円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置
【課題】斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れた円偏光分離シート及び該円偏光分離シートを備えた液晶表示装置を提供する。また１層で広い選択反射帯域を有するコレステリック規則性を持った樹脂層を形成し、広帯域化の省エネルギー化が可能で生産性の高い円偏光分離シートを製造する方法を提供する。
【解決手段】波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合してなり、コレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有する円偏光分離シート、およびその製法、並びに前記円偏光分離シートを用いた液晶表示装置。
【解決手段】波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合してなり、コレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有する円偏光分離シート、およびその製法、並びに前記円偏光分離シートを用いた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、広帯域化の省エネルギー化が可能であり、広い選択反射帯域を持つコレステリック規則性を持つ樹脂の層を有する円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、コレステリック規則性の螺旋回転方向と一致する回転方向の円偏光を反射する特性（以下、この特性を「選択反射特性」という。）を有している。この選択反射特性を示す波長帯域はコレステリック規則性の周期に依存している。コレステリック規則性の周期の分布幅を広くすることによって、選択反射特性を示す波長帯域（以下、選択反射帯域という。）の幅を広くすることができる。
【０００３】
選択反射帯域を可視光の波長域に持つコレステリック規則性を持つ樹脂層を含んでなる円偏光分離シートを形成できれば、入射する自然光のうち、特定波長の円偏光のみを反射し、残りの円偏光を透過することができる。この反射された光を反射板等で前記樹脂層に再入射させることによって光の再利用ができる。
前記円偏光分離シートと１／４波長板とを組み合わせたものは、自然光を直線偏光に高効率で変換できる。この直線偏光の方向を液晶表示装置に備わるポリビニルアルコール製等の吸収型偏光子の透過方向と揃えることによって、高輝度の液晶表示装置を得ることができる。
【０００４】
コレステリック規則性を持つ樹脂（以下、コレステリック樹脂という。）層の選択反射帯域を広げる方法として、異なる選択反射帯域を有するコレステリック樹脂層を複数設ける方法、コレステリック樹脂層の周期を厚み方向に徐々に変化した構造にする方法などが知られている。
【０００５】
特許文献１〜３には波長３６５ｎｍにおけるモル吸光係数が５０〜５００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1で特定構造を有する重合性メソゲン化合物を重合性カイラル剤及び光重合開始剤の存在下で光重合して、選択反射帯域の幅が２００ｎｍ以上の広帯域コレステリック液晶フィルムを得ることが記載されている。そして、実施例に開示されている広帯域コレステリック液晶フィルムは、液晶層の総厚みが９μｍ以上のものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３３９８７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９５２２号公報
【特許文献３】特開２００４−２６４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、本発明者の検討によると、従来の広帯域コレステリック液晶フィルムは、斜めからの観察において、表示に着色が生じることが判った。また、広帯域化処理の際、十分な選択反射特性を得るためには過酷な温度、光照射時間等の条件を設定する必要があった。
従って、本発明の目的は、広帯域化の際の省エネルギー化を実現しつつ、斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れた円偏光分離シート並びに該円偏光分離シートを備えた液晶表示装置を提供することにある。
また本発明の別の目的は、１層で広い選択反射帯域を有するコレステリック樹脂層を形成し、高い生産性で円偏光分離シートを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合して得られる、コレステリック規則性を持つ樹脂からなる層を有する円偏光分離シートが、広帯域化処理における省エネルギー化を実現しつつ、斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れていることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
かくして本発明によれば、
（１）波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合してなり、コレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有する円偏光分離シートが提供される。
【００１０】
さらに、好適な態様として、
（２）前記光重合性液晶化合物の複屈折Δｎが０．１８以上である前記円偏光分離シート、
（３）前記コレステリック規則性を有する樹脂の層の総厚みが１０μｍ以下である前記円偏光分離シート、及び／又は
（４）コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的又は連続的に変化している前記円偏光分離シート、が提供される。
【００１１】
本発明によれば、
（５）波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８５％以上である基材フィルム上に塗布して塗膜を得、該塗膜に、波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照度で０．１〜６秒間基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させた後コレステリック規則性を調整する処理を、１回以上行って半硬化膜を得て、次いで半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を有する樹脂の層を形成する工程を含む円偏光分離シートの製法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、
（６）偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板及び前記円偏光分離シートをこの順に有する液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円偏光分離シートは、短時間の光照射条件であっても広帯域化が可能であり、可視光領域において高い選択反射特性を示す。また、コレステリック樹脂層を薄くすることができる。さらに斜めからの観察によっても表示に着色がない。そのため、本発明の円偏光分離シートは、液晶表示装置の輝度向上フィルムとして好適である。
【００１４】
本発明の円偏光分離シートが、斜めからの観察で表示に着色を生じない理由は定かではないが、その機構は次のように推定される。
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、棒状液晶分子が捩れてらせん状に回転した構造を成している。コレステリック規則性を持つ樹脂層の屈折率はコレステリック規則性の周期等でその値が変わるが、一般に、ｎx＝ｎy＞ｎz（ｎx、ｎyは面内方向の主屈折率、ｎzは厚み方向の主屈折率）の関係を有している。
【００１５】
厚み方向に変化するコレステリック規則性を有する樹脂層で反射される円偏光は、その波長によって、反射される場所、すなわち厚み方向の位置が異なる。例えば、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ及び６００〜７００ｎｍのそれぞれに選択反射帯域を持つコレステリック規則性を有する樹脂層を積層させたとき、４００〜５００ｎｍの一方の円偏光は樹脂層に入射して直ぐの層で反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。５００〜６００ｎｍの円偏光は樹脂層の中央辺りで反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。６００〜７００ｎｍの円偏光は樹脂層から出射する直前の層で反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。このように、円偏光の波長によって、樹脂層を通過する距離が異なってくる。樹脂層を通過する距離が異なるために、各波長における位相変化量が異なってくる。この位相変化量の相違は斜め入射した光においてより顕著に表れる。
【００１６】
本発明にしたがって特定のモル吸光係数を持つ光重合開始剤を用いると、コレステリック規則性の周期の幅を広げることができる。コレステリック規則性の周期は選択反射帯域に影響するので、周期の幅が広がることによって、選択反射帯域の幅が広くなる。その結果、同じ広さの選択反射帯域を確保するために必要な総厚みｄ（層の数及びヘリカル構造のピッチ数）を小さくすることができる。総厚みｄを小さくできると、波長による位相変化の差異を大幅に小さくすることができる。本発明は、このような機構によって、選択反射特性を落とさずに、斜め入射した光の位相変化を大幅に抑制し、その結果、斜めからの観察における表示の着色を抑えることができるものと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔本発明の円偏光分離シート〕
本発明の円偏光分離シートは、所定の光線透過率を示す基材フィルム上に、所定の光重合により得られるコレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有するものである。
【００１８】
本発明の円偏光分離シートを構成する基材フィルムは、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上、好ましくは９５％以上である。前記光線透過率が８０％を下回る場合には、十分に広帯域化させることができないものとなる。
【００１９】
かかる基材フィルムとしては、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上であればよく、透明樹脂フィルム、ガラス基板等が挙げられる。代表的なものとしては、液晶層を効率よく製造することができる観点から、長尺の透明樹脂フィルムがより好ましい。透明樹脂フィルムは、一層のフィルムであっても、複層のフィルムであってもよいが、１ｍｍ厚で全光線透過率が８０％以上のものが好ましい。
【００２０】
透明樹脂フィルムの樹脂材料としては、脂環式構造を有する樹脂、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ＵＶ透過アクリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、エポキシ樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。これらは一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性等の観点から、脂環式構造を有する樹脂が好ましい。
【００２１】
脂環式構造を有する樹脂は、繰り返し単位中に脂環式構造を有する非晶性の樹脂であり、主鎖中に脂環式構造を有する樹脂及び側鎖に脂環式構造を有する樹脂のいずれも用いることができる。脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造を構成する炭素数に特に制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは６〜１５個である。
【００２２】
脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は使用目的に応じて適宜選択されるが、通常５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位が過度に少ないと、フィルムの耐熱性が低下するおそれがある。
【００２３】
脂環式構造を有する樹脂は、具体的には、（１）ノルボルネン重合体、（２）単環の環状オレフィン重合体、（３）環状共役ジエン重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン重合体及びこれらの水素添加物がより好ましい。
【００２４】
ノルボルネン重合体としては、例えば、ノルボルネンモノマーの開環重合体、ノルボルネンモノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素添加物；ノルボルネンモノマーの付加重合体、ノルボルネンモノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。これらの中でも、透明性の観点から、ノルボルネンモノマーの開環重合体水素添加物が最も好ましい。上記の脂環式構造を有する重合体は、例えば特開２００２−３２１３０２号公報等に開示されている公知の重合体から選ばれる。
【００２５】
本発明に好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料は、そのガラス転移温度が、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００〜２５０℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にある樹脂材料からなる透明樹脂フィルムは、高温下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れる。
【００２６】
本発明の基材フィルムとして好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料の分子量は、溶媒としてシクロヘキサン（樹脂材料が溶解しない場合にはトルエン）を用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（以下、「ＧＰＣ」と略す。）で測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜１００，０００、好ましくは２５，０００〜８０，０００、より好ましくは２５，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、フィルムの機械的強度及び成形加工性が高度にバランスされ好適である。
【００２７】
本発明の基材フィルムとして好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料の分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））は特に制限されないが、通常１〜１０、好ましくは１〜４、より好ましくは１．２〜３．５の範囲である。
【００２８】
本発明の基材フィルムとして好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料は、その分子量２，０００以下の樹脂成分（すなわち、オリゴマー成分）の含有量が、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下である。オリゴマ一成分の量が前記範囲内にあると、表面に微細な凸部が発生しづらくなり、厚みむらが小さくなり面精度が向上する。オリゴマー成分の量を低減するためには、重合触媒や水素化触媒の選択、重合、水素化等の反応条件、樹脂を成形用材料としてペレット化する工程における温度条件、等を最適化すればよい。オリゴマーの成分量は、前述のＧＰＣによって測定することができる。
【００２９】
本発明に用いる基材フィルムの厚みは特に制限されないが、生産性や薄型・軽量化の観点から、その厚みは、通常１〜１０００μｍ、好ましくは５〜３００μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍである。
【００３０】
また、本発明に用いる基材フィルムは表面処理されているものが好ましい。表面処理を施すことにより、基材と後述する配向膜との密着性を高めることができる。表面処理の手段としては、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線処理、火炎処理等が挙げられる。また、基材フィルムの上に、接着層（下塗り層）を設けることも、基材フィルムと配向膜との密着性を高める上で好ましい。
【００３１】
また、本発明に用いる基材フィルムには、形成されるコレステリック樹脂層のヘリカル構造の配向方向を調整するために配向膜を基材表面に有することが好ましい。
【００３２】
本発明に用いる配向膜は、コレステリック樹脂層の配向方向を調整できるものであれば、特に制限されない。
配向膜は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂を主成分とする塗布液を基材フィルムに膜状に積層し、乾燥させ、次いで一方向にラビングすることによって得られる。膜状に積層した塗布層を一方向にラビングすることで、コレステリック規則性を持つ樹脂層を一方向に配向規制することが可能になる。
【００３３】
ラビングの方法は、特に制限されないが、例えばナイロンなどの合成繊維、木綿などの天然繊維からなる布やフェルトを巻き付けたロールで一定方向に配向膜を擦る方法が挙げられる。ラビングした時に発生する微粉末（異物）を除去して配向膜の表面を清浄な状態とするために、形成された配向膜をイソプロピルアルコールなどによって洗浄することが好ましい。配向膜にコレステリック規則性を持つ樹脂層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせるために、ラビングする以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法が挙げられる。
【００３４】
配向膜の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍであることがさらに好ましい。
【００３５】
本発明の円偏光分離シートは、上述の基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に光重合性液晶化合物を重合してなるコレステリック規則性を有する樹脂の層（以下、コレステリック樹脂層ということがある。）を有するものである。
【００３６】
本発明の円偏光分離シートを構成する樹脂層はコレステリック規則性を持つものである。コレステリック規則性とは、コレステリック規則性を持つ樹脂（以下、コレステリック樹脂という。）層平面の法線方向に進むにしたがって分子軸の角度が次々にずれて（ねじれて）いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造はヘリカルな構造と呼ばれる。該平面の法線（ヘリカル軸）は、コレステリック樹脂層の厚み方向に略平行になっていることが好ましい。
【００３７】
本発明の円偏光分離シートを構成するコレステリック樹脂層は、選択反射特性を可視光の全波長領域にわたって示すことが好ましい。具体的には、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０ｎｍ）のいずれの波長域の光についても選択反射特性を示すコレステリック樹脂層であることが好ましい。
【００３８】
選択反射特性を示す波長は、コレステリック樹脂におけるヘリカル構造のピッチ（＝コレステリック規則性の周期）に依存する。ヘリカル構造のピッチとは、ヘリカル構造において、コレステリック樹脂層平面の法線方向に進むにしたがって、分子軸の方向が少しずつずれていき、そして再びもとの分子軸方向に戻るまでのヘリカル軸方向の距離のことである。このヘリカル構造のピッチの大きさを変えることによって、選択反射特性を示す波長を変えることができる。
