JP2008191630A - 楕円偏光板、その製造方法、輝度向上フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不活性ガス雰囲気下での光照射のような煩雑な工程を必要とすることなく安定した製造が可能であり、液晶配向固定化後の配向保持能および機械的強度に優れ、厚み方向の位相差を広範囲に制御可能な楕円偏光板およびその製造方法を提供するとともに、当該楕円偏光板を用いた輝度向上フィルム、さらには当該楕円偏光板や輝度向上フィルムを用いた画像表示装置を提供する。
【解決手段】ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムおよび直線偏光板を積層したことを特徴とする楕円偏光板。
【選択図】図1
【解決手段】ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムおよび直線偏光板を積層したことを特徴とする楕円偏光板。
【選択図】図1
Description
本発明は、ホメオトロピック配向液晶フィルムと位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板とを積層した楕円偏光板およびその製造方法に関する。本発明の楕円偏光板は、単独でまたは他の光学フィルムと組み合わせて、1/4波長フィルム、視角補償フィルム、光学補償フィルム、楕円偏光フィルム等の光学フィルムとして、さらに液晶表示装置等の輝度向上フィルムとして使用できる。さらに本発明は、前記の楕円偏光板、輝度向上フィルムを用いた液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL表示装置)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などの画像表示装置に関する。
液晶表示装置等の画像表示装置においては、液晶等による複屈折により、視角の変化とともにコントラスト等が変化する。このようなコントラスト変化等を防止する目的で、液晶表示装置等では、液晶セルに位相差板を配置し複屈折に基づく光学特性を補償して視角特性を改善する技術が提案されている。かかる補償用の位相差板としては、通常、一軸や二軸等による延伸フィルムと直線偏光板を積層した楕円偏光板が用いられているが、すべての液晶セルに満足できる視角特性を有するものではない。
特許文献1には、熱可塑性樹脂からなる長尺フィルムの片面または両面に1枚または2枚以上の熱収縮性フィルムを接着して、テンターによるグリップ把持下に、その熱収縮フィルムの収縮力を作用させて前記長尺フィルムの幅方向を0.7倍以上ないし1.0倍未満の倍率Aで収縮させた後、その収縮処理後のグリップ把持部を除いたフィルム幅を100として、式(100−倍率A×100)×0.15以下を満足する延伸率(%)にて当該幅方向を延伸拡幅処理することを特徴とする位相差板の連続製造方法が開示されている。
前記製造方法によれば、厚み方向にも延伸されるため、厚み方向にも位相差を有する位相差板が得られる。しかしながら、前記製造方法では、得られる位相差板の面内の主屈折率をnx、nyとし、厚さ方向の屈折率をnzとし、かつnx>nyとしたとき、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)で定義されるNzは−1.0<Nz<0.1であり、厚み方向の延伸には限界があり、厚み方向の位相差を広範囲に制御することができない。また前記製造方法では、熱収縮フィルムにより、長尺フィルムを熱収縮させて厚み方向に延伸させているため、得られる位相差板は、長尺フィルムよりも厚みが増加する。すなわち、前記製造方法で得られる位相差板の厚みは、50〜100μm程度であり、液晶表示装置等に要求される薄型化に対しても十分ではなかった。
厚み方向の位相差を大きくさせる方法として、液晶のホメオトロピック配向(垂直配向)を利用するのが近道と考えられる。液晶分子のホメオトロピック配向は、液晶の長軸分子方向が基板に対して実質的に垂直方向に整列することである。ホメオトロピック配向は、液晶表示装置のように、2枚のガラス基板の中に液晶を入れて電界をかけることで得られることは良く知られているが、この配向状態をフィルムにすることは非常に難しく、また従来報告されている方法には課題がある。特許文献2〜特許文献4では、主鎖型高分子液晶化合物をホメオトロピック配向させた後、ガラス固定化によりフィルムを得ている。しかしホメオトロピック配向においては、高分子が膜厚方向に並ぶため面内方向にクラックが入りやすいという問題があると推察されるが、これらの報告では架橋による材料の強化などの対策は講じられていない。特許文献5では側鎖型高分子液晶化合物のホメオトロピック配向をガラス化により固定化しているが、前記主鎖型高分子液晶化合物以上に強度的には問題があると考えられる。特許文献6〜特許文献7では側鎖型高分子液晶化合物に重合性の低分子液晶化合物を加えているが、低分子液晶化合物は単独で重合するため側鎖型高分子液晶化合物の強度の補強には限界がある。特許文献8では、側鎖型の高分子液晶化合物にラジカル重合性の基や、ビニルエーテル基、エポキシ基といったカチオン重合性の基を導入した材料を用いている。しかし、ラジカル重合は一般に酸素阻害を受けるため、重合が不十分になる恐れがあり、設備的に酸素を取り除こうとすると装置が大掛かりになる。ビニルエーテル基やエポキシ基は酸素阻害の影響を受けないためこの点では有利であるが、ビニルエーテル基のエーテル結合は不安定で開裂しやすいという問題があり、エポキシ基は液晶材料中への導入が煩雑であり、また架橋処理を施したとき高い重合度を得ることが難しい。さらにはホメオトロピック配向を得るために、液晶材料中に多量の非液晶性の構造単位を導入しており、安定した液晶性の発現に疑問が残る。特許文献9では、ホメオトロピック配向液晶フィルムと位相差機能を有する延伸フィルムとを積層一体化した位相差板を得ているが、ホメオトロピック配向液晶フィルムの製造法は、特許文献10等と同様の製造法であり、従来のホメオトロピック配向性フィルムの製造には課題が残されており、不十分であると言える。
本発明は、不活性ガス雰囲気下での光照射のような煩雑な工程を必要とすることなく安定した製造が可能であり、液晶配向固定化後の配向保持能および機械的強度に優れ、厚み方向の位相差を広範囲に制御可能な楕円偏光板およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに当該楕円偏光板を用いた輝度向上フィルム、さらには当該楕円偏光板や輝度向上フィルムを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す楕円偏光板により、前記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板とを積層してなる楕円偏光板に関する。
また本発明は、前記ホメオトロピック配向液晶層が、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子化合物を少なくとも含有してなる液晶性組成物を、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化したものであることを特徴とする前記の楕円偏光板に関する。
また本発明は、ホメオトロピック配向能を有する配向基板上に、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子化合物を少なくとも含有してなる液晶性組成物を液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化した配向基板上のホメオトロピック配向液晶層に、粘着あるいは接着手段を用いて、位相差機能を有する位相差フィルムを貼着し、ホメオトロピック配向液晶層を配向基板から剥離して、ホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムを積層したのち直線偏光板と積層したことを特徴とする楕円偏光板の製造方法に関する。
また本発明は、ホメオトロピック配向能と位相差機能を有する位相差フィルム基板上に、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子化合物を少なくとも含有してなる液晶性組成物を、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化して得られる積層体に、粘着あるいは接着手段を用いて位相差機能を有する位相差フィルムを積層したのち直線偏光板と積層したことを特徴とする楕円偏光板の製造方法に関する。
また本発明は、前記の製造方法で製造された楕円偏光板に関する。
また本発明は、楕円偏光板が、以下の[1]〜[4]を満たすことを特徴とする前記の楕円偏光板に関する。
[1]0nm≦Re1≦50nm
[2]−500nm≦Rth1≦−30nm
[3]30nm≦Re2≦500nm
[4]0nm≦Rth2≦300nm
(ここで、Re1、Re2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの面内のリターデーション値を意味し、Rth1、Rth2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ方向のリターデーション値を意味する。前記Re1、Re2、Rth1、Rth2は、それぞれRe1=(Nx1−Ny1)×d1[nm]、Rth1=(Nx1−Nz1)×d1[nm]、Re2=(Nx2−Ny2)×d2[nm]、Rth2=(Nx2−Nz2)×d2[nm]である。また、d1、d2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ、Nx1,Ny1はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層の面内の主屈折率、Nx2,Ny2はそれぞれ、位相差機能を有する位相差フィルムの面内の主屈折率、Nz1、Nz2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ方向の主屈折率であり、Nz1>Nx1≧Ny1、Nx2>Ny2である。)
[1]0nm≦Re1≦50nm
[2]−500nm≦Rth1≦−30nm
[3]30nm≦Re2≦500nm
[4]0nm≦Rth2≦300nm
(ここで、Re1、Re2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの面内のリターデーション値を意味し、Rth1、Rth2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ方向のリターデーション値を意味する。前記Re1、Re2、Rth1、Rth2は、それぞれRe1=(Nx1−Ny1)×d1[nm]、Rth1=(Nx1−Nz1)×d1[nm]、Re2=(Nx2−Ny2)×d2[nm]、Rth2=(Nx2−Nz2)×d2[nm]である。また、d1、d2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ、Nx1,Ny1はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層の面内の主屈折率、Nx2,Ny2はそれぞれ、位相差機能を有する位相差フィルムの面内の主屈折率、Nz1、Nz2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ方向の主屈折率であり、Nz1>Nx1≧Ny1、Nx2>Ny2である。)
また本発明は、位相差機能を有する位相差フィルムの面内のリターデーション値(Re2)が100〜170nmの範囲である前記の楕円偏光板に、さらに少なくとも1つのコレステリック液晶フィルムが積層されていることを特徴とする輝度向上フィルムに関する。
さらに本発明は、前記の楕円偏光板または輝度向上フィルムを適用した画像表示装置に関する。
側鎖型液晶性高分子物質を含有する液晶材料を用い、当該液晶材料の配向状態を固定化することにより、耐熱性に優れ、硬度が高く、機械的強度に優れたホメオトロピック配向フィルムと位相差機能を有する位相差フィルムおよび直線偏光板とを積層した楕円偏光板が得られ、各種の液晶表示装置用、有機EL表示装置、PDPなどの画像表示装置の光学フィルムとして有用である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の楕円偏光板は、ホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板を積層したものである。本発明において、液晶材料のホメオトロピック配向を固定化した液晶層を得るに当たっては、液晶材料とホメオトロピック配向能を有する配向基板の選択が極めて重要である。
本発明の楕円偏光板は、ホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板を積層したものである。本発明において、液晶材料のホメオトロピック配向を固定化した液晶層を得るに当たっては、液晶材料とホメオトロピック配向能を有する配向基板の選択が極めて重要である。
まず液晶材料について説明する。
本発明に用いられる液晶材料は、ポリ(メタ)アクリレートやポリシロキサンなどの側鎖型の液晶性ポリマーを主たる構成成分として含むものが好ましく用いられる。また本発明においては、側鎖型液晶ポリマーは末端に重合可能な基、たとえばアクリロイル基、ビニル基、ビニルオキシ基、エポキシ基やオキセタニル基などを有するものが用いられるが、液晶の合成や配向後の配向固定化の反応等からオキセタニル基を有するものが好ましく用いられる。より具体的には、式(1)で表されるオキセタニル基を有する(メタ)アクリル化合物の(メタ)アクリル部位を単独重合もしくは、他の(メタ)アクリル化合物と共重合して得られる側鎖型液晶性高分子物質を好ましく用いる。
本発明に用いられる液晶材料は、ポリ(メタ)アクリレートやポリシロキサンなどの側鎖型の液晶性ポリマーを主たる構成成分として含むものが好ましく用いられる。また本発明においては、側鎖型液晶ポリマーは末端に重合可能な基、たとえばアクリロイル基、ビニル基、ビニルオキシ基、エポキシ基やオキセタニル基などを有するものが用いられるが、液晶の合成や配向後の配向固定化の反応等からオキセタニル基を有するものが好ましく用いられる。より具体的には、式(1)で表されるオキセタニル基を有する(メタ)アクリル化合物の(メタ)アクリル部位を単独重合もしくは、他の(メタ)アクリル化合物と共重合して得られる側鎖型液晶性高分子物質を好ましく用いる。
上記式(1)中、R1は水素またはメチル基を表し、R2は水素、メチル基またはエチル基を表し、L1およびL2は、それぞれ個別に、単結合、−O−、−O−CO−または−CO−O−を表し、Mは式(2)、式(3)または式(4)を表し、nおよびmは、それぞれ個別に、0〜10の整数を示す。
−P1−L3−P2−L4−P3− (2)
−P1−L3−P3− (3)
−P3− (4)
−P1−L3−P2−L4−P3− (2)
−P1−L3−P3− (3)
−P3− (4)
式(2)〜(4)中、P1およびP2は、それぞれ個別に、式(5)から選ばれる基を表し、P3は式(6)から選ばれる基を表し、L3およびL4は、それぞれ個別に、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−O−CO−または−CO−O−を表す。
これらオキセタニル基を有する(メタ)アクリル化合物の合成法は特に制限されるものではなく、通常の有機化学合成法で用いられる方法を適用することによって合成することができる。例えば、ウィリアムソンのエーテル合成や、縮合剤を用いたエステル合成などの手段でオキセタニル基を持つ部位と(メタ)アクリル基を持つ部位を結合することで、オキセタニル基と(メタ)アクリル基の2つの反応性官能基を持つオキセタニル基を有する(メタ)アクリル化合物を合成することができる。
式(1)で表されるオキセタニル基を有する(メタ)アクリル化合物の(メタ)アクリル基を単独重合もしくは、他の(メタ)アクリル化合物と共重合することにより下記式(7)で表されるユニットを含む側鎖型液晶性高分子物質が得られる。重合条件は特に限定されるものではなく、通常のラジカル重合やアニオン重合の条件を採用することができる。
ラジカル重合の例としては、(メタ)アクリル化合物をジメチルホルムアミド(DMF)などの溶媒に溶かし、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や過酸化ベンゾイル(BPO)などを開始剤として、60〜120℃で数時間反応させる方法が挙げられる。また、液晶相を安定に出現させるために、臭化銅(I)/2,2’−ビピリジル系や2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシ・フリーラジカル(TEMPO)系などを開始剤としたリビングラジカル重合を行い、分子量分布を制御する方法も有効である。これらのラジカル重合は脱酸素条件で行うことが好ましい。
アニオン重合の例としては、(メタ)アクリル化合物をテトラヒドロフラン(THF)などの溶媒に溶かし、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物、グリニャール試薬などの強塩基を開始剤として反応させる方法が挙げられる。また、開始剤や反応温度を最適化することでリビングアニオン重合とし、分子量分布を制御することもできる。これらのアニオン重合は、厳密に脱水かつ脱酸素条件で行う必要がある。
また、このとき共重合する(メタ)アクリル化合物は特に限定されるものではなく、合成される高分子化合物が液晶性を示せば何でもよいが、合成される高分子化合物の液晶性を高めるため、メソゲン基を有する(メタ)アクリル化合物が好ましい。例えば、下記式(8)で示されるような(メタ)アクリル化合物を好ましい化合物として例示することができる。
また、このとき共重合する(メタ)アクリル化合物は特に限定されるものではなく、合成される高分子化合物が液晶性を示せば何でもよいが、合成される高分子化合物の液晶性を高めるため、メソゲン基を有する(メタ)アクリル化合物が好ましい。例えば、下記式(8)で示されるような(メタ)アクリル化合物を好ましい化合物として例示することができる。
式(8)中、Rは、水素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、またはシアノ基を表す。
側鎖型液晶性高分子物質としては、式(7)で表されるユニットを5〜100モル%含むものが好ましく、10〜100モル%含むものが特に好ましい。また、側鎖型液晶性高分子物質は、重量平均分子量が2,000〜100,000であるものが好ましく、5,000〜50,000のものが特に好ましい。
本発明で用いる液晶材料においては、前記側鎖型液晶性高分子物質の他に、液晶性を損なわずに混和し得る種々の化合物を含有することができる。含有することができる化合物としては、オキセタニル基、エポキシ基、ビニルエーテル基などのカチオン重合性官能基を有する化合物、フィルム形成能を有する各種の高分子物質、液晶性を示す各種の低分子液晶性化合物や高分子液晶性化合物などが挙げられる。前記の側鎖型液晶性高分子物質を組成物として用いる場合、組成物全体に占める前記の側鎖型液晶性高分子物質の割合は、10質量%以上、好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上である。側鎖型液晶性高分子物質の含有量が10質量%未満では組成物中に占める重合性基濃度が低くなり、重合後の機械的強度が不十分となるため好ましくない。
また前記液晶材料は配向処理された後、オキセタニル基をカチオン重合させて架橋することにより、当該液晶状態を固定化するという工程をとるため、液晶材料中に、光や熱などの外部刺激でカチオンを発生する光カチオン発生剤および/または熱カチオン発生剤を含有させておくことが好ましく、中でも光カチオン発生剤がより好ましい。また必要によっては各種の増感剤を併用してもよい。
