JP2004347698A - Retardation plate and its manufacturing method - Google Patents

Retardation plate and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2004347698A
JP2004347698A JP2003142132A JP2003142132A JP2004347698A JP 2004347698 A JP2004347698 A JP 2004347698A JP 2003142132 A JP2003142132 A JP 2003142132A JP 2003142132 A JP2003142132 A JP 2003142132A JP 2004347698 A JP2004347698 A JP 2004347698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
layer
crystal compound
retardation plate
transparent substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003142132A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4293595B2 (en
Inventor
Takuya Matsunaga
卓也 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2003142132A priority Critical patent/JP4293595B2/en
Publication of JP2004347698A publication Critical patent/JP2004347698A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4293595B2 publication Critical patent/JP4293595B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a retardation plate excellent in adhesion between base material and an optical anisotropic layer and excellent in cost and manufacture efficiency, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: Transparent base material having liquid crystal alignment regulating force is coated with a silane coupling agent or the like so as to form a surface modified layer, which is coated with a liquid crystal compound. Then, the aligned state is fixed to form an optical anisotropic layer, whereby the object retardation plate is obtained. In the retardation plate, the optical anisotropic layer is not directly laminated on the surface having the liquid crystal alignment regulating force but laminated through the surface modified layer. Therefore, an alignment film is omitted. Even if the alignment film is provided, it is directly provided on the surface of the transparent base material differently from the conventional technology, whereby a manufacturing stage is simplified. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置、例えば液晶表示装置(LCD)等に好ましく用いられる位相差板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
位相差板(光学補償板、光学補償シート等とも呼ばれる)は、光学補償により液晶表示装置等の画像表示装置におけるコントラスト向上や視野角範囲の拡大を実現する重要な部材である。位相差板には、高分子フィルムを延伸して光学異方性を付与したものや、ガラスや高分子フィルム等の透明基材上に液晶化合物を含む光学異方性層を塗工したものがある。特に、後者は、最近の液晶表示装置の薄型化等に伴い注目されている。
【0003】
位相差板の製造において、液晶化合物を含む光学異方性層を形成するためには、前記液晶化合物の分子全体または液晶性を示すメソゲン部の配向方向を、一定の方向かまたは連続的に変化するよう規則的に配向させる必要がある。そのための具体的な方法としては、第一に、一軸延伸高分子フィルム等の配向基板上に液晶化合物の溶液または溶融液を塗工して液晶化合物含有層を形成し、さらに前記液晶化合物を配向させ、前記光学異方性層とする方法がある(例えば特許文献1参照)。第二に、前記透明基材表面を処理して液晶配向規制力を付与し、その上に液晶化合物の溶液または溶融液を塗工して液晶化合物含有層を形成し、さらに前記液晶化合物を配向させ、光学異方性層とする方法もある(例えば特許文献2参照)。前記第一の方法においては、一般に、透明基材として、光学的に等方な高分子フィルムや、前記光学異方性層の液晶化合物配向方向とは異なる光軸を有する光学異方性フィルムを別途準備し、その上に前記光学異方性層を転写する。これは、前記配向基板をそのまま前記透明基材として用いることは光学異方性や透明性等の観点から難しいためである。これに対し、前記第二の方法は、前記転写の工程が必要ないため、前記第一の方法に対しコストや製造効率の点で優位性があり、よく用いられている。この方法において、前記液晶配向規制力付与のための方法としては、例えば、前記透明基材表面を直接ラビング処理する方法や、前記透明基材表面に膜を形成し、その膜にラビング処理や偏光紫外線照射処理等を施して配向膜とする方法がある。特に、ラビング処理は、簡便に液晶配向規制力を付与できるためよく用いられている方法である。
【0004】
このようにして製造した位相差板における重要な要素の一つとして、各層間、例えば前記透明基材と前記光学異方性層との間の密着性がある。例えば、前記位相差板は、偏光板等に接着して光学素子を作製し、さらにその光学素子を液晶セルのガラス面に接着して用いることが多い。このような光学素子を前記ガラス面に接着する工程等において、前記光学素子のリワーク性が要求されることがある。しかし、前記光学素子は多層構造を有するため、いずれかの層界面、例えば前記透明基材と前記光学異方性層との界面において密着性が低いと、リワーク時にその界面から剥がれが起こるおそれがある。
【0005】
前記位相差板における各層間の密着性を高めるために密着改良層を設ける方法が知られている。例えば、特許文献3では、高分子フィルムからなる透明基材上に密着改良層を形成し、その上に配向膜を形成し、さらにその上に円盤状化合物を塗布して光学異方性層を形成して位相差板を製造している。しかし、この方法は、透明基材上に、少なくとも密着改良層、配向膜、光学異方性層の三層を形成する必要がある等の理由により、コストや製造効率の点で問題がある。
【0006】
【特許文献1】
特許第2631015号公報
【0007】
【特許文献2】
特開2002−14233号公報
【0008】
【特許文献3】
特開平7−333433号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、基材と光学異方性層との密着性に優れ、かつコストと製造効率にも優れる位相差板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の位相差板は、少なくとも片面が液晶配向規制力を有する透明基材と、表面改質層と、液晶化合物を含有する光学異方性層とを含み、前記表面改質層は、前記透明基材の液晶配向規制力を有する面上に積層され、前記光学異方性層は、前記表面改質層を介して前記透明基材上に積層されている位相差板である。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【0012】
(位相差板)
前記密着改良層を用いる従来技術では、液晶配向規制力を有する面上に直接光学異方性層を積層する必要があるため、透明基材上に密着改良層、配向膜、光学異方性層の順番で層を形成しており、透明基材を除いて少なくとも三つの層が必要であった。しかし、本発明によれば、液晶配向規制力を有する面上に、表面改質層を介して光学異方性層を積層することができる。このため、透明基材表面を直接ラビング処理等して液晶配向規制力を付与し、配向膜を省略することも可能である。また、配向膜を設ける場合も、前記従来技術と異なり透明基材表面に直接設けることができるため製造工程が簡便である。これらの理由により、本発明の位相差板は、前記透明基材と前記光学異方性層との密着性に優れ、かつコストと製造効率にも優れる。以下、本発明の位相差板における前記各構成要素について具体的に説明する。
【0013】
前記透明基材の厚みは特に限定されないが、位相差板の薄型化のために、なるべく薄いことが好ましく、例えば20〜120μm、好ましくは20〜80μm、より好ましくは20〜40μmである。
【0014】
前記透明基材において「透明」とは、位相差板に適用できる程度の光透過率を有していることを意味する。前記光透過率は、実用に適した範囲であれば特に限定されないが、高い程位相差板の機能の観点から有利であり、理想的には100%である。
【0015】
また、前記透明基材は光学的に等方であっても良いが、位相差板が搭載される液晶表示装置に要求される機能等によっては、前記透明基材が光学異方性を有することが好ましい。この場合の光学異方性としては、特に限定されないが、例えば、正または負のA−Plate位相差特性を示す光学異方性、正または負のC−Plate位相差特性を示す光学異方性、正または負のO−Plate位相差特性を示す光学異方性、異なる方向に屈折率異方性を有する(すなわち、光軸を二本有する)二軸性の光学異方性等が可能である。なお、A−plate、C−plateおよびO−plateとは、いずれも、いわゆる一軸性の光学異方性を有する層をいう。前記A−plateは、光軸がその面内方向に存在し、その光学特性条件が下記式(I)を満たす場合はPositive(正の)A−plate、下記式(II)を満たす場合はNegative(負の)A−plateと呼ばれる。
【0016】
nx>ny=nz (I)
nx<ny=nz (II)
【0017】
また、前記C−plateは、光軸がZ軸方向、すなわち厚み方向に存在し、その光学特性条件が下記式(III)を満たす場合はPositive(正の)C−plate、下記式(IV)を満たす場合はNegative(負の)C−plateと呼ばれる。
【0018】
nx=ny<nz (III)
nx=ny>nz (IV)
【0019】
上記式(I)〜(IV)において、nx、nyおよびnzは、前記層におけるX軸、Y軸およびZ軸方向の屈折率を示す。ただし、前記X軸およびY軸のどちらかは、前記層の面内において最大の屈折率を示す軸方向であり、他方は、その軸に垂直な前記面内の軸方向である。Z軸は、前記X軸およびY軸に垂直な厚み方向を示す。そして、前記O−plateでは、光軸方向は面内方向およびZ軸方向(面内方向に垂直な厚み方向)から見て傾いている。光学異方性を付与する手段も特に限定されず、公知の方法を適宜適用すれば良いが、例えば、光学的に等方な透明フィルムを延伸処理等して光学異方性を付与し、前記透明基材とすることができる。
【0020】
前記透明基材の材質は、特に限定されないが、例えばガラスや高分子フィルム等が使用できる。前記高分子フィルムに用いることのできるポリマーは特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー、ビスフェノールA・炭酸共重合体等のポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等の直鎖または分枝状ポリオレフィン、ポリノルボルネン等のシクロ構造を含むポリオレフィン、塩化ビニル系ポリマー、ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、およびエポキシ系ポリマーが好ましく、これらは単独で使用しても二種類以上併用しても良い。前記ポリマーの中で、より好ましいのは、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ビスフェノールA・炭酸共重合体等のポリカーボネート系ポリマー、ポリノルボルネン等のシクロ構造を含むポリオレフィン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、およびイミド系ポリマーであり、特に好ましいのはセルロース系ポリマー(セルロース誘導体)である。
【0021】
また、前記透明基材の材質としては、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムもあげられる。このポリマー材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基およびシアノ基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物があげられる。なお、前記ポリマーフィルムは、例えば、前記樹脂組成物の押出成形物であってもよい。
【0022】
前記透明基材は、液晶配向規制力を有する必要があるが、この液晶配向規制力を付与する方法は特に限定されず、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、前記透明基材は、高分子フィルム表面を直接ラビング処理して液晶配向規制力を付与したものでも良いし、ガラスや高分子フィルムの表面に配向膜を設け、さらにラビング処理や偏光紫外線照射等により液晶配向規制力を付与したものでも良い。前記配向膜の材質や製造方法等は特に限定されず、公知の材質や製造方法を適宜用いることができる。また、延伸等により光学異方性を付与した高分子フィルムは、表面処理をしなくても液晶配向規制力を有する透明基材として使用できる場合がある。これら透明基材の中で、高分子フィルム表面を直接ラビング処理して液晶配向規制力を付与したものが、処理が簡単で液晶配向規制力に優れるため好ましい。
【0023】
また、前記透明基材は、表面に親水基、例えば水酸基等を含むことが、前記表面改質層との密着性がより高くなるため好ましい。前記透明基材の材質が、親水基を含まないトリアセチルセルロース等の材質であっても、例えば、表面にケン化処理等をして親水基を発現させ、前記表面改質層との密着性を高めることができる。
【0024】
次に、前記表面改質層について説明する。
【0025】
前記表面改質層は特に限定されないが、有機ケイ素化合物を含むことが好ましく、例えば、シランカップリング剤またはシランカプラー等と呼ばれる表面改質剤を用いて形成することができる。前記表面改質層の厚みは、液晶と基材の密着性を保ち、かつ基材の液晶配向規制力が失わなければ、特に制限されない。シランカップリング剤等の表面改質剤を用いた表面改質層は、相互になじみの悪い材質、例えばガラスと有機材料等の密着性を高めるために一般的に用いられている。しかし、本発明者は、これを前記透明基材の液晶配向規制力を有する面上に適用して液晶化合物との密着性を高めることができることを見出した。
【0026】
本発明の表面改質層に用いる前記シランカップリング剤は特に限定されず、公知のものを適宜使用することができる。シランカップリング剤は、例えば、下記式(V)等の一般式で表される。
Y−(CHSiX (V)
前記式(V)において、nは1以上の整数であり、1以上3以下の範囲が好ましい。前記式(V)中、Xはアルコキシ基やハロゲン等の加水分解性の置換基であり、Yはビニル基、エポキシ基、アミノ基等の、有機物質と反応しやすい置換基である。本発明に用いることのできるシランカップリング剤はこれには限定されず、任意のシランカップリング剤を使用することができるが、表面改質層上に設けられる液晶化合物が、重合性液晶分子からなる場合は、前記液晶分子とシランカップリング剤との化学結合が可能であるという理由により、分子内に炭素原子間の不飽和結合を含むことが好ましい。分子内に炭素原子間の不飽和結合を含むシランカップリング剤とは、例えばビニル基を含むシランカップリング剤があるが、これには限定されない。
【0027】
次に、前記液晶化合物を含有する光学異方性層について説明する。
【0028】
前記光学異方性層の厚みは特に限定されないが、位相差板の薄型化のためになるべく薄いことが好ましく、例えば0.5〜10μm、好ましくは1〜10μm、より好ましくは2〜8μmである。前記光学異方性層における液晶化合物の配向方向も特に限定されず、最適な光学補償が得られるように適宜設定すれば良いが、例えば、いわゆるホモジニアスチルト配向、ハイブリッド配向、カイラルネマチック配向、ホモジニアス水平配向、ホメオトロピック配向等が好ましい。その制御方法も特に限定されず、前記液晶化合物の種類や前記液晶配向規制力を有する面の状態等を適宜選択することにより、従来法と同様に制御可能である。本発明の位相差板では、前記光学異方性層は、前記表面改質層を介して前記透明基材の液晶配向規制力を有する面上に積層するが、前記液晶化合物の配向方向は、前記表面改質層を介せずに直接積層する場合と同様の法則に従って制御できる。
【0029】
前記光学異方性層に含有される液晶化合物は特に限定されず、公知の各種液晶化合物を適宜用いることができるが、例えば、棒状液晶化合物、平板状液晶化合物およびそれらの重合物等を使用することができ、単独で使用しても二種類以上を併用しても良い。前記液晶化合物は、例えば、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、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類等の液晶化合物およびそれらの重合物が挙げられ、この中で、安息香酸エステル類が好ましい。また、前記液晶化合物は、配向性が良いことと、配向欠陥が少ないという理由により、ネマチック液晶化合物を含むことが好ましく、また、例えば、VA型液晶表示素子などには、ネガティブのC−plateが視野角を補償するため有効であるという理由により、コレステリック液晶化合物を含むことが好ましい。また、前記液晶化合物は、例えば、液晶モノマーまたは液晶プレポリマーの重合物を含むことが、前記光学異方性層の形成の容易さ等の観点から好ましいが、液晶ポリマーを含んでいても良い。さらに、光学異方性層は、位相差板の機能を阻害しない範囲内で、液晶化合物以外の物質、例えば光重合開始剤、レベリング剤、粘度調整剤等を適宜含んでいても良い。
