説明

光学フィルム、偏光板および液晶表示装置

【課題】 液晶セル適切に光学的に補償する光学フィルム等を提供する。
【解決手段】液晶性化合物を含む光学異方性層(1)を有し、該光学異方性層(1)に含まれる液晶性化合物は、100℃における粘度が5000cP以下である、光学フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学フィルム、該光学フィルムを用いた偏光板、および該偏光板を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置(LCD)は、CRT(Cathode Ray Tube)と比較して、薄型、軽量、低消費電力との大きな利点を有する。液晶表示装置は、液晶セルおよび液晶セルの両側に配置された一対の偏光板からなる。液晶セルは、棒状液晶性化合物(液晶性分子)、それを封入するための2枚の基板および棒状液晶性化合物に電圧を加えるための電極層からなる。封入した棒状液晶性化合物を配向させるため、二枚の基板には配向膜が設けられる。液晶セルに表示される画像の着色を除去するため、液晶セルと偏光板との間に光学フィルム(位相差板)を設けることが多い。偏光板(偏光膜)と光学フィルムとの積層体は、楕円偏光板として機能する。光学フィルムに、液晶セルの視野角を拡大する機能を付与する場合もある。延伸複屈折フィルムが、光学フィルムとして従来から使用されている。
【0003】
延伸複屈折フィルムに代えて、ディスコティック液晶性化合物を含む光学異方性層を有する光学フィルムを使用することも提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。光学異方性層は、ディスコティック液晶性化合物を配向させ、その配向状態を固定することにより形成する。ディスコティック液晶性化合物は、一般に大きな複屈折率を有する。また、ディスコティック液晶性化合物には、多様な配向形態がある。従って、ディスコティック液晶性化合物を用いることで、従来の延伸複屈折フィルムでは得ることができない光学的性質を有する光学フィルムを製造することができる。
【0004】
棒状液晶性化合物を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させるベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置が提案されている(例えば、特許文献5、6参照)。棒状液晶性化合物が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend)液晶モードとも呼ばれる。ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いとの利点がある。
【0005】
ベンド配向モードには、一般的な液晶モード(TNモード、STNモード)と比較すると、視野角が広く、応答速度が速いとの特徴がある。しかし、CRTと比較すると、さらに改良が必要である。ベンド配向モードの液晶表示装置をさらに改良するため、一般的な液晶モードと同様に光学フィルムを用いることが考えられる。しかし、従来の延伸複屈折フィルムからなる光学フィルムは、ベンド配向モードの液晶表示装置では、光学補償機能が不十分であった。前述したように、延伸複屈折フィルムに代えて、ディスコティック液晶性化合物を含む光学的異方性層と支持体とを有する光学フィルムを使用することが提案されている。さらに、ディスコティック液晶性化合物を含む光学フィルムを使用したベンド配向モードの液晶表示装置も提案されている(例えば、特許文献7、8参照)。ディスコティック液晶性化合物を含む光学フィルムを使用することで、ベンド配向モードの液晶表示装置の視野角は著しく改善される。
【0006】
ベンド配向モードの液晶表示装置にディスコティック液晶性化合物を含む光学フィルムを使用すると、特定の波長の光が漏れて、表示画像に着色を生じる問題が指摘されている(例えば、特許文献9参照)。この着色の原因は、楕円偏光板(偏光膜と光学フィルムとの積層体)の透過率の波長依存性にある旨が記載されている。液晶セルに用いられる液晶性化合物の異方性の波長依存性と、光学フィルム(たとえばディスコティック液晶)の異方性の波長依存性が異なるために、ベンド配向モードの液晶表示装置では一般的に短波長(青)の光が漏れるが、液晶性化合物と光学フィルム(ディスコティック液晶)の波長分散を一致させることで黒表示時の色味は改良される。
そして、ディスコティック液晶性化合物の円盤面の法線の光学異方性層への正射影の平均方向と偏光膜の面内透過軸との角度が実質的に45゜になるように光学異方性層と偏光膜とを配置することで、ベンド配向モードの液晶セルに対する最大の光学補償効果が得られることが報告されている。ディスコティック液晶性化合物を含む光学フィルムを使用したベンド配向液晶装置について、色味変化を低減し、階調反転を防止するために、様々な方法が提案されている(例えば、特許文献10、11参照)。
【0007】
【特許文献1】特開平6−214116号公報
【特許文献2】米国特許第5583679号明細書
【特許文献3】米国特許第5646703号明細書
【特許文献4】独国特許出願公開第3911620号明細書
【特許文献5】米国特許第4583825号明細書
【特許文献6】米国特許第5410422号明細書
【特許文献7】特開平9−197397号公報
【特許文献8】国際公開第96/37804号パンフレット
【特許文献9】特開平11−316378号公報
【特許文献10】特許第3056997号公報
【特許文献11】特開2002−40429号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述のとおり、ディスコティック液晶性化合物を含む光学フィルムを使用しても、ベンド配向液晶装置におけるコントラスト特性、視角特性、色味を満足しつつ階調反転を防止することは困難であった。また、これを解決するための光学フィルムの作製は時間がかかるものが多く、生産性が問題となっていた。
本発明の目的は、液晶セル、特にベンド配向モードの液晶セルを適切に光学的に補償する光学フィルム(光学補償フィルム)およびこれを用いた偏光板を提供し、さらに光学フィルムの生産性を向上させ、コスト低減を図る。このような光学フィルムを用いることにより 、黒表示時の正面および左右上下の極角方向での透過率を著しく低下させ、コントラストが高く、視角特性に優れ、黒表示の色味に問題がなく、かつ階調反転の生じない良好な画像を表示する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の目的は以下の(1)〜(7)により達成された。
(1)液晶性化合物を含む光学異方性層(1)を有し、該光学異方性層(1)に含まれる液晶性化合物は、100℃における粘度が5000cP以下である、光学フィルム。
(2)前記光学異方性層(1)が下記数式(1)を満たす、(1)に記載の光学フィルム。
数式(1) Re(450)/Re(650)<1.25
(数式(1)中、Re(450)およびRe(650)は、順に、波長450nm、650nmにおける光学異方性層(1)の面内レターデーション値(単位:nm)を表す。)
(3)前記光学異方性層(1)に含まれる液晶性化合物が、ディスコティック液晶性化合物である、(1)または(2)に記載の光学フィルム。
(4)さらに、光学異方性層(2)を有し、該光学異方性層(2)が少なくとも1枚のセルロースアシレートフィルムを含む、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の光学フィルム。
(5)偏光膜と、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の光学フィルムとを含む偏光板。
(6)液晶セルと(5)に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
(7)前記液晶セルがOCB方式である(6)に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、100℃における粘度が5000cP以下のディスコティック液晶性化合物を選択することにより、さらには、これにあわせて、光学フィルムに用いるディスコティック液晶性化合物の波長分散性を制御するにより、液晶セル、特に、ベンド配向モードの液晶セルを適切に光学的に補償する光学フィルムを生産性高く提供することが可能になった。
さらに、黒表示時の正面および左右上下の極角方向での透過率を著しく低下させ、コントラストが高く、視角特性に優れ、黒表示の色味に問題がなく、かつ階調反転の生じない良好な画像を表示する液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0012】
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のリターデーションおよび厚さ方向のリターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rth(λ)は前記Re(λ)、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHが算出する。ここで平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する: セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx,ny,nzよりNz=(nx-nz)/(nx-ny)が更に算出される。
【0013】
(液晶表示装置)
図1は、ベンド配向液晶セル内の液晶性化合物の配向を模式的に示す断面図である。図1に示すように、ベンド配向液晶セルは、上基板(14a)と下基板(14b)の間に液晶性化合物(11)を封入した構造を有する。ベンド配向液晶セルに使用する液晶性化合物(11)は、一般に正の誘電率異方性を有する。液晶セルの上基板(14a)と下基板(14b)は、それぞれ、配向膜(12a、12b)と電極層(13a、13b)を有する。配向膜は棒状液晶性化合物(11a〜11j)を配向させる機能を有する。RDは配向膜のラビング方向である。電極層は棒状液晶性化合物(11a〜11j)に電圧を印加する機能を有する。
【0014】
ベンド配向液晶セルの印加電圧が低い時、図1のoffに示すように、液晶セルの上基板(14a)側の棒状液晶性化合物(11a〜11e)と下基板(14b)側の棒状液晶性化合物(11f〜11j)とは、逆向きに(上下対称に)に配向する。また、基板(14a、14b)近傍の棒状液晶性化合物(11a、11b、11i、11j)は、ほぼ水平方向に配向し、液晶セル中央部の棒状液晶性化合物(11d〜11g)は、ほぼ垂直方向に配向する。
【0015】
図1のonに示すように、印加電圧が高いと、基板(14a、14b)近傍の棒状液晶性化合物(11a、11j)は、ほぼ水平に配向したままである。また、液晶セル中央部の棒状液晶性化合物(11e、11f)は、ほぼ垂直に配向したままである。電圧の増加により配向が変化するのは、基板と液晶セル中央部との中間に位置する棒状液晶性化合物(11b、11c、11d、11g、11h、11i)であり、これらはoffの状態よりも垂直に配向する。しかし、液晶セルの上基板(14a)側の棒状液晶性化合物(11a〜11e)と下基板(14b)側の棒状液晶性化合物(11f〜11j)とが、逆向きに(上下対称に)に配向することは、offの状態と同様である。
【0016】
図2は、偏光板を示す模式図である。図2に示す偏光板は、ディスコティック液晶性化合物(31a〜31e)を含む光学異方性層(1)(31)、少なくとも1枚のセルロースアシレートフィルムを含む光学異方性層(2)および偏光膜(34)の積層体からなる。図2に示す偏光板は、光学異方性層(1)(31)と光学異方性層(2)(33)との間に配向膜(32)を有する。光学異方性層(1)(31)のディスコティック液晶性化合物(31a〜31e)は、平面分子である。ディスコティック液晶性化合物(31a〜31e)は、分子中にはただ一個の平面、すなわち円盤面を持つ。円盤面は、光学異方性層(2)(33)の面に対して傾斜している。円盤面と光学異方性層(2)面との間の角度(傾斜角)は、ディスコティック液晶性化合物と配向膜からの距離が増加するに伴って増加している。平均傾斜角は、15〜50°の範囲であることが好ましい。図2に示すように傾斜角を変化させると、偏光板の視野角拡大機能が著しく向上する。また、傾斜角を変化させた偏光板には、表示画像の反転、階調変化あるいは着色の発生を防止する機能もある。ディスコティック液晶性化合物(31a〜31e)の円盤面の法線(NL)を光学異方性層(2)(33)へ正射影した方向(PL)の平均は、配向膜(32)のラビング方向(RD)と反平行の関係になる。
【0017】
本発明の好ましい態様は、ディスコティック液晶性化合物の円盤面の法線の光学異方性層(2)への正射影の平均方向と、光学異方性層(2)(33)の面内遅相軸(SA)との角度を実質的に45°にする。よって、偏光板の製造工程では、配向膜(32)のラビング方向(RD)と光学異方性層(2)の面内遅相軸(SA)との角度(θ)が実質的に45゜になるように調節すればよい。さらに本発明では、光学異方性層(2)の面内遅相軸(SA)と偏光膜(34)の面内透過軸(TA)とが実質的に平行または実質的に垂直になるように光学異方性層(2)と偏光膜とを配置する。図2に示す偏光板では、一枚の光学異方性層(2)を平行に配置している。光学異方性層(2)(33)の面内遅相軸(SA)は、原則として光学異方性層(2)の延伸方向に相当する。偏光膜(34)の面内透過軸(TA)は、原則として偏光膜の延伸方向に垂直な方向に相当する。
【0018】
図3は、本発明に従うベンド配向型液晶表示装置を示す模式図である。図3に示す液晶表示装置は、ベンド配向液晶セル(10)、液晶セルの両側に配置された一対の偏光板(31A、33A、34A、31B、33B、34B)およびバックライト(BL)からなる。ベンド配向液晶セル(10)は、図1に示した液晶セルに相当する。液晶セル(10)の上下のラビング方向(RD2、RD3)は、同一方向(平行)である。偏光板は、液晶セル(10)側から、光学異方性層(1)(31A、31B)、光学異方性層(2)(33A、33B)および偏光膜(34A、34B)がこの順に積層されている。光学異方性層(1)(31A、31B)のディスコティック液晶性化合物のラビング方向(RD1、RD4)は、対面する液晶セルのラビング方向(RD2、RD3)とは反平行の関係にある。前述したように、ディスコティック液晶性化合物のラビング方向(RD1、RD4)は、円盤面の法線を光学異方性層(2)へ正射影した平均方向と反平行になる。光学異方性層(2)(33A、33B)の面内遅相軸(SA1、SA2)および偏光膜(34A、34B)の面内透過軸(TA1、TA2)は、ディスコティック液晶性化合物のラビング方向(RD1、RD4)と同一平面では実質的に45°の角度になる。そして、二枚の偏光膜(34A、34B)は、面内透過軸(TA1、TA2)が互いに直交するよう(クロスニコル)に配置されている。
【0019】
(光学異方性層(1))
本発明の光学異方性層(1)は、液晶性化合物を含む。光学異方性層(1)は、光学異方性層(2)の表面に直接形成してもよく、光学異方性層(2)上に配向膜等を形成し、その上に形成してもよい。
光学異方性層(1)に用いる液晶性化合物としては、ディスコティック液晶性化合物が好ましい。光学異方性層(1)のフィルム法線方向から測定したレターデーション値は、20〜40nmであることが好ましく、25〜40nmであることがさらに好ましい。
光学異方性層(1)は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶性化合物を補償するように設計することが好ましい。液晶セル中の液晶性化合物の配向状態に関しては、IDW’00、FMC7−2、P411〜414に記載がある。
【0020】
(ディスコティック液晶性化合物)
本発明における、ディスコティック液晶性化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。
本発明におけるディスコティック液晶性化合物には、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physics Lett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体およびJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
【0021】
前記ディスコティック液晶性化合物には、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基または置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造の、液晶性を示す化合物も含まれる。分子または分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。
ディスコティック液晶性化合物から光学異方性層(1)を形成した場合、最終的に光学異方性層(1)に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はない。例えば、低分子のディスコティック液晶性化合物が熱または光で反応する基を有しており、熱または光によって該基が反応して、重合または架橋し、高分子量化することによって光学異方性層(1)が形成される場合などは、光学異方性層(1)中に含まれる化合物は、もはや液晶性を失っていてもよい。ディスコティック液晶性化合物の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載されている。また、ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平8−27284号公報に記載がある。
【0022】
ディスコティック液晶性化合物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化合物の円盤状コアに、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。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性化合物は、下記式(DI)で表わされる化合物であることが好ましい。
【0023】
一般式(DI)
【化1】

