JP4363749B2

JP4363749B2 - Optical film

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Publication number: JP4363749B2
Application number: JP2000175722A
Authority: JP
Inventors: 弘則本村; 育郎川本; 美紀白男川
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2020-06-12
Also published as: JP2001330731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は輝度向上フィルムを用いた光学フィルムならびにそれを具備した液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可視光の特定の波長を選択反射するコレステリック液晶層は、輝度向上フィルムとして液晶表示装置などに用いられている。
【０００３】
液晶表示装置に輝度向上フィルムを用いる場合、輝度向上フィルムは、通常、液晶表示装置の液晶セルの後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可視光を含む自然光が入射すると可視光のうちの所定波長の偏光軸の直線偏光又は所定波長で所定回りの円偏光を反射し、所定の光は透過する特性を示すもので、特にコレステリック液晶層からなる輝度向上フィルムは、バックライト等の光源からの光を入射させると、可視光のうちの特定の波長の右回りの円偏光成分は反射し、前記特定の波長の左回りの円偏光成分は透過する、あるいはその逆で、可視光のうちの特定の波長の左回りの円偏光成分は反射し、前記特定の波長の右回りの円偏光成分は透過する機能を有しており、従って所定の偏光状態（例えば左回りの円偏光）の透過光を得ると共に、前記特定の波長の例えば右回りの円偏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や何らかの光反射物体あるいは光散乱層等で光を反転させて輝度向上板に再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態（例えば左回りの円偏光）の光として透過させて輝度向上フイルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収されにくい偏光を供給して液晶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、輝度向上フイルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの後側から偏光板（偏光子）を通して光を入射した場合には、偏光板（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板（偏光子）に吸収されてしまい、偏光板（偏光子）を透過してこない。すなわち、用いた偏光板（偏光子）の特性にもよっても異なるが、およそ５０％の光が偏光板（偏光子）に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フイルムは、偏光子に吸収される様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イ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反転させて輝度向上板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板（偏光子）を通過し得るような偏光方向ないしは更に位相差板などの介入により偏光板（偏光子）を通過し得るような偏光に変換し得る偏光になった時に、かかる偏光を透過させ、偏光板（偏光子）に所定偏光の光を供給するので、バックライトなどの光り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のである。
【０００４】
ところで近年種々の機能の付加、改良が要求されるようになってきており、輝度向上機能を有する前述したコレステリック液晶を利用した可視光反射偏光層と組み合わせて、前記可視光反射偏光層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の光学層を設けることにより、種々の機能を付与し、または改良する試みが行われている。
【０００５】
例えば、前述したような可視光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差板（λ／４板あるいは１／４波長板とも称される）とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルム、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償フィルムとを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルム、あるいは、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償フィルムと１／４位相差板とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルムなど、コレステリック液晶を利用した可視光反射偏光層と組み合わせて、前記可視光反射偏光層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の光学層を設けることにより、種々の機能を付与し、または改良する試みが行われている。
【０００６】
例えば、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差板とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルムについては、これまで提案されてきている。すなわちこのような積層光学フィルムは、可視光を選択反射するコレステリック液晶層を通過した可視光は前述したように左回りの円偏光になっている。しかし、液晶表示装置で偏光板を利用して画像を効率よく表示させるには、液晶セルの後側に設置されている偏光板に入射する光が直線偏光であることが望ましい。１／４位相差板は、円偏光を直線偏光に変換する機能を有し、従って、前記反射偏光機能を有するコレステリック液晶層と１／４位相差板とを積層する事により、コレステリック液晶を透過して来た例えば左回りの円偏光を１／４位相差板で直線偏光に変換し、液晶表示装置で画像が認識できる直線偏光を効率よく取り出す事ができるのである。可視光を直接、２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、所望の直線偏光が得られるが、前述したように偏光板の偏光軸と一致しない光線は偏光板が吸収してしまうので従って供給した可視光線のかなりの部分が吸収されてロスになり、画像の明るさが低下する事になるのである。本発明のような光学フィルムは前記反射偏光機能を有するコレステリック液晶層を用いている事により、偏光板のように、透過できる偏光以外の偏光をコレステリック液晶層が吸収してしまうのではなく、前述したように、反射して、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コレステリック液晶層からなる輝度向上板に再入射させることを繰り返しているうちに、コレステリック液晶層を通過し得る偏光状態になった偏光を取り出す事ができる。しかも、前記コレステリック液晶層の上に形成された１／４位相差板は、コレステリック液晶層を通過してきた例えば左回りの円偏光を吸収してしまうのではなく、これを直線偏光に変換する機能を有している。
【０００７】
従って、このような可視光のうち特定の波長の特定の円偏光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差板とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルムについては、液晶表示装置への適用などに有効であり、これまで提案されてきている。
【０００８】
しかし、従来この組み合わせに用いられる１／４位相差板は、透明な高分子フィルムを延伸配向させたものが使用され、前記反射偏光機能を有するコレステリック液晶とは化合物として共通するところがない異なる材料が用いられていた。すなわち、１／４位相差板としては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンや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、ポリアリレートやポリアミドの如き適宜な液晶ではない通常の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等が用いられてきている。
【０００９】
また、輝度向上機能を有する前述したコレステリック液晶を利用した反射偏光層は、実際の液晶ディスプレイに使用した場合に、正面輝度の向上は可能であるが、斜め方向に着色が生じてしまうという問題もあった。そのため、斜め方向の着色改善のために、視角補償層として、視角補償用の液晶ではない高分子フィルムを貼り合わせて用いることもしばしば採用されている。また、必要に応じて、視角補償用の高分子フィルムとともに、更に前述したような透明な高分子フィルムを延伸配向させた１／４位相差板も貼り合わせて用いることにより、例えば円偏光を直線偏光に変換してその上に存在する例えば２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、効率よく偏光板を透過する所望の直線偏光を得ることも行われている。
【００１０】
しかし、従来この組み合わせに用いられる視角補償用の液晶ではない高分子フィルムは、透明な高分子フィルムを縦、横、斜めあるいは厚み方向に延伸配向させたものが使用され、コレステリック液晶とは化合物として共通するところがない異なる材料が用いられていた。すなわち、視角補償用の高分子フィルムとしては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンや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、ポリアリレートやポリアミドの如きの如き適宜なポリマーからなるフィルムをフイルム平面に対し垂直方向ないしは斜め厚み方向、あるいは、フイルム平面に対しほぼ平行方向で、フィルムの縦及び／又は横方向などに配向させた複屈折性フィルム等が用いられてきている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、輝度向上機能を有するコレステリック液晶層に、１／４位相差板あるいは視角補償用の高分子フィルム、更には視角補償用の高分子フィルムと１／４位相差板用の高分子フィルムなど、コレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の光学層とを粘着剤あるいは接着剤などで貼り合わせており、粘着剤あるいは接着剤などの存在により異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下、異なる材料の貼り合わせによる歪みや剥がれなどの耐久特性の低下、および粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題が生じていた。さらに、高分子延伸フイルムによる１／４位相差板や視角補償用の光学フィルムなどの光学的機能を有する光学フィルムの厚みは５０〜１００μｍが通常で積層化によって目的とする光学フィルムはかなり厚いフィルムになってしまいやすかった。
【００１２】
本発明は、粘着剤ないし接着剤を使用しなくても、積層する事が出来、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が少なく、厚みもかなり薄くする事が可能な、可視光反射偏光層（ａ）と前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とからなる積層光学フィルム、ならびにこれを応用した光学フィルム、及び、かかる光学フィルムを具備した液晶表示装置を提供する事を目的とするものである。
【００１３】
更に好ましくは、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差層とからなる積層光学フィルム、あるいは可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償層とからなる積層光学フィルム、更には可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償層と１／４位相差層とからなる積層光学フィルム、ならびにこれを応用した光学フィルム、及び、かかる光学フィルムを具備した液晶表示装置を提供する事を目的とするものである。
【００１４】
本発明はコレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層（ａ）と、前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とを主成分が同じ化合物の液晶膜で形成させることで、上記の問題を解決したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の光学フィルム及び液晶表示装置は、次のようである。
【００１６】
［１］可視光の少なくとも一部の波長を選択反射するコレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層（ａ）と、前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とが、積層一体化しており、（ａ）と（ｂ）の液晶層が同じ化合物を主成分としている液晶層からなる光学フィルム。
【００１７】
（ａ）と（ｂ）の層が同じ化合物を主成分としていることにより、両層の界面の親和性が向上し、接着剤や粘着剤などを使用せずに、一方の層の上に他方の層が順次形成され、従って、粘着剤あるいは接着剤などを使用しない事により、異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下や、粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題がなく、また、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が生じにくい光学フィルムを得る事ができる。
【００１８】
しかも、いずれの層も液晶膜の層からなるので、極めて厚みを薄くする事ができ、液晶表示装置などの薄型化に極めて有効な光学フィルムを提供できる。
【００１９】
［２］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が光学的に１／４位相差機能を有する液晶層からなる１／４位相差層（ｂ１）である態様とすることにより、コレステリック液晶層を通過してきた円偏光を直線偏光に変換できるので、２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、前述したように偏光板の偏光軸と一致している直線偏光を供給することにより、２色性色素を用いた偏光板による光線の吸収ロスを少なくすることができ好ましい。
【００２０】
［３］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）である態様、
［４］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）である態様、
［５］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）である態様、
［６］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）である態様、
のいずれかの態様とすることにより、液晶ディスプレイに使用した場合における斜め方向から液晶ディスプレイを見た場合の着色を改善することができる。
