製した楕円偏光板を、光学異方性層Bの遅相軸方向が、液晶セルの上下基板のラビング方向のなす角の2等分線と直交するようにそれぞれ配置して、液晶表示装置を作製した。
【0072】
続いて、通常の室内蛍光灯照明下で、分光放射輝度計を用いて、作製したそれぞれの液晶表示装置の反射輝度の測定を行った。このときの観察角度は、液晶表示装置を水平に置いたまま、正面方向、または法線から50°の方向に角度を固定し、液晶表示装置の方位を15°毎に変えながら測定した。液晶表示装置のON時とOFF時のそれぞれの輝度を測定し、ON時とOFF時の輝度の比であるコントラスト比を算出した。下表には正面方向のコントラスト比と、極角50°においてコントラスト比が最も小さくなった方位での値を記載した。
【0073】
【表1】
【0074】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示装置等に用いたときに、正面方向において良好なコントラストが得られ、かつ、視野角特性の改善に寄与する位相差板、楕円偏光板およびそれら性能の改善された液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の楕円偏光板の代表的な実施形態を示す断面図である。
【図2】図1の楕円偏光板の光学異方性層の遅相軸の方向と偏光膜の偏光透過軸または偏光吸収軸の方向とを示す平面図である。
【図3】本発明の楕円偏光板の好ましい態様を示す断面図であり、第1の光学異方性層では液晶分子のハイブリッド配向を示し、第2の光学異方性層の矢印は光軸の方向を示す。
【図4】本発明の楕円偏光板の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
A 第1の光学異方性層
B 第2の光学異方性層
C 第3の光学異方性層
LC 液晶性分子
P 偏光膜
a 第1の光学異方性層の遅相軸
b 第2の光学異方性層の遅相軸
p 偏光透過軸または偏光吸収軸
o 第2の光学異方性層の光軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to various displays (for example, OA equipment, reflective and transflective liquid crystal display devices used for portable terminals), retardation plates and elliptically polarizing plates used for optical disk pickups, and reflective and transflective devices. The present invention relates to a liquid crystal display device such as a mold.
[0002]
[Prior art]
The λ / 4 plate has a great many applications, and is already used for a reflective LCD, a pickup for an optical disk, and a PS conversion element. However, even if it is referred to as a λ / 4 plate, most of them achieve λ / 4 at a specific wavelength. In order to achieve λ / 4 in a wider wavelength range, a technique of laminating two polymer films having optical anisotropy has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). There has also been proposed a phase difference plate in which a polymer film having a phase difference of λ / 4 and a polymer film having a phase difference of λ / 2 are bonded together with a slow axis crossed (for example, Patent Documents). 3). Furthermore, a retardation plate is proposed in which at least two retardation plates having a retardation value of 160 to 320 nm are laminated so that their slow axes are not parallel or orthogonal to each other (for example, (See Patent Document 4). These retardation plates achieve λ / 4 in a wide wavelength region by using two polymer films. On the other hand, a broadband λ / 4 plate that has been thinned by laminating a plurality of optically anisotropic layers formed of liquid crystal molecules has also been disclosed (see, for example, Patent Documents 5 to 7).
[0003]
When a λ / 4 plate formed of a plurality of optically anisotropic layers is used in a reflective liquid crystal display device, it is designed to maintain about ¼ wavelength at normal incidence in order to obtain a dark display. . However, since the reflection type liquid crystal display device normally uses outside light such as room light or outdoor light, the light is not only incident vertically but rather is incident from an oblique direction. Even when the reflective liquid crystal display device is designed as described above, when light is incident obliquely, a deviation from a quarter wavelength occurs, and there is a problem that the contrast is lowered depending on the viewing angle. As a means for improving the viewing angle dependency, a technique including two compensators including a liquid crystalline film in which a nematic hybrid alignment is fixed is disclosed (for example, Patent Documents 6 and 7), but those nematic hybrid liquid crystal properties are disclosed. In a liquid crystal display device using a circularly polarizing plate including a film, residual retardation that occurs when a voltage is applied to the liquid crystal layer cannot be canceled, and good dark display cannot be obtained even in the front direction. There is a problem that high contrast cannot be obtained.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-68816
[Patent Document 2]
JP-A-10-90521
[Patent Document 3]
JP-A-10-68816
[Patent Document 4]
JP-A-10-90521
[Patent Document 5]
JP 2001-4837 A
[Patent Document 6]
JP 2000-32156 A
[Patent Document 7]
JP 2002-31717 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a retardation plate, an elliptically polarizing plate, and a liquid crystal with improved performance, which can provide good contrast in the front direction when used in a liquid crystal display device and contribute to the improvement of viewing angle characteristics. It is to provide a display device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention has been achieved by the following means.
[1] It has a first optical anisotropic layer and a second optical anisotropic layer, and the retardation of each of the first and second optical anisotropic layers is Re. 1 And Re 2 When Re 1 And Re 2 Satisfies the following formula (1), and the first optically anisotropic layer is a layer formed by fixing a liquid crystalline compound having nematic hybrid alignment.
90nm ≧ | Re 1 / 2-Re 2 | (Absolute value) ≥ 10 nm (1)
[0007]
[2] The tilt angle of the first optical anisotropic layer is larger on the side farther than the side closer to the second optical anisotropic layer, and the optical axis of the second optical anisotropic layer is the layer. The retardation plate of [1] which is parallel to the plane.
[3] The retardation plate of any one of [1] or [2], wherein a third optical anisotropic layer having negative optical anisotropy is further laminated.
[4] The retardation plate according to [3], wherein the third optically anisotropic layer is a layer formed of at least one material selected from a liquid crystalline compound, triacetylcellulose, and cyclic polyolefin.
[5] When the retardation (Rth) in the thickness direction at a wavelength of 589.3 nm is expressed by the following formula, the Rth value of the third optical anisotropic layer is 30 to 150 nm. Phase difference plate.
Rth = {(nx + ny) / 2−nz} × d
(In the formula, nx and ny are in-plane main refractive indexes, nz is the main refractive index in the thickness direction, and d is the thickness (nm).)
[6] An elliptically polarizing plate including the retardation plate of any one of [1] to [5] and a polarizing film, wherein the polarizing film, the first optical anisotropic layer, and the second optical anisotropic layer Are stacked in this order.
