JP2007178680A - 光学補償フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも第1及び第2の光学異方性層を含み、該第1の光学異方性層の面内、及び厚さ方向のレターデーションがそれぞれ0〜10nm、−400〜−80nmであり、該第2の光学異方性層の面内、及び厚さ方向のレターデーションが20〜150nm、100〜300nmである光学補償フィルムであって、該第1の光学異方性層がホメオトロピック配向した棒状液晶化合物を含有し、且つ該第1の光学異方性層のみを層平面の法線方向に対して40°傾斜させて測定したレターデーションが式:1≦Re(40)450/Re(40)550≦1.07を満たす光学補償フィルムである。ここで、Re(40)450、Re(40)550はそれぞれ波長450nm、550nmで測定したレターデーション値を示す。
【選択図】なし
Description
[1] 少なくとも第1の光学異方性層及び第2の光学異方性層を含み、該第1の光学異方性層の面内のレターデーションが0〜10nmであり、且つ厚さ方向のレターデーションが−400〜−80nmであり、該第2の光学異方性層の面内のレターデーションが20〜150nmであり、且つ厚さ方向のレターデーションが100〜300nmである光学補償フィルムであって、
該第1の光学異方性層がホメオトロピック配向した棒状液晶化合物を含有し、且つ該第1の光学異方性層のみを層平面の法線方向に対して40°傾斜させて測定したレターデーションが下記式を満たす光学補償フィルム:
1≦Re(40)450/Re(40)550≦1.07
ここで、Re(40)450、Re(40)550は層平面の法線方向に対して40°傾斜させて、それぞれ波長450nm及び550nmで測定したレターデーション値を示す。
[2] 前記第2の光学異方性層が、横延伸法、縦延伸法、同時二軸延伸法又は逐次二軸延伸法により延伸されたポリマーフィルムからなる[1]の光学補償フィルム。
[3] 前記第2の光学異方性層が、セルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むポリマーフィルムである[1]又は[2]の光学補償フィルム。
[4] [1]〜[3]のいずれかの光学補償フィルムと偏光層とを有する偏光板。
[5] 前記光学補償フィルムと前記偏光層との間には、実質的に等方的な粘接着層及び/又は実質的に等方的な保護フィルムのみが含まれる[4]の偏光板。
[6] 前記透明保護フィルムが、セルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むフィルムであり、面内のレターデーションが0〜10nm、厚さ方向のレターデーションが−20〜20nmである[5]の偏光板。
[7] 前記第1の光学異方性層、前記第2の光学異方性層、及び前記偏光層が、この順で積層されており、且つ第2の光学異方性層の遅相軸の方向と前記第1の偏光層の吸収軸の方向とが実質的に直交している[4]〜[6]のいずれかの偏光板。
[8] 前記第2の光学異方性層、前記第1の光学異方性層、及び前記偏光層が、この順で積層されており、且つ第2の光学異方性層の遅相軸の方向と前記第1の偏光層の吸収軸の方向とが実質的に平行である[4]〜[6]のいずれかの偏光板。
[9] 一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する液晶層とを有する液晶セル、及び[7]の偏光板を含み、該一対の基板の一方の基板の外側に該基板側から、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層、及び偏光層がこの順となり、且つ該第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶分子の長軸方向とが実質的に平行になるように前記偏光板が配置され、及び他方の基板の外側にさらに第2の偏光層を有し、双方の偏光層の吸収軸が互いに直交している液晶表示装置。
[10] 一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する液晶層とを有する液晶セル、及び[8]の偏光板を含み、該一対の基板の一方の基板の外側に該基板側から、第2の光学異方性層、第1の光学異方性層、及び偏光層がこの順となり、且つ該第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶分子の長軸方向とが実質的に直交するように前記偏光板が配置され、及び他方の基板の外側にさらに第2の偏光層を有し、双方の偏光層の吸収軸が互いに直交している液晶表示装置。
[11] 前記第2の偏光層と前記基板との間には、実質的に等方的な粘接着層及び/又は実質的に等方的な透明保護フィルムのみが含まれる[9]又は[10]の液晶表示装置。
[12] 前記透明保護フィルムが、セルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むフィルムであり、面内のレターデーションが0〜10nm、厚さ方向のレターデーションが−20〜20nmである[11]の液晶表示装置。
[第1の光学異方性層]
本発明の光学補償フィルムに含まれる第1の光学異方性層は面内のレターデーションは、0〜10nmであることが好ましく、0〜5nmであることがさらに好ましく、0〜3nmであることが最も好ましい。さらに、該光学異方性層の厚さ方向のレターデーションは、−400〜−80nmであることが好ましく、−360〜−100nmであることがさらに好ましく、−320〜−120nmであることが最も好ましい。
1≦Re(40)450/Re(40)550≦1.07 (1)
1≦Re(40)450/Re(40)550≦1.05 (2)
1≦Re(40)450/Re(40)550≦1.03 (3)
ここで、Re450、Re650はそれぞれ波長450nm、650nmで測定したレターデーション値を示す。
[棒状液晶性化合物]
棒状液晶性化合物としては、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、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。棒状液晶性化合物を重合によって配向を固定することがより好ましい。液晶性化合物には活性光線や電子線、熱などによって重合や架橋反応を起こしうる部分構造を有するものが好適に用いられる。その部分構造の個数は好ましくは1〜6個、より好ましくは1〜3個である。重合性棒状液晶性化合物としては、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、特開2001−328973号公報、特開2004−240188号公報、特開2005−99236号公報、特開2005−99237号公報、特開2005−121827号公報、特開2002−30042号公報などに記載の化合物を用いることができる。
液晶性化合物を均一に垂直配向させるためには、配向膜界面側及び空気界面側において液晶性化合物を垂直に配向制御することが必要である。この目的のために、配向膜に、排除体積効果、静電気的効果又は表面エネルギー効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を添加した組成物を採用してもよい。また、空気界面側の配向制御に関しては液晶性化合物の配向時に空気界面に偏在し、その排除体積効果、静電気的効果、又は表面エネルギー効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を配合した液晶性組成物を、前記第1の光学異方性層の作製に用いてもよい。このような配向膜界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(配向膜界面側垂直配向剤)としては、ピリジニウム誘導体が好適に用いられる。空気界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(空気界面側垂直配向剤)としては、該化合物が空気界面側に偏在するのを促進する、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}及びそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含む化合物が好適に用いられる。また、これらの化合物を配合することによって、例えば、液晶性組成物を塗布液として調製した場合に、該塗布液の塗布性が改善され、ムラ、ハジキの発生が抑制される。以下に垂直配向剤に関して詳細に説明する。
