JP4787356B2 - 耐久性に優れたｏ−プレート及びこれを含む一体型偏光板 - Google Patents

Description

本発明は耐久性に優れたＯ−プレート（Ｏ−ｐｌａｔｅ）及びこれを含む一体型偏光板に関するもので、より詳しくは、高温多湿な環境で液晶フィルムを含む位相差フィルムを使用する場合に生じ得る耐久性の低下を解決するため、新規な基材を使用した場合でさえも基材及び液晶層との接着性及び配向性に優れた配向膜を含む光学補償フィルム及びこれを含む一体型偏光板に関する。

液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）は、偏光板の間に位置する液晶の配列による偏光作用の変化により光を選択的に通過させる原理を利用して画素を表現するディスプレイ装置である。

但し、上記ディスプレイ装置が単純に液晶と偏光素子のみを含む偏光板として用いられる場合、液晶を液晶画面に垂直な正面から眺める場合以外の多様な視野角度で観察すると、明るさまたはコントラストが著しく低下したり、または光漏れ現象などが発生するという問題があるため、上記偏光板は偏光素子の他にも位相差フィルムや視野角補償フィルムのような光学補償フィルムを含むか、またはこれらフィルムが別途にパネルに付着するのが一般である。

このような光学補償フィルムは、大きく高分子フィルムを延伸して光学異方性を与えた延伸フィルムとプラスチック基材上に重合性液晶化合物を塗布し硬化して作った液晶フィルムの形態に分けられる。特に、延伸フィルムが光学的に一軸または二軸性などの異方性を有することが出来ない反面、液晶フィルムは延伸フィルムで具現し難い様々な形態の光学性質を有することが出来る。即ち、液晶は液晶分子の形によって円盤状（ｄｉｓｃ−ｔｙｐｅ）液晶と棒状（ｒｏｄ−ｔｙｐｅ）液晶に分けられるが、中でも特に棒状液晶は平面（ｐｌａｎａｒ）、垂直（ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ）、傾斜（ｔｉｌｔｅｄ）、広がり（ｓｐｌａｙ）、捻れ（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）などの多様な配向形態を有するため、それから起因する光学性質も延伸フィルムより多様かつ独特である。また、延伸フィルム上に液晶フィルムを形成することにより、偏光素子の保護フィルムと光学補償フィルムの役割も同時に果たすことが出来る。従って、液晶フィルムの需要は増大しているのが実情である。

特に、ＴＮモード液晶ディスプレイ装置では、上記液晶フィルムを広がり（ｓｐｌａｙ）配向させる場合、液晶フィルムを光学補償フィルムとして使用できる。即ち、広がり配向された液晶フィルムは、光漏れ現象や位相差（視野角）などを補償する光学補償フィルムになることが出来るが、上記広がり配向された液晶フィルムを偏光素子の保護フィルムとして使用するＴＡＣフィルム上に塗布した後、これを偏光素子の保護フィルムとして使用する場合、光学補償フィルム一体型偏光板として使用できる。通常、広がり配向された液晶フィルムを含む光学補償フィルムをＯ−プレート（Ｏ−ｐｌａｔｅ）という。

この際、上記広がり配向された液晶フィルムは、プラスチック基材上に液晶配向膜を形成する配向膜組成物を塗布した後、乾燥及び硬化して配向膜を形成させ、これをまたラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）して配向性を与えた後、液晶をその上に塗布、乾燥及び硬化する方式で製作することが一般的である。このような配向膜は液晶フィルムや基材との接着性に優れない場合には、液晶フィルムが配向膜から剥離したり、高温多湿な環境で液晶フィルムの収縮が起きるなどの問題が発生し得るため、優れた接着性を有する必要がある。

従来、上記配向膜を形成する配向膜組成物としてはポリイミドが広く知られており、最近はポリビニルアルコールが広く使われている。しかし、ポリビニルアルコールを配向膜組成物として使用する場合には、液晶フィルムとの接着力が劣り上述のように液晶フィルムが剥離したり、高温多湿な環境で液晶フィルムが収縮するなどの問題が発生し得るため好適ではない。

また、液晶フィルムとの接着力を向上させるため、ポリビニルアルコールを改質した変性ポリビニルアルコールを使用する方法が特許文献１及び特許文献２に提案されたが、このような変性ポリビニルアルコールは直接的な塗布液として使用することが出来ず、さらに変性ポリビニルアルコールを分離及び精製する工程を経た後、配向膜組成物として使用できる。