[7] An elliptically polarizing plate comprising the retardation plate of any one of [3] to [5] and a polarizing film, wherein the polarizing film, the first optical anisotropic layer, and the second optical anisotropic layer And an elliptically polarizing plate in which the third optically anisotropic layer is laminated in this order.
[0008]
[8] A liquid crystal display device using the elliptically polarizing plate according to [6] or [7].
[9] A liquid crystal cell comprising a pair of upper and lower substrates whose opposite surfaces are each rubbed, and a twisted nematic liquid crystal layer sandwiched between the substrates and having a twist angle of 0 to 100 °, and [6] or [7 A liquid crystal display device comprising the elliptically polarizing plate according to claim 1, wherein the Re 1 And Re 2 Satisfies the formula (1), and the slow axis direction of the second optically anisotropic layer is substantially parallel to the bisector of the angle formed by the rubbing direction of the pair of upper and lower substrates apparatus.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Optical properties of retardation plate]
The retardation plate of the present invention includes a first optical anisotropic layer having a phase difference of substantially π at a wavelength of 550 nm and a second optical anisotropy of a phase difference of substantially π / 2 at a wavelength of 550 nm. With layers. The retardation plate made of this laminate preferably has a retardation value / wavelength value measured at wavelengths of 450 nm, 550 nm and 650 nm, all in the range of 0.2 to 0.3.
In the present invention, the retardation value at a wavelength of 550 nm of the first optically anisotropic layer is ½ wavelength. Specifically, the retardation value at a wavelength of 550 nm is preferably in the range of 200 to 300 nm.
On the other hand, the retardation value at a wavelength of 550 nm of the second optically anisotropic layer is ¼ wavelength. Specifically, the retardation value at a wavelength of 550 nm is preferably in the range of 80 to 190 nm.
[0010]
In the present invention, the retardation of the first and second optically anisotropic layers at a wavelength of 550 nm is represented by Re 1 And Re 2 When Re 1 And Re 2 Satisfies the following formula (1) or (2).
Re 1 / 2-Re 2 ≧ 10nm (1)
Re 2 − Re 1 / 2 ≧ 10nm (2)
By satisfying the expression (1) or (2), when this retardation plate is used in a liquid crystal display device, residual retardation that occurs when a voltage is applied to the liquid crystal layer can be canceled, and a good dark display can be achieved. Can be obtained. Re 1 / 2-Re 2 Is 10 nm or more, and the upper limit is preferably 90 nm or less, preferably 100 nm or less, and more preferably 60 nm or less.
[0011]
In addition, when used in a liquid crystal display device having a twisted nematic liquid crystal layer with a twist angle of 0 to 100 °, when the expression (1) is satisfied, the slow axis direction of the second optical anisotropic layer is the liquid crystal It is preferable to design so that it is substantially parallel to the bisector of the angle formed by the rubbing direction of the upper and lower substrates of the cell. When the expression (2) is satisfied, the slow axis direction of the second optically anisotropic layer is substantially orthogonal to the bisector of the angle formed by the rubbing direction of the upper and lower substrates of the liquid crystal cell. It is preferable to design. Here, substantially parallel means in the range of 0 ± 30 °, and substantially orthogonal means in the range of 90 ± 30 °.
[0012]
In the present invention, a third optical anisotropic layer having negative optical anisotropy may be laminated. The third optically anisotropic layer has negative refractive index anisotropy and satisfies the following mathematical formula (3). Moreover, when the retardation (Rth) in the thickness direction at a wavelength of 589.3 nm is expressed by the following mathematical formula (4), Rth (retardation in the thickness direction) of the third optical anisotropic layer is 10 to 200 nm. Is preferable, and it is more preferable that it is 30-150 nm. Moreover, it is preferable that nx and ny of the third optical anisotropic layer are substantially equal.
nx ≧ ny> nz (3)
Rth = {(nx + ny) / 2−nz} × d (4)
In the formula, nx and ny are in-plane main refractive indexes of the optically anisotropic layer, nz is the main refractive index in the thickness direction, and d is the thickness (nm) of the optically anisotropic layer.
[0013]
The retardation plate of the present invention is formed by laminating first and second optically anisotropic layers, and may further be laminated by a third optically anisotropic layer. When the retardation plate is composed of first to third optically anisotropic layers, it is preferable that the first, second, and third optically anisotropic layers are laminated in this order. Moreover, the elliptically polarizing plate of the present invention is obtained by further laminating a linearly polarizing film on the retardation plate, and the first optically anisotropic layer is more linearly polarized than the second optically anisotropic layer. It is most preferable that the layers are stacked so as to be close to each other.
[0014]
In the present invention, the first optically anisotropic layer is a layer formed by fixing a liquid crystalline compound having a nematic hybrid orientation (preferably an nematic hybrid orientation with an average tilt angle of 5 ° to 35 °) (hereinafter referred to as “liquid crystal”). In some cases, it is referred to as a “sensitive film”. Here, the nematic hybrid alignment referred to in the present invention means that the liquid crystalline compound is nematic aligned, and the angle (tilt angle) formed by the director of the liquid crystalline compound and the layer plane at this time is the upper surface and the lower surface of the layer. And different orientation forms. Therefore, the orientation is such that the tilt angle is different between the vicinity of the upper surface interface and the vicinity of the lower surface interface. And the tilt angle continuously changing between the lower surface and the lower surface.
[0015]
The first optical anisotropic layer, which is a liquid crystalline film in which a nematic hybrid alignment is fixed, in a retardation plate comprising a laminate of the first optical anisotropic layer and the second optical anisotropic layer of the present invention It is preferable that the tilt angle of the liquid crystal molecules forming the layer is larger on the side farther than the side closer to the second optical anisotropic layer, and the optical axis of the second optical anisotropic layer is parallel to the layer plane. Preferably there is.
[0016]
A liquid crystalline film having a nematic hybrid alignment fixed means that the liquid crystalline compound having a nematic hybrid alignment maintains the alignment under conditions in which it is actually used (for example, conditions in which a liquid crystal display element is used). It is a film in which the performance as a retardation plate is not lost. In such a liquid crystal film in which the nematic hybrid alignment is fixed, the directors of the liquid crystal molecules are oriented at different angles at all positions in the film thickness direction. Therefore, the optical axis does not exist when the film is viewed as a structure called a film.
