WO2006137268A1 - 円偏光板、円偏光板の製造方法、光学フィルム、液晶表示装置およびエレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

円偏光板の層構造を簡略化することによって、厚みが抑えられ、高温、高湿条件下においても剥がれなどの不具合が生じることがなく、さらにはツイステッドネマチック配向構造を固定化した液晶層からなる光学異方素子の配向軸角度を偏光板の吸収軸に対して任意に設定して、長尺フィルム形態から連続的に貼り合わせ可能な円偏光板として、三酢酸セルロースフィルム上に配向した液晶層からなる光学異方素子と透光性保護フィルムとの間に偏光素子が挟持され、かつ、該光学異方素子が可視光域で略４分の１波長の位相差を有する光学異方素子から少なくとも構成される円偏光板であって、該液晶層がツイステッドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルムを含むことを特徴とする円偏光板が提供される。

Description

円偏光板、 円偏光板の製造方法、 光学フィルム、 液晶表示装置および エレクトロノレミネッセンス素子

[技術分野]

本発明は、 ッイステツドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルムからな る円偏光板、 その製造方法、 該円偏光板を含む光学フィルムに関し、 さらには、 明

該円偏光板や光学フィルムを用いた液晶表示装置、 あるいはまたは自発光の平面 型ディスプレイの他、 各種発光体や照明等に使用するエレグトロルミネッセンス 田

素子 （以下、 E L素子という。 ） に関し、 特に、 視認性に優れた有機 E L素子に 関する。

[背景技術]

円偏光板は、 液晶表示装置、 有機 E L素子の画質向上に用いられるなど工業的 に重要な役割を担ってきた。

例えば、 液晶表示装置に円偏光板を適用する場合を紹介する。

液晶表示装置は、 一般に、 液晶セルを一対の直線偏光板で挟み、 パックライト ¾：利用して表示を行う透過型液晶表示装置、 あるいは、 パックライ トの代わりに 反射板を配置して、 外光を利用して表示を行う反射型液晶表示装置が知られてい る。 また、 屋外では明るい反射表示が可能となり、 かつ、 暗い室内の環境下では 良好な透過表示が可能となる液晶表示装置として、 液晶セルの内部に入射光の一 部を透過する半透過反射板を配置した液晶セルを一対の直線偏光板で挟み、 かつ バックライ トを備えた半透過反射型液晶表示装置が提案されている（特許文献 1 )。 バックライ ト非点灯の状態では、 外光を利用した反射型 （反射モード） として、 暗い環境ではバックライトを点灯させた透過型 （透過モード） として使用するも のである。

この半透過反射型液晶表示装置では、 反射モードにおいては、 1枚の偏光板を 利用して表示を行い、 透過モードにおいては、 2枚の偏光板を利用して表示を行 うため、 液晶セルに円偏光を入射させる必要があることから、 位相差フィルムを 両側の偏光板と液晶セルの間に配置させる必要がある。

次に、 有機 E L素子に円偏光板を適用する場合を紹介する。

電極間に発光層を設け、 これに電圧を印加して発光を生じる E L素子は、 平面 型照明、 光ファイバ一用光源、 液晶ディスプレイ用バックライト、 液晶プロジェ クタ用パックライト、 ディスプレイ装置等の各種光源として盛んに研究、 開発が 進められている。 その中でも、 特に、 有機 E L素子は、 発光効率、 低電圧駆動、 軽量、低コストという点で優れており、近年極めて注目を浴びている素子である。 有機 E L素子は、 陰極から電子を、 陽極から正孔を注入し、 両者が発光層で再 結合することにより、 発光層の発光特性に対応した可視光線の発光を生じさせる ものである。 陽極には、 現状使用することのできる透明導電性材料の中では最も 電気伝導度が高く、 比較的仕事関数が大きく、 高い正孔注入効率が得られるとい う点から、 専ら I T Oが使用される。 一方、 陰極には、 通常金属電極が使用され るが、電子注入効率を考慮し、仕事関数の観点から、 M g、 M g A g、 M g I n、 A l、 L i A 1等の材料が使用される。 これらの金属材料は、 光反射率が高く、 電極 （陰極） としての機能の他に、 発光層で発光した光を反射し、 出射光量 （発 光輝度） を高める機能も担っている。 すなわち、 陰極方向に発光した光は、 陰極 である金属材料表面で鏡面反射し、 透明な I T O電極 （陽極） から出射光として 取り出されることになる。

' 斯かる構造を有する有機 E L素子は、 陰極が光反射性の強い鏡面となっている ため、 発光していない状態では外光反射が著しく目立つことになる。 即ち、 室内 照明の映り込みなどが激しく、 明所では黒色が表現できなくなり、 ディスプレイ 装置用の光源として使用するには、 明室コントラストが極端に低いという致命的 な問題点を有する。

しかしながら、 有機 E L素子の陰極が、 平滑な鏡面反射面であることを逆に利 用すれば、 円偏光板を設置することにより、 陰極での外光反射を著しく抑制する ことが可能である。 鏡面の外光反射防止に円偏光板を使用することは、 既に公知 の技術であり、 有機 E L素子に円偏光板を使用することも知られている （特許文 献 2〜3 ) 。

円偏光板は、 一般に、 偏光板と可視光城で 4分の 1波長の位相差を有する位相 差フィルムを貼りあわせることにより、作製できることが知られている。し力 し、 位相差フィルムとそれを貼り合わせるための粘接着層の分だけ厚みが増し、 円偏 光板の製造工程でロールに卷き取る際に、 1ロールあたりの卷き取り量が少なく なり生産性が悪くなるという問題や、 最終製品の液晶パネルの厚みが増すという 問題がある。 また、 異種の複数の層から構成されるため各層の熱や湿度による伸 縮挙動の違いにより、 偏光板と位相差フィルムの界面が高温または高湿条件下で 剥がれる等の不具合が生じる場合があった。 従来、 位相差フィルムとしてはポリ カーボネート等を一軸延伸配向させた高分子フィルムを用いるものがほとんどで あり、 長尺フィルム形態におけるそれらの配向軸は通常延伸方向すなわち MD方 向に限られている。 すなわち、 延伸配向させた位相差フィルムでは、 高分子の配 向を自在にコント口ールすることが困難であり光学特性の自由度に制限があつた。 一方、偏光板もポリビニルアルコール等の一軸延伸フィルムを使用しているため、 長尺フィルム形態における吸収軸は通常 MD方向に限られている。 従って、 偏光 板と位相差フィルムを長尺フィルム形態から連続的に貼り合わせて楕円偏光板を 製造する場合、 偏光板の吸収軸と位相差フィルムの配向軸が平行の特殊な場合に 限られていた。

通常、 吸収型直線偏光板と、 1軸延伸フィルムからなる 1 Z 4波長板を組み合 わせて円偏光板を形成する場合、 それらの光軸が 4 5度又は 1 3 5度で交差する ように積層させる必要がある。 しかしながら、 4 5度又は 1 3 5度の交差角のよ うに平行以外の軸配置にするためには、 長尺フィルムからシート状に切り出して 貼り合わせる必要があり、 工程が煩雑で生産性が悪いという問題もあった。 以上 のように、 偏光板の吸収軸と位相差フィルムの配向軸が様々な軸配置を有し、 光 学性能に優れた円偏光板への要求に対して十分に対応することができなかった。 特許文献 4および特許文献 5においては、 液晶性高分子化合物を配向固定化さ せた光学異方素子が提案されている。 更に、 特許文献 6および特許文献 7におい ては、 ッイステツドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルムからなる 1ノ 4波長板が提案されている。 このような液晶性高分子化合物を用いた場合、 配 向軸角度が任意に設定できるため、 長尺フィルム形態から連続的に貼り合わせて 種々の円偏光板が製造可能である。しかし前述のように、円偏光板の厚みが増し、 偏光板と光学異方素子の界面が高温または高湿条件下で剥がれる等の不具合が生 じる場合があった。 特許文献 1 ：特開平 1 -206846号公報

特許文献 2 ：特開平 8 321 38 1号公報

特許文献 3 ：特開平 9 1 2 7885号公報

特許文献 4 ：特開平 4 5701 7号公報

特許文献 5 ：特開平 6 2423 1 7号公報

特許文献 6 ：特開平 2 02-489 1 7号公報

特許文献 7 ：特開平 2 04-309904号公報

[発明の開示]

本発明の目的は、 円偏光板の層構造を簡略化することによって、 厚みが抑えら れ、 高温、 高湿条件下においても剥がれなどの不具合が生じることがなく、 さら にはツイステッドネマチック配向構造を固定化した液晶層からなる光学異方素子 の配向軸角度を偏光板の吸収軸に対して任意に設定して、 長尺フィルム形態から 連続的に貼り合わせ可能な円偏光板と、 その製造方法およびそれを使用した光学 フィルム、 液晶表示装置または自発光の平面型ディスプレイの他、 各種発光体や 照明等に使用する有機 E L素子を提供することを目的とする。