【0024】
一般式(DI)中、Y11、Y12およびY13は、それぞれ独立にメチンまたは窒素原子を表す。
【0025】
11、Y12およびY13がメチンの場合、メチンの水素原子は置換基によって置換されていてもよい。ここで、メチンとは、メタンから水素原子を3個除いて得られる原子団をいう。
メチンの炭素原子が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子およびシアノ基を好ましい例として挙げることができる。これらの置換基の中では、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子およびシアノ基がより好ましく、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数2〜12アルコキシカルボニル基、炭素数2〜12アシルオキシ基、ハロゲン原子およびシアノ基がさらに好ましい。
11、Y12およびY13は、いずれもメチンであることがより好ましく、メチンは無置換であることがさらに好ましい。
【0026】
一般式(DI)中、L1、L2およびL3は、それぞれ独立に単結合または二価の連結基を表す。L1、L2およびL3が二価の連結基の場合、それぞれ独立に、−O−、−S−、−C(=O)−、−NR7−、−CH=CH−、−C≡C−、二価の環状基およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R7は炭素原子数1〜7のアルキル基または水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基または水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが最も好ましい。
【0027】
1、L2およびL3における二価の環状基とは、少なくとも1種類の環状構造を有する二価の連結基(以下、環状基と呼ぶことがある)である。環状基は5員環、6員環、または7員環を有することが好ましく、5員環または6員環を有することがより好ましく、6員環を有することがさらに好ましい。環状基に含まれる環は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることが好ましい。また、環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が好ましい例として挙げられる。脂肪族環としては、シクロヘキサン環が好ましい例として挙げられる。複素環としては、ピリジン環およびピリミジン環が好ましい例として挙げられる。環状基は、芳香族環または複素環がより好ましい。なお、環状基は、環状構造のみ(但し、置換基を含む)からなる2価の連結基であることがより好ましい。
【0028】
1、L2およびL3で表される二価の環状基のうち、ベンゼン環を有する環状基としては、1,4−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−1,5−ジイル基およびナフタレン−2,6−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−2,5−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−2,5−ジイル基が好ましい。
【0029】
1、L2およびL3で表される二価の環状基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数が2〜16アルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基および炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。
【0030】
1、L2およびL3としては、単結合、*−O−CO−、*−CO−O−、*−CH=CH−、*−C≡C−、*−二価の環状基−、*−O−CO−二価の環状基−、*−CO−O−二価の環状基−、*−CH=CH−二価の環状基−、*−C≡C−二価の環状基−、*−二価の環状基−O−CO−、*−二価の環状基−CO−O−、*−二価の環状基−CH=CH−および*−二価の環状基−C≡C−が好ましい。この中でも、単結合、*−CH=CH−、*−C≡C−、*−二価の環状基−O−CO−、*−CH=CH−二価の環状基−および*−C≡C−二価の環状基−がより好ましく、単結合がさらに好ましい。ここで、*は一般式(DI)中のY11、Y12およびY13を含む6員環側に結合する位置を表す。
【0031】
1、H2およびH3は、それぞれ独立に下記一般式(DI−A)または下記一般式(DI−B)を表す。
【0032】
一般式(DI−A)
【化2】

【0033】
一般式(DI−A)中、YA1およびYA2は、それぞれ独立にメチンまたは窒素原子を表す。YA1およびYA2は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、両方が、窒素原子であることがより好ましい。XAは、酸素原子、硫黄原子、メチレンまたはイミノを表し、酸素原子が好ましい。*は上記一般式(DI)におけるL1〜L3側と結合する位置を表し、**は上記一般式(DI)におけるR1〜R3側と結合する位置を表す。ここで、イミノは、−NH−で表されるもの(Hが置換基で置換されているものを含む)をいう。
【0034】
一般式(DI−B)
【化3】