【0030】
(位相差板の製造方法)
次に、本発明の位相差板の製造方法について説明する。
【0031】
本発明の位相差板の製造方法は特に限定されず、どのような方法により製造しても良いが、例えば、下記(1)〜(4)の工程を含む製造方法により製造することができる。
(1) 少なくとも片面が液晶配向規制力を有する透明基材の液晶配向規制力を有する面上に表面改質層を形成する工程。
(2) 前記表面改質層上に、液晶化合物含有層を形成する工程。
(3) 前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物を規則的に配向させる工程。
(4) 前記液晶化合物の配向状態を固定化して光学異方性層を形成する工程。
【0032】
以下、前記製造方法についてより具体的に説明する。
【0033】
まず、前記製造方法においては、例えば、前記工程(1)に先立ち、前記透明基材の表面をラビング処理して目的の液晶配向規制力を付与する工程をさらに含むことが好ましい。前記透明基材に液晶配向規制力を付与する方法としてラビング処理が好ましい理由は前記の通りである。ただし、これも前記の通り、液晶配向規制力付与の方法はラビング処理のみには限定されず、どのような方法でも良い。また、前記工程(1)に先立ち、前記透明基材の前記表面改質層を形成する面上に親水基を発現させる工程を含むことが好ましい。親水基を発現させる方法は特に限定されないが、例えば、前記の通りケン化処理等の方法がある。親水基を発現させる工程と液晶配向規制力を付与する工程とはどちらを先に行なっても良いが、なるべく前記工程(1)の直前に液晶配向規制力を付与する工程を行なうことが好ましい。
【0034】
次に、前記工程(1)により、前記表面改質層を形成する。この形成方法も特に限定されないが、前記透明基材をシランカップリング剤の溶液に浸漬するか、または前記透明基材の液晶配向規制力を有する面上にシランカップリング剤の溶液を塗布し、その後前記シランカップリング剤溶液を乾燥させる方法であることが好ましい。使用可能なシランカップリング剤は、前記の通り、特に限定されないが、分子内に炭素原子間の不飽和結合を含むシランカップリング剤がより好ましい。塗布方法も特に限定されないが、例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延製膜法、バーコート法、グラビア印刷法等がより好ましい。前記溶液の溶媒も特に限定されず、公知のものを用いることができるが、例えば、酸性の水やアルコール系溶媒が、シランカップリング剤の溶解度が高い等の理由から特に好ましい。また、前記シランカップリング剤溶液を乾燥させた後、さらに加熱することが、前記透明基材と前記表面改質層との親和性がより高くなるため特に好ましい。加熱温度は特に限定されないが、例えば60〜150℃、好ましくは、80〜120℃、より好ましくは、100〜120℃である。加熱時間も特に限定されないが、例えば、1〜5分、好ましくは、3〜5分である。なお、前記乾燥と加熱は、別々に実施してもよいし、同時に実施してもよい。
【0035】
続いて、前記工程(2)により、前記表面改質層上に前記液晶化合物含有層を形成する。この液晶化合物含有層形成方法も特に限定されないが、前記液晶化合物の溶液を前記透明基材に塗布し乾燥させる方法か、または、前記液晶化合物の溶融液を前記透明基材に塗布する方法であることが、製造の簡便さ等の観点から好ましい。なお、本発明で、液晶化合物について「溶融」とは、液晶状態または液化状態であることを言う。
【0036】
ここで、前記液晶化合物は、液晶ポリマーであっても良いが、液晶プレポリマーおよび液晶モノマーのうち少なくとも一方を含むことが、配向温度が低く加工が容易である等の観点からより好ましい。また、液晶プレポリマーおよび液晶モノマーのうち少なくとも一方を含む場合には、それを後に光重合等の方法で重合させて重合物とすることがさらに好ましい。それ以外には前記液晶化合物の種類等は特に限定されず、前記の通りである。
【0037】
前記液晶化合物含有層が液晶状態を示す温度(液晶温度)の範囲は、前記液晶化合物の種類等により適宜決定される。前記液晶温度範囲は特に限定されず、位相差板の製造および使用上の便宜等を考慮して適宜設定すれば良いが、製造工程における前記透明基材の熱による変形等を考慮すれば、あまり高すぎないことが好ましい。前記液晶温度範囲は、前記液晶化合物が液晶モノマーまたは液晶プレポリマーである場合は、例えば20〜150℃、好ましくは20〜120℃、特に好ましくは20〜80℃であり、液晶ポリマーである場合は、例えば、100〜200℃、好ましくは、100〜150℃の範囲である。
【0038】
前記液晶化合物が液晶プレポリマーまたは液晶モノマーを含み、これを後で光重合させる場合は、光重合開始剤を加えておくことが特に好ましい。前記光重合開始剤は特に限定されないが、例えば、チバスペシャリティーケミカルズ社製Irgacure907、Irgacure369、Irgacure184(いずれも商品名)、またはこれらの混合物等が好ましい。前記光重合開始剤の添加量も特に限定されないが、液晶プレポリマーおよび液晶モノマーに対し、例えば0.1〜5重量%、好ましくは0.1〜1重量%である。また、前記液晶化合物の溶液において、溶媒は特に限定されないが、前記液晶化合物を溶解しやすく、前記表面改質層や透明基材を浸食しにくいものが好ましい。前記溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトンや、酢酸エチル等のエステルや、トルエン等の炭化水素が使用可能である。また、前記液晶化合物の溶液または溶融液には、必要に応じ、レベリング剤、粘度調整剤等を適宜添加しても良い。
【0039】
前記液晶化合物の溶液または溶融液を塗布する方法は特に限定されないが、例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延製膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が好ましい。
【0040】
次に、前記工程(3)により、前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物を規則的に配向させる。この方法は特に限定されないが、前記液晶化合物含有層をその液晶温度にまで加熱する方法か、または、いったん液晶温度を超える温度に加熱し、その後液晶温度にまで冷却する方法が好ましい。液晶温度範囲については前記の通りである。液晶温度にまで加熱または冷却後、前記液晶化合物を規則的に配向させるために必要な時間は、特に限定されないが、例えば10〜120秒、好ましくは30〜60秒である。なお、溶融して液晶状態となっている前記液晶化合物を前記表面改質層上に塗布することにより、前記工程(2)と工程(3)とを同時に行なうこともできる。
【0041】
そして、前記工程(4)により、前記液晶化合物の配向状態を固定化して光学異方性層を形成して目的の位相差板を得る。前記の通り、前記液晶化合物が、液晶プレポリマーおよび液晶モノマーの少なくとも一方を含み、前記配向状態の固定化が、前記液晶化合物を光重合する方法で実施されることがより好ましい。この場合の照射光は特に限定されないが、例えば、紫外線が好ましく、前記紫外線の波長は、より好ましくは200〜400nmである。前記照射光の光強度、照射時間および積算光量は、前記配向状態の固定化が十分に行われる程度であれば特に限定されない。
【0042】
また、前記液晶化合物が、液晶ポリマーである場合、前記配向状態の固定化は、前記液晶化合物含有層を、その液晶温度未満に冷却する方法で実施されることが好ましい。液晶温度範囲については前記の通りである。冷却方法は特に限定されず、単に室温条件下で放置しても良いし、適切な冷却器を用いて急冷しても良い。
【0043】
以上のようにして本発明の位相差板を製造することができるが、本発明の製造方法は上記の説明には限定されず、その主旨を逸脱しない限りあらゆる変更が可能である。
【0044】
(光学素子および画像表示装置)
本発明の位相差板の用途は特に限定されず、各種光学素子や画像表示装置に幅広く使用することができる。以下、本発明の光学素子および画像表示装置について説明する。
【0045】
まず、本発明の光学素子は、本発明の位相差板と、偏光子とを含む光学素子である。これ以外には本発明の光学素子は特に限定されないが、例えば、接着層をさらに含み、前記接着層を介して前記位相差板と前記偏光子とが積層されていることが好ましく、また、透明保護フィルムをさらに含み、前記透明保護フィルムを介して前記位相差板と前記偏光子とが積層されていることが好ましい。例えば、本発明の光学素子は、前記位相差板と前記偏光子とが前記接着層により直接接着された光学素子であっても良い。また、本発明の光学素子は、偏光子に透明保護フィルムが積層された偏光板にさらに本発明の位相差板を積層させた光学素子であり、前記偏光子、透明保護フィルムおよび位相差板がそれぞれ接着層を介して積層されていても良い。さらに、本発明の光学素子は、これら偏光子や透明保護フィルム以外の任意の構成要素を適宜含んでいても良い。以下、本発明の光学素子の各構成要素についてさらに具体的に説明する。
【0046】
前記偏光子としては、特に限定されないが、延伸フィルムが良好な光学特性が得やすいため好ましい。例えば、従来公知の方法により、各種フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて染色し、架橋、延伸、乾燥することによって調製したもの等が使用できる。この中でも、自然光を入射させると直線偏光を透過するフィルムが好ましく、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。前記二色性物質を吸着させる各種フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルム等があげられ、これらの他にも、例えば、PVA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等も使用できる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系偏光フィルムが良好な光学特性が得やすいため好ましい。また、前記偏光子の厚みは、例えば、1〜80μmの範囲であるが、これには限定されない。
【0047】
前記透明保護フィルムとしては、特に限定されず、従来公知の透明フィルムを使用できるが、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましい。このような透明保護フィルムの材質の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー、ビスフェノールA・炭酸共重合体等のポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等の直鎖または分枝状ポリオレフィン、ポリノルボルネン等のシクロ構造を含むポリオレフィン、塩化ビニル系ポリマー、ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、およびエポキシ系ポリマー等があげられ、さらに、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等もあげられる。これらは単独で使用しても二種類以上併用しても良い。この中でも、偏光特性や耐久性の点から、表面をアルカリ等でケン化処理したTACフィルムが好ましい。その他、前記特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルム等も好ましく使用できる。
【0048】
また、前記透明保護フィルムは、例えば、色付きが無いことが好ましい。具体的には、フィルム厚み方向の位相差値(Rth)が、−90nm〜+75nmの範囲であることが好ましく、より好ましくは−80nm〜+60nmであり、特に好ましくは−70nm〜+45nmの範囲である。前記位相差値が−90nm〜+75nmの範囲であれば、十分に保護フィルムに起因する着色(光学的な着色)を解消できる。ただし、この場合のRthは下記式(VI)で表されるものとする。なお、式(VI)において、nx、nyおよびnzの定義は前記式(I)〜(IV)と同様であり、dは、前記透明保護フィルムの膜厚を示す。
【0049】
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d (VI)
【0050】
前記透明保護フィルムの厚みは、特に限定されず、例えば、位相差や保護強度等に応じて適宜決定できるが、通常、500μm以下であり、好ましくは5〜300μm、より好ましくは5〜150μmの範囲である。
【0051】
前記透明保護フィルムは、例えば、偏光子に前記各種透明樹脂を塗布する方法、前記偏光子に前記透明樹脂製フィルムを積層する方法等の従来公知の方法によって適宜形成でき、また市販品を使用することもできる。また、本発明の位相差板における透明基材が前記透明保護フィルムを兼ねていても良い。
【0052】
また、前記透明保護フィルムは、さらに、例えば、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキングの防止や拡散、アンチグレア等を目的とした処理等が施されたものでもよい。前記ハードコート処理とは、表面の傷付き防止等を目的とし、例えば、前記透明保護フィルムの表面に、硬化型樹脂から構成される、硬度や滑り性に優れた硬化被膜を形成する処理である。前記硬化型樹脂としては、例えば、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系等の紫外線硬化型樹脂等が使用でき、前記処理は、従来公知の方法によって行なうことができる。スティッキングの防止は、隣接する層との密着防止を目的とする。前記反射防止処理とは、偏光板表面での外光の反射防止等を目的とし、従来公知の反射防止層等の形成により行なうことができる。
【0053】
前記アンチグレア処理とは、外光が反射することによる透過光の視認妨害を防止すること等を目的とし、例えば、従来公知の方法によって、前記透明保護フィルムの表面に、微細な凹凸構造を形成することによって行なうことができる。このような凹凸構造の形成方法としては、例えば、サンドブラスト法やエンボス加工等による粗面化方式や、前述のような透明樹脂に透明微粒子を配合して前記透明保護フィルムを形成する方式等があげられる。
【0054】
前記透明微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等があげられ、この他にも導電性を有する無機系微粒子や、架橋または未架橋のポリマー粒状物等から構成される有機系微粒子等を使用することもできる。前記透明微粒子の平均粒径は、特に限定されないが、例えば、0.5〜20μmの範囲である。また、前記透明微粒子の配合割合は、特に限定されないが、一般に、前述のような透明樹脂100質量部あたり2〜70質量部の範囲が好ましく、より好ましくは5〜50質量部の範囲である。
【0055】
前記透明微粒子を配合したアンチグレア層は、例えば、透明保護フィルムそのものとして使用することもでき、また、透明保護フィルム表面に塗工層等として形成されてもよい。さらに、前記アンチグレア層は、透過光を拡散して視角を拡大するための拡散層(視覚補償機能等)を兼ねるものであってもよい。
【0056】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層、アンチグレア層等は、前記透明保護フィルムとは別個に、例えば、これらの層を設けたシート等から構成される光学層として、偏光板に積層してもよい。
【0057】
また、前記偏光板は、さらにその他の光学層、例えば反射板、半透過反射板、輝度向上フィルム等、液晶表示装置等の形成に使用される従来公知の各種光学層を含んでいても良い。これらの光学層は、一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよく、また、一層でもよいし、二層以上を積層してもよい。以下に、このような一体型偏光板について説明する。
【0058】
まず、反射型偏光板または半透過反射型偏光板の一例について説明する。前記反射型偏光板は、前記偏光子および透明保護フィルムにさらに反射板が、前記半透過反射型偏光板は、前記偏光子および透明保護フィルムにさらに半透過反射板が、それぞれ積層されている。
【0059】
前記反射型偏光板は、例えば、液晶セルの裏側に配置され、視認側(表示側)からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置(反射型液晶表示装置)等に使用できる。このような反射型偏光板は、例えば、バックライト等の光源の内蔵を省略できるため、液晶表示装置の薄型化を可能にする等の利点を有する。
【0060】
前記反射型偏光板は、例えば、弾性率を示す偏光板の片面に、金属等から構成される反射板を形成する方法等、従来公知の方法によって作製できる。具体的には、例えば、前記偏光板における透明保護フィルムの片面(露出面)を、必要に応じてマット処理し、前記面に、アルミニウム等の反射性金属からなる金属箔や蒸着膜を反射板として形成した反射型偏光板等があげられる。
【0061】
また、前述のように各種透明樹脂に微粒子を含有させて表面を微細凹凸構造とした透明保護フィルムの上に、その微細凹凸構造を反映させた反射板を形成した、反射型偏光板等もあげられる。その表面が微細凹凸構造である反射板は、例えば、入射光を乱反射により拡散させ、指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制できるという利点を有する。このような反射板は、例えば、前記透明保護フィルムの凹凸表面に、真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式等、従来公知の方法により、直接、前記金属箔や金属蒸着膜として形成することができる。
【0062】
また、前述のように偏光板の透明保護フィルムに前記反射板を直接形成する方式に代えて、反射板として、前記透明保護フィルムのような適当なフィルムに反射層を設けた反射シート等を使用してもよい。前記反射板における前記反射層は、通常、金属から構成されるため、例えば、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続や、透明保護フィルムの別途形成を回避する点等から、その使用形態は、前記反射層の反射面が前記フィルムや偏光板等で被覆された状態であることが好ましい。
【0063】
一方、前記半透過型偏光板は、前記反射型偏光板において、反射板に代えて、半透過型の反射板を有するものである。前記半透過型反射板としては、例えば、反射層で光を反射し、かつ、光を透過するハーフミラー等があげられる。
【0064】
前記半透過型偏光板は、例えば、液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置等を比較的明るい雰囲気で使用する場合には視認側(表示側)からの入射光を反射して画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置等に使用できる。すなわち、前記半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、一方、比較的暗い雰囲気下においても、前記内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置等の形成に有用である。