すなわち、 本発明の第 1は、 三酢酸セルロースフィルム上に配向した液晶層か らなる光学異方素子と透光性保護フィルムとの間に偏光素子が挟持され、 かつ該 学異方素子が可視光域で略 4分の 1波長の位相差を有する光学異方素子から少 なくとも構成される円偏光板であって、 該液晶層がツイステツドネマチック配向 構造を固定化した液晶フィルムを含むことを特徴とする円偏光板である。

本発明の第 2は、 波長 550 nmの光に対する液晶フィルムの複屈折 Δ nと厚 み (nm) の積が、 140 nm以上 300 nm以下の範囲に設定され、 かつね じれ角 30度以上 85度以下の範囲に設定されていることを特徴とする本発明 の第 1に記載の円偏光板である。

本発明の第 3は、 波長 550 nmの光に対する液晶フィルムの複屈折 Δ nと厚 み d (nm) の積おょぴねじれ角の組み合わせが、 （1) 1 55 11111以上1 75 n m以下且つ 40度以上 50度以下、 （ 2 ) 1 76 n m以上 21 6 n m以下且つ 58度以上 70度以下、 または （3) 230 nm以上 270 nm以下且つ 70度 以上 80度以下のいずれかの条件を満足するように設定されていることを特徴と する本発明の第 2に記載の円偏光板である。

本発明の第 4は、 前記液晶フィルムが、 液晶材料を液晶状態においてツイステ ッドネマチック配向させ、 その状態から冷却することにより該配向をガラス固定 化した液晶フィルムであることを特徴とする本発明の第 1〜3のいずれかに記载 の円偏光板である。

本発明の第 5は、 前記液晶フィルムが、 液晶材料を液晶状態においてツイステ ッドネマチック配向させ、 光または熱による架橋反応により該配向を固定化した 液晶フィルムであることを特徴とする本発明の第 1〜 3のいずれかに記載の円偏 光板である。

本発明の第 6は、 前記円偏光板の厚みが 2 5 0 μ πι以下であることを特徴とす る本発明の第 1〜 5のいずれかに記載の円偏光板である。

本発明の第 7は、 前記光学異方素子が鹼化処理されていることを特徴とする本 発明の第 1〜 6のいずれかに記載の円偏光板である。

本発明の第 8は、 前記液晶層の表面に透光性オーバーコート層が設けられてい ることを特徴とする本発明の第 1〜 7のいずれかに記載の円偏光板である。 本発明の第 9は、 透光性オーバーコート層がアクリル系樹脂からなることを特 徴とする本発明の第 8に記載の円偏光板である。

本発明の第 1 0は、 液晶層の両側表面のいずれか一方の表面付近における液晶 分子の配向方向が、 MD方向と平行でないことを特徴とする本発明の第 1〜 9の いずれかに記載の円偏光板である。

本発明の第 1 1は、 光学異方素子、 透光性保護フィルムおよび偏光素子が長尺 フィルムの形態であることを特徴とする本発明の第 1〜 1 0のいずれかに記載の 円偏光板である。

本発明の第 1 2は、 三酢酸セルロースフィルム上に液晶層を形成したのち、 該 液晶層の表面に透光性オーバーコート層を設けることによつて光学異方素子を製 造し、 次いで該光学異方素子に鹼化処理を施し、 しかる後に偏光素子を接着剤層 を介して該光学異方素子と透光性保護フィルムに挟持されるように貼り合わせる ことを特徴とする本発明の第 1〜 1 1のいずれかに記載の円偏光板の製造方法で ある。

本発明の第 1 3は、 本発明の第 1〜1 1のいずれかに記載の円偏光板とコレス テリック液晶フィルムからなる光学フィルムである。

本発明の第 1 4は、 液晶セルの少なくとも片側の面に、 本発明の第 1〜 1 1の いずれかに記載の円偏光板が配置されていることを特徴とする液晶表示装置であ る。

本発明の第 1 5は、 液晶セルの少なくとも片側の面に、 本発明の第 1 3に記載 の光学フィルムが配置されていることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の第 1 6は、 本発明の第 1〜1 1のいずれかに記載の円偏光板を具備す ることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子である。

本発明の第 1. 7は、 該円偏光板と発光層との間に光拡散層を有することを特徴 とする本発明の第 1 6に記載のエレクトロルミネッセンス素子である。

本発明では、 光学異方素子を偏光素子の保護フィルムとして用いることにより 円偏光板を製造する。 そうすることによって、 偏光素子の両側が三酢酸セルロー スフィルムで保護された偏光板に光学異方素子を貼合するよりも、 円偏光板を構 成する層数を減らすことができる。 その結果として、 熱あるいは湿度による各層 の収縮ひずみの影響が小さくなり、 貼り合わせた界面での剥がれ等の不具合をな くすことが可能である。 ただし、 通常の三酢酸セルロースフィルム上に液晶層を 設けた光学異方素子では偏光素子と接着することが難しい。 本発明では光学異方 素子を鹼化することでその問題点を解決し、 全体として、 前記した本発明の目的 を効果的に達成することが可能となった。 以下、 本発明を詳述する。

本発明の円偏光板に使用される光学異方素子の液晶層は、 例えば、 配向処理基 板上で配向させた液晶高分子物質をガラス転移温度 （T g ) 以下に冷却し、 配向 を固定イ することによって得られる。 そのような液晶高分子物質としては、 溶融 時に液晶性を示すサーモト口ピック液晶ポリマーが用いられる。 使用されるサー モト口ピック液晶ポリマーは、 溶融状態 （液晶状態） からガラス転移点 （T g ) 以下に冷却しても液晶相の分子配列状態が保持されることが必要である。

液晶高分子物質の溶融時の液晶相は、 スメクチック、 ネマチック、 ねじれネマ チック、 コレステリックなどのいずれの分子配列構造であってもよく、 配向基板 付近及び空気界面付近ではそれぞれホモジニァス配向及ぴホメォト口ピック配向 状態であり、 液晶高分子物質の平均のダイレクターがフィルムの法線方向から傾 斜しているいわゆるハイブリッド配向であってもよい。

液晶高分子物質としては、 各種の主鎖型液晶高分子物質、 側鎖型液晶高分子物 質、 またはこれらの混合物等を用いることができる。 主鎖型液晶高分子物質とし ては、 ポリエステル系、 ポリアミ ド系、 ポリカーボネート系、 ポリイミ ド系、 ポ リウレタン系、 ポリべンズイミダゾール系、 ポリベンズォキサゾ一ル系、 ポリべ ンズチアゾール系、 ポリアゾメチン系、 ポリエステルァミ ド系、 ポリエステル力 ーボネート系、 ポリエステルイミ ド系の液晶高分子化合物、 またはこれらの混合 物等が挙げられる。 これらの中でも液晶性を与えるメソゲン基とポリメチレン、 ポリエチレンォキサイド、 ポリシロキサン等の屈曲鎖とが交互に結合した半芳香 族系ポリエステル系液晶高分子化合物や、 屈曲鎖のない全芳香族系ポリエステル 系液晶高分子化合物が本発明では望ましい。また側鎖型液晶高分子物質としては、 ポリアクリレート系、ポリメタタリレート系、ポリビュル系、ポリシロキサン系、 ポリエーテル系、 ポリマロネート系、 ポリエステル系等の直鎖状又は環状構造の 骨格鎖を有する物質に側鎖としてメソゲン基が結合した液晶高分子物質、 または これらの混合物等が挙げられる。 これらの中でも、 骨格鎖に屈曲鎖からなるスぺ 一サーを介して液晶性を与えるメソゲン基が結合した側鎖型液晶高分子物質や、 主鎖おょぴ側鎖の両方にメソゲンを有する分子構造の液晶高分子物質が本発明で は望ましい。

また液晶材料としては、 ッイステツドネマチック配向を誘起するために、 当該 材料中にカイラル剤を添加するか、 少なくとも 1種のカイラルな構造単位を有す る各種液晶物質または非液晶物質を配合した液晶材料であることが特に望ましい。 カイラルな構造単位としては、 例えば、 光学活性な 2—メチルー 1 , 4—ブタ ンジオール、 2 , 4—ペンタンジオール、 1 , 2—プロパンジオール、 2—クロ ロー 1 ， 4ープタンジォーノレ、 2—フノレオ口一 1 , 4—ブタンジォーノレ、 2—プ 口モー 1 , 4ープタンジォ一/レ、 2—ェチノレ一 1 , 4一ブタンジォーノレ、 2—プ ロピノレ一 1 , 4ープタンジォーノレ、 3—メチノレへキサンジォーノレ、 3—メチノレア ジピン酸、 ナプロキセン誘導体、 カンファー酸、 ビナフトール、 メントールある いはコレステリル基含有構造単位またはこれらの誘導体 （例えばジァセトキシ化 合物などの誘導体） 力、ら誘導される単位を利用することができる。 上記のジォー ル類は R体、 S体のいずれでも良く、 また R体おょぴ S体の混合物であっても良 い。 なおこれら構造単位は、 あくまでも例示であって本発明はこれによって何ら 制限されるものではない。

