JP4321761B2 - 二軸性フィルム - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレステリック構造を有する光学二軸性フィルム（biaxial film）、その製造のための方法および材料、補償板および液晶ディスプレイなどの光学デバイスにおけるその使用、および、かかる二軸性フィルムを含む補償板または液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学補償板は従来技術において、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の光学特性、例えば大きい視野角でのコントラスト比やグレースケール表示を改善するのに用いられる。例えば、ＴＮまたはＳＴＮ型の補償なしのディスプレイで視野角が大きい場合、グレーレベルの変化や、グレースケールの反転、さらにコントラストの損失および望ましくない色域の変化などがよく観察される。
【０００３】
ＬＣＤ技術およびＬＣＤの光学的補償の原理と方法の概観は、米国特許5,619,352号に記載されており、その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。米国特許5,619,352号に記載されているように、広い視野角においてディスプレイのコントラストを改善するには、ネガティブ複屈折Ｃプレート（negatively birefringent C-plate）補償板を用いることができるが、かかる補償板はディスプレイのグレースケール表示の改善には寄与しない。逆に、グレースケールの反転を抑制または除去して、グレースケールの安定性を改善するために、米国特許5,619,352号では複屈折するＯプレート補償板を用いることが示唆されている。米国特許5,619,352号に記載のＯプレート補償板は、Ｏプレートを含み、さらに１個または２個以上のＡプレートおよび／またはネガティブＣプレートを含んでもよい。
【０００４】
米国特許5,619,352号および本発明で用いられる用語「Ｏプレート」、「Ａプレート」、および「Ｃプレート」は、以下の意味を有する。「Ｏプレート」は、ポジティブ複屈折材料（例えば液晶）の層であって、その主光軸（principal optical axis）が層の面に対して傾いて配向しているような前記層を利用した、光学リタデーション板である。「Ａプレート」は、一軸方向の複屈折材料の層であって、その異常軸（extraordinary axis）が層の面に対して平行に配向しており、またその通常軸（ordinary axis、「ａ軸」とも呼ばれる）が層の面に垂直に配向している、すなわち通常の入射光の方向に平行であるような前記層を利用した、光学リタデーション板である。「Ｃプレート」は、一軸方向の複屈折材料の層であって、その異常軸（「ｃ軸」とも呼ばれる）が層の面に対して垂直である、すなわち、通常の入射光の方向に平行であるような前記層を利用した、光学リタデーション板である。
【０００５】
従来技術におけるネガティブ複屈折Ｃプレートリタデーション板は、例えば一軸方向に圧縮された等方性ポリマーフィルムから、米国特許5,196,953号に例えば記載されているように薄い無機フィルムの気相蒸着法によって、またはネガティブ複屈折液晶材料から、製造されている。しかし、延伸または圧縮されたポリマーフィルムはしばしば中程度の複屈折性しか示さないため厚いフィルムが必要となり、気相蒸着は複雑な製造手順を要求し、またネガティブ複屈折液晶材料は多くの場合ポジティブ複屈折材料より入手が難しく、高価である。
【０００６】
これらの欠点を克服するため、最近、例えばWO 01/20393およびWO 01/20394では、ピッチが短く、典型的にはブラッグ反射帯が電磁スペクトルのＵＶ域にあるコレステリック液晶フィルムを用いることが示唆されている。かかるフィルムは、その最大反射より大きい波長に対して、ネガティブ複屈折性のＣ型リタデーションを示す。この型のフィルムの屈折率楕円体（refractive index ellipsoid）は、ネガティブ複屈折性を有する垂直に配向した液晶のそれに近い。かかるリタデーションフィルムは、例えば、ＴＮ−ＬＣＤのホメオロトピックに駆動される暗状態における、軸外のリタデーション（off-axis retardation）を打ち消すために用いることができ、したがって、ＬＣディスプレイの視野角を大きく改善する。
【０００７】
WO 01/20393には、プレナーＡプレート、Ｏプレート、およびピッチの短いコレステリックＬＣフィルムを含むネガティブＣプレートの組合せによる、補償板が開示されている。例えばＴＮ−ＬＣＤで用いられる場合に、この組合せは水平視野角での優れたコントラストを提供し、望ましくない色域の変化を低減する。しかし、垂直視野角での性能は限定される。さらに、複数のリタデーションフィルムの使用は高価であり、製造上および耐久性の問題が生じる。
【０００８】
本発明の一つの目的は、ＬＣＤの補償において改善された性能を有し、製造が容易であり、特に大量生産が容易であり、上記の従来技術の補償板の欠点を有さない、光学補償板を提供することである。本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から当業者には直ちに明らかである。
【０００９】
本発明の発明者は、複数フィルムを単一の層に組込みまた二軸Ｃプレートリタデーション板を用いることによって、上記の問題が解決でき、優れた性能の光学補償板が得られることを発見した。二軸ネガティブＣプレートリタデーション板の光学特性はプレナーＡプレートとネガティブＣプレートの組合せのそれに近いが、しかしかかる組合せより優れた光学性能を示すことが見出された。二軸ネガティブＣプレートリタデーション板の面内等方性（Δｎｘｙ）はＡプレートに近いが、面外等方性（ΔｎｘｚおよびΔｎｙｚ）はネガティブＣプレートに近い。シミュレーションにより、二軸ネガティブＣプレートリタデーション板の光学性能が、ＡプレートおよびネガティブＣプレートを順番に積み重ねたもののそれより驚くほど優れていること、また液晶ディスプレイに対して非常に優れた視野角性能を示すことが示された。さらに、２個積み重ねられたフィルムの代わりに１個の二軸性フィルムを使用することにより、コストおよび製造の問題が低減される。
【００１０】
用語の定義
本明細書に記載の光学的偏光、補償およびリタデーションの層、フィルムまたはプレートとの関連において、以下の用語の定義を、本明細書を通して用いられるものとして示す。
【００１１】
用語「コレステリック構造」または「螺旋捻れ構造」は、１または２以上の液晶材料の層を含むフィルムであって、該フィルム内ではメソゲンが、その主分子軸が分子副層内で好ましい方向となるように配向しており、この好ましい配向方向が異なる副層内において、フィルム面に対して実質的に垂直である螺旋軸、すなわち、フィルムの法線方向に対して実質的に平行である螺旋軸の周りに捻れている、前記フィルムに関する。この定義はまた、螺旋軸がフィルムの法線方向に対して２°までの角度で傾いている配向も含む。
【００１２】
用語「傾斜(tilted)構造」または「傾斜配向」は、フィルムの光軸がフィルム面に対して０〜９０°の間の角度θだけ傾いていることを意味する。
【００１３】
用語「スプレイ(splayed)構造」または「スプレイ配向」は、傾斜角がさらに、０〜９０°の範囲で、好ましくは最少値から最大値まで、フィルム面に対して垂直方向に単調に変化する、上記に定義の傾斜配向を意味する。
【００１４】
用語「プレナー(planar)構造」または「プレナー配向」は、フィルムの光軸がフィルム面に対して実質的に平行であることを意味する。この定義はまた、光軸がフィルム面に対して僅かに傾いており、フィルム全体の平均傾斜角が１°までで、光軸がフィルム面に対して正確に平行すなわち傾斜がゼロのフィルムと同じ光学特性を示すフィルムも含む。
【００１５】
平均傾斜角θａｖｅは以下の式
【化１】
で定義され、ここでθ’（ｄ’）はフィルム内の厚さｄ’の部位における局所傾斜角であり、ｄはフィルムの総厚さである。
【００１６】
以下では、特に記載がない限り、スプレイフィルムの傾斜角は平均傾斜角θａｖｅで与える。
用語「ホメオトロピック構造」または「ホメオトロピック配向」は、フィルムの光軸がフィルム面に対して実質的に垂直である、すなわち、フィルムの法線に対して実質的に平行であることを意味する。この定義はまた、光軸がフィルムの法線に対して２°までの角度で僅かに傾き、光軸がフィルムの法線に対して正確に平行すなわち傾斜なしのフィルムと同じ光学特性を示すフィルムも含む。
【００１７】
簡単化のために、傾斜、スプレイ、プレナー、捻れまたはホメオトロピック配向または構造は、以下ではそれぞれ簡潔に「傾斜フィルム」、「スプレイフィルム」、「プレナーフィルム」、「捻れフィルム」および「ホメオトロピックフィルム」とも称される。
傾斜およびスプレイフィルムはまた、「Ｏプレート」とも称される。プレナーフィルムはまた、「Ａプレート」または「プレナーＡプレート」とも称される。
【００１８】
ホモジニアスな配向を有する一軸ポジティブ複屈折液晶材料を含んでいる傾斜、プレナーおよびホメオトロピック光学フィルムにおいては、本発明を通して述べる該フィルムの光軸は、液晶材料のメソゲンの主分子軸の配向方向によって表す。
【００１９】
ホモジニアスな配向を有する一軸ポジティブ複屈折液晶材料を含んでいるスプレイフィルムにおいては、本発明を通して述べる該フィルムの光軸は、メソゲンの主分子軸の配向方向の、該フィルム表面への投射によって表す。
【００２０】
「Ｅモード」は、捻れネマチック液晶ディスプレイ（ＴＮ−ＬＣＤ）について、ディスプレイセルに入射した場合の入射偏光が実質的に液晶分子のダイレクター（director）に沿っている、すなわち、特別（Ｅ）屈折率に沿っていることを言う。「Ｏモード」は、ＴＮ−ＬＣＤについて、セルに入射した場合の入射偏光が実質的にダイレクターに垂直である、すなわち、通常（Ｏ）屈折率に沿っていることを言う。
【００２１】
本明細書で用いられる用語「フィルム」は、自己支持的（self-supporting）、すなわち自立構造のフィルムであって、ある程度明白な機械的安定性および柔軟性を示す前記フィルム、および支持基板上または２個の基板の間の被覆物または層を含む。
【００２２】
用語「液晶またはメソゲン性材料」または「液晶またはメソゲン性化合物」は、１種または２種以上の、棒状、板状またはディスク状のメソゲン性基、すなわち液晶相の挙動を引き起こす能力を有する基を含む、材料または化合物を意味する。メソゲン性基を含む化合物または材料は、必ずしもそれら自体が液晶相を示す必要はない。他の化合物との混合物においてのみ、またはメソゲン性化合物もしくは材料またはそれらの混合物が重合された場合にのみ、液晶相の挙動を示してもよい。
【００２３】
簡単化のために、以下では用語「液晶材料」は液晶材料およびメソゲン性材料の両方に対して用い、用語「メソゲン」は材料のメソゲン性基に対して用いる。
【００２４】
１個の重合可能な基を有する重合可能な化合物はまた、「一反応性」化合物とも呼ばれ、２個の重合可能な基を有する重合可能な化合物はまた、「二反応性」化合物とも呼ばれ、２個より多数の重合可能な基を有する重合可能な化合物はまた、「多反応性」化合物とも呼ばれる。重合可能な基を有さない化合物はまた、「非反応性」化合物とも呼ばれる。
【００２５】
発明の概要
本発明の一つの対象は、コレステリック構造および楕円状の屈折率楕円体を有する変形螺旋を有し、３８０ｎｍより短い波長の光を反射することを特徴とする、二軸性フィルムである。
【００２６】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の二軸性フィルムの製造方法である。
本発明の他の対象は、本明細書に記載の二軸性フィルムの、光学デバイス例えば液晶ディスプレイにおける、リタデーションまたは補償フィルムとしての使用である。
【００２７】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の二軸性フィルムを含む補償板である。
本発明の他の対象は、本明細書に記載の補償板または二軸性フィルムを含む液晶ディスプレイである。
【００２８】
発明の詳細な説明
本発明記載の二軸性フィルムを含む補償板をＬＣＤにおいて用いる場合、ディスプレイの広い視野角でのコントラストおよびグレーレベル表示はかなり改善され、グレースケールの反転が抑制される。カラーディスプレイの場合、色の安定性がかなり改善され、色域の変化が抑制される。さらに、本発明による補償板は大量生産に特に好適である。
【００２９】
特に好ましいのは、光学的に二軸ネガティブＣ対称を有しｎｘ≠ｎｙ≠ｎＺおよびｎｘ、ｎｙ＞ｎｚである二軸リタデーションフィルムであって、ここでｎｘおよびｎｙはフィルム面内で直交する２方向の主屈折率であり、ｎｚはフィルム面に垂直方向の主屈折率である。
【００３０】
さらに好ましいのは、波長が３８０ｎｍ以上の光に対して、好ましくは３８０〜７８０ｎｍの可視光に対して実質的に透明な、二軸リタデーションフィルムである。
二軸性フィルムの厚さは好ましくは０．５〜５μｍであり、特に好ましくは１〜３μｍである。
【００３１】
螺旋ピッチは、可視光波長より短い３６０ｎｍ未満の反射波長を達成するために、好ましくは２２５ｎｍ未満を選択する。二軸性フィルムのリタデーションは、以下および例に例示されているように、所望の用途に従って選択する。二軸性フィルムは、架橋コレステリックポリマーを含むのが好ましい。
【００３２】
本発明による二軸性フィルムは、例えば、短いピッチ（高い捻れ）のコレステリック液晶（ＣＬＣ）ポリマーフィルム中に螺旋変形を含むことにより、製造することができる。これは、例えば、基板上に塗布してプレナー配向に配列させた、重合可能なコレステリック液晶材料を光重合することによって達成でき、ここで、重合可能な材料は二色性（dichroic）または液晶の光重合開始剤を含み、光重合は、直線偏光、例えば直線偏光ＵＶ光の照射によって開始される。その結果、ＣＬＣ螺旋が光重合の間に歪められる。この方法は、長いピッチのＣＬＣポリマーフィルムの製造用としてD. J. Broer et al., Adv. Mater. 1999, 11(7), 573-77に記載されている。しかしBroerらは、ＵＶ域に反射波長を有するコレステリックフィルムについては開示していない。
【００３３】
したがって、本発明の他の対象は本明細書に記載の二軸リタデーションフィルムの製造方法であり、該方法は、キラルな重合可能な液晶材料を基板上に設け、液晶相内でホモジニアスに配向している該重合可能な材料を直線偏光にさらすことによって重合し、随意的に該重合した材料を基板上から除去することによるものであり、ここで、前記キラルな重合可能な液晶材料が、少なくとも１種の二色性光重合開始剤、少なくとも１種のアキラルな重合可能な化合物、および少なくとも１種のキラルな重合可能または重合可能でない化合物を含んでいる、前記方法である。
【００３４】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の方法により得ることができる、コレステリック構造を有する二軸性フィルムである。
二軸性フィルムの製造方法は、例示的に以下に、また模式図的に図１および図２に示される。
【００３５】
ＣＬＣ混合物は、反応性の高いネマチック成分および反応性の低いキラル成分、またはその逆を含むのが好ましい。ＬＣ光重合開始剤は、局所的に、そのＵＶ吸収軸が液晶ダイレクターに平行となるように配列している。偏光ＵＶ光で照射されると、図１に示すように、重合を開始するフリーラジカルは、ダイレクターが局所的に偏光方向に平行に位置するところ（Ｅ）で優先的に生成される。
【００３６】
フリーラジカルの不ホモジニアスな生成は、優先的に反応性の高い成分の局所的な重合をもたらす。これにより、反応性の高い成分と低い成分との間に、図２Ｂに示すように、螺旋の半回転の範囲で濃度勾配が生じる。反応性の高い成分はダイレクターがＥ場に平行に位置するところでは高濃度となり（フリーラジカルの最大濃度）、反応性のより低い成分はダイレクターがＥ場に垂直のところで高濃度となる。キラル成分の局所的な変化は、正弦螺旋（sinusoidal helix）の歪みをもたらす。
【００３７】
前記の歪んだ螺旋は、材料内の光の波長と同じオーダーの長いピッチを有する。コレステリック材料内の光の波長は、屈折率の割合だけ材料の外部に比べて短くなる。螺旋のピッチが光の波長（材料内）に等しい場合、式ｐ
【外１】
