JPH09230143A - 光学補償シート、その製造方法、液晶表示装置及びカラー液晶表示装置 - Google Patents
光学補償シート、その製造方法、液晶表示装置及びカラー液晶表示装置Info
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Abstract
ンの変動が小さくかつ視野角が拡大した、比較的大面積
の光学補償シートを提供すること。 【解決手段】 透明支持体、配向膜および分子中にディ
スコティック構造単位を有する化合物からなる光学異方
層が順に設けられた14cm以上の短辺を有する長方形
の光学補償シートであって、該光学補償シートの全領域
における下記式で表わされるレターデーションの変動
が、X±5nm(但し、Xは0〜100nmの範囲にあ
る)の範囲内にあることを特徴とする光学補償シート:
(nx−ny)×d(但し、nx及びnyは、シート面
の主屈折率を表わし、そしてdはシートの厚さ(単位は
nm)を表わす)。さらにこの光学補償シートの製造方
法、及びこのシートを有する液晶表示装置及びカラー液
晶表示装置。
Description
製造方法及び光学補償シートを有する液晶表示装置及び
カラーの液晶表示装置に関する。
ーおよびワードプロセッサー等のOA機器の表示装置と
しては、CRT(cathode ray tube)がこれまで主に使
用されてきた。最近、液晶表示装置(以下LCDと称
す)が、薄型で、軽量、また消費電力が小さいことから
CRTの代わりに広く使用されている。LCDは、一般
に液晶セルとその両側に設けられた一対の偏光板からな
る。このようなLCDの多くはねじれネマチック液晶が
用いられている。
旋光モードに分けることができる。複屈折モードを利用
する超ねじれ(スーパーツィスティッド)ネマチック液
晶表示装置(以下STN−LCDと称す)は、90度を
超えるねじれ角及び急峻な電気光学特性を有するスーパ
ーツィスティッドネマチック液晶を用いている。このた
め、このようなSTN−LCDは、時分割駆動による大
容量の表示が可能である。しかしながら、STN−LC
Dは、応答速度が遅い(数百ミリ秒)、階調表示が困難
との問題があることから、能動素子を使用した液晶表示
装置(例、TFT−LCD及びMIM−LCD)の表示
特性に比べて劣っている。TFT−LCD及びMIM−
LCDにおいては、90度のねじれ角および正の複屈折
を有するねじれネマティック液晶が、画像を表示するた
めに使用されている。TN−LCDの表示モードでは、
高速応答性(数十ミリ秒)及び高いコントラストが得ら
れる。従って、旋光モードは、複屈折モードや他のモー
ドに比べて多くの点で有利である。しかしながら、TN
−LCDは、表示色や表示コントラストが液晶表示装置
を見る時の角度によって変化するため(視野角特性)、
その表示特性はCRTのレベルには至っていない。
野角の拡大)、一対の偏光板と液晶セルとの間に位相差
板(光学補償シート)を設けるとの提案が、特開平4−
229828号公報及び特開平4−258923号公報
に記載されている。上記公報で提案されている位相差板
は、液晶セルに対して垂直方向の位相差はほぼ0である
ため真正面からは何ら光学的作用を与えないが、傾けた
時に位相差が発現し、これで液晶セルで発生する位相差
を補償するものである。この位相差が、表示画像の着色
や消失等の好ましくない視野角特性をもたらしている。
このような光学補償シートとしては、ネマチック液晶の
正の複屈折を補償するように負の複屈折を有し、かつ光
軸が傾いているシートが有効である。
76304A1には、負の複屈折を有し、かつ光軸が傾
いてい光学補償シートが開示されている。即ち、上記シ
ートは、ポリカーボネートやポリエステル等のポリマー
を延伸することにより製造され、そしてシートの法線か
ら傾いた主屈折率の方向を持つ。延伸処理により上記シ
ートを製造するには、極めて複雑な延伸処理が必要とさ
れるため、大面積の光学補償シートを開示されている方
法で製造することは極めて困難である。
れている。例えば、特開平3−9326号公報及び特開
平3−291601号公報には、液晶性を有するポリマ
ーを支持フィルム上の配向膜表面に塗布することにより
得られる光学補償シートが開示されている。しかしなが
ら、液晶性を有するポリマーは、配向膜上で充分な配向
を示さないため、全ての方向において視野角をほとんど
拡大することができない。 また特開平5−21592
1号公報には、支持体と液晶性及び正の複屈折を有する
重合性棒状化合物からなる光学補償シート(複屈折板)
が開示されている。この光学補償シートは、重合性棒状
化合物の溶液を支持体に塗布、加熱硬化することにより
得られる。しかしながら、この液晶性を有するポリマー
は、複屈折を持たないため、全方向視野角をほとんど拡
大することができない。
が大幅に拡大した光学補償シートが開示されている。こ
の光学補償シートの代表的な構成は、透明支持体、その
上に設けられた配向膜及び配向膜上に設けられた液晶性
円盤状化合物の光学異方層からなるもので、この液晶性
円盤状化合物の使用により視野角の拡大が可能となって
いる。上記光学異方層は、液晶性円盤状化合物のメチル
エチルケトンに溶解した塗布液を配向膜上に塗布乾燥
し、次いで加熱してディスコティックネマティック相を
形成後冷却することにより得られる。本発明者は、工業
的規模の製造を考慮して大面積の光学異方層を形成する
方法について検討を行なった。その結果、上記のような
方法で大面積の光学異方層を形成した場合には、得られ
る光学補償シートは、その有効な領域においてレターデ
ーションが大きく変動することが明らかになった。この
ような不均一な変動は当然不利である。
な画像表示領域においてレターデーションの変動が小さ
くかつ視野角が拡大した、比較的大面積の光学補償シー
トを提供することにある。また、本発明の目的は、上記
光学補償シートを簡便に得ることができる光学補償シー
トの製造方法を提供することにある。さらに、本発明の
目的は、視野角が拡大し、そして視角変化による、コン
トラスト低下、階調または黒白反転、および色相変化等
がほとんど発生することのない光学補償シートを有する
液晶表示装置を提供することにある。さらに、本発明の
目的は、視野角が拡大し、そして視角変化による、コン
トラスト低下、階調または黒白反転、および色相変化等
がほとんど発生することのない光学補償シートを有する
カラー液晶表示装置を提供することにある。
配向膜および分子中にディスコティック構造単位を有す
る化合物からなる光学異方層が順に設けられた14cm
以上の短辺を有する長方形の光学補償シートであって、
該光学補償シートの全領域における下記式で表わされる
レターデーションの変動が、X±5nm(但し、Xは0
〜100nmの範囲にある)の範囲内にあることを特徴
とする光学補償シート: (nx−ny)×d (但し、nx及びnyは、シート面の主屈折率を表わ
し、そしてdはシートの厚さ(単位はnm)を表わす)
にある。上記レターデーション(Retardation) は、正面
から見た時のレターデーション(正面レターデーショ
ン)に相当する、
のとおりである。 1)光学補償シートが、シートの法線方向から傾いた方
向に、0以外のレターデーションの最小絶対値を有す
る。 2)短辺が14〜150cmの範囲にある。 3)短辺以外の辺が、21〜210cmの範囲にある。 4)ディスコティック構造単位の円盤面が、透明支持体
面に対して傾いており、且つ該ディスコティック構造単
位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方層
の深さ方向において変化している。 5)透明支持体が、光学的に負の一軸性を有し、かつ該