従って、本発明の円偏光分離シートにおけるコレステリック規則性は、その周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化するものであることが好ましい。すなわち、ヘリカル構造の法線方向のピッチ長さの平均値が、円偏光分離シートの厚さ方向に増加又は減少していることが好ましい。
【００３９】
本発明の円偏光分離シートを構成するコレステリック樹脂層は、１層であってもよいし、２以上の層であってもよい。２以上の層から構成することにより、コレステリック規則性の周期を厚み方向で段階的に又は連続的に変化させることができるので、好ましい。２以上の層から構成する場合には、すべてのコレステリック樹脂層の周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化するものであることが好ましい。そして、２以上の層である場合はそのうちの少なくとも一つの層が、１層である場合はその層が、１５０ｎｍ以上の選択反射帯域幅を有することが好ましい。
【００４０】
円偏光分離シートを複数層のコレステリック樹脂層で形成する場合には、例えば、青色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層、緑色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層する態様、青色〜緑色波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び緑色〜赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層する態様などの任意の態様を選択することができる。また、各コレステリック樹脂層は反射する円偏光の回転方向が同じになるように積層することが好ましい。また、各コレステリック樹脂層の積層順序は、ヘリカル構造のピッチの大きさで、昇順又は降順になるようにするのが、視野角の広い液晶表示装置を得るために好ましい。これらコレステリック樹脂層の積層は、単に重ね置いただけでもよいし、粘着剤や接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【００４１】
コレステリック樹脂層の総厚みｄは、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下、特に好ましくは７μｍ以下である。総厚みｄが上記厚みよりも小さくなることによって波長による位相変化量の相違が小さくなる。なお、総厚みとは、コレステリック樹脂層が２以上の層である場合は、各層の厚みの合計を、コレステリック樹脂層が１層である場合にはその厚みを指す。
【００４２】
本発明に用いるコレステリック樹脂層は非液晶性の樹脂層であることが好ましい。非液晶性のものであると、周囲の温度や電界などによってコレステリック規則性が変化しないからである。非液晶性のコレステリック樹脂層は、後述する光重合性液晶化合物として、重合性基を２以上有するものを含ませることによって得ることができる。重合性基を２以上有する光重合性液晶化合物によって、コレステリック樹脂に架橋構造が導入され、液晶性を生じない樹脂が得られる。また、コレステリック樹脂層は、その平均屈折率が１．５〜１．８であることが好ましい。
【００４３】
本発明において、コレステリック樹脂層は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合して得られる。
【００４４】
本発明で用いられる光重合開始剤は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上、好ましくは２５００Ｍ-1ｃｍ-1以上、より好ましくは２５００〜１０００００Ｍ-1ｃｍ-1のものである。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあると、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲より小さいと、コレステリック規則性の周期を厚み方向に変化させることが困難となり、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅が狭くなるおそれがある。
なお、モル吸光係数は、濃度１．０×１０-5ｇ／ｍｌのアセトニトリル溶液について光路長１０ｍｍの条件で分光光度スペクトルを測定して得られた吸光度から算出したものである。平均モル吸光係数は、ある波長範囲内のそれぞれの波長でのモル吸光係数の算術平均値である。
【００４５】
光重合開始剤は、紫外線によりエチレン性不飽和基を重合させるラジカル及び／又は酸を発生させることのできる化合物である。
光重合開始剤としては、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシカルボニルナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、などのハロメチル化トリアジン誘導体；ハロメチル化オキサジアゾール誘導体；２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ビス（３’−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（２’−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（２’−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、（４’−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などのイミダゾール誘導体；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテル類；２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンなどのアントラキノン誘導体；ベンズアンスロン誘導体；ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、２−メチルベンゾフェノン、３−メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、２−カルボキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体；
【００４６】
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパノン、１−ヒドロキシ−１−メチルエチル−（ｐ−イソプロピルフェニル）ケトン、１−ヒドロキシ−１−（ｐ−ドデシルフェニル）ケトン、２−メチル−（４’−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノ−１−プロパノン、１，１，１−トリクロロメチル−（ｐ−ブチルフェニル）ケトンなどのアセトフェノン誘導体；チオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体；ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル、ｐ−ジエチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸エステル誘導体；９−フェニルアクリジン、９−（ｐ−メトキシフェニル）アクリジンなどのアクリジン誘導体；９，１０−ジメチルベンズフェナジンなどのフェナジン誘導体；
【００４７】
ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，５，６−テトラフルオロフェニ-１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，４，６−トリフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，４−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロ−３−（ピル−１−イル）−フェニ−１−イルなどのチタノセン誘導体；特開２００１−２３３８４２号公報に記載のオキシムエステル化合物、特開２００４−３５９６３９号公報に記載のカルバゾールオキシム化合物などのオキシム誘導体などが挙げられる。これらの光重合開始剤は単独または複数組み合わせて使用される。
【００４８】
これらのうち、波長３５０〜４００ｎｍの波長における平均モル吸光係数が高い観点から、ハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アントラキノン誘導体、ベンズアンスロン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、オキシム誘導体が好ましく、オキシム誘導体が特に好ましい。特に、図１に示すように、波長２００〜３００ｎｍの間に主吸収（モル吸光係数が最大値を示す波長域）があり、波長３００〜４００ｎｍの間に副吸収（モル吸光係数が極大値を示す波長域）がある光重合開始剤が好ましい。
【００４９】
光重合開始剤の量は、光重合性液晶化合物１００質量部に対して０．０１〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部であることがさらに好ましい。
【００５０】
本発明に用いられる光重合性液晶化合物は、重合することによってコレステリック規則性を持つ樹脂を得ることができるものである。
本発明に好適な光重合性液晶化合物は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下、より好ましくは０〜１０００Ｍ-1ｃｍ-1のものである。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあると、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲より大きいと、光重合性液晶化合物による波長３５０〜４００ｎｍの光の吸収が大きすぎるために、コレステリック規則性の周期を厚み方向に変化させることが困難となり、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅が狭くなるおそれがある。
【００５１】
また、本発明に用いる好適な光重合性液晶化合物は、コレステリック樹脂層の総厚みを薄くでき且つ選択反射帯域の幅を広げることができる観点から、その複屈折Δｎ（＝ｎe-ｎo；ｎeは光重合性液晶化合物分子の長軸方向の屈折率、ｎoは光重合性液晶化合物分子の短軸方向の屈折率）が０．１８以上のものが好ましく、０．１８〜０．４０のものがより好ましく、０．１８〜０．２２のものが特に好ましい。Δｎはセナルモン法によって測定できる。
上記範囲に入るΔｎを有する光重合性液晶化合物は、棒状の光重合性液晶化合物から選択するのが好ましい。なお、光重合性液晶化合物のΔｎはメソゲン基のπ共役系を増やすことで大きくすることができる。π共役系が増えるにつれて光重合性液晶化合物の紫外線の吸収帯は長波長側へ移動する。例えば、ベンゼンの最大吸収波長λｍａｘは２６０ｎｍであるが、ナフタレン、アントラセンになるとλｍａｘはそれぞれ３１２ｎｍ、３７５ｎｍとなる。
【００５２】
本発明において光重合性液晶化合物としては、ネマチック液晶性化合物が好ましく、特に反応性基を有するネマチック液晶性化合物が好ましい。反応性基の数は、化合物１分子あたり１個以上、好ましくは２個以上とすることができる。このようなネマチック液晶性化合物として、１分子中に少なくとも２つの反応性基を有する棒状液晶性化合物（Ａ）が好ましい。
【００５３】
前記反応性基としては、具体的にはエポキシ基、チオエポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、フマレート基、シンナモイル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、メルカプト基、ビニル基、アリル基、メタクリル基、及びアクリル基が挙げられる。これらの反応性基を有することにより、光重合性液晶化合物を硬化させた際に、安定した硬化物を得ることができる。１分子中に反応性基が２つ以上の化合物を用いると、光重合性液晶化合物を硬化させた際に、架橋により実用性の高い、好ましい膜強度が得られる。ここでいう好ましい膜強度とは鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ５４００）でＨＢ以上、好ましくはＨ以上である。膜強度がＨＢより低いと傷がつきやすくハンドリング性に欠けてしまうため好ましくない。好ましい鉛筆硬度の上限は、光学的性能や耐久性試験に悪影響を及ぼさなければ特に限定されない。
【００５４】
前記１分子中に少なくとも２つの反応性基を有する棒状液晶性化合物（Ａ）としては、式（１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ3−Ｃ3−Ｄ3−Ｃ5−Ｍ−Ｃ6−Ｄ4−Ｃ4−Ｒ4 …式（１）
（式中、Ｒ3及びＲ4は反応性基であり、それぞれ独立して（メタ）アクリル基、（チオ）エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ（チオ）シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。Ｄ3及びＤ4は単結合、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。Ｃ3〜Ｃ6は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ− 、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｍはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又はハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜１０個の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基で１つ以上置換されていてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された２〜４個の骨格を、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ− 、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−等の結合基によって結合されて形成される。）
本発明において、棒状液晶性化合物（Ａ）は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、一般式（１）において、メソゲン基Ｍを中心としてＲ3−Ｃ3−Ｄ3−Ｃ5−と−Ｃ6−Ｄ4−Ｃ4−Ｒ4が異なる構造のことをいう。棒状液晶性化合物（Ａ）として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。
【００５５】
上記の棒状液晶性化合物（Ａ）を重合させる際には、更に、１分子中に１つの反応性基を有する化合物（Ｂ）を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、（Ａ）と（Ｂ）の重量比が９５／５〜５０／５０となるように組み合わせて用いることが好ましい。化合物（Ａ）及び（Ｂ）の重量比は、さらに好ましくは９０／１０〜７０／３０とすることができる。化合物（Ａ）及び（Ｂ）の和に対する化合物（Ａ）の割合を９５重量％以下とすることにより、配向欠陥の発生を抑制し円偏光分離特性等の光学的性能を良好なものとすることができる。また、化合物（Ａ）の割合を５０重量％以上とすることにより、高い液晶性を維持し、所望の光学的性能を得ることができる。化合物（Ｂ）は、液晶性を有していてもよく、有していなくても良いが、液晶性を有することが好ましく、また、キラリティを有することが好ましい。
【００５６】
前記１分子中に１つの反応性基を有する化合物（Ｂ）としては、下記一般式（２）で表される化合物を挙げることができる：
Ｒ1−Ａ1−Ｂ−Ａ2−Ｒ2 （２）
【００５７】
一般式（２）において、Ｒ1及びＲ2の一方は反応性基であり、それぞれ独立して（メタ）アクリル基、（チオ）エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ（チオ）シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。他方は非反応性基であり、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基、水素原子、ハロゲン原子、及びシアノ基からなる群より選択される基である。ここで、（メタ）アクリルとは、アクリル及びメタクリルの意味である。
【００５８】
前記アルキル基及びアルキレンオキサイド基は置換されていないか若しくはハロゲン原子で１つ以上置換されていてもよい。前記ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、（メタ）アクリル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、及びシアノ基は炭素原子数１〜２個のアルキル基、アルキレンオキサイド基と結合していてもよい。
【００５９】
一般式（２）において、Ａ1及びＡ2はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニル基、４，４’−ビフェニレン基、４，４’−ビシクロヘキシレン基、及び２，６−ナフチレン基からなる群より選択される基を表す。前記１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニル基、４，４’−ビフェニレン基、４，４’−ビシクロヘキシレン基、及び２，６−ナフチレン基は、置換されていないか若しくはハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜１０個のアルキル基、ハロゲン化アルキル基で１つ以上置換されていてもよい。Ａ1及びＡ2のそれぞれにおいて、２以上の置換基が存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【００６０】
Ａ1及びＡ2として特に好ましいものとしては、１，４−フェニレン基、４，４’−ビフェニレン基、及び２，６−ナフチレン基からなる群より選択される基が挙げられる。これらの芳香環骨格は脂環式骨格と比較して比較的剛直であり、上記棒状液晶性化合物のメソゲンとの親和性が高く、配向均一能がより高くなる。
【００６１】
一般式（２）において、Ｂは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−からなる群より選択される。
【００６２】
Ｂとして特に好ましいものとしては、単結合、−ＯＣＯ−が挙げられる。
【００６３】
一般式（２）の化合物は、液晶性を有することが好ましく、また、キラリティを有することが好ましい。また、光重合性液晶化合物は、一般式（２）の化合物として、複数の光学異性体の混合物を含有することが好ましい。例えば、複数種類のエナンチオマー及び／又はジアステレオマーの混合物を含有することができる。一般式（２）の化合物は、その融点が、５０℃〜１５０℃の範囲内であることが好ましい。
【００６４】
本発明においては、光重合性液晶化合物を重合する際にカイラル剤を存在させることができる。
当該カイラル剤は、前記反応性基を有さないものとすることができる。前記カイラル剤は、そのヘリカルツイスティングパワー（ＨＴＰ）が、２５℃において９．０以上であることが好ましい。ＨＴＰは、さらに好ましくは３０．０以上とすることができる。ここで、ＨＴＰは、下記式（３）：
ＨＴＰ＝１／（Ｐ×０．０１Ｃ） …式（３）
により求められる。式中、Ｃは重合の際の光重合開始剤および光重合性液晶化合物を含む光重合性組成物中のカイラル剤の含有割合（重量％）を表し、Ｐは前記光重合性組成物中の前記ネマチック液晶性化合物のピッチ長（ｎｍ）を表す。ここで、液晶性化合物のピッチ長Ｐは、選択反射中心波長λ、及び光重合性組成物を基材フィルム上に塗布し得られた液晶層の平均屈折率ｎから、λ＝ｎ×Ｐの関係式より求めることができる。選択反射中心波長を測定する方法は特に限定されないが、具体的には例えば、分光光度計（例えば大塚電子社製、瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−３０００）と顕微鏡（例えばニコン社製、偏光顕微鏡ＥＣＬＩＰＳＥ Ｅ６００−ＰＯＬ）を使用して測定することができる。また、屈折率ｎの測定方法も特に限定されないが、具体的には例えば、プリズムカプラやアッベ屈折率計を使用したり、または選択反射波長を測定する際に、コレステリック液晶層に対する入射角が大きくなると選択反射波長が短波長側へ選択反射帯域がシフトする性質を利用して、以下の関係式（４）より求めることができる。