ｎｘλに従ってブラッグ反射が生じ、ここでｐはコレステリックピッチであり、ｎは平均屈折率であり、λは反射波長である。歪んだ螺旋は、可視スペクトルにおいてブラッグ反射帯を生成し、そこでは螺旋歪みのために、コレステリック材料で通常観察される円偏光の透過の代わりに、直線偏光が透過される。
【００３８】
本発明による二軸性フィルムにおいては、ピッチは可視光波長をはるかに下回る値であり、平均の方向性屈折率（directional refractive indices）のみが経験される。その結果ＵＶにブラッグ反射帯が生じ、該フィルムは可視光線波長に対して透明となり、これらの波長に対して純粋にリタデーション板として振舞う。この場合の螺旋歪みは、楕円で円盤状の屈折率楕円体（図３Ｂ）となり、歪みなしの螺旋に対する、円形円盤状楕円体（図３Ａ）とは異なる。一方長いピッチのフィルムは、Broer et al., Adv. Mater. 1999, 11(7), 573-77の報告にあるように、可視光波長に対して偏光反射板またはカラーフィルターとして振舞う。
【００３９】
従来技術のコレステリックフィルムの短ピッチの正弦（すなわち、歪みなし）螺旋は、図３Ａの円盤状屈折率楕円体に示されるように、効果的な負の（ネガティブ）複屈折（Δｎｚ−ｘｙ）を生成する。面内屈折率は等しく（ｎｘ＝ｎｙ）、かつ面外屈折率（ｎｚ）より大きい。これにより、光学的に一軸のネガティブＣ型構造が作製される。反対に、本発明による短ピッチのコレステリックフィルムでは、螺旋歪みはネガティブＣ型構造においてさらなる面内異方性（Δｎｘ−ｙ）を生成し、図３Ｂに示すような、二軸ネガティブＣ型対称を有し、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚであってｎｘおよびｎｙがｎｚより大である、屈折率楕円体がもたらされる。
【００４０】
この方法により、光学的に二軸ネガティブＣ型対称を有し、可視スペクトル波長の直線偏光に対するリタデーション板として作用可能なコレステリックフィルムが製造できる。
【００４１】
本発明による二軸性フィルムは、単独で、または他のリタデーションフィルムと組み合わせて、ＬＣＤにおける視野角補償のための補償板として用いることができる。
【００４２】
二軸性フィルムは、プレナー、ホメオトロピック、傾斜またはスプレイ構造を有するＡプレート、ＣプレートおよびＯプレートリタデーション板またはフィルムの群から選択される、付加的なリタデーション板と組み合わせて用いるのが好ましい。特に好ましいのは、二軸性フィルムを、傾斜またはスプレイ構造を有する、さらに特に好ましくはスプレイ構造を有する、少なくとも１個のＯプレートリタデーション板と組合せて用いることである。
【００４３】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の少なくとも１個の二軸リタデーションフィルムを含み、随意的にさらにスプレイまたは傾斜構造を有する少なくとも１個のＯプレートリタデーション板を含む、補償板である。
【００４４】
本発明による補償板において用いることのできるＯプレートリタデーション板の好適な例およびそれらの製造は、WO 01/20393に記載されており、そこに開示されている全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４５】
偏光板およびリタデーション板などの個々の光学フィルムは、一緒に積層されてもよく、または接着層により連結されてもよく、例としてはＴＡＣまたはＤＡＣ（トリ−またはジアセチルセルロース）フィルムがある。
【００４６】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の少なくとも１個の二軸性フィルムまたは補償板を含む液晶ディスプレイである。
【００４７】
特に好ましくは、液晶ディスプレイデバイスは以下の要素
−互いに表面が向い合った２個の透明基板、前記透明基板の少なくとも１個の内側に設けられ、随意的に配向層に重ねあわされた電極層、および前記２個の透明基板の間に存在する液晶媒体から形成される液晶セル、
−前記透明基板の外側に配置された１個の偏光板、または前記基板を間に挟む１対の偏光板、および
−前記液晶セルと前記偏光板のうち少なくとも１個との間に設けられている、本発明による少なくとも１個の二軸性フィルムまたは補償板、
を含み、上記要素は、分離、積み重ね、互いの上への搭載、またはこれらの組立て方法のいずれかの組合せにおける接着層による連結が可能である。
【００４８】
本発明による二軸性フィルムまたは補償板は、以下における補償用に用いることができる：従来のディスプレイ、特にＴＮ（捻れネマチック）、ＨＴＮ（高度捻れネマチック）またはＳＴＮ（超捻れネマチック）モードにおいて、ＡＭＤ−ＴＮ（活性マトリックス駆動ＴＮ）ディスプレイにおいて、「超ＴＦＴ」ディスプレイとしても知られているＩＰＳ（面内スイッチ）モードのディスプレイにおいて、ＤＡＰ（配列相の変形）またはＶＡ（垂直配列）モード、例えばＥＣＢ（電気制御複屈折）、ＣＳＨ（カラー・スーパーホメオトロピック）、ＶＡＮまたはＶＡＣ（垂直配列ネマチックまたはコレステリック）ディスプレイにおいて、ＭＶＡ（マルチドメイン垂直配列）ディスプレイ、ベンドモードまたはハイブリッドディスプレイ、例えばＯＣＢ（光学的に補償されたベンドセルまたは光学的に補償された複屈折）、Ｒ−ＯＣＢ（反射ＯＣＢ）、ＨＡＮ（ハイブリッド配列ネマチック）、またはパイ・セルディスプレイにおいて。
【００４９】
ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＯＣＢおよびパイ・セルディスプレイが特に好ましい。
以下に、本発明の好ましい態様に記載の補償ディスプレイについて記載する。
以下に記載のコンピュータによるシミュレーションは、層状の非異方性媒体に対してBerremanの４ｘ４マトリックス法を用いて行われたものである。
【００５０】
捻れネマチック（ＴＮ）モード
図７Ａおよび図７Ｂは従来技術による補償ＴＮディスプレイを示し、ここで該ディスプレイは以下を含む：オフ状態においては捻れネマチック配向をとるネマチック液晶を有するＬＣセル、前記セルの両側にはプレナーＡプレート、（一軸）ネガティブＣプレートおよびスプレイＯプレートを含む補償板、ならびに、前記セルと前記補償板とを間に挟んでいる、偏光軸が直角に交わる２個の偏光板。
【００５１】
図７Ｃは例示的に、本発明の第一の好ましい態様による補償ＴＮディスプレイを示し、ここで図７Ａおよび７Ｂと比較して、補償板は、本発明による二軸ネガティブＣフィルム１個を、別個になっているＡプレートおよびネガティブＣプレートリタデーション板の代替として含む。
【００５２】
コンピュータ・シミュレーションによれば、ある構成においては、図７Ｃに示される補償板はＴＮディスプレイの光学的性能を大きく改善することが示されている。補償板の構成は、導波モード（wave-guiding mode）（ＯモードまたはＥモード）ならびにスプレイフィルムおよび二軸性フィルムの相対的位置に依存する。モデルによればまた、図７Ｃによる、１個の二軸性フィルムに加えてスプレイフィルムを含む補償板で達成される光学的性能は、図７Ａまたは７Ｂによる、個別のＡプレートおよびネガティブＣプレートが順番にスプレイフィルム上に積み重ねられている補償板で達成される性能に比べて、遥かに優れていることが示されている。
【００５３】
例えば図７Ｃに示されるような補償スタックにおいては、発明の二軸性フィルムの方向性屈折率の比率は、それらの大きさより重要である。例えば、ｎｘ＝１．６５、ｎｙ＝１．５５およびｎｚ＝１．５０の二軸性フィルムの場合、フィルム厚さ１２００ｎｍで優れたコントラストが達成される。
【００５４】
しかし、例えば面内および面外異方性（ΔｎｙｚおよびΔｎｘｙ）をある係数で減少させ、フィルム厚さを同じ係数で増大させて、実質的に同じ光学的性能を有するフィルムを得ることも可能である。この方法は本発明による二軸性フィルムに応用可能である。
【００５５】
マルチドメイン垂直配列（ＭＶＡ）モード
コンピュータ・シミュレーションによれば、ＭＶＡモードのディスプレイは、ネガティブＣプレートおよびＡプレートを用いて、全視野角方向で８０°の角度まで１０：１のコントラスト比を達成するよう補償できることが示されている。このタイプの補償はさらに、カラー性能を改善し、軸外の色のウォッシュアウトを減少させる。
【００５６】
図９Ａは、オフ状態のホメオトロピック配向のネマチック液晶混合物を有するＬＣセル、前記ＬＣセルの片側の、プレナーＡプレートに加えて（一軸）ネガティブＣプレートを含む補償板、および、偏光軸が直角に交わり、前記セルと補償板とを挟んでいる２個の偏光板を含む、補償ＭＶＡディスプレイを示す。
【００５７】
図９Ｂは、ホメオトロピックＬＣセルおよびその片側に本発明による二軸ネガティブＣフィルムを、偏光軸の交わる２個の偏光板で挟んでいる、本発明の第二の好ましい態様による補償ＭＶＡディスプレイを例示的に示す。
【００５８】
前に記したように、ネガティブＣプレートおよびＡプレート（プレナーフィルム）の組合せは、二軸ネガティブＣフィルムにほぼ等しいとみなせる。図９Ｂに示すように１個の二軸ネガティブＣフィルムをＭＶＡモードに適用すると、驚くべきことに、図９Ａに示すように別個に適用するフィルムと比較して、コントラストの改善が得られる。
【００５９】
ＯＣＢまたはパイ・セルモード
図１１Ａは、オフ状態の標準ＯＣＢ構成（ホモジニアスエッジ配向およびベント構造）を有するネマチック液晶混合物を有するＬＣセル、前記ＬＣセルの両側の、プレナーＡプレートに加えて（一軸）ネガティブＣプレートを含む補償板、および、偏光軸が直角に交わり前記セルと補償板を挟んでいる２個の偏光板を含む、補償ＯＣＢモードディスプレイを示す。
【００６０】
図１１Ｂは、ベント構造を有するＬＣセルおよびその両側の本発明による二軸ネガティブＣフィルムを、２個の交わる偏光板が挟んでいる、本発明の第三の好ましい態様による補償ＯＣＢディスプレイを例示的に示す。
【００６１】
コンピュータ・シミュレーションによれば、図１１Ｂに示す１個の二軸ネガティブＣフィルムは、図１１Ａに示す別個のＡプレートおよびネガティブＣプレートを置き換えることができ、スタック中の異なるフィルムの数を減少させながら同等の光学性能を提供することが示された。
【００６２】
上記の好ましい態様においては、Ａプレートは、プレナー構造を有する重合された液晶材料のフィルムが好ましい。ネガティブＣプレートは、短ピッチのコレステリック構造およびＵＶ範囲での反射を有する、重合された液晶材料のフィルムが好ましい。Ｏプレートは、スプレイ構造の重合された液晶材料のフィルムが好ましい。しかし、従来技術で知られている他のＡプレート、ＣプレートおよびＯプレートリタデーション板を用いることも可能である。好適なフィルムは例えば、US 5,619,352またはWO 01/20393に開示されている。
【００６３】
本発明による二軸性フィルムは、混合物の反射波長が重合に通常用いられる光の波長（典型的には約３６５ｎｍ）より低くなること、および螺旋歪みが可能となることを意図して開発された、重合可能なキラル液晶材料から製造することができる。これは例えば、高い捻れを有するキラル成分、および／またはブラッグ反射帯をＵＶ範囲に押しやるための多量のキラル成分を加えること、そして例えば、螺旋歪みを可能とする二色性の光重合開始剤を加えることにより達成される。さらに、本発明による混合物および材料は、プラスチック基板上にて５分未満の硬化時間での生産に好適なフィルム生産方法を可能とし、これは大量生産には特に好適である。
【００６４】
重合可能な材料は、好ましくはコレステリック液晶（ＣＬＣ）材料である。好ましくは、１種または２種以上のアキラルな重合可能なメソゲン性化合物と、少なくとも１種のキラル化合物を含む。該キラル化合物は、重合可能でないキラル化合物、例えば液晶混合物またはデバイスにおいて用いられるキラルドーパント、重合可能なキラル非メソゲン性化合物、または重合可能なキラルメソゲン性化合物から選択することができる。特に好ましいのは、高い螺旋捻れ力（helical twisting power）を有するキラルドーパントであり、なぜならばこれらは、低量で用いられる場合も短ピッチＣＬＣ混合物を提供するからである。
【００６５】
特に好ましいのは、キラルな重合可能なＬＣ混合物であって、
ａ）少なくとも１個の重合可能な基を含む、少なくとも１種の重合可能なメソゲン性化合物、
ｂ）重合可能および／またはメソゲン性で、ａ）の成分の一つの化合物または付加的化合物であってもよい、少なくとも１種のキラル化合物、
ｃ）少なくとも１種の二色性光重合開始剤、
ｄ）随意的に、１個または２個以上の重合可能な基を有する、１種または２種以上の非メソゲン性化合物、
【００６６】
ｅ）随意的に、１種または２種以上の非二色性の光重合開始剤、
ｆ）随意的に、光重合を開始するために用いられる波長において最大吸収を示す、１種または２種以上の染料、
ｇ）随意的に、１種または２種以上の連鎖移動剤、および
ｈ）随意的に、１種または２種以上の界面活性（surface active）化合物、
を含む、前記混合物である。
【００６７】
本明細書に記載のキラルな重合可能なＬＣ材料は、本発明の他の対象である。
アキラルおよびキラルな化合物は、反応基の数が異なるのが好ましい。
【００６８】
本発明の好ましい態様においては、重合可能なメソゲン性材料は、少なくとも１種の二または多反応性キラルな重合可能なメソゲン性化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性アキラルな重合可能なメソゲン性化合物を含む。
【００６９】
本発明の他の好ましい態様においては、重合可能な材料は、少なくとも１種の一反応性キラルな重合可能なメソゲン性化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性アキラルな重合可能なメソゲン性化合物を含む。
【００７０】
他の好ましい態様においては、重合可能な材料は、少なくとも１種の非反応性キラル化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性重合可能なメソゲン性化合物を含む。
【００７１】
二または多反応性化合物が重合可能な材料の中に存在する場合、３次元ポリマーネットワークが形成される。かかるネットワークにより作成される光学リタデーションフィルムは、自立的であり、高い機械的安定性および熱的安定性を示し、その物理特性および光学特性は温度への依存性が低い。
【００７２】
二または多反応性化合物の濃度を変化させることにより、ポリマーフィルムの架橋密度を調節し、これによって物理および化学特性、例えば光学リタデーションフィルムの光学特性の温度依存性に重要なガラス遷移温度、熱的および機械的安定性、または溶媒抵抗性などを、容易に調節することができる。
【００７３】
好ましい重合可能なＬＣ混合物は、
−１０〜８０％の、１種または２種以上の二反応性アキラルなメソゲン性化合物、
−５〜８０％の、１種または２種以上の一反応性アキラルなメソゲン性化合物、
−５〜８０％の、１種または２種以上の一または二反応性キラルなメソゲン性化合物、および／または、１〜２０％の、１種または２種以上の、メソゲン性であってもよい非反応性キラル化合物、
−０〜１０％の、１種または２種以上の連鎖移動剤、
−０〜３％の、１種または２種以上の、非反応性、一反応性、二または多反応性界面活性剤、
−０．１〜８％の、１種または２種以上の二色性光重合開始剤、好ましくは０．５〜５％の二色性、特に好ましくは液晶光重合開始剤、
−０〜６％、好ましくは０．１〜５％の、１種または２種以上の非二色性光重合開始剤、
を含む。
【００７４】
本発明に用いる、アキラルおよびキラルな重合可能なメソゲン性一、二または多反応性化合物は、それ自体知られた方法により、また例えば、有機化学の標準的な業績に記された、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgartに記載の方法により、製造することができる。典型的な例は、例えばWO 93/22397；EP 0 261 712；DE 19504224；DE 4408171およびDE 4405316に記載されている。これらの文書に開示された化合物はしかし、例としてのみ考慮されるべきで、本発明の範囲を限定するものではない。
【００７５】
特に有用な一反応性キラルおよびアキラルな重合可能なメソゲン性化合物を示す例は、以下の化合物のリストに示されるが、これらはしかし、例示としてのみ理解されるべきであり、本発明を限定する意図はなく、説明を意図したものである。