【0035】
一般式(DI−B)中、YB1およびYB2は、それぞれ独立にメチンまたは窒素原子を表す。YB1およびYB2は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、両方が、窒素原子であることがより好ましい。XBは、酸素原子、硫黄原子、メチレンまたはイミノを表し、酸素原子が好ましい。*は上記一般式(DI)におけるL1〜L3側と結合する位置を表し、**は上記一般式(DI)におけるR1〜R3側と結合する位置を表す。
【0036】
1、R2およびR3は、それぞれ独立に下記一般式(DI−R)を表す。
【0037】
一般式(DI−R)
*−(−L21−Q2n1−L22−L23−Q1
【0038】
一般式(DI−R)中、*は一般式(DI)におけるH1〜H3側と結合する位置を表す。
【0039】
21は単結合または二価の連結基である。L21が二価の連結基の場合、−O−、−S−、−C(=O)−、−NR7−、−CH=CH−および−C≡C−ならびにこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R7は炭素原子数1〜7のアルキル基または水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基または水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが最も好ましい。
【0040】
21は単結合、ならびに、***−O−CO−、***−CO−O−、***−CH=CH−および***−C≡C−(ここで、***は一般式(DI−R)中の*側を表す)のいずれかが好ましく、単結合がより好ましい。
【0041】
2は少なくとも1種類の環状構造を有する二価の基(環状基)を表す。このような環状基としては、5員環、6員環、または7員環を有する環状基が好ましく、5員環または6員環を有する環状基がより好ましく、6員環を有する環状基がさらに好ましい。上記環状基に含まれる環状構造は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。また、環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が好ましい例として挙げられる。脂肪族環としては、シクロヘキサン環が好ましい例として挙げられる。複素環としては、ピリジン環およびピリミジン環が好ましい例として挙げられる。環状基は、芳香族環または複素環がより好ましい。なお、環状基は、環状構造のみ(但し、置換基を含む)からなる2価の連結基であることがより好ましい。
【0042】
上記Q2のうち、ベンゼン環を有する環状基としては、1,4−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−1,5−ジイル基およびナフタレン−2,6−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−2,5−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−2,5−ジイル基が好ましい。これらの中でも、特に、1,4−フェニレン基および1,4−シクロへキシレン基が好ましい。
【0043】
2は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル置換カルバモイル基および炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲンで置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。
【0044】
n1は、0〜4の整数を表す。n1としては、1〜3の整数が好ましく、1または2がさらに好ましい。
【0045】
22は、**−O−、**−O−CO−、**−CO−O−、**−O−CO−O−、**−S−、*−N(R)−、**−CH2−、**−CH=CH−または**−C≡C−を表し、**はQ2側と結合する位置を表す。
22は、好ましくは、**−O−、**−O−CO−、**−CO−O−、**−O−CO−O−、**−CH2−、**−CH=CH−、**−C≡C−であり、より好ましくは、**−O−、**−O−CO−、**−O−CO−O−、**−CH2−である。
【0046】
23は、−O−、−S−、−C(=O)−、−NH−、−CH2−、−CH=CH−および−C≡C−ならびにこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基を表す。ここで、−NH−、−CH2−、−CH=CH−の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。このような置換基として、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキルで置換されたカルバモイル基および炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が好ましい例として挙げられ、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基がより好ましい。
【0047】
23は、−O−、−C(=O)−、−CH2−、−CH=CH−および−C≡C−ならびにこれらの組み合わせからなる群より選ばれることが好ましい。L23は、炭素原子を1〜20個含有することが好ましく、炭素原子を2〜14個を含有することがより好ましい。さらに、L23は、−CH2−を1〜16個含有することが好ましく、−CH2−を2〜12個含有することがさらに好ましい。
【0048】
1は重合性基または水素原子を表す。本発明で用いる液晶性化合物を位相差の大きさが熱により変化しないものが好ましい光学フィルム等に用いる場合には、Q1は重合性基であることが好ましい。重合反応は、付加重合(開環重合を含む)または縮合重合であることが好ましい。すなわち、重合性基は、付加重合反応または縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。以下に重合性基の例を示す。
【0049】
【化4】

【0050】
さらに、重合性基は付加重合反応が可能な官能基であることが特に好ましい。そのような重合性基としては、重合性エチレン性不飽和基または開環重合性基が好ましい。
【0051】
重合性エチレン性不飽和基の例としては、下記の式(M−1)〜(M−6)が挙げられる。
【0052】
【化5】

【0053】
式(M−3)、(M−4)中、Rは水素原子またはアルキル基を表し、水素原子またはメチル基が好ましい。
上記式(M−1)〜(M−6)の中、(M−1)または(M−2)が好ましく、(M−1)がより好ましい。
【0054】
開環重合性基は、環状エーテル基が好ましく、エポキシ基またはオキセタニル基がより好ましく、エポキシ基が最も好ましい。
【0055】
本発明で用いる液晶性化合物としては、下記一般式(DII)で表される液晶性化合物が特に好ましい。
【0056】
一般式(DII)
【化6】

【0057】
一般式(DII)中、Y31、Y32およびY33は、それぞれ独立にメチンまたは窒素原子を表し、一般式(DI)中の、Y11、Y12およびY13と同義であり、好ましい範囲も同義である。
【0058】
一般式(DII)中、R31、R32およびR33は、それぞれ独立に下記一般式(DII−R)を表す。
【0059】
一般式(DII−R)
【化7】

【0060】
一般式(DII−R)中、A31およびA32は、それぞれ独立にメチンまたは窒素原子を表し、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、両方が窒素原子であることがさらに好ましい。X3は酸素原子、硫黄原子、メチレンまたはイミノを表し、酸素原子が好ましい。
【0061】
31は、6員環状構造を有する二価の連結基(以下、6員環環状基と呼ぶことがある)を表す。6員環は、縮合環であっても良い。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。また、6員環環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が好ましい例として挙げられる。脂肪族環としては、シクロヘキサン環が好ましい例として挙げられる。複素環としては、ピリジン環およびピリミジン環が好ましい例として挙げられる。Q31は、6員環状構造のみからなる二価の連結基(但し、置換基を有していてもよい)であることが好ましい。
【0062】
31のうち、ベンゼン環を有する6員環環状基としては、1,4−フェニレン基、および1,3−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状構造としては、ナフタレン−1,5−ジイル基およびナフタレン−2,6−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状構造としては1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状構造としてはピリジン−2,5−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状構造としては、ピリミジン−2,5−ジイル基が好ましい。これらの中でも、特に、1,4−フェニレン基および1,3−フェニレン基がより好ましい。
【0063】
31の環状構造は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル置換カルバモイル基および炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。6員環環状基の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲン原子で置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。
【0064】
n3は、1〜3の整数を表し、1または2が好ましい。
【0065】
31は、*−O−、*−O−CO−、*−CO−O−、*−O−CO−O−、*−S−、*−N(R)−、*−CH2−、*−CH=CH−または*−C≡C−を表し、*はQ31側と結合する位置を表し、具体的には、一般式(DI−R)中のL22と同義であり、好ましい範囲も同義である。
【0066】
32は、−O−、−S−、−C(=O)−、−NH−、−CH2−、−CH=CH−および−C≡C−ならびにこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基を表し、具体的には、一般式(DI−R)中のL23と同義であり、好ましい範囲も同義である。
【0067】
一般式(DII−R)中のQ32は、重合性基または水素原子を表し、具体的には、一般式(DI−R)中のQ1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
【0068】
以下に、一般式(DI)で表される液晶性化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0069】
【化8】