光カチオン発生剤とは、適当な波長の光を照射することによりカチオンを発生できる化合物を意味し、有機スルフォニウム塩系、ヨードニウム塩系、フォスフォニウム塩系などを例示することができる。これら化合物の対イオンとしては、アンチモネート、フォスフェート、ボレートなどが好ましく用いられる。具体的な化合物としては、Ar3S+SbF6 −、Ar3P+BF4 −、Ar2I+PF6 −(ただし、Arはフェニル基または置換フェニル基を示す。)などが挙げられる。また、スルホン酸エステル類、トリアジン類、ジアゾメタン類、β−ケトスルホン、イミノスルホナート、ベンゾインスルホナートなども用いることができる。
熱カチオン発生剤とは、適当な温度に加熱されることによりカチオンを発生できる化合物であり、例えば、ベンジルスルホニウム塩類、ベンジルアンモニウム塩類、ベンジルピリジニウム塩類、ベンジルホスホニウム塩類、ヒドラジニウム塩類、カルボン酸エステル類、スルホン酸エステル類、アミンイミド類、五塩化アンチモン−塩化アセチル錯体、ジアリールヨードニウム塩−ジベンジルオキシ銅、ハロゲン化ホウ素−三級アミン付加物などを挙げることができる。
これらのカチオン発生剤の液晶材料中への添加量は、用いる側鎖型液晶性高分子物質を構成するメソゲン部分やスペーサ部分の構造や、オキセタニル基当量、液晶の配向条件などにより異なるため一概には言えないが、側鎖型液晶性高分子物質に対し、通常100質量ppm〜20質量%、好ましくは1000質量ppm〜10質量%、より好ましくは0.2質量%〜7質量%の範囲である。100質量ppmよりも少ない場合には、発生するカチオンの量が十分でなく重合が進行しないおそれがあり、また20質量%よりも多い場合には、液晶フィルム中に残存するカチオン発生剤の分解残存物等が多くなり耐光性などが悪化するおそれがあるため好ましくない。
次にホメオトロピック配向能を有する配向基板について説明する。
配向基板としては、まず平滑な平面を有するものが好ましく、有機高分子材料からなるフィルムやシート、ガラス板、金属板などを挙げることができる。コストや連続生産性の観点からは有機高分子からなる材料を用いることが好ましい。有機高分子材料の例としては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。これらのなかでも水素結合性が高く、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ノルボルネンポリオレフィン等のプラスチックフィルムが賞用される。有機高分子材料のフィルムとしては、特に、ゼオノア(商品名,日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名,日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名,JSR(株)製)などのノルボルネン構造を有するポリマー物質からなるプラスチックフィルムが光学的にも優れた特性を有する。また金属フィルムとしては、例えばアルミニウムなどから形成される当該フィルムが挙げられる。
配向基板としては、まず平滑な平面を有するものが好ましく、有機高分子材料からなるフィルムやシート、ガラス板、金属板などを挙げることができる。コストや連続生産性の観点からは有機高分子からなる材料を用いることが好ましい。有機高分子材料の例としては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。これらのなかでも水素結合性が高く、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ノルボルネンポリオレフィン等のプラスチックフィルムが賞用される。有機高分子材料のフィルムとしては、特に、ゼオノア(商品名,日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名,日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名,JSR(株)製)などのノルボルネン構造を有するポリマー物質からなるプラスチックフィルムが光学的にも優れた特性を有する。また金属フィルムとしては、例えばアルミニウムなどから形成される当該フィルムが挙げられる。
前述の液晶材料を用い、安定してホメオトロピック配向を得るためには、これらの基板を構成する材料が、例えば、長鎖(通常炭素数4以上、好ましくは8以上)のアルキル基を有している、これら基板の表面に前記の長鎖のアルキル基を有する材料からなる層を有する、等が好ましい。なお、これら有機高分子材料は単独で基板として用いても良いし、他の基板の上に薄膜として形成させていても良い。液晶の分野においては、基板に対して布等で擦るラビング処理を行うことが一般的であるが、本発明のホメオトロピック配向性フィルムは、面内の異方性が基本的に生じない配向構造であるため、必ずしもラビング処理を必要としない。しかしながら、液晶材料を塗布したときのはじき抑制の観点からは弱いラビング処理を施すことがより好ましい。ラビング条件を規定する重要な設定値としては周速比がある。これはラビング布をロールに巻きつけて回転させつつ基板を擦る場合の、布の移動速度と基板の移動速度の比を表す。本発明においては弱いラビング処理とは、通常周速比が50以下、より好ましくは25以下、特に好ましくは10以下である。周速比が50より大きい場合、ラビングの効果が強すぎて液晶材料が完全に垂直に配向しきれず、垂直方向より面内方向に倒れた配向となる恐れがある。
次に、本発明のホメオトロピック配向液晶層(以下、単に液晶層ともいう。)の製造工程について説明する。
液晶層の製造方法としては特に限定されるものではないが、前述の液晶材料を前述の配向基板上に展開し、当該液晶材料を配向させた後、光照射および/または熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することができる。
液晶材料を配向基板上に展開して液晶材料層を形成する方法としては、液晶材料を溶融状態で直接配向基板上に塗布する方法や、液晶材料の溶液を配向基板上に塗布後、塗膜を乾燥して溶媒を留去させる方法が挙げられる。
液晶層の製造方法としては特に限定されるものではないが、前述の液晶材料を前述の配向基板上に展開し、当該液晶材料を配向させた後、光照射および/または熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することができる。
液晶材料を配向基板上に展開して液晶材料層を形成する方法としては、液晶材料を溶融状態で直接配向基板上に塗布する方法や、液晶材料の溶液を配向基板上に塗布後、塗膜を乾燥して溶媒を留去させる方法が挙げられる。
溶液の調製に用いる溶媒に関しては、本発明の液晶材料を溶解でき適当な条件で留去できる溶媒であれば特に制限はなく、一般的にアセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ブトキシエチルアルコール、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−2−プロパノールなどのエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチルなどのエステル類、フェノール、クロロフェノールなどのフェノール類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類、クロロホルム、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン系などやこれらの混合系が好ましく用いられる。また、配向基板上に均一な塗膜を形成するために、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤などを溶液に添加してもよい。
さらに、前述の側鎖型液晶性高分子物質の配向の固定化を容易ならしめるために、側鎖型液晶性高分子物質に結合されている重合可能な基と同一の反応性を有する基を1分子内に2個以上有する低分子化合物(液晶性、非液晶性を問わない)や接着性を向上させうるような各種化合物を添加することもできる。
さらに、前述の側鎖型液晶性高分子物質の配向の固定化を容易ならしめるために、側鎖型液晶性高分子物質に結合されている重合可能な基と同一の反応性を有する基を1分子内に2個以上有する低分子化合物(液晶性、非液晶性を問わない)や接着性を向上させうるような各種化合物を添加することもできる。
液晶材料を直接塗布する方法でも、溶液を塗布する方法でも、塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法などが挙げられる。
液晶材料の溶液を塗布する方法では、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程を入れることが好ましい。この乾燥工程は、塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター(炉)、温風吹きつけなどの方法が挙げられる。
前記液晶層の膜厚は、画像表示装置の方式や種々の光学パラメーターに依存することから一概には言えないが、通常0.2μm〜10μm、好ましくは0.3μm〜5μm、さらに好ましくは0.5μm〜2μmである。膜厚が0.2μmより薄い場合、十分な視野角改良あるいは輝度向上効果を得ることができない恐れがある。また10μmを越えると、画像表示装置が不必要に色付く等の恐れがある。
液晶材料の溶液を塗布する方法では、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程を入れることが好ましい。この乾燥工程は、塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター(炉)、温風吹きつけなどの方法が挙げられる。
前記液晶層の膜厚は、画像表示装置の方式や種々の光学パラメーターに依存することから一概には言えないが、通常0.2μm〜10μm、好ましくは0.3μm〜5μm、さらに好ましくは0.5μm〜2μmである。膜厚が0.2μmより薄い場合、十分な視野角改良あるいは輝度向上効果を得ることができない恐れがある。また10μmを越えると、画像表示装置が不必要に色付く等の恐れがある。
続いて、配向基板上に形成された液晶材料層を、熱処理などの方法で液晶配向を形成し、光照射および/または熱処理で硬化を行い固定化する。最初の熱処理では、使用した液晶材料の液晶相発現温度範囲に加熱することで、該液晶材料が本来有する自己配向能により液晶を配向させる。熱処理の条件としては、用いる液晶材料の液晶相挙動温度(転移温度)により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常10〜250℃、好ましくは30℃〜180℃の範囲であり、該液晶材料のガラス転移温度(Tg)以上の温度、さらに好ましくはTgより10℃以上高い温度で熱処理するのが好ましい。あまり低温では、液晶配向が充分に進行しないおそれがあり、また高温では液晶材料中のカチオン重合性反応基や配向基板に悪影響を与えるおそれがある。また、熱処理時間については、通常3秒〜30分、好ましくは10秒〜10分の範囲である。3秒より短い熱処理時間では、液晶配向が充分に完成しないおそれがあり、また30分を超える熱処理時間では、生産性が悪くなるため、どちらの場合も好ましくない。
該液晶材料層を熱処理などの方法で液晶配向を形成したのち、液晶配向状態を保ったまま液晶材料を組成物中のオキセタニル基をはじめとする重合反応基の重合反応により硬化させる。硬化工程は、完成した液晶配向を硬化(架橋)反応により液晶配向状態を固定化し、より強固な膜に変性することを目的にしている。
本発明の液晶材料は重合性のオキセタニル基をはじめとする重合反応基を持つため、その反応基の重合(架橋)には、カチオン重合開始剤(カチオン発生剤)を用いるのが好ましいことは前述のとおりである。
光カチオン発生剤を用いた場合、光カチオン発生剤の添加後、液晶配向のための熱処理までの工程を暗条件(光カチオン発生剤が解離しない程度の光遮断条件)で行えば、液晶材料は配向段階終了までは硬化することなく、充分な流動性をもって液晶配向することができる。この後、適当な波長の光を発する光源からの光を照射することによりカチオンを発生させ、液晶材料層を硬化させる。
光カチオン発生剤を用いた場合、光カチオン発生剤の添加後、液晶配向のための熱処理までの工程を暗条件(光カチオン発生剤が解離しない程度の光遮断条件)で行えば、液晶材料は配向段階終了までは硬化することなく、充分な流動性をもって液晶配向することができる。この後、適当な波長の光を発する光源からの光を照射することによりカチオンを発生させ、液晶材料層を硬化させる。
光照射の方法としては、用いる光カチオン発生剤の吸収波長領域にスペクトルを有するようなメタルハライドランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、アークランプ、レーザーなどの光源からの光を照射し、光カチオン発生剤を開裂させる。1平方センチメートルあたりの照射量としては、積算照射量として通常1〜2000mJ、好ましくは10〜1000mJの範囲である。ただし、光カチオン発生剤の吸収領域と光源のスペクトルが著しく異なる場合や、液晶材料自身に光源からの光の吸収能がある場合などはこの限りではない。これらの場合には、適当な光増感剤や、吸収波長の異なる2種以上の光カチオン発生剤を混合して用いるなどの方法を採ることもできる。
光照射時の温度は、該液晶材料が液晶配向をとる温度範囲である必要がある。また、硬化の効果を充分に上げるためには、該液晶材料のTg以上の温度で光照射を行うのが好ましい。
光照射時の温度は、該液晶材料が液晶配向をとる温度範囲である必要がある。また、硬化の効果を充分に上げるためには、該液晶材料のTg以上の温度で光照射を行うのが好ましい。
以上のような工程により製造した液晶層は、充分強固な膜となっている。具体的には、硬化反応によりメソゲンが3次元的に結合され、硬化前と比べて耐熱性(液晶配向保持の上限温度)が向上するのみでなく、耐スクラッチ性、耐磨耗性、耐クラック性などの機械的強度に関しても大幅に向上する。
なお、配向基板として、光学的に等方でない、あるいは得られる液晶層が最終的に目的とする使用波長領域において不透明である、もしくは配向基板の膜厚が厚すぎて実際の使用に支障を生じるなどの問題がある場合、配向基板上で形成された形態から、位相差機能を有する延伸フィルムに転写した形態も使用しうる。転写方法としては公知の方法を採用することができる。例えば、特開平4−57017号公報や特開平5−333313号公報に記載されているように液晶フィルム層を粘着剤もしくは接着剤を介して、配向基板とは異なる基板を積層した後に、必要により粘着剤もしくは接着剤を用いて表面の硬化処理を施し、該積層体から配向基板を剥離することで液晶層を転写する方法等を挙げることができる。
転写に使用する粘着剤もしくは接着剤は、光学グレードのものであれば特に制限はなく、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系など一般に用いられているものを使用することができる。
転写に使用する粘着剤もしくは接着剤は、光学グレードのものであれば特に制限はなく、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系など一般に用いられているものを使用することができる。
以上のようにして得られるホメオトロピック配向液晶層は、当該液晶層の光学位相差を垂直入射から傾けた角度で測定することによって定量化することができる。ホメオトロピック配向液晶層の場合、この位相差値は傾けた角度に対して垂直入射軸について左右対称的である。
光学位相差の測定には数種の方法を利用することができ、例えば、自動複屈折測定装置(王子計測機器(株)製)および偏光顕微鏡を利用することができる。このホメオトロピック配向液晶層はクロスニコル偏光子間で黒色に見える。このようにしてホメオトロピック配向性を評価できる。
光学位相差の測定には数種の方法を利用することができ、例えば、自動複屈折測定装置(王子計測機器(株)製)および偏光顕微鏡を利用することができる。このホメオトロピック配向液晶層はクロスニコル偏光子間で黒色に見える。このようにしてホメオトロピック配向性を評価できる。
こうして得られたホメオトロピック配向液晶層は、面内の主屈折率をNx1、Ny1とし、厚さ方向の屈折率をNz1としたとき、厚さd1(μm)=1〜10程度である場合に、例えば、実施例に記載の材料によれば、(Nx1−Ny1)=0〜0.0005程度、(Nx1−Nz1)=−0.1800〜−0.2000程度を有する。また一般的に、Nx1=1.53〜1.55程度、Ny1=1.53〜1.55程度、Nz1=1.72〜1.74程度、のものである。
本発明のホメオトロピック配向液晶層は、Nz1>Nx1≧Ny1とした場合に、面内のリターデーション値(Re1=(Nx1−Ny1)×d1[nm])が0〜50nm、厚さ方向のリターデーション値(Rth1=(Nx1−Nz1)×d1[nm])が−500〜−30nmであることを特徴とする。
ホメオトロピック配向液晶層の光学パラメータであるRe1値、Rth1値は、輝度向上フィルムとして使用する場合や、液晶表示装置の視角改良フィルムとして使用する場合等用途の違いにより、また視角改良フィルムとして使用する場合においても液晶表示装置の方式や種々の光学パラメーターに依存することから一概には言えないが、550nmの単色光に対して、ホメオトロピック配向液晶層面内のリターデーション値(Re1)は、通常0nm〜50nm、好ましくは0nm〜20nm、さらに好ましくは0nm〜5nmの範囲であり、かつ、厚さ方向のリターデーション値(Rth1)は、通常−500〜−30nm、好ましくは−400〜−50nm、さらに好ましくは−400〜−100nmに制御されたものである。
前記Re1値及びRth1値を上記範囲にすることにより、液晶表示装置の視角改良フィルムとしては、液晶表示の色調補正を行いながら視野角を広げることが可能となり、輝度向上フィルムとしては、良好な輝度向上効果を得ることができる。Re1値が50nmより大きい場合、大きい正面位相差値の影響で、液晶表示装置の正面特性を悪化させる恐れがある。また、Rth1値が−30nmより大きい場合、あるいは−500nmより小さい場合には、十分な視角改良効果が得られないか、あるいは斜めから見たときに不必要な色付きが生じる恐れがある。
次に、位相差機能を有する位相差フィルムについて説明する。
位相差機能を有する位相差フィルムとしては例えば、ポリマーフィルムを一軸延伸または二軸延伸したもの、液晶性高分子の塗工膜、Z軸配向処理したもの等が挙げられる。
位相差フィルムの内、一軸延伸または二軸延伸を行うポリマーフィルムとしては、平滑な平面を有するとともに透過率の高いものが好ましく、例えば、有機高分子材料からなるフィルムやシートを挙げることができる。例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。これらのなかでも水素結合性が高く、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン等のプラスチックフィルムが賞用される。有機高分子材料のフィルムとしては、特に、ゼオノア(商品名,日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名,日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名,JSR(株)製)などのノルボルネン構造を有するポリマー物質からなるプラスチックフィルムが好適に用いられる。上記記載のフィルムを延伸処理してなる位相差フィルムが光学的にも優れた特性を有する。
位相差機能を有する位相差フィルムとしては例えば、ポリマーフィルムを一軸延伸または二軸延伸したもの、液晶性高分子の塗工膜、Z軸配向処理したもの等が挙げられる。
位相差フィルムの内、一軸延伸または二軸延伸を行うポリマーフィルムとしては、平滑な平面を有するとともに透過率の高いものが好ましく、例えば、有機高分子材料からなるフィルムやシートを挙げることができる。例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。これらのなかでも水素結合性が高く、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン等のプラスチックフィルムが賞用される。有機高分子材料のフィルムとしては、特に、ゼオノア(商品名,日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名,日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名,JSR(株)製)などのノルボルネン構造を有するポリマー物質からなるプラスチックフィルムが好適に用いられる。上記記載のフィルムを延伸処理してなる位相差フィルムが光学的にも優れた特性を有する。
