JP2004233988A - 広帯域コレステリック液晶フィルム、その製造方法、円偏光板、直線偏光子、照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 重合性メソゲン化合物(a)、重合性カイラル剤(b)および光異性化材料(c)を含む液晶混合物を、基材に塗布し、紫外線重合して得られるコレステリック液晶フィルムであって、反射帯域巾が200nm以上を有することを特徴とする広帯域コレステリック液晶フィルム。
【選択図】 図5
Description
△λ=2λ・(ne−no)/(ne+no)
no:コレステリック液晶分子の正常光に対する屈折率
ne:コレステリック液晶分子の異常光に対する屈折率
λ:選択反射の中心波長
で表され、コレステリック液晶そのものの分子構造に依存する。上記式よりne−noを大きくすれば選択反射波長領域巾△λは広げられるが、ne−noは通常0.3以下である。この値を大きくすると液晶としての他の機能(配向特性、液晶温度など)が不十分となり実用は困難であった。したがって、現実には選択反射波長領域巾△λは最も大きくても150nm程度であった。コレステリック液晶として実用可能なものの多くは30〜100nm程度でしかなかった。
λ=(ne+no)P/2
P:コレステリック液晶一回転ねじれに要する螺旋ピッチ長
で表され、ピッチ一定であれば液晶分子の平均屈折率とピッチ長に依存する。
正面位相差(法線方向)がほぼゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差を有する位相差層(b)が配置されている偏光素子システムであって、
反射偏光子(a)が、上記7記載の円偏光板であることを特徴とする偏光素子システム。
平行光化された光線が透過する液晶セルと、
液晶セルの両側に配置された偏光板と、
液晶セルの視認側に配置された、透過した光線を拡散する視野角拡大フィルムと、
を少なくとも含有していることを特徴とする視野角拡大液晶表示装置。
光源たる導光板の下側(液晶セルの配置面とは反対側)には拡散反射板の配置が望ましい。平行光化フィルムにて反射される光線の主成分は斜め入射成分であり、平行光化フィルムにて正反射されてバックライト方向へ戻される。ここで背面側の反射板が正反射性が高い場合には反射角度が保存され、正面方向に出射できずに損失光となる。従って反射戻り光線の反射角度を保存せず、正面方向へ散乱反射成分を増大させるため拡散反射板の配置が望ましい。
本発明における平行光化フィルムとバックライト光源の間には適当な拡散板を設置することも望ましい。斜め入射し、反射された光線をバックライト導光体近傍にて散乱させ、その一部を垂直入射方向へ散乱せしめることで光の再利用効率が高まるためである。
本発明の液晶表示装置における視野角拡大は、平行光化されたバックライトと組み合わされた、液晶表示装置から得られる正面近傍の良好な表示特性の光線を拡散し、全視野角内で均一で良好な表示特性を得ることによって得られる。
重合性メソゲン化合物(a)としてBASF社製LC242を96重量部、重合性カイラル剤(b)としてBASF社製LC756を4重量部および光異性化材料(c)としてスチルベン5重量部からなる混合物のメチルエチルケトン溶液(30重量%固体含有量)を調製した。上記溶液を、延伸ポリエチレンテレフタレート基材にキャストし、100℃で2分間乾燥させて溶媒を除去した後、もう一方のポリエチレンテレフタレート基材をラミネートした。次いで、5mW/cm2 で3分間の紫外線照射と、100℃で10秒間の加熱を行い、目的のコレステリック液晶フィルムを得た。
重合性メソゲン化合物(a)として、上記化2の化合物(1)を96重量部、重合性カイラル剤(b)としてBASF社製LC756を4重量部、光異性化材料(c)としてアゾベンゼン5重量部、および光重合開始剤(d)としてイルガキュア369(チバスペシャルティケミカルズ社製)5重量部からなる混合物のメチルエチルケトン溶液(20重量%固体含有量)を調製した。上記溶液を、延伸ポリエチレンテレフタレート基材にキャストし、100℃で2分間乾燥させて溶媒を除去した。次いで、20mW/cm2 で10秒間紫外線照射を加熱を行い、目的のコレステリック液晶フィルムを得た。
実施例1で得られた広帯域コレステリック液晶フィルム(円偏光板)を、ポリカーボネート樹脂フィルム(厚み80μm)を二軸延伸して得られるλ/4板に対し、ピッチ長が連続的に狭くなるような向きに、アクリル系粘着材(厚み25μm)にて貼り合わせた。さらに、これに日東電工製吸収型偏光板TEG1465DUを透過軸方向が一致するように貼り合わせ広帯域偏光板を得た。