【0070】
【化9】

【0071】
【化10】

【0072】
【化11】

【0073】
【化12】

【0074】
【化13】

【0075】
【化14】

【0076】
【化15】

【0077】
【化16】

【0078】
【化17】

【0079】
【化18】

【0080】
【化19】

【0081】
【化20】

【0082】
【化21】

【0083】
【化22】

【0084】
【化23】

【0085】
【化24】

【0086】
【化25】

【0087】
【化26】

【0088】
【化27】

【0089】
【化28】

【0090】
【化29】

【0091】
【化30】

【0092】
【化31】

【0093】
【化32】

【0094】
【化33】

【0095】
【化34】

【0096】
【化35】

【0097】
【化36】

【0098】
【化37】

【0099】
【化38】

【0100】
【化39】

【0101】
【化40】

【0102】
【化41】

【0103】
【化42】

【0104】
【化43】

【0105】
【化44】

【0106】
【化45】

【0107】
【化46】

【0108】
【化47】

【0109】
【化48】

【0110】
【化49】

【0111】
【化50】

【0112】
【化51】

【0113】
【化52】

【0114】
【化53】

【0115】
【化54】

【0116】
本発明で用いる液晶性化合物は、良好なモノドメイン性を示す液晶相を発現することが望ましい。モノドメイン性を良好なものとすることにより、得られる構造がポリドメインとなりドメイン同士の境界に配向欠陥が生じ、光を散乱するようになるのを効果的に防ぐことができる。さらに、良好なモノドメイン性を示すと、位相差板がより高い光透過率を有するため好ましい。
【0117】
本発明で用いる液晶性化合物が発現する液晶相としては、カラムナー相およびディスコティックネマチック相(ND相)を挙げることができる。これらの液晶相の中では、良好なモノドメイン性を示し、かつ、ハイブリッド配向が可能なディスコティックネマチック相(ND相)が最も好ましい。
【0118】
本発明で用いる液晶性化合物は異方性の波長分散性が小さいほど良い。具体的には液晶性化合物が発現する位相差(波長λにおける光学異方性層(1)の面内レターデーション値(単位:nm))をRe(λ)としたとき、Re(450)/Re(650)が1.25以下であることが好ましく、1.20以下であることがより好ましく、1.15以下であることがさらに好ましい。
【0119】
本発明で用いる液晶性化合物は、その後分子を配向させる点から、ND相での粘度が低いことが好ましい。具体的には100℃における液晶粘度が、5000cP以下であり、3000cP以下であることが好ましい。
【0120】
ハイブリッド配向では、本発明の液晶性化合物の物理的な対称軸と光学異方性層(2)の面との角度、すなわち傾斜角が、光学異方性層(2)の深さ(すなわち、光学異方性層(2)に垂直な方向でかつ偏光膜の面からの距離)の増加と共に増加または減少している。角度は、距離の増加と共に減少することが好ましい。さらに、傾斜角の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、または、増加および減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよい。しかしながら、傾斜角は連続的に変化することが好ましい。
【0121】
一般に、ディスコティック液晶性化合物の物理的な対称軸の平均方向は、ディスコティック液晶性化合物または配向膜の種類を選択することにより、あるいは、ラビング処理方法を選択することにより、調整することができる。また、表面側(空気側)のディスコティック液晶性化合物の物理的な対称軸方向は、一般にディスコティック液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。
ディスコティック液晶性化合物と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー、ポリマーおよび低分子化合物などを挙げることができる。長軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に液晶性化合物と添加剤との選択により調整できる。
【0122】
本発明の液晶性化合物と共に使用する可塑剤、重合性モノマーは、本発明の液晶性化合物と相溶性を有し、ディスコティック液晶性化合物の傾斜角に変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないものが採用される。
【0123】
本発明で用いる液晶性化合物は、液晶相を20℃〜300℃の範囲で発現することが好ましい。発現温度は、より好ましくは40℃〜280℃であり、さらに好ましくは60℃〜250℃である。ここで20℃〜300℃で液晶相を発現するとは、液晶温度範囲が20℃をまたぐ場合(例えば、10℃〜22℃)や、300℃をまたぐ場合(例えば、298℃〜310℃)も含む趣旨である。40℃〜280℃と60℃〜250℃に関しても同様である。
【0124】
界面活性剤は、フッ素系化合物が好ましい。界面活性剤は、例えば、特開2001−330725号公報に記載のものを採用できる。
ポリマーおよび低分子化合物は、ディスコティック液晶性化合物の傾斜角に変化を与えることが好ましい。
ポリマーは、セルロースエステルが好ましい。セルロースエステルは、例えば、特開2000−155216号公報の段落番号0178に記載のものを採用できる。ポリマーの添加量は、ディスコティック液晶性化合物の配向との関係をすると、ディスコティック液晶性化合物に対して0.1〜10質量%であることが好ましく、0.1〜8質量%であることがさらに好ましい。
【0125】
光学異方性層(1)は、ディスコティック液晶性化合物および必要に応じて後述の重合性開始剤や任意の成分を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成できる。
塗布液の調製に使用する溶媒は、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン)、炭化水素(例えば、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエタン)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例えば、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。2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【0126】
塗布液の塗布は、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、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。
【0127】
光学異方性層(1)の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.3〜10μmであることがより好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましい。
【0128】
配向させたディスコティック液晶性化合物を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、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(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第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(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第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(米国特許第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、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)が含まれる。
【0129】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%の範囲にあることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲に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が好ましく、20〜5000mJ/cm2がより好ましく、100〜800mJ/cm2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。
保護層を、光学異方性層(1)の上に設けてもよい。
【0130】
(光学異方性層(2))
本発明では、光学異方性層(1)のほかに、さらに、光学異方性層(2)を設けてもよい。このような光学異方性層(2)を設けることにより、光学異方性層(1)の支持体として機能するとともに、光学フィルムとしての光学特性の制御幅を広げることができ、液晶表示装置の表示特性を向上させることができるという効果が得られる。
本発明における光学異方性層(2)は、少なくとも1枚のポリマーフィルムからなる。ここで、ポリマーフィルムからなるとは、ポリマーのみから構成されているものの他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の物質を含んでいてもよい。すなわち、ポリマーを主成分とするフィルムを含む趣旨である。
光学異方性層(2)は、具体的には、波長550nmの光で測定したRth値が、100〜300nmの範囲であることが好ましく、150〜200nmであることがさらに好ましい。また、光学異方性層(2)のRe値は、30〜60nmであることが好ましく、35〜50nmであることがさらに好ましい。このようなRth値およびRe値のものを採用することにより、液晶表示装置としての視野角特性などの表示特性が向上するという利点がある。
光学異方性層(2)を構成するポリマーフィルムは、1枚であっても、2枚以上でもよい。但し、上記Re値およびRth値は、1枚のポリマーフィルムで実現することが可能である。従って、光学異方性層(2)は、1枚のポリマーフィルムからなることが好ましい。
【0131】
光学異方性層(2)に採用されるポリマーは、セルロース系ポリマーが好ましく、セルロースエステルがより好ましく、セルロースアシレートがより好ましい。セルロースアシレートを採用することにより、上記のような光学特性の制御が可能となるという利点がある。
特に、セルロースの低級脂肪酸エステルが好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味する。炭素原子数が2〜4のセルロースアシレートが好ましく、セルロースアセテートがさらに好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いてもよい。
【0132】
セルロースアセテートの粘度平均重合度(DP)は、250以上であることが好ましく、290以上であることがさらに好ましい。また、セルロースアセテートは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値は、1.00〜1.70であることが好ましく、1.30〜1.65であることがさらに好ましく、1.40〜1.60であることが特に好ましい。
【0133】
セルロースアセテートの酢化度は、55.0〜62.5%が好ましく、57.0〜62.0%がさらに好ましい。酢化度は、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算によって求められる。
セルロースアセテートでは、セルロースの2位、3位、6位のヒドロキシルが均等に置換されるのではなく、6位の置換度が小さくなる傾向がある。光学異方性層(2)におけるセルロースアセテートでは、セルロースの6位置換度が、2位、3位に比べて同程度または多い方が好ましい。
2位、3位、6位の置換度の合計に対する、6位の置換度の割合は、30〜40%であることが好ましく、31〜40%であることがより好ましく、32〜40%であることがさらに好ましい。6位の置換度は、0.88以上であることが好ましい。
セルロースアシレートおよびその合成方法は、例えば、発明協会公開技報(公技番号2001−1745号、9頁、2001年3月15日発行、発明協会)に記載されている方法を採用できる。
【0134】
セルロースアセテートのレターデーションを調整するためには、延伸のような外力を与える方法を一例としてあげることができる。レターデーション上昇剤を、光学異方性を調節するために添加してもよい。レターデーション上昇剤は、芳香族環を少なくとも2つ有する芳香族化合物が好ましい。芳香族化合物は、ポリマー100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲で使用することが好ましい。また、2種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。
レターデーション上昇剤については、欧州特許出願公開第0911656号明細書、特開2000−111914号、同2000−275434号の各公報に記載のものを好ましく採用できる。
【0135】
セルロースアセテートフィルムの吸湿膨張係数は、30×10-5/%RH以下が好ましく、15×10-5/%RH以下がより好ましく、10×10-5/%RH以下がさらに好ましい。
吸湿膨張係数は小さい方が好ましいが、通常は、1.0×10-5/%RH以上の値になる。吸湿膨張係数は、一定温度下において相対湿度を変化させた時の試料の長さの変化量を示す。吸湿膨張係数を調節することで、光学フィルムの光学補償機能を維持したまま、額縁状の透過率上昇(歪みによる光漏れ)を防止することができる。
吸湿膨張係数の測定では、まず、ポリマーフィルムから幅5mm、長さ20mmの試料を切り出し、片方の端を固定して25℃、20%RH(R0)の雰囲気下にぶら下げる。他方の端に0.5gの重りをぶら下げて、10分間放置し長さ(L0)を測定する。次に、温度は25℃のまま、湿度を80%RH(R1)にして、長さ(L1)を測定する。吸湿膨張係数は下式により算出する。測定は同一試料につき10サンプルで行い、平均値を採用する。
吸湿膨張係数[/%RH]={(L1−L0)/L0}/(R1−R0)
【0136】
セルロースアセテートフィルムの吸湿による寸度変化を小さくするには、疎水性化合物を添加することが好ましい。疎水性化合物は、微粒子の状態であってもよい。疎水性化合物は、可塑剤または劣化防止剤から選択して用いることが好ましい。疎水性化合物は、疎水性基として炭化水素基(脂肪族基、芳香族基)を有することが好ましい。疎水性化合物の添加量は、調製するポリマー溶液(ドープ)の0.01〜10質量%が好ましい。
ポリマーフィルムの吸湿による寸度変化を小さくするには、ポリマーフィルム中の自由体積を小さくする方法も有効である。例えば、後述するソルベントキャスト法における残留溶剤量を少なくすると、自由体積が小さくなる。ポリマーフィルムに対する残留溶剤量が0.01〜1.00質量%となる条件で、ポリマーフィルムを乾燥することが好ましい。
【0137】
ポリマーフィルムの添加剤の例には、紫外線防止剤、剥離剤、帯電防止剤、劣化防止剤(例えば、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)、赤外吸収剤が含まれる。
ポリマーフィルムが多層から形成される場合、各層における添加剤の種類や添加量が異なってもよい。添加剤については、発明協会公開技報(公技番号2001−1745号、16頁〜22頁、2001年3月15日発行、発明協会)に記載がある。添加剤の使用量は、一般に、ポリマーフィルムの0.001〜25質量%の範囲である。
【0138】
セルロースアセテートフィルムは、ソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ソルベントキャスト法では、ポリマー材料を有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造する。
有機溶剤は、炭素原子数が3〜12のエーテル、炭素原子数が3〜12のケトン、炭素原子数が3〜12のエステルおよび炭素原子数が1〜6のハロゲン化炭化水素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよい。エーテル、ケトンおよびエステルの官能基(すなわち、−O−、−CO−および−COO−)のいずれかを2つ以上有する化合物も、有機溶媒として用いることができる。有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数は、いずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
【0139】
炭素原子数が3〜12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトールが含まれる。炭素原子数が3〜12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが含まれる。炭素原子数が3〜12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが含まれる。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。ハロゲン化炭化水素の炭素原子数は、1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。ハロゲン化炭化水素のハロゲンは、塩素であることが好ましい。ハロゲン化炭化水素の水素原子が、ハロゲンに置換されている割合は、25〜75モル%であることが好ましく、30〜70モル%であることがより好ましく、35〜65モル%であることがさらに好ましく、40〜60モル%であることが最も好ましい。メチレンクロライドが、代表的なハロゲン化炭化水素である。2種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
【0140】
一般的な方法でセルロースアセテート溶液を調製できる。一般的な方法では、例えば、処理温度は、0℃以上の温度(常温または高温)である。溶液の調製は、通常のソルベントキャスト法におけるドープの調製方法および装置を用いて実施することができる。なお、一般的な方法の場合は、有機溶媒としてハロゲン化炭化水素(特に、メチレンクロライド)を用いることが好ましい。セルロースアセテートの量は、得られる溶液中に10〜40質量%含まれるように調整する。セルロースアセテートの量は、10〜30質量%であることがさらに好ましい。有機溶媒(主溶媒)中には、後述する任意の添加剤を添加しておいてもよい。溶液は、常温(例えば、0〜40℃)でセルロースアセテートと有機溶媒とを攪拌することにより調製することができる。高濃度の溶液は、加圧および加熱条件下で攪拌してもよい。具体的には、セルロースアセテートと有機溶媒とを加圧容器に入れて密閉し、加圧下で溶媒の常温における沸点以上、かつ溶媒が沸騰しない範囲の温度に加熱しながら攪拌する。加熱温度は、例えば、40℃以上であり、好ましくは60〜200℃であり、さらに好ましくは80〜110℃である。
【0141】
各成分は予め粗混合してから容器に入れてもよい。また、順次容器に投入してもよい。容器は攪拌できるように構成されている必要がある。窒素ガス等の不活性気体を注入して容器を加圧することができる。また、加熱による溶媒の蒸気圧の上昇を利用してもよい。または、容器を密閉後、各成分を圧力下で添加してもよい。加熱する場合、容器の外部より加熱することが好ましい。例えば、ジャケットタイプの加熱装置を用いることができる。また、容器の外部にプレートヒーターを設け、配管して液体を循環させることにより容器全体を加熱することもできる。容器内部に攪拌翼を設けて、これを用いて攪拌することが好ましい。攪拌翼は、容器の壁付近に達する長さのものが好ましい。攪拌翼の末端には、容器の壁の液膜を更新するため、掻取翼を設けることが好ましい。容器には、圧力計、温度計等の計器類を設置してもよい。容器内で各成分を溶剤中に溶解する。調製したドープは冷却後容器から取り出すか、あるいは、取り出した後、熱交換器等を用いて冷却する。
【0142】
冷却溶解法により、溶液を調製することもできる。冷却溶解法では、通常の溶解方法では溶解させることが困難な有機溶媒中にもセルロースアセテートを溶解させることができる。なお、通常の溶解方法でセルロースアセテートを溶解できる溶媒であっても、冷却溶解法によると迅速に均一な溶液が得られる利点がある。冷却溶解法では最初に、室温で有機溶媒中にセルロースアセテートを撹拌しながら徐々に添加する。セルロースアセテートの量は、この混合物中に10〜40質量%含まれるように調整することが好ましい。セルロースアセテートの量は、10〜30質量%であることがより好ましい。さらに、混合物中には後述する任意の添加剤を添加しておいてもよい。
【0143】
次に、混合物を、例えば、−100〜−10℃(好ましくは−80〜−10℃、より好ましくは−50〜−20℃、さらに好ましくは−50〜−30℃)に冷却する。冷却は、例えば、ドライアイス・メタノール浴(−75℃)や冷却したジエチレングリコール溶液(−30〜−20℃)中で実施できる。このように冷却すると、セルロースアセテートと有機溶媒の混合物は固化する。冷却速度は、4℃/分以上であることが好ましく、8℃/分以上であることがより好ましく、12℃/分以上であることがさらに好ましい。冷却速度は、速いほど好ましいが、10000℃/秒が理論的な上限であり、1000℃/秒が技術的な上限であり、そして100℃/秒が実用的な上限である。なお、冷却速度は、冷却を開始する時の温度と最終的な冷却温度との差を、冷却を開始してから最終的な冷却温度に達するまでの時間で割った値である。
【0144】
さらに、前記混合物を、例えば、0〜200℃(好ましくは0〜150℃、より好ましくは0〜120℃、さらに好ましくは0〜50℃)に加温すると、有機溶媒中にセルロースアセテートが溶解する。昇温は、室温中に放置するだけでもよし、温浴中で加温してもよい。加温速度は、4℃/分以上であることが好ましく、8℃/分以上であることがより好ましく、12℃/分以上であることがさらに好ましい。加温速度は、速いほど好ましいが、10000℃/秒が理論的な上限であり、1000℃/秒が技術的な上限であり、そして100℃/秒が実用的な上限である。なお、加温速度は、加温を開始する時の温度と最終的な加温温度との差を、加温を開始してから最終的な加温温度に達するまでの時間で割った値である。以上のようにして、均一な溶液が得られる。なお、溶解が不充分である場合は冷却および加温の操作を繰り返してもよい。溶解が充分であるかどうかは、目視により溶液の外観を観察することで判断できる。
【0145】
冷却溶解法においては、冷却時の結露による水分混入を避けるため、密閉容器を用いることが望ましい。また、冷却加温操作において、冷却時に加圧し、加温時に減圧すると、溶解時間を短縮することができる。加圧および減圧を実施するためには、耐圧性容器を用いることが望ましい。なお、セルロースアセテート(酢化度:60.9%、粘度平均重合度:299)を冷却溶解法によりメチルアセテート中に溶解した20質量%の溶液は、示差走査熱量測定(DSC)によると、33℃近傍にゾル状態とゲル状態との疑似相転移点が存在し、この温度以下では均一なゲル状態となる。従って、この溶液は、例えば、疑似相転移温度以上、好ましくはゲル相転移温度プラス10℃程度の温度で保する必要がある。ただし、この疑似相転移温度は、セルロースアセテートの酢化度、粘度平均重合度、溶液濃度や使用する有機溶媒により異なる。
【0146】
調製したセルロースアセテート溶液(ドープ)から、ソルベントキャスト法によりセルロースアセテートフィルムを製造する。ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が18〜35%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。ソルベントキャスト法における流延および乾燥方法については、例えば、米国特許第2336310号、同2367603号、同2492078号、同2492977号、同2492978号、同2607704号、同2739069号、同2739070号、英国特許第640731号、同736892号の各明細書、特公昭45−4554号、同49−5614号、特開昭60−176834号、同60−203430号、同62−115035号の各公報に記載のものを採用できる。ドープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。流延してから2秒以上風に当てて乾燥することが好ましい。得られたフィルムをドラムまたはバンドから剥ぎ取り、さらに100〜160℃まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して残留溶剤を蒸発させることもできる。以上の方法は、例えば、特公平5−17844号公報に記載の方法に従って行うことができる。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この方法を実施するためには、流延時のドラムまたはバンドの表面温度においてドープがゲル化することが必要である。
【0147】
調製したセルロースアシレート溶液(ドープ)を用いて2層以上の流延でフィルム化することもできる。この場合、ソルベントキャスト法によりセルロースアシレートフィルムを作製することが好ましい。ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が10〜40%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。
【0148】
2層以上の複数のセルロースアシレート液を流延する場合、複数のセルロースアシレート溶液を流延することが可能で、支持体の進行方向に間隔を置いて設けた複数の流延口からセルロースアシレートを含む溶液をそれぞれ流延させて積層させながらフィルムを作製してもよく、例えば、特開昭61−158414号、特開平1−122419号、および特開平11−198285号の各公報に記載の方法が適応できる。また、2つの流延口からセルロースアシレート溶液を流延することによってもフィルム化することでもよく、例えば、特公昭60−27562号、特開昭61−94724号、特開昭61−947245号、特開昭61−104813号、特開昭61−158413号、および特開平6−134933号の各公報に記載の方法で実施できる。また、例えば、特開昭56−162617号公報に記載の高粘度セルロースアシレート溶液の流れを低粘度のセルロースアシレート溶液で包み込み、その高・低粘度のセルロースアシレート溶液を同時に押出すセルロースアシレートフィルム流延方法を採用してもよい。
【0149】
また、2個の流延口を用いて、第一の流延口により支持体に成型したフィルムを剥ぎ取り、支持体面に接していた側に第二の流延を行なうことでより、フィルムを作製してもよく、例えば特公昭44−20235号公報に記載されている方法である。流延するセルロースアシレート溶液は同一の溶液でもよいし、異なるセルロースアシレート溶液でもよく特に限定されない。複数のセルロースアシレート層に機能を持たせるために、その機能に応じたセルロースアシレート溶液を、それぞれの流延口から押出せばよい。さらの本発明のセルロースアシレート溶液は、他の機能層(例えば、接着層、染料層、帯電防止層、アンチハレーション層、UV吸収層、偏光層など)を同時に流延することもできる。
【0150】
