JP2005062425A - 位相差板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明基材と光学異方性層との密着性に優れ、かつ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。
【解決手段】 本発明の位相差板は、透明基材１０上に光学異方性層１４を含む位相差板であって、光学異方性層１４が、表面改質層１１を介して透明基材１０上に配置され、光学異方性層１４が、規則的に配向した液晶化合物を有し、表面改質層１１が、透明基材１０の液晶配向規制力を光学異方性層１４に及ばさない層であることを特徴とする。本発明の位相差板は、表面改質層１１を設けたため、透明基材１０と光学異方性層１４の密着性を向上させることができる。また、透明基材１０としては、液晶配向規制力を有する透明基材も、有さない透明基材も、双方使用できるから、前記透明基材の選択の幅が広がり、かつ製造効率に優れる。前記表面改質層１１は、有機ケイ素化合物および樹脂を含むことが好ましい。
【選択図】 図２

Description

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に関する。

位相差板は、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。

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。そのための方法として、例えば、基材上に配向膜を形成し、さらにその上に液晶化合物含有層を形成し、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）。また、基材上に配向膜を形成したものをさらにもう一枚準備し、前記液晶化合物を二枚の基材の配向膜形成面で挟んで配向させる方法もある（例えば、特許文献２参照）。これらの方法においては、一般に、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。

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、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する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。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、製造効率の点で問題がある。
特開２００２−１４２３３号公報 特開平９−２８１４８０号公報 特開平７−３３３４３３号公報

したがって、本発明は、透明基材と光学異方性層との密着性に優れ、かつ製造効率にも優れる位相差板を提供することを目的とする。

本発明は、透明基材上に光学異方性層を含む位相差板であって、
前記光学異方性層が、表面改質層を介して前記透明基材上に配置され、
前記光学異方性層が、配向した液晶化合物を有し、
前記表面改質層が、前記透明基材の液晶配向規制力を前記光学異方性層に及ばさない層であることを特徴とする。

本発明によれば、透明基材と光学異方性層との密着性に優れ、かつ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。

透明基材と光学異方性層の間の密着性を高めるために、前記密着改良層を用いる従来技術では、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、透明基材上に、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。また、本発明における前記表面改質層は、前記透明基材の液晶配向規制力を前記光学異方性層に及ばさない層であるから、例えば、前記透明基材として、液晶配向規制力を有する透明基材も、有さない透明基材も、双方使用でき、幅広い前記透明基材の選択が可能となる。このため、例えば、製造時における透明基材上に形成した光学異方性層の転写工程も減らすことができる。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、かつ製造効率にも優れる。

本発明においては、前記表面改質層は、有機ケイ素化合物を含むことが好ましい。

前記表面改質層は、さらに、樹脂を含むことが好ましい。

前記樹脂は、ポリエステル系樹脂であることが好ましい。

本発明においては、前記透明基材は、セルロース誘導体から形成されているのが好ましい。前記透明基材は、光学異方性を有していてもよい。

本発明においては、前記光学異方性層に含有される液晶化合物は、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できる。また、前記光学異方性層に含有される液晶化合物は、液晶ポリマーを含んでもよい。

本発明においては、前記光学異方性層に含有される液晶化合物は、ネマチック液晶化合物およびコレステリック化合物の少なくとも一方を含むのが好ましい。

本発明の位相差板は、例えば、下記（１）〜（５）の工程を含むことを特徴とする本発明の製造方法により得ることができる。
（１）前記透明基材上に、前記透明基材の液晶配向規制力を前記光学異方性層に及ぼさない表面改質層を形成する工程。
（２）前記透明基材上に、前記表面改質層を介して、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、液晶配向規制力を有する配向基板を接触させ、前記配向基板により、前記液晶化合物含有層の液晶化合物を規則的に配向させる工程。
（４）前記液晶化合物含有層の液晶化合物の前記配向状態を固定化して、光学異方性層を形成する工程。
（５）前記配向基板を除去する工程。