【００６５】
λ＝λｎ×ｃｏｓ〔ｓｉｎ-1（ｓｉｎφ／ｎ）〕 …式（４）
式（４）中、φは入射角、λｎはφ＝０の時の選択反射中心波長を表す。ＨＴＰが高いカイラル剤を用いることにより、液晶性化合物の液晶性を損なうことなく液晶性化合物のピッチを縮め捩れを高めることができ、さらに後述する温度依存性パラメータを容易に調整することができる。
【００６６】
前記カイラル剤の具体例としては、特開２００５−２８９８８１号公報、特開２００４−１１５４１４号公報、特開２００３−６６２１４号公報、特開２００３-３１３１８７号公報、特開２００３−３４２２１９号公報、特開２０００−２９０３１５号公報、特開平６−０７２９６２号公報、米国特許第６４６８４４４号公報、ＷＯ９８／００４２８号公報、特願２００５−３７８６７２号公報、等に掲載されるものを適宜使用することができ、例えばＢＡＳＦ社パリオカラーのＬＣ７５６、ＡＤＥＫＡ社キラコールのＣＮＬ６１７Ｒ、ＣＮＬ−６８６Ｌとして入手できる。
【００６７】
前記カイラル剤は、所望する光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。前記カイラル剤の含有割合は、前記光重合性組成物中、通常１〜６０重量％である。
【００６８】
また、重合の際には、硬化後の膜強度向上や耐久性向上のために、任意に架橋剤を含有することができる。当該架橋剤としては、光重合性組成物を塗布した液晶層の硬化時に同時に反応したり、硬化後に熱処理を行って反応を促進したり、又は湿気により自然に反応が進行して硬化液晶層の架橋密度を高めることができ、かつ配向均一性を悪化させないものを適宜選択し用いることができ、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。架橋剤の具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ） アクリレート、２−（２−ビニロキシエトキシ）エチルアクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[３−（１−アジリジニル）プロピオネート]、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート型イソシアネート、ビウレット型イソシアネート、アダクト型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のアルコキシシラン化合物；が挙げられる。また、該架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度や耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。
前記架橋剤の配合割合は、コレステリック規則性を有する樹脂層中に０．１〜１５重量％となるようにすることが好ましい。該架橋剤の配合割合が０．１重量％より少ないと架橋密度向上の効果が得られず、逆に１５重量％より多いと液晶層の安定性を低下させてしまうため好ましくない。
【００６９】
前記光重合開始剤及び光重合性液晶化合物を含有する光重合性組成物を基材フィルム上に塗布して得られる塗膜の表面張力を調整し、膜厚を均一にするために、界面活性剤を使用することができる。
当該界面活性剤としては、配向を阻害しないものを適宜選択して使用することができる。当該界面活性剤としては、具体的には、疎水基部分にシロキサン、フッ化アルキル基を含有するノニオン系界面活性剤が好適に使用でき、１分子中に２個以上の疎水基部分を持つオリゴマーが特に好適である。これらの界面活性剤は、ＯＭＮＯＶＡ社ＰｏｌｙＦｏｘのＰＦ−１５１Ｎ、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０、ＰＦ−３３２０、ＰＦ−６５１、ＰＦ−６５２、ネオス社フタージェントのＦＴＸ−２０９Ｆ、ＦＴＸ−２０８Ｇ、ＦＴＸ−２０４Ｄ、セイミケミカル社サーフロンのＫＨ−４０等を用いることができる。界面活性剤の配合割合はコレステリック規則性を有する樹脂層中０．０５重量％〜３重量％となるようにすることが好ましい。該界面活性剤の配合割合が０．０５重量％より少ないと空気界面における配向規制力が低下して配向欠陥が生じる場合があるため好ましくない。逆に３重量％より多い場合には、過剰の界面活性剤が液晶分子間に入り込み、配向均一性を低下させる場合があるため好ましくない。
【００７０】
また、基材フィルム上に形成されたコレステリック樹脂層の空気側表面の配向状態を制御するために、配向調整剤を使用することができる。配向調整剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、あるいはこれらの変性物などが挙げられる。
【００７１】
本発明においてコレステリック樹脂層は、前記の光重合開始剤及び光重合性液晶化合物のほか、必要に応じて添加されるその他の配合剤（カイラル剤、界面活性剤、架橋剤、配向調整剤、その他の任意成分）、その他の任意成分を含む光重合性組成物を重合することによって得られる。当該他の任意成分としては、溶媒、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を挙げることができる。これらの任意成分は、所望する光学的性能を低下させない範囲で添加できる。
【００７２】
上記光重合性組成物は、その複屈折Δｎ値が０．１８以上、好ましくは０．２２以上であることが望ましい。組成物のΔｎ値が０．３０以上であると、紫外線吸収スペクトルの長波長側の吸収端が可視域に及ぶ場合があるが、該スペクトルの吸収端が可視域に及んでも所望する光学的性能に悪影響を及ぼさない限り、使用可能である。このような高いΔｎ値を有することにより、高い光学的性能（例えば、円偏光分離特性）を有する円偏光分離シートを与えることができる。Δｎはセナルモン法によって測定できる。
光重合性組成物のΔｎが上記範囲に入るものとするには、特に前記するように、光重合性液晶化合物をネマチック液晶性化合物、特に棒状液晶化合物から選択することが好ましい。
【００７３】
上記組成物が２種以上の光重合性液晶化合物を含む場合は、そのΔｎ値は、各ネマチック液晶化合物のΔｎ値と各含有比率から求めることができる。
【００７４】
〔円偏光分離シートの製法〕
本発明の円偏光分離シートの製法は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８５％以上である基材フィルム上に塗布して塗膜を得、該塗膜に、波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照度で０．１〜６秒間基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させた後コレステリック規則性を調整する処理を１回以上行って半硬化膜を得て、該半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を持つ樹脂の層を形成する工程を含むものである。
すなわち、本発明の円偏光分離シートの製法は、前記光重合性液晶化合物及び前記光重合開始剤、さらに必要に応じて添加される前記カイラル剤、前記界面活性剤、前記配向調整剤等を溶媒に溶解させた光重合性組成物を得、これを前記基材フィルム上に塗布し乾燥させて、塗膜を得、この塗膜に紫外線を照射して光重合性液晶化合物を重合し、続いてコレステリック規則性を調整し硬化してコレステリック規則性を持つ樹脂の層を形成する工程を含むものである。
【００７５】
前記光重合性組成物の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の具体例としては、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類が挙げられる。特に環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。また、二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００７６】
前記基材フィルム上に前記光重合性組成物を塗布し塗膜を得るには、公知の方法、例えば、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、バーコーティング法、ダイコーティング法等を実施する。
【００７７】
前記光重合性組成物の塗膜に紫外線を照射する方法は、特に制限されないが、本発明の円偏光分離シートを容易に得るために、少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を照射することが好ましい。特に、前記光重合性液晶化合物のΔｎが０．１８以上のとき、該光重合性液晶化合物の紫外線の吸収端が３５０ｎｍ付近まで伸びてくるため、光重合性液晶化合物による吸収の小さい、波長３５０〜４００ｎｍの光だけを照射することが好ましい。この波長域を含む光を照射することによって、塗膜の厚み方向全体に渡って効率的に光重合開始剤による光重合性液晶化合物の重合が開始される。光重合性液晶化合物の重合転化率が１００％になるまでの紫外線照射量は、光重合性液晶化合物の種類によって異なるが、重合転化率が１００％になるまでの照射量は、波長３５０〜４００ｎｍの光照射量の合計で、通常、２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。
【００７８】
本発明においては、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くするために、光重合性液晶化合物の重合転化率が１００％にならない程度の照射量で紫外線を照射し、次いで、ヘリカル構造のピッチ（コレステリック規則性の周期）を変化させ、そして、重合転化率が１００％になるまで紫外線を照射する方法が好ましい。
具体的には、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と前記平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材フィルム上に塗布して塗膜を得、該塗膜に波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照射量で０．１〜６秒間、１回以上基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させて半硬化膜を得、該半硬化膜のコレステリック規則性の周期を変化させることが好ましい。このときに用いる光重合性液晶化合物は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下であることが好ましい。
【００７９】
光重合開始剤の波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあり、波長３５０〜４００ｎｍの光の照射量が上記範囲内にあり、かつ、照射を基材フィルム側からとすることにより、短い照射時間で、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。
すなわち、本発明の製法において波長３５０〜４００ｎｍの光の照射時間は、０．１〜６秒、より好ましくは０．１〜５秒、さらに好ましくは０．１〜３秒である。光の照射時間が上記範囲であることにより、本発明の円偏光分離シートを連続的に製造する場合において、製造工程中の露光工程の長さを短くすることができたり、ライン速度を上げることができたりするので、円偏光分離シートの生産性を向上させることができる。
【００８０】
本発明の製法においては、次いで半硬化膜中のコレステリック規則性を調整する。コレステリック規則性の周期を変化させる方法としては、例えば、液晶相を示す温度範囲内で加熱する方法、光重合した半硬化膜にさらに光重合性液晶化合物を含む組成物を塗布し、さらに光重合する方法；光重合した半硬化膜に非液晶性化合物を塗布する方法が挙げられる。これらのうち液晶相を示す温度範囲内で加熱する方法（加温処理）が好ましい。加温処理における加熱温度は、光重合性液晶化合物の種類によって適宜選択でき、通常６５〜１１５℃である。加熱時間は通常０．１〜１８０秒間、好ましくは０．１〜１２０秒間、より好ましくは０．１〜９０秒間である。
【００８１】
本発明では、上記光照射、及びコレステリック規則性の調整を１回以上行う。特に複数回繰り返すことにより、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチをより大きく変化させることが可能である。紫外線照射、規則性調整の条件は反射帯域を調整するために、回数毎にそれぞれ適宜調整される。繰り返しの回数に制限はないが、生産性、設備上の観点から２回であることが好ましい。また、１回で長時間照射する方法では重合度が大きくなり分子が動きにくくなるため、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチが変化しにくくなる。
【００８２】
本発明の製法では、続いて半硬化膜を硬化させる。
硬化方法としては、前記塗膜が硬化してコレステリック規則性を有すれば特に制限されないが、本硬化紫外線を積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ2以上となるように照射することが好ましい。ここで、本硬化紫外線とは、塗膜を完全に硬化させることのできる波長範囲もしくは照度に設定した紫外線を意味する。
【００８３】
本硬化紫外線の積算光量は、好ましくは１０〜１０００ｍＪ／ｃｍ2、より好ましくは５０〜８００ｍＪ／ｃｍ2の範囲で選定される。積算光量は基材面において、紫外線光量計を使用して測定、または照度計を使用して照度を測定し、積算光量＝照度×時間で算出することにより選定する。照射方向は、塗膜側と基材側のどちらからでも良いが、紫外線の照射効率が良い点から、塗膜側から照射することが好ましい。
【００８４】
また、本発明においては、上記本硬化紫外線照射を、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。窒素雰囲気下で行うことにより、酸素による重合阻害の影響を低減することが可能である。本硬化紫外線照射時の酸素濃度は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、特に好ましくは５００ｐｐｍ以下である。
【００８５】
本発明においては、半硬化膜を硬化させる前に冷却する工程を有することが好ましい。２０℃〜３０℃に維持された光重合性塗膜に上述の本紫外線を照射することにより、コレステリック規則性調整工程後のコレステリック規則性を有する樹脂層のピッチの状態を維持することができる。
【００８６】
本発明の製法にしたがって、前記光重合性組成物の塗膜に紫外線を照射すると、ヘリカル構造のピッチの大きさが厚さ方向に段階的または連続的に変化したコレステリック樹脂層を得ることができる。
紫外線照射でピッチの大きさが段階的または連続的に変化した樹脂層が得られる機構は詳細に判っていないが、つぎのような機構でピッチに傾斜が生じると考えられる。光重合性液晶化合物と、カイラル剤と、重合開始剤とを含有してなる層に照射された紫外線の受光強度は、層の表面（紫外線照射面）側では強い。層の中では紫外線は重合開始剤によって吸収されるので層の深さが増すほどに紫外線受光強度が弱くなる。したがって、層の表面（紫外線照射面）から層の深さが増すにつれて重合度の差が生じる。光重合性液晶化合物とカイラル剤のうち重合度の高い化合物の濃度が層表面側で高くなり、未反応成分として残った光重合性液晶化合物とカイラル剤のうち重合度の低い化合物が拡散して層の反対側へと移動する。最終的に、光重合性液晶化合物あるいはカイラル剤の濃度が層の深さ方向で連続的に変化した濃度勾配が形成される。カイラル剤の量はヘリカル構造のピッチの大きさに影響を与える。このようにして、厚み方向に対して段階的または連続的にヘリカル構造のピッチが変化したコレステリック樹脂層を得ることができる。
【００８７】
本発明の製法によって、１層のコレステリック樹脂層で、可視光領域全体に選択反射特性を示す円偏光分離シートを得ることができるが、必要に応じて、複数層のコレステリック樹脂層で分担して可視光領域全体に選択反射特性を示す円偏光分離シートを得ることができる。円偏光分離シートを複数層のコレステリック樹脂層で形成すると、通常、コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的に変化したコレステリック樹脂層になる。
【００８８】
本発明の円偏光分離シートは、反射率が３０％以上となる入射角０度の光の最大波長が好ましくは７００ｎｍ以上、より好ましくは７３０ｎｍ以上である。また、反射率が３０％以上となる入射角６０度の光の最大波長が好ましくは５７０ｎｍ以上、より好ましくは６００ｎｍ以上である。これら最大波長が前記範囲になっていることによって、斜めから観察したときの表示の着色を無くすことができる。
【００８９】
〔本発明の液晶表示装置〕
本発明の円偏光分離シートを、偏光子Ａ、液晶セル、及び偏光子Ｂを少なくとも有する液晶表示装置に、１／４波長板と組み合わせて取り付け、偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板、本発明の円偏光分離シートの順に配列することによって、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
【００９０】
本発明に用いる偏光子Ａ及びＢは液晶表示装置等に用いられている公知の偏光子である。本発明に用いる偏光子は互いに直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル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などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、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配向フィルムなどが挙げられる。その他に、グリッド偏光子、多層偏光子などの偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子が挙げられる。これらのうちポリビニルアルコールを含有する直線偏光子が好ましい。
【００９１】
本発明に用いる偏光子の偏光度は特に限定されないが、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。偏光子の平均厚みは好ましくは５〜８０μｍである。
偏光子Ａの偏光透過軸と偏光子Ｂの偏光透過軸とは、通常、直角になるように、液晶セルを挟むようにして配置する。偏光子は吸湿によって偏光性能が変化することがある。これを防ぐために保護フィルムが偏光子ＡまたはＢの両面に通常貼り合わせてある。
【００９２】
液晶セルは、数μｍのギャップを隔てて対向する透明電極を設けた２枚のガラス基板の間に液晶物質を充填し、この電極に電圧を掛けて液晶の配向状態を変化させてここを通過する光の量を制御するものである。
液晶物質の配向状態を変化させる方式（動作モード）などによって、液晶セルは分類され、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶セル、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）型液晶セルなどが挙げられる。
【００９３】
本発明に用いる１／４波長板は、入射光に対して１／４波長の位相差を与えるものである。位相差は入射光の波長によって生じかたが異なるので、通常、可視光線の中心波長、例えば５５０ｎｍ付近において１／４波長の位相差を与えるものを１／４波長板と称している。
【００９４】
本発明においては、広帯域１／４波長板を用いることができる。広帯域１／４波長板とは、波長４１０〜６６０ｎｍを含む可視光領域のどの波長でもほぼ１／４波長の位相差を与えるものである。ほぼ１／４とは、０．１５〜０．４０、好ましくは０．１８〜０．３６、より好ましくは０．２０〜０．３０の範囲であることを意味する。
【００９５】