【化２】
【００７６】
【化３】
【００７７】
【化４】
【００７８】
有用な二反応性キラルおよびアキラルな重合可能なメソゲン性化合物を示す例は、以下の化合物のリストに示されるが、これらはしかし、例示としてのみ理解されるべきであり、本発明を限定する意図はなく、説明を意図したものである。
【化５】
【００７９】
上の式において、Ｐは重合可能な基、好ましくはアクリル、メタクリル、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテル、エポキシまたはスチリル基であり、ｘおよびｙは、互いに独立して１〜１２であり、Ａは、Ｌ１または１，４−シクロヘキシレンによって随意的に１、２または３置換された１，４−フェニレンであり、ｖは、０または１であり、Ｚ０は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、Ｙは、極性基であり、Ｔｅｒは、テルペノイドラジカル例えばメンチルであり、Ｃｈｏｌは、コレステリル基であり、Ｒ０は、非極性アルキルまたはアルコキシ基であり、そして、Ｌ１およびＬ２は互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または随意的にハロゲン化された、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシ基である。
この関連における用語「極性基」は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＨ、ＯＣＨ３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、および随意的にフッ素化された４個までのＣ原子を有するカルボニルまたはカルボキシル基、モノ−、オリゴ−、またはポリフッ素化された１〜４個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基から選択される基を意味する。用語「非極性基」は、１個もしくは２個以上、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２個もしくは３個以上、好ましくは２〜１２個のＣ原子を有するアルコキシ基を意味する。
重合可能な材料はまた、１個または２個以上の、メソゲン性または液晶であってもよい、重合可能でないキラルドーパントを含んでもよい。特に好ましいのは、メソゲン性基を付加されたキラルなソルビトール基を含む化合物、特に、WO 98/00428に開示された高い捻れ力を有する化合物である。さらに好適なキラル化合物は、例えば、市場で入手可能なＳ １０１１、Ｒ８１１またはＣＢ１５（Merck KGaA、ダルムシュタット、ドイツ）である。
【００８０】
特に好ましいのは、以下の式
【化６】
から選択されるキラル化合物であって、ここに示されていない（Ｒ，Ｓ）、（Ｓ，Ｒ）、（Ｒ，Ｒ）および（Ｓ，Ｓ）の鏡像異性体を含み、ここでＥおよびＦは、互いに独立して、上記のＡの意味を有し、ｖは、０または１であり、Ｚ０は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、Ｒは、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、カルボニルまたはカルボニルオキシ基である。
【００８１】
式ＩＩＩの化合物は、WO 98/00428に開示されており、式ＩＶの化合物は、GB 2,328,207に開示されており、これら開示の全体は、参照のため本明細書に組み込まれる。
【００８２】
さらに好ましいキラルドーパントは、EP 01111954.2に開示されているキラルなビナフチル誘導体、EP 00122844.4およびEP 00123385.7に記載されたキラルなビナフトールアセタール誘導体、EP 00115249.5に開示されたキラルなＴＡＤＤＯＬ誘導体、およびEP 00115250.3およびEP 00115251.1に開示された、少なくとも１個のフッ素化架橋基および、先端または中央キラル基を有するキラルドーパントである。
【００８３】
コレステリックフィルムの製造のためには、重合可能なＬＣ材料が好ましくは基板上に塗布され、ホモジニアスな配向に配列され、コレステリック構造を永久に固定するために重合される。基板としては、例えばガラスまたはクォーツシート、またはプラスチックフィルムもしくはシートを用いることができる。重合の前、および／または重合中、および／または重合の後、混合物を塗布した上に第二の基板を設けることも可能である。これらの基板は、重合の後に取り除いても、取り除かなくてもよい。化学線による硬化に２個の基板を用いる場合、少なくとも１個の基板は重合に用いる化学線に対して透明でなければならない。等方性または複屈折性の基板を用いることができる。重合の後に重合フィルムから基板を取り除かない場合、等方性の基板を用いるのが好ましい。
【００８４】
好ましくは、少なくとも１個の基板はプラスチック基板、例えばポリエステルのフィルム、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボナート（ＰＣ）またはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）であり、特に好ましくはＰＥＴフィルムまたはＴＡＣフィルムである。複屈折基板としては、例えば一軸性に延伸されたプラスチックフィルムを使用できる。例えば、ＰＥＴフィルムは、DuPont Teijin Filmsから登録商標メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）として市場で入手可能である。
【００８５】
重合可能な材料は、溶媒、好ましくは有機溶媒に溶解することもできる。この溶液は次に基板上に、例えばスピンコーティングまたは他の知られた技術によって塗布し、溶媒は重合前に蒸発させて取り除く。多くの場合、溶媒の蒸発を促進するために混合物を熱することが好適である。
【００８６】
ＬＣ材料の重合は、好ましくは化学線を照射することによって実施される。化学線照射とは、光、例えばＵＶ光、ＩＲ光もしくは可視光などによる照射、Ｘ線もしくはガンマ線による照射、または高エネルギー粒子、例えばイオンもしくは電子などによる照射を意味する。好ましくは重合は、光照射、特にＵＶ光、特に好ましくは直線偏光ＵＶ光の照射により実施される。化学線の源としては、例えば単一のＵＶランプ、または複数ＵＶランプのセットを用いることができる。高出力のランプを用いる場合は、硬化時間を短縮できる。光照射の他の可能な源は、レーザー、例えばＵＶレーザー、ＩＲレーザー、または可視光レーザーである。
【００８７】
重合は、化学線の波長において吸収する開始剤の存在下で行う。例えば、ＵＶ光による重合の場合は、ＵＶ照射の元で分解して重合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成する光重合開始剤を用いることができる。ＵＶ光重合開始剤が好ましく、特に、ラジカル（radicalic）ＵＶ光重合開始剤が好ましい。
【００８８】
コレステリックフィルムにおいて螺旋歪みを達成するには、重合可能なＣＬＣ混合物は、二色性光重合開始剤、例えば液晶光重合開始剤を含むのが好ましい。ＬＣ光重合開始剤としては、例えば以下の化合物を用いることができる：
【化７】
【００８９】
二色性光重合開始剤に加えて、重合可能な混合物はまた１種または２種以上の従来の光重合開始剤を含んでもよい。ラジカル重合のための標準の光重合開始剤としては、例えば、市場で入手可能な登録商標イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５1、登録商標イルガキュア１８４、登録商標ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）１１７３または登録商標ダロキュア４２０５（全てCiba Geigy AGより）を用いることができ、陽イオン性光重合の場合には、市場で入手可能な登録商標ＵＶＩ６９７４（ユニオンカーバイド）を用いることができる。
【００９０】
硬化時間は、特に、重合可能な材料の反応性、被覆層の厚さ、重合開始剤のタイプ、およびＵＶランプの出力に依存する。本発明による硬化時間は、１０分以下が好ましく、５分以下が特に好ましく、２分未満がより特に好ましい。大量生産には３分以下の短い硬化時間が、特に好ましくは１分以下、より特に好ましくは３０秒以下が好ましい。
【００９１】
重合可能なＬＣ材料は、付加的に、１種または２種以上の他の好適な成分、例えば、触媒、増感剤、安定剤、連鎖移動剤、阻害剤、共反応性モノマー、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水性剤（hydrophobing agent）、接着剤、流れ改良剤（flow improver）、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応希釈剤、補助剤、着色剤、染料または顔料などを含んでよい。
【００９２】
混合物はまた、重合に用いる照射波長に最大吸収を調節した、１種または２種以上の染料、特にＵＶ染料例えば４，４’アゾキシアニソール、または市場で入手可能なＴｉｎｕｖｉｎ（Ciba AG、ベーゼル、スイス）を含んでよい。
【００９３】
他の好ましい態様においては、重合可能な材料の混合物は、１個の重合可能な官能基を有する一反応性非メソゲン性化合物を７０％まで、好ましくは１〜５０％まで含む。代表的な例は、アルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートである。
【００９４】
ポリマーの架橋を増やすため、重合可能なＬＣ材料に対して、２個または３個以上の重合可能な官能基を有する非メソゲン性化合物を２０％まで、二または多反応性重合可能なメソゲン性化合物の代替としてまたはそれに付加して、加えることもできる。二反応性非メソゲン性モノマーの代表的な例は、１〜２０個のＣ原子を有するアルキル基を有するアルキルジアクリレートまたはアルキルジメタクリレートである。多反応性非メソゲン性モノマーの代表的な例は、トリメチルプロパントリメタクリレートまたはペンタエリトリトールテトラアクリレートである。
【００９５】
本発明のポリマーフィルムの物理的特性を改良するため、重合可能な材料に１種または２種以上の連鎖移動剤を加えることも可能である。特に好ましいのは、チオール化合物、例えばドデカンチオールなどの単官能基性チオール化合物、または例えばトリメチルプロパン・トリ（３−メルカプトプロピオナート）などの多官能基性チオール化合物であり、特に好ましいのはメソゲン性または液晶のチオール化合物である。連鎖移動剤を加えると、本発明のポリマーフィルムのフリーポリマー鎖の長さ、および／または２個の架橋の間のポリマー鎖の長さが制御可能である。連鎖移動剤の量を増やすと、得られるポリマーフィルムのポリマー鎖の長さは減少する。
【００９６】
コレステリックフィルムを製造するには、キラルな重合可能な材料のプレナー配向を達成すること、すなわち、螺旋軸をフィルム面に実質的に直角とすることが必要である。プレナー配向は、例えば材料を、例えばドクターブレードにより切断する(shearing the material)ことで達成できる。配向層、例えばラビングされたポリイミドまたはスパタリングされたＳｉＯｘの層を、少なくとも１個の基板の上に導入することも可能である。プレナー配向はまた、さらなる配向層を導入せず、基板を例えばラビング用クロスまたはラビング用ローラーによってラビングしても達成できる。傾斜角の小さいプレナー配向は、重合可能なメソゲン性材料に１種または２種以上の界面活性剤を加えることによっても達成できる。好適な界面活性剤は、例えばJ. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77 (1981)に記載されている。特に好ましいのは非イオン性の界面活性剤であり、例えば非イオン性フルオロカーボン界面活性剤、例えば市場で入手可能な、登録商標フルオラッド（Ｆｌｕｏｒａｄ）（３Ｍより）、または登録商標ＺｏｎｙｌＦＳＮ（DuPontより）などである。
【００９７】
場合によっては、配向を支援し、重合を妨げる酸素を除外するために第二基板を導入することが有利である。代替的に、硬化は不活性ガス雰囲気下で行うことが出来る。しかし、好適な光重合開始剤および高出力ＵＶランプを用いて大気下で硬化することも可能である。陽イオン性光重合開始剤を用いる場合、酸素の除外は多くの場合不要であるが、水分は除外すべきである。本発明の好ましい態様によれば、重合可能な材料の重合は、不活性ガス雰囲気下、好ましくは窒素雰囲気下で実施する。
【００９８】
以下の例は、本発明を限定することなく説明するためのものである。本明細書では、特に断りのない限り、温度はすべてセ氏で、またパーセントは重量パーセントで示される。
【００９９】
例：二軸ＣＬＣフィルムの製造
例１
以下の重合可能な混合物を製造した。
化合物（１）（一反応性キラル） ６３．０％
化合物（２）（二反応性アキラル） ２０．０％
化合物（３）（一反応性アキラル） ７．８％
化合物（４）（非反応性キラル） ５．０％
化合物（５）（連鎖移動剤） ２．０％
化合物（６）（二色性光重合開始剤） ２．０％
ＦＣ１７１（登録商標、界面活性剤） ０．２％
【０１００】
ＦＣ１７１（登録商標）は、３Ｍ（St. Paul, ミネソタ、米国）から市場で入手可能な、重合可能でないフルオロカーボン界面活性剤である。キラルドーパント（４）の製造は、EP 01111954.2に記載されている。
【化８】
【０１０１】
混合物を７：３のトルエン／シクロヘキサノンに溶解し、５０％ｗ／ｗ溶液を得た。ＰＶＡを塗布したＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板をラビングにより製造した。前記溶液を、ワイヤを巻いたバーを用いて前記基板上に塗布し、約１０μｍのウェットフィルムを得た。溶媒は蒸発させ、ＰＶＡを塗布した第二のＴＡＣ基板をその上に配置した。得られた被膜に、８０℃で０．８ｍＷｃｍ−２の非偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射し、フィルム１Ａを得た。第二の被膜を同様にして製造し、直線偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射して、フィルム１Ｂを得た。フィルム１Ａとフィルム１Ｂのリタデーション（ｎｍ）対視野角（°）を、図４Ａおよび４Ｂにそれぞれ示す。フィルム１Ａのリタデーションは、実質的に視野角に依存しない。フィルム１Ｂの面内異方性は、図４Ｂに軸上のリタデーション（〜１０ｎｍ）によって表される。フィルム１Ｂの面外のネガティブＣリタデーションは、図４Ｂの軸外での全角度におけるリタデーションの減少から明らかである。
【０１０２】
例２
以下の重合可能な混合物を製造した。
化合物（７）（二反応性アキラル） ５１．５％
化合物（８）（一反応性アキラル） ８．０％
化合物（９）（一反応性アキラル） ２１．０％
化合物（２） １２．０％
化合物（４） ６．０％
化合物（６） １．０％
ＦＣ１７１（登録商標） ０．２％
【化９】
【０１０３】
混合物を７：３のトルエン／シクロヘキサノンに溶解し、５０％ｗ／ｗ溶液を得た。ＰＶＡを塗布したＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板をラビングにより製造した。前記溶液を、ワイヤを巻いたバーを用いて前記基板上に塗布し、約６μｍのウェットフィルムを得た。溶媒は蒸発させ、ＰＶＡを塗布した第二のＴＡＣ基板をその上に配置した。得られた被膜に、８０℃で０．８ｍＷｃｍ−２の非偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射し、フィルム２Ａを得た。第二の被膜を同様にして製造し、直線偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射して、フィルム２Ｂを得た。フィルム２Ａとフィルム２Ｂのリタデーション（ｎｍ）対視野角（°）を、図５Ａおよび５Ｂにそれぞれ示す。フィルム２Ａのリタデーションは、実質的に視野角に依存しない。フィルム２Ｂの面内異方性は、図５Ｂに軸上のリタデーション（〜１０ｎｍ）によって表される。フィルム２Ｂの面外のネガティブＣリタデーションは、図５Ｂの軸外での全角度におけるリタデーションの減少から明らかである。
【０１０４】
例３
以下の重合可能な混合物を製造した。