本発明の製造方法において、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のが好ましい。

本発明の製造方法の前記工程（１）において、前記表面改質層を形成する方法は、前記透明基材をシランカップリング剤溶液に浸漬するか、または前記透明基材の面上にシランカップリング剤溶液を塗布し、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のが好ましい。

前記シランカップリング剤溶液は、さらに、樹脂を含むことが好ましい。前記樹脂は、ポリエステル系樹脂であることが好ましい。

本発明においては、前記シランカップリング剤は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むのが好ましい。

前記式（Ｉ）において、Ｘは、ハロアルキル基、メルカプト基、アルキルスルファニル基、アミノ基、イソシアナト基、ウレイド基、下記一般式（ａ）で示される基、下記一般式（ｂ）で示される基、エチレン骨格、およびエポキシ基からなる群から選択される基を示し、
Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、同一または異なって、水酸基の保護基またはアルキル基を示し、
ｎは、１〜１０の整数を示す。
ただし、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³の少なくとも１つは、水酸基の保護基を示す。

前記式（ａ）において、Ｙ¹、Ｙ²およびＹ³は、同一または異なって、水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される原子または基を示し、
前記式（ａ）において、Ｚ¹は、結合手、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−および−Ｃ（＝Ｏ）−からなる群から選択される基を示し、
前記式（ｂ）において、Ｙ⁴、Ｙ⁵およびＹ⁶は、同一または異なって、水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される原子または基を示し、
前記式（ｂ）において、Ｚ²は、結合手、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−および−Ｃ（＝Ｏ）−からなる群から選択される基を示す。

本発明の製造方法の前記工程（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は、前記液晶化合物の溶液を前記表面改質層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表面改質層に塗布する方法であるのが好ましい。

本発明の製造方法の前記工程（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は、前記液晶化合物含有層をその液晶温度にまで加熱し、この状態で前記配向基板を接触させるか、または、前記液晶化合物含有層を前記配向基板に接触させ、この状態で前記液晶温度以上に加熱する方法であるのが好ましい。

本発明の製造方法において、前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物は、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は、前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物を光重合する方法で実施されるのが好ましい。

本発明の製造方法において、前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物は、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のが好ましい。

本発明の位相差板は、前記本発明の製造方法により得られる位相差板である。

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。本発明の光学素子は、さらに、透明保護フィルムを含み、前記透明保護フィルムが、前記位相差板と前記偏光子との間に配置されるのが好ましい。

本発明の画像表示装置は、本発明の位相差板または本発明の光学素子を含む画像表示装置である。

本発明の位相差板は、前述のように、透明基材上に光学異方性層を含む。

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。

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、前記透明基材は光学異方性を有してもよい。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プレート位相差特性を示す光学異方性、正または負のＣプレート位相差特性を示す光学異方性、正または負のＯプレート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プレート、ＣプレートおよびＯプレートとは、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プレートは、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（１）を満たす場合は正のＡプレート、下記式（２）を満たす場合は負のＡプレートと呼ばれる。
ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ （１）
ｎｘ＜ｎｙ＝ｎｚ （２）

また、前記Ｃプレートは、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（３）を満たす場合は正のＣプレート、下記式（４）を満たす場合は負のＣプレートと呼ばれる。
ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ （３）
ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ （４）

上記式（１）〜（４）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プレートでは、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。

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。

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挙げられる。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挙げられる。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。

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の親水化処理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。

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。

前記表面改質層は、特に限定されないが、例えば、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の表面改質剤を用いて形成できる。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、前記透明基材と前記液晶化合物との密着性を高めることができる。

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。前記シランカップリング剤は、例えば、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むことができる。

前記式（Ｉ）において、Ｘは、ハロアルキル基、メルカプト基、アルキルスルファニル基、アミノ基、イソシアナト基、ウレイド基、下記一般式（ａ）で示される基、下記一般式（ｂ）で示される基、エチレン骨格、およびエポキシ基からなる群から選択される基を示し、
Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、同一または異なって、水酸基の保護基またはアルキル基を示し、
ｎは、１〜１０、好ましくは１〜５の整数を示す。
ただし、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³の少なくとも１つは、水酸基の保護基を示す。