[0017]
The average tilt angle as used in the present invention means the average value of the angle formed by the director of the liquid crystal molecules and the film plane in the film thickness direction of the liquid crystal film. In the liquid crystalline film in which the nematic hybrid orientation is fixed, the angle formed by the director and the film plane is usually 10 ° to 70 °, preferably 15 ° to 60 ° as an absolute value near one interface of the film. In the surface opposite to the surface, the absolute value is usually 0 ° to 50 °, preferably 0 ° to 30 °. The average tilt angle is in the range of 5 ° to 35 ° as an absolute value, preferably 7 ° to 33 °, more preferably 10 ° to 30 °. When the average tilt angle is out of the range of 5 ° to 35 °, the contrast is lowered. The average tilt angle can be obtained by applying a crystal rotation method.
[0018]
The liquid crystalline film in which the nematic hybrid alignment is fixed may be formed of any liquid crystalline compound as long as the above nematic hybrid alignment state is fixed. For example, a liquid crystalline film obtained by forming a low molecular weight liquid crystalline compound in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state and then fixing by photocrosslinking or thermal crosslinking, or a liquid crystalline film formed in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state and then cooled. By doing so, a liquid crystalline film obtained by fixing the orientation can be used. The liquid crystalline film as used in the present invention does not ask whether or not the film itself exhibits liquid crystallinity, and is obtained by forming a liquid crystalline compound such as a low molecular liquid crystalline compound or a high molecular liquid crystalline compound into a film. Including
[0019]
In the elliptically polarizing plate of the present invention, the first and second optically anisotropic layers and the polarizing film are laminated so that the whole is almost completely circularly polarized. By setting the optical orientation in this way, λ / 4 can be achieved in a wide wavelength region. For example, the angle between the slow axis of the first optical anisotropic layer and the slow axis of the second optical anisotropic layer is 60 °, the slow axis of the first optical anisotropic layer and the polarizing film The angle between the polarization axis (the direction in which the transmittance becomes maximum in the plane) is set to 15 °, and the angle between the slow axis of the second optical anisotropic layer and the polarization axis of the polarizing film is set to 75 °. Thus, circularly polarized light, that is, broadband λ / 4 can be achieved in the entire visible region. The angle between the slow axis of the first optical anisotropic layer and the slow axis of the second optical anisotropic layer is 60 °, and the slow axis of the first optical anisotropic layer is The angle between the polarizing axis of the polarizing film and the polarizing axis of the polarizing film may be set to 75 ° and 75 °, respectively. The allowable range of the above angle is within ± 10 °, preferably within ± 8 °, more preferably within ± 6 °, further preferably within ± 5 °, and more preferably ± 4 °. Is most preferably within.
[0020]
In the present specification, the broad band λ / 4 specifically means that the retardation value / wavelength value measured at wavelengths of 450 nm, 550 nm, and 650 nm are both in the range of 0.2 to 0.3. Means that. The retardation value / wavelength value is preferably in the range of 0.21 to 0.29, more preferably in the range of 0.22 to 0.28, and 0.23 to 0.27. Most preferably within the range.
[0021]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a typical embodiment of an elliptically polarizing plate. The elliptically polarizing plate shown in FIG. 1 has a configuration in which a linearly polarizing film (P), a first optically anisotropic layer (A), and a second optically anisotropic layer (B) are laminated in this order. FIG. 2 is a plan view showing the direction of the slow axis of the optically anisotropic layer and the direction of the polarization transmission axis or polarization absorption axis of the linear polarizing film. In FIG. 2, the angle (in the same plane) of the slow axis (a) of the first optically anisotropic layer (A) and the slow axis (b) of the second optically anisotropic layer (B) ( α) is preferably 50 to 70 °. The angle (β) between the slow axis (a) of the first optically anisotropic layer (A) and the polarization transmission axis or polarization absorption axis (p) of the linear polarizing film is preferably 10 to 20 °. . 3 shows an example of the alignment state of the liquid crystalline molecules (LC) in the first optical anisotropic layer (A) and the light of the second optical anisotropic layer in the schematic cross-sectional view of FIG. It is the cross-sectional schematic diagram which showed an example of the direction of an axis | shaft with the arrow (o). In FIG. 3, in the first optically anisotropic layer (A), rod-like liquid crystalline molecules (LC) are nematic hybrid aligned at an average tilt angle of 5 ° to 35 °, and the second optically anisotropic layer ( The optical axis of B) is parallel to the layer plane.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the retardation plate of the present invention in which a third optically anisotropic layer (C) is further laminated. The third optically anisotropic layer (C) exhibits negative anisotropy. As described above, in the embodiment having the third optical anisotropic layer (C), the first optical anisotropic layer (A), the second optical anisotropic layer (B), and the third optical anisotropic layer (C). An embodiment in which the anisotropic layers (C) are laminated in this order is preferable, and this embodiment in which the polarizing film (P) is laminated so as to be closest to the first optical anisotropic layer (A) is preferable.
[0022]
[First optically anisotropic layer]
In the present invention, the first optically anisotropic layer is made of a liquid crystalline film having nematic hybrid alignment. The liquid crystalline compound constituting the first optically anisotropic layer is preferably a rod-like liquid crystalline compound or a discotic liquid crystalline compound, and more preferably a rod-like liquid crystalline compound. In the first optically anisotropic layer, the liquid crystalline compound is preferably fixed in a nematic hybrid alignment state, and more preferably fixed by a polymerization reaction. Examples of rod-like liquid crystalline compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines. , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only the above low-molecular liquid crystalline compounds but also high-molecular liquid crystalline compounds can be used. It is more preferable to fix the alignment of the rod-like liquid crystal compound by polymerization. As the polymerizable rod-like liquid crystal compound, Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), US Pat. No. 4,683,327, US Pat. No. 5,622,648, US Pat. No. 5,770,107, WO 95/22586 No. 95/24455, No. 97/00600, No. 98/23580, No. 98/52905, JP-A-1-272551, No. 6-16616, No. 7-110469, The compounds described in JP-A-11-80081 and JP-A-2001-328773 can be used.