化合物（７） ５０．５％
化合物（８） ８．０％
化合物（９） １９．０％
化合物（２） １０．０％
パリオカラー（登録商標、Paliocolor）ＬＣ７５６（一反応性アキラル） ６．０％
化合物（６） ２．０％
ＦＣ１７１（登録商標） ０．５％
【０１０５】
パリオカラーＬＣ７５６（登録商標）は、ＢＡＳＦ ＡＧ（ルドウィッヒシャーフェン、ドイツ）から市場で入手可能な、二反応性重合可能なキラル化合物である。
【０１０６】
混合物を７：３のトルエン／シクロヘキサノンに溶解し、５０％ｗ／ｗ溶液を得た。ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板をラビングにより製造した。前記溶液をワイヤを巻いたバーを用いて前記基板上に塗布し、約５μｍのウェットフィルムを得た。溶媒は蒸発させ、第二のＴＡＣ基板をその上に配置した。得られたフィルムは、２５℃で４０ｍＷｃｍ−２の非偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）照射により重合し、フィルム３Ａを得た。第二の被膜を同様にして製造し、直線偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）照射により重合して、フィルム３Ｂを得た。フィルム３Ａとフィルム３Ｂのリタデーション（ｎｍ）対視野角（°）を、図６Ａおよび６Ｂにそれぞれ示す。フィルム３Ａのリタデーションは、実質的に視野角に依存しない。フィルム３Ｂの面内異方性は、図６Ｂに軸上のリタデーション（〜１０ｎｍ）によって表される。フィルム３Ｂの面外のネガティブＣリタデーションは、図６Ｂの軸外での全角度におけるリタデーションの減少から明らかである。
【０１０７】
使用例：二軸ＣＬＣフィルムを有するＬＣＤの補償
以下の略号を用いる：
θｍａｘ：最大傾斜角
θｍｉｎ：最小傾斜角
ｏｕｔ：＝外側、偏光板側のフィルム面
ｉｎ：＝内側、ＬＣセル側のフィルム面
ｄ：フィルム厚さ
ＯＡ：配向方向であって、
偏光板の場合は延伸軸（stretch axis）の、
リタデーションフィルムの場合は光軸の、
ＬＣセルの表面においてはＬＣ分子の、
二軸性フィルムの場合はｎｘ方向の、
配向方向。
【０１０８】
例４Ａ：ＴＮ−ＬＣＤの比較例
図７Ａに示す構成を有する補償ＴＮ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ｏプレート１：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１３３２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
Ａプレート１：ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１２２２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート１：ｄ＝８９６ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
ＬＣセル：ｄ＝４７５０ｎｍ、ＯＡ＝４５°（１）、１３５°（２）、Ｏモード（＝各表面（１，２）での配向は、それぞれ最も近い偏光板（１，２）の延伸軸に平行）、標準ＴＮダイレクター分散
−Ｃプレート２：ｄ＝８９６ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ａプレート２：ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１２２２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
Ｏプレート２：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１３３２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図８Ａに示す等コントラスト線図。
【０１０９】
例４Ｂ：ＴＮ−ＬＣＤの比較例
図７Ｂに示す構成を有する補償ＴＮ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ｏプレート１：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１０９３ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート１：ｄ＝１０００ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ａプレート１：ＯＡ＝１３５°、ｄ＝９５４ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
ＬＣセル：ｄ＝４７５０ｎｍ、ＯＡ＝４５°（１）、１３５°（２）、Ｏモード、標準ＴＮダイレクター分散
Ａプレート２：ＯＡ＝２２５°、ｄ＝９５４ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート２：ｄ＝１０００ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ｏプレート２：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１０９３ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図８Ｂに示す等コントラスト線図。
【０１１０】
例４Ｃ：ＴＮ−ＬＣＤの使用例
図７Ｃに示す構成を有する補償ＴＮ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ｏプレート１：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１２００ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
二軸性フィルム１：ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１１００ｎｍ、ｎｘ＝１．６４３、ｎｙ＝１．５４１、ｎｚ＝１．４９５
ＬＣセル：ｄ＝４７５０ｎｍ、ＯＡ＝４５°（１）、１３５°（２）、Ｏモード、標準ＴＮダイレクター分散
二軸性フィルム２：ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１１００ｎｍ、ｎｘ＝１．６４３、ｎｙ＝１．５４１、ｎｚ＝１．４９５
Ｏプレート２：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１２００ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図８Ｃに示す等コントラスト線図。
【０１１１】
例５Ａ：ＭＶＡ−ＬＣＤの比較例
図９Ａに示す構成を有する補償ＭＶＡ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝９０°
Ａプレート：ＯＡ＝９０°、ｄ＝７２５ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート：ｄ＝２５００ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
ＬＣセル：ｄ＝３０００ｎｍ、４つの垂直に配向したドメイン（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）、標準ＭＶＡダイレクター分散
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝０°
および、図１０Ａに示す等コントラスト線図。
【０１１２】
例５Ｂ：ＭＶＡ−ＬＣＤの使用例
図９Ｂに示す構成を有する補償ＭＶＡ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝９０°
二軸性フィルム１：ＯＡ＝９０°、ｄ＝２２７７ｎｍ、ｎｘ＝１．５８３、ｎｙ＝１．６１０、ｎｚ＝１．４９５
ＬＣセル：ｄ＝３０００ｎｍ、４つの垂直に配向したドメイン（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）、標準ＭＶＡダイレクター分散
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝０°
および、図１０Ｂに示す等コントラスト線図。
【０１１３】
例６Ａ：ＯＣＢ−ＬＣＤの比較例
図１１Ａに示す構成を有する補償ＯＣＢ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ａプレート１：ＯＡ＝９０°、ｄ＝２６５ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート１：ｄ＝４６５５ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
ＬＣセル：ｄ＝４０００ｎｍ、ＯＡ＝０°（１）、１８０°（２）、標準ＯＣＢダイレクター分散
−Ｃプレート２：ｄ＝４６５５ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ａプレート２：ＯＡ＝９０°、ｄ＝２６５ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図１２Ａに示す等コントラスト線図。
【０１１４】
例６Ｂ：ＯＣＢ−ＬＣＤの使用例
図１１Ｂに示す構成を有する補償ＯＣＢ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
二軸性フィルム１：ＯＡ＝９０°、ｄ＝９６０ｎｍ、ｎｘ＝１．８６５、ｎｙ＝１．６１５、ｎｚ＝１．４４６
ＬＣセル：ｄ＝４０００ｎｍ、ＯＡ＝０°（１）、１８０°（２）、標準ＯＣＢダイレクター分散
二軸性フィルム２：ＯＡ＝９０°、ｄ＝９６０ｎｍ、ｎｘ＝１．８６５、ｎｙ＝１．６１５、ｎｚ＝１．４４６
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図１２Ｂに示す等コントラスト線図。
【０１１５】
前記の例は、一般的にまたは特定的に記述された本発明の反応剤および／または操作条件を、前記の例で用いられたものと置き換えることによって、同様の成功を持って再現することができる。
【０１１６】
前記の記載から、当業者は本発明の本質的な特性を容易に確認することができ、その精神と範囲から逸脱することなく、本発明に種々の変更や修正を行い、種々の使用や条件に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】コレステリック材料を偏光ＵＶ光を用いて光重合することよる、本発明記載の二軸性フィルムの製造方法を示す。
【図２】非偏光ＵＶ光を用いた光重合による正弦コレステリック螺旋（Ａ）の製造、および偏光ＵＶ光を用いた光重合による歪み螺旋（Ｂ）の製造を示す。
【０１１８】
【図３】歪みなし（Ａ）および歪み（Ｂ）コレステリック螺旋を有するコレステリック材料の屈折率楕円体を示す。
【図４Ａ】例１に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図４Ｂ】例１に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【０１１９】
【図５Ａ】例２に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図５Ｂ】例２に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図６Ａ】例３に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図６Ｂ】例３に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【０１２０】
【図７】従来技術（Ａ、Ｂ）および本発明（Ｃ）による補償ＴＮ−ＬＣＤの模式図である。
【図８Ａ】図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、それぞれ例４Ａ、４Ｂおよび４Ｃによる補償ＴＮ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図８Ｂ】図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、それぞれ例４Ａ、４Ｂおよび４Ｃによる補償ＴＮ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図８Ｃ】図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、それぞれ例４Ａ、４Ｂおよび４Ｃによる補償ＴＮ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【０１２１】
【図９】従来技術（Ａ）および本発明（Ｂ）による補償ＭＶＡ−ＬＣＤの模式図である。
【図１０Ａ】図１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ例５Ａおよび５Ｂによる補償ＭＶＡ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ例５Ａおよび５Ｂによる補償ＭＶＡ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【０１２２】
【図１１】従来技術（Ａ）および本発明（Ｂ）による補償ＯＣＢ−ＬＣＤの模式図である。
【図１２Ａ】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ例６Ａおよび６Ｂによる補償ＯＣＢ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ例６Ａおよび６Ｂによる補償ＯＣＢ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【０００１】
本発明は、コレステリック構造を有する光学二軸性フィルム（biaxial film）、その製造のための方法および材料、補償板および液晶ディスプレイなどの光学デバイスにおけるその使用、および、かかる二軸性フィルムを含む補償板または液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学補償板は従来技術において、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の光学特性、例えば大きい視野角でのコントラスト比やグレースケール表示を改善するのに用いられる。例えば、ＴＮまたはＳＴＮ型の補償なしのディスプレイで視野角が大きい場合、グレーレベルの変化や、グレースケールの反転、さらにコントラストの損失および望ましくない色域の変化などがよく観察される。
【０００３】
ＬＣＤ技術およびＬＣＤの光学的補償の原理と方法の概観は、米国特許5,619,352号に記載されており、その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。米国特許5,619,352号に記載されているように、広い視野角においてディスプレイのコントラストを改善するには、ネガティブ複屈折Ｃプレート（negatively birefringent C-plate）補償板を用いることができるが、かかる補償板はディスプレイのグレースケール表示の改善には寄与しない。逆に、グレースケールの反転を抑制または除去して、グレースケールの安定性を改善するために、米国特許5,619,352号では複屈折するＯプレート補償板を用いることが示唆されている。米国特許5,619,352号に記載のＯプレート補償板は、Ｏプレートを含み、さらに１個または２個以上のＡプレートおよび／またはネガティブＣプレートを含んでもよい。
【０００４】
米国特許5,619,352号および本発明で用いられる用語「Ｏプレート」、「Ａプレート」、および「Ｃプレート」は、以下の意味を有する。「Ｏプレート」は、ポジティブ複屈折材料（例えば液晶）の層であって、その主光軸（principal optical axis）が層の面に対して傾いて配向しているような前記層を利用した、光学リタデーション板である。「Ａプレート」は、一軸方向の複屈折材料の層であって、その異常軸（extraordinary axis）が層の面に対して平行に配向しており、またその通常軸（ordinary axis、「ａ軸」とも呼ばれる）が層の面に垂直に配向している、すなわち通常の入射光の方向に平行であるような前記層を利用した、光学リタデーション板である。「Ｃプレート」は、一軸方向の複屈折材料の層であって、その異常軸（「ｃ軸」とも呼ばれる）が層の面に対して垂直である、すなわち、通常の入射光の方向に平行であるような前記層を利用した、光学リタデーション板である。