前記式（ａ）において、Ｙ¹、Ｙ²およびＹ³は、同一または異なって、水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される原子または基を示し、
前記式（ａ）において、Ｚ¹は、結合手、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−および−Ｃ（＝Ｏ）−からなる群から選択される基を示し、
前記式（ｂ）において、Ｙ⁴、Ｙ⁵およびＹ⁶は、同一または異なって、水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される原子または基を示し、
前記式（ｂ）において、Ｚ²は、結合手、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−および−Ｃ（＝Ｏ）−からなる群から選択される基を示す。

本発明において、「アルキル基」ならびにハロアルキル基およびアルキルスルファニル基における「アルキル」部分は、１から６個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキル、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル等が挙げられ、それらの中で好ましいものとしては１から４個の炭素原子を有するものが挙げられ、特に好ましくはメチルが挙げられる。

ハロアルキル基における「ハロ」としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。ハロアルキル基の例としては、クロロメチル、フルオロメチル、ヨウ化メチル、トリフルオロメチル、クロロエチル、フルオロエチル、ヨウ化エチル、クロロプロピル等が挙げられる。

アリール基は、６から２０個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基を意味し、例えば、フェニル、ナフチル、アントラニル等が挙げられる。

水酸基の保護基とは、加水分解されて水酸基に脱保護されるものが好ましく、例えば、アルコキシ基が挙げられる。低級アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等が挙げられ、それらの中で好ましくはメトキシ、エトキシが挙げられる。

前記式（Ｉ）で表される化合物の中で、式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³の全てが水酸基の保護基である化合物が好ましく、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³の全てがアルコキシ基である化合物がより好ましい。

前記式（Ｉ）で表される化合物は、例えば、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。中でも、前記式（Ｉ）で表される化合物は、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。シランカップリング剤としては、上記のものを１種類以上含んでもよい。

また、前記表面改質層は、前記透明基材の液晶配向規制力を前記光学異方性層に及ばさない層であるため、例えば、さらに樹脂等を含むことが好ましい。前記表面改質層が、例えば、シランカップリング剤を含む樹脂層であれば、前記透明基材と後述の光学異方性層の密着性を確保できるだけでなく、形成時の塗工性が優れ、かつ前記透明基材の異方性、等方性に影響されることなく等方性の層となることが可能であり、後述する光学異方性層の形成にあたって、前記透明基材の液晶配向規制力を遮断できるからである。この液晶配向規制力の遮断の程度は、前記樹脂層の厚みが大きいほど大きくなる。このため、本発明における前記透明基材として、液晶配向規制力を有する透明基材も液晶配向規制力を有さない透明基材も双方使用でき、前記透明基材の選択の幅が広がることとなる。

前記樹脂としては、前記透明基材や前記光学異方性層と密着性が高いものが好ましく、例えば、ポリエステル系樹脂（例えば、結晶性ポリエステル、非結晶性ポリエステル、水分散型共重合ポリエステル、ウレタン変性共重合ポリエステル等）、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。

前記表面改質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く、また、前記透明基材の液晶配向規制力を十分に遮断できる厚みであることが好ましい。具体的には、例えば、０．０１〜５μｍ、好ましくは、０．１〜３μｍ、より好ましくは、０．５〜２μｍである。また、前記表面改質層に含まれるシランカップリング剤の含有量は、例えば、０．１〜１０重量％であって、好ましくは、０．５〜５重量％であって、より好ましくは、１〜３重量％である。