【0065】
次に、前記偏光子および透明保護フィルムにさらに輝度向上フィルムが積層された偏光板の一例を説明する。
【0066】
前記輝度向上フィルムとしては、特に限定されず、例えば、誘電体の多層薄膜や、屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体のような、所定偏光軸の直線偏光を透過して、他の光は反射する特性を示すもの等が使用できる。このような輝度向上フィルムとしては、例えば、3M社製の商品名「D−BEF」等があげられる。また、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶ポリマーの配向フィルムや、その配向液晶層をフィルム基材上に支持したもの等が使用できる。これらは、左右一方の円偏光を反射して、他の光は透過する特性を示すものであり、例えば、日東電工社製の商品名「PCF350」、Merck社製の商品名「Transmax」等があげられる。
【0067】
本発明の光学素子の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法によって製造することができるが、例えば、各構成要素同士(位相差板、偏光子、透明保護フィルム等)を、接着層を介して積層させる方法等によって製造できる。前記接着層は特に限定されず、例えば、各種粘着剤や接着剤等から形成される層であっても良い。例えば、まず、本発明の位相差板と、透明保護フィルムが接着された偏光子とを準備し、次に、前記位相差板または前記透明保護フィルムのどちらかの片面に接着剤を塗布し、さらに、前記透明保護フィルム上に前記位相差板を貼り合わせて目的の光学素子を製造することができる。前記粘着剤や接着剤等の種類も特に限定されず、前記各構成要素の材質等によって適宜決定できるが、例えば、アクリル系、ビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系等のポリマー製接着剤や、ゴム系接着剤等があげられる。なお、本発明では「接着剤」と「粘着剤」とに明確な区別はないが、接着剤の中で被接着物同士の剥離や再接着が比較的容易であるものを「粘着剤」と呼ぶ。前述のような粘着剤や接着剤等は、例えば、湿度や熱の影響によっても剥がれ難く、光透過率や偏光度にも優れる。具体的には、前記偏光子がPVA系フィルムの場合、例えば、接着処理の安定性等の点から、PVA系接着剤が好ましい。これらの接着剤や粘着剤は、例えば、そのまま偏光子や透明保護フィルムの表面に塗布してもよいし、前記接着剤や粘着剤から構成されたテープやシートのような層を前記表面に配置してもよい。また、例えば、水溶液として調製した場合、必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒を配合してもよい。なお、前記接着剤を塗布する場合は、例えば、前記接着剤水溶液に、さらに、他の添加剤や、酸等の触媒を配合してもよい。このような接着層の厚みは、特に限定されないが、例えば、1nm〜500nmであり、好ましくは10nm〜300nmであり、より好ましくは20nm〜100nmである。
【0068】
以上のような本発明の光学素子を形成する偏光子、透明保護フィルム、光学層、粘着剤層等の各層は、例えば、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で適宜処理することによって、紫外線吸収能を持たせたものでもよい。
【0069】
本発明の光学素子は、例えば、液晶表示装置等の製造過程において、液晶セル表面等に各構成要素を順次別個に積層する方式によっても製造できる。しかし、あらかじめ前記各構成要素を積層し、本発明の光学素子とした後に液晶表示装置等の製造に供する方が、例えば、品質の安定性や組立作業性等に優れ、液晶表示装置等の製造効率を向上できるという利点があるため好ましい。
【0070】
本発明の光学素子は、例えば、液晶セル等の他の部材への積層が容易になることから、その外側の片面または両面に、前記のような粘着剤や接着剤の層をさらに有していることが好ましい。前記粘着剤層等は、例えば、単層体でもよいし、積層体でもよい。前記積層体としては、例えば、異なる組成や異なる種類の単層を組合せた積層体を使用することもできる。また、前記光学素子の両面に配置する場合は、例えば、それぞれ同じ粘着剤層でもよいし、異なる組成や異なる種類の粘着剤層であってもよい。このように前記光学素子に設けた粘着剤層等の表面が露出する場合は、前記粘着剤層等を実用に供するまでの間、汚染防止等を目的として、セパレータによって前記表面をカバーすることが好ましい。このセパレータは、適当なフィルムに、必要に応じて、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離剤による剥離コートを設ける方法等によって形成できる。前記フィルムの材質は特に限定されないが、例えば、前記透明保護フィルムと同様のものを使用することができる。
【0071】
本発明の光学素子の使用方法は特に限定されないが、例えば、液晶セル表面に配置する等、各種画像表示装置への使用に適している。
【0072】
次に、本発明の画像表示装置について説明する。本発明の画像表示装置は、本発明の位相差板または前記本発明の光学素子を含む画像表示装置である。これ以外には、本発明の画像表示装置は特に限定されず、その製造方法、構造、使用方法等は任意であり、従来公知の形態を適宜適用することができる。
【0073】
本発明の画像表示装置の種類は特に限定されないが、例えば液晶表示装置が好ましい。例えば、本発明の位相差板や光学素子を液晶セルの片側または両側に配置して液晶パネルとし、反射型や半透過型、あるいは透過・反射両用型等の液晶表示装置に用いることができる。前記液晶表示装置を形成する前記液晶セルの種類は、任意で選択でき、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のもの等、種々のタイプの液晶セルが使用できる。
【0074】
前記液晶セルは、通常、対向する液晶セル基板の間隙に液晶が注入された構造であって、前記液晶セル基板としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やプラスチック基板が使用できる。なお、前記プラスチック基板の材質としては、特に限定されず、従来公知の材料があげられる。
【0075】
また、本発明の光学素子は液晶セルの片面に設けても両面に設けても良く、液晶セルの両面に前記光学素子等の部材を設ける場合、それらは同じ種類のものでもよいし、異なっていてもよい。さらに、液晶表示装置の製造に際しては、例えば、プリズムアレイシートやレンズアレイシート、光拡散板やバックライト等の適当な部品を、適当な位置に一層または二層以上配置することができる。
【0076】
本発明の液晶表示装置における液晶パネルの構造は特に限定されないが、例えば、液晶セル、本発明の位相差板、偏光子および透明保護フィルムを含み、前記液晶セルの一方の面に前記位相差板、前記偏光子および前記透明保護フィルムがこの順序で積層されていることが好ましい。また、前記本発明の位相差板の配置は特に限定されないが、例えば、前記光学異方性層側が前記液晶セルに面しており、前記透明基材側が前記偏光子に面している配置があげられる。
【0077】
本発明の液晶表示装置がさらに光源を含む場合、その光源は特に限定されないが、例えば、光のエネルギーが有効に使用できることから、例えば、偏光を出射する平面光源であることが好ましい。
【0078】
さらに、本発明の画像表示装置は、前述のような液晶表示装置には限定されず、例えば、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイ(PD)、FED(電界放出ディスプレイ:Field Emission Display)等の自発光型表示装置であっても良い。自発光型フラットディスプレイに使用する場合は、例えば、本発明の位相差板の光学異方性層の面内位相差値をλ/4にすることで、円偏光を得ることができるため、反射防止フィルターとして利用できる。
【0079】
以下に、本発明のエレクトロルミネッセンス(EL)表示装置について説明する。本発明のEL表示装置は、本発明の位相差板または光学素子を有する表示装置であり、このEL表示装置は、有機EL表示装置および無機EL表示装置のいずれでもよい。
【0080】
近年、EL表示装置においても、黒状態における電極からの反射防止として、例えば、偏光子や偏光板等の光学フィルムをλ/4板とともに使用することが提案されている。本発明の位相差板や光学素子は、特に、EL層から直線偏光、円偏光もしくは楕円偏光のいずれかの偏光が発光されている場合、または、正面方向に自然光を発光していても斜め方向の出射光が部分偏光している場合等に非常に有用である。
【0081】
まず、一般的な有機EL表示装置について説明する。前記有機EL表示装置は、一般に、透明基板上に、透明電極(陽極)、有機発光層および金属電極(陰極)がこの順序で積層された発光体(有機EL発光体)を含む。前記有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えば、トリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層とアントラセン等の蛍光性有機固体からなる発光層との積層体や、このような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層との積層体や、また、前記正孔注入層と発光層と電子注入層との積層体等、種々の組み合わせがあげられる。
【0082】
このような有機EL表示装置の発光原理は以下の通りである。すなわち、前記陽極と陰極とに電圧を印加することによって、前記有機発光層に正孔と電子とが注入され、前記正孔と電子とが再結合することによってエネルギーが生じる。そして、そのエネルギーによって蛍光物質が励起され、前記蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。前記正孔と電子との再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、電流と発光強度とは、印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【0083】
前記有機EL表示装置においては、前記有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明であることが必要なため、通常、酸化インジウムスズ(ITO)等の透明導電体で形成された透明電極が陽極として使用される。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に、仕事関数の小さな物質を用いることが重要であり、通常、Mg−Ag、Al−Li等の金属電極が使用される。
【0084】
このような構成の有機EL表示装置において、前記有機発光層は、例えば、厚み10nm程度の極めて薄い膜で形成されることが好ましい。これは、前記有機発光層においても、透明電極と同様に、光をほぼ完全に透過させるためである。その結果、非発光時に、前記透明基板の表面から入射して、前記透明電極と有機発光層とを透過して前記金属電極で反射した光が、再び前記透明基板の表面側へ出る。このため、外部から視認した際に、有機EL表示装置の表示面が鏡面のように見えるのである。
【0085】
本発明の有機EL表示装置は、例えば、前記透明電極の表面に本発明の位相差板または光学素子が配置されることが好ましい。この構成を有することにより、外界の反射を抑え、視認性向上が可能である等の効果を示す有機EL表示装置となる。例えば、前記位相差板および偏光板を含む本発明の光学素子は、外部から入射して前記金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって前記金属電極の鏡面を外部から視認させない等の効果がある。特に、本発明の位相差板が1/4波長板であり、かつ、前記偏光板と前記位相差板との偏光方向のなす角をπ/4に調整すれば、前記金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。すなわち、この有機EL表示装置に入射する外部光は、前記偏光板によって直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は、前記位相差板によって、一般に楕円偏光となるが、特に前記位相差板が1/4波長板であり、しかも前記角がπ/4の場合には、円偏光となる。
【0086】
この円偏光は、例えば、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び、有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、前記位相差板で再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、前記偏光板の偏光方向と直交しているため、前記偏光板を透過できず、その結果、前述のように、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができるのである。
【0087】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【0088】
(実施例)
以下のようにして位相差板を製造した。すなわち、まず、下記化学式(VII)で示される紫外線重合性ネマチック液晶化合物1gと光重合開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製Irgacure907(商品名))0.05gとにトルエンを加え、10分間攪拌して固形物を完全に溶解させ、液晶化合物の溶液(塗工液Aとする)を調製した。このとき、トルエンの添加量は、溶質の濃度が20重量%となるように調整した。
【化1】

Figure 2004347698
【0089】
一方、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム社製、商品名T80UZ、厚み80μm)を準備し、これを、10重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液中、60℃で1分間煮沸して表面をケン化処理し、さらにラビング処理して透明基材とした。
【0090】
他方、シランカップリング剤原液(信越化学工業株式会社製、商品名KBM5103)を、2重量%酢酸水溶液で希釈して30分間攪拌し、2重量%シランカップリング剤水溶液を調製した。次に、前記透明基材のラビング処理面上に、前記2重量%のシランカップリング剤水溶液を、第一理化株式会社製バーコーター♯3(商品名)を用いて塗布し、120℃のオーブン中で5分間静置して乾燥および熱処理して表面改質層を形成させた。
【0091】
さらに、前記表面改質層上に、前記塗工液Aを、第一理化株式会社製バーコーター♯5(商品名)を用いて塗布し、これを120℃で2分間加熱して乾燥させて液晶化合物含有層を形成させた。その後、室温環境下で放冷し、前記液晶化合物含有層の温度が約40℃となるまで冷却した。さらに、前記液晶化合物含有層に紫外線を積算光量で200mJ/cm照射し、前記液晶化合物を重合させて光学異方性層として目的の位相差板を得た。
【0092】
(比較例)
前記透明基材(ケン化処理およびラビング処理したTACフィルム)上に前記表面改質層を形成させず、直接液晶化合物溶液を塗布して光学異方性層を形成させる以外は前記実施例と同様にして位相差板を製造した。
【0093】
(液晶配向性の評価)
実施例および比較例のそれぞれの位相差板について、日本分光株式会社製M220型自動波長走査型エリプソメータ(商品名)を用いて波長590nmの光で位相差測定を行なった。その結果、実施例の位相差板における光学異方性層は面内位相差134nmのA−plateであり、比較例の位相差板における光学異方性層は面内位相差119nmのA−plateであったことから、いずれも液晶化合物が規則的に配向していることが分かった。また、実施例の位相差板は、液晶化合物を含む光学異方性層と透明基材との間に表面改質層が存在しても前記透明基材表面の液晶配向規制力が阻害されていないことが分かった。
【0094】
(透明基材と光学異方性層との密着性評価)
実施例および比較例のそれぞれの位相差板について、JIS K5400−1990の試験方法により前記透明基材と前記光学異方性層との密着性を試験した。その結果、実施例の位相差板では面積比で70%の光学異方性層が透明基材上に密着したままであったが、比較例の位相差板では100%の光学異方性層が剥離してしまった。
【0095】
以上の通り、実施例の位相差板は、光学異方性層中の液晶化合物が規則的に配向しており、しかも光学異方性層と透明基材との密着性が高いことが分かった。これに対し、比較例の位相差板は、光学異方性層中の液晶化合物が規則的に配向しているが、光学異方性層と透明基材との密着性が低いことが分かった。
【0096】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、基材と光学異方性層との密着性に優れ、かつコストと製造効率にも優れる位相差板およびその製造方法を提供できる。本発明の位相差板は、各種光学素子や画像表示装置等に広く使用することができ、特に、液晶ディスプレイの薄型化等に大いに寄与することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a retardation plate preferably used for an image display device, for example, a liquid crystal display device (LCD) and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A retardation plate (also referred to as an optical compensator, an optical compensatory sheet or the like) is an important member that realizes improvement in contrast and expansion of a viewing angle range in an image display device such as a liquid crystal display device by optical compensation. The retardation plate may be one in which a polymer film is stretched to impart optical anisotropy, or one in which an optically anisotropic layer containing a liquid crystal compound is coated on a transparent substrate such as glass or a polymer film. is there. In particular, the latter has attracted attention due to recent thinning of liquid crystal display devices and the like.