液晶ポリマーなどの液晶材料からなる配向フィルムとしては、均一でモノドメインなネマチック配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子を基板上、もしくは配向膜を塗布した基板上で熱処理し、均一、モノドメインなネマチック構造を形成させたのち冷却することによって液晶状態における配向を損なうことなく固定化して製造されるものである。前記液晶ポリマーには、光重合性液晶化合物を配合して液晶性組成物として用いることもできる。前記光重合性液晶化合物を配合した液晶ポリマーは基板上もしくはネマチック配向能を有する配向膜を塗布した基板上でフィルムを形成できるため、液晶フィルムのTgを低く設計することもできる。これら液晶フィルムには液晶ディスプレイ等の用途として用いうる耐久性を向上させるには、光重合性液晶化合物を含有させたネマチック配向液晶性組成物を用いるのが好ましい。ネマチック配向液晶性組成物は配向した後、紫外線等の光照射を行う。
上記延伸フィルムとしては、面内の主屈折率をNx2、Ny2とし、厚さ方向の屈折率をNz2とし、かつNx2>Ny2としたとき、厚さd2(μm)=25〜30程度である場合に、たとえば、実施例に記載の材料によれば、(Nx2−Ny2)=0.0040〜0.0060、(Nx2−Nz2)=0.0040〜0.0060を有するものが用られる。また一般的には、Nx2=1.5930〜1.5942程度、Ny2=1.5850〜1.5887程度、Nz2=1.5850〜1.5883程度、のものである。
本発明における位相差機能を有する延伸フィルムは、Nx2>Ny2とした場合に、面内のリターデーション値(Re2=(Nx2−Ny2)×d2[nm])が30〜500nm、厚さ方向のリターデーション値(Rth2=(Nx2−Nz2)×d2[nm])が0〜300nmであることを特徴とする。
位相差機能を有する延伸フィルムの光学パラメータであるRe2値、Rth2値は、輝度向上フィルムとして使用する場合、液晶表示装置の視角改良フィルムとして使用する場合等用途の違いにより、また視角改良フィルムで使用する場合においても液晶表示装置の方式や種々の光学パラメータに依存することから一概には言えないが、550nmの単色光に対して、面内のリターデーション値(Re2)は、通常30nm〜500nm、好ましくは50nm〜400nm、さらに好ましくは100nm〜300nmの範囲であり、かつ、厚さ方向のリターデーション値(Rth2)は、通常0〜300nm、好ましくは0〜200nm、さらに好ましくは0〜150nmに制御されたものである。
前記Re2値及びRth2値を上記範囲にすることにより、液晶表示装置の視角改良フィルムとしては、液晶表示の色調補正を行いながら視野角を広げることが可能となり、輝度向上フィルムとしては、良好な輝度向上効果を得ることができる。Re2値が30nmより小さい場合、あるいは500nmより大きい場合には、十分な視角改良効果が得られないか、あるいは斜めから見たときに不必要な色付きが生じる恐れがある。また、Rth2値が0nmより小さい場合、あるいは300nmより大きい場合には、十分な視角改良効果が得られないか、あるいは斜めから見たときに不必要な色付きが生じる恐れがある。
本発明の楕円偏光板は、例えば、ホメオトロピック配向能と位相差機能を有する位相差フィルムを基板として、ホメオトロピック配向液晶層を作製することにより、また、ホメオトロピック配向能を有する配向基板上に作製されたホメオトロピック配向液晶層を、粘着剤や接着剤(以下、粘・接着剤という)の層を介して位相差機能を有する位相差フィルムに積層することにより、または積層後に配向基板を剥離して位相差機能を有する位相差フィルムに転写することにより得られる積層位相差板へ、後述する直線偏光板を積層することにより得られる。
以下、直線偏光板について説明する。
直線偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものである。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料(沃素、染料)を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、5〜80μm程度が一般的である。
直線偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものである。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料(沃素、染料)を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、5〜80μm程度が一般的である。
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作製することができる。また必要に応じて、ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて、染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行ってもよいし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
前記偏光子の片側または両側に設けられている保護フィルムには、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記保護フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート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などが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、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、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどが挙げられる。保護フィルムの厚さは、一般には500μm以下であり、1〜300μmが好ましい。特に5〜200μmとするのが好ましい。
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは、通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
前記保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えば、アクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えば、アクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
また、アンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば、平均粒径が0.5〜50μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂100重量部に対して一般的に2〜50重量部程度であり、5〜25重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層(視角拡大機能など)を兼ねるものであってもよい。
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層、アンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
直線偏光板は、位相差板を積層した楕円偏光板または円偏光板として用いることができる。楕円偏光板または円偏光板は、位相差板により直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる1/4波長板が用いられる。1/2波長板は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
楕円偏光板はスパーツイストネマチック(STN)型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色(青又は黄)を補償(防止)して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償(防止)することができて好ましい。円偏光板は、例えば、画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
本発明の楕円偏光板を得るための積層方法としては前記以外にも直線偏光板と位相差機能を有する位相差フィルムを積層、もしくは直線偏光板側に位相差フィルムを転写し、その後ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層を積層または転写する手法も用いられる。
その際の前記偏光子の両側に保護フィルムが積層している直線偏光板と位相差機能を有する位相差フィルムとの積層方法としては、例えば後述の粘着剤や接着剤を用いて直接両者を積層する手法、直線偏光板にネマチック配向能を有する配向膜を設け、均一でモノドメインなネマチック配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子を塗布等の手段により設ける手法、フィルム基板上に設けられたネマチック液晶化合物を後述の粘着剤もしくは接着剤を用いて直線偏光板の保護フィルムへ転写する手法等が好適に用いられる。
その際の前記偏光子の両側に保護フィルムが積層している直線偏光板と位相差機能を有する位相差フィルムとの積層方法としては、例えば後述の粘着剤や接着剤を用いて直接両者を積層する手法、直線偏光板にネマチック配向能を有する配向膜を設け、均一でモノドメインなネマチック配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子を塗布等の手段により設ける手法、フィルム基板上に設けられたネマチック液晶化合物を後述の粘着剤もしくは接着剤を用いて直線偏光板の保護フィルムへ転写する手法等が好適に用いられる。
本発明の楕円偏光板は、ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板とを積層した楕円偏光板であるが、積層構成はそれだけに限定されず、下記(1)〜(3)のいずれの構成を用いても構わない。
(1)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層
(2)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/負の2軸性光学異方性層
(3)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層
また、必要に応じて光拡散層、光制御フィルム、導光板、プリズムシート等の部材が更に追加される。
液晶表示装置として、視野角依存性の少ない光学特性を得ると言う点では、本発明に記載の、ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層と、位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板とを積層した構造の他に、以下(4)〜(9)いずれの構成を用いても構わない。
液晶表示装置として、視野角依存性の少ない光学特性を得ると言う点では、本発明に記載の、ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層と、位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板とを積層した構造の他に、以下(4)〜(9)いずれの構成を用いても構わない。
(4)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層/垂直配向液晶セル/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/直線偏光板/バックライト
(5)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層/垂直配向液晶セル/膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/直線偏光板/バックライト
(6)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/垂直配向液晶セル/膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/直線偏光板/バックライト
(7)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/負の2軸性光学異方性層/垂直配向液晶セル/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/直線偏光板/バックライト
(8)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/負の2軸性光学異方性層/垂直配向液晶セル/負の2軸性光学異方性層/直線偏光板/バックライト
(9)直線偏光板/位相差機能を有する位相差フィルム/ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層/フィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層/垂直配向液晶セル/負の2軸性光学異方性層/直線偏光板/バックライト
面内方向にx方向、y方向を取り、厚さ方向をz方向とする場合、正の1軸性光学異方性層は、屈折率としてnx>ny=nzの関係を有する。また、正の2軸性光学異方性層は、屈折率としてnx>nz>nyの関係を有する。負の1軸性光学異方性層は、屈折率としてnx=ny>nzの関係を有する。負の2軸性光学異方性層は、屈折率としてnx>ny>nzの関係を有する。
さらに前記(1)〜(6)に記載の光学異方性層のうち、(1)の直線偏光板と隣接していないフィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層、および(2)の負の2軸性光学異方性層、(3)の直線偏光板と隣接していないフィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層、(4)〜(6)の垂直配向液晶セル、もしくは負の1軸性光学異方性層と隣接しているフィルム面内に位相差を有する正の1軸性光学異方性層、および(7)〜(9)の負の2軸性光学異方性層は、面内で1/4波長の位相差を示すことが好ましい。
また上記各光学異方性層は、1/4波長の位相差を示すという点で、波長550nmの光に対して、上記の光学異方性層の面内のリターデーション値(Re)は、100nm〜180nm、好ましくは120nm〜160nm、さらに好ましくは130nm〜150nmの範囲である。上記範囲を外れた場合には、偏光板と組み合わせたときの円偏光性が十分得られなくなり、正面から見た場合の表示特性が低下する恐れがある。
また、上記(2)、(7)〜(9)の負の2軸性光学異方性層の厚さをd3、面内の主屈折率をNx3、Ny3、厚さ方向の屈折率をNz3とし、かつNx3>Ny3>Nz3とした場合に、厚さ方向のリタデーション値(Rth3=(Nx3−Nz3)×d3[nm])は、垂直配向型液晶セルの厚さ方向の位相差を補償することによる視野角補償の効果を発揮するよう条件設定する必要がある。従って、垂直配向型液晶セルの厚さ方向の位相差値にもよるが、50nm〜600nm、好ましくは100nm〜400nm、さらに好ましくは200nm〜300nmの範囲である。上記範囲を外れた場合には、十分な視野角改良効果が得られないかあるいは、斜めから見たときに不必要な色付きが生じる恐れがある。
上記(1)〜(9)に記載の各光学異方性層について説明する。
まずフィルム面内に位相差機能を有する正の1軸性光学異方性層としては、例えば、ポリマーフィルムを一軸延伸または二軸延伸したもの、液晶性高分子の塗工膜、Z軸配向処理したもの等が挙げられる。
まずフィルム面内に位相差機能を有する正の1軸性光学異方性層としては、例えば、ポリマーフィルムを一軸延伸または二軸延伸したもの、液晶性高分子の塗工膜、Z軸配向処理したもの等が挙げられる。
一軸延伸または二軸延伸を行うポリマーフィルムとしては、平滑な平面を有するとともに透過率の高いものが好ましく、例えば、有機高分子材料からなるフィルムやシートを挙げることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。これらのなかでも、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン等のプラスチックフィルムが賞用される。有機高分子材料のフィルムとしては、特に、ゼオノア(商品名,日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名,日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名,JSR(株)製)などの環状構造を有するポリマー物質からなるプラスチックフィルムが好適に用いられる。上記記載のフィルムを一軸あるいは二軸延伸処理する手法や特開平5−157911号公報に示されるような熱収縮フィルムにより延伸方向の位相差を小さくする手法により製造した位相差フィルム、また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムが光学的にも優れた特性を有する。このポリマー材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有す熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチレンマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。なお、前記ポリマーフィルムは、例えば、前記樹脂組成物の押出成形物であってもよい。
液晶性高分子の塗工膜としては、均一でモノドメインなネマチック配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子を基板上、もしくは配向膜を塗布した基板上で熱処理し、均一、モノドメインなネマチック構造を形成させたのち冷却することによって液晶状態における配向を損なうことなく固定化して製造されるものである。前記液晶ポリマーには、光重合性液晶化合物を配合して液晶性組成物として用いることもできる。前記光重合性液晶化合物を配合した液晶ポリマーは基板上もしくはネマチック配向能を有する配向膜を塗布した基板上でフィルムを形成できるため、液晶フィルムのTgを低く設計することもできる。これら液晶フィルムには液晶ディスプレイ等の用途として用いうる耐久性を向上させるには、光重合性液晶化合物を含有させたネマチック配向液晶性組成物を用いるのが好ましい。ネマチック配向液晶性組成物は配向した後、紫外線等の光照射を行う。
次にフィルム膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層としては、特に限定されないが、非液晶材料としては、耐熱性、耐薬品性、透明性に優れ、剛性にも富むことから、例えば、セルローストリアシレート、ゼオネックス、ゼオノア(共に日本ゼオン(株)製)、アートン(JSR(株)製)のようなポリシクロオレフィン類、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等のポリマーが好ましい。これらのポリマーは、いずれか一種類を単独で使用してもよいし、ポリアリールエーテルケトンとポリアミドとの混合物のように、異なる官能基を持つ2種以上の混合物として使用してもよい。このようなポリマーの中でも、高透明性、高配向性であることから、ポリイミドが特に好ましい。前記ポリイミドとしては、例えば、面内配向性が高く、有機溶剤に可溶なポリイミドが好ましい。具体的には、例えば、特表2000−511296号公報に開示された、9,9−ビス(アミノアリール)フルオレンと芳香族テトラカルボン酸二無水物との縮合重合生成物、具体的には、下記式(9)に示す繰り返し単位を1つ以上含むポリマーが使用できる。