【００２１】
［７］また、前記［３］〜［６］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいて、更に光学的に１／４位相差機能を有する液晶層からなる１／４位相差層（ｂ１）が積層一体化していて、（ｂ１）の液晶層が（ｂ１）以外の液晶層と同じ化合物を主成分としている液晶層からなる好ましい態様とすることにより、液晶ディスプレイに使用した場合における斜め方向から液晶ディスプレイを見た場合の着色を改善することができるとともに、円偏光を直線偏光に変換できるので、２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、前述したように偏光板の偏光軸と一致している直線偏光を供給することにより、２色性色素を用いた偏光板による光線の吸収ロスを少なくすることができ好ましい。もちろん、先に説明した視覚補償層や１／４位相差層として従来の高分子延伸フィルムを張り合わせた場合に比べて、粘着剤あるいは接着剤などを使用しない事により、異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下や、粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題がなく、また、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が生じにくい光学フィルムを得る事ができる。しかも、いずれの層も液晶膜の層からなるので、極めて厚みを薄くする事ができ、液晶表示装置などの薄型化に極めて有効な光学フィルムを提供できる。
【００２２】
［８］前記［１］〜［７］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、（ａ）と（ｂ）の層を構成する液晶化合物が、液晶ポリマーであり、（ａ）と（ｂ）の各層が、それぞれの液晶ポリマーのガラス転移温度以下のガラス状態からなる層であることが好ましい。
【００２３】
液晶ポリマーを用いる事により、各層の機械的強度が向上し、また、各液晶ポリマーをそのガラス転移温度以上に加熱して、加工、積層し、ガラス転移温度以下に冷却する事により、容易に製造でき好ましい。
【００２４】
［９］前記［１］〜［７］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、各層を構成する液晶化合物が、反応基をもった液晶化合物からなり、且つ、前記反応基をもった液晶化合物が架橋反応によって膜化されてそれぞれの液晶層を形成していることが好ましい。
【００２５】
架橋反応によって膜化されているので、比較的低分子の液晶化合物を用いても、高分子化させ、膜化させる事が出来、機械的強度を向上させる事ができ好ましい。
【００２６】
［１０］前記［１］〜［９］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、各層を構成する液晶化合物の層が接着剤や粘着剤などの介在なしに、積層一体化されていることが好ましい。
【００２７】
粘着剤あるいは接着剤を使用していないので、異なる屈折率界面が生じることにより表面反射ロスなどの光学特性の低下や、異なる材料の貼り合わせによる歪みや剥がれなどの耐久特性の低下、および粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題がなく好ましい。
【００２８】
［１１］前記［２］〜［７］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、更に、２色性色素をもちいた偏光板が（ｂ１）の液晶層側に貼り合わされていることが好ましい。
【００２９】
コレステリック液晶を透過して来た円偏光を１／４位相差板で直線偏光に変換できるが、偏光度が更に高い直線偏光を取り出すために、前記１／４位相差機能を有する液晶層側に、更に２色性色素をもちいた偏光板が貼り合わされていることが好ましい。
【００３０】
［１２］前記［１］〜［１１］項のいずれかに記載の光学フィルムが用いられた液晶表示装置。
【００３１】
かかる、光学フィルムを液晶表示装置の液晶セルの裏側サイドにることにより、前記［１］〜［１１］項のそれぞれに記載した機能が発揮され、表示画面の輝度が向上した液晶表示装置が提供できる。しかも、液晶表示パネルの薄型化にも寄与できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる液晶層（ａ）を形成するコレステリック液晶と前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する液晶層（ｂ）の液晶化合物とは、同じ化合物を主成分としている液晶化合物が用いられる。ちなみに、ネマティック液晶に光学活性化合物を添加あるいは共重合などすることで、コレステリック液晶になるため、例えば、（ｂ）の液晶化合物がネマテイツク液晶化合物でもよい場合には、（ｂ）の液晶化合物としてある特定のネマテイツク液晶化合物を用い、（ａ）層を形成する液晶として、前記（ｂ）層に用いたネマテイツク液晶化合物に光学活性化合物を添加して得たコレステリック液晶を用いれば、光学活性化合物の添加の有無の点が相違するのみで、（ａ）層と（ｂ）層の液晶化合物とは、同じ化合物を主成分としている組み合わせが容易に達成でき好ましい。尚、コレステリック液晶においては、添加されている光学活性化合物の添加量を調節する事により、選択反射される中心波長を種々変える事ができる。従って、実施例や比較例で示すように、光学活性化合物の添加量が異なったコレステリック液晶層を２層以上用いる事により、選択反射される中心波長が複数の（ａ）層を供給できる。
【００３３】
更には（ｂ）層として、螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）とか、螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）とする場合も、コレステリック液晶においては、添加されている光学活性化合物の添加量を調節する事により、螺旋ピッチを種々変える事ができる。
【００３４】
すなわちコレステリック液晶においては、選択反射される中心波長をＷｎｍ、コレステリック液晶の螺旋ピッチＰｎｍ、コレステリック液晶の平均屈折率をＮとすると、ほぼ、Ｐ×Ｎ＝Ｗｎｍの関係があることから、コレステリック液晶の種類によってその平均屈折率Ｎの値は異なるが、大部分のコレステリック液晶の平均屈折率は１．５〜１．６程度であるので、視覚補償層（ｂ４）として用いる螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層は、可視光の領域からはずれた近紫外光を選択反射する領域となり、（ａ）層とは異なり、可視光を選択反射しない様に選ばれていることになる。同様に視覚補償層（ｂ５）として用いる螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層は、可視光の領域からはずれた近赤外光を選択反射する領域となり、（ａ）層とは異なり、可視光を選択反射しない様に選ばれていることになる。逆の表現をすれば、可視光の少なくとも一部の波長を選択反射するコレステリック液晶層（ａ）に用いるコレステリック液晶の螺旋ピッチは、通常２５０ｎｍより大きく５００ｎｍより小さい範囲に大部分は存在することになる。コレステリック液晶の螺旋ピッチは、添加あるいは共重合されている光学活性化合物の添加あるいは共重合割合を変えることにより適宜の螺旋ピッチのコレステリック液晶とすることができる。
【００３５】
（ａ）と（ｂ）の層を構成する液晶化合物として、液晶ポリマーを用いると、前述したように、各層の機械的強度が向上し、また、各液晶ポリマーをそのガラス転移温度以上に加熱して、加工、積層し、ガラス転移温度以下に冷却する事により、容易に（ａ）と（ｂ）の層を積層でき好ましい。かかる液晶ポリマーを用いる場合に、（ａ）と（ｂ）の層の液晶が、ポリマー成分が同一で、光学活性化合物が添加あるいは共重合されているコレステリック液晶と光学活性化合物が添加あるいは共重合されていないネマティック液晶との組合わせとか、（ｂ）層としてコレステリック液晶を用いる必要がある場合には、ポリマー成分が同一で、光学活性化合物の添加あるいは共重合されている割合が異なるコレステリック液晶同士の組み合わせとか、これら以外に、「同じ化合物を主成分としている」とは、ポリマー主鎖の繰り返し単位の５０％以上が同じポリマーであるコレステリック液晶とネマティック液晶との組合わせあるいはコレステリック液晶同士の組み合わせ等も含まれる。
【００３６】
液晶化合物が、低分子化合物の場合には、液晶化合物の成分が同一で、光学活性化合物が添加されているコレステリック液晶と、光学活性化合物が添加されていないと言う相違を有するネマティック液晶との組合わせや、光学活性化合物の添加量が相違するコレステリック液晶同士の組み合わせ以外に、（ａ）と（ｂ）の層の液晶化合物の５０％以上が同じ化合物であるコレステリック液晶とネマティック液晶との組合わせ、あるいは（ａ）と（ｂ）の層の液晶化合物の５０％以上が同じ化合物であるコレステリック液晶同士の組み合わせなども含まれる。また、（ａ）と（ｂ）の層の主成分となる化合物がともに反応基をもった液晶化合物からなり、且つ、（ａ）と（ｂ）の層それぞれにおいて、前記反応基をもった液晶化合物が架橋反応によって膜化されてそれぞれ（ａ）の液晶層と（ｂ）の液晶層を形成している組み合わせの場合、（ａ）と（ｂ）の層液晶化合物の反応基は、同一の基でも異なった基でもよい。
【００３７】
かかる反応基をもった液晶化合の反応基としては、重合や縮合反応により架橋反応を生じる反応基であれば特に制限はなく、例えば、アクリル基、メタクリル基、不飽和二重結合、ビニル基、エポキシ基、イソシアネート基などが挙げられる。
【００３８】
このような反応基をもった液晶化合物は、比較的低分子の液晶化合物に好適に適用でき、架橋反応によって比較的低分子の液晶化合物を用いても、高分子化させ、膜化させる事が出来、機械的強度や耐熱性を向上させる事ができる。
【００３９】
本発明で用いるコレステリック液晶やネマチック液晶化合物は、上述したような本発明の条件を満たすものであれば特に限定はない。これらの液晶化合物としては液晶ポリマーや反応基を持った液晶化合物がある。液晶ポリマーとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいはアクリル、メタクリル、シロキサン系の側鎖型液晶ポリマーがある。また反応基を持った液晶化合物としては、通常の液晶とほぼ類似の化学構造で、一つ、あるいは複数の反応基を持ったものである。
【００４０】
また、コレステリック液晶化合物はネマティック液晶化合物に光学活性な化合物を添加、共重合することで得られ、光学活性な化合物には特に限定はないが、液晶と類似な構造のものがより好ましい。更には、前記光学活性化合物も反応基を持った光学活性化合物がより好ましい。
【００４１】
ところで（ｂ）層の１／４位相差層（ｂ１）については、ネマティック液晶を所定の厚みに水平配向（ホモジニアス配向）させたり、ネマテイツク液晶を所定の厚みにねじれ状態で水平配向（ツイスト配向）させることでも、達成が可能である。
【００４２】
１／４位相差板の厚みｄは、位相差＝△ｎ（複屈折）×ｄなので、複屈折△ｎの値が大きいほど厚みが薄くできる。ネマティック液晶の複屈折△ｎは０．１〜０．２程度と、従来の延伸ポリマーフィルムと比べて極めて大きく、従って、ネマティック液晶からなる１／４位相差層の厚みは、極めてうすくなり、例えば１μｍ前後程度で良いことになり、光学フィルムの薄型化が可能になる。
【００４３】
なお、上記の如く１／４位相差層については、その厚みｄは、位相差＝△ｎ×ｄによって決められるが、上記の如く、かなり薄くできる。
【００４４】
また、前記（ｂ１）以外の（ｂ）層についても、同様に薄いものを用いることができ、従来の液晶ではない高分子延伸フィルムに比べて１／１０程度ないしそれ以下の厚みにし得る。
【００４５】
一方、可視光反射偏光層となる前述したコレステリック液晶層（ａ）の厚みは、異なるピッチのコレステリック液晶層（ａ）を何層設けるかによっても異なるが、一層当たり０．５〜１０μｍ程度の範囲が好ましい。
【００４６】
（ｂ）が垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）あるいは斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）である場合、垂直配向とは、層平面に対し垂直方向、すなわち厚み方向に向いて層平面に対しほぼ垂直に液晶が配向していることを意味しており、層平面に対し角度９０゜±１０゜程度の範囲が好ましい。
【００４７】
また、斜め配向とは、層平面に対し斜め方向、すなわち厚み方向に向いて層平面に対し斜めに液晶が配向していることを意味しており、層平面に対し角度およそ８０゜〜５゜程度の範囲が好ましい。
【００４８】
そして、このように液晶を垂直に配向させたり、斜めに配向させるには、特に限定するものではないが、例えば液晶ポリマーの場合には、液晶化合物を液晶性を示さない等方相になる温度以上に加熱した後、等方相転移温度（すなわち等方相から液晶に転移する温度）よりも数℃（およそ４から８℃）低い温度に保った状態で、目的とする層の厚み方向に電圧を印加し（すなわち電界をかけた状態で）、室温にまで冷却することにより達成できる。溶媒などを適宜液晶に添加して電圧を印加する場合もほぼ同様であり、溶媒は最終的には蒸発などにより除去されるが（例えば等方相になる温度以上に加熱した際に蒸発により除去されるなど）、溶媒が除去された状態で電圧を印加してもよい。液晶の種類によって印加する電圧や周波数が異なるので、その範囲を数値で限定することはできないが、一例を示せば、例えば５０Ｖ、５０Ｈｚ前後が目安となる。そして斜め配向させるには、垂直配向させる場合に比べて印加する電圧などを小さめにすることにより斜め配向させることができる。反応基をもった液晶化合物の場合も、上記とほぼ同様にして配向させることができ、液晶温度に保った状態で電圧を印加し、その状態で紫外線その他の光照射などにより反応基を反応させて配向状態を固定する。その際の印加電圧は、一例を示せば、例えば１０Ｖ、５０Ｈｚ前後が目安となる。
【００４９】
次に、本発明の光学フィルムを製造するには、特に限定するものではないが、例えば次のような方法で、製造できる。
【００５０】
液晶を配向させるため、ラビング処理された配向膜上に液晶を塗布していくが、もちろん、配向膜の下側に、トリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣと略称する事がある）フイルムその他の適宜の保護層が存在した配向膜を用いる事は好ましい。この配向膜上に、可視光反射偏光層とするコレステリック液晶層（ａ）ならびに前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する液晶層からなる光学層（ｂ）を形成するには、通常、液晶の適宜の溶媒、例えば、シクロヘキサノンとか酢酸エチルなどで希釈して、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略称する事がある）などの適宜のラビング処理された配向膜上に希釈された所定の液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、液晶性を示す温度に加熱して液晶を配向させ、あるいは、必要に応じて前述したように電圧を印加させることにより垂直ないし斜め配向させ、液晶がポリマーの場合には、そのガラス転移温度以下に冷却する。液晶層を複数層形成する場合もほぼ同様である。ただ、この場合、希釈する溶媒の種類を選ぶとか、塗布した後、送風してすばやく乾燥させることにより溶媒を除去するなどの方法で、すでに形成された下層にあまり影響を与えないようにする事が好ましい。そして、次にほぼ同様の手法で必要な液晶層を形成することができる。
【００５１】
なお、反応基をもった比較的低分子量の液晶化合物を用いて、架橋反応によって膜化させて液晶層を形成するタイプの液晶を用いる場合には、配向膜上に適宜の溶媒で希釈された所定の液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、液晶性を示す温度に加熱して液晶を配向させ、次いで紫外線照射などで架橋させればよい。そして更に次の液晶層をこの上に形成する場合も、ほぼ同様の方法によって行う事ができる。