透明支持体面の法線方向に光軸を有し、さらに下記の条
件: 20≦{(nx1 +ny1 )/2−nz1 }×d1 ≦4
00 (但し、nx1 及びny1 は支持体の面内の主屈折率を
表わし、nz1 は厚み方向の主屈折率を表わし、d1
は、支持体の厚さ(単位はnm)を表わし、そして上記
式の単位はnmである)を満足する。 6)配向膜が、ラビング処理されたポリマー層である。 7)配向膜が、無機化合物を斜め蒸着することにより得
られる蒸着膜である。 また、上記光学補償シートにおいて、透明支持体、配向
膜を持たず、光学異方層からなる光学補償シートも、本
発明である。
示した)は下記の製造方法により有利に得ることができ
る。下記の(1)〜(5)の工程; (1)配向膜が設けられた、幅15〜150cm及び長
さ50〜3000mの長尺状透明支持体を長さ方向に搬
送しながら、該配向膜上に円盤状化合物を沸点100℃
以上の液体を含む溶剤に溶解した塗布液を、バーコータ
または押出しコータで塗布して塗布層を形成する工程、
(2)該塗布層表面に、20〜50℃の温度の気体を
0.1〜10m/秒の速度で付与して該塗布層を乾燥す
る工程、(3)該塗布層を加熱して、ディスコティック
ネマティック相を形成させる工程、(4)該塗布層を冷
却して光学異方層を形成する工程、そして(5)配向膜
と光学異方層とを有する長尺状透明支持体を切断して、
14cm以上の短辺を有する長方形の光学補償シートを
得る、からなる光学補償シートの製造方法;または下記
の(1)〜(5)の工程; (1)配向膜が設けられた、幅15〜150cm及び長
さ50〜3000mの長尺状透明支持体を長さ方向に搬
送しながら、該配向膜上に円盤状化合物及び弗素系又は
シリコーン系界面活性剤を溶剤に溶解した塗布液を、バ
ーコータまたは押出しコータで塗布して塗布層を形成す
る工程、(2)該塗布層表面に、20〜50℃の温度の
気体を0.1〜10m/秒の速度で付与して該塗布層を
乾燥する工程、(3)該塗布層を加熱して、ディスコテ
ィックネマティック相を形成させる工程、(4)該塗布
層を冷却して光学異方層を形成する工程、そして(5)
配向膜と光学異方層とを有する長尺状透明支持体を切断
して、14cm以上の短辺を有する長方形の光学補償シ
ートを得る、からなる光学補償シートの製造方法。
と、その基板間に封入されたねじれ配向したネマチック
液晶とからなる液晶セル、液晶セルの両側に設けられた
一対の配向板、及び液晶セルと配向板との間に設けられ
た前記光学補償シートからなる液晶表示装置にもある。
よびカラーフィルタを有する一対の基板と、その基板間
に封入されたねじれ配向したネマチック液晶とからなる
液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の配向板、
及び液晶セルと配向板との間に設けられた前記光学補償
シートからなるカラー液晶表示装置にもある。
下記のとおりである。 1)一対の基板の一方が、(透明)画素電極を有し、そ
してもう一方の基板が、対向透明電極とカラーフィルタ
を有する。 2)(透明)画素電極が、非線形能動素子としてTFT
(thin-film-transistor)またはMIM(metal-insulator
-metal) を有する。 3)一対の偏光板の二個の吸収軸が、互いに直角の関係
にある、ノーマリーホワイトモードで使用される。 4)一対の偏光板の二個の吸収軸が、互いに平行の関係
にある、ノーマリーブラックモードで使用される。
中にディスコティック構造単位を有する化合物からなる
光学異方層を有する。上記光学補償シートは、一般に、
透明支持体、配向膜および上記光学異方層が順に設けら
れた構成を有する。上記光学補償シートは、光学異方層
のみからなるものであっても良い。本発明の光学補償シ
ートの形状は、14cm以上の短辺を有する長方形であ
り、正方形であっても良い。本発明では、光学補償シー
トの全領域における下記式で表わされるレターデーショ
ンの変動が、X±5nm(但し、Xは0〜100nmの
範囲にある)の範囲内にある。 (nx−ny)×d (但し、nx及びnyは、シート面の主屈折率を表わ
し、そしてdはシートの厚さ(単位はnm)を表わ
す)。
に示す。nzはシートの厚さ方向の屈折率である。X
は、一般に0〜80nmの範囲にあり、10〜60nm
の範囲が好ましく、特に20〜40nmの範囲が好まし
い。上記式により表わされるレターデーションはシート
を正面から見た時のレターデーションに当たる。このレ
ターデーションは、光学補償シートの全ての光学特性を
示すものではないが、その光学特性の均一性を示すこと
はできる。本発明の光学補償シートに於て、光学異方層
は一般に0≦nx−nyの条件を満たすものであるが、
透明支持体は一般に0≦nx−nyまたは0>nx−n
yの条件を満たす。従って、光学補償シートの(nx−
ny)×dの値は、上記条件を満足するかぎり、負であ
っても良い。本発明の光学補償シートは、下記の条件を
満足することが好ましい。 20≦{(nx+ny)/2−nz}×d≦400 (nm) (但し、nx、ny、nz及びdは上記と同義であ
る。)特に下記の条件を満足することが好ましい。 20≦{(nx+ny)/2−nz}×d≦300 (nm)
14〜150cmの範囲が好ましく、短辺以外の辺(即
ち長辺)は、21cm以上が一般的で、21〜210c
mの範囲が好ましい。またその面積は、200cm2 以
上が一般的で、250〜15000cm2 の範囲が好ま
しい。
ないレターデーションを有する光学補償シートを得るた
めに検討を重ねた。その結果、大面積で変動の小さいレ
ターデーションを得るには、光学異方層の層厚の変動を
低減する必要があることが分かった。そして、このよう
な層厚の変動は、光学異方層形成用塗布液を配向膜上に
塗布した後、乾燥工程で発生することも明らかとなっ
た。即ち、もし塗布層の乾燥工程中に、乾燥に使用され
るガス(例、空気)の速度や量を少しでも変化させた場
合、塗布層に含まれる溶剤が不均一に蒸発するため、塗
布層表面の温度分布も不均一となる。これにより、塗布
層の表面張力や粘度が不均一となり、塗布層が流動化す
る。このような流動化により、塗布層(光学異方層)の
層厚の変動がもたらされる。
ーションを有する光学補償シートを得るためには、次の
ような条件を最適化することが必要である。 (1)塗布層の乾燥速度の低下(例えば、沸点100℃
以上の溶剤の添加);(2)塗布層の表面張力の低下
(たとえば、界面活性剤の添加);(3)塗布液の粘度
の増加;(4)乾燥のためのガスの速度の低下;及び
(5)乾燥温度の上昇(均一な乾燥をもたらす)。得ら
れる光学異方層の光学特性を低下させることなく塗布層
を均一に乾燥させるためには、上記(1)及び(2)の
手段が特に有効である。
ーデーションを有する長方形の光学補償シートは、例え
ば下記のようにして製造することができる。図2を参照
しながら詳しく説明する。配向膜用ポリマー膜を有する
長尺状透明支持体(図示せず)が送出ロール(図示せ
ず)から送られ、このポリマー膜を搬送下に2個のロー
ルによりラビング(図示せず)することにより、配向膜
を有する長尺状透明支持体(フィルム)14aを得、こ
れが搬送される。この搬送下の長尺状透明支持体14a
の配向膜上に、液晶性円盤状化合物を含む塗布液が、バ
ーコータ11により塗布される。塗布層を有する長尺状
透明支持体14bは、整流板12に沿って乾燥ゾーン1
6まで搬送され、続いて加熱ゾーン19に送られる。加
熱ゾーン19では、塗布層の円盤状化合物は配向し、次
いで所望によりUV照射により硬化され、そして冷却す
ることにより光学異方層が形成される。その後フィルム
は、巻取りロール(図示せず)に巻き取られる。巻き取