具体的には、例えば、特表2000−511296号公報に開示された、9,9−ビス(アミノアリール)フルオレンと芳香族テトラカルボン酸二無水物との縮合重合生成物、具体的には、下記式(9)に示す繰り返し単位を1つ以上含むポリマーが使用できる。
前記式(9)中、R3〜R6は、水素、ハロゲン、フェニル基、1〜4個のハロゲン原子またはC1〜10アルキル基で置換されたフェニル基、およびC1〜10アルキル基からなる群からそれぞれ独立に選択される少なくとも一種類の置換基である。好ましくは、R3〜R6は、ハロゲン、フェニル基、1〜4個のハロゲン原子またはC1〜10アルキル基で置換されたフェニル基、およびC1〜10アルキル基からなる群からそれぞれ独立に選択される少なくとも一種類の置換基である。
前記式(9)中、Zは、例えば、C6〜20の4価芳香族基であり、好ましくは、ピロメリット基、多環式芳香族基、多環式芳香族基の誘導体、または、下記式(10)で表される基である。
前記式(9)中、Zは、例えば、C6〜20の4価芳香族基であり、好ましくは、ピロメリット基、多環式芳香族基、多環式芳香族基の誘導体、または、下記式(10)で表される基である。
前記式(10)中、Z’は、例えば、共有結合、C(R7)2基、CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(C2H5)2基、または、NR8基であり、複数の場合、それぞれ同一でも異なっていても良い。また、wは、1から10までの整数を表す。R7は、それぞれ独立に、水素またはC(R9)3である。R8は、水素、炭素原子数1〜20のアルキル基、またはC6〜20アリール基であり、複数の場合、それぞれ同一でも異なっていても良い。R9は、それぞれ独立に、水素、フッ素、または塩素である。
また液晶材料としては、コレステリック液晶性ポリマーなどの液晶材料からなるコレステリック配向フィルム、液晶材料のコレステリック配向層をフィルムにて支持したもの、およびディスコティック液晶層等が挙げられる。まずコレステリック配向フィルムは熱処理等適宜選択される手法によってコレステリックらせん軸がフィルム法線方向に存在するような均一なプラナー配向したものが好ましく、また選択反射波長λsが300nm以下の範囲内であることが好ましい。
また、コレステリック配向を実現する材料としては、液晶性ポリマーに限らず、単体でコレステリック配向を実現できる重合性基を有する液晶モノマー分子、もしくは重合性基を有する液晶性モノマーとキラル化合物の混合物等も好ましく用いられる。これらの材料を熱処理等適宜選択される手法によってコレステリック配向させた後、重合性基を熱、光等好適に用いられる手段によって硬化させ、コレステリック配向を固定化して用いることも出来る。
また、負の1軸性光学異方性層を形成する上記以外の液晶材料としてはホメオトロピック配向させた重合性のディスコティック液晶化合物も好ましく用いられる。
また、負の1軸性光学異方性層を形成する上記以外の液晶材料としてはホメオトロピック配向させた重合性のディスコティック液晶化合物も好ましく用いられる。
前記フィルム膜厚方向に位相差を有する負の1軸性光学異方性層は、液晶表示素子のうち垂直配向液晶セルの垂直配向液晶層を視野角補償するという点で、負の1軸性光学異方性層の厚さをd、負の1軸性光学異方性層面内の主屈折率をNxおよびNy、厚さ方向の主屈折率をNz、かつ、Nx≧Ny>Nz、とし、波長550nmの光における面内のリターデーション値(Re=(Nx−Ny)×d[nm])、厚さ方向のリターデーション値(Rth={(Nx+Ny)/2−Nz}×d[nm])とした場合に、以下の[5]、[6]式を満たすものが好ましい。
[5]0≦Re≦20
[6]100≦Rth≦400
[5]0≦Re≦20
[6]100≦Rth≦400
負の1軸性光学異方性層は、垂直配向液晶セルの光学膜厚、垂直配向液晶セルに使用される液晶材料の複屈折値Δnにもよるため一概には言えないが、負の1軸性光学異方性層面内のリターデーション値(Re)は、通常0nm〜20nm、好ましくは0nm〜10nm、さらに好ましくは0nm〜5nmの範囲である。Re値が上記範囲を外れた場合には、正面から見た場合のコントラスト低下といった恐れがある。また、負の1軸性光学異方性層の厚さ方向のリターデーション値(Rth)は、垂直配向型液晶セルの厚さ方向の位相差値は、通常100〜400nmであるため、1層のみの場合は、150nm〜400nm、好ましくは180nm〜360nm、さらに好ましくは200nm〜300nmの範囲である。負の1軸性光学異方性層を2層組み合わせて使用する場合は、Re値の合計が通常150〜400nm、好ましくは180〜360nm、更に好ましくは200〜300nmの範囲であり、それぞれ単層の光学異方性層で見た場合、通常75〜200nm、好ましくは90〜180nm、更に好ましくは100〜150nmである。上記範囲を外れた場合には、十分な視野角改良効果が得られないかあるいは、斜めから見たときに不必要な色付きが生じる恐れがある。
また、負の2軸性光学異方性層としては例えば、ポリマーフィルムを一軸延伸または二軸延伸したもの、液晶性高分子の塗工膜、Z軸配向処理したもの等が挙げられる。
また、負の2軸性光学異方性層としては例えば、ポリマーフィルムを一軸延伸または二軸延伸したもの、液晶性高分子の塗工膜、Z軸配向処理したもの等が挙げられる。
一軸延伸または二軸延伸を行うポリマーフィルムとしては、平滑な平面を有するとともに透過率の高いものが好ましく、例えば、有機高分子材料からなるフィルムやシートを挙げることができる。例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなども挙げられる。これらのなかでも、光学フィルムとして用いられるトリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン等のプラスチックフィルムが賞用される。有機高分子材料のフィルムとしては、特に、ゼオノア(商品名,日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(商品名,日本ゼオン(株)製)、アートン(商品名,JSR(株)製)などの環状構造を有するポリマー物質からなるプラスチックフィルムが好適に用いられる。上記記載のフィルムを一軸あるいは二軸延伸処理する手法や特開平5−157911号公報に示されるような熱収縮フィルムにより延伸方向の位相差を小さくする手法により製造した位相差フィルム、また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムが光学的にも優れた特性を有する。このポリマー材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有す熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチレンマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。なお、前記ポリマーフィルムは、例えば、前記樹脂組成物の押出成形物であってもよい。
液晶ポリマーとしては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリエステルイミド、ポリチオエーテルなどの主鎖型液晶性高分子化合物を例示することができる。主鎖型液晶性高分子化合物としては、なかでもポリイミド、ポリエステルが合成の容易さなどのため好ましく用いられる。さらにSCA相(スメクチックCA相)をはじめとした液晶層を示す液晶性高分子化合物も負の2軸性光学異方性層として好ましく用いられる。該液晶性高分子化合物の具体的な一例としては、直線性の高い芳香族基などから形成されるメソゲン部分と脂肪族鎖などから形成される屈曲鎖部分とが交互に結合する主鎖型液晶性高分子化合物を挙げることができる。メソゲン部分の構造としてはビフェニル、ターフェニルなどが代表例である。また屈曲鎖部分は直鎖状脂肪族基が代表的であり、特に主鎖に含まれる原子数が奇数であるものが望ましく用いられる。
また上記高分子液晶を配向させたフィルムを延伸することによっても2軸性光学異方性層を形成することができる。フィルム化への成形工程と配向形成工程とを同時に行うこともできるし、別々に行うこともできる。例えは、アイソトロピック状態にある該液晶性高分子を延伸することでフィルム化すると同時にSCA相をはじめとした液晶層構造(配向構造)を得ることが可能である。一方、一旦適当な方法によりフィルム化した後、該フィルム化物をアイソトロピック状態に転移せしめ、次いで延伸操作を行ってもよい。この場合、フィルム化の成形方法には特に制限はなく、キャスティング法、溶融押出法、圧延法など公知の方法を用いることができる。
各フィルムの積層及び転写の際に用いる粘・接着剤層を形成する粘・接着剤は光学的に等方性で透明なものであれば特に制限されない。例えば、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。また、光や電子線、熱などの外部刺激により反応し重合や架橋するような反応性のものも用いることができる。これらの中でも特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いられる。
粘・接着剤層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた10〜40質量%程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延や塗工等の適宜な展開方式で前記液晶層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘・接着剤層を形成してそれを前記液晶層上に移着する方式などが挙げられる。また、粘・接着剤層には、例えば、天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や、顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘・接着剤層に添加することのできる各種の添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘・接着剤層などであってもよい。
粘・接着剤層の厚さは、貼着する部材を貼着しかつ十分な密着力を維持できる限り特に膜厚に制限はなく、粘・接着剤の特性や粘・接着される部材により適宜選定することができる。楕円偏光板の総厚の低減要求の強いことから、粘・接着剤の厚さは薄いほうが好ましいが、通常は2〜80μm、好ましくは5〜50μm、さらに好ましくは10〜40μmである。この範囲外では、接着力が不足したり、積層時や楕円偏光板の保存時に端部から滲み出すなどして好ましくない。
なお、ホメオトロピック配向液晶フィルムを粘・接着剤層を介して、前記位相差フィルムあるいは光学異方性層に転写する際には、転写が容易となるよう下記(A)〜(C)のようなプロセスを適宜用いることもできる。
(A)配向基板上に形成された液晶配向が固定化されたホメオトロピック配向液晶層を、接着剤層1を介して直接位相差フィルムもしくは光学異方性層へ貼着し、配向基板を剥離してホメオトロピック配向液晶層を位相差フィルムもしくは光学異方性層へ転写する。
(B)配向基板上に形成された液晶配向が固定化されたホメオトロピック配向液晶層を、接着剤層1を介して再剥離性基板1と接着せしめた後、配向基板を剥離してホメオトロピック配向液晶層を再剥離性基板1に転写し、再剥離性基板1/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層からなる中間体1を作製し、さらに接着剤層2を介して再剥離性基板2と接着せしめた後、再剥離性基板1を剥離し、接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/再剥離性基板2からなる中間体2を作製し、さらに接着剤層1側にセパレートフィルム付きのノンキャリア糊を貼合した後、セパレートフィルムを剥離し適宜位相差フィルムもしくは光学異方性層へ貼着し、再剥離性基板2を剥離する。
(C)配向基板上に形成された液晶配向が固定化されたホメオトロピック配向液晶層を、接着剤層1を介して再剥離性基板1と接着せしめた後、配向基板を剥離してホメオトロピック配向液晶層を再剥離性基板1に転写し、再剥離性基板1/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層からなる中間体1を作製し、さらに接着剤層2を介して再剥離性基板2と接着せしめた後、再剥離性基板1を剥離し、接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/再剥離性基板2からなる中間体2を作製し、さらに接着剤層1側にセパレートフィルム付きのノンキャリア糊を貼合した後、再剥離性基板2を剥離しセパレートフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2からなる中間体3を作製し、さらに接着剤層2側にもセパレートフィルム付きのノンキャリア糊を貼合しセパレートフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/粘着剤層/セパレートフィルムからなる中間体4を作製し、セパレートフィルムを剥離し適宜位相差フィルムもしくは光学異方性層へ貼着する。
さらに接着剤に適宜表面改質剤等の添加剤を添加することで、再剥離性基板とホメオトロピック配向液晶層との貼着の際の両者の密着力を低減させかつ再剥離性基板と接着剤層との密着力を維持させることで再剥離性基板側に接着剤層が貼着したまま剥離することもできる。その際に用いられる添加剤としては、光学的欠陥の検査性や剥離性に悪影響を及ぼさない範囲であれば種類、添加量に特に制限はない。このような手法により前記位相差フィルムあるいは光学異方性層に転写する際には、転写が容易となるよう下記(D)、(E)のようなプロセスを適宜用いることもできる。
(D)配向基板上に形成された液晶配向が固定化されたホメオトロピック配向液晶層を、接着剤層1を介して再剥離性基板1と接着せしめた後、配向基板を剥離してホメオトロピック配向液晶層を再剥離性基板1に転写し、再剥離性基板1/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層からなる中間体1を作製し、さらに接着剤層2を介して再剥離性基板2と接着せしめた後、再剥離性基板1を剥離し、接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/再剥離性基板2からなる中間体2を作製し、さらに接着剤層1側にセパレートフィルム付きのノンキャリア糊を貼合した後、セパレートフィルムを剥離し適宜位相差フィルムもしくは光学異方性層へ貼着し、再剥離性基板2を接着剤層2が貼着した状態で剥離する。
(E)配向基板上に形成された液晶配向が固定化されたホメオトロピック配向液晶層を、接着剤層1を介して再剥離性基板1と接着せしめた後、配向基板を剥離してホメオトロピック配向液晶層を再剥離性基板1に転写し、再剥離性基板1/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層からなる中間体1を作製し、さらに接着剤層2を介して再剥離性基板2と接着せしめた後、再剥離性基板1を剥離し、接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/再剥離性基板2からなる中間体2を作製し、さらに接着剤層1側にセパレートフィルム付きのノンキャリア糊を貼合した後、再剥離性基板2を接着剤層2が貼着した状態で剥離しセパレートフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層からなる中間体5を作製し、さらにホメオトロピック配向液晶層側にもセパレートフィルム付きのノンキャリア糊を貼合しセパレートフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/粘着剤層/セパレートフィルムからなる中間体6を作製し、セパレートフィルムを剥離し適宜位相差フィルムもしくは光学異方性層へ貼着する。
なお、ホメオトロピック配向液晶層を粘・接着剤層を介して、位相差機能を有する位相差フィルムあるいは光学異方性層に転写する際には、ホメオトロピック配向液晶層表面を表面処理して粘・接着剤層との密着性を向上することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、前記液晶層表面の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧UV照射、プラズマ処理などの表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が良好である。
さらに、ホメオトロピック配向液晶フィルムを粘・接着剤層を介さずとも、ホメオトロピック配向能を有する位相差フィルムあるいは光学異方性層上に前述の液晶材料を展開し、当該液晶材料を配向させた後、光照射および/または加熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することもできる。適宜必要であれば位相差フィルムあるいは光学異方性層上にホメオトロピック配向能を有する配向膜を設置してから前述の液晶材料を前述の配向膜上に展開し、当該液晶材料を配向させた後、光照射および/または加熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することもできる。
位相差板(位相差フィルム)には、例えば、各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどを使用することができ、また使用目的に応じた適宜な位相差を有する2種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。かかる位相差板には前記例示のものを使用できるほか、本発明に使用されるホメオトロピック配向液晶フィルムを単独でまたは他のフィルムと組み合わせて用いることにより本発明の楕円偏光板とすることができる。
また前記位相差板は、視角補償フィルムとして使用されることもあり、視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げるためのフィルムである。
また前記位相差板は、視角補償フィルムとして使用されることもあり、視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げるためのフィルムである。
このような視角補償用の位相差板としては、他に一軸あるいは二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えば、ポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は/及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償フィルムは、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て適宜に組み合わせることができる。
また、良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーや棒状液晶ポリマーからなる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。前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば、反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を1層または2層以上用いることができる。