前記光学異方性層は、前述のように、配向した液晶化合物を有する。前記液晶化合物は特に限定されず、液晶モノマーでも重合物でも良いが、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。また、重合物の場合は液晶ポリマーでも液晶プレポリマーでも良く、ホモポリマーでもヘテロポリマー（共重合体）でも良い。また、配向性が良好であり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好ましい。また、前記液晶化合物は、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という理由により好ましい。前記液晶化合物としては、例えば、欠陥なく均一な配向状態を得られることからは、ネマチック液晶化合物を含むことが好ましく、例えば、ＶＡ型液晶表示素子等にはネガティブＣ-プレートが視野角を補償するために有効であるという点からは、コレステリック液晶化合物を含むことが好ましい。さらに、前記液晶化合物含有層は、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、カイラル剤等を適宜含んでいても良い。

また、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、１〜８μｍ、より好ましくは、２〜６μｍ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。

本発明の位相差板は、例えば、以下のようにして製造することができる。

まず、前記透明基材上に、前記表面改質層を形成する（第１工程）。

この形成方法も特に限定されないが、例えば、前記透明基材をシランカップリング剤溶液に浸漬するか、または前記透明基材の面上にシランカップリング剤溶液を塗布し、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、前述の通り、特に限定されない。

前記シランカップリング剤溶液におけるシランカップリング剤の濃度は、特に制限されないが、例えば、溶媒に対して、前記シランカップリング剤が、例えば、０．０１〜１０重量％、好ましくは、０．０５〜５重量％、より好ましくは、０．０５〜１重量％である。

前記シランカップリング剤溶液の溶媒としては、特に制限されず、例えば、前記シランカップリング剤等の形成材料を溶解できればよく、前記形成材料の種類に応じて適宜決定できる。具体例としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類；フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；t−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオールのようなアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドのようなアミド類；アセトニトリル、ブチロニトリルのようなニトリル類；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類；酢酸、ギ酸、塩酸のような酸類あるいは二硫化炭素、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等が挙げられる。これらの溶媒は、一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。また、前記透明基材を侵食しないものが好ましい。中でも、溶媒としては、酸性の水やアルコール類が、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
シランカップリング剤溶液は、必要に応じて、例えば、前記樹脂、架橋剤等を含んでもよい。架橋剤としては、例えば、ヒドロキシメチル基、１，２−エポキシ基、イソシアナト基等の反応性基を含む化合物が挙げられる。具体的に、例えば、前記表面改質層としてシランカップリング剤含有樹脂層を形成する場合には、樹脂１００重量部に対して、シランカップリング剤を、例えば、０．１〜１００重量部、好ましくは、１〜１０重量部配合して、シランカップリング剤溶液を調製すればよい。

前記シランカップリング剤溶液の塗工方法としては、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、ダイコート法、ブレードコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法、押出法等が挙げられる。

ついで、前記透明基材に塗工された前記シランカップリング剤の溶液を固化させて、前記透明基材上に表面改質層を形成する。

前記固化の方法としては、前記シランカップリング剤等の形成材料を固化させ、前記形成材料フィルムを形成する方法であれば、特に制限されず、例えば、自然乾燥や加熱乾燥等の乾燥が挙げられる。その条件も、例えば、前記形成材料の種類や、溶液の場合には前記溶媒の種類等に応じて適宜決定できるが、例えば、温度は、通常、２５℃〜１５０℃であり、好ましくは、５０℃〜１４０℃であり、さらに好ましくは、７０℃〜１３０℃である。なお、固化は、一定温度で行っても良いし、段階的に温度を上昇または下降させながら行っても良い。固化時間も特に制限されないが、通常、固化時間は、１〜５分、好ましくは、２〜４分である。

なお、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。前記透明基材が、表面に親水基、例えば水酸基等を含むと、前記表面改質層との密着性がより高くなるからである。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。

そして、前記表面改質層上に、液晶化合物含有層を形成する（第２工程）。

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表面改質層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表面改質層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。

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。

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、例えば２０〜１５０℃、好ましくは２０〜１２０℃、特に好ましくは２０〜８０℃である。加熱時間は、例えば、１〜５分、好ましくは、２〜４分である。