【０００５】
従来技術におけるネガティブ複屈折Ｃプレートリタデーション板は、例えば一軸方向に圧縮された等方性ポリマーフィルムから、米国特許5,196,953号に例えば記載されているように薄い無機フィルムの気相蒸着法によって、またはネガティブ複屈折液晶材料から、製造されている。しかし、延伸または圧縮されたポリマーフィルムはしばしば中程度の複屈折性しか示さないため厚いフィルムが必要となり、気相蒸着は複雑な製造手順を要求し、またネガティブ複屈折液晶材料は多くの場合ポジティブ複屈折材料より入手が難しく、高価である。
【０００６】
これらの欠点を克服するため、最近、例えばWO 01/20393およびWO 01/20394では、ピッチが短く、典型的にはブラッグ反射帯が電磁スペクトルのＵＶ域にあるコレステリック液晶フィルムを用いることが示唆されている。かかるフィルムは、その最大反射より大きい波長に対して、ネガティブ複屈折性のＣ型リタデーションを示す。この型のフィルムの屈折率楕円体（refractive index ellipsoid）は、ネガティブ複屈折性を有する垂直に配向した液晶のそれに近い。かかるリタデーションフィルムは、例えば、ＴＮ−ＬＣＤのホメオロトピックに駆動される暗状態における、軸外のリタデーション（off-axis retardation）を打ち消すために用いることができ、したがって、ＬＣディスプレイの視野角を大きく改善する。
【０００７】
WO 01/20393には、プレナーＡプレート、Ｏプレート、およびピッチの短いコレステリックＬＣフィルムを含むネガティブＣプレートの組合せによる、補償板が開示されている。例えばＴＮ−ＬＣＤで用いられる場合に、この組合せは水平視野角での優れたコントラストを提供し、望ましくない色域の変化を低減する。しかし、垂直視野角での性能は限定される。さらに、複数のリタデーションフィルムの使用は高価であり、製造上および耐久性の問題が生じる。
【０００８】
本発明の一つの目的は、ＬＣＤの補償において改善された性能を有し、製造が容易であり、特に大量生産が容易であり、上記の従来技術の補償板の欠点を有さない、光学補償板を提供することである。本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から当業者には直ちに明らかである。
【０００９】
本発明の発明者は、複数フィルムを単一の層に組込みまた二軸Ｃプレートリタデーション板を用いることによって、上記の問題が解決でき、優れた性能の光学補償板が得られることを発見した。二軸ネガティブＣプレートリタデーション板の光学特性はプレナーＡプレートとネガティブＣプレートの組合せのそれに近いが、しかしかかる組合せより優れた光学性能を示すことが見出された。二軸ネガティブＣプレートリタデーション板の面内等方性（Δｎｘｙ）はＡプレートに近いが、面外等方性（ΔｎｘｚおよびΔｎｙｚ）はネガティブＣプレートに近い。シミュレーションにより、二軸ネガティブＣプレートリタデーション板の光学性能が、ＡプレートおよびネガティブＣプレートを順番に積み重ねたもののそれより驚くほど優れていること、また液晶ディスプレイに対して非常に優れた視野角性能を示すことが示された。さらに、２個積み重ねられたフィルムの代わりに１個の二軸性フィルムを使用することにより、コストおよび製造の問題が低減される。
【００１０】
用語の定義
本明細書に記載の光学的偏光、補償およびリタデーションの層、フィルムまたはプレートとの関連において、以下の用語の定義を、本明細書を通して用いられるものとして示す。
【００１１】
用語「コレステリック構造」または「螺旋捻れ構造」は、１または２以上の液晶材料の層を含むフィルムであって、該フィルム内ではメソゲンが、その主分子軸が分子副層内で好ましい方向となるように配向しており、この好ましい配向方向が異なる副層内において、フィルム面に対して実質的に垂直である螺旋軸、すなわち、フィルムの法線方向に対して実質的に平行である螺旋軸の周りに捻れている、前記フィルムに関する。この定義はまた、螺旋軸がフィルムの法線方向に対して２°までの角度で傾いている配向も含む。
【００１２】
用語「傾斜(tilted)構造」または「傾斜配向」は、フィルムの光軸がフィルム面に対して０〜９０°の間の角度θだけ傾いていることを意味する。
【００１３】
用語「スプレイ(splayed)構造」または「スプレイ配向」は、傾斜角がさらに、０〜９０°の範囲で、好ましくは最少値から最大値まで、フィルム面に対して垂直方向に単調に変化する、上記に定義の傾斜配向を意味する。
【００１４】
用語「プレナー(planar)構造」または「プレナー配向」は、フィルムの光軸がフィルム面に対して実質的に平行であることを意味する。この定義はまた、光軸がフィルム面に対して僅かに傾いており、フィルム全体の平均傾斜角が１°までで、光軸がフィルム面に対して正確に平行すなわち傾斜がゼロのフィルムと同じ光学特性を示すフィルムも含む。
【００１５】
平均傾斜角θａｖｅは以下の式
【化１】
で定義され、ここでθ’（ｄ’）はフィルム内の厚さｄ’の部位における局所傾斜角であり、ｄはフィルムの総厚さである。
【００１６】
以下では、特に記載がない限り、スプレイフィルムの傾斜角は平均傾斜角θａｖｅで与える。
用語「ホメオトロピック構造」または「ホメオトロピック配向」は、フィルムの光軸がフィルム面に対して実質的に垂直である、すなわち、フィルムの法線に対して実質的に平行であることを意味する。この定義はまた、光軸がフィルムの法線に対して２°までの角度で僅かに傾き、光軸がフィルムの法線に対して正確に平行すなわち傾斜なしのフィルムと同じ光学特性を示すフィルムも含む。
【００１７】
簡単化のために、傾斜、スプレイ、プレナー、捻れまたはホメオトロピック配向または構造は、以下ではそれぞれ簡潔に「傾斜フィルム」、「スプレイフィルム」、「プレナーフィルム」、「捻れフィルム」および「ホメオトロピックフィルム」とも称される。
傾斜およびスプレイフィルムはまた、「Ｏプレート」とも称される。プレナーフィルムはまた、「Ａプレート」または「プレナーＡプレート」とも称される。
【００１８】
ホモジニアスな配向を有する一軸ポジティブ複屈折液晶材料を含んでいる傾斜、プレナーおよびホメオトロピック光学フィルムにおいては、本発明を通して述べる該フィルムの光軸は、液晶材料のメソゲンの主分子軸の配向方向によって表す。
【００１９】
ホモジニアスな配向を有する一軸ポジティブ複屈折液晶材料を含んでいるスプレイフィルムにおいては、本発明を通して述べる該フィルムの光軸は、メソゲンの主分子軸の配向方向の、該フィルム表面への投射によって表す。
【００２０】
「Ｅモード」は、捻れネマチック液晶ディスプレイ（ＴＮ−ＬＣＤ）について、ディスプレイセルに入射した場合の入射偏光が実質的に液晶分子のダイレクター（director）に沿っている、すなわち、特別（Ｅ）屈折率に沿っていることを言う。「Ｏモード」は、ＴＮ−ＬＣＤについて、セルに入射した場合の入射偏光が実質的にダイレクターに垂直である、すなわち、通常（Ｏ）屈折率に沿っていることを言う。
【００２１】
本明細書で用いられる用語「フィルム」は、自己支持的（self-supporting）、すなわち自立構造のフィルムであって、ある程度明白な機械的安定性および柔軟性を示す前記フィルム、および支持基板上または２個の基板の間の被覆物または層を含む。
【００２２】
用語「液晶またはメソゲン性材料」または「液晶またはメソゲン性化合物」は、１種または２種以上の、棒状、板状またはディスク状のメソゲン性基、すなわち液晶相の挙動を引き起こす能力を有する基を含む、材料または化合物を意味する。メソゲン性基を含む化合物または材料は、必ずしもそれら自体が液晶相を示す必要はない。他の化合物との混合物においてのみ、またはメソゲン性化合物もしくは材料またはそれらの混合物が重合された場合にのみ、液晶相の挙動を示してもよい。
【００２３】
簡単化のために、以下では用語「液晶材料」は液晶材料およびメソゲン性材料の両方に対して用い、用語「メソゲン」は材料のメソゲン性基に対して用いる。
【００２４】
１個の重合可能な基を有する重合可能な化合物はまた、「一反応性」化合物とも呼ばれ、２個の重合可能な基を有する重合可能な化合物はまた、「二反応性」化合物とも呼ばれ、２個より多数の重合可能な基を有する重合可能な化合物はまた、「多反応性」化合物とも呼ばれる。重合可能な基を有さない化合物はまた、「非反応性」化合物とも呼ばれる。
【００２５】
発明の概要
本発明の一つの対象は、コレステリック構造および楕円状の屈折率楕円体を有する変形螺旋を有し、３８０ｎｍより短い波長の光を反射することを特徴とする、二軸性フィルムである。
【００２６】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の二軸性フィルムの製造方法である。
本発明の他の対象は、本明細書に記載の二軸性フィルムの、光学デバイス例えば液晶ディスプレイにおける、リタデーションまたは補償フィルムとしての使用である。
【００２７】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の二軸性フィルムを含む補償板である。
本発明の他の対象は、本明細書に記載の補償板または二軸性フィルムを含む液晶ディスプレイである。
【００２８】
発明の詳細な説明
本発明記載の二軸性フィルムを含む補償板をＬＣＤにおいて用いる場合、ディスプレイの広い視野角でのコントラストおよびグレーレベル表示はかなり改善され、グレースケールの反転が抑制される。カラーディスプレイの場合、色の安定性がかなり改善され、色域の変化が抑制される。さらに、本発明による補償板は大量生産に特に好適である。
【００２９】
特に好ましいのは、光学的に二軸ネガティブＣ対称を有しｎｘ≠ｎｙ≠ｎＺおよびｎｘ、ｎｙ＞ｎｚである二軸リタデーションフィルムであって、ここでｎｘおよびｎｙはフィルム面内で直交する２方向の主屈折率であり、ｎｚはフィルム面に垂直方向の主屈折率である。
【００３０】
さらに好ましいのは、波長が３８０ｎｍ以上の光に対して、好ましくは３８０〜７８０ｎｍの可視光に対して実質的に透明な、二軸リタデーションフィルムである。
二軸性フィルムの厚さは好ましくは０．５〜５μｍであり、特に好ましくは１〜３μｍである。
【００３１】
螺旋ピッチは、可視光波長より短い３６０ｎｍ未満の反射波長を達成するために、好ましくは２２５ｎｍ未満を選択する。二軸性フィルムのリタデーションは、以下および例に例示されているように、所望の用途に従って選択する。二軸性フィルムは、架橋コレステリックポリマーを含むのが好ましい。
【００３２】
本発明による二軸性フィルムは、例えば、短いピッチ（高い捻れ）のコレステリック液晶（ＣＬＣ）ポリマーフィルム中に螺旋変形を含むことにより、製造することができる。これは、例えば、基板上に塗布してプレナー配向に配列させた、重合可能なコレステリック液晶材料を光重合することによって達成でき、ここで、重合可能な材料は二色性（dichroic）または液晶の光重合開始剤を含み、光重合は、直線偏光、例えば直線偏光ＵＶ光の照射によって開始される。その結果、ＣＬＣ螺旋が光重合の間に歪められる。この方法は、長いピッチのＣＬＣポリマーフィルムの製造用としてD. J. Broer et al., Adv. Mater. 1999, 11(7), 573-77に記載されている。しかしBroerらは、ＵＶ域に反射波長を有するコレステリックフィルムについては開示していない。
【００３３】
したがって、本発明の他の対象は本明細書に記載の二軸リタデーションフィルムの製造方法であり、該方法は、キラルな重合可能な液晶材料を基板上に設け、液晶相内でホモジニアスに配向している該重合可能な材料を直線偏光にさらすことによって重合し、随意的に該重合した材料を基板上から除去することによるものであり、ここで、前記キラルな重合可能な液晶材料が、少なくとも１種の二色性光重合開始剤、少なくとも１種のアキラルな重合可能な化合物、および少なくとも１種のキラルな重合可能または重合可能でない化合物を含んでいる、前記方法である。
【００３４】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の方法により得ることができる、コレステリック構造を有する二軸性フィルムである。
二軸性フィルムの製造方法は、例示的に以下に、また模式図的に図１および図２に示される。
【００３５】
ＣＬＣ混合物は、反応性の高いネマチック成分および反応性の低いキラル成分、またはその逆を含むのが好ましい。ＬＣ光重合開始剤は、局所的に、そのＵＶ吸収軸が液晶ダイレクターに平行となるように配列している。偏光ＵＶ光で照射されると、図１に示すように、重合を開始するフリーラジカルは、ダイレクターが局所的に偏光方向に平行に位置するところ（Ｅ）で優先的に生成される。
【００３６】
フリーラジカルの不ホモジニアスな生成は、優先的に反応性の高い成分の局所的な重合をもたらす。これにより、反応性の高い成分と低い成分との間に、図２Ｂに示すように、螺旋の半回転の範囲で濃度勾配が生じる。反応性の高い成分はダイレクターがＥ場に平行に位置するところでは高濃度となり（フリーラジカルの最大濃度）、反応性のより低い成分はダイレクターがＥ場に垂直のところで高濃度となる。キラル成分の局所的な変化は、正弦螺旋（sinusoidal helix）の歪みをもたらす。
【００３７】
前記の歪んだ螺旋は、材料内の光の波長と同じオーダーの長いピッチを有する。コレステリック材料内の光の波長は、屈折率の割合だけ材料の外部に比べて短くなる。螺旋のピッチが光の波長（材料内）に等しい場合、式ｐ
【外１】
ｎｘλに従ってブラッグ反射が生じ、ここでｐはコレステリックピッチであり、ｎは平均屈折率であり、λは反射波長である。歪んだ螺旋は、可視スペクトルにおいてブラッグ反射帯を生成し、そこでは螺旋歪みのために、コレステリック材料で通常観察される円偏光の透過の代わりに、直線偏光が透過される。
【００３８】
本発明による二軸性フィルムにおいては、ピッチは可視光波長をはるかに下回る値であり、平均の方向性屈折率（directional refractive indices）のみが経験される。その結果ＵＶにブラッグ反射帯が生じ、該フィルムは可視光線波長に対して透明となり、これらの波長に対して純粋にリタデーション板として振舞う。この場合の螺旋歪みは、楕円で円盤状の屈折率楕円体（図３Ｂ）となり、歪みなしの螺旋に対する、円形円盤状楕円体（図３Ａ）とは異なる。一方長いピッチのフィルムは、Broer et al., Adv. Mater. 1999, 11(7), 573-77の報告にあるように、可視光波長に対して偏光反射板またはカラーフィルターとして振舞う。
【００３９】
従来技術のコレステリックフィルムの短ピッチの正弦（すなわち、歪みなし）螺旋は、図３Ａの円盤状屈折率楕円体に示されるように、効果的な負の（ネガティブ）複屈折（Δｎｚ−ｘｙ）を生成する。面内屈折率は等しく（ｎｘ＝ｎｙ）、かつ面外屈折率（ｎｚ）より大きい。これにより、光学的に一軸のネガティブＣ型構造が作製される。反対に、本発明による短ピッチのコレステリックフィルムでは、螺旋歪みはネガティブＣ型構造においてさらなる面内異方性（Δｎｘ−ｙ）を生成し、図３Ｂに示すような、二軸ネガティブＣ型対称を有し、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚであってｎｘおよびｎｙがｎｚより大である、屈折率楕円体がもたらされる。
【００４０】
この方法により、光学的に二軸ネガティブＣ型対称を有し、可視スペクトル波長の直線偏光に対するリタデーション板として作用可能なコレステリックフィルムが製造できる。
【００４１】
本発明による二軸性フィルムは、単独で、または他のリタデーションフィルムと組み合わせて、ＬＣＤにおける視野角補償のための補償板として用いることができる。
【００４２】
二軸性フィルムは、プレナー、ホメオトロピック、傾斜またはスプレイ構造を有するＡプレート、ＣプレートおよびＯプレートリタデーション板またはフィルムの群から選択される、付加的なリタデーション板と組み合わせて用いるのが好ましい。特に好ましいのは、二軸性フィルムを、傾斜またはスプレイ構造を有する、さらに特に好ましくはスプレイ構造を有する、少なくとも１個のＯプレートリタデーション板と組合せて用いることである。