【００５２】
特に限定するものではないが、液晶ポリマーを用いる場合には、ガラス転移温度が７０〜１５０℃程度のものが好ましく、１００〜２００℃の温度範囲近傍で液晶性を示す液晶ポリマー（通常、液晶性を示す温度は、ガラス転移温度よりも若干高い。）が好適に用いられる。あまり、ガラス転移温度が低すぎると、形成した液晶層が液晶状態になって変化してしまう恐れがあり、あまり、高すぎると、加熱による配向がし難くなったり、製造過程で液晶性を示す温度に加熱する場合に、他の保護層や配向膜など他の素材への熱劣化などの問題を考慮する必要が生じてくる。
【００５３】
また、反応基をもった比較的低分子量の液晶化合物を用いて、架橋反応によって膜化させて液晶層を形成するタイプの液晶を用いる場合には、結晶化温度が、０〜１２０℃のものが好ましく、この温度範囲近傍で液晶性を示す液晶（通常、液晶性を示す温度は、結晶化温度よりも若干高い。）が好適に用いられる。このように、結晶化温度が低くても、架橋反応によって膜化させて液晶層を形成した場合には、耐熱性が向上し、７０℃を超える高温雰囲気下でも、使用可能になる。
【００５４】
視覚補償層としては、目的に応じて、垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）、斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）、螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）、螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）などを適宜選択して用いうる。
【００５５】
液晶ディスプレイに適用した場合に、斜め方向から液晶画面を見た場合に生じる着色改善のために、着色改善用の液晶層（視角補償層）としては、いくつかの方法があり、（ａ）のコレステリック液晶層の種類によっても適しているものが異なる。例えば、液晶を垂直配向したような（ポジティブ位相差板）、正面位相差はほとんどなくても、斜め方向では位相差生じるもの。あるいは液晶が斜め配向することで、正面位相差は多少生じるが、斜め位相差も方位によって異なる位相差が生じるもの。また、コレステリック液晶で選択反射が可視光ではないもの（螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下では近紫外光の選択反射になり、螺旋ピッチ５００ｎｍ以上では近赤外光の選択反射となる）では、正面位相差がなく斜め方向で位相差が生じ、ネガティブ位相差板のような機能のもの。これら、全て斜め方向でさまざまな位相差が生じるため、反射偏光板の斜めの着色改善に有効な働きを示すのである。
【００５６】
これらの視角補償層（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）または（ｂ５）としての液晶層の配置位置は、可視光反射偏光層であるコレステリック層（ａ）が多層のコレステリック層（ａ）からなる場合には、多層のコレステリック層（ａ）の間にあってもよく、あるいは（ａ）層のコレステリック液晶層と１／４位相差機能層（ｂ１）との問であっても、１／４位相差機能層（ｂ１）と２色性偏光板の間であっても良い。
【００５７】
また、本発明の前述したコレステリック液晶層（ａ）と光学的に１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）とが積層一体化した光学フィルム、あるいは、コレステリック液晶層（ａ）と視角補償層（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）または（ｂ５）と光学的に１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）とが積層一体化した光学フィルムにおいては、更に、２色性色素をもちいた偏光板が１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）が存在する側に貼り合わされた光学フィルムも有用である。この意味は、偏光板が直接液晶層（ｂ１）に貼り合わされていることを意味するものではなく、例えば本発明の光学フィルムが、（ａ）と（ｂ１）と視角補償層（ｂ２）〜（ｂ５）のいずれかとからなる場合に、（ａ）と（ｂ１）と視角補償層の順に積層されている光学フィルムの場合には、（ｂ１）が存在する側、すなわち視角補償層の上側に偏光板が存在することになる。もちろん（ａ）と視角補償層と（ｂ１）の順に積層されている光学フィルムの場合には、（ｂ１）の上側に偏光板が存在することになる。
【００５８】
（ａ）層のコレステリック液晶を透過して来た所定の円偏光を１／４位相差層（ｂ１）で直線偏光に変換できるが、近年パーソナルコンピューターなどの液晶表示装置などで要求される偏光度が更に高い直線偏光を取り出すために、前記１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）の存在する側に、更に２色性色素をもちいた偏光板が貼り合わされていることが好ましいのである。
【００５９】
２色性色素をもちいた偏光板としては、特に限定するものではないが、この分野で有効に用いられている偏光板が用いられ、例えば、具体的には、ポリビニルアルコールフィルム（以下、ＰＶＡフィルムと略称することがある。）を、２色性を有するヨウ素又は、２色性染料で染色する染色工程、ほう酸や、ほう砂等で架橋する架橋工程、および一軸延伸する延伸工程（染色、架橋、延伸の各工程は、別々に行う必要はなく同時に行ってもよく、また、各工程の順番も特に規定するものではない。）の後に、乾燥し、適宜、トリアセチルセルロースフィルム（以下、ＴＡＣフィルムと略称することがある。）等の保護層と貼り合わせたものなどが挙げられる。貼り合わせは適宜の粘着剤又は接着剤が用いられる。
【００６０】
【実施例】
以下、実施例や比較例を参照して本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（比較例１）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フイルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、液晶性を示す温度が、９０〜２００℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル側鎖型のコレステリック液晶ポリマーで選択反射中心波長が７００ｎｍ、５５０ｎｍ、４００ｎｍのものを３層順次、配向膜上に形成し配向させた後、薄膜化した。各層の厚みは全て３μmであった。コレステリック液晶層の形成は、約２５質量％の濃度に溶媒で希釈された前記コレステリック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１６０℃に加熱して液晶を配向させ、そのガラス転移温度以下になるように室温に冷却して形成した。この場合、溶媒としてシクロヘキサノンを使用した。第２層目、第３層目の塗布直後には２５℃（室温）の送風をあてて、すばやく溶媒を蒸発させることで、下層との混合をできるだけ少なくした。
【００６２】
次にこの第３層目のコレステリック液晶層の上に２５μｍ厚のアクリル系粘着剤で６０μｍ厚のポリカーボネートの１／４位相差板（正面位相差１３０ｎｍ）を貼り合わせて、比較の光学フィルムとした。
【００６３】
（比較例２）
５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、ＵＶ（紫外線）架橋性の反応基として２官能のアクリル基（２つのアクリル基）を有する液晶性を示す温度が４０〜１５０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系のコレステリック液晶で選択反射中心波長が７００ｎｍ、５９０ｎｍ、５００ｎｍ、４３０ｎｍのもの４層を順次、配向膜上に形成し配向させ、紫外線架橋して、コレステリック液晶層を形成した。各層の厚みは全て４μｍであった。コレステリック液晶層の形成は、それぞれ各層ごとに順次、約２５質量％の濃度に溶媒で希釈された前記コレステリック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１００℃に加熱して液晶を配向させ、室温に冷却して、紫外線架橋を行い、形成した。この場合、溶媒として酢酸エチルを使用した。また、第１層目〜第４層目のコレステリック液晶層の選択反射中心波長をそれぞれ７００ｎｍ、５９０ｎｍ、５００ｎｍ、４３０ｎｍのものとするため添加されているアクリル系の光学活性化合物の添加量を、第１層目が８．４質量％、第２層目が１０．０質量％、第３層目が１１．８質量％、第４層目が１３．７質量％となるよう調整した。
【００６４】
次にこの第４層目のコレステリック液晶層の上に２５μｍ厚のアクリル系粘着剤で６０μｍ厚のポリカーボネートの１／４位相差板（正面位相差１３０ｎｍ）を貼り合わせて、比較の光学フィルムとした。
【００６５】
（実施例１）
５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例１のコレステリック液晶ポリマーと主成分が同じで、液晶性を示す温度が、９０〜２５０℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー（比較例１のコレステリック液晶ポリマーの光学活性化合物が共重合されていないもの）を０．５μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させてネマティック液晶ポリマー層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー層（可視光反射偏光層）を３層（各３μｍ厚）形成し配向させて本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００６６】
なお、ネマティック液晶ポリマー層の形成は、溶媒としてシクロヘキサノンを用いて、約２５質量％の濃度に希釈された前記ネマティック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１６０℃に加熱して液晶を配向させ、そのガラス転移温度以下になるように室温に冷却して形成した。比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー固体層３層の形成は比較例１に準じた方法で形成した。
【００６７】
（実施例２）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例２のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶と主成分が同じで、ＵＶ(紫外線)架橋性の反応基として２官能アクリル基を有する液晶性を示す温度が、４０〜１６０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系ネマティック液晶を０．７μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させＵＶ（紫外線）架橋して、ネマティック液晶層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例２と同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶層を４層（各４μｍ厚）形成し配向させ、ＵＶ架橋させて、コレステリック液晶層（可視光反射偏光層）を形成し、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００６８】
なお、架橋ネマティック液晶層の形成は、約２５質量％の濃度に溶媒で希釈された前記ネマティック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１００℃に加熱して液晶を配向させ、室温に冷却して、紫外線架橋を行い、形成した。比較例２と同じコレステリック液晶層４層の形成は比較例２に準じた方法で形成した。
【００６９】
比較例１、２と実施例１、２で得られた光学フィルムの厚み、８０℃×１０００時間の耐久特性、液晶表示装置に設置したときの輝度向上率を表１に示した。
【００７０】
【表１】

【００７１】
上記より明らかな如く、実施例１、２の本発明の光学フィルムは、それぞれ、比較例１、２に示した従来の光学フィルムに比べて、剥がれなどが生じず、耐久性が優れているとともに、従来品に比べて半分以下の厚さにする事が出来、液晶表示装置の薄型化に寄与できる。しかも、積層界面に接着剤や粘着剤が存在しないので、その分の表面反射ロスがなくなり、輝度向上率も向上している事が認められた。
【００７２】
（実施例３）
実施例１とほぼ同様な操作で、５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例１のコレステリック液晶ポリマーと主成分が同じで、液晶性を示す温度が、９０〜２５０℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー（比較例１のコレステリック液晶ポリマーの光学活性化合物が共重合されていないもの）を０．５μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させてネマティック液晶ポリマー層（１／４位相差層）を形成し、次にこの上に、同じアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー０．８μｍ厚を塗布し、電界により垂直配向させ視覚補償層（厚み方向の位相差２１０ｎｍ）を形成し、次いでその上に比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー層（可視光反射偏光層）を３層（各３μｍ厚）形成し配向させて、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ２）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００７３】
（実施例４）
実施例３とほぼ同様な操作で、５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例１のコレステリック液晶ポリマーと主成分が同じで、液晶性を示す温度が、９０〜２５０℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー（比較例１のコレステリック液晶ポリマーの光学活性化合物が共重合されていないもの）を０．３μｍ厚（正面位相差８０ｎｍ）配向させてネマティック液晶ポリマー層（１／４位相差層）を形成し、次にこの上に、同じアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー０．３μｍ厚を塗布し、電界により斜め４５°に配向させ視覚補償層（正面位相差５０ｎｍ）を形成し、次いでその上に比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー層（可視光反射偏光層）を３層（各３μｍ厚）形成し配向させて、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ３）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００７４】