さらに、前記液晶化合物の溶液または溶融液は、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、例えばレベリング剤、粘度調整剤、カイラル剤等を適宜含んでいても良い。

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、前記液晶化合物の溶液または溶融液に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、０．１〜１０重量％、好ましくは、１〜５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。

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。

そして、前記液晶化合物含有層に、液晶配向規制力を有する配向基板を接触させ、前記配向基板により、前記液晶化合物含有層の液晶化合物を規則的に配向させる（第３工程）。

この工程において、液晶化合物含有層を、その液晶温度以上に加熱し、この状態で前記配向基板を接触させるか、または、液晶化合物含有層を、前記配向基板に接触させ、この状態で前記液晶温度以上に加熱することが好ましい。液晶温度範囲については前記の通りである。なお、液晶化合物含有層は、固化状態であっても、液晶状態または液化状態であっても、よい。例えば、前記液晶化合物の溶融液を塗布した後すぐに配向基板を接触させるか、または、前記液晶化合物の溶液を塗布し、前記液晶温度以上の温度で乾燥させた後、すぐに配向基板を接触させてもよい。

前記配向基板を液晶化合物含有層に接触させる時間は、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０分、好ましくは、０．５〜５分である。前記配向基板の接触方向も特に限定されず、目的に応じて適宜設定すれば良い。

前記配向基板は特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の高分子フィルムを延伸したものや、トリアセチルセルロースフィルム等に直接ラビング処理を施したものや、基材上に液晶配向規制力を有する配向膜を設けたもの等が好ましく使用できる。前記配向基板は、例えば、ラビング処理により液晶配向規制力を付与したものでも良いし、配向器材の種類によっては、ラビング処理によらず光照射等により液晶配向規制力を付与したものでも良い。

前記液晶化合物の配向方向は、前記配向基板の表面状態ならびに前記液晶化合物の種類により制御することが可能であり、この制御は前記従来法と同様の法則に従って行なうことができる。例えば、液晶配向規制力を有しない透明基材にある種のネマチック液晶化合物を塗布し、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを配向基板に用いて配向させると、延伸方向に沿って配向したホモジニアス配向（ホモジニアス水平配向）等の配向状態が得られる。

そして、前記液晶化合物含有層の液晶化合物の前記配向状態を固定化して、光学異方性層を形成する（第４工程）。

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む場合、前記配向状態の固定化は、前記液晶化合物を光重合する方法で実施されることが好ましい。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充分に行われる程度であれば特に限定されない。また、前記照射光の照射方向も、前記液晶化合物含有層への照射を妨げられない限り特に限定されず、透明基材側からでも配向基板側からでもどちらから照射しても良い。

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。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。

そして、前記配向基板を除去し、透明基材上に光学異方性層を含む位相差板を得る（第５工程）。

以上のようにして本発明の製造方法を実施することができるが、これは本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の主旨を逸脱しない限りにおいてあらゆる変更が可能であり、例えば、前記工程（１）〜（５）以外の工程を適宜含んでいても良い。

本発明の製造方法により製造された位相差板は、外観欠点がなく高機能である。その使用方法は特に限定されず、各種光学素子や液晶表示素子等に広く使用することができる。

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。この光学素子は、さらに、透明保護フィルムを含み、前記透明保護フィルムが、前記位相差板と前記偏光子との間に配置されていることが好ましい。例えば、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て本発明の光学素子とすることができる。また、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。

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。

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挙げられる。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。

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（５）で表されるものとする。なお、下記式において、ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの定義は前記式（１）〜（４）と同様であり、ｄは、前記透明保護フィルムの膜厚を示す。
Ｒｔｈ＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝−ｎｚ］×ｄ （５）

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。

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。

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。

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挙げられる。

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重量部あたり２〜７０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは５〜５０重量部の範囲である。

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。

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。

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。

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。

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。

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挙げられる。

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、反射型偏光板等も挙げられる。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。