本発明に使用可能な配向膜界面側垂直配向剤としては、下記式(I)で表されるピリジニウム誘導体(ピリジニウム塩)が好適に用いられる。該ピリジニウム誘導体の少なくとも1種を前記液晶性組成物に添加することによって、液晶性化合物の分子を配向膜近傍で実質的に垂直に配向させることができる。
Zは、さらに置換基を有していてもよく、置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が1〜16のアルキル基、炭素原子数が1〜16のアルケニル基、炭素原子数が1〜16のアルキニル基、炭素原子数が1〜16のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1〜16のアルコキシ基、炭素原子数が2〜16のアシル基、炭素原子数が1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数が2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数が2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数が2〜16のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数が2〜16のアシルアミノ基が含まれる。
置換基の例は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数が1〜12のアルキル基及び炭素原子数が1〜12のアルコキシ基が挙げられる。アルキル基及びアルコキシ基は、炭素原子数が2〜12のアシル基又は炭素原子数が2〜12のアシルオキシ基で置換されていてもよい。アシル基及びアシルオキシ基の定義は、後述する。
mが2の場合、Z1は、シアノ基、炭素原子数が1〜10のアルキル基又は炭素原子数が1〜10のアルコキシ基であることが好ましい。
mが1の場合、Z1は、炭素原子数が7〜12のアルキル基、炭素原子数が7〜12のアルコキシ基、炭素原子数が7〜12のアシル置換アルキル基、炭素原子数が7〜12のアシル置換アルコキシ基、炭素原子数が7〜12のアシルオキシ置換アルキル基又は炭素原子数が7〜12のアシルオキシ置換アルコキシ基であることが好ましい。
本発明に使用可能な空気界面側垂直配向剤としては、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}及びそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含有するフルオロ脂肪族基含有ポリマー(以下、「フッ素系ポリマー」という)、又は一般式(III)で表される含フッ素化合物が好適に用いられる。
本発明に使用可能なフッ素系ポリマーは、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}及びそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含有することを特徴とする。ポリマーの種類としては、「改訂 高分子合成の化学」(大津隆行著、発行:株式会社化学同人、1968)1〜4ページに記載があり、例えば、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリウレタン類、ポリカーボネート類、ポリスルホン類、ポリカーボナート類、ポリエーテル類、ポリアセタール類、ポリケトン類、ポリフェニレンオキシド類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリアリレート類、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)類、ポリビニリデンフロライド類、セルロース誘導体などが挙げられる。前記フッ素系ポリマーは、ポリオレフィン類であることが好ましい。
(連結基群)
単結合、−O−、−CO−、−NRb−(Rbは水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、−S−、−SO2−、−P(=O)(ORf)−(Rfはアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、アルキレン基及びアリーレン基。
(置換基群)
アルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリール基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられる)、アラルキル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、さらに好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基であり、例えば、ベンジル基、フェネチル基、3−フェニルプロピル基などが挙げられる)、置換もしくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、さらに好ましくは炭素数0〜6のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる)、
以下にLの具体的構造を例示する。
(1)アルケン類
エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、ヘキサフルオロプロペン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなど;
(2)ジエン類
1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、2−n−プロピル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1−フェニル−1,3−ブタジエン、1−α−ナフチル−1,3−ブタジエン、1−β−ナフチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1−ブロモ−1,3−ブタジエン、1−クロロブタジエン、2−フルオロ−1,3−ブタジエン、2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン、1,1,2−トリクロロ−1,3−ブタジエン及び2−シアノ−1,3−ブタジエン、1,4−ジビニルシクロヘキサンなど;
(3a)アルキルアクリレート類
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、tert−オクチルアクリレート、ドデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−クロロエチルアクリレート、2−ブロモエチルアクリレート、4−クロロブチルアクリレート、2−シアノエチルアクリレート、2−アセトキシエチルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、2−クロロシクロヘキシルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ポリオキシエチレンの付加モル数:n=2ないし100のもの)、3−メトキシブチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアクリレート、1−ブロモ−2−メトキシエチルアクリレート、1,1−ジクロロ−2−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレートなど);
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、アリルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(ポリオキシエチレンの付加モル数:n=2ないし100のもの)、2−アセトキシエチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、アリルメタクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレートなど;
マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、イタコン酸ジメチル、タコン酸ジブチル、クロトン酸ジブチル、クロトン酸ジヘキシル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジメチルなど;
N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−tertブチルアクリルアミド、N−tertオクチルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−(2−アセトアセトキシエチル)アクリルアミド、N−ベンジルアクリルアミド、N−アクリロイルモルフォリン、ジアセトンアクリルアミド、N−メチルマレイミドなど;
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど;
(5)スチレン及びその誘導体
スチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、p−tertブチルスチレン、p−ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、ビニルナフタレン、p−メトキシスチレン、p−ヒドロキシメチルスチレン、p−アセトキシスチレンなど;
(6)ビニルエステル類
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、メトキシ酢酸ビニル、フェニル酢酸ビニルなど;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、n−ペンチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、n−オクチルビニルエーテル、n−ドデシルビニルエーテル、n−エイコシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、フルオロブチルビニルエーテル、フルオロブトキシエチルビニルエーテルなど;及び
(8)その他の重合性単量体
N−ビニルピロリドン、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、2−ビニルオキサゾリン、2−イソプロペニルオキサゾリンなど。
式(III)
(R0)mo−L0−(W)no
式中、R0はアルキル基、末端にCF3基を有するアルキル基、又は末端にCF2H基を有するアルキル基を表し、moは1以上の整数を表す。複数個のR0は同一でも異なっていてもよいが、少なくとも一つは末端にCF3基又はCF2H基を有するアルキル基を表す。L0は(mo+no)価の連結基を表し、Wはカルボキシル基(−COOH)もしくはその塩、スルホ基(−SO3H)もしくはその塩、又はホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}もしくはその塩を表し、noは1以上の整数を表す。
R2:n−C6F13−
R3:n−C4F9−
R4:n−C8F17−(CH2)2−
R5:n−C6F13−(CH2)2−
R6:n−C4F9−(CH2)2−
R7:H−(CF2)8−
R8:H−(CF2)6−
R9:H−(CF2)4−
R10:H−(CF2)8−(CH2)−
R11:H−(CF2)6−(CH2)−
R12:H−(CF2)4−(CH2)−
(R6−L2−)m2(Ar1)−W3
式(III)−b中、R6はアルキル基、末端にCF3基を有するアルキル基、又は末端にCF2H基を有するアルキル基を表し、m2は1以上の整数を表し、複数個のR6は同一でも異なっていてもよいが、少なくとも一つは末端にCF3基又はCF2H基を有するアルキル基を表す。L2は、アルキレン基、芳香族基、−CO−、−NR'−(R'は炭素原子数が1〜5のアルキル基又は水素原子)、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基を表し、複数個のL2は同一でも異なっていてもよい。Ar1は芳香族炭化水素環又は芳香族ヘテロ環を表し、W3はカルボキシル基(−COOH)もしくはその塩、スルホ基(−SO3H)もしくはその塩、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}もしくはその塩、又は置換基としてカルボキシル基、スルホ基もしくはホスホノキシ基を有する、アルキル基、アルコキシ基もしくはアルキルアミノ基を表す。
R4及びR5は前記式(III)におけるR0と同義であり、その好ましい範囲も同一である。W1及びW2で表されるカルボキシル基(−COOH)もしくはその塩、スルホ基(−SO3H)もしくはその塩、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}もしくはその塩は前記式(III)におけるWと同義でありその好ましい範囲も同一である。W1及びW2で表される置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基であり、さらに好ましくは1〜8のアルキル基であり、特に好ましくは1〜3のアルキル基である。前記置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基は、少なくとも一つのカルボキシル基、スルホ基、又はホスホノキシ基を有していればよく、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基としては、前記式(III)中のWが表すカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基と同義であり好ましい範囲も同一である。前記置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基は、これ以外の置換基によって置換されていてもよく、該置換基としては後述の置換基群Dとして例示する置換基のいずれかを適用できる。W1及びW2で表される置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルコキシ基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基であり、さらに好ましくは1〜8のアルコキシ基であり、特に好ましくは1〜4のアルコキシ基である。前記置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルコキシ基は、少なくとも一つのカルボキシル基、スルホ基、又はホスホノキシ基を有していればよく、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基としては、前記式(III)中のWが表すカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基と同義であり好ましい範囲も同一である。前記カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルコキシ基は、これ以外の置換基によって置換されていてもよく、該置換基としては後述の置換基群Dとして例示する置換基のいずれかを適用できる。W1及びW2で表される置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキルアミノ基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルキルアミノ基であり、より好ましくは1〜8のアルキルアミノ基であり、さらに好ましくは1〜4のアルキルアミノ基である。前記カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキルアミノ基は、少なくとも一つのカルボキシル基、スルホ基、又はホスホノキシ基を有していればよく、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基としては、前記式(III)中のWが表すカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基と同義であり好ましい範囲も同一である。前記カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキルアミノ基は、これ以外の置換基によって置換されていてもよく、該置換基としては後述の置換基群Dとして例示する置換基のいずれかを適用できる。
