JP2001100038A - ディスコティック色素液晶膜からなる偏光シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高耐久性と高偏光度とが両立し、かつ簡便な
製造方法によって製造可能な色素型偏光膜を提供するこ
と。 【解決手段】 ディスコティック液晶性色素がシート平
面に対して垂直に、かつ一軸に配向した状態で固定され
てなるディスコティック色素液晶膜を含む偏光シート、
および該偏光シートを備えた液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色素の二色性を利
用する色素型偏光シート、および該偏光シートを備えた
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の液晶ディスプレイは、室内用のみ
ならず、屋外や車載用途など用途の広がりに伴い、ます
ますその耐久性の向上が望まれている。液晶ディスプレ
イの表示様式としては、最近、偏光膜（偏光板、偏光フ
ィルム、偏光シート）を用いないで表示画像の明るさに
特徴を求めた光散乱型も提案されている。しかし、通常
用途の液晶ディスプレイとしては、依然として、偏光膜
を備えたものが大半を占めている。上記のように、近年
では液晶ディスプレイが屋外や乗用車などのような厳し
い環境条件で利用されるようになったため、液晶ディス
プレイに従来より増して高い耐久性が要求されるように
なてきており、その液晶ディスプレイに装着される偏光
膜についても高い耐久性が要求されるようになってい
る。

【０００３】従来の液晶ディスプレイには、高い偏光度
を示すヨウ素型偏光板が一般的に利用されてきた。この
ヨウ素型偏光板は、延伸ポリビニルアルコールにヨウ素
の多核錯体を吸着させた構成を有する。しかし、このヨ
ウ素型偏光板に用いられるヨウ素の多核錯体は熱安定性
が低いため、環境条件の厳しい場所で用いられる液晶デ
ィスプレイに装着して利用するには充分な耐久性を示さ
ないという問題があった。このため、ヨウ素型偏光板に
比較して耐久性が優れている、延伸ポリビニルアルコー
ルにアゾ系二色性染料を染着させた色素型偏光板の需要
が近年益々伸びてきている。

【０００４】しかし、アゾ系二色性染料を染着させた色
素型偏光板では、可視領域の全域の光を偏光するため
に、数種類のアゾ系染料を組合わせて用いる必要があ
り、それらの染料を各々を適切、かつ一定のバランスの
濃度で長時間連続的に延伸ポリビニルアルコールなどの
支持体に染着させるためには、厳しい製造工程の管理が
必要となる。なお、アゾ系染料の光熱耐久性を向上さ
せ、さらに二色性の向上を同時に図るべく、アゾ系染料
を錯体化する技術も提案されているが、溶解度や染着性
の低下が大きくいため、革新的な性能の向上にはさほど
寄与しておらず、また現時点では、安価な偏光板を提供
するに至っていない。また、一般的に、高偏光度の色素
型偏光膜を得るためには、ヨウ素型偏光板と同様に数ミ
クロンの色素の支持体としてポリビニルアルコール薄膜
を用いる必要があり、従って、その薄膜の保護のために
は、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）などの光学フ
ィルムで挟む構成をとる必要があって、偏光板全体とし
て厚くならざるをえない。偏光板の厚みが大きくなれ
ば、視認性の向上のためには大きな障害となる。

【０００５】上記のように、現在知られている色素系偏
光膜では、高耐久性と高偏光度との両立が困難である
か、あるいはその製造のためには高いコストの負担が必
要となる。また、これまでの色素系偏光膜では、最近の
薄膜化による高視認性の要求にも応えることができな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来と全く
異なる材料系を使用することで、高耐久性と高偏光度と
が両立し、かつ、簡便な方法で製造が可能な色素型偏光
膜を提供することを、主な課題とする。本発明はまた、
近赤外吸収型色素をも利用することができ、このため、
紫外域から近赤外域までの広い波長域で高い偏光特性を
示すことが可能な色素型偏光膜を提供することも、その
課題とする。さらに、本発明は、用いる色素の膜厚方向
の吸収の寄与によって斜め方向からの光漏れを顕著に低
減させる効果も得ることができ、かつ薄膜化が可能で、
飛躍的に視認性が向上した液晶ディスプレイの製造に利
用することができる色素型偏光膜を提供することも、そ
の課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ディスコティ
ック液晶性色素がシート平面に対して垂直に、かつ一軸
に配向した状態で固定されてなるディスコティック色素
液晶膜を含む偏光シートにある。