また、配向膜は通常、基材上に形成されることが一般であるが、このような過程から製造された配向膜組成物であっても使用可能な基材の種類に制限があるのは仕方なく、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）のような基材には効果的に接着できるが、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）のような基材には接着性が不良である。

即ち、トリアセチルセルロースは配向膜を形成させるために広く使用される基材ではあるが、高い吸収性を有しているため高温多湿な環境下で光漏れ現象を誘発し、偏光度を低下させるなど耐久性が劣るという問題を有している基材で、従って、これを代替するために様々な基材が提案されているが、その中でシクロオレフィンポリマーが代表例である。ここで、シクロオレフィンポリマーはＡ−プレート（Ａ−ｐｌａｔｅ）またはネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｃ−プレート（Ｃ−ｐｌａｔｅ）の少なくとも１つ以上の役割をはたすと同時に、偏光素子の保護フィルムの役割をはたすことができ、トリアセチルセルロースを保護層として使用する偏光板より高温、高湿で耐久性に優れたフィルムである。

ところが、上記シクロオレフィンポリマーの場合には、上述の従来の配向膜組成物を使用する場合、接着性が不良であるため配向膜が分離するなどの問題が起こり得る。

また、これとは別に、配向膜に求められる基本的な性質で表面をラビングしたとき、ラビングした方向に液晶分子が均一に配向できなければならないが、このような能力は、液晶分子がラビングした方向からどれ程外れたのか、その程度を表す光軸離脱角により表現することが出来る。しかし、従来の配向膜、即ちポリビニルアルコールを利用した配向膜は、ある程度は光軸離脱を防ぐよう良好な配向特性を有しているが、その程度が十分ではない。液晶の光軸離脱角が大きい場合、このような液晶を利用して製造した偏光板は、偏光板の光漏れを誘発してコントラスト比率の低下のような光学的な損失をもたらすことがある。

従って、現在までは液晶フィルムが配向膜に良好に接着しており、接着した液晶フィルムの配向性にも優れた位相差フィルムは開発されていないのが実情である。

また、偏光板は通常、偏光素子の両側に保護フィルムを備え、上記保護フィルムの他に位相差フィルムや視野角補償フィルムなどのような光学補償フィルムが含まれる形態を有することが一般であるが、上記偏光板の厚さが厚いほど生産コストが増加するのは勿論、薄型化してくるディスプレイ装置の厚さに負担をかけるため、なるべく偏光板などのようにディスプレイ装置に付着する層の厚さは減少させることが好ましい。

日本特開２００２−６２４２６号 日本特開平７−１７９１２５号

従って、本発明は上述の従来技術の問題点を解決するためのもので、別途の分離及び精製工程を必要とせず、配向膜の上に形成される広がり配向された液晶層との接着性に優れた配向膜を含むＯ−プレート及び上記Ｏ−プレートを一体型で含む偏光板を提供することを、その目的とする。

また、本発明は配向膜がシクロオレフィンポリマーのようなトリアセチルセルロース以外の基材上に形成されるときでさえも、基材との接着性が良好な配向膜を含むＯ−プレート及び上記Ｏ−プレートを一体型で含む偏光板を提供することを、他の目的とする。

また、本発明は配向膜上に液晶フィルムを形成させる場合、液晶の光軸離脱を最少化することが出来る配向膜を含むＯ−プレート及び上記Ｏ−プレートを一体型で含む偏光板を提供することを、さらに他の目的とする。

上述の本発明の目的を達成すべく、本発明のＯ−プレートは、基材、ポリビニルアルコールと多官能性アクリレート単量体、相溶化剤、光重合開始剤（ｐｈｏｔｏ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）及び溶剤からなる配向膜組成物を上記基材上に塗布した後、乾燥、硬化及びラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）処理して得られる配向膜及び上記配向膜上に形成される広がり（ｓｐｌａｙ）配向された液晶フィルムを含むことを特徴とする。

この際、上記基材は、トリアセチルセルロースまたはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）からなることが好ましい。

上記配向膜組成物は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、上記ポリビニルアルコールの重量対比１３％〜２５％のアクリレート単量体、上記アクリレート単量体重量対比２０％〜３０％の相溶化剤及び上記アクリレート単量体重量対比１０％〜５０％の水溶性光重合開始剤（ｐｈｏｔｏ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含むことが好ましい。

そして、上記アクリレート単量体としては炭素数３〜６個の多官能性アクリレート単量体が１種または２種以上使用されることが良い。

また、上記アクリレート単量体は、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）であることが効果的である。