R6は前記式(III)−bにおけるR0と同義であり、その好ましい範囲も同一である。L2は、好ましくは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12の芳香族基、−CO−、−NR−、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる総炭素数0〜40の連結基を表し、より好ましくは炭素数1〜8のアルキレン基、フェニル基、−CO−、−NR−、−O−、−S−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる総炭素数0〜20の連結基を表す。Ar1は、好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環を表し、より好ましくはベンゼン環又はナフタレン環を表す。W3で表されるカルボキシル基(−COOH)もしくはその塩、スルホ基(−SO3H)もしくはその塩、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}もしくはその塩、又は置換基としてカルボキシル基、スルホ基もしくはホスホノキシ基を有するアルキル基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基は、前記式(III)−aにおけるW1及びW2で表されるカルボキシル基(−COOH)もしくはその塩、スルホ基(−SO3H)もしくはその塩、ホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}もしくはその塩、又は置換基としてカルボキシル基、スルホ基もしくはホスホノキシ基を有するアルキル基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基と同義でありその好ましい範囲も同一である。
所望の配向状態(例えば、棒状液晶性化合物の場合は垂直配向)に配向させた液晶性化合物の分子を、その配向状態を維持して固定するのが好ましい。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基(P)の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。
上記の液晶性化合物と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることができる。これらの素材は液晶性化合物と相溶性を有し、配向を阻害しないことが好ましい。
塗布液の塗布は、公知の方法(例、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。中でも、前記光学異方性層を形成する際は、ワイヤーバーコーティング法を利用して塗布するのが好ましく、ワイヤーバーの回転数は下記式を満たすことが好ましい。
0.6<(W×(R+2r)×π)/V<1.4
[W:ワイヤーバーの回転数(rpm)、R:バーの芯の直径(m)、r:ワイヤーの直径(m)、V:支持体の搬送速度(m/min)]
(W×(R+2r)×π)/Vの範囲は、0.7〜1.3であることがより好ましく、0.8〜1.2であることがさらに好ましい。
形成される光学異方性層の厚さは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましく、1〜5μmであることがよりさらに好ましい。
本発明では、配向膜の表面に前記組成物を塗布して、液晶性化合物の分子を配向させるのが好ましい。配向膜は液晶性化合物の分子の配向方向を規定する機能を有するため、本発明の好ましい態様を実現する上で利用するのが好ましい。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して本発明の偏光板を作製することも可能である。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償フィルムの強度を著しく改善することができる。
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開2000−155216号公報明細書中段落番号[0080]〜[0100]記載のもの等が挙げられる。
配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲とするのが好ましい。
液晶性化合物からなる第1の光学異方性層を形成するための支持体としては、後述する第2の光学異方性層を用いてもよいし、仮の支持体上に第1の光学異方性層に設けた後、偏光膜や第2の光学異方性層に転写してもよいし、光学的に等方性のフィルムを支持体として用いてもよい。仮の支持体を用いる場合は、支持体の光学特性は特に問わないが、第1の光学異方性層が容易に剥離できることが好ましい。光学的に等方的な支持体上に第1の光学異方性層を形成した場合、液晶表示装置での使用時、該支持体は取り除いてもよいし、残してもよい。また、支持体は偏光膜の保護フィルムとしても利用できる。支持体は光透過率が80%以上であることが好ましい。
第2の光学異方性層の面内のレターデーションは、20〜150nmであることが好ましく、30〜130nmであることがさらに好ましく、40〜110nmであることが最も好ましい。さらに、厚さ方向のレターデーションは、100〜300nmであることが好ましく、120〜280nmであることがさらに好ましく、140nm〜260nmであることが最も好ましい。
第2の光学異方性層の面内における遅相軸の角度は、ポリマーフィルムの延伸方向を基準線(0°)とし、遅相軸と基準線のなす角度で定義する。ここで、ロール形態のフィルムを幅方向に延伸する時は幅方向を基準線とし、長手方向に延伸する時は長手方向を基準線とする。遅相軸角度の平均値は3°以下であることが好ましく、2°以下であることがさらに好ましく、1°以下であることが最も好ましい。遅相軸角度の平均値の方向を遅相軸の平均方向と定義する。また、遅相軸角度の標準偏差は1.5°以下であることが好ましく、0.8°以下であることがさら好ましく、0.4°以下であることが最も好ましい。
ポリマーフィルムのレターデーションを所望の範囲に調整するため、レターデーション上昇剤を使用してもよい。例えば、少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として使用することができる。ポリマーフィルムとしてセルロースアセテートフィルムを用いる場合、芳香族化合物は、セルロースアセテート100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲で使用する。芳香族化合物は、セルロースアセテート100質量部に対して、0.05〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1〜10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。
c1:−CO−O−
c2:−CO−NH−
c3:−アルキレン−O−
c4:−NH−CO−NH−
c5:−NH−CO−O−
c6:−O−CO−O−
c7:−O−アルキレン−O−
c8:−CO−アルケニレン−
c9:−CO−アルケニレン−NH−
c10:−CO−アルケニレン−O−
c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−
c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−O−
c13:−O−CO−アルキレン−CO−O−
c14:−NH−CO−アルケニレン−
c15:−O−CO−アルケニレン−