光重合性ネマチック液晶モノマー(BASF社製LC242)を88.6重量部、カイラル剤(BASF社製LC756)11.4重量部および光重合開始剤(イルガキュア907,チバスペシャルティケミカルズ社製)5重量部からなる混合物のシクロペンタノン溶液(30重量%固体含有量)を調製した。当該溶液は選択反射波長が350nmとなるよう調整配合した。上記溶液を、ポリエチレンテレフタレート基材にワイヤーバーを用いて乾燥後の厚みで4μmとなるように塗設し、溶媒を乾燥した。その後、一度この液晶モノマーの等方性転移温度まで温度を上げた後、徐々に冷却して、均一な配向状態を有した層を形成した。得られた層に、紫外線照射を行い配向状態を固定してCプレート層(ネガティブ)を得た。このCプレートの位相差を測定したところ550nmの波長の光に対して正面方向では2nm、30°傾斜させて測定したときの位相差値は100nmであった。
実施例4において、Cプレートとして、30°傾斜させて測定したときの位相差値が120nmのものを用いたこと、また液晶表示装置の表面側の偏光板と液晶セル間にアクリル粘着剤(厚み30μm、屈折率1.47)にシリカ真球状粒子(粒径4μm、配合部数30重量%)を分散したへイズ92%の光拡散粘着剤層(厚さ25μm)を配置し貼り合わせたこと以外は実施例4と同様にしてサンプルを作製した。当該サンプルでは正面方向への集光特性が実質的に±30度程度に絞り込まれた。得られた視野角拡大液晶表示装置は±60度以内にて階調反転が生じず、グレースケール表示による視野角特性確認において良好な表示特性を維持した。
重合性メソゲン化合物(a)として上記BASF社製LC242を96重量部、および重合性カイラル剤(b)としてBASF社製LC756を4重量部からなる混合物のメチルエチルケトン溶液(30重量%固体含有量)を調製した。上記溶液を、用いたこと以外は実施例1と同様にしてコレステリック液晶フィルムを得た。コレステリック液晶フィルム(円偏光板)の反射スペクトルを図3に示す。得られた円偏光板は650〜750nmの範囲で良好な円偏光分離特性を有していた。また、得られたコレステリック液晶層のピッチ長は紫外線照射面近傍(紫外線照射面から1μm下層)で0.44μmであり、反対面近傍(反対面から1μm下層)で0.46μmであった。図3より、実施例1と比べ、反射帯域が狭いことが分かる。
重合性メソゲン化合物(a)として、上記化2の化合物(1)を96重量部、重合性カイラル剤(b)としてBASF社製LC756を4重量部、および光重合開始剤(d)としてイルガキュア369(チバスペシャルティケミカルズ社製)5重量部からなる混合物のメチルエチルケトン溶液(20重量%固体含有量)を調製した。上記溶液を、用いたこと以外は実施例2と同様にしてコレステリック液晶フィルムを得た。コレステリック液晶フィルム(円偏光板)の反射スペクトルを図4に示す。得られた円偏光板は600〜750nmの範囲で良好な円偏光分離特性を有していた。また、得られたコレステリック液晶層のピッチ長は紫外線照射面近傍(紫外線照射面から1μm下層)で0.4μmであり、反対面近傍(反対面から1μm下層)で0.45μmであった。このように可視光を覆うように広帯域化したコレステリック液晶フィルムを単層で作製できた。図4より、実施例2と比べ、反射帯域が狭いことが分かる。
トリアセチルセルロースフィルム上に、ポリビニルアルコールの配向膜0.1μm厚を形成し、ラビング処理後、コレステリック液晶ポリマーを選択反射中心波長が610nm、550nm、450nmのものを各層とも厚み2μmで3層順次に形成し、配向させた。このコレステリック液晶フィルムに、ポリカーボネート樹脂フィルム(厚み80μm)を二軸延伸して得られるλ/4板を接着して直線偏光子を得た。この直線偏光子に偏光板(日東電工製TEG1465DU)を透過軸方向が一致するように貼り合わせ、偏光板一体型偏光素子を得た。これをTET−LCDの下板として用い、サイドライト型バックライト上に配置し、輝度向上率を計測した。実施例1と比べ、輝度が30%以上低くなった。
2:λ/4板
3:コレステリック液晶フィルム(円偏光板)、反射偏光子(a)
4:粘着層
5:位相差板(b):Cプレート
6:視野角拡大フィルム(拡散粘着材)
30:偏光素子
A1:直線偏光子
A2:A1にさらに1:吸収型偏光板が積層した直線偏光子
LC:液晶セル
BL:バックライト
D:拡散反射板
Claims (23)
- 重合性メソゲン化合物(a)、重合性カイラル剤(b)および光異性化材料(c)を含む液晶混合物を、基材に塗布し、紫外線重合して得られるコレステリック液晶フィルムであって、反射帯域巾が200nm以上を有することを特徴とする広帯域コレステリック液晶フィルム。
- コレステリック液晶フィルムのピッチ長が、連続的に変化していることを特徴とする請求項1記載の広帯域コレステリック液晶フィルム。
