JP4059683B2 - Birefringent film, method for producing the same, optical film, and image display device - Google Patents

Description

（ただし、Ｒ¹ は水素原子またはメチル基を、ａは１〜６の正の整数を、Ｘ¹ は−ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ−基を、Ｒ² はシアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、フルオロ基または炭素数１〜６のアルキル基を、ｂおよびｃは１または２の整数を示す。）で表されるモノマーユニットがあげられる。
【００１８】
またモノマーユニット（ｂ）は、直鎖状側鎖を有するものであり、たとえば、一般式（ｂ）：
【化２】

（ただし、Ｒ³ は水素原子またはメチル基を、Ｒ⁴ は炭素数１〜２２のアルキル基、炭素数１〜２２のフルオロアルキル基、または一般式（ｂ１）：
【化３】

ただし、ｄは１〜６の正の整数を、Ｒ⁵ は炭素数１〜６のアルキル基を示す。）で表されるモノマーユニットがあげられる。
【００１９】
また、モノマーユニット（ａ）とモノマーユニット（ｂ）の割合は、特に制限されるものではなく、モノマーユニットの種類によっても異なるが、モノマーユニット（ｂ）の割合が多くなると側鎖型液晶ポリマーが液晶モノドメイン配向性を示さなくなるため、（ｂ）／｛（ａ）＋（ｂ）｝＝０．０１〜０．８（モル比）とするのが好ましい。特に０．１〜０．５とするのがより好ましい。
【００２０】
またホメオトロピック配向性液晶ポリマーとしては、前記液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニット（ａ）と脂環族環状構造を有する液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニット（ｃ）を含有する側鎖型液晶ポリマーがあげられる。
【００２１】
前記モノマーユニット（ｃ）はネマチック液晶性を有する側鎖を有するものであり、たとえば、一般式（ｃ）：
【化４】

（ただし、Ｒ⁶ 水素原子またはメチル基を、ｈは１〜６の正の整数を、Ｘ² は−ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ−基を、ｅとｇは１または２の整数を、ｆは０〜２の整数を、Ｒ⁷ はシアノ基、炭素数１〜１２のアルキル基を示す。）で表されるモノマーユニットがあげられる。
【００２２】
また、モノマーユニット（ａ）とモノマーユニット（ｃ）の割合は、特に制限されるものではなく、モノマーユニットの種類によっても異なるが、モノマーユニット（ｃ）の割合が多くなると側鎖型液晶ポリマーが液晶モノドメイン配向性を示さなくなるため、（ｃ）／｛（ａ）＋（ｃ）｝＝０．０１〜０．８（モル比）とするのが好ましい。特に０．１〜０．６とするのがより好ましい。
【００２３】
ホメオトロピック配向性液晶ポリマーは、前記例示のモノマーユニットを有するものに限られず、また前記例示モノマーユニットは適宜に組み合わせることができる。
【００２４】
前記側鎖型液晶ポリマーの重量平均分子量は、２千〜１０万であるのが好ましい。重量平均分子量をかかる範囲に調整することにより液晶ポリマーとしての性能を発揮する。側鎖型液晶ポリマーの重量平均分子量が過少では配向層の成膜性に乏しくなる傾向があるため、重量平均分子量は２．５千以上とするのがより好ましい。一方、重量平均分子量が過多では液晶としての配向性に乏しくなって均一な配向状態を形成しにくくなる傾向があるため、重量平均分子量は５万以下とするのがより好ましい。
【００２５】
なお、前記例示の側鎖型液晶ポリマーは、前記モノマーユニット（ａ）、モノマーユニット（ｂ）、モノマーユニット（ｃ）に対応するアクリル系モノマーまたはメタクリル系モノマーを共重合することにより調製できる。なお、モノマーユニット（ａ）、モノマーユニット（ｂ）、モノマーユニット（ｃ）に対応するモノマーは公知の方法により合成できる。共重合体の調製は、例えばラジカル重合方式、カチオン重合方式、アニオン重合方式などの通例のアクリル系モノマー等の重合方式に準じて行うことができる。なお、ラジカル重合方式を適用する場合、各種の重合開始剤を用いうるが、そのうちアゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルなどの分解温度が高くもなく、かつ低くもない中間的温度で分解するものが好ましく用いられる。
【００２６】
前記側鎖型液晶ポリマーには、光重合性液晶化合物を配合して液晶性組成物とすることができる。前記側鎖型液晶ポリマーは垂直配向膜を使用することなく基板上でフィルムを形成できるため、液晶フィルムのＴｇが低く設計されている。これら液晶フィルムには液晶ディプレイ等の用途として用いうる耐久性を向上させるには、光重合性液晶化合物を含有させたホメオトロピック配向液晶性組成物を用いるのが好ましい。ホメオトロピック配向液晶性組成物は、配向、固定化した後、紫外線等の光照射する。
【００２７】
光重合性液晶化合物は、光重合性官能基として、たとえば、アクリロイル基またはメタクリロイル基等の不飽和二重結合を少なくとも１つ有する液晶性化合物であり、ネマチック液晶性のものが賞用される。かかる光重合性液晶化合物としては、前記モノマーユニット（ａ）となるアクリレートやメタクリレートを例示できる。光重合性液晶化合物として、耐久性を向上させるには、光重合性官能基を２つ以上有するものが好ましい。このような光重合性液晶化合物として、たとえば、下記化５：
【化５】

