JPH09304778A

JPH09304778A - 光学フィルム、その製造方法及び光学素子

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Publication number: JPH09304778A
Application number: JP8140704A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Kameyama; 忠幸亀山; Hiroyuki Yoshimi; 裕之吉見; Naoki Takahashi; 直樹高橋
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1997-11-28
Anticipated expiration: 2016-05-09
Also published as: JP3710554B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶ポリマーを精密に配向できて大面積体等
の光学素子も容易に効率よく製造でき、複屈折による位
相差が小さくて実用性に優れる光学素子を形成できて量
産性に優れる液晶配向用の光学フィルムの開発。【解決手段】複屈折による位相差が小さい透明な延伸
フィルム（１１）の上に、延伸形成した配向膜（１２）
を有する液晶配向用の光学フィルム（１）、及びその配
向膜の上に液晶ポリマーの配向層（２）を有する光学素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶表示装置等の光エレ
クトロニクス分野などで要求される精密配向の液晶層を
形成できて量産性に優れる液晶配向用の光学フィルムに
関する。

【０００２】

【発明の背景】液晶を液晶表示装置等の光エレクトロニ
クス分野などで利用する場合には、ツイスト型やスーパ
ーツイスト型等の如く液晶分子を配向させる必要があ
る。液晶分子の配向には、電場や磁場や剪断応力等の外
部環境が大きく影響するが、配向膜による場合には、温
度管理などの比較的簡単な操作で配向させうる利点があ
り、広く普及している。

【０００３】従来、前記した液晶分子を配向させるため
の配向膜としては、ポリイミドやポリビニルアルコール
等からなるラビング処理膜が知られていた。しかしなが
ら、かかるラビング処理膜は、低分子の液晶については
分子が動きやすいためか、良好な配向膜として機能して
精密配向が達成されるものの、高分子である液晶ポリマ
ーの場合には配向の精密さが低下する問題点があった。
またラビング処理に要する労力が大きく量産性に乏しい
問題点もあった。

【０００４】一方、前記のポリイミドやポリビニルアル
コール等からなる延伸フィルムの如く、ある種の延伸フ
ィルムが液晶ポリマーの配向膜として機能することが知
られていた。しかしながら、かかる配向膜として機能す
る延伸フィルムにあっては、その複屈折による位相差が
大きく、液晶ポリマーの配向層を設けて光学素子として
もかかる位相差の影響でその実用が困難な問題点があっ
た。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、液晶ポリマーを精密に
配向させることができて大面積体等の光学素子も容易に
効率よく製造できると共に、複屈折による位相差が小さ
くて実用性に優れる光学素子を形成でき、かつ製造が容
易で量産性に優れる液晶配向用の光学フィルムの開発を
課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、複屈折による位相差が小
さい透明な延伸フィルムの上に、延伸形成した配向膜を
有することを特徴とする液晶配向用の光学フィルム、及
びその配向膜の上に液晶ポリマーの配向層を有すること
を特徴とする光学素子を提供するものである。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、透明フィルム上に配向
膜変性層を設けた複合フィルムの延伸処理で複屈折によ
る位相差が小さい光学フィルムを容易に製造できて量産
性に優れており、その変性層が延伸されてなる配向膜の
上には低分子の液晶に加えて液晶ポリマーも精密に配向
させることができる。従って実用性に優れる光学素子を
得ることができ、大面積体等も容易に効率よく製造する
ことができる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明の光学フィルムは、複屈折に
よる位相差が小さい透明な延伸フィルムの上に、延伸形
成した配向膜を有する液晶配向用のものである。また光
学素子は、前記光学フィルムの配向膜の上に液晶ポリマ
ーの配向層を有するものである。その例を図１、図２に
示した。１が光学フィルムで、１１がその延伸フィル
ム、１２，１３がその配向膜である。また２，３が液晶
ポリマーの配向層である。従って図は、光学素子とした
ものを示している。

【０００９】光学フィルムの製造は、例えば延伸で発生
する複屈折の位相差が小さい透明フィルムの上に、溶媒
による溶液や溶融液等の液状とした配向膜変性層を塗工
して複合フィルムを形成し、その複合フィルムを延伸処
理する方法などにより行うことができる。前記の透明フ
ィルムは、配向膜変性層の支持層として機能して形成す
る配向膜の薄型化を可能とし、延伸処理で延伸フィルム
となるものである。