- 液晶混合物が、光重合開始剤(d)を含有することを特徴とする請求項1または2記載の広帯域コレステリック液晶フィルム。
- 重合性メソゲン化合物(a)が重合性官能基を1つまたは2つ以上有し、重合性カイラル剤(b)が重合性官能基を1つまたは2つ以上有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の広帯域コレステリック液晶フィルム。
- 光異性化材料(c)が、スチルベン、アゾベンゼンおよびこれらの誘導体から選ばれるいずれか少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の広帯域コレステリック液晶フィルム。
- 重合性メソゲン化合物(a)、重合性カイラル剤(b)および光異性化材料(c)を含む液晶混合物を、基材に塗布し、紫外線重合することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の広帯域コレステリック液晶フィルムの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の広帯域コレステリック液晶フィルムを用いた円偏光板。
- 請求項7記載の円偏光板に、λ/4板を積層して得られる直線偏光子。
- 円偏光板であるコレステリック液晶フィルムを、λ/4板に対し、ピッチ長が連続的に狭くなるように積層して得られる請求項8記載の直線偏光子。
- 請求項8または9記載の直線偏光子の透過軸に、吸収型偏光子をその透過軸方向を合わせて貼り合わせて得られる直線偏光子。
- 裏面側に反射層を有する面光源の表面側に請求項7記載の円偏光板または請求項8〜10のいずれかに記載の直線偏光子を有することを特徴とする照明装置。
- 請求項11記載の照明装置の光出射側に、液晶セルを有することを特徴とする液晶表示装置。
- 偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている少なくとも2層の反射偏光子(a)の間に、
正面位相差(法線方向)がほぼゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差を有する位相差層(b)が配置されている偏光素子システムであって、
反射偏光子(a)が、請求項7記載の円偏光板であることを特徴とする偏光素子システム。 - 少なくとも2層の反射偏光子(a)の選択反射波長が、550nm±10nmの波長範囲で互いに重なっていることを特徴とする請求項13記載の偏光素子システム。
- 位相差層(b)が、選択反射波長域を可視光領域以外に有するコレステリック液晶相のプラナー配向を固定したものであることを特徴とする請求項13または14記載の偏光素子システム。
- 位相差層(b)が、棒状液晶のホメオトロピック配向状態を固定したものであることを特徴とする請求項13または14記載の偏光素子システム。
- 位相差層(b)が、ディスコチック液晶のネマチック相またはカラムナー相配向状態を固定したものであることを特徴とする請求項13または14記載の偏光素子システム。
- 位相差層(b)が、ポリマーフィルムを2軸配向したものであることを特徴とする請求項13または14記載の偏光素子システム。
- 位相差層(b)が、負の1軸性を有する無機層状化合物を面の法線方向に光軸がなるように配向固定したものであることを特徴とする請求項13または14記載の偏光素子システム。
- 請求項13〜19のいずれかに記載の偏光素子システムを用いて、拡散光源の平行光化を行ったバックライトシステムと、
平行光化された光線が透過する液晶セルと、
液晶セルの両側に配置された偏光板と、
液晶セルの視認側に配置された、透過した光線を拡散する視野角拡大フィルムと、
を少なくとも含有していることを特徴とする視野角拡大液晶表示装置。 - 請求項13〜19のいずれかに記載の偏光素子システムの視認側(液晶セル側)にλ/4板を配し、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置の下面側(光源側)偏光板の透過軸方向を揃えて配置してなることを特徴とする請求項20記載の視野角拡大液晶表示装置。
- 視野角拡大フィルムとして、実質的に後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を用いたことを特徴とする請求項20または21記載の視野角拡大液晶表示装置。
- 各層を透光性の接着剤または粘着剤を用いて積層したことを特徴とする請求項20〜22のいずれかに記載の視野角拡大液晶表示装置。
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