この際、上記アクリレート単量体がペンタエリスリトールトリアクリレートの場合、ポリビニルアルコール重量対比１７％〜２５％含まれることが良い。

そして、上記アクリレート単量体がペンタエリスリトールテトラアクリレートの場合には、ポリビニルアルコール重量対比１５％〜２１％含まれることが好ましい。

また、上記アクリレート単量体がジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの場合には、ポリビニルアルコール重量対比１３％〜２１％を使用することが良い。

そして、上記配向膜組成物が水とアルコールの混合溶媒に溶解され配向膜組成物溶液を形成することが好ましい。

また、上記配向膜組成物は溶液中２．４４重量％〜７．２５重量％含まれることが良い。

そして、上記混合溶媒中、水：アルコールの比率は４０：６０〜５０：５０であることが好ましい。

また、アルコールはメチルアルコール、エチルアルコールまたはイソプロピルアルコールであることが好ましい。

そして、上記液晶フィルムは、４−（３−アクリロイオキシプロピルオキシ）−ベンゾ酸２−メチル−１，４−フェニレンエステル（４−（３−Ａｃｒｙｌｏｙｏｘｙｐｒｏｐｙｌｏｘｙ）−ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ２−ｍｅｔｈｙｌ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｓｔｅｒ））に、４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸（４−シアノフェニルエステル）（４−（６−Ａｃｒｙｌｏｙｏｘｙｈｅｘｙｌｏｘｙ）−ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌ ｅｓｔｅｒ））及び４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸［４−トランス−４−プロピルシクロヘキシル］フェニルエステル］（４−（６−Ａｃｒｙｌｏｙｏｘｙｈｅｘｙｌｏｘｙ）−ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ［４−ｔｒａｎｓ−４−ｐｒｏｐｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ］ｐｈｅｎｙｌ ｅｓｔｅｒ））の中から選択される１種または２種全てを添加して製造される、広がり配向を有する重合性棒状液晶化合物を溶媒に溶解した後、配向膜上に塗布し乾燥及び硬化して製造されることが良い。

また、上記ポリビニルアルコールは重量平均分子量が８５，０００〜１４６，０００で、９６％以下に加水分解されたものが良い。

そして、上記相溶化剤は水溶性であることが効果的である。

そして、上記相溶化剤はポリ（４−ビニルフェノール）であることが好ましい。

また、上記光重合開始剤は水溶性であることが良い。

この際、上記光重合開始剤はイルガキュア２９５９（ＩＲＧＡＣＵＲＥ２９５９）、イルガキュア５００またはイルガキュア７５４であることが好ましい。

上記本発明のＯ−プレートは上述の積層構造の他にも、１つ以上の光学層をさらに含むことが出来る。

本発明で提供する偏光板は、上述の特徴を有するＯ−プレートを含む偏光板であって、偏光素子の両側保護フィルムの１つまたは２つ全部が上記Ｏ−プレートであることを特徴とする。

本発明によると、別途の分離及び精製工程が必要なく、配向膜の上に形成される液晶層との接着性に優れた配向膜組成物含む光学補償フィルムを得ることが出来る。上記配向膜は、シクロオレフィンポリマーのようなトリアセチルセルロース以外の基材上に形成されるときさえも良好な接着性を有し、上記配向膜上に形成された液晶フィルムは最少化した光軸離脱角を有するため、本発明の光学補償フィルムは高温多湿な環境でも耐久性に優れ、光学的な特徴も良好である。

また、上記本発明の光学補償フィルムを含む偏光板は、上記光学フィルムで保護フィルムの１つまたは２つ全部を代替することが出来るため、生産性も良好で、優れた光学的な性質を保有することが出来る。

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の発明者等は上述の従来技術の問題点を克服し、本発明の目的に附合するＯ−プレート及びこれを含む一体型偏光板を開発するため研究を重ねた結果、下記の特殊な条件を有する配向膜組成物を利用して製造した配向膜を上記光学補償フィルムに含ませる場合、上述の本発明の目的が達成できるということを発見し本発明に至った。

即ち、本発明のＯ−プレートは、図１に図示したように、基材１と、基材上に塗布された配向膜２及び上記配向膜２上に塗布され配向膜２により広がり配向性が与えられた液晶フィルム３を含み、必要に応じて従来から提供された他の光学フィルム層４をさらに含むことを特徴とする。上記配向膜２を製造するための組成物を本発明で提供する特別な組成にする場合、基材１及び液晶フィルム３との接着力に優れた性能を有するＯ−プレートを得ることが出来る。上記組成物は基材１上に塗布された後、乾燥及び硬化させ、これをまたラビング処理すると本発明のＯ−プレートに含まれる配向膜に製造できる。