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側(表示側)からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ、透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどが挙げられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなども挙げられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば、真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常、液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側(表示側)からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
次に、本発明の楕円偏光板に、コレステリック液晶フィルムを積層した輝度向上フィルムについて説明する。
本発明の該輝度向上フィルムは、直線偏光板、前記Re2が100〜170nmの範囲である位相差機能を有する位相差フィルムとホメオトロピック配向液晶層を積層した楕円偏光板と、コレステリック液晶フィルムの順に積層することにより得られるものであり、大幅な輝度向上機能を有するものである。
本発明の該輝度向上フィルムは、直線偏光板、前記Re2が100〜170nmの範囲である位相差機能を有する位相差フィルムとホメオトロピック配向液晶層を積層した楕円偏光板と、コレステリック液晶フィルムの順に積層することにより得られるものであり、大幅な輝度向上機能を有するものである。
コレステリック液晶フィルムとしては、従来の輝度向上フィルムに使用される各種のものを特に制限なく使用できる。コレステリック液晶フィルムは、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどが挙げられる。コレステリック液晶フィルムとしては、例えば、可視光の少なくとも一部の帯域において円偏光二色性を示すものや、可視光の200nm以上の帯域において円偏光二色性を示すものが用いられる。コレステリック液晶フィルムは、光学活性基含有モノマーをモノマーユニットとして含有するコレステリック液晶ポリマーにより形成することができる。光学活性基を含有するモノマーユニットの含有率に基づいてコレステリック液晶のピッチが変化するため、前記モノマーユニットの含有率により円偏光二色性を制御することができる。コレステリック液晶フィルムの厚さは、通常0.5〜30μmであることが好ましく、特に2〜15μmであることが好ましい。なおコレステリック液晶フィルムには前記液晶ポリマー以外のポリマーや、安定剤、可塑剤などの化合物、金属やその化合物などの1種以上の添加剤を必要に応じて配合することができる。
コレステリック液晶フィルムは、反射波長が相違するものの組み合わせにして2層又は3層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
コレステリック液晶フィルムは、反射波長が相違するものの組み合わせにして2層又は3層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
本発明の輝度向上フィルムは、通常、液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。
すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ50%の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
本発明の楕円偏光板、輝度向上フィルムには、粘・接着剤層を設けることもできる。粘・接着剤層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、他の光学フィルム、例えば前述の位相差板や位相差フィルム等の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
粘・接着剤層を形成する粘・接着剤は特に制限されないが、前記ホメオトロピック配向液晶層と透光性フィルムとの貼り合せに用いたものと同様のものを例示できる。また、同様の方式にて設けることができる。
粘・接着剤層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘・接着層とすることもできる。粘・接着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には1〜500μmであり、5〜200μmが好ましく、特に10〜100μmが好ましい。
粘・接着剤層を形成する粘・接着剤は特に制限されないが、前記ホメオトロピック配向液晶層と透光性フィルムとの貼り合せに用いたものと同様のものを例示できる。また、同様の方式にて設けることができる。
粘・接着剤層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘・接着層とすることもできる。粘・接着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には1〜500μmであり、5〜200μmが好ましく、特に10〜100μmが好ましい。
粘・接着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘・接着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、、例えば、プラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シート、金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学フィルム等、また粘・接着層などの各層には、例えば、サリチル酸エステル系化合物、べンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能を持たせたものなどであってもよい。
本発明の楕円偏光板、輝度向上フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができ、特に液晶表示装置用の視角改良フィルムとして好ましく用いられる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は、一般に、液晶セル、光学フィルム、及び必要に応じて、照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては楕円偏光板積、輝度向上フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。
液晶表示装置としては、特に制限はないが、透過型、反射型、半透過型の各種液晶表示装置を挙げることができる。液晶セルにおける液晶配向によるモードとして例を挙げると、TN型、STN型、VA(vertical alignment)型、MVA(multi-domain vertical alignment)型、OCB(optically compensated bend)型、ECB(electrically controlled birefringence)型、HAN(hybrid-aligned nematic)型、IPS(in-plane switching)、双安定ネマチック(Bistable Nematic)型、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)型、ハーフトーングレイスケール型、強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等を挙げることができる。
当該液晶配向については、セルの面内で単一の方向性を持つものでも良いし、配向が分割された液晶表示装置等にも用いることができる。さらに液晶セルに電圧を印加する方法で言えば、例えば、ITO電極などを用いるパッシブ方式、TFT(薄膜トランジスター)電極やTFD(薄膜ダイオード)電極などを用いるアクティブ方式等で駆動する液晶表示装置を挙げることができる。
液晶表示装置としては、特に制限はないが、透過型、反射型、半透過型の各種液晶表示装置を挙げることができる。液晶セルにおける液晶配向によるモードとして例を挙げると、TN型、STN型、VA(vertical alignment)型、MVA(multi-domain vertical alignment)型、OCB(optically compensated bend)型、ECB(electrically controlled birefringence)型、HAN(hybrid-aligned nematic)型、IPS(in-plane switching)、双安定ネマチック(Bistable Nematic)型、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)型、ハーフトーングレイスケール型、強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等を挙げることができる。
当該液晶配向については、セルの面内で単一の方向性を持つものでも良いし、配向が分割された液晶表示装置等にも用いることができる。さらに液晶セルに電圧を印加する方法で言えば、例えば、ITO電極などを用いるパッシブ方式、TFT(薄膜トランジスター)電極やTFD(薄膜ダイオード)電極などを用いるアクティブ方式等で駆動する液晶表示装置を挙げることができる。
液晶セルの片側又は両側に偏光板、光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に、偏光板、光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば、拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。
次いで有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL表示装置)について説明する。
一般に、有機EL表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体(有機エレクトロルミネセンス発光体)を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
一般に、有機EL表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体(有機エレクトロルミネセンス発光体)を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
有機EL表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
有機EL表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常、酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常、Mg−Ag、Al−Liなどの金属電極を用いている。
このような構成の有機EL表示装置において、有機発光層は、厚さ10nm程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機EL表示装置の表示面が鏡面のように見える。
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機EL表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1/4波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ/4に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
すなわち、この有機EL表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、特に位相差板が1/4波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ/4のときには円偏光となる。
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
すなわち、この有機EL表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、特に位相差板が1/4波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ/4のときには円偏光となる。
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例で用いた各分析方法は以下の通りである。
(1)1H−NMRの測定
化合物を重水素化クロロホルムに溶解し、400MHzの1H−NMR(Variant社製INOVA−400)で測定した。
(2)GPCの測定
化合物をテトラヒドロフランに溶解し、東ソー社製8020GPCシステムで、TSK−GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000、SuperH4000を直列につなぎ、溶出液としてテトラヒドロフランを用いて測定した。分子量の較正にはポリスチレンスタンダードを用いた。
(3)顕微鏡観察
オリンパス光学社製BH2偏光顕微鏡で液晶の配向状態を観察した。
(4)液晶フィルムのパラメータ測定
王子計測機器社製自動複屈折計KOBRA21ADHを用いた。
(5)DSCの測定(ガラス転移点(Tg)の測定)
液晶層をかきとった後、示差走査型熱量計(DSC、Perkin Elmer社製 DSC−7)を用い、昇温速度20℃/minで測定した。
(6)視野角(等コントラスト曲線)の測定
ELDIM社製 EZcontrast 160Rにより液晶表示装置の視野角測定を実施し等コントラスト曲線を得た。
なお、実施例で用いた各分析方法は以下の通りである。
(1)1H−NMRの測定
化合物を重水素化クロロホルムに溶解し、400MHzの1H−NMR(Variant社製INOVA−400)で測定した。
(2)GPCの測定
化合物をテトラヒドロフランに溶解し、東ソー社製8020GPCシステムで、TSK−GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000、SuperH4000を直列につなぎ、溶出液としてテトラヒドロフランを用いて測定した。分子量の較正にはポリスチレンスタンダードを用いた。
(3)顕微鏡観察
オリンパス光学社製BH2偏光顕微鏡で液晶の配向状態を観察した。
(4)液晶フィルムのパラメータ測定
王子計測機器社製自動複屈折計KOBRA21ADHを用いた。
(5)DSCの測定(ガラス転移点(Tg)の測定)
液晶層をかきとった後、示差走査型熱量計(DSC、Perkin Elmer社製 DSC−7)を用い、昇温速度20℃/minで測定した。
(6)視野角(等コントラスト曲線)の測定
ELDIM社製 EZcontrast 160Rにより液晶表示装置の視野角測定を実施し等コントラスト曲線を得た。
[実施例1]
液晶材料溶液を以下のようにして調製した。
まず、下記式(11)の液晶性ポリマーを合成した。分子量はポリスチレン換算で、数平均分子量Mn=8000、重量平均分子量Mw=15000であった。なお、式(11)は便宜上、ブロック重合体の構造で表記しているが、数字はモノマーのモル構成比を表すものである。式(11)のポリマー1.0gを、9mlのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート50%プロピレンカーボネート溶液(アルドリッチ社製、試薬)0.1gを加えた後、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過して液晶材料の溶液を調製した。
液晶材料溶液を以下のようにして調製した。
まず、下記式(11)の液晶性ポリマーを合成した。分子量はポリスチレン換算で、数平均分子量Mn=8000、重量平均分子量Mw=15000であった。なお、式(11)は便宜上、ブロック重合体の構造で表記しているが、数字はモノマーのモル構成比を表すものである。式(11)のポリマー1.0gを、9mlのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート50%プロピレンカーボネート溶液(アルドリッチ社製、試薬)0.1gを加えた後、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過して液晶材料の溶液を調製した。
配向基板を以下のようにして調製した。
厚さ38μmのポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム)(帝人デュポンフィルム(株)製)を15cm角に切り出し、アルキル変性ポリビニルアルコール((株)クラレ製、MP−203(PVA))の5質量%溶液(溶媒は、水とイソプロピルアルコールの質量比1:1の混合溶媒)をスピンコート法により塗布し、50℃のホットプレートで30分乾燥した後、120℃のオーブンで10分間加熱した。次いで、レーヨンのラビング布でラビングした。得られたPVA層の膜厚は1.2μmであった。ラビング時の周速比(ラビング布の移動速度/基板フィルムの移動速度)は4とした。
厚さ38μmのポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム)(帝人デュポンフィルム(株)製)を15cm角に切り出し、アルキル変性ポリビニルアルコール((株)クラレ製、MP−203(PVA))の5質量%溶液(溶媒は、水とイソプロピルアルコールの質量比1:1の混合溶媒)をスピンコート法により塗布し、50℃のホットプレートで30分乾燥した後、120℃のオーブンで10分間加熱した。次いで、レーヨンのラビング布でラビングした。得られたPVA層の膜厚は1.2μmであった。ラビング時の周速比(ラビング布の移動速度/基板フィルムの移動速度)は4とした。
(積層体1の作製)
このようにして得られた配向基板に、前述の液晶材料の溶液をスピンコート法により塗布した。次いで60℃のホットプレートで10分乾燥し、150℃のオーブンで2分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、60℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより600mJ/cm2の紫外光(ただし365nmで測定した光量)を照射して、液晶材料(ホメオトロピック配向液晶層の厚み0.8μm)を硬化させ、積層体1(ホメオトロピック配向液晶層/PVA層/PENフィルム)を得た。
このようにして得られた配向基板に、前述の液晶材料の溶液をスピンコート法により塗布した。次いで60℃のホットプレートで10分乾燥し、150℃のオーブンで2分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、60℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより600mJ/cm2の紫外光(ただし365nmで測定した光量)を照射して、液晶材料(ホメオトロピック配向液晶層の厚み0.8μm)を硬化させ、積層体1(ホメオトロピック配向液晶層/PVA層/PENフィルム)を得た。
(積層体2の作製)
得られた液晶層(ホメオトロピック配向液晶層)の光学パラメータの測定を行うため、また液晶層の表面を保護するため積層体2を下記のように作製した。