またオリゴマーや低分子液晶化合物であっても、 架橋性基の導入あるいは適宜 な架橋剤のブレンドによって、 液晶状態で、 あるいは液晶転移温度以下に冷却し て配向固定化された状態で、 熱架橋あるいは光架橋等の手段により高分子化でき るものも液晶高分子物質に含まれる。 また、 ディスコチック液晶化合物であって も問題なく使用することができる。 液晶高分子物質は通常、 光学的に正または負 の一軸性を示すものが用いられる。 それらの光学特性は、 光学異方素子に要求さ れる機能によって適宜選択されるが、 ねじれネマチック配向した高分子液晶層の 場合は、 正の一軸性を示す液晶高分子物質が好適に用いられる。

前記低分子液晶化合物としては、 シッフ塩基系、 ビフエニル系、 ターフェニル 系、 エステル系、 チォエステル系、 スチルベン系、 トラン系、 ァゾキシ系、 ァゾ 系、 フエニノレシクロへキサン系、 ピリミジン系、 シクロへキシ /レシクロへキサン 系、 トリメシン酸系、 トリフエ二レン系、 トノレクセン系、 フタロシアニン系、 ポ ルブイリン系分子骨格を有する低分子液晶化合物、 またはこれら化合物の混合物 等が挙げられる。

. 液晶高分子物質の T gは、 配向固定化後の配向安定性に影響を及ぼすため、 室 以上であることが好ましく、 5 0 °C以上であることがより好ましい。 T gは、 液晶高分子物質に用いられるモノマーの種類、 モノマー比、 重合条件等によって 調節できるが、 前記のような架橋手段によっても調節が可能である。

三酢酸セルロースフィルムは基本的に透明支持フィルムとして用いられており、 光学異方素子が主に色補償に使用される場合は、 できるだけ光学異方性の小さい ものが望ましい。 視野角補償に用いられる場合には、 高分子液晶層の光学特性を 補完する光学特性を有するものを用いることができ、 通常、 光学的に負の一軸性 また二軸性のものが用いられる。 三酢酸セルロースフィルム上に高分子液晶層を 形成する方法としては、 配向処理をした三酢酸セルロースフィルム上に高分子液 晶を配向させて、 該フィルム上に高分子液晶層を直接形成する方法 Aと、 別の配 向基板上で高分子液晶を配向させて高分子液晶層を形成させた後に、 該層を三酢 酸セルロースフィルム上に転写する方法 Bがある。 方法 Aの場合、 三酢酸セルロースフィルムに有機または無機の配向膜を設けた ものが好適に用いられる。 有機配向膜としてはポリビュルアルコールやポリイミ ド誘導体を挙げることができる。 配向膜が設けられた面には、 ラビング処理など の配向処理が施される。

方法 Bの場合、 配向基板としては、 例えばポリイミ ド、 エポキシ榭脂、 フエノ ール樹脂などの熱硬化性樹脂、ナイロンなどのポリアミ ド；ポリエーテルイミ ド； ポリエーテルケトン ； ポリエーテルエーテルケトン （P E E K) ； ポリケトン ； ポリエーテルスノレフォン ； ポリフエ二レンサノレフアイ ド ； ポリフエ二レンォキサ ィ ド； ポリエチレンテレフタレート、 ポリプチレンテレフタレートなどのポリエ ステル；ポリアセタール；ポリカーボネート ；ポリ （メタ） アタリレート ；ポリ ビュルアルコールなどの熱可塑性樹脂で例示される高分子フィルムを使用するこ とができる。 また、 高分子フィルムの表面に前記例示の他の樹脂からなる有機薄 膜を形成してもよい。 前記高分子フィルムは、 ラビング処理などの配向処理が施 されて配向基板に供せられる。 前記のような配向基板は通常、 光学等方性、 透光 性、物理特性の面から、光学異方素子に用いることが適切でない場合が多いため、 高分子液晶層を三酢酸セルロースフィルム上に転写して光学異方素子を得る。 上記のように、 配向基板 （以下、 三酢酸セルロースフィルムを含む） 上に高分 子液晶を配向させるには通常ラビング処理が施される。 以下、 ラビング処理につ いて、 長尺フィルム形態で光学異方素子を作製する場合で説明する。 ラビング処 理は、長尺の配向基板の MD方向に対して所定の任意の角度で行うことができる。

MD方向に対するラビング方向の角度は、 光学異方素子の機能に応じて適宜設定 されるが、 色補償板としての機能が要求される場合は、 通常、 MD方向に対して 斜め方向にラビングされるのが好ましい。 斜め方向の角度としては、 一 4 5度〜 + 4 5虎の範囲が好ましい。

ラビング処理は任意の方法で行うことができるが、 例えば、 長尺フィルムを M D方向に搬送するステージ上に、 長尺フィルムの MD方向に対して任意の角度で ラビングロールを配置し、 該フィルムを MD方向に搬送しながら該ラビングロー ルを回転させ、 該フィルム表面をラビング処理する。 ラビンダロールとステージ の移動方 が成す角度は自在に調整し得る機構であり、 ラビングロールの表面に は、 適宜のラビング布材が貼付してある。 次に、 液晶高分子物質を配向基板のラビング処理面に接触させて高分子液晶層 を形成する方法としては、 例えば、 液晶高分子物質を適宜の溶剤に溶解させた溶 液を塗布 ·乾燥させる方法、 あるいは、 Tダイなどにより直接液晶高分子物質を 溶融押し出しする方法などが挙げられる。 膜厚の均一性などの点からは、 溶液塗 布して乾燥する方法が適当である。 液晶高分子溶液の塗布方法としては、 特に限 定されず、例えばダイコート法、スロットダイコート法、スライドダイコート法、 ロールコート法、 パーコート法、 浸漬引き上げ法などを採用することができる。 塗布後、 適宜な乾燥方法により溶剤を除去して未配向の高分子液晶層が形成さ れる。 次いで、 所定温度で所定時間加熱して高分子液晶を配向させた後、 T _g以 下に冷却することにより配向が固定化された高分子液晶層を形成することができ る。 高分子液晶層の膜厚は、 光学異方素子の機能が発揮される範囲であれば特に 制限はなく、 約 0 . 0 5 /_t m〜l 0 0 i m、 好ましくは約 0 . 1 ^ m〜 3 0 μ m が適当である。 高分子液晶層を配向基板から三酢酸セルロースフィルムに転写す る場合、 適宜の粘接着剤を用いて行うことができる。

粘接着剤としては、 透光性であって光学的に等方であれば任意のものが使用で き、 アクリル系、 エポキシ系、 エチレン一酢酸ビュル系、 ゴム系などを挙げるこ とができるが、 特に、 アクリル系粘接着剤が好適に用いられる。 三酢酸セルロー スフイルム上に形成された配向の固定化された高分子液晶層は、 その表面を保護 するために、 光硬化型、 電子線硬化型または熱硬化型のアクリル系榭脂からなる 透光性オーバーコート層が設けられる。 高分子液晶層が架橋等による方法で形成 されている場合は、 透光性ォ一バーコート層を設ける必要がない場合もある。 以 上のようにして光学異方素子は作製されるが、 特開平 6— 2 4 2 3 1 7号公報、 特開平 1 0— 3 3 9 8 1 3号公報等に記載されている公知の方法により作製する ことができる。

上記の光学異方素子は偏光素子と貼合されるが、 貼合する前に験化処理が施さ れる。 鹼化処理は、 通常アルカリ水溶液に接触させることによって行われる。 ァ ルカリ水溶液としては、 水酸化カリウム、 水酸化ナトリウムなどが用いられ、 ァ ルカリ濃度としては、 約 0 . 1〜 1 0質量％、 好ましくは約 0 . 5〜 5質量％、 さらに好ましくは約 1〜 3質量％程度の希薄溶液で十分である。 処理条件として は、 室温で 1〜 6 0分、 好ましくは 3 0分以下、 さらに好ましくは 1 5分以下の 温和な条件で十分である。高分子液晶層にオーバーコート層が設けられていれば、 鹼化処理工程において高分子液晶層が浸食されたり、 損傷を受けたりすることは ない。