以下、ポリマーフィルムとしてセルロースアセテートフィルムを用いる場合について具体的に説明する。ソルベントキャスト法によりセルロースアセテートフィルムを製造することが好ましい。ソルベントキャスト法では、セルロースアセテートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造する。有機溶媒は、炭素原子数が3〜12のエーテル、炭素原子数が3〜12のケトン、炭素原子数が3〜12のエステル及び炭素原子数が1〜6のハロゲン化炭化水素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エーテル、ケトン及びエステルは、環状構造を有していてもよい。エーテル、ケトン及びエステルの官能基(すなわち、−O−、−CO−及びCOO−)のいずれかを二つ以上有する化合物も、有機溶媒として用いることができる。有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。二種類以上の官能基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数は、いずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
作製されたセルロースアセテートフィルム(ポリマーフィルム)を、さらに延伸処理して、レターデーションを所望の範囲に調整してもよい。延伸倍率は、3〜100%であることが好ましい。ポリマーフィルムの厚さは、40〜140μmであることが好ましく、70〜120μmであることがさらに好ましい。また、この延伸処理の条件を調整することにとり、フィルムの遅相軸の角度の標準偏差を小さくすることができる。延伸処理の方法に特に限定はないが、その例としてテンターによる延伸方法が挙げられる。上記のソルベントキャスト法により作製したフィルムに、テンターを用いて延伸を実施する際に、延伸後のフィルムの状態を制御することにより、フィルム遅相軸角度の標準偏差を小さくすることができる。具体的には、テンターを用いてレターデーション値を調整する延伸処理を行い、そして延伸直後のポリマーフィルムをその状態のまま、フィルムのガラス転移温度以下で保持することで、遅相軸角度の標準偏差を小さくすることができる。この保持の際のフィルムの温度をガラス転移温度以上で行うと、標準偏差が大きくなってしまう。
第2の光学異方性層に含まれるポリマーフィルムを、偏光膜の透明保護膜として使用する場合、ポリマーフィルムを表面処理することが好ましい。表面処理としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理又は紫外線照射処理を実施する。酸処理又はアルカリ処理、すなわちポリマーフィルムに対するケン化処理を実施することが特に好ましい。
本発明の偏光板は、本発明の光学補償フィルムと、偏光膜とを有する。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜及び染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。偏光膜の吸収軸は、フィルムの延伸方向に相当する。従って、縦方向(搬送方向)に延伸された偏光膜は長手方向に対して平行に吸収軸を有し、横方向(搬送方向と垂直方向)に延伸された偏光膜は長手方向に対して垂直に吸収軸を有す。
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を少なくとも含む。本発明の液晶表示装置は、反射型、半透過型、透過型液晶表示装置等のいずれであってもよい。液晶表示装置は一般的に、偏光板、液晶セル、及び必要に応じて位相差板、反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラーフィルター等の部材から構成されるが、本発明においては本発明の偏光板を使用することを必須とする点を除いて特に制限は無い。液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を挟持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。液晶セルを構成する前記透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶性化合物、高分子液晶性化合物及びこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性化合物等を添加することもできる。
また、半透過反射型液晶表示装置は、液晶セルと、該液晶セルより観察者側に配置された偏光板と、前記偏光板と前記液晶セルの間に配置される少なくとも1枚の位相差板と、観察者から見て前記液晶層よりも後方に設置された半透過反射層を少なくとも備え、さらに観察者から見て前記半透過反射層よりも後方に少なくとも1枚の位相差板と偏光板とを有す。このタイプの液晶表示装置では、バックライトを設置することで反射モードと透過モード両方の使用が可能となる。双方の偏光板が本発明の偏光板であってもよいし、一方のみが本発明の偏光板であってもよい。本発明の偏光板を配置する場合は、液晶セルと本発明の偏光板との間には、位相差板を別途配置しなくてもよい。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の透過軸は直交している。光学補償フィルムを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10−54982号公報、特開平11−202323号公報、特開平9−292522号公報、特開平11−133408号公報、特開平11−305217号公報、特開平10−307291号公報などに開示されている。
<第2の光学異方性層(T1)の作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液組成
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酢化度60.9%のセルロースアセテート
(重合度300、Mn/Mw=1.5) 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
──────────────────────────────────
<アルカリ溶液組成>
――――――――――――――――――――――――――――――――――
水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.7質量部
イソプロパノール 64.8質量部
プロピレングリコール 14.9質量部
C16H33O(CH2CH2O)10H(界面活性剤) 1.0質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した長尺状のセルロースアセテートフィルム(T1)の鹸化処理を施した面に、下記の組成の配向膜塗布液を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
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下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド 0.5質量部
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棒状液晶化合物を含む塗布液(S1)の組成
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下記の棒状液晶性化合物(B1) 100質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
下記のフッ素系ポリマー(P1) 0.4質量部
下記のピリジニム塩 1質量部
メチルエチルケトン 172質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1の第1の光学異方性層の形成において、塗布液S1を用いる代わりに下記の組成の塗布液S2を用いた以外は、実施例1と同様にして、第1及び第2の光学異方性層が積層された光学補償フィルム(F2)を作製した。波長590nmで測定した第1の光学異方性層のみのReは0nmであり、Rthは−260nmであった。また、棒状液晶分子がフィルム面に対して実質的に垂直に配向している光学異方性層が形成されたことが確認できた。第1の光学異方性層のRe(40)450/Re(40)550の値を表1に示す。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液(S2)の組成
