JP2000284126A - 位相差板、円偏光板および反射型液晶表示装置 - Google Patents
位相差板、円偏光板および反射型液晶表示装置Info
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Abstract
する。 【解決手段】 波長550nmにおけるレターデーショ
ン値が210乃至300nmである光学異方性層Aと波
長550nmにおけるレターデーション値が115乃至
150nmである光学異方性層Bとを積層することによ
り、波長450nm、550nmおよび650nmで測
定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.
2乃至0.3の範囲内である位相差板において、光学異
方性層Aおよび光学異方性層Bの少なくとも一方を液晶
性分子から形成された層で構成する。
Description
光学異方性層を有する位相差板およびそれを用いた円偏
光板に関する。特に本発明は、反射型液晶表示装置、G
H−LCD、PS変換素子、光ディスクの書き込み用の
ピックアップ、あるいは反射防止膜に利用されるλ/4
板として有効な位相差板に関する。
おり、既に反射型LCD、光ディスク用ピックアップや
PS変換素子に使用されている。しかし、λ/4板と称
していても、ある特定波長でλ/4を達成しているもの
が大部分である。特開平10−68816号および同1
0−90521号公報に、光学異方性を有する二枚のポ
リマーフイルムを積層することにより得られる位相差板
が開示されている。特開平10−68816号公報記載
の位相差板は、複屈折光の位相差が1/4波長である1
/4波長板と、複屈折光の位相差が1/2波長である1
/2波長板とを、それらの光軸が交差した状態で貼り合
わせている。特開平10−90521号公報記載の位相
差板は、レターデーション値が160〜320nmであ
る位相差板を少なくとも2枚、その遅相軸が互いに平行
でも直交でもない角度になるように積層している。いず
れの公報に記載の位相差板も、二枚のポリマーフイルム
を使用して、広い波長領域でλ/4を達成している。
6号および同10−90521号公報記載の位相差板の
製造では、二枚のポリマーフイルムの光学的向き(光軸
や遅相軸)を調節することが難しい。ポリマーフイルム
の光学的向きは、一般にシート状あるいはロール状フイ
ルムの縦方向または横方向に相当するものであり、シー
トあるいはロールの斜め方向に光軸や遅相軸を有するポ
リマーフイルムは、製造が非常に困難である。そして、
特開平10−68816号および同10−90521号
公報記載の発明では、二つのポリマーフイルムの光学的
向きを平行でも直交でもない角度に設定する。従って、
特開平10−68816号および同10−90521号
公報記載の位相差板を製造するためには、二種類のポリ
マーフイルムを所定の角度にカットして、得られるチッ
プを貼り合わせる必要がある。チップの貼り合わせで位
相差板を製造しようとすると、粘着剤の塗布工程や、チ
ップカットあるいはチップの貼り合わせ工程が必要とな
り、処理が煩雑であって、軸ズレによる品質低下が起き
やすく、歩留まりが低下し、コストが増大し、汚染によ
る劣化も起きやすい。また、ポリマーフイルムでは、レ
ターデーションの発現が、延伸倍率、温度、延伸速度、
ポリマーの分子量のような様々な条件に影響を受ける。
そのため、ポリマーフイルムのレターデーション値を精
密に制御することも難しい。本発明の目的は、簡単に製
造できる広帯域λ/4板を提供することである。
(1)〜(6)の位相差板、(7)〜(8)の円偏光板
および(9)〜(10)の反射型液晶表示装置により達
成された。 (1)波長550nmにおけるレターデーション値が2
10乃至300nmである光学異方性層Aと波長550
nmにおけるレターデーション値が115乃至150n
mである光学異方性層Bとを積層することにより、波長
450nm、550nmおよび650nmで測定したレ
ターデーション値/波長の値が、いずれも0.2乃至
0.3の範囲内である位相差板であって、光学異方性層
Aおよび光学異方性層Bの一方がポリマーフイルムから
なり、他方が液晶性分子を含む層からなることを特徴と
する位相差板。 (2)波長550nmにおけるレターデーション値が2
10乃至300nmである光学異方性層Aと波長550
nmにおけるレターデーション値が115乃至150n
mである光学異方性層Bとを積層することにより、波長
450nm、550nmおよび650nmで測定したレ
ターデーション値/波長の値が、いずれも0.2乃至
0.3の範囲内である位相差板であって、光学異方性層
Aおよび光学異方性層Bが、いずれも液晶性分子を含む
層からなることを特徴とする位相差板。 (3)光学異方性層の液晶性分子が実質的に均一に配向
している(1)または(2)に記載の位相差板。 (4)光学異方性層の液晶性分子が実質的に均一に配向
している状態で固定されている(3)に記載の位相差
板。 (5)重合反応により液晶性分子が固定されている
(4)に記載の位相差板。 (6)光学異方性層の液晶性分子が、ディスコティック
液晶性分子であって、ディスコティック液晶性分子がポ
リマーフイルム面に対して実質的に垂直に配向している
(1)または(2)に記載の位相差板。
ション値が210乃至300nmである光学異方性層A