[0023]
The optically anisotropic layer can be formed by applying a coating liquid containing a liquid crystalline compound and, if desired, the following polymerizable initiator and other additives on the alignment film. As the solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination. The coating liquid can be applied by a known method (eg, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
[0024]
The aligned liquid crystal compound is fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction of the polymerizable group (P) introduced into the liquid crystal molecule. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferred. Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).
[0025]
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. Irradiation energy is 20mJ / cm 2 ~ 50J / cm 2 It is preferably 100 to 800 mJ / cm. 2 More preferably. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions. The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm.
[0026]
[Second optically anisotropic layer]
In the present invention, the second optically anisotropic layer may be a layer made of a liquid crystal compound that is hybrid-aligned similarly to the first optically anisotropic layer, but the optical axis is uniformly parallel to the layer plane. Is preferred. Such an optically anisotropic layer may be a liquid crystalline film obtained by aligning a liquid crystalline compound substantially horizontally (homogeneously), or may be a stretched polymer film.
[0027]
The substantially horizontal (homogeneous) orientation of the liquid crystalline molecules means that the average angle between the director direction of the liquid crystalline molecules and the layer plane is in the range of 0 to 40 °, It means that the angle formed by the director and the layer plane is smaller than 5 °. The liquid crystalline molecules are preferably fixed in an aligned state, and more preferably fixed by polymerization. The immobilization method and the immobilizable liquid crystal molecule structure are the same as those described in the description of the immobilization of the hybrid alignment.
[0028]
The second optically anisotropic layer may be formed from a polymer film. The polymer film is formed from a polymer that can exhibit optical anisotropy. Examples of such polymers include polyolefins (eg, polyethylene, polypropylene, norbornene-based polymers), polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyvinyl alcohol, polymethacrylic acid ester, polyacrylic acid ester and cellulose ester (eg, cellulose triacetate). Tate, cellulose diacetate). Moreover, a copolymer or a polymer mixture of these polymers may be used.
[0029]
The optical anisotropy of the polymer film is preferably obtained by stretching. The stretching is preferably uniaxial stretching. Uniaxial stretching is preferably longitudinal uniaxial stretching using the difference in peripheral speed between two or more rolls, or tenter stretching in which both sides of the polymer film are gripped and stretched in the width direction. In addition, using two or more polymer films, the optical properties of the entire two or more films may satisfy the above conditions. The polymer film is preferably produced by a solvent cast method in order to reduce unevenness in birefringence. The thickness of the polymer film is preferably 20 to 500 nm, and most preferably 40 to 100 nm.
[0030]
[Third optically anisotropic layer]
The retardation plate and the elliptically polarizing plate of the present invention may have a third optical anisotropic layer exhibiting negative optical anisotropy. The third optically anisotropic layer may be formed from a single layer or may be formed from multiple layers as long as the above mathematical formula (3) is satisfied. The third optically anisotropic layer may be a polymer film that exhibits optical anisotropy, or may be one that exhibits optical anisotropy by aligning a liquid crystalline compound. A laminate of them may be used. When the third optically anisotropic layer is a polymer film, examples of the material of the polymer film include triacetylcellulose, cyclic polyolefin, polyimide, and modified polycarbonate. These exhibit negative optical anisotropy. The material of the polymer film is not limited to the above material as long as the orientation state of the molecular chain is the same as the orientation state of the polymer molecular chain. Among them, a polymer film made of triacetyl cellulose or cyclic polyolefin is preferable. Moreover, you may express desired Rth by biaxially stretching a polymer film. Further, Rth may be adjusted by adding an additive to the polymer. JP-A 2000-1111914 and JP-A 2001-166144 are known as techniques for adjusting Rth of triacetyl cellulose.
[0031]
When the third optically anisotropic layer is formed from a liquid crystalline compound, it is preferably formed from a discotic liquid crystalline compound or a cholesteric liquid crystalline compound, and more preferably formed from a discotic liquid crystalline compound. By aligning the discotic liquid crystalline compound substantially horizontally with respect to the substrate, a layer exhibiting negative optical anisotropy can be formed. Such a technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-352328. The term “substantially horizontal” means that the average angle formed by the optical axis of the discotic liquid crystalline molecule and the normal direction of the substrate is in the range of 0 ± 10 °. The average tilt angle of the discotic liquid crystal molecules may not be 0 ° (specifically, a range of 0 ± 10 °), or may be a hybrid alignment in which the tilt angle gradually changes. In addition, a twisting deformation may be added to the orientation state by adding a chiral agent or applying a shear stress.
[0032]
Preferable examples of the discotic liquid crystalline compound forming the third optically anisotropic layer are described in various documents (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981). ); Chemical Society of Japan, Quarterly Review, No. 22, Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10 Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. , Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 116, page 2655 (1994)). The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284. In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline molecules. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. JP-A-2001-4387 discloses a discotic liquid crystalline molecule having a polymerizable group.
[0033]
Cholesteric liquid crystalline molecules exhibit negative optical anisotropy due to helical twist alignment. Desired optical properties can be obtained by arranging the cholesteric liquid crystalline molecules in a spiral and controlling the twist angle and retardation value of the alignment. The twisted orientation of cholesteric liquid crystalline molecules can be achieved by using a known method. The liquid crystalline molecules are preferably fixed in an aligned state, and more preferably fixed by polymerization.
[0034]
The first, second and third optically anisotropic layers can be formed of a liquid crystalline compound or a polymer film. Examples of methods for producing these laminates include the following.
When all of the first, second, and third optically anisotropic layers are made of a liquid crystalline compound, three layers may be sequentially laminated on the same support, or after each is formed on the temporary support. These layers may be bonded together, or one layer formed on the temporary support may be transferred to one obtained by sequentially laminating two layers on the same support.
When the first optically anisotropic layer is made of a liquid crystal compound and the second and third optically anisotropic layers are made of a liquid crystal compound or a polymer film, the polymer film is used to form a layer made of the liquid crystal compound. It can be used as a support. For example, a polymer film having negative optical anisotropy, such as triacetyl cellulose, can be used as the third optical anisotropic layer, and also as a support for the second optical anisotropic layer made of a liquid crystal compound. Available. Further, a liquid crystal compound that forms the first optically anisotropic layer may be applied thereon. As another example, when a stretched polymer film is used as the second optical anisotropic layer, a liquid crystal compound that forms the first optical anisotropy can be applied to one surface of the film. In the lamination of the third optically anisotropic layer, a liquid crystal compound may be applied to the opposite surface, a liquid crystal layer formed on a temporary support may be transferred, or an optical anisotropy may be provided. A polymer film may be bonded.