【００１０】なお前記の複合フィルムは、例えば配向膜
変性層の形成材をフィルム状に押出方式等で成形して透
明フィルム上へラミネートする方式や、透明フィルムと
配向膜変性層の各形成材を二層押出し方式等によりフィ
ルム状に成形してそれをラミネートする方式などの適宜
な方式で形成したものであってよい。また配向膜変性層
は、図例の如く透明フィルムの片面又は両面に設けるこ
とができる。

【００１１】透明フィルムは、複屈折による位相差が小
さい延伸フィルムを得ることを目的に、例えばトリアセ
チルセルロース系やアモルファスポリオレフィン系、変
性アクリル系のポリマーの如く、延伸処理で発生する位
相差が小さい適宜なポリマーで形成されていてよい。

【００１２】また配向膜変性層は、延伸処理で配向膜と
なるものであり、例えばポリイミド系やポリビニルアル
コール系、ポリエステル系やポリアリレート系、ポリア
ミドイミド系やポリエーテルイミド系のポリマーなどの
如く、その延伸フィルムが液晶ポリマーの配向性を示す
適宜なポリマーで形成されていてよい。

【００１３】複合フィルムの延伸処理は、一軸や二軸等
の適宜な方式で行うことができ、その延伸条件も目的と
する配向膜の特性などにより適宜に決定することができ
る。一般には、配向の制御性などの点より一軸延伸方式
による１．０１〜５倍、就中１．０２〜３倍、特に１．
０３〜２倍の延伸倍率で処理される。

【００１４】延伸温度は、形成される配向膜の配向規制
力を維持する点などより、配向膜変性層が延伸により配
向する温度よりも高い温度、就中１０℃以上、特に２０
℃以上高い温度が好ましい。なお配向膜としては、その
配向温度が目的とする液晶ポリマーを配向させるための
加熱温度よりも高いものが用いられる。

【００１５】複合フィルムを延伸処理してなる光学フィ
ルムにおける延伸フィルムの厚さは、配向膜の支持性な
どの点より１０〜１００μm、就中１５〜８０μm、特に
２０〜５０μmが好ましい。また配向膜の厚さは、複屈
折による位相差の抑制などの点より０．０１〜２μm、
就中０．０３〜１μm、特に０．０５〜０．５μmが好ま
しい。

【００１６】光学フィルムを形成する延伸フィルムの複
屈折による位相差は、得られる光学素子の実用性などの
点より無いことが理想である。従って、その位相差は小
さいほど好ましく、５０nm以下、就中３０nm以下、特に
２０nm以下が好ましい。なお位相差は、複屈折の屈折率
差と光路長の積で定義され、従って位相差を抑制する点
よりは、延伸フィルムや配向膜の厚さが薄いほど有利で
ある。

【００１７】光学素子は、光学フィルムにおける配向膜
の上に液状の液晶ポリマーを展開し、それを加熱処理し
て液晶ポリマーを配向させることにより形成することが
できる。すなわち、液状の液晶ポリマーが溶媒による溶
液などである場合には、例えばその液晶ポリマー液をス
ピンコート法やロールコート法、フローコート法やプリ
ント法、ディップコート法や流延成膜法、バーコート法
やグラビア印刷法等の適宜な方法で薄層展開し、それを
必要に応じ乾燥処理して固化させたのち加熱処理する方
法などにより光学素子を得ることができる。前記の溶媒
としては、例えば塩化メチレンやシクロヘキサノン、ト
リクロロエチレンやテトラクロロエタン、Ｎ−メチルピ
ロリドンやテトラヒドロフランなどの適宜なものを用い
うる。

【００１８】また液状の液晶ポリマーが加熱溶融物であ
る場合には、その加熱溶融物、好ましくは等方相を呈す
る状態の加熱溶融物を前記に準じ展開し、必要に応じそ
の溶融温度を維持しつつ更に薄層に展開し固化後、再加
熱する方法などにより光学素子を得ることができる。加
熱溶融物による方法は、溶媒を使用しないので作業環境
の衛生性などの点で好ましい。