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。

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挙げられる。

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。

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。

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」等が挙げられる。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」等が挙げられる。

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）を粘着剤や接着剤等の層を介して積層させる方法等によって製造できる。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は特に限定されず、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、ゴム系接着剤等が挙げられる。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。

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。

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。

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層や接着剤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。

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。

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。

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。

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、従来公知の材料が挙げられる。

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１層または２層以上配置することができる。

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挙げられる。

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。

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。

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。

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。

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挙げられる。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明の実施例について説明する。

以下のようにして位相差板を製造した。まず、水分散型共重合ポリエステル（商品名バイロナール、東洋紡社製）（樹脂）１ｇを蒸留水４９ｇに溶解させ、樹脂溶液を調製した。別途、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（商品名ＫＢＭ５１０３、信越化学社製）（シランカップリング剤）２ｇを、２重量％酢酸水溶液９８ｇに溶解させ、シラン溶液を調製した。前記樹脂溶液１００ｇとシラン溶液１ｇとを混合し、シランカップリング剤溶液（１０１ｇ中、樹脂２ｇ、シランカップリング剤０．０２ｇを含む）を調製した。

表面がケン化処理されたトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（厚み８０μｍ）（富士写真フィルム社製）（透明基材）上に、前記シランカップリング剤溶液を、スピンコート法により塗布した。それを１２０℃で３分間加熱し、乾燥させて表面改質層（厚み０．１μｍ）を形成した。

ＴＡＣフィルム（富士写真フィルム株式会社製）を準備し、この片面をラビング処理して配向基板とした。

下記化学式で示される紫外線重合性ネマチック液晶化合物（液晶モノマー）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。

前記表面改質層上に、前記液晶化合物の溶液を、スピンコート法により塗布し、それを１２０℃で２分間加熱乾燥して液晶化合物含有層（厚み１．５μｍ）を形成した。これを室温に冷却し、その温度で、前記液晶化合物含有層表面に前記配向基板のラビング面を密着させた。この状態の概略を示す断面図を、図１に示す。図示の通り、透明基材１０、表面改質層１１、液晶化合物含有層１２および配向基板１３がこの順番で積層されている。この密着状態を保ったまま１２０℃で３０秒間加熱し、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／ｃｍ²照射し、前記液晶化合物を重合させて光学異方性層（厚み１．４μｍ）を形成した。前記配向基板と前記液晶化合物含有層の密着時間は、全体で約５分間であった。

そして、前記配向基板を剥離除去し、位相差板を製造した。得られた位相差板の概略を示す断面図を、図２に示す。図示のとおり、この位相差板は、透明基材１０、表面改質層１１、光学異方性層１４がこの順番で積層されている。

（比較例１）
表面がラビング処理されたトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（厚み８０μｍ）（富士写真フィルム社製）（透明基材）上に、実施例１の前記液晶化合物の溶液をスピンコート法により塗布した。それを８０℃で２分間加熱して液晶化合物含有層（厚み１．５μｍ）を形成した。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／ｃｍ²照射し、前記液晶化合物を重合させて光学異方性層（厚み１．５μｍ）を形成して、位相差板を得た。得られた位相差板の概略を示す断面図を、図３に示す。図示のとおり、この位相差板は、ラビング処理された透明基材１５に、光学異方性層１４が積層されている。

（比較例２）
表面がケン化処理され、かつラビング処理されたトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（厚み８０μｍ）（富士写真フィルム社製）を透明基材として用いた以外は、比較例１と同様にして、位相差板を得た。

（比較例３）
まず、ＴＡＣフィルム（富士写真フィルム株式会社製）を準備し、この片面をラビング処理して配向基板とした。

つぎに、表面がケン化処理され、かつラビング処理されたトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（厚み８０μｍ）（富士写真フィルム社製）（透明基材）上に、実施例１の前記液晶化合物の溶液をスピンコート法により塗布した。それを８０℃で２分間加熱して液晶化合物含有層（厚み１．５μｍ）を形成した。