られた配向膜と光学異方層を有する長尺状透明支持体
は、14cm以上の短辺を有する長方形の、所望の大き
さ長方形に裁断される。
は、金属網15aを介して乾燥ゾーン16に導入され
る。導入されたガスは、排出口13bで排出されると同
時に、金属網15a、多孔板18及び金属網15bを通
って、第2排出口17でも排出される。乾燥ゾーン16
では、塗布層表面におけるガスの速度は、0.1〜10
m/秒が一般的であり、0.2〜10m/秒が好まし
く、特に0.5〜3m/秒が好ましい。温度は一般に室
温〜50℃であり、20〜50℃が好ましい。支持体の
搬送速度は、一般に5〜30m/分の範囲である。乾燥
ゾーン56の長さ(支持体の搬送方向)は一般に2〜2
0mである。光学異方層形成用ラインの全長(送出ロー
ルから巻取りロールまでの長さ)は、一般に20〜80
mの範囲にある。加熱ゾーンの長さは、10〜50mが
一般的である。長尺状透明支持体の幅は、15〜150
cmの範囲が一般的で、15〜100cmが好ましく、
またその長さは50〜3000mの範囲が一般的で、1
00〜2000mが好ましい。
化合物(好ましくは液晶性円盤状化合物)、更に所望に
よりポリマーや添加剤を、溶剤に溶解することにより得
られる。上記溶剤としては、沸点100℃以上の液体を
使用することが好ましい。上記沸点100℃以上の液体
の例としては、ノナン、デカン、メシチレン、テトラリ
ン等の炭化水素;1,2,3−トリクロロプロパン、ジ
クロロベンゼン、ブロムベンゼン等のハロゲン化炭化水
素;1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノ
ール、1−オクタノール、シクロヘキサノール、1,2
−エタンジオール、グリセロール、1−メトキシ−2−
プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−
ブトキシエトキシ−2−プロパノール、2−(2−メト
キシエトキシ)−エタノール、2−ブトキシエタノー
ル、ジアセトンアルコール、1,3−ジクロロプロパノ
ール、2−アミノエタノール等の一価又は多価アルコー
ル;アニソール、ジフェニルエーテル、ジエチレングリ
コールジエチルエーテル等のエーテル類;フェノール、
クレゾール等のフェノール類;2−ペンタノン、3−ペ
ンタノン、2−ヘキサノン、2−メチル−4−ペンタノ
ン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノ
ン、アセトニルアセトン、シクロヘキサノン、アセトフ
ェノン等のケトン類;酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸
2−ブチル、酢酸2−エチルヘキシル、安息香酸エチ
ル、フタル酸ジブチル、酢酸2−エトキシエチル、アセ
ト酢酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類;ジ
エチレントリアミン、ホルムアミド、アセトアミド、ε
−カプロラクタム、3−ヒドキシプロピオニトリル等の
窒素原子含有化合物を挙げることができる。
にアルコキシ基で置換されたアルコール類及びケトン類
が好ましい。中でもアルコキシ基で置換されたアルコー
ル類が好ましい。上記液体の沸点は、100〜270℃
が一般的であり、100〜200℃が好ましく、特に1
00〜150℃が好ましい。
00℃以上の液体の量は、使用する液体の沸点及び乾燥
温度により異なる。即ち、上記沸点を有する液体が乾燥
工程の初期段階で蒸発した場合、不均一な乾燥を改善で
きない。一方、上記沸点を有する液体が乾燥工程後に塗
布層中に大量に残存した場合は、得られる光学異方層に
もかなりの上記液体を含むこととなり、耐久性が低下す
る。沸点100℃以上の液体の量は、一般に、全溶剤量
の1〜50重量%の範囲であり、1〜30重量%の範囲
が好ましく、特に1〜20重量%の範囲が好ましい。
ーションを有する光学補償シートを得るためには、前記
(2)に記載したように界面活性剤の使用が有効であ
る。界面活性剤としては、弗素系又はシリコーン系界面
活性剤を一般に使用することができる。弗素系又はシリ
コーン系界面活性剤は、溶剤と混合し得る限る、どのよ
うなものでも使用することができる。弗素系界面活性剤
の例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パ
ーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアル
キルエチレンオキシド付加体、パーフルオロアルキルト
リアルキルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミ
ノスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基・親油基含有
オリゴマー、部分フッ素化アルキルスルホン酸塩、部分
フッ素化アルキルリン酸エステル、部分フッ素化アルキ
ルエチレンオキシド付加体、部分フッ素化アルキルトリ
アルキルアンモニウム塩、部分フッ素化アルキルアミノ
スルホン酸塩及び部分フッ素化アルキル基・親油基含有
オリゴマーを挙げることができる。
のものを挙げることができる。
系界面活性剤)の例としては、低分子ジメチルシロキサ
ン(未変性)、側鎖又は/及び末端変性低分子ジメチル
シロキサンを挙げることができる。上記変性のために用
いられる変性基としては、ポリエーテル基、アルキル
基、脂肪酸エステル基、フルオロアルキル基、高級アル
コキシ基、メチルスチリル基を挙げることができる。
て、下記のものを挙げることができる。
布液に添加した場合、界面活性剤は塗布層の表面に移動
するため円盤状化合物の配向を阻害し易い。あるいは塗
布層の耐久性を低下させる。シリコーン系界面活性剤の
添加の方が、弗素系界面活性剤に比べて、不均一な乾燥
を防止する上で有効である。このため、シリコーン系界
面活性剤は、弗素系界面活性剤に比べて、少量の使用で
大きな効果を得ることができる。弗素系界面活性剤の添
加量は、一般に円盤状化合物に対して0.01〜5重量
%の範囲であり、0.1〜3重量%の範囲が好ましく、
特に0.1〜2重量%の範囲が好ましい。シリコーン系
界面活性剤の添加量は、一般に円盤状化合物に対して
0.0005〜5重量%の範囲であり、0.001〜2
重量%の範囲が好ましい。
円盤状化合物(ディスコティック化合物)を上記特定の
液体を含む有機溶剤に溶解した塗布液を、または円盤状
化合物と上記特定の界面活性剤を有機溶剤に溶解した塗
布液を、塗布し、その塗布層を乾燥し、次いで加熱して
塗布層を液晶相(例、ディスコティックネマティック
相)とし、そして冷却することにより得ることができ
る。
盤状)化合物の例としては、C.Destradeらの
研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1
981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.De
stradeらの研究報告、Mol.Cryst.12
2巻、141頁(1985年)、Physics le
tt,A,78巻、82頁(1990)に記載されてい
るトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、A
ngew.Chem.96巻、70頁(1984年)に
記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehn
らの研究報告、J.Chem.Commun.,179
4頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、