従来の単層液では、必要なフィルム厚さにするためには高濃度で高粘度のセルロースアシレート溶液を押出すことが必要であり、その場合セルロースアシレート溶液の安定性が悪くて固形物が発生し、ブツ故障となったり、平面性が不良であったりして問題となることが多かった。この解決として、例えば、複数のセルロースアシレート溶液を流延口から流延することにより、高粘度の溶液を同時に支持体上に押出すことができ、平面性も良化し優れた面状のフィルムが作製できるばかりでなく、濃厚なセルロースアシレート溶液を用いることで乾燥負荷の低減化が達成でき、フィルムの生産スピードを高めることができる。
【0151】
セルロースアセテートフィルムには、機械的物性を改良するため、または乾燥速度を向上するために、可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルフォスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(例えば、DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DEPおよびDPPがより好ましい。可塑剤の添加量は、セルロースエステルの量の0.1〜25質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましく、3〜15質量%であることがさらに好ましい。
【0152】
セルロースアセテートフィルムには、表面処理を施すことが好ましい。表面処理の例には、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、ケン化処理(好ましくは、アルカリケン化処理)および紫外線照射処理が含まれる。表面処理は、例えば、発明協会公開技報(公技番号2001−1745号、30頁〜32頁、2001年3月15日発行、発明協会)に記載の方法を採用できる。
【0153】
アルカリ鹸化処理は、セルロースアセテートフィルムを鹸化液中に浸漬するか、鹸化液をセルロースアセテートフィルムに塗布することにより実施する。塗布による方法が好ましい。塗布方法には、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、バーコーティング法、E型塗布法がある。アルカリは、アルカリ金属(例えば、カリウム、ナトリウム)の水酸化物が好ましい。すなわち、アルカリ処理液は、アルカリ金属の水酸化物の溶液であることが好ましい。溶液中の水酸化イオンの規定濃度は、0.1〜3.0Nであることが好ましい。
アルカリ処理液には、フィルムに対する濡れ性が良好な溶媒に溶解したり、界面活性剤、湿潤剤(例えば、ジオール、グリセリン)を添加したりして、アルカリ処理液の光学異方性層(2)に対する濡れ性や処理液の安定性を改善できる。フィルムに対する濡れ性が良好な溶媒は、例えば、アルコール(例えば、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、メタノール、エタノール)である。アルカリ処理液の添加剤は、例えば、特開2002−82226号公報、国際公開WO02/46809号パンフレットに記載の方法を採用できる。
【0154】
表面処理に代えて、または表面処理に加えて、下塗り層を設けてもよい。下塗り層は、例えば、特開平7−333433号公報に記載の方法により設けることができる。下塗り層は複数層を設けてもよい。例えば、疎水性基と親水性基との両方を含有するポリマー層を第1下塗り層として設け、その上に配向膜とよく密着する親水性のポリマー層を第2下塗り層として設けることもできる。この場合、例えば、特開平11−248940号公報に記載の方法を採用できる。
【0155】
(配向膜)
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、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
【0156】
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。配向膜に使用するポリマーは、原則として、液晶性化合物を配向させる機能のある分子構造を有する。
配向膜に用いるポリマーには、液晶性化合物を配向させる機能に加えて、液晶性化合物の配向を固定する機能を有することが好ましい。例えば、架橋性官能基(例えば、二重結合)を有する側鎖をポリマーの主鎖に結合させることにより、または、液晶性化合物を配向させる機能を有する架橋性官能基をポリマーの側鎖に導入することにより行うことができる。
配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能であるか、または、架橋剤の使用により架橋可能になることが好ましい。架橋可能なポリマーは、例えば、特開平8−338913号公報の段落番号0022に記載のものを採用できる。架橋可能なポリマーとしては、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、ポリ酢酸ビニル、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネートおよびこれらの共重合体が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることもできる。水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがさらに好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールを2種類以上併用することが特に好ましい。
【0157】
ポリビニルアルコールの鹸化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。
液晶性化合物を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有する。具体的な官能基の種類は、液晶性化合物の種類および必要とする配向状態に応じて決定する。
変性ポリビニルアルコールの変性基は、共重合変性、連鎖移動変性またはブロック重合変性により導入できる。変性基の例は、親水性基(例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ、アンモニオ、アミド、チオール)、炭素原子数10〜100の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、アルキルチオ基、重合性基(例えば、不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基)、アルコキシシリル基(トリアルコキシシリル、ジアルコキシシリル、モノアルコキシシリル)を含む。
変性ポリビニルアルコールは、例えば、特開2000−155216号、同2002−62426号の各公報に記載のものを採用できる。
【0158】
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させることにより、または、液晶性化合物を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入することにより、配向膜のポリマーと光学異方性層(1)に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学フィルムの強度を著しく改善することができる。
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基が好ましい。架橋性官能基は、例えば、特開2000−155216号公報の段落番号0080〜0100に記載のものを採用できる。
【0159】
配向膜ポリマーは、架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。架橋剤は、アルデヒド、N−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾールおよびジアルデヒド澱粉を含む。2種類以上の架橋剤を併用してもよい。架橋剤は、例えば、特開2002−62426号公報に記載のものを採用できる。反応活性が高いことから、アルデヒドが好ましく、グルタルアルデヒドがより好ましい。
架橋剤の添加量は、ポリマーに対して0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がさらに好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。架橋剤の残留量を削減することで、液晶表示装置を長期使用する場合、あるいは液晶表示装置を高温高湿の雰囲気下に長期間放置する場合でも、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。
【0160】
配向膜は、例えば、上記ポリマーおよび架橋剤を含む配向膜塗布液を、光学異方性層(2)上に塗布した後、加熱乾燥し(架橋させ)、ラビング処理することにより形成できる。架橋反応は、光学異方性層(2)上に塗布した後に行なう。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶媒(例えば、メタノール)と水の混合溶媒とすることが好ましい。水とメタノールの混合溶媒の場合、溶媒全体に対してメタノールが1質量%以上含まれることが好ましく、9質量%以上含まれることがさらに好ましい。有機溶媒を加えることで、泡の発生がより抑えられ、配向膜および光学異方性層(1)の表面の欠陥がより減少する。
【0161】
配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法またはロールコーティング法が好ましい。特に、ロッドコーティング法が好ましい。
乾燥後の膜厚は0.1〜10μmが好ましい。
加熱乾燥は、20〜110℃で行うことができる。充分な架橋を形成するためには60〜100℃が好ましく、80〜100℃がさらに好ましい。乾燥時間は1分〜36時間で行うことができる。好ましくは1〜30分である。pHは、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましい。グルタルアルデヒドを使用する場合、好ましいpHは4.5〜5.5である。
【0162】
配向膜は、表面をラビング処理することにより得ることができる。
ラビング処理は、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法と同様である。すなわち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維を用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る。一般には、長さおよび太さが均一な繊維を平均的に植毛した布を用いて、数回程度ラビングを行う。
【0163】
(偏光板)
光学異方性層(2)と光学異方性層(1)は、偏光膜と貼り合せて偏光板として使用する。
偏光膜は、配向型偏光膜または塗布型偏光膜(Optiva Inc.製)を含む。配向型偏光膜は、バインダーとヨウ素もしくは二色性色素とからなる。ヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏光性能を発現する。ヨウ素および二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。
市販の配向型偏光膜は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されている。また、市販の偏光膜は、ポリマー表面から4μm程度(両側合わせて8μm程度)にヨウ素もしくは二色性色素が分布しており、充分な偏光性能を得るためには、少なくとも10μmの厚みが必要である。浸透度は、ヨウ素もしくは二色性色素の溶液濃度、浴槽温度および浸漬時間により制御することができる。
偏光膜の厚みは、現在市販の偏光板(約30μm)以下であることが好ましく、25μm以下がさらに好ましく、20μm以下が最も好ましい。20μm以下とすることにより、光漏れ現象が、17インチの液晶表示装置では全く観察されなくなり、より好ましい。
【0164】
偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。偏光膜のバインダーとして、それ自体架橋可能なポリマーを用いてもよい。官能基を有するポリマー、またはポリマーに官能基を導入して得られたポリマーに、光、熱あるいはpH変化を与えて、官能基を反応させてポリマー間を架橋させ、偏光膜を形成することができる。また、架橋剤によりポリマーに架橋構造を導入してもよい。反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてバインダー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、バインダー間を架橋することにより形成することができる。
架橋は一般に、架橋可能なポリマーまたはポリマーと架橋剤との混合物を含む塗布液を、支持体(好ましくは、透明支持体)上に塗布した後、加熱することにより実施できる。最終商品の段階で耐久性が確保できればよいため、架橋させる処理は、最終の偏光板を得るまでのいずれの段階で行なってもよい。
【0165】
偏光膜のバインダーとして、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーを使用できる。ポリマーの例には、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリビニルトルエン、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、塩素化ポリオレフィン(例えば、ポリ塩化ビニル)、ポリエステル、ポリイミド、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリカーボネートおよびそれらのコポリマー(例えば、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体)が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いてもよい。水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがさらに好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。
【0166】
ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールのケン化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がさらに好ましく、95〜100%が最も好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000が好ましい。
変性ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールに対して、共重合変性、連鎖移動変性あるいはブロック重合変性により変性基を導入して得られる。共重合で導入する変性基の例は、−COONa、−Si(OX)3(Xは、水素原子またはアルキル基)、−N(CH3)3・Cl、−C919、−COO、−SO3Na、−C1225を含む。連鎖移動で導入する変性基の例は、−COONa、−SH、−SC1225を含む。変性ポリビニルアルコールの重合度は、100〜3000が好ましい。変性ポリビニルアルコールは、例えば、特開平8−338913号、同9−152509号および同9−316127号の各公報に記載のものを採用できる。これらの中でも、ケン化度が85〜95%の未変性ポリビニルアルコールおよびアルキルチオ変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。
ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。
【0167】
架橋剤については、例えば、米国再発行特許第23297号明細書に記載のものを採用できる。ホウ素化合物(例えば、ホウ酸、硼砂)も、架橋剤として用いることができる。
バインダーの架橋剤は、多く添加すると、偏光膜の耐湿熱性を向上させることができる。ただし、バインダーに対して架橋剤を50質量%以上添加すると、ヨウ素、または二色性色素の配向性が低下する。架橋剤の添加量は、バインダーに対して、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がさらに好ましい。バインダーは、架橋反応が終了した後でも、反応しなかった架橋剤をある程度含んでいる。ただし、残存する架橋剤の量は、バインダー中に1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。1.0質量%以下とすることにより、耐久性がより向上する傾向にある。すなわち、架橋剤の残留量を少なくすることにより、偏光膜を液晶表示装置に組み込み、長期使用または高温高湿の雰囲気下に長期間放置した場合にも、偏光度が低下がしにくくなる傾向にある。
【0168】
二色性色素は、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素およびアントラキノン系色素を含む。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基(例えば、スルホ、アミノ、ヒドロキシル)を有することが好ましい。二色性色素の例には、C.I.ダイレクト・イエロー12、C.I.ダイレクト・オレンジ39、C.I.ダイレクト・オレンジ72、C.I.ダイレクト・レッド39、C.I.ダイレクト・レッド79、C.I.ダイレクト・レッド81、C.I.ダイレクト・レッド83、C.I.ダイレクト・レッド89、C.I.ダイレクト・バイオレット48、C.I.ダイレクト・ブルー67、C.I.ダイレクト・ブルー90、C.I.ダイレクト・グリーン59、C.I.アシッド・レッド37が含まれる。二色性色素は、例えば、特開平1−161202号、同1−172906号、同1−172907号、同1−183602号、同1−248105号、同1−265205号、同7−261024号の各公報に記載のものを採用できる。
【0169】
二色性色素は、遊離酸または塩(例えば、アルカリ金属塩、アンモニウム塩もしくはアミン塩)として用いられる。二種類以上の二色性色素を配合することにより、各種の色相を有する偏光膜を製造することができる。偏光軸を直交させた時に黒色を呈する化合物(色素)を用いた偏光膜、あるいは黒色を呈するように各種の二色性分子を配合した偏光膜は、単板透過率および偏光率が優れている。
【0170】
偏光膜は、バインダーを偏光膜の長手方向(MD方向)に対して延伸する(延伸法)。あるいは、ラビングした後に、ヨウ素、二色性染料で染色する(ラビング法)。
延伸法の場合、延伸倍率は2.5〜30.0倍が好ましく、3.0〜10.0倍がさらに好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸で実施できる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸を実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、2.5〜5.0倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、3.0〜10.0倍が好ましい。延伸工程は、数回に分けて行ってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。延伸前に、横あるいは縦に若干の延伸(幅方向の収縮を防止する程度)を行ってもよい。
【0171】
歩留まりの観点から、長手方向に対して10〜80°傾斜して延伸することが好ましい。その場合は、延伸は、二軸延伸におけるテンター延伸を左右異なる工程で行うことによって実施できる。上記二軸延伸は、通常のフィルム製膜において行われている延伸方法と同様である。二軸延伸では、左右異なる速度によって延伸されるため、延伸前のバインダーフィルムの厚みが左右で異なるようにする必要がある。流延製膜では、ダイにテーパーを付けることにより、バインダー溶液の流量に左右の差をつけることができる。
傾斜角度は、液晶表示装置を構成する液晶セルの両側に貼り合わされる2枚の偏光板の透過軸と液晶セルの縦または横方向のなす角度にあわせるように延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は45°である。しかし、最近は、透過型、反射型および半透過型液晶表示装置において必ずしも45°でない装置が開発されており、延伸方向は液晶表示装置の設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。
以上のように、偏光膜のMD方向に対して10〜80°斜め延伸されたバインダーフィルムが製造される。
【0172】
ラビング法では、液晶表示装置の液晶配向処理工程として広く採用されているラビング処理方法を応用することができる。すなわち、膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維を用いて一定方向に擦ることにより配向を得る。一般には、長さおよび太さが均一な繊維を平均的に植毛した布を用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。ロール自身の真円度、円筒度、振れ(偏芯)がいずれも30μm以下であるラビングロールを用いて実施することが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、0.1〜90゜が好ましい。ただし、例えば、特開平8−160430号公報に記載されているように、360°以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。
長尺フィルムをラビング処理する場合は、フィルムを搬送装置により一定張力の状態で1〜100m/minの速度で搬送することが好ましい。ラビングロールは、任意のラビング角度設定のためフィルム進行方向に対し水平方向に回転自在とされることが好ましい。0〜60°の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、40〜50°が好ましく、45°がさらに好ましい。
【0173】
偏光膜の両面には、保護フィルムを配置するのが好ましく、一方の面の保護フィルムとして、ロール状光学フィルムの一部を用いるのが好ましい。例えば、保護フィルム/偏光膜/光学異方性層(2)/光学異方性層(1)、または保護フィルム/偏光膜/光学異方性層(2)/配向膜/光学異方性層(1)の順に積層された積層体が好ましい。偏光膜と光学異方性層(1)の表面側とを貼りあわせてもよい。貼り合せには接着剤を用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基による変性ポリビニルアルコールを含む)やホウ素化合物水溶液を接着剤として用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。
接着剤層の厚みは、乾燥後に0.01〜10μmであることが好ましく、0.05〜5μmであることがさらに好ましい。
偏光板の表面には、光拡散フィルムまたは防眩性フィルムを貼り合わせてもよい。
【0174】
(光拡散または防眩性フィルム)
図4は、光拡散フィルムの代表的な形態を示す断面模式図である。
図4に示す光拡散フィルム(1)は、透明基材フィルム(2)と、透光性樹脂(40)中に、例えば、第1の透光性微粒子(41)および第2の透光性微粒子(42)とを含む光拡散層(3)とを積層してなる。ここでは2種類の(屈折率が異なり)2つの粒子サイズ分布のピークを有する透光性微粒子にて説明を行なうが、同じ種類で(屈折率が同じで)2つの粒子サイズ分布線のピークを有する透光性微粒子を用いてもよいし、1種類の透光性微粒子を用いてもよい。
【0175】
第1の透光性微粒子(41)は、透光性樹脂、例えばシリカ微粒子(平均粒子サイズ1.0μm、屈折率1.51)から構成され、第2の透光性微粒子(42)は、透光性樹脂、例えばスチレンビーズ(平均粒子サイズ3.5μm、屈折率1.61)から構成されている。光拡散機能は、透光性微粒子(41および42)と透光性樹脂(40)との屈折率の差によって得られる。屈折率の差は、0.02〜0.15であることが好ましい。屈折率差を0.02以上とすることにより、光拡散がより効果的である。また、屈折率差を0.15以下とすることにより、光拡散性が高くなりすぎず、フィルム全体の白化をより抑止できる傾向にある。屈折率差は、0.03〜0.13がより好ましく、0.04〜0.10がさらに好ましい。
【0176】
偏光膜を液晶表示装置に用いる場合、視認側表面に反射防止層を設置するのが好ましい。反射防止層を偏光膜の視認側の保護層と兼用してもよい。液晶表示装置の視角による色味変化抑制の観点から、反射防止層の内部ヘイズを50%以上にすることが好ましい。反射防止層は、例えば、特開2001−33783号、同2001−343646号および同2002−328228号の各公報に記載のものを採用できる。
【0177】
(OCBモード液晶表示装置)
OCBモードの液晶セルは、棒状液晶性化合物を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させるベンド配向モードの液晶セルである。ベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置は、例えば、米国特許第4583825号、同5410422号の各明細書に開示されているものを適用できる。棒状液晶性化合物が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend)液晶モードとも呼ばれる。
OCBモードの液晶セルもTNモード同様、黒表示においては、液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性化合物が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性化合物が寝た配向状態にある。
液晶セルのΔn×dの値は、50〜1000nmであることが好ましく、500〜1000nmであることがさらに好ましい。
【0178】
液晶表示装置の色味に関し、本発明中ではCIE1976(u’v’)色度図上で評価を行った。具体的には分光輝度計(TOPCON製SR−3)を用いて黒状態での色味測定を行い、内部での演算によりu’v’を算出する。一般的な偏光板による黒状態を評価すると青みを表すv’は0.45付近であり、液晶表示装置の黒表示時のv’がこの値に近づくほど黒表示に問題がないといえる。具体的には、v’は、0.40〜0.45が好ましい。
【実施例】
【0179】
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、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【0180】
〔実施例1〕
(セルロースアセテート溶液の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート溶液組成
────────────────────────────────────────
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルフォスフェート 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート 3.9質量部
メチレンクロライド 300質量部
メタノール 45質量部
────────────────────────────────────────
【0181】
別のミキシングタンクに、酢化度60.9%のセルロースアセテート(リンター)4質量部、下記レターデーション上昇剤25質量部、シリカ微粒子(平均粒子サイズ:20nm)0.5質量部、メチレンクロライド80質量部およびメタノール20質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。
【0182】
【化55】