【００１９】液晶ポリマーの展開層を配向させるための
加熱処理は、液晶ポリマーのガラス転移温度から等方相
転移温度までの温度範囲、すなわち液晶ポリマーが液晶
相を呈する温度範囲に加熱することにより行うことがで
きる。また配向状態の固定化は、ガラス転移温度未満に
冷却することで行うことができ、その冷却条件について
は特に限定はない。通例、前記の加熱処理を３００℃以
下の温度で行いうることから、自然冷却方式が一般に採
られる。

【００２０】液晶ポリマーとしては、サーモトロピック
で液晶化温度範囲において配向膜を介しネマチック配向
やコレステリック配向などの配向状態を形成してモノド
メイン化するものが用いられ、その種類については特に
限定はなく、適宜なものを用いうる。従って液晶配向性
を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマ
ーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型などの種々
のものを用いうる。

【００２１】ちなみに前記した主鎖型の液晶ポリマーの
例としては、屈曲性を付与するスペーサ部を必要に応じ
介してパラ置換環状化合物等からなるメソゲン基を結合
した構造を有する、例えばポリエステル系やポリアミド
系、ポリカーボネート系やポリエステルイミド系などの
ポリマーがあげられる。また側鎖型の液晶ポリマーの例
としては、ポリアクリレートやポリメタクリレート、ポ
リシロキサンやポリマロネート等を主鎖骨格とし、側鎖
として共役性の原子団からなるスペーサ部を必要に応じ
介してパラ置換環状化合物等からなる低分子液晶化合物
（メソゲン部）を有するものなどがあげられる。

【００２２】なお前記においてネマチック配向性を付与
するパラ置換環状化合物としては、例えばアゾメチン形
やアゾ形、アゾキシ形やエステル形、ビフェニル形やフ
ェニルシクロヘキサン形、ビシクロヘキサン形の如きパ
ラ置換芳香族単位やパラ置換シクロヘキシル環単位など
を有するものなどがあげられる。パラ置換環状化合物に
おけるパラ位における末端置換基は、例えばシアノ基や
アルキル基、アルコキシ基などの適宜なものであってよ
い。

【００２３】またスペーサ部としては、屈曲性を示す例
えばポリメチレン鎖−（ＣＨ₂）_n−やポリオキシメチレ
ン鎖−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_m−などがあげられる。スペー
サ部を形成する構造単位の繰返し数は、メソゲン部の化
学構造等により適宜に決定され、一般にはポリメチレン
鎖の場合にはｎが０〜２０、就中２〜１２、ポリオキシ
メチレン鎖の場合にはｍが０〜１０、就中１〜３であ
る。

【００２４】一方、コレステリック配向型の液晶ポリマ
ーは、例えば上記したネマチック配向型の液晶ポリマー
中に、不斉炭素を有する化合物等からなる適宜なキラル
成分を導入する方式などの適宜な方式により得ることが
できる（特開昭５５−２１４７９号公報、米国特許明細
書第５３３２５２２号等）。かかるコレステリック配向
型の液晶ポリマーは、それをグランジャン配向させるこ
とで円偏光二色性を示す光学素子を得ることができる。

【００２５】すなわちグランジャン配向は、液晶分子の
螺旋軸が光学素子に対して垂直に配向したものである
が、かかる配向の液晶ポリマー層は、当該螺旋軸に対し
て平行に入射する（入射角０度）自然光の内、ある波長
の光の約半分を右（又は左）円偏光として反射し、残り
の約半分を左（又は右）円偏光として透過する円偏光二
色性（選択反射）を示し、その選択反射の波長λは、
式：λ＝ｎ・ｐで決定される（式中、ｎは液晶の平均屈
折率、ｐはコレステリック相の螺旋ピッチである）。ま
た反射円偏光の左右は、コレステリック相の螺旋状態で
決定され、螺旋の旋回方向と一致する。