特に、本発明のＯ−プレートで使用される基材としては、従来のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムは勿論、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）系列の基材も使用できる。このような場合、高温多湿な環境下で使用が可能で耐久性に優れる。勿論、従来のトリアセチルセルロースフィルムを使用する場合にも配向膜と液晶フィルム間の接着力に優れるため、従来より向上した耐久性を有することが出来る。このようなシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）系列の基材を使用するＯ−プレートは、本発明を他の発明と区分するさらに他の特徴になることが出来る。

本発明のＯ−プレートに含まれる配向膜を製造するための配向膜組成物は、ポリビニルアルコールと多官能性アクリレート単量体、相溶化剤、光重合開始剤及び溶剤からなる配向膜組成物で、その詳しい特性は下記の通りである。

先ず、図２に図示したように液晶を広がり（ｓｐｌａｙ）配向させるためには、液晶と配向膜との接着性能と、液晶が広がり配向できる条件を全て満たさなければならない。

本発明の配向膜組成物は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、上記ポリビニルアルコールの重量対比１３％〜２５％のアクリレート単量体、上記アクリレート単量体重量対比２０％〜３０％の水溶性相溶化剤及び上記アクリレート単量体重量対比１０％〜５０％の水溶性光重合開始剤（ｐｈｏｔｏ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含む。このような本発明の配向膜組成物は全体溶液中２．４４重量％〜７．２５重量％含まれるよう水とアルコールの混合溶媒に溶解され使用されることが好ましい。

このうち上記ポリビニルアルコールは配向膜を形成する主材料で、以下、残り全ての成分の含量は上記ポリビニルアルコール重量を基準として記載する。上記ポリビニルアルコールとしては、重量平均分子量（Ｍｗ）が８５，０００〜１４６，０００のポリビニルアルコールで、９６％以下に加水分解されたものが好ましい。但し、上記ポリビニルアルコールの重量平均分子量は接着特性に多少の影響を与えるが、配向膜の性能に大きな差が生じるのではない。通常、８５，０００〜１４６，０００のものが多く使用される。そして、ポリビニルアルコールは通常、８０％以上に加水分解されたものが多く使用されているが、その中で９６％を超えるものは配向膜の接着性能や配向特性に悪影響を及ぼして好ましくないため、９６％以下のものを使用することが好ましい。また、加水分解の程度の下限は特に制限する必要は無いが、一般的に取得されるポリビニルアルコールの加水分解の程度は８０％が最低である。

同様に、アクリレート単量体も、架橋反応を起こすことにより上記ポリビニルアルコールを補助し本発明の有利な効果を有する配向膜を製造するための重要な成分で、上記アクリレート単量体はポリビニルアルコール重量対比１３％〜２５％含まれることが好ましい。上記アクリレート単量体がポリビニルアルコール重量の１３％未満含まれる場合には、配向膜と液晶フィルム間または配向膜とシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）のような基材との層間接着が不良となり配向膜または液晶フィルムが剥離するという問題が発生し得る。逆に、上記アクリレート単量体がポリビニルアルコール重量対比２５％を超えて含まれる場合には、液晶配向を広がり配向させることが困難である。

上記アクリル単量体としては多官能性アクリレートがより好ましく、その中でもＣ３〜Ｃ６のアクリレート、即ち、トリアクリレート（ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）（特に、Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＥＴＡ）、テトラアクリレート（ｔｅｔｒａａｃｒｙｌａｔｅ）（特に、Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＥＴＴＡ）またはヘキサアクリレート（ｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）（特に、Ｄｉｐｅｎｔａｅｒｔｈｒｉｔｏｌ ｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ、ＤＰＨＡ）などが好ましい。これらは必ずしも１種類のみ使用されるものではなく、２種以上が混合して使用されることも出来る。

上記単量体としてトリアクリレートを使用する場合、適正な範囲は、ポリビニルアルコール重量対比１７重量％〜２５重量％、好ましくは２０重量％で、テトラアクリレートを使用する場合には、ポリビニルアルコール重量対比１５％〜２１％含まれることが好ましく、そしてヘキサアクリレートを使用する場合には、ポリビニルアルコール重量対比１３％〜２１％を使用することが好ましい。上記各場合の上限と下限を定めた理由は、上述のように層間接着力を確保すると同時に、広がり配向が容易に形成されるようにするためである。最も好ましい場合は、トリアクリレートの場合ポリビニルアルコール重量対比２０％、テトラアクリレートの場合ポリビニルアルコール重量対比１８％、ヘキサアクリレートの場合ポリビニルアルコール重量対比１７％である。