【0183】
(光学異方性層(2)の作製)
セルロースアセテート溶液470質量部に、レターデーション上昇剤溶液18.5質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。レターデーション上昇剤のセルロースアセテートに対する質量比は3.5質量%であった。残留溶剤量が35質量%のフィルムをバンドから剥離した後、140℃の温度で、フィルムのテンターを用いて38%の延伸倍率で横延伸した後、クリップを外して130℃で45秒間乾燥させ光学異方性層(2)としてのセルロースアセテートフィルムを製造した。製造された光学異方性層(2)の残留溶剤量は0.2質量%であり、膜厚は88μmであった。
【0184】
(光学特性の測定)
作製した光学異方性層(2)について、KOBRA 21ADHを用い、波長550nmの光でレターデーション値Re2(550)を測定したところ45nmであった。また面内の遅相軸をあおり軸として±40°あおった時のレターデーション値Re2(40°)およびRe2(−40°)を測定し、これらの実測結果からKOBRA 21ADHが算出するRth2(550)は175nmであった。
【0185】
(光学異方性層(2)のケン化処理)
作製した光学異方性層(2)の一方の面に、1.5Nの水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を25ml/m2塗布し、25℃で5秒間放置した後、流水で10秒洗浄し、25℃の空気を吹き付けることでフィルムの表面を乾燥した。このようにして、光学異方性層(2)の一方の表面のみをケン化した。
【0186】
(配向膜の形成)
ケン化処理した光学異方性層(2)の一方の面に、下記の組成の配向膜塗布液を#14のワイヤーバーコーターで24ml/m2塗布した。60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。
次に、光学異方性層(2)の延伸方向(遅相軸とほぼ垂直)と45゜の方向に、形成した膜にラビング処理を実施した。
【0187】
────────────────────────────────────────
配向膜塗布液組成
────────────────────────────────────────
下記の変性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(架橋剤) 0.5質量部
────────────────────────────────────────
【0188】
【化56】