【００２６】従って円偏光二色性の光学素子は、反射光
と透過光に分離されるためその反射光も有効利用できる
可能性があり、偏光板の代替品として期待されている。
けだし偏光板は、液晶表示装置等に多用されているが、
直線偏光として透過する光は入射光の５０％以下で、他
の光は偏光板内に吸収されて利用することが不可能であ
り、そのため液晶表示装置の高輝度化や低消費電力化を
困難とする一因となっているからである。

【００２７】前記において、成膜性や良好なモノドメイ
ン状態のグランジャン配向性、配向処理の短時間性やガ
ラス状態への安定した固定性、コレステリック相の螺旋
ピッチの制御性、薄くて軽くピッチ等の配向状態が実用
温度で変化しにくく、耐久性や保存安定性に優れる円偏
光二色性の光学素子の形成性などの点より好ましく用い
うる液晶ポリマーは、下記の一般式（ａ）で表わされる
モノマー単位と、一般式（ｂ）で表わされるモノマー単
位を成分とする共重合体、就中、一般式（ａ）のモノマ
ー単位６０〜９５重量％と、一般式（ｂ）のモノマー単
位４０〜５重量％からなる共重合体を成分とするもので
ある（特願平７−２５１８１８号）。

【００２８】一般式（ａ）：（ただし、Ｒ¹は水素又はメチル基、ｍは１〜６の整
数、Ｘ¹はＣＯ₂基又はＯＣＯ基であり、ｐ及びｑは１又
は２で、かつｐ＋ｑ＝３を満足する。）一般式（ｂ）：（ただし、Ｒ²は水素又はメチル基、ｎは１〜６の整
数、Ｘ²はＣＯ₂基又はＯＣＯ基、Ｘ³は−ＣＯ−Ｒ³又は
−Ｒ⁴であり、そのＲ³はＲ⁴はであり、Ｒ⁵は下記のものである。）

【００２９】前記の一般式（ａ）、一般式（ｂ）で表わ
されるモノマー単位を形成しうるアクリル系モノマー
は、適宜な方法で合成することができる。その例として
は、先ずエチレンクロロヒドリンと４−ヒドロキシ安息
香酸を、ヨウ化カリウムを触媒としてアルカリ水溶液中
で加熱還流させてヒドロキシカルボン酸を得た後、それ
をアクリル酸又はメタクリル酸と脱水反応させて（メ
タ）アクリレートとし、その（メタ）アクリレートを４
−シアノ−４'−ヒドロキシビフェニルでＤＣＣ（ジシ
クロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（ジメチルア
ミノピリジン）の存在下にエステル化することにより一
般式（ａ）に属するモノマーを得る方法があげれる。

【００３０】また、一般式（ｂ）に属するアクリル系モ
ノマーの合成例としては、先ずヒドロキシアルキルハラ
イドと４−ヒドロキシ安息香酸を、ヨウ化カリウムを触
媒としてアルカリ水溶液中で加熱還流させてヒドロキシ
カルボン酸を得た後、それをアクリル酸又はメタクリル
酸と脱水反応させて（メタ）アクリレートとしその（メ
タ）アクリレートを、４位にＲ³基含有のＣＯ基を有す
るフェノールでＤＣＣとＤＭＡＰの存在下にエステル化
する方法や、前記の脱水反応後その（メタ）アクリレー
トを４位に不斉炭素基を有するフェノールでＤＣＣとＤ
ＭＡＰの存在下にエステル化する方法などがあげられ
る。従って前記の一般式（ａ）や一般式（ｂ）に属する
他のモノマーも、目的の導入基を有する適宜な原料を用
いて上記に準じて合成することができる。

【００３１】なお前記の４位にＲ³基含有のＣＯ基を有
するフェノールは、例えば先ずクロロ蟻酸メチルと４−
ヒドロキシ安息香酸をアルカリ水溶液中で反応させてカ
ルボン酸とし、それをオキサリルクロリドで酸クロライ
ドとした後、ピリジン／テトラヒドロフラン中でＨ−Ｒ
³と反応させてＲ³基を導入し、ついでそれをアンモニア
水で処理して保護基を除去する方法などにより、また４
位に不斉炭素基を有するフェノールは、例えば４−ヒド
ロキシベンズアルデヒドと（Ｓ）−（−）−１−フェニ
ルエチルアミンをトルエン中で共沸脱水する方法などに
より得ることができる。