J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁
(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェ
ニルアセチレン系マクロサイクルなどを挙げることがで
きる。上記ディスコティック(円盤状)化合物は、一般
的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基や
アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等がその直鎖と
して放射線状に置換された構造であり、液晶性を示し、
一般的にディスコティック液晶とよばれるものが含まれ
る。ただし、分子自身が負の一軸性を有し、一定の配向
を付与できるものであれば上記記載に限定されるもので
はない。
を下記に示す。
(例、上記化合物)を層でも良いし、あるいは一種又は
二種以上の重合性基を有する円盤状化合物(例、上記化
合物)の重合又は硬化した層でも良く、また重合性基な
どの官能基を有する円盤状化合物(例、上記化合物)と
官能基を有する他のモノマーあるいは他のポリマーとの
重合又は硬化した層でも良い。円盤状化合物の重合層
は、一般に液晶性は持たないが、その配向状態は高温、
高湿度下でも変化することはない。
ビニル、アクリロイル又はメタクリロイル等の重合性不
飽和基、エポキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、または
カルボキシル基を挙げることができる。重合機構の例と
しては、重合性不飽和基を有する化合物と熱又は光重合
開始剤を使用するラジカル重合、エポキシ化合物と光酸
発生剤を使用する開環重合、及び多官能イソシアネート
化合物や多官能エポキシ化合物を使用する架橋反応を挙
げることができる。重合反応において、官能基を有する
他の化合物を円盤状化合物と共に使用しても良い。
に透明支持体上に配向膜を形成し、次いで配向膜上に光
学異方層を形成することにより作製されることが好まし
い。上記光学異方層は、前記のようにディスコティック
構造単位を有する化合物から形成され、そのディスコテ
ィック構造単位は、一般に透明支持体の面から傾いた面
を有する。更にディスコティック構造単位の円盤面と透
明支持体面とのなす角度が、光学異方層の深さ方向にお
いて変化していることが好ましい。このディスコティッ
ク構造単位は、円盤状化合物あるいはそのポリマーに由
来する。
角度変化は、下記の処理により得ることができる。ネマ
ティック液晶を用いる液晶セルにおいて、液晶層は、ラ
ビング処理された一対の配向膜の間に配置され、これに
より液晶分子の光軸は、一方向に配向する。即ち、ネマ
ティック液晶分子は、液晶層の両側の配向膜により付与
される配向規制力によって均一に配向する。このため、
仮に配向膜の配向規制力を互いに変化させた場合には、
ネマティック液晶分子の配向状態も変化する。例えば、
ネマティック液晶分子の傾き角も液晶層の深さ方向に沿
って変化する。
も利用することができる。上記ディスコティック構造単
位の面の角度(傾斜角)は、一般に、光学異方層の深さ
方向でかつ光学異方層の底面からの距離の増加と共に増
加または減少している。上記傾斜角は、距離の増加と共
に増加することが好ましい。更に、傾斜角の変化として
は、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減
少、連続的増加と連続的減少を含む変化、及び増加及び
減少を含む間欠的変化等を挙げることができる。間欠的
変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含
んでいる。傾斜角は、変化しない領域を含んでいても、
全体として増加または減少していることが好ましい。更
に、傾斜角は全体として増加していることが好ましく、
特に連続的に変化することが好ましい。
を、模式的に図3に示す。光学異方層23は、透明支持
体21上に形成された配向膜22上に設けられている。
光学異方層23を構成する液晶性ディスコティック化合
物23a、23b、23cは、ディスコティック構造単
位Pa、Pb、Pcが透明支持体21の面に平行な面2
1a、21b、21cから傾斜し、そしてそれらの傾斜
角θa、θb、θc(ディスコティック構造単位の面と
透明支持体の面とのなす角)が、光学異方層の底面から
の深さ(厚さ)方向の距離の増加と共に、順に増加して
いる。24は透明支持体の法線を表わす。上記液晶性デ
ィスコティック化合物は平面分子であり、それ故重合し
ていない場合は、分子中にはただ一個の平面、即ち円盤
面(例、21a、21b、21c)を持つ。上記傾斜角
(角度)は、5〜85度の範囲が一般的で、5〜80度
の範囲が好ましく、特に5〜50度の範囲が好ましい。
ク化合物及び他の化合物を溶剤に溶解した溶液を配向膜
上に塗布し、乾燥し、次いでディスコティックネマチッ
ク相形成温度まで加熱し、その後配向状態(ディスコテ
ィックネマチック相)を維持して冷却することにより得
られる。あるいは、上記光学異方層は、ディスコティッ
ク化合物及び他の化合物(更に、例えば重合性モノマ
ー、光重合開始剤)を溶剤に溶解した溶液を配向膜上に
塗布し、乾燥し、次いでディスコティックネマチック相
形成温度まで加熱したのち重合させ(UV光の照射等に
より)、さらに冷却することにより得られる。
の傾斜角は、一般にディスコティック化合物あるいは配
向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理
方法の選択することにより、調整することができる。ま
た、表面側(空気側)のディスコティック単位の傾斜角
は、一般にディスコティック化合物あるいはディスコテ
ィック化合物とともに使用する他の化合物(例、可塑
剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマー)を選択
することにより調整することができる。更に、傾斜角の
変化の程度も上記選択により調整することができる。
ーとしては、ディスコティック化合物と相溶性を有し、
液晶性ディスコティック化合物の傾斜角の変化を与えら
れるか、あるいは配向を阻害しない限り、どのような化
合物も使用することができる。これらの中で、重合性モ
ノマー(例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル
基及びメタクリロイル基を有する化合物)が、重合によ
り耐熱性の改善ができるので、好ましい。上記化合物
は、ディスコティック化合物に対して一般に0.1〜5
0重量%(好ましくは1〜30重量%)の量にて使用さ
れる。
化合物と相溶性を有し、液晶性ディスコティック化合物
に傾斜角の変化を与えられる限り、どのようなポリマー
でも使用することができる。ポリマー例としては、セル
ロースエステルを挙げることができる。セルロースエス
テルの好ましい例としては、セルロースアセテート、セ
ルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピ
ルセルロース及びセルロースアセテートブチレートを挙
げることができる。上記ポリマーは、液晶性ディスコテ
ィック化合物の配向を阻害しないように、ディスコティ
ック化合物に対して一般に0.1〜10重量%(好まし
くは0.1〜8重量%、特に0.1〜5重量%)の量に
て使用される。
したように、ディスコティック化合物及び前述の他の化
合物を溶剤(好ましくは沸点100℃以上の液体を含む
溶剤)に溶解することにより作製することができる。上
記特定の沸点を有する液体以外の溶剤の例としては、ピ
