JP2001100041A - 棒状二色性色素を含むディスコティック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を両立し、かつ簡便な
製造方法の採用により色素型偏光膜を安価に提供するこ
と。 【解決手段】 シート平面に垂直に、かつ一軸に配向し
た状態で固定されたディスコティック液晶性分子によ
り、同じくシート平面に垂直な平面内に慣性軸を含む状
態で配置された棒状二色性色素からなるディスコティッ
ク液晶膜を含む偏光シート。

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、シート平面に
垂直に、かつ一軸に配向した状態で固定されたディスコ
ティック液晶性分子により、同じくシート平面に垂直な
平面内に慣性軸を含む状態で配置された棒状二色性色素
からなるディスコティック液晶膜を含む偏光シートにあ
る。

【０００８】本発明の偏光シート好ましい態様は、以下
の通りである。 （１）ディスコティック液晶膜が、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偏光
シート。 （２）２５０ｎｍ乃至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
を特徴とする偏光シート。 （３）４００ｎｍ乃至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
を特徴とする偏光シート。 （４）２５０ｎｍ乃至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
を特徴とする偏光シート。 （５）８００ｎｍ乃至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
とを特徴とする偏光シート。 （６）ディスコティック液晶膜が、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偏光シート。 （７）ディスコティック液晶性分子として、光重合性基
を有するディスコティック液晶性分子を用い、そのディ
スコティック液晶性分子が光重合によって重合体となる
ことにより、ディスコティック液晶膜中にて固定状態に
あることを特徴とする偏光シート。

【０００９】本発明は、また、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
晶性分子と棒状二色性色素とからなる塗布層を形成し、
次いで液晶形成温度に加熱することにより、該ディスコ
ティック液晶性分子を配向膜上に垂直、かつ一軸配向さ
せると共に該棒状二色性色素をシート平面に垂直な平面
内に慣性軸を含む状態で配置させた後に、該一軸配向さ
れたディスコティック液晶性分子を光重合により硬化固
定してディスコティック液晶膜を形成することを特徴と
する本発明の偏光シートの製造方法にもある。

【００１０】本発明は、さらに、液晶表示素子の両側に
上記本発明の偏光シートを備えてなる液晶表示装置にも
ある。

【００１１】本明細書において、「垂直配向」とは、慣
性軸を含む状態で配置された棒状二色性色素を含む平面
がディスコティック色素液晶膜の平面に対して実質的に
垂直な位置関係（ディスコティック色素液晶膜の平面に
対して６０乃至９０度の範囲にある位置関係）にあるこ
とを意味する。

【００１２】

【発明の実施の形態】一般的に、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。側鎖
部を除いた母核部分の円盤状構造は、下記（１）〜
（４）または下記（１）、（２）、（３’）〜（５’）
により得られる長さａ、ｂ、ｃで定義できる。 （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（１９９
３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。

【００１３】任意性を小さくするためには、上記（３）
〜（４）に代えて、下記（３’）〜（５’）を行うこと
が好ましい。 （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。 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の関係を満足する。さらに好ましい円盤状構造
は、ａ≧ｂ＞ｃかつａ≧ｂ≧０．７ａの関係を満足す
る。また、ｂ／２＞ｃであることも好ましい。

【００１４】ディスコティック液晶性分子としては、既
に様々な化合物が提案されている（例えば、C．Destrad
e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．Commun．、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）。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。

【００１５】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。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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。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）に置き換わっていてもよ
い。以上の各例は、さらに置換基を有していてもよい。
でもよしい、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）に置き換わっていてもよ
い。

【００１９】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。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。

【００２０】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。

【００２１】二色性色素とは、光の吸収に異方性を示す
色素であり、透過光の色が色素の分子軸方向によって異
なる性質を有する色素を意味する。棒状二色性色素につ
いては、「偏光フィルムの応用（ＣＭＣ社出版）第三
章、偏光フィルム用色素」に詳細が記載されている。構
造的には、概ね、ポリアゾ色素とアントラキノン系色素
とに大別されるが、前者の方が通常偏光度が高い。ポリ
ビニルアルコールに染着させる二色性色素は、延伸によ
って配向秩序度が向上したポリビニルアルコール主鎖に
効率的に染着させるため、染着基（例えば、スルホキシ
ル基）を有するいわゆる直接染料が好ましく用いられ
る。スルホキシル基を有する直接染料は、偏光度が高
い。一方、染着基を持たない分散染料は、相対的に偏光
度が低いが、優れた耐湿熱性を有する。本発明の偏光シ
ートで用いる二色性色素としては、疎水的なディスコテ
ィック液晶性分子に対して相溶性の高いもの、即ち、ス
ルホキシル基を有しない分散染料型二色性色素を用いる
ことが好ましい。スルホキシル基を有しない分散染料型
二色性色素の具体例については、文献（Dichroic Dyes
for Liquid Crystal Display A．V．lvashchenko
CRC Press、1994年、および「機能性色素市場の新展
開」、第一章、１頁、1994年、ＣＭＣ株）に報告されて
いる。