【００３２】上記した共重合体は、その一般式（ｂ）で
表わされるモノマー単位の含有率を変えることでコレス
テリック液晶のピッチを変化させることができ、円偏光
二色性を示す波長は当該ピッチで決定される。従って一
般式（ｂ）で表わされるモノマー単位の含有率の制御で
円偏光二色性を示す波長を調節することができ、可視光
域の光に対して円偏光二色性を示す光学素子も容易に得
ることができる。

【００３３】上記した如く主鎖型液晶ポリマーの調製は
例えば、成分モノマーをラジカル重合方式やカチオン重
合方式やアニオン重合方式等により共重合させる、通例
のポリマー合成に準じた適宜な方式で行うことができ
る。また側鎖型液晶ポリマーの調製も例えば、アクリル
酸やメタクリル酸のエステルの如きビニル系主鎖形成用
モノマーに必要に応じスペーサ基を介してメソゲン基を
導入したモノマーをラジカル重合法等によりポリマー化
するモノマー付加重合方式や、ポリオキシメチルシリレ
ンのＳi−Ｈ結合を介し白金系触媒の存在下にビニル置
換メソゲンモノマーを付加反応させる方式、主鎖ポリマ
ーに付与した官能基を介し相関移動触媒を用いたエステ
ル化反応によりメソゲン基を導入する方式や、マロン酸
の一部に必要に応じスペーサ基を介してメソゲン基を導
入したモノマーとジオールとを重縮合反応させる方式な
どの適宜な方式で行うことができる。

【００３４】本発明においては前記した主鎖型や側鎖型
の液晶ポリマーの調製に際し、架橋関与基含有モノマー
を共重合させて分子中に架橋関与基を有する液晶ポリマ
ーとすることもできる。液晶ポリマー中に架橋関与基を
含有させることでガラス転移温度、ひいては配向処理温
度を低下させることができ、しかもその架橋関与基を介
し適宜な架橋剤を介し架橋できて耐熱性を大きく向上さ
せることができる。

【００３５】架橋関与基含有モノマーとしては、例えば
重合に関与する基と架橋関与基とを両端に有するモノマ
ーなどが好ましく用いられる。主鎖型液晶ポリマーは、
前記の如くかかるモノマーを共重合させることで得られ
る。側鎖型液晶ポリマーの場合には、重合に関与する基
を有する液晶モノマーと、架橋関与基含有モノマーを共
重合させることで得ることができる。

【００３６】前記の液晶モノマーにおけるメソゲンにつ
いては特に限定はない。メソゲンと主鎖骨格を連結する
スペーサ部を形成するメチレン単位の数は、０〜１２、
就中２〜６が好ましく、末端基はシアノ基やメトキシ基
などが好ましい。コレステリック配向性は、末端に不斉
炭素を有するキラル成分の導入により付与することがで
きる。

【００３７】また上記した側鎖型の液晶ポリマーを調製
する場合における、架橋関与基含有モノマーは、液晶性
を示すか、液晶性を乱さないものが好ましく用いうる。
架橋関与基含有モノマーにおける架橋関与基としては、
シクロヘキセン環やアクリル基などの不飽和炭化水素結
合が好ましく、就中、合成の容易さやモノマー重合時の
安定性などの点より、シクロヘキセン環が好ましい。

【００３８】架橋関与基を有する側鎖と主鎖骨格を連結
するスペーサ部を形成するメチレン単位の数は、０〜１
２、就中２〜６が好ましい。また液晶モノマーに対する
架橋関与基含有モノマーの共重合割合は、液晶性の低下
防止などの点より５０モル％以下、就中４０モル％以
下、特に３０モル％以下が好ましい。

【００３９】本発明において用いる液晶ポリマーは、成
膜性や膜強度、配向性やその均一性などの点より、重量
平均分子量が２千〜１０万、就中２．２千〜８万、特に
２．５千〜５万のものが好ましい。なお架橋関与基を有
する液晶ポリマーにおいては、主鎖型の場合には主鎖末
端又は主鎖中に、側鎖型の場合には主鎖末端、主鎖中、
側鎖中又は側鎖末端に架橋関与基を有するものが好まし
く、就中、側鎖末端に有するもが好ましい。