（式中、Ｒは水素原子またはメチル基を、ＡおよびＤはそれぞれ独立して１，４−フェニレン基または１，４−シクロヘキシレン基を、Ｘはそれぞれ独立して−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基または−Ｏ−基を、Ｂは１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、４，４’−ビフェニレン基または４，４’−ビシクロヘキシレン基を、ｍおよびｎはそれぞれ独立して２〜６の整数を示す。）で表される架橋型ネマチック性液晶モノマー等を例示できる。また、光重合性液晶化合物としては、前記化５における末端の「Ｈ₂ Ｃ＝ＣＲ−ＣＯ₂ −」を、ビニルエーテル基またはエポキシ基に置換した化合物や、「−（ＣＨ₂ ）_m −」および／または「−（ＣＨ₂ ）_n −」を「−（ＣＨ₂ ）₃ −Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−（ＣＨ₂ ）₂ −」または「−（ＣＨ₂ ）₂ −Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−（ＣＨ₂ ）₃ −」に置換した化合物を例示できる。
【００２８】
上記光重合性液晶化合物は、熱処理により液晶状態として、たとえば、ネマチック液晶層を発現させて側鎖型液晶ポリマーとともに配向させることができ、その後に光重合性液晶化合物を重合または架橋させることにより得られる複屈折フィルムの耐久性を向上させることができる。
【００２９】
液晶性組成物中の光重合性液晶化合物と側鎖型液晶ポリマーの比率は、特に制限されず、得られる複屈折性フィルムの耐久性等を考慮して適宜に決定されるが、通常、光重合性液晶化合物：側鎖型液晶ポリマー（重量比）＝０．１：１〜３０：１程度が好ましく、特に０．５：１〜２０：１が好ましく、さらには１：１〜１０：１が好ましい。
【００３０】
前記液晶性組成物中には、通常、光重合開始剤を含有する。光重合開始剤は各種のものを特に制限なく使用できる。光重合開始剤としては、たとえば、チバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７，同１８４、同６５１、同３６９などを例示できる。光重合開始剤の添加量は、光重合液晶化合物の種類、液晶性組成物の配合比等を考慮して、液晶性組成物のホメオトロピック配向性を乱さない程度に加えられる。通常、光重合性液晶化合物１００重量部に対して、０．５〜３０重量部程度が好ましい。
【００３１】
複屈折性フィルムの作製は、配向基板上に、前記液晶ポリマーを塗工し、次いで当該液晶ポリマーを液晶状態においてホメオトロピック配向させ、その配向状態を維持した状態で固定化することにより行う。また前記側鎖型液晶ポリマーと光重合性液晶化合物を含有してなる液晶性組成物を用いる場合には、これを配向基板に塗工後、次いで当該液晶性組成物を液晶状態においてホメオトロピック配向させ、その配向状態を維持した状態で光照射する。
【００３２】
配向基板としては、従来より知られている各種のものを使用でき、たとえば、透明な基材上にポリイミドやポリビニルアルコール等からなる配向膜を形成してそれをラビングする方法により形成したもの、透明なフィルムを延伸処理した延伸フィルム、シンナメート骨格やアゾベンゼン骨格を有するポリマーまたはポリイミドに偏光紫外線を照射したもの等を用いることができる。なお、配向基板の形成に用いる透明基材は液晶ポリマーを配向させる温度で変化しないものであれば特に制限はなく、たとえば、単層または積層の各種プラスチックフィルムやガラス板等を使用できる。また、延伸フィルムとしては 一軸または二軸延伸ポリエチレンテレフタレートが好適に用いられる。配向基板の厚さは、通常、１０〜１０００μｍ程度である。
【００３３】
前記配向基板上にはアンカーコート層を形成することができる。当該アンカーコート層によって基板の強度を向上させることができる。
【００３４】
アンカーコート材料としては、金属アルコキシド、特に金属シリコンアルコキシドゾルが賞用される。金属アルコキシドは、通常アルコール系の溶液として用いられる。アンカーコート層は、均一で、かつ柔軟性のある膜が必要なため、アンカーコート層の厚みは０．０４〜２μｍ程度が好ましく、０．０５〜０．２μｍ程度がより好ましい。
【００３５】
上記のアンカーコート材料を、基板上に塗工する方法としては、例えばロールコート法、グラビアコート法、スピンコート法、バーコート法などを採用することができる。前記溶液は、塗工後、溶媒を除去し、加熱によりゾルゲル反応を促進させることで、透明ガラス質高分子膜を形成する。金属シリコンアルコキシドゾルからは金属シリコンアルコキシドゲル層が形成される。溶媒除去や反応を促進する方法としては、通常、室温での乾燥、乾燥炉での乾燥、ホットプレート上での加熱などが利用される。
【００３６】
なお、前記基板がアンカーコート層を有する場合には、基板とアンカーコート層の間にバインダー層を設けたり、アンカーコート層に基板との密着性を強化する材料を含有させることにより、基板とアンカーコート層の密着性を向上させることができる。基板とアンカーコート層の密着性の向上により、アンカーコート層と前記液晶フィルムの界面で剥離が生じ易くなり、前記液晶フィルムに位相差機能を有する延伸フィルムを貼り付けた後に、基板を容易に剥離することができる。
【００３７】
前記バインダー層の形成に用いるバインダー材料は、基板（特にポリマー物質）とアンカーコート層（透明ガラス質高分子膜）との密着性を向上できるものを特に制限なく使用することができる。バインダー材料としては、たとえば、カップリング剤があげられる。カップリング剤は、基板（特にポリマー物質）とアンカーコート層（透明ガラス質高分子膜）の両者と結合し易い官能基を有するものであり、たとえば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤等を例示できる。これらのなかでもシランカップリング剤が密着性の向上効果が大きい。基板との密着性を強化する材料としては、前記カップリング剤を用いることができる。当該カップリング剤としてもシランカップリング剤が好適である。
【００３８】
上記バインダー材料は適宜に溶媒で希釈したものを基板上に塗工する。塗工方法としては、例えばロールコート法、グラビアコート法、スピンコート法、バーコート法などを採用することができる。塗工後、溶媒を除去し、加熱によりや反応を促進する方法としては、通常、室温での乾燥、乾燥炉での乾燥、ホットプレート上での加熱などが利用される。
【００３９】
前記液晶ポリマーまたは液晶性組成物を配向基板に塗工する方法は、当該液晶ポリマーまたは液晶性組成物を溶媒に溶解した溶液を用いる溶液塗工方法または当該液晶ポリマーまたは液晶性組成物を溶融して溶融塗工する方法が挙げられるが、この中でも溶液塗工方法にて配向基板上に液晶ポリマーまたは液晶性組成物の溶液を塗工する方法が好ましい。
【００４０】
前記溶液を調製する際に用いられる溶媒としては、液晶ポリマー、光重合性液晶化合物や基板の種類により異なり一概には言えないが、通常、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノールなどのフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキベンゼンなどの芳香族炭化水素類、その他、アセトン、酢酸エチル、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレンブリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化炭素、シクロヘキサノンなどを用いることができる。溶液の濃度は、液晶ポリマーまたは液晶性組成物の溶解性や最終的に目的とする配向液晶層の膜厚に依存するため一概には言えないが、通常３〜５０重量％、好ましくは７〜３０重量％の範囲である。
【００４１】
塗工された前記液晶ポリマーまたは液晶性組成物から形成される複屈折性フィルムの厚みは０．１〜２０μｍ程度とするのが好ましい。特に複屈折性フィルムの膜厚を精密に制御する必要がある場合には、膜厚が基板に塗工する段階でほぼ決まるため、溶液の濃度、塗工膜の膜厚などの制御は特に注意を払う必要がある。
【００４２】
上記の溶媒を用いて所望の濃度に調整した液晶ポリマーまたは液晶性組成物の溶液を、配向基板に塗工する方法としては、例えば、ロールコート法、グラビアコート法、スピンコート法、バーコート法などを採用することができる。塗工後、溶媒を除去し、基板上に液晶ポリマー層または液晶性組成物層を形成させる。溶媒の除去条件は、特に限定されず、溶媒をおおむね除去でき、液晶ポリマー層または液晶性組成物層が流動したり、流れ落ちたりさえしなければ良い。通常、室温での乾燥、乾燥炉ての乾燥、ホットプレート上での加熱などを利用して溶媒を除去する。
【００４３】
次いで、配向基板上に形成された液晶ポリマー層または液晶性組成物層を液晶状態とし配向させる。たとえば、液晶ポリマーまたは液晶性組成物が液晶温度範囲になるように熱処理を行い、液晶状態において配向させる。熱処理方法としては、上記の乾燥方法と同様の方法で行うことができる。熱処理温度は、使用する液晶ポリマーまたは液晶性組成物と配向基板の種類により異なるため一概には言えないが、通常６０〜３００℃、好ましくは７０〜２００℃の範囲において行う。また熱処理時間は、熱処理温度および使用する液晶ポリマーまたは液晶性組成物や配向基板の種類によって異なるため一概には言えないが、通常１０秒〜２時間、好ましくは２０秒〜３０分の範囲で選択される。
【００４４】
前記乾燥温度、配向温度を制御することにドメインＡ：ドメインＢの割合を調整することができる。乾燥温度、配向温度が低くなり、また短くなると位相差の小さい複屈折性フィルムが得られる。
【００４５】
熱処理終了後、冷却操作を行う。冷却操作としては、熱処理後の複屈折性フィルムを、熱処理操作における加熱雰囲気中から、室温中に出すことによって行うことができる。また空冷、水冷などの強制冷却を行ってもよい。前記液晶ポリマーは、液晶ポリマーのガラス転移温度以下に冷却することにより配向が固定化される。
【００４６】
液晶性組成物の場合には、光照射を行い光重合性液晶化合物を重合または架橋する。光照射は、たとえば、紫外線照射により行う。紫外線照射条件は、十分に反応を促進するために、不活性気体雰囲気中とすることが好ましい。通常、約８０〜１６０ｍＷ／ｃｍ² の照度を有する高圧水銀紫外ランプが代表的に用いられる。メタハライドＵＶランプや白熱管などの別種ランプを使用することもできる。なお、紫外線照射時の液晶層表面温度が液晶温度範囲内になるように、コールドミラー、水冷その他の冷却処理あるいはライン速度を速くするなどして適宜に調整する。
【００４７】
こうして得られた複屈折性フィルムは、基板から剥離して用いてもよいし、剥離することなく基板上に形成されたまま用いてもよい。
【００４８】
本発明の複屈折性フィルムは、単独で位相差フィルム（位相差板）、視角補償フィルム、光学補償フィルムとして使用でき、実用に際して偏光板等の他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。
【００４９】
液晶表示装置等の画像表示装置に適用される光学フィルムには偏光板が用いられる。偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものである。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（沃素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。
【００５０】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００５１】
前記偏光子の片側または両側に設けられている保護フィルムには、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記保護フィルムの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどがあげられる。保護フィルムの厚さは、一般には５００μｍ以下であり、１〜３００μｍが好ましい。特に５〜２００μｍとするのが好ましい。
【００５２】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系接着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【００５３】
前記保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
【００５４】
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００５５】
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００５６】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００５７】
前記偏光板は、位相差板を積層された楕円偏光板または円偏光板として用いることができる。前記楕円偏光板または円偏光板について説明する。これらは位相差板により直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／4 波長板（λ／4 板とも言う）が用いられる。１／2 波長板（λ／2 板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００５８】
楕円偏光板はスパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００５９】
位相差板には、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどを使用することができ、また使用目的に応じた適宜な位相差を有する２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。位相差板としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーなどの液晶材料からなる配向フィルム、液晶材料の配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。本発明の複屈折性フィルムはかかる位相差板として用いることができる。
【００６０】
また前記複屈折性フィルムは、前述の通り、視角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。
【００６１】
このような視角補償位相差板としては、他に二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償フィルムは、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的として適宜に組み合わせることができる。
【００６２】
また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００６３】
前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、楕円偏光板または円偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板があげられる。
【００６４】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００６５】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００６６】
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００６７】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００６８】
偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示当に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００６９】
前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。
【００７０】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００７１】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００７２】
なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００７３】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００７４】
上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することができるが、予め積層して楕円偏光板等の光学フィルムとしたのものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００７５】
本発明の光学フィルムには、粘着層を設けることもできる。粘着剤層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００７６】
粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００７７】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００７８】
粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００７９】
光学フィルムの片面又は両面への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または光学フィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを偏光板上または光学フィルム上に移着する方式などがあげられる。
【００８０】
粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００８１】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００８２】
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学フィルム等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００８３】
本発明の光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００８４】
液晶セルの片側又は両側に前記光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００８５】
次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００８６】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００８７】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００８８】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００８９】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【００９０】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1 ／4 波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／4 に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００９１】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相板が1 ／4 波長板でしかも偏光板と位相板との偏光方向のなす角がπ／4 のときには円偏光となる。
【００９２】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００９３】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００９４】
実施例１
【化６】

