WO2008001582A1 - support biréfringent complexe, plaque de polarisation, et dispositif à cristaux liquides - Google Patents

support biréfringent complexe, plaque de polarisation, et dispositif à cristaux liquides Download PDF

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birefringent layer
liquid crystal
layer
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Akira Sakai
Takayuki Natsume
Masahiro Hasegawa
Kazuhiko Tsuda
Nobuaki Yamada
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • G02F2413/10Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate

Definitions

  • the present invention relates to a composite birefringent medium, a polarizing plate, and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a composite birefringent medium exhibiting reverse wavelength dispersion, a polarizing plate using the same, and a liquid crystal display device.
  • a birefringent medium is an optical element that can convert the polarization state of incident light (linearly polarized light, circularly polarized light, and elliptically polarized light).
  • Such a birefringent medium has a ⁇ 4 plate having a phase difference (birefringence phase difference, retardation) corresponding to 1Z4 of the incident light wavelength, or a ⁇ ⁇ 4 plate having a phase difference corresponding to 1Z2 of the incident light wavelength.
  • a retardation film typified by 2 plates, it is widely used industrially in liquid crystal display devices and the like, together with a linear polarizer that obtains linearly polarized light from natural light.
  • a retardation film a thin plate made of an inorganic material such as calcite, mica, crystal, etc., or a large intrinsic birefringence (limit value of birefringence)! Those having an increased degree of orientation and exhibiting orientation birefringence are well known. More recently, a liquid crystal with fixed orientation is also known.
  • the ⁇ 4 plate has an optical function of converting linearly polarized light into circularly polarized light, and is applied to circularly polarizing plates and the like. Since circularly polarized light has the property that the right and left palmarity (chirality) is switched when reflected by a mirror, for example, if a left circularly polarizing plate is placed on the mirror and light is incident on it, the light passes through the left circularly polarizing plate. Then, the light converted into the left circularly polarized light is reflected by the mirror to be converted into the right circularly polarized light, and the right circularly polarized light cannot pass through the left circularly polarizing plate. That is, the circularly polarizing plate has an optical function of preventing reflection.
  • Such anti-reflection optical functions of circularly polarizing plates have been applied to anti-reflection by internal electrodes of organic EL.
  • the ⁇ 2 plate has an optical function to change the direction (vibration direction) of linearly polarized light.
  • a retardation film having a phase difference other than 1/4 or 1Z2 of the incident light wavelength has an optical function for converting the polarization state (ellipticity and ⁇ or orientation) of the incident light into another state. is there.
  • These retardation films exhibit the optical functions necessary for light of a specific wavelength (monochromatic light). It is common to be designed in such a way.
  • ⁇ ⁇ 4 plate is generally adjusted to a phase difference corresponding to 1Z4 of wavelength only at a specific design center wavelength, and at other wavelengths, due to the influence of wavelength dispersion of intrinsic birefringence caused by the material of the retardation film, The phase difference corresponding to 1 to 4 of the wavelength is not adjusted. That is, in the above-described conventional retardation film, the absolute value of the intrinsic birefringence exhibited by the material is generally so-called positive wavelength dispersion, which is usually larger for shorter wavelengths and smaller for longer wavelengths.
  • the phase difference at the wavelength of 450 nm is larger than 137.5 nm, for example, 148.5 nm, which is 14.5 of 450 nm, 112.5 nm. Bigger than. Even if the phase difference at a wavelength of 450 nm is the same as the phase difference of 137.5 nm at a wavelength of 55 Onm, it is larger than that of 112.5 nm.
  • the phase difference at a wavelength of 650 nm is, for example, 132 nm, which is smaller than 137.5 nm, and is smaller than 162.5 nm, which is 1Z4 of 650 ⁇ m.
  • phase difference at a wavelength of 650 nm is the same as the phase difference of 137.5 nm at a wavelength of 550 nm, it is smaller than that of 162.5 nm.
  • the emitted light is colored because the way the polarization state is converted differs for each wavelength.
  • a broadband retardation film capable of giving an optimum phase difference to light in a wide range of visible wavelength range, specifically, an effective phase difference with a shorter wavelength.
  • a retardation film with so-called reverse wavelength dispersion the opposite of the normal wavelength dispersion! /, Meaning
  • the absolute value of the effective retardation increases as the absolute wavelength becomes longer and the longer the wavelength.