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下記の棒状液晶性化合物(B2) 100質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
上記のフッ素系ポリマー(P1) 0.4質量部
上記のピリジニム塩 1質量部
メチルエチルケトン 172質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1の第1の光学異方性層の形成において、塗布液S1を用いる代わりに下記の組成の塗布液S3を用いた以外は、実施例1と同様にして、第1及び第2の光学異方性層が積層された光学補償フィルム(FH1)を作製した。波長590nmで測定した第1の光学異方性層のみのReは0nmであり、Rthは−260nmであった。また、棒状液晶分子がフィルム面に対して実質的に垂直に配向している光学異方性層が形成されたことが確認できた。第1の光学異方性層のRe(40)450/Re(40)550の値を表1に示す。
棒状液晶化合物を含む塗布液(S3)の組成
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上記の棒状液晶性化合物(B3) 100質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
上記のフッ素系ポリマー(P2) 0.4質量部
上記のピリジニム塩 1質量部
メチルエチルケトン 172質量部
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<環状オレフィン重合体の合成>
精製トルエン100質量部とノルボルネンカルボン酸メチルエステル100質量部を反応釜に投入した。次いでトルエン中に溶解したエチルヘキサノエート−Ni25mmol%(対モノマー質量)、トリ(ペンタフルオロフェニル)ボロン0.225mol%(対モノマー質量)及びトルエンに溶解したトリエチルアルミニウム0.25mol%(対モノマー質量)を反応釜に投入した。室温で攪拌しながら18時間反応させた。反応終了後過剰のエタノール中に反応混合物を投入し、重合物沈殿を生成させた。沈殿を精製し得られた重合体(J1)を真空乾燥で65℃24時間乾燥した。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解した後、平均孔径34μmのろ紙及び平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した。
環状ポリオレフィン溶液 D1
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環状ポリオレフィン(J1) 150質量部
ジクロロメタン 414質量部
メタノール 36質量部
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マット剤分散液 M1
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平均粒子サイズ16nmのシリカ粒子
(aerosil R972 日本アエロジル(株)) 2質量部
ジクロロメタン 81質量部
メタノール 7質量部
環状ポリオレフィン溶液(D1) 10質量部
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上述のドープをバンド流延機により1400mm幅で流延した。残留溶剤量が約25質量%でバンドから剥ぎ取ったフィルムをフィルムに皺が入らないように保持しながらテンターを用いて140℃の熱風を当てながら幅方向に10%延伸した。その後テンター搬送からロール搬送に移行し、さらに120℃から140℃で乾燥し、巻き取った。このフィルム表面に実施例1と同様に鹸化処理を施した。環状ポリオレフィンフィルム(C1)の波長590nmで測定したReは70nmであり、Rthは210nmであった。
作製した環状ポリオレフィンフィルム(C1)の鹸化処理を施した面に、実施例1と同様に配向膜を形成し、続いて、塗布液S1を用いて第1の光学異方性層を形成した。このようにして、第1及び第2の光学異方性層が積層された光学補償フィルム(F3)を作製した。
<偏光板の作製>
ヨウ素水溶液中で連続して染色した厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムを搬送方向に5倍延伸し、乾燥して長尺の偏光膜を得た。この偏光膜の吸収軸の平均方向と長手方向(延伸方向)のなす角度は0°であった。この偏光膜の一方の面に、上記作製した光学補償フィルムF1、F2、F3、FH1の第1の光学異方性層が形成されていない面(即ち、第2の光学異方性層であるセルロースアセテートフィルム又は環状ポリオレフィンフィルムの裏面)を、他方の面に、表面を鹸化処理したセルローストリアセテートフィルム(フジタック TD80UL、富士写真フイルム(株)製)を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合わせ、長尺の偏光板を作製し、それぞれ、P1、P2、P3、PH1とした。これらの偏光板において、偏光膜の吸収軸と第2の光学異方性層の遅相軸がなす角は90°であった。
<セルロースアセテートフィルム(T0)の作製>
(セルロースアセテート溶液の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Aを調製した。
セルロースアセテート溶液Aの組成
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アセチル置換度2.94のセルロースアセテート 100.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒子サイズ16nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)を20質量部、メタノール80質量部を30分間よく攪拌混合してシリカ粒子分散液とした。この分散液を下記の組成物とともに分散機に投入し、さらに30分以上攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液を調製した。
マット剤溶液組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒子サイズ16nmのシリカ粒子分散液 10.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76.3質量部
メタノール(第2溶媒) 3.4質量部
セルロースアセテート溶液A 10.3質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
添加剤溶液組成
――――――――――――――――――――――――――――――
下記の光学的異方性低下剤 49.3質量部
下記の波長分散調整剤 4.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 58.4質量部
メタノール(第2溶媒) 8.7質量部
セルロースアセテート溶液A 12.8質量部
――――――――――――――――――――――――――――――
上記セルロースアセテート溶液Aを94.6質量部、マット剤溶液を1.3質量部、添加剤溶液4.1質量部それぞれを濾過後に混合し、バンド流延機を用いて流延した。上記組成で光学的異方性を低下する化合物及び波長分散調整剤のセルロースアセテートに対する質量比はそれぞれ12%、1.2%であった。残留溶剤量30%でフィルムをバンドから剥離し、140℃で40分間乾燥させ、厚さ80μmの長尺状のセルロースアセテートフィルムT0を製造した。得られたフィルムの面内レターデーション(Re)は1nm(遅相軸はフィルム長手方向と垂直な方向)、厚み方向のレターデーション(Rth)は−1nmであった。
ヨウ素水溶液中で連続して染色した厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムを搬送方向に5倍延伸し、乾燥して長尺の偏光膜を得た。この偏光膜の一方の面に鹸化処理した上記のセルロースアセテートフィルムT0を、他方の面に鹸化処理した市販のセルロースアセテートフィルム(フジタックTD80UL、富士写真フイルム(株)製)を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続して貼り合わせ、偏光板P0を作製した。