前記積層体1の液晶層を、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を介してポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)に転写した。すなわち、PVA層上の硬化した液晶層の上に、接着剤層1としてUV−3400を5μm厚となるように塗布し、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムでラミネートして、PETフィルム側から紫外線を照射して接着剤層1を硬化させた後、PVA層およびPENフィルムを剥離し、PETフィルム付きの中間積層体(PETフィルム/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層)を得た。
得られた中間積層体のホメオトロピック液晶層上に、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を接着剤層2として5μm厚となるように塗布し、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤層2を硬化させた後、PETフィルムを剥離して、積層体2(接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/TACフィルム)を得た。
得られた液晶層(ホメオトロピック配向液晶層)の光学パラメータの測定を行うため、また液晶層の表面を保護するため積層体2を下記のように作製した。
前記積層体1の液晶層を、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を介してポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)に転写した。すなわち、PVA層上の硬化した液晶層の上に、接着剤層1としてUV−3400を5μm厚となるように塗布し、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムでラミネートして、PETフィルム側から紫外線を照射して接着剤層1を硬化させた後、PVA層およびPENフィルムを剥離し、PETフィルム付きの中間積層体(PETフィルム/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層)を得た。
得られた中間積層体のホメオトロピック液晶層上に、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を接着剤層2として5μm厚となるように塗布し、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤層2を硬化させた後、PETフィルムを剥離して、積層体2(接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/TACフィルム)を得た。
得られた積層体2をクロスニコルさせた偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向で、コノスコープ観察から正の一軸性屈折率構造を有するホメオトロピック配向であることがわかった。このフィルムを傾けて斜めから光を入射し、同様にクロスニコルで観察したところ、光の透過が観測された。また、同フィルムの光学位相差を自動複屈折測定装置KOBRA21ADHにより測定した。測定光をサンプル表面に対して垂直あるいは斜めから入射して、その光学位相差と測定光の入射角度のチャートから、ホメオトロピック配向を確認した。ホメオトロピック配向では、サンプル表面に対して垂直方向での位相差(正面位相差)がほぼゼロである。このサンプルに関しては、液晶層の遅相軸方向に斜めから位相差を測定したところ、測定光の入射角度の増加に伴い、位相差値が増加したことからホメオトロピック配向が得られていると判断できた。以上から、ホメオトロピック配向性は良好であると判断した。
なお、ホメオトロピック配向液晶フィルムのNx1は1.54、Ny1は1.54、Nz1は1.73であった。
さらに積層フィルムの液晶材料部分のみをかきとり、示差熱測定法(DSC)を用いてTgを測定したところ、Tgは100℃であった。またフィルムの液晶層表面の鉛筆硬度は2H程度で、充分に強固な膜が得られた。
なお、ホメオトロピック配向液晶フィルムのNx1は1.54、Ny1は1.54、Nz1は1.73であった。
さらに積層フィルムの液晶材料部分のみをかきとり、示差熱測定法(DSC)を用いてTgを測定したところ、Tgは100℃であった。またフィルムの液晶層表面の鉛筆硬度は2H程度で、充分に強固な膜が得られた。
(積層体3の作製)
下記式(12)で表されるポリエーテルケトン(株式会社日本触媒製:Δn=約0.02)を、メチルイソブチルケトンに溶解し、20重量%のワニスを調製した。このワニスを、面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)に塗布し、100℃で10分熱処理した。その結果、ゼオノアフィルム上に、透明かつ表面が平滑で厚み6μmで、フィルム膜厚方向に負の光学異方性を示すポリエーテルケトンフィルムが形成された積層体3が得られた。
下記式(12)で表されるポリエーテルケトン(株式会社日本触媒製:Δn=約0.02)を、メチルイソブチルケトンに溶解し、20重量%のワニスを調製した。このワニスを、面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)に塗布し、100℃で10分熱処理した。その結果、ゼオノアフィルム上に、透明かつ表面が平滑で厚み6μmで、フィルム膜厚方向に負の光学異方性を示すポリエーテルケトンフィルムが形成された積層体3が得られた。
(楕円偏光板1の作製)
面内位相差105nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、楕円偏光板1(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム)を作製した。
面内位相差105nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、楕円偏光板1(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム)を作製した。
(楕円偏光板2の作製)
前記積層体2の接着剤層1側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着しTACフィルムを剥がして本発明の楕円偏光板2(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2)を得た。
前記積層体2の接着剤層1側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着しTACフィルムを剥がして本発明の楕円偏光板2(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2)を得た。
[実施例2]
(楕円偏光板3の作製)
前記積層体3のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、前記楕円偏光板2の接着剤層2側に貼着して本発明の楕円偏光板3(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリエーテルケトンフィルム)を得た。
(楕円偏光板3の作製)
前記積層体3のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、前記楕円偏光板2の接着剤層2側に貼着して本発明の楕円偏光板3(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層1/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層2/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリエーテルケトンフィルム)を得た。
(垂直配向型液晶表示装置の作製)
バックライト、バックライト側偏光板、垂直配向(VA)型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のVA型の液晶テレビに対し、図1に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板3を配置した。図2に等コントラスト図を示す。本楕円偏光板3を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。なお、同心円は中心から20度間隔の角度を示す。したがって最外円は中心から80度を示す(以下の図も同様)。
バックライト、バックライト側偏光板、垂直配向(VA)型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のVA型の液晶テレビに対し、図1に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板3を配置した。図2に等コントラスト図を示す。本楕円偏光板3を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。なお、同心円は中心から20度間隔の角度を示す。したがって最外円は中心から80度を示す(以下の図も同様)。
[比較例1]
(楕円偏光板4の作製)
前記積層体3のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、楕円偏光板4(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリエーテルケトンフィルム)を得た。
(楕円偏光板4の作製)
前記積層体3のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、楕円偏光板4(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリエーテルケトンフィルム)を得た。
実施例2の垂直配向型液晶表示装置の作製に使用したものと同型の市販VA型の液晶テレビに対し、図3に示すように、実施例2で使用した楕円偏光板3の替わりに前記楕円偏光板4を配置した。図4に等コントラスト図を示す。本発明の楕円偏光板3を用いた場合に比べ、視野角拡大効果は少なく、斜めから見ても良好な画像が得られなかった。
[実施例3]
(積層体4の作製)
前記積層体2の接着剤層1側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)を貼着し、積層体4(TACフィルム/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム)を得た。
(積層体4の作製)
前記積層体2の接着剤層1側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)を貼着し、積層体4(TACフィルム/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム)を得た。
(積層体5の作製)
前記積層体4のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して負の1軸性を有するTACフィルム(富士フィルム(株)製)を貼着した後、接着剤層2に隣接するTACフィルムを剥がして積層体5(接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/TACフィルム)を得た。
前記積層体4のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して負の1軸性を有するTACフィルム(富士フィルム(株)製)を貼着した後、接着剤層2に隣接するTACフィルムを剥がして積層体5(接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/TACフィルム)を得た。
(楕円偏光板5の作製)
前記積層体5の接着剤層2側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、本発明の楕円偏光板5(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/TACフィルム)を得た。
前記積層体5の接着剤層2側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、本発明の楕円偏光板5(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/TACフィルム)を得た。
[実施例4]
(積層体6の作製)
下記式(13)に示すポリイミドを、シクロヘキサノンに溶解して15重量%のポリイミド溶液を調製した。このポリイミド溶液を面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)に塗布し、100℃で10分熱処理した。その結果、ゼオノアフィルム上に、透明かつ表面が平滑で厚み6μmで、フィルム面と垂直方向に負の光学異方性を示すポリイミドフィルムが形成された積層体6が得られた。
(積層体6の作製)
下記式(13)に示すポリイミドを、シクロヘキサノンに溶解して15重量%のポリイミド溶液を調製した。このポリイミド溶液を面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)に塗布し、100℃で10分熱処理した。その結果、ゼオノアフィルム上に、透明かつ表面が平滑で厚み6μmで、フィルム面と垂直方向に負の光学異方性を示すポリイミドフィルムが形成された積層体6が得られた。
(積層体7の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記積層体2の接着剤層1側に貼着しTACフィルムを剥がして積層体7(接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記積層体2の接着剤層1側に貼着しTACフィルムを剥がして積層体7(接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
(楕円偏光板6の作製)
前記積層体7の接着剤層2側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、本発明の楕円偏光板6(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
前記積層体7の接着剤層2側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、本発明の楕円偏光板6(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
[実施例5]
(積層体8の作製)
前記積層体1の液晶層を、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を介して、面内位相差105nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)に転写した。すわわち、PVA層上の硬化した液晶層の上に、接着剤層3としてUV−3400を5μm厚となるように塗布し、予めコロナ放電処理(250W・min/m2)を施したゼオノアフィルムでラミネートして、ゼオノアフィルム側から紫外線を照射して接着剤層3を硬化させた後、PVA層およびPENフィルムを剥離し、中間積層体(ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層)を得た。
得られた中間積層体のホメオトロピック液晶層上に、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を接着剤層4として5μm厚となるように塗布し、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムでラミネートして、PETフィルム側から紫外線を照射して接着剤層4を硬化させた後、PETフィルムを剥離して、積層体8(ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4)を得た。
(積層体8の作製)
前記積層体1の液晶層を、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を介して、面内位相差105nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)に転写した。すわわち、PVA層上の硬化した液晶層の上に、接着剤層3としてUV−3400を5μm厚となるように塗布し、予めコロナ放電処理(250W・min/m2)を施したゼオノアフィルムでラミネートして、ゼオノアフィルム側から紫外線を照射して接着剤層3を硬化させた後、PVA層およびPENフィルムを剥離し、中間積層体(ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層)を得た。
得られた中間積層体のホメオトロピック液晶層上に、市販のUV硬化型接着剤(UV−3400、東亞合成(株)製)を接着剤層4として5μm厚となるように塗布し、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムでラミネートして、PETフィルム側から紫外線を照射して接着剤層4を硬化させた後、PETフィルムを剥離して、積層体8(ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4)を得た。
(楕円偏光板7の作製)
前記積層体8のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、本発明の楕円偏光板7(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4)を作製した。
前記積層体8のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、本発明の楕円偏光板7(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4)を作製した。
[実施例6]
(楕円偏光板8の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板7の接着剤層4側に貼着し、本発明の楕円偏光板8(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
(楕円偏光板8の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板7の接着剤層4側に貼着し、本発明の楕円偏光板8(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
[実施例7]
(フィルム1の作製)
面内に位相差を有する位相差フィルム(ピュアエースWR、帝人(株)製)を230℃で縦一軸延伸し、負の2軸性を有するフィルム1を得た。面内の位相差は140nmであった。
(フィルム1の作製)
面内に位相差を有する位相差フィルム(ピュアエースWR、帝人(株)製)を230℃で縦一軸延伸し、負の2軸性を有するフィルム1を得た。面内の位相差は140nmであった。
(楕円偏光板9の作製)
前記楕円偏光板7の接着剤4側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム1を貼着し、本発明の楕円偏光板9(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4/粘着剤層/フィルム1)を得た。
前記楕円偏光板7の接着剤4側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム1を貼着し、本発明の楕円偏光板9(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層3/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層4/粘着剤層/フィルム1)を得た。
[実施例8]
(フィルム2の作製)