  • Various studies have been made. Examples of such a reverse wavelength dispersive retardation film include two stretched films having different wavelength dispersions of intrinsic birefringence and their stretch directions (or optical axis (optical axis), slow axis, and advance).
  • a retardation film laminated so that phase axes are orthogonal to each other is disclosed (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
  • a retardation film in which a ⁇ ⁇ 4 plate and a ⁇ ⁇ 2 plate are bonded together in a state where their stretching directions (or optical axes, slow axes, and fast axes) intersect (for example, And Patent Documents 6 and 7). Further, there is disclosed a retardation film in which at least two retardation films having a retardation of 160 to 300 nm are laminated at an angle where their slow axes are neither parallel nor orthogonal to each other (for example, Patent Documents). 8). In addition, stack two or more stretched films. Instead of the layering method, a method in which at least one layer is a retardation layer using liquid crystal molecules has been studied.
  • a liquid crystal molecule is contained on a long transparent support and the retardation is substantially reduced.
  • a retardation plate is disclosed that is laminated with an angle between the slow axis of the first optically anisotropic layer and the slow axis of the first optically anisotropic layer being substantially 60 ° (see, for example, Patent Document 9). .
  • a retardation film in which an optically anisotropic layer having a phase difference of 210 to 300 nm at a wavelength of 550 nm and an optically anisotropic layer having a wavelength of 115 to 150 nm are laminated, wherein one optically anisotropic layer is a polymer.
  • a retardation film which is a film and the other is a liquid crystal molecular force (see, for example, Patent Document 10).
  • a broadband method using a single retardation film has also been proposed (see, for example, Patent Documents 11 and 12).
  • a uniaxial stretching is performed on a copolymer film including a monomer unit having a positive refractive index anisotropy and a monomer unit having a negative birefringence, and a polymer film having a Z or blend polymer force. is there.
  • a broadband retardation film can be realized with a single retardation film without laminating the retardation films, and viewing angle characteristics can be improved.
  • a reverse-wavelength dispersive liquid crystal composition has been proposed for a wide-band retardation film that can be produced by a thin and simple manufacturing process (see, for example, Patent Document 13).
  • a liquid crystal layer containing a compound having two or more types of mesogenic groups and a rod-like liquid crystal compound is provided, the rod-like liquid crystal compound is homogeneously aligned, and at least one kind of mesogenic group is converted into a rod-like compound.
  • An attempt is made to develop reverse wavelength dispersion by aligning in the direction of 45 to 90 ° in the film plane with respect to the optical axis direction of the liquid crystal compound.
  • a liquid crystal monomer having a discotic mesogen in the molecule and a nematic mesogen having a polymerizable group bonded to the terminal is arranged so that the optical axes of the discotic mesogen and the nematic mesogen are substantially parallel.
  • An oriented reverse wavelength dispersive retardation film has been proposed (see, for example, Patent Document 14).
  • a method is known in which a stretched film having optically positive uniaxial properties and a stretched film having optically negative uniaxial properties are laminated in parallel in the stretching direction (for example, Patent Document 15). reference).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 3-13916
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 3-263013
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 4-121703
  • Patent Document 4 JP-A-5-27119
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 10-239518
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 10-68816
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 5-100114
  • Patent Document 8 JP-A-10-90521
  • Patent Document 9 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-4837
  • Patent Document 10 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-284126
  • Patent Document 11 Pamphlet of International Publication No. 00Z26705
  • Patent Document 12 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-207640
  • Patent Document 13 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-267838
  • Patent Document 14 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-208414
  • Patent Document 15 JP-A-3-13917
  • the present inventors disclosed retardation films disclosed in Patent Documents 1 to 5 (hereinafter also referred to as “two-layer cross-layer type retardation films”) and Patent Documents 6 to 10.
  • these two-layer cross-layer type and two-layer cross-layer type retardation films are Each is a laminate made by laminating two or more birefringent layers while appropriately controlling the angles of their stretching directions (or optical axis, slow axis, and fast axis), and the design angle (usually the position)
  • the desired polarization conversion in the normal direction of the retardation film
  • the desired polarization conversion function cannot be obtained at angles other than the design angle, and the viewing angle is not sufficient. I saw and started.