リジン等の極性溶剤;ベンゼン及びヘキサン等の無極性
溶剤;クロロホルム及びジクロロメタン等のアルキルハ
ライド類;酢酸メチル及び酢酸ブチル等のエステル類;
アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン類;及びテ
トラヒドロフラン及び1,2−ジメトキシエタン等のエ
ーテル類を挙げることができる。アルキルハライド類及
びケトン類が好ましい。溶剤は単独でも、組合わせて使
用しても良い。
ィング、カーテンコーティング、押出コーティング、ロ
ールコーティング、ディップコーティング、スピンコー
ティング、印刷コーティング、スプレーコーティング及
びスライドコーティングを挙げることができる。本発明
では、ディスコティック化合物のみの混合物の場合は蒸
着法も使用することができる。本発明では、連続塗布が
好ましい。従ってカーテンコーティング、押出コーティ
ング、ロールコーティング及びスライドコーティングが
好ましい。上記光学異方層は、前述したように、上記塗
布溶液を配向膜上に塗布し、乾燥し、次いで液晶層形成
温度(好ましくはディスコティックネマティック液晶相
形成温度、例えば80〜160℃)に加熱し(その後所
望により硬化させ)、室温に冷却することにより得られ
る。
しては、透明であるかぎりどのような材料でも使用する
ことができる。光透過率が80%以上を有する材料が好
ましく、特に正面から見た時に光学的等方性を有するも
のが好ましい。さらにフィルムは負の一軸性を有し、法
線方向に光軸を有することが好ましい。従って、透明支
持体は、小さい固有複屈折を有する材料から製造するこ
とが好ましい。このような材料としては、ゼオネックス
(日本ゼオン(株)製)、ARTON(日本合成ゴム
(株)製)及びフジタック(富士写真フイルム(株)
製)などの市販品を使用することができる。さらに、ポ
リカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン及び
ポリエーテルスルホンなどの固有複屈折率の大きい素材
であっても、溶液流延、溶融押し出し等の条件、さらに
は縦、横方向に延伸状検討を適宜設定することにより、
得ることができる。
nx1 、ny1 、厚み方向の主屈折率をnz1 、フイル
ムの厚さをd1 としたとき、三軸の主屈折率の関係がn
z1<ny1 =nx1 (負の一軸性)を満足し、式
{(nx1 +ny1 )/2−nz1 }×d1 で表される
レタデーションが、20nmから400nm(好ましく
は30〜150nm)であることが好ましい。但し、n
x1 とny1 の値は厳密に等しい必要はなく、ほぼ等し
ければ充分である。具体的には、|nx1 −ny1 |/
|nx1 −nz1 |≦0.3であれば実用上問題はな
い。|nx1 −ny1 |×d1 で表される正面レターデ
ーションは、50nm以下であることが好ましく、20
nm以下であることがさらに好ましい。上記のnx1 、
ny1 、nz1 及びd1 の関係は、前記図1のnx、n
y、nz及びdと同様である。
配向膜との接着強度を増大させるためいに設けることが
好ましい。下塗層の形成は、一般に表面処理した透明支
持体の表面に塗布により形成する。表面処理としては、
化学処理、機械処理、コロナ放電処理、火焔処理、UV
処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処
理、及びオゾン酸化処理を挙げることができる。グロー
放電処理が好ましい。下塗の材料としては、ゼラチンを
挙げることができる。その他、下塗層形成用塗布液は、
必要に応じて各種の添加剤を含有させることができる。
例えば界面活性剤、帯電防止剤、顔料、塗布助剤等を挙
げることができる。
塗層上に設けられる。配向膜は、その上に設けられる液
晶性ディスコティック化合物の配向方向を規定するよう
に機能する。そしてこの配向が、光学補償シートから傾
いた光軸を与える。配向膜は、光学異方層に配向性を付
与できるものであれば、どのような層でも良い。配向膜
の好ましい例としては、有機化合物(好ましくはポリマ
ー)のラビング処理された層、及び無機化合物の斜方蒸
着層を挙げることができる。
イミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼ
ラチン、カルボキシセルロース、ポリビルアルコール及
びアルキル基(炭素原子数6以上が好ましい)を有する
ポリビルアルコールを挙げることができる。これらのポ
リマーの層を配向処理することにより得られる配向膜
は、液晶性ディスコティック化合物を斜めに配向させる
ことができる。アルキル変性のポリビニルアルコールは
好ましく、液晶性ディスコティック化合物を均一に配向
させる能力に優れている。これは配向膜表面のアルキル
鎖とディスコティック液晶のアルキル側鎖との強い相互
作用のためと推察される。上記アルキル変性ポリビニル
アルコールは、未端にアルキル基を有するものである。
上記側鎖にアルキル基を有するポリビニルアルコール
は、クラレ(株)製のMP103、MP203、R11
30などの市販品を利用することができる。ポリビニル
アルコールのけん化度は、80%以上、重合度200以
上が好ましい。更に変性ポリビルアルコールも好まし
い。変性ポリビニルアルコールの好ましい例を下記に示
す。
びzの例を下記に示す。 ──────────────────────────────────── x y z (モル%) (モル%) (モル%) ──────────────────────────────────── ポリマーNo.A 87.8 0.2 12 ポリマーNo.B 87.997 0.003 12 ポリマーNo.C 87.86 0.14 12 ポリマーNo.D 87.94 0.06 12 ポリマーNo.E 86.9 1.1 12 ポリマーNo.F 98.5 0.5 1 ポリマーNo.G 97.8 0.2 2 ポリマーNo.H 96.5 2.5 1 ポリマーNo.I 94.9 4.1 1 ────────────────────────────────────
y及びzの例を下記に示す。 ──────────────────────────────────── n x y z (モル%) (モル%) (モル%) ──────────────────────────────────── ポリマーNo.J 3 87.8 0.2 12 ポリマーNo.K 5 87.85 0.15 12 ポリマーNo.L 6 87.7 0.3 12 ポリマーNo.M 8 87.7 0.3 12 ────────────────────────────────────
%を表わす。
いて、yは0.001〜20モル%が好ましく、特に
0.002〜5.5モル%が好ましい。変性ポリビニル
アルコールは公知の配向膜用ポリマーと併用することが
できる。
ているポリイミド膜(好ましくはフッ素原子含有ポリイ
ミド)も有機配向膜として好ましい。これはポリアミッ
ク酸(例えば、日立化成(株)製のLQ/LXシリー
ズ、日産化学(株)製のSEシリーズ等)を支持体面に
塗布し、100〜300℃で0.5〜1時間焼成した
後、ラビングすることにより得られる。
配向処理工程として広く採用されている処理方法を利用
することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガー
ゼ、フェルト、ゴム、あるいはナイロン、ポリエステル
等の合成繊維などを用いて一定方向に擦ることにより配
向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さ
及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用い