偏光素子としては、 延伸したポリ ビュルアルコール （P V A) フィルムなどの 基材に沃素や 2色性色素などの偏光要素を吸着させたものが一般的に用いられる。 偏光素子は一般的には両側を保護フィルムで挟まれて偏光板とされ、 通常は、 保 護フィルムとして三酢酸セルロースフィルムが用いられる。 本発明では、 偏光素 子の少なくとも片側に保護フィルムとして上記の光学異方素子を貼り合わせるこ とにより、 円偏光板を得ることができる。

偏光素子と光学異方素子とは、 アクリル系、 S B R系、 あるいはシリ コン系の 粘着剤または接着剤によって貼り合わされる。 光学異方素子は、 透光性オーバー コート層が設けられた高分子液晶層側、 三酢酸セルロースフィルム側のどちらで も偏光素子と貼り合わせることが可能であるが、 三酢酸セルロースフィルム側と 偏光素子を貼り合わせることが好ましい。

本発明に使用される透光性保護フィルムとしては、 上記の光学異方素子を用い ることもできるが、 複屈折の小さいゼォノア （日本ゼオン （株） 製） 、 ゼォネッ タス （日本ゼオン （株） 製） 、 A R T O N ( J S R (株） 製） 、 フジタック （富 士写真フィルム （株） 製） 等の商品名で市販されている光学異方性の少ない透光 性フィルムを用いることが好ましい。 透光性保護フィルムの厚さは、 一般には 2 Ο Ο μ πι以下であり、 1〜 1 0 0 μ mが好ましい。 特に 5〜 5 0 ^ mとするのが 好ましい。 透光性保護フィルムと偏光素子の貼り合わせは、 光学異方素子を貼り 合わせる場合と同様な方法で行われる。

本発明の円偏光板は、 偏光素子層および可視光域で略 4分の 1波長の位相差を 有する光学異方素子から少なくとも構成される。 光学異方素子は高分子液晶層を 複数層積層しても良いが、 1層でも十分な光学特性を得ることができる。

本発明の円偏光板を構成する光学異方素子は、 ッイステツドネマチック配向構 造を固定化した液晶フィルムを少なくとも含み、 可視光城で略 4分の 1波長の位 相差を有する。

光学異方素子を構成する液晶フィルムとは、 光学異方軸を有し、 且つその一方 の面から他方の面にかけて光学異方軸がねじれた構造を有するッイステツドネマ チック配向構造を固定化したフィルムを意味する。 従って、 本液晶フィルムは、 光学的に異方性を持った層をその光学異方軸が連続的にツイストするように多層 重ね合わせたものと同等の特性を有し、 通常の T N (ッイステツドネマチック） 液晶セルや S T N (スーパーッイステツドネマチック） 液晶セル等と同様に、 リ ターデーシヨン （= A n d ：複屈折 Δ nと厚み dの積で表される値） とねじれ角 を有している。 また配向構造が固定化されているとは、 液晶フィルムを使用する 条件下において配向構造が乱れず、 保持されていることを意味する。 同様の配向 状態は液晶セルにおいても作製できるが、 配向構造を固定化することで、 液晶セ ルにおけるガラス等の基板が不要となり、 軽量化、 薄肉化、 取扱い性の向上等が 達成できる。 また、 前記液晶フィルムは、 温度環境が変化するとリターデーショ ンが変化し、 元の温度に戻すとリターデーシヨンも元に戻るといった温度補償型 のものも好ましく使用できる。

また液晶フィルムとしては、 波長 5 5 0 n mの光に対する液晶フィルムの複屈 折 Δ ηと厚み d ( n m) の積が、 1 4 0 n m以上 3 0 0 n m以下、 かつねじれ角 が 3 0度以上 8 5度以下であることが円偏光特性の点で望ましい。 さらには、

( 1 ) 1 5 5 n m以上 1 7 5 n m以下かつ 4 0度以上 5 0度以下、 （2 ) 1 7 6 n m以上 2 1 6 n m以下かつ 5 8度以上 7 0度以下、 または （3 ) 2 3 0 n m以 上 2 7 O n m以下かつ 7 0度以上 8 0度以下、 のいずれかの条件を満足する液晶 フィルムが、 上述した偏光素子と組み合わせ際に良好な円偏光特性を示すことか ら特に好ましい。 なお、 ねじれの向きには 2種類あるが、 右ねじれでも左ねじれ でも構わない。

本発明の円偏光板は、 以上説明した偏光素子、 三酢酸セルロースフィルム上に 配向した液晶層からなる光学異方素子と透光性保護フィルムとから少なくとも構 成される。 なお本発明の円偏光板の厚さは、 特に制限されるものではないが、 通 常 3 0 0 m以下、好ましくは 2 5 0 u m以下、より好ましくは 2 2 0 μ m以下、 さらに好ましくは 2 0 0 μ m以下にすることが可能である。

さらに本発明の円偏光板は、 偏光素子、 光学異方素子と透光性保護フィルムの 他に、 反射防止層、 防眩処理層、 ハードコート層、 接着層、 粘着層、 光拡散層、 光拡散性接着層等を 1層または複数層含んでいても良い。 以下に本発明の円偏光板を適用する液晶表示装置について説明する。

本発明の液晶表示装置は、 前記円偏光板を少なくとも有する。 液晶表示装置は 一般的に、 偏光板、 液晶セル、 および必要に応じて位相差補償板、 反射層、 光拡 散層、 パックライト、 フロントライ ト、 光制御フィルム、 導光板、 プリズムシー ト等の部材から構成されるが、 本発明においては前記円偏光板を使用する点を除 いて特に制限は無い。 また前記円偏光板の使用位置は特に制限はなく、 また、 1 力所でも複数力所でも良い。

前記液晶表示装置に用いる偏光板は特に制限されず、 前述した円偏光板に使用 するものと同様の偏光素子から形成された偏光板を使用することができる。

液晶セルとしては特に制限されず、 電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭 持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。

液晶セルを構成する前記透明基板としては、 液晶層を構成する液晶性を示す材 料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。 具体的には、 基 板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、 基板自体は配向能に 欠けるが、 液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等が いずれも使用できる。また、液晶セルの霄極は、公知のものが使用できる。通常、 液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、 配向膜を有する基板を使用 する場合は、 基板と配向膜との間に設けることができる。

' .前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、 特に制限されず、 各種の液 晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶物質、 高分子液晶物質およびこれらの 混合物が挙げられる。 また、 これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル 剤、 非液晶性物質等を添加することもできる。

前記液晶セルは、 前記電極基板おょぴ液晶層の他に、 後述する各種の方式の液 晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていても良い。

前記液晶セルの方式としては、 T N (Twisted Nematic) 方式， S T N (Super Twisted Nematic) 方式、 E C B (Electrically Controlled Birefringence) 方 式、 I P S (In-Plane Switching) 方式、 V A (Vertical Alignment) 方式、 O C B (Optically Compensated Birefringence) 方式、 H A N (Hybrid Aligned Nematic) 方式、 A S M (Axially Symmetric Aligned Microcell) 方式、 ハーフ トーングレイスケール方式、 ドメイン分割方式、 あるいは強誘電性液晶、 反強誘 電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。

また、 液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、 S T N— L C D等に用いられる パッシブマトリタス方式、 T F T (Thin Fi lm Transistor)電極や T F D (Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリタス方式、 プラズマァドレス 方式等のいずれの駆動方式であっても良い。

前記液晶表示装置に用いる位相差補償板としては、 透明性と均一性に優れたも のであれば特に制限されないが、 高分子延伸フィルムや、 液晶からなる光学補償 フィルムが好ましく使用できる。 高分子延伸フィルムとしては、 セルロース系、 ポリカーボネート系、 ポリアリレート系、 ポリスルフォン系、 ポリアクリル系、 ポリエーテルスルフォン系、 環状ォレフィン系高分子化合物等からなる 1軸又は 2軸位相差フィルムを例示することができる。 中でもポリカーボネート系がコス ト面およびフィルムの均一性から好ましい。 また、 液晶からなる光学補償フィル ムとは、 液晶を配向させてその配向状態から生じる光学異方性を利用できるフィ ルムであれば特に制限されるものではない。 例えば、 ネマチック液晶、 ディスコ チック液晶、 スメクチック液晶等を利用した各種光学機能性フィルム等、 公知の ものを使用することができる。

ここに例示した位相差補償板は、 液晶表示装置を構成するにあたり、 1枚のみ の使用でも良いし、 複数枚使用しても良い。 また、 高分子延伸フィルムと、 液晶 か.らなる光学補償フィルムの両方を使用することもできる。

前記反射層としては、 特に制限されず、 アルミニウム、 銀、 金、 クロム、 白金 等の金属やそれらを含む合金、 酸化マグネシウム等の酸化物、 誘電体の多層膜、 選択反射を示す液晶、 又はこれらの組み合わせ等を例示することができる。 これ ら反射層は平面であっても良く、 また曲面であっても良い。 さらに反射層は、 凹 凸形状など表面形状に加工を施して拡散反射性を持たせたもの、 液晶セルの観察 者側と反対側の前記電極基板上の電極を兼備させたもの、 反射層の厚みを薄くし たり、 穴をあける等の加工を施すことで光を一部透過させるようにした半透過反 射層であっても良く、 またそれらを組み合わせたものであっても良い。