（実施例５）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例２のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶と主成分が同じで、ＵＶ(紫外線)架橋性の反応基として２官能アクリル基を有する液晶性を示す温度が、４０〜１６０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系ネマティック液晶を０．７μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させＵＶ（紫外線）架橋して、ネマティック液晶層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例２と同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶層を４層（各４μｍ厚）形成しＵＶ（紫外線）架橋させる際の２層目（選択反射中心波長５９０ｎｍ）と３層目（選択反射中心波長５００ｎｍ）の間に、同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが２００ｎｍ（選択反射中心波長３２０ｎｍ）の液晶層（視覚補償層）２μｍ厚を形成しＵＶ（紫外線）架橋して、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ４）層と（ａ）層の組合せ例］。尚、同じ種類のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが２００ｎｍの液晶は、光学活性化合物の量を多くすることによって調整できる。
【００７５】
（実施例６）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例２のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶と主成分が同じで、ＵＶ(紫外線)架橋性の反応基として２官能アクリル基を有する液晶性を示す温度が、４０〜１６０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系ネマティック液晶を０．７μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させＵＶ（紫外線）架橋して、ネマティック液晶層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例２と同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶層を４層（各４μｍ厚）形成しＵＶ（紫外線）架橋させる際の１層目（選択反射中心波長７００ｎｍ）と２層目（選択反射中心波長５９０ｎｍ）の間に、同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが６００ｎｍ（選択反射中心波長９６０ｎｍ）の液晶層（視覚補償層）３μｍ厚を形成しＵＶ（紫外線）架橋して、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ５）層と（ａ）層の組合せ例］。尚、同じ種類のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが６００ｎｍの液晶は、光学活性化合物の量を少なくすることによって調整できる。
【００７６】
比較例１、２と実施例４〜６の反射偏光板の厚み、８０℃×１０００時間の耐久特性、液晶表示装置に設置したときの輝度向上率および斜め４５度の全方位から見た着色状況を表２に示した。
【００７７】
【表２】

【００７８】
【発明の効果】
本発明の光学フィルムは、粘着剤ないし接着剤を使用しなくても、積層する事が出来、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が少なく、異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下も少なくでき、厚みもかなり薄くする事が可能な可視光を選択反射するコレステリック液晶層と前記可視光を選択反射するコレステリック液晶層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層、例えば、１／４位相差層、視覚補償層あるいはこれらの両者、とからなる積層光学フィルムならびにこれを応用した光学フィルム、及び、かかる光学フィルムを具備した液晶表示装置を提供できる。従って、液晶表示装置などの薄型化、耐久性向上に寄与できる。なお、視覚補償層が積層されたタイプの本発明の光学フィルムは、液晶ディスプレイに使用した場合に、斜め方向から液晶ディスプレイ画像を見る場合の着色を改善することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical film using a brightness enhancement film and a liquid crystal display device including the same.
[0002]
[Prior art]
A cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects a specific wavelength of visible light is used in a liquid crystal display device or the like as a brightness enhancement film.
[0003]
When using a brightness enhancement film for a liquid crystal display device, the brightness enhancement film is usually provided on the rear side of the liquid crystal cell of the liquid crystal display device. The brightness enhancement film, when natural light including visible light is incident due to reflection from the backlight or the back side of a liquid crystal display device or the like, linearly polarized light having a predetermined wavelength of the visible light or circularly polarized light having a predetermined wavelength in the visible light. The brightness enhancement film consisting of a cholesteric liquid crystal layer, especially when reflected from a light source such as a backlight, turns clockwise at a specific wavelength of visible light. The circularly polarized light component of the specific wavelength is reflected and the counterclockwise circularly polarized light component of the specific wavelength is transmitted, or vice versa, the counterclockwise circularly polarized light component of the specific wavelength of visible light is reflected, and the specific wavelength is reflected. The clockwise circularly polarized light component of the wavelength has a transmission function, so that the transmitted light in a predetermined polarization state (for example, counterclockwise circularly polarized light) is obtained, and for example, the clockwise circularly polarized light of the specific wavelength is Without transmission Is Isa. The light reflected by the surface of the brightness enhancement film is further inverted by a reflection layer provided on the back side thereof, some light reflection object, or a light scattering layer, and re-incident on the brightness enhancement plate. Amount of light that can be transmitted as light in a predetermined polarization state (for example, counterclockwise circularly polarized light) and transmitted through the brightness enhancement film, and that can be used for liquid crystal image display by supplying polarized light that is not easily absorbed by the polarizer The luminance can be improved by increasing the luminance. That is, when light is incident through the polarizing plate (polarizer) from the back side of the liquid crystal cell without using a brightness enhancement film, it does not coincide with the polarizing axis of the polarizing plate (polarizer). Most of the light having the polarization direction is absorbed by the polarizing plate (polarizer) and does not pass through the polarizing plate (polarizer). That is, although it depends on the characteristics of the polarizing plate (polarizer) used, approximately 50% of the light is absorbed by the polarizing plate (polarizer), and the amount of light that can be used for liquid crystal image display, etc. Decreases and the image becomes darker. 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 is further inverted through a reflective layer provided on the rear side thereof. Repeatedly re-incident on the brightness enhancement plate, the polarization direction of the light reflected and inverted between the two is polarized through the polarizing plate (polarizer) or polarized by the intervention of a retardation plate, etc. When polarized light that can be converted into polarized light that can pass through a plate (polarizer) is transmitted, the polarized light is transmitted, and light of a predetermined polarization is supplied to the polarizing plate (polarizer). It can be used efficiently for displaying images on a liquid crystal display device, and the screen can be brightened.
[0004]
By the way, in recent years, addition and improvement of various functions have been demanded, and it is different from the visible light reflecting polarizing layer in combination with the visible light reflecting polarizing layer using the above-described cholesteric liquid crystal having a brightness enhancing function. Attempts have been made to impart or improve various functions by providing at least one optical layer having an optical function.
[0005]
For example, an optical film having a reflective polarization function, in which a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light as described above and a quarter retardation plate (also referred to as a λ / 4 plate or a quarter wavelength plate) are combined. An optical film having a reflective polarization function, or a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light, a viewing angle compensation film, and a quarter retardation plate, which is a combination of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light and a viewing angle compensation film. In combination with a visible light reflective polarizing layer using a cholesteric liquid crystal, such as an optical film having a reflective polarizing function, at least one optical layer having an optical function different from that of the visible light reflective polarizing layer is provided. Thus, attempts have been made to impart or improve various functions.