【００２２】好ましい棒状二色性色素の具体例を以下に
示す。

【００２３】

【化１】

【００２４】

【化２】

【００２５】

【化３】

【００２６】

【化４】

【００２７】

【化５】

【００２８】前記ディスコティック液晶性分子および上
記棒状二色性色素は、通常は支持体上に、混合物として
薄膜状に塗布されるために、互いに相溶性があることが
好ましい。一般的に上記の棒状二色性色素は、吸収係数
の高いものが多く、混合中の混合比は、０．００１乃至
５０モル％の範囲にあることが好ましく、０．１乃至１
０モル％の範囲にあることが特に好ましい。

【００２９】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（実質的に６０乃至９０度の角度範囲で配向）し
ている状態を示す。そのような配向を実現する垂直配向
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
晶性分子および棒状二色性色素は、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
ィック液晶性分子および棒状二色性色素は、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（光重合性基）を有することが好まし
い。即ち、配向の固定は、光重合性基を有するディスコ
ティック液晶性分子および光重合性基を有する棒状二色
性色素の光重合により行われることが好ましい。棒状二
色性色素の垂直配向とは、慣性軸を含んだ状態で棒状二
色性色素が配置されている平面が基板面に対して実質的
に垂直であって、慣性軸を含んだ状態で棒状二色性色素
が配置されている平面が、ディスコティック液晶性分子
の円盤状平面と実質的に平行な位置関係（前者平面が、
後者平面に対して、０乃至３０度の角度範囲にある位置
関係）にあることを意味する。

【００３０】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が含まれる。
光重合反応が好ましい。

【００３１】ディスコティック液晶性分子の重合反応に
は、光重合開始剤を用いる。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２
３６７６７０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２７２２５１
２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４
６１２７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
６０−１０５６６７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。

【００３２】光重合開始剤の使用量は、（光重合性基を
有するディスコティック液晶性分子と棒状二色性色素と
を含む）塗布液の固形分の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、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。

【００３３】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
ック液晶性分子と棒状二色性色素とを含む塗布液を塗布
し、塗布層を形成する工程、塗布層を液晶形成温度に加
熱することにより、該ディスコティック液晶性分子を垂
直に一軸配向させると共に、棒状二色性色素をシート平
面に垂直な平面内に慣性軸を含む状態で配置させる工
程、そして、該一軸配向されたディスコティック液晶性
分子を光重合により硬化固定する工程によって製造する
ことができる。

【００３４】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。

【００３５】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、５ｎ
ｍ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
（Ｒth）は、それぞれ下記式で定義される。 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。

【００３６】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。

【００３７】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。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。

【００３８】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。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。

【００３９】液晶表示装置は、本発明の偏光シートを用
いて光の透過を制御する様式であれば、透過型でも反射
型でも用いることができる。

【００４０】偏光シートの偏光能は、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。

【００４１】 （Ｉ） ρ（％）＝（√（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１＋Ｙ２））×１００

【００４２】上記式中、平行位透過率Ｙ１は、偏光シー
ト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、偏光シートの偏光軸を互
いに垂直方向にして二枚重ねたときの透過率を表す。

【００４３】しかし、偏光シートの光学性能は、偏光度
ρのみでは決定することができない。

【００４４】 （ＩＩ） ρ（％）＝（√（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１＋Ｙ２））×１００ ＝（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２） ＝（Ｔ１−Ｔ２）／（２×単板透過率Ｔ）

【００４５】上記式中、Ｔ１およびＴ２は、それぞれ、
偏光シートの吸収軸方向（偏光軸に垂直）の透過率、偏
光シートの偏光軸方向の透過率を表す。ここで、Ｔ１お
よびＴ２は、偏光シート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。