【００４３】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の少なくとも１個の二軸リタデーションフィルムを含み、随意的にさらにスプレイまたは傾斜構造を有する少なくとも１個のＯプレートリタデーション板を含む、補償板である。
【００４４】
本発明による補償板において用いることのできるＯプレートリタデーション板の好適な例およびそれらの製造は、WO 01/20393に記載されており、そこに開示されている全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４５】
偏光板およびリタデーション板などの個々の光学フィルムは、一緒に積層されてもよく、または接着層により連結されてもよく、例としてはＴＡＣまたはＤＡＣ（トリ−またはジアセチルセルロース）フィルムがある。
【００４６】
本発明の他の対象は、本明細書に記載の少なくとも１個の二軸性フィルムまたは補償板を含む液晶ディスプレイである。
【００４７】
特に好ましくは、液晶ディスプレイデバイスは以下の要素
−互いに表面が向い合った２個の透明基板、前記透明基板の少なくとも１個の内側に設けられ、随意的に配向層に重ねあわされた電極層、および前記２個の透明基板の間に存在する液晶媒体から形成される液晶セル、
−前記透明基板の外側に配置された１個の偏光板、または前記基板を間に挟む１対の偏光板、および
−前記液晶セルと前記偏光板のうち少なくとも１個との間に設けられている、本発明による少なくとも１個の二軸性フィルムまたは補償板、
を含み、上記要素は、分離、積み重ね、互いの上への搭載、またはこれらの組立て方法のいずれかの組合せにおける接着層による連結が可能である。
【００４８】
本発明による二軸性フィルムまたは補償板は、以下における補償用に用いることができる：従来のディスプレイ、特にＴＮ（捻れネマチック）、ＨＴＮ（高度捻れネマチック）またはＳＴＮ（超捻れネマチック）モードにおいて、ＡＭＤ−ＴＮ（活性マトリックス駆動ＴＮ）ディスプレイにおいて、「超ＴＦＴ」ディスプレイとしても知られているＩＰＳ（面内スイッチ）モードのディスプレイにおいて、ＤＡＰ（配列相の変形）またはＶＡ（垂直配列）モード、例えばＥＣＢ（電気制御複屈折）、ＣＳＨ（カラー・スーパーホメオトロピック）、ＶＡＮまたはＶＡＣ（垂直配列ネマチックまたはコレステリック）ディスプレイにおいて、ＭＶＡ（マルチドメイン垂直配列）ディスプレイ、ベンドモードまたはハイブリッドディスプレイ、例えばＯＣＢ（光学的に補償されたベンドセルまたは光学的に補償された複屈折）、Ｒ−ＯＣＢ（反射ＯＣＢ）、ＨＡＮ（ハイブリッド配列ネマチック）、またはパイ・セルディスプレイにおいて。
【００４９】
ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＯＣＢおよびパイ・セルディスプレイが特に好ましい。
以下に、本発明の好ましい態様に記載の補償ディスプレイについて記載する。
以下に記載のコンピュータによるシミュレーションは、層状の非異方性媒体に対してBerremanの４ｘ４マトリックス法を用いて行われたものである。
【００５０】
捻れネマチック（ＴＮ）モード
図７Ａおよび図７Ｂは従来技術による補償ＴＮディスプレイを示し、ここで該ディスプレイは以下を含む：オフ状態においては捻れネマチック配向をとるネマチック液晶を有するＬＣセル、前記セルの両側にはプレナーＡプレート、（一軸）ネガティブＣプレートおよびスプレイＯプレートを含む補償板、ならびに、前記セルと前記補償板とを間に挟んでいる、偏光軸が直角に交わる２個の偏光板。
【００５１】
図７Ｃは例示的に、本発明の第一の好ましい態様による補償ＴＮディスプレイを示し、ここで図７Ａおよび７Ｂと比較して、補償板は、本発明による二軸ネガティブＣフィルム１個を、別個になっているＡプレートおよびネガティブＣプレートリタデーション板の代替として含む。
【００５２】
コンピュータ・シミュレーションによれば、ある構成においては、図７Ｃに示される補償板はＴＮディスプレイの光学的性能を大きく改善することが示されている。補償板の構成は、導波モード（wave-guiding mode）（ＯモードまたはＥモード）ならびにスプレイフィルムおよび二軸性フィルムの相対的位置に依存する。モデルによればまた、図７Ｃによる、１個の二軸性フィルムに加えてスプレイフィルムを含む補償板で達成される光学的性能は、図７Ａまたは７Ｂによる、個別のＡプレートおよびネガティブＣプレートが順番にスプレイフィルム上に積み重ねられている補償板で達成される性能に比べて、遥かに優れていることが示されている。
【００５３】
例えば図７Ｃに示されるような補償スタックにおいては、発明の二軸性フィルムの方向性屈折率の比率は、それらの大きさより重要である。例えば、ｎｘ＝１．６５、ｎｙ＝１．５５およびｎｚ＝１．５０の二軸性フィルムの場合、フィルム厚さ１２００ｎｍで優れたコントラストが達成される。
【００５４】
しかし、例えば面内および面外異方性（ΔｎｙｚおよびΔｎｘｙ）をある係数で減少させ、フィルム厚さを同じ係数で増大させて、実質的に同じ光学的性能を有するフィルムを得ることも可能である。この方法は本発明による二軸性フィルムに応用可能である。
【００５５】
マルチドメイン垂直配列（ＭＶＡ）モード
コンピュータ・シミュレーションによれば、ＭＶＡモードのディスプレイは、ネガティブＣプレートおよびＡプレートを用いて、全視野角方向で８０°の角度まで１０：１のコントラスト比を達成するよう補償できることが示されている。このタイプの補償はさらに、カラー性能を改善し、軸外の色のウォッシュアウトを減少させる。
【００５６】
図９Ａは、オフ状態のホメオトロピック配向のネマチック液晶混合物を有するＬＣセル、前記ＬＣセルの片側の、プレナーＡプレートに加えて（一軸）ネガティブＣプレートを含む補償板、および、偏光軸が直角に交わり、前記セルと補償板とを挟んでいる２個の偏光板を含む、補償ＭＶＡディスプレイを示す。
【００５７】
図９Ｂは、ホメオトロピックＬＣセルおよびその片側に本発明による二軸ネガティブＣフィルムを、偏光軸の交わる２個の偏光板で挟んでいる、本発明の第二の好ましい態様による補償ＭＶＡディスプレイを例示的に示す。
【００５８】
前に記したように、ネガティブＣプレートおよびＡプレート（プレナーフィルム）の組合せは、二軸ネガティブＣフィルムにほぼ等しいとみなせる。図９Ｂに示すように１個の二軸ネガティブＣフィルムをＭＶＡモードに適用すると、驚くべきことに、図９Ａに示すように別個に適用するフィルムと比較して、コントラストの改善が得られる。
【００５９】
ＯＣＢまたはパイ・セルモード
図１１Ａは、オフ状態の標準ＯＣＢ構成（ホモジニアスエッジ配向およびベント構造）を有するネマチック液晶混合物を有するＬＣセル、前記ＬＣセルの両側の、プレナーＡプレートに加えて（一軸）ネガティブＣプレートを含む補償板、および、偏光軸が直角に交わり前記セルと補償板を挟んでいる２個の偏光板を含む、補償ＯＣＢモードディスプレイを示す。
【００６０】
図１１Ｂは、ベント構造を有するＬＣセルおよびその両側の本発明による二軸ネガティブＣフィルムを、２個の交わる偏光板が挟んでいる、本発明の第三の好ましい態様による補償ＯＣＢディスプレイを例示的に示す。
【００６１】
コンピュータ・シミュレーションによれば、図１１Ｂに示す１個の二軸ネガティブＣフィルムは、図１１Ａに示す別個のＡプレートおよびネガティブＣプレートを置き換えることができ、スタック中の異なるフィルムの数を減少させながら同等の光学性能を提供することが示された。
【００６２】
上記の好ましい態様においては、Ａプレートは、プレナー構造を有する重合された液晶材料のフィルムが好ましい。ネガティブＣプレートは、短ピッチのコレステリック構造およびＵＶ範囲での反射を有する、重合された液晶材料のフィルムが好ましい。Ｏプレートは、スプレイ構造の重合された液晶材料のフィルムが好ましい。しかし、従来技術で知られている他のＡプレート、ＣプレートおよびＯプレートリタデーション板を用いることも可能である。好適なフィルムは例えば、US 5,619,352またはWO 01/20393に開示されている。
【００６３】
本発明による二軸性フィルムは、混合物の反射波長が重合に通常用いられる光の波長（典型的には約３６５ｎｍ）より低くなること、および螺旋歪みが可能となることを意図して開発された、重合可能なキラル液晶材料から製造することができる。これは例えば、高い捻れを有するキラル成分、および／またはブラッグ反射帯をＵＶ範囲に押しやるための多量のキラル成分を加えること、そして例えば、螺旋歪みを可能とする二色性の光重合開始剤を加えることにより達成される。さらに、本発明による混合物および材料は、プラスチック基板上にて５分未満の硬化時間での生産に好適なフィルム生産方法を可能とし、これは大量生産には特に好適である。
【００６４】
重合可能な材料は、好ましくはコレステリック液晶（ＣＬＣ）材料である。好ましくは、１種または２種以上のアキラルな重合可能なメソゲン性化合物と、少なくとも１種のキラル化合物を含む。該キラル化合物は、重合可能でないキラル化合物、例えば液晶混合物またはデバイスにおいて用いられるキラルドーパント、重合可能なキラル非メソゲン性化合物、または重合可能なキラルメソゲン性化合物から選択することができる。特に好ましいのは、高い螺旋捻れ力（helical twisting power）を有するキラルドーパントであり、なぜならばこれらは、低量で用いられる場合も短ピッチＣＬＣ混合物を提供するからである。
【００６５】
特に好ましいのは、キラルな重合可能なＬＣ混合物であって、
ａ）少なくとも１個の重合可能な基を含む、少なくとも１種の重合可能なメソゲン性化合物、
ｂ）重合可能および／またはメソゲン性で、ａ）の成分の一つの化合物または付加的化合物であってもよい、少なくとも１種のキラル化合物、
ｃ）少なくとも１種の二色性光重合開始剤、
ｄ）随意的に、１個または２個以上の重合可能な基を有する、１種または２種以上の非メソゲン性化合物、
【００６６】
ｅ）随意的に、１種または２種以上の非二色性の光重合開始剤、
ｆ）随意的に、光重合を開始するために用いられる波長において最大吸収を示す、１種または２種以上の染料、
ｇ）随意的に、１種または２種以上の連鎖移動剤、および
ｈ）随意的に、１種または２種以上の界面活性（surface active）化合物、
を含む、前記混合物である。
【００６７】
本明細書に記載のキラルな重合可能なＬＣ材料は、本発明の他の対象である。
アキラルおよびキラルな化合物は、反応基の数が異なるのが好ましい。
【００６８】
本発明の好ましい態様においては、重合可能なメソゲン性材料は、少なくとも１種の二または多反応性キラルな重合可能なメソゲン性化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性アキラルな重合可能なメソゲン性化合物を含む。
【００６９】
本発明の他の好ましい態様においては、重合可能な材料は、少なくとも１種の一反応性キラルな重合可能なメソゲン性化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性アキラルな重合可能なメソゲン性化合物を含む。
【００７０】
他の好ましい態様においては、重合可能な材料は、少なくとも１種の非反応性キラル化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性重合可能なメソゲン性化合物を含む。
【００７１】
二または多反応性化合物が重合可能な材料の中に存在する場合、３次元ポリマーネットワークが形成される。かかるネットワークにより作成される光学リタデーションフィルムは、自立的であり、高い機械的安定性および熱的安定性を示し、その物理特性および光学特性は温度への依存性が低い。
【００７２】
二または多反応性化合物の濃度を変化させることにより、ポリマーフィルムの架橋密度を調節し、これによって物理および化学特性、例えば光学リタデーションフィルムの光学特性の温度依存性に重要なガラス遷移温度、熱的および機械的安定性、または溶媒抵抗性などを、容易に調節することができる。
【００７３】
好ましい重合可能なＬＣ混合物は、
−１０〜８０％の、１種または２種以上の二反応性アキラルなメソゲン性化合物、
−５〜８０％の、１種または２種以上の一反応性アキラルなメソゲン性化合物、
−５〜８０％の、１種または２種以上の一または二反応性キラルなメソゲン性化合物、および／または、１〜２０％の、１種または２種以上の、メソゲン性であってもよい非反応性キラル化合物、
−０〜１０％の、１種または２種以上の連鎖移動剤、
−０〜３％の、１種または２種以上の、非反応性、一反応性、二または多反応性界面活性剤、
−０．１〜８％の、１種または２種以上の二色性光重合開始剤、好ましくは０．５〜５％の二色性、特に好ましくは液晶光重合開始剤、
−０〜６％、好ましくは０．１〜５％の、１種または２種以上の非二色性光重合開始剤、
を含む。
【００７４】
本発明に用いる、アキラルおよびキラルな重合可能なメソゲン性一、二または多反応性化合物は、それ自体知られた方法により、また例えば、有機化学の標準的な業績に記された、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgartに記載の方法により、製造することができる。典型的な例は、例えばWO 93/22397；EP 0 261 712；DE 19504224；DE 4408171およびDE 4405316に記載されている。これらの文書に開示された化合物はしかし、例としてのみ考慮されるべきで、本発明の範囲を限定するものではない。
【００７５】
特に有用な一反応性キラルおよびアキラルな重合可能なメソゲン性化合物を示す例は、以下の化合物のリストに示されるが、これらはしかし、例示としてのみ理解されるべきであり、本発明を限定する意図はなく、説明を意図したものである。
【化２】
【００７６】
【化３】
【００７７】
【化４】
【００７８】
有用な二反応性キラルおよびアキラルな重合可能なメソゲン性化合物を示す例は、以下の化合物のリストに示されるが、これらはしかし、例示としてのみ理解されるべきであり、本発明を限定する意図はなく、説明を意図したものである。
【化５】
【００７９】
上の式において、Ｐは重合可能な基、好ましくはアクリル、メタクリル、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテル、エポキシまたはスチリル基であり、ｘおよびｙは、互いに独立して１〜１２であり、Ａは、Ｌ１または１，４−シクロヘキシレンによって随意的に１、２または３置換された１，４−フェニレンであり、ｖは、０または１であり、Ｚ０は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、Ｙは、極性基であり、Ｔｅｒは、テルペノイドラジカル例えばメンチルであり、Ｃｈｏｌは、コレステリル基であり、Ｒ０は、非極性アルキルまたはアルコキシ基であり、そして、Ｌ１およびＬ２は互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または随意的にハロゲン化された、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシ基である。
この関連における用語「極性基」は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＨ、ＯＣＨ３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、および随意的にフッ素化された４個までのＣ原子を有するカルボニルまたはカルボキシル基、モノ−、オリゴ−、またはポリフッ素化された１〜４個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基から選択される基を意味する。用語「非極性基」は、１個もしくは２個以上、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２個もしくは３個以上、好ましくは２〜１２個のＣ原子を有するアルコキシ基を意味する。
重合可能な材料はまた、１個または２個以上の、メソゲン性または液晶であってもよい、重合可能でないキラルドーパントを含んでもよい。特に好ましいのは、メソゲン性基を付加されたキラルなソルビトール基を含む化合物、特に、WO 98/00428に開示された高い捻れ力を有する化合物である。さらに好適なキラル化合物は、例えば、市場で入手可能なＳ １０１１、Ｒ８１１またはＣＢ１５（Merck KGaA、ダルムシュタット、ドイツ）である。