  • the reverse wavelength dispersion can be achieved by adjusting the type of main chain mesogen and side chain mesogen, the length of the linking group, and the like. We have found that it is difficult to control the wavelength dispersion arbitrarily.
  • Patent Document 15 requires that a stretched film having optically uniaxial properties be laminated, so that the options for the film material and the stretching method are limited.
  • a stretched film having optically uniaxial properties be laminated, so that the options for the film material and the stretching method are limited.
  • stretching in the width direction perpendicular to the film conveyance direction Horizontal uniaxial stretching
  • the film shrinkage in the direction perpendicular to the stretching direction is hindered due to the film transport tension, resulting in so-called fixed-end stretching.
  • fixed-end stretching Generally becomes optically biaxial, not uniaxial.
  • Patent Document 4 the phase difference in light with a wavelength of 450 nm, the phase difference power at a Z wavelength of 550 nm, and a birefringent Finolem of 1.0 to 1.05; A method of laminating a birefringent film so that the optical axes of the birefringent film are parallel to each other is disclosed. However, Patent Document 4 also found that nothing was mentioned about realizing reverse wavelength dispersion while laminating so that the optical axes of the birefringent films were in parallel.
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, has wavelength dispersion capable of giving an optimum phase difference to light in a wide visible wavelength range, so-called reverse wavelength dispersion, and has a wide field of view. It is also an object of the present invention to provide a composite birefringent medium, a polarizing plate and a liquid crystal display device which are square and can be produced by a simple method and have excellent freedom of adjustment of reverse wavelength dispersion and mass productivity. It is.
  • the inventors of the present invention have various configurations of the composite birefringent medium that can simplify the manufacturing process and easily control the wavelength dispersion, and can realize a wide band and a wide viewing angle.
  • the configuration in which a plurality of birefringent layers are stacked has a greater degree of freedom in selecting a material for realizing reverse wavelength dispersion than a configuration having a single birefringent layer.
  • the control of wavelength dispersion can be facilitated, and that the manufacturing process can be simplified and mass-produced.
  • the viewing angle is narrower than that in a configuration including a single birefringent layer.
  • the main refractive index whose absolute value of the difference from the average value is the maximum is defined as the first main refractive index nl ( ⁇ ).
  • the angle between the principal axes corresponding to the first principal refractive index nl (550) of each birefringent layer is designed in the normal direction. I found out that it was because of a large deviation from the value.
  • Such a configuration is not limited to a configuration in which an optically uniaxial birefringent layer is laminated, and an optically uniaxial birefringent layer and an optically biaxial birefringent layer are laminated.
  • a configuration in which an optically biaxial birefringent layer is stacked a configuration in which an optically uniaxial or biaxial birefringent layer and a birefringent layer having an orientation state called hybrid alignment are stacked Since it can be applied uniformly to a wide range of configurations, it is suitable for mass production due to its high degree of freedom in the choice of birefringent layer material and stretching method, and reverse wavelength dispersion.
  • the inventors have found that the degree of freedom of adjustment can be improved, and have conceived that the above problems can be solved brilliantly, and have reached the present invention.
  • the present invention is a composite birefringent medium having a structure in which a plurality of birefringent layers are laminated, and the composite birefringent medium as a whole exhibits an inverse wavelength dispersion and a wavelength difference.
  • the birefringent layer method This is a complex birefringent medium in which the principal axis corresponding to the line and the first principal refractive index nl (550) is in the same plane.
  • the composite birefringent medium of the present invention has a structure in which a plurality of birefringent layers are laminated. According to this configuration, by controlling the phase difference R ( ⁇ ) of each birefringent layer and its wavelength dispersion, the phase difference of the composite birefringent medium and its wavelength dispersion can be controlled. Therefore, unlike the configuration composed of a single birefringent layer, it is possible to increase the degree of freedom in material selection that does not require the control of orientation birefringence at the molecular structure level. Control of wavelength dispersion can be facilitated. In addition, unlike a structure consisting of a single birefringent layer, it is suitable for the manufacturing process as a material constituting each birefringent layer. Since it is possible to select a cheaper one, it is possible to simplify the manufacturing process and to mass-produce it.
  • phase difference of the birefringent layer is defined by the following formula (1).
  • R ( ⁇ ) represents a phase difference at a wavelength (nm).