[0003]
In the production of a retardation plate, in order to form an optically anisotropic layer containing a liquid crystal compound, the orientation of all the molecules of the liquid crystal compound or the mesogenic portion exhibiting liquid crystallinity is changed in a fixed direction or continuously. It is necessary to orient regularly. As a specific method therefor, first, a liquid crystal compound solution or melt is applied on an alignment substrate such as a uniaxially stretched polymer film to form a liquid crystal compound-containing layer, and the liquid crystal compound is further aligned. Then, there is a method of forming the optically anisotropic layer (for example, see Patent Document 1). Second, the transparent substrate surface is treated to give a liquid crystal alignment regulating force, and a liquid crystal compound solution or melt is applied thereon to form a liquid crystal compound-containing layer, and the liquid crystal compound is further aligned. There is also a method of forming an optically anisotropic layer (see, for example, Patent Document 2). In the first method, generally, as a transparent substrate, an optically isotropic polymer film or an optically anisotropic film having an optical axis different from the liquid crystal compound orientation direction of the optically anisotropic layer. It is separately prepared, and the optically anisotropic layer is transferred thereon. This is because it is difficult to use the oriented substrate as it is as the transparent substrate from the viewpoint of optical anisotropy and transparency. On the other hand, the second method does not require the transfer step, and therefore has advantages over the first method in terms of cost and manufacturing efficiency, and is often used. In this method, as a method for providing the liquid crystal alignment regulating force, for example, a method of directly rubbing the surface of the transparent substrate, or forming a film on the surface of the transparent substrate, rubbing or polarizing the film. There is a method of performing an ultraviolet irradiation treatment or the like to form an alignment film. In particular, the rubbing treatment is a frequently used method because it can easily provide a liquid crystal alignment regulating force.
[0004]
One of the important factors in the retardation plate manufactured in this way is the adhesion between the layers, for example, between the transparent substrate and the optically anisotropic layer. For example, the retardation plate is often bonded to a polarizing plate or the like to produce an optical element, and the optical element is often bonded to a glass surface of a liquid crystal cell for use. In the step of bonding such an optical element to the glass surface or the like, reworkability of the optical element may be required. However, since the optical element has a multilayer structure, if the adhesion is low at any of the layer interfaces, for example, at the interface between the transparent base material and the optically anisotropic layer, there is a possibility that the optical element may peel off from the interface during rework. is there.
[0005]
There is known a method of providing an adhesion improving layer in order to enhance the adhesion between the layers in the retardation plate. For example, in Patent Document 3, an adhesion improving layer is formed on a transparent substrate made of a polymer film, an alignment film is formed thereon, and a discotic compound is further applied thereon to form an optically anisotropic layer. It is formed to manufacture a phase difference plate. However, this method has problems in terms of cost and production efficiency because it is necessary to form at least three layers of an adhesion improving layer, an alignment film, and an optically anisotropic layer on a transparent substrate.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2631015
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-14233
[0008]
[Patent Document 3]
JP-A-7-333433
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a retardation plate which is excellent in adhesion between a substrate and an optically anisotropic layer, and which is excellent in cost and production efficiency, and a method for producing the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the retardation plate of the present invention includes a transparent substrate having at least one surface having a liquid crystal alignment regulating force, a surface modification layer, and an optically anisotropic layer containing a liquid crystal compound, The surface modifying layer is laminated on a surface of the transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force, and the optically anisotropic layer is laminated on the transparent substrate via the surface modifying layer. It is a phase difference plate.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0012]
(Phase plate)
In the prior art using the adhesion improving layer, since it is necessary to directly laminate the optically anisotropic layer on the surface having the liquid crystal alignment regulating force, the adhesion improving layer, the alignment film, and the optically anisotropic layer on a transparent substrate. And at least three layers were required except for the transparent substrate. However, according to the present invention, an optically anisotropic layer can be laminated on a surface having a liquid crystal alignment regulating force via a surface modification layer. For this reason, it is also possible to provide a liquid crystal alignment regulating force by directly rubbing the surface of the transparent substrate or the like and omit the alignment film. Also in the case where an alignment film is provided, unlike the prior art, it can be provided directly on the surface of the transparent base material, so that the manufacturing process is simple. For these reasons, the retardation plate of the present invention is excellent in adhesion between the transparent substrate and the optically anisotropic layer, and is also excellent in cost and production efficiency. Hereinafter, each of the components in the retardation plate of the present invention will be specifically described.
[0013]
The thickness of the transparent base material is not particularly limited, but is preferably as thin as possible, for example, 20 to 120 μm, preferably 20 to 80 μm, and more preferably 20 to 40 μm in order to reduce the thickness of the retardation plate.
[0014]
“Transparent” in the transparent substrate means that the transparent substrate has a light transmittance that can be applied to a retardation plate. The light transmittance is not particularly limited as long as it is in a range suitable for practical use. The higher the transmittance, the more advantageous from the viewpoint of the function of the retardation plate, and ideally 100%.
[0015]
The transparent substrate may be optically isotropic, but the transparent substrate may have optical anisotropy depending on a function required for a liquid crystal display device equipped with a retardation plate. Is preferred. Although the optical anisotropy in this case is not particularly limited, for example, optical anisotropy exhibiting a positive or negative A-Plate retardation characteristic, optical anisotropy exhibiting a positive or negative C-Plate retardation characteristic Optical anisotropy exhibiting a positive or negative O-Plate phase difference characteristic, biaxial optical anisotropy having a refractive index anisotropy in different directions (that is, having two optical axes), and the like are possible. is there. Note that A-plate, C-plate and O-plate all refer to a layer having so-called uniaxial optical anisotropy. The A-plate has a positive (positive) A-plate when the optical axis exists in the in-plane direction and the optical characteristic condition satisfies the following formula (I), and a negative A-plate when the optical characteristic condition satisfies the following formula (II) Called (negative) A-plate.
[0016]
nx> ny = nz (I)
nx <ny = nz (II)
[0017]
The C-plate has a positive (positive) C-plate when the optical axis exists in the Z-axis direction, that is, the thickness direction, and the optical characteristic condition satisfies the following formula (III), and the following formula (IV). If it satisfies, it is called Negative C-plate.