【０００８】本発明はまた、液晶表示素子の両側に上記
の偏光シートを備えてなる液晶表示装置にもある。

【０００９】本発明の好ましい実施態様を次に記載す
る。 （１）本発明の偏光シートのディスコティック色素液晶
膜が垂直配向膜を有する支持体表面の上に形成されてい
ること。 （２）本発明の偏光シートで用いるディスコティック液
晶性色素が、中央に色素特性を示すディスコティック構
造を持つ色素であること。 （３）本発明の偏光シートで用いるディスコティック液
晶性色素が、色素特性を持たないディスコティック構造
と色素特性を有する置換基とからなる色素であること。 （４）本発明の偏光シートのディスコティック色素液晶
膜中に、色素特性を示さないディスコティック液晶性分
子が含まれていて、また該ディスコティック液晶性分子
も、該シート平面に対して垂直に、かつ一軸配向した状
態で固定されていること。

【００１０】（５）本発明の偏光シートが、２５０ｎｍ
〜７００ｎｍの波長領域における偏光度と単板透過率と
の積が０．２５以上の値を持つものであること。 （６）本発明の偏光シートが、４００ｎｍ〜９００ｎｍ
の波長領域における偏光度と単板透過率との積が０．２
５以上の値を持つものであること。 （７）本発明の偏光シートが、２５０ｎｍ〜９００ｎｍ
の波長領域における偏光度と単板透過率との積が０．２
５以上の値を持つものであること。 （８）本発明の偏光シートが、８００ｎｍ〜１０００ｎ
ｍの波長領域における偏光度と単板透過率との積が０．
３０以上のを持つものであること。 （９）本発明の偏光シートのディスコティック色素液晶
膜が、ディスコティックネマティック相を示すこと。 （１０）本発明の偏光シートのディスコティック色素液
晶膜の製造に際して、ディスコティック液晶性色素とし
て、光重合性基を有するディスコティック液晶性色素を
用い、その色素が光重合によって重合体となることによ
り、ディスコティック色素液晶膜中にて固定状態にある
こと。

【００１１】本発明の偏光シートは、支持体上に形成さ
れた垂直配向膜上に、光重合性基を有するディスコティ
ック液晶性色素層を塗布形成し、次いで液晶形成温度に
加熱することにより配向膜上に垂直、かつ一軸配向させ
た後に、該一軸配向されたディスコティック液晶性色素
層を光重合により硬化固定してディスコティック色素液
晶膜を形成することにより容易に製造することができ
る。なお、このようにして形成されたディスコティック
液晶性色素層は、その製造に使用した垂直配向膜を備え
た支持体から一旦剥離して、別に用意した支持体、光学
フィルムなどのような種々の基体の上に転写させて用い
てもよい。

【００１２】本明細書において、「垂直に配向」とは、
円盤状色素の円盤面がディスコティック色素液晶膜の平
面に対してと実質的に垂直な位置関係（該平面に対して
６０〜９０゜の範囲にある位置関係）にあることを意味
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】一般に、ディスコティック液晶性
分子は、その母核に円盤状の部分構造を有する化合物分
子である。ディスコティック液晶性分子の液晶性の発現
に寄与する側鎖部を除いた母核部分の円盤状構造は、下
記の（１）〜（４）の要件、あるいは下記の（１）、
（２）、（３’）〜（５’）に記載の方法によってり得
られる長さである「ａ、ｂ、ｃ」によって定義できる。

【００１４】（１）ディスコティック液晶性分子の円盤
状構造について、できる限り平面に近い分子構造を構築
する。結合距離および結合角としては、軌道の混成に応
じた標準値を用いることが好ましい。標準値について
は、日本化学会編、化学便覧改定４版基礎編、第II分冊
１５章（１９９３年刊 丸善）に記載がある。 （２）上記（１）で得られた構造を初期値として、分子
軌道法や分子力場法により構造を最適化する。最適化方
法としては、Gaussian92、MOPAC93 、CHARMm/QUANTAお
よびMM3が適用できる。特に好まい方法はGausian92であ
る。 （３）構造が最適化された円盤状構造中の各原子に、フ
ァンデルワールス半径で定義される球を付与し、これに
よって分子の形状を記述する。 （４）上記（３）で形状が得られた円盤状構造が入り得
る最小の直方体の三個の稜をａ、ｂ、ｃとする。