  • ⁇ ( ⁇ ) represents the main refractive index whose absolute value of the difference from the average value among the three main refractive indexes at the wavelength ⁇ (nm) is the maximum.
  • first principal refractive index nl (550) At the wavelength of 550 nm ⁇ ( ⁇ ) is also referred to as “first principal refractive index nl (550)”.
  • the first main refractive index nl (550) corresponds to the extraordinary light refractive index ne (550).
  • ⁇ 2 ( ⁇ ) represents the main refractive index having the second largest absolute value of the difference from the average value among the three main refractive indexes at the wavelength ⁇ (nm), and in particular, ⁇ 2 ( ⁇ ) at the wavelength of 550 nm Is also referred to as “second principal refractive index n2 (550)”.
  • the remaining main refractive index is the main refractive index ⁇ 3 ( ⁇ ) having the minimum absolute value.
  • ⁇ 3 ( ⁇ ) at a wavelength of 550 nm is also referred to as “third principal refractive index ⁇ 3 (550)”.
  • the second main refractive index ⁇ 2 (550) and the third main refractive index ⁇ 3 (550) are the same, and both correspond to the ordinary light refractive index no (550).
  • n2 (550) n3 (550)
  • d represents the thickness.
  • three main refractive indexes of a birefringent layer means three in a coordinate system that coincides with a dielectric principal axis (a principal axis of a dielectric constant tensor, a principal dielectric axis, an electric principal axis, and an optical elastic axis).
  • the dielectric constant ⁇ is a second-order tensor and has nine independent components.
  • each component is a complex number, but each component is a real number when the medium is transparent without absorption like a retardation film.
  • the permittivity tensor must be a symmetric tensor (diagonal component is equal to U ⁇ ⁇ ) from the law of conservation of energy in the medium. Individual strength is reduced to 6.
  • the diagonal component of the dielectric constant tensor can be made zero by appropriately rotating the orthogonal coordinate system, and the dielectric constant tensor becomes a diagonal tensor.
  • the three diagonal components are called the main dielectric constant and are orthogonal coordinates.
  • the system is called a dielectric main axis. Since the dielectric constant is equal to the square of the refractive index at the optical frequency, the main refractive index is obtained by taking the square root of the main dielectric constant (relative dielectric constant).
  • the phase difference as a whole exhibits reverse wavelength dispersion.
  • “Reverse wavelength dispersion” is generally in the visible light wavelength range (400 nm ⁇ ⁇ ⁇ 700 nm), where the absolute value of the phase difference is smaller for shorter wavelengths and larger for longer wavelengths.
  • “the phase difference of the complex birefringent medium exhibits reverse wavelength dispersion” means that at least one of the following formulas (A) and (B) is satisfied.
  • ⁇ 1 ( ⁇ ) and 2 2 ( ⁇ ) are respectively in the complex birefringent medium in an arbitrary direction, not parallel to the deviation of the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl ( ⁇ ) of each birefringent layer.
  • the eigenmode here refers to the eigenpolarization mode, and refers to the polarization state that propagates through the medium while maintaining the polarization state unchanged even if the amplitude changes.
  • a single birefringent layer is almost transparent and non-rotatory, so solving Fresnel's wavefront normal equation, the fundamental equation describing light propagation in anisotropic media, is unique.
  • the polarization mode is shown to be two linear polarizations that are orthogonal to each other. Furthermore, it can be shown that the two electric displacement vectors D corresponding to the above-mentioned intrinsic polarization modes and the light propagation directions are orthogonal to each other. The illustration of the vibration direction of the polarization mode is based on this fact.
  • a general anisotropic medium such as a composite birefringent medium in which a plurality of birefringent layers are laminated generally has both linear birefringence and optical rotation, so that the intrinsic polarization modes are orthogonal to each other (the length of the ellipse). Two elliptical polarizations are shown (with axes orthogonal and opposite directions of rotation). However, in most cases, the optical rotation effect is very small compared to the linear birefringence effect in the above general anisotropic medium, except when light propagates in the direction of the principal dielectric axis.
  • the intrinsic polarization mode is an elliptically polarized light with an extremely low ellipticity, and there is no problem even if it is treated in the same way as when the intrinsic polarization mode is linearly polarized light. In this case, it can be considered that the major axis direction of the ellipse is the vibration direction of the intrinsic polarization mode.