と波長550nmにおけるレターデーション値が115
乃至150nmである光学異方性層Bとを積層すること
により、波長450nm、550nmおよび650nm
で測定したレターデーション値/波長の値が、いずれも
0.2乃至0.3の範囲内である位相差板に、さらに偏
光膜が積層されている円偏光板であって、光学異方性層
Aおよび光学異方性層Bの一方がポリマーフイルムから
なり、他方が液晶性分子を含む層からなることを特徴と
する円偏光板。 (8)波長550nmにおけるレターデーション値が2
10乃至300nmである光学異方性層Aと波長550
nmにおけるレターデーション値が115乃至150n
mである光学異方性層Bとを積層することにより、波長
450nm、550nmおよび650nmで測定したレ
ターデーション値/波長の値が、いずれも0.2乃至
0.3の範囲内である位相差板に、さらに偏光膜が積層
されている円偏光板であって、光学異方性層Aおよび光
学異方性層Bが、いずれも液晶性分子を含む層からなる
ことを特徴とする円偏光板。 (9)反射板、液晶セルおよび偏光膜がこの順に積層さ
れている反射型液晶表示装置であって、さらに、波長5
50nmにおけるレターデーション値が210乃至30
0nmである光学異方性層Aと波長550nmにおける
レターデーション値が115乃至150nmである光学
異方性層Bとが反射板と偏光膜との間に配置されてお
り、光学異方性層AとBは、積層すると波長450n
m、550nmおよび650nmで測定したレターデー
ション値/波長の値が、いずれも0.2乃至0.3の範
囲内となる光学的性質を有し、光学異方性層Aおよび光
学異方性層Bの一方がポリマーフイルムからなり、他方
が液晶性分子を含む層からなることを特徴とする反射型
液晶表示装置。 (10)反射板、液晶セルおよび偏光膜がこの順に積層
されている反射型液晶表示装置であって、さらに、波長
550nmにおけるレターデーション値が210乃至3
00nmである光学異方性層Aと波長550nmにおけ
るレターデーション値が115乃至150nmである光
学異方性層Bとが反射板と偏光膜との間に配置されてお
り、光学異方性層AとBは、積層すると波長450n
m、550nmおよび650nmで測定したレターデー
ション値/波長の値が、いずれも0.2乃至0.3の範
囲内となる光学的性質を有し、光学異方性層Aおよび光
学異方性層Bが、いずれも液晶性分子を含む層からなる
ことを特徴とする反射型液晶表示装置。
異方性層は、ポリマーフイルムよりも光学的性質の調節
が容易である。液晶性分子を含む光学異方性層の光学的
向きは、液晶性分子のラビング方向によって容易に調節
できる。よって、従来の技術のようにフイルムをカット
してチップにする必要がない。また、液晶性分子の種類
と量および液晶性分子の配向状態を調整することで、必
要とされるレターデーション値を厳密に調節することも
できる。ディスコティック液晶性分子のような負の一軸
性が得られる液晶性分子を垂直配向させて用いると、厚
み方向の屈折率を改善でき、視野角拡大や斜め方向から
の色味を改善することができる。以上のように本発明に
よれば、簡単に製造できる広帯域λ/4板が得られる。
方性層Aは、波長550nmにおけるレターデーション
値を、1/2波長に設定する。具体的なレターデーショ
ン値は、210乃至300nmである。レターデーショ
ン値は、220乃至296nmであることが好ましく、
230乃至292nmであることがより好ましく、24
0乃至288nmであることがさらに好ましく、250
乃至284nmであることが最も好ましい。光学異方性
層Bは、波長550nmにおけるレターデーション値
を、1/4波長に設定する。具体的なレターデーション
値は、115乃至150nmである。レターデーション
値は、118乃至148nmであることが好ましく、1
21乃至146nmであることがより好ましく、122
乃至144nmであることがさらに好ましく、125乃
至142nmであることが最も好ましい。
層および偏光膜の光学的向きを、円偏光板全体がほぼ完
全な円偏光となるように設定する。このように光学的向
きを設定することで、広い波長領域でλ/4を達成する
ことができる。例えば、光学異方性層Aの遅相軸(屈折
率が面内で最大となる方向)と光学異方性層Bの遅相軸
との角度を60゜、光学異方性層Aの遅相軸と偏光膜の
偏光軸(透過率が面内で最大となる方向)との角度を1
5゜、そして、光学異方性層Bの遅相軸と偏光膜の偏光
軸との角度を75゜に設定することで、可視領域全体で
ほぼ完全な円偏光、すなわち広域帯λ/4が達成でき
る。また、光学異方性層Aの遅相軸と光学異方性層Bの
遅相軸との角度を60゜、光学異方性層Aの遅相軸と偏
光膜の偏光軸との角度を75゜、そして、光学異方性層
Bの遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を15゜に設定し
てもよい。以上の角度の許容範囲は、±10゜以内であ
り、±5゜以内であることがさらに好ましい。広域帯λ
/4とは、具体的には、波長450nm、550nmお
よび650nmで測定したレターデーション値/波長の
値が、いずれも0.2乃至0.3の範囲内であることを
意味する。レターデーション値/波長の値は、0.21
乃至0.29の範囲内であることが好ましく、0.22
乃至0.28の範囲内であることがより好ましく、0.