[0035]
The polymer film used as the support on which the liquid crystal compound is applied can be used as either the second or third optically anisotropic layer, and can also be used as a protective film for the polarizer. It can also be used as a film that has both functions. Further, an isotropic film having no optical anisotropy may be used as a support or a protective film.
[0036]
The preferred form of the elliptically polarizing plate of the present invention is that the polarizing plate, the first and second optically anisotropic layers are in this order, or the polarizing plate, the first, second and third optically anisotropic layers are The layers are stacked in this order, and the order of stacking is not limited as long as the order is finally reached.
[0037]
The first optical anisotropic layer may be a liquid crystalline film in which a nematic hybrid alignment of a liquid crystalline compound is fixed, and the second optical anisotropic layer may be a similar liquid crystalline film. The liquid crystalline film is asymmetrical in the vertical direction with respect to the plane of the film because the inclination angle of the liquid crystal molecules is different between above and below in the thickness direction. Therefore, for example, when the liquid crystal molecule closer to the polarizing plate has a higher tilt angle or a lower tilt angle, the viewing angle improvement effect differs when used in a liquid crystal display device. Considering the optical parameters and required optical performance of the liquid crystal cell, use an optically anisotropic layer with a horizontal optical axis, an optically anisotropic layer with hybrid orientation, or their positional relationship It is preferable to optimize the direction of hybrid orientation, in-plane retardation of each layer, Rth, and the like.
[0038]
In forming the nematic hybrid aligned liquid crystal film, the tilt angle on the support side and the tilt angle on the air interface side can be controlled by selecting an air interface aligning agent added to the alignment film or the liquid crystal layer, and the support side has a low tilt angle. Thus, the air interface side can be set to a high tilt angle and vice versa. Furthermore, even if the same alignment film and air interface alignment agent are used, a hybrid alignment film in which the high tilt angle side and the low tilt angle side are turned upside down can be formed by transferring it to another substrate after being formed on a temporary support. Can be obtained.
[0039]
[Alignment film]
When the first, second and third optically anisotropic layers are formed from liquid crystalline molecules, it is preferable to use an alignment film in order to align the liquid crystalline molecules. For example, when the first, second and third optical anisotropic layers are sequentially formed on the same support, the support / alignment film / first optical anisotropic layer / alignment film / second Optical anisotropic layer / alignment film / third optical anisotropic layer, or support / alignment film / third optical anisotropic layer / alignment film / second optical anisotropic layer / alignment film / Like the first optically anisotropic layer, each optically anisotropic layer can be formed on an alignment film to control the alignment and to exhibit desired optical characteristics.
The material of the alignment film can be selected according to the required optical properties and the type of liquid crystalline molecules used. In addition, even if an alignment film is not separately provided between each optically anisotropic layer, it can be laminated on the optically anisotropic layer by adding molecules having an alignment film function to the components constituting the optically anisotropic layer. The optically anisotropic layer thus formed can be brought into a desired orientation state.
[0040]
The alignment film is formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably a polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroup, or an organic compound (eg, ω-tricosanoic acid, dioctadecyldimethyl) by the Langmuir-Blodgett method. It can be provided by means such as accumulation (LB film) of ammonium chloride and methyl stearate. Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field or a magnetic field or light irradiation is also known. An alignment film formed by a polymer rubbing treatment is particularly preferable. The rubbing treatment is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth.
[0041]
The type of polymer used for the alignment film is determined according to the alignment (particularly the average tilt angle) of the liquid crystal compound. It is preferable to adjust the surface energy according to the inclination angle to be expressed. In the present invention, when the third optically anisotropic layer is formed of liquid crystalline molecules, it is preferable to use a polymer that does not reduce the surface energy of the alignment film. When the third optically anisotropic layer is formed using discotic liquid crystalline molecules, the rubbing treatment may not be performed and the alignment film may be omitted. However, for the purpose of improving the adhesion between the liquid crystalline molecules and the transparent support, an alignment film (described in JP-A-9-152509) forming a chemical bond with the liquid crystalline molecules at the interface may be used. When the alignment film is used for the purpose of improving adhesion, rubbing treatment need not be performed.
[0042]
In the first or second optically anisotropic layer, when the director of the rod-like liquid crystalline molecule is oriented at an angle larger than 45 ° with respect to the major axis direction of the transparent support, the direction orthogonal to the rubbing direction It is preferable to use an alignment film (hereinafter referred to as an orthogonal alignment film) in which directors of rod-like liquid crystal molecules are arranged. The orthogonal alignment film is described in JP-A Nos. 2002-62427 and 2002-268068.
[0043]
The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 3 μm.
In any of the alignment films, after the liquid crystalline molecules are fixed in the aligned state, they can be transferred onto another support. The liquid crystal compound fixed in the alignment state can maintain the alignment state even without the alignment film. Therefore, the retardation plate of the present invention requires each optically anisotropic layer formed on a temporary support, in addition to the method of sequentially forming each optically anisotropic layer on the same support. If it exists, it can also be produced by a method of bonding using an adhesive or the like.
[0044]
Any alignment film preferably has a polymerizable group. The polymerizable group can be introduced by introducing a repeating unit having a polymerizable group in the side chain or as a substituent of a cyclic group.
[0045]
[Transparent support]
The retardation plate and the elliptically polarizing plate of the present invention may have a support, and the support is preferably a transparent support. As the transparent support, a glass plate or a polymer film, preferably a polymer film is used. That the support is transparent means that the light transmittance is 80% or more.
The thickness of the transparent support is preferably 10 to 500 μm, and more preferably 30 to 200 μm.
[0046]
In order to improve adhesion between the transparent support and the layer (adhesive layer, alignment film or optically anisotropic layer) provided thereon, surface treatment (for example, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet ray) is applied to the transparent support. Treatment, flame treatment, etc.).
An ultraviolet absorber may be added to the transparent support.
An adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the transparent support. The adhesive layer is described in JP-A-7-333433. The thickness of the adhesive layer is preferably 0.1 to 2 μm, and preferably 0.2 to 1 μm.