また、接着性を増大させるための接着増進剤（ａｄｈｅｓｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｒ）として相溶化剤が含まれることが好ましい。上記相溶化剤は、上記アクリレート単量体重量対比２０％〜３０％含まれることが好ましいが、上記相溶化剤がアクリレート単量体重量対比２０％未満含まれる場合には、溶液状態で本発明の配向膜組成物を基材上に塗布する場合、基材上で配向膜組成物が均一に分散して基材の表面を濡らすことができず、溶液滴が所々に固まってしまう、いわゆる脱濡れ（ｄｅｗｅｔｔｉｎｇ）現象が生じる。従って、配向膜を基材上に形成させることが困難となる。逆に、上記相溶化剤がアクリレート単量体重量対比３０％を超えて含まれると、液晶フィルムの配向を広がり配向にすることが難しくなる。最も好ましい相溶化剤の含量は、アクリレート単量体重量対比２５％である。このような相溶化剤は配向膜組成物が水とアルコールの混合溶媒に溶解され使用されることが好ましいという点を踏まえると水溶性であることが好ましい。

上記のような水溶性相溶化剤の例としては、重量平均分子量が８，０００のポリ（４−ビニルフェノール）、重量平均分子量が２０，０００のポリ（４−ビニルフェノール）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）、１−［Ｎ−［ポリ（３−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）］−２−アミノエチル］−２−イミダゾリジノン溶液（１−［Ｎ−［ｐｏｌｙ（３−ａｌｌｙｌｏｘｙ−２−ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）］−２−ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌ］−２−ｉｍｉｄａｚｏｌｉｄｉｎｏｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、ポリ［ビス（２−クロロエチル）エーテル−アルト−１，３−ビス［３−（ジメチルアミノ）プロピル］ウレア］（Ｐｏｌｙ［ｂｉｓ（２−ｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌ）ｅｔｈｅｒ−ａｌｔ−１，３−ｂｉｓ［３−（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｐｒｏｐｙｌ］ｕｒｅａ］）などが挙げられる。

基材上に塗布された配向膜組成物を配向膜に形成させるためには、配向膜組成物を硬化させる過程が必要である。上記配向膜組成物の硬化は、通常、配向膜組成物を乾燥した後乾燥により溶媒が蒸発した配向膜を光硬化（特にＵＶ硬化）することで行われるが、このためには、光重合開始剤（ｐｈｏｔｏ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）が含まれる必要がある。上記光重合開始剤は上記アクリレート単量体重量対比１０〜５０％含まれることが好ましい。上記光重合開始剤がアクリレート単量体重量対比１０％未満含まれる場合には、光重合反応が円滑に行われ難いため配向膜の硬化に不利で、逆に、アクリレート単量体重量対比５０％を超える場合には、液晶配向の形成に不利である。最も好ましい光重合開始剤の含量はアクリレート単量体重量対比２５％である。

また、上記光重合開始剤は水とアルコールの混合溶媒で使用されることを考えると水溶性であることが好ましく、その例としては、チバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社で供給するイルガキュア２９５９（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９）（２−Ｈｙｄｒｏｘｙ−１−［４−（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ］−２−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐａｎｏｎｅ）、イルガキュア５００（１−Ｈｙｄｒｏｘｙ−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ−ｐｈｅｎｙｌ−ｋｅｔｏｎｅ＋Ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）、イルガキュア７５４（ｏｘｙ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ２−［２ｏｘｏ−２ｐｈｅｎｙｌ−ａｃｅｔｏｘｙ−ｅｔｈｏｘｙ］−ｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ ａｎｄ ｏｘｙ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｃｅｔｉｃ２−［２−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｅｔｈｏｘｙ］−ｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ）などが挙げられる。

上記のような組成の本発明の配向膜組成物は、水とアルコールの混合溶媒に溶解され使用されることが好ましいが、ここでアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどを使用することが好ましい。ここで、混合溶媒を製造するとき混合溶媒中、水：アルコールの比率を４０：６０乃至５０：５０にすることが好ましく、特に、メチルアルコールまたはエチルアルコールの場合には４１：５９が最も好ましく、イソプロピルアルコールの場合には４０：６０の場合が最も好ましい。上記配向膜組成物は全体組成物（溶液）の重量対比２．４４％〜７．２５％含まれることが好ましいが、２．４４重量％未満含まれる場合には、溶媒量が多過ぎて十分な厚さの配向膜を形成するに不利で接着性の確保も困難である。逆に、７．２５重量％を超えて含まれる場合には、液晶配向を広がり配向にすることが困難となる。従って、溶媒を除いた配向膜組成物の適切な含量は２．４４重量％〜７．２５重量％である。