上記の化６（式中の数字はモノマーユニットのモル％を示し、便宜的にブロック体で表示している、重量平均分子量５０００）に示される側鎖型液晶ポリマーを約２０重量％の濃度になるようにシクロヘキサノン（溶媒）で溶解した。次いで、当該溶液を７５μｍ厚の二軸延伸ポリエチレンテタレートフィルム上に塗布し、溶媒を揮発除去した後、１２０℃に加熱して液晶を配向させ冷却することで複屈折性フィルムを得た。
【００９５】
実施例２
上記の化６に示される側鎖型液晶ポリマーとネマチック液晶層を示す光重合性液晶化合物（ＢＡＳＦ社製，ＰａｌｉｏｃｏｌｏｒＬＣ２４２）をそれぞれ同量混合し、さらに光重合開始剤（チバスペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア９０７）５重量％（対固形分）を約２０重量％の濃度になるようにシクロヘキサノンで溶解した。次いで、当該溶液を７５μｍ厚の二軸延伸ポリエチレンテタレートフィルム上に塗布し、溶媒を揮発除去した後、１２０℃に加熱して液晶を配向させ、さらにメタルハライドランプにより１００Ｗ／ｃｍ² のＵＶ照射を２秒間行い複屈折性フィルムを得た。
【００９６】
比較例１
厚さ５０μｍ、位相差が約０ｎｍのポリカーボネートフィルムの両面に、１６０℃での収縮率比（ＭＤ／ＴＤ）が１．４で厚さが２８μｍのポリプロピレンフィルムをアクリル系粘着剤を介して接着した。それを同時二軸延伸機にて１６０℃でＭＤ方向に１２％、ＴＤ方向に４％収縮させたのち剥離して、複屈折性フィルムを得た。
【００９７】
比較例２
上記化６に示される側鎖型液晶ポリマーを約２０重量％の濃度になるようにシクロヘキサノンで溶解した。次いで、当該溶液をレシチン（垂直配向膜）を塗布したポリエチレンテタレートフィルム上に塗布し、溶媒を揮発除去した後、１２０℃に加熱して液晶を配向させ冷却することで複屈折性フィルムを得た。
【００９８】
比較例３
ネマチック液晶層を示す光重合性液晶化合物（ＢＡＳＦ社製，ＰａｌｉｏｃｏｌｏｒＬＣ２４２）、光重合開始剤（チバスペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア９０７）５重量％（対固形分）を約２０重量％の濃度になるようにシクロヘキサノン（溶媒）で溶解した。次いで、当該溶液を７５μｍ厚の二軸延伸ポリエチレンテタレートフィルム上に塗布し、溶媒を揮発除去した後、１２０℃に加熱して液晶を配向させ、さらにメタルハライドランプにより１００Ｗ／ｃｍ² のＵＶ照射を２秒間行い複屈折性フィルムを得た。
【００９９】
評価試験
実施例、比較例で得た複屈折性フィルムについて、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１００】
（１）厚み（ｄ）を、大塚電子製のＭＣＰＤ−２０００（干渉法）により測定した。
【０１０１】
（２）面内位相差（ｎｘ−ｎｙ）×ｄと厚み方向位相差（ｎｘ−ｎｚ）×ｄを、王子計測機器製の自動複屈折測定装置ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ（平行ニコル回転法）により測定した。
【０１０２】
（３）複屈折性フィルム中の明部分をドメインＡ（ｎｚ＞ｎｘ≧ｎｙ）とし、暗部分をドメインＢ（ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚまたはｎｘ＞ｎｚ≧ｎｙ）とし、それぞれを確認した。またドメインＡとドメインＢの最大径（μｍ）をデジタルマイクロスコープにより測定した。その平均値を示す。また、ドメインＡとドメインＢの割合を示す。
【０１０３】
（４）実施例、比較例を１００回繰り返し、複屈折性フィルムが得られた場合の割合（％）を歩留まりとした。
【０１０４】
【表１】

比較例ではドメインは認められない。なお、比較例２、３はＡの屈折率またはＢの屈折率によりフィルムが形成されている。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a birefringent film and a method for producing the same. Furthermore, it is related with the optical film using the said birefringent film. The birefringent film can be used as an optical film such as a retardation plate, a viewing angle compensation film, an optical compensation film, and an elliptically polarizing film alone or in combination with other films. Further, the present invention relates to an image display device such as a liquid crystal display device, an organic EL display device, and a PDP using the optical film.
[0002]
[Prior art]
In an image display device such as a liquid crystal display device, contrast and the like change with a change in viewing angle due to birefringence by liquid crystal or the like. In order to prevent such a contrast change and the like, in a liquid crystal display device or the like, a technique has been proposed in which a retardation plate is disposed in a liquid crystal cell and optical characteristics based on birefringence are compensated to improve viewing angle characteristics. As the compensation retardation plate, a uniaxial or biaxial stretched film such as polycarbonate is usually used.
[0003]
In JP-A-5-157911, after a heat-shrinkable film is bonded to one or both sides of a resin film, a heat-stretching treatment is performed to give a shrinkage force in a direction perpendicular to the direction of stretching of the resin film. A method of manufacturing is disclosed. According to this manufacturing method, since the film is also stretched in the thickness direction, when the in-plane main refractive index is nx, ny, the refractive index in the thickness direction is nz, and nx> ny, A stretched film having a ratio of nz> nx ≧ ny is obtained.
[0004]
However, in the manufacturing method, since the resin film is thermally contracted by the heat shrink film, the yield of the obtained stretched film is deteriorated. Moreover, since the heat-shrinkable film is bonded and peeled after stretching, an increase in the number of steps also causes a decrease in yield. Moreover, in the said manufacturing method, since the film is extended | stretched in the thickness direction, thickness of the stretched film obtained increases rather than the resin film. The thickness of the stretched polycarbonate film obtained by the above production method is usually about 30 to 80 μm, which is not sufficient for the thinning required for liquid crystal display devices and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of this invention is to provide the birefringent film which can control the refractive index in a film surface, and the refractive index of the thickness direction, and its manufacturing method. Furthermore, it aims at providing the optical film using the said birefringent film, and also the image display apparatus using the said optical film.
[0006]
[Means for solving problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the object can be achieved by a birefringent film shown below, and have completed the present invention.
[0007]
That is, the present invention is a birefringent film formed of a liquid crystal polymer, wherein the main refractive index in two directions in the film plane is nx, ny (where nx ≧ ny), and the refractive index in the thickness direction is nz. And in the case of thickness d (nm), in-plane retardation: (nx−ny) × d = 1 to 1000, thickness direction retardation: (nx−nz) × d = −1000 to 1000 The birefringent film characterized by this.
[0008]
The birefringent film of the present invention has birefringence in the film plane and in the thickness direction, and has both of these properties. Therefore, it is possible to control the refractive index in the film plane and in the thickness direction, and highly compensate for changes in display characteristics due to viewing angles based on birefringence in liquid crystal cells, etc., and achieve visibility such as contrast in a wide viewing angle range An excellent image display device such as a liquid crystal display device can be obtained. The thickness d is usually about 0.1 to 20 μm, and more preferably 1 to 10 μm. The in-plane retardation and the thickness direction retardation can be appropriately controlled according to the use for which the birefringent film is used. The in-plane retardation is preferably controlled to about 30 to 500. On the other hand, the thickness direction retardation is preferably controlled to about -30 to -500.
[0009]
The birefringent film contains a domain A having a refractive index satisfying nz> nx ≧ ny and a domain B having a refractive index satisfying nx ≧ ny> nz or nx> nz ≧ ny. Also in the birefringent film, the maximum diameter of the domain A and domain B are both Ru 0.01~5μm der. The maximum diameters of domain A and domain B are both preferably 0.01 to 3 μm. The ratio of domain A and domain B is not particularly limited, but is preferably an area ratio of domain A: domain B = 10: 90 to 90:10.
[0010]
The birefringent film can be controlled, for example, by mixing the domain A having birefringence and the domain B having birefringence in the plane.
[0011]
Further, the present invention is characterized in that a homeotropic alignment liquid crystal polymer is coated on an alignment substrate , and then the liquid crystal polymer is aligned in a liquid crystal state and fixed in a state in which the alignment state is maintained. The present invention relates to a method for producing a refractive film.
[0012]
In the present invention , a liquid crystal composition comprising a homeotropic alignment liquid crystal polymer and a photopolymerizable liquid crystal compound is coated on an alignment substrate , and then the liquid crystal composition is aligned in a liquid crystal state. It is related with the manufacturing method of the said birefringent film characterized by further irradiating light in the state which maintained the orientation state.
[0013]
The birefringent film of the present invention can be obtained by aligning a homeotropic alignment liquid crystal polymer in a plane direction. Therefore, the number of steps is smaller than that of the conventional method, and the yield can be improved. Further, since the film is formed by applying a liquid crystal polymer, it is possible to form a thin film having a thickness of 10 μm or less, which can sufficiently cope with the thinning required for an image display device such as a liquid crystal display device. The production method of the present invention is particularly effective when producing a birefringent film having a negative thickness direction retardation.
[0014]
The present invention also relates to an optical film, wherein at least one birefringent film is used. Furthermore, the present invention relates to an image display device to which the optical film is applied.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the birefringent film of the present invention, the main refractive index in two directions in the film plane is nx, ny (where nx ≧ ny), the refractive index in the thickness direction is nz, and the thickness is d (nm). And (nx−ny) × d = 1 to 1000 and (nx−nz) × d = −1000 to 1000 are not particularly limited.
[0016]
Such a birefringent film can be formed of, for example, a homeotropic alignment liquid crystal polymer. Examples of the liquid crystal polymer include a monomer unit (a) having a positive refractive index anisotropy and containing a liquid crystal fragment side chain and a monomer unit (b) containing a non-liquid crystal fragment side chain. Examples include chain-type liquid crystal polymers. The side-chain liquid crystal polymer can exhibit a homeotropic alignment by forming a nematic liquid crystal phase by, for example, a heat treatment without using a vertical alignment film.
[0017]
The monomer unit (a) has a side chain having nematic liquid crystallinity, for example, the general formula (a):
[Chemical 1]