[0018]
nx = ny <nz (III)
nx = ny> nz (IV)
[0019]
In the above formulas (I) to (IV), nx, ny and nz indicate the refractive index of the layer in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions. However, one of the X axis and the Y axis is an axial direction indicating the maximum refractive index in the plane of the layer, and the other is an axial direction in the plane perpendicular to the axis. The Z axis indicates a thickness direction perpendicular to the X axis and the Y axis. In the O-plate, the optical axis direction is inclined when viewed from the in-plane direction and the Z-axis direction (the thickness direction perpendicular to the in-plane direction). The means for imparting optical anisotropy is not particularly limited, and a known method may be appropriately applied.For example, the optically anisotropic transparent film is subjected to stretching treatment or the like to impart optical anisotropy. It can be a transparent substrate.
[0020]
Although the material of the transparent substrate is not particularly limited, for example, glass, a polymer film, or the like can be used. The polymer that can be used for the polymer film is not particularly limited. For example, polyethylene-based polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate; cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; and acrylic polymers such as polymethyl methacrylate. Polystyrene, styrene-based polymer such as acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), polycarbonate-based polymer such as bisphenol A-carbonic acid copolymer, linear or branched such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer Polyolefins containing cyclo structures such as polyolefins and polynorbornenes, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamides, imide polymers, and sulfone polymers Polymer, polyether sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, and epoxy polymer. Preferably, these may be used alone or in combination of two or more. Among the above polymers, more preferred are cellulosic polymers such as triacetyl cellulose, polycarbonate polymers such as bisphenol A / carbonic acid copolymer, polyolefins having a cyclo structure such as polynorbornene, and amides such as aromatic polyamide. Polymers and imide polymers are particularly preferable, and a cellulose polymer (cellulose derivative) is particularly preferable.
[0021]
Examples of the material of the transparent substrate include a polymer film described in JP-A-2001-343529 (WO01 / 37007). Examples of the polymer material include a resin composition containing a thermoplastic resin having a substituted or unsubstituted imide group in a side chain and a thermoplastic resin having a substituted or unsubstituted phenyl group and a cyano group in a side chain. For example, a resin composition having an alternating copolymer of isobutene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer can be used. The polymer film may be, for example, an extruded product of the resin composition.
[0022]
The transparent base material needs to have a liquid crystal alignment regulating force, but the method of imparting the liquid crystal alignment regulating force is not particularly limited, and a known method can be appropriately used. For example, the transparent substrate may be one in which a polymer film surface is directly rubbed to impart a liquid crystal alignment regulating force, or an alignment film is provided on the surface of glass or a polymer film, and further subjected to rubbing treatment or polarized ultraviolet irradiation. A liquid crystal alignment regulating force may be imparted by the method described above. The material and manufacturing method of the alignment film are not particularly limited, and known materials and manufacturing methods can be appropriately used. In addition, a polymer film provided with optical anisotropy by stretching or the like can be used as a transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force without surface treatment in some cases. Among these transparent substrates, those in which the surface of the polymer film is directly subjected to a rubbing treatment to impart a liquid crystal alignment regulating force are preferred because the treatment is simple and the liquid crystal alignment regulating force is excellent.
[0023]
In addition, it is preferable that the transparent base material contains a hydrophilic group, for example, a hydroxyl group or the like on the surface, since the adhesion to the surface modified layer is further improved. Even if the material of the transparent substrate is a material such as triacetyl cellulose that does not contain a hydrophilic group, for example, the surface is subjected to a saponification treatment or the like to express a hydrophilic group, and the adhesiveness with the surface-modified layer. Can be increased.
[0024]
Next, the surface modified layer will be described.
[0025]
The surface modification layer is not particularly limited, but preferably contains an organic silicon compound, and can be formed using, for example, a surface modification agent called a silane coupling agent or a silane coupler. The thickness of the surface modification layer is not particularly limited as long as the adhesion between the liquid crystal and the substrate is maintained and the liquid crystal alignment regulating force of the substrate is not lost. A surface-modified layer using a surface-modifying agent such as a silane coupling agent is generally used to enhance the adhesion between materials that are not easily compatible with each other, for example, glass and an organic material. However, the present inventor has found that this can be applied to the surface of the transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force to improve the adhesion to a liquid crystal compound.
[0026]
The silane coupling agent used for the surface-modified layer of the present invention is not particularly limited, and a known silane coupling agent can be appropriately used. The silane coupling agent is represented by a general formula such as the following formula (V).
Y- (CH 2 ) n Six 3 (V)
In the formula (V), n is an integer of 1 or more, and is preferably in a range of 1 or more and 3 or less. In the above formula (V), X is a hydrolyzable substituent such as an alkoxy group or a halogen, and Y is a substituent that easily reacts with an organic substance such as a vinyl group, an epoxy group or an amino group. The silane coupling agent that can be used in the present invention is not limited to this, and any silane coupling agent can be used. In such a case, it is preferable that an unsaturated bond between carbon atoms is included in the molecule because a chemical bond between the liquid crystal molecule and the silane coupling agent is possible. The silane coupling agent containing an unsaturated bond between carbon atoms in the molecule includes, for example, a silane coupling agent containing a vinyl group, but is not limited thereto.
[0027]
Next, the optically anisotropic layer containing the liquid crystal compound will be described.
[0028]
The thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, but is preferably as thin as possible for thinning the retardation plate, for example, 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 10 μm, more preferably 2 to 8 μm. . The orientation direction of the liquid crystal compound in the optically anisotropic layer is not particularly limited, and may be appropriately set so as to obtain optimal optical compensation. For example, so-called homogenous tilt alignment, hybrid alignment, chiral nematic alignment, or homogeneous horizontal alignment Orientation, homeotropic orientation and the like are preferred. The control method is not particularly limited, and can be controlled similarly to the conventional method by appropriately selecting the type of the liquid crystal compound, the state of the surface having the liquid crystal alignment regulating force, and the like. In the retardation plate of the present invention, the optically anisotropic layer is laminated on a surface of the transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force via the surface modification layer, but the alignment direction of the liquid crystal compound is Control can be performed according to the same rule as in the case of directly laminating without interposing the surface modified layer.
[0029]
The liquid crystal compound contained in the optically anisotropic layer is not particularly limited, and various known liquid crystal compounds can be appropriately used. For example, a rod-shaped liquid crystal compound, a flat liquid crystal compound, and a polymer thereof are used. And may be used alone or in combination of two or more. The liquid crystal compounds include, for example, azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines And liquid crystal compounds such as phenyldioxane, tolane, alkenylcyclohexylbenzonitrile and the like, and polymers thereof, among which benzoic acid esters are preferable. In addition, the liquid crystal compound preferably contains a nematic liquid crystal compound because of good alignment properties and few alignment defects. For example, a VA-type liquid crystal display device or the like has a negative C-plate. It is preferable to include a cholesteric liquid crystal compound because it is effective for compensating the viewing angle. The liquid crystal compound preferably contains, for example, a polymer of a liquid crystal monomer or a liquid crystal prepolymer from the viewpoint of easy formation of the optically anisotropic layer, but may contain a liquid crystal polymer. Further, the optically anisotropic layer may appropriately contain a substance other than the liquid crystal compound, for example, a photopolymerization initiator, a leveling agent, a viscosity modifier and the like, as long as the function of the retardation plate is not impaired.
[0030]
(Method of manufacturing retardation plate)
Next, a method for manufacturing a retardation plate of the present invention will be described.
[0031]
The method for producing the retardation plate of the present invention is not particularly limited, and may be produced by any method. For example, it can be produced by a production method including the following steps (1) to (4).
(1) A step of forming a surface-modified layer on a surface of a transparent substrate having at least one surface having a liquid crystal alignment regulating force on a surface having a liquid crystal alignment regulating force.
(2) A step of forming a liquid crystal compound-containing layer on the surface modified layer.
(3) A step of regularly aligning the liquid crystal compound contained in the liquid crystal compound-containing layer.
(4) a step of fixing the alignment state of the liquid crystal compound to form an optically anisotropic layer.
[0032]
Hereinafter, the manufacturing method will be described more specifically.
[0033]
First, the manufacturing method preferably further includes, for example, a step of rubbing the surface of the transparent base material to impart a desired liquid crystal alignment regulating force prior to the step (1). The reason why a rubbing treatment is preferable as a method for imparting a liquid crystal alignment regulating force to the transparent substrate is as described above. However, as described above, the method of imparting the liquid crystal alignment regulating force is not limited to the rubbing treatment, but may be any method. Preferably, prior to the step (1), a step of expressing a hydrophilic group on the surface of the transparent substrate on which the surface-modified layer is formed is preferable. The method for expressing the hydrophilic group is not particularly limited, and includes, for example, a method such as a saponification treatment as described above. Either the step of expressing the hydrophilic group or the step of imparting the liquid crystal alignment regulating force may be performed first, but it is preferable to perform the step of imparting the liquid crystal alignment regulating force as soon as possible immediately before the step (1).
[0034]
Next, the surface modified layer is formed in the step (1). This formation method is not particularly limited, either, the transparent substrate is immersed in a solution of a silane coupling agent, or a solution of the silane coupling agent is applied on a surface of the transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force, Thereafter, it is preferable that the silane coupling agent solution is dried. The silane coupling agent that can be used is not particularly limited as described above, but a silane coupling agent containing an unsaturated bond between carbon atoms in the molecule is more preferable. Although the coating method is not particularly limited, for example, a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method, a gravure printing method, and the like are more preferable. The solvent of the solution is not particularly limited, and a known solvent can be used. For example, acidic water or an alcohol solvent is particularly preferable because the solubility of the silane coupling agent is high. Further, it is particularly preferable to further heat the silane coupling agent solution after drying it, because the affinity between the transparent substrate and the surface modified layer is further increased. The heating temperature is not particularly limited, but is, for example, 60 to 150 ° C, preferably 80 to 120 ° C, and more preferably 100 to 120 ° C. The heating time is also not particularly limited, but is, for example, 1 to 5 minutes, preferably 3 to 5 minutes. The drying and heating may be performed separately or simultaneously.
[0035]
Subsequently, in the step (2), the liquid crystal compound-containing layer is formed on the surface modified layer. The method for forming the liquid crystal compound-containing layer is also not particularly limited, and is a method in which a solution of the liquid crystal compound is applied to the transparent substrate and dried, or a method in which a melt of the liquid crystal compound is applied to the transparent substrate. Is preferred from the viewpoint of simplicity of production and the like. In the present invention, “molten” for a liquid crystal compound means that the compound is in a liquid crystal state or a liquefied state.
[0036]
Here, the liquid crystal compound may be a liquid crystal polymer, but more preferably contains at least one of a liquid crystal prepolymer and a liquid crystal monomer from the viewpoint of low alignment temperature and easy processing. When at least one of a liquid crystal prepolymer and a liquid crystal monomer is contained, it is more preferable to polymerize the compound later by a method such as photopolymerization to obtain a polymer. Otherwise, the type of the liquid crystal compound is not particularly limited, and is as described above.
[0037]
The range of the temperature at which the liquid crystal compound-containing layer exhibits a liquid crystal state (liquid crystal temperature) is appropriately determined depending on the type of the liquid crystal compound and the like. The liquid crystal temperature range is not particularly limited, and may be appropriately set in consideration of the manufacturing and use convenience of the retardation plate, etc. Preferably not too high. When the liquid crystal compound is a liquid crystal monomer or a liquid crystal prepolymer, the liquid crystal temperature range is, for example, 20 to 150 ° C, preferably 20 to 120 ° C, particularly preferably 20 to 80 ° C. For example, the range is 100 to 200 ° C, preferably 100 to 150 ° C.
[0038]
When the liquid crystal compound contains a liquid crystal prepolymer or a liquid crystal monomer and is subsequently photopolymerized, it is particularly preferable to add a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator is not particularly limited. For example, Irgacure 907, Irgacure 369, Irgacure 184 (all trade names) manufactured by Ciba Specialty Chemicals, or a mixture thereof is preferable. The addition amount of the photopolymerization initiator is not particularly limited either, but is, for example, 0.1 to 5% by weight, and preferably 0.1 to 1% by weight, based on the liquid crystal prepolymer and the liquid crystal monomer. In the solution of the liquid crystal compound, the solvent is not particularly limited. However, a solvent that easily dissolves the liquid crystal compound and does not easily erode the surface modified layer or the transparent substrate is preferable. As the solvent, for example, ketones such as methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, esters such as ethyl acetate, and hydrocarbons such as toluene can be used. Further, a leveling agent, a viscosity adjusting agent, and the like may be appropriately added to the solution or the melt of the liquid crystal compound as needed.
[0039]
The method for applying the solution or the melt of the liquid crystal compound is not particularly limited. For example, a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method, a gravure method A printing method or the like is preferred.