上記配向膜組成物から製造される配向膜上には、広がり配向を有する重合性液晶化合物として、反応基としてアクリレート基が結合した化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を使用することができ、好ましくは液晶フィルムを、液晶化合物の混合物を溶媒に溶解させた後、配向膜を生ずる混合物で塗布し、乾燥及び硬化させる工程を実行することにより製造してよく、前記液晶化合物の混合物は、４−（３−アクリロイオキシプロピルオキシ）−ベンゾ酸２−メチル−１，４−フェニレンエステル（４−（３−Ａｃｒｙｌｏｙｏｘｙｐｒｏｐｙｌｏｘｙ）−ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ２−ｍｅｔｈｙｌ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｓｔｅｒ））に、４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸（４−シアノフェニルエステル）（４−（６−Ａｃｒｙｌｏｙｏｘｙｈｅｘｙｌｏｘｙ）−ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌ ｅｓｔｅｒ））及び４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸［４−トランス−４−プロピルシクロヘキシル］フェニルエステル］（４−（６−Ａｃｒｙｌｏｙｏｘｙｈｅｘｙｌｏｘｙ）−ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ［４−ｔｒａｎｓ−４−ｐｒｏｐｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ］ｐｈｅｎｙｌ ｅｓｔｅｒ））のうち１種または２種全てを添加して製造される。

また、本発明の偏光板は上述のＯ−プレートを含んでよい。

上述のＯ−プレートを含む本発明の偏光板は、一体型で形成されることがより好ましい。本発明において一体型とは、従来の偏光板が偏光素子の弱点を補完するため両側に保護フィルムを備えた形態を有し、他に、必要に応じて位相差フィルムや視野角補償フィルムのような上記Ｏ−プレートを含む形態を有するのに対して、図３にそれぞれの場合を図示したように、上記従来の偏光板に含まれる偏光素子の両側の保護フィルム３０の１つまたは２つ全部をＯ−プレートに代替した形態の偏光板をいう。即ち、本発明で意味する一体型偏光板は、Ｏ−プレート１０−偏光素子２０−保護フィルム３０（図３の（ａ））、保護フィルム３０−偏光素子２０−Ｏ−プレート１０（図３の（ｂ））またはＯ−プレート１０−偏光素子２０−Ｏ−プレート１０（図３の（ｃ））の形態を有する偏光板である。以下、このような形態の一体型偏光板を総称して‘偏光素子の両側の保護フィルムの１つまたは２つ全部をＯ−プレートに代替した形態の偏光板’という。

以下の実施例において、添付の図面とデータを利用して本発明をより詳しく説明する。但し、下記の実施例は本発明を例示して説明するためのもので、本発明の権利範囲を制限するためのものではない。本発明の権利範囲は請求範囲に記載された事項と、これから合理的に解釈される事項により決定される。

配向膜の製造
＜実施例１＞
下記の表１に図示したように、配向膜組成物の成分を制御して水とアルコールの混合溶媒に１５０℃の温度で溶解して配向膜組成物溶液を製造した。

上記の方法から作られた配向膜組成物溶液をシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）上にワイヤバー（ｗｉｒｅ ｂａｒ）で塗布し、１００℃乾燥オーブンで２分間熱風乾燥させた後、８０Ｗ／ＣＭの高圧水銀ランプを利用して３ｍ／分の速度で１回硬化し、硬化された配向膜の表現をラビング処理して配向膜を完成した。

４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸（４−シアノフェニルエステル）１６重量％、４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸［４−トランス−４−プロピルシクロヘキシル］フェニルエステル］４０重量％、４−（３−アクリロイオキシプロピルオキシ）−ベンゾ酸２−メチル−１，４−フェニレンエステル４０重量％、及びイルガキュア９０７（スイスのＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）４重量％の比率で混合された広がり配向を有する重合性液晶化合物をトルエンに溶解させ、固形分の濃度が２５重量％になるように作った液晶溶液を上記配向膜上にワイヤバーで塗布し７０℃乾燥オーブンで１分間熱風乾燥させた後、８０Ｗ／ＣＭ高圧水銀ランプを利用して３ｍ／分の速度で１回硬化させ、液晶フィルムを作製した。