【００１５】任意性を小さくするためには、上記の
（３）〜（４）の要件に代えて、下記の（３’）〜
（５’）を行なうことが好ましい。

【００１６】（３’）構造最適化によって得られた構造
の重心を原点に移動させ、座標軸を慣性主軸（慣性テン
ソル楕円体の主軸）にとる。 （４’）各原子にファンデルワールス半径で定義される
球を付与し、これによって分子の形状を記述する。 （５’）ファンデルワールス表面上で各座標軸方向の長
さを計測し、それらそれぞれをａ、ｂ、ｃとする。

【００１７】以上の手順により求められたａ、ｂ、ｃを
用いて定義すると、好ましい円盤状構造では、ａ≧ｂ＞
ｃかつａ≧ｂ≧ａ／２の関係を満たす。さらに好ましい
円盤状構造は、ａ≧ｂ＞ｃかつａ≧ｂ≧０．７ａの関係
を満たす。また、ｂ／２＞ｃであることも好ましい。

【００１８】ディスコティック液晶性分子としては、こ
れまでに様々な化合物が提案されている（例えば、C．D
estradeらの研究報告、Mol．Cryst．Liq．Cryst．71
巻、111頁(1981年）；日本化学会編、季刊化学総説No．
22液晶の化学第5章及び第10章（1994年刊)；B．Kohneら
の研究報告、Angew．Chem．96巻、70頁（1984年）、J．
M．Lehnらの研究報告、J．Chem．Soc．Chem．Commu
n．，1794頁（1985年）；J．Zhang、J．S．Mooreらの研
究報告、J．Am．Chem．Soc．，116巻、2655頁(1994年)
に記載）。

【００１９】中心部分の円盤状構造の例には、ベンゼン
環、シクロヘキサン環、トリフェニレン環、トルキセン
環、コロネン環、フタロシアニン環、ポルフィリン環、
アザクラウン環、アセチレンマクロサイクル環およびβ
−ジケトン系金属錯体環が含まれる。円盤状構造の例
は、日本化学会編、“化学総説No．15、新しい芳香族の
化学”（1977年 東京大学出版会刊）にも記載がある。
また、金属錯体のように、水素結合や配位結合により、
複数の分子の集合体を形成して円盤状構造を形成しても
よい。

【００２０】ディスコティック液晶性分子は、中心部分
の円盤状構造から放射状に、複数個の互いに同一または
異なる側鎖部分が伸びた構造を有する化合物である。

【００２１】側鎖部分の例としては、アルカノイルオキ
シ基、アルキルスルホニル基、アルキルチオ基、アルコ
キシ基、２−（４−アルキルフェニル）エチニル基、末
端ビニルアルコキシ基、４−アルコキシフェニル基、ア
ルコキシメチル基、アルキルチオメチル基、２−アルキ
ルチオエトキシメチル基、２−アルコキシエトキシメチ
ル基、２−アルコキシカルボニルエチル基、コレステリ
ルオキシカルボニル、４−アルコキシフェノキシカルボ
ニル基、４−アルコキシベンゾイルオキシ基、４−アル
キルベンゾイルオキシ基、４−アルコキシベンゾイル
基、４−アルコキシシンナモイルオキシ基、４−アルキ
ルシンナモイルオキシ基および４−アルコキシシンナモ
イル基が挙げられる。

【００２２】アルカノイルオキシ基の例には、ヘキサノ
イルオキシ、ヘプタノイルオキシ、オクタノイルオキ
シ、ノナノイルオキシ、デカノイルオキシおよびウンデ
カノイルオキシが含まれる。アルキルスルホニル基の例
には、ヘキシルスルホニル、ヘプチルスルホニル、オク
チルスルホニル、ノニルスルホニル、デシルスルホニル
およびウンデシルスルホニルが含まれる。アルキルチオ
基の例には、ヘキシルチオ、ヘプチルチオ、オクチルチ
オ、ノニルチオ、デシルチオ、ウンデシルチオおよびド
デシルチオが含まれる。アルコキシ基の例には、ブトキ
シ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキ
シ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシおよ
びウンデシルオキシが含まれる。２−（４−アルキルフ
ェニル）エチニル基の例には、２−（４−メチルフェニ
ル）エチニル、２−（４−エチルフェニル）エチニル、
２−（４−プロピルフェニル）エチニル、２−（４−ブ
チルフェニル）エチニル、２−（４−ペンチルフェニ
ル）エチニル、２−（４−ヘキシルフェニル）エチニ
ル、２−（４−ヘプチルフェニル）エチニル、２−（４
−オクチルフェニル）エチニルおよび２−（４−ノニル
フェニル）エチニルが含まれる。末端ビニルアルコキシ
基の例には、４−ビニルブトキシ、５−ビニルペンチル
オキシ、６−ビニルヘキシルオキシ、７−ビニルヘプチ
ルオキシ、８−ビニルオクチルオキシおよび９−ビニル
ノニルオキシが含まれる。

【００２３】４−アルコキシフェニル基のアルコキシ部
分の例は、上記アルコキシ基の例と同様である。アルコ
キシメチル基のアルコキシ部分の例は、上記アルコキシ
基の例と同様である。アルキルチオメチル基のアルキル
チオ部分の例は、上記アルキルチオ基の例と同様であ
る。２−アルキルチオエトキシメチル基のアルキルチオ
部分の例は、上記アルキルチオ基の例と同様である。２
−アルコキシカルボニルエチル基のアルコキシ部分の例
は、上記アルコキシ基の例と同様である。４−アルコキ
シフェノキシカルボニル基のアルコキシ部分の例は、上
記アルコキシ基の例と同様である。４−アルコキシベン
ゾイルオキシ基のアルコキシ部分の例は、上記アルコキ
シ基の例と同様である。４−アルキルベンゾイルオキシ
基の例には、４−メチルベンゾイルオキシ、４−エチル
ベンゾイルオキシ、４−プロピルベンゾイルオキシ、４
−ブチルベンゾイルオキシ、４−ペンチルベンゾイルオ
キシ、４−ヘキシルベンゾイルオキシ、４−ヘプチルベ
ンゾイルオキシ、４−オクチルベンゾイルオキシおよび
４−ノニルベンゾイルオキシが含まれる。４−アルコキ
シベンゾイル基のアルコキシ部分の例は、上記アルコキ
シ基の例と同様である。

【００２４】４−アルコキシシンナモイルオキシ基のア
ルコキシ部分の例は、上記アルコキシ基の例と同様であ
る。４−アルキルシンナモイルオキシ基の例には、４−
メチルシンナモイルオキシ、４−エチルシンナモイルオ
キシ、４−プロピルシンナモイルオキシ、４−ブチルシ
ンナモイルオキシ、４−ペンチルシンナモイルオキシ、
４−ヘキシルシンナモイルオキシ、４−ヘプチルシンナ
モイルオキシ、４−オクチルシンナモイルオキシおよび
４−ノニルシンナモイルオキシが含まれる。４−アルコ
キシシンナモイル基のアルコキシ部分の例は、上記アル
コキシ基の例と同様である。

【００２５】側鎖部分は、上記各例のフェニルの部分
が、他のアリール基（例、ナフチル、フェナンスリル、
アントラセニル）に置き替っていてもよい。以上の各例
は、さらに置換基を有していてもよい。また前述の置換
基に加えて更に置換されていても良い。また、側鎖部分
は、上記各例のフェニルの部分が、芳香族性を有する複
素環基（例、ピリジル、ピリミジル、トリアジニル、チ
エニル、フリル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリ
ル、トリアゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、チアジ
アゾリル、オキサジアゾリル、キノリル、イソキノリ
ル）に置き替っていてもよい。

【００２６】有機金属錯体からなるディスコティック液
晶性分子には、ジイソブチルシランジオールのような有
機ケイ素系金属錯体（Eaborn他、J．Chem．Soc．， 549
頁、1955年）、β−ジケトン系金属錯体（太田他、J．C
hem．Soc．，Chem．Commun．，1099頁、1984年）、長鎖
置換フタロシアニン系金属錯体（Simon他、J．Amer．Ch
em．Soc．，104巻、5244頁、1982年）、ジチオレン系金
属錯体（太田他、J．Chem．Soc．，Chem．Commun．， 8
83頁、1986年）、ポルフィリン系金属錯体（清水他、Ch
em．Lett．，1041頁，1986年）、金属（II）カルボキシ
レート系複核錯体（Giroud他、J．Phys．Lett．，45
巻、L-681頁、1984年）、イミン系のＰｄ複核錯体（Sim
on他、Liq．Cryst．， 4巻、707頁、1989年）およびビ
ス（グリオキシマート）金属（II）系錯体（太田他、Mo
l．Cryst．Liq．Cryst．，203 巻、43頁、1991年）が含
まれる。

【００２７】有機金属錯体系の液晶は、従来の液晶には
ない新規な物性を利用して、（１）サーモクロミズムや
エレクトロクロミズムのような変色性の利用、（２）錯
体本来がもつ濃厚な有色性を利用した色素液晶への応
用、（３）一次元電導体への応用および（４）強磁性体
への応用のような、新たな用途の可能性を有している。

【００２８】ディスコティック液晶相は、ディスコティ
ックネマティック相とカラムナー相とに分類され、カラ
ムナー相は、さらにヘキサゴナル相、レクタンギュラー
相およびテトラゴナル相に分類される（H．Zimmermanら
の研究報告、Israel Journal of Chemistry，23巻，
341頁（1983年）に記載）。最近では、さらに、ディス
コティックラメラ相やカイラルディスコティックネマテ
ィック相の例も報告されている。本発明では、ディスコ
ティック液晶性分子は、ディスコティックネマティック
相を形成することが好ましい。

【００２９】ディスコティック液晶性色素としては、ポ
リフィリン核、フタロシアニン核、フォルマザン核、ト
リフェニルメタン核など色素として特有の円盤状骨格を
有する化合物群と、アゾ色素などの棒状二色性色素がそ
の放射状側鎖としてベンゼン環やトリフェニレン環など
のディスコティック液晶性分子に記載した円盤状骨格に
組み込まれた円盤状色素化合物群が挙げられる。さら
に、これらの色素が所望の波長域を偏光できるように組
み合わせて用いることができる。

【００３０】上記ディスコティック液晶性色素に関して
は、種々の文献に報告がある（D．Lelievre，M．A．Pet
it，J．Simon，Liquid Crystal，4，707，（1989）
等）。

【００３１】以下に、ディスコティック液晶性色素の具
体例を示す。

【００３２】

【化１】ポルフィリン系色素Ａ

【００３３】

【化２】アントラキノン系色素Ｂ

【００３４】

【化３】金属錯体アゾ系色素Ｃ

【００３５】

【化４】フタロシアニン系色素Ｄ

【００３６】

【化５】ヘキサエチルベンゼン系色素Ｅ

【００３７】垂直一軸配向とは、ディスコティック液晶
性分子の光軸がほぼ一定方向に向いて基板面に対して垂
直配向している状態を示す。そのような配向を実現する
ディスコティック液晶用垂直配向膜としては、排除体積
効果の期待できる嵩高いコレステロールのようなステロ
イド基、ビフェニル基、トラン基などの、かなり剛直で
棒状な構造の官能基が、ポリイミド（あるいはポリアミ
ック酸）、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸など
のポリマー主鎖に置換したものを用いることが好まし
い。垂直配向したディスコティック液晶性色素分子は、
その配向が強固に固定されていることが好ましい。具体
的には、ディスコティック液晶性色素分子は、その側鎖
末端に、アクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル
基、シンナモイル基、エポキシ基、グリシジル基等の光
重合可能な官能基を有することが好ましい。

【００３８】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。

【００３９】光重合開始剤の例には、α−カルボニル化
合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号
の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許２４
４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族ア
シロイン化合物（米国特許２７２２５１２号明細書記
載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２７号、
同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイ
ミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組
み合わせ（米国特許３５４９３６７号明細書記載）、ア
クリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５
６６７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４２１２９７
０号明細書記載）が含まれる。

【００４０】光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分
の０．０１乃至２０重量％の範囲にあることが好まし
く、０．５乃至５重量％の範囲に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、１００乃至２０００ｍＪ／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。

【００４１】ディスコティック色素液晶膜の支持体とし
ては、配向色素相が重合架橋された高強度の薄膜の場合
は、現行のヨウ素系偏光膜のようにセルローストリアセ
テート（ＴＡＣ）で挟む必要がなく、塗布による自由界
面側は保護する必要がないため、どのような支持体を用
いることも原理的には可能である。