23乃至0.27の範囲内であることがさらに好まし
く、0.24乃至0.26の範囲内であることが最も好
ましい。
示装置の構成]図1は、本発明の位相差板の代表的な態
様を示す断面模式図である。図1に示す位相差板は、ポ
リマーフイルムからなる光学異方性層A(A)、垂直配
向膜(1)およびディスコティック液晶性分子(2)を
含む光学異方性層B(B)を、この順に積層した構成を
有する。光学異方性層Aの遅相軸(a)と光学異方性層
Bの遅相軸(b)との同一面内での角度は、60゜であ
る。光学異方性層Aは、一軸延伸フイルムである。使用
するポリマーの固有複屈折が正の場合には、フイルムの
延伸方向は、光学異方性層Aの遅相軸(a)に相当す
る。使用するポリマーの固有複屈折が負の場合には、フ
イルムの延伸方向は、光学異方性層Aの遅相軸(a)に
垂直な方向に相当する。光学異方性層Bは、ディスコテ
ィック液晶性分子(2)を含む。ディスコティック液晶
性分子(2)は垂直に配向している。ディスコティック
液晶性分子(2)の円盤面の方向が、光学異方性層Bの
遅相軸(b)に相当する。
態様を示す断面模式図である。図2に示す位相差板は、
ディスコティック液晶性分子(3)を含む光学異方性層
A(A)、垂直配向膜(4)、透明支持体(5)、垂直
配向膜(6)およびディスコティック液晶性分子(7)
を含む光学異方性層B(B)を、この順に積層した構成
を有する。光学異方性層Aの遅相軸(a)と光学異方性
層Bの遅相軸(b)との同一面内での角度は、60゜で
ある。光学異方性層Aは、ディスコティック液晶性分子
(3)を含む。ディスコティック液晶性分子(3)は垂
直に配向している。ディスコティック液晶性分子(3)
の円盤面の方向が、光学異方性層Aの遅相軸(a)に相
当する。光学異方性層Bも、ディスコティック液晶性分
子(7)を含む。ディスコティック液晶性分子(7)は
垂直に配向している。ディスコティック液晶性分子
(7)の円盤面の(法線と直交する)方向が、光学異方
性層Bの遅相軸(b)に相当する。
表的な構成を示す模式図である。図3に示す位相差板
は、ポリマーフイルムからなる光学異方性層B(B)、
垂直配向膜(1)およびディスコティック液晶性分子
(2)を含む光学異方性層A(B)を、この順に積層し
た構成を有する。光学異方性層Aの遅相軸(a)と光学
異方性層Bの遅相軸(b)との同一面内での角度は、6
0゜である。光学異方性層Bは、一軸延伸フイルムであ
る。使用するポリマーの固有複屈折が正の場合には、フ
イルムの延伸方向は、光学異方性層Bの遅相軸(b)に
相当する。使用するポリマーの固有複屈折が負の場合に
は、フイルムの延伸方向は、光学異方性層Bの遅相軸
(b)に垂直な方向に相当する。光学異方性層Aは、デ
ィスコティック液晶性分子(2)を含む。ディスコティ
ック液晶性分子(2)は垂直に配向している。ディスコ
ティック液晶性分子(2)の円盤面の方向が、光学異方
性層Aの遅相軸(a)に相当する。
ある。図4に示す円偏光板は、偏光膜(P)、光学異方
性層A(A)および光学異方性層B(B)を、この順に
積層した構成を有する。図4に示す円偏光板では、光学
異方性層Aの遅相軸(a)と光学異方性層Bの遅相軸
(b)との同一面内での角度(θ1)は、60゜であ
り、光学異方性層Aの遅相軸(a)と偏光膜(P)の偏
光軸(p)との角度(θ2)は、15゜であり、そし
て、光学異方性層Bの遅相軸(b)と偏光膜の偏光軸
(p)との角度(θ3)は、75゜である。
す模式図である。図5に示す反射型液晶表示装置は、反
射板(R)、液晶セル(LC)、光学異方性層B
(B)、光学異方性層A(A)、および偏光膜(P)
を、この順に積層した構成を有する。図5に示す反射型
液晶表示装置でも、光学異方性層Aの遅相軸(a)と光
学異方性層Bの遅相軸(b)との同一面内での角度(θ
1)は、60゜であり、光学異方性層Aの遅相軸(a)
と偏光膜(P)の偏光軸(p)との角度(θ2)は、1
5゜であり、そして、光学異方性層Bの遅相軸(b)と
偏光膜の偏光軸(p)との角度(θ3)は、75゜であ
る。さらに、液晶セル(LC)の偏光膜側配向膜のラビ
ング方向(r1)と偏光膜の偏光軸(p)との角度(θ
4)は、45゜であり、液晶セル(LC)の反射板側配
向膜側のラビング方向(r2)と偏光膜の偏光軸(p)
とは平行である。
層]ポリマーフイルムは、フイルムに光学異方性を付与
できるポリマーから形成する。そのようなポリマーの例
には、ポリオレフィン(例、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ノルボルネン系ポリマー)、ポリカーボネート、
ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコー
ル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステ
ルおよびセルロースエステルが含まれる。また、これら
のポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いて
もよい。フイルムの光学異方性は、延伸により得ること
が好ましい。延伸は一軸延伸であることが好ましい。一
軸延伸は、2つ以上のロールの周速差を利用した縦一軸
延伸またはポリマーフイルムの両サイドを掴んで幅方向
に延伸するテンター延伸が好ましい。なお、二枚以上の
ポリマーフイルムを用いて、二枚以上のフイルム全体の
光学的性質が前記の条件を満足してもよい。使用するポ
リマーの固有複屈折が正の場合には、ポリマーフイルム
の面内の屈折率が最大となる方向は、フイルムの延伸方
向に相当する。使用するポリマーの固有複屈折が負の場
合には、ポリマーフイルムの面内の屈折率が最大となる
方向は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
ポリマーフイルムは、複屈折のムラを少なくするために
ソルベントキャスト法により製造することが好ましい。
ポリマーフイルムの厚さは、20乃至500nmである
ことが好ましく、50乃至200nmであることがさら
に好ましく、50乃至100nmであることが最も好ま
しい。
分子としては、棒状液晶性分子またはディスコティック
液晶性分子が好ましく、ディスコティック液晶性分子が
特に好ましい。液晶性分子は、実質的に均一に配向して
いることが好ましく、実質的に均一に配向している状態
で固定されていることがさらに好ましく、重合反応によ
り液晶性分子が固定されていることが最も好ましい。棒
状液晶性分子を用いる場合は、水平なホモジニアス配向
にすることが好ましい。棒状液晶性分子としては、アゾ
メチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフ
ェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサ
ンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシク
ロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アル
コキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン
類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニ
トリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液
晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いること
ができる。ディスコティック液晶性分子を用いる場合
は、実質的に垂直(50乃至90度の範囲の平均傾斜
角)に配向させることが好ましい。ディスコティック液
晶性分子を斜め配向させてもよいし、傾斜角が徐々に変
化するように(ハイブリッド配向)させてもよい。斜め
配向またはハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は
50乃至90度であることが好ましい。ディスコティッ
ク液晶性分子は、様々な文献(C. Destrade et al., Mo
l. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981) ;
日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化
学、第5章、第10章第2節(1994);B. Kohne et al.,
Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985);
J. Zhang et al., J. Am.Chem. Soc., vol. 116, page
2655 (1994))に記載されている。ディスコティック液
晶性分子の重合については、特開平8−27284公報
に記載がある。ディスコティック液晶性分子を重合によ
り固定するためには、ディスコティック液晶性分子の円
盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要が
ある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、
重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そ
こで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入す
る。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性
分子は、下記式(I)で表わされる化合物であることが
好ましい。 (I) D(−L−P)n 式中、Dは円盤状コアであり;Lは二価の連結基であ
り;Pは重合性基であり;そして、nは4乃至12の整
数である。式(I)の円盤状コア(D)の例を以下に示
す。以下の各例において、LP(またはPL)は、二価
の連結基(L)と重合性基(P)との組み合わせを意味
する。
は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−
CO−、−NH−、−O−、−S−およびそれらの組み
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。二価の連結基(L)は、アルキレン基、ア
ルケニレン基、アリーレン基、−CO−、−NH−、−
O−および−S−からなる群より選ばれる二価の基を少
なくとも二つ組み合わせた基であることがさらに好まし
い。二価の連結基(L)は、アルキレン基、アルケニレ
ン基、アリーレン基、−CO−および−O−からなる群
より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた基
であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素原子数
は、1乃至12であることが好ましい。アルケニレン基
の炭素原子数は、2乃至12であることが好ましい。ア
リーレン基の炭素原子数は、6乃至10であることが好
ましい。アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレ
ン基は、置換基(例、アルキル基、ハロゲン原子、シア
ノ、アルコキシ基、アシルオキシ基)を有していてもよ
い。
側が円盤状コア(D)に結合し、右側が重合性基(P)
に結合する。ALはアルキレン基またはアルケニレン基
を意味し、ARはアリーレン基を意味する。 L1:−AL−CO−O−AL− L2:−AL−CO−O−AL−O− L3:−AL−CO−O−AL−O−AL− L4:−AL−CO−O−AL−O−CO− L5:−CO−AR−O−AL− L6:−CO−AR−O−AL−O− L7:−CO−AR−O−AL−O−CO− L8:−CO−NH−AL− L9:−NH−AL−O− L10:−NH−AL−O−CO−
O− L20:−O−CO−AR−O−AL−O−AL−O−A
L−O−CO− L21:−S−AL− L22:−S−AL−O− L23:−S−AL−O−CO− L24:−S−AL−S−AL− L25:−S−AR−AL−
種類に応じて決定する。重合性基(P)の例を以下に示
す。
1、P2、P3、P7、P8、P15、P16、P1
7)またはエポキシ基(P6、P18)であることが好
ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、
エチレン性不飽和重合性基(P1、P7、P8、P1
5、P16、P17)であることが最も好ましい。式
(I)において、nは4乃至12の整数である。具体的
な数字は、ディスコティックコア(D)の種類に応じて
決定される。なお、複数のLとPの組み合わせは、異な
っていてもよいが、同一であることが好ましい。二種類
以上のディスコティック液晶性分子(例えば、二価の連
結基に不斉炭素原子を有する分子と有していない分子)
を併用してもよい。
分子あるいは下記の重合性開始剤や他の添加剤を含む塗
布液を、垂直配向膜の上に塗布することで形成する。塗
布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好まし
く用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N
−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチ
ルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、
炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライ
ド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル
(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセト
ン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒド
ロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。ア
ルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の
有機溶媒を併用してもよい。塗布液の塗布は、公知の方
法(例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビア
コーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダ
イコーティング法)により実施できる。
子は、配向状態を維持して固定する。固定化は、ディス
コティック液晶性分子に導入した重合性基(P)の重合
反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱
重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる
光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重
合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2
367661号、同2367670号の各明細書記
載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号
明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合
物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノ
ン化合物(米国特許3046127号、同295175
8号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイ
マーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国
特許3549367号明細書記載)、アクリジンおよび
フェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、
米国特許4239850号明細書記載)およびオキサジ
アゾール化合物(米国特許4212970号明細書記
載)が含まれる。
の0.01乃至20重量%であることが好ましく、0.