従って、最終的にはＣＯＰ基材、上記ＣＯＰ基材上に形成されたラビング処理された配向膜と、上記配向膜上で形成された液晶フィルムの順で積層されたフィルム積層体を得ることが出来た。

各層の間、即ちＣＯＰと配向膜、配向膜と液晶フィルムの間の接着力をＡＳＴＭ法を利用して評価し、配向膜上に形成された液晶フィルムの光学特性を評価するためＡＸＯＳＣＡＮを利用して視野角による位相差と光軸離脱角を測定した。

＜実施例２＞
下記の表２で規定する配向膜の組成で溶液を製造した以外には、実施例１と同様の方法でＣＯＰ基材上に配向膜を形成し液晶フィルムを形成する方式で、ＣＯＰ基材、配向膜及び液晶フィルムの順で積層されたフィルム積層体を得ることが出来た。

＜実施例３＞
下記の表３で規定する配向膜の組成で溶液を製造した以外には、実施例１と同様の方法でＣＯＰ基材上に配向膜を形成し液晶フィルムを形成する方式でＣＯＰ基材、配向膜及び液晶フィルムの順で積層されたフィルム積層体を得ることが出来た。

＜比較例１＞
配向膜組成物溶液の組成を表４のようにした以外は、上記実施例１と同様にＣＯＰ基材上に配向膜を形成し液晶フィルムを形成する方式で、ＣＯＰ基材、配向膜及び液晶フィルムの順で積層されたフィルム積層体を得ることが出来た。下記の表４に記載された組成は、従来にポリビニルアルコール系配向膜として広く使用される組成を意味する。

＜比較例２＞
配向膜を形成せず、ＣＯＰ基材上に液晶フィルムを積層したフィルム積層体を得た。

広がり配向の位相差確認
図４に実施例２により製造された配向膜上に形成された液晶フィルムの視野角による位相差分布を表した。図４のグラフで確認できるように、視野角が変化することにより、上記広がり配向液晶フィルムの位相差が良好に分布していることが確認できた。図示してはいないが、他の実施例１及び実施例３の場合も類似な傾向を表していることが確認できた。

ラビング角に対する配向離脱の確認
上記実施例１により製造されたＯ−プレートと、比較のために共に評価したＴＮ用補償フィルムとしてＦＵＪＩ社のＷＶ（ＷＩＤＥ ＶＩＥＷ）−ＥＡフィルムの光軸離脱特性を評価した結果を図５に表した。図面の四角形内に存在する線の方向がラビング角に対する液晶の配向程度を意味する。即ち、上記線が同一方向に整列されているほど液晶の光軸離脱の程度が少ない。本発明による実施例１の場合は、ラビング角に対して約０．１６度ほどの光軸離脱角が発生し、比較に使用されたフィルムの場合、光軸離脱角が約０．３１度ほどであることが確認できた。

配向性及び接着性の確認
実施例１、実施例２、実施例３、比較例１及び比較例２による液晶フィルムの配向性と、基材と配向膜の間の接着性、配向膜と液晶の間の接着性を評価し、その結果を下記の表５に表した。配向性の評価は全く配向されない場合（Ｘ）と、多少のバラツキはあっても配向される場合（Ｏ）を基準として行った。接着性はＡＳＴＭ規格によりカッターで液晶フィルムの表面に１ｍｍ間隔で碁盤目のような線状にクロス−カット（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ）した後、その上にセロハンテープを張り、これを外し取るときに付いているか否かにより判断するもので、Ｏは完全に付いている場合を、Ｘは碁盤目の間が部分的または完全に剥離した場合を、そして−は実験結果がないのを表したものである。

一体型Ｏ−Ｐｌａｔｅ偏光板の製造及び評価
実施例２を通して製造されたＣＯＰ一体型Ｏ−ＰｌａｔｅとＴＡＣをヨードを吸着して延伸したＰＶＡ偏光素子の両面に保護フィルムとしてスチレン−ブタジエンゴム系の接着剤を利用して積層し、片面にアクリル系の粘着剤をコーティングして偏光板を製造したが、偏光素子の吸収側とＣＯＰの遅相軸は直交するよう配置した。このように製作された偏光板をＴＮ型液晶セルを使用した液晶表示装置に液晶層（Ｏ−Ｐｌａｔｅ）が液晶セル側になるよう観察者側とバックライト側の両側に１枚ずつ張り、観察者側とバックライト側の偏光板の吸収軸がＥ−ｍｏｄｅになるよう配置して視野角を測定した。