さらに、１／４波長板として、位相補償機能を有するものを用いることができる。位相補償機能を有する１／４波長板とは、５５０ｎｍ付近において、１／４波長の位相差を与えるものであるとともに、０ｎｍ未満、好ましくは−２０００〜−１０ｎｍの厚み方向のレターデーションＲｔｈ（＝（（ｎx＋ｎy）／２-ｎz）×ｄ）；ｎx，ｎyは面内主屈折率、ｎzは法線方向の主屈折率、ｄは厚さ）を与えるものである。
【００９６】
広帯域１／４波長板として、例えば、波長５５０ｎｍ付近において１／２波長の位相差を与える１／２波長板と、５５０ｎｍ付近において１／４波長の位相差を与える１／４波長板を積層したもの；正の固有複屈折値を有する材料からなるＤ層と、負の固有複屈折値を有する樹脂からなるＥ層とを有し、前記Ｄ層とＥ層が同一方向に分子配向したものが挙げられる。また、市販されている広帯域位相差フィルムＷＲＦ（帝人社製）等を用いることができる。
【００９７】
本発明の液晶表示装置では、円偏光分離シートは、１／４波長板や偏光子Ｂと一体になっていてもよい。一体とする方法は特に制限されない。円偏光分離シートと、１／４波長板や偏光子Ｂとを、粘着剤や接着剤を用いて貼り合わせればよい。なお、偏光子Ｂの偏光透過軸は、１／４波長板から出射される直線偏光の方向と略平行になるように配置する。偏光透過軸と直線偏光の方向とがなす角度が略平行であるとは、その角度が０〜３°の角度であることを意味する。
【００９８】
本発明の液晶表示装置では、１／４波長板に前述のような位相補償機能が付与されていない場合は、さらに、面内のレターデーションを実質的に有さず、かつ、厚み方向のレターデーションＲｔｈ（Ｒｔｈ＝｛（ｎx＋ｎy）／２-ｎz｝×ｄ：式中、ｎx、ｎyは面内方向の主屈折率を表し、ｎzは厚み方向の主屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）が、−２０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、好ましくは−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲にある位相補償素子を本発明の円偏光分離シートと１／４波長板との間に備えていることが好ましい。この際、位相補償素子と１／４波長板とが一体となっていることが好ましい。
このような範囲のＲｔｈを有する位相補償素子は、１／４波長板に斜めから入射する光の位相差を補償する機能を有する。
【００９９】
この位相補償素子は、主屈折率ｎx、ｎy及びｎzが、ｎz＞ｎx、ｎz＞ｎy、及びｎx≒ｎyの関係を満たすことが必要である。なお、この主屈折率は、自動複屈折計［例えば、王子計測器（株）製「ＫＯＢＲＡシリーズ」等］により測定することができる。なお、ｎx≒ｎyとは、屈折率差が、通常０．０００２以内、好ましくは０．０００１以内、より好ましくは０．００００５以内のことである。
【０１００】
また、この位相補償素子の、面内方向のレターデーションＲｅ（Ｒｅ＝（ｎx-ｎy）×ｄ：ｎx、ｎy及びｄは前記と同じ意味を表す。）は、通常２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下である。
このような光学特性を有する位相補償素子は、負の固有複屈折値を有する材料の層を含むフィルムを延伸配向させることによって得ることができる。
【０１０１】
図２は、本発明の液晶表示装置の一例を示す図である。図２に示すように、反射板２０、冷陰極管１９、拡散板１８、プリズムシート（図示せず）、基材１６上に形成されたコレステリック樹脂層１７からなる円偏光分離シート２１、位相補償素子１５、１／４波長板１４、偏光子Ｂ １３、液晶セル１２、偏光子Ａ １１の順に配置されている。そして、基材１６、コレステリック樹脂層１７、位相補償素子１５，１／４波長板１４は一体となっている。光源からの光には右偏光と左偏光とが含まれている。その光が円偏光分離シート２１に入射すると、一方の回転方向の円偏光（図中光の進行方向に向って右回転の円偏光）はそのままの回転方向を維持したまま円偏光分離シート２１を透過する。他方の回転方向の円偏光（図中光の進行方向に向って左回転の円偏光）は円偏光分離シートで反射される（反射された円偏光は光の進行方向に向って左回転のままである）。透過した円偏光は１／４波長板により偏光子Ｂの透過軸と平行な直線偏光に変換される。一方、反射された円偏光は光源の背後に配置された反射板によって反射され、再び円偏光分離シートに入射する。このようにして、光源から出射した光が有効利用され、画面の表示輝度を向上させることができる。
【０１０２】
なお、前記拡散板は、一般に、粒子状の拡散材が樹脂等のマトリックス中に均一に分散し、それによって光を散乱拡散する機能を有する板として知られているものである。前記プリズムシートは、一般に、散乱等により広く進行方向が広がった光をシート面法線方向に狭める機能を有するシートとして知られているものである。
また、図２において、位相補償機能を有する１／４波長板と円偏光分離シートの間に、拡散シートを介在させてもよい。拡散シートは、一般に、透明フィルムの上に粒子状の拡散材が均一に分散するように積層されたものであり、光を散乱拡散する機能を有するシートとして知られているものである。
【０１０３】
本発明では、円偏光分離シートの、１／４波長板側の面に、光拡散性を備えていることが好ましい。光拡散性とは、光を散乱拡散する性質のことである。光拡散性を備えさせるために、例えば、円偏光分離シートの表面に、粒子状の拡散材を均一に分散するように積層させる方法、基材に粒子状の拡散材を均一に分散する方法、または前記拡散シートを円偏光分離シートに貼りあわせる方法などが挙げられる。
【実施例】
【０１０４】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。また、部および％は、特に記載のない限り質量基準である。
【０１０５】
本実施例で行った評価方法は以下のとおりである。
＜反射帯域＞
平行化された白色光を、円偏光分離シートに入射角０度で入射させ、分光器（相馬光学社製：Ｓ−２６００）を用いて反射スペクトルを測定した。選択反射帯域の幅は、最大反射率の半値幅（すなわち最大反射率の１／２となる最大波長と最小波長の差）とした。
＜膜厚測定＞
ＵＬＶＡＣ社製 表面形状測定装置：ＤＥＫＴＡＫ ６Ｍ を用いて測定した。
【０１０６】
実施例、比較例で用いたバンドパスフィルターの光線透過率を図３に示した。光線透過率が５％以上の領域が３５０〜４００ｎｍにあり、帯域幅が５０ｎｍである。
【０１０７】
実施例、比較例で用いた基材フィルムの３００〜４００ｎｍの光線透過率を図４に示す。図４において、「ＺＮＲ１００μｍ」は脂環式構造を有する樹脂からなるフィルムを、「ＰＥＴ１００μｍ」はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを表す。
【０１０８】
（位相補償機能を有する１／４波長板）
メタクリル酸メチル９７．８重量％とアクリル酸メチル２．２重量％とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
【０１０９】
特公昭５５−２７５７６号公報の実施例３に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形３層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は０．１９μｍであり、外層をも含めた粒径は０．２２μｍであった。
【０１１０】
上記樹脂ペレット７０重量部と、上記ゴム粒子３０重量部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ガラス転移温度１０５℃）を得た。
【０１１１】
上記メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ｂ層）、及びスチレン無水マレイン酸共重合体（ガラス転移温度１３０℃）（ａ層）を温度２８０℃で共押出成形することにより、ｂ層／ａ層／ｂ層の三層構造で、各層が４５／７０／４５（μｍ）の平均厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度１２８℃、延伸倍率１．４倍、延伸速度１０ｍ／分でテンター一軸延伸し、延伸複層フィルム（位相差補償素子）を得た。さらにこの位相差補償素子の片面を、濡れ指数が５６ｄｙｎｅ／ｃｍになるようにコロナ放電処理を施した。
【０１１２】
得られた１／４波長板の波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値は、厚み方向のレターデーションＲｔｈ＝−１１８ｎｍ、面内方向のレターデーションＲｅ＝１４０ｎｍであった。
【０１１３】
（偏光子（Ａ））
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させて得られた偏光フィルムの両面に、平均厚み６０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ一体化させて、偏光子（Ａ）を得た。
【０１１４】
実施例、比較例で用いた光重合開始剤および光重合性液晶化合物のモル吸光係数の分布を図５に示す。すなわち、図５に、光重合開始剤Ａ（カルバゾールオキシム系光重合開始剤）、光重合開始剤Ｂ（チバ・スペシャリティー・ケミカル社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）、光重合性液晶化合物Ｘおよび光重合性液晶化合物Ｙのモル吸光係数を示す。
光重合性液晶化合物及び光重合開始剤の平均モル吸光係数及び光重合性液晶化合物の複屈折Δｎを表１に示した。
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
実施例１
脂環式構造を有する樹脂からなるフィルム（株式会社オプテス製、ゼオノアフィルムＺＦ１４−１００、厚さ１００μｍ）の片面をコロナ放電し、次いでその面にポリビニルアルコール（クラレ社製、ポバールＭＰ２０３）の５重量％水溶液を塗布し、１００℃で３分間乾燥した後、フェルトのロールでラビングして、配向膜を形成させて、基材を得た。
【０１１７】
図３の曲線Ｘで示すモル吸光係数の分布を有する光重合性液晶化合物Ｘ ９３．４部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６） ６．６部、図３の曲線Ａで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ａ ３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ４０）０．１部をメチルエチルケトンに固形分４０％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過して重合性溶液を得た。
この重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、厚み３μｍの塗布膜を形成した。この時、選択波長中心４９０ｎｍ、選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を波長３５０〜４００ｎｍの照射量として５ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した。その後、１００℃のホットプレート上に１分間放置し、次いで紫外線（メタルハライドランプ：ＧＳ ＹＵＡＳＡ社製）を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照度４０ｍＷ／ｃｍ2で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する円偏光分離シートＰ１を得た。厚みは、重合性溶液の塗布量を調整することにより制御した。得られた円偏光分離シートＰ１の選択反射帯域幅は４２０ｎｍから５７０ｎｍまでの１５０ｎｍであった。
照度の測定には、紫外線照度計（オーク製作所製、ＵＶ−Ｍ０３）を用いた。
【０１１８】
実施例２
光重合性液晶化合物Ｘの量を９５．１部に、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６)の量を４．９部に、基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を４ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した他は実施例と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み４μｍ）を有する円偏光分離シートＰ２を得た。得られた円偏光分離シートＰ２の選択反射帯域幅は５６０ｎｍ〜７５０ｎｍまでの１９０ｎｍであった。
【０１１９】
実施例３
図３の曲線Ｙで示すモル吸光係数の分布を有する光重合性液晶化合物Ｙ ９４．２部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６） ５．８部、図３の曲線Ａで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ａ ３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ４０）０．１部をメチルエチルケトンに固形分４０％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過して重合性溶液を得た。
【０１２０】
この重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、厚み６μｍの塗布膜を形成した。この時、選択波長中心５３０ｎｍ、選択反射帯域幅は８５ｎｍだった。基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を３５０〜４００ｎｍの照射量として４ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した。その後、８０℃のホットプレート上に３０秒間放置した。さらに基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を３５０〜４００ｎｍの照射量として８ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した。その後、１００℃のホットプレート上に１分間放置した。次いで紫外線（メタルハライドランプ：ＧＳ ＹＵＡＳＡ社製）を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照度４０ｍＷ／ｃｍ2で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み６μｍ）を有する円偏光分離シートＰ３を得た。得られた円偏光分離シートＰ３の選択反射帯域幅は４３０ｎｍから７３０ｎｍまでの３００ｎｍであった。
【０１２１】
比較例１
脂環式構造を有する樹脂フィルムの代わりにＰＥＴフィルム（東レ社製、商品名：ルミラーＴ６０、厚さ１００μｍ）を用いたほかは実施例１と同様にして、円偏光分離シートを得た。得られた円偏光分離シートの選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１２２】
比較例２
光重合開始剤Ａの代わりに、図３の曲線Ｂで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ｂを用いたほかは、実施例１と同様にして円偏光分離シートを得た。得られた円偏光分離シートの選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１２３】
比較例３
脂環式構造を有する樹脂からなるフィルムの代わりにＰＥＴフィルムを用いたこと、および光重合開始剤Ａの代わりに光重合開始剤Ｂを用いたことのほかは、実施例１と同様にして円偏光分離シートを得た。得られた円偏光分離シートの選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１２４】
実施例４
実施例１で得られた円偏光分離シートＰ１及び実施例２で得られた円偏光分離シートＰ２は、ヘリカル構造のピッチが一方の側の面からもう一方の側の面に向かって連続的に変化しており、また、円偏光分離シートＰ２におけるヘリカル構造のピッチ長さの平均値が、円偏光分離シートＰ１におけるそれよりも大きいことが、ＳＥＭによる観察で確認された。
【０１２５】
円偏光分離シートＰ１の、コレステリック樹脂層のヘリカル構造のピッチが大きい方の側と、円偏光分離シートＰ２の、コレステリック樹脂層のヘリカル構造のピッチが小さい方の側とを向い合わせて重ね、コレステリック樹脂層（総厚み７μｍ）を有する円偏光分離シートＰ１＋Ｐ２を得た。
この円偏光分離シートＰ１＋Ｐ２の選択反射帯域幅は３４０ｎｍであった。
【０１２６】
光反射板、冷陰極管、拡散板及びプリズムシートからなるバックライトユニットの上に、前記円偏光分離シートＰ１＋Ｐ２、位相補償機能を有する１／４波長板、偏光子（Ａ）、液晶セル、偏光子（Ａ）の順に載置して、液晶表示装置を得た。この液晶表示装置は、斜めから観察しても、正面方向から観察した場合と同じ色合いであり、画面の着色は見られなかった。正面輝度比が１．２５であった。正面輝度比は、液晶表示装置の構成に円偏光分離シートがあるときとないときの輝度比であり、エルゴスコープにより測定した。
【０１２７】
実施例５
実施例３で得られた円偏光分離シートＰ３は、ヘリカル構造のピッチが一方の側の面からもう一方の側の面に向かって連続的に変化していることが、ＳＥＭによる観察で確認された。
光反射板、冷陰極管、拡散板及びプリズムシートからなるバックライトユニットの上に、前記円偏光分離シートＰ３、位相補償機能を有する１／４波長板、偏光子（Ａ）、液晶セル、偏光子（Ａ）の順に載置して、液晶表示装置を得た。この液晶表示装置は、斜めから観察しても、正面方向から観察した場合と同じ色合いであり、画面の着色は見られなかった。正面輝度比は１．２３であった。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に用いられる光重合開始剤のモル吸光係数の分布の一例を示す図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施例及び比較例で用いたバンドパスフィルターの光線透過率分布を示す図である。
【図４】本実施例及び比較例で用いた基材フィルムの光線透過率分布を示す図である。
【図５】実施例及び比較例で用いた光重合開始剤及び光重合性液晶化合物のモル吸光係数の分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｘ：光重合性液晶化合物Ｘ
Ｙ：光重合性液晶化合物Ｙ
Ａ：光重合開始剤Ａ
Ｂ：光重合開始剤Ｂ
Ｃ：光重合開始剤Ｃ
１１：偏光子Ａ
１２：液晶セル
１３：偏光子Ｂ
１４：１／４波長板
１５：位相補償素子
１６：基材
１７：コレステリック樹脂層
１８：拡散板
１９：冷陰極管
２０：光反射板
２１：円偏光分離シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、広帯域化の省エネルギー化が可能であり、広い選択反射帯域を持つコレステリック規則性を持つ樹脂の層を有する円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、コレステリック規則性の螺旋回転方向と一致する回転方向の円偏光を反射する特性（以下、この特性を「選択反射特性」という。）を有している。この選択反射特性を示す波長帯域はコレステリック規則性の周期に依存している。コレステリック規則性の周期の分布幅を広くすることによって、選択反射特性を示す波長帯域（以下、選択反射帯域という。）の幅を広くすることができる。
【０００３】
選択反射帯域を可視光の波長域に持つコレステリック規則性を持つ樹脂層を含んでなる円偏光分離シートを形成できれば、入射する自然光のうち、特定波長の円偏光のみを反射し、残りの円偏光を透過することができる。この反射された光を反射板等で前記樹脂層に再入射させることによって光の再利用ができる。
前記円偏光分離シートと１／４波長板とを組み合わせたものは、自然光を直線偏光に高効率で変換できる。この直線偏光の方向を液晶表示装置に備わるポリビニルアルコール製等の吸収型偏光子の透過方向と揃えることによって、高輝度の液晶表示装置を得ることができる。
【０００４】
コレステリック規則性を持つ樹脂（以下、コレステリック樹脂という。）層の選択反射帯域を広げる方法として、異なる選択反射帯域を有するコレステリック樹脂層を複数設ける方法、コレステリック樹脂層の周期を厚み方向に徐々に変化した構造にする方法などが知られている。