(Wherein R ¹ represents a hydrogen atom or a methyl group, a represents a positive integer of 1 to 6, X ¹ represents a —CO ₂ — group or —OCO— group, R ² represents a cyano group, and has 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group, a fluoro group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and b and c each represent an integer of 1 or 2.).
[0018]
The monomer unit (b) has a linear side chain. For example, the monomer unit (b) has the general formula (b):
[Chemical 2]

(However, the R ³ is a hydrogen atom or a methyl group, R ⁴ is an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, fluoroalkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or the general formula, (b1):
[Chemical 3]

However, d is a positive integer from 1 to 6, R ⁵ represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ) Monomer units.
[0019]
Further, the ratio of the monomer unit (a) to the monomer unit (b) is not particularly limited and varies depending on the type of the monomer unit. However, when the ratio of the monomer unit (b) is increased, the side chain type liquid crystal polymer is changed. In order to stop showing liquid crystal monodomain orientation, it is preferable to set it as (b) / {(a) + (b)} = 0.01-0.8 (molar ratio). In particular, 0.1 to 0.5 is more preferable.
[0020]
Moreover, as a homeotropic alignment liquid crystal polymer, the side chain containing the monomer unit (a) containing the said liquid crystalline fragment side chain and the monomer unit (c) containing the liquid crystalline fragment side chain which has an alicyclic ring structure is mentioned. Type liquid crystal polymer.
[0021]
The monomer unit (c) has a side chain having nematic liquid crystallinity, for example, the general formula (c):
[Formula 4]

(Provided that the R ⁶ hydrogen atom or a methyl group, h is 1 to 6 positive integer, X ² is -CO ₂ - group or -OCO- group, e and g is 1 or 2 an integer, f Represents an integer of 0 to 2, and R ⁷ represents a cyano group and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.).
[0022]
Further, the ratio of the monomer unit (a) to the monomer unit (c) is not particularly limited and varies depending on the type of the monomer unit. However, when the ratio of the monomer unit (c) is increased, the side chain type liquid crystal polymer is changed. Since the liquid crystal monodomain orientation is not exhibited, it is preferable that (c) / {(a) + (c)} = 0.01 to 0.8 (molar ratio). In particular, 0.1 to 0.6 is more preferable.
[0023]
The homeotropic alignment liquid crystal polymer is not limited to those having the above exemplified monomer units, and the exemplified monomer units can be appropriately combined.
[0024]
The side chain type liquid crystal polymer preferably has a weight average molecular weight of 2,000 to 100,000. By adjusting the weight average molecular weight to such a range, performance as a liquid crystal polymer is exhibited. When the weight average molecular weight of the side chain type liquid crystal polymer is too small, the film forming property of the alignment layer tends to be poor. Therefore, the weight average molecular weight is more preferably 2.5000 or more. On the other hand, if the weight average molecular weight is excessive, the orientation as a liquid crystal tends to be poor and it becomes difficult to form a uniform alignment state. Therefore, the weight average molecular weight is more preferably 50,000 or less.
[0025]
The illustrated side chain type liquid crystal polymer can be prepared by copolymerizing an acrylic monomer or a methacrylic monomer corresponding to the monomer unit (a), the monomer unit (b), and the monomer unit (c). The monomers corresponding to the monomer unit (a), the monomer unit (b), and the monomer unit (c) can be synthesized by a known method. The copolymer can be prepared, for example, according to a polymerization method such as a conventional acrylic monomer such as a radical polymerization method, a cationic polymerization method, and an anionic polymerization method. When applying the radical polymerization method, various polymerization initiators can be used. Among them, decomposition temperatures such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide are not high and are not low. Those are preferably used.
[0026]
The side-chain liquid crystal polymer can be mixed with a photopolymerizable liquid crystal compound to form a liquid crystal composition. Since the side chain type liquid crystal polymer can form a film on a substrate without using a vertical alignment film, the Tg of the liquid crystal film is designed to be low. In order to improve the durability that can be used for applications such as a liquid crystal display for these liquid crystal films, it is preferable to use a homeotropic alignment liquid crystal composition containing a photopolymerizable liquid crystal compound. The homeotropic alignment liquid crystalline composition is aligned and fixed, and then irradiated with light such as ultraviolet rays.
[0027]
The photopolymerizable liquid crystal compound is a liquid crystal compound having at least one unsaturated double bond such as an acryloyl group or a methacryloyl group as a photopolymerizable functional group, and a nematic liquid crystal compound is awarded. Examples of such photopolymerizable liquid crystal compounds include acrylates and methacrylates that serve as the monomer unit (a). As the photopolymerizable liquid crystal compound, those having two or more photopolymerizable functional groups are preferable for improving durability. As such a photopolymerizable liquid crystal compound, for example,
[Chemical formula 5]