<偏光板(P4)の作製>
実施例3と同様にして、光学補償フィルムF3を作製した。上記作製した偏光板P0のセルロースアセテートフィルムT0側の面と、光学補償フィルムF3の第1の光学異方性層の形成されていない面(即ち、第2の光学異方性層である環状ポリオレフィンフィルム(C1)の裏面)を、光学的に等方性のアクリル系粘着剤を用いて連続的に貼り合わせ、長尺の偏光板P4を作製した。この偏光板において、偏光膜の吸収軸と第2の光学異方性層の遅相軸がなす角は90°であった。
<第1の光学異方性層の形成>
仮支持体として長尺状のポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)を用いて、その上に、実施例1と同様にして配向膜を形成し、さらに、塗布液S1を用いて第1の光学異方性層を形成した。
<偏光板(P5)の作製>
実施例4と同様にして、長尺の偏光膜を得た。この偏光膜の一方の面に、実施例3と同様にして作製した環状ポリオレフィンフィルムC1の鹸化処理された面を、他方の面に、表面を鹸化処理したセルローストリアセテートフィルム(フジタック TD80UL、富士写真フイルム(株)製)を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて連続的に貼り合わせた。続いて、この偏光板の環状ポリオレフィンフィルムC1の面に、上記のポリエチレンテレフタレートフィルム(仮支持体)上に形成した第1の光学異方性層を光学的に等方性のアクリル系粘着剤を用いて連続的に貼り合せ、引き続き、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した。このようにして、偏光膜、第2の光学異方性層、第1の光学異方性層がこの順で積層された長尺状の偏光板P5を作製した。この偏光板において、偏光膜の吸収軸と第2の光学異方性層の遅相軸がなす角は90°であった。
<第2の光学異方性層(C2)の形成>
実施例3と同様にして、環状ポリオレフィンを含む製膜用ドープを調製した。このドープをバンド流延機により1400mm幅で流延した。残留溶剤量が約25質量%でバンドから剥ぎ取ったフィルムをフィルムに皺が入らないように保持しながらテンターを用いて140℃の熱風を当てながら幅方向に5%延伸した。その後テンター搬送からロール搬送に移行し、さらに120℃から140℃で乾燥しながら搬送方向に縦延伸した後、巻き取った。続いて、実施例1と同様にして、フィルム表面にアルカリ溶液を塗布して鹸化処理を施した。
作製した環状ポリオレフィンフィルムの波長590nmで測定したReは70nmであり、Rthは210nmであった。この光学異方性層の遅相軸の平均方向はフィルム長手に対して実質的に平行であった。このフィルムを第2の光学異方性層C2とした。
上記作製した長尺状の環状ポリオレフィンフィルム(C2)の鹸化処理を施した面に、実施例1と同様にして、棒状液晶性化合物を含む塗布液S1を用いて第1の光学異方性層を形成した。さらに、実施例1と同様にして、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して鹸化処理を行った。このようにして、第1及び第2の光学異方性層が積層された光学補償フィルムF4を作製した。
実施例7の第1の光学異方性層の形成において、塗布液S1を用いる代わりに上記の組成の塗布液S3を用いる以外は、実施例1と同様にして、第1及び第2の光学異方性層が積層された光学補償フィルム(FH2)を作製した。波長590nmで測定した第1の光学異方性層のみのReは0nmであり、Rthは−260nmであった。また、棒状液晶分子がフィルム面に対して実質的に垂直に配向している光学異方性層が形成されたことが確認できた。
<偏光板の作製>
実施例4と同様にして、長尺の偏光膜を得た。この偏光膜の一方の面に、上記作製した光学補償フィルムF4の第1の光学異方性層の表面を、他方の面に、表面を鹸化処理したセルローストリアセテートフィルム(フジタック TD80UL、富士写真フイルム(株)製)を貼り合せて、長尺の偏光板P6を作製した。このとき、偏光膜と光学補償フィルムF3の間には光学的に等方性のアクリル系粘着剤を用い、偏光膜とセルローストリアセテートフィルムの間はポリビニルアルコール系接着剤を用いた。
上記光学補償フィルムF4を用いる代わりに比較例2の光学補償フィルムFH2を用いる以外は、偏光板P6の作製と同様にして、偏光板PH2を作製した。
これらの偏光板において、偏光膜の吸収軸と第2の光学異方性層の遅相軸がなす角は0°であった。
<第1の光学異方性層の形成>
実施例5と同様にして、長尺状のセルロースアセテートフィルムT0を作製した。実施例1と同様にして、このフィルム表面に鹸化処理を施し、さらに配向膜を形成し、その上に塗布液S1を用いて第1の光学異方性層を形成した。続いて、実施例1と同様にして、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して鹸化処理を行った。このようにして、実質的に等方的な支持体(セルロースアセテートフィルムT0)上に第1の光学異方性層が形成された光学補償フィルムF5を作製した。
<第2の光学異方性層の形成>
実施例7と同様にして、長尺状の環状ポリオレフィンフィルムC2を作製し、第2の光学異方性層とした。
<偏光板(P7)の作製>
実施例4と同様にして、長尺の偏光膜を得た。この偏光膜の一方の面に、上記作製した光学補償フィルムF5の第1の光学異方性層が形成されたセルロースアセテートフィルムT0の裏面を、他方の面に、表面を鹸化処理したセルローストリアセテートフィルム(フジタック TD80UL、富士写真フイルム(株)製)をポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合せた。さらに、光学補償フィルムF5の第1の光学異方性層の表面と、上記作製した環状ポリオレフィンフィルムC2を等方性のアクリル系粘着剤を用いて貼り合せた。このようにして、偏光膜、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層がこの順で積層された長尺状の偏光板P7を作製した。この偏光板において、偏光膜の吸収軸と第2の光学異方性層の遅相軸がなす角は0°であった。
<環状ポリオレフィンフィルム(C3)の作製>
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解した後、平均孔径34μmの濾紙及び平均孔径10μmの焼結金属フィルターで濾過した。
環状ポリオレフィン溶液 D3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
環状ポリオレフィン:TOPAS5013 100質量部
パラフィンワックス135(日本精蝋(株)) 15質量部
シクロヘキサン 380質量部
ジクロロメタン 70質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
微粒子分散液 M3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
1次平均粒子サイズ16nmのシリカ粒子
(aerosil R972 日本アエロジル(株)) 2質量部
シクロヘキサン 73質量部
ジクロロメタン 10質量部
環状ポリオレフィン溶液 D3 10質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<偏光板(P8)の作製>
実施例4と同様にして、長尺の偏光膜を得た。この偏光膜の一方の面に、上記作製した環状ポリオレフィンフィルムC3を、他方の面に、表面を鹸化処理したセルローストリアセテートフィルム(フジタック TD80UL、富士写真フイルム(株)製)を貼り合せた。このとき、偏光膜とセルローストリアセテートフィルムはポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせ、偏光膜と環状ポリオレフィンフィルムC3の貼り合わせは下記のように行った。
ポリエステル系ウレタン(三井武田ケミカル社製,タケラックXW−74−C154)10部及びイソシアネート系架橋剤(三井武田ケミカル社製,タケネートWD−725)1部を、水に溶解し、固形分を20%に調製した溶液を調製した。これを接着剤として用いて、偏光膜と環状ポリオレフィンフィルムC3の貼り合わせ、40℃のオーブンで72時間乾燥キュアして、偏光板を作製した。