5乃至5重量%であることがさらに好ましい。ディスコ
ティック液晶性分子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 乃至50J/cm2 であることが好ましく、10
0乃至800mJ/cm2 であることがさらに好まし
い。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を
実施してもよい。光学異方性層の厚さは、0.1乃至1
0μmであることが好ましく、0.5乃至5μmである
ことがさらに好ましく、1乃至5μmであることが最も
好ましい。
子を垂直に配向させるためには、配向膜の表面エネルギ
ーを低下させることが重要である。具体的には、ポリマ
ーの官能基により配向膜の表面エネルギーを低下させ、
これによりディスコティック液晶性分子を立てた状態に
する。配向膜の表面エネルギーを低下させる官能基とし
ては、フッ素原子および炭素原子数が10以上の炭化水
素基が有効である。フッ素原子または炭化水素基を配向
膜の表面に存在させるために、ポリマーの主鎖よりも側
鎖にフッ素原子または炭化水素基を導入することが好ま
しい。含フッ素ポリマーは、フッ素原子を0.05乃至
80重量%の割合で含むことが好ましく、0.1乃至7
0重量%の割合で含むことがより好ましく、0.5乃至
65重量%の割合で含むことがさらに好ましく、1乃至
60重量%の割合で含むことが最も好ましい。炭化水素
基は、脂肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせで
ある。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいず
れでもよい。脂肪族基は、アルキル基(シクロアルキル
基であってもよい)またはアルケニル基(シクロアルケ
ニル基であってもよい)であることが好ましい。炭化水
素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置
換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、
10乃至100であることが好ましく、10乃至60で
あることがさらに好ましく、10乃至40であることが
最も好ましい。ポリマーの主鎖は、ポリイミド構造また
はポリビニルアルコール構造を有することが好ましい。
ジアミンとの縮合反応により合成する。二種類以上のテ
トラカルボン酸あるいは二種類以上のジアミンを用い
て、コポリマーに相当するポリイミドを合成してもよ
い。フッ素原子または炭化水素基は、テトラカルボン酸
起源の繰り返し単位に存在していても、ジアミン起源の
繰り返し単位に存在していても、両方の繰り返し単位に
存在していてもよい。ポリイミドに炭化水素基を導入す
る場合、ポリイミドの主鎖または側鎖にステロイド構造
を形成することが特に好ましい。側鎖に存在するステロ
イド構造は、炭素原子数が10以上の炭化水素基に相当
し、ディスコティック液晶性分子を垂直に配向させる機
能を有する。本明細書においてステロイド構造とは、シ
クロペンタノヒドロフェナントレン環構造またはその環
の結合の一部が脂肪族環の範囲(芳香族環を形成しない
範囲)で二重結合となっている環構造を意味する。
向膜に好ましく用いることができる。フッ素変性ポリビ
ニルアルコールは、フッ素原子を含む繰り返し単位を5
乃至80モル%の範囲で含むことが好ましく、7乃至7
0モル%の範囲で含むことがさらに好ましい。好ましい
フッ素変性ポリビニルアルコールを、下記式(PV)で
表す。 (PV)−(VAl)x−(FRU)y−(VAc)z
− 式中、VAlは、ビニルアルコール繰り返し単位であ
り;FRUは、フッ素原子を含む繰り返し単位であり;
VAcは酢酸ビニル繰り返し単位であり;xは、20乃
至95モル%(好ましくは24乃至90モル%)であ
り;yは、5乃至80モル%(好ましくは7乃至70モ
ル%)であり;そして、zは0乃至30モル%(好まし
くは2乃至20モル%)である。好ましいフッ素原子を
含む繰り返し単位(FRU)を、下記式(FRU−I)
および(FRU−II)で表す。
2 −、−NH−、アルキレン基、アリーレン基およびそ
れらの組み合わせから選ばれる二価の連結基であり;L
2 は、単結合あるいは−O−、−CO−、−SO2 −、
−NH−、アルキレン基、アリーレン基およびそれらの
組み合わせから選ばれる二価の連結基であり;そしてR
f1 およびRf2 は、それぞれフッ素置換炭化水素基で
ある。アルキレン基およびアリーレン基はフッ素原子に
より置換されていてもよい。上記の組み合わせにより形
成される二価の連結基の例を、以下に示す。
ーレン基−O− L5:−アリーレン基−NH−CO− L6:−アリーレン基−CO−O− L7:−アリーレン基−CO−NH− L8:−アリーレン基−O− L9:−O−CO−NH−アリーレン基−NH−CO−
肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせである。脂
肪族基は、環状、分岐状あるいは直線状のいずれでもよ
い。脂肪族基は、アルキル基(シクロアルキル基であっ
てもよい)またはアルケニル基(シクロアルケニル基で
あってもよい)であることが好ましい。脂肪族基は、フ
ッ素原子以外にも、他のハロゲン原子のような強い親水
性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の
炭素原子数は、1乃至100であることが好ましく、2
乃至60であることがさらに好ましく、3乃至40であ
ることが最も好ましい。炭化水素基の水素原子がフッ素
原子で置換されている割合は、50乃至100モル%で
あることが好ましく、70乃至100モル%であること
がより好ましく、80乃至100モル%であることがさ
らに好ましく、90乃至100モル%であることが最も
好ましい。
る変性ポリビニルアルコールも垂直配向膜に好ましく用
いることができる。炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基
またはそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、
分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、
アルキル基(シクロアルキル基であってもよい)または
アルケニル基(シクロアルケニル基であってもよい)で
あることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のよ