【００４２】支持体としては、光学的異方性が小さいポ
リマーフイルムを用いることが好ましい。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。光学的異方性が小さいとは、具体的には面内レター
デーション（Ｒｅ）が２０ｎｍ以下であることが好まし
く、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、５ｎｍ
以下であることが最も好ましい。また、厚み方向のレタ
ーデーション（Ｒth）は、１００ｎｍ以下であることが
好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、
３０ｎｍ以下であることが最も好ましい。面内レターデ
ーション（Ｒｅ）と厚み方向のレターデーション（Ｒt
h）は、それぞれ下記式で定義される。

【００４３】Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ Ｒth＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝−ｎｚ］×ｄ 式中、ｎｘおよびｎｙは、透明支持体の面内屈折率であ
り、ｎｚは透明支持体の厚み方向の屈折率であり、そし
てｄは透明支持体の厚さである。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】支持体とその上に設けられる層との接着を
改善するため、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。支持体の上に、接着層（下塗り層）
を設けてもよい。

【００４７】ディスコティック色素液晶膜製造用の塗布
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。

【００４８】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。

【００４９】液晶表示装置は、偏光膜を用いて光の透過
を制御する様式であれば、透過型でも反射型でもどのよ
うなものをも用いることができる。

【００５０】偏光膜の偏光能は、偏光度ρによって表さ
れるが、より実際系に即した透過率Ｙ１およびＹ２を用
いて、下記式（Ｉ）により定義される。

【００５１】 （Ｉ） ρ（％）＝（√（Ｙ₁−Ｙ₂）／（Ｙ₁＋Ｙ₂））×１００

【００５２】上記式中、平行位透過率Ｙ１は、偏光膜の
偏光軸を互いに同一方向にして二枚重ねたときの透過率
を、直交位透過率Ｙ２は、偏光膜の偏光軸を互いに垂直
方向にして二枚重ねたときの透過率を表す。

【００５３】しかし、偏光膜の光学性能は、偏光度ρの
みでは決定することができない。

【００５４】 （ＩＩ） ρ（％）＝（√（Ｙ₁−Ｙ₂）／（Ｙ₁＋Ｙ₂））×１００ ＝（Ｔ₁−Ｔ₂）／（Ｔ₁＋Ｔ₂） ＝（Ｔ₁−Ｔ₂）／（２×単板透過率Ｔ）

【００５５】上記式中、Ｔ₁およびＴ₂は、それぞれ、偏
光膜の吸収軸方向（偏光軸に垂直）の透過率、偏光膜の
偏光軸方向の透過率を表す。ここで、Ｔ１およびＴ２
は、偏光膜に固有の値であるから、下記式（ＩＩＩ）で
表される偏光度ρと単板透過率Ｔとの積は一定値とな
り、偏光度ρと単板透過率Ｔとは、反比例の関係にある
ことが分かる。

【００５６】 （ＩＩＩ） ρ×Ｔ＝ （Ｔ₁−Ｔ₂）／２

【００５７】従って、偏光板の（単板での）透過率Ｔが
小さくなると逆に偏光度ρの値は大きくなるので、性能
を実施的に評価するには、偏光度ρと単板透過率Ｔとの
積の値で比較するのがよいと考えられる。この積の値
は、０．２５以上であり、好ましくは０．３３以上であ
り、より好ましくは０．３７以上であり、特に好ましく
は０．４１以上である。

【００５８】本発明の偏光シートは、一般的な液晶表示
装置に装着して利用することができる。偏光シート（偏
光膜、偏光フィルム、偏光板）を用いる液晶表示装置に
ついては各種の構成が知られているが、本発明の偏光シ
ートは、それらの液晶表示装置のいずれにも有利に使用
することができる。

【００５９】

【実施例】［実施例１］厚さ１００μｍ、サイズ２７０
ｍｍ×１００ｍｍのトリアセチルセルロースフィルム
（フジタック、富士写真フィルム（株）製）を透明基板
として用いた。下記式で表されるポリアクリル酸共重合
体を、Ｎ−メチルピロリドンとメチルエチルケトンとの
混合溶媒（容積比＝２０／８０）に溶解して５重量％溶
液を調製した。この溶液を、バーコータを用いて透明基
板の上に塗布し、垂直配向膜を形成した。