これを室温に冷却し、その温度で、前記液晶化合物含有層表面に前記配向基板のラビング面を密着させた。なお、前記透明基材のラビング処理された方向と、前記配向基板のラビングされた方向が平行になるように、前記透明基材と前記配向基板を配置した。この密着状態を保ったまま１２０℃で３０秒間加熱し、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／ｃｍ²照射し、前記液晶化合物を重合させて光学異方性層（厚み１．５μｍ）を形成した。前記配向基板と前記液晶化合物含有層の密着時間は、全体で約５分間であった。そして、前記配向基板を剥離除去し、位相差板を製造した。

（比較例４）
シランカップリング剤の代わりに、水分散型共重合ポリエステル（商品名バイロナール、東洋紡社製）（樹脂）１ｇを蒸留水４９ｇに溶解させた２重量％の樹脂溶液を用いた以外は、実施例１と同様に行った。

（液晶配向性の評価）
実施例１および比較例１〜４の各位相差板について、以下のようにして液晶化合物の配向状態を評価した。すなわち、まず、二枚の偏光板を準備し、それらの間に評価対象となる位相差板を挟んだ。このとき、前記二枚の偏光板の偏光軸が互いに直交するようにした。次に、一方の偏光板側から光を照射し、その光が反対側から透過するか否か確認した。さらに、前記偏光軸を直交状態に保ったまま位相差板のみを回転させ、様々な角度において同様に光透過性を確認することで前記液晶化合物の配向状態を評価した。

上記の評価によれば、実施例１および比較例２〜４の位相差板は、その配向軸が前記二枚の偏光板のいずれかの偏光軸と４５°の角度をなすとき、光が透過することが確認できた。さらに、前記配向軸が前記いずれかの偏光軸と平行かまたは直交するとき、光が透過しないことが確認された。ただし、前記「配向軸」とは、各位相差板から前記配向基板を剥離除去する前に、実施例１および比較例３および４においては前記配向基板のラビング軸が存在した方向と平行な軸を、比較例２においては、前記透明基材のラビング軸が存在した方向と平行な軸を言うものとする。

この評価により、実施例１および比較例２〜４の位相差板は、前記液晶化合物が、前記配向軸に対し平行に配向していることが分かった。

これに対し、比較例１の位相差板は、上記の評価によれば、いずれの方向でも光が透過し、消光しなかった。さらに、比較例１の位相差板を目視で確認したところ、白濁していた。これらのことから、比較例１の位相差板では、前記液晶化合物が規則的に配向していないことが分かった。

（透明基材と光学異方性層との密着性評価）
実施例１および比較例１〜４のそれぞれの位相差板について、ＪＩＳ Ｋ５４００−１９９０の碁盤目剥離試験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１の位相差板では面積比で１００％の光学異方性層が透明基材上に密着したままで、評価は１０点であったが、比較例１〜４の位相差板では１００％の光学異方性層が剥離してしまった。

以上の通り、実施例１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１〜４の位相差板は、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。

以上のように、本発明の位相差板は、画像表示装置等の部材として利用するのに適している。

実施例１の位相差板の製造過程における前駆体の概略を示す断面図である。 実施例１により得られた位相差板の概略を示す断面図である。 比較例１により得られた位相差板の概略を示す断面図である。

符号の説明

１０ 透明基材
１１ 表面改質層
１２ 液晶化合物含有層
１３ 配向基板
１４ 光学異方性層
１５ ラビング処理された透明基材

Claims (24)