前記光拡散層は、 入射光を等方的あるいは異方的に拡散させる性質を有するも のであれば、 特に制限はない。 例えば 2種以上の領域からなり、 その領域間に屈 折率差をもつものや、 表面形状に la凸を付けたものが挙げられる。 前記 2種以上 の領域からなり、 その領域間に屈折率差をもつものとしては、 マトリ ックス中に マトリッタスとは異なる屈折率を有する粒子を分散させたものが例示される。 前 記拡散層はそれ自身が粘接着性を有するものであっても良い。

前記光拡散層の膜厚は、 特に制限されるものではないが、 通常 1 0 /i m以上 5 0 0 μ πι以下であることが望ましい。

また光拡散層の全光線透過率は、 5 0 %以上であることが好ましく、特に 7 0 % 以上であることが好ましい。さらに当該光拡散層のヘイズ値は、通常 1 0〜9 5 % であり、 好ましくは 4 0〜 9 0 %であり、 さらに好ましくは 6 0〜 9 0 %である ことが望ましい.。

前記パックライト、 フロントライト、 光制御フィルム、 導光板、 プリズムシー トとしては、 特に制限されず公知のものを使用することができる。

本発明の液晶表示装置は、 前記した構成部材以外にも他の構成部材を付設する ことができる。 例えば、 カラーフィルターを本発明の液晶表示装置に付設するこ とにより、 色純度の高いマルチカラー又はフルカラー表示を行うことができる力 ラー液晶表示装置を作製することができる。

本発明における液晶表示装置としては、 電極を備える一対の透明基板で液晶層 を狭持した液晶セルと、 該液晶セルの観察者側に配置された偏光板と、 前記偏光 板と前記液晶セルの間に配置される少なくとも 1枚の位相差補償板と、 観察者か 'ら見て前記液晶層よりも後方に設置された半透過反射層を少なくとも備える半透 過反射型液晶表示装置であって、 観察者から見て前記半透過反射層よりも後方に 前記円偏光板を有するものが特に好ましい。 このタイプの液晶表示装置では、 円 偏光板後方にバックライトを設置することで反射モードと透過モード両方の使用 が可能となる。

例えば、 液晶セルとして S T N— L C D方式のものを使用した場合、 前記位相 差補償板として前記高分子延伸フィルムを 2枚および または前記液晶からなる 光学補償フィルムを 1枚用いたものが、 良好な表示を得ることができることから 望ましい。

液晶からなる光学補償フィルムとしては、 ッイステツドネマチック配向構造を 固定化した光学補償フィルムが特に好ましい。 この光学補償フィルムのリターデ ーションとねじれ角の組み合わせは、 使用する液晶セルのリターデーションとね じれ角にも依存することから一概には言えないが、 通常、 4 0 0 n m以上 1 2 0 0 n m以下かつ 1 5 0度以上 2 2 0度以下、 より好ましくは、 5 0 0 n m以上 1 0 0 0 n m以下かつ 1 6 0度以上 2 1 0度以下、 さらに好ましくは 6 0 0 n m以 上 8 5 0 n m以下かつ 1 7 0度以上 2 0 0度以下であることが望ましい。 また光 学補償フィルムのねじれの向きは、 液晶セルのねじれの向きと逆であることが好 ましい。 また前記液晶表示装置は、 前記偏光板と液晶セルの間に拡散層を設ける か、 拡散反射性の半透過反射層を液晶セルの電極に用いたものが良好な表示特性 を与えることから望ましいと言える。

その他の液晶表示装置としては、 E C B、 T N— L C D方式の液晶セルを使用 した反射型もしくは半透過型液晶表示装置が挙げられる。 T N— L C D方式の液 晶セルのねじれ角としては、 通常 0度以上 8 5度以下、 好ましくは 0度以上 8 0 度以下、 さらに好ましくは 0度以上 7 0度以下のものが、 本発明の円偏光板と組 み合わせた際に良好な表示特性を与えることから望ましいと言える。 次いで、 本発明の円偏光板をコレステリック液晶フィルムと積層した光学フィ ルムについて説明する。

該光学フィルムは、 偏光素子、 1 Z 4波長板、 コレステリック液晶フィルムの 順に積層することにより輝度向上機能を有する直線偏光板を形成する。

コレステリック液晶フィルムは、 輝度向上フィルムに使用される各種のものを 特に制限なく使用できる。 コレステリック液晶フィルムは、 コレステリック液晶 ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如 き、 左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性 を示すものなどが挙げられる。 コレステリック液晶フィルムとしては、 例えば、 可視光の少なくとも一部の帯域において円偏光二色性を示すものや、 可視光の 2 0 0 n m以上の帯域において円偏光二色性を示すものが用いられる。 コレステリ ック液晶フィルムは、 光学活性基含有モノマーをモノマーュニットとして含有す るコレステリック液晶ポリマーにより形成することができる。 光学活性基を含有 するモノマーュニッ トの含有率に基づいてコレステリック液晶のピッチが変化す るため、 前記モノマーュニットの含有率により円偏光二色性を制御することがで きる。 コレステリック液晶フィルムの厚さは、 通常 0 . 5〜3 0 μ πιであること が好ましく、 特に 2〜 1 5 μ πιであることが好ましい。 なおコレステリック液晶 フィルムには前記液晶ポリマー以外のポリマーや安定剤、 可塑剤などの無機化合 物、 有機化合物、 金属やその化合物などの 1種以上の添加剤を必要に応じて配合 することができる。

コレステリック液晶フィルムは、 反射波長が相違するものの組み合わせにして 2層又は 3層以上重畳した配置構造とすることにより、 可視光領域等の広い波長 範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、 それに基づいて広い波長範囲の 透過円偏光を得ることができる。

本発明の円偏光板をコレステリック液晶フィルムと積層した光学フィルムは、 1 Ζ 4波長板とコレステリック液晶フィルムから構成される積層体が輝度向上機 能を有し、 偏光素子が直線偏光板の機能を有するため、 1 / 4波長板とコレステ リック液晶フィルムから構成される積層体を輝度向上フィルムと定義する。

偏光素子と輝度向上フィルムを積層した偏光板は、 通常液晶セルの裏側サイド 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パックライ トや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または 所定方向の円偏光を反射し、 他の光は透過する特性を示すもので、 輝度向上フィ ルムを偏光素子と積層した偏光板は、 パックライト等の光源からの光を入射させ て所定偏光状態の透過光を得ると共に、 前記所定偏光状態以外の光は透過せずに S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 た反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、 その一部又は全部 を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図 ると共に、 偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示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。

すなおち、 輝度向上フィルムを使用せずに、 パックライトなどで液晶セルの裏 側から偏光子を通して光を入射した場合には、 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、 ほとんど偏光子に吸収されてしまい、 偏光子を透過して こない。 すなわち、 用いた偏光子の特性によっても異なるが、 およそ 5 0 %の光 が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。 輝度向上フィルムは、 偏光子に吸収されるような偏光方向 を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィ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て反転させて輝度向上フィルムに再入射させ 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子を通 過し得るような偏光方向になった偏光のみを、 輝度向上フィルムは透過させて偏 光子に供給するので、 パックライ トなどの光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。 次いで本発明の円偏光板を適用する有機エレクトロルミネセンス装置 （有機 E L表示装置） について説明する。 一般に、 有機 E L表示装置は、 透明基板上に透 明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体 （有機エレクトロルミネ センス発光体） を形成している。 ここで、 有機発光層は、 種々の有機薄膜の積層 体であり、 例えば、 トリフエニルァミン誘導体等からなる正孔注入層と、 アント ラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、 あるいはこのような 発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、 またあるいはこれら の正孔注入層、 発光層、 および電子注入層の積層体等、 種々の組み合わせをもつ た構成が知られている。

有機 E L表示装置は、 透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、 有機発光層に正孔と電子とが注入され、 これら正孔と電子との再結合によって生 じるエネルギーが蛍光物資を励起し、 励起された蛍光物質が基底状態に戻るとき に光を放射する、 という原理で発光する。 途中の再結合というメカニズムは、 一 般のダイオードと同様であり、 このことからも予想できるように、 電流と発光強 度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。

有機 E L表示装置においては、 有機発光層での発光を取り出すために、 少なく とも一方の電極が透明でなくてはならず、 通常酸化インジウムスズ （ I T O ) な どの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。 一方、 電子注入を 容易にして発光効率を上げるには、 陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが 重要で、 通常 M g _ A g、 A 1— L iなどの金属電極を用いている。