(In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, A and D are each independently 1,4-phenylene group or 1,4-cyclohexylene group, and X is each independently a —COO— group or —OCO group. -Group or -O- group, B is 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, 4,4'-biphenylene group or 4,4'-bicyclohexylene group, and m and n are each And a cross-linked nematic liquid crystal monomer represented by the following formula: Examples of the photopolymerizable liquid crystal compound include compounds in which the terminal “H ₂ C═CR—CO ₂ —” in Chemical Formula 5 is substituted with a vinyl ether group or an epoxy group, “— (CH ₂ ) _m —” and / or "- (CH _{2) n} -" and ^{_{"- (CH 2) 3 -C *}} H (CH 3) - (CH 2) 2 - " or ^{_{"- (CH 2) 2 -C *}} H (CH 3 )-(CH ₂ ) ₃ — ”.
[0028]
The photopolymerizable liquid crystal compound can be obtained by, for example, expressing a nematic liquid crystal layer and aligning it with a side chain liquid crystal polymer by heat treatment, and then polymerizing or crosslinking the photopolymerizable liquid crystal compound. The durability of the birefringent film obtained can be improved.
[0029]
The ratio of the photopolymerizable liquid crystal compound to the side chain type liquid crystal polymer in the liquid crystal composition is not particularly limited and is appropriately determined in consideration of the durability of the resulting birefringent film. Polymerizable liquid crystal compound: side chain type liquid crystal polymer (weight ratio) = 0.1: 1 to 30: 1 is preferable, 0.5: 1 to 20: 1 is particularly preferable, and 1: 1 to 10: 1 is more preferable. Is preferred.
[0030]
The liquid crystalline composition usually contains a photopolymerization initiator. Various photopolymerization initiators can be used without particular limitation. Examples of the photopolymerization initiator include Irgacure 907, 184, 651, and 369 manufactured by Ciba Specialty Chemicals. The addition amount of the photopolymerization initiator is added to such an extent that the homeotropic orientation of the liquid crystalline composition is not disturbed in consideration of the type of the photopolymerized liquid crystal compound, the blending ratio of the liquid crystalline composition, and the like. Usually, about 0.5-30 weight part is preferable with respect to 100 weight part of photopolymerizable liquid crystal compounds.
[0031]
The birefringent film is produced by coating the liquid crystal polymer on an alignment substrate , then homeotropically aligning the liquid crystal polymer in a liquid crystal state, and fixing the alignment state while maintaining the alignment state. In the case of using a liquid crystalline composition comprising the side chain type liquid crystal polymer and a photopolymerizable liquid crystal compound, after applying this to an alignment substrate, the liquid crystalline composition is then homeotropically aligned in a liquid crystal state. And irradiating with light while maintaining the alignment state.
[0032]
As the alignment substrate, various conventionally known substrates can be used. For example, a substrate formed by rubbing an alignment film made of polyimide or polyvinyl alcohol on a transparent substrate, transparent A stretched film obtained by stretching a simple film, a polymer having a cinnamate skeleton or an azobenzene skeleton, or a polyimide irradiated with polarized ultraviolet rays can be used. The transparent substrate used for forming the alignment substrate is not particularly limited as long as it does not change at the temperature at which the liquid crystal polymer is aligned, and for example, single layer or laminated various plastic films or glass plates can be used. As the stretched film, uniaxial or biaxially stretched polyethylene terephthalate is preferably used. The thickness of the alignment substrate is usually about 10 to 1000 μm.
[0033]
An anchor coat layer can be formed on the alignment substrate. The anchor coat layer can improve the strength of the substrate.
[0034]
As the anchor coat material, a metal alkoxide, particularly a metal silicon alkoxide sol is used. Metal alkoxides are usually used as alcoholic solutions. Since the anchor coat layer requires a uniform and flexible film, the thickness of the anchor coat layer is preferably about 0.04 to 2 μm, and more preferably about 0.05 to 0.2 μm.
[0035]
As a method for coating the anchor coating material on the substrate, for example, a roll coating method, a gravure coating method, a spin coating method, a bar coating method, or the like can be employed. After the coating, the solvent is removed, and the sol-gel reaction is accelerated by heating to form a transparent vitreous polymer film. A metal silicon alkoxide gel layer is formed from the metal silicon alkoxide sol. As a method for promoting solvent removal and reaction, drying at room temperature, drying in a drying furnace, heating on a hot plate, and the like are usually used.
[0036]
When the substrate has an anchor coat layer, a binder layer is provided between the substrate and the anchor coat layer, or a material that enhances adhesion to the substrate is contained in the anchor coat layer. The adhesion of the coat layer can be improved. Due to the improved adhesion between the substrate and the anchor coat layer, peeling is likely to occur at the interface between the anchor coat layer and the liquid crystal film, and the substrate is easily peeled off after a stretched film having a retardation function is attached to the liquid crystal film. can do.
[0037]
As the binder material used for forming the binder layer, a material capable of improving the adhesion between the substrate (particularly the polymer substance) and the anchor coat layer (transparent glassy polymer film) can be used without particular limitation. Examples of the binder material include a coupling agent. The coupling agent has a functional group that easily binds to both the substrate (particularly the polymer substance) and the anchor coat layer (transparent glassy polymer film). For example, the silane coupling agent, titanium coupling agent, zirconium A coupling agent etc. can be illustrated. Among these, the silane coupling agent has a great effect of improving adhesion. As a material that reinforces adhesion to the substrate, the above coupling agent can be used. A silane coupling agent is also suitable as the coupling agent.
[0038]
The binder material is appropriately diluted with a solvent and applied onto the substrate. As the coating method, for example, a roll coating method, a gravure coating method, a spin coating method, a bar coating method, or the like can be employed. As a method of removing the solvent after coating and promoting the reaction by heating, drying at room temperature, drying in a drying furnace, heating on a hot plate, or the like is usually used.
[0039]
The liquid crystal polymer or liquid crystal composition is applied to the alignment substrate by a solution coating method using a solution obtained by dissolving the liquid crystal polymer or liquid crystal composition in a solvent, or by melting the liquid crystal polymer or liquid crystal composition. Among them, a method of melt coating is mentioned, and among these, a method of coating a liquid crystal polymer or a liquid crystal composition solution on an alignment substrate by a solution coating method is preferable.
[0040]
The solvent used in preparing the solution differs depending on the type of liquid crystal polymer, photopolymerizable liquid crystal compound and substrate, and cannot generally be said, but usually chloroform, dichloromethane, dichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene Halogenated hydrocarbons such as phenol, phenols such as phenol and parachlorophenol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene and 1,2-dimethoxybenzene, other acetone, ethyl acetate, tert -Butyl alcohol, glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, ethylene bricol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-pyrrolidone N- methyl-2-pyrrolidone, pyridine, triethylamine, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, it can be used acetonitrile, butyronitrile, carbon disulfide, cyclohexanone and the like. Although the concentration of the solution depends on the solubility of the liquid crystal polymer or liquid crystal composition and the film thickness of the final oriented liquid crystal layer, it cannot be generally stated, but is usually 3 to 50% by weight, preferably 7 to It is in the range of 30% by weight.
[0041]
The thickness of the birefringent film formed from the coated liquid crystal polymer or liquid crystalline composition is preferably about 0.1 to 20 μm. Especially when it is necessary to precisely control the film thickness of the birefringent film, the film thickness is almost determined at the stage of coating on the substrate, so control the concentration of the solution and the film thickness of the coating film. Need to pay.
[0042]
Examples of a method for applying a liquid crystal polymer or liquid crystal composition solution adjusted to a desired concentration using the above solvent to an alignment substrate include, for example, a roll coating method, a gravure coating method, a spin coating method, and a bar coating method. Etc. can be adopted. After coating, the solvent is removed, and a liquid crystal polymer layer or a liquid crystal composition layer is formed on the substrate. The conditions for removing the solvent are not particularly limited, as long as the solvent can be generally removed and the liquid crystal polymer layer or the liquid crystal composition layer does not flow or even flow down. Usually, the solvent is removed by drying at room temperature, drying in a drying oven, heating on a hot plate, or the like.
[0043]
Next, the liquid crystal polymer layer or liquid crystal composition layer formed on the alignment substrate is aligned in a liquid crystal state. For example, the liquid crystal polymer or the liquid crystalline composition is heat-treated so as to be in a liquid crystal temperature range, and is aligned in a liquid crystal state. The heat treatment can be performed by the same method as the above drying method. The heat treatment temperature varies depending on the type of the liquid crystal polymer or liquid crystal composition used and the alignment substrate, and cannot be generally stated, but is usually in the range of 60 to 300 ° C., preferably 70 to 200 ° C. The heat treatment time varies depending on the heat treatment temperature and the type of liquid crystal polymer or liquid crystal composition or alignment substrate to be used, but cannot be generally specified, but is usually selected in the range of 10 seconds to 2 hours, preferably 20 seconds to 30 minutes. Is done.
[0044]
The ratio of domain A: domain B can be adjusted by controlling the drying temperature and the orientation temperature. A birefringent film having a small phase difference can be obtained when the drying temperature and the orientation temperature are lowered and shortened.
[0045]
After the heat treatment is completed, a cooling operation is performed. As the cooling operation, the birefringent film after the heat treatment can be performed by taking it out from the heating atmosphere in the heat treatment operation to room temperature. Moreover, you may perform forced cooling, such as air cooling and water cooling. The alignment of the liquid crystal polymer is fixed by cooling to a temperature lower than the glass transition temperature of the liquid crystal polymer.
[0046]
In the case of a liquid crystal composition, light irradiation is performed to polymerize or crosslink the photopolymerizable liquid crystal compound. Light irradiation is performed by, for example, ultraviolet irradiation. The ultraviolet irradiation conditions are preferably in an inert gas atmosphere in order to sufficiently promote the reaction. Usually, a high-pressure mercury ultraviolet lamp having an illuminance of about 80 to 160 mW / cm ² is typically used. Different types of lamps such as metahalide UV lamps and incandescent tubes can also be used. It should be noted that the liquid crystal layer surface temperature at the time of ultraviolet irradiation is appropriately adjusted by, for example, a cold mirror, water cooling or other cooling treatment, or by increasing the line speed.
[0047]
The birefringent film thus obtained may be used after being peeled from the substrate, or may be used as it is formed on the substrate without being peeled off.
[0048]
The birefringent film of the present invention can be used alone as a retardation film (retardation plate), a viewing angle compensation film, and an optical compensation film, and can be used as an optical film laminated with another optical layer such as a polarizing plate in practical use. it can.
[0049]
A polarizing plate is used for an optical film applied to an image display device such as a liquid crystal display device. The polarizing plate usually has a protective film on one side or both sides of the polarizer. The polarizer is not particularly limited, and various types can be used. Examples of the polarizer include hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol film, partially formalized polyvinyl alcohol film, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified film, and two colors such as iodine and dichroic dye. And polyene-based oriented films such as those obtained by adsorbing a volatile substance and uniaxially stretched, polyvinyl alcohol dehydrated products and polyvinyl chloride dehydrochlorinated products. Among these, those obtained by stretching a polyvinyl alcohol film and adsorbing and orienting a dichroic material (iodine, dye) are preferably used. The thickness of the polarizer is not particularly limited, but is generally about 5 to 80 μm.
[0050]
A polarizer obtained by dyeing a polyvinyl alcohol film with iodine and uniaxially stretching it can be produced, for example, by dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it 3 to 7 times the original length. If necessary, it can be immersed in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide. Further, if necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed before dyeing. In addition to washing the polyvinyl alcohol film surface and anti-blocking agent by washing the polyvinyl alcohol film with water, it also has the effect of preventing unevenness such as uneven dyeing by swelling the polyvinyl alcohol film. is there. Stretching may be performed after dyeing with iodine, may be performed while dyeing, or may be dyed with iodine after stretching. The film can be stretched in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide or in a water bath.
[0051]
The protective film provided on one side or both sides of the polarizer preferably has excellent transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding properties, isotropic properties, and the like. Examples of the material of the protective film include polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, polystyrene, acrylonitrile / styrene copolymers, and the like. Examples thereof include styrene polymers such as (AS resin) and polycarbonate polymers. Polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclo or norbornene structure, polyolefin polymers such as ethylene / propylene copolymers, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamide, imide polymers, sulfone polymers , Polyether sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, epoxy polymer, or the above Examples of polymers that form protective films include polymer blends. Other examples include films made of thermosetting or ultraviolet curable resins such as acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, and silicone. Generally the thickness of a protective film is 500 micrometers or less, and 1-300 micrometers is preferable. In particular, the thickness is preferably 5 to 200 μm.
[0052]
As the protective film, a cellulose polymer such as triacetyl cellulose is preferable from the viewpoints of polarization characteristics and durability. A triacetyl cellulose film is particularly preferable. In addition, when providing a protective film on both sides of a polarizer, the protective film which consists of the same polymer material may be used by the front and back, and the protective film which consists of a different polymer material etc. may be used. The polarizer and the protective film are usually in close contact with each other through an aqueous adhesive or the like. Examples of aqueous adhesives include polyvinyl alcohol adhesives, gelatin adhesives, vinyl latexes, aqueous polyurethanes, aqueous polyesters, and the like.
[0053]
As the protective film, a hard coat layer, an antireflection treatment, an anti-sticking treatment, or a treatment subjected to diffusion or anti-glare treatment can be used.
[0054]
Hard coat treatment is performed for the purpose of preventing scratches on the surface of the polarizing plate. For example, a cured film having excellent hardness and slipping properties with an appropriate ultraviolet curable resin such as acrylic or silicone is applied to the protective film. It can be formed by a method of adding to the surface. The antireflection treatment is performed for the purpose of preventing reflection of external light on the surface of the polarizing plate, and can be achieved by forming an antireflection film or the like according to the conventional art. In addition, the anti-sticking treatment is performed for the purpose of preventing adhesion with an adjacent layer.
[0055]
The anti-glare treatment is applied for the purpose of preventing the outside light from being reflected on the surface of the polarizing plate and obstructing the visibility of the light transmitted through the polarizing plate. For example, the surface is roughened by a sandblasting method or an embossing method. It can be formed by imparting a fine concavo-convex structure to the surface of the protective film by an appropriate method such as a blending method of transparent fine particles. Examples of the fine particles to be included in the formation of the surface fine concavo-convex structure include conductive materials made of silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide, and the like having an average particle diameter of 0.5 to 50 μm. In some cases, transparent fine particles such as inorganic fine particles, organic fine particles composed of a crosslinked or uncrosslinked polymer, and the like are used. When forming a surface fine uneven structure, the amount of fine particles used is generally about 2 to 50 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the transparent resin forming the surface fine uneven structure. The antiglare layer may also serve as a diffusion layer (viewing angle expanding function or the like) for diffusing the light transmitted through the polarizing plate to expand the viewing angle.
[0056]
The antireflection layer, antisticking layer, diffusion layer, antiglare layer, and the like can be provided on the protective film itself, or can be provided separately from the transparent protective layer as an optical layer.
[0057]
The polarizing plate can be used as an elliptically polarizing plate or a circularly polarizing plate on which retardation plates are laminated. The elliptically polarizing plate or the circularly polarizing plate will be described. These change the linearly polarized light into elliptically polarized light or circularly polarized light, change the elliptically polarized light or circularly polarized light into linearly polarized light, or change the polarization direction of the linearly polarized light. In particular, a so-called quarter wave plate (also referred to as a λ / 4 plate) is used as a retardation plate that changes linearly polarized light into circularly polarized light or changes circularly polarized light into linearly polarized light. A 1/2 wavelength plate (also referred to as a λ / 2 plate) is usually used when changing the polarization direction of linearly polarized light.
[0058]
The elliptically polarizing plate is effectively used for black-and-white display without coloring by compensating (preventing) the coloring (blue or yellow) caused by the birefringence of the liquid crystal layer of the Spirsist nematic (STN) type liquid crystal display device. It is done. Further, the one in which the three-dimensional refractive index is controlled is preferable because it can compensate (prevent) coloring that occurs when the screen of the liquid crystal display device is viewed from an oblique direction. The circularly polarizing plate is effectively used, for example, when adjusting the color tone of an image of a reflective liquid crystal display device in which an image is displayed in color, and also has an antireflection function.
[0059]
As the phase difference plate, for example, various wavelength plates or those for the purpose of compensating for coloring or viewing angle due to birefringence of the liquid crystal layer can be used, and two types having an appropriate phase difference according to the purpose of use. Optical properties such as retardation can be controlled by laminating the above retardation plates. As the retardation plate, a birefringent film formed by stretching a film made of an appropriate polymer such as polycarbonate, norbornene resin, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, polyamide, Examples thereof include an alignment film made of a liquid crystal material such as a liquid crystal polymer, and an alignment layer of the liquid crystal material supported by the film. The birefringent film of the present invention can be used as such a retardation plate.
[0060]
Further, as described above, the birefringent film is laminated on a polarizing plate as a viewing angle compensation film and used as a wide viewing angle polarizing plate. The viewing angle compensation film is a film for widening the viewing angle so that an image can be seen relatively clearly even when the screen of the liquid crystal display device is viewed from a slightly oblique direction rather than perpendicular to the screen.
[0061]