[0047]
As the transparent support, it is preferable to use a polymer film having a small wavelength dispersion. The transparent support preferably has a small optical anisotropy. Specifically, the small chromatic dispersion means that the ratio of Re400 / Re700 is preferably less than 1.2. Specifically, the small optical anisotropy means that in-plane retardation (Re) is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less. Examples of the polymer include cellulose ester, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate, polymethacrylate and cyclic polyolefin. Cellulose esters are preferred, acetyl cellulose is more preferred, and triacetyl cellulose is most preferred. As the cyclic polyolefin, a polymer obtained by hydrogenation reaction of a ring-opening polymer of tetracyclododecene or a ring-opening copolymer of tetracyclododecene and norbornene described in JP-B-2-9619 Can be used from the series of Arton (manufactured by JSR), Zeonex, and Zeonore (manufactured by Nippon Zeon). The polymer film is preferably formed by a solvent cast method.
[0048]
[Elliptically polarizing plate]
The retardation plate of the present invention is used as a λ / 4 plate used in a liquid crystal display device, a pickup for writing an optical disc, a λ / 4 plate used in a GH-LCD or a PS conversion element, or an antireflection film. It is particularly advantageously used as a λ / 4 plate. The λ / 4 plate is generally used in combination with a polarizing film. Therefore, if it is configured as an elliptically polarizing plate in which a retardation plate and a polarizing film are combined, it can be easily incorporated into a device for a purpose such as a reflection type or a transflective liquid crystal display device.
[0049]
The elliptically polarizing plate of the present invention comprises the above retardation plate and a linear polarizing film. Examples of the linear polarizing film include an iodine polarizing film, a dye polarizing film using a dichroic dye, and a polyene polarizing film. The iodine polarizing film and the dye polarizing film are generally produced using a polyvinyl alcohol film. The polarizing axis (transmission axis) of the polarizing film corresponds to a direction perpendicular to the stretching direction of the film. The polarizing film generally has a protective film. The transparent support can function as an optically anisotropic layer made of a polymer film, or can function as a protective film on one side of the polarizing film. When a protective film is used separately from the transparent support, it is preferable to use a cellulose ester film having high optical isotropy, particularly a triacetyl cellulose film or a cyclic polyolefin film, as the protective film. Specifically, high optical isotropy means that in-plane retardation (Re) is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less. Furthermore, the thickness direction retardation (Rth) is preferably 50 nm or less, and more preferably 30 nm or less.
[0050]
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention includes at least the elliptically polarizing plate, and includes a reflective, transflective, and transmissive liquid crystal display device. A liquid crystal display device generally includes a polarizing plate, a liquid crystal cell, and a retardation plate, a reflective layer, a light diffusion layer, a backlight, a front light, a light control film, a light guide plate, a prism sheet, a color filter, etc. Although comprised from a member, in this invention, there is no restriction | limiting in particular except the point which makes it essential to use the said elliptically polarizing plate. Further, the use position of the elliptically polarizing plate is not particularly limited, and may be one place or a plurality of places. The liquid crystal cell is not particularly limited, and a general liquid crystal cell such as a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates provided with electrodes can be used. The transparent substrate constituting the liquid crystal cell is not particularly limited as long as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is aligned in a specific alignment direction. Specifically, a transparent substrate in which the substrate itself has a property of orienting liquid crystals, a transparent substrate in which an alignment film having the property of orienting liquid crystals is provided, but the substrate itself lacks the alignment ability. Either can be used. Moreover, a well-known thing can be used for the electrode of a liquid crystal cell. Usually, it can be provided on the surface of the transparent substrate with which the liquid crystal layer is in contact, and when a substrate having an alignment film is used, it can be provided between the substrate and the alignment film. The material exhibiting liquid crystallinity for forming the liquid crystal layer is not particularly limited, and examples thereof include various ordinary low-molecular liquid crystalline compounds, high-molecular liquid crystalline compounds, and mixtures thereof that can constitute various liquid crystal cells. Moreover, a pigment | dye, a chiral agent, a non-liquid crystalline compound, etc. can also be added to these in the range which does not impair liquid crystallinity.
[0051]
In addition to the electrode substrate and the liquid crystal layer, the liquid crystal cell may include various components necessary for forming various types of liquid crystal cells described later. As a method of the liquid crystal cell, a TN (twisted nematic) method, an STN (super twisted nematic) method, an ECB (electrically controlled birefringence) method, an IPS (in-plane switching) method, a VA (in-plane switching) method, a VA (in-plane switching) method, and a VA (in-plane switching) method. ), PVA (Patterned Vertical Alignment), OCB (Optically Compensated Birefringence), HAN (Hybrid Aligned Nematic), ASM (Axial Symmetrical Asymmetric l) Various methods, such as a display method using a halftone gray scale method, a domain division method, or a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal. The driving method of the liquid crystal cell is not particularly limited, and a passive matrix method used for STN-LCD and the like, and an active matrix method using an active electrode such as a TFT (Thin Film Transistor) electrode and a TFD (Thin Film Diode) electrode, Any driving method such as a plasma addressing method may be used. A field sequential method that does not use a color filter may be used.
[0052]
The elliptically polarizing plate in the present invention is preferably used for a reflection type and a transflective liquid crystal display device. The reflective liquid crystal display device has a configuration in which a reflector, a liquid crystal cell, and a polarizing plate are laminated in this order. The retardation plate is disposed between the reflecting plate and the polarizing film (between the reflecting plate and the liquid crystal cell or between the liquid crystal cell and the polarizing film). The reflector may share the liquid crystal cell and the substrate. The transflective liquid crystal display device includes an electro-liquid crystal cell, a polarizing plate disposed closer to the viewer than the liquid crystal cell, and at least one retardation plate disposed between the polarizing plate and the liquid crystal cell. And at least a transflective layer disposed behind the liquid crystal layer as viewed from the viewer, and at least one retardation plate and a polarizing plate behind the transflective layer as viewed from the viewer. Have In this type of liquid crystal display device, it is possible to use both a reflection mode and a transmission mode by installing a backlight.
[0053]
In the liquid crystal display device, at least one retardation plate and a polarizing plate function as an elliptical polarizing plate. The liquid crystal display device of the present invention uses at least one of the elliptically polarizing plates of the present invention.