1. 透明基材上に光学異方性層を含む位相差板であって、
   前記光学異方性層が、表面改質層を介して前記透明基材上に配置され、
   前記光学異方性層が、規則的に配向した液晶化合物を有し、
   前記表面改質層が、前記透明基材の液晶配向規制力を前記光学異方性層に及ばさない層であることを特徴とする位相差板。
2. 前記表面改質層が、有機ケイ素化合物を含む請求項１に記載の位相差板。
3. 前記表面改質層が、さらに、樹脂を含む請求項２に記載の位相差板。
4. 前記樹脂が、ポリエステル系樹脂である請求項３に記載の位相差板。
5. 前記透明基材が、セルロース誘導体から形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の位相差板。
6. 前記透明基材が、光学異方性を有する請求項１〜５のいずれかに記載の位相差板。
7. 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１〜６のいずれかに記載の位相差板。
8. 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１〜７のいずれかに記載の位相差板。
9. 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１〜８のいずれかに記載の位相差板。
10. 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１〜９のいずれかに記載の位相差板。
11. 透明基材上に光学異方性層が積層された位相差板の製造方法であって、
    下記（１）〜（５）の工程を含むことを特徴とする製造方法。
    （１）前記透明基材上に、前記透明基材の液晶配向規制力を前記光学異方性層に及ぼさない表面改質層を形成する工程。
    （２）前記透明基材上に、前記表面改質層を介して、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、液晶配向規制力を有する配向基板を接触させ、前記配向基板により、前記液晶化合物含有層の液晶化合物を規則的に配向させる工程。
    （４）前記液晶化合物含有層の液晶化合物の前記配向状態を固定化して、光学異方性層を形成する工程。
    （５）前記配向基板を除去する工程。
12. 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１１に記載の製造方法。
13. 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溶液に浸漬するか、または前記透明基材の面上にシランカップリング剤溶液を塗布し、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１１または１２に記載の製造方法。
14. 前記シランカップリング剤溶液が、さらに、樹脂を含む請求項１１から１３のいずれかに記載の製造方法。
15. 前記シランカップリング剤が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含む請求項１１〜１４のいずれかに記載の製造方法。
    

    

    前記式（Ｉ）において、Ｘは、ハロアルキル基、メルカプト基、アルキルスルファニル基、アミノ基、イソシアナト基、ウレイド基、下記一般式（ａ）で示される基、下記一般式（ｂ）で示される基、エチレン骨格、およびエポキシ基からなる群から選択される基を示し、
    Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、同一または異なって、水酸基の保護基またはアルキル基を示し、
    ｎは、１〜１０の整数を示す。
    ただし、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³の少なくとも１つは、水酸基の保護基を示す。
    

    

    前記式（ａ）において、Ｙ¹、Ｙ²およびＹ³は、同一または異なって、水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される原子または基を示し、
    前記式（ａ）において、Ｚ¹は、結合手、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−および−Ｃ（＝Ｏ）−からなる群から選択される基を示し、
    前記式（ｂ）において、Ｙ⁴、Ｙ⁵およびＹ⁶は、同一または異なって、水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される原子または基を示し、
    前記式（ｂ）において、Ｚ²は、結合手、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−および−Ｃ（＝Ｏ）−からなる群から選択される基を示す。
16. 前記樹脂が、ポリエステル系樹脂である請求項１１から１５のいずれかに記載の製造方法。
17. 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表面改質層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表面改質層に塗布する方法である請求項１１〜１６のいずれかに記載の製造方法。
18. 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し、この状態で前記配向基板を接触させるか、または、前記液晶化合物含有層を前記配向基板に接触させ、この状態で前記液晶温度以上に加熱する方法である請求項１１〜１７のいずれかに記載の製造方法。
19. 前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物が、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、前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物を光重合する方法で実施される請求項１１〜１８のいずれかに記載の製造方法。
20. 前記液晶化合物含有層に含まれる液晶化合物が、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１１〜１９のいずれかに記載の製造方法。
21. 請求項１１〜２０のいずれかに記載の製造方法により得られる位相差板。
22. 請求項１〜１０および２１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。
23. さらに、透明保護フィルムを含み、前記透明保護フィルムが、前記位相差板と前記偏光子との間に配置されている請求項２２に記載の光学素子。
24. 請求項１〜１０および２２のいずれかに記載の位相差板または請求項２２もしくは２３に記載の光学素子を含む画像表示装置。

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