【０００５】
特許文献１〜３には波長３６５ｎｍにおけるモル吸光係数が５０〜５００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1で特定構造を有する重合性メソゲン化合物を重合性カイラル剤及び光重合開始剤の存在下で光重合して、選択反射帯域の幅が２００ｎｍ以上の広帯域コレステリック液晶フィルムを得ることが記載されている。そして、実施例に開示されている広帯域コレステリック液晶フィルムは、液晶層の総厚みが９μｍ以上のものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３３９８７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９５２２号公報
【特許文献３】特開２００４−２６４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、本発明者の検討によると、従来の広帯域コレステリック液晶フィルムは、斜めからの観察において、表示に着色が生じることが判った。また、広帯域化処理の際、十分な選択反射特性を得るためには過酷な温度、光照射時間等の条件を設定する必要があった。
従って、本発明の目的は、広帯域化の際の省エネルギー化を実現しつつ、斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れた円偏光分離シート並びに該円偏光分離シートを備えた液晶表示装置を提供することにある。
また本発明の別の目的は、１層で広い選択反射帯域を有するコレステリック樹脂層を形成し、高い生産性で円偏光分離シートを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合して得られる、コレステリック規則性を持つ樹脂からなる層を有する円偏光分離シートが、広帯域化処理における省エネルギー化を実現しつつ、斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れていることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
かくして本発明によれば、
（１）波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合してなり、コレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有する円偏光分離シートが提供される。
【００１０】
さらに、好適な態様として、
（２）前記光重合性液晶化合物の複屈折Δｎが０．１８以上である前記円偏光分離シート、
（３）前記コレステリック規則性を有する樹脂の層の総厚みが１０μｍ以下である前記円偏光分離シート、及び／又は
（４）コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的又は連続的に変化している前記円偏光分離シート、が提供される。
【００１１】
本発明によれば、
（５）波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８５％以上である基材フィルム上に塗布して塗膜を得、該塗膜に、波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照度で０．１〜６秒間基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させた後コレステリック規則性を調整する処理を、１回以上行って半硬化膜を得て、次いで半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を有する樹脂の層を形成する工程を含む円偏光分離シートの製法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、
（６）偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板及び前記円偏光分離シートをこの順に有する液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円偏光分離シートは、短時間の光照射条件であっても広帯域化が可能であり、可視光領域において高い選択反射特性を示す。また、コレステリック樹脂層を薄くすることができる。さらに斜めからの観察によっても表示に着色がない。そのため、本発明の円偏光分離シートは、液晶表示装置の輝度向上フィルムとして好適である。
【００１４】
本発明の円偏光分離シートが、斜めからの観察で表示に着色を生じない理由は定かではないが、その機構は次のように推定される。
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、棒状液晶分子が捩れてらせん状に回転した構造を成している。コレステリック規則性を持つ樹脂層の屈折率はコレステリック規則性の周期等でその値が変わるが、一般に、ｎx＝ｎy＞ｎz（ｎx、ｎyは面内方向の主屈折率、ｎzは厚み方向の主屈折率）の関係を有している。
【００１５】
厚み方向に変化するコレステリック規則性を有する樹脂層で反射される円偏光は、その波長によって、反射される場所、すなわち厚み方向の位置が異なる。例えば、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ及び６００〜７００ｎｍのそれぞれに選択反射帯域を持つコレステリック規則性を有する樹脂層を積層させたとき、４００〜５００ｎｍの一方の円偏光は樹脂層に入射して直ぐの層で反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。５００〜６００ｎｍの円偏光は樹脂層の中央辺りで反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。６００〜７００ｎｍの円偏光は樹脂層から出射する直前の層で反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。このように、円偏光の波長によって、樹脂層を通過する距離が異なってくる。樹脂層を通過する距離が異なるために、各波長における位相変化量が異なってくる。この位相変化量の相違は斜め入射した光においてより顕著に表れる。
【００１６】
本発明にしたがって特定のモル吸光係数を持つ光重合開始剤を用いると、コレステリック規則性の周期の幅を広げることができる。コレステリック規則性の周期は選択反射帯域に影響するので、周期の幅が広がることによって、選択反射帯域の幅が広くなる。その結果、同じ広さの選択反射帯域を確保するために必要な総厚みｄ（層の数及びヘリカル構造のピッチ数）を小さくすることができる。総厚みｄを小さくできると、波長による位相変化の差異を大幅に小さくすることができる。本発明は、このような機構によって、選択反射特性を落とさずに、斜め入射した光の位相変化を大幅に抑制し、その結果、斜めからの観察における表示の着色を抑えることができるものと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔本発明の円偏光分離シート〕
本発明の円偏光分離シートは、所定の光線透過率を示す基材フィルム上に、所定の光重合により得られるコレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有するものである。
【００１８】
本発明の円偏光分離シートを構成する基材フィルムは、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上、好ましくは９５％以上である。前記光線透過率が８０％を下回る場合には、十分に広帯域化させることができないものとなる。
【００１９】
かかる基材フィルムとしては、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上であればよく、透明樹脂フィルム、ガラス基板等が挙げられる。代表的なものとしては、液晶層を効率よく製造することができる観点から、長尺の透明樹脂フィルムがより好ましい。透明樹脂フィルムは、一層のフィルムであっても、複層のフィルムであってもよいが、１ｍｍ厚で全光線透過率が８０％以上のものが好ましい。
【００２０】
透明樹脂フィルムの樹脂材料としては、脂環式構造を有する樹脂、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ＵＶ透過アクリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、エポキシ樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。これらは一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性等の観点から、脂環式構造を有する樹脂が好ましい。
【００２１】
脂環式構造を有する樹脂は、繰り返し単位中に脂環式構造を有する非晶性の樹脂であり、主鎖中に脂環式構造を有する樹脂及び側鎖に脂環式構造を有する樹脂のいずれも用いることができる。脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造を構成する炭素数に特に制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは６〜１５個である。
【００２２】
脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は使用目的に応じて適宜選択されるが、通常５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位が過度に少ないと、フィルムの耐熱性が低下するおそれがある。
【００２３】
脂環式構造を有する樹脂は、具体的には、（１）ノルボルネン重合体、（２）単環の環状オレフィン重合体、（３）環状共役ジエン重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン重合体及びこれらの水素添加物がより好ましい。
【００２４】
ノルボルネン重合体としては、例えば、ノルボルネンモノマーの開環重合体、ノルボルネンモノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素添加物；ノルボルネンモノマーの付加重合体、ノルボルネンモノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。これらの中でも、透明性の観点から、ノルボルネンモノマーの開環重合体水素添加物が最も好ましい。上記の脂環式構造を有する重合体は、例えば特開２００２−３２１３０２号公報等に開示されている公知の重合体から選ばれる。
【００２５】
本発明に好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料は、そのガラス転移温度が、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００〜２５０℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にある樹脂材料からなる透明樹脂フィルムは、高温下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れる。
【００２６】
本発明の基材フィルムとして好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料の分子量は、溶媒としてシクロヘキサン（樹脂材料が溶解しない場合にはトルエン）を用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（以下、「ＧＰＣ」と略す。）で測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜１００，０００、好ましくは２５，０００〜８０，０００、より好ましくは２５，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、フィルムの機械的強度及び成形加工性が高度にバランスされ好適である。
【００２７】
本発明の基材フィルムとして好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料の分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））は特に制限されないが、通常１〜１０、好ましくは１〜４、より好ましくは１．２〜３．５の範囲である。
【００２８】
本発明の基材フィルムとして好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料は、その分子量２，０００以下の樹脂成分（すなわち、オリゴマー成分）の含有量が、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下である。オリゴマ一成分の量が前記範囲内にあると、表面に微細な凸部が発生しづらくなり、厚みむらが小さくなり面精度が向上する。オリゴマー成分の量を低減するためには、重合触媒や水素化触媒の選択、重合、水素化等の反応条件、樹脂を成形用材料としてペレット化する工程における温度条件、等を最適化すればよい。オリゴマーの成分量は、前述のＧＰＣによって測定することができる。
【００２９】
本発明に用いる基材フィルムの厚みは特に制限されないが、生産性や薄型・軽量化の観点から、その厚みは、通常１〜１０００μｍ、好ましくは５〜３００μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍである。
【００３０】
また、本発明に用いる基材フィルムは表面処理されているものが好ましい。表面処理を施すことにより、基材と後述する配向膜との密着性を高めることができる。表面処理の手段としては、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線処理、火炎処理等が挙げられる。また、基材フィルムの上に、接着層（下塗り層）を設けることも、基材フィルムと配向膜との密着性を高める上で好ましい。
【００３１】
また、本発明に用いる基材フィルムには、形成されるコレステリック樹脂層のヘリカル構造の配向方向を調整するために配向膜を基材表面に有することが好ましい。
【００３２】
本発明に用いる配向膜は、コレステリック樹脂層の配向方向を調整できるものであれば、特に制限されない。
配向膜は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂を主成分とする塗布液を基材フィルムに膜状に積層し、乾燥させ、次いで一方向にラビングすることによって得られる。膜状に積層した塗布層を一方向にラビングすることで、コレステリック規則性を持つ樹脂層を一方向に配向規制することが可能になる。
【００３３】
ラビングの方法は、特に制限されないが、例えばナイロンなどの合成繊維、木綿などの天然繊維からなる布やフェルトを巻き付けたロールで一定方向に配向膜を擦る方法が挙げられる。ラビングした時に発生する微粉末（異物）を除去して配向膜の表面を清浄な状態とするために、形成された配向膜をイソプロピルアルコールなどによって洗浄することが好ましい。配向膜にコレステリック規則性を持つ樹脂層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせるために、ラビングする以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法が挙げられる。
【００３４】
配向膜の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍであることがさらに好ましい。
【００３５】
本発明の円偏光分離シートは、上述の基材フィルム上に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に光重合性液晶化合物を重合してなるコレステリック規則性を有する樹脂の層（以下、コレステリック樹脂層ということがある。）を有するものである。
【００３６】
本発明の円偏光分離シートを構成する樹脂層はコレステリック規則性を持つものである。コレステリック規則性とは、コレステリック規則性を持つ樹脂（以下、コレステリック樹脂という。）層平面の法線方向に進むにしたがって分子軸の角度が次々にずれて（ねじれて）いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造はヘリカルな構造と呼ばれる。該平面の法線（ヘリカル軸）は、コレステリック樹脂層の厚み方向に略平行になっていることが好ましい。
【００３７】
本発明の円偏光分離シートを構成するコレステリック樹脂層は、選択反射特性を可視光の全波長領域にわたって示すことが好ましい。具体的には、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０ｎｍ）のいずれの波長域の光についても選択反射特性を示すコレステリック樹脂層であることが好ましい。
【００３８】
選択反射特性を示す波長は、コレステリック樹脂におけるヘリカル構造のピッチ（＝コレステリック規則性の周期）に依存する。ヘリカル構造のピッチとは、ヘリカル構造において、コレステリック樹脂層平面の法線方向に進むにしたがって、分子軸の方向が少しずつずれていき、そして再びもとの分子軸方向に戻るまでのヘリカル軸方向の距離のことである。このヘリカル構造のピッチの大きさを変えることによって、選択反射特性を示す波長を変えることができる。
従って、本発明の円偏光分離シートにおけるコレステリック規則性は、その周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化するものであることが好ましい。すなわち、ヘリカル構造の法線方向のピッチ長さの平均値が、円偏光分離シートの厚さ方向に増加又は減少していることが好ましい。
【００３９】
本発明の円偏光分離シートを構成するコレステリック樹脂層は、１層であってもよいし、２以上の層であってもよい。２以上の層から構成することにより、コレステリック規則性の周期を厚み方向で段階的に又は連続的に変化させることができるので、好ましい。２以上の層から構成する場合には、すべてのコレステリック樹脂層の周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化するものであることが好ましい。そして、２以上の層である場合はそのうちの少なくとも一つの層が、１層である場合はその層が、１５０ｎｍ以上の選択反射帯域幅を有することが好ましい。
【００４０】
円偏光分離シートを複数層のコレステリック樹脂層で形成する場合には、例えば、青色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層、緑色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層する態様、青色〜緑色波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び緑色〜赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層する態様などの任意の態様を選択することができる。また、各コレステリック樹脂層は反射する円偏光の回転方向が同じになるように積層することが好ましい。また、各コレステリック樹脂層の積層順序は、ヘリカル構造のピッチの大きさで、昇順又は降順になるようにするのが、視野角の広い液晶表示装置を得るために好ましい。これらコレステリック樹脂層の積層は、単に重ね置いただけでもよいし、粘着剤や接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【００４１】
コレステリック樹脂層の総厚みｄは、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下、特に好ましくは７μｍ以下である。総厚みｄが上記厚みよりも小さくなることによって波長による位相変化量の相違が小さくなる。なお、総厚みとは、コレステリック樹脂層が２以上の層である場合は、各層の厚みの合計を、コレステリック樹脂層が１層である場合にはその厚みを指す。
【００４２】
本発明に用いるコレステリック樹脂層は非液晶性の樹脂層であることが好ましい。非液晶性のものであると、周囲の温度や電界などによってコレステリック規則性が変化しないからである。非液晶性のコレステリック樹脂層は、後述する光重合性液晶化合物として、重合性基を２以上有するものを含ませることによって得ることができる。重合性基を２以上有する光重合性液晶化合物によって、コレステリック樹脂に架橋構造が導入され、液晶性を生じない樹脂が得られる。また、コレステリック樹脂層は、その平均屈折率が１．５〜１．８であることが好ましい。