【００８０】
特に好ましいのは、以下の式
【化６】
から選択されるキラル化合物であって、ここに示されていない（Ｒ，Ｓ）、（Ｓ，Ｒ）、（Ｒ，Ｒ）および（Ｓ，Ｓ）の鏡像異性体を含み、ここでＥおよびＦは、互いに独立して、上記のＡの意味を有し、ｖは、０または１であり、Ｚ０は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、Ｒは、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、カルボニルまたはカルボニルオキシ基である。
【００８１】
式ＩＩＩの化合物は、WO 98/00428に開示されており、式ＩＶの化合物は、GB 2,328,207に開示されており、これら開示の全体は、参照のため本明細書に組み込まれる。
【００８２】
さらに好ましいキラルドーパントは、EP 01111954.2に開示されているキラルなビナフチル誘導体、EP 00122844.4およびEP 00123385.7に記載されたキラルなビナフトールアセタール誘導体、EP 00115249.5に開示されたキラルなＴＡＤＤＯＬ誘導体、およびEP 00115250.3およびEP 00115251.1に開示された、少なくとも１個のフッ素化架橋基および、先端または中央キラル基を有するキラルドーパントである。
【００８３】
コレステリックフィルムの製造のためには、重合可能なＬＣ材料が好ましくは基板上に塗布され、ホモジニアスな配向に配列され、コレステリック構造を永久に固定するために重合される。基板としては、例えばガラスまたはクォーツシート、またはプラスチックフィルムもしくはシートを用いることができる。重合の前、および／または重合中、および／または重合の後、混合物を塗布した上に第二の基板を設けることも可能である。これらの基板は、重合の後に取り除いても、取り除かなくてもよい。化学線による硬化に２個の基板を用いる場合、少なくとも１個の基板は重合に用いる化学線に対して透明でなければならない。等方性または複屈折性の基板を用いることができる。重合の後に重合フィルムから基板を取り除かない場合、等方性の基板を用いるのが好ましい。
【００８４】
好ましくは、少なくとも１個の基板はプラスチック基板、例えばポリエステルのフィルム、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボナート（ＰＣ）またはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）であり、特に好ましくはＰＥＴフィルムまたはＴＡＣフィルムである。複屈折基板としては、例えば一軸性に延伸されたプラスチックフィルムを使用できる。例えば、ＰＥＴフィルムは、DuPont Teijin Filmsから登録商標メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）として市場で入手可能である。
【００８５】
重合可能な材料は、溶媒、好ましくは有機溶媒に溶解することもできる。この溶液は次に基板上に、例えばスピンコーティングまたは他の知られた技術によって塗布し、溶媒は重合前に蒸発させて取り除く。多くの場合、溶媒の蒸発を促進するために混合物を熱することが好適である。
【００８６】
ＬＣ材料の重合は、好ましくは化学線を照射することによって実施される。化学線照射とは、光、例えばＵＶ光、ＩＲ光もしくは可視光などによる照射、Ｘ線もしくはガンマ線による照射、または高エネルギー粒子、例えばイオンもしくは電子などによる照射を意味する。好ましくは重合は、光照射、特にＵＶ光、特に好ましくは直線偏光ＵＶ光の照射により実施される。化学線の源としては、例えば単一のＵＶランプ、または複数ＵＶランプのセットを用いることができる。高出力のランプを用いる場合は、硬化時間を短縮できる。光照射の他の可能な源は、レーザー、例えばＵＶレーザー、ＩＲレーザー、または可視光レーザーである。
【００８７】
重合は、化学線の波長において吸収する開始剤の存在下で行う。例えば、ＵＶ光による重合の場合は、ＵＶ照射の元で分解して重合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成する光重合開始剤を用いることができる。ＵＶ光重合開始剤が好ましく、特に、ラジカル（radicalic）ＵＶ光重合開始剤が好ましい。
【００８８】
コレステリックフィルムにおいて螺旋歪みを達成するには、重合可能なＣＬＣ混合物は、二色性光重合開始剤、例えば液晶光重合開始剤を含むのが好ましい。ＬＣ光重合開始剤としては、例えば以下の化合物を用いることができる：
【化７】
【００８９】
二色性光重合開始剤に加えて、重合可能な混合物はまた１種または２種以上の従来の光重合開始剤を含んでもよい。ラジカル重合のための標準の光重合開始剤としては、例えば、市場で入手可能な登録商標イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５1、登録商標イルガキュア１８４、登録商標ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）１１７３または登録商標ダロキュア４２０５（全てCiba Geigy AGより）を用いることができ、陽イオン性光重合の場合には、市場で入手可能な登録商標ＵＶＩ６９７４（ユニオンカーバイド）を用いることができる。
【００９０】
硬化時間は、特に、重合可能な材料の反応性、被覆層の厚さ、重合開始剤のタイプ、およびＵＶランプの出力に依存する。本発明による硬化時間は、１０分以下が好ましく、５分以下が特に好ましく、２分未満がより特に好ましい。大量生産には３分以下の短い硬化時間が、特に好ましくは１分以下、より特に好ましくは３０秒以下が好ましい。
【００９１】
重合可能なＬＣ材料は、付加的に、１種または２種以上の他の好適な成分、例えば、触媒、増感剤、安定剤、連鎖移動剤、阻害剤、共反応性モノマー、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水性剤（hydrophobing agent）、接着剤、流れ改良剤（flow improver）、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応希釈剤、補助剤、着色剤、染料または顔料などを含んでよい。
【００９２】
混合物はまた、重合に用いる照射波長に最大吸収を調節した、１種または２種以上の染料、特にＵＶ染料例えば４，４’アゾキシアニソール、または市場で入手可能なＴｉｎｕｖｉｎ（Ciba AG、ベーゼル、スイス）を含んでよい。
【００９３】
他の好ましい態様においては、重合可能な材料の混合物は、１個の重合可能な官能基を有する一反応性非メソゲン性化合物を７０％まで、好ましくは１〜５０％まで含む。代表的な例は、アルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートである。
【００９４】
ポリマーの架橋を増やすため、重合可能なＬＣ材料に対して、２個または３個以上の重合可能な官能基を有する非メソゲン性化合物を２０％まで、二または多反応性重合可能なメソゲン性化合物の代替としてまたはそれに付加して、加えることもできる。二反応性非メソゲン性モノマーの代表的な例は、１〜２０個のＣ原子を有するアルキル基を有するアルキルジアクリレートまたはアルキルジメタクリレートである。多反応性非メソゲン性モノマーの代表的な例は、トリメチルプロパントリメタクリレートまたはペンタエリトリトールテトラアクリレートである。
【００９５】
本発明のポリマーフィルムの物理的特性を改良するため、重合可能な材料に１種または２種以上の連鎖移動剤を加えることも可能である。特に好ましいのは、チオール化合物、例えばドデカンチオールなどの単官能基性チオール化合物、または例えばトリメチルプロパン・トリ（３−メルカプトプロピオナート）などの多官能基性チオール化合物であり、特に好ましいのはメソゲン性または液晶のチオール化合物である。連鎖移動剤を加えると、本発明のポリマーフィルムのフリーポリマー鎖の長さ、および／または２個の架橋の間のポリマー鎖の長さが制御可能である。連鎖移動剤の量を増やすと、得られるポリマーフィルムのポリマー鎖の長さは減少する。
【００９６】
コレステリックフィルムを製造するには、キラルな重合可能な材料のプレナー配向を達成すること、すなわち、螺旋軸をフィルム面に実質的に直角とすることが必要である。プレナー配向は、例えば材料を、例えばドクターブレードにより切断する(shearing the material)ことで達成できる。配向層、例えばラビングされたポリイミドまたはスパタリングされたＳｉＯｘの層を、少なくとも１個の基板の上に導入することも可能である。プレナー配向はまた、さらなる配向層を導入せず、基板を例えばラビング用クロスまたはラビング用ローラーによってラビングしても達成できる。傾斜角の小さいプレナー配向は、重合可能なメソゲン性材料に１種または２種以上の界面活性剤を加えることによっても達成できる。好適な界面活性剤は、例えばJ. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77 (1981)に記載されている。特に好ましいのは非イオン性の界面活性剤であり、例えば非イオン性フルオロカーボン界面活性剤、例えば市場で入手可能な、登録商標フルオラッド（Ｆｌｕｏｒａｄ）（３Ｍより）、または登録商標ＺｏｎｙｌＦＳＮ（DuPontより）などである。
【００９７】
場合によっては、配向を支援し、重合を妨げる酸素を除外するために第二基板を導入することが有利である。代替的に、硬化は不活性ガス雰囲気下で行うことが出来る。しかし、好適な光重合開始剤および高出力ＵＶランプを用いて大気下で硬化することも可能である。陽イオン性光重合開始剤を用いる場合、酸素の除外は多くの場合不要であるが、水分は除外すべきである。本発明の好ましい態様によれば、重合可能な材料の重合は、不活性ガス雰囲気下、好ましくは窒素雰囲気下で実施する。
【００９８】
以下の例は、本発明を限定することなく説明するためのものである。本明細書では、特に断りのない限り、温度はすべてセ氏で、またパーセントは重量パーセントで示される。
【００９９】
例：二軸ＣＬＣフィルムの製造
例１
以下の重合可能な混合物を製造した。
化合物（１）（一反応性キラル） ６３．０％
化合物（２）（二反応性アキラル） ２０．０％
化合物（３）（一反応性アキラル） ７．８％
化合物（４）（非反応性キラル） ５．０％
化合物（５）（連鎖移動剤） ２．０％
化合物（６）（二色性光重合開始剤） ２．０％
ＦＣ１７１（登録商標、界面活性剤） ０．２％
【０１００】
ＦＣ１７１（登録商標）は、３Ｍ（St. Paul, ミネソタ、米国）から市場で入手可能な、重合可能でないフルオロカーボン界面活性剤である。キラルドーパント（４）の製造は、EP 01111954.2に記載されている。
【化８】
【０１０１】
混合物を７：３のトルエン／シクロヘキサノンに溶解し、５０％ｗ／ｗ溶液を得た。ＰＶＡを塗布したＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板をラビングにより製造した。前記溶液を、ワイヤを巻いたバーを用いて前記基板上に塗布し、約１０μｍのウェットフィルムを得た。溶媒は蒸発させ、ＰＶＡを塗布した第二のＴＡＣ基板をその上に配置した。得られた被膜に、８０℃で０．８ｍＷｃｍ−２の非偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射し、フィルム１Ａを得た。第二の被膜を同様にして製造し、直線偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射して、フィルム１Ｂを得た。フィルム１Ａとフィルム１Ｂのリタデーション（ｎｍ）対視野角（°）を、図４Ａおよび４Ｂにそれぞれ示す。フィルム１Ａのリタデーションは、実質的に視野角に依存しない。フィルム１Ｂの面内異方性は、図４Ｂに軸上のリタデーション（〜１０ｎｍ）によって表される。フィルム１Ｂの面外のネガティブＣリタデーションは、図４Ｂの軸外での全角度におけるリタデーションの減少から明らかである。
【０１０２】
例２
以下の重合可能な混合物を製造した。
化合物（７）（二反応性アキラル） ５１．５％
化合物（８）（一反応性アキラル） ８．０％
化合物（９）（一反応性アキラル） ２１．０％
化合物（２） １２．０％
化合物（４） ６．０％
化合物（６） １．０％
ＦＣ１７１（登録商標） ０．２％
【化９】
【０１０３】
混合物を７：３のトルエン／シクロヘキサノンに溶解し、５０％ｗ／ｗ溶液を得た。ＰＶＡを塗布したＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板をラビングにより製造した。前記溶液を、ワイヤを巻いたバーを用いて前記基板上に塗布し、約６μｍのウェットフィルムを得た。溶媒は蒸発させ、ＰＶＡを塗布した第二のＴＡＣ基板をその上に配置した。得られた被膜に、８０℃で０．８ｍＷｃｍ−２の非偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射し、フィルム２Ａを得た。第二の被膜を同様にして製造し、直線偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射して、フィルム２Ｂを得た。フィルム２Ａとフィルム２Ｂのリタデーション（ｎｍ）対視野角（°）を、図５Ａおよび５Ｂにそれぞれ示す。フィルム２Ａのリタデーションは、実質的に視野角に依存しない。フィルム２Ｂの面内異方性は、図５Ｂに軸上のリタデーション（〜１０ｎｍ）によって表される。フィルム２Ｂの面外のネガティブＣリタデーションは、図５Ｂの軸外での全角度におけるリタデーションの減少から明らかである。
【０１０４】
例３
以下の重合可能な混合物を製造した。
化合物（７） ５０．５％
化合物（８） ８．０％
化合物（９） １９．０％
化合物（２） １０．０％
パリオカラー（登録商標、Paliocolor）ＬＣ７５６（一反応性アキラル） ６．０％
化合物（６） ２．０％
ＦＣ１７１（登録商標） ０．５％
【０１０５】
パリオカラーＬＣ７５６（登録商標）は、ＢＡＳＦ ＡＧ（ルドウィッヒシャーフェン、ドイツ）から市場で入手可能な、二反応性重合可能なキラル化合物である。
【０１０６】
混合物を７：３のトルエン／シクロヘキサノンに溶解し、５０％ｗ／ｗ溶液を得た。ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板をラビングにより製造した。前記溶液をワイヤを巻いたバーを用いて前記基板上に塗布し、約５μｍのウェットフィルムを得た。溶媒は蒸発させ、第二のＴＡＣ基板をその上に配置した。得られたフィルムは、２５℃で４０ｍＷｃｍ−２の非偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）照射により重合し、フィルム３Ａを得た。第二の被膜を同様にして製造し、直線偏光ＵＶ光（３６５ｎｍ）照射により重合して、フィルム３Ｂを得た。フィルム３Ａとフィルム３Ｂのリタデーション（ｎｍ）対視野角（°）を、図６Ａおよび６Ｂにそれぞれ示す。フィルム３Ａのリタデーションは、実質的に視野角に依存しない。フィルム３Ｂの面内異方性は、図６Ｂに軸上のリタデーション（〜１０ｎｍ）によって表される。フィルム３Ｂの面外のネガティブＣリタデーションは、図６Ｂの軸外での全角度におけるリタデーションの減少から明らかである。
【０１０７】
使用例：二軸ＣＬＣフィルムを有するＬＣＤの補償
以下の略号を用いる：
θｍａｘ：最大傾斜角
θｍｉｎ：最小傾斜角
ｏｕｔ：＝外側、偏光板側のフィルム面
ｉｎ：＝内側、ＬＣセル側のフィルム面
ｄ：フィルム厚さ
ＯＡ：配向方向であって、
偏光板の場合は延伸軸（stretch axis）の、
リタデーションフィルムの場合は光軸の、
ＬＣセルの表面においてはＬＣ分子の、
二軸性フィルムの場合はｎｘ方向の、
配向方向。
【０１０８】
例４Ａ：ＴＮ−ＬＣＤの比較例
図７Ａに示す構成を有する補償ＴＮ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ｏプレート１：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１３３２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