面内に位相差を有する位相差フィルム(アートン、JSR(株)製)を230℃で縦一軸延伸し、負の2軸性を有するフィルム2を得た。面内位相差は140nmであった。
(フィルム2の作製)
面内に位相差を有する位相差フィルム(アートン、JSR(株)製)を230℃で縦一軸延伸し、負の2軸性を有するフィルム2を得た。面内位相差は140nmであった。
(積層体9の作製)
前記積層体2の接着剤層1側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム2を貼着しTACフィルムを剥がして積層体9(接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/フィルム2)を得た。
前記積層体2の接着剤層1側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム2を貼着しTACフィルムを剥がして積層体9(接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/フィルム2)を得た。
(楕円偏光板10の作製)
前記積層体9の接着剤層2側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、本発明の楕円偏光板10(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/フィルム2)を得た。
前記積層体9の接着剤層2側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、本発明の楕円偏光板10(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/接着剤層2/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層1/粘着剤層/フィルム2)を得た。
(垂直配向型液晶表示装置の作製)
バックライト、バックライト側偏光板、垂直配向(VA)型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のVA型の液晶テレビに対し、図5に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板10を配置した。図6に等コントラスト図を示す。本楕円偏光板10を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
バックライト、バックライト側偏光板、垂直配向(VA)型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のVA型の液晶テレビに対し、図5に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板10を配置した。図6に等コントラスト図を示す。本楕円偏光板10を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
[比較例2]
(楕円偏光板11の作製)
前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に、粘着剤を介して前記フィルム2を貼着し、楕円偏光板11(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/フィルム2)を得た。
(楕円偏光板11の作製)
前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に、粘着剤を介して前記フィルム2を貼着し、楕円偏光板11(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/フィルム2)を得た。
実施例8の垂直配向型液晶表示装置の作製に使用したものと同型の市販VA型の液晶テレビに対し、図7に示すように、実施例8で使用した楕円偏光板10の替わりに前記楕円偏光板11を配置した。図8に等コントラスト図を示す。本発明の楕円偏光板10を用いた場合に比べ、視野角拡大効果は少なく、斜めから見ても良好な画像が得られなかった。
[参考例1]
面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、楕円偏光板12(ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
面内位相差140nmの位相差フィルム(ゼオノアフィルム、日本ゼオン(株)製)にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、楕円偏光板12(ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
[参考例2]
(フィルム3の作製)
まず以下の方法でフィルム膜厚方向に負の1軸異方性を有するフィルム3を作製した。
TACフィルムの表面をケン化後、このフィルム上にポリビニルアルコール10質量部、水371質量部、メタノール119質量部、グルタルアルデヒド0.5質量部で構成される配向膜塗布液をスピンコーターで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥して膜を形成した。次に、形成した膜にフィルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施し、配向膜とした。
次に、配向膜上に、下記式(14)で示されるディスコティック液晶性化合物1.8g、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)0.2g、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)0.06g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02g、を3.9gのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、スピンコーターで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、125℃の恒温槽中で3分間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、100℃で120W/cmの高圧水銀灯を用いて、30秒間UV照射しディスコティック液晶化合物を架橋した。その後、室温まで放冷した。このようにして、フィルム3(ディスコティック液晶層/配向膜/TACフィルム)を作製した。
(フィルム3の作製)
まず以下の方法でフィルム膜厚方向に負の1軸異方性を有するフィルム3を作製した。
TACフィルムの表面をケン化後、このフィルム上にポリビニルアルコール10質量部、水371質量部、メタノール119質量部、グルタルアルデヒド0.5質量部で構成される配向膜塗布液をスピンコーターで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥して膜を形成した。次に、形成した膜にフィルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施し、配向膜とした。
次に、配向膜上に、下記式(14)で示されるディスコティック液晶性化合物1.8g、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)0.2g、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)0.06g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02g、を3.9gのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、スピンコーターで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、125℃の恒温槽中で3分間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、100℃で120W/cmの高圧水銀灯を用いて、30秒間UV照射しディスコティック液晶化合物を架橋した。その後、室温まで放冷した。このようにして、フィルム3(ディスコティック液晶層/配向膜/TACフィルム)を作製した。
(楕円偏光板13の作製)
前記楕円偏光板12のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム3のTACフィルム側に貼着し、楕円偏光板13(ディスコティック液晶層/配向膜/TACフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
前記楕円偏光板12のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム3のTACフィルム側に貼着し、楕円偏光板13(ディスコティック液晶層/配向膜/TACフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
[参考例3]
(楕円偏光板14の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板14(ポリイミドフィルム/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
(楕円偏光板14の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板14(ポリイミドフィルム/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
[参考例4]
(フィルム4の作製)
以下の手法で膜厚方向に負の1軸性を有するフィルム4を作製した。
透明な膜厚110μmのポリカーボネートフィルム(住友化学(株)製)を170℃に加熱した状態で0.3mm/secの速度で延伸したのち、再び170℃に加熱しながら最初の延伸方向と直角の方向に0.5mm/sの速度で延伸した。ポリカーボネートフィルムは2度目の延伸により延伸方向の屈折率が大きくなり延伸方向と直角方向と同程度の屈折率になった。このため、この2回の延伸によりポリカーボネートフィルムは延伸方向と垂直な方向(すなわちフィルム面と垂直な方向)に媒体の異常屈折率を含む負の一軸性光学異方体となった。
(フィルム4の作製)
以下の手法で膜厚方向に負の1軸性を有するフィルム4を作製した。
透明な膜厚110μmのポリカーボネートフィルム(住友化学(株)製)を170℃に加熱した状態で0.3mm/secの速度で延伸したのち、再び170℃に加熱しながら最初の延伸方向と直角の方向に0.5mm/sの速度で延伸した。ポリカーボネートフィルムは2度目の延伸により延伸方向の屈折率が大きくなり延伸方向と直角方向と同程度の屈折率になった。このため、この2回の延伸によりポリカーボネートフィルムは延伸方向と垂直な方向(すなわちフィルム面と垂直な方向)に媒体の異常屈折率を含む負の一軸性光学異方体となった。
(楕円偏光板15の作製)
前記楕円偏光板12のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム4を貼着し、楕円偏光板15(フィルム4/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
前記楕円偏光板12のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム4を貼着し、楕円偏光板15(フィルム4/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
[参考例5]
(フィルム5の作製)
まず以下の方法でフィルム膜厚方向に負の1軸異方性を有するフィルム5を作製した。
光重合性メソゲン化合物(BASF社製LC242)90.5重量部、重合性カイラル剤(BASF社製LC756)9.5重量部および溶媒(シクロヘキサノン)を選択反射中心波長が300nmとなるよう調整配合した溶液に、その固形分に対し、光重合開始剤(チバスペシャルティケミカルズ社製,イルガキュア907)を3重量%添加した塗工液(固形分含有量30重量%)を調製した。当該塗工液を、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(配向基材)上にスピンコータを用いて乾燥後の厚みで6μmとなるように塗設し、溶媒を100℃で2分間乾燥させた。得られた膜に、配向基材側から35℃の空気雰囲気下で第1紫外線照射を50mW/cm2で、1秒間行った。その後、紫外線照射なしの状態で、80℃で1分間加熱した。次に、第2紫外線照射を80℃の空気雰囲気下で、5mW/cm2で、60秒間行った。次いで、50℃の窒素雰囲気下で配向基材側から第3紫外線照射を80mW/cm2で、30秒間行い、選択波長が250〜350nmの広帯域コレステリック液晶層を形成した。次いで、コレステリック液晶層側にトリアセチルセルロースフィルムをアクリル系粘着剤で貼り合せ、80℃で5分間乾燥した。次いで、配向基材を静かに剥離しフィルム5(コレステリック液晶層/粘着剤層/TACフィルム)を得た。
(フィルム5の作製)
まず以下の方法でフィルム膜厚方向に負の1軸異方性を有するフィルム5を作製した。
光重合性メソゲン化合物(BASF社製LC242)90.5重量部、重合性カイラル剤(BASF社製LC756)9.5重量部および溶媒(シクロヘキサノン)を選択反射中心波長が300nmとなるよう調整配合した溶液に、その固形分に対し、光重合開始剤(チバスペシャルティケミカルズ社製,イルガキュア907)を3重量%添加した塗工液(固形分含有量30重量%)を調製した。当該塗工液を、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(配向基材)上にスピンコータを用いて乾燥後の厚みで6μmとなるように塗設し、溶媒を100℃で2分間乾燥させた。得られた膜に、配向基材側から35℃の空気雰囲気下で第1紫外線照射を50mW/cm2で、1秒間行った。その後、紫外線照射なしの状態で、80℃で1分間加熱した。次に、第2紫外線照射を80℃の空気雰囲気下で、5mW/cm2で、60秒間行った。次いで、50℃の窒素雰囲気下で配向基材側から第3紫外線照射を80mW/cm2で、30秒間行い、選択波長が250〜350nmの広帯域コレステリック液晶層を形成した。次いで、コレステリック液晶層側にトリアセチルセルロースフィルムをアクリル系粘着剤で貼り合せ、80℃で5分間乾燥した。次いで、配向基材を静かに剥離しフィルム5(コレステリック液晶層/粘着剤層/TACフィルム)を得た。
(楕円偏光板16の作製)
前記楕円偏光板12のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム5のTACフィルム側に貼着し、楕円偏光板16(コレステリック液晶層/粘着剤層/TACフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
前記楕円偏光板12のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記フィルム5のTACフィルム側に貼着し、楕円偏光板16(コレステリック液晶層/粘着剤層/TACフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を作製した。
[参考例6]
(楕円偏光板17の作製)
前記積層体3のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板17(ポリエーテルケトンフィルム/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
(楕円偏光板17の作製)
前記積層体3のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板17(ポリエーテルケトンフィルム/ゼオノアフィルム/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
[参考例7]
(楕円偏光板18の作製)
前記フィルム1に粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板18(フィルム1/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
(楕円偏光板18の作製)
前記フィルム1に粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板18(フィルム1/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
[参考例8]
(楕円偏光板19の作製)
前記フィルム2に粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板19(フィルム2/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
(楕円偏光板19の作製)
前記フィルム2に粘着剤を介して直線偏光板を貼着し、楕円偏光板19(フィルム2/粘着剤層/直線偏光板)を得た。
[実施例9]
(垂直配向型液晶表示装置の作製)
バックライト、バックライト側偏光板、垂直配向(VA)型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のVA型の液晶テレビに対し、図9に示すように、視認側偏光板の替わりに実施例4で得た本発明の楕円偏光板6を配置し、バックライト側偏光板の替わりに参考例6で得た楕円偏光板17を配置した。図10に等コントラスト図を示す。本楕円偏光板6を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
(垂直配向型液晶表示装置の作製)
バックライト、バックライト側偏光板、垂直配向(VA)型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のVA型の液晶テレビに対し、図9に示すように、視認側偏光板の替わりに実施例4で得た本発明の楕円偏光板6を配置し、バックライト側偏光板の替わりに参考例6で得た楕円偏光板17を配置した。図10に等コントラスト図を示す。本楕円偏光板6を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
[比較例3]
(楕円偏光板20の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、楕円偏光板20(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
実施例9の垂直配向型液晶表示装置の作製に使用したものと同型の市販VA型の液晶テレビに対し、図11に示すように、実施例9で使用した楕円偏光板6の替わりに前記楕円偏光板20を配置し、バックライト側偏光板の替わりに参考例6で得た楕円偏光板17を配置した。図12に等コントラスト図を示す。本発明の楕円偏光板6を用いた場合に比べ、視野角拡大効果は少なく、斜めから見ても良好な画像が得られなかった。
(楕円偏光板20の作製)
前記積層体6のゼオノアフィルム側にコロナ放電処理(250W・min/m2)を施し、粘着剤を介して前記楕円偏光板1のゼオノアフィルム側に貼着し、楕円偏光板20(直線偏光板/粘着剤層/ゼオノアフィルム/粘着剤層/ゼオノアフィルム/ポリイミドフィルム)を得た。
実施例9の垂直配向型液晶表示装置の作製に使用したものと同型の市販VA型の液晶テレビに対し、図11に示すように、実施例9で使用した楕円偏光板6の替わりに前記楕円偏光板20を配置し、バックライト側偏光板の替わりに参考例6で得た楕円偏光板17を配置した。図12に等コントラスト図を示す。本発明の楕円偏光板6を用いた場合に比べ、視野角拡大効果は少なく、斜めから見ても良好な画像が得られなかった。
[実施例10]
実施例1のPENフィルムに替えて、厚さ38μmポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)(東レ(株)製)を用いた以外は実施例1と同様に行い、配向基板を調製した。