[0006]
For example, an optical film having a reflective polarization function, which is a combination of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light and a quarter retardation plate, has been proposed so far. That is, in such a laminated optical film, the visible light that has passed through the cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light is counterclockwise circularly polarized light as described above. However, in order to display an image efficiently using a polarizing plate in a liquid crystal display device, it is desirable that the light incident on the polarizing plate installed on the rear side of the liquid crystal cell is linearly polarized light. The quarter phase plate has a function of converting circularly polarized light into linearly polarized light. Therefore, by laminating the cholesteric liquid crystal layer having the reflective polarization function and the quarter phase plate, the cholesteric liquid crystal is transmitted. Then, for example, the counterclockwise circularly polarized light is converted into linearly polarized light by a ¼ phase difference plate, and the linearly polarized light that can be recognized by the liquid crystal display device can be efficiently extracted. Even when visible light is directly incident on a polarizing plate using a dichroic dye, the desired linearly polarized light can be obtained. However, as described above, light that does not coincide with the polarizing axis of the polarizing plate is absorbed by the polarizing plate. Therefore, a considerable part of the supplied visible light is absorbed and lost, and the brightness of the image is lowered. The optical film as in the present invention uses the cholesteric liquid crystal layer having the reflective polarization function, so that the cholesteric liquid crystal layer does not absorb polarized light other than the polarized light that can be transmitted like the polarizing plate. As described above, the light passes through the cholesteric liquid crystal layer while being repeatedly reflected and inverted through a reflective layer or the like provided on the rear side thereof and re-incident on the brightness enhancement plate made of the cholesteric liquid crystal layer. The polarized light in the obtained polarization state can be taken out. Moreover, the quarter retardation plate formed on the cholesteric liquid crystal layer does not absorb, for example, counterclockwise circularly polarized light that has passed through the cholesteric liquid crystal layer, but converts it into linearly polarized light. have.
[0007]
Therefore, for such an optical film having a reflective polarization function, which is a combination of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects specific circularly polarized light having a specific wavelength of visible light and a ¼ phase difference plate, to a liquid crystal display device. Has been proposed so far.
[0008]
However, the quarter retardation plate conventionally used in this combination is a transparent polymer film that has been stretched and oriented, and there are different materials that are not in common as a compound with the cholesteric liquid crystal having the reflective polarization function. It was used. That is, as a quarter retardation plate, a film made of a normal polymer that is not an appropriate liquid crystal such as polycarbonate, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, or polyamide is stretched. Birefringent films and the like have been used.
[0009]
In addition, the reflective polarizing layer using the cholesteric liquid crystal having the luminance enhancement function can improve the front luminance when used in an actual liquid crystal display, but there is also a problem that coloring occurs in an oblique direction. there were. For this reason, in order to improve coloring in an oblique direction, it is often adopted to use a polymer film that is not a liquid crystal for viewing angle compensation as a viewing angle compensation layer. Further, if necessary, together with a polymer film for viewing angle compensation, a quarter retardation plate obtained by stretching and aligning the transparent polymer film as described above is also used, for example, circularly polarized light is linearly converted. Even when the light is converted into polarized light and incident on a polarizing plate using, for example, a dichroic dye, the desired linearly polarized light that efficiently passes through the polarizing plate is obtained.
[0010]
However, a polymer film that is not a liquid crystal for viewing angle compensation used in this conventional combination is a transparent polymer film that is stretched and oriented in the vertical, horizontal, diagonal, or thickness directions. Cholesteric liquid crystal is a compound. Different materials were used that had nothing in common. That is, as a polymer film for viewing angle compensation, a film made of an appropriate polymer such as polycarbonate, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, polyamide, etc. is perpendicular to the film plane. Or a birefringent film or the like oriented in an oblique thickness direction or in a direction substantially parallel to the film plane and in the longitudinal and / or transverse direction of the film has been used.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, a cholesteric liquid crystal layer having a brightness enhancement function, a quarter retardation plate or a polymer film for viewing angle compensation, a polymer film for viewing angle compensation, and a polymer film for quarter retardation plate, At least one optical layer having an optical function different from that of a visible light reflective polarizing layer composed of a cholesteric liquid crystal layer is bonded with an adhesive or an adhesive, and the refractive index varies depending on the presence of the adhesive or the adhesive. Problems such as a decrease in optical characteristics such as surface reflection loss due to the occurrence of an interface, a decrease in durability characteristics such as distortion and peeling due to bonding of different materials, and an increase in the thickness of the pressure-sensitive adhesive or adhesive have occurred. Furthermore, the thickness of an optical film having an optical function such as a quarter retardation plate made of a polymer stretched film or an optical film for viewing angle compensation is usually 50 to 100 μm, and the target optical film is considerably thick by lamination. It was easy to become.
[0012]
The present invention is a visible light reflective polarizing layer that can be laminated without using a pressure-sensitive adhesive or adhesive, has little deterioration in durability characteristics such as distortion and peeling, and can be made considerably thin. a laminated optical film comprising an optical layer (b) comprising at least one liquid crystal layer having an optical function different from that of (a), an optical film to which the laminated optical film is applied, and such an optical film. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device.
[0013]
More preferably, a laminated optical film composed of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light and a ¼ retardation layer, or a laminated optical film composed of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light and a viewing angle compensation layer, To provide a laminated optical film composed of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light, a viewing angle compensation layer, and a 1/4 retardation layer, an optical film using the laminated optical film, and a liquid crystal display device including the optical film. It is intended.
[0014]
In the present invention, a visible light reflecting polarizing layer (a) composed of a cholesteric liquid crystal layer and an optical layer (b) composed of at least one liquid crystal layer having an optical function different from the above (a) are the same as the main components. The liquid crystal film is used to solve the above problem.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
That is, the optical film and the liquid crystal display device of the present invention are as follows.
[0016]
[1] A visible light reflective polarizing layer (a) composed of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects at least a part of wavelengths of visible light, and at least one liquid crystal layer having an optical function different from that of (a). An optical film comprising a liquid crystal layer in which the optical layer (b) is laminated and integrated, and the liquid crystal layers of (a) and (b) are mainly composed of the same compound.
[0017]
Since the layers (a) and (b) have the same compound as the main component, the affinity of the interface between both layers is improved, and the other layer is formed on one layer without using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Therefore, by not using adhesives or adhesives, the optical properties such as surface reflection loss due to the occurrence of different refractive index interfaces and the thickness of the adhesives or adhesives are increased. Thus, an optical film can be obtained in which the durability characteristics such as distortion and peeling do not easily deteriorate.
[0018]
In addition, since each layer is composed of a liquid crystal film layer, the thickness can be extremely reduced, and an optical film that is extremely effective for reducing the thickness of a liquid crystal display device or the like can be provided.
[0019]
[2] Further, in the optical film described in the item [1], (b) is a quarter retardation layer (b1) composed of a liquid crystal layer having an optically quarter retardation function. Thus, the circularly polarized light that has passed through the cholesteric liquid crystal layer can be converted into linearly polarized light, so that it also coincides with the polarization axis of the polarizing plate as described above even when incident on the polarizing plate using the dichroic dye. Supplying linearly polarized light is preferable because it can reduce the absorption loss of light by a polarizing plate using a dichroic dye.
[0020]
[3] In the optical film according to [1], (b) is a visual compensation layer (b2) composed of a vertically aligned liquid crystal layer,
[4] Further, in the optical film according to [1], (b) is a visual compensation layer (b3) composed of a liquid crystal layer obliquely aligned,
[5] Further, in the optical film described in [1], (b) is a visual compensation layer (b4) composed of a cholesteric liquid crystal layer having a helical pitch of 250 nm or less,
[6] In the optical film according to [1], (b) is a visual compensation layer (b5) composed of a cholesteric liquid crystal layer having a helical pitch of 500 nm or more,
By adopting any one of the aspects, coloring when the liquid crystal display is viewed from an oblique direction when used in a liquid crystal display can be improved.
[0021]
[7] Moreover, in the optical film according to any one of [3] to [6], a quarter retardation layer (b1) further comprising a liquid crystal layer optically having a quarter retardation function. The liquid crystal layer (b1) is laminated and integrated, and the liquid crystal layer (b1) is a liquid crystal layer mainly composed of the same compound as the liquid crystal layer other than (b1). Coloring when viewing the display can be improved, and circularly polarized light can be converted to linearly polarized light. Therefore, even when it is incident on a polarizing plate using a dichroic dye, the polarizing axis of the polarizing plate as described above. It is preferable to supply linearly polarized light that coincides with the above in order to reduce the light absorption loss by the polarizing plate using the dichroic dye. Of course, different refractive index interfaces are generated by not using adhesives or adhesives compared to the case where the conventional polymer stretched film is laminated as the visual compensation layer or 1/4 retardation layer described above. Thus, there can be obtained an optical film that is free from problems such as loss of optical properties such as surface reflection loss due to, and increased thickness of the pressure-sensitive adhesive or adhesive, and is less susceptible to deterioration of durability properties such as distortion and peeling. In addition, since each layer is composed of a liquid crystal film layer, the thickness can be extremely reduced, and an optical film that is extremely effective for reducing the thickness of a liquid crystal display device or the like can be provided.
[0022]
[8] In the optical film described in any one of [1] to [7], the liquid crystal compound constituting the layers (a) and (b) is a liquid crystal polymer, and (a) and (b) ) Is preferably a layer composed of a glass state having a glass transition temperature or lower of the respective liquid crystal polymer.
[0023]
By using a liquid crystal polymer, the mechanical strength of each layer is improved, and each liquid crystal polymer is heated above its glass transition temperature, processed, laminated, and cooled easily below the glass transition temperature. This is preferable.
[0024]
[9] In the optical film according to any one of [1] to [7], the liquid crystal compound constituting each layer is a liquid crystal compound having a reactive group, and the liquid crystal having the reactive group. The compound is preferably formed into a film by a crosslinking reaction to form each liquid crystal layer.
[0025]
Since it is formed into a film by a crosslinking reaction, even if a relatively low-molecular liquid crystal compound is used, it can be polymerized and formed into a film, and the mechanical strength can be improved.
[0026]
[10] In the optical film described in any one of [1] to [9] above, the layers of the liquid crystal compound constituting each layer are laminated and integrated without the intervention of an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Is preferred.
[0027]
Since no adhesive or adhesive is used, optical properties such as surface reflection loss are reduced due to the formation of different refractive index interfaces, durability characteristics such as distortion and peeling due to bonding of different materials, and adhesives There is no problem such as an increase in the thickness of the adhesive, which is preferable.
[0028]
[11] In the optical film according to any one of [2] to [7], it is preferable that a polarizing plate using a dichroic dye is further bonded to the liquid crystal layer side of (b1). .
[0029]
Circularly polarized light that has passed through the cholesteric liquid crystal can be converted to linearly polarized light with a ¼ phase difference plate, but in order to extract linearly polarized light with a higher degree of polarization, the liquid crystal layer having the ¼ phase difference function is used. Further, it is preferable that a polarizing plate using a dichroic dye is bonded.