このような構成の有機 E L表示装置において、 有機発光層は、 厚さ 1 0 n m程 度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、 光をほぼ完全に透過する。 その結果、 非発光時に透明基板の表面から入射し、 透 明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、 再ぴ透明基板の表面 側へと出るため、 外部から視認したとき、 有機 E L表示装置の表示面が鏡面のよ うに見える。

電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、 有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体 を含む有機 E L表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、 これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。

位相差板およぴ偏光板は、 外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光 する作用を有するため、 その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認さ せないという効果がある。 特に、 位相差板を 1 4波長板で構成し、 かつ偏光板 と位相差板との偏光方向のなす角を π /4 に調整すれば、 金属電極の鏡面を完全 に遮蔽することができる。

すなわち、 この有機 E L表示装置に入射する外部光は、 偏光板により直線偏光 成分のみが透過する。 この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、 とくに位相差板が 1 ノ4波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角 が π /4 のときには円偏光となる。

この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、 再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。 そして、 この直線偏光は、 偏光板の偏光方向と直交しているので、 偏光板を透過 できない。 その結果、 金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。

[産業上の利用可能性]

本発明の円偏光板は、 光学異方素子と偏光素子との貼り合わせ工程において、 高分子液晶層に損傷が起こり難く、 光学異方素子の接着性に優れ、 各種の液晶表 示装置用、 有機 E L表示装置などの画像表示装置のフィルムとして有用である。 さらに円偏光板を構成するラミネート層の数が少ないために、 促進耐久性試験に おいて界面で剥がれや泡の発生がない。偏光素子との貼り合わせ工程においても、 長尺フィルム形態で貼合することができるために、 従来法より貼合工程が合理化 できる利点がある。 [発明を実施するための最良の形態]

以下、参考例、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、 本発明はこれらに限定されるものではない。

なお、 本実施例におけるリタ一デーシヨン （A n d ) は特に断りのない限り波 長 5 5 0 n mにおける値とする。

また、 実施例中に記載した対数粘度は、 ウベローデ型粘度計を用い、 フエノー ル/テトラクロロェタン （6 0 Z 4 0質量比） 混合溶媒中、 3 0 °Cで測定した。

<参考例 1 >

ねじれ角とリターデーシヨンをパラメータとするねじれ構造をもつ位相差板 (ねじれ位相差板） の中で、 偏光板と組み合わせることで円偏光板として機能す るパラメータ群を探索した。 偏光板、 ねじれ位相差板おょぴ鏡面からなる積層体 では、 円偏光は鏡面で反射した場合に該円偏光の回転方向が反転するため、 偏光 板側より垂直に光を入射した場合の反射率は理想的には 0となる。 この原理を用 いて、 偏光板、 ねじれ位相差板おょぴ鏡面からなる積層体において、 偏光板の吸 収軸方位、 ねじれ位相差板のねじれ角度おょぴリタ一デーシヨンをパラメータと した組み合わせ計算を拡張ジヨーンズ法で行った。 計算結果の中から、 反射率を 視感度捕正を施した明るさ Y値で評価し、 公知のねじれの無レ、一軸性の 4波 長板を用いた場合と同程度まで Y値が暗くなる組み合わせを抽出した。その結果、 波長 5 5 0 n mの光に対するねじれ位相差板のリターデーションが、 1 4 0 n m 以上 3 0 0 n m以下の範囲にあり、 且つねじれ角が 3 0度以上 8 5度以下の範囲 にある場合、 良好な円偏光特性をもつことを見いだした。 さらには、 表 1で示す 3つの組み合わせを中心とするパラメータ群で特に良好な円偏光特性を示すこと を見いだした。 表 1

なお、 本参考例においては、 偏光板と接する側のねじれ位相差フィルムの光軸 を 0度とし、 偏光板側から鏡面側に向かって反時計回り方向の角度を +とし、 時 計回り方向を一としている。

Y値は、 本発明の円偏光板により得られる円偏光の偏光度を反映したものであ るため、 該 Y値の上限値は、 本発明の円偏光板を適用する用途や目的に依存し、 一概に規定することは出来ないが、 パラメータ群の範囲としては、 表 2に示す範 囲にあることが好ましく、 表 3に示す範囲にあることがさらに好ましい。 この範 囲を超えた場合には十分な円偏光特性が得られなくなる可能性がある。 表 2

表 3

ぐ実施例 1 >

(高分子溶液 Aの調整）

テレフタノレ酸 50 mm o 1、 2 , 6—ナフタレンジカノレポン酸 50 mm o 1、 メチ^/ヒ ドロキノンジァセテート 4 Omm o 1、 力テコーノレジァセテート 6 Om mo 1、および N—メチルイミダゾール 6 Omgを用いて窒素雰囲気下、 270 °C で 1 2時間重合を行った。 次に得られた反応生成物をテトラクロロェタンに溶解 したのち、 メタノールで再沈殿を行って精製し、 液晶性ポリエステル 14. 7 g を得た。 この液晶性ポリエステル （ポリマー 1 ) の対数粘度は 0. 1 7 (d 1 / g) 、 液晶相としてネマチック相をもち、 等方相一液晶相転移温度は 250°C以 上、 ガラス転移点は 1 1 5°Cであった。

ビフエニノレジカノレポニノレク口リ ド 90 mm o 1、 テレフタロイメレクロリ ド 10 mmo l、 S— 2—メチノレー 1， 4一ブタンジォーノレ 1 05 mm o 1をジクロ口 メタン中で室温にて 20時間反応させ、 反応液をメタノール中に投入し再沈殿さ せることにより液晶性ポリエステル 1 2. 0 gを得た。 この液晶性ポリエステル (ポリマー 2) の対数粘度は 0. 1 2であった。

ポリマー 1の 1 9. 82 gとポリマー 2の 0. 1 8 gからなる混合ポリマーを 20質量⁰んになるように N—メチルピロリ ドンに溶解し高分子溶液 Aを調製した。

(光学異方素子 Bの作製）

65 Omm幅、 厚み 1 00 / mの長尺の P E E Kフィルムを搬送しながら、 レ 一ヨン布を卷き付けた 1 50 mm φのラビンダロールを斜めに設定し、 高速で回 転させることにより連続的にラビングを行い、 ラビング角度 2 5 ° の配向基板フ イルムを得た。 ここで、 ラビング角度はラビング面を上からみたときに MD方向 から反時計回り方向の角度とする。 前記高分子溶液 Aを、 前記配向基板フィルム 上に、 ダイコーターを用いて連続的に塗布 ·乾燥し、 未配向の高分子液晶層を形 成した後、 2 0 0 °C X 1 0分間加熱処理をして液晶高分子物質を配向させ、 次い で室温に冷却して配向を固定化した。 この高分子液晶層は、 ねじれネマチック配 向しており、 ねじれ角は一 6 4度、 Δ n dは 1 9 6 n mであった。 この高分子液 晶層を鹼化処理していない厚さ 4 0 ;z mの三酢酸セルロースフィルムに紫外線硬 化型アクリル系接着剤を用いて転写した （P E E Kフィルムは剥離除去） 。 表面 保護のために同じアクリル系接着剤を高分子液晶層表面に塗布したのち硬化させ て透光性オーバーコート層を設けた。 以上のようにして総膜厚が約 6 0 μ πιの光 学異方素子 Βを得た。

(円偏光板 Cの作製）

光学異方素子 Βを室温で、 2質量％水酸化カリゥム水溶液中に 5分間浸漬して 鹼化処理を行い、 流水中で洗浄した後乾燥させた。 延伸したポリビエルアルコー ルに沃素を吸着させた偏光素子の一方の面に、 アクリル系接着剤を用いて、 鹼化 した光学異方素子 Βを高分子液晶層が外側となるように連続的に貼り合わせた。 また偏光素子の他方の面には鹼化した三酢酸セルロースフィルムを貼り合わせ本 発明の円偏光板 Cを作製した。 総膜厚は約 1 3 0 i mであり、 通常のものよりも 薄くすることが出来た。 この円偏光板 Cをエリプソメーター （ （株） 溝尻光学ェ 業所製 D V A— 3 6 VW L D ) で偏光解析したところ、 波長 5 5 0 n mにおける 楕円率が 0 . 9 4であり、 良好な円偏光特性を持つ円偏光板であることが確認で きた。 この円偏光板 Cを光学検査したところ高分子液晶層にシミや傷などの損傷 は見られなかった。 この円偏光板 Cの光学異方素子 B側をアクリル系粘着剤を介 してガラス板に貼り付け、 6 0 °C 9 0 % R Hの恒温恒湿槽に入れ、 5 0 0時間経 過後に取り出して観察したところ、 剥がれや泡の発生などの異常は一切認められ なかった。 く実施例 2 > 実施例 1で得た円偏光板を用いて、 図 1に示したような配置で S T N型の半透 過反射型液晶表示装置を作製した。 ここで本実施例においては、 偏光板 1側から 液晶セル 3側に向かって反時計回り方向を +とし、 時計回り方向を一として装置 を作製し、 実験を行ったが、 偏光板 1から液晶セル 3側に向かって時計回り方向 を十、 反時計回り方向を一として同様な実験を行っても全く同様の結果が得られ ることを先に付言する。