  • the composite birefringent medium of the present invention exhibits reverse wavelength dispersion as a whole, it can exhibit a phase difference close to an ideal value even at wavelengths other than the design center wavelength of 550 nm. A wide band can be realized.
  • the composite birefringent medium of the present invention satisfies both the expressions (A) and (B).
  • the main axis corresponding to the normal line of the birefringent layer and the first principal refractive index nl (550) at a wavelength of 550 nm is in the same plane.
  • “in the same plane” includes a state that can be regarded as being in the same plane in view of the operational effect of the present invention.
  • the principal axis corresponding to the first main refractive index nl of each birefringent layer is in the same plane as the normal line of each birefringent layer, the first main refractive index nl (550) of each birefringent layer in the front direction Since the main axes corresponding to can be overlapped with each other without apparently crossing, the deterioration of display quality in the front direction can be suppressed. For example, in consideration of the viewing angle compensation of the crossed Nicols polarizing plate, etc., when it is desired that the composite birefringent medium of the present invention exhibits the polarization change only in the oblique direction, in other words, the polarization change is exhibited at all in the front direction. You may not want to.
  • the composite birefringent medium of the present invention can be prevented from exhibiting the polarization conversion function at all in the front direction.
  • the principal axis corresponding to the first main refractive index nl (550) of each birefringent layer is in the same plane as the normal line of each birefringent layer, the first main refraction of each birefringent layer is inclined.
  • Such a configuration is not limited to the case where an optically uniaxial birefringent layer is laminated, and an optically uniaxial birefringent layer and an optically biaxial birefringent layer are laminated.
  • an optically biaxial birefringent layer is laminated, an optically uniaxial or biaxial birefringent layer is stacked with a birefringent layer having an orientation state called so-called hybrid orientation.
  • hybrid orientation so-called hybrid orientation
  • the degree of freedom of the choice of the material of the birefringent layer and the stretching method is high, it is suitable for mass production and the degree of freedom of adjusting the reverse wavelength dispersion can be improved.
  • the reference wavelength of the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl ( ⁇ ) aligned in the same plane is set to 550 nm because the sensitivity of the human eye is taken into consideration. Since the plurality of birefringent layers used in the present invention are usually all flat, the normal lines of the birefringent layers are usually the same.
  • the main axis corresponding to the first main refractive index nl (550) of the birefringent layer will be described as follows.
  • the second main refractive index n2 (550) and the third main refractive index n3 (550) are ordinary refractive indices no (550), and the first main refractive index Since the index nl (550) becomes the extraordinary refractive index ne (550), the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) coincides with the optical axis.
  • the optical axis refers to the direction in which two eigenmodes of light degenerate (the refractive indices corresponding to the two eigenmodes coincide) in the birefringent layer.
  • the birefringent layer when the birefringent layer is not optically uniaxial, the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) does not coincide with the optical axis.
  • the birefringent layer has three principal indices nxl (550), nx2 (550), and nx3 (550) forces nxl (550)> nx2 (5 at a wavelength of 550 nm in the xlx2x3 coordinate system that coincides with the dielectric principal axis.
  • nx3 In the case of an optically biaxial retardation film satisfying the relationship of (nx3), there are two optical axes in the xlx3 plane and in a direction symmetrical to the x2 axis. . On the other hand, the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) has a different direction depending on which of the nx2 (550) force xl (550) and nx3 (550) is closer.
  • the optical axis when the biaxial birefringent layer is optically approximated to the uniaxial birefringent layer is the first principal refractive index nl (550) [corresponding main axis] .
  • the composite birefringent medium of the present invention is not particularly limited as long as it includes the plurality of birefringent layers as constituent elements, and may or may not contain other constituent elements.
  • the term “birefringent layer” means that the medium having optical anisotropy satisfies the relationship of
  • the normals of all birefringent layers satisfying the relationship of ⁇ 20 nm and the principal axes corresponding to the first principal refractive index nl (550) are in the same plane, so that the effects of the present invention are sufficiently obtained.
  • ⁇ 10 nm is satisfied and the first main refractive index nl ( It is preferable that the normal line of all layers (including the birefringent layer) whose principal axis corresponding to 550) does not change and the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) are in the same plane.