て数回程度ラビングを行うことにより実施される。
は、SiO、TiO2 、ZnO2 等の金属酸化物、ある
いやMgF2 等のフッ化物、さらにAu、Al、等の金
属を挙げることができる。
る方法として、支持体上の光学異方層をディスコティッ
クネマティック液晶層を形成し得る温度に加熱しなが
ら、電場あるいは磁場を付与する方法を挙げることがで
きる。
が、シートの法線方向から傾いた方向に、0以外のレタ
ーデーションの絶対値の最小値を有する(光軸を持たな
い)。本発明の光学異方層を含む光学補償シートの代表
的な構成例を図4に示す。図4において、透明支持体4
1、配向膜42そしてディスコティック化合物の層(光
学異方層)43が、順に積層され、光学補償シートを構
成している。Rは配向膜のラビング方向を示す。n1 n
2 及びn3 は、光学補償シートの三軸方向の屈折率を表
わし、正面から見た場合にn1 ≦n3 ≦n2 の関係を満
足する。βは、Re(レターデーション)の最小値を示
す方向の光学異方層の法線44からの傾きである。TN
−LCD及びTFT−LCDの視野角特性を改善するた
めに、Reの絶対値の最小値を示す方向が、光学異方層
の法線44から5〜50度(傾きの平均値)傾いている
ことが好ましく、更に10〜40度が好ましい(上記
β)。更に、上記シートは、下記の条件: 50≦[(n3 +n2 )/2−n1 ]×D≦400(n
m) (但し、Dはシートの厚さ)を満足することが好まし
く、更に下記の条件: 100≦[(n3 +n2 )/2−n1 ]×D≦400
(nm)
において、液晶セルによる複屈折を補償するものである
から、光学異方素子の波長分散は、液晶セルと等しいこ
とが好ましい。すなわち、光学異方素子の450、55
0μmの光によるレタデーションをそれぞれR450 、R
550 とすれば、波長分散を表すR450 /R550 値は、
1.0以上であることが好ましい。
5に示す。図5において、透明電極を備えた一対の基板
とその基板間に封入されたねじれ配向したネマチック液
晶とからなる液晶セルTNC、液晶セルの両側に設けら
れた一対の偏光板A、B、液晶セルと偏光板との間に配
置された光学補償シートRF1 、RF2 及びバックライ
トBLが、組み合わされて液晶表示装置を構成してい
る。光学補償シートは一方のみ配置しても良い(即ち、
RF1 またはRF2 )。R1 は光学補償シートRF1
の、正面から見た場合のラビング方向を示し、R2 は光
学補償シートRF2のラビング方向を示す。液晶セルT
NCの実線の矢印は、液晶セルの偏光板B側の基板のラ
ビング方向を表わし、液晶セルTNCの点線の矢印は、
液晶セルの偏光板A側の基板のラビング方向を表わす。
PA及びPBは、それぞれ偏光板A、Bの偏光軸を表わ
す。
例を図6に示す。図6において、対向透明電極122と
カラーフィルタ125を備えたガラス基板124a、画
素電極123とTFT126を備えたガラス基板124
b、この2枚の基板間に封入されたねじれ配向したネマ
チック液晶121とからなる液晶セル、液晶セルの両側
に設けられた一対の偏光板128a、128b、及び液
晶セルと偏光板との間に配置された一対の光学補償シー
ト127a、127bが、組み合わせられてカラー液晶
表示装置を構成している。光学補償シートは一方のみ配
置しても良い(即ち、127aまたは127b)。
ーフィルターとしては、色純度、寸法精度、さらには耐
熱性の高いものであればどのようなものでも使用するこ
とができる。好ましい例としては、染色フィルター、印
刷フィルター、電着フィルターあるいは顔料分散フィル
タ等を挙げることができる。これらは、小林駿介編著
「カラー液晶デスプレイ」(産業図書、172〜173
頁、237〜251頁、1990年)、あるいは日経マ
イクロデバイス編「フラットパネル・ディスプレイ19
94」(日経BP社、216頁)等に記載されている。
例えば、染色フィルターは、ゼラチンやカゼイン、PV
A等の基質に重クロム酸塩を加えて感光性を付与し、フ
ァトリソグラッフィー法によってパターンニングした
後、染色して得ることができる。
いる液晶としては、例えば日本学術振興会第142委員
会編「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、
107頁〜213頁)記載のネマティック液晶が好まし
い。この液晶分子の長軸は、液晶セルの上下基板間でほ
ぼ90度ツイスト配向したものであるので、入射した直
線偏光は印加電界がない場合には、液晶セルの旋光性に
よって90度偏光方向を変えて液晶セルから出射するこ
とになる。しきい値以上の充分高い電界を印加した時に
は、液晶分子の長軸が電界方向に向きを変え、電極面に
垂直に並ぶため、旋光性は殆ど消失する。したがって、
この旋光の効果を充分に発揮させるためには、ツイスト
角は70〜100度が好ましく、80〜90度がさらに
好ましい。
ィスクリネーション)を少なくするため、液晶分子にあ
らかじめプレチルト角を与えておくことが好ましい。プ
レチルト角は5度以下が好ましく、さらに、2〜4度が
好ましい。上記ツイスト角、プレチルト角については、
岡野光治、小林駿介共編「液晶応用編」(培風館、16
頁〜28頁)に記載されている。
晶セルにおける液晶層の厚みdとの積(△n・d)の値
は、例えば日本学術振興会第142委員会編「液晶デバ
イスハンドブック」(日刊工業新聞社、329頁〜33
7頁)に記載されているように、dが大きくなればコン
トラストは改良されるものの、応答速度が遅く、また視
野角も小さくなるため、0.3〜1.0μmの範囲が好
ましく、0.3〜0.6μmの範囲がより好ましい。
信号は、例えば日本学術振興会第142委員会編「液晶
デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、387頁〜
465頁)、あるいは岡野光治、小林駿介共編「液晶
応用編」(倍風館、85頁〜105頁)等に記載されて
いるように、5Hz〜100Hzの交流で、電圧は20
V以下、好ましくは8V以下の信号である。たとえばノ
ーマリーホワイトモードでは、印加電圧が0〜1.5V
で明表示、1.5V〜3.0Vで中間調表示、3.0V
以上で暗表示を行なうことが一般的である。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
セルロースのフィルム(幅:36cm、長さ:1000
m、富士写真フイルム(株)製)上にゼラチン薄膜
(0.1μm)を塗設した。上記トリアセチルセルロー
スのフィルムの{(nx1 +ny1 )/2−nz1 }×
d1 は45nmであった。上記トリアセチルセルロース
フィルム(TACフィルム)はほぼ負に一軸性であり、
その光軸がほぼフイルム方線方向にあった。ゼラチン薄
膜上に、下記の配向膜形成用塗布液を押出しコータで塗
布した。上記塗布は、TACフィルムを30m/分で搬
送させながら行ない、次いで乾燥ゾーン(温度:90
℃、全長:60m)を同速度で搬送させながら通過させ
ることにより行なった。これにより0.5μmの層厚の
架橋されたポリマー層を形成した。
ルムを20m/分で搬送させながらラビングした。ラビ
ングは、ラビングローラ(外径:150mm)を用い
て、ローラの回転数1200rpm及びフィルム搬送張
力4kgf/cmの条件で行ない、配向膜を得た。
は、図2に示す製造ラインを用いて行なった。下記の塗
布液を、TACフィルムを20m/分で搬送させながら
ワイヤーバーコータを用いて配向膜上に、30cmの塗
布幅で5.2cc/m2 の塗布量にて塗布した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g ジアセトンアルコール(沸点168℃) 340g メチルエチルケトン(沸点80℃) 3090g