図 1に示される通り、 液晶セル 3は、 対向する一対の基板 3 Dと、 その観察者 側の面上に設けられた上電極 3 Bと、 観察者とは反対側の面上に設けられた半透 過反射性を持つ電極 3 Cと、 それらの上に印刷形成され、 配向処理が施された配 向膜 3 Fとを備える。 配向膜 3 Fと、 基板周辺に印刷塗布形成したシール剤 3 E により規定される空間内に液晶物質が封入され液晶層 3 Aが形成される。

上記 S T N型半透過反射型液晶表示装置の各構成部材における角度 0 1〜0 7 の関係を図 2に示す。

図 2において、 液晶層 3 Aの、 偏光板 1側の面上における配向方向 3 1と、 円 偏光板 4側の面上における配向方向 3 2とは、 角度 θ 1をなしている。 位相差補 償板 2の、 偏光板 1側の面上における配向軸の向き 2 1と、 液晶セル側の面上に おける配向軸の向き 2 2とは、 角度 0 2をなしている。 光学異方素子 4 Aの偏光 板 1側の面上における配向軸の向き 4 1と、 偏光板 4 B側の面上における配向軸 の向き 4 2とは、 角度 Θ 6をなしている。 また、 偏光板 1の吸収軸 1 1と、 位相 差補償板 2の偏光板 1側の面上における配向軸の向き 2 1とは角度 0 '3をなし、 偏光板 1の吸収軸 1 1と、 液晶層 3 Aの偏光板 1側の面上における配向方向 3 1 とは角度 0 4をなしている。 また、 円偏光板 4中の光学異方素子 4 Aの液晶セル 側面上における配向方向 4 1は、 偏光板 1の吸収軸 1 1と角度 Θ 5をなし、 偏光 板 4 Bの吸収軸 4 3は偏光板 1の吸収軸 1 1と角度 0 7をなしている。

液晶材料として Z L I — 2 2 9 3 (メルク社製） を用い、 配向膜 3 Fの配向処 理方向を調節することにより液晶層 3 Aを所定の方向に配向させ、 θ 1 = + 2 5 0度にツイストさせた。 また、 液晶セル 3中の液晶物質の屈折率異方性 A nと液 晶層 3 Aの厚み dとの積 Δ η dは略 8 0 0 n mであった。

液晶セル 3の表示面側 （図の上側） に偏光板 1 (厚み約 1 8 0 μ m；住友化学 工業 （株） 製 S QW— 8 6 2 ) を配置し、 偏光板 1と液晶セル 3との間にツイス テッドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルムからなる位相差補償板 2を 配置した。 この位相差補償板 2は実施例 1の光学異方素子 Bと同様の手法で作製 した。 位相差捕償板 2の△ n dは略 6 70 n m、 ねじれ角は 0 2 =— 1 90度で あった。 この時、 偏光板 1の吸収軸から位相差補償板 2の偏光板側の面上におけ る配向軸への角度 0 3 =+20度、 偏光板 1の吸収軸から液晶層 3 Aの偏光板側 の面上における配向方向への角度 Θ 4=+ 105度とした。

また、 実施例 1で作製した円偏光板 Cを、 図 1で定義した円偏光板 4として、 観察者から見て液晶セルの後方に配置した。 円偏光板 4は、 偏光板 4Bとッイス テッドネマチッ.ク配向構造を固定化した液晶フィルムからなる光学異方素子 4 A (Δη d = 1 96 n m、 ねじれ角は Θ 6 =— 64度） からなるが、 偏光板 1の吸 収軸から光学異方素子 4 Aの液晶セル側の面上における配向軸への角度 0 5= + 35度、 偏光板 1の吸収軸から偏光板 4 Bの吸収軸への角度 0 7=+60度とし た。

さらに、 位相差補償板 2と液晶セル 3の間は光拡散特性を有する粘着層 5 (全 光線透過率 90%、 ヘイズ値 80%) を配置し、 偏光板 1と位相差補償板 2およ ぴ液晶セル 3と円偏光板 4の間には通常の透明な粘着層を配置した。

上記の液晶表示装置に、 駆動回路 （図示せず） から電極 3 B、 3 Cに駆動電圧 を印加し （1 240デューティー、 最適バイアスで駆動） 、 パックライトを配 置してバックライト非点灯時 （反射モード） および点灯時 （透過モード） の光学 特性を調べたところ、 反射モード、 透過モードとも明るく高コントラス トの表示 ができた。 特に透過モードにおいて良好な視野角特性を持っていることが分かつ た。

本実施例では、 カラーフィルターの無い形態で実験を行ったが、 液晶セル中に カラーフィルターを設ければ、 良好なマルチカラー、 またはフルカラー表示がで きることは言うまでもない。 また、 本実施例では、 位相差補償板としてポリカー ボネート製の 2軸性の位相差フィルム 2枚を用いても良好な表示を行うことがで きる。

<実施例 3 >

三酢酸セルロースフィルム （80 zm) 上に、 400〜 700 nmの帯域にお いて円偏光二色性を示すコレステリック液晶層（5 μ πι)を形成したものを用い、 当該液晶層上に、 実施例 1で得られた円偏光板 Cの光学異方素子 Β側をアクリル 系粘着剤により形成された粘着剤層 （2 5 m) を介して貼り合せて、 輝度向上 フィルムを有する直線偏光板 Dを作製した。

このようにして得られた輝度向上機能付直線偏光板 Dを、 パックライト、 下偏 光板、 液晶セル、 上偏光板の順で配置された市販の液晶ディスプレイの、 下偏光 板の代わりに用い、 図 3に示すように、 ノ ックライト、 輝度向上フィルム （コレ ステリック液晶フィルム、 光学異方素子 B ) 、 下偏光板、 液晶セル、 上偏光板の 順になるように配置した。 その結果、 輝度向上フィルムを用いなかった場合に比 ベ、 3 0 %の輝度向上率を持つ明るい画像が得られることが分かった。

<実施例 4 >

実施例 1で作製した円偏光板 Cを、 図 4で定義する円偏光板 2 3として、 市販 の有機 E Lディスプレイの有機 E L素子 2 8の透明ガラス基板 2 4上にアクリル 系粘着剤を介して貼着し、 本実施例の有機 E L素子を作成した。 その結果、 円偏 光板を配置しない場合に比べ、 大幅な外光反射防止効果を発揮し、 視認性の優れ た有機 E L素子が得られることが分かった。 く比較例 1 >

鹼化処理をした厚さ 4 0 μ mの三酢酸セルロースフィルムにアルキル変性ポリ ビュルアルコールを塗布、 乾燥させ、 次に光学異方素子 Bの作製に使用した方法 でラビング処理をしてラビング角度 2 5 ° の配向フィルムを得た。 前記の高分子 溶液 Aを、 上記ラビング処理をした三酢酸セルロース長尺フィルムに塗布し、 乾 燥後加熱配向処理をして高分子液晶層を配向固定化した。 この高分子液晶層は、 ねじれネマチック配向しており、 ねじれ角は一 6 4度、 厶11 (1は1 9 6 11 111でぁ つた。 表面保護のために紫外線硬化型アクリル系接着剤を高分子液晶層側に塗布 して、 総膜厚が約 6 0 μ πιの光学異方素子 Eを得た。

実施例 1に準拠して偏光素子の片側に光学異方素子 Εを高分子液晶層が外側と なるように貼り合わせ、 もう一方の側には鹼化した三酢酸セルロースフィルムを 貼り合わせた円偏光板 Fを得た。 この円偏光板 Fをエリプソメーター （ （株） 溝 尻光学工業所製 D V A— 3 6 VW L D ) で偏光解析したところ、 波長 5 5 0 n m における楕円率が 0 . 9 4であり、 良好な円偏光特性を持つ円偏光板であること が確認できた。 この円偏光板 Fの光学異方素子 E側にァクリル系粘着剤を塗布し ガラス板に貼り付けて、 実施例 1と同様の試験を行ったところ、 1 0 0時間経過 後に偏光素子と光学異方素子 Eの三酢酸セルロース面との間に剥がれが認められ た。

<比較例 2 >

光学異方素子 B作製例において表面保護のためのアクリル系接着剤を高分子液 晶層に塗布しないほかは全く同じ操作で光学異方素子 Gを得た。 この高分子液晶 層は、 ねじれネマチック配向しており、 ねじれ角は一 6 4度、 A n dは 1 9 6 η mであった。