【0189】
(液晶性化合物の粘度測定)
40.0質量部のメチルエチルケトンに、10質量部のディスコティック液晶性化合物D−524、および、0.05質量部の重合禁止剤(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン 1−オキシル フリーラジカル)を溶解して調製し、真空乾燥機中で溶媒を飛ばした。この固形物について粘度測定装置(HAAKE社製、レオメータ)を用いて粘度測定を行ったところ、100℃での粘度は2500cPであった。
【0190】
(光学異方性層(1)の作製)
400.0質量部のメチルエチルケトンに、D−524に示すディスコティック液晶性化合物100質量部、下記に示す空気界面配向制御剤を0.4質量部、光重合開始剤(チバガイギー社製、イルガキュアー907)3質量部、増感剤(日本化薬(株)製、カヤキュアーDETX)1質量部を溶解して塗布液(1)を調製した。塗布液を配向膜上に#3.0のワイヤーバーで塗布し、偏光顕微鏡下、100℃で過熱しながら、シュリーレン欠陥が消失するまでに要する時間を計測したところ、約2分で配向することが分かった。
次に上記で作製した配向膜上に塗布液(1)を、#3.0のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、100℃の恒温槽中で2分間加熱し、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射しディスコティック液晶性化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして、光学異方性層(1)を形成し、光学フィルムを作製した。
【0191】
【化57】