うな強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。
炭化水素基の炭素原子数は、10乃至100であること
が好ましく、10乃至60であることがさらに好まし
く、10乃至40であることが最も好ましい。炭化水素
基を有する変性ポリビニルアルコールは、炭素原子数が
10以上の炭化水素基を有する繰り返し単位を2乃至8
0モル%の範囲で含むことが好ましく、3乃至70モル
%含むことがさらに好ましい。好ましい炭素原子数が1
0以上の炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコール
を、下記式(PV)で表す。 (PV)−(VAl)x−(HyC)y−(VAc)z
− 式中、VAlは、ビニルアルコール繰り返し単位であ
り;HyCは、炭素原子数が10以上の炭化水素基を有
する繰り返し単位であり;VAcは酢酸ビニル繰り返し
単位であり;xは、20乃至95モル%(好ましくは2
5乃至90モル%)であり;yは、2乃至80モル%
(好ましくは3乃至70モル%)であり;そして、zは
0乃至30モル%(好ましくは2乃至20モル%)であ
る。好ましい炭素原子数が10以上の炭化水素基を有す
る繰り返し単位(HyC)を、下記式(HyC−I)お
よび(HyC−II)で表す。
2 −、−NH−、アルキレン基、アリーレン基およびそ
れらの組み合わせから選ばれる二価の連結基であり;L
2 は、単結合あるいは−O−、−CO−、−SO2 −、
−NH−、アルキレン基、アリーレン基およびそれらの
組み合わせから選ばれる二価の連結基であり;そしてR
1 およびR2 は、それぞれ炭素原子数が10以上の炭化
水素基である。上記の組み合わせにより形成される二価
の連結基の例は、前記式(FRU−I)および(FRU
−II)で示した例と同様である。
200乃至5000であることが好ましく、300乃至
3000であることが好ましい。ポリマーの分子量は、
9000乃至200000であることが好ましく、13
000乃至130000であることがさらに好ましい。
二種類以上のポリマーを併用してもよい。垂直配向膜の
形成において、ラビング処理を実施することが好まし
い。ラビング処理は、上記のポリマーを含む膜の表面
を、紙や布で一定方向に、数回こすることにより実施す
る。なお、垂直配向膜を用いてディスコティック液晶性
分子を垂直に配向させてから、その配向状態のままディ
スコティック液晶性分子を固定して光学異方性層を形成
し、光学異方性層のみをポリマーフイルム(または透明
支持体)上に転写してもよい。垂直配向状態で固定され
たディスコティック液晶性分子は、垂直配向膜がなくて
も配向状態を維持することができる。そのため、本発明
の位相差板では、垂直配向膜は(位相差板の製造におい
て必須ではあるが)必須の要素ではない。
い。透明支持体としては、波長分散が小さいポリマーフ
イルムを用いることが好ましい。透明支持体は、光学異
方性が小さいことも好ましい。支持体が透明であると
は、光透過率が80%以上であることを意味する。波長
分散が小さいとは、具体的には、Re400/Re70
0の比が1.2未満であることが好ましい。光学異方性
が小さいとは、具体的には、面内レターデーション(R
e)が20nm以下であることが好ましく、10nm以
下であることがさらに好ましい。ポリマーの例には、セ
ルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、
ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートおよびポリメ
タクリレートが含まれる。セルロースエステルが好まし
く、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチ
ルセルロースが最も好ましい。ポリマーフイルムは、ソ
ルベントキャスト法により形成することが好ましい。透
明支持体の厚さは、20乃至500μmであることが好
ましく、50乃至200μmであることがさらに好まし
い。透明支持体とその上に設けられる層(接着層、垂直
配向膜あるいは光学異方性層)との接着を改善するた
め、透明支持体に表面処理(例、グロー放電処理、コロ
ナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施し
てもよい。透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設
けてもよい。
反射型液晶表示装置において使用されるλ/4板、光デ
ィスクの書き込み用のピックアップ、GH−LCDやP
S変換素子に使用されるλ/4板、あるいは反射防止膜
として利用されるλ/4板として、特に有利に用いられ
る。なお、λ/4板は、一般に偏光膜と組み合わせて使
用される。よって、位相差板と偏光膜とを組み合わせた
円偏光板として構成しておくと、容易に反射型液晶表示
装置のような用途とする装置に組み込むことができる。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料
系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜お
よび染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フ
イルムを用いて製造する。偏光膜の偏光軸(透過軸)
は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。偏光
膜は、一般に保護膜を有する。ただし、本発明では、ポ
リマーフイルムからなる光学異方性層または透明支持体
を偏光膜の保護膜として機能させることができる。それ
らとは別に偏光膜の保護膜を用いる場合は、保護膜とし
て光学的等方性が高いセルロースエステルフイルム、特
にトリアセチルセルロースフイルムを用いることが好ま
しい。
反射型液晶表示装置については、特開平10−1863
57号公報に記載がある。反射型液晶表示装置は、反射
板、液晶セルおよび偏光膜を、この順に積層した構成を
有する。位相差板は、反射板と偏光膜との間(反射板と
液晶セルとの間または液晶セルと偏光膜との間)に配置
される。反射板は、液晶セルと基板を共有していてもよ
い。すなわち、液晶セルの一方の基板の内側に反射膜を
形成して、その基板を反射板として機能させることがで
きる。反射板と液晶セルとが、基板を共有する場合、位
相差板を、反射膜と液晶セルの液晶層との間に設けるこ
とができる。位相差板を構成する光学異方性層Aと光学
異方性層Bとは、光学異方性層Aを偏光膜側に、光学異
方性層Bを反射板側に配置することが好ましい。光学異