【００６０】

【化６】ポリアクリル酸共重合体

【００６１】上記の垂直配向膜の上に、下記の組成の塗
布液をエクストルージョン法により塗布した。

【００６２】 ──────────────────────────────────── 塗布液 ──────────────────────────────────── ディスコティック液晶性色素Ｄ（前記） １００重量 部光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製） 日本チバガイギー（株）製） ０．２重量部 メチルエチルケトン ４０５０重量部 ────────────────────────────────────

【００６３】塗布層を１３０℃に加熱して、配向膜上で
ディスコティック液晶性色素Ｄを垂直に配向させた。塗
布層を１３０℃に加熱した状態で、４秒間紫外線を照射
し、ディスコティック液晶性色素Ｄの末端ビニル基を重
合させ、その配向状態を固定した。このようにして、色
素型偏光膜を作成した。この色素膜の偏光膜の吸収軸方
向（偏光軸に垂直）の透過率、偏光膜の偏光軸方法の透
過率および単板透過率を６５０ｎｍで測定し、得られた
偏光度と単板透過率との積は０．３９２であった。尚、
この色素膜を８５℃、９０％で１０００時間放置した
後、同様の測定を行ったが、偏光度と単板透過率との積
は０．３８５であり、実質的に変化していなかった。

【００６４】

【発明の効果】本発明の、ディスコティック液晶性色素
の垂直配向化膜を光重合によって架橋するなどの方法に
よって固定したディスコティック色素液晶膜は、簡便な
方法、かつ安価な製造が可能で、かつ高い偏光度と高い
耐久性とを両立することができた。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスコティック液晶性色素がシート平
   面に対して垂直に、かつ一軸に配向した状態で固定され
   てなるディスコティック色素液晶膜を含む偏光シート。
2. 【請求項２】 ディスコティック色素液晶膜が垂直配向
   膜を有する支持体表面の上に形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の偏光シート。
3. 【請求項３】 ディスコティック液晶性色素が、中央に
   色素特性を示すディスコティック構造を持つ色素である
   ことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の偏光シー
   ト。
4. 【請求項４】 ディスコティック液晶性色素が、色素特
   性を持たないディスコティック構造と色素特性を有する
   置換基とからなる色素であることを特徴とする請求項１
   もしくは２に記載の偏光シート。
5. 【請求項５】 ディスコティック色素液晶膜中に、色素
   特性を示さないディスコティック液晶性分子が含まれ、
   かつ該ディスコティック液晶性分子も、該シート平面に
   対して垂直に、かつ一軸配向した状態で固定されてなる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれかの項
   に記載の偏光シート。
6. 【請求項６】 ２５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域にお
   ける偏光度と単板透過率との積が０．２５以上の値を持
   つことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれかの
   項に記載の偏光シート。
7. 【請求項７】 ４００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域にお
   ける偏光度と単板透過率との積が０．２５以上の値を持
   つことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれかの
   項に記載の偏光シート。
8. 【請求項８】 ２５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域にお
   ける偏光度と単板透過率との積が０．２５以上の値を持
   つことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれかの
   項に記載の偏光シート。
9. 【請求項９】 ８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域に
   おける偏光度と単板透過率との積が０．３０以上の値を
   持つことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか
   の項に記載の偏光シート。
10. 【請求項１０】 ディスコティック色素液晶膜が、ディ
    スコティックネマティック相を示すことを特徴とする請
    求項１乃至５のうちのいずれかの項に記載の偏光シー
    ト。
11. 【請求項１１】 ディスコティック液晶性色素として、
    光重合性基を有するディスコティック液晶性色素を用
    い、その色素が光重合によって重合体となることによ
    り、ディスコティック色素液晶膜中にて固定状態にある
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちのいずれかの
    項に記載の偏光シート。
12. 【請求項１２】 支持体上に形成された垂直配向膜上
    に、光重合性基を有するディスコティック液晶性色素層
    を塗布形成し、次いで液晶形成温度に加熱することによ
    り配向膜上に垂直、かつ一軸配向させた後に、該一軸配
    向されたディスコティック液晶性色素層を光重合により
    硬化固定してディスコティック色素液晶膜を形成するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の偏光シートの製造方
    法。
13. 【請求項１３】 液晶表示素子の両側に請求項１乃至１
    １のうちの何れかの項に記載の偏光シートを備えてなる
    液晶表示装置。