上記作製した偏光板(P8)の環状ポリオレフィンフィルムC3の面と、光学補償フィルムF4の第1の光学異方性層の表面とを等方性のアクリル系粘着剤を用いて貼り合せた。このようにして、偏光膜、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層がこの順で積層された長尺状の偏光板P9を作製した。この偏光板において、偏光膜の吸収軸と第2の光学異方性層の遅相軸がなす角は0°であった。
<液晶表示装置(L11)の作製>
液晶テレビTH−32LX500(松下電器産業(株)社製)から、液晶セルを取り出し、視認者側及びバックライト側に貼られてあった偏光板及び光学フィルムを剥した。この液晶セルは、電圧無印加状態及び黒表示時では液晶分子はガラス基板間で実質的に平行配向しており、その遅相軸方向は画面に対して水平方向であった。
<液晶表示装置(L21)の作製>
上記実施例11と同様にして、平行配向セルを用意した。この平行配向セルの上下のガラス基板に、上記作製した偏光板(P1及びP0)を粘着剤を用いて貼り合わせた。このとき、バックライト側の偏光板にP0を配置し、視認者側にP1を配置し、偏光板P1に含まれる第1の光学異方性層が視認者側のガラス基板に接するように、また、偏光板P0に含まれるセルロースアセテートフィルムT0がバックライト側のガラス基板に接するように貼り合わせた。また、偏光板P0の吸収軸と液晶セルの遅相軸が平行となるようにし、偏光板P0と偏光板P1の吸収軸は直交するように配置した。このようにして偏光板を貼り合せた液晶セルを、再度、液晶テレビTH−32LX500に組み込みこんだ。このようにして液晶表示装置L21を作製した。
上記実施例11の液晶表示装置L11の作製において、偏光板P1の代わりに偏光板P2、P3、P4、P5、P6、P7、P9及び比較例の偏光板PH1、PH2を用いて、液晶表示装置を作製し、それぞれ、L12、L13、L14、L15、L16、L17、L19、LH11、LH12とした。
なお、上記の液晶表示装置L12〜L15、及びLH11では、液晶セル、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層、偏光膜がこの順であり、第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶層中の液晶分子の長軸方向とが実質的に平行であった。
また、液晶表示装置L16、L17、L19及びLH12では液晶セル、第2の光学異方性層、第1の光学異方性層、偏光膜がこの順であり、第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶層中の液晶分子の長軸方向とが実質的に直交していた。
上記実施例9の液晶表示装置L21の作製において、偏光板P1の代わりに偏光板P2、P3、P4、P5、P6、P7、P9及び比較例の偏光板PH1、PH2を用いて、液晶表示装置を作製し、それぞれ、L22、L23、L24、L25、L26、L27、L29、LH21、LH22とした。
なお、上記の液晶表示装置L22〜L25、及びLH21では、液晶セル、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層、偏光膜がこの順であり、第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶層中の液晶分子の長軸方向とが実質的に平行であった。
また、液晶表示装置L26、L27、L29及びLH22では液晶セル、第2の光学異方性層、第1の光学異方性層、偏光膜がこの順であり、第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶層中の液晶分子の長軸方向とが実質的に直交していた。
作製した液晶表示装置について、黒表示時の視野角特性を評価した。結果を表2に示す。
Claims (12)
- 少なくとも第1の光学異方性層及び第2の光学異方性層を含み、該第1の光学異方性層の面内のレターデーションが0〜10nmであり、且つ厚さ方向のレターデーションが−400〜−80nmであり、該第2の光学異方性層の面内のレターデーションが20〜150nmであり、且つ厚さ方向のレターデーションが100〜300nmである光学補償フィルムであって、
該第1の光学異方性層がホメオトロピック配向した棒状液晶化合物を含有し、且つ該第1の光学異方性層のみを層平面の法線方向に対して40°傾斜させて測定したレターデーションが下記式を満たす光学補償フィルム:
1≦Re(40)450/Re(40)550≦1.07
ここで、Re(40)450、Re(40)550は層平面の法線方向に対して40°傾斜させて、それぞれ波長450nm及び550nmで測定したレターデーション値を示す。 - 前記第2の光学異方性層が、横延伸法、縦延伸法、同時二軸延伸法又は逐次二軸延伸法により延伸されたポリマーフィルムからなる請求項1に記載の光学補償フィルム。
- 前記第2の光学異方性層が、セルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むポリマーフィルムである請求項1又は2に記載の光学補償フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学補償フィルムと、偏光膜とを有する偏光板。
- 前記光学補償フィルムと前記偏光膜との間には、実質的に等方的な粘接着層及び/又は実質的に等方的な保護フィルムのみが含まれる請求項4に記載の偏光板。
- 前記透明保護フィルムが、セルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むフィルムであり、面内のレターデーションが0〜10nm、厚さ方向のレターデーションが−20〜20nmである請求項5に記載の偏光板。
- 前記第1の光学異方性層、前記第2の光学異方性層、及び前記偏光膜が、この順で積層されており、且つ第2の光学異方性層の遅相軸の方向と前記偏光膜の吸収軸の方向とが実質的に直交している請求項4〜6のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記第2の光学異方性層、前記第1の光学異方性層、及び前記偏光膜が、この順で積層されており、且つ第2の光学異方性層の遅相軸の方向と前記偏光膜の吸収軸の方向とが実質的に平行である請求項4〜6のいずれか1項に記載の偏光板。
- 一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する液晶層とを有する液晶セル、及び請求項7に記載の偏光板を含み、該一対の基板の一方の基板の外側に該基板側から、第1の光学異方性層、第2の光学異方性層、及び偏光膜がこの順となり、且つ該第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶分子の長軸方向とが実質的に平行になるように前記偏光板が配置され、及び他方の基板の外側にさらに第2の偏光膜を有し、双方の偏光膜の吸収軸が互いに直交している液晶表示装置。
- 一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する液晶層とを有する液晶セル、及び請求項8に記載の偏光板を含み、該一対の基板の一方の基板の外側に該基板側から、第2の光学異方性層、第1の光学異方性層、及び偏光層がこの順となり、且つ該第2の光学異方性層の遅相軸と黒表示時の液晶分子の長軸方向とが実質的に直交するように前記偏光板が配置され、及び他方の基板の外側にさらに第2の偏光層を有し、双方の偏光層の吸収軸が互いに直交している液晶表示装置。
- 前記第2の偏光層と前記基板との間には、実質的に等方的な粘接着層及び/又は実質的に等方的な透明保護フィルムのみが含まれる請求項9又は10に記載の液晶表示装置。
- 前記透明保護フィルムが、セルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むフィルムであり、面内のレターデーションが0〜10nm、厚さ方向のレターデーションが−20〜20nmである請求項11に記載の液晶表示装置。
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