製作した液晶表示装置に関して、ＥＬＤＩＭ社のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ測定器を利用してコントラスト特性を測定し、その結果を図６に表した。図６において線１００はコントラスト比率が１０：１の場合を、線２００は３０：１の場合を表す。表６は実施例１、実施例２及び実施例３により製造されたＯ−プレートを上記のような方式でＰＶＡ偏光素子に積層した後、コントラスト比率（Ｃ／Ｒ）を測定して上記コントラスト比率が１０以上を維持する範囲を表したものである。

上述の表６の結果から、本発明によるＯ−プレートの場合には広い視野角が確保できるということが確認できた。

本発明の光学補償フィルムの積層例を表した概略断面図である。 広がり配向の形態を表した概略図である。 本発明の偏光板の積層形態を表した概略断面図である。 本発明の実施例２により製造された配向膜上に形成された広がり配向された液晶フィルムの視野角による位相差の分布を表したグラフである。 本発明の実施例１により製造された配向膜と従来の配向膜上に形成された液晶フィルムの光軸離脱の程度を特定した結果を比較した図面である。 本発明の実施例４により製造された一体型Ｏ−Ｐｌａｔｅ偏光板をＴＮ型液晶セルに付着したときのコントラスト比を表したグラフである。

Claims (15)

1. 基材、ポリビニルアルコールと多官能性アクリレート単量体、相溶化剤としてポリ（４−ビニルフェノール）、光重合開始剤及び溶剤からなる配向膜組成物を前記基材上に塗布した後、乾燥、硬化及びラビング処理して得られる配向膜及び前記配向膜上に形成される広がり配向された液晶フィルムを含むことを特徴とするＯ−プレート。
2. 前記基材は、トリアセチルセルロースまたはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）からなることを特徴とする請求項１に記載のＯ−プレート。
3. 前記配向膜組成物は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、前記ポリビニルアルコールの重量対比１３％〜２５％のアクリレート単量体、前記アクリレート単量体重量対比２０％〜３０％の相溶化剤及び前記アクリレート単量体重量対比１０％〜５０％の水溶性光重合開始剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のＯ−プレート。
4. 前記アクリレート単量体としては、炭素数３〜６個の多官能性アクリレート単量体が１種または２種以上使用されることを特徴とする請求項３に記載のＯ−プレート。
5. 前記アクリレート単量体は、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）であることを特徴とする請求項４に記載のＯ−プレート。
6. 前記アクリレート単量体がペンタエリスリトールトリアクリレートの場合、ポリビニルアルコール重量対比１７％〜２５％含まれることを特徴とする請求項５に記載のＯ−プレート。
7. 前記アクリレート単量体がペンタエリスリトールテトラアクリレートの場合には、ポリビニルアルコール重量対比１５％〜２１％含まれることを特徴とする請求項５に記載のＯ−プレート。
8. 前記アクリレート単量体がジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの場合には、ポリビニルアルコール重量対比１３％〜２１％を使用することを特徴とする請求項５に記載のＯ−プレート。
9. 前記液晶フィルムは、４−（３−アクリロイオキシプロピルオキシ）−ベンゾ酸２−メチル−１，４−フェニレンエステルに、４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸（４−シアノフェニルエステル）及び４−（６−アクリロイオキシヘキシルオキシ）−ベンゾ酸［４−トランス−４−プロピルシクロヘキシル］フェニルエステル］の中から選択される１種または２種全てを添加して製造される広がり配向を有する重合性棒状液晶化合物を溶媒に溶解した後、配向膜上に塗布し乾燥及び硬化して製造されたことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載のＯ−プレート。
10. 前記ポリビニルアルコールは、重量平均分子量が８５，０００〜１４６，０００で、９６％以下に加水分解されたことを特徴とする請求項３に記載のＯ−プレート。
11. 前記相溶化剤は、水溶性であることを特徴とする請求項３に記載のＯ−プレート。
12. 前記光重合開始剤は、水溶性であることを特徴とする請求項３に記載のＯ−プレート。
13. 前記光重合開始剤は、イルガキュア２９５９、イルガキュア５００またはイルガキュア７５４であることを特徴とする請求項１２に記載のＯ−プレート。
14. １つ以上の光学層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＯ−プレート。
15. 請求項１、２、３及び１４のいずれか１項に記載のＯ−プレートを含む偏光板であって、偏光素子の両側保護フィルムの１つまたは２つ全部がＯ−プレートフィルムであることを特徴とする一体型偏光板。

Images