As such a viewing angle compensation retardation plate, a birefringent film that has been biaxially stretched or stretched in two orthogonal directions, a bidirectionally stretched film such as a tilted orientation film, and the like are used. Examples of the inclined alignment film include a film obtained by bonding a heat shrink film to a polymer film and stretching or / and shrinking the polymer film under the action of the contraction force by heating, and a film obtained by obliquely aligning a liquid crystal polymer. Can be mentioned. The viewing angle compensation film can be appropriately combined for the purpose of preventing coloring or the like due to a change in viewing angle based on a phase difference caused by a liquid crystal cell or increasing the viewing angle for good viewing.
[0062]
Also, from the viewpoint of achieving a wide viewing angle with good visibility, an optically compensated phase difference in which a liquid crystal polymer alignment layer, in particular an optically anisotropic layer composed of a discotic liquid crystal polymer gradient alignment layer, is supported by a triacetylcellulose film. A plate can be preferably used.
[0063]
In addition to the above, the optical layer laminated in practical use is not particularly limited. For example, one or more optical layers that may be used for forming a liquid crystal display device such as a reflective plate or a transflective plate are used. Can do. In particular, a reflective polarizing plate or a semi-transmissive polarizing plate in which an elliptical polarizing plate or a circular polarizing plate is further laminated with a reflecting plate or a semi-transmissive reflecting plate, or a polarizing plate in which a brightness enhancement film is further laminated on the polarizing plate. Can be given.
[0064]
A reflective polarizing plate is a polarizing plate provided with a reflective layer, and is used to form a liquid crystal display device or the like that reflects incident light from the viewing side (display side). Such a light source can be omitted, and the liquid crystal display device can be easily thinned. The reflective polarizing plate can be formed by an appropriate method such as a method in which a reflective layer made of metal or the like is attached to one surface of the polarizing plate via a transparent protective layer or the like as necessary.
[0065]
Specific examples of the reflective polarizing plate include those in which a reflective layer is formed by attaching a foil or vapor-deposited film made of a reflective metal such as aluminum on one surface of a protective film matted as necessary. In addition, the protective film may contain fine particles to form a surface fine concavo-convex structure and a reflective layer having a fine concavo-convex structure thereon. The reflective layer having the fine concavo-convex structure has an advantage that incident light is diffused by irregular reflection to prevent directivity and glaring appearance and to suppress unevenness in brightness and darkness. Moreover, the protective film containing fine particles also has an advantage that incident light and its reflected light are diffused when passing through it and light and dark unevenness can be further suppressed. The reflective layer with a fine concavo-convex structure reflecting the surface fine concavo-convex structure of the protective film is transparently protected by an appropriate method such as a vapor deposition method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a plating method. It can be performed by a method of attaching directly to the surface of the layer.
[0066]
The reflective plate can be used as a reflective sheet in which a reflective layer is provided on an appropriate film according to the transparent film, instead of the method of directly imparting to the protective film of the polarizing plate. Since the reflective layer is usually made of metal, the usage form in which the reflective surface is covered with a protective film, a polarizing plate or the like is used to prevent a decrease in reflectance due to oxidation, and thus the long-term sustainability of the initial reflectance. More preferable is the point of avoiding the additional attachment of the protective layer.
[0067]
The semi-transmissive polarizing plate can be obtained by using a semi-transmissive reflective layer such as a half mirror that reflects and transmits light with the reflective layer. A transflective polarizing plate is usually provided on the back side of a liquid crystal cell, and displays an image by reflecting incident light from the viewing side (display side) when a liquid crystal display device is used in a relatively bright atmosphere. In a relatively dark atmosphere, a liquid crystal display device or the like that displays an image using a built-in light source such as a backlight built in the back side of the transflective polarizing plate can be formed. In other words, the transflective polarizing plate is useful for forming a liquid crystal display device of a type that can save energy of using a light source such as a backlight in a bright atmosphere and can be used with a built-in light source even in a relatively dark atmosphere. It is.
[0068]
A polarizing plate obtained by bonding a polarizing plate and a brightness enhancement film is usually provided on the back side of a liquid crystal cell. The brightness enhancement film reflects a linearly polarized light with a predetermined polarization axis or a circularly polarized light in a predetermined direction when natural light is incident due to a backlight such as a liquid crystal display device or reflection from the back side, and transmits other light. In addition, a polarizing plate in which a brightness enhancement film is laminated with a polarizing plate allows light from a light source such as a backlight to enter to obtain transmitted light in a predetermined polarization state, and reflects light without transmitting the light other than the predetermined polarization state. The The light reflected on the surface of the brightness enhancement film is further inverted through a reflective layer or the like provided behind the brightness enhancement film and re-incident on the brightness enhancement film, and part or all of the light is transmitted as light having a predetermined polarization state. Luminance can be improved by increasing the amount of light transmitted through the enhancement film and increasing the amount of light that can be used for liquid crystal display image display or the like by supplying polarized light that is difficult to be absorbed by the polarizer. That is, when light is incident through the polarizer from the back side of the liquid crystal cell without using a brightness enhancement film, light having a polarization direction that does not coincide with the polarization axis of the polarizer is almost polarized. It is absorbed by the polarizer and does not pass through the polarizer. That is, although depending on the characteristics of the polarizer used, approximately 50% of the light is absorbed by the polarizer, and the amount of light that can be used for liquid crystal image display is reduced, and the image becomes dark. The brightness enhancement film allows light having a polarization direction that is absorbed by the polarizer to be reflected once by the brightness enhancement film without being incident on the polarizer, and further inverted through a reflective layer provided on the rear side thereof. Repeatedly re-enter the brightness enhancement film, and the brightness enhancement film transmits only polarized light whose polarization direction is such that the polarization direction of light reflected and inverted between the two can pass through the polarizer. Therefore, light such as a backlight can be efficiently used for displaying an image on the liquid crystal display device, and the screen can be brightened.
[0069]
The brightness enhancement film has a characteristic of transmitting linearly polarized light having a predetermined polarization axis and reflecting other light, such as a multilayer thin film of dielectric material or a multilayer laminate of thin film films having different refractive index anisotropies. Such as an alignment film of a cholesteric liquid crystal polymer or an alignment liquid crystal layer supported on a film substrate, which reflects either left-handed or right-handed circularly polarized light and transmits other light. Appropriate things such as a thing can be used.
[0070]
Therefore, in the brightness enhancement film of the type that transmits linearly polarized light having the predetermined polarization axis as described above, the transmitted light is incident on the polarizing plate with the polarization axis aligned as it is, thereby efficiently transmitting while suppressing absorption loss due to the polarizing plate. Can be made. On the other hand, in a brightness enhancement film of a type that transmits circularly polarized light such as a cholesteric liquid crystal layer, it can be directly incident on a polarizer, but from the point of suppressing absorption loss, the circularly polarized light is linearly polarized through a retardation plate. It is preferable to make it enter into a polarizing plate. Note that circularly polarized light can be converted to linearly polarized light by using a quarter wave plate as the retardation plate.
[0071]
A retardation plate that functions as a quarter-wave plate in a wide wavelength range such as a visible light region exhibits, for example, a retardation layer that functions as a quarter-wave plate for light-color light having a wavelength of 550 nm and other retardation characteristics. It can be obtained by a method of superposing a retardation layer, for example, a retardation layer functioning as a half-wave plate. Therefore, the retardation plate disposed between the polarizing plate and the brightness enhancement film may be composed of one or more retardation layers.
[0072]
In addition, the cholesteric liquid crystal layer can also be obtained by reflecting circularly polarized light in a wide wavelength range such as a visible light region by combining two or more layers having different reflection wavelengths and having an overlapping structure. Based on this, transmitted circularly polarized light in a wide wavelength range can be obtained.
[0073]
Further, the polarizing plate may be formed by laminating a polarizing plate and two or three or more optical layers like the above-described polarization separation type polarizing plate. Therefore, a reflective elliptical polarizing plate or a semi-transmissive elliptical polarizing plate in which the above-mentioned reflective polarizing plate or transflective polarizing plate and a retardation plate are combined may be used.
[0074]
The elliptically polarizing plate and the reflective elliptical polarizing plate are obtained by laminating a polarizing plate or a reflective polarizing plate and a retardation plate in an appropriate combination. Such an elliptical polarizing plate can be formed by sequentially laminating them in the manufacturing process of the liquid crystal display device so as to be a combination of a (reflective) polarizing plate and a retardation plate. An optical film such as an elliptically polarizing plate is advantageous in that it can improve the production efficiency of a liquid crystal display device and the like because of excellent quality stability and lamination workability.
[0075]
The optical film of the present invention can be provided with an adhesive layer. The pressure-sensitive adhesive layer can be used for adhering to a liquid crystal cell and also used for laminating optical layers. When adhering the optical films, their optical axes can be set at an appropriate arrangement angle in accordance with the target retardation characteristics.
[0076]
The pressure-sensitive adhesive forming the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited. For example, an acrylic polymer, silicone-based polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyether, fluorine-based or rubber-based polymer is appropriately selected. Can be used. In particular, those having excellent optical transparency such as an acrylic pressure-sensitive adhesive, exhibiting appropriate wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties, and being excellent in weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.
[0077]
In addition to the above, in terms of prevention of foaming and peeling phenomena due to moisture absorption, deterioration of optical properties and liquid crystal cell warpage due to differences in thermal expansion, etc., as well as formability of liquid crystal display devices with high quality and excellent durability An adhesive layer having a low moisture absorption rate and excellent heat resistance is preferred.
[0078]
The adhesive layer is, for example, natural or synthetic resins, in particular, tackifier resins, fillers or pigments made of glass fibers, glass beads, metal powders, other inorganic powders, colorants, antioxidants, etc. It may contain an additive to be added to the adhesive layer. Moreover, the adhesion layer etc. which contain microparticles | fine-particles and show light diffusibility may be sufficient.
[0079]
Attachment of the adhesive layer to one side or both sides of the optical film can be performed by an appropriate method. For example, a pressure sensitive adhesive solution of about 10 to 40% by weight in which a base polymer or a composition thereof is dissolved or dispersed in a solvent composed of a suitable solvent alone or a mixture such as toluene and ethyl acetate is prepared. A method in which it is directly attached on a polarizing plate or an optical film by an appropriate development method such as a casting method or a coating method, or an adhesive layer is formed on a separator according to the above, and this is applied to a polarizing plate or an optical film. The method of moving up is mentioned.
[0080]
The pressure-sensitive adhesive layer can be provided on one side or both sides of a polarizing plate or an optical film as a superimposed layer of different compositions or types. Moreover, when providing in both surfaces, it can also be set as the adhesion layers of a different composition, a kind, thickness, etc. in the front and back of a polarizing plate or an optical film. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be appropriately determined according to the purpose of use and adhesive force, and is generally 1 to 500 μm, preferably 5 to 200 μm, particularly preferably 10 to 100 μm.
[0081]
On the exposed surface of the adhesive layer, a separator is temporarily attached and covered for the purpose of preventing contamination until it is put to practical use. Thereby, it can prevent contacting an adhesion layer in the usual handling state. As the separator, except for the above thickness conditions, for example, a suitable thin leaf body such as a plastic film, rubber sheet, paper, cloth, non-woven fabric, net, foam sheet, metal foil, laminate thereof, and the like, silicone type or Appropriate conventional ones such as those coated with an appropriate release agent such as long-chain alkyl, fluorine-based, or molybdenum sulfide can be used.
[0082]
In the present invention, the polarizer, the transparent protective film, the optical film, and the like that form the polarizing plate described above, and each layer such as the adhesive layer include, for example, salicylic acid ester compounds, benzophenol compounds, benzotriazole compounds, and cyanoacrylates. It may be a compound having an ultraviolet absorbing ability by a method such as a method of treating with an ultraviolet absorber such as a compound based on nickel or a nickel complex salt compound.
[0083]
The optical film of the present invention can be preferably used for forming various devices such as a liquid crystal display device. The liquid crystal display device can be formed according to the conventional method. In other words, a liquid crystal display device is generally formed by appropriately assembling components such as a liquid crystal cell, an optical film, and an illumination system as necessary, and incorporating a drive circuit. There is no limitation in particular except the point which uses a film, and it can apply according to the former. As the liquid crystal cell, any type such as a TN type, an STN type, or a π type can be used.
[0084]
An appropriate liquid crystal display device such as a liquid crystal display device in which the optical film is disposed on one side or both sides of a liquid crystal cell, or a backlight or a reflector used in an illumination system can be formed. In that case, the optical film according to the present invention can be installed on one side or both sides of the liquid crystal cell. When providing an optical film on both sides, they may be the same or different. Further, when forming a liquid crystal display device, for example, a single layer or a suitable part such as a diffusing plate, an antiglare layer, an antireflection film, a protective plate, a prism array, a lens array sheet, a light diffusing plate, a backlight, etc. Two or more layers can be arranged.
[0085]
Next, an organic electroluminescence device (organic EL display device) will be described. Generally, in an organic EL display device, a transparent electrode, an organic light emitting layer, and a metal electrode are sequentially laminated on a transparent substrate to form a light emitter (organic electroluminescent light emitter). Here, the organic light emitting layer is a laminate of various organic thin films, for example, a laminate of a hole injection layer made of a triphenylamine derivative and the like and a light emitting layer made of a fluorescent organic solid such as anthracene, Alternatively, a structure having various combinations such as a laminate of such a light emitting layer and an electron injection layer composed of a perylene derivative or the like, or a laminate of these hole injection layer, light emitting layer, and electron injection layer is known. It has been.
[0086]
In organic EL display devices, holes and electrons are injected into the organic light-emitting layer by applying a voltage to the transparent electrode and the metal electrode, and the energy generated by recombination of these holes and electrons excites the phosphor material. Then, light is emitted on the principle that the excited fluorescent material emits light when returning to the ground state. The mechanism of recombination in the middle is the same as that of a general diode, and as can be predicted from this, the current and the emission intensity show strong nonlinearity with rectification with respect to the applied voltage.
[0087]
In an organic EL display device, in order to extract light emitted from the organic light emitting layer, at least one of the electrodes must be transparent, and a transparent electrode usually formed of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO) is used as an anode. It is used as On the other hand, in order to facilitate electron injection and increase luminous efficiency, it is important to use a material having a small work function for the cathode, and usually metal electrodes such as Mg—Ag and Al—Li are used.
[0088]
In the organic EL display device having such a configuration, the organic light emitting layer is formed of a very thin film having a thickness of about 10 nm. For this reason, the organic light emitting layer transmits light almost completely like the transparent electrode. As a result, light that is incident from the surface of the transparent substrate at the time of non-light emission, passes through the transparent electrode and the organic light emitting layer, and is reflected by the metal electrode is again emitted to the surface side of the transparent substrate. The display surface of the organic EL display device looks like a mirror surface.
[0089]
In an organic EL display device comprising an organic electroluminescent light emitting device comprising a transparent electrode on the surface side of an organic light emitting layer that emits light upon application of a voltage and a metal electrode on the back side of the organic light emitting layer, the surface of the transparent electrode While providing a polarizing plate on the side, a retardation plate can be provided between the transparent electrode and the polarizing plate.
[0090]
Since the retardation plate and the polarizing plate have a function of polarizing light incident from the outside and reflected by the metal electrode, there is an effect that the mirror surface of the metal electrode is not visually recognized by the polarization action. In particular, the mirror surface of the metal electrode can be completely shielded by configuring the retardation plate with a quarter-wave plate and adjusting the angle between the polarization direction of the polarizing plate and the retardation plate to π / 4. .
[0091]
That is, only the linearly polarized light component of the external light incident on the organic EL display device is transmitted by the polarizing plate. This linearly polarized light becomes generally elliptically polarized light by the phase difference plate, but becomes circularly polarized light particularly when the phase plate is a quarter wavelength plate and the angle formed by the polarization direction of the polarizing plate and the phase plate is π / 4.
[0092]
This circularly polarized light is transmitted through the transparent substrate, the transparent electrode, and the organic thin film, is reflected by the metal electrode, is again transmitted through the organic thin film, the transparent electrode, and the transparent substrate, and becomes linearly polarized light again on the retardation plate. And since this linearly polarized light is orthogonal to the polarization direction of a polarizing plate, it cannot permeate | transmit a polarizing plate. As a result, the mirror surface of the metal electrode can be completely shielded.
[0093]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
[0094]
Example 1
[Chemical 6]