このようにして得られた配向基板に、実施例1で得た液晶材料の溶液をスピンコート法により塗布した。次いで60℃のホットプレートで10分乾燥し、150℃のオーブンで2分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、60℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより600mJ/cm2の紫外光(ただし365nmで測定した光量)を照射して、液晶材料(ホメオトロピック配向液晶層の厚み0.8μm)を硬化させた。
基板として用いたPETフィルムは大きな複屈折を持ち光学用フィルムとして好ましくないため、液晶層のパラメータ測定のため、得られた配向基板上の液晶層を、紫外線硬化型接着剤を介して、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムに転写した。すなわち、PETフィルム上の硬化した液晶材料層の上に、接着剤を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、PETフィルムを剥離した。
実施例1のPENフィルムに替えて、厚さ38μmポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)(東レ(株)製)を用いた以外は実施例1と同様に行い、配向基板を調製した。
このようにして得られた配向基板に、実施例1で得た液晶材料の溶液をスピンコート法により塗布した。次いで60℃のホットプレートで10分乾燥し、150℃のオーブンで2分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、60℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより600mJ/cm2の紫外光(ただし365nmで測定した光量)を照射して、液晶材料(ホメオトロピック配向液晶層の厚み0.8μm)を硬化させた。
基板として用いたPETフィルムは大きな複屈折を持ち光学用フィルムとして好ましくないため、液晶層のパラメータ測定のため、得られた配向基板上の液晶層を、紫外線硬化型接着剤を介して、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムに転写した。すなわち、PETフィルム上の硬化した液晶材料層の上に、接着剤を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、PETフィルムを剥離した。
得られた積層フィルム(PVA層/液晶層/接着剤層/TACフィルム)をクロスニコルさせた偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向で、コノスコープ観察から正の一軸性屈折率構造を有するホメオトロピック配向であることがわかった。このフィルムを傾けて斜めから光を入射し、同様にクロスニコルで観察したところ、光の透過が観測された。また、同フィルムの光学位相差を自動複屈折測定装置KOBRA21ADHにより測定した。測定光をサンプル表面に対して垂直あるいは斜めから入射して、その光学位相差と測定光の入射角度のチャートから、ホメオトロピック配向を確認した。ホメオトロピック配向では、サンプル表面に対して垂直方向での位相差(正面位相差)がほぼゼロである。このサンプルに関しては、液晶層の遅相軸方向に斜めから位相差を測定したところ、測定光の入射角度の増加に伴い、位相差値が増加したことからホメオトロピック配向が得られていると判断できた。
得られた配向基板上の液晶層を紫外線硬化型接着剤を介して、面内方向に140nmのリターデーションを有するポリカーボネート製延伸フィルム位相差板(住友化学(株)製、厚み40μm,Nx2:1.5930、Ny2:1.5887、Nz2:1.5883)に転写した。すなわち、PETフィルム上の硬化した液晶層の上に、紫外線硬化型接着剤を塗布し、前記のポリカーボネート製延伸フィルムでラミネートして、ポリカーボネートフィルム側から400mJ/cm2の紫外線光を照射して接着剤を硬化させた後、PVA層とPETフィルムを剥離して、ホメオトロピック配向液晶層とポリカーボネート延伸フィルムが積層された積層位相差板を得た。
得られた積層位相差板(ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層/ポリカーボネートフィルム)は、面内のリターデーションが140nmであり、かつ2軸性を有していた。
得られた積層位相差板(ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層/ポリカーボネートフィルム)は、面内のリターデーションが140nmであり、かつ2軸性を有していた。
(楕円偏光板21の作製)
このようにして得られた積層位相差板のホメオトロピック配向液晶層側に、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、本発明の楕円偏光板21(直線偏光板/粘着剤層/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層/ポリカーボネートフィルム)を作製した。
バックライト、バックライト側偏光板、IPS型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のIPS型の液晶テレビに対し、図13に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板21を配置した。その結果、楕円偏光板21を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
このようにして得られた積層位相差板のホメオトロピック配向液晶層側に、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、本発明の楕円偏光板21(直線偏光板/粘着剤層/ホメオトロピック配向液晶層/接着剤層/ポリカーボネートフィルム)を作製した。
バックライト、バックライト側偏光板、IPS型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のIPS型の液晶テレビに対し、図13に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板21を配置した。その結果、楕円偏光板21を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
[実施例11]
実施例1のPENフィルムに替えて、厚さ40μmで、面内方向に140nmのリターデーションを有するポリカーボネート製延伸フィルム位相差板(住友化学(株)製、厚み40μm,Nx2:1.5930、Ny2:1.5887、Nz2:1.5883)を用いた以外は実施例1と同様に行い、配向基板を調製した。
実施例1のPENフィルムに替えて、厚さ40μmで、面内方向に140nmのリターデーションを有するポリカーボネート製延伸フィルム位相差板(住友化学(株)製、厚み40μm,Nx2:1.5930、Ny2:1.5887、Nz2:1.5883)を用いた以外は実施例1と同様に行い、配向基板を調製した。
このようにして得られた配向基板に、実施例1で得た液晶材料の溶液をスピンコート法により塗布した。次いで60℃のホットプレートで10分乾燥し、150℃のオーブンで2分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、60℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより600mJ/cm2の紫外光(ただし365nmで測定した光量)を照射して、液晶材料(ホメオトロピック配向液晶層の厚み0.8μm)を硬化させることにより、ホメオトロピック配向液晶層とポリカーボネート延伸フィルムを積層した積層位相差板を得た。
得られた液晶層が、良好なホメオトロピック配向を形成しているかを確かめるために、得られた液晶層/PVA層/ポリカーボネート延伸フィルム上の液晶層を、紫外線硬化型接着剤を介して、TACフィルムに転写した。すなわち、PVA層上で硬化した液晶層の上に、接着剤を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、PVA/ポリカーボネート延伸フィルムを剥離した。
得られた液晶層が、良好なホメオトロピック配向を形成しているかを確かめるために、得られた液晶層/PVA層/ポリカーボネート延伸フィルム上の液晶層を、紫外線硬化型接着剤を介して、TACフィルムに転写した。すなわち、PVA層上で硬化した液晶層の上に、接着剤を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、PVA/ポリカーボネート延伸フィルムを剥離した。
得られた積層フィルム(液晶層/接着剤層/TACフィルム)をクロスニコルさせた偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向で、コノスコープ観察から正の一軸性屈折率構造を有するホメオトロピック配向であることがわかった。このフィルムを傾けて斜めから光を入射し、同様にクロスニコルで観察したところ、光の透過が観測された。また、同フィルムの光学位相差を自動複屈折測定装置KOBRA21ADHにより測定した。測定光をサンプル表面に対して垂直あるいは斜めから入射して、その光学位相差と測定光の入射角度のチャートから、ホメオトロピック配向を確認した。ホメオトロピック配向では、サンプル表面に対して垂直方向での位相差(正面位相差)がほぼゼロである。このサンプルに関しては、液晶層の遅相軸方向に斜めから位相差を測定したところ、測定光の入射角度の増加に伴い、位相差値が増加したことからホメオトロピック配向が得られていると判断できた。以上から、良好なホメオトロピック配向液晶層が形成されていると判断した。
得られた積層位相差板(ホメオトロピック配向液晶層/PVA層/ポリカーボネートフィルム)は、面内のリターデーションが140nmであり、かつ2軸性を有していた。
得られた積層位相差板(ホメオトロピック配向液晶層/PVA層/ポリカーボネートフィルム)は、面内のリターデーションが140nmであり、かつ2軸性を有していた。
(楕円偏光板22の作製)
このようにして得られた積層位相差板のホメオトロピック配向液晶層側に、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、本発明の楕円偏光板22(直線偏光板/粘着剤層/ホメオトロピック配向液晶層/PVA層/ポリカーボネートフィルム)を作製した。
バックライト、バックライト側偏光板、IPS型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のIPS型の液晶テレビに対し、図13に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板22を配置した。その結果、楕円偏光板22を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
このようにして得られた積層位相差板のホメオトロピック配向液晶層側に、粘着剤を介して直線偏光板(厚み約105μm、住友化学(株)製SQW−062)を貼着し、本発明の楕円偏光板22(直線偏光板/粘着剤層/ホメオトロピック配向液晶層/PVA層/ポリカーボネートフィルム)を作製した。
バックライト、バックライト側偏光板、IPS型液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販のIPS型の液晶テレビに対し、図13に示すように、視認側偏光板の替わりに本発明の楕円偏光板22を配置した。その結果、楕円偏光板22を用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
[実施例12]
TACフィルム(厚み80μm)上に、400〜700nmの帯域において円偏光二色性を示すコレステリック液晶層5μmを形成したものを用い、当該液晶層上に、実施例10で得られたホメオトロピック配向液晶フィルムとポリカーボネート製延伸フィルム位相差板(正面位相差140nm)を積層した位相差板(厚さ50μm)を、アクリル系粘着剤により形成された粘着剤層(25μm)を介して貼り合せて、本発明の輝度向上フィルム(ポリカーボネートフィルム/接着剤層/ホメオトロピック配向液晶層/粘着剤層/コレステリック液晶層/TACフィルム)を作製した。
このようにして得られた輝度向上フィルムを、バックライト、バックライト側偏光板、液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販の液晶ディスプレイを用いて、図14に示すように、バックライトとバックライト側偏光板の間に配置した。その結果、輝度向上フィルムを用いなかった場合に比べ、30%の輝度向上率を持つ明るい画像が得られることが分かった。
TACフィルム(厚み80μm)上に、400〜700nmの帯域において円偏光二色性を示すコレステリック液晶層5μmを形成したものを用い、当該液晶層上に、実施例10で得られたホメオトロピック配向液晶フィルムとポリカーボネート製延伸フィルム位相差板(正面位相差140nm)を積層した位相差板(厚さ50μm)を、アクリル系粘着剤により形成された粘着剤層(25μm)を介して貼り合せて、本発明の輝度向上フィルム(ポリカーボネートフィルム/接着剤層/ホメオトロピック配向液晶層/粘着剤層/コレステリック液晶層/TACフィルム)を作製した。
このようにして得られた輝度向上フィルムを、バックライト、バックライト側偏光板、液晶セル、視認側偏光板の順で配置された市販の液晶ディスプレイを用いて、図14に示すように、バックライトとバックライト側偏光板の間に配置した。その結果、輝度向上フィルムを用いなかった場合に比べ、30%の輝度向上率を持つ明るい画像が得られることが分かった。
1 視認側偏光板
2 ゼオノアフィルム
3 ホメオトロピック配向液晶層
4 ゼオノアフィルム
5 ポリエーテルケトンフィルム
6 垂直配向(VA)型液晶セル
7 アートンフィルム
8 ポリイミドフィルム
9 バックライト側偏光板
10 バックライト
11 ポリカーボネートフィルム
12 IPS型液晶セル
13 視認側偏光板
14 液晶セル
15 バックライト側偏光板
16 1/4波長板
17 ホメオトロピック配向液晶フィルム
18 コレステリック液晶フィルム
19 TACフィルム
20 輝度向上フィルム
21 拡散板
22 集光シート
23 集光シート
24 拡散板
25 導光板
26 反射板
27 ランプ
28 バックライト
2 ゼオノアフィルム
3 ホメオトロピック配向液晶層
4 ゼオノアフィルム
5 ポリエーテルケトンフィルム
6 垂直配向(VA)型液晶セル
7 アートンフィルム
8 ポリイミドフィルム
9 バックライト側偏光板
10 バックライト
11 ポリカーボネートフィルム
12 IPS型液晶セル
13 視認側偏光板
14 液晶セル
15 バックライト側偏光板
16 1/4波長板
17 ホメオトロピック配向液晶フィルム
18 コレステリック液晶フィルム
19 TACフィルム
20 輝度向上フィルム
21 拡散板
22 集光シート
23 集光シート
24 拡散板
25 導光板
26 反射板
27 ランプ
28 バックライト
Claims (8)
- ホメオトロピック配向を固定化したホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムと直線偏光板とを積層してなる楕円偏光板。
- 前記ホメオトロピック配向液晶層が、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子化合物を少なくとも含有してなる液晶性組成物を、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化したものであることを特徴とする請求項1記載の楕円偏光板。
- ホメオトロピック配向能を有する配向基板上に、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子化合物を少なくとも含有してなる液晶性組成物を液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化した配向基板上のホメオトロピック配向液晶層に、粘着あるいは接着手段を用いて、位相差機能を有する位相差フィルムを貼着し、ホメオトロピック配向液晶層を配向基板から剥離して、ホメオトロピック配向液晶層と位相差機能を有する位相差フィルムを積層したのち直線偏光板と積層したことを特徴とする楕円偏光板の製造方法。
- ホメオトロピック配向能と位相差機能を有する位相差フィルム基板上に、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子化合物を少なくとも含有してなる液晶性組成物を、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化して得られる積層体に、粘着あるいは接着手段を用いて位相差機能を有する位相差フィルムを積層したのち直線偏光板と積層したことを特徴とする楕円偏光板の製造方法。
- 請求項3又は4に記載の製造方法で製造された楕円偏光板。
- 楕円偏光板が、以下の[1]〜[4]を満たすことを特徴とする請求項1、2又は5に記載の楕円偏光板。
[1]0nm≦Re1≦50nm
[2]−500nm≦Rth1≦−30nm
[3]30nm≦Re2≦500nm
[4]0nm≦Rth2≦300nm
(ここで、Re1、Re2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの面内のリターデーション値を意味し、Rth1、Rth2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ方向のリターデーション値を意味する。前記Re1、Re2、Rth1、Rth2は、それぞれRe1=(Nx1−Ny1)×d1[nm]、Rth1=(Nx1−Nz1)×d1[nm]、Re2=(Nx2−Ny2)×d2[nm]、Rth2=(Nx2−Nz2)×d2[nm]である。また、d1、d2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ、Nx1,Ny1はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層の面内の主屈折率、Nx2,Ny2はそれぞれ、位相差機能を有する位相差フィルムの面内の主屈折率、Nz1、Nz2はそれぞれ、ホメオトロピック配向液晶層、位相差機能を有する位相差フィルムの厚さ方向の主屈折率であり、Nz1>Nx1≧Ny1、Nx2>Ny2である。) - 位相差機能を有する位相差フィルムの面内のリターデーション値(Re2)が100〜170nmの範囲である請求項1、2又は5に記載の楕円偏光板に、さらに少なくとも1つのコレステリック液晶フィルムが積層されていることを特徴とする輝度向上フィルム。
- 請求項1、2、5又は6に記載の楕円偏光板、または請求項7記載の輝度向上フィルムを適用した画像表示装置。
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|---|---|---|---|
| JP2007062881A JP2008191630A (ja) | 2007-01-09 | 2007-03-13 | 楕円偏光板、その製造方法、輝度向上フィルムおよび画像表示装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2007001036 | 2007-01-09 | ||
| JP2007062881A JP2008191630A (ja) | 2007-01-09 | 2007-03-13 | 楕円偏光板、その製造方法、輝度向上フィルムおよび画像表示装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008191630A true JP2008191630A (ja) | 2008-08-21 |
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