Ａプレート１：ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１２２２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート１：ｄ＝８９６ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
ＬＣセル：ｄ＝４７５０ｎｍ、ＯＡ＝４５°（１）、１３５°（２）、Ｏモード（＝各表面（１，２）での配向は、それぞれ最も近い偏光板（１，２）の延伸軸に平行）、標準ＴＮダイレクター分散
−Ｃプレート２：ｄ＝８９６ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ａプレート２：ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１２２２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
Ｏプレート２：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１３３２ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図８Ａに示す等コントラスト線図。
【０１０９】
例４Ｂ：ＴＮ−ＬＣＤの比較例
図７Ｂに示す構成を有する補償ＴＮ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ｏプレート１：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１０９３ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート１：ｄ＝１０００ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ａプレート１：ＯＡ＝１３５°、ｄ＝９５４ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
ＬＣセル：ｄ＝４７５０ｎｍ、ＯＡ＝４５°（１）、１３５°（２）、Ｏモード、標準ＴＮダイレクター分散
Ａプレート２：ＯＡ＝２２５°、ｄ＝９５４ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート２：ｄ＝１０００ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ｏプレート２：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１０９３ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図８Ｂに示す等コントラスト線図。
【０１１０】
例４Ｃ：ＴＮ−ＬＣＤの使用例
図７Ｃに示す構成を有する補償ＴＮ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ｏプレート１：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１２００ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
二軸性フィルム１：ＯＡ＝２２５°、ｄ＝１１００ｎｍ、ｎｘ＝１．６４３、ｎｙ＝１．５４１、ｎｚ＝１．４９５
ＬＣセル：ｄ＝４７５０ｎｍ、ＯＡ＝４５°（１）、１３５°（２）、Ｏモード、標準ＴＮダイレクター分散
二軸性フィルム２：ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１１００ｎｍ、ｎｘ＝１．６４３、ｎｙ＝１．５４１、ｎｚ＝１．４９５
Ｏプレート２：スプレイ構造、θｍａｘ（ｏｕｔ）８８°、θｍｉｎ（ｉｎ）２°、直線傾斜、ＯＡ＝１３５°、ｄ＝１２００ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図８Ｃに示す等コントラスト線図。
【０１１１】
例５Ａ：ＭＶＡ−ＬＣＤの比較例
図９Ａに示す構成を有する補償ＭＶＡ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝９０°
Ａプレート：ＯＡ＝９０°、ｄ＝７２５ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート：ｄ＝２５００ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
ＬＣセル：ｄ＝３０００ｎｍ、４つの垂直に配向したドメイン（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）、標準ＭＶＡダイレクター分散
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝０°
および、図１０Ａに示す等コントラスト線図。
【０１１２】
例５Ｂ：ＭＶＡ−ＬＣＤの使用例
図９Ｂに示す構成を有する補償ＭＶＡ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝９０°
二軸性フィルム１：ＯＡ＝９０°、ｄ＝２２７７ｎｍ、ｎｘ＝１．５８３、ｎｙ＝１．６１０、ｎｚ＝１．４９５
ＬＣセル：ｄ＝３０００ｎｍ、４つの垂直に配向したドメイン（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）、標準ＭＶＡダイレクター分散
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝０°
および、図１０Ｂに示す等コントラスト線図。
【０１１３】
例６Ａ：ＯＣＢ−ＬＣＤの比較例
図１１Ａに示す構成を有する補償ＯＣＢ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
Ａプレート１：ＯＡ＝９０°、ｄ＝２６５ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
−Ｃプレート１：ｄ＝４６５５ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
ＬＣセル：ｄ＝４０００ｎｍ、ＯＡ＝０°（１）、１８０°（２）、標準ＯＣＢダイレクター分散
−Ｃプレート２：ｄ＝４６５５ｎｍ、ｎｏ＝１．５６、ｎｅ＝１．５０
Ａプレート２：ＯＡ＝９０°、ｄ＝２６５ｎｍ、ｎｏ＝１．５０、ｎｅ＝１．６２
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図１２Ａに示す等コントラスト線図。
【０１１４】
例６Ｂ：ＯＣＢ−ＬＣＤの使用例
図１１Ｂに示す構成を有する補償ＯＣＢ−ＬＣＤおよびスタック上のバックライトは、以下のパラメータを有する：
偏光板１：延伸タイプ、ＯＡ＝４５°
二軸性フィルム１：ＯＡ＝９０°、ｄ＝９６０ｎｍ、ｎｘ＝１．８６５、ｎｙ＝１．６１５、ｎｚ＝１．４４６
ＬＣセル：ｄ＝４０００ｎｍ、ＯＡ＝０°（１）、１８０°（２）、標準ＯＣＢダイレクター分散
二軸性フィルム２：ＯＡ＝９０°、ｄ＝９６０ｎｍ、ｎｘ＝１．８６５、ｎｙ＝１．６１５、ｎｚ＝１．４４６
偏光板２：延伸タイプ、ＯＡ＝３１５°
および、図１２Ｂに示す等コントラスト線図。
【０１１５】
前記の例は、一般的にまたは特定的に記述された本発明の反応剤および／または操作条件を、前記の例で用いられたものと置き換えることによって、同様の成功を持って再現することができる。
【０１１６】
前記の記載から、当業者は本発明の本質的な特性を容易に確認することができ、その精神と範囲から逸脱することなく、本発明に種々の変更や修正を行い、種々の使用や条件に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】コレステリック材料を偏光ＵＶ光を用いて光重合することよる、本発明記載の二軸性フィルムの製造方法を示す。
【図２】非偏光ＵＶ光を用いた光重合による正弦コレステリック螺旋（Ａ）の製造、および偏光ＵＶ光を用いた光重合による歪み螺旋（Ｂ）の製造を示す。
【０１１８】
【図３】歪みなし（Ａ）および歪み（Ｂ）コレステリック螺旋を有するコレステリック材料の屈折率楕円体を示す。
【図４Ａ】例１に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図４Ｂ】例１に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【０１１９】
【図５Ａ】例２に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図５Ｂ】例２に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図６Ａ】例３に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【図６Ｂ】例３に従って非偏光（Ａ）および偏光（Ｂ）を用いた光重合により作製したコレステリックフィルムのリタデーション対視野角を示す。
【０１２０】
【図７】従来技術（Ａ、Ｂ）および本発明（Ｃ）による補償ＴＮ−ＬＣＤの模式図である。
【図８Ａ】図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、それぞれ例４Ａ、４Ｂおよび４Ｃによる補償ＴＮ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図８Ｂ】図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、それぞれ例４Ａ、４Ｂおよび４Ｃによる補償ＴＮ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図８Ｃ】図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、それぞれ例４Ａ、４Ｂおよび４Ｃによる補償ＴＮ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【０１２１】
【図９】従来技術（Ａ）および本発明（Ｂ）による補償ＭＶＡ−ＬＣＤの模式図である。
【図１０Ａ】図１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ例５Ａおよび５Ｂによる補償ＭＶＡ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ例５Ａおよび５Ｂによる補償ＭＶＡ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【０１２２】
【図１１】従来技術（Ａ）および本発明（Ｂ）による補償ＯＣＢ−ＬＣＤの模式図である。
【図１２Ａ】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ例６Ａおよび６Ｂによる補償ＯＣＢ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ例６Ａおよび６Ｂによる補償ＯＣＢ−ＬＣＤの等コントラスト線図を示す。
Claims (19)
- コレステリック構造および楕円状の屈折率楕円体を有する変形螺旋を有し、３８０ｎｍ未満の波長を有する光を反射することを特徴とする二軸性フィルムの製造方法であって、少なくとも１種の二色性光重合開始剤を含むキラルな重合可能な液晶材料を光重合する、前記方法。
- キラルな重合可能な液晶材料が、少なくとも１種の二色性光重合開始剤および、少なくも１種のアキラルな重合可能な化合物および、少なくとも１種のキラルな、重合可能な化合物または重合可能でない化合物を含む、請求項１に記載の方法。
- 二軸性フィルムがｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚおよびｎｘ、ｎｙ＞ｎｚであって、ここでｎｘおよびｎｙはフィルム面内で直交する２方向の主屈折率であり、ｎｚはフィルム面に垂直方向の主屈折率である、請求項１に記載の方法。
- 二軸性フィルムが波長が３８０ｎｍ以上の光に対して実質的に透明である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
- 二軸性フィルムが架橋コレステリックポリマーを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
- キラルな重合可能な液晶材料の層を基板上に設けること、液晶相においてホモジニアスに配向している該重合可能な材料を直線偏光にさらすことにより光重合すること、および任意に重合された材料を該基板から取り除くことを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
- キラルな重合可能な液晶材料が、
ａ）少なくとも１個の重合可能な基を有する、少なくとも１種の重合可能なメソゲン性化合物、
ｂ）少なくとも１種のキラル化合物、および
ｃ）少なくとも１種の二色性光重合開始剤
を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。 - キラルな重合可能な液晶材料が、
ｄ）１個、２個または３個以上の重合可能な基を有する１種または２種以上の非メソゲン性化合物、
ｅ）１種または２種以上の非二色性光重合開始剤、
ｆ）光重合の開始のために用いる波長において最大吸収を示す、１種または２種以上の染料、
ｇ）１種または２種以上の連鎖移動剤、
ｈ）１種または２種以上の界面活性化合物、
の１つまたは２つ以上をさらに含む、請求項７に記載の方法。 - キラルな重合可能な液晶材料が、少なくとも１種の一反応性でありメソゲン性であるキラルな重合可能な化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性でありメソゲン性であるアキラルな重合可能な化合物を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
- キラルな重合可能な液晶材料が、少なくとも１種の二または多反応性でありメソゲン性であるキラルな重合可能な化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性でありメソゲン性であるアキラルな重合可能な化合物を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
- キラルな重合可能な液晶材料が、少なくとも１種の非反応性キラル化合物および、少なくとも１種の一、二または多反応性でありメソゲン性であるアキラルな重合可能な化合物を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
- 請求項１〜１１のいずれかに記載の方法により製造された二軸性フィルム。
- 請求項１〜１１のいずれかに規定されたキラルな重合可能な液晶材料。
- 請求項１２に記載の二軸性フィルムの、光学デバイスにおける、リタデーションフィルムまたは補償フィルムとしての使用。
- 請求項１２に記載の二軸性フィルムを少なくとも１個含む、補償板。
- スプレイ構造または傾斜構造を有する少なくとも１個のリタデーションフィルムをさらに含む、請求項１５に記載の補償板。
- 請求項１２に記載の二軸性フィルムを少なくとも１個または、請求項１５もしくは１６に記載の補償板を含む、液晶ディスプレイ。
- 以下の要素を含む液晶ディスプレイであって；
−互いに表面が向い合った２個の透明基板、前記透明基板の少なくとも１個の内側に設けられ、配向層に重ねあわされた電極層、および前記２個の透明基板の間に存在する液晶媒体、から形成される液晶セル、
−前記透明基板の外側に配置された１個の偏光板、または前記基板を間に挟む１対の偏光板、および
−前記液晶セルと前記偏光板のうち少なくとも１個との間に設けられている、請求項１２に記載の少なくとも１個の二軸性フィルムまたは請求項１５または１６に記載の補償板、
上記要素は、分離、積み重ね、互いの上への搭載、またはこれらの組立て方法のいずれかの組合せにおける、接着層による連結が可能な、前記液晶ディスプレイ。 - ＴＮ（ねじれネマチック）モード、ＯＣＢ（光学的補償曲げ）モード、パイ・セルモード、ＶＡ（垂直配向）モードまたはＭＶＡ（マルチドメイン垂直配向）モードのディスプレイであることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の液晶ディスプレイ。
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