The side chain type liquid crystal polymer shown in the above chemical formula 6 (the number in the formula indicates the mol% of the monomer unit and is expressed as a block for convenience, the weight average molecular weight 5000) is adjusted to a concentration of about 20% by weight. It was dissolved with cyclohexanone (solvent). Next, the solution was applied onto a 75 μm-thick biaxially stretched polyethylene tetalate film, and the solvent was removed by volatilization. Then, the solution was heated to 120 ° C. to align and cool the liquid crystal to obtain a birefringent film.
[0095]
Example 2
The side chain type liquid crystal polymer shown in Chemical Formula 6 above and the photopolymerizable liquid crystal compound (BASF, Paliocolor LC242) showing a nematic liquid crystal layer are mixed in the same amount, respectively, and a photopolymerization initiator (Ciba Specialty Chemicals, Irgacure) is mixed. 907) 5 wt% (based on solids) was dissolved in cyclohexanone to a concentration of about 20 wt%. Next, the solution was applied onto a 75 μm-thick biaxially stretched polyethylene tetalate film, and the solvent was removed by volatilization. Then, the solution was heated to 120 ° C. to align the liquid crystal, and further irradiated with 100 W / cm ² of UV by a metal halide lamp. A birefringent film was obtained for 2 seconds.
[0096]
Comparative Example 1
A polypropylene film having a shrinkage ratio (MD / TD) at 1.4 ° C. of 1.4 and a thickness of 28 μm was bonded to both surfaces of a polycarbonate film having a thickness of 50 μm and a retardation of about 0 nm via an acrylic pressure-sensitive adhesive. . The film was shrunk by 12% in the MD direction and 4% in the TD direction at 160 ° C. by a simultaneous biaxial stretching machine, and then peeled to obtain a birefringent film.
[0097]
Comparative Example 2
The side chain type liquid crystal polymer represented by the chemical formula 6 was dissolved in cyclohexanone so as to have a concentration of about 20% by weight. Next, the solution is applied onto a polyethylene tetalate film coated with lecithin (vertical alignment film), the solvent is removed by volatilization, and then heated to 120 ° C. to align and cool the liquid crystal to obtain a birefringent film. It was.
[0098]
Comparative Example 3
A photopolymerizable liquid crystal compound showing a nematic liquid crystal layer (BASF, Paliocolor LC242), a photopolymerization initiator (Ciba Specialty Chemicals, Irgacure 907) 5% by weight (based on solid content) to a concentration of about 20% by weight. Was dissolved in cyclohexanone (solvent). Next, the solution was applied onto a 75 μm-thick biaxially stretched polyethylene tetalate film, and the solvent was removed by volatilization. Then, the solution was heated to 120 ° C. to align the liquid crystal, and further irradiated with 100 W / cm ² of UV by a metal halide lamp. A birefringent film was obtained for 2 seconds.
[0099]
The following evaluation was performed about the birefringent film obtained by the evaluation test Example and the comparative example. The results are shown in Table 1.
[0100]
(1) The thickness (d) was measured by MCPD-2000 (interference method) manufactured by Otsuka Electronics.
[0101]
(2) In-plane retardation (nx-ny) × d and thickness direction retardation (nx-nz) × d were measured by an automatic birefringence measuring device KOBRA-21ADH (parallel Nicol rotation method) manufactured by Oji Scientific Instruments. .
[0102]
(3) The bright portion in the birefringent film was defined as domain A (nz> nx ≧ ny), and the dark portion was defined as domain B (nx ≧ ny> nz or nx> nz ≧ ny). The maximum diameter (μm) of domain A and domain B was measured with a digital microscope. The average value is shown. Moreover, the ratio of the domain A and the domain B is shown.
[0103]
(4) Examples and Comparative Examples were repeated 100 times, and the ratio (%) when a birefringent film was obtained was defined as the yield.
[0104]
[Table 1]