【００４３】
本発明において、コレステリック樹脂層は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合して得られる。
【００４４】
本発明で用いられる光重合開始剤は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上、好ましくは２５００Ｍ-1ｃｍ-1以上、より好ましくは２５００〜１０００００Ｍ-1ｃｍ-1のものである。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあると、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲より小さいと、コレステリック規則性の周期を厚み方向に変化させることが困難となり、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅が狭くなるおそれがある。
なお、モル吸光係数は、濃度１．０×１０-5ｇ／ｍｌのアセトニトリル溶液について光路長１０ｍｍの条件で分光光度スペクトルを測定して得られた吸光度から算出したものである。平均モル吸光係数は、ある波長範囲内のそれぞれの波長でのモル吸光係数の算術平均値である。
【００４５】
光重合開始剤は、紫外線によりエチレン性不飽和基を重合させるラジカル及び／又は酸を発生させることのできる化合物である。
光重合開始剤としては、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシカルボニルナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、などのハロメチル化トリアジン誘導体；ハロメチル化オキサジアゾール誘導体；２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ビス（３’−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（２’−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（２’−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、（４’−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などのイミダゾール誘導体；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテル類；２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンなどのアントラキノン誘導体；ベンズアンスロン誘導体；ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、２−メチルベンゾフェノン、３−メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、２−カルボキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体；
【００４６】
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパノン、１−ヒドロキシ−１−メチルエチル−（ｐ−イソプロピルフェニル）ケトン、１−ヒドロキシ−１−（ｐ−ドデシルフェニル）ケトン、２−メチル−（４’−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノ−１−プロパノン、１，１，１−トリクロロメチル−（ｐ−ブチルフェニル）ケトンなどのアセトフェノン誘導体；チオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体；ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル、ｐ−ジエチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸エステル誘導体；９−フェニルアクリジン、９−（ｐ−メトキシフェニル）アクリジンなどのアクリジン誘導体；９，１０−ジメチルベンズフェナジンなどのフェナジン誘導体；
【００４７】
ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，５，６−テトラフルオロフェニ-１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，４，６−トリフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，４−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロ−３−（ピル−１−イル）−フェニ−１−イルなどのチタノセン誘導体；特開２００１−２３３８４２号公報に記載のオキシムエステル化合物、特開２００４−３５９６３９号公報に記載のカルバゾールオキシム化合物などのオキシム誘導体などが挙げられる。これらの光重合開始剤は単独または複数組み合わせて使用される。
【００４８】
これらのうち、波長３５０〜４００ｎｍの波長における平均モル吸光係数が高い観点から、ハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アントラキノン誘導体、ベンズアンスロン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、オキシム誘導体が好ましく、オキシム誘導体が特に好ましい。特に、図１に示すように、波長２００〜３００ｎｍの間に主吸収（モル吸光係数が最大値を示す波長域）があり、波長３００〜４００ｎｍの間に副吸収（モル吸光係数が極大値を示す波長域）がある光重合開始剤が好ましい。
【００４９】
光重合開始剤の量は、光重合性液晶化合物１００質量部に対して０．０１〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部であることがさらに好ましい。
【００５０】
本発明に用いられる光重合性液晶化合物は、重合することによってコレステリック規則性を持つ樹脂を得ることができるものである。
本発明に好適な光重合性液晶化合物は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下、より好ましくは０〜１０００Ｍ-1ｃｍ-1のものである。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあると、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲より大きいと、光重合性液晶化合物による波長３５０〜４００ｎｍの光の吸収が大きすぎるために、コレステリック規則性の周期を厚み方向に変化させることが困難となり、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅が狭くなるおそれがある。
【００５１】
また、本発明に用いる好適な光重合性液晶化合物は、コレステリック樹脂層の総厚みを薄くでき且つ選択反射帯域の幅を広げることができる観点から、その複屈折Δｎ（＝ｎe-ｎo；ｎeは光重合性液晶化合物分子の長軸方向の屈折率、ｎoは光重合性液晶化合物分子の短軸方向の屈折率）が０．１８以上のものが好ましく、０．１８〜０．４０のものがより好ましく、０．１８〜０．２２のものが特に好ましい。Δｎはセナルモン法によって測定できる。
上記範囲に入るΔｎを有する光重合性液晶化合物は、棒状の光重合性液晶化合物から選択するのが好ましい。なお、光重合性液晶化合物のΔｎはメソゲン基のπ共役系を増やすことで大きくすることができる。π共役系が増えるにつれて光重合性液晶化合物の紫外線の吸収帯は長波長側へ移動する。例えば、ベンゼンの最大吸収波長λｍａｘは２６０ｎｍであるが、ナフタレン、アントラセンになるとλｍａｘはそれぞれ３１２ｎｍ、３７５ｎｍとなる。
【００５２】
本発明において光重合性液晶化合物としては、ネマチック液晶性化合物が好ましく、特に反応性基を有するネマチック液晶性化合物が好ましい。反応性基の数は、化合物１分子あたり１個以上、好ましくは２個以上とすることができる。このようなネマチック液晶性化合物として、１分子中に少なくとも２つの反応性基を有する棒状液晶性化合物（Ａ）が好ましい。
【００５３】
前記反応性基としては、具体的にはエポキシ基、チオエポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、フマレート基、シンナモイル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、メルカプト基、ビニル基、アリル基、メタクリル基、及びアクリル基が挙げられる。これらの反応性基を有することにより、光重合性液晶化合物を硬化させた際に、安定した硬化物を得ることができる。１分子中に反応性基が２つ以上の化合物を用いると、光重合性液晶化合物を硬化させた際に、架橋により実用性の高い、好ましい膜強度が得られる。ここでいう好ましい膜強度とは鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ５４００）でＨＢ以上、好ましくはＨ以上である。膜強度がＨＢより低いと傷がつきやすくハンドリング性に欠けてしまうため好ましくない。好ましい鉛筆硬度の上限は、光学的性能や耐久性試験に悪影響を及ぼさなければ特に限定されない。
【００５４】
前記１分子中に少なくとも２つの反応性基を有する棒状液晶性化合物（Ａ）としては、式（１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ3−Ｃ3−Ｄ3−Ｃ5−Ｍ−Ｃ6−Ｄ4−Ｃ4−Ｒ4 …式（１）
（式中、Ｒ3及びＲ4は反応性基であり、それぞれ独立して（メタ）アクリル基、（チオ）エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ（チオ）シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。Ｄ3及びＤ4は単結合、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。Ｃ3〜Ｃ6は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ− 、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｍはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又はハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜１０個の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基で１つ以上置換されていてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された２〜４個の骨格を、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ− 、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−等の結合基によって結合されて形成される。）
本発明において、棒状液晶性化合物（Ａ）は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、一般式（１）において、メソゲン基Ｍを中心としてＲ3−Ｃ3−Ｄ3−Ｃ5−と−Ｃ6−Ｄ4−Ｃ4−Ｒ4が異なる構造のことをいう。棒状液晶性化合物（Ａ）として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。
【００５５】
上記の棒状液晶性化合物（Ａ）を重合させる際には、更に、１分子中に１つの反応性基を有する化合物（Ｂ）を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、（Ａ）と（Ｂ）の重量比が９５／５〜５０／５０となるように組み合わせて用いることが好ましい。化合物（Ａ）及び（Ｂ）の重量比は、さらに好ましくは９０／１０〜７０／３０とすることができる。化合物（Ａ）及び（Ｂ）の和に対する化合物（Ａ）の割合を９５重量％以下とすることにより、配向欠陥の発生を抑制し円偏光分離特性等の光学的性能を良好なものとすることができる。また、化合物（Ａ）の割合を５０重量％以上とすることにより、高い液晶性を維持し、所望の光学的性能を得ることができる。化合物（Ｂ）は、液晶性を有していてもよく、有していなくても良いが、液晶性を有することが好ましく、また、キラリティを有することが好ましい。
【００５６】
前記１分子中に１つの反応性基を有する化合物（Ｂ）としては、下記一般式（２）で表される化合物を挙げることができる：
Ｒ1−Ａ1−Ｂ−Ａ2−Ｒ2 （２）
【００５７】
一般式（２）において、Ｒ1及びＲ2の一方は反応性基であり、それぞれ独立して（メタ）アクリル基、（チオ）エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ（チオ）シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。他方は非反応性基であり、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基、水素原子、ハロゲン原子、及びシアノ基からなる群より選択される基である。ここで、（メタ）アクリルとは、アクリル及びメタクリルの意味である。
【００５８】
前記アルキル基及びアルキレンオキサイド基は置換されていないか若しくはハロゲン原子で１つ以上置換されていてもよい。前記ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、（メタ）アクリル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、及びシアノ基は炭素原子数１〜２個のアルキル基、アルキレンオキサイド基と結合していてもよい。
【００５９】
一般式（２）において、Ａ1及びＡ2はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニル基、４，４’−ビフェニレン基、４，４’−ビシクロヘキシレン基、及び２，６−ナフチレン基からなる群より選択される基を表す。前記１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニル基、４，４’−ビフェニレン基、４，４’−ビシクロヘキシレン基、及び２，６−ナフチレン基は、置換されていないか若しくはハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜１０個のアルキル基、ハロゲン化アルキル基で１つ以上置換されていてもよい。Ａ1及びＡ2のそれぞれにおいて、２以上の置換基が存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【００６０】
Ａ1及びＡ2として特に好ましいものとしては、１，４−フェニレン基、４，４’−ビフェニレン基、及び２，６−ナフチレン基からなる群より選択される基が挙げられる。これらの芳香環骨格は脂環式骨格と比較して比較的剛直であり、上記棒状液晶性化合物のメソゲンとの親和性が高く、配向均一能がより高くなる。
【００６１】
一般式（２）において、Ｂは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−からなる群より選択される。
【００６２】
Ｂとして特に好ましいものとしては、単結合、−ＯＣＯ−が挙げられる。
【００６３】
一般式（２）の化合物は、液晶性を有することが好ましく、また、キラリティを有することが好ましい。また、光重合性液晶化合物は、一般式（２）の化合物として、複数の光学異性体の混合物を含有することが好ましい。例えば、複数種類のエナンチオマー及び／又はジアステレオマーの混合物を含有することができる。一般式（２）の化合物は、その融点が、５０℃〜１５０℃の範囲内であることが好ましい。
【００６４】
本発明においては、光重合性液晶化合物を重合する際にカイラル剤を存在させることができる。
当該カイラル剤は、前記反応性基を有さないものとすることができる。前記カイラル剤は、そのヘリカルツイスティングパワー（ＨＴＰ）が、２５℃において９．０以上であることが好ましい。ＨＴＰは、さらに好ましくは３０．０以上とすることができる。ここで、ＨＴＰは、下記式（３）：
ＨＴＰ＝１／（Ｐ×０．０１Ｃ） …式（３）
により求められる。式中、Ｃは重合の際の光重合開始剤および光重合性液晶化合物を含む光重合性組成物中のカイラル剤の含有割合（重量％）を表し、Ｐは前記光重合性組成物中の前記ネマチック液晶性化合物のピッチ長（ｎｍ）を表す。ここで、液晶性化合物のピッチ長Ｐは、選択反射中心波長λ、及び光重合性組成物を基材フィルム上に塗布し得られた液晶層の平均屈折率ｎから、λ＝ｎ×Ｐの関係式より求めることができる。選択反射中心波長を測定する方法は特に限定されないが、具体的には例えば、分光光度計（例えば大塚電子社製、瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−３０００）と顕微鏡（例えばニコン社製、偏光顕微鏡ＥＣＬＩＰＳＥ Ｅ６００−ＰＯＬ）を使用して測定することができる。また、屈折率ｎの測定方法も特に限定されないが、具体的には例えば、プリズムカプラやアッベ屈折率計を使用したり、または選択反射波長を測定する際に、コレステリック液晶層に対する入射角が大きくなると選択反射波長が短波長側へ選択反射帯域がシフトする性質を利用して、以下の関係式（４）より求めることができる。
【００６５】
λ＝λｎ×ｃｏｓ〔ｓｉｎ-1（ｓｉｎφ／ｎ）〕 …式（４）
式（４）中、φは入射角、λｎはφ＝０の時の選択反射中心波長を表す。ＨＴＰが高いカイラル剤を用いることにより、液晶性化合物の液晶性を損なうことなく液晶性化合物のピッチを縮め捩れを高めることができ、さらに後述する温度依存性パラメータを容易に調整することができる。
【００６６】
前記カイラル剤の具体例としては、特開２００５−２８９８８１号公報、特開２００４−１１５４１４号公報、特開２００３−６６２１４号公報、特開２００３-３１３１８７号公報、特開２００３−３４２２１９号公報、特開２０００−２９０３１５号公報、特開平６−０７２９６２号公報、米国特許第６４６８４４４号公報、ＷＯ９８／００４２８号公報、特願２００５−３７８６７２号公報、等に掲載されるものを適宜使用することができ、例えばＢＡＳＦ社パリオカラーのＬＣ７５６、ＡＤＥＫＡ社キラコールのＣＮＬ６１７Ｒ、ＣＮＬ−６８６Ｌとして入手できる。
【００６７】
前記カイラル剤は、所望する光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。前記カイラル剤の含有割合は、前記光重合性組成物中、通常１〜６０重量％である。
【００６８】
また、重合の際には、硬化後の膜強度向上や耐久性向上のために、任意に架橋剤を含有することができる。当該架橋剤としては、光重合性組成物を塗布した液晶層の硬化時に同時に反応したり、硬化後に熱処理を行って反応を促進したり、又は湿気により自然に反応が進行して硬化液晶層の架橋密度を高めることができ、かつ配向均一性を悪化させないものを適宜選択し用いることができ、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。架橋剤の具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ） アクリレート、２−（２−ビニロキシエトキシ）エチルアクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[３−（１−アジリジニル）プロピオネート]、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート型イソシアネート、ビウレット型イソシアネート、アダクト型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のアルコキシシラン化合物；が挙げられる。また、該架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度や耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。