[0054]
The phase difference plate and the elliptically polarizing plate of the present invention are not limited to the above uses, and can be used for various other uses. For example, it can be used for an antireflection film such as a host-guest type liquid crystal display device, a touch panel, an electroluminescence (EL) element, a reflection type polarizing plate, and the like.
[0055]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, ratios, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[Example 1]
(Production of retardation plate)
A glass substrate having a width of 100 mm and a length of 150 mm is spin-coated with a diluted solution of an alignment film (polymer having the following structural formula), heated at 80 ° C. for 1 hour, at 180 ° C. for 1 hour, and further at 250 ° C. for 1 hour. An alignment film having a thickness of 0.5 μm was formed.
[0056]
Polymer for alignment film
[Chemical 1]
[0057]
On the alignment film subjected to the rubbing treatment, a coating liquid having the following composition is spin-coated, dried and heated (alignment aging), and further irradiated with ultraviolet rays to form an optically anisotropic layer A having a thickness of 2.4 μm. Formed. The optically anisotropic layer A has a slow axis in the rubbing direction and has a retardation value (Re A ) Was 255 nm. When the tilt angle was measured by applying the crystal rotation method, the hybrid film was aligned with a tilt angle of 5 ° on the alignment film interface side, a tilt angle of 45 ° on the air interface side, and an average tilt angle of 25 °. I understood it. The optically anisotropic layer A and a triacetylcellulose film having a thickness of 80 μm and a saponified surface were bonded with an adhesive, and the optically anisotropic layer A was peeled from the glass substrate. The triacetylcellulose film used here had negative optical anisotropy with an Rth value measured at 589.3 nm of 20 nm.
Coating liquid composition of optically anisotropic layer A
The following rod-like liquid crystalline compound (1) 14.5% by mass
The following sensitizer 0.15% by mass
The following photoinitiator 0.29 mass%
Methyl ethyl ketone 85.06 mass%
[0058]
Rod-like liquid crystalline compound (1)
[Chemical 2]
[0059]
[Chemical 3]
[0060]
A roll-like polyvinyl alcohol film having a thickness of 80 μm was continuously stretched 5 times in an aqueous iodine solution and dried to obtain a polarizing film. A 3% aqueous solution of polyvinyl alcohol (Kuraray PVA-117H) was bonded to a saponified triacetyl cellulose film as an adhesive to obtain a polarizing plate having both surfaces protected by triacetyl cellulose. At this time, for the triacetyl cellulose film on one side, the surface opposite to the surface to which the optically anisotropic layer A is transferred is formed using the film to which the optically anisotropic layer A is transferred. Bonded with a polarizing film. At this time, the angle formed by the transmission axis of the polarizing plate and the optically anisotropic layer A was 75 °.
[0061]
A uniaxially stretched Arton film (manufactured by JSR) was used as the optically anisotropic layer B. The optical axis is parallel to the film plane, and the retardation value measured at 550 nm (Re B ) Was 112 nm. Therefore, Re A / 2-Re B = 15.5 nm. The laminate of this Arton film and the optically anisotropic layer A and the polarizing film produced as described above was bonded with an adhesive so that the polarizing film, the optically anisotropic layer A, and the optically anisotropic layer B were in this order. I got a plate. At this time, the angles formed by the transmission axis of the polarizing plate and the slow axes of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B were 75 ° and 15 °, respectively. Further, the tilt angle of the optically anisotropic layer A made of a liquid crystalline film in which nematic hybrid alignment is fixed is 45 ° at the interface closer to the polarizing film, and at the interface closer to the optically anisotropic layer B. It was 5 °.
[0062]
[Example 2]
The surface of a 40 μm thick triacetylcellulose film was saponified, and a diluted solution of polyvinyl alcohol was applied thereon to form an alignment film having a thickness of 1 μm. The triacetylcellulose film used here had negative optical anisotropy with an Rth value measured at 589.3 nm of 20 nm. On the alignment film subjected to the rubbing treatment, a coating solution for the optically anisotropic layer A was applied in the same manner as in Example 1, dried and heated (alignment aging), and further irradiated with ultraviolet rays to form an optical film having a thickness of 2.4 μm. An anisotropic layer A was formed. The optically anisotropic layer A has a slow axis in the rubbing direction and has a retardation value (Re A ) Was 255 nm. When the tilt angle was measured by applying the crystal rotation method, it was found that the orientation of the alignment film interface was 5 °, the air interface side tilt was 45 °, and the hybrid was aligned with an average tilt angle of 25 °. It was.
[0063]
A uniaxially stretched Arton film (manufactured by JSR) was used as the optically anisotropic layer B. The optical axis is parallel to the film plane, and the retardation value measured at 550 nm (Re B ) Was 112 nm. Therefore, Re A / 2-Re B = 15.5 nm. This Arton film and the triacetyl cellulose film on which the optically anisotropic layer A prepared above was formed were bonded with an adhesive. At this time, bonding is performed so that the surface opposite to the surface on which the optically anisotropic layer A is formed is in contact with the ARTON film, and the slow axis of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B is formed. The angle was 60 °.
[0064]
A laminate of a polarizing plate having both sides protected by a 40 μm thick triacetylcellulose film and the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B produced as described above is composed of a polarizing plate and an optically anisotropic layer A. And an optically anisotropic layer B were laminated with an adhesive so that an elliptically polarizing plate was obtained. At this time, the angles formed by the transmission axis of the polarizing plate and the slow axes of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B were 75 ° and 15 °, respectively. Further, the tilt angle of the optically anisotropic layer A made of a liquid crystal film in which the nematic hybrid alignment is fixed is 45 ° at the interface closer to the polarizing film, and is 5 at the interface closer to the optically anisotropic layer B. °.
[0065]
[Example 3]
Retardation value measured at 550 nm (Re B ) Is 145 nm, except that an uniaxially stretched arton film is used, and an elliptically polarizing plate comprising a laminate of a polarizing plate, an optically anisotropic layer A and an optically anisotropic layer B is obtained in the same manner as in Example 1. It was. Re B -Re A /2=17.5 nm.