[0030]
[12] A liquid crystal display device using the optical film according to any one of [1] to [11].
[0031]
By providing such an optical film on the back side of the liquid crystal cell of the liquid crystal display device, the function described in each of the items [1] to [11] is exhibited, and a liquid crystal display device with improved display screen brightness is provided. it can. In addition, it can contribute to thinning of the liquid crystal display panel.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The cholesteric liquid crystal forming the liquid crystal layer (a) used in the present invention and the liquid crystal compound of the liquid crystal layer (b) having an optical function different from the above (a) are liquid crystal compounds mainly composed of the same compound. It is done. Incidentally, by adding or copolymerizing an optically active compound to a nematic liquid crystal, it becomes a cholesteric liquid crystal. For example, when the liquid crystal compound of (b) may be a nematic liquid crystal compound, it is a liquid crystal compound of (b). When a cholesteric liquid crystal obtained by adding an optically active compound to the nematic liquid crystal compound used in the layer (b) is used as the liquid crystal forming the layer (a) using a specific nematic liquid crystal compound, the addition of the optically active compound The only difference is whether or not the liquid crystal compound in the (a) layer and the (b) layer is preferable because a combination containing the same compound as a main component can be easily achieved. In the cholesteric liquid crystal, the central wavelength selectively reflected can be variously changed by adjusting the amount of the optically active compound added. Accordingly, as shown in Examples and Comparative Examples, by using two or more cholesteric liquid crystal layers having different optically active compound addition amounts, a layer (a) having a plurality of central wavelengths selectively reflected can be supplied.
[0033]
Furthermore, when the layer (b) is a visual compensation layer (b4) composed of a cholesteric liquid crystal layer with a spiral pitch of 250 nm or less, or a visual compensation layer (b5) composed of a cholesteric liquid crystal layer with a spiral pitch of 500 nm or more, In the liquid crystal, the helical pitch can be variously changed by adjusting the amount of the optically active compound added.
[0034]
That is, in the cholesteric liquid crystal, if the central wavelength selectively reflected is Wnm, the helical pitch Pnm of the cholesteric liquid crystal, and the average refractive index of the cholesteric liquid crystal is N, there is almost a relationship of P × N = Wnm. Although the average refractive index N varies depending on the type, the average refractive index of most cholesteric liquid crystals is about 1.5 to 1.6. Therefore, the cholesteric pitch used for the visual compensation layer (b4) is 250 nm or less. The liquid crystal layer is a region that selectively reflects near ultraviolet light that deviates from the visible light region, and unlike the layer (a), the liquid crystal layer is selected so as not to selectively reflect visible light. Similarly, the cholesteric liquid crystal layer having a helical pitch of 500 nm or more used as the visual compensation layer (b5) is a region that selectively reflects near-infrared light deviated from the visible light region. It will be chosen not to selectively reflect. In other words, the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal used for the cholesteric liquid crystal layer (a) that selectively reflects at least a part of the wavelengths of visible light usually exists in the range of more than 250 nm and less than 500 nm. Become. The spiral pitch of the cholesteric liquid crystal can be changed to a cholesteric liquid crystal having an appropriate spiral pitch by changing the addition or copolymerization ratio of the optically active compound that is added or copolymerized.
[0035]
When a liquid crystal polymer is used as the liquid crystal compound constituting the layers (a) and (b), as described above, the mechanical strength of each layer is improved, and each liquid crystal polymer is heated above its glass transition temperature. It is preferable that the layers (a) and (b) can be easily laminated by processing, laminating, and cooling to the glass transition temperature or lower. When such a liquid crystal polymer is used, the liquid crystals in the layers (a) and (b) are added or copolymerized with a cholesteric liquid crystal and an optically active compound in which the polymer components are the same and an optically active compound is added or copolymerized. In the case where it is necessary to use a cholesteric liquid crystal as the layer (b), the polymer component is the same, and the ratio of addition or copolymerization of optically active compounds is different between the cholesteric liquid crystals. In addition to these, “the same compound is the main component” means that a combination of cholesteric liquid crystal and nematic liquid crystal in which 50% or more of the repeating units of the polymer main chain are the same polymer, or a combination of cholesteric liquid crystals Is also included.
[0036]
When the liquid crystal compound is a low-molecular compound, a combination of a cholesteric liquid crystal in which the components of the liquid crystal compound are the same and an optically active compound is added, and a nematic liquid crystal having a difference that no optically active compound is added. Combination of cholesteric liquid crystal and nematic liquid crystal in which 50% or more of the liquid crystal compounds in the layers (a) and (b) are the same compound, other than the combination of cholesteric liquid crystals with different addition amounts of optically active compounds Or a combination of cholesteric liquid crystals in which 50% or more of the liquid crystal compounds in the layers (a) and (b) are the same compound. In addition, the compounds as the main components of the layers (a) and (b) are both composed of a liquid crystal compound having a reactive group, and the liquid crystal having the reactive group in each of the layers (a) and (b). In the case of the combination in which the compound is formed into a film by a crosslinking reaction to form the liquid crystal layer (a) and the liquid crystal layer (b), the reactive groups of the layer liquid crystal compounds (a) and (b) are the same. It may be a group or a different group.
[0037]
The reactive group of the liquid crystal compound having such a reactive group is not particularly limited as long as it is a reactive group that causes a crosslinking reaction by polymerization or condensation reaction. For example, an acrylic group, a methacryl group, an unsaturated double bond, a vinyl group, An epoxy group, an isocyanate group, etc. are mentioned.
[0038]
A liquid crystal compound having such a reactive group can be suitably applied to a relatively low-molecular liquid crystal compound, and even if a relatively low-molecular liquid crystal compound is used by a crosslinking reaction, it can be polymerized and formed into a film. The mechanical strength and heat resistance can be improved.
[0039]
The cholesteric liquid crystal or nematic liquid crystal compound used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the conditions of the present invention as described above. These liquid crystal compounds include liquid crystal polymers and liquid crystal compounds having a reactive group. As the liquid crystal polymer, there are main chain type liquid crystal polymers such as polyester, polyamide, and polyurethane, and acrylic, methacrylic, and siloxane side chain type liquid crystal polymers. The liquid crystal compound having a reactive group has a chemical structure almost similar to that of a normal liquid crystal and has one or a plurality of reactive groups.
[0040]
A cholesteric liquid crystal compound is obtained by adding and copolymerizing an optically active compound to a nematic liquid crystal compound, and the optically active compound is not particularly limited, but a compound having a structure similar to liquid crystal is more preferable. Further, the optically active compound is more preferably an optically active compound having a reactive group.
[0041]
By the way, for the 1/4 phase difference layer (b1) of the layer (b), the nematic liquid crystal is horizontally aligned (homogeneous alignment) to a predetermined thickness, or the nematic liquid crystal is twisted to a predetermined thickness (twist alignment). Can also be achieved.
[0042]
Since the thickness d of the ¼ phase difference plate is retardation = Δn (birefringence) × d, the larger the value of birefringence Δn, the thinner the thickness. The birefringence Δn of the nematic liquid crystal is about 0.1 to 0.2, which is extremely large as compared with the conventional stretched polymer film. Therefore, the thickness of the quarter retardation layer made of the nematic liquid crystal becomes very thin. The thickness may be about 1 μm, and the optical film can be thinned.
[0043]
As described above, the thickness d of the quarter retardation layer is determined by retardation = Δn × d, but can be considerably reduced as described above.
[0044]
In addition, the (b) layer other than the (b1) can be similarly thin, and can have a thickness of about 1/10 or less compared to a stretched polymer film that is not a conventional liquid crystal.
[0045]
On the other hand, the thickness of the above-described cholesteric liquid crystal layer (a) serving as a visible light reflective polarizing layer varies depending on how many cholesteric liquid crystal layers (a) having different pitches are provided, but is in a range of about 0.5 to 10 μm per layer. Is preferred.
[0046]
When (b) is a visual compensation layer (b2) made of a vertically aligned liquid crystal layer or a visual compensation layer (b3) made of an obliquely aligned liquid crystal layer, the vertical alignment means a direction perpendicular to the layer plane, that is, the thickness direction. This means that the liquid crystal is oriented substantially perpendicular to the layer plane, and an angle range of about 90 ° ± 10 ° with respect to the layer plane is preferable.
[0047]
The oblique orientation means that the liquid crystal is oriented obliquely with respect to the layer plane, that is, in the thickness direction, and obliquely with respect to the layer plane. The angle is approximately 80 ° to 5 ° with respect to the layer plane. A range of about is preferred.
[0048]
In order to align the liquid crystal vertically or obliquely in this manner, there is no particular limitation. For example, in the case of a liquid crystal polymer, the temperature at which the liquid crystal compound becomes isotropic without exhibiting liquid crystallinity. After the above heating, in the thickness direction of the target layer, the temperature is kept several degrees C (approximately 4 to 8 degrees C) lower than the isotropic phase transition temperature (that is, the temperature at which the isotropic phase is transferred to the liquid crystal). This can be achieved by applying a voltage (ie, with an electric field applied) and cooling to room temperature. The same applies when a voltage is applied by adding a solvent or the like to the liquid crystal as appropriate. The solvent is finally removed by evaporation or the like (for example, it is removed by evaporation when heated to a temperature higher than the isotropic phase). The voltage may be applied with the solvent removed. Since the applied voltage and frequency differ depending on the type of liquid crystal, the range cannot be limited by numerical values. However, for example, 50 V, around 50 Hz is a guide. And in order to carry out diagonal alignment, it can be made to carry out diagonal alignment by making the applied voltage etc. small compared with the case of carrying out vertical alignment. In the case of a liquid crystal compound having a reactive group, it can be aligned in substantially the same manner as described above, and a voltage is applied while maintaining the liquid crystal temperature, and the reactive group is allowed to react by irradiation with ultraviolet rays or other light in that state. To fix the orientation state. For example, the applied voltage at that time is approximately 10 V and around 50 Hz, for example.
[0049]
Next, production of the optical film of the present invention is not particularly limited. For example, the optical film can be produced by the following method.