方性層Aと光学異方性層Bとを分離し、光学異方性層A
を液晶セルと偏光膜との間に、光学異方性層Bを液晶セ
ルと反射板との間に配置してもよい。また、液晶セルの
一方の基板と液晶層との間に光学異方性層AまたはBを
配置してもよい。液晶セルは、一般に透明電極を備えた
二枚の基板の間に、棒状液晶性分子を含む液晶層を有す
る。液晶セルは、TN(twisted nematic )型であるこ
とが好ましい。TN型液晶セルのツイスト角度は、45
゜〜90゜であることが好ましい。液晶セルと偏光膜と
の間にカラーフィルターを配置してもよい。
伸して、波長550nmにおけるレターデーション値が
274nmである光学異方性層Aを得た。ステロイド変
性ポリアミック酸の希釈液を、バーコーターを用いてガ
ラス基板(光学的等方性)の上に1μmの厚さに塗布し
た。塗布層を、60℃の温風で2分間乾燥し、その表面
をラビング処理して、下記の変性ポリイミドからなる垂
直配向膜を形成した。
塗布し、ディスコティック液晶性分子をホモジニアスに
垂直配向させた。形成された層の厚さは、1.3μmで
あった。次に、500w/cm2 の照度の水銀ランプで
紫外線を1秒間照射してディスコティック液晶性分子を
重合させた。このようにして光学異方性層Bを形成し
た。
レターデーション値を測定したところ、137nmであ
った。
の遅相軸とが同一平面内で60゜の角度で交差するよう
に積層し、位相差板を得た。次に、偏光膜と保護膜から
なる偏光板を、偏光膜の偏光軸と光学異方性層Aの遅相
軸とが同一平面内で15゜の角度で交差し、かつ偏光膜
の偏光軸と光学異方性層Bの遅相軸とが同一平面内で7
5゜の角度で交差するように、位相差板の光学異方性層
B側に積層して、円偏光板を得た。円偏光板の偏光膜側
から光を照射し、通過した光の位相差を測定した。結果
を下記第1表に示す。
性層Aの上に直接、実施例1と同様に垂直配向膜を形成
した。光学異方性層Aの遅相軸との角度が60゜の方向
で、垂直配向膜にラビング処理を実施した。垂直配向膜
の上に、実施例1と同様に、波長550nmにおけるレ
ターデーション値が137nmである光学異方性層Bを
形成して、位相差板を得た。次に、偏光膜と保護膜から
なる偏光板を、偏光膜の偏光軸と光学異方性層Aの遅相
軸とが同一平面内で15゜の角度で交差し、かつ偏光膜
の偏光軸と光学異方性層Bの遅相軸とが同一平面内で7
5゜の角度で交差するように、位相差板の光学異方性層
B側に積層して、円偏光板を得た。円偏光板の偏光膜側
から光を照射し、通過した光の位相差を測定した。結果
を下記第2表に示す。
ルム(光学的等方性)の両面に、実施例1と同様に垂直
配向膜を形成した。二つの垂直配向膜のラビング方向
は、60゜の角度となるように調節した。一方の垂直配
向膜の上に、実施例1と同様に光学異方性層B塗布液を
用いて、波長550nmにおけるレターデーション値が
137nmである光学異方性層Bを形成した。他方の垂
直配向膜の上には、実施例1で用いた光学異方性層B塗
布液の塗布量を増加させて塗布し、波長550nmにお
けるレターデーション値が274nmである光学異方性
層Aを形成して、位相差板を得た。次に、偏光膜と保護
膜からなる偏光板を、偏光膜の偏光軸と光学異方性層A
の遅相軸とが同一平面内で15゜の角度で交差し、かつ
偏光膜の偏光軸と光学異方性層Bの遅相軸とが同一平面
内で75゜の角度で交差するように、位相差板の光学異
方性層B側に積層して、円偏光板を得た。円偏光板の偏
光膜側から光を照射し、通過した光の位相差を測定し
た。結果を下記第3表に示す。
m、長さ500mの光学的に等方性のロール状トリアセ
チルセルロースフイルムを透明支持体として用いた。ス
テロイド変性ポリアミック酸の希釈液を、透明支持体の
片面上に連続塗布し、厚さ0.5μmの垂直配向膜を形
成した。次に、透明支持体の長手方向に対して15゜の
方向に、連続的に垂直配向膜のラビング処理を実施し
た。垂直配向膜の上に、実施例1で用いた組成の塗布液
をバーコーターを用いて連続的に塗布、乾燥および加熱
(配向熟成)し、さらに紫外線を照射して、厚さ3.6
μmの光学異方性層Aを形成し、位相差板を作成した。
また、光学異方性層Aは、光軸に直交する方向(透明支
持体の長手方向に対して75゜の方向)に遅相軸を有し
ていた。光学異方性層Aのレターデーション値を測定し
た。波長550nmにおけるレターデーション値は26
9nmであって、波長550nmでは実質的にπの位相
差(λ/2)を示した。
イルムを一軸延伸して、光学異方性層Bを得た。光学異
方性層Bのレターデーション値を測定した。波長550
nmにおけるレターデーション値は135nmであっ
て、波長550nmでは実質的にπ/2の位相差(λ/
4)を示した。
り合わせて、位相差板を作成した。ポリカーボネートフ
イルムの面内の遅相軸(延伸方向)と透明支持体の長手
方向との角度は75゜、ポリカーボネートフイルムの面
内の遅相軸(延伸方向)と光学異方性層の面内の遅相軸
(ラビング方向)との角度は60゜に設定した。得られ
た位相差板のレターデーション値を測定したところ、広
い波長領域で実質的にπ/2の位相差(λ/4)を示し
た。
わせて、円偏光板を作成した。偏光膜の偏光軸と透明支
持体の長手方向は、平行になるように調整した。得られ
た円偏光板の光学的性質を王子計測機器(株)製KOB
RA21ADHで調べたところ、ほぼ完全な円偏光が達
成されていた。
表示装置を作製した。光学異方性層Aには実施例1で作
製したポリカーボネートフイルムを用い、光学異方性層
Bには波長550nmにおけるレターデーション値が1
37nmであるポリカーボネートフイルムを用いた。反
射型液晶表示装置に表示される画像を観察したところ、
左右の斜め方向から見ると画像の黄色みが顕著であっ
た。
表示装置を作製した。光学異方性層Aには実施例4で作
製したディスコティック液晶性分子から形成した層を用
い、光学異方性層Bには、実施例4で作製したポリカー
ボネートフイルムを用いた。反射型液晶表示装置に表示
される画像を観察したところ、左右の視野角が広く、画
像の黄色みが認められなかった。
式図である。
面模式図である。
示す断面模式図である。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 波長550nmにおけるレターデーショ
ン値が210乃至300nmである光学異方性層Aと波
長550nmにおけるレターデーション値が115乃至
150nmである光学異方性層Bとを積層することによ
り、波長450nm、550nmおよび650nmで測
定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.