【0192】
(光学特性の測定)
上記と同様の手法でガラス上に配向膜を作製し、その配向膜上に上記と同様の方法で光学異方性層(1)を形成し、KOBRA 21ADHを用いて波長550nmの光で、光学異方性層(1)のRe(550)を測定したところ30.6nmであった。またKOBRA 21ADH用いて波長450nmと650nmの光でレターデーションを測定したところ、Re(450)/Re(650)は1.15であった。また、光学異方性層(1)の厚みを測定したところ、0.8μmであった。
【0193】
(楕円偏光板の作製)
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。次に、作製した光学異方性層(2)側を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光膜の片側に貼り付けた。光学異方性層(2)の遅相軸と偏光膜の透過軸とが平行になるように配置した。
市販のセルローストリアセテートフィルム(富士写真フイルム(株)製、フジタックTD80UF)を前記と同様にケン化処理し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側(光学異方性層(2)と反対側)に貼り付けた。このようにして、偏光板を作製した。
【0194】
(ベンド配向液晶セルの作製)
ITO電極付きのガラス基板に、ポリイミド膜を配向膜として設け、配向膜にラビング処理を行った。得られた二枚のガラス基板をラビング方向が平行となる配置で向かい合わせ、セルギャップを4.1μmに設定した。セルギャップにΔn(550)が0.1396の液晶性化合物(メルク社製、ZLI1132)を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。
【0195】
(ベンド配向モード液晶表示装置の作製および評価)
液晶セルと偏光板2枚を組み合わせて図3に記載の液晶表示装置を作製した。液晶セルと2枚の偏光板との配置は、偏光板がそれぞれ、光学異方性層(1)と液晶セルの基板が対面し、液晶セルのラビング方向とそれに対抗する光学異方性層(1)のラビング方向とが反平行になるように配置した。
【0196】
作製した液晶表示装置をバックライト上に配置し、ベンド配向液晶セルに55Hz矩形波で電圧を印加した。電圧を調整しながら輝度計(TOPCON製、BM−5)を用い、黒輝度(正面輝度)が最も小さくなる電圧を判定した。次に、同様に輝度計を用い、画面中央での黒輝度と白輝度(正面輝度)を測定し、コントラストを算出した。さらに、電圧を変えて画面の上下左右方向の輝度を輝度計で測定し、階調反転の発生の有無を測定した。また、分光輝度計(TOPCON製、SR−3)を用いて黒状態での色味測定を行った。さらに、測定機(EZ−CONTRAST)を用い、視野角測定を行った。以上の結果を表1に示す。
また市販の直線偏光板2枚を透過軸が直交するように構成し、バックライト上に配置してSR−3で黒状態での色味を測定したところ、v’は0.45であった。
【0197】
〔実施例2〕
実施例1において、液晶化合物の塗布液に、更にセルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミカル社製)を10質量部加えて、粘度を5000cpとなるよう調整した。
【0198】
〔比較例1〕
(液晶性化合物の粘度測定)
40.0質量部のメチルエチルケトンに、下記に示すディスコティック液晶性化合物10質量部、重合禁止剤(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン 1−オキシル フリーラジカル)0.05質量部を溶解して調製した。これを真空乾燥機中で溶媒を飛ばした。この固形物について粘度測定装置(HAAKE社製レオメータ)を用いて粘度測定を行ったところ、100℃での粘度は9000cPであった。
【0199】
ディスコティック液晶性化合物
【化58】

【0200】
(光学異方性層(2)および配向膜の作製)
実施例1と同様に光学異方性層(2)および配向膜を作製した。
【0201】
(光学異方性層(1’)の作製)
204.0質量部のメチルエチルケトンに、上記ディスコティック液晶性化合物100質量部、実施例1で用いた空気界面配向制御剤を0.4質量部、光重合開始剤(チバガイギー社製、イルガキュアー907)3質量部、増感剤(日本化薬(株)製、カヤキュアーDETX)1質量部を溶解して塗布液を調製した。塗布液を配向膜上に#3.0のワイヤーバーで塗布し、偏光顕微鏡下、100℃で過熱しながら、シュリーレン欠陥が消失するまでに要する時間を計測したところ、約30分で配向することが分かった。
次に配向膜上に塗布液を、#3.0のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、100℃の恒温槽中で30分間加熱し、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射しディスコティック液晶性化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして、光学異方性層(1’)を形成し、光学フィルムを作製した。
【0202】
(光学特性の測定)
上記と同様の手法でガラス上に配向膜を作製し、その配向膜上に光学異方性層(1’)を形成し、KOBRA 21ADHを用いて波長550nmの光で、光学異方性層(1’)のレターデーション値Re(550)を測定したところ31.0nmであった。またKOBRA 21ADHを用いて波長450nmと650nmの光でレターデーションを測定したところ、Re(450)/Re(650)は1.18であった。また、光学異方性層(1’)の厚みを測定したところ、1.4μmであった。
【0203】
(楕円偏光板の作製)
実施例1と同様の方法で楕円偏光板を作製した。
【0204】
〔比較例2〕
比較例1において、エチレンオキサイド変成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)9質量部加えて、粘度を6000cPとなるよう調整した。
【0205】
(ベンド配向モード液晶表示装置の作製)
実施例1、2と同様にベンド配向液晶セル、液晶表示装置を作製し、比較例1、2の液晶表示装置とした。評価した結果を表1に示す。
【0206】
【表1】

【0207】
表1からも明らかな通り、本発明の光学フィルムは液晶を配向させるのに要する時間が短く、生産性が高い。また液晶表示装置は、正面コントラストが高く、コントラスト視野角、反転視野角が上下左右ともに広く、黒表示時の青みが少ない。
一方、比較例1、2では、光学異方性層(1)に相当する層に、液晶性化合物の100℃における粘度が5000cPより大きいものを採用しているが、得られる光学フィルムは液晶を配向させるのに要する時間が長く、生産性に大きな影響を与えることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0208】
【図1】ベンド配向液晶セル内の液晶性化合物の配向を模式的に示す断面図である。
【図2】偏光板を示す模式図である。
【図3】本発明に従うベンド配向型液晶表示装置を示す模式図である。
【図4】光拡散フィルムの代表的な形態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【0209】
10 ベンド配向液晶セル
11 液晶性化合物
11a〜11j 棒状液晶性化合物
12a、12b 配向膜
13a、13b 電極層
14a 上基板
14b 下基板
31、31A、31B 光学異方性層(1)
31a〜31e ディスコティック液晶性化合物
32 配向膜
33、33A、33B 光学異方性層(2)
34、34A、34B 偏光膜
NL ディスコティック液晶性化合物の円盤面の法線
PL 円盤面の法線を光学異方性層(2)面へ正射影した方向
RD、RD1、RD2、RD3、RD4 ラビング方向
SA、SA1、SA2 面内遅相軸
TA、TA1、TA2 面内透過軸
BL バックライト
1 光拡散フィルム
2 透明基材フィルム
3 光拡散層
40 透光性樹脂
41 第1の透光性微粒子
42 第2の透光性微粒子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶性化合物を含む光学異方性層(1)を有し、該光学異方性層(1)に含まれる液晶性化合物は、100℃における粘度が5000cP以下である、光学フィルム。
【請求項2】
前記光学異方性層(1)が下記数式(1)を満たす、請求項1に記載の光学フィルム。
数式(1) Re(450)/Re(650)<1.25
(数式(1)中、Re(450)およびRe(650)は、順に、波長450nm、650nmにおける光学異方性層(1)の面内レターデーション値(単位:nm)を表す。)
【請求項3】
前記光学異方性層(1)に含まれる液晶性化合物が、ディスコティック液晶性化合物である、請求項1または2に記載の光学フィルム。
【請求項4】
さらに、光学異方性層(2)を有し、該光学異方性層(2)が少なくとも1枚のセルロースアシレートフィルムを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
【請求項5】
偏光膜と、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムとを含む偏光板。
【請求項6】
液晶セルと請求項5に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
【請求項7】
前記液晶セルがOCB方式である請求項6に記載の液晶表示装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−79346(P2007−79346A)
【公開日】平成19年3月29日(2007.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−269563(P2005−269563)
【出願日】平成17年9月16日(2005.9.16)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】