[0040]
Next, in the step (3), the liquid crystal compound contained in the liquid crystal compound-containing layer is regularly aligned. Although this method is not particularly limited, a method in which the liquid crystal compound-containing layer is heated to the liquid crystal temperature, or a method in which the layer is once heated to a temperature higher than the liquid crystal temperature and then cooled to the liquid crystal temperature is preferable. The liquid crystal temperature range is as described above. After heating or cooling to the liquid crystal temperature, the time required for regularly aligning the liquid crystal compound is not particularly limited, but is, for example, 10 to 120 seconds, and preferably 30 to 60 seconds. Note that the step (2) and the step (3) can be performed simultaneously by applying the liquid crystal compound which is in a liquid crystal state by melting on the surface modification layer.
[0041]
Then, in the step (4), the alignment state of the liquid crystal compound is fixed to form an optically anisotropic layer, thereby obtaining a target retardation plate. As described above, it is more preferable that the liquid crystal compound includes at least one of a liquid crystal prepolymer and a liquid crystal monomer, and the fixing of the alignment state is performed by a method of photopolymerizing the liquid crystal compound. The irradiation light in this case is not particularly limited, but is preferably, for example, ultraviolet light, and the wavelength of the ultraviolet light is more preferably 200 to 400 nm. The light intensity, irradiation time, and integrated light amount of the irradiation light are not particularly limited as long as the alignment state is sufficiently fixed.
[0042]
Further, when the liquid crystal compound is a liquid crystal polymer, the fixing of the alignment state is preferably performed by a method of cooling the liquid crystal compound-containing layer to a temperature lower than the liquid crystal temperature. The liquid crystal temperature range is as described above. The cooling method is not particularly limited, and may be simply left under room temperature conditions, or may be rapidly cooled using an appropriate cooler.
[0043]
The retardation plate of the present invention can be manufactured as described above, but the manufacturing method of the present invention is not limited to the above description, and can be modified in any manner without departing from the gist of the present invention.
[0044]
(Optical element and image display device)
The application of the retardation plate of the invention is not particularly limited, and can be widely used for various optical elements and image display devices. Hereinafter, the optical element and the image display device of the present invention will be described.
[0045]
First, the optical element of the present invention is an optical element including the retardation plate of the present invention and a polarizer. Other than this, the optical element of the present invention is not particularly limited. For example, it is preferable that the optical element further includes an adhesive layer, and the retardation plate and the polarizer are laminated via the adhesive layer. It is preferable that a protective film is further included, and the retardation plate and the polarizer are laminated via the transparent protective film. For example, the optical element of the present invention may be an optical element in which the retardation plate and the polarizer are directly bonded by the bonding layer. Further, the optical element of the present invention is an optical element in which the retardation plate of the present invention is further laminated on a polarizing plate in which a transparent protective film is laminated on a polarizer, wherein the polarizer, the transparent protective film and the retardation plate are Each may be laminated via an adhesive layer. Further, the optical element of the present invention may appropriately include optional components other than the polarizer and the transparent protective film. Hereinafter, each component of the optical element of the present invention will be described more specifically.
[0046]
The polarizer is not particularly limited, but a stretched film is preferable because good optical characteristics are easily obtained. For example, a film prepared by adsorbing a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye on various films by a conventionally known method, dyeing the film, crosslinking, stretching, and drying can be used. Among these, a film that transmits linearly polarized light when natural light is incident thereon is preferable, and a film that is excellent in light transmittance and polarization degree is preferable. Examples of the various films on which the dichroic substance is adsorbed include, for example, polyvinyl alcohol (PVA) -based films, partially formalized PVA-based films, ethylene-vinyl acetate copolymer-based partially saponified films, and cellulose-based films. Molecular films and the like, and besides these, for example, oriented polyene films such as dehydrated PVA and dehydrochlorinated polyvinyl chloride can also be used. Among these, a polyvinyl alcohol-based polarizing film is preferable because good optical characteristics are easily obtained. The thickness of the polarizer is, for example, in the range of 1 to 80 μm, but is not limited thereto.
[0047]
The transparent protective film is not particularly limited, and a conventionally known transparent film can be used. For example, a film having excellent transparency, mechanical strength, heat stability, moisture barrier properties, isotropy, and the like is preferable. Specific examples of the material of such a transparent protective film include, for example, polyethylene-based polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate; cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; acrylic polymers such as polymethyl methacrylate; and polystyrene. Styrene polymers such as acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin), polycarbonate polymers such as bisphenol A / carbonic acid copolymer, linear or branched polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene copolymer; Polyolefins having a cyclo structure such as polynorbornene, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamide, imide polymers, sulfone polymers, polyethers Sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, epoxy polymer, etc. Further, a thermosetting resin such as an acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, or silicone resin or an ultraviolet curable resin may also be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a TAC film whose surface is saponified with an alkali or the like is preferable from the viewpoint of polarization characteristics and durability. In addition, a polymer film described in JP-A-2001-343529 (WO 01/37007) can also be preferably used.
[0048]
Further, it is preferable that the transparent protective film has no coloring, for example. Specifically, the retardation value (Rth) in the film thickness direction is preferably in the range of -90 nm to +75 nm, more preferably in the range of -80 nm to +60 nm, and particularly preferably in the range of -70 nm to +45 nm. . When the retardation value is in the range of -90 nm to +75 nm, coloring (optical coloring) due to the protective film can be sufficiently eliminated. However, Rth in this case is represented by the following formula (VI). In the formula (VI), the definitions of nx, ny and nz are the same as those in the formulas (I) to (IV), and d indicates the thickness of the transparent protective film.
[0049]
Rth = [(nx + ny) / 2-nz] × d (VI)
[0050]
The thickness of the transparent protective film is not particularly limited and can be appropriately determined depending on, for example, a retardation and a protection strength, but is usually 500 μm or less, preferably 5 to 300 μm, more preferably 5 to 150 μm. It is.
[0051]
The transparent protective film can be appropriately formed by a conventionally known method such as a method of applying the various transparent resins to a polarizer, a method of laminating the transparent resin film on the polarizer, or use a commercially available product. You can also. Further, the transparent substrate in the retardation plate of the present invention may also serve as the transparent protective film.
[0052]
The transparent protective film may be further subjected to, for example, a hard coat treatment, an anti-reflection treatment, a treatment for preventing sticking and diffusion, an anti-glare, and the like. The hard coat treatment is a process for forming a cured film having excellent hardness and slipperiness, which is made of a curable resin on the surface of the transparent protective film, for the purpose of, for example, preventing scratches on the surface. . As the curable resin, for example, an ultraviolet curable resin such as a silicone-based, urethane-based, acrylic-based, or epoxy-based resin can be used, and the treatment can be performed by a conventionally known method. The purpose of preventing sticking is to prevent adhesion between adjacent layers. The antireflection treatment is for the purpose of preventing external light from being reflected on the polarizing plate surface, and can be performed by forming a conventionally known antireflection layer or the like.
[0053]
The anti-glare treatment is for the purpose of preventing obstruction of transmitted light due to reflection of external light and the like, for example, by forming a fine uneven structure on the surface of the transparent protective film by a conventionally known method. It can be done by doing. Examples of a method of forming such a concavo-convex structure include a method of forming a surface by sandblasting or embossing, and a method of forming the transparent protective film by blending transparent fine particles with the transparent resin as described above. Can be
[0054]
Examples of the transparent fine particles include, for example, silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide, and the like.In addition, inorganic fine particles having conductivity, and crosslinked or uncrosslinked. Organic fine particles composed of polymer particles or the like can also be used. The average particle size of the transparent fine particles is not particularly limited, but is, for example, in a range of 0.5 to 20 μm. The mixing ratio of the transparent fine particles is not particularly limited, but is generally preferably in the range of 2 to 70 parts by mass, more preferably in the range of 5 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the transparent resin as described above.
[0055]
The antiglare layer containing the transparent fine particles may be used, for example, as a transparent protective film itself, or may be formed as a coating layer on the surface of the transparent protective film. Further, the anti-glare layer may also serve as a diffusion layer (a visual compensation function or the like) for diffusing transmitted light and expanding a viewing angle.
[0056]
The anti-reflection layer, anti-sticking layer, diffusion layer, anti-glare layer and the like are separately formed from the transparent protective film, for example, as an optical layer composed of a sheet provided with these layers, laminated on a polarizing plate. May be.
[0057]
Further, the polarizing plate may further include other optical layers, for example, various conventionally known optical layers used for forming a liquid crystal display device such as a reflector, a semi-transmissive reflector, and a brightness enhancement film. One of these optical layers may be used, two or more of them may be used in combination, one layer may be used, or two or more layers may be laminated. Hereinafter, such an integrated polarizing plate will be described.
[0058]
First, an example of a reflective polarizing plate or a transflective polarizing plate will be described. In the reflective polarizing plate, a reflective plate is further laminated on the polarizer and the transparent protective film, and in the semi-transmissive reflective polarizing plate, a semi-transmissive reflective plate is further laminated on the polarizer and the transparent protective film.
[0059]
The reflection type polarizing plate is disposed, for example, on the back side of a liquid crystal cell, and can be used for a liquid crystal display device (reflection type liquid crystal display device) that reflects incident light from the viewing side (display side) to display. Such a reflective polarizer can omit the incorporation of a light source such as a backlight, for example, and thus has advantages such as enabling the liquid crystal display device to be thinner.
[0060]
The reflective polarizing plate can be manufactured by a conventionally known method such as a method of forming a reflective plate made of metal or the like on one surface of a polarizing plate exhibiting an elastic modulus. Specifically, for example, one surface (exposed surface) of the transparent protective film in the polarizing plate is subjected to a mat treatment as needed, and a metal foil or a vapor-deposited film made of a reflective metal such as aluminum is coated on the surface. And the like.
[0061]
Further, as described above, a reflective polarizing plate, which includes a transparent protective film in which fine particles are contained in various transparent resins to form a fine uneven structure on the surface and a reflective plate reflecting the fine uneven structure is formed on the transparent protective film. Can be A reflector having a fine uneven structure on its surface has an advantage that, for example, incident light is diffused by irregular reflection, directivity and glare can be prevented, and uneven brightness can be suppressed. Such a reflection plate, for example, on the uneven surface of the transparent protective film, a vacuum deposition method, an ion plating method, a deposition method such as a sputtering method or a plating method, a conventionally known method, directly, the metal foil or It can be formed as a metal deposition film.
[0062]
Further, instead of a method in which the reflective plate is directly formed on the transparent protective film of the polarizing plate as described above, a reflective sheet or the like provided with a reflective layer on an appropriate film such as the transparent protective film is used as the reflective plate. May be. Since the reflection layer in the reflection plate is usually made of a metal, for example, for example, prevention of a decrease in reflectance due to oxidation, a long-term persistence of initial reflectance, and a point of avoiding separate formation of a transparent protective film, etc. It is preferable that the mode of use is such that the reflection surface of the reflection layer is covered with the film, the polarizing plate, or the like.
[0063]
On the other hand, the transflective polarizing plate has a transflective reflecting plate in place of the reflecting plate in the reflecting type polarizing plate. Examples of the semi-transmissive reflection plate include a half mirror that reflects light on a reflection layer and transmits light.
[0064]
The transflective polarizing plate is provided, for example, on the back side of a liquid crystal cell. When a liquid crystal display device or the like is used in a relatively bright atmosphere, an image is displayed by reflecting incident light from the viewing side (display side). However, in a relatively dark atmosphere, the present invention can be used for a liquid crystal display device or the like that displays an image using a built-in light source such as a backlight built in the back side of a transflective polarizing plate. That is, the transflective polarizing plate can save energy for use of a light source such as a backlight in a bright atmosphere, and can be used with the built-in light source even in a relatively dark atmosphere. It is useful for formation of etc.
[0065]
Next, an example of a polarizing plate in which a brightness enhancement film is further laminated on the polarizer and the transparent protective film will be described.
[0066]
The brightness enhancement film is not particularly limited, for example, a multilayer thin film of a dielectric, such as a multilayer laminate of thin film having different refractive index anisotropy, transmitting linearly polarized light of a predetermined polarization axis, Other light that shows a characteristic of reflecting light can be used. Examples of such a brightness enhancement film include “D-BEF” (trade name, manufactured by 3M). In addition, a cholesteric liquid crystal layer, in particular, an oriented film of a cholesteric liquid crystal polymer, and a film in which the oriented liquid crystal layer is supported on a film substrate can be used. These reflect one of the left and right circularly polarized light and show the property of transmitting the other light. For example, Nitto Denko's product name "PCF350", Merck's product name "Transmax", etc. can give.