【００４０】上記した架橋型の液晶ポリマーを必要に応
じて架橋処理するための架橋剤としては、適宜なものを
用いうるが液晶性を示すものが好ましく、また配向処理
した液晶ポリマーにおける配向乱れの防止などの点より
は、例えば一般式（Ａ）：Ｒ¹−（Ｎ₃）ｎ（ただしＲ¹
は有機基、ｎは１〜５の整数である。）で表される多官
能アジド化合物などが好ましく用いられる。就中、式中
のｎ（アジド基の数）が２〜４個、特に２個のものが好
ましい。さらに架橋処理時の感度等の点よりは、芳香族
系多官能アジドなどが好ましい（特願平７−３４５９１
２号）。

【００４１】液晶ポリマーの配向性等も良好な芳香族系
多官能アジドとしては、例えば分子中に２〜４個のフェ
ニル基を有し、フェニル基の全部又は一部がパラ位に結
合した骨格構造を有するもの、就中、分子中に２個のフ
ェニル基を有してそれがパラ位に結合した骨格構造を有
するものなどがあげられる。なおフェニル基がメタ位や
オルト位に結合したものは、液晶ポリマーの配向性を低
下させる場合がある。

【００４２】前記芳香族系多官能アジドの具体例として
は、２，６−ジ（ｐ−アジドベンザル）シクロヘキサノ
ン、２，６−ジ（ｐ−アジドベンザル）−４−メチルシ
クロヘキサノン、２，６−ジ（ｐ−アジドベンザル）−
４−エチルシクロヘキサノン、４，４'−ジアジドジフ
ェニルメタン、４，４'−ジアジド−２，２'−ジメトキ
シビフェニル、２，２'−ビス（４−アジドフェノキシ
フェニル）プロパン、４，４'−ジアジドカルコンなど
があげられる。

【００４３】液晶ポリマーに対する多官能アジド化合物
の使用量は、過少による耐熱性の向上不足（架橋不
足）、過多によるアジド化合物の析出や液晶ポリマーの
液晶化温度範囲の縮小や配向性の低下などを防止する点
より、液晶ポリマー１００重量部あたり、１〜７０重量
部、就中５〜５０重量部、特に１０〜３０重量部が好ま
しい。

【００４４】多官能アジド化合物を含有する液晶ポリマ
ーの調製は、例えば溶媒を介して液晶ポリマーと多官能
アジド化合物を混合することにより行うことができる。
その溶媒には液晶ポリマーと多官能アジド化合物を溶解
しうる適宜なものを用いることができ、特に限定はな
い。その例としては、１，１，２，２−テトラクロロエ
タンやシクロヘキサノン、塩化メチレンやクロロホルム
等の単独溶媒や混合溶媒などがあげられる。

【００４５】光学素子の形成に際しては、光学特性や温
度特性の制御等を目的に１種又は２種以上の液晶ポリマ
ーを混合して用いることができる。ちなみに上記した一
般式（ａ）と一般式（ｂ）に基づく共重合体からなる液
晶ポリマーの２種以上を、その円偏光二色性を示す波長
域の異なる組合せで併用することにより、円偏光二色性
を示す波長域を調節することができる。また一般式
（ａ）又は一般式（ｂ）で表わされるモノマー単位の１
種又は２種以上を用いて当該一般式に基づいたホモ型ポ
リマーを形成し、その一般式（ａ）系のポリマーと一般
式（ｂ）系のポリマーを混合する方式にても光学特性や
温度特性等を制御することができる。

【００４６】光学素子の耐久性や、円偏光二色性の場合
のピッチ等の配向特性の実用時における温度変化等に対
する安定性、ないし無変化性などの点より、好ましく用
いうる液晶ポリマーは、ガラス転移温度が４０℃以上、
就中６０℃以上、特に８０℃以上のものである。なお用
いる液晶ポリマーのガラス転移温度の上限は、上記した
光学フィルムの耐熱性に基づいて決定される。