光学異方素子 Gを室温で、 2質量％水酸化カリゥム水溶液中に 5分間浸漬して 鹼化処理を行い、 流水中で洗浄した後乾燥させた。 実施例 1に準拠して偏光素子 の片側に光学異方素子 Gを高分子液晶層が外側となるように配し、 もう一方の側 には鹼化した三酢酸セルロースフィルムを貼り合わせた円偏光板 Hを得た。 この 円偏光板 Hをエリプソメーター （ （株）溝尻光学工業所製 D V A— 3 6 VW L D ) で偏光解析したところ、 波長 5 5 0 n mにおける楕円率が 0 . 9 4であり、 良好 な円偏光特性を持つ円偏光板であることが確認できた。 この円偏光板 Gの光学検 査を行ったところ、 高分子液晶層の損傷によると思われるシミや傷が多数発生し ていた。

<比較例 3 >

延伸したポリビニルアルコールに沃素を吸着させた偏光素子の両側に、 ァクリ ル系接着剤を用いて、 験化した三酢酸セルロースフィルムを貼り合わせて偏光板 を作製した。 光学異方素子 Bを鹼化処理することなく、 その高分子液晶層側をァ クリル系粘着剤を介してこの偏光板に連続的に貼合して円偏光板 Iを作製した。 この円偏光板 Iは厚さ約 2 0 0 μ πιと厚く、 巻き厚が大きくなるために一回の操 作での処理長さは実施例 1の円偏光板の作製に比べて短くならざるを得なかった。 円偏光板 Iの光学異方素子 Β側にアクリル系粘着剤を塗布しガラス板に貼りつけ て、 実施例 1と同様の試験を行ったところ、 500時間経過後に端部に 0. 5m mの剥がれが認められた。

<比較例 4 >

厚み 40 の三酢酸セルロースフィルムを用いて比較例 3のようにして作製 された偏光板 （厚み l l O ^m) と厚み 70 μπιのポリカーボネート製の一軸位 相差フィルム （An d = 1 37. 5 nm) を約 25 μ mの粘着層を用いてラミネ ートし、 円偏光板 Jを得た。 この円偏光板 Jを用いて、 実施例 2と同様の液晶表 示装置を作製した。 この時一軸位相差フィルムと表示側偏光板 1との角度 0 5 = 1 5度 （0 6 = 0度に相当） 、 偏光板 1の吸収軸から偏光板 4 Bの吸収軸への角 度 0 7=+60度とした。

上記の液晶表示装置に、 駆動回路 (図示せず) から電極 3 B、 3 Cに駆動電圧 を印加し （1Z240デューティー、 最適バイアスで駆動） 、 バックライト非点 灯時 （反射モード） および点灯時 （透過モード） の光学特性を調べたところ、 透 過モードにおいてコントラストがやや低く、 視野角特性も狭いことが分かった。 また、 液晶表示装置の厚みの点でも実施例 2よりも厚い'ものとなってしまった。

[図面の簡単な説明]

. 図 1は、 実施例 2の液晶表示装置を模式的に示す立面断面図である。

図 2は、 実施例 2の液晶表示装置における偏光板の吸収軸や液晶セル、 光学 補償板、 円偏光板の軸角度関係を示す平面図である。

図 3は、 実施例 3で用いた液晶ディスプレイの概念図である。

図 4は、 実施例 4で用いた有機 E Lディスプレイの概念図である。

(符号の説明）

1 ：偏光板， 2 ：位相差補償板， 3 ：液晶セル， 3 A：液晶層， 3 B ：電極，

3 C ：半透過反射性電極， 3 D ：基板， 3 E ： シール剤， 3 F ：配向膜，

4 ：円偏光板， 4 A：光学異方素子， 4 B ：偏光板， 5 ：光拡散性粘着層，

1 1 ：観察者側の偏光板 1の吸収軸， 2 1：位相差補償板の偏光板 1側の配向軸， 22 ：位相差補償板の液晶セル 3側の配向軸， ：液晶層 3 Aの偏光板 1側の面上における配向方向，

：液晶層 3 Aの円偏光板 4側の面上における配向方向，

：光学異方素子 4 Aの液晶セル 3側面上における配向方向，

：光学異方素子 4 Aの偏光板 4 B側面上における配向方向，

：偏光板 4 Bの吸収軸，

：上偏光板， 7 ：液晶セル， 8 ：下偏光板， 9 ： 1Z4波長板，

： 三酢酸セルロースフィルム， 1 1 ： コレステリ ック液晶フィルム， :輝度向上フィルム， 1 3 :拡散板， 14 :集光シート， 1 5 :集光シート, ：拡散板， .1 7 :導光板， 1 8 ：反射板， 1 9 ： ランプ，

：バックライト， 2 1 :偏光板， 22 ： 1/4波長板， 23 ：円偏光板， ：透明ガラス基板， 25 ：陽極， 26 ：発光層， 27 ：陰極，

有機 EL素子

Claims

1. 三酢酸セルロースフィルム上に配向した液晶層からなる光学異方素 子と透光性保護フィルムとの間に偏光素子が挟持され、 かつ該光学異方素子が可 視光城で略 4分の 1波長の位相差を有する光学異方素子から少なくとも構成され る円偏光板であって、 該液晶層がツイステツドネマチック配向構造を固定化した 液晶フィルムを含むことを特徴とする円偏光板。

2. 波長 550 nmの一光一一口 に対する液晶フィルムの複屈折 Δ nと厚み d (n m) の積が、 1.40 nm以上 300 nm以下の範囲に設定され、 かつねじれ角が 30度以上 85度以下の範囲に設定されのていることを特徴とする第 1項に記載の 円偏光板。

3. 波長 550 nmの光に対する液晶フィルムの複屈折 Δ nと厚み d (n 囲

m) の積おょぴねじれ角の組み合わせが、 （1) 1 55 nm以上 1 75 nm以下 且つ 40度以上 50度以下、 （ 2 ) 1 76 n m以上 216 n m以下且つ 58度以 上 70度以下、 または （3) 230 nm以上 270 nm以下且つ 70度以上 80 度以下のいずれかの条件を満足するように設定されていることを特徴とする第 2 項に記載の円偏光板。

4. 前記液晶フィルムが、 液晶材料を液晶状態においてツイステッドネ マチック配向させ、 その状態から冷却することにより該配向をガラス固定化した 液晶フィルムであることを特徴とする第 1項〜第 3項のいずれかの項に記載の円 偏光板。

5. 前記液晶フィルムが、 液晶材料を液晶状態においてツイステッドネ マチック配向させ、 光または熱による架橋反応により該配向を固定化した液晶フ イルムであることを特徴とする第 1項〜第 3項のいずれかの項に記載の円偏光板。

6. 該円偏光板の厚みが 250 μπι以下であることを特徴とする第 1項 〜第 5項のいずれかの項に記載の円偏光板。

7. 該光学異方素子が鹼化処理されていることを特徴とする第 1項〜第 6項のいずれかの項に記載の円偏光板。

8. 液晶層の表面に透光性オーバーコート層が設けられていることを特 徴とする第 1項〜第 7項のいずれかの項に記載の円偏光板。

9 . 透光性オーバーコート層がアクリル系樹脂からなることを特徴とす る第 8項に記載の円偏光板。

1 0 . 液晶層の両側表面のいずれか一方の表面付近における液晶分子の配 向方向が、 MD方向と平行でないことを特徴とする第 1項〜第 9項のいずれかの 項に記載の円偏光板。

1 1 . 光学異方素子、透光性保護フィルムおよび^ S光素子が長尺フィルム 形態であることを特徴とする第 1項〜第 1 0項のいずれかの項に記載の円偏光板。

1 2 . 三酢酸セルロースフィルム上に液晶層を形成したのち、 該液晶層の 表面に透光性オーバーコート層を設けることによつて光学異方素子を製造し、 次 いで該光学異方素子に鹼化処理を施し、 しかる後に偏光素子を接着剤層を介して 該光学異方素子と透光性保護ブイルムに挟持されるように貼り合わせることを特 徴とする第 1項〜第 1 1項のいずれかの項に記載の円偏光板の製造方法。

1 3 . 第 1項〜第 1 1項のいずれかの項に記載の円偏光板とコレステリッ ク液晶フィルムからなる光学フィルム。

1 4 . 液晶セルの少なくとも片側の面に、 第 1項〜第 1 1項のいずれかの 項に記載の円偏光板が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

1 5 . 液晶セルの少なくとも片側の面に、 第 1 3項に記載の光学フィルム が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

1 6 . 第 1項〜第 1 1項のいずれかの項に記載の円偏光板を具備すること を特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。

1 7 . 該円偏光板と発光層との間に光拡散層を有することを特徴とする第 1 6項に記載のエレクトロルミネッセンス素子。