[0067]
The method for producing the optical element of the present invention is not particularly limited and can be produced by a conventionally known method. For example, each component (a retardation plate, a polarizer, a transparent protective film, etc.) It can be manufactured by a method of laminating through the like. The adhesive layer is not particularly limited, and may be, for example, a layer formed from various adhesives, adhesives, and the like. For example, first, a retardation plate of the present invention and a polarizer to which a transparent protective film is adhered are prepared, and then an adhesive is applied to one side of the retardation plate or the transparent protective film, Further, the target optical element can be manufactured by laminating the retardation plate on the transparent protective film. The type of the pressure-sensitive adhesive or the adhesive is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the material of each of the constituent elements. For example, acrylic, vinyl alcohol, silicone, polyester, polyurethane, and polyether-based And a rubber-based adhesive. In the present invention, there is no clear distinction between "adhesive" and "adhesive", but among the adhesives, those which are relatively easy to peel and re-adhesively adhere to each other are referred to as "adhesives". Call. The above-mentioned pressure-sensitive adhesives and adhesives are hardly peeled off by the influence of, for example, humidity or heat, and are excellent in light transmittance and polarization degree. Specifically, when the polarizer is a PVA-based film, for example, a PVA-based adhesive is preferable from the viewpoint of the stability of the bonding treatment and the like. These adhesives and pressure-sensitive adhesives, for example, may be applied directly to the surface of the polarizer or the transparent protective film, or a layer such as a tape or sheet composed of the adhesive or pressure-sensitive adhesive is disposed on the surface. May be. Further, for example, when prepared as an aqueous solution, another additive or a catalyst such as an acid may be blended as necessary. When the adhesive is applied, for example, another additive or a catalyst such as an acid may be added to the aqueous solution of the adhesive. The thickness of such an adhesive layer is not particularly limited, but is, for example, 1 nm to 500 nm, preferably 10 nm to 300 nm, and more preferably 20 nm to 100 nm.
[0068]
Each layer such as a polarizer, a transparent protective film, an optical layer and a pressure-sensitive adhesive layer forming the optical element of the present invention as described above is, for example, a salicylate compound, a benzophenone compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound. Alternatively, those having an ultraviolet absorbing ability by appropriately treating with an ultraviolet absorbing agent such as a nickel complex compound may be used.
[0069]
The optical element of the present invention can also be manufactured by, for example, a method in which components are sequentially and separately stacked on a liquid crystal cell surface or the like in a manufacturing process of a liquid crystal display or the like. However, it is better to laminate the above-mentioned components in advance and provide the optical element of the present invention to manufacture a liquid crystal display device or the like, for example, because it is excellent in quality stability and assembly workability, etc. This is preferable because there is an advantage that the efficiency can be improved.
[0070]
The optical element of the present invention further includes, for example, a layer of the pressure-sensitive adhesive or the adhesive on one or both outer surfaces thereof, since the lamination to another member such as a liquid crystal cell is facilitated. Is preferred. The pressure-sensitive adhesive layer or the like may be, for example, a single-layer body or a laminate. As the laminate, for example, a laminate in which different compositions or different types of single layers are combined may be used. When the optical elements are arranged on both sides, for example, they may be the same pressure-sensitive adhesive layer, or may have different compositions or different types of pressure-sensitive adhesive layers. When the surface of the pressure-sensitive adhesive layer or the like provided on the optical element is thus exposed, the surface may be covered with a separator for the purpose of preventing contamination or the like until the pressure-sensitive adhesive layer or the like is put to practical use. preferable. This separator can be formed by, for example, providing an appropriate film with a release coat using a release agent such as a silicone-based, long-chain alkyl-based, fluorine-based, or molybdenum sulfide. The material of the film is not particularly limited, and for example, the same material as the transparent protective film can be used.
[0071]
The method of using the optical element of the present invention is not particularly limited, but is suitable for use in various image display devices such as, for example, disposing it on the surface of a liquid crystal cell.
[0072]
Next, the image display device of the present invention will be described. The image display device of the present invention is an image display device including the retardation plate of the present invention or the optical element of the present invention. Other than this, the image display device of the present invention is not particularly limited, and its manufacturing method, structure, usage method, and the like are arbitrary, and conventionally known modes can be appropriately applied.
[0073]
Although the type of the image display device of the present invention is not particularly limited, for example, a liquid crystal display device is preferable. For example, the retardation plate or the optical element of the present invention is arranged on one or both sides of a liquid crystal cell to form a liquid crystal panel, and can be used for a liquid crystal display device of a reflection type, a semi-transmission type, or a transmission / reflection type. The type of the liquid crystal cell forming the liquid crystal display device can be arbitrarily selected, for example, an active matrix driving type typified by a thin film transistor type, a simple matrix driving type typified by a twisted nematic type or a super twisted nematic type. Various types of liquid crystal cells can be used.
[0074]
The liquid crystal cell usually has a structure in which liquid crystal is injected into a gap between opposing liquid crystal cell substrates. The liquid crystal cell substrate is not particularly limited, and for example, a glass substrate or a plastic substrate can be used. The material of the plastic substrate is not particularly limited, and may be a conventionally known material.
[0075]
Further, the optical element of the present invention may be provided on one side or both sides of the liquid crystal cell. When members such as the optical element are provided on both sides of the liquid crystal cell, they may be of the same type or different. You may. Further, when manufacturing a liquid crystal display device, for example, one or more layers of appropriate components such as a prism array sheet, a lens array sheet, a light diffusion plate, and a backlight can be arranged at appropriate positions.
[0076]
The structure of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, and includes, for example, a liquid crystal cell, a retardation plate of the present invention, a polarizer and a transparent protective film, and the retardation plate is provided on one surface of the liquid crystal cell. It is preferable that the polarizer and the transparent protective film are laminated in this order. Further, the arrangement of the retardation plate of the present invention is not particularly limited. For example, an arrangement in which the optically anisotropic layer side faces the liquid crystal cell and the transparent base material side faces the polarizer. can give.
[0077]
When the liquid crystal display device of the present invention further includes a light source, the light source is not particularly limited. For example, a planar light source that emits polarized light is preferable because light energy can be used effectively.
[0078]
Further, the image display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device as described above, and includes, for example, an organic electroluminescence (EL) display, a plasma display (PD), an FED (Field Emission Display), and the like. The self-luminous display device may be used. When used in a self-luminous flat display, for example, by setting the in-plane retardation value of the optically anisotropic layer of the retardation plate of the present invention to λ / 4, circularly polarized light can be obtained. Can be used as a prevention filter.
[0079]
Hereinafter, the electroluminescent (EL) display device of the present invention will be described. The EL display device of the present invention is a display device having the retardation plate or the optical element of the present invention. The EL display device may be either an organic EL display device or an inorganic EL display device.
[0080]
In recent years, it has been proposed to use, for example, an optical film such as a polarizer or a polarizing plate together with a λ / 4 plate in an EL display device to prevent reflection from an electrode in a black state. The retardation plate and the optical element of the present invention are particularly suitable when the EL layer emits any one of linearly polarized light, circularly polarized light or elliptically polarized light, or obliquely emits natural light in the front direction. This is very useful when the emitted light is partially polarized.
[0081]
First, a general organic EL display device will be described. The organic EL display generally includes a light-emitting body (organic EL light-emitting body) in which a transparent electrode (anode), an organic light-emitting layer, and a metal electrode (cathode) are stacked in this order on a transparent substrate. The organic light emitting layer is a laminate of various organic thin films, for example, a laminate of a hole injection layer made of a triphenylamine derivative or the like and a light emitting layer made of a fluorescent organic solid such as anthracene, Various combinations such as a stacked body of a light emitting layer and an electron injection layer made of a perylene derivative or the like, and a stacked body of the hole injection layer, the light emitting layer, and the electron injection layer are given.
[0082]
The light emission principle of such an organic EL display device is as follows. That is, by applying a voltage to the anode and the cathode, holes and electrons are injected into the organic light emitting layer, and energy is generated by the recombination of the holes and electrons. Then, the fluorescent substance is excited by the energy, and emits light on the principle that the fluorescent substance emits light when returning to the ground state. The mechanism of the recombination of holes and electrons is the same as that of a general diode, and the current and the emission intensity show strong nonlinearity with rectification with respect to the applied voltage.
[0083]
In the organic EL display device, at least one electrode is required to be transparent in order to extract light emitted from the organic light emitting layer. Therefore, the organic EL display device is usually formed of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO). A transparent electrode is used as the anode. On the other hand, in order to facilitate electron injection and increase luminous efficiency, it is important to use a material having a small work function for the cathode, and usually a metal electrode such as Mg-Ag or Al-Li is used.
[0084]
In the organic EL display device having such a configuration, it is preferable that the organic light emitting layer is formed of, for example, an extremely thin film having a thickness of about 10 nm. This is because light is transmitted almost completely in the organic light emitting layer as in the case of the transparent electrode. As a result, when light is not emitted, light that enters from the surface of the transparent substrate, passes through the transparent electrode and the organic light emitting layer, and is reflected by the metal electrode exits to the surface of the transparent substrate again. Therefore, when viewed from the outside, the display surface of the organic EL display device looks like a mirror surface.
[0085]
In the organic EL display device of the present invention, for example, it is preferable that the retardation plate or the optical element of the present invention is disposed on the surface of the transparent electrode. With this configuration, an organic EL display device has an effect of suppressing external reflection and improving visibility. For example, the optical element of the present invention including the retardation plate and the polarizing plate has a function of polarizing light incident from the outside and reflected by the metal electrode. This has the effect of not allowing visual recognition from the user. In particular, if the phase difference plate of the present invention is a quarter-wave plate and the angle between the polarization directions of the polarizing plate and the phase difference plate is adjusted to π / 4, the mirror surface of the metal electrode can be completely completed. Can be shielded. That is, only linearly polarized light components of the external light incident on the organic EL display device are transmitted by the polarizing plate. The linearly polarized light is generally converted into elliptically polarized light by the retardation plate. In particular, when the retardation plate is a 波長 wavelength plate and the angle is π / 4, the linearly polarized light is circularly polarized light.
[0086]
This circularly polarized light, for example, passes through a transparent substrate, a transparent electrode, an organic thin film, is reflected by a metal electrode, again passes through an organic thin film, a transparent electrode, a transparent substrate, and is again linearly polarized by the retardation plate. Become. And, since this linearly polarized light is orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate, it cannot pass through the polarizing plate, and as a result, the mirror surface of the metal electrode can be completely shielded as described above. .
[0087]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
[0088]
(Example)
A retardation plate was manufactured as follows. That is, first, toluene was added to 1 g of an ultraviolet-polymerizable nematic liquid crystal compound represented by the following chemical formula (VII) and 0.05 g of a photopolymerization initiator (Irgacure 907 (trade name) manufactured by Ciba Specialty Chemicals), followed by stirring for 10 minutes. Then, the solid was completely dissolved to prepare a solution of the liquid crystal compound (hereinafter referred to as coating liquid A). At this time, the amount of toluene added was adjusted so that the concentration of the solute was 20% by weight.
Embedded image
Figure 2004347698
[0089]
On the other hand, a triacetylcellulose (TAC) film (trade name: T80UZ, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., thickness: 80 μm) was prepared and boiled in a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution at 60 ° C. for 1 minute to form a surface. Was subjected to a saponification treatment, followed by a rubbing treatment to obtain a transparent substrate.
[0090]
On the other hand, a silane coupling agent stock solution (trade name: KBM5103, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was diluted with a 2% by weight aqueous acetic acid solution and stirred for 30 minutes to prepare a 2% by weight silane coupling agent aqueous solution. Next, the 2% by weight aqueous solution of the silane coupling agent was applied onto the rubbed surface of the transparent substrate using a bar coater # 3 (trade name) manufactured by Daiichi Rika Co., Ltd. And left to stand for 5 minutes in a vacuum oven to dry and heat-treat to form a surface-modified layer.
[0091]
Further, the coating liquid A was applied on the surface modified layer using a bar coater # 5 (trade name) manufactured by Daiichi Rika Co., Ltd., and dried by heating at 120 ° C. for 2 minutes. A liquid crystal compound-containing layer was formed. Thereafter, the mixture was allowed to cool in a room temperature environment until the temperature of the liquid crystal compound-containing layer reached about 40 ° C. Further, an ultraviolet ray was applied to the liquid crystal compound-containing layer at an integrated light amount of 200 mJ / cm 2 Irradiation was performed to polymerize the liquid crystal compound to obtain a target retardation film as an optically anisotropic layer.
[0092]
(Comparative example)
Same as the above example except that the liquid crystal compound solution is directly applied to form an optically anisotropic layer without forming the surface modified layer on the transparent base material (TAC film subjected to saponification treatment and rubbing treatment). To produce a phase difference plate.
[0093]
(Evaluation of liquid crystal orientation)
For each of the retardation plates of the example and the comparative example, the retardation was measured with light having a wavelength of 590 nm using an M220 type automatic wavelength scanning ellipsometer (trade name) manufactured by JASCO Corporation. As a result, the optically anisotropic layer in the retardation plate of the example was an A-plate with an in-plane retardation of 134 nm, and the optically anisotropic layer in the retardation plate of the comparative example was an A-plate with an in-plane retardation of 119 nm. , It was found that the liquid crystal compounds were regularly aligned. Further, in the retardation plate of the example, even if a surface modifying layer is present between the optically anisotropic layer containing the liquid crystal compound and the transparent substrate, the liquid crystal alignment regulating force on the surface of the transparent substrate is hindered. I knew it wasn't.