In the comparative example, no domain is recognized. In Comparative Examples 2 and 3, films are formed with a refractive index of A or a refractive index of B.

Claims (6)

A birefringent film formed of a liquid crystal polymer, wherein the main refractive index in two directions in the film plane is nx, ny (where nx ≧ ny), the refractive index in the thickness direction is nz, and the thickness d in the case of (nm), nz> and domain a with nx ≧ ny become refractive index contains a domain B having a refractive index of the nx ≧ ny> nz or nx> nz ≧ ny, the domain a and domain The maximum diameters of B are all 0.01 to 5 μm, and further, in-plane phase difference: (nx−ny) × d = 1 to 1000, thickness direction phase difference: (nx−nz) × d = −1000 A birefringent film characterized by satisfying -1000. The method for producing a birefringent film according to claim 1, wherein an area ratio of the domain A and the domain B is domain A: domain B = 10: 90 to 90:10. 3. The homeotropic alignment liquid crystal polymer is applied on an alignment substrate, and then the liquid crystal polymer is aligned in a liquid crystal state and fixed in a state in which the alignment state is maintained. A method for producing a birefringent film. On the alignment substrate, a liquid crystalline composition containing a homeotropic alignment liquid crystal polymer and a photopolymerizable liquid crystal compound was applied, and then the liquid crystalline composition was aligned in a liquid crystal state to maintain the alignment state. The method for producing a birefringent film according to claim 1, further comprising irradiating light in a state.  An optical film, wherein at least one birefringent film according to claim 1 or 2 is used.  An image display device to which the optical film according to claim 5 is applied.