ムを、20m/分の速度で搬送させながら、乾燥ゾーン
(* 風速(空気の速度):1.0m/分、温度:25
℃、ゾーンの長さ:5m)を通過させて、塗布層を乾燥
させ、連続的に塗布層を、加熱ゾーン(温度:120
℃、ゾーンの長さ:25m)に送り、通過させて、ディ
スコティック化合物を配向させた。続いて、配向した塗
布層を、20m/分の速度で搬送させながら、UVゾー
ーンを通過させることにより、120℃の加熱下で、塗
布層にUV光(600mW/cm2 の照度の高圧水銀ラ
ンプ(120W/cm))を1秒間照射し、次いで室温
まで放冷して、厚さ1.9μmのディスコティック化合
物を含む層(光学異方層)形成した。得られた配向膜及
び光学異方層を有するTACフィルム(幅:36cm、
長さ:1000m)は、巻取りロールに巻き取られ、本
発明のロール状の光学補償シート(RF−1)を作製し
た。尚、* 風速は塗布膜の表面から10mの位置に熱線
風速計(タイプ24−6131、カノマックス社製)を
設置して測定した。
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−2)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g 2−メチル−4−ペンタノン(沸点116℃) 340g メチルエチルケトン(沸点80℃) 3090g
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−3)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) セルロースアセテートブチレート 10g (CAB531−1;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g 1−メトキシ−2−プロパノール(沸点120℃) 175g メチルエチルケトン(沸点80℃) 3270g
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−4)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) セルロースアセテートブチレート 10g (CAB531−1;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g イソプロピルアセテート(沸点89℃) 445g 1−メトキシ−2−プロパノール(沸点120℃) 70g メチルエチルケトン(沸点80℃) 2915g
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−5)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) セルロースアセテートブチレート 10g (CAB531−1;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g アセトン(沸点56℃) 310g 1−メトキシ−2−プロパノール(沸点120℃) 345g メチルエチルケトン(沸点80℃) 2790g
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−6)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g フッ素系界面活性剤(前記化合物F−7(n=15)) 40g メチルエチルケトン(沸点80℃) 3430g
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−7)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g 有機シリコーン系界面活性剤 5g (前記化合物SI−6(m=22,n=3,p=10,q=5.5)) メチルエチルケトン(沸点80℃) 3430g
層形成用塗布液として、下記の組成の塗布液を用いた以
外は実施例1と同様にしてロール状の光学補償シート
(RF−8)を作製した。 (光学異方層形成用塗布液) 液晶性ディスコティック化合物 1820g (前記化合物例番号TE−8(8、m=4)) エチレングリコール変性トリメチロールプロパン 180g トリアクリレート(V#360;新大阪有機化学工業(株)製) セルロースアセテートブチレート 40g (CAB551−0.2;イーストマンケミカル社製) 光重合開始剤 60g (イルガキュア−907;チバ・ガイギー社製) 増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 20g メチルエチルケトン(沸点80℃) 3430g
7及び比較例1で得られた光学補償シートについて光学
特性を下記のように評価した。 (1)レターデーションの変動 得られた長尺状光学補償シートを、30cm×30cm
の大きさ(光学異方層を有する領域)に裁断して、テス
トピースを得た。テストピースを正面から見た時のレタ
ーデーション値『(nx−ny)×d』を20箇所で測
定した(但し、nx及びnyは、シート面の主屈折率を
表わし、そしてdはシートの厚さ(単位はnm)を表わ
す。(図1参照))。上記レターデーション値をエリプ
ソメーター(AEP−100;島津製作所製)で測定
し、レターデーション値の変動は、上記20個のレター
デーション値を基に、その中心値、最大値及び最小値に
より表わした。 (2)最小のレターデーション値を示す方向の傾き
(β) 膜厚をマイクロメータで測定し、あらゆる方向からのレ
ターデーション値をエリプソメーター(AEP−10
0;島津製作所製)で測定し、上記傾き(β)を決定し
た。得られた結果を表1に示す。
対向するように、貼り付け、得られた積層体を70℃、
95%RHの環境に100時間放置した。放置した後、
テストピースの外観及び光学特性の変化の有無を調べた
が、実施例1〜7及び比較例1のいずれのテストピース
にも外観及び光学特性の変化は見られなかった。高沸点
溶剤の使用、界面活性剤の使用による悪影響がないがわ
かる。
T型液晶カラーテレビ6E−C3の偏光板を剥がして、
液晶セルを挟むようにして、実施例1で得られた用いた
光学補償シート(RF−1)2枚を装着した。その後、
一番外側に全体を挟むようにして、偏光板2枚を偏光軸
が互いに直交するように貼り付け、本発明のカラー液晶
表示装置を作成した。
シート(RF−1)の代わりに実施例2で得られた光学
補償シート(RF−2)を使用した以外実施例8と同様
にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
償シート(RF−1)の代わりに実施例3で得られた光
学補償シート(RF−3)を使用した以外実施例8と同
様にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
償シート(RF−1)の代わりに実施例4で得られた光
学補償シート(RF−4)を使用した以外実施例8と同
様にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
償シート(RF−1)の代わりに実施例5で得られた光
学補償シート(RF−5)を使用した以外実施例8と同
様にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
償シート(RF−1)の代わりに実施例6で得られた光
学補償シート(RF−6)を使用した以外実施例8と同
様にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