【００４７】光学フィルムの配向膜上に設けた液晶ポリ
マーの配向層は、上記した如くその液晶ポリマーのタイ
プに応じて必要に応じ架橋処理することもできる。配向
層の架橋処理は、耐熱性の向上などに有利である。すな
わち液晶ポリマーを配向処理する点よりは、ガラス転移
温度の低い液晶ポリマーがその処理操作などの点より有
利であるが、そのままでは耐熱性不足で実用温度で光学
特性が安定しない場合などに液晶ポリマーの配向処理後
にその耐熱性を向上させる方法等として架橋処理を利用
することができる。

【００４８】架橋処理は、液晶ポリマーのタイプに応じ
て光照射方式や加熱方式等の適宜な方式で行うことがで
き、２種以上の架橋方式を併用することもできる。上記
した多官能アジド化合物を用いた場合には、光照射方式
と加熱方式のいずれでも架橋処理することができる。そ
の光照射には、紫外線や電子線等の適宜な放射線を用い
うるが、液晶ポリマーの変質防止等の点よりは紫外線が
好ましい。就中、液晶ポリマーの吸収が少なくてアジド
基が分解されやすい波長、特に２００〜４００nmの波長
の紫外線が好ましい。光照射に際しては、酸素阻害によ
る影響を回避するため減圧下等で行うことが好ましい。
なお加熱処理の場合の加熱温度は、アジド基等の架橋剤
の分解温度等に応じ適宜に決定することができる。

【００４９】また光学フィルムが延伸フィルムの両面に
配向膜を有する場合には、表裏で異なる液晶ポリマー層
とした光学素子とすることもできるが、かかる光学フィ
ルムでは、当該配向膜を同じ延伸条件で形成することよ
りそれらの配向性能を均一化しやすく、それにより表裏
における液晶ポリマーも均一性よく配向させうる利点が
ある。かかる利点は、液晶ポリマー配向層の厚膜化や、
その場合の支持基材（延伸フィルム）の省略による全体
としての薄型化に有利である。

【００５０】本発明の光学素子は、光学フィルムの片面
又は両面に液晶ポリマーの配向層を有する形態や、光学
フィルム間に液晶ポリマーの配向層が介在する形態、光
学フィルムより液晶ポリマーの配向層を剥がしたフィル
ム形態などの適宜な形態物として得ることができる。

【００５１】なお形成する液晶ポリマー配向層の厚さ
は、使用目的に応じた光学特性などにより適宜に決定し
うるが、一般には柔軟性等の点より１００μm以下、就
中０．５〜５０μm、特に１〜３０μmとされる。なお光
学素子の形成に際しては、液晶ポリマーに安定剤や可塑
剤などの無機や有機、あるいは金属類などからなる種々
の添加剤を必要に応じて配合することができる。

【００５２】本発明の光学素子は、液晶ポリマー配向層
の光学特性に応じて適宜な目的に用いうる。ちなみに上
記した円偏光二色性を示す場合には、入射光を左右の円
偏光に分離して透過光及び反射光として供給することよ
り、視野角の広さに優れ、視角変化に対する光学特性の
変化が小さくて、斜め方向からも直接観察される直視型
等の液晶表示装置などに好ましく用いうる。特に反射層
等を介して反射円偏光を再利用することで光の利用効率
の向上を図ることができ、大面積化等も容易であること
より液晶表示装置等におけるバックライトシステムなど
として好ましく用いうる。

【００５３】前記において単層の液晶ポリマー配向層で
は通例、円偏光二色性を示す波長域に限定があり、その
限定は通常、約１００nmの波長域に及ぶ広いものである
が、液晶表示装置等に適用する場合などに望まれる可視
光の全域には及ばない。かかる場合には、異なる波長の
光に対して円偏光二色性を示す液晶ポリマーの配向層を
積層することで、円偏光二色性を示す波長域を拡大する
ことができる。