[0050]
In order to align the liquid crystal, the liquid crystal is applied onto the alignment film that has been subjected to the rubbing treatment. Of course, a triacetyl cellulose (hereinafter sometimes abbreviated as TAC) film or other appropriate film is formed below the alignment film. It is preferable to use an alignment film having a protective layer. In order to form a cholesteric liquid crystal layer (a) as a visible light reflective polarizing layer and an optical layer (b) having a liquid crystal layer having an optical function different from the above (a) on this alignment film, usually a liquid crystal A predetermined liquid crystal diluted with an appropriate solvent such as cyclohexanone or ethyl acetate and coated with an appropriate rubbing-treated alignment film such as polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes abbreviated as PVA) is applied. When the solvent is removed by volatilization, the liquid crystal is aligned by heating to a temperature exhibiting liquid crystallinity, or by applying a voltage as described above, if necessary. Is cooled below its glass transition temperature. The same applies when a plurality of liquid crystal layers are formed. However, in this case, select the type of solvent to dilute, or remove the solvent by blowing and quickly drying after applying, so as not to affect the already formed lower layer. Is preferred. Then, a necessary liquid crystal layer can be formed by a substantially similar method.
[0051]
In addition, when using a liquid crystal of a type that forms a liquid crystal layer by forming a film by a crosslinking reaction using a liquid crystal compound having a relatively low molecular weight having a reactive group, the liquid crystal layer is diluted with an appropriate solvent on the alignment film. After applying a predetermined liquid crystal and evaporating and removing the solvent, the liquid crystal is aligned by heating to a temperature exhibiting liquid crystallinity, and then crosslinked by ultraviolet irradiation or the like. Further, when the next liquid crystal layer is further formed thereon, it can be performed by substantially the same method.
[0052]
Although not particularly limited, when a liquid crystal polymer is used, one having a glass transition temperature of about 70 to 150 ° C. is preferable, and a liquid crystal polymer exhibiting liquid crystallinity in the vicinity of a temperature range of 100 to 200 ° C. Is preferably slightly higher than the glass transition temperature). If the glass transition temperature is too low, the formed liquid crystal layer may be changed to a liquid crystal state, and if it is too high, alignment by heating becomes difficult or liquid crystallinity is exhibited in the manufacturing process. When heating to a temperature, it becomes necessary to consider problems such as thermal degradation of other materials such as other protective layers and alignment films.
[0053]
In addition, when using a liquid crystal of a type that forms a liquid crystal layer by forming a liquid crystal layer by a crosslinking reaction using a relatively low molecular weight liquid crystal compound having a reactive group, the crystallization temperature is 0 to 120 ° C. A liquid crystal exhibiting liquid crystallinity in the vicinity of this temperature range (usually the temperature exhibiting liquid crystallinity is slightly higher than the crystallization temperature) is preferably used. Thus, even when the crystallization temperature is low, when the liquid crystal layer is formed by forming a film by a crosslinking reaction, the heat resistance is improved, and it can be used even in a high temperature atmosphere exceeding 70 ° C.
[0054]
As the visual compensation layer, a visual compensation layer (b2) composed of a vertically aligned liquid crystal layer, a visual compensation layer (b3) composed of an obliquely aligned liquid crystal layer, and a cholesteric liquid crystal layer having a helical pitch of 250 nm or less are used. A visual compensation layer (b4), a visual compensation layer (b5) made of a cholesteric liquid crystal layer having a spiral pitch of 500 nm or more, and the like can be appropriately selected and used.
[0055]
When applied to a liquid crystal display, there are several methods for improving the coloration (viewing angle compensation layer) for improving the coloration that occurs when the liquid crystal screen is viewed from an oblique direction. What is suitable depends on the type of cholesteric liquid crystal layer. For example, a liquid crystal is vertically aligned (positive retardation plate), but there is almost no front phase difference, but a phase difference occurs in an oblique direction. Alternatively, the liquid crystal is oriented obliquely, so that the front phase difference is somewhat generated, but the oblique phase difference also has a phase difference that varies depending on the orientation. Further, in the case of a cholesteric liquid crystal whose selective reflection is not visible light (when the helical pitch is 250 nm or less, it becomes selective reflection of near ultraviolet light, and when the helical pitch is 500 nm or more, it becomes selective reflection of near infrared light), the front phase difference is A phase difference occurs in an oblique direction, and functions like a negative phase difference plate. All of these have various phase differences in the oblique direction, and therefore show an effective function for improving the oblique coloring of the reflective polarizing plate.
[0056]
The arrangement position of the liquid crystal layer as the viewing angle compensation layer (b2), (b3), (b4) or (b5) is such that the cholesteric layer (a) which is a visible light reflection polarizing layer is formed from a multilayer cholesteric layer (a). In this case, it may be between the multilayered cholesteric layers (a), or even if the question is between the cholesteric liquid crystal layer (a) and the quarter retardation functional layer (b1), It may be between the phase difference functional layer (b1) and the dichroic polarizing plate.
[0057]
Also, an optical film in which the cholesteric liquid crystal layer (a) of the present invention described above and a liquid crystal layer (b1) having an optically 1/4 phase difference function are laminated or integrated, or a cholesteric liquid crystal layer (a) and viewing angle compensation. In the optical film in which the layer (b2), (b3), (b4) or (b5) and the liquid crystal layer (b1) having an optically 1/4 phase difference function are laminated and integrated, further, a dichroic dye Also useful is an optical film in which the polarizing plate using is bonded to the side where the liquid crystal layer (b1) having a 1/4 phase difference function is present. This does not mean that the polarizing plate is directly bonded to the liquid crystal layer (b1). For example, the optical film of the present invention includes (a) and (b1) and viewing angle compensation layers (b2) to ( In the case of an optical film in which (a), (b1), and a viewing angle compensation layer are laminated in the order of any of (b5), polarized light is present on the side where (b1) is present, that is, above the viewing angle compensation layer. There will be a board. Of course, in the case of an optical film laminated in the order of (a), viewing angle compensation layer, and (b1), a polarizing plate exists above (b1).
[0058]
The predetermined circularly polarized light transmitted through the cholesteric liquid crystal in the layer (a) can be converted into linearly polarized light by the quarter retardation layer (b1), but the degree of polarization required for liquid crystal display devices such as personal computers in recent years. In order to extract higher linearly polarized light, it is preferable that a polarizing plate using a dichroic dye is further bonded to the side where the liquid crystal layer (b1) having the 1/4 phase difference function exists. .
[0059]
Although it does not specifically limit as a polarizing plate using a dichroic dye, The polarizing plate used effectively in this field | area is used, for example, specifically, a polyvinyl alcohol film (henceforth, PVA film). May be abbreviated as), a dyeing step of dyeing with dichroic iodine or a dichroic dye, a cross-linking step of cross-linking with boric acid or borax, and a uniaxial stretching step (dyeing, cross-linking). The stretching steps do not have to be performed separately and may be performed at the same time, and the order of the steps is not particularly defined. After drying, a triacetyl cellulose film (hereinafter referred to as TAC) is appropriately used. In some cases, it may be abbreviated as a film.) And a protective layer. An appropriate pressure-sensitive adhesive or adhesive is used for pasting.
[0060]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated with reference to an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples.
[0061]
(Comparative Example 1)
An acrylic side chain having a liquid crystallinity of 90 to 200 ° C. (glass transition temperature: 90 ° C.) after forming a 0.1 μm thick PVA alignment film on a 50 μm thick triacetyl cellulose (TAC) film and rubbing treatment Three types of cholesteric liquid crystal polymers with selective reflection center wavelengths of 700 nm, 550 nm, and 400 nm were sequentially formed on the alignment film and aligned, and then thinned. The thickness of each layer was 3 μm. The cholesteric liquid crystal layer is formed by applying the cholesteric liquid crystal diluted with a solvent to a concentration of about 25% by mass, volatilizing and removing the solvent, and then heating to 160 ° C. to align the liquid crystal, so that the glass transition temperature or lower is reached. It was formed by cooling to room temperature. In this case, cyclohexanone was used as a solvent. Immediately after the application of the second layer and the third layer, air was blown at 25 ° C. (room temperature) to quickly evaporate the solvent, thereby reducing the mixing with the lower layer as much as possible.
[0062]
Next, a polycarbonate ¼ retardation plate (front retardation 130 nm) having a thickness of 60 μm was bonded to the third cholesteric liquid crystal layer with a 25 μm-thick acrylic adhesive to obtain a comparative optical film. .
[0063]
(Comparative Example 2)
A 0.1 μm thick PVA alignment film is formed on a 50 μm thick triacetylcellulose (TAC) film, and after rubbing treatment, bifunctional acrylic groups (two acrylic groups) are used as UV (ultraviolet) crosslinkable reactive groups. 4 layers of acrylic cholesteric liquid crystal with selective reflection center wavelengths of 700 nm, 590 nm, 500 nm, and 430 nm are sequentially formed on the alignment film with a temperature of 40 to 150 ° C. (crystallization temperature: 40 ° C.). Then, they were aligned and UV-crosslinked to form a cholesteric liquid crystal layer. The thickness of each layer was 4 μm. The formation of the cholesteric liquid crystal layer is performed by sequentially applying the cholesteric liquid crystal diluted with a solvent to a concentration of about 25% by mass for each layer, volatilizing and removing the solvent, and then heating to 100 ° C. to align the liquid crystal, After cooling to room temperature, UV crosslinking was performed and formed. In this case, ethyl acetate was used as the solvent. In addition, the addition amount of the acrylic optically active compound added to make the selective reflection center wavelengths of the first to fourth cholesteric liquid crystal layers 700 nm, 590 nm, 500 nm, and 430 nm, respectively, The first layer was adjusted to 8.4% by mass, the second layer to 10.0% by mass, the third layer to 11.8% by mass, and the fourth layer to 13.7% by mass.
[0064]
Next, a polycarbonate ¼ retardation plate (front retardation 130 nm) of 60 μm thickness was bonded to the fourth cholesteric liquid crystal layer with a 25 μm thick acrylic adhesive to obtain a comparative optical film. .
[0065]
Example 1
A PVA alignment film having a thickness of 0.1 μm was formed on a 50 μm-thick triacetyl cellulose (TAC) film, and after rubbing, the main component was the same as that of the cholesteric liquid crystal polymer of Comparative Example 1, and the liquid crystallinity temperature was 90 ˜250 ° C. (glass transition temperature: 90 ° C.) acrylic side chain type nematic liquid crystal polymer (one in which the optically active compound of the cholesteric liquid crystal polymer of Comparative Example 1 is not copolymerized) is 0.5 μm thick (front retardation 130 nm) ) Aligned to form a nematic liquid crystal polymer layer (1/4 retardation layer), on which three cholesteric liquid crystal polymer layers (visible light reflective polarizing layers) as in Comparative Example 1 were formed (each 3 μm thick) and aligned. Thus, an optical film of the present invention was produced. [Combination example of (b1) layer and (a) layer].
