JP2015038598A - 位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置の正面コントラストを高める位相差フィルムと、これを用いた偏光板および液晶表示装置の提供。【解決手段】第1の光学異方性層4と、この表面に第2の光学異方性層5を有し、前記第1の光学異方性層4は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであり、前記第2の光学異方性層5は、液晶化合物をホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmである、位相差フィルム3;但し、オーダーパラメータOPとは、OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)、「A||」は、液晶化合物の配向方向に対して平行に偏光した光に対する吸光度、「A⊥」は、液晶化合物の配向方向に対して垂直に偏光した光に対する吸光度を意味する。【選択図】図1
Description
本発明は、位相差フィルムに関する。また、位相差フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置に関する。
近年、IPS(In-Place-Switching)モードの液晶表示装置を用いたタブレットやモバイルが広く用いられるようになっている。タブレットやモバイルに用いられる光学フィルムとして、例えば、液晶化合物の配向を利用した光学異方性層を用いることが検討されている。具体的には、透明基板の一方の面上に光学異方性層を、他方の面上に位相差層を設けた位相差フィルムが記載されている(特許文献1の図1等)。
また、タブレットやモバイルの薄型化の要請に伴い、IPSモードの液晶表示装置に用いられる位相差フィルムも薄膜化の要請が高くなっている。位相差フィルムを薄膜化する技術としては、特許文献2が知られている。具体的には、特許文献2には、ポジティブCプレートとポジティブAプレートまたは光学的二軸性プレートとを接着剤を介することなく、直接密着して積層されてなる位相差フィルムが開示されている。
ここで、特許文献1には、光学異方性層の表面に位相差層を形成する方法が具体的に記載されていない。薄膜化の観点からは、光学異方性層の表面に適切に位相差層が形成できることが求められる。さらに、特許文献1に具体的に記載されている実施例1について、本発明者が追試したところ、必ずしも十分な正面コントラストが得られていないことが分かった。
また、特許文献2について、本発明者が実施例1を追試したところ、偏光板の補償(視野角での光漏れ)は位相差フィルムなしの形態に対して低減する傾向を確認できた。しかしながら、現在、市販されている厚さが100μm程度の位相差フィルムに対して、大幅に正面コントラストが劣ることがわかった。
本発明は、上記課題を解決することを目的とするものであって、液晶表示装置の正面コントラストを高めることができる位相差フィルムを提供することを目的とする。また、かかる位相差フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、特許文献2について、本発明者が実施例1を追試したところ、偏光板の補償(視野角での光漏れ)は位相差フィルムなしの形態に対して低減する傾向を確認できた。しかしながら、現在、市販されている厚さが100μm程度の位相差フィルムに対して、大幅に正面コントラストが劣ることがわかった。
本発明は、上記課題を解決することを目的とするものであって、液晶表示装置の正面コントラストを高めることができる位相差フィルムを提供することを目的とする。また、かかる位相差フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記課題のもと、本発明者が鋭意検討を行った結果、少なくとも2層の互いに隣接する光学異方性層を有する位相差フィルムにおいて、それぞれの光学異方性層の固定化する前の配向状態、オーダーパラメータおよび膜厚を所定の範囲とすることにより、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には、以下の手段<1>により、好ましくは<2>〜<17>により上記課題は解決された。
<1>第1の光学異方性層と、第1の光学異方性層の表面に第2の光学異方性層を有し、
第1の光学異方性層は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであり、
第2の光学異方性層は、液晶化合物をホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmである、位相差フィルム;但し、オーダーパラメータOPとは、
OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)
「A||」は、液晶化合物の配向方向に対して平行に偏光した光に対する吸光度
「A⊥」は、液晶化合物の配向方向に対して垂直に偏光した光に対する吸光度を意味する。
<2>第1の光学異方性層が、液晶化合物をスメクチック相の状態で固定してなる層である、<1>に記載の位相差フィルム。
<3>第2の光学異方性層が、液晶化合物をネマチック相の状態で固定してなる層である、<1>または<2>に記載の位相差フィルム。
<4>第1の光学異方性層が、下記式(1)および(2)を満たす、<1>〜<3>のいずれかに記載の位相差フィルム;
式(1)
100nm≦Re(550)≦200nm
式(2)
0.8≦Nz≦1.2
式(1)中、Re(550)は、波長550nmにおける面内レターデーションを示す。
式(2)中、Nzは、(nx−nz)/(nx−ny)を表し、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。
<5>第1の光学異方性層が、下記式(3)を満たす、<1>〜<4>のいずれかに記載の位相差フィルム;
式(3)
Re(450)/Re(650)<1
式(3)中、Re(450)およびRe(650)は、それぞれ、波長450nmおよび650nmにおける面内レターデーションを示す。
<6>第1の光学異方性層がレベリング剤を含む、<1>〜<5>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<7>第2の光学異方性層が垂直配向剤を含む、<1>〜<6>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<8>位相差フィルムの厚さが、0.6〜6μmである、<1>〜<7>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<9>第1の光学異方性層および第2の光学異方性層が、それぞれ、棒状液晶化合物を含む、<1>〜<8>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<10>支持体上に、配向膜、第1の光学異方性層および第2の光学異方性層を該順に有する、<1>〜<9>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<11>偏光膜と、<1>〜<10>のいずれかに記載の位相差フィルムを有する偏光板。
<12>偏光膜の表面に、第1の光学異方性層が設けられている、<11>に記載の偏光板。
<13><1>〜<10>のいずれかに記載の位相差フィルムまたは<11>もしくは<12>に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
<14>IPSモード用である、<13>に記載の液晶表示装置。
<15>液晶表示装置のフロント側に<11>または<12>に記載の偏光板を有する、<13>または<14>に記載の液晶表示装置。
<16>液晶表示装置のリア側の偏光膜と液晶セルの間に、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が30〜120nmであり、波長550nmにおける厚さ方向のレターデーションRth(550)が20〜100nmである光学フィルムを有する、<15>に記載の液晶表示装置。
<17>液晶表示装置のリア側に有する光学フィルムが、液晶化合物が傾斜配向した光学異方性層を有する、<16>に記載の液晶表示装置。
第1の光学異方性層は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであり、
第2の光学異方性層は、液晶化合物をホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmである、位相差フィルム;但し、オーダーパラメータOPとは、
OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)
「A||」は、液晶化合物の配向方向に対して平行に偏光した光に対する吸光度
「A⊥」は、液晶化合物の配向方向に対して垂直に偏光した光に対する吸光度を意味する。
<2>第1の光学異方性層が、液晶化合物をスメクチック相の状態で固定してなる層である、<1>に記載の位相差フィルム。
<3>第2の光学異方性層が、液晶化合物をネマチック相の状態で固定してなる層である、<1>または<2>に記載の位相差フィルム。
<4>第1の光学異方性層が、下記式(1)および(2)を満たす、<1>〜<3>のいずれかに記載の位相差フィルム;
式(1)
100nm≦Re(550)≦200nm
式(2)
0.8≦Nz≦1.2
式(1)中、Re(550)は、波長550nmにおける面内レターデーションを示す。
式(2)中、Nzは、(nx−nz)/(nx−ny)を表し、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。
<5>第1の光学異方性層が、下記式(3)を満たす、<1>〜<4>のいずれかに記載の位相差フィルム;
式(3)
Re(450)/Re(650)<1
式(3)中、Re(450)およびRe(650)は、それぞれ、波長450nmおよび650nmにおける面内レターデーションを示す。
<6>第1の光学異方性層がレベリング剤を含む、<1>〜<5>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<7>第2の光学異方性層が垂直配向剤を含む、<1>〜<6>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<8>位相差フィルムの厚さが、0.6〜6μmである、<1>〜<7>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<9>第1の光学異方性層および第2の光学異方性層が、それぞれ、棒状液晶化合物を含む、<1>〜<8>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<10>支持体上に、配向膜、第1の光学異方性層および第2の光学異方性層を該順に有する、<1>〜<9>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<11>偏光膜と、<1>〜<10>のいずれかに記載の位相差フィルムを有する偏光板。
<12>偏光膜の表面に、第1の光学異方性層が設けられている、<11>に記載の偏光板。
<13><1>〜<10>のいずれかに記載の位相差フィルムまたは<11>もしくは<12>に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
<14>IPSモード用である、<13>に記載の液晶表示装置。
<15>液晶表示装置のフロント側に<11>または<12>に記載の偏光板を有する、<13>または<14>に記載の液晶表示装置。
<16>液晶表示装置のリア側の偏光膜と液晶セルの間に、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が30〜120nmであり、波長550nmにおける厚さ方向のレターデーションRth(550)が20〜100nmである光学フィルムを有する、<15>に記載の液晶表示装置。
<17>液晶表示装置のリア側に有する光学フィルムが、液晶化合物が傾斜配向した光学異方性層を有する、<16>に記載の液晶表示装置。
本発明により、液晶表示装置の正面コントラストを高めることができる位相差フィルムを提供可能になった。また、かかる位相差フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置を提供可能になった。
以下、本発明について詳細に説明する。尚、本願明細書中、「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。なお、本願明細書中、数値範囲や数値については、本発明の属する技術分野で許容される誤差を含む数値範囲および数値として解釈されるべきである。
本願明細書において、光学的な軸の関係については、本発明が属する技術分野において許容される誤差を含むものとする。本願明細書において、「平行」、「直交」、「垂直」とは、厳密な角度±5゜以下の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、±4゜未満の範囲内であることが好ましく、±3゜未満の範囲内であることがより好ましい。
本願明細書において、光学的な軸の関係については、本発明が属する技術分野において許容される誤差を含むものとする。本願明細書において、「平行」、「直交」、「垂直」とは、厳密な角度±5゜以下の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、±4゜未満の範囲内であることが好ましく、±3゜未満の範囲内であることがより好ましい。
本発明の位相差フィルムは、第1の光学異方性層と、上記第1の光学異方性層の表面に第2の光学異方性層を有し、上記第1の光学異方性層は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであり、上記第2の光学異方性層は、液晶化合物をホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であることを特徴とする。 このような構成とすることにより、位相差フィルムの厚さを薄くでき、かつ、液晶表示装置に組み込んだときに高い正面コントラストを達成できる。第1の光学異方性層の表面に第2の光学異方性層を有する構成については、上述の特許文献2にも記載されている。しかしながら、本発明者が検討を行ったところ、特許文献2の実施例1に記載の位相差フィルムでは、正面コントラストが必ずしも十分ではないことが分かった。この理由をさらに検討したところ、ポジティブCプレートの配向の乱れにあることが分かった。すなわち、液晶化合物は、その配向性が下基材の影響を受けやすいことが知られており、特許文献2のようにポジティブAプレートの表面に、そのまま公知の技術を用いて、液晶化合物を含む塗布液を直接塗布した層は、下基材であるポジティブAプレートの影響を受けてしまう。この結果、ポジティブAプレートと上記液晶化合物を含む塗布液を直接塗布した層の界面部分では、液晶化合物の配向が乱れてしまい、ポジティブAプレートの表面に設けられる光学異方性層(ポジティブCプレート)は、所定のオーダーパラメータを達成できない。さらに、特許文献2に具体的に記載されている液晶化合物は、ポジティブAプレートはネマチック性を示すため、そもそものオーダーパラメータが低く(0.7前後)、正面コントラストがより低減していたと推定することができる。
本発明では、第1の光学異方性層のみならず、第1の光学異方性層の表面の第2の光学異方性層についても高い配向秩序で液晶化合物を配向させることにより、この問題を解決している。すなわち、液晶化合物を秩序高くホモジニアス配向させた第1の光学異方性層の表面に、液晶化合物をホメオトロピック配向させて固定させた第2の光学異方性層を形成することにより、液晶表示装置に組み込んだ時の高い正面コントラストを達成している。さらに、本発明の構成とすることにより、液晶表示装置のディスプレイの色味および上下対称性も向上させることができる。
ここで、本発明では、第1および第2の光学異方性層を形成する液晶化合物の配向秩序度をオーダーパラメータで規定している。ここで、オーダーパラメータについて説明する。光学異方性を発生させるためには、光学要素の配向が必要である。ここでいう光学要素とは、屈折率の異方性を生じさせる光学的な要素であり、例えば、所定の温度範囲において液晶相を示す円盤状又は棒状の液晶分子、及び延伸処理等によって配向する高分子が挙げられる。1つの光学要素の固有の複屈折率、およびその光学要素が統計的にどの程度配向しているかによって、光学材料のバルクの複屈折は決まる。例えば、液晶化合物で構成される光学異方性層の光学異方性の大きさは、光学異方性を生じさせる主要な光学要素である液晶化合物の固有の複屈折率と、液晶化合物の統計的な配向の度合いで決まる。配向の度合いを表すパラメータとして、オーダーパラメータSが知られている。配向オーダーパラメータは結晶のように分布がない場合に1、液体状態のように完全にランダムな場合に0となる。例えば、ネマチック液晶では、通常0.6程度の値をとると言われている。オーダーパラメータSについては、例えば、DE JEU,W.H.(著) 「液晶の物性」(共立出版、1991年、11頁)に詳しく記載があり、次の式で表される。
オーダーパラメータを測定する手段としては、偏光ラマン法、IR法、X線法、蛍光法、音速法などが知られている。
オーダーパラメータは、光学異方性層が二色性を有する場合に以下の式より比較的容易に求めることができる。
OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)
「A||」は、液晶化合物の配向方向に対して平行に偏光した光に対する吸光度
「A⊥」は、液晶化合物の配向方向に対して垂直に偏光した光に対する吸光度を意味する。
オーダーパラメータが液晶化合物の配向秩序度を示す指標の1つであることは、「液晶ポリマーの開発技術−高性能・高機能化」(シーエムシー出版)の5頁や、特開2008−297210号公報等に記載の通り公知である。
オーダーパラメータは、その値が1に近いほど、液晶化合物が規則的に配列していることになる。すなわち、オーダーパラメータが1に近づくほど、結晶性に近づく。実質的に、液晶性を示すオーダーパラメータの最高値は0.95程度である。従って、本発明における第1および第2の光学異方性層のオーダーパラメータの上限値は、0.95に設定している。
なお、吸光度は、「吸光度=1−透過度」で求めることができる。
また、本発明におけるオーダーパラメータの具体的な測定方法としては、以下の通りである。
二色性色素を添加した液晶化合物をラビング配向膜上に液晶薄膜を配向させ、乾燥、紫外線硬化プロセスを経てフィルムを硬膜する。この液晶硬膜フィルムに対して、分光光度計の入射光の偏光方向を垂直に固定し、液晶薄膜の配向方向を垂直にした場合と水平にした場合のスペクトル(吸光度)をそれぞれ測定し、別途測定した石英ガラスの偏光吸収スペクトル(吸光度)を差し引いて、A⊥、 A||とする。これを上記、オーダーパラメータの式から算出する。
オーダーパラメータは、光学異方性層が二色性を有する場合に以下の式より比較的容易に求めることができる。
OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)
「A||」は、液晶化合物の配向方向に対して平行に偏光した光に対する吸光度
「A⊥」は、液晶化合物の配向方向に対して垂直に偏光した光に対する吸光度を意味する。
オーダーパラメータが液晶化合物の配向秩序度を示す指標の1つであることは、「液晶ポリマーの開発技術−高性能・高機能化」(シーエムシー出版)の5頁や、特開2008−297210号公報等に記載の通り公知である。
オーダーパラメータは、その値が1に近いほど、液晶化合物が規則的に配列していることになる。すなわち、オーダーパラメータが1に近づくほど、結晶性に近づく。実質的に、液晶性を示すオーダーパラメータの最高値は0.95程度である。従って、本発明における第1および第2の光学異方性層のオーダーパラメータの上限値は、0.95に設定している。
なお、吸光度は、「吸光度=1−透過度」で求めることができる。
また、本発明におけるオーダーパラメータの具体的な測定方法としては、以下の通りである。
二色性色素を添加した液晶化合物をラビング配向膜上に液晶薄膜を配向させ、乾燥、紫外線硬化プロセスを経てフィルムを硬膜する。この液晶硬膜フィルムに対して、分光光度計の入射光の偏光方向を垂直に固定し、液晶薄膜の配向方向を垂直にした場合と水平にした場合のスペクトル(吸光度)をそれぞれ測定し、別途測定した石英ガラスの偏光吸収スペクトル(吸光度)を差し引いて、A⊥、 A||とする。これを上記、オーダーパラメータの式から算出する。
また、このオーダーパラメータは2枚のクロスニコル配置された偏光板の間に位相差フィルムを配置した際の正面方向、斜め方向の偏光解消度と強く相関することがわかった。
偏光解消度は、液晶ディスプレイに搭載した際のコントラストと密接な関係があり、この偏光解消度を抑えることが市場では望まれている。偏光解消度は、フィルムの散乱性能に加え、フィルムの有する遅相軸と偏光軸でも変化する。液晶のオーダーパラメータが低くなることで、液晶分子が微小な配向揺らぎを発生し、そのため光散乱することで、偏光解消度を低下させている可能性がある。ここで、偏光解消度は0.000080以下が好ましく、0.000025以下がより好ましく、0.000024以下がさらに好ましく、0.000022以下が一層好ましい。このような偏光解消度とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される。偏光解消度DとはD=Lmin/Lmax−L0min/L0max
Lminはクロスニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された位相差フィルムの最小輝度
Lmaxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された位相差フィルムの最大輝度
L0minはクロスニコル状態の2枚の偏光板の最小輝度
L0maxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の最大輝度を意味する。
本発明者らが、高オーダーパラメータ液晶化合物を用いたフィルムの正面コントラスト変化の原因を調査したところ、位相差フィルムの偏光解消度が関係していることが分かった。すなわち、偏光解消度を小さくすることにより、正面コントラストが改善することがわかった。さらに詳細に検討した結果、位相差フィルムの液晶の配向ゆらぎにより、配向秩序度(オーダーパラメータ)が小さくなる傾向にあり、光散乱しやすい傾向にあることがわかった。このオーダーパラメータを改良することで偏光解消度が改善し、本発明の位相差フィルムを液晶表示装置に組み込んだときの正面コントラストが顕著に改善されることが分かった。
偏光解消度は、液晶ディスプレイに搭載した際のコントラストと密接な関係があり、この偏光解消度を抑えることが市場では望まれている。偏光解消度は、フィルムの散乱性能に加え、フィルムの有する遅相軸と偏光軸でも変化する。液晶のオーダーパラメータが低くなることで、液晶分子が微小な配向揺らぎを発生し、そのため光散乱することで、偏光解消度を低下させている可能性がある。ここで、偏光解消度は0.000080以下が好ましく、0.000025以下がより好ましく、0.000024以下がさらに好ましく、0.000022以下が一層好ましい。このような偏光解消度とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される。偏光解消度DとはD=Lmin/Lmax−L0min/L0max
Lminはクロスニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された位相差フィルムの最小輝度
Lmaxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された位相差フィルムの最大輝度
L0minはクロスニコル状態の2枚の偏光板の最小輝度
L0maxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の最大輝度を意味する。
本発明者らが、高オーダーパラメータ液晶化合物を用いたフィルムの正面コントラスト変化の原因を調査したところ、位相差フィルムの偏光解消度が関係していることが分かった。すなわち、偏光解消度を小さくすることにより、正面コントラストが改善することがわかった。さらに詳細に検討した結果、位相差フィルムの液晶の配向ゆらぎにより、配向秩序度(オーダーパラメータ)が小さくなる傾向にあり、光散乱しやすい傾向にあることがわかった。このオーダーパラメータを改良することで偏光解消度が改善し、本発明の位相差フィルムを液晶表示装置に組み込んだときの正面コントラストが顕著に改善されることが分かった。
本発明の位相差フィルムの斜め方向の偏光解消度を向上させる方法としては、例えば、光学異方性層を形成するにあたり、上述のとおり、特定の液晶化合物の選択し、2種以上の液晶化合物を所定の混合比率で含有させたり、所定の添加剤を含有させたり、配向硬化させる紫外線照射の温度を最適化させたり、配向乾燥させる温度の最適化等により向上させることができる。その結果、配向ゆらぎによる液晶の光散乱に起因したコントラスト(CR)の低下を低減することができる。
また、発明者が検討した結果、図5にC−プレートの場合の一例を示すように、オーダーパラメータは液晶化合物のNI点(Nematic―Isotropic転移温度)が高いほど、高くなる傾向にあることを見出した。
また、NI点が同一の液晶化合物を用いて配向硬化させる温度との相関を同様に求めた場合、配向硬化させる温度が低いほど、オーダーパラメータが高くなる傾向にあることも見出している。
また、発明者が検討した結果、図5にC−プレートの場合の一例を示すように、オーダーパラメータは液晶化合物のNI点(Nematic―Isotropic転移温度)が高いほど、高くなる傾向にあることを見出した。
また、NI点が同一の液晶化合物を用いて配向硬化させる温度との相関を同様に求めた場合、配向硬化させる温度が低いほど、オーダーパラメータが高くなる傾向にあることも見出している。
一般に液晶表示装置の正面コントラストに影響を与える物性として、位相差フィルムのヘイズが検討されることがある。ヘイズは、拡散光源での全光量に対する位相差フィルムの全透過光の比で表されている。本発明者らが検討した結果、下記表1に示したように、ヘイズでは正面コントラストの差を十分に検知できず、また、実際の液晶表示装置では拡散光源から偏光板を通過し、偏光した光が位相差フィルムに入射するため、実際の測定系とは、測定結果が異なる場合がある。本発明の偏光解消度は実際の偏光した光を入射した測定系であるため、液晶表示装置の正面コントラストと相関しており、測定系の改良も本発明に寄与するところが大きい。
以下に、液晶化合物のNI点、紫外線硬化温度を種々変更したサンプルの偏光解消度の測定結果の一例を示す。
以下に、液晶化合物のNI点、紫外線硬化温度を種々変更したサンプルの偏光解消度の測定結果の一例を示す。
<第1の光学異方性層>
本発明における第1の光学異方性層は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであることを特徴とする。第1の光学異方性層におけるオーダーパラメータは、製造適性の観点から、0.80〜0.90が好ましく、0.84〜0.90がより好ましい。このようなオーダーパラメータを満たす層は、液晶化合物をスメクチック相の状態で固定してなる層であることが好ましい。第1の光学異方性層の製造方法の詳細については後述する。
本発明における第1の光学異方性層は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであることを特徴とする。第1の光学異方性層におけるオーダーパラメータは、製造適性の観点から、0.80〜0.90が好ましく、0.84〜0.90がより好ましい。このようなオーダーパラメータを満たす層は、液晶化合物をスメクチック相の状態で固定してなる層であることが好ましい。第1の光学異方性層の製造方法の詳細については後述する。
本発明に用いる第1の光学異方性層は、層の厚さが0.3〜3.0μmである。第1の光学異方性層の厚さが、0.3μm未満または3.0μmよりも厚いとき、成膜した第1の光学異方性層のレターデーションの制御の観点から液晶表示装置に組み込んだときの正面コントラストが劣る。本発明における第1の光学異方性層の膜厚は、0.5μm以上が好ましく、0.7μm以上がより好ましく、0.9μm以上がさらに好ましく、また、2.8μm以下が好ましく、2.5μm以下がより好ましく、2.0μm以下がさらに好ましく、1.5μm以下が一層好ましく、1.3μm以下が特に好ましい。
また、本発明に用いる上記第1の光学異方性層のレターデーションは、80nm≦Re(550)≦230nmを満たすことが好ましく、90nm≦Re(550)≦220nmを満たすことがより好ましく、100nm≦Re(550)≦200nmを満たすことがさらに好ましく、105nm≦Re(550)≦130nmを満たすことが特に好ましい。ここで、Re(550)は、波長550nmにおける面内レターデーションを示す。
また、第1の光学異方性層は、90nm≦Rth(550)≦150nmを満たすことが好ましく、95nm≦Rth(550)≦130nmを満たすことがより好ましい。ここで、Rth(550)は、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションを示す。
さらに、本発明における第1の光学異方性層は、下記式(2)を満たすことが好ましい。
式(2)
0.8≦Nz≦1.2
式(2)中、Nzは、(nx−nz)/(nx−ny)を表し、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。
Nzは、0.9≦Nz≦1.1を満たすことがより好ましい。
第1の光学異方性層は、100nm≦Re(550)≦200nm、および式(2)を満たすことが好ましい。
このような範囲とすることにより、IPSモード用液晶表示装置に組み込んだ時により効果的に本発明の効果が発揮される。
また、第1の光学異方性層は、90nm≦Rth(550)≦150nmを満たすことが好ましく、95nm≦Rth(550)≦130nmを満たすことがより好ましい。ここで、Rth(550)は、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションを示す。
さらに、本発明における第1の光学異方性層は、下記式(2)を満たすことが好ましい。
式(2)
0.8≦Nz≦1.2
式(2)中、Nzは、(nx−nz)/(nx−ny)を表し、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。
Nzは、0.9≦Nz≦1.1を満たすことがより好ましい。
第1の光学異方性層は、100nm≦Re(550)≦200nm、および式(2)を満たすことが好ましい。
このような範囲とすることにより、IPSモード用液晶表示装置に組み込んだ時により効果的に本発明の効果が発揮される。
さらに、第1の光学異方性層は逆波長分散性を示すことが好ましく、下記式(3)を満たすことがより好ましい。このような構成とすることにより、本発明の位相差フィルムを液晶表示装置に組み込んだときの色味をより向上させることができる。
式(3)
Re(450)/Re(650)<1
(式(3)中、Re(450)およびRe(650)は、それぞれ、波長450nmまたは650nmにおける面内レターデーションを示す。)
式(3)
Re(450)/Re(650)<1
(式(3)中、Re(450)およびRe(650)は、それぞれ、波長450nmまたは650nmにおける面内レターデーションを示す。)
<第2の光学異方性層>
本発明における第2の光学異方性層は、液晶化合物がホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであることを特徴とする。第2の光学異方性層の厚さが、0.3μm未満または3.0μmよりも厚いとき、液晶表示装置に組み込んだときの正面コントラストが劣る。第2の光学異方性層におけるオーダーパラメータは、0.65〜0.80が好ましく、0.65〜0.75がより好ましい。このようなオーダーパラメータを満たす層は、スメクチック相またはネマチック相の状態で固定してなる層であることが好ましく、また、配向方向が光の透過方向と平行であるため、製造適性の面では配向秩序度の高いネマチック相の状態で固定してなる層を選択することがより好ましい。本発明では、第1の光学異方性層の表面に直接に配向秩序の高いスメクチック相やネマチック相の状態で固定してなる層である第2の光学異方性層を形成できるため、薄膜化しつつ、高い正面コントラストを達成できる。
このような第2の光学異方性層を、第1の光学異方性層の表面に直接に形成する手段については後述する。
本発明における第2の光学異方性層は、液晶化合物がホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであることを特徴とする。第2の光学異方性層の厚さが、0.3μm未満または3.0μmよりも厚いとき、液晶表示装置に組み込んだときの正面コントラストが劣る。第2の光学異方性層におけるオーダーパラメータは、0.65〜0.80が好ましく、0.65〜0.75がより好ましい。このようなオーダーパラメータを満たす層は、スメクチック相またはネマチック相の状態で固定してなる層であることが好ましく、また、配向方向が光の透過方向と平行であるため、製造適性の面では配向秩序度の高いネマチック相の状態で固定してなる層を選択することがより好ましい。本発明では、第1の光学異方性層の表面に直接に配向秩序の高いスメクチック相やネマチック相の状態で固定してなる層である第2の光学異方性層を形成できるため、薄膜化しつつ、高い正面コントラストを達成できる。
このような第2の光学異方性層を、第1の光学異方性層の表面に直接に形成する手段については後述する。
本発明に用いる第2の光学異方性層は、層の厚さが0.3〜3.0μmである。本発明では、このように薄い膜としても、所望の光学特性を発現できるため、薄膜化の観点から有益である。本発明における第2の光学異方性層の膜厚は、0.5μm以上が好ましく、0.7μm以上がより好ましく、0.9μm以上がさらに好ましく、また、2.8μm以下が好ましく、2.5μm以下がより好ましく、2.0μm以下がさらに好ましく、1.5μm以下が一層好ましく、1.2μm以下が特に好ましい。
また、本発明に用いる第2の光学異方性層は、Re(550)≦5nmを満たすことが好ましく、Re(550)≦3nmを満たすことがより好ましい。ここで、Re(550)は、波長550nmにおける面内レターデーションを示す。
また、第2の光学異方性層は、−300nm≦Rth(550)≦0nmを満たすことが好ましく、−200nm≦Rth(550)≦−60nmを満たすことがより好ましく、−150nm≦Rth(550)≦−80nmを満たすことがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、IPSモード用液晶表示装置に組み込んだ時により効果的に本発明の効果が発揮される。
また、第2の光学異方性層は、−300nm≦Rth(550)≦0nmを満たすことが好ましく、−200nm≦Rth(550)≦−60nmを満たすことがより好ましく、−150nm≦Rth(550)≦−80nmを満たすことがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、IPSモード用液晶表示装置に組み込んだ時により効果的に本発明の効果が発揮される。
<位相差フィルムの製造方法>
本発明の位相差フィルムは、通常、第1の光学異方性層の表面に、第2の光学異方性層形成用の組成物を適用(好ましくは塗布)し、硬化させることによって形成される。
ここで、第1の光学異方性層は、配向膜を用いて公知の手段によって形成できるが、第2の光学異方性層を第1の光学異方性層に積層させて形成する際、下層である第1の光学異方性層の表面の影響を受けて、界面の液晶化合物の配向が乱れてしまう場合がある。特に第2の光学異方性層を第1の光学異方性層に直接積層する場合にその影響は顕著である。本発明では、例えば、以下の手段の1つまたは2つ以上を組み合わせて採用することにより、この点を解消することができる。
本発明の位相差フィルムは、通常、第1の光学異方性層の表面に、第2の光学異方性層形成用の組成物を適用(好ましくは塗布)し、硬化させることによって形成される。
ここで、第1の光学異方性層は、配向膜を用いて公知の手段によって形成できるが、第2の光学異方性層を第1の光学異方性層に積層させて形成する際、下層である第1の光学異方性層の表面の影響を受けて、界面の液晶化合物の配向が乱れてしまう場合がある。特に第2の光学異方性層を第1の光学異方性層に直接積層する場合にその影響は顕著である。本発明では、例えば、以下の手段の1つまたは2つ以上を組み合わせて採用することにより、この点を解消することができる。
第1の手段としては、第1の光学異方性層にレベリング剤を配合することが挙げられる。
レベリング剤を配合することにより、第1の光学異方性層の表面が平滑となり、第2の光学異方性層において、液晶化合物を配向秩序高く配向させることができる。レベリング剤を添加すると、塗布された組成物の表面にレベリング剤が速やかに偏在し、第1の光学異方性層の乾燥後もレベリング剤がそのまま表面に偏在することになるので、第1の光学異方性層の表面エネルギーは、レベリング剤によって低下する。ここで、表面エネルギー(γsv:単位、mJ/m2)とはD.K.Owens: J.Appl.Polym.Sci.,13,1941(1969)を参考に、第1の光学異方性層上で実験的に求めた純水H2Oとヨウ化メチレンCH2I2のそれぞれの接触角θH2O、θCH2I2から以下の連立方程式(1)、(2)より求めたγsdとγshの和で表される値γsv(=γsd+γsh)で定義する第1の光学異方性層の表面張力のエネルギー換算値である(mN/m単位をmJ/m2単位としたもの)。サンプルは測定する前に所定の温湿度条件で一定時間以上調湿を行うことが必要である。この際の温度は20℃〜27℃、湿度は50RH%〜65RH%の範囲であることが好ましく、調湿時間は2時間以上であることが好ましい。
(1)1+cosθH2O=2√γsd(√γH2O d/γH2O h v)+2√γsh(√γH2O h /γH2O v)
(2)1+cosθCH2I2=2√γsd(√γCH2I2 d/γCH2I2 v)+2√γsh(√γCH2I2 h/γCH2I2 v)
ここで、γH2O d=21.8°、γH2O h=51.0°、γH2O v=72.8°、γCH2I2 d=49.5°、γCH2I2 h=1.3°、γCH2I2 v=50.8°である。
第1の光学異方性層の表面エネルギーは、45mJ/m2以下の範囲であり、20〜45mJ/m2の範囲が好ましく、25〜40mJ/m2の範囲がさらに好ましい。このような範囲とすることにより、第2の光学異方性層において液晶化合物をより配向秩序高く配向させることができる。
レベリング剤を配合することにより、第1の光学異方性層の表面が平滑となり、第2の光学異方性層において、液晶化合物を配向秩序高く配向させることができる。レベリング剤を添加すると、塗布された組成物の表面にレベリング剤が速やかに偏在し、第1の光学異方性層の乾燥後もレベリング剤がそのまま表面に偏在することになるので、第1の光学異方性層の表面エネルギーは、レベリング剤によって低下する。ここで、表面エネルギー(γsv:単位、mJ/m2)とはD.K.Owens: J.Appl.Polym.Sci.,13,1941(1969)を参考に、第1の光学異方性層上で実験的に求めた純水H2Oとヨウ化メチレンCH2I2のそれぞれの接触角θH2O、θCH2I2から以下の連立方程式(1)、(2)より求めたγsdとγshの和で表される値γsv(=γsd+γsh)で定義する第1の光学異方性層の表面張力のエネルギー換算値である(mN/m単位をmJ/m2単位としたもの)。サンプルは測定する前に所定の温湿度条件で一定時間以上調湿を行うことが必要である。この際の温度は20℃〜27℃、湿度は50RH%〜65RH%の範囲であることが好ましく、調湿時間は2時間以上であることが好ましい。
(1)1+cosθH2O=2√γsd(√γH2O d/γH2O h v)+2√γsh(√γH2O h /γH2O v)
(2)1+cosθCH2I2=2√γsd(√γCH2I2 d/γCH2I2 v)+2√γsh(√γCH2I2 h/γCH2I2 v)
ここで、γH2O d=21.8°、γH2O h=51.0°、γH2O v=72.8°、γCH2I2 d=49.5°、γCH2I2 h=1.3°、γCH2I2 v=50.8°である。
第1の光学異方性層の表面エネルギーは、45mJ/m2以下の範囲であり、20〜45mJ/m2の範囲が好ましく、25〜40mJ/m2の範囲がさらに好ましい。このような範囲とすることにより、第2の光学異方性層において液晶化合物をより配向秩序高く配向させることができる。
本発明で用いるレベリング剤としては、フッ素系レベリング剤およびケイ素系レベリング剤が好ましく、フッ素系レベリング剤がより好ましく、特にベンゼン環またはトリアジン環を含み、かつ、ベンゼン環またはトリアジン環がパーフルオロアルキル基を含む置換基を少なくとも2つ有する化合物が好ましい。パーフルオロアルキル基を含む置換基は、CnF2n+1−L−O−(Lは、−CH2−、−CO−の組み合わせからなる基である。nは1〜5の整数を表す。)が好ましい。レベリング剤の分子量としては、3000以下のものが好ましく、2000以下のものがより好ましい。
レベリング剤の具体例については、特開2007−069471号公報の段落番号0079〜0102の記載、特開2013−047204号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号0020〜0032に記載の化合物)、特開2012−211306号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号0022〜0029に記載の化合物)、特開2002−129162号公報に記載の一般式(I)で表される液晶配向促進剤(特に、段落番号0076〜0078、0082〜00840に記載の化合物)、特開2005−099248号公報に記載の一般式(I)、(II)または(III)で表される化合物(特に、段落番号0092〜0096に記載の化合物)及び以下の化合物が好ましい例として示される。
レベリング剤の具体例については、特開2007−069471号公報の段落番号0079〜0102の記載、特開2013−047204号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号0020〜0032に記載の化合物)、特開2012−211306号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号0022〜0029に記載の化合物)、特開2002−129162号公報に記載の一般式(I)で表される液晶配向促進剤(特に、段落番号0076〜0078、0082〜00840に記載の化合物)、特開2005−099248号公報に記載の一般式(I)、(II)または(III)で表される化合物(特に、段落番号0092〜0096に記載の化合物)及び以下の化合物が好ましい例として示される。
レベリング剤は、第1の光学異方性層に含まれる液晶化合物に対し、0.01〜5質量%が好ましく、0.1〜3質量%がより好ましい。レベリング剤は、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。2種類以上含む場合、その合計量が上記範囲となる。
第2の手段としては、第2の光学異方性層に垂直配向剤を配合することが挙げられる。垂直配向剤を配合することにより、第2の光学異方性層界面での液晶化合物の配向をより効果的に行うことができる。垂直配向剤は、ボロン酸化合物および/またはオニウム塩を用いることが好ましい。
ボロン酸化合物の具体例としては、下記式で表される化合物が好ましい。
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の、脂肪族炭化水素基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。R3は、(メタ)アクリル基と結合し得る官能基を含む置換基を表す。)
ボロン酸化合物の具体例としては、特開2008−225281号公報の段落番号0023〜0032に記載の一般式(I)で表されるボロン酸化合物を用いることができ、これらに記載されたオニウム塩を好ましく用いることができる。また、下記に示すボロン酸化合物も好ましく用いられる。
ボロン酸化合物の具体例としては、下記式で表される化合物が好ましい。
ボロン酸化合物の具体例としては、特開2008−225281号公報の段落番号0023〜0032に記載の一般式(I)で表されるボロン酸化合物を用いることができ、これらに記載されたオニウム塩を好ましく用いることができる。また、下記に示すボロン酸化合物も好ましく用いられる。
オニウム塩の具体例としては、下記式で表される化合物が好ましい。
(式中、環Aは含窒素複素環からなる第4級アンモニウムイオンを表し、Xはアニオンを表し;L1は二価の連結基を表し;L2は単結合又は二価の連結基を表し;Y1は5又は6員環を部分構造として有する2価の連結基を表し;Zは2〜20のアルキレン基を部分構造として有する2価の連結基を表し;P1及びP2はそれぞれ独立に重合性エチレン性不飽和基を有する一価の置換基を表す。)
オニウム塩の例の具体例としては、特開2012−208397号公報の段落番号0052〜0058に記載のオニウム塩、特開2008−026730号公報の段落番号0024〜0055に記載のオニウム塩、特開2002−37777号公報に記載のオニウム塩を用いることができ、これらに記載されたオニウム塩を好ましく用いることができる。
オニウム塩の例の具体例としては、特開2012−208397号公報の段落番号0052〜0058に記載のオニウム塩、特開2008−026730号公報の段落番号0024〜0055に記載のオニウム塩、特開2002−37777号公報に記載のオニウム塩を用いることができ、これらに記載されたオニウム塩を好ましく用いることができる。
垂直配向剤は、第2の光学異方性層に含まれる液晶化合物に対し、0.1〜5質量%が好ましく、0.5〜3質量%がより好ましい。垂直配向剤は、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。2種類以上含む場合、その合計量が上記範囲となる。
第3の手段としては、第1の光学異方性層にラテラル方向に水酸基を有する化合物を用いることが挙げられる。ラテラル方向に水酸基を有する化合物を含む場合、上記ラテラル方向に水酸基を有する化合物が配向することで界面において水酸基が規則的に配置され、その規則的に配列した水酸基が第1の光学異方性層の表面に設けられる第2の光学異方性層における液晶化合物の配向制御を強めると想定される。ここで、ラテラル方向とは、分子の長軸、例えば、最も長い鎖に対し概ね90°の方向をいう。
本発明の配向制御剤として下層に水素結合性基を有する低分子化合物を含んでいてもよい。
特に、メソゲンのラテラル方向に水素結合性基を有する低分子を用いることが好ましい。
具体的には、Journal of Materials Chemistry 1998年第8巻の1502ページに記載の構造などを用いてもよい。
以下に具体的な化合物例を示すが、これらに限定されるものではない
本発明の配向制御剤として下層に水素結合性基を有する低分子化合物を含んでいてもよい。
特に、メソゲンのラテラル方向に水素結合性基を有する低分子を用いることが好ましい。
具体的には、Journal of Materials Chemistry 1998年第8巻の1502ページに記載の構造などを用いてもよい。
以下に具体的な化合物例を示すが、これらに限定されるものではない
<<第1の光学異方性層の製造方法>>
次に、本発明における第1の光学異方性層の製造方法の詳細について述べる。第1の光学異方性層は、支持体上に配向膜を形成し、配向膜の表面に第1の光学異方性層形成用組成物を適用し、硬化させて製造することができる。また、偏光膜(例えば、ポリビニルアルコールフィルム)の表面をラビング処理し、その表面に第1の光学異方性層形成用組成物を適用し、硬化させることでも製造することができる。
次に、本発明における第1の光学異方性層の製造方法の詳細について述べる。第1の光学異方性層は、支持体上に配向膜を形成し、配向膜の表面に第1の光学異方性層形成用組成物を適用し、硬化させて製造することができる。また、偏光膜(例えば、ポリビニルアルコールフィルム)の表面をラビング処理し、その表面に第1の光学異方性層形成用組成物を適用し、硬化させることでも製造することができる。
本発明では、配向膜の材料として、変性又は未変性のポリビニルアルコールを使用することが好ましい。特許第3907735号公報の段落番号[0071]〜[0095]に記載の変性ポリビニルアルコールを利用することもできる。重合性基を有する変性ポリビニルアルコールを用いてもよい。
本発明で使用可能な配向膜は、光配向膜であってもよいし、ラビング処理を施されたラビング処理面を有する配向膜であってもよい。本発明では、一般的なラビング処理方法を利用することができる。例えば、配向膜の表面を、ラビングロールで摺ることによって実施できる。長尺状のポリマーフィルムからなる支持体上に連続的に配向膜を形成する態様では、製造適性の観点では、ラビング処理の方向(ラビング方向)は、支持体の長手方向と一致していることが好ましい。
偏光膜の表面に直接に第1の光学異方性層を形成する場合も同様である。
偏光膜の表面に直接に第1の光学異方性層を形成する場合も同様である。
次に、配向膜または偏光膜の表面に第1の光学異方性層形成用組成物を適用(通常は、
塗布)する。適用方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の方法が挙げられる。
塗布)する。適用方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の方法が挙げられる。
第1の光学異方性層形成用組成物は、液晶化合物を必須とし、必要に応じて、重合開始剤、重合性化合物、溶剤等が配合される。さらに、上述の通りレベリング剤やラテラル方向に水酸基を有する化合物等を配合することが好ましい。
第1の光学異方性層形成用の液晶化合物としては、棒状液晶化合物でも、円盤状液晶化合物でもよく、棒状液晶化合物がより好ましい。尚、第1の光学異方性層が棒状液晶化合物の場合、第2の光学異方性層も棒状液晶化合物が好ましく、第1の光学異方性層が円盤状液晶化合物の場合、第2の光学異方性層も円盤状液晶化合物が好ましい。第1の光学異方性層の液晶相としては、スメクチック相を発現することが好ましく、ネマチック相とスメクチック相の双方を取りうる化合物においては、熱等の配向制御によってスメクチック相の状態で取り扱うことが好ましい。
第1の光学異方性層形成用の液晶化合物は、スメクチック相の液晶状態を呈する液晶化合物が好ましく、下記一般式(I)に示す化合物がより好ましい。
一般式(I):Q1−SP1−X1−M−X2−SP2−Q2
(一般式(I)中、Q1及びQ2はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基もしくは重合性基を表し、Q1及びQ2の少なくとも一方は重合性基を表し、;SP1及びSP2はそれぞれ単結合もしくはスペーサー基を表し;X1及びX2はそれぞれ連結基を表し;Mはメソゲン基を表す。)
第1の光学異方性層形成用の液晶化合物は、スメクチック相の液晶状態を呈する液晶化合物が好ましく、下記一般式(I)に示す化合物がより好ましい。
一般式(I):Q1−SP1−X1−M−X2−SP2−Q2
(一般式(I)中、Q1及びQ2はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基もしくは重合性基を表し、Q1及びQ2の少なくとも一方は重合性基を表し、;SP1及びSP2はそれぞれ単結合もしくはスペーサー基を表し;X1及びX2はそれぞれ連結基を表し;Mはメソゲン基を表す。)
一般式(I)中、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子もしくは重合性基であり、Q1及びQ2の少なくとも一方は重合性基である。上記重合性基は、付加重合(開環重合を含む)又は縮合重合可能であることが好ましく、言い換えると、重合性基は、付加重合反応又は縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。重合性基の例を以下に示す。
重合性基Q1及びQ2はそれぞれ、不飽和重合性基(Q−1〜Q−7)、エポキシ基(Q−8)又はアジリジニル基(Q−9)、またはオキセタニル基であることが好ましく、エチレン性不飽和重合性基(Q−1〜Q−6)もしくはエポキシ基であることがさらに好ましい。エチレン性不飽和重合性基(Q−1〜Q−6)の例としてはさらに、下記の(Q−101)〜(Q−106)が挙げられる。これらの中でも、(Q−101)、(Q−102)が好ましい。
式中、Rq1は水素原子、アルキル基、又はアリール基であり、Rq2は置換基であり、nは0〜4の整数である。Rq1は好ましくは水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数6〜12のアリール基であり、より好ましくは水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基であり、さらに好ましくは水素原子またはメチル基である。Rq2で表される置換基としては、後述する置換基Ra、Rb及びRcの例として示したものを好ましく用いることができる。nは好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0または1である。
一般式(I)において、SP1及びSP2は、それぞれ独立に単結合もしくはスペーサー基である。SP1及びSP2は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−NR2−、二価の鎖状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R2は、炭素原子数が1〜7のアルキル基又は水素原子である。
二価の鎖状基は、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基又は置換アルキニレン基を意味する。アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基及び置換アルケニレン基が好ましく、アルキレン基及びアルケニレン基がさらに好ましい。アルキレン基は、分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることが最も好ましい。置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換アルキレン基の置換基の例には、アルコキシ基、ハロゲン原子が含まれる。アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることが最も好ましい。置換アルケニレン基のアルケニレン部分は、上記アルケニレン基と同様である。置換アルケニレン基の置換基の例には、アルコキシ基、ハロゲン原子が含まれる。アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることが最も好ましい。置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換アルキニレン基の置換基の例には、アルコキシ基、ハロゲン原子が含まれる。また、二価の鎖状基において、一つ以上の隣接していないCH2基は−O−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−、−S−に置換されていてよい。スペーサー基の全炭素原子数は、1以上であるのが好ましく、2〜30であるのがより好ましく、4〜20であることがさらに好ましい。
一般式(I)において、X1及びX2はそれぞれ連結基を表す。X1及びX2は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−NR2−(R2は、上記と同様)及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。より好ましくは単結合、−O−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−NH−、−NH−C(=O)−又は−O−C(=O)−O−である。
一般式(I)中、Q1又はQ2が重合性基を表すとき、−SP1−X1−又は−X2−SP2−の好ましい例には、以下の基が含まれるが、これらに限定されるものではない。なお、以下の具体例中、「*」がQ1又はQ2との結合部位である。
上記一般式においてn、mはそれぞれ1以上の整数である。nは1〜20の整数が好ましく、2〜10の整数がより好ましい。mは1〜10の整数であることが好ましく、1〜6の整数がより好ましい。
一般式(I)中、Q1又はQ2が水素原子もしくはハロゲン原子であるとき、水素原子もしくはハロゲン原子に結合した−SP1−X1−又は−X2−SP2−は、置換されていてもよい炭素数1から10のアルキル基、もしくは置換されていてもよい炭素数1から10のアルコキシ基であることが好ましい。
一般式(I)中、Q1又はQ2がシアノ基を表すとき、シアノ基に結合した−SP1−X1−又は−X2−SP2−は単結合であることが好ましい。
一般式(I)中、Mは下記一般式(I−1)で表されるメソゲンである。
一般式(I−1):
−(A0−Z0)n1−X0−SP0−X0−(A0−Z0)n2−
一般式(I−1):
−(A0−Z0)n1−X0−SP0−X0−(A0−Z0)n2−
式中、A0は二価の環構造を表し、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基が好ましい。これらの環は置換基を有していてもよい。A0としてより好ましくは1,4−フェニレン基である。他の材料と混合が容易になったり、所定の溶剤に対する溶解性を向上したりする観点から、少なくとも1つの環は置換基を有することが好ましい。
置換基の種類は、所望の物性に併せて、適宜、選択することができる。置換基の例としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が1〜5のアルキル基、炭素原子数が1〜5のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1〜5のアルコキシ基、炭素原子数が1〜5のアルキルチオ基、炭素原子数が1〜5のアシル基、炭素原子数が2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数が2〜6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2〜6のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数が2〜6のアミド基が含まれる。より好ましくはハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数が1〜3のアルキル基、炭素原子数が1〜3のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1〜3のアルコキシ基、炭素原子数が2〜4のアシルオキシ基である。
Z0は、単結合、−O―CO−、−CO−O−、−CH=CH−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−O−CO−O−を表し、好ましくは単結合、−O−CO−、−CO−O−である。
SP0は、単結合もしくは二価のスペーサー基であり、その好ましい範囲は前述のSP
1と同様である。X0は2価の連結基であり、その好ましい範囲は前述のX1と同様である。
1と同様である。X0は2価の連結基であり、その好ましい範囲は前述のX1と同様である。
n1およびn2はそれぞれ1から4の整数であり、複数存在するA0、Z0は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(I)で表される化合物は好ましくは、一般式(II)で表される化合物である。
一般式(II):Q1−SP1−X1−A−B−C−(D)m1−X2−SP2−Q2
一般式(II):Q1−SP1−X1−A−B−C−(D)m1−X2−SP2−Q2
一般式(II)中、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子もしくは重合性基であり、Q1及びQ2の少なくとも一方は重合性基である。上記重合性基の詳しい説明および好ましい範囲は前述の一般式(I)中の記述と同様である。
m1は1〜5の整数を表す。
m1は1〜5の整数を表す。
一般式(II)中、SP1及びSP2はそれぞれ単結合もしくはスペーサー基であり、X1及びX2はそれぞれ連結基である。SP1、SP2、X1及びX2の詳しい説明および好ましい範囲は前述の一般式(I)中の記述と同様である。
一般式(II)中、A、B、C及びDはそれぞれ下記式IIa、IIb及びIIcから選ばれる二価基を表す。
4の整数を表し、na、nb及びncがそれぞれ2以上の整数である場合、複数存在するRa、Rb及びRcはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(II)の化合物が、複数のエステル結合(−C(=O)O−又は−OC(=O)−)を含む場合、複数のエステル結合の原子の配列の順序が互いに同一であると、スメクチック相を形成し易くなる。なお、式中、DがIIaであり、且つX2が単結合である構造と、DがIIcであり、且つX2が−C(=O)O−である構造とは等しくなるが、この場合は、DがIIaであり、且つX2が単結合である構造とみなすものとする。DがIIbであり、且つX2が単結合である構造と、DがIIcであり、且つX2が−OC(=O)−である構造についても、前者の構造であるとみなす。
一般式(II)中、A、B、C及びDのうち、少なくとも1つは置換基を有していることが好ましい(即ち、na、nb及びncのうち少なくとも1つは1以上の整数であるのが好ましい)。置換基を導入することにより、他の材料と混合が容易になったり、所定の溶剤に対する溶解性を向上させることが可能となり、液晶組成物として調製が容易になる。また、置換基の種類を変更することにより、相転移温度を変更することができる。置換基の種類は、所望の物性に併せて、適宜、選択することができる。Ra、Rb及びRcがそれぞれ表す置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が1〜5のアルキル基、炭素原子数が1〜5のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1〜5のアルコキシ基、炭素原子数が1〜5のアルキルチオ基、炭素原子数が1〜5のアシル基、炭素原子数が2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数が2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル、炭素原子数が2〜6のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数が2〜6のアミド基が含まれる。より好ましくはハロゲン原子、シアノ、炭素原子数が1〜3のアルキル基、炭素原子数が1〜3のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1〜3のアルコキシ基、炭素原子数が2〜4のアシルオキシ基である。
一般式(II)においてm1が0のとき、A、B、CはIIaのみ、又はIIa及びIIcの組合せから構成されることが好ましい。−A−B−C−として、好ましい組合せは以下のとおりである。なお、下記例は、いずれも複数のエステル結合の原子の配列の順序が互いに同一であり、スメクチック相を形成し易い分子構造であると考えられる。なお、式中、上記した通り、複数のRa、Rb、Rc、na、nb及びncは互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(II)においてm1が1のとき、A、B、C及びDのうち少なくとも2つは、式IIaで表される二価基であるか、又は、少なくとも2つは式IIbで表される二価基であることが好ましい。また、A、B、C及びDはIIaのみ、又はIIa及びIIcの組合せから構成されることが合成上好ましく、IIa及びIIcの組合せから構成されることがより好ましい。
一般式(II)においてm1が1のとき、−A−B−C−D−として、好ましい組合せは以下のとおりである。なお、下記例は、いずれも複数のエステル結合の原子の配列の順序が互いに同一であり、スメクチック相を形成し易い分子構造であると考えられる。なお、式中、上記した通り、複数のRa、Rb、Rc、na、nb及びncは互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(I)で表される化合物はさらに好ましくは、一般式(III)で表される化合物である。
一般式(III):Q1−SP1−X1−A1−B1−C1−(D1)m1−Y1−L−Y2−(D2)m2−C2−B2−A2−X2−SP2−Q2
一般式(III):Q1−SP1−X1−A1−B1−C1−(D1)m1−Y1−L−Y2−(D2)m2−C2−B2−A2−X2−SP2−Q2
一般式(III)中、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子もしくは重合性基であり、Q1及びQ2の少なくとも一方は重合性基である。上記重合性基の詳しい説明および好ましい範囲は前述の一般式(I)中の記述と同様である。
一般式(III)中、SP1及びSP2はそれぞれ単結合もしくはスペーサー基であり、X1、X2、Y1、Y2はそれぞれ連結基である。SP1、SP2、X1及びX2の詳しい説明および好ましい範囲は前述の一般式(I)中の記述と同様である。Y1、Y2の詳しい説明および好ましい範囲は前述の一般式(I)中のX1およびX2の記述と同様である。
一般式(III)中、Lは原子数4以上の鎖状構造を含むスペーサー基であり、−O−、−S−、−CO−、−NR2−、二価の鎖状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R2は、炭素原子数が1〜7のアルキル基又は水素原子である。二価の鎖状基は、の一般式(I)中のSP1及びSP2の二価の鎖状基として説明したものと同義であり、好ましい範囲も同様である。Lは、二価の鎖状基を含むことが好ましく、−(CH2)n−、−(CaH2aX)n−、又はこれらの2以上の組み合わせが含まれることが好ましい。但し、nは2以上(好ましくは2〜20)の整数であり、一般式(III)で表される化合物において、上記nが複数存在する場合、それぞれのnは同一であっても異なっていても良い。aは2以上(好ましくは2〜16)の整数である。Xは、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−又は−S−であり、好ましくは、−O−もしくは−S−である。なお、式中の水素原子Hは、メチル、エチル等のC1〜C6のアルキル基で置換されていてもよく、また、式中のC−C結合の一部がC=C結合に置換されていてもよい。
上記一般式(III)中、−Y1−L−Y2−は、下記群(III−1)から選択される基であるのが好ましい。
群(III−1):
群(III−1):
上記式中、n及びmはそれぞれ1以上の整数であり、lは0以上の整数である。好ましくは、nは1〜20の整数であり、mは1〜5の整数であり、lは0〜6の整数である。
上記一般式(III)において、A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1及びD2はそれぞれ下記式IIa、IIb及びIIcから選ばれる二価基を表す
4の整数を表し、na、nb及びncがそれぞれ2以上の整数である場合、複数存在するRa、Rb及びRcはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(III)において、1、A2、B1、B2、C1、C2、D1及びD2に対して、上記式IIa、IIb及びIIcにおける置換基、すなわちRa、Rb及びRcを導入することにより、他の材料と混合が容易になったり、所定の溶剤に対する溶解性を向上させることが可能となり、液晶組成物として調製が容易になる。また、置換基の種類を変更することにより、相転移温度を変更することができる。置換基の種類は、所望の物性に併せて、適宜、選択することができる。なお、Ra、Rb及びRcがそれぞれ表す置換基は前述の一般式(II)中の説明と同様である。
上記一般式(III)の化合物が、複数のエステル結合(−C(=O)O−又は−OC(=O)−)を含む場合、複数のエステル結合の原子の配列の順序が互いに同一であると、スメクチック相を形成し易くなる。なお、式中、D1がIIaであり、且つY1が単結合である構造と、D1がIIcであり、且つY1が−C(=O)O−である構造とは等しくなるが、この場合は、D1がIIaであり、且つY1が単結合である構造とみなすものとする。D1がIIbであり、且つX2が単結合である構造と、D1がIIcであり、且つX2が−OC(=O)−である構造についても、前者の構造であるとみなす。
一般式(III)においてm1およびm2はそれぞれ独立して0または1を表す。
一般式(III)においてm1が0のとき、対応するA1、B1、C1はIIaのみ、又はIIa及びIIcの組合せから構成されることが好ましい。−A1−B1−C1−として、好ましい組合せは前述の一般式(II)における−A−B−C−の好ましい範囲と同様である。なお、上記した通り、複数のRa、Rb、Rc、na、nb及びncは互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(III)においてm2が0のとき、A2、B2、C2の好ましい範囲は前述のA1、B1、C1と同様である。m1およびm2がともに0のとき、−A1−B1−C1−と−A2−B2−C1−は同じであっても異なっていてもよいが、合成上は同じであることが好ましい。
一般式(III)においてm1が1のとき、A1、B1、C1、及びD1はそれぞれ前述の式IIa、IIb及びIIcから選ばれる二価基を表すが、A1、B1、C1及びD1のうち少なくとも2つは、式IIaで表される二価基であるか、又は、少なくとも2つは式IIbで表される二価基である。同様に、一般式(III)においてm2が1のとき、A2、B2、C2及びD2はそれぞれ前述の式IIa、IIb及びIIcから選ばれる二価基を表すが、A2、B2、C2及びD2のうち少なくとも2つは、式IIaで表される二価基であるか、又は、少なくとも2つは式IIbで表される二価基である。
一般式(III)においてm1が1のとき、A1、B1、C1及びD1はIIaのみ、又はIIa及びIIcの組合せから構成されることが合成上好ましく、IIa及びIIcの組合せから構成されることがより好ましい。−A1−B1−C1−D1−として、好ましい組合せは前述の一般式(II)における−A−B−C−D−の好ましい範囲と同様である。なお、式中、上記した通り、複数のRa、Rb、Rc、na、nb及びncは互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(III)においてm2が1のとき、−D2−C2−B2−A2−として、好ましい組合せは上述の−A1−B1−C1−D1−と同様である。m1およびm2がともに1のとき、−A1−B1−C1−D1−と−D2−C2−B2−A2−は同じであっても異なっていてもよいが、合成上は同じであることが好ましい。
一般式(III)においてm1およびm2は異なってもよいが、合成上は同じであるほうが好ましい。
上記一般式(II)および一般式(III)で表される化合物の化合物例としては特開2008−19240号公報の段落[0033]から[0039]に記載の化合物や、特開2008−214269号公報の段落[0037]から[0041]に記載の化合物や、特開2006−215437号公報の段落[0033]から[0040]に記載の化合物や、以下に示す構造を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
上記一般式(I)〜(III)で表される化合物は、既知の合成反応を組み合わせて合成することができる。即ち、様々な文献(例えば、Methoden derOrganischen Chemie(Houben−Weyl編)、Some specific methods (Thieme−Verlag, Stuttgart著)、実験化学講座及び新実験化学講座)に記載の方法を参照して合成できる。また、合成方法としては、米国特許4683327号、同4983479号、同5622648号、同5770107号、国際特許(WO)95/22586号、同97/00600号、同98/47979号、及び英国特許2297549号の各明細書の記載も参照できる。
上記一般式(I)〜(III)で表される化合物は、80〜180℃(より好ましくは70〜150℃)の温度範囲においてスメクチック相に転移する液晶化合物であるのがさらに好ましい。かかる温度範囲でスメクチック相に転移可能であると、過度な加熱や過度な冷却等をすることなしに、スメクチック相によって発現された異方性を利用した異方性材料を安定的に製造可能であるので好ましい。
また、本発明における第1の光学異方性層に用いられる液晶化合物としては、特開平10−319408号公報の段落番号0013〜0030に記載の反応性メソゲン化合物、特表2000−514202号公報の段落番号に記載の反応性メソゲン化合物(特に下記に記載の化合物)、特表2001−527570号公報に記載の光化学的オリゴマー形成性又は重合性液晶、特に実施例に記載の化合物が例示され、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
さらに、本発明における第1の光学異方性層に用いられる液晶化合物としては、特開平
6−331826号公報に記載の側鎖型液晶オリゴマー等であってもよい。
さらに、本発明における第1の光学異方性層に用いられる液晶化合物としては、特開平
6−331826号公報に記載の側鎖型液晶オリゴマー等であってもよい。
第1の光学異方性層に用いられる円盤状液晶化合物としては、特開2008−050553号公報に記載の一般式(II)で表される化合物が例示され、好ましい範囲も同義である。
以下、本発明に用いられる円盤状液晶化合物の具体例をあげて詳細に説明するが、本発明は以下の具体例によって何ら限定されることはない。下記化合物に関しては、指定のない限り括弧( )内の数字にて例示化合物(x)と示す。
以下、本発明に用いられる円盤状液晶化合物の具体例をあげて詳細に説明するが、本発明は以下の具体例によって何ら限定されることはない。下記化合物に関しては、指定のない限り括弧( )内の数字にて例示化合物(x)と示す。
本発明で用いる第1の光学異方性層形成用組成物は、上記一般式(I)〜(III)で表される化合物の少なくとも1種を含有することが好ましく、好ましくは80〜180℃、さらに好ましくは70〜150℃の温度範囲においてスメクチック相に転移可能な液晶組成物である。
本発明で用いる第1の光学異方性層形成用組成物には、液晶化合物を1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいてもよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の液晶化合物を含んでいても良い。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、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類から選ばれる棒状液晶化合物を含有していてもよい。
第1の光学異方性層形成用組成物における液晶化合物の量は、全固形分の50〜98質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましい。
さらに、本発明で用いる第1の光学異方性層形成用組成物は、光重合開始剤を含んでいても良い。光重合開始剤は、液晶化合物が重合性基を有する場合や重合性化合物を含む場合に好ましく配合される。光重合開始剤の具体例としては、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)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)、オキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、特開平10−29997号公報記載)が含まれ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
光重合開始剤の使用量は、第1の光学異方性層形成用組成物の固形分の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。
光重合開始剤の使用量は、第1の光学異方性層形成用組成物の固形分の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。
本発明で用いる第1の光学異方性層形成用組成物は、重合性化合物を含んでいても良い。
液晶化合物とともに使用する重合性化合物としては、液晶化合物と相溶性を有し、液晶化合物の傾斜角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。
重合性化合物は、反応性官能基数が2以上の重合性化合物を用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため、特に好ましい。重合性化合物は、ポリマーでもよいが、モノマー(例えば、分子量2000以下)の方が好ましい。
重合性化合物は、第1の光学異方性層形成用組成物に1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。重合性化合物の含有量は、液晶化合物に対して一般に0.5〜50質量%の範囲にあり、1〜30質量%の範囲にあることが好ましい。
液晶化合物とともに使用する重合性化合物としては、液晶化合物と相溶性を有し、液晶化合物の傾斜角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。
重合性化合物は、反応性官能基数が2以上の重合性化合物を用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため、特に好ましい。重合性化合物は、ポリマーでもよいが、モノマー(例えば、分子量2000以下)の方が好ましい。
重合性化合物は、第1の光学異方性層形成用組成物に1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。重合性化合物の含有量は、液晶化合物に対して一般に0.5〜50質量%の範囲にあり、1〜30質量%の範囲にあることが好ましい。
第1の光学異方性層形成用組成物は、溶剤を含んでいても良い。組成物の溶剤としては、有機溶剤が好ましく用いられる。有機溶剤の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。溶剤は、1種類のみでも、2種類以上の有機溶剤を併用してもよい。溶剤は、組成物の固形分濃度が10〜50質量%となるように調整されるのが好ましい。
その他、第1の光学異方性層の製造方法の詳細は、特開2008−225281号公報や特開2008−026730号公報の記載を参酌できる。
<<第2の光学異方性層の製造方法>>
次に、本発明における第2の光学異方性層の製造方法の詳細について述べる。第2の光学異方性層は、第1の光学異方性層の表面に、第2の光学異方性層形成用組成物を適用することによって形成することができる。上述の通り、第1の光学異方性層の表面に、従来の方法で第2の光学異方性層形成用組成物を適用しても、所定のオーダーパラメータを満たす第2の光学異方性層は実質的に製造できない。本発明では、上述のとおり、第1の光学異方性層にレベリング剤を配合して表面を平たん化したり、第2の光学異方性層に垂直配向剤を配合して配向を制御したり、第1の光学異方性層にラテラル方向に水酸基を有する化合物を配合したり、これらの組み合わせることによって、第1の光学異方性層の表面に第2の光学異方性層を形成することに成功したものである。第2の光学異方性層の製造方法は、第1の光学異方性層の表面に直接に第2の光学異方性層形成用組成物を適用すること、および、第2の光学異方性層形成用組成物の組成を除き、第1の光学異方性層の製造方法の記載を参酌できる。
次に、本発明における第2の光学異方性層の製造方法の詳細について述べる。第2の光学異方性層は、第1の光学異方性層の表面に、第2の光学異方性層形成用組成物を適用することによって形成することができる。上述の通り、第1の光学異方性層の表面に、従来の方法で第2の光学異方性層形成用組成物を適用しても、所定のオーダーパラメータを満たす第2の光学異方性層は実質的に製造できない。本発明では、上述のとおり、第1の光学異方性層にレベリング剤を配合して表面を平たん化したり、第2の光学異方性層に垂直配向剤を配合して配向を制御したり、第1の光学異方性層にラテラル方向に水酸基を有する化合物を配合したり、これらの組み合わせることによって、第1の光学異方性層の表面に第2の光学異方性層を形成することに成功したものである。第2の光学異方性層の製造方法は、第1の光学異方性層の表面に直接に第2の光学異方性層形成用組成物を適用すること、および、第2の光学異方性層形成用組成物の組成を除き、第1の光学異方性層の製造方法の記載を参酌できる。
第2の光学異方性層形成用組成物は、液晶化合物を必須とし、必要に応じて、重合開始剤、レベリング剤、重合性化合物、溶剤等が配合される。さらに上述のとおり、垂直配向剤を配合することが好ましい。
第2の光学異方性層形成用の液晶化合物としては、棒状液晶化合物でも、円盤状液晶化合物でもよく、棒状液晶化合物がより好ましい。
第2の光学異方性層形成用の液晶化合物は、スメクチック相またはネマチック相の液晶状態を呈する液晶化合物が好ましく、ネマチック相の液晶状態を呈する液晶化合物がより好ましい。
スメクチック相の液晶状態を呈する液晶化合物としては、第1の光学異方性層形成用組成物の欄で述べた液晶化合物が好ましく用いられる。
ネマチック相を呈する化合物としては、特開2008−297210号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号0034〜0039に記載の化合物)、特開2010−84032号公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号0067〜0073に記載の化合物)等を用いることができる。
本発明では特に好ましくは、下記一般式(IA)で表される化合物及び下記一般式(IIA)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
第2の光学異方性層形成用の液晶化合物は、スメクチック相またはネマチック相の液晶状態を呈する液晶化合物が好ましく、ネマチック相の液晶状態を呈する液晶化合物がより好ましい。
スメクチック相の液晶状態を呈する液晶化合物としては、第1の光学異方性層形成用組成物の欄で述べた液晶化合物が好ましく用いられる。
ネマチック相を呈する化合物としては、特開2008−297210号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落番号0034〜0039に記載の化合物)、特開2010−84032号公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号0067〜0073に記載の化合物)等を用いることができる。
本発明では特に好ましくは、下記一般式(IA)で表される化合物及び下記一般式(IIA)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
結晶析出を抑止する観点から、一般式(IA)又は(IIA)において、X及びYがメチル基を表すことが好ましい。液晶としての性質を示す観点から、nは1〜5の整数であり、2〜5の整数がより好ましい。
本発明で用いる第2の光学異方性層形成用組成物には、液晶化合物を1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいてもよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の液晶化合物を含んでいても良い。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、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類から選ばれる棒状液晶化合物を含有していてもよい。
第2の光学異方性層形成用組成物における液晶化合物の量は、全固形分の50〜98質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましい。
さらに、第2の光学異方性層形成用組成物は、重合開始剤、レベリング剤、重合性化合物、溶剤等を含んでいても良い。これらの詳細は、第1の光学異方性層形成用組成物に関する記載を参酌でき、好ましい範囲や配合量等も同じである。
<位相差フィルム>
本発明の位相差フィルムは、第1の光学異方性層および第2の光学異方性層のみからなっていてもよいし、支持体や第1の光学異方性層を形成するために用いられた配向膜等を有していても良い。
本発明の位相差フィルムは、第1の光学異方性層および第2の光学異方性層のみからなっていてもよいし、支持体や第1の光学異方性層を形成するために用いられた配向膜等を有していても良い。
支持体については特に制限はない。種々のポリマーフィルムを用いることができる。一例は、透明で、光学異方性が小さいポリマーフィルムであるが、これに限定されるものではない。ここで支持体が透明であるとは、光透過率が80%以上であることを意味する。また、光学異方性が小さいとは、面内レターデーション(Re(550))が、例えば、20nm以下であり、10nm以下であることが好ましい。透明支持体は、長尺状であってロール形態に巻き上げられた形状であっても、最終製品の大きさである、例えば、長方形のシート状であってもよい。ロール状に巻き上げられた長尺のポリマーフィルムを、支持体として用い、配向膜及び光学異方性層を連続的に形成してから、必要な大きさに切断することが好ましい。
支持体として使用可能なポリマーフィルムの例には、セルロースアシレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、環状ポリオレフィン等のフィルムが含まれる。セルロースアシレートフィルムが好ましく、セルロースアセテートフィルムがさらに好ましい。セルロースアシレートフィルムを用いると、正面コントラストの低下がより抑えられる。
また、後述の支持体と偏光子を兼ねる態様を構成する場合は、ポリマーにポリビニルアルコールを用いてもよい。
また、後述の支持体と偏光子を兼ねる態様を構成する場合は、ポリマーにポリビニルアルコールを用いてもよい。
本発明の位相差フィルムは、第1の光学異方性層と第2の光学異方性層の合計厚さが、0.6〜6μmであることが好ましく、1.0〜5.0μmであることがより好ましく、1.5〜3.0μmであることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、より薄膜化を図ることができる。
また、本発明の位相差フィルムは、その総厚み(偏光板の保護フィルムを兼ねる場合は、偏光膜に隣接する層から第2の光学異方性層までの総厚み、例えば、後述する図1〜3の3の部分の厚み)が40μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましく、3μm以下であることが特に好ましい。本発明では、特に、支持体及び配向膜を用いずに位相差フィルムを形成できることから、位相差フィルムの総厚みを3μm以下と薄くすることも可能である。下限値については、0.6μm以上であり、1μm以上が好ましい。
また、本発明の位相差フィルムは、その総厚み(偏光板の保護フィルムを兼ねる場合は、偏光膜に隣接する層から第2の光学異方性層までの総厚み、例えば、後述する図1〜3の3の部分の厚み)が40μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましく、3μm以下であることが特に好ましい。本発明では、特に、支持体及び配向膜を用いずに位相差フィルムを形成できることから、位相差フィルムの総厚みを3μm以下と薄くすることも可能である。下限値については、0.6μm以上であり、1μm以上が好ましい。
本発明の位相差フィルムは、偏光板の保護フィルムとして好ましく用いられる。また、本発明の位相差フィルムは偏光板とは別に位相差フィルムとして組み込まれていてもよく、この場合は、フロント側の偏光膜と液晶セルの間に配置されることがより好ましい。また、リア側の偏光膜と液晶セルの間にも配置されていてもよい。本発明におけるフロント側とは、液晶表示装置の視認側をいう。
<偏光板>
本発明の偏光板は、偏光膜と本発明の位相差フィルムを有し、さらに、偏光膜の本発明の位相差フィルムが設けられていない側の面にも保護フィルムを有していても良い。本発明の偏光板はフロント側の偏光板の保護フィルムとして好ましく用いられる。さらに、液晶表示装置に組み込まれる際、本発明の位相差フィルムが液晶セルに近い側、フロント側の偏光膜と液晶セルの間に本発明の位相差フィルムが配置されることがより好ましい。
本発明の偏光板は、偏光膜と本発明の位相差フィルムを有し、さらに、偏光膜の本発明の位相差フィルムが設けられていない側の面にも保護フィルムを有していても良い。本発明の偏光板はフロント側の偏光板の保護フィルムとして好ましく用いられる。さらに、液晶表示装置に組み込まれる際、本発明の位相差フィルムが液晶セルに近い側、フロント側の偏光膜と液晶セルの間に本発明の位相差フィルムが配置されることがより好ましい。
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フィルムを用いて製造することができる。
偏光膜の、本発明の位相差フィルムが設けられていない側の保護フィルムは、通常、ポリマーフィルムである。かかる保護フィルムは、セルロースアシレートフィルムが例示される。
本発明で用いる保護フィルムおよび位相差フィルムは、その表面、すなわち偏光膜と貼り合わせる側の表面を親水化する、鹸化処理を行うことで、ポリビニルアルコールを主成分とする偏光膜との接着性を改良することができる。尚、本発明の位相差フィルムを偏光膜の表面に直接に設ける場合には、鹸化処理は省くことができる。
偏光膜の、本発明の位相差フィルムが設けられていない側の保護フィルムは、通常、ポリマーフィルムである。かかる保護フィルムは、セルロースアシレートフィルムが例示される。
本発明で用いる保護フィルムおよび位相差フィルムは、その表面、すなわち偏光膜と貼り合わせる側の表面を親水化する、鹸化処理を行うことで、ポリビニルアルコールを主成分とする偏光膜との接着性を改良することができる。尚、本発明の位相差フィルムを偏光膜の表面に直接に設ける場合には、鹸化処理は省くことができる。
以下、本発明の偏光板の好ましい態様を、図を用いて説明する。本発明の偏光板の構成がこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。また、以下の図の尺度は実際の偏光板の尺度等と一致しない場合がある。
図1〜図3は、本発明の偏光板の構成を示す一例であって、1は偏光膜を、2は偏光膜の保護フィルムを、3は本発明の位相差フィルムを、4は第1の光学異方性層を、5は第2の光学異方性層を、6は位相差フィルムの支持体を、7は配向膜をそれぞれ示している。図1の偏光膜1中の矢印は偏光軸の方向を示し、第1の光学の光学異方性層4中の記号は、遅相軸の方向を示し、上記偏光膜1の矢印と直交することを意味している。配向膜7の矢印は配向膜のラビング方向を示す。以下の図についても同様に考えることができる。
図1〜図3は、本発明の偏光板の構成を示す一例であって、1は偏光膜を、2は偏光膜の保護フィルムを、3は本発明の位相差フィルムを、4は第1の光学異方性層を、5は第2の光学異方性層を、6は位相差フィルムの支持体を、7は配向膜をそれぞれ示している。図1の偏光膜1中の矢印は偏光軸の方向を示し、第1の光学の光学異方性層4中の記号は、遅相軸の方向を示し、上記偏光膜1の矢印と直交することを意味している。配向膜7の矢印は配向膜のラビング方向を示す。以下の図についても同様に考えることができる。
図1は、偏光膜1の一方の面に保護フィルム2を、他方の面に本発明の位相差フィルム3を貼りあわせた態様である。貼りあわせは接着剤や粘着剤、糊を用いて行うことができる(接着剤層等については図示せず)。
図1においては、位相差フィルム3は、支持体6の表面に配向膜7を形成し、その表面に、第1の光学異方性層4および第2の光学異方性層5を設けている。配向膜7のラビング方向は、偏光膜の長手方向と直交するように設けることが好ましい。
図1においては、位相差フィルム3は、支持体6の表面に配向膜7を形成し、その表面に、第1の光学異方性層4および第2の光学異方性層5を設けている。配向膜7のラビング方向は、偏光膜の長手方向と直交するように設けることが好ましい。
図2は、偏光膜1の一方の面に保護フィルム2を、他方の面に直接に第1の光学異方性層4および第2の光学異方性層5を該順に設けている。図2では、本発明の位相差フィルム3は第1の光学異方性層4および第2の光学異方性層5のみからなるため、位相差フィルムの厚さを極めて薄くできる。
図2の態様の場合、偏光膜1の表面をラビング処理して、第1の光学異方性層を設けることが好ましい。また、図2では、保護フィルム2の表面にハードコート層8を設けている。
ハードコート層は、重合性化合物を硬化させてなる層が好ましい。具体的には、多官能(メタ)アクリレートと重合開始剤と溶剤を含む組成物を適用して硬化させた層が例示される。ハードコート層の厚さは、1〜10μm程度が好ましい。このようなハードコート層を設けることにより、保護フィルム等の厚さを薄くしても、保護フィルムを傷つきにくくすることができる。さらに、製造適性等の不具合が生じなければ保護フィルム2を省いて偏光膜上に直接ハードコート層を設けてもさらに薄い偏光板とすることもできる。
図2の態様の場合、偏光膜1の表面をラビング処理して、第1の光学異方性層を設けることが好ましい。また、図2では、保護フィルム2の表面にハードコート層8を設けている。
ハードコート層は、重合性化合物を硬化させてなる層が好ましい。具体的には、多官能(メタ)アクリレートと重合開始剤と溶剤を含む組成物を適用して硬化させた層が例示される。ハードコート層の厚さは、1〜10μm程度が好ましい。このようなハードコート層を設けることにより、保護フィルム等の厚さを薄くしても、保護フィルムを傷つきにくくすることができる。さらに、製造適性等の不具合が生じなければ保護フィルム2を省いて偏光膜上に直接ハードコート層を設けてもさらに薄い偏光板とすることもできる。
図3は、偏光膜1の一方の面に保護フィルム2を、他方の面の表面に配向膜7を形成し、その表面に、第1の光学異方性層4および第2の光学異方性層5を設けて位相差フィルム3を形成した態様である。配向膜7のラビング方向は、偏光膜の長手方向と直交するように設けることが好ましい。さらに、図3では、保護フィルムの表面にハードコート層8を設けている。
<液晶表示装置>
本発明は、本発明の位相差フィルムまたは偏光板を有する液晶表示装置にも関する。液晶表示装置として駆動モードは特に選ばないが、TN型(Twisted Nematic)、OCB型(Optically Compensated Bend)、VA型(Virtical Alignment)等を用いることができ、特に、IPS型(In-Plane Switching)、FFS型(Fringe Field Switching)、PLS型(Plane to Line Switching)等に代表される横電界型(以下、IPSモードととして代表する場合がある。)用途として好ましく用いることができる。また、本発明では、透過型、反射型、半透過型のいずれの液晶表示装置であってもよい。
本発明は、本発明の位相差フィルムまたは偏光板を有する液晶表示装置にも関する。液晶表示装置として駆動モードは特に選ばないが、TN型(Twisted Nematic)、OCB型(Optically Compensated Bend)、VA型(Virtical Alignment)等を用いることができ、特に、IPS型(In-Plane Switching)、FFS型(Fringe Field Switching)、PLS型(Plane to Line Switching)等に代表される横電界型(以下、IPSモードととして代表する場合がある。)用途として好ましく用いることができる。また、本発明では、透過型、反射型、半透過型のいずれの液晶表示装置であってもよい。
IPS型(以下、IPSモードともいう)液晶表示装置は、例えば特開2003−15160号、特開2003−75850号、特開2003−295171号、特開2004−12730号、特開2004−12731号、特開2005−106967号、特開2005−134914号、特開2005−241923号、特開2005−284304号、特開2006−189758号、特開2006−194918号、特開2006−220680号、特開2007−140353号、特開2007−178904号、特開2007−293290号、特開2007−328350号、特開2008−3251号、特開2008−39806号、特開2008−40291号、特開2008−65196号、特開2008−76849号、特開2008−96815号等の各公報に記載のものも使用できる。
FFS型(以下、FFSモードともいう)液晶表示装置は、カウンター電極と画素電極を有する。これらの電極はITO等の透明物質で形成され、及び上・下部基板等の間の間隔より狭い間隔で、電極上部に配置されている液晶分子等が全て駆動することができる程度の幅で形成されている。FFS型液晶セルについては、例えば特開2001−100183号、特開2002−14374、特開2002−182230、特開2003−131248、特開2003−233083号等の各公報の記載を参照することができる。
図4に、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す。図4中、1〜8は、図1〜3と共通であり、詳細は図3の説明を参照できる。また、図4中、9は液晶セルを、10はリア側の偏光板を、11はリア側の偏光膜を、12はリア側の偏光膜の保護フィルムを、13は配向膜を、14は光学異方性層を示す。フロント側の偏光膜1とリア側の偏光板11の吸収軸は互いに直交している。さらに、図4に示す液晶表示装置では、リア側の偏光膜11と液晶セル9の間に光学異方性層14を有する。光学異方性層14は、例えば、偏光膜11の表面に配向膜13を設け、配向膜13の表面に光学異方性層形成用組成物を適用し硬化することによって形成することができる。図4の実施形態では、光学異方性層14(光学フィルム)は、波長550nmにおける面内レターデーション(Re(550))が30〜120nmであり、波長550nmにおける厚さ方向のレターデーション(Rth(550))が20〜100nmであることが好ましい。さらに、光学異方性層14は、液晶化合物が傾斜配向した光学異方性層であることがより好ましい。この場合の傾斜配向の角度としては、液晶セル内の駆動液晶のプレチルト角と同じチルト方向で、同じチルト角である−1.5〜3°が好ましい。液晶化合物は、棒状液晶化合物が好ましい。棒状液晶化合物は1種類のみ用いても良いし、2種類以上用いても良い。この液晶化合物も本発明の液晶化合物と同様に配向秩序度が高く制御されて用いられることが好ましい。
このような光学異方性層14をリア側に設けて偏光膜を補償することにより、液晶表示装置の光学異方性層以外の各部材が持つ複屈折成分が補償され、より色味および上下対称性に優れた液晶表示装置を提供することが可能になる。
このような光学異方性層14をリア側に設けて偏光膜を補償することにより、液晶表示装置の光学異方性層以外の各部材が持つ複屈折成分が補償され、より色味および上下対称性に優れた液晶表示装置を提供することが可能になる。
本願明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、及び厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH、又はWR(王子計測機器(株)製)において、波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、又は測定値をプログラム等で変換して測定することができる。測定されるフィルムが、1軸又は2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)が算出される。
Rth(λ)は、上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、又はWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、及び式(III)よりReおよびRthを算出することもできる。
Rth(λ)は、上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、又はWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、及び式(III)よりReおよびRthを算出することもできる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・・式(III)
測定されるフィルムが、1軸や2軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸(optic axis)がないフィルムの場合には、以下の方法により、Rth(λ)は算出される。Rth(λ)は、上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として、フィルム法線方向に対して−50°から+50°まで10°ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。また、上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについては、アッベ屈折計で測定することができる。主な位相差フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADH又はWRはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx,ny,nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
Re、Rthの測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
(1)層構成aの液晶表示装置の作製(図1の偏光板を有する液晶表示装置)
<アルカリ鹸化処理>
セルロースフィルム(富士フイルム(株)製、ゼロレターデーションタック、ZRF25、厚さ:25μm)の片面に、以下のアルカリ鹸化処理を行った。
フィルム(ZRF25)を、温度60℃の誘電式加熱ロール上を通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、下記に示す組成のアルカリ溶液(S−1)を、ロッドコーターを用いて塗布量17mL/m2で塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に10秒間滞留させた。続けて、同じくロッドコーターを用いて蒸留水を2.8mL/m2塗布し、次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返し、70℃の乾燥ゾーンに5秒間滞留させて乾燥し、片面鹸化処理フィルムA−1を作製した。
<アルカリ鹸化処理>
セルロースフィルム(富士フイルム(株)製、ゼロレターデーションタック、ZRF25、厚さ:25μm)の片面に、以下のアルカリ鹸化処理を行った。
フィルム(ZRF25)を、温度60℃の誘電式加熱ロール上を通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、下記に示す組成のアルカリ溶液(S−1)を、ロッドコーターを用いて塗布量17mL/m2で塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に10秒間滞留させた。続けて、同じくロッドコーターを用いて蒸留水を2.8mL/m2塗布し、次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返し、70℃の乾燥ゾーンに5秒間滞留させて乾燥し、片面鹸化処理フィルムA−1を作製した。
<<アルカリ溶液(S−1)組成>>
水酸化カリウム 8.6質量部
水 24.1質量部
イソプロパノール 56.3質量部
界面活性剤(K−1:C16H33O(CH2CH2O)10H) 1.0質量部
プロピレングリコール 10.0質量部
水酸化カリウム 8.6質量部
水 24.1質量部
イソプロパノール 56.3質量部
界面活性剤(K−1:C16H33O(CH2CH2O)10H) 1.0質量部
プロピレングリコール 10.0質量部
<<アルカリ溶液(S−1)物性>>
表面張力 20mN/m
粘度 5.2mPa・s
表面張力 20mN/m
粘度 5.2mPa・s
<配向膜の作製>
鹸化処理をしたフィルムの表面に下記一般式ポリビニルアルコールで表される化合物(ポリビニルアルコール1)100質量部、下記T1で表される化合物5質量部を、水:メタノール=75:25(質量比)の溶剤に、4.0質量%溶液となるように溶解させてポリビニルアルコール層作製用組成物を調製した。その後この液をワイヤーバーコーター#8で塗布し、60℃、0.5分乾燥した。得られたポリビニルアルコール層の膜厚は0.25μmであった。
ポリビニルアルコール1は、上記ポリビニルアルコールにおいて、a=96、b=2、c=2である。Acはアセチル基を表す。
鹸化処理をしたフィルムの表面に下記一般式ポリビニルアルコールで表される化合物(ポリビニルアルコール1)100質量部、下記T1で表される化合物5質量部を、水:メタノール=75:25(質量比)の溶剤に、4.0質量%溶液となるように溶解させてポリビニルアルコール層作製用組成物を調製した。その後この液をワイヤーバーコーター#8で塗布し、60℃、0.5分乾燥した。得られたポリビニルアルコール層の膜厚は0.25μmであった。
得られたポリビニルアルコール層をフィルム(ZRF25)の長手方向と直交な方向にポリビニルアルコール層の表面をラビング処理して、ポリビニルアルコール配向膜を作製した。
<第1光学異方性層の作製>
以下の組成物をメチルエチルケトン:シクロヘキサノン=86:14(質量比)の溶液に溶解し、30質量%に調整した。
下記表に記載の液晶化合物(α〜εのいずれか) 100質量部
重合開始剤J1 3質量部
重合開始剤J2 1質量部
レベリング剤R1 0.8質量部
レベリング剤R2 0.05質量部
アクリレートモノマーA1 5質量部
以下の組成物をメチルエチルケトン:シクロヘキサノン=86:14(質量比)の溶液に溶解し、30質量%に調整した。
下記表に記載の液晶化合物(α〜εのいずれか) 100質量部
重合開始剤J1 3質量部
重合開始剤J2 1質量部
レベリング剤R1 0.8質量部
レベリング剤R2 0.05質量部
アクリレートモノマーA1 5質量部
<<液晶α>>
下記化合物B03 80質量部
下記化合物B04 20質量部
液晶αのNI点は145℃であり、ネマチック相を示していた。
下記化合物B03 80質量部
液晶αのNI点は145℃であり、ネマチック相を示していた。
<<液晶β>>
化合物B01 80質量部
化合物B02 20質量部
液晶βのNI点は120℃であり、ネマチック相を示していた。
化合物B01 80質量部
化合物B02 20質量部
<<液晶γ>>
化合物B03 60質量部
化合物B04 20質量部
化合物B02 20質量部
液晶γのNI点は142℃であり、ネマチック相を示していた。
化合物B03 60質量部
化合物B04 20質量部
化合物B02 20質量部
液晶γのNI点は142℃であり、ネマチック相を示していた。
<<液晶ε>>
特開2010−84032号公報の段落番号0161に記載の化合物A
特開2010−84032号公報の段落番号0161に記載の化合物A
重合開始剤J1
重合開始剤J2
レベリング剤R1
レベリング剤R2
アクリレートモノマーA1
上記組成物を膜厚に応じて選択したワイヤーバーコーターで塗布し、70℃、2分乾燥し、棒状液晶化合物を配向させた(ホモジニアス配向)。このフィルムを40℃に冷却した後に、窒素パージ下酸素濃度約0.1%で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度190mW/cm2、照射量150mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の膜厚を表に示した。
ホモジニアス配向であることの確認は偏光顕微鏡下で、クロスニコル状態で配向軸方向を偏光子吸収軸とあわせた際には(0°、90°)、消光し、その間の角度では、輝度に変化が見られ、45°方向に最大輝度を有することで確認した。
ホモジニアス配向であることの確認は偏光顕微鏡下で、クロスニコル状態で配向軸方向を偏光子吸収軸とあわせた際には(0°、90°)、消光し、その間の角度では、輝度に変化が見られ、45°方向に最大輝度を有することで確認した。
<第2の光学異方性層の作製>
以下の組成物をメチルエチルケトン:シクロヘキサノン=86:14(質量比)の溶液に溶解し、30質量%に調整した。
液晶化合物B01+液晶化合物B02 100質量部
(組成は80:20(質量比))
重合開始剤J1 3質量部
重合開始剤J2 1質量部
レベリング剤R1 0.4質量部
レベリング剤R2 0.05質量部
アクリレートモノマーA1 5質量部
垂直配向剤S1 1質量部
垂直配向剤S2 0.5質量部
(但し、比較例5については、アクリレートモノマーA1の配合量を5質量部から15質量部とした。)
以下の組成物をメチルエチルケトン:シクロヘキサノン=86:14(質量比)の溶液に溶解し、30質量%に調整した。
液晶化合物B01+液晶化合物B02 100質量部
(組成は80:20(質量比))
重合開始剤J1 3質量部
重合開始剤J2 1質量部
レベリング剤R1 0.4質量部
レベリング剤R2 0.05質量部
アクリレートモノマーA1 5質量部
垂直配向剤S1 1質量部
垂直配向剤S2 0.5質量部
(但し、比較例5については、アクリレートモノマーA1の配合量を5質量部から15質量部とした。)
垂直配向剤S1
垂直配向剤S2
得られた組成物を膜厚に応じて選択したワイヤーバーコーターで塗布し、100℃の恒温槽中で2分間加熱し、棒状液晶化合物を配向させた(ホメオトロピック配向)。次に、40℃に冷却した後に、窒素パージ下酸素濃度約0.1%で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度190mW/cm2、照射量300mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させた。その後、室温まで放冷した。
この様にして、フィルム(ZRF25)上にポリビニルアルコール配向膜を作製し、ホモジニアス配向の第1の光学異方性層を作製し、その上にさらにホメオトロピック配向の第2の光学異方性層を作製した。
上記で得られた積層体の第2の光学異方性層と反対面を、ポリビニルアルコール糊を用い、ポリビニルアルコール偏光膜(厚み17μm)と貼合した。このとき、偏光膜の長手方向に対して、ラビング方向が直交するようにフィルムを貼合した。
さらに、偏光膜の第2の光学異方性を貼り合わせていない面に、後述する層構成bで製造したセルロースアシレートフィルムA(保護フィルム、膜厚25μm)をポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤として用い、偏光膜と貼合した。
さらに、偏光膜の第2の光学異方性を貼り合わせていない面に、後述する層構成bで製造したセルロースアシレートフィルムA(保護フィルム、膜厚25μm)をポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤として用い、偏光膜と貼合した。
<液晶表示装置の作製>
<<液晶セルの準備>>
IPS型の液晶セルを備えるiPad[商品名;Apple社製]から、液晶パネルを取り出し、液晶セルのフロント側(表示面側)とリア側(バックライト側)に配置されていた偏光板を取り除いて、液晶セルの表ガラス面を洗浄した。
<<液晶セルの準備>>
IPS型の液晶セルを備えるiPad[商品名;Apple社製]から、液晶パネルを取り出し、液晶セルのフロント側(表示面側)とリア側(バックライト側)に配置されていた偏光板を取り除いて、液晶セルの表ガラス面を洗浄した。
<<リア側偏光板の作製>>
ゼロレタデーションタック(富士フイルム製、ZRF25)の片面および富士フイルム(株)製、フジタックTD60UL(厚さ60μm)の片面をそれぞれ上記と同様にアルカリ鹸化処理を行った。これらのフィルムで、ポリビニルアルコール偏光膜(厚み17μm)をアルカリ鹸化処理面がポリビニルアルコール偏光膜側となるように挟み、ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤を用いて貼りあわせてリア側偏光板を得た。
ゼロレタデーションタック(富士フイルム製、ZRF25)の片面および富士フイルム(株)製、フジタックTD60UL(厚さ60μm)の片面をそれぞれ上記と同様にアルカリ鹸化処理を行った。これらのフィルムで、ポリビニルアルコール偏光膜(厚み17μm)をアルカリ鹸化処理面がポリビニルアルコール偏光膜側となるように挟み、ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤を用いて貼りあわせてリア側偏光板を得た。
上記IPS型液晶セルの表示面側表面のフロント側に、本発明の偏光板を、他方に、上記リア側偏光板を貼合した。このとき、フロント側は光学異方性層がある側が、リア側はZRF25が液晶セルに近い側となるように貼りあわせた。この様にしてIPS型液晶表示装置LCDを作製した。作製したLCDを取り出したiPadに戻した。
(2)層構成bの液晶表示装置の作製(図2の偏光板を有する液晶表示装置)
<偏光板保護フィルムの作製>
下記のコア層セルロースアシレートドープ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、コア層セルロースアシレートドープを調製した。
--------------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー1 10質量部
耐久性改良剤1 4質量部
紫外線吸収剤1 3質量部
メチレンクロライド(第1溶剤) 438質量部
メタノール(第2溶剤) 65質量部
--------------------------------------------------------------------エステルオリゴマー1
耐久性改良剤1
紫外線吸収剤1
<偏光板保護フィルムの作製>
下記のコア層セルロースアシレートドープ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、コア層セルロースアシレートドープを調製した。
--------------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー1 10質量部
耐久性改良剤1 4質量部
紫外線吸収剤1 3質量部
メチレンクロライド(第1溶剤) 438質量部
メタノール(第2溶剤) 65質量部
--------------------------------------------------------------------エステルオリゴマー1
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調製した。
--------------------------------------------------------------------
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶剤) 76質量部
メタノール(第2溶剤) 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ 1質量部
--------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶剤) 76質量部
メタノール(第2溶剤) 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ 1質量部
--------------------------------------------------------------------
上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、残留溶剤が3〜15質量%の状態で、横方向に1.2倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、厚さ25μmのセルロースアシレートフィルムを作製した(セルロースアシレートフィルムA)。
<ハードコート層の作製>
下記ハードコート組成物1を、上記セルロースアシレートフィルムAの一方の表面上へ塗布し、その後、100℃で60秒乾燥し、窒素0.1%以下の条件で紫外線を1.5kW、300mJにて照射し、硬化させ、厚み5μmを有するハードコート層を作製した。なお、膜厚の調整は、スロットダイを用い、ダイコート法において塗布量を調整することにより行った。
下記ハードコート組成物1を、上記セルロースアシレートフィルムAの一方の表面上へ塗布し、その後、100℃で60秒乾燥し、窒素0.1%以下の条件で紫外線を1.5kW、300mJにて照射し、硬化させ、厚み5μmを有するハードコート層を作製した。なお、膜厚の調整は、スロットダイを用い、ダイコート法において塗布量を調整することにより行った。
<<ハードコート組成物1>>
ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレート
(質量比3:2) 合計53.5質量部
光重合開始剤J3 1.5質量部
酢酸エチル 100質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレート
(質量比3:2) 合計53.5質量部
光重合開始剤J3 1.5質量部
酢酸エチル 100質量部
光重合開始剤J3
<フィルムの鹸化>
作製したハードコート付きセルロースアシレートフィルムAを37℃に調温した4.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液(ケン化液)に1分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴に通した。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、ケン化処理したフィルムを作製した。
作製したハードコート付きセルロースアシレートフィルムAを37℃に調温した4.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液(ケン化液)に1分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴に通した。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、ケン化処理したフィルムを作製した。
<偏光膜の作製>
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、2対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸し、長手方向の幅1330mm、厚みは15μmの偏光膜を調製した。
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、2対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸し、長手方向の幅1330mm、厚みは15μmの偏光膜を調製した。
<貼り合わせ>
上記で得られた偏光膜と、上記ケン化処理したフィルムとを、フィルムのハードコート層とは反対側のセルロースアシレートフィルムA側で、ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向とが直交するようにロールツーロールで貼りあわせて片面保護フィルム付き偏光膜を作製した。
上記で得られた偏光膜と、上記ケン化処理したフィルムとを、フィルムのハードコート層とは反対側のセルロースアシレートフィルムA側で、ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向とが直交するようにロールツーロールで貼りあわせて片面保護フィルム付き偏光膜を作製した。
<ラビング処理>
偏光膜の表面を、偏光軸に垂直な方向に偏光膜の表面をラビング処理した。
偏光膜の表面を、偏光軸に垂直な方向に偏光膜の表面をラビング処理した。
<第1光学異方性層の作製>
上記層構成aと同様にして、第1の光学異方性層を作製した。
上記層構成aと同様にして、第1の光学異方性層を作製した。
<第2光学異方性層の作製>
上記層構成aと同様にして、第2の光学異方性層を作製した。
上記層構成aと同様にして、第2の光学異方性層を作製した。
<液晶表示装置の作製>
上記層構成aと同様にして、液晶表示装置を得た。
上記層構成aと同様にして、液晶表示装置を得た。
(3)層構成cの液晶表示装置の作製(図3の偏光板を有する液晶表示装置)
<片面保護フィルム付き偏光膜の作製>
層構成bと同様に行って、片面保護フィルム付き偏光膜を作製した。
<片面保護フィルム付き偏光膜の作製>
層構成bと同様に行って、片面保護フィルム付き偏光膜を作製した。
<配向膜の作製>
片面保護フィルム付き偏光膜の表面に下記一般式ポリビニルアルコールで表される化合物(ポリビニルアルコール1)100質量部、下記T1で表される化合物5質量部を、水:メタノール=75:25(質量比)の溶剤に、4.0質量%溶液となるように溶解させてポリビニルアルコール層作製用組成物を調製した。その後この液をワイヤーバーコーター#8で塗布し、60℃、0.5分乾燥した。得られたポリビニルアルコール層の膜厚は0.25μmであった。
ポリビニルアルコール1は、上記ポリビニルアルコールにおいて、a=96、b=2、c=2である。
片面保護フィルム付き偏光膜の表面に下記一般式ポリビニルアルコールで表される化合物(ポリビニルアルコール1)100質量部、下記T1で表される化合物5質量部を、水:メタノール=75:25(質量比)の溶剤に、4.0質量%溶液となるように溶解させてポリビニルアルコール層作製用組成物を調製した。その後この液をワイヤーバーコーター#8で塗布し、60℃、0.5分乾燥した。得られたポリビニルアルコール層の膜厚は0.25μmであった。
得られたポリビニルアルコール層を搬送しながら、フィルム(ZRF25)の長手方向と直交な方向にポリビニルアルコール層の表面をラビング処理して、ポリビニルアルコール配向膜を作製した。
<第1光学異方性層の作製>
上記層構成aと同様にして、第1の光学異方性層を作製した。
上記層構成aと同様にして、第1の光学異方性層を作製した。
<第2光学異方性層の作製>
上記層構成aと同様にして、第2の光学異方性層を作製した。
上記層構成aと同様にして、第2の光学異方性層を作製した。
<液晶表示装置の作製>
上記層構成aと同様にして、液晶表示装置を得た。
上記層構成aと同様にして、液晶表示装置を得た。
(4)層構成dの液晶表示装置の作製(図4の液晶表示装置)
<リア側偏光板の作製>
<<偏光板保護フィルムの作製>>
上記層構成(b)と同様に行って、セルロースアシレートフィルムAを作製した。
<リア側偏光板の作製>
<<偏光板保護フィルムの作製>>
上記層構成(b)と同様に行って、セルロースアシレートフィルムAを作製した。
<<セルロースアシレートフィルムの鹸化>>
作製したセルロースアシレートフィルムAを37℃に調温した4.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液(ケン化液)に1分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴に通した。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、ケン化処理したフィルムを作製した。
作製したセルロースアシレートフィルムAを37℃に調温した4.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液(ケン化液)に1分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴に通した。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、ケン化処理したフィルムを作製した。
<<偏光膜の作製>>
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、2対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸し、幅1330mm、厚みは15μmの偏光膜を調製した。
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、2対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸し、幅1330mm、厚みは15μmの偏光膜を調製した。
<<貼り合わせ>>
上記で得られた偏光膜と、上記ケン化処理したフィルムとを、ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向とが直交するようにロールツーロールで貼りあわせて片面保護フィルム付き偏光膜を作製した。
上記で得られた偏光膜と、上記ケン化処理したフィルムとを、ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポリビニルアルコール−117H)3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向とが直交するようにロールツーロールで貼りあわせて片面保護フィルム付き偏光膜を作製した。
<<配向膜の形成>>
偏光膜の保護フィルムが貼りあわされていない側に層構成aと同様に行って、ポリビニルアルコール層を形成した。ポリビニルアルコール層の表面をフィルムの搬送方向に連続的にラビング処理を施した。
<<光学異方性層の形成>>
ラビング処理面上に下記光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布した。次いで、膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、空気下にて20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射して、その配向状態を固定化することにより光学異方性層を作製した。作製された光学異方性層は、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行に棒状液晶化合物が水平配向していた。このとき、光学異方性層の厚みは1.0μmであった。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性および光軸のチルト角を測定したところ、波長550nmにおいてReが60nm、Rthが30nm、光軸のチルト角が2°であった。
偏光膜の保護フィルムが貼りあわされていない側に層構成aと同様に行って、ポリビニルアルコール層を形成した。ポリビニルアルコール層の表面をフィルムの搬送方向に連続的にラビング処理を施した。
<<光学異方性層の形成>>
ラビング処理面上に下記光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布した。次いで、膜面温度60℃で60秒間加熱熟成し、空気下にて20mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射して、その配向状態を固定化することにより光学異方性層を作製した。作製された光学異方性層は、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行に棒状液晶化合物が水平配向していた。このとき、光学異方性層の厚みは1.0μmであった。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性および光軸のチルト角を測定したところ、波長550nmにおいてReが60nm、Rthが30nm、光軸のチルト角が2°であった。
────────────────────────────────────────
光学異方性層用塗布液の組成
────────────────────────────────────────
棒状液晶化合物B01 90質量部
棒状液晶化合物B02 10質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
下記含フッ素化合物 0.5質量部
メチルエチルケトン 400質量部
────────────────────────────────────
光学異方性層用塗布液の組成
────────────────────────────────────────
棒状液晶化合物B01 90質量部
棒状液晶化合物B02 10質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
下記含フッ素化合物 0.5質量部
メチルエチルケトン 400質量部
────────────────────────────────────
含フッ素化合物
<液晶表示装置の作製>
層構成cにおいて、リア側の偏光板を上記で作製した偏光板に変えた他は同様に行って液晶表示装置を得た。
層構成cにおいて、リア側の偏光板を上記で作製した偏光板に変えた他は同様に行って液晶表示装置を得た。
<評価>
表示性能の測定は、市販の液晶視野角、色度特性測定装置Ezcom(ELDIM社製)を使用し、バックライトは市販の液晶表示装置iPad(Apple社製)を使用した。
表示性能の測定は、市販の液晶視野角、色度特性測定装置Ezcom(ELDIM社製)を使用し、バックライトは市販の液晶表示装置iPad(Apple社製)を使用した。
<<偏光解消度の測定>>
iPadの光源、偏光膜、位相差フィルム、検光子、受光器(トプコン社製SR−UL1R)の光学系を構築し、偏光膜の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸は直交に配置した。正面での偏光解消度の測定では光源の法線方向上に偏光膜、位相差フィルム、検光子、受光器を配置し、検光子を回転させて、最小輝度Lminと最大輝度Lmaxを測定した。また、位相差フィルムを置かないブランク状態で、検光子を回転させて、最小輝度L0minと最大輝度L0maxを測定した。以下の式で偏光解消度を算出した。
偏光解消度=Lmin/Lmax−L0min/L0max
Lminはクロスニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された上記位相差フィルムの最小輝度
Lmaxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された上記位相差フィルムの最大輝度
L0minはクロスニコル状態の2枚の偏光板の最小輝度
L0maxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の最大輝度
斜め方向の偏光解消度の測定では光源の法線方向上に偏光膜、位相差フィルムを配置し、偏光膜の吸収軸方向に50度傾斜した線上に検光子、受光器を配置し、検光子を回転させて、最小輝度と最大輝度を測定した。正面と同様の計算式を用いて、斜め方向の偏光解消度を算出した。
iPadの光源、偏光膜、位相差フィルム、検光子、受光器(トプコン社製SR−UL1R)の光学系を構築し、偏光膜の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸は直交に配置した。正面での偏光解消度の測定では光源の法線方向上に偏光膜、位相差フィルム、検光子、受光器を配置し、検光子を回転させて、最小輝度Lminと最大輝度Lmaxを測定した。また、位相差フィルムを置かないブランク状態で、検光子を回転させて、最小輝度L0minと最大輝度L0maxを測定した。以下の式で偏光解消度を算出した。
偏光解消度=Lmin/Lmax−L0min/L0max
Lminはクロスニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された上記位相差フィルムの最小輝度
Lmaxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の間に配置された上記位相差フィルムの最大輝度
L0minはクロスニコル状態の2枚の偏光板の最小輝度
L0maxは平行ニコル状態の2枚の偏光板の最大輝度
斜め方向の偏光解消度の測定では光源の法線方向上に偏光膜、位相差フィルムを配置し、偏光膜の吸収軸方向に50度傾斜した線上に検光子、受光器を配置し、検光子を回転させて、最小輝度と最大輝度を測定した。正面と同様の計算式を用いて、斜め方向の偏光解消度を算出した。
<オーダーパラメータの測定>
上述の液晶化合物を含む組成物に、液晶化合物に対し1質量%の割合で二色性色素を添加した。
上述と同様に、ポリビニルアルコール層を作製し、ポリビニルアルコール層の長手方向と直交な方向の表面をラビング処理して、ポリビニルアルコール配向膜を作製した。得られた配向膜の表面に、上記二色性色素を添加した組成物をスピンキャスト法(2500rpm)で積層した。得られた層を、表に記載の温度で乾燥した。得られたフィルムについて、分光吸収測定器で以下の測定を実施した。
得られたフィルムの液晶化合物の配向方向を垂直にした場合と水平にした場合のスペクトル(吸光度)をそれぞれ測定した。別途、石英ガラスの偏光吸収スペクトル(吸光度)を測定した。液晶化合物の垂直方向の偏光吸収スペクトルから、石英ガラスの垂直方向の偏光吸収スペクトルを差し引いた値を、A⊥と定義した。液晶化合物の水平方向の偏光吸収スペクトルから、石英ガラスの水平方向の偏光吸収スペクトルを差し引いた値を、A||と定義した。
これを、OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)の式に代入し、オーダーパラメータを算出した。この二色性色素を添加した光学異方性層は実施例で作成した光学異方性層と素材や製法ともにほぼ等しいため、この色素を添加した光学異方性を測定したことによって得られたオーダーパラメータと等価なオーダーパラメータを有するとみなした。
上述の液晶化合物を含む組成物に、液晶化合物に対し1質量%の割合で二色性色素を添加した。
上述と同様に、ポリビニルアルコール層を作製し、ポリビニルアルコール層の長手方向と直交な方向の表面をラビング処理して、ポリビニルアルコール配向膜を作製した。得られた配向膜の表面に、上記二色性色素を添加した組成物をスピンキャスト法(2500rpm)で積層した。得られた層を、表に記載の温度で乾燥した。得られたフィルムについて、分光吸収測定器で以下の測定を実施した。
得られたフィルムの液晶化合物の配向方向を垂直にした場合と水平にした場合のスペクトル(吸光度)をそれぞれ測定した。別途、石英ガラスの偏光吸収スペクトル(吸光度)を測定した。液晶化合物の垂直方向の偏光吸収スペクトルから、石英ガラスの垂直方向の偏光吸収スペクトルを差し引いた値を、A⊥と定義した。液晶化合物の水平方向の偏光吸収スペクトルから、石英ガラスの水平方向の偏光吸収スペクトルを差し引いた値を、A||と定義した。
これを、OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)の式に代入し、オーダーパラメータを算出した。この二色性色素を添加した光学異方性層は実施例で作成した光学異方性層と素材や製法ともにほぼ等しいため、この色素を添加した光学異方性を測定したことによって得られたオーダーパラメータと等価なオーダーパラメータを有するとみなした。
<<正面コントラスト(CR)の評価>>
上記作製したIPS型の液晶表示装置それぞれについて、バックライトを設置し、測定機(EZ−Contrast XL88、ELDIM社製)を用いて、黒表示時および白表示時の輝度を測定し、正面コントラスト比(CR)を算出し、以下の基準で評価した。C以上が実用レベルである。
A:900≦CR
B:850≦CR<900
C:800≦CR<850
D:800>CR
上記作製したIPS型の液晶表示装置それぞれについて、バックライトを設置し、測定機(EZ−Contrast XL88、ELDIM社製)を用いて、黒表示時および白表示時の輝度を測定し、正面コントラスト比(CR)を算出し、以下の基準で評価した。C以上が実用レベルである。
A:900≦CR
B:850≦CR<900
C:800≦CR<850
D:800>CR
<<色味−habσ>>
極角60°における黒色味変化(5°刻みで73点測定した)をa*b*平面にプロットしたときの、色味角habのばらつきを標準偏差σで示した。値が大きいほど色相変化が大きくなっていることを意味し、下記のA〜Cの3段階で評価した。B以上が実用レベルである。
A:50以下
B:50を超え70以下
C:70を超える
極角60°における黒色味変化(5°刻みで73点測定した)をa*b*平面にプロットしたときの、色味角habのばらつきを標準偏差σで示した。値が大きいほど色相変化が大きくなっていることを意味し、下記のA〜Cの3段階で評価した。B以上が実用レベルである。
A:50以下
B:50を超え70以下
C:70を超える
<上下対称性>
極角60°における黒色味の方位角45°(上視野角)、−45°(下視野角)におけるa*b*平面にプロットしたときの、色相角habを上視野のhabσuと下視野のhabσsの絶対値比で評価した。なお、
habσu>habσsの場合、 σh=habσs/habσuhabσu<habσsの場合、 σh=habσu/habσs値が1に近いほど上視野と下視野での色相が同等であることを意味し、下記のA〜3の3段階で評価した。B以上が実用レベルである。
A:0.5以上〜1.0以下
B:0.2以上〜0.5未満
C:0.1以上〜0.2未満
極角60°における黒色味の方位角45°(上視野角)、−45°(下視野角)におけるa*b*平面にプロットしたときの、色相角habを上視野のhabσuと下視野のhabσsの絶対値比で評価した。なお、
habσu>habσsの場合、 σh=habσs/habσuhabσu<habσsの場合、 σh=habσu/habσs値が1に近いほど上視野と下視野での色相が同等であることを意味し、下記のA〜3の3段階で評価した。B以上が実用レベルである。
A:0.5以上〜1.0以下
B:0.2以上〜0.5未満
C:0.1以上〜0.2未満
<総合評価>
作製したフィルムをApple社製iPadに実装し、黒表示させた上で、目視による見た目のムラ、色味変化、黒輝度を評価した。
A:目視の印象が極めて良好で、ムラは見えず、視野角を回転させても絶えず黒に見え続ける。
B:目視の印象が良好でムラ・色味変化が気にならないレベル。
C:目視の印象が通常でムラ・色味変化が気になるが、製品上問題にならないレベル。
D:ムラ・色味変化が目立ち、製品として問題となるレベル
作製したフィルムをApple社製iPadに実装し、黒表示させた上で、目視による見た目のムラ、色味変化、黒輝度を評価した。
A:目視の印象が極めて良好で、ムラは見えず、視野角を回転させても絶えず黒に見え続ける。
B:目視の印象が良好でムラ・色味変化が気にならないレベル。
C:目視の印象が通常でムラ・色味変化が気になるが、製品上問題にならないレベル。
D:ムラ・色味変化が目立ち、製品として問題となるレベル
実施例11では、垂直配向剤S1、S2を配合せずに、同量の下記フッ素系化合物に変更し、実施例12では、垂直配向剤S1、S2を配合せずに、第1の光学異方性層に同量の下記ラテラル方向に水酸基を有する化合物を配合した。
上記表において、「OP」はオーダーパラメータを示している。膜厚の単位は、μmである。ReおよびRthは、それぞれ、波長550nmにおける面内レターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを示している。Nzは(nx−nz)/(nx−ny)を表し、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。△Reは、「順」の場合は、順波長分散(Re(450)/Re(650)≧1)であることを示し、「逆」の場合は、逆波長分散(Re(450)/Re(650)<1)であることを示している。
ここで、比較例1の第1の光学異方性層のオーダーパラメータは0.72であった。上記表から明らかなとおり、比較例1のように、第1の光学異方性層と第2の光学異方性層を積層させても、第1の光学異方性層のオーダーパラメータが0.72と小さい場合、正面コントラストが劣ることが分かった。
比較例2のように第1の光学異方性層と第2の光学異方性層が隣接していない場合、比較例3のように、第1の光学異方性層のオーダーパラメータが0.75を下回る場合、比較例4のように、第1の光学異方性層の膜厚が3.1μmを超える場合、比較例5のように第2の光学異方性層のオーダーパラメータが0.60を下回る場合、比較例6のように、第2の光学異方性層の膜厚が0.3μmより薄い場合、比較例7のように、第2の光学異方性層の膜厚が3.0μmより厚い場合、いずれも正面コントラストが劣ってしまうことが分かった。
これに対し、実施例1〜10の場合、いずれも、高い正面コントラスト、優れた色味および上下対称性を達成していた。さらに、実施例7、10、12のように第1の光学異方性層が逆波長分散性を有するようにすることにより、より高い正面コントラストを達成していることが分かった。また、実施例9、10および12に示すように、リア側の偏光板として、液晶化合物が傾斜配向した光学異方性層を有する偏光板を用いることにより、色味および上下対称性についてさらに優れた効果が得られた。
比較例2のように第1の光学異方性層と第2の光学異方性層が隣接していない場合、比較例3のように、第1の光学異方性層のオーダーパラメータが0.75を下回る場合、比較例4のように、第1の光学異方性層の膜厚が3.1μmを超える場合、比較例5のように第2の光学異方性層のオーダーパラメータが0.60を下回る場合、比較例6のように、第2の光学異方性層の膜厚が0.3μmより薄い場合、比較例7のように、第2の光学異方性層の膜厚が3.0μmより厚い場合、いずれも正面コントラストが劣ってしまうことが分かった。
これに対し、実施例1〜10の場合、いずれも、高い正面コントラスト、優れた色味および上下対称性を達成していた。さらに、実施例7、10、12のように第1の光学異方性層が逆波長分散性を有するようにすることにより、より高い正面コントラストを達成していることが分かった。また、実施例9、10および12に示すように、リア側の偏光板として、液晶化合物が傾斜配向した光学異方性層を有する偏光板を用いることにより、色味および上下対称性についてさらに優れた効果が得られた。
<セルロースアシレートフィルム(F−1)の作製>
<<コア層セルロースアシレートドープAの作製>>
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を調製した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー2 13質量部
クエン酸脂肪酸モノグリセライド
(ポエムK−37V、理研ビタミン(株)製) 2質量部
メチレンクロライド 430質量部
メタノール 64質量部
-------------------------------------------------------------
エステルオリゴマー2
<<コア層セルロースアシレートドープAの作製>>
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を調製した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー2 13質量部
クエン酸脂肪酸モノグリセライド
(ポエムK−37V、理研ビタミン(株)製) 2質量部
メチレンクロライド 430質量部
メタノール 64質量部
-------------------------------------------------------------
エステルオリゴマー2
<<外層セルロースアシレートドープAの作製>>
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調製した。
----------------------------------------------------------------
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) 2質量部
メチレンクロライド 76質量部
メタノール 11質量部
コア層セルロースアシレートドープA 1質量部
----------------------------------------------------------------
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調製した。
----------------------------------------------------------------
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) 2質量部
メチレンクロライド 76質量部
メタノール 11質量部
コア層セルロースアシレートドープA 1質量部
----------------------------------------------------------------
<<F−1の製膜>>
上記ポリマー溶液を平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープAとその両側に外層セルロースアシレートドープAとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に1.1倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚さ25μmの位相差フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムF−1とした。
上記ポリマー溶液を平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープAとその両側に外層セルロースアシレートドープAとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に1.1倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚さ25μmの位相差フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムF−1とした。
<セルロースアシレートフィルムF−2およびF−3の作製>
<<コア層セルロースアシレートドープBの作製>>
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を調製した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー3 15質量部
メチレンクロライド 333質量部
メタノール 63質量部
ブタノール 3質量部
-------------------------------------------------------------
<<コア層セルロースアシレートドープBの作製>>
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を調製した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー3 15質量部
メチレンクロライド 333質量部
メタノール 63質量部
ブタノール 3質量部
-------------------------------------------------------------
<<コア層セルロースアシレートドープCの作製>>
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を調製した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー3 15質量部
クエン酸脂肪酸モノグリセライド
(ポエムK−37V、理研ビタミン(株)製) 3質量部
メチレンクロライド 331質量部
メタノール 62質量部
ブタノール 3質量部
-------------------------------------------------------------
エステルオリゴマー3
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を調製した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー3 15質量部
クエン酸脂肪酸モノグリセライド
(ポエムK−37V、理研ビタミン(株)製) 3質量部
メチレンクロライド 331質量部
メタノール 62質量部
ブタノール 3質量部
-------------------------------------------------------------
エステルオリゴマー3
<<外層セルロースアシレートドープBの作製>>
上記のコア層セルロースアシレートドープB100質量部に下記のマット剤溶液を1.3質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調製した。
----------------------------------------------------------------
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) 10質量部
メチレンクロライド 73質量部
メタノール 4質量部
ブタノール 1質量部
コア層セルロースアシレートドープB 10質量部
----------------------------------------------------------------
上記のコア層セルロースアシレートドープB100質量部に下記のマット剤溶液を1.3質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調製した。
----------------------------------------------------------------
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) 10質量部
メチレンクロライド 73質量部
メタノール 4質量部
ブタノール 1質量部
コア層セルロースアシレートドープB 10質量部
----------------------------------------------------------------
<<F−2およびF−3の製膜>>
上記ポリマー溶液を平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープBとその両側に外層セルロースアシレートドープBとを3層同時に流延口から−5℃に冷却したドラム上に流延した。溶剤含有率略70質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をピンテンター(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンター)で固定し、横方向に1.05倍の延伸を保ちつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚さ40μmの位相差フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムF−2とした。また、上記コア層セルロースアシレートドープCとその両側に外層セルロースアシレートドープBの組み合わせで同様に製膜し、厚さ40μmの位相差フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムF−3とした。
上記ポリマー溶液を平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープBとその両側に外層セルロースアシレートドープBとを3層同時に流延口から−5℃に冷却したドラム上に流延した。溶剤含有率略70質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をピンテンター(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンター)で固定し、横方向に1.05倍の延伸を保ちつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚さ40μmの位相差フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムF−2とした。また、上記コア層セルロースアシレートドープCとその両側に外層セルロースアシレートドープBの組み合わせで同様に製膜し、厚さ40μmの位相差フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムF−3とした。
実施例1において、位相差フィルムの支持体であるZRF25の代わりに作製したセルロースアシレートフィルムF−1、F−2およびF−3を用いても、表示性能と総合評価の評価点は変化せず、いずれも、高い正面コントラスト、優れた色味および上下対称性を達成していた。
また、実施例1においてリア側偏光板に用いられるZRF25の代わりに作製したセルロースアシレートフィルムF−1、F−2およびF−3を用いても、表示性能と総合評価の評価点は変化せず、いずれも、高い正面コントラスト、優れた色味および上下対称性を達成していた。
1:偏光膜
2:偏光膜の保護フィルム
3:位相差フィルム
4:第1の光学異方性層
5:第2の光学異方性層
6:位相差フィルムの支持体
7:配向膜
8:ハードコート層
9:液晶セル
10:リア側の偏光板
11:リア側の偏光膜
12:リア側の偏光膜の保護フィルム
13:配向膜
14:光学異方性層
2:偏光膜の保護フィルム
3:位相差フィルム
4:第1の光学異方性層
5:第2の光学異方性層
6:位相差フィルムの支持体
7:配向膜
8:ハードコート層
9:液晶セル
10:リア側の偏光板
11:リア側の偏光膜
12:リア側の偏光膜の保護フィルム
13:配向膜
14:光学異方性層
Claims (17)
- 第1の光学異方性層と、前記第1の光学異方性層の表面に第2の光学異方性層を有し、
前記第1の光学異方性層は、液晶化合物をホモジニアス配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.75〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmであり、
前記第2の光学異方性層は、液晶化合物をホメオトロピック配向状態で固定してなり、オーダーパラメータが0.60〜0.95であり、かつ、層の厚さが0.3〜3.0μmである、位相差フィルム;但し、オーダーパラメータOPとは、
OP=(A||−A⊥)/(2A⊥+A||)
「A||」は、液晶化合物の配向方向に対して平行に偏光した光に対する吸光度
「A⊥」は、液晶化合物の配向方向に対して垂直に偏光した光に対する吸光度を意味する。 - 前記第1の光学異方性層が、液晶化合物をスメクチック相の状態で固定してなる層である、請求項1に記載の位相差フィルム。
- 前記第2の光学異方性層が、液晶化合物をネマチック相の状態で固定してなる層である、請求項1または2に記載の位相差フィルム。
- 前記第1の光学異方性層が、下記式(1)および(2)を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載の位相差フィルム;
式(1)
100nm≦Re(550)≦200nm
式(2)
0.8≦Nz≦1.2
式(1)中、Re(550)は、波長550nmにおける面内レターデーションを示す。
式(2)中、Nzは、(nx−nz)/(nx−ny)を表し、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。 - 前記第1の光学異方性層が、下記式(3)を満たす、請求項1〜4のいずれか1項に記載の位相差フィルム;
式(3)
Re(450)/Re(650)<1
式(3)中、Re(450)およびRe(650)は、それぞれ、波長450nmおよび650nmにおける面内レターデーションを示す。 - 前記第1の光学異方性層がレベリング剤を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の位相差フィルム。
- 前記第2の光学異方性層が垂直配向剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の位相差フィルム。
- 位相差フィルムの厚さが、0.6〜6μmである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の位相差フィルム。
- 前記第1の光学異方性層および前記第2の光学異方性層が、それぞれ、棒状液晶化合物を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の位相差フィルム。
- 支持体上に、配向膜、前記第1の光学異方性層および前記第2の光学異方性層を該順に有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の位相差フィルム。
- 偏光膜と、請求項1〜10のいずれか1項に記載の位相差フィルムを有する偏光板。
- 偏光膜の表面に、第1の光学異方性層が設けられている、請求項11に記載の偏光板。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の位相差フィルムまたは請求項11もしくは12に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
- IPSモード用である、請求項13に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示装置のフロント側に請求項11または12に記載の偏光板を有する、請求項13または14に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示装置のリア側の偏光膜と液晶セルの間に、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が30〜120nmであり、波長550nmにおける厚さ方向のレターデーションRth(550)が20〜100nmである光学フィルムを有する、請求項15に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示装置のリア側に有する光学フィルムが、液晶化合物が傾斜配向した光学異方性層を有する、請求項16に記載の液晶表示装置。
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