【００５４】ちなみに、反射円偏光の中心波長が３００
〜９００nmの液晶ポリマー配向層を同じ方向の円偏光を
反射する組合せで、かつ選択反射の中心波長が異なる、
就中それぞれ５０nm以上異なる組合せで用いて、その２
〜６種類を積層することで可視光の全域等の広い波長域
で円偏光二色性を示す光学素子を形成することができ
る。なお同じ方向の円偏光を反射するものの組合せとす
る点は、各層で反射される円偏光の位相状態を揃えて各
波長域で異なる偏光状態となることを防止し、反射層等
を介して反射円偏光を再利用する場合にその効率の向上
を目的とする。

【００５５】また前記した液晶ポリマー配向層の積層化
は、当該波長域拡大のほか、斜め入射光の波長シフトに
対処する点などよりも有利である。積層化は、反射円偏
光の中心波長が異なる組合せで２層以上とすることがで
きる。積層に際しては、粘着剤などを用いて各界面での
表面反射損の低減を図ることが好ましい。

【００５６】

【実施例】

実施例１厚さ５０μmのトリアセチルセルロースフィルム上に、
ポリビニルアルコールの５％水溶液を塗工し、８０℃で
５分間乾燥させて厚さ約０．１μmの配向膜変性層を設
けた後、その複合フィルムを１７０℃で１．１０倍に一
軸延伸して光学フィルムを得た。この光学フィルムの位
相差は、５５０nmの波長光に基づいて１８nmであった。

【００５７】

【００５８】次に、前記した化学式（ａ１）のモノマー
１６．５重量部（４０ミリモル）、化学式（ａ２）のモ
ノマー１７．１重量部（４０ミリモル）、及び化学式
（ｂ１）のモノマー９．１８重量部（２０ミリモル）の
割合で用いた重量平均分子量が１１５００の液晶ポリマ
ーからなる２０重量％トリクロロエタン溶液を前記光学
フィルムの配向膜上にバーコーターにて塗工し、８０℃
で５分間乾燥処理した後、１５０℃で５分間加熱配向処
理して室温にて放冷し、厚さ２μmの液晶ポリマー配向
層を有する光学素子を得た。

【００５９】前記の光学素子は、その液晶ポリマー層が
良好な配向状態を示して、鏡面的に赤黄色光を反射する
円偏光二色性を示し、その反射光は波長５６５〜６７５
nmの右円偏光であった。なお液晶ポリマーは、ガラス転
移温度が１０５℃で、等方相転移温度が２３８℃であ
り、その間の温度でコレステリック構造を示すものであ
った。

【００６０】実施例２厚さ１００μmのアモルファスポリオレフィン上に、ポ
リアミクサンの５％溶液を塗工し、８０℃で５分間乾燥
させて厚さ約０．１μmの配向膜変性層を設けた後、そ
の複合フィルムを１７０℃で１．１０倍に一軸延伸して
得た、５５０nmの波長光に基づく位相差が１０nmの光学
フィルムを用いたほかは実施例１に準じて光学素子を得
た。この光学素子も、その液晶ポリマー層が良好な配向
状態を示して、実施例１と同様の光学特性を示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図

【図２】他の実施例の断面図

【符号の説明】

１：光学フィルム１１：延伸フィルム１２，１３：配向膜２，３：液晶ポリマーの配向層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複屈折による位相差が小さい透明な延伸
フィルムの上に、延伸形成した配向膜を有することを特
徴とする液晶配向用の光学フィルム。
【請求項２】請求項１において、延伸フィルムがトリ
アセチルセルロース系、アモルファスポリオレフィン系
又は変性アクリル系のポリマーからなり、配向膜がポリ
イミド系、ポリビニルアルコール系、ポリエステル系、
ポリアリレート系、ポリアミドイミド系又はポリエーテ
ルイミド系のポリマーからなる光学フィルム。
【請求項３】請求項１又は２において、延伸フィルム
の厚さが１０〜１００μmで位相差が５０nm以下であ
り、配向膜の厚さが０．０１〜２μmである光学フィル
ム。
【請求項４】延伸処理で発生する複屈折の位相差が小
さい透明フィルムの上に配向膜変性層を設けて、その複
合フィルムを延伸処理することを特徴とする液晶配向用
の光学フィルムの製造方法。
【請求項５】請求項１〜３に記載の光学フィルムにお
ける配向膜の上に、液晶ポリマーの配向層を有すること
を特徴とする光学素子。