[0066]
The nematic liquid crystal polymer layer is formed by applying the nematic liquid crystal diluted to a concentration of about 25% by mass using cyclohexanone as a solvent, volatilizing and removing the solvent, and then heating to 160 ° C. to align the liquid crystal. And cooled to room temperature so as to be lower than the glass transition temperature. The same three cholesteric liquid crystal polymer solid layers as in Comparative Example 1 were formed by a method according to Comparative Example 1.
[0067]
(Example 2)
A PVA alignment film having a thickness of 0.1 μm is formed on a 50 μm-thick triacetyl cellulose (TAC) film, and after rubbing, the main component is the same as the UV (ultraviolet) crosslinkable cholesteric liquid crystal of Comparative Example 2, and UV (ultraviolet) ) Acrylic nematic liquid crystal having a temperature of 40 to 160 ° C. (crystallization temperature: 40 ° C.) having a bifunctional acrylic group as a crosslinkable reactive group is aligned 0.7 μm thick (front retardation 130 nm). UV (ultraviolet) crosslinking is performed to form a nematic liquid crystal layer (1/4 retardation layer), and the same UV (ultraviolet) crosslinking cholesteric liquid crystal layer as in Comparative Example 2 is formed (4 μm thickness each). Then, it was aligned and UV-crosslinked to form a cholesteric liquid crystal layer (visible light reflective polarizing layer), and an optical film of the present invention was prepared. [Combination example of (b1) layer and (a) layer].
[0068]
The cross-linked nematic liquid crystal layer is formed by applying the nematic liquid crystal diluted with a solvent to a concentration of about 25% by mass, volatilizing and removing the solvent, and then heating to 100 ° C. to align the liquid crystal and cooling to room temperature. Then, it was formed by carrying out UV crosslinking. The same four cholesteric liquid crystal layers as in Comparative Example 2 were formed by a method according to Comparative Example 2.
[0069]
Table 1 shows the thicknesses of the optical films obtained in Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, durability at 80 ° C. × 1000 hours, and the luminance improvement rate when installed in a liquid crystal display device.
[0070]
[Table 1]

[0071]
As is clear from the above, the optical films of the present invention of Examples 1 and 2 are superior in durability and are not peeled off as compared with the conventional optical films shown in Comparative Examples 1 and 2, respectively. The thickness can be reduced to less than half that of the conventional product, which contributes to thinning of the liquid crystal display device. Moreover, since no adhesive or pressure-sensitive adhesive is present at the lamination interface, it was confirmed that the surface reflection loss was eliminated and the luminance improvement rate was improved.
[0072]
(Example 3)
In substantially the same operation as in Example 1, a 0.1 μm thick PVA alignment film was formed on a 50 μm thick triacetylcellulose (TAC) film, and after rubbing, the main component was the same as the cholesteric liquid crystal polymer in Comparative Example 1. Acrylic side chain nematic liquid crystal polymer having a liquid crystallinity of 90 to 250 ° C. (glass transition temperature: 90 ° C.) (the optically active compound of the cholesteric liquid crystal polymer of Comparative Example 1 is not copolymerized) Is aligned with a thickness of 0.5 μm (front retardation 130 nm) to form a nematic liquid crystal polymer layer (1/4 retardation layer), and then the same acrylic side chain nematic liquid crystal polymer 0.8 μm thickness is formed thereon. This is applied and vertically aligned by an electric field to form a visual compensation layer (a retardation in the thickness direction of 210 nm), and then the same cholesteric as in Comparative Example 1 is formed thereon. Crystal polymer layer (visible light reflective polarizing layer) of the three layers (each 3μm thick) formed by orienting, creating the optical film of the present invention. [Combination example of (b1) layer, (b2) layer, and (a) layer].
[0073]
(Example 4)
In substantially the same manner as in Example 3, a 0.1 μm thick PVA alignment film was formed on a 50 μm thick triacetylcellulose (TAC) film, and after rubbing, the main component was the same as that of Comparative Example 1 cholesteric liquid crystal polymer. Acrylic side chain nematic liquid crystal polymer having a liquid crystallinity of 90 to 250 ° C. (glass transition temperature: 90 ° C.) (the optically active compound of the cholesteric liquid crystal polymer of Comparative Example 1 is not copolymerized) Is aligned with a thickness of 0.3 μm (front retardation of 80 nm) to form a nematic liquid crystal polymer layer (1/4 retardation layer), and then the same acrylic side chain nematic liquid crystal polymer with a thickness of 0.3 μm is formed thereon. A visual compensation layer (front phase difference of 50 nm) is formed by coating and orienting at an angle of 45 ° by an electric field, and then the same cholesteric liquid crystal as in Comparative Example 1 is formed thereon. Three layers (each having a thickness of 3 μm) of polymer layers (visible light reflecting polarizing layers) were formed and oriented to produce the optical film of the present invention. [Combination example of (b1) layer, (b3) layer, and (a) layer].
[0074]
(Example 5)
A PVA alignment film having a thickness of 0.1 μm is formed on a 50 μm-thick triacetyl cellulose (TAC) film. ) Acrylic nematic liquid crystal having a temperature of 40 to 160 ° C. (crystallization temperature: 40 ° C.) having a bifunctional acrylic group as a crosslinkable reactive group is aligned 0.7 μm thick (front retardation 130 nm). UV (ultraviolet) crosslinking is performed to form a nematic liquid crystal layer (1/4 retardation layer), and the same UV (ultraviolet) crosslinkable cholesteric liquid crystal layer as in Comparative Example 2 is formed (4 μm thickness each). The same UV (ultraviolet ray) crosslinkable cholesteric between the second layer (selective reflection center wavelength 590 nm) and the third layer (selective reflection center wavelength 500 nm) at the time of UV (ultraviolet ray) crosslinking A liquid crystal layer (visual compensation layer) having a thickness of 2 μm with a helical pitch of 200 nm (selective reflection center wavelength: 320 nm) was formed using liquid crystal, and UV (ultraviolet) crosslinking was performed to produce the optical film of the present invention. [Combination example of (b1) layer, (b4) layer, and (a) layer]. In addition, the same kind of UV (ultraviolet ray) crosslinkable cholesteric liquid crystal having a helical pitch of 200 nm can be adjusted by increasing the amount of the optically active compound.
[0075]
(Example 6)
A PVA alignment film having a thickness of 0.1 μm is formed on a 50 μm-thick triacetyl cellulose (TAC) film. ) Acrylic nematic liquid crystal having a temperature of 40 to 160 ° C. (crystallization temperature: 40 ° C.) having a bifunctional acrylic group as a crosslinkable reactive group is aligned 0.7 μm thick (front retardation 130 nm). UV (ultraviolet) crosslinking is performed to form a nematic liquid crystal layer (1/4 retardation layer), and the same UV (ultraviolet) crosslinking cholesteric liquid crystal layer as in Comparative Example 2 is formed (4 μm thickness each). The same UV (ultraviolet ray) crosslinkable cholesteric between the first layer (selective reflection center wavelength 700 nm) and the second layer (selective reflection center wavelength 590 nm) when UV (ultraviolet ray) crosslinking is performed. A liquid crystal layer (visual compensation layer) having a thickness of 3 μm with a helical pitch of 600 nm (selective reflection center wavelength 960 nm) was formed by liquid crystal, and UV (ultraviolet) crosslinking was performed to produce the optical film of the present invention. [Combination example of (b1) layer, (b5) layer, and (a) layer]. Incidentally, the same kind of UV (ultraviolet ray) crosslinkable cholesteric liquid crystal having a helical pitch of 600 nm can be adjusted by reducing the amount of the optically active compound.
[0076]
Thickness of reflective polarizing plates of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 4 to 6, durability characteristics at 80 ° C. × 1000 hours, luminance improvement rate when installed in a liquid crystal display device, and coloring state seen from all directions of 45 degrees obliquely Are shown in Table 2.
[0077]
[Table 2]

[0078]
【The invention's effect】
The optical film of the present invention can be laminated without using a pressure-sensitive adhesive or adhesive, has little deterioration in durability characteristics such as distortion and peeling, and has a surface reflection loss due to the occurrence of different refractive index interfaces. At least one liquid crystal layer having an optical function different from that of the cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light and the cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects visible light, the optical characteristics of which can be reduced significantly and the thickness can be considerably reduced. Provided are an optical layer composed of layers, for example, a quarter-phase retardation layer, a visual compensation layer, or both, a laminated optical film, an optical film using the same, and a liquid crystal display device including the optical film it can. Therefore, it can contribute to thinning and durability improvement of a liquid crystal display device. In addition, when the optical film of the present invention of the type in which the visual compensation layer is laminated is used for a liquid crystal display, coloring when viewing a liquid crystal display image from an oblique direction can be improved.

Claims

A visible light reflective polarizing layer (a) composed of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects at least a part of wavelengths of visible light, and an optical layer composed of at least one liquid crystal layer having an optical function different from the above (a) ( b) a but are laminated and integrated, Ri liquid crystal layer that is mainly liquid crystal layer is the same compound of (a) and (b),
An optical film in which (b) is any one of the following (b2) to (b5).
A visual compensation layer (b2) comprising (b) a vertically aligned liquid crystal layer.
A visual compensation layer (b3) comprising a liquid crystal layer in which (b) is obliquely aligned.
(B) is a visual compensation layer (b4) composed of a cholesteric liquid crystal layer having a helical pitch of 250 nm or less.
(B) is a visual compensation layer (b5) composed of a cholesteric liquid crystal layer having a helical pitch of 500 nm or more.

Further, a quarter retardation layer (b1) composed of a liquid crystal layer having a quarter retardation function is integrated and integrated, and the liquid crystal layer (b1) is composed of the same compound as the liquid crystal layer other than (b1). The optical film according to claim 1 , comprising a liquid crystal layer as a main component.

The optical film according to any one of claims 1 to 2 , wherein the liquid crystal compound constituting each layer is a liquid crystal polymer, and each layer is a layer having a glass state lower than the glass transition temperature of the liquid crystal polymer.

Liquid crystal compound constituting each layer, a liquid crystal compound having a reactive group, and, according to claim 1 to 3 in which the liquid crystal compound having the reactive group forms a respective liquid crystal layers of which into a film by crosslinking reaction The optical film in any one of.

The optical film according to any one of claims 1 to 4 , wherein the layers of the liquid crystal compound constituting each layer are laminated and integrated without the intervention of an adhesive or a pressure-sensitive adhesive.

Furthermore, the optical film of Claim 2 by which the polarizing plate using a dichroic dye is bonded together by the side in which the liquid crystal layer of (b1) exists.

The liquid crystal display device in which the optical film is used according to any one of claims 1-6.