前記架橋剤の配合割合は、コレステリック規則性を有する樹脂層中に０．１〜１５重量％となるようにすることが好ましい。該架橋剤の配合割合が０．１重量％より少ないと架橋密度向上の効果が得られず、逆に１５重量％より多いと液晶層の安定性を低下させてしまうため好ましくない。
【００６９】
前記光重合開始剤及び光重合性液晶化合物を含有する光重合性組成物を基材フィルム上に塗布して得られる塗膜の表面張力を調整し、膜厚を均一にするために、界面活性剤を使用することができる。
当該界面活性剤としては、配向を阻害しないものを適宜選択して使用することができる。当該界面活性剤としては、具体的には、疎水基部分にシロキサン、フッ化アルキル基を含有するノニオン系界面活性剤が好適に使用でき、１分子中に２個以上の疎水基部分を持つオリゴマーが特に好適である。これらの界面活性剤は、ＯＭＮＯＶＡ社ＰｏｌｙＦｏｘのＰＦ−１５１Ｎ、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０、ＰＦ−３３２０、ＰＦ−６５１、ＰＦ−６５２、ネオス社フタージェントのＦＴＸ−２０９Ｆ、ＦＴＸ−２０８Ｇ、ＦＴＸ−２０４Ｄ、セイミケミカル社サーフロンのＫＨ−４０等を用いることができる。界面活性剤の配合割合はコレステリック規則性を有する樹脂層中０．０５重量％〜３重量％となるようにすることが好ましい。該界面活性剤の配合割合が０．０５重量％より少ないと空気界面における配向規制力が低下して配向欠陥が生じる場合があるため好ましくない。逆に３重量％より多い場合には、過剰の界面活性剤が液晶分子間に入り込み、配向均一性を低下させる場合があるため好ましくない。
【００７０】
また、基材フィルム上に形成されたコレステリック樹脂層の空気側表面の配向状態を制御するために、配向調整剤を使用することができる。配向調整剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、あるいはこれらの変性物などが挙げられる。
【００７１】
本発明においてコレステリック樹脂層は、前記の光重合開始剤及び光重合性液晶化合物のほか、必要に応じて添加されるその他の配合剤（カイラル剤、界面活性剤、架橋剤、配向調整剤、その他の任意成分）、その他の任意成分を含む光重合性組成物を重合することによって得られる。当該他の任意成分としては、溶媒、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を挙げることができる。これらの任意成分は、所望する光学的性能を低下させない範囲で添加できる。
【００７２】
上記光重合性組成物は、その複屈折Δｎ値が０．１８以上、好ましくは０．２２以上であることが望ましい。組成物のΔｎ値が０．３０以上であると、紫外線吸収スペクトルの長波長側の吸収端が可視域に及ぶ場合があるが、該スペクトルの吸収端が可視域に及んでも所望する光学的性能に悪影響を及ぼさない限り、使用可能である。このような高いΔｎ値を有することにより、高い光学的性能（例えば、円偏光分離特性）を有する円偏光分離シートを与えることができる。Δｎはセナルモン法によって測定できる。
光重合性組成物のΔｎが上記範囲に入るものとするには、特に前記するように、光重合性液晶化合物をネマチック液晶性化合物、特に棒状液晶化合物から選択することが好ましい。
【００７３】
上記組成物が２種以上の光重合性液晶化合物を含む場合は、そのΔｎ値は、各ネマチック液晶化合物のΔｎ値と各含有比率から求めることができる。
【００７４】
〔円偏光分離シートの製法〕
本発明の円偏光分離シートの製法は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８５％以上である基材フィルム上に塗布して塗膜を得、該塗膜に、波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照度で０．１〜６秒間基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させた後コレステリック規則性を調整する処理を１回以上行って半硬化膜を得て、該半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を持つ樹脂の層を形成する工程を含むものである。
すなわち、本発明の円偏光分離シートの製法は、前記光重合性液晶化合物及び前記光重合開始剤、さらに必要に応じて添加される前記カイラル剤、前記界面活性剤、前記配向調整剤等を溶媒に溶解させた光重合性組成物を得、これを前記基材フィルム上に塗布し乾燥させて、塗膜を得、この塗膜に紫外線を照射して光重合性液晶化合物を重合し、続いてコレステリック規則性を調整し硬化してコレステリック規則性を持つ樹脂の層を形成する工程を含むものである。
【００７５】
前記光重合性組成物の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の具体例としては、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類が挙げられる。特に環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。また、二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００７６】
前記基材フィルム上に前記光重合性組成物を塗布し塗膜を得るには、公知の方法、例えば、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、バーコーティング法、ダイコーティング法等を実施する。
【００７７】
前記光重合性組成物の塗膜に紫外線を照射する方法は、特に制限されないが、本発明の円偏光分離シートを容易に得るために、少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を照射することが好ましい。特に、前記光重合性液晶化合物のΔｎが０．１８以上のとき、該光重合性液晶化合物の紫外線の吸収端が３５０ｎｍ付近まで伸びてくるため、光重合性液晶化合物による吸収の小さい、波長３５０〜４００ｎｍの光だけを照射することが好ましい。この波長域を含む光を照射することによって、塗膜の厚み方向全体に渡って効率的に光重合開始剤による光重合性液晶化合物の重合が開始される。光重合性液晶化合物の重合転化率が１００％になるまでの紫外線照射量は、光重合性液晶化合物の種類によって異なるが、重合転化率が１００％になるまでの照射量は、波長３５０〜４００ｎｍの光照射量の合計で、通常、２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。
【００７８】
本発明においては、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くするために、光重合性液晶化合物の重合転化率が１００％にならない程度の照射量で紫外線を照射し、次いで、ヘリカル構造のピッチ（コレステリック規則性の周期）を変化させ、そして、重合転化率が１００％になるまで紫外線を照射する方法が好ましい。
具体的には、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と前記平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材フィルム上に塗布して塗膜を得、該塗膜に波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照射量で０．１〜６秒間、１回以上基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させて半硬化膜を得、該半硬化膜のコレステリック規則性の周期を変化させることが好ましい。このときに用いる光重合性液晶化合物は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下であることが好ましい。
【００７９】
光重合開始剤の波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあり、波長３５０〜４００ｎｍの光の照射量が上記範囲内にあり、かつ、照射を基材フィルム側からとすることにより、短い照射時間で、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。
すなわち、本発明の製法において波長３５０〜４００ｎｍの光の照射時間は、０．１〜６秒、より好ましくは０．１〜５秒、さらに好ましくは０．１〜３秒である。光の照射時間が上記範囲であることにより、本発明の円偏光分離シートを連続的に製造する場合において、製造工程中の露光工程の長さを短くすることができたり、ライン速度を上げることができたりするので、円偏光分離シートの生産性を向上させることができる。
【００８０】
本発明の製法においては、次いで半硬化膜中のコレステリック規則性を調整する。コレステリック規則性の周期を変化させる方法としては、例えば、液晶相を示す温度範囲内で加熱する方法、光重合した半硬化膜にさらに光重合性液晶化合物を含む組成物を塗布し、さらに光重合する方法；光重合した半硬化膜に非液晶性化合物を塗布する方法が挙げられる。これらのうち液晶相を示す温度範囲内で加熱する方法（加温処理）が好ましい。加温処理における加熱温度は、光重合性液晶化合物の種類によって適宜選択でき、通常６５〜１１５℃である。加熱時間は通常０．１〜１８０秒間、好ましくは０．１〜１２０秒間、より好ましくは０．１〜９０秒間である。
【００８１】
本発明では、上記光照射、及びコレステリック規則性の調整を１回以上行う。特に複数回繰り返すことにより、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチをより大きく変化させることが可能である。紫外線照射、規則性調整の条件は反射帯域を調整するために、回数毎にそれぞれ適宜調整される。繰り返しの回数に制限はないが、生産性、設備上の観点から２回であることが好ましい。また、１回で長時間照射する方法では重合度が大きくなり分子が動きにくくなるため、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチが変化しにくくなる。
【００８２】
本発明の製法では、続いて半硬化膜を硬化させる。
硬化方法としては、前記塗膜が硬化してコレステリック規則性を有すれば特に制限されないが、本硬化紫外線を積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ2以上となるように照射することが好ましい。ここで、本硬化紫外線とは、塗膜を完全に硬化させることのできる波長範囲もしくは照度に設定した紫外線を意味する。
【００８３】
本硬化紫外線の積算光量は、好ましくは１０〜１０００ｍＪ／ｃｍ2、より好ましくは５０〜８００ｍＪ／ｃｍ2の範囲で選定される。積算光量は基材面において、紫外線光量計を使用して測定、または照度計を使用して照度を測定し、積算光量＝照度×時間で算出することにより選定する。照射方向は、塗膜側と基材側のどちらからでも良いが、紫外線の照射効率が良い点から、塗膜側から照射することが好ましい。
【００８４】
また、本発明においては、上記本硬化紫外線照射を、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。窒素雰囲気下で行うことにより、酸素による重合阻害の影響を低減することが可能である。本硬化紫外線照射時の酸素濃度は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、特に好ましくは５００ｐｐｍ以下である。
【００８５】
本発明においては、半硬化膜を硬化させる前に冷却する工程を有することが好ましい。２０℃〜３０℃に維持された光重合性塗膜に上述の本紫外線を照射することにより、コレステリック規則性調整工程後のコレステリック規則性を有する樹脂層のピッチの状態を維持することができる。
【００８６】
本発明の製法にしたがって、前記光重合性組成物の塗膜に紫外線を照射すると、ヘリカル構造のピッチの大きさが厚さ方向に段階的または連続的に変化したコレステリック樹脂層を得ることができる。
紫外線照射でピッチの大きさが段階的または連続的に変化した樹脂層が得られる機構は詳細に判っていないが、つぎのような機構でピッチに傾斜が生じると考えられる。光重合性液晶化合物と、カイラル剤と、重合開始剤とを含有してなる層に照射された紫外線の受光強度は、層の表面（紫外線照射面）側では強い。層の中では紫外線は重合開始剤によって吸収されるので層の深さが増すほどに紫外線受光強度が弱くなる。したがって、層の表面（紫外線照射面）から層の深さが増すにつれて重合度の差が生じる。光重合性液晶化合物とカイラル剤のうち重合度の高い化合物の濃度が層表面側で高くなり、未反応成分として残った光重合性液晶化合物とカイラル剤のうち重合度の低い化合物が拡散して層の反対側へと移動する。最終的に、光重合性液晶化合物あるいはカイラル剤の濃度が層の深さ方向で連続的に変化した濃度勾配が形成される。カイラル剤の量はヘリカル構造のピッチの大きさに影響を与える。このようにして、厚み方向に対して段階的または連続的にヘリカル構造のピッチが変化したコレステリック樹脂層を得ることができる。
【００８７】
本発明の製法によって、１層のコレステリック樹脂層で、可視光領域全体に選択反射特性を示す円偏光分離シートを得ることができるが、必要に応じて、複数層のコレステリック樹脂層で分担して可視光領域全体に選択反射特性を示す円偏光分離シートを得ることができる。円偏光分離シートを複数層のコレステリック樹脂層で形成すると、通常、コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的に変化したコレステリック樹脂層になる。
【００８８】
本発明の円偏光分離シートは、反射率が３０％以上となる入射角０度の光の最大波長が好ましくは７００ｎｍ以上、より好ましくは７３０ｎｍ以上である。また、反射率が３０％以上となる入射角６０度の光の最大波長が好ましくは５７０ｎｍ以上、より好ましくは６００ｎｍ以上である。これら最大波長が前記範囲になっていることによって、斜めから観察したときの表示の着色を無くすことができる。
【００８９】
〔本発明の液晶表示装置〕
本発明の円偏光分離シートを、偏光子Ａ、液晶セル、及び偏光子Ｂを少なくとも有する液晶表示装置に、１／４波長板と組み合わせて取り付け、偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板、本発明の円偏光分離シートの順に配列することによって、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
【００９０】
本発明に用いる偏光子Ａ及びＢは液晶表示装置等に用いられている公知の偏光子である。本発明に用いる偏光子は互いに直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル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などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、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配向フィルムなどが挙げられる。その他に、グリッド偏光子、多層偏光子などの偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子が挙げられる。これらのうちポリビニルアルコールを含有する直線偏光子が好ましい。
【００９１】
本発明に用いる偏光子の偏光度は特に限定されないが、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。偏光子の平均厚みは好ましくは５〜８０μｍである。
偏光子Ａの偏光透過軸と偏光子Ｂの偏光透過軸とは、通常、直角になるように、液晶セルを挟むようにして配置する。偏光子は吸湿によって偏光性能が変化することがある。これを防ぐために保護フィルムが偏光子ＡまたはＢの両面に通常貼り合わせてある。
【００９２】
液晶セルは、数μｍのギャップを隔てて対向する透明電極を設けた２枚のガラス基板の間に液晶物質を充填し、この電極に電圧を掛けて液晶の配向状態を変化させてここを通過する光の量を制御するものである。
液晶物質の配向状態を変化させる方式（動作モード）などによって、液晶セルは分類され、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶セル、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）型液晶セルなどが挙げられる。
【００９３】
本発明に用いる１／４波長板は、入射光に対して１／４波長の位相差を与えるものである。位相差は入射光の波長によって生じかたが異なるので、通常、可視光線の中心波長、例えば５５０ｎｍ付近において１／４波長の位相差を与えるものを１／４波長板と称している。
【００９４】
本発明においては、広帯域１／４波長板を用いることができる。広帯域１／４波長板とは、波長４１０〜６６０ｎｍを含む可視光領域のどの波長でもほぼ１／４波長の位相差を与えるものである。ほぼ１／４とは、０．１５〜０．４０、好ましくは０．１８〜０．３６、より好ましくは０．２０〜０．３０の範囲であることを意味する。
【００９５】
さらに、１／４波長板として、位相補償機能を有するものを用いることができる。位相補償機能を有する１／４波長板とは、５５０ｎｍ付近において、１／４波長の位相差を与えるものであるとともに、０ｎｍ未満、好ましくは−２０００〜−１０ｎｍの厚み方向のレターデーションＲｔｈ（＝（（ｎx＋ｎy）／２-ｎz）×ｄ）；ｎx，ｎyは面内主屈折率、ｎzは法線方向の主屈折率、ｄは厚さ）を与えるものである。
【００９６】
広帯域１／４波長板として、例えば、波長５５０ｎｍ付近において１／２波長の位相差を与える１／２波長板と、５５０ｎｍ付近において１／４波長の位相差を与える１／４波長板を積層したもの；正の固有複屈折値を有する材料からなるＤ層と、負の固有複屈折値を有する樹脂からなるＥ層とを有し、前記Ｄ層とＥ層が同一方向に分子配向したものが挙げられる。また、市販されている広帯域位相差フィルムＷＲＦ（帝人社製）等を用いることができる。
【００９７】
本発明の液晶表示装置では、円偏光分離シートは、１／４波長板や偏光子Ｂと一体になっていてもよい。一体とする方法は特に制限されない。円偏光分離シートと、１／４波長板や偏光子Ｂとを、粘着剤や接着剤を用いて貼り合わせればよい。なお、偏光子Ｂの偏光透過軸は、１／４波長板から出射される直線偏光の方向と略平行になるように配置する。偏光透過軸と直線偏光の方向とがなす角度が略平行であるとは、その角度が０〜３°の角度であることを意味する。
【００９８】
本発明の液晶表示装置では、１／４波長板に前述のような位相補償機能が付与されていない場合は、さらに、面内のレターデーションを実質的に有さず、かつ、厚み方向のレターデーションＲｔｈ（Ｒｔｈ＝｛（ｎx＋ｎy）／２-ｎz｝×ｄ：式中、ｎx、ｎyは面内方向の主屈折率を表し、ｎzは厚み方向の主屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）が、−２０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、好ましくは−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲にある位相補償素子を本発明の円偏光分離シートと１／４波長板との間に備えていることが好ましい。この際、位相補償素子と１／４波長板とが一体となっていることが好ましい。
このような範囲のＲｔｈを有する位相補償素子は、１／４波長板に斜めから入射する光の位相差を補償する機能を有する。
【００９９】
この位相補償素子は、主屈折率ｎx、ｎy及びｎzが、ｎz＞ｎx、ｎz＞ｎy、及びｎx≒ｎyの関係を満たすことが必要である。なお、この主屈折率は、自動複屈折計［例えば、王子計測器（株）製「ＫＯＢＲＡシリーズ」等］により測定することができる。なお、ｎx≒ｎyとは、屈折率差が、通常０．０００２以内、好ましくは０．０００１以内、より好ましくは０．００００５以内のことである。
【０１００】