償シート(RF−1)の代わりに実施例7で得られた光
学補償シート(RF−7)を使用した以外実施例8と同
様にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
シート(RF−1)の代わりに比較例1で得られた光学
補償シート(RF−8)を使用した以外実施例8と同様
にして本発明のカラー液晶表示装置を作成した。
表示、黒表示を行い、上下左右でのコントラスト比が1
0:1となる視角を測定した。即ち、得られたカラー液
晶表示装置に矩形波の電圧を印加し、正面方向および上
/下および左/右方向へ傾いた方向からのコントラスト
を、分光計(LCD−5000,大塚電子(株)製)を
用いて測定し、コントラストが10となる上/下および
左/右の視野角を求めた。上記の結果として、実施例8
〜14及び比較例2で得られたカラー液晶表示装置のい
ずれも、上下が90度、左右が115度の視野角を示し
た。また、比較例2で得られたカラー液晶表示装置にお
いては、表示ムラ(部分的な画質の低下)が見られた
が、実施例8〜14の装置では見られなかった。
子中にディスコティック構造単位を有する化合物からな
る光学異方層を有し、かつ14cm以上の短辺を有する
大面積においてレターデーション(正面レターデーショ
ンに対応)の変動をほとんど示さないものである。従っ
て、上記光学補償シートは、大面積に於て、拡大した視
野角等の均一な光学特性を示す。上記光学補償シートを
用いることにより、大きい表示領域を有し、且つ視野角
が拡大した液晶表示装置を得ることができる。更に、大
きい表示領域において視野角が拡大したカラー液晶表示
装置を得ることができる。すなわち、本発明の光学補償
シートを用いたTN型液晶セルを有し、且つ大きい表示
領域を有する液晶表示装置及びカラー液晶表示装置は、
視野角が大きく拡大し、また視野角の増加に伴う黒表示
部の反転、諧調の反転、画像の着色等の発生が大きく低
減されており、優れた視野角特性を示す。特にTFTの
ような非線形能動素子を有する液晶表示装置の視角特性
を著しく改善することが可能で、視認性のすぐれた高品
位の液晶表示装置を提供することができる。また、本発
明の光学補償シートをMIMなどの3端子素子、TFD
などの2端子素子を用いたアクティブマトリクス液晶表
示素子に適用しても優れた効果が得られることは言うま
でもない。
x、ny、厚み方向の主屈折率nzの関係を概略的に示
す図である。
ための図である。
る。
の主屈折率の関係を概略的に示す図である。
ある。
す図である。
物 Pa、Pb、Pc ディスコティック構造単位の面 21a、21b、21c 透明支持体21の面に平行な
面 θa、θb、θc 傾斜角 24 透明支持体の法線
Claims (11)
- 【請求項1】 透明支持体、配向膜および分子中にディ
スコティック構造単位を有する化合物からなる光学異方
層が順に設けられた14cm以上の短辺を有する長方形
の光学補償シートであって、該光学補償シートの全領域
における下記式で表わされるレターデーションの変動
が、X±5nm(但し、Xは0〜100nmの範囲にあ
る)の範囲内にあることを特徴とする光学補償シート: (nx−ny)×d (但し、nx及びnyは、シート面の主屈折率を表わ
し、そしてdはシートの厚さ(単位はnm)を表わ
す)。 - 【請求項2】 該光学補償シートが、シートの法線方向
から傾いた方向に、0以外のレターデーションの最小絶
対値を有する請求項1に記載の光学補償シート。 - 【請求項3】 該短辺が、14〜150cmの範囲にあ
る請求項1に記載の光学補償シート。 - 【請求項4】 該短辺以外の辺が、21〜210cmの
範囲にある請求項1に記載の光学補償シート。 - 【請求項5】 該ディスコティック構造単位の円盤面
が、透明支持体面に対して傾いており、且つ該ディスコ
ティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度
が、光学異方層の深さ方向において変化している請求項
1に記載の光学補償シート。 - 【請求項6】 透明支持体が、光学的に負の一軸性を有
し、かつ該透明支持体面の法線方向に光軸を有し、さら
に下記の条件: 20≦{(nx1 +ny1 )/2−nz1 }×d1 ≦4
00 (但し、nx1 及びny1 は支持体の面内の主屈折率を
表わし、nz1 は厚み方向の主屈折率を表わし、そし
て、支持体の厚さ(単位はnm)を表わす)を満足する
請求項1に記載の光学補償シート。 - 【請求項7】 分子中にディスコティック構造単位を有
する化合物からなる光学異方層からなる14cm以上の
短辺を有する長方形の光学補償シートであって、該光学
補償シートの全領域における下記式で表わされるレター
デーションの変動がX±5nm(但し、Xは0〜100
nmの範囲にある)の範囲内にあることを特徴とする光
学補償シート; (nx−ny)×d (但し、nx及びnyは、シート面の主屈折率であり、
そしてdはシートの厚さ(単位はnm)を表わす)。 - 【請求項8】 下記の(1)〜(5)の工程; (1)配向膜が設けられた、幅15〜150cm及び長
さ50〜3000mの長尺状透明支持体を長さ方向に搬
送しながら、該配向膜上に円盤状化合物を沸点100℃
以上の液体を含む溶剤に溶解した塗布液を、バーコータ
または押出しコータで塗布して塗布層を形成する工程、 (2)該塗布層表面に、20〜50℃の温度の気体を
0.1〜10m/秒の速度で付与して該塗布層を乾燥す
る工程、 (3)該塗布層を加熱して、ディスコティックネマティ
ック相を形成させる工程、 (4)該塗布層を冷却して光学異方層を形成する工程、
そして (5)配向膜と光学異方層とを有する長尺状透明支持体
を切断して、14cm以上の短辺を有する長方形の光学
補償シートを得る、からなる請求項1に記載の光学補償
シートを製造する方法。 - 【請求項9】 下記の(1)〜(5)の工程; (1)配向膜が設けられた、幅15〜150cm及び長
さ50〜3000mの長尺状透明支持体を長さ方向に搬
送しながら、該配向膜上に円盤状化合物及び弗素系又は
シリコーン系界面活性剤を溶剤に溶解した塗布液を、バ
ーコータまたは押出しコータで塗布して塗布層を形成す
る工程、 (2)該塗布層表面に、20〜50℃の温度の気体を
0.1〜10m/秒の速度で付与して該塗布層を乾燥す
る工程、 (3)該塗布層を加熱して、ディスコティックネマティ
ック相を形成させる工程、 (4)該塗布層を冷却して光学異方層を形成する工程、
そして (5)配向膜と光学異方層とを有する長尺状透明支持体
を切断して、14cm以上の短辺を有する長方形の光学
補償シートを得る、からなる請求項1に記載の光学補償
シートを製造する方法。 - 【請求項10】 一対の透明電極付きの基板と、その基
板間に封入されたねじれ配向したネマチック液晶とから
なる液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の配向
板、及び液晶セルと配向板との間に設けられた請求項1
に記載の光学補償シートからなる液晶表示装置。 - 【請求項11】 透明電極、画素電極およびカラーフィ
ルタを有する一対の基板と、その基板間に封入されたね
じれ配向したネマチック液晶とからなる液晶セル、液晶
セルの両側に設けられた一対の配向板、及び液晶セルと
配向板との間に設けられた請求項1に記載の光学補償シ
ートからなるカラー液晶表示装置。
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JP33011595 | 1995-12-19 | ||
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