[0066]
[Example 4]
The surface of a triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm was saponified, and a diluted solution of polyvinyl alcohol was applied thereon to form an alignment film having a thickness of 1 μm. On the alignment film subjected to the rubbing treatment, a coating solution of the optically anisotropic layer B having the following composition is applied, dried and heated (alignment aging), and further irradiated with ultraviolet rays to give an optical film having a thickness of 1.0 μm. An isotropic layer B was formed. The triacetylcellulose film used here has negative optical anisotropy with an Rth value at 509.3 nm of 50 nm, and was found to function as the optically anisotropic layer C. The optically anisotropic layer B formed on the optically anisotropic layer C is a film in which liquid crystal molecules having homogeneous alignment are fixed, and the optical axis is parallel to the layer plane. It was. The retardation value (Re of the optically anisotropic layer B measured at 550 nm B ) Was 110 nm.
The polarizing plate and optically anisotropic layer A (retardation value at 550 nm (Re A ) Was 255 nm), and the laminate of the optically anisotropic layer B and the optically anisotropic layer C produced above were combined with a polarizing plate, an optically anisotropic layer A, an optically anisotropic layer B, Bonding was performed in the order of the optically anisotropic layer C to obtain an elliptically polarizing plate. At this time, the angles formed by the transmission axis of the polarizing plate and the slow axes of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B were 75 ° and 15 °, respectively. Re A / 2-Re B = 17.5 nm.
Coating liquid composition of optically anisotropic layer B
Said rod-like liquid crystalline compound (1) 13.0 mass%
Said sensitizer 0.13 mass%
The above photopolymerization initiator 0.39% by mass
The following additive 0.13 mass%
Methyl ethyl ketone 86.35% by mass
[0067]
Additive (alignment control agent)
[Formula 4]
[0068]
[Comparative Example 1]
Retardation value measured at 550 nm (Re B ) Is 128 nm, and an elliptical polarizing plate comprising a laminate of a polarizing plate, an optically anisotropic layer A and an optically anisotropic layer B is obtained in the same manner as in Example 1 except that an uniaxially stretched arton film is used. It was. At this time, Re B -Re A /2=0.5 nm.
[0069]
[Comparative Example 2]
Retardation value measured at 550 nm (Re B ) Is 122 nm, and an elliptical polarizing plate comprising a laminate of a polarizing plate, an optically anisotropic layer A and an optically anisotropic layer B is obtained in the same manner as in Example 1 except that an uniaxially stretched arton film is used. It was. At this time, Re B -Re A /2=5.5 nm.
[0070]
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Example 2, the optically anisotropic layer A was formed on the triacetylcellulose film. As in Example 1, in the production of a polarizing plate protected on both sides with triacetylcellulose, the formation of optically anisotropic layer A was performed using triacetylcellulose having optically anisotropic layer A formed on one side. Bonding was performed so that the surface opposite to the formed surface was in contact with the polarizing film. Next, the retardation value measured at 550 nm (Re B Except for using a uniaxially stretched arton film having a thickness of 128 nm, an arton film was bonded as the optically anisotropic layer B in the same manner as in Example 1 to produce an elliptically polarizing plate. At this time, Re B -Re A /2=0.5 nm, and the tilt angle of the optically anisotropic layer A made of a liquid crystal film in which the nematic hybrid alignment is fixed is 5 ° at the interface closer to the polarizing film, and the optically anisotropic layer B It was 45 degrees at the interface closer to.
[0071]
[Viewing angle measurement]
The following was used as a reflective liquid crystal display device. The substrate is 0.7 mm thick glass, the gap of the liquid crystal cell is 2.7 μm, the electrode on the observer side is ITO electrode, the counter electrode is an aluminum reflective electrode with irregularities, the alignment film of the liquid crystal cell is polyimide, and rubbing A cell having an angle (equal to the twist angle of the liquid crystal) of 70 ° is manufactured, and nematic liquid crystal having Δn = 0.086 and a dielectric anisotropy of +10.0 is injected into this space portion. Was made.
For this, the slow polarization direction of the optically anisotropic layer B is parallel to the bisector of the angle formed by the rubbing direction of the upper and lower substrates of the liquid crystal cell. A liquid crystal display device was manufactured by arranging each of the above. Further, the elliptically polarizing plate produced in Example 3 was arranged so as to be orthogonal to the bisector of the angle formed by the rubbing direction of the upper and lower substrates of the liquid crystal cell, to produce a liquid crystal display device. In addition, the elliptically polarizing plates produced in Comparative Examples 1 to 3 were each such that the slow axis direction of the optically anisotropic layer B was orthogonal to the bisector of the angle formed by the rubbing direction of the upper and lower substrates of the liquid crystal cell. The liquid crystal display device was manufactured by arranging.
[0072]
Subsequently, the reflection luminance of each of the manufactured liquid crystal display devices was measured using a spectral radiance meter under normal indoor fluorescent lamp illumination. The observation angle at this time was measured while the liquid crystal display device was placed horizontally, the angle was fixed in the front direction or in the direction of 50 ° from the normal line, and the orientation of the liquid crystal display device was changed every 15 °. The respective luminances of the liquid crystal display device when it was turned on and off were measured, and the contrast ratio, which is the ratio of the luminance when it was turned on and off, was calculated. The table below shows the contrast ratio in the front direction and the value in the direction where the contrast ratio is the smallest at a polar angle of 50 °.
[0073]
[Table 1]
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, when used in a liquid crystal display device or the like, a favorable contrast is obtained in the front direction, and the retardation plate, the elliptically polarizing plate, which contributes to the improvement of viewing angle characteristics, and their performance are improved. A liquid crystal display device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical embodiment of an elliptically polarizing plate of the present invention.
2 is a plan view showing the direction of the slow axis of the optically anisotropic layer of the elliptically polarizing plate of FIG. 1 and the direction of the polarization transmission axis or polarization absorption axis of the polarizing film. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the elliptically polarizing plate of the present invention, in which the first optical anisotropic layer shows a hybrid orientation of liquid crystal molecules, and the arrow of the second optical anisotropic layer indicates the optical axis. Indicates the direction.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the elliptically polarizing plate of the present invention.
[Explanation of symbols]
A first optically anisotropic layer
B Second optically anisotropic layer
C Third optical anisotropic layer
LC Liquid crystalline molecules
P Polarizing film
a Slow axis of the first optically anisotropic layer
b Slow axis of the second optically anisotropic layer
p Polarization transmission axis or polarization absorption axis
o Optical axis of the second optically anisotropic layer