[0094]
(Evaluation of adhesion between transparent substrate and optically anisotropic layer)
With respect to each of the retardation plates of the examples and the comparative examples, the adhesion between the transparent substrate and the optically anisotropic layer was tested by a test method according to JIS K5400-1990. As a result, in the retardation plate of the example, the optically anisotropic layer having an area ratio of 70% was kept in close contact with the transparent substrate, but in the retardation plate of the comparative example, the optically anisotropic layer was 100%. Has peeled off.
[0095]
As described above, in the retardation plates of the examples, it was found that the liquid crystal compounds in the optically anisotropic layer were regularly oriented, and that the adhesion between the optically anisotropic layer and the transparent substrate was high. . On the other hand, in the retardation plate of the comparative example, although the liquid crystal compound in the optically anisotropic layer was regularly oriented, it was found that the adhesion between the optically anisotropic layer and the transparent substrate was low. .
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a retardation plate excellent in adhesion between a substrate and an optically anisotropic layer, and excellent in cost and production efficiency, and a method for producing the same. INDUSTRIAL APPLICABILITY The retardation plate of the present invention can be widely used for various optical elements, image display devices, and the like, and in particular, can greatly contribute to thinning of a liquid crystal display and the like.

Claims (22)

少なくとも片面が液晶配向規制力を有する透明基材と、表面改質層と、液晶化合物を含有する光学異方性層とを含み、前記表面改質層は、前記透明基材の液晶配向規制力を有する面上に積層され、前記光学異方性層は、前記表面改質層を介して前記透明基材上に積層されている位相差板。At least one surface includes a transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force, a surface modified layer, and an optically anisotropic layer containing a liquid crystal compound, wherein the surface modified layer has a liquid crystal alignment regulating force of the transparent substrate. A retardation plate, wherein the optically anisotropic layer is laminated on the transparent substrate via the surface modifying layer. 前記透明基材が、高分子フィルム表面を直接ラビング処理した基材である請求項1に記載の位相差板。The retardation plate according to claim 1, wherein the transparent substrate is a substrate obtained by directly rubbing the surface of a polymer film. 前記透明基材がセルロース誘導体により形成されている請求項1または2に記載の位相差板。The retardation plate according to claim 1, wherein the transparent substrate is formed of a cellulose derivative. 前記表面改質層が有機ケイ素化合物を含む請求項1〜3のいずれかに記載の位相差板。The retardation plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface modification layer contains an organosilicon compound. 前記光学異方性層に含有される液晶化合物が、液晶モノマーまたは液晶プレポリマーの重合物を含む請求項1〜4のいずれかに記載の位相差板。The retardation plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the liquid crystal compound contained in the optically anisotropic layer contains a polymer of a liquid crystal monomer or a liquid crystal prepolymer. 前記光学異方性層に含有される液晶化合物が、液晶ポリマーを含む請求項1〜5のいずれかに記載の位相差板。The retardation plate according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid crystal compound contained in the optically anisotropic layer includes a liquid crystal polymer. 前記光学異方性層に含有される液晶化合物が、ネマチック液晶化合物を含む請求項1〜6のいずれかに記載の位相差板。The retardation plate according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid crystal compound contained in the optically anisotropic layer includes a nematic liquid crystal compound. 前記光学異方性層に含有される液晶化合物が、コレステリック液晶化合物を含む請求項1〜7のいずれかに記載の位相差板。The retardation plate according to claim 1, wherein the liquid crystal compound contained in the optically anisotropic layer includes a cholesteric liquid crystal compound. 請求項1〜8のいずれかに記載の位相差板と、偏光子とを含む光学素子。An optical element comprising the retardation plate according to claim 1 and a polarizer. 接着層をさらに含み、前記接着層を介して前記位相差板と前記偏光子とが積層されている請求項9に記載の光学素子。The optical element according to claim 9, further comprising an adhesive layer, wherein the retardation plate and the polarizer are laminated via the adhesive layer. 透明保護フィルムをさらに含み、前記透明保護フィルムを介して前記位相差板と前記偏光子とが積層されている請求項9または10に記載の光学素子。The optical element according to claim 9, further comprising a transparent protective film, wherein the retardation plate and the polarizer are laminated via the transparent protective film. 請求項1〜8のいずれかに記載の位相差板、または請求項9〜11のいずれかに記載の光学素子を含む画像表示装置。An image display device comprising the retardation plate according to any one of claims 1 to 8, or the optical element according to any one of claims 9 to 11. 下記(1)〜(4)の工程を含む位相差板の製造方法。
(1) 少なくとも片面が液晶配向規制力を有する透明基材の液晶配向規制力を有する面上に表面改質層を形成する工程。
(2) 前記表面改質層上に、液晶化合物含有層を形成する工程。
(3) 前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物を規則的に配向させる工程。
(4) 前記液晶化合物の配向状態を固定化して光学異方性層を形成する工程。
A method for manufacturing a retardation plate, comprising the following steps (1) to (4).
(1) A step of forming a surface-modified layer on a surface of a transparent substrate having at least one surface having a liquid crystal alignment regulating force on a surface having a liquid crystal alignment regulating force.
(2) A step of forming a liquid crystal compound-containing layer on the surface modified layer.
(3) A step of regularly aligning the liquid crystal compound contained in the liquid crystal compound-containing layer.
(4) a step of fixing the alignment state of the liquid crystal compound to form an optically anisotropic layer.
前記工程(1)に先立ち、前記透明基材の表面をラビング処理して目的の液晶配向規制力を付与する工程をさらに含む請求項13に記載の製造方法。14. The manufacturing method according to claim 13, further comprising a step of rubbing the surface of the transparent base material to impart a desired liquid crystal alignment regulating force prior to the step (1). 前記工程(1)に先立ち、前記透明基材の前記表面改質層を形成する面上に親水基を発現させる工程を含む請求項13または14に記載の製造方法。The method according to claim 13 or 14, further comprising, prior to the step (1), a step of expressing a hydrophilic group on the surface of the transparent substrate on which the surface-modified layer is formed. 前記工程(1)において、前記表面改質層を形成する方法が、前記透明基材をシランカップリング剤の溶液に浸漬するか、または前記透明基材の液晶配向規制力を有する面上にシランカップリング剤の溶液を塗布し、その後前記シランカップリング剤溶液を乾燥させる方法である請求項13〜15のいずれかに記載の製造方法。In the step (1), the method for forming the surface-modified layer may include immersing the transparent substrate in a solution of a silane coupling agent, or forming the silane on a surface of the transparent substrate having a liquid crystal alignment regulating force. The production method according to any one of claims 13 to 15, wherein the method is a method of applying a solution of a coupling agent and thereafter drying the silane coupling agent solution. 前記シランカップリング剤溶液を乾燥させた後、さらに加熱する請求項16に記載の製造方法。The method according to claim 16, wherein the silane coupling agent solution is further heated after being dried. 前記シランカップリング剤が、その分子内に炭素原子間の不飽和結合を含む請求項16または17に記載の製造方法。The method according to claim 16 or 17, wherein the silane coupling agent contains an unsaturated bond between carbon atoms in the molecule. 前記工程(2)において、前記表面改質層上に前記液晶化合物含有層を形成する方法が、前記液晶化合物の溶液を前記透明基材に塗布し乾燥させる方法か、または、前記液晶化合物の溶融液を前記透明基材に塗布する方法である請求項13〜18のいずれかに記載の製造方法。In the step (2), the method of forming the liquid crystal compound-containing layer on the surface modified layer may be a method of applying a solution of the liquid crystal compound to the transparent substrate and drying the solution, or a method of melting the liquid crystal compound. The method according to any one of claims 13 to 18, which is a method of applying a liquid to the transparent substrate. 前記工程(3)において、前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物を規則的に配向させる方法が、前記液晶化合物含有層をその液晶温度にまで加熱する方法か、または、いったん液晶温度を超える温度に加熱し、その後液晶温度にまで冷却する方法である請求項13〜19のいずれかに記載の製造方法。In the step (3), the method of regularly aligning the liquid crystal compound contained in the liquid crystal compound-containing layer may be a method of heating the liquid crystal compound-containing layer to the liquid crystal temperature, or a method of temporarily exceeding the liquid crystal temperature. The method according to any one of claims 13 to 19, wherein the method is a method of heating to a temperature of the liquid crystal and thereafter cooling to a liquid crystal temperature. 前記液晶化合物が、液晶プレポリマーおよび液晶モノマーの少なくとも一方を含み、前記工程(4)において、前記配向状態の固定化が、前記液晶化合物を光重合する方法で実施される請求項13〜20のいずれかに記載の製造方法。The liquid crystal compound according to claim 13, wherein the liquid crystal compound includes at least one of a liquid crystal prepolymer and a liquid crystal monomer, and in the step (4), the fixing of the alignment state is performed by a method of photopolymerizing the liquid crystal compound. The production method according to any one of the above. 前記液晶化合物が、液晶ポリマーであり、前記工程(4)において、前記配向状態の固定化が、前記液晶化合物含有層を、その液晶温度未満に冷却する方法で実施される請求項13〜21のいずれかに記載の製造方法。22. The method according to claim 13, wherein the liquid crystal compound is a liquid crystal polymer, and in the step (4), the alignment state is fixed by a method of cooling the liquid crystal compound-containing layer to a temperature lower than the liquid crystal temperature. The production method according to any one of the above.
JP2003142132A 2003-05-20 2003-05-20 Phase difference plate and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4293595B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003142132A JP4293595B2 (en) 2003-05-20 2003-05-20 Phase difference plate and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003142132A JP4293595B2 (en) 2003-05-20 2003-05-20 Phase difference plate and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004347698A true JP2004347698A (en) 2004-12-09
JP4293595B2 JP4293595B2 (en) 2009-07-08

Family

ID=33530309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003142132A Expired - Fee Related JP4293595B2 (en) 2003-05-20 2003-05-20 Phase difference plate and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4293595B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006064956A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Fujifilm Corporation Phase difference compensator, light modurating system, liquid crystal display and liquid crystal projector
WO2020003812A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 日東電工株式会社 Optical laminate and organic el display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006064956A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Fujifilm Corporation Phase difference compensator, light modurating system, liquid crystal display and liquid crystal projector
WO2020003812A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 日東電工株式会社 Optical laminate and organic el display device
JP2020003650A (en) * 2018-06-28 2020-01-09 日東電工株式会社 Optical laminate and organic el display device
CN112334801A (en) * 2018-06-28 2021-02-05 日东电工株式会社 Optical laminate and organic EL display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4293595B2 (en) 2009-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4207180B2 (en) Phase difference plate, method for producing the same, and optical film
JP4335901B2 (en) Manufacturing method of polarizing plate
JP4402096B2 (en) Polarizing plate, manufacturing method thereof, optical film, and image display device
KR100777960B1 (en) Polarizing plate with optical compensation function, and liquid crystal display device using the same
JP3960549B2 (en) Polarizing plate with optical compensation function for VA liquid crystal cell and optical compensation functional layer for VA liquid crystal cell
JP2004078171A (en) Polarizing plate with optical compensating layer and image display device using same
JP2005309401A (en) Polarizing plate, optical film and image display
JP2002214440A (en) Method for manufacturing liquid crystal alignment film, liquid crystal alignment film, optical film and picture display device
JP3992969B2 (en) Homeotropic alignment liquid crystal film, brightness enhancement film, and optical film
JP2005037890A (en) Method for manufacturing polarizer, polarizer, optical film and image display apparatus
JP2009116197A (en) Anisotropic light scattering film, manufacturing method thereof, optical film and image display device
JP3813631B2 (en) Manufacturing method of optical film
JP4280597B2 (en) Production method of retardation plate
JP4059683B2 (en) Birefringent film, method for producing the same, optical film, and image display device
JP2005274909A (en) Manufacturing method for retardation plate and retardation plate manufactured thereby
JP2004198478A (en) Optical retardation film, luminance-improving film, optical film, and image display device
JP3842102B2 (en) Method for producing homeotropic alignment liquid crystal film, homeotropic alignment liquid crystal film and optical film
JP4276496B2 (en) Method for producing optical film containing liquid crystal polymer in alignment state
US20060240196A1 (en) Method of producing retardation plate
JP4293595B2 (en) Phase difference plate and manufacturing method thereof
JP4247069B2 (en) Production method of retardation plate
JP2004133356A (en) Polarizing plate, optical element and image display device
JP2004177550A (en) Polarizing plate, optical film, and image display device
JP2003121852A (en) Method for manufacturing homeotropically oriented liquid crystal film, homeotropically oriented liquid crystal film and optical film
JP2006058437A (en) Manufacturing method of polarizing plate, polarizing plate, optical film and picture display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081007

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090402

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090406

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4293595

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150417

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees