JP2017122864A - 光学フィルム、画像表示装置、及び光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上できるようにする。【解決手段】透明基材１１上に、位相差層７を備えた光学フィルム１０であって、位相差層７は、重合性棒状液晶材料からなる１層の位相差層であり、正面位相差Ｒｅと厚み位相差Ｒｔｈとを用いてＮＺ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５で表されるＮＺ係数が、１未満であり、前記位相差層の進相軸を基準軸に設定して、前記基準軸回りに前記位相差層への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下であり、前記位相差層の遅相軸を基準軸に設定して、前記基準軸回りに前記位相差層への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下である光学フィルム。【選択図】図３

Description

本発明は、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルム、この光学フィルムを使用した画像表示装置、この光学フィルムの製造方法に関する。

従来、画像表示装置に関して、画像表示パネルのパネル面（視聴者側面）に円偏光板として機能する光学フィルムである反射防止フィルムを配置し、この反射防止フィルムにより外来光の反射を低減する方法が提案されている。ここでこの反射防止フィルムは、直線偏光板、１／４波長板の積層により構成され、画像表示パネルのパネル面に向かう外来光を直線偏光板により直線偏光に変換し、続く１／４波長板により円偏光に変換する。ここでこの円偏光による外来光は、画像表示パネルのパネル面等で反射するものの、この反射の際に偏光面の回転方向が逆転する。その結果、この反射光は、到来時とは逆に、１／４波長板により、直線偏光板で遮光される方向の直線偏光に変換された後、続く直線偏光板により遮光され、その結果、外部への出射が著しく抑制される。

この光学フィルムに関して、特許文献１等には、透過光に１／２波長分の位相差を付与する１／２波長位相差層、透過光に１／４波長分の位相差を付与する１／４波長位相差層を積層して１／４波長板を構成することにより、正の波長分散特性による液晶材料を使用して直線偏光板からの入射光に対して逆分散特性により１／４波長板を機能させる方法が提案されている。なおここで逆分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性である。

このような光学フィルムに関して、特許文献２には、１／２波長位相差層、１／４波長位相差層、正Ｃプレートの積層体に関して、斜め方向からの観察時における色味を向上する工夫が提案されている。

ところで引用文献２に開示のように、１／４波長板に正Ｃプレートを配置すれば、種々の入射角による透過光に対して、所望の位相差を付与することができ、これにより充分に視野角特性を確保して反射防止を図ることができる。

しかしながらこのように構成すると、光学フィルムの構成が複雑になる問題がある。また製造工程も複雑化する問題がある。また構成が複雑化し、さらに製造工程が複雑化することにより、欠点等による欠陥の発生も増大して品質が劣化する問題がある。

特開平１０−６８８１６号公報 特開２０１４−２２４８３７号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、光学特性の偏りを有効に回避するようにして、１層の位相差層により、所望の正面位相差（面内位相差）を付与するＡプレートに、対応する正Ｃプレートを積層したものと同様の位相差を透過光に付与する、との着想に至り、本発明に想到した。

（１） 透明基材上に、位相差層を備えた光学フィルムであって、
前記位相差層は、
重合性棒状液晶材料からなる１層の位相差層であり、
正面位相差Ｒｅと厚み位相差Ｒｔｈとを用いてＮＺ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５で表されるＮＺ係数が、１未満であり、
前記位相差層の進相軸を基準軸に設定して、前記基準軸回りに前記位相差層への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下であり、
前記位相差層の遅相軸を基準軸に設定して、前記基準軸回りに前記位相差層への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下である光学フィルム。
但し、正面位相差Ｒｅ、厚み位相差Ｒｔｈ、ＮＺ係数は、波長５５０ｎｍによる値である。

（１）によれば、１層の位相差層により、所望の正面位相差（面内位相差）を付与するＡプレートに、対応する正Ｃプレートを積層したと同様の位相差を透過光に付与することができ、これにより充分な視野角特性を確保することができる。またこの位相差層を１層により作製することにより、構成、工程を簡略化し、さらに欠陥の発生を低減して品質を向上することができる。このとき位相差値が極値となる入射角がそれぞれ１０度以下であることにより、光学特性の偏りを有効に回避することができる。

（２） （１）において、
前記位相差層は、
Ａプレートとして機能するＡプレート層と、正Ｃプレートとして機能する正Ｃプレート層との積層構造を備える光学フィルム。

（２）によれば、より具体的構成により、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

（３） （２）において、
前記透明基材上に配向層が設けられ、
前記位相差層は、
前記配向層の配向規制力により前記重合性棒状液晶材料が配向して前記Ａプレート層が形成され、
前記配向層とは逆側に前記正Ｃプレート層が形成された光学フィルム。

（３）によれば、配向層の配向規制力によりＡプレート層を作製することができる。

（４） （２）において、
前記透明基材が、
延伸フィルムであり、
前記位相差層は、
前記透明基材の配向規制力により前記重合性棒状液晶材料が配向して前記Ａプレート層が形成され、
前記透明基材とは逆側に前記正Ｃプレート層が形成された光学フィルム。

（４）によれば、配向層を省略して基材の配向規制力によりＡプレート層を作製することができる。

（５） （２）において、
前記透明基材上に配向層が設けられ、
前記位相差層は、
前記配向層の配向規制力により前記重合性棒状液晶材料が配向して前記正Ｃプレート層が形成され、
前記配向層とは逆側に前記Ａプレート層が形成された光学フィルム。

（５）によれば、垂直配向層を適用して、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

（６） （１）、（２）、（３）、（４）、（５）の何れかに記載の光学フィルムを備える画像表示装置。

（６）によれば、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上してなる光学フィルムを使用して画像表示装置を構成することができる。

（７） 水平方向の配向規制力を発現する配向層を基材に作製する配向層作製工程と、
前記配向層の上に、液晶材料による塗工液を塗工して液晶材料層を作製する液晶材料塗工工程と、
前記配向層の配向規制力により前記液晶材料層の前記配向層の近傍領域は前記液晶材料を水平配向させ、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を垂直配向させた状態で、前記液晶材料層を硬化させて位相差層を作製する硬化工程とを備える
光学フィルムの製造方法。

（７）によれば、１層の位相差層により、所望の面内位相差を付与するＡプレートに、対応する正Ｃプレートを積層したと同様の位相差を透過光に付与することができ、これにより充分な視野角特性を確保することができる。またこの位相差層を１層により作製することにより、構成、工程を簡略化し、さらに欠陥の発生を低減して品質を向上することができる。

（８） （７）において、
前記硬化工程は、
前記液晶材料層の厚み方向に磁界を印加することにより、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を垂直配向させる光学フィルムの製造方法。

（８）によれば、より具体的構成により、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

（９） 水平方向の配向規制力を備えた透明フィルム材による基材に、液晶材料による塗工液を塗工して液晶材料層を作製する液晶材料塗工工程と、
前記基材の配向規制力により前記液晶材料層の前記基材の近傍領域は前記液晶材料を水平配向させ、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を垂直配向させた状態で、前記液晶材料層を硬化させて位相差層を作製する硬化工程とを備える光学フィルムの製造方法。

（９）によれば、例えば２軸延伸ＰＥＴフィルム等の水平方向の配向規制力を備えた透明フィルム材を基材に適用するようにして、基材近傍では基材の配向規制力により液晶化合物を水平配向させてＡプレートとして機能させ、基材より遠ざかった部位では液晶化合物を垂直配向させて正Ｃプレートとして機能させることができ、これによりＡプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、一段と構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

（１０） 垂直方向の配向規制力を発現する配向層を基材に作製する配向層作製工程と、
前記配向層の上に、液晶材料による塗工液を塗工して液晶材料層を作製する液晶材料塗工工程と、
前記配向層の配向規制力により前記液晶材料層の前記配向層の近傍領域は前記液晶材料を垂直配向させ、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を水平配向させた状態で、前記液晶材料層を硬化させて位相差層を作製する硬化工程とを備える光学フィルムの製造方法。

（１０）によれば、基材に垂直配向層を作製して、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

本発明によれば、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す図である。 位相差層の説明に供する図である。 図１の画像表示装置に係る光学フィルムに適用される転写フィルムを示す図である。 図３の転写フィルムの製造工程を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る画像表示装置を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る画像表示装置を示す図である。 本発明の実施例を示す図表である。

〔第１実施形態〕
〔画像表示装置及び光学フィルム〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。なお以下において、正面位相差Ｒｅ、厚み位相差Ｒｔｈ、ＮＺ係数においては、特段の言及がある場合を除いて、波長５５０ｎｍによる値である。この画像表示装置１は、画像表示パネル２のパネル面（視聴者側面）に、粘着剤層等を使用して、反射防止フィルムによる光学フィルム３を貼り付けて配置する。これにより画像表示装置１は、この光学フィルム３により充分に反射防止を図るように構成される。画像表示パネル２は、例えば有機ＥＬ素子等による自発光素子による画像表示パネルであるものの、これに代えて、液晶表示パネル等の画像表示パネルを適用してもよい。

光学フィルム３は、直線偏光板４と１／４波長板５との積層により構成され、これにより円偏光板として機能して外来光の反射を防止する。直線偏光板４は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素等を含浸させた後、延伸して直線偏光板としての光学的機能を果たす光学機能層が形成され、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルム材による基材により光学機能層を挟持して作製される。

１／４波長板５は、転写法により後述する転写フィルムから、透過光に１／４波長分の面内位相差（正面位相差）を付与する１／４波長位相差層７を配向層６と一体に直線偏光板４に貼り付けて配置される。なお１／４波長位相差層７のみ転写するようにしてもよい。ここで転写法とは、例えば基材の上に所望の層を形成する場合に、この層を直接当該基材上に形成するのでは無く、一旦、離型性の支持体上に剥離可能に該層を積層形成して転写体（転写フィルム）を作製した後、工程、需要等に応じて、該支持体上に形成した層を、最終的に該層を積層すべき基材（被転写基材）上に接着、積層し、その後、該支持体を剥離除去することにより、該基材上に所望の層を形成する方法である。

１／４波長位相差層７は、液晶化合物層による１層の塗工層を硬化して作製された液晶材料による１層の位相差層であり、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、好ましくは１１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下であり、より好ましくは１２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下により作製される。

また１／４波長位相差層７は、波長５５０ｎｍにおける正面位相差Ｒｅと波長５５０ｎｍにおける厚み位相差Ｒｔｈとを用いてＮＺ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５で表されるＮＺ係数が、１未満であり、より好ましくは０．２を超え０．８未満である。

これにより１／４波長位相差層７は、１／４波長分の面内位相差を付与するＡプレートに、このＡプレートに対応する正Ｃプレートを積層したと同様の位相差を透過光に付与することができ、これにより充分な視野角特性を確保することができる。ここでこの１／４波長位相差層７は、１層により作製され、これによりこの実施形態では、構成、工程を簡略化し、さらに欠陥の発生を低減して品質を向上することができる。

またこのときＮＺ係数が、０．２を超え０．８未満であることにより、視野角特性を実用上充分に確保することができる。

なお１／４波長位相差層７は、屈折率楕円体により定義される屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、ＮｚがＮｘ≒Ｎｚ＞Ｎｙの関係に設定され、Ａプレートとして機能して劣化する視野角特性を充分に確保できるように構成される。

光学フィルム３において、配向層６は、１／４波長位相差層７に係る液晶化合物に対して水平配向の配向規制力を発現する配向層（水平配向層）であり、光配向層により構成される。なお光配向層は、例えば光２量化型の材料を使用して作製することができるものの、光２量化型の材料に限らず、種々の光配向層材料を広く適用することができる。配向層６は、直線偏光板４の透過軸方向に対して配向規制力の発現方向（後述するＡプレート層９に係る液晶化合物の配向方向である）が斜め４５度の角度を成すように作製される。

１／４波長位相差層７は、配向層６の近傍では配向層６の配向規制力により液晶化合物が水平配向し、その結果、当該近郊の部位ではＡプレートとして機能するＡプレート層９が作製される。また１／４波長位相差層７は、残りの部位である、配向層６より遠ざかった部位では液晶化合物が垂直配向し、その結果、正Ｃプレートとして機能する正Ｃプレート層８が作製される。

光学フィルム３は、１層の塗工膜を硬化してこれらＡプレート層９、正Ｃプレート層８の積層構造が作製され、これにより構成、工程を簡略化し、さらに欠陥の発生を低減して品質を向上することができる。またこれらＡプレート層９、正Ｃプレート層８の積層構造により１／４波長位相差層７が作製されることにより、充分な視野角特性を確保することができる。

ここでこのようなＡプレート層９、正Ｃプレート層８の積層構造は、図２に示すように、１／４波長位相差層７に係る液晶化合物に棒状液晶Ａを適用して、Ａプレート層９ではこの棒状液晶Ａの長軸方向を水平方向に揃えることにより、また正Ｃプレート層８では棒状液晶Ａの長軸方向を垂直方向に揃えることにより作製することができる。ここでこのＡプレート層９に係る水平配向は、配向層６の配向規制力により作製することができる。正Ｃプレート層８に係る垂直配向は、液晶分子の双極子モーメントを利用して作製することができ、例えば電界、磁界の印加により作製することができる。

しかしながらＡプレート層９に係る液晶分子を厚み方向に斜めに傾けて配向させたのでは、光学特性に偏りが発生する。具体的に、この場合、例えば液晶分子の長軸方向（進相軸方向である）を含む面内で入射角を変化させて面内位相差を計測した場合、面内位相差が極値（最小値又は最大値）となる入射角が０度より異なって、入射角の正側又は負側に偏ることになる。これにより反射防止フィルムでは、反射防止機能に異方性が発現することになり光学特性が劣化することになる。

種々に検討した結果、位相差層７の進相軸を基準軸に設定して、この基準軸回りに位相差層７への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下であるように、好ましは５度以下であるようにし、かつ位相差層７の遅相軸を基準軸に設定して、この基準軸回りに位相差層７への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値が極値となる入射角が１０度以下であるようにして、好ましくは５度以下であるようにして、充分に光学特性の偏りを防止することができる。なお位相差層７の進相軸を基準軸に設定して、この基準軸回りに位相差層７への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果は、位相差層７の遅相軸を含む位相差層の垂直面内で入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果である。また位相差層７の遅相軸を基準軸に設定して、この基準軸回りに位相差層７への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果は、位相差層７の進相軸を含む位相差層の垂直面内で入射角を変化された位相差値Ｒｅの計測結果である。

このような光学特性の偏りは、Ａプレート層９に係る液晶分子を、配向層との界面において、斜めに傾かないようにすることにより、防止することができる。具体的に、この界面における液晶分子のチルト角を０度又は９０度に設定する構成の採用により、光学特性の偏よりを防止することができる。これによりこの実施形態では、配向層６に光配向層を適用して光学特性の偏りを防止する。

ここで１／４波長位相差層７に係る液晶化合物は、Ａプレートに適用可能な液晶材料である各種の重合性液晶組成物を適用することができる。ここでこの重合性液晶組成物は、液晶性を示し、分子内に重合性官能基を有する液晶化合物（以下、「棒状液晶材料」ともいう。）のほか、ディスコティツク液晶を適用することができる。

棒状化合物は、屈折率異方性を有し、配向層６の配向規制力により規則的に配列することにより、所望の位相差性を付与する機能を有する。棒状化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す棒状化合物を用いることがより好ましい。

本実施形態において用いられる棒状化合物の具体例としては、例えば、下記式（１）〜（１７）で表される化合物を例示でき、これらの化合物を重合させて使用することができる。

なおハイブリッドの特性を示す液晶材料による位相差層は、垂直配向膜近傍では、液晶材料が垂直方向に配向しており、垂直配向膜から遠ざかるに従って徐々に液晶材料が揃って水平方向に倒れる（寝る）特性を備える。これによりハイブリッドの特性を示す液晶材料による位相差層では、位相差層７と同様に液晶分子が配向しているようにも思われる。しかしながらハイブリッドの液晶材料による位相差層では、水平配向した液晶分子の長軸方向に角度を振って面内位相差を計測した場合に、面内位相差が極値を示す角度が、入射角０度の方向から偏った角度となり、面内位相差の特性が一方向に偏った特性となる。これによりハイブリッドの特性を示す液晶材料による位相差層では、充分な視野角特性を確保することが困難になる。

しかしながらこの実施形態の位相差層７では、面内位相差が極値となる入射角が１０度以下であることにより、この入射角０度の方向を中心にして正及び負の入射角方向に角度を振って計測した面内位相差の特性を対称性の高いものとすることができ、これによっても十分な視野角特性を確保することができる。

なおこれらによりハイブリッド配向液晶材料による位相差層では、上述した位相差値が極値を取る入射角が１０度より大きな角度となる。

〔転写フィルム〕
図３は、光学フィルム３の作製に供する転写フィルムの構成を示す断面図である。転写フィルム１０は、透明フィルム材による基材１１に配向層６、１／４波長位相差層７を順次積層して構成される。このように転写フィルム１０に１／４波長位相差層７を作製して転写法により転写することにより光学フィルム３の厚みを低減することができる。

ここで基材１１は、転写フィルムの製造に供する種々の透明フィルム材を適用することができ、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等を適用することができる。

〔光学フィルムの製造方法〕
図４は、転写フィルム１０の製造工程を示すフローチャートである。光学フィルム３は、この製造工程により作製された転写フィルム１０の１／４波長位相差層７が紫外線硬化性樹脂等による接着剤により直線偏光板４に貼り合わされた後、基材１１が剥離され、これにより転写法により１／４波長位相差層７が直線偏光板４に配置される。その後、粘着剤層、セパレータフィルム等が積層されて所望の大きさに切断されて光学フィルム３が作製される。画像表示装置１では、この光学フィルム３からセパレータフィルムを剥離して粘着剤層を露出させ、この粘着剤層により画像表示パネル２のパネル面に光学フィルム３が配置される。

転写フィルム１０においては、配向層作製工程ＳＰ２において、基材１１に配向層６に係る塗工液を塗工した後、乾燥させ、その後、配向層６における配向規制力の発現方向が偏光面の方向である直線偏光の紫外線を照射し、これにより配向層６が作製される。

転写フィルム１０の製造工程は、続く液晶材料塗工工程ＳＰ３において、１／４波長位相差層７に係る液晶材料の塗工液を塗工する。続いて垂直配向工程ＳＰ４において、液晶材料の塗工膜を垂直方向（厚み方向）に横切る磁界を印加し、これによりＡプレート層９に係る液晶材料を配向層６の配向規制力により水平配向させた状態で、正Ｃプレート層８に係る液晶材料を垂直配向させる。

この製造工程は、このようにして磁界印加した状態で、又は磁界の印加を中止した後、硬化工程ＳＰ５において、無偏光の紫外線の照射により１／４波長位相差層７に係る塗工膜を硬化させ、これにより１／４波長位相差層７を作製する。なお転写フィルムの製造工程では、液晶材料の塗工膜を作製した後、適宜、この塗工膜を乾燥させて、硬化工程により硬化する。液晶材料塗工膜の乾燥工程は、垂直配向工程ＳＰ４及び又は垂直配向工程ＳＰ４の前後に適宜設けられる。

以上の構成によれば、液晶化合物層による１層の塗工膜を硬化して作製された液晶材料による１層の位相差層であって、ＮＺ係数が、１未満であり、位相差層の進相軸及び遅相軸をそれぞれ基準軸に設定して、基準軸回りに入射角を変化させた位相差値の計測結果において、極値となる入射角が１０度以下であることにより、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

また位相差層が、Ａプレートとして機能するＡプレート層と、正Ｃプレートとして機能する正Ｃプレート層との積層構造を備えることにより、より具体的構成によりＡプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

〔第２実施形態〕
図５は、図１との対比により本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す図である。この画像表示装置２１は、光学フィルム３に代えて光学フィルム１３が適用される。またこの光学フィルム１３は、１／４波長位相差層７及び配向層６に代えて光学フィルム１５が、直線偏光板４に積層される。この画像表示装置２１は、これらの構成が異なる点を除いて、第１実施形態の画像表示装置１と同一に構成される。

ここで光学フィルム１５は、転写フィルム１０と同様に、透明フィルム材により基材２２に配向層６、１／４波長位相差層７を順次作製して形成され、この基材２２に光学異方性の小さな例えばＴＡＣフィルム材が適用されて、この基材２２が直線偏光板４に貼り合わされて配置される。これによりこの実施形態では、正Ｃプレート層８が画像表示パネル２側となるように構成される。

この実施形態のように、正Ｃプレート層８が画像表示パネル２側となるように構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第３実施形態〕
図６は、図１との対比により本発明の第３実施形態に係る画像表示装置を示す図である。この画像表示装置３１は、光学フィルム３に代えて光学フィルム３３が適用される。またこの光学フィルム３３は、１／４波長位相差層７にさらに１／２波長位相差層３４が積層されて１／４波長板５が構成され、この１／４波長板５が直線偏光板４に積層される。この画像表示装置３１は、これらの構成が異なる点を除いて、第１実施形態の画像表示装置１と同一に構成される。

なおこれによりこの実施形態に係る光学フィルム３３は、直線偏光板４に、順次１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７が転写法により積層されて作製されるものの、１／２波長位相差層３４に１／４波長位相差層７を転写法により積層して１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７の積層体を作製した後、又は透明フィルム材による基材に１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７を順次作製してこれら１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７の積層体を作製した後、この積層体を転写法により直線偏光板に積層するようにしてもよい。また第１実施形態との対比により第２実施形態について上述したように、このような転写法の適用に代えて、１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７の作製に供した基材、１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７の積層体の作製に供した基材を一体に積層するようにしてもよい。

ここでこの実施形態においては、この１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７の積層体で、直線偏光板４の透過光に１／４波長分の面内位相差を付与し、この透過光を円偏光により画像表示パネル２に向けて出射する。またこのとき１／２波長位相差層３４、１／４波長位相差層７の積層体により１／４波長分の面内位相差を付与することにより、広い波長帯域で充分に反射防止を図ることができるように構成される。

このためこの実施形態において、直線偏光板４側から光学フィルム３３を正面視して、１／２波長位相差層３４及び１／４波長位相差層７は、直線偏光板４の吸収軸に対して、１／２波長位相差層３４及び１／４波長位相差層７の遅相軸が、それぞれ反時計回りにθ１、θ２の角度を成すように配置される。ここでθ１は、それぞれ反時計回りにθ１、θ２の角度を成すように配置される。ここでθ１は、１０度以上２０度以下であり、より好ましくは１３度以上１７度以下であり、θ２は、７０度以上８０度以下であり、より好ましくは７２度以上７６度以下である。

また１／２波長位相差層３４は、液晶化合物層による１層の塗工膜を硬化して作製された液晶材料による１層の位相差層であり、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であり、より好ましくは２１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、この実施形態では面内位相差Ｒｅ（５５０）が波長５５０ｎｍの約１／２である２２０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下により作製される。

なお１／２波長位相差層３４は、従来のＡプレートとして機能する液晶材料による位相差層と同一に構成してもよく、また１／４波長位相差層７と同様にＡプレート層及び正Ｃプレート層の２層構造により作製してもよい。なおこのように１／４波長位相差層７と同様にＡプレート層及び正Ｃプレート層の２層構造により作製する場合、１／４波長位相差層７、１／２波長位相差層３４の積層構造により透過光に設定される１／４波長分の面内位相差に対応する厚み方向位相差値Ｒｔｈ（５５０）を、１／４波長位相差層７、１／２波長位相差層３４の何れか１方又は双方で確保するようにしてもよい。なおこれにより図６の構成とは異なるものの、１／４波長位相差層を従来のＡプレートとして機能する液晶材料による位相差層と同一に構成し、１／２波長位相差層３４をＡプレート層及び正Ｃプレート層の２層構造により作製するようにして、この１／２波長位相差層３４の正Ｃプレート層により１／４波長分の面内位相差に対応する厚み方向位相差値Ｒｔｈ（５５０）を確保するようにしてもよい。

以上の構成によれば、１／２波長位相差層、１／４波長位相差層の積層構造により１／４波長板を構成することにより、広い波長帯域で充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

〔第４実施形態〕
図７は、本発明の第４実施形態に係る画像表示パネルを示す図である。この画像表示パネル４１は、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）方式又はＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）方式による液晶表示パネルであり、ＩＰＳ方式又はＦＦＳ方式に係る透明電極、配向層等を作製してなる透明基材により液晶材料を挟持して液晶セル４２が作製される。この画像表示パネル４１は、この液晶セル４２の両面にそれぞれ直線偏光板４３、４４が配置され、一方の直線偏光板４３の側にバックライト４６が配置される。

またこのバックライト４６とは逆側には、直線偏光板４４と液晶セル４２との間に１／２波長板４５が配置され、この１／２波長板４５による光学補償により、充分に透過光を遮光できるように構成される。この実施形態では、１／２波長板４５に、第１実施形態及び第２実施形態について上述した１／４波長板の構成が、位相差層の厚みを１／２波長に対応する厚みに設定して適用される。

この実施形態では、ＩＰＳ方式、ＦＦＳ方式に係る液晶表示パネルの光学補償に適用する場合であっても、Ａプレートとして機能する位相差層を備える光学フィルムに関して、充分な視野角特性を確保した上で、構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

〔第５実施形態〕
この実施形態では、例えば２軸延伸ＰＥＴフィルム等の、水平配向規制力を備えた透明フィルム材を基材に適用することにより、配向層６を省略して、上述の実施形態に係る転写フィルム、光学フィルムを構成する。この実施形態では、この基材及び配向層に関する構成が異なる点を除いて、上述の実施形態と同一に構成される。

この実施形態のように、水平配向規制力を備えた透明フィルム材を基材に適用して配向層を省略するようにしても、第１〜第４実施形態と同様の効果を得ることができる。またこの実施形態では、一段と構成、工程を簡略化し、さらに品質を向上することができる。

〔第６実施形態〕
この実施形態では、透明フィルム材による基材に垂直配向層を作製し、これにより基材近傍に正Ｃプレート層を作製する。また基材の面内方向への電界、磁界の印加により基材より遠ざかった部位に、Ａプレート層を作製する。

このように正Ｃプレート層とＡプレート層とを入れ代えて配置するようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に組み合わせ、さらには上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、反射防止、光学補償に係る光学フィルムに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ａプレートとして機能する位相差層を備えた種々の光学フィルムに広く適用することができる。

図８は、本発明の実施例の説明に供する図である。実施例１、２は、第１実施形態の転写フィルムに係る実施例であり、それぞれ基材１１に２軸延伸ＰＥＴフィルム及びガラス基板を適用して光配向層を設けたものである。これら実施例１、２における光配向層は、直線偏光による紫外線を光量３０ｍＪ／ｃｍ^２により照射して作製し、配向層との界面におけるチルト角は０度である。

実施例３は、第５実施形態に係る実施例であり、基材に２軸延伸ＰＥＴフィルムを適用して、この基材の配向規制力により液晶材料を水平配向させて位相差層を作製したものである。これによりこの実施例３では、基材との界面におけるチルト角は０度である。

実施例４、５は、第６実施形態に係る実施例であり、それぞれ基材に２軸延伸ＰＥＴフィルム、ガラス基板を適用して、垂直配向層を作製し、この垂直配向層の配向規制力により液晶材料を垂直配向させて位相差層を作製したものである。これによりこの実施例４、５では、垂直配向層との界面におけるチルト角は９０度である。

これら実施例１〜実施例５では、位相差層の塗工液を塗工した後、乾燥させ、その後、厚み方向又は面内方向に磁界を印加した状態で、紫外線の照射により硬化させて位相差層を作製した。

比較例は、基材に２軸延伸ＰＥＴフィルムを適用し、基材の上にポリイミド樹脂層を作製した後、ラビング処理し、これによりラビング処理による配向層を作製したものである。これにより比較例では、配向層との界面におけるチルト角は５度であった。なおこれらチルト角の計測は、作製したサンプルの断面を切削して薄膜による検査試料を作製し、この検査試料を偏光顕微鏡に設置し、偏光板クロスニコル下において、基材面を０度として断面の液晶の遅相軸を調べることにより実行した。

なおこれら実施例１〜５、比較例においては、重合性棒状液晶材料にＲＭＭ２８Ｂ（メルク社製）を適用した。

これら実施例１〜５、比較例において、位相差層の進相軸、遅相軸をそれぞれ基準軸（回転軸）に設定して、基準軸回りに位相差層への入射角を変化させて位相差値を計測し、それぞれ極値となる入射角を計測した。この計測には例えば王子計測機器社製ＫＯＢＲＡ−ＷＲを使用することができる。なおこの計測は、それぞれ３箇所で実行した。

実施例１〜５では、極値となる入射角が最大でも５度であり、これにより充分に光学特性の偏りが防止されているものの、比較例では、極値となる入射角が大きく、これにより光学特性に偏りが発生していることが判る。

１、２１、３１ 画像表示装置
２、４２ 画像表示パネル
３、１３、１５、３３ 光学フィルム
４、４３、４４ 直線偏光板
５ １／４波長板
６ 配向層
７ １／４波長位相差層
８ Ａプレート層
９ 正Ｃプレート層
１０ 転写フィルム
１１、２２ 基材
３４ １／２波長位相差層
４２ 液晶セル
４５ １／２波長板
４６ バックライト

Claims (10)

1. 透明基材上に、位相差層を備えた光学フィルムであって、
   前記位相差層は、
   重合性棒状液晶材料からなる１層の位相差層であり、
   正面位相差Ｒｅと厚み位相差Ｒｔｈとを用いてＮＺ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５で表されるＮＺ係数が、１未満であり、
   前記位相差層の進相軸を基準軸に設定して、前記基準軸回りに前記位相差層への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下であり、
   前記位相差層の遅相軸を基準軸に設定して、前記基準軸回りに前記位相差層への入射角を変化させた位相差値Ｒｅの計測結果において、位相差値Ｒｅが極値となる入射角が１０度以下である
   光学フィルム。
   但し、正面位相差Ｒｅ、厚み位相差Ｒｔｈ、ＮＺ係数は、波長５５０ｎｍによる値である。
2. 前記位相差層は、
   Ａプレートとして機能するＡプレート層と、正Ｃプレートとして機能する正Ｃプレート層との積層構造を備える
   請求項１に記載の光学フィルム。
3. 前記透明基材上に配向層が設けられ、
   前記位相差層は、
   前記配向層の配向規制力により前記重合性棒状液晶材料が配向して前記Ａプレート層が形成され、
   前記配向層とは逆側に前記正Ｃプレート層が形成された
   請求項２に記載の光学フィルム。
4. 前記透明基材が、
   延伸フィルムであり、
   前記位相差層は、
   前記透明基材の配向規制力により前記重合性棒状液晶材料が配向して前記Ａプレート層が形成され、
   前記透明基材とは逆側に前記正Ｃプレート層が形成された
   請求項２に記載の光学フィルム。
5. 前記透明基材上に配向層が設けられ、
   前記位相差層は、
   前記配向層の配向規制力により前記重合性棒状液晶材料が配向して前記正Ｃプレート層が形成され、
   前記配向層とは逆側に前記Ａプレート層が形成された
   請求項２に記載の光学フィルム。
6. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５の何れかに記載の光学フィルムを、画像表示パネルのパネル面に備える
   画像表示装置。
7. 水平方向の配向規制力を発現する配向層を基材に作製する配向層作製工程と、
   前記配向層の上に、液晶材料による塗工液を塗工して液晶材料層を作製する液晶材料塗工工程と、
   前記配向層の配向規制力により前記液晶材料層の前記配向層の近傍領域は前記液晶材料を水平配向させ、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を垂直配向させた状態で、前記液晶材料層を硬化させて位相差層を作製する硬化工程とを備える
   光学フィルムの製造方法。
8. 前記硬化工程は、
   前記液晶材料層の厚み方向に磁界を印加することにより、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を垂直配向させる
   請求項７に記載の光学フィルムの製造方法。
9. 水平方向の配向規制力を備えた透明フィルム材による基材に、液晶材料による塗工液を塗工して液晶材料層を作製する液晶材料塗工工程と、
   前記基材の配向規制力により前記液晶材料層の前記基材の近傍領域は前記液晶材料を水平配向させ、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を垂直配向させた状態で、前記液晶材料層を硬化させて位相差層を作製する硬化工程とを備える
   光学フィルムの製造方法。
10. 垂直方向の配向規制力を発現する配向層を基材に作製する配向層作製工程と、
    前記配向層の上に、液晶材料による塗工液を塗工して液晶材料層を作製する液晶材料塗工工程と、
    前記配向層の配向規制力により前記液晶材料層の前記配向層の近傍領域は前記液晶材料を垂直配向させ、前記液晶材料層の前記近傍領域を除く領域では前記液晶材料を水平配向させた状態で、前記液晶材料層を硬化させて位相差層を作製する硬化工程とを備える
    光学フィルムの製造方法。