また、この位相補償素子の、面内方向のレターデーションＲｅ（Ｒｅ＝（ｎx-ｎy）×ｄ：ｎx、ｎy及びｄは前記と同じ意味を表す。）は、通常２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下である。
このような光学特性を有する位相補償素子は、負の固有複屈折値を有する材料の層を含むフィルムを延伸配向させることによって得ることができる。
【０１０１】
図２は、本発明の液晶表示装置の一例を示す図である。図２に示すように、反射板２０、冷陰極管１９、拡散板１８、プリズムシート（図示せず）、基材１６上に形成されたコレステリック樹脂層１７からなる円偏光分離シート２１、位相補償素子１５、１／４波長板１４、偏光子Ｂ １３、液晶セル１２、偏光子Ａ １１の順に配置されている。そして、基材１６、コレステリック樹脂層１７、位相補償素子１５，１／４波長板１４は一体となっている。光源からの光には右偏光と左偏光とが含まれている。その光が円偏光分離シート２１に入射すると、一方の回転方向の円偏光（図中光の進行方向に向って右回転の円偏光）はそのままの回転方向を維持したまま円偏光分離シート２１を透過する。他方の回転方向の円偏光（図中光の進行方向に向って左回転の円偏光）は円偏光分離シートで反射される（反射された円偏光は光の進行方向に向って左回転のままである）。透過した円偏光は１／４波長板により偏光子Ｂの透過軸と平行な直線偏光に変換される。一方、反射された円偏光は光源の背後に配置された反射板によって反射され、再び円偏光分離シートに入射する。このようにして、光源から出射した光が有効利用され、画面の表示輝度を向上させることができる。
【０１０２】
なお、前記拡散板は、一般に、粒子状の拡散材が樹脂等のマトリックス中に均一に分散し、それによって光を散乱拡散する機能を有する板として知られているものである。前記プリズムシートは、一般に、散乱等により広く進行方向が広がった光をシート面法線方向に狭める機能を有するシートとして知られているものである。
また、図２において、位相補償機能を有する１／４波長板と円偏光分離シートの間に、拡散シートを介在させてもよい。拡散シートは、一般に、透明フィルムの上に粒子状の拡散材が均一に分散するように積層されたものであり、光を散乱拡散する機能を有するシートとして知られているものである。
【０１０３】
本発明では、円偏光分離シートの、１／４波長板側の面に、光拡散性を備えていることが好ましい。光拡散性とは、光を散乱拡散する性質のことである。光拡散性を備えさせるために、例えば、円偏光分離シートの表面に、粒子状の拡散材を均一に分散するように積層させる方法、基材に粒子状の拡散材を均一に分散する方法、または前記拡散シートを円偏光分離シートに貼りあわせる方法などが挙げられる。
【実施例】
【０１０４】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。また、部および％は、特に記載のない限り質量基準である。
【０１０５】
本実施例で行った評価方法は以下のとおりである。
＜反射帯域＞
平行化された白色光を、円偏光分離シートに入射角０度で入射させ、分光器（相馬光学社製：Ｓ−２６００）を用いて反射スペクトルを測定した。選択反射帯域の幅は、最大反射率の半値幅（すなわち最大反射率の１／２となる最大波長と最小波長の差）とした。
＜膜厚測定＞
ＵＬＶＡＣ社製 表面形状測定装置：ＤＥＫＴＡＫ ６Ｍ を用いて測定した。
【０１０６】
実施例、比較例で用いたバンドパスフィルターの光線透過率を図３に示した。光線透過率が５％以上の領域が３５０〜４００ｎｍにあり、帯域幅が５０ｎｍである。
【０１０７】
実施例、比較例で用いた基材フィルムの３００〜４００ｎｍの光線透過率を図４に示す。図４において、「ＺＮＲ１００μｍ」は脂環式構造を有する樹脂からなるフィルムを、「ＰＥＴ１００μｍ」はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを表す。
【０１０８】
（位相補償機能を有する１／４波長板）
メタクリル酸メチル９７．８重量％とアクリル酸メチル２．２重量％とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
【０１０９】
特公昭５５−２７５７６号公報の実施例３に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形３層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は０．１９μｍであり、外層をも含めた粒径は０．２２μｍであった。
【０１１０】
上記樹脂ペレット７０重量部と、上記ゴム粒子３０重量部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ガラス転移温度１０５℃）を得た。
【０１１１】
上記メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ｂ層）、及びスチレン無水マレイン酸共重合体（ガラス転移温度１３０℃）（ａ層）を温度２８０℃で共押出成形することにより、ｂ層／ａ層／ｂ層の三層構造で、各層が４５／７０／４５（μｍ）の平均厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度１２８℃、延伸倍率１．４倍、延伸速度１０ｍ／分でテンター一軸延伸し、延伸複層フィルム（位相差補償素子）を得た。さらにこの位相差補償素子の片面を、濡れ指数が５６ｄｙｎｅ／ｃｍになるようにコロナ放電処理を施した。
【０１１２】
得られた１／４波長板の波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値は、厚み方向のレターデーションＲｔｈ＝−１１８ｎｍ、面内方向のレターデーションＲｅ＝１４０ｎｍであった。
【０１１３】
（偏光子（Ａ））
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させて得られた偏光フィルムの両面に、平均厚み６０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ一体化させて、偏光子（Ａ）を得た。
【０１１４】
実施例、比較例で用いた光重合開始剤および光重合性液晶化合物のモル吸光係数の分布を図５に示す。すなわち、図５に、光重合開始剤Ａ（カルバゾールオキシム系光重合開始剤）、光重合開始剤Ｂ（チバ・スペシャリティー・ケミカル社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）、光重合性液晶化合物Ｘおよび光重合性液晶化合物Ｙのモル吸光係数を示す。
光重合性液晶化合物及び光重合開始剤の平均モル吸光係数及び光重合性液晶化合物の複屈折Δｎを表１に示した。
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
実施例１
脂環式構造を有する樹脂からなるフィルム（株式会社オプテス製、ゼオノアフィルムＺＦ１４−１００、厚さ１００μｍ）の片面をコロナ放電し、次いでその面にポリビニルアルコール（クラレ社製、ポバールＭＰ２０３）の５重量％水溶液を塗布し、１００℃で３分間乾燥した後、フェルトのロールでラビングして、配向膜を形成させて、基材を得た。
【０１１７】
図３の曲線Ｘで示すモル吸光係数の分布を有する光重合性液晶化合物Ｘ ９３．４部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６） ６．６部、図３の曲線Ａで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ａ ３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ４０）０．１部をメチルエチルケトンに固形分４０％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過して重合性溶液を得た。
この重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、厚み３μｍの塗布膜を形成した。この時、選択波長中心４９０ｎｍ、選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を波長３５０〜４００ｎｍの照射量として５ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した。その後、１００℃のホットプレート上に１分間放置し、次いで紫外線（メタルハライドランプ：ＧＳ ＹＵＡＳＡ社製）を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照度４０ｍＷ／ｃｍ2で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する円偏光分離シートＰ１を得た。厚みは、重合性溶液の塗布量を調整することにより制御した。得られた円偏光分離シートＰ１の選択反射帯域幅は４２０ｎｍから５７０ｎｍまでの１５０ｎｍであった。
照度の測定には、紫外線照度計（オーク製作所製、ＵＶ−Ｍ０３）を用いた。
【０１１８】
実施例２
光重合性液晶化合物Ｘの量を９５．１部に、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６)の量を４．９部に、基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を４ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した他は実施例と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み４μｍ）を有する円偏光分離シートＰ２を得た。得られた円偏光分離シートＰ２の選択反射帯域幅は５６０ｎｍ〜７５０ｎｍまでの１９０ｎｍであった。
【０１１９】
実施例３
図３の曲線Ｙで示すモル吸光係数の分布を有する光重合性液晶化合物Ｙ ９４．２部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６） ５．８部、図３の曲線Ａで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ａ ３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ４０）０．１部をメチルエチルケトンに固形分４０％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過して重合性溶液を得た。
【０１２０】
この重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、厚み６μｍの塗布膜を形成した。この時、選択波長中心５３０ｎｍ、選択反射帯域幅は８５ｎｍだった。基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を３５０〜４００ｎｍの照射量として４ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した。その後、８０℃のホットプレート上に３０秒間放置した。さらに基材面側からバンドパスフィルター（３５０〜４００ｎｍ）を透過させた紫外線（水銀キセノンランプ：ＨＯＹＡ製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を３５０〜４００ｎｍの照射量として８ｍＷ／ｃｍ2で一秒間照射した。その後、１００℃のホットプレート上に１分間放置した。次いで紫外線（メタルハライドランプ：ＧＳ ＹＵＡＳＡ社製）を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照度４０ｍＷ／ｃｍ2で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み６μｍ）を有する円偏光分離シートＰ３を得た。得られた円偏光分離シートＰ３の選択反射帯域幅は４３０ｎｍから７３０ｎｍまでの３００ｎｍであった。
【０１２１】
比較例１
脂環式構造を有する樹脂フィルムの代わりにＰＥＴフィルム（東レ社製、商品名：ルミラーＴ６０、厚さ１００μｍ）を用いたほかは実施例１と同様にして、円偏光分離シートを得た。得られた円偏光分離シートの選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１２２】
比較例２
光重合開始剤Ａの代わりに、図３の曲線Ｂで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ｂを用いたほかは、実施例１と同様にして円偏光分離シートを得た。得られた円偏光分離シートの選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１２３】
比較例３
脂環式構造を有する樹脂からなるフィルムの代わりにＰＥＴフィルムを用いたこと、および光重合開始剤Ａの代わりに光重合開始剤Ｂを用いたことのほかは、実施例１と同様にして円偏光分離シートを得た。得られた円偏光分離シートの選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１２４】
実施例４
実施例１で得られた円偏光分離シートＰ１及び実施例２で得られた円偏光分離シートＰ２は、ヘリカル構造のピッチが一方の側の面からもう一方の側の面に向かって連続的に変化しており、また、円偏光分離シートＰ２におけるヘリカル構造のピッチ長さの平均値が、円偏光分離シートＰ１におけるそれよりも大きいことが、ＳＥＭによる観察で確認された。
【０１２５】
円偏光分離シートＰ１の、コレステリック樹脂層のヘリカル構造のピッチが大きい方の側と、円偏光分離シートＰ２の、コレステリック樹脂層のヘリカル構造のピッチが小さい方の側とを向い合わせて重ね、コレステリック樹脂層（総厚み７μｍ）を有する円偏光分離シートＰ１＋Ｐ２を得た。
この円偏光分離シートＰ１＋Ｐ２の選択反射帯域幅は３４０ｎｍであった。
【０１２６】
光反射板、冷陰極管、拡散板及びプリズムシートからなるバックライトユニットの上に、前記円偏光分離シートＰ１＋Ｐ２、位相補償機能を有する１／４波長板、偏光子（Ａ）、液晶セル、偏光子（Ａ）の順に載置して、液晶表示装置を得た。この液晶表示装置は、斜めから観察しても、正面方向から観察した場合と同じ色合いであり、画面の着色は見られなかった。正面輝度比が１．２５であった。正面輝度比は、液晶表示装置の構成に円偏光分離シートがあるときとないときの輝度比であり、エルゴスコープにより測定した。
【０１２７】
実施例５
実施例３で得られた円偏光分離シートＰ３は、ヘリカル構造のピッチが一方の側の面からもう一方の側の面に向かって連続的に変化していることが、ＳＥＭによる観察で確認された。
光反射板、冷陰極管、拡散板及びプリズムシートからなるバックライトユニットの上に、前記円偏光分離シートＰ３、位相補償機能を有する１／４波長板、偏光子（Ａ）、液晶セル、偏光子（Ａ）の順に載置して、液晶表示装置を得た。この液晶表示装置は、斜めから観察しても、正面方向から観察した場合と同じ色合いであり、画面の着色は見られなかった。正面輝度比は１．２３であった。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に用いられる光重合開始剤のモル吸光係数の分布の一例を示す図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施例及び比較例で用いたバンドパスフィルターの光線透過率分布を示す図である。
【図４】本実施例及び比較例で用いた基材フィルムの光線透過率分布を示す図である。
【図５】実施例及び比較例で用いた光重合開始剤及び光重合性液晶化合物のモル吸光係数の分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｘ：光重合性液晶化合物Ｘ
Ｙ：光重合性液晶化合物Ｙ
Ａ：光重合開始剤Ａ
Ｂ：光重合開始剤Ｂ
Ｃ：光重合開始剤Ｃ
１１：偏光子Ａ
１２：液晶セル
１３：偏光子Ｂ
１４：１／４波長板
１５：位相補償素子
１６：基材
１７：コレステリック樹脂層
１８：拡散板
１９：冷陰極管
２０：光反射板
２１：円偏光分離シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、
波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合してなり、コレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有する円偏光分離シート。
【請求項２】
前記光重合性液晶化合物の複屈折Δｎが０．１８以上である請求項１に記載の円偏光分離シート。
【請求項３】
前記コレステリック規則性を有する樹脂の層の総厚みが１０μｍ以下である請求項１〜２のいずれかに記載の円偏光分離シート。
【請求項４】
コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化している請求項１〜３のいずれかに記載の円偏光分離シート。
【請求項５】
波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８５％以上である基材フィルム上に塗布して塗膜を得、
該塗膜に、波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照度で０．１〜６秒間基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させた後コレステリック規則性を調整する処理を１回以上行って半硬化膜を得て、
次いで半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を有する樹脂の層を形成する工程を含む円偏光分離シートの製法。
【請求項６】
偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板及び
請求項１〜４のいずれかに記載の円偏光分離シートをこの順に有する液晶表示装置。
【請求項１】
波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である基材フィルム上に、
波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物を重合してなり、コレステリック規則性を有する樹脂の層を、１又は２以上有する円偏光分離シート。
【請求項２】
前記光重合性液晶化合物の複屈折Δｎが０．１８以上である請求項１に記載の円偏光分離シート。
【請求項３】
前記コレステリック規則性を有する樹脂の層の総厚みが１０μｍ以下である請求項１〜２のいずれかに記載の円偏光分離シート。
【請求項４】
コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化している請求項１〜３のいずれかに記載の円偏光分離シート。
【請求項５】
波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ-1ｃｍ-1以上の光重合開始剤と、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ-1ｃｍ-1以下の光重合性液晶化合物とを、波長３５０〜４００ｎｍにおける光線透過率が８５％以上である基材フィルム上に塗布して塗膜を得、
該塗膜に、波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え２０ｍＷ／ｃｍ2以下の照度で０．１〜６秒間基材フィルム側から照射して光重合性液晶化合物を重合させた後コレステリック規則性を調整する処理を１回以上行って半硬化膜を得て、
次いで半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を有する樹脂の層を形成する工程を含む円偏光分離シートの製法。
【請求項６】
偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板及び
請求項１〜４のいずれかに記載の円偏光分離シートをこの順に有する液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２２５４２９（Ｐ２００８−２２５４２９Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０８６２１（Ｐ２００７−１０８６２１）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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