【００４６】 （ＩＩＩ） ρ×Ｔ＝ （Ｔ１−Ｔ２）／２

【００４７】従って、偏光シートの（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。

【００４８】この積の値は、２５０ｎｍ乃至７００ｎｍ
の波長領域（即ち、紫外域乃至可視域）において、０．
２５以上であり、０．３３以上であることが好ましく、
０．３７以上であることがより好ましく、０．４１以上
であることが特に好ましい。この積の値は、４００ｎｍ
乃至９００ｎｍの波長領域（即ち、可視域乃至近赤外
域）において、０．２５以上であり、０．３３以上であ
ることが好ましく、０．３７以上であることがより好ま
しく、０．４１以上であることが特に好ましい。。この
積の値は、２５０ｎｍ乃至９００ｎｍの波長領域（即
ち、紫外域乃至近赤外域）において、０．２５以上であ
り、０．３３以上であることが好ましく、０．３７以上
であることがより好ましく、０．４１以上であることが
特に好ましい。この積の値は、８００ｎｍ乃至１０００
ｎｍの波長領域（即ち、近赤外域）において、０．３０
以上であり、０．３３以上であることが好ましく、０．
３７以上であることがより好ましく、０．４１以上であ
ることが特に好ましい。

【００４９】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何れにも有効に利用す
ることができる。

【００５０】

【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。下記式で表される変性ポリビニルアルコ
ールを、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
基板の上に塗布した。塗布層を８０℃の温風で１０分間
乾燥し、表面をラビング処理して、垂直配向膜を形成し
た。

【００５１】

【化６】変性ポリビニルアルコール

【００５２】上記の垂直配向膜の上に、以下の組成の塗
布液をエクストルージョン法により塗布した。

【００５３】 ──────────────────────────────────── 塗布液 ──────────────────────────────────── 下記のディスコティック液晶性分子Ｄ １００重量部 下記の棒状二色性色素Ａ ３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 １８５重量部 ────────────────────────────────────

【００５４】

【化７】ディスコティック液晶性分子Ｄ

【００５５】

【化８】棒状二色性色素Ａ

【００５６】塗布層を１３０℃に加熱して、ディスコテ
ィック液晶性分子と棒状二色性色素との混合物を垂直に
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分子の末端
ビニル基を重合させ、配向状態を固定した。このように
して、色素型偏光シートを作成した。この偏光シートの
吸収軸方向（偏光軸に垂直）の透過率、偏光シートの偏
光軸方法の透過率および単板透過率を６５０ｎｍにおい
て測定し、得られた偏光度と単板透過率との積は０．３
３５あった。尚、この偏光シートを８５℃、９０％で１
０００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０．３３０であり、実質的に変化
していなかった。

【００５７】

【発明の効果】ディスコティック液晶性分子と棒状二色
性色素とで形成される垂直配向化膜を光重合により固定
化してなる偏光シートは、高い偏光度と高い耐久性とを
両立した。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート平面に垂直に、かつ一軸に配向し
   た状態で固定されたディスコティック液晶性分子によ
   り、同じくシート平面に垂直な平面内に慣性軸を含む状
   態で配置された棒状二色性色素からなるディスコティッ
   ク液晶膜を含む偏光シート。
2. 【請求項２】 ディスコティック液晶膜が、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】 ２５０ｎｍ乃至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もしくは２に記載の偏光
   シート。
4. 【請求項４】 ４００ｎｍ乃至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もしくは２に記載の偏光
   シート。
5. 【請求項５】 ２５０ｎｍ乃至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もしくは２に記載の偏光
   シート。
6. 【請求項６】 ８００ｎｍ乃至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もしくは２に記載の偏
   光シート。
7. 【請求項７】 ディスコティック液晶膜が、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
   もしくは２に記載の偏光シート。
8. 【請求項８】 ディスコティック液晶性分子として、光
   重合性基を有するディスコティック液晶性分子を用い、
   そのディスコティック液晶性分子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７の内の何
   れかの項に記載に偏光シート。
9. 【請求項９】 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分子と棒状
   二色性色素とからなる塗布層を形成し、次いで液晶形成
   温度に加熱することにより、該ディスコティック液晶性
   分子を配向膜上に垂直、かつ一軸配向させると共に該棒
   状二色性色素をシート平面に垂直な平面内に慣性軸を含
   む状態で配置させた後に、該一軸配向されたディスコテ
   ィック液晶性分子を光重合により硬化固定してディスコ
   ティック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。
10. 【請求項１０】 液晶表示素子の両側に請求項１乃至８
    の内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。