2乃至0.3の範囲内である位相差板であって、光学異
方性層Aおよび光学異方性層Bの一方がポリマーフイル
ムからなり、他方が液晶性分子から形成された層からな
ることを特徴とする位相差板。 - 【請求項2】 波長550nmにおけるレターデーショ
ン値が210乃至300nmである光学異方性層Aと波
長550nmにおけるレターデーション値が115乃至
150nmである光学異方性層Bとを積層することによ
り、波長450nm、550nmおよび650nmで測
定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.
2乃至0.3の範囲内である位相差板であって、光学異
方性層Aおよび光学異方性層Bが、いずれも液晶性分子
から形成された層からなることを特徴とする位相差板。 - 【請求項3】 光学異方性層の液晶性分子が実質的に均
一に配向している請求項1または2に記載の位相差板。 - 【請求項4】 光学異方性層の液晶性分子が実質的に均
一に配向している状態で固定されている請求項3に記載
の位相差板。 - 【請求項5】 重合反応により液晶性分子が固定されて
いる請求項4に記載の位相差板。 - 【請求項6】 光学異方性層の液晶性分子が、ディスコ
ティック液晶性分子であって、ディスコティック液晶性
分子がポリマーフイルム面に対して実質的に垂直に配向
している請求項1または2に記載の位相差板。 - 【請求項7】 波長550nmにおけるレターデーショ
ン値が210乃至300nmである光学異方性層Aと波
長550nmにおけるレターデーション値が115乃至
150nmである光学異方性層Bとを積層することによ
り、波長450nm、550nmおよび650nmで測
定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.
2乃至0.3の範囲内である位相差板に、さらに偏光膜
が積層されている円偏光板であって、光学異方性層Aお
よび光学異方性層Bの一方がポリマーフイルムからな
り、他方が液晶性分子を含む層からなることを特徴とす
る円偏光板。 - 【請求項8】 波長550nmにおけるレターデーショ
ン値が210乃至300nmである光学異方性層Aと波
長550nmにおけるレターデーション値が115乃至
150nmである光学異方性層Bとを積層することによ
り、波長450nm、550nmおよび650nmで測
定したレターデーション値/波長の値が、いずれも0.
2乃至0.3の範囲内である位相差板に、さらに偏光膜
が積層されている円偏光板であって、光学異方性層Aお
よび光学異方性層Bが、いずれも液晶性分子を含む層か
らなることを特徴とする円偏光板。 - 【請求項9】 反射板、液晶セルおよび偏光膜がこの順
に積層されている反射型液晶表示装置であって、さら
に、波長550nmにおけるレターデーション値が21
0乃至300nmである光学異方性層Aと波長550n
mにおけるレターデーション値が115乃至150nm
である光学異方性層Bとが反射板と偏光膜との間に配置
されており、光学異方性層AとBは、積層すると波長4
50nm、550nmおよび650nmで測定したレタ
ーデーション値/波長の値が、いずれも0.2乃至0.
3の範囲内となる光学的性質を有し、光学異方性層Aお
よび光学異方性層Bの一方がポリマーフイルムからな
り、他方が液晶性分子を含む層からなることを特徴とす
る反射型液晶表示装置。 - 【請求項10】 反射板、液晶セルおよび偏光膜がこの
順に積層されている反射型液晶表示装置であって、さら
に、波長550nmにおけるレターデーション値が21
0乃至300nmである光学異方性層Aと波長550n
mにおけるレターデーション値が115乃至150nm
である光学異方性層Bとが反射板と偏光膜との間に配置
されており、光学異方性層AとBは、積層すると波長4
50nm、550nmおよび650nmで測定したレタ
ーデーション値/波長の値が、いずれも0.2乃至0.
3の範囲内となる光学的性質を有し、光学異方性層Aお
よび光学異方性層Bが、いずれも液晶性分子を含む層か
らなることを特徴とする反射型液晶表示装置。
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