  • the birefringent layer is not particularly limited in terms of materials and other optical performances.
  • a thin plate composed of an inorganic material cover, a stretched polymer film, and the orientation of liquid crystal molecules are fixed. Any of these can be used.
  • Specific examples of the material constituting the birefringent layer include, for example, a film made of polycarbonate resin, a film made of polysulfone resin, a film also made of polyethersulfone resin, and a polyethylene terephthalate resin resin.
  • Film film made of polyethylene resin, film made of polybutyl alcohol resin, film made of norbornene resin, film made of triacetyl cellulose resin, film made of diacetyl cellulose resin, film made of polystyrene resin, A film made of polybutyl naphthalene resin, a film made of polybirubber resin, a film made of polybutylpyridine resin, a film made of polymethyl methacrylate resin, a film made of polymethyl acrylate resin,
  • the liquid crystal compound include a liquid crystal compound including a liquid crystal molecule, a liquid crystal compound including a discotic liquid crystal molecule, a non-liquid crystal compound including polyamide, and a non-liquid crystal compound including polyimide.
  • the method for forming the birefringent layer is not particularly limited, and in the case of a film, for example, a solvent cast method, a melt extrusion method, or the like can be used. Further, a method of simultaneously forming a plurality of birefringent layers, such as a coextrusion method, may be used. Even if the desired phase difference is developed If so, it may be non-stretched or may be subjected to appropriate stretching.
  • the stretching method is not particularly limited. In addition to the tension stretching method between the rolls, the compression stretching method between the rolls, the tenter transverse uniaxial stretching method, the longitudinal and transverse biaxial stretching method, the film is stretched under the action of the shrinkage force of the heat-shrinkable film.
  • the elongation method or the like can be used.
  • the liquid crystal compound is not particularly limited, and for example, a method of applying a liquid crystal compound on a base film subjected to an appropriate alignment treatment and fixing the alignment can be used.
  • a method that does not perform a special alignment treatment on the base film a method that peels the base film and then transfers it to another film after fixing the orientation, etc. It may be.
  • a method that does not fix the alignment may be used.
  • a non-liquid crystal compound the same formation method as that for the liquid crystal compound can be used.
  • the plurality of birefringent layers preferably have an angle ⁇ force of 25 ° or less formed by principal axes corresponding to the first principal refractive index nl (550). If the angle ⁇ force exceeds 25 °, when the oblique direction force is also observed, the amount that the angle ⁇ deviates from the design force in the normal direction increases, and the effect of widening the viewing angle may not be obtained sufficiently. is there. That is, when the angle ⁇ is set to 25 ° or less, the effect of wide viewing angle can be obtained more reliably.
  • the plurality of birefringent layers have a principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) in the same plane, and the angle ⁇ is measured in the plane.
  • the angle ⁇ corresponds to the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) of the birefringent layer having the maximum angle. This is the angle between them.
  • the angle 0 is more preferably 22.5 ° or less, and further preferably 15 ° or less.
  • the plurality of birefringent layers have parallel main axes corresponding to the first main refractive index nl (550).
  • the term “parallel” includes not only a state of being parallel but also a state that can be equated with a state of being parallel in view of the operational effects of the present invention.
  • the composite birefringent medium according to the present invention has a single-sheet type because the main axes corresponding to the first main refractive index nl (550) of each birefringent layer overlap, regardless of which direction is observed. Viewing angle characteristics similar to that of a birefringent layer (composed of a single birefringent layer) The effect of the angle reduction can be most reliably obtained.
  • R (550) having a negative birefringent layer of the second type This makes it easier to control the wavelength dispersion of the phase difference compared to a configuration in which birefringent layers having the same phase difference R (550) are the same, and thus facilitates the reverse wavelength dispersion of the phase difference.
  • the degree of freedom in adjusting the reverse wavelength dispersion can be increased.
  • the “first type birefringent layer” in this specification refers to a birefringent layer having a positive phase difference R (550) at a wavelength of 550 nm defined by the above formula (1).
  • “Two types of birefringent layers” refers to birefringent layers having a negative phase difference R (550).
  • the complex birefringent medium of the present invention has one or both of the first and second birefringent layers, at least one of the first birefringent layers and the second birefringent layer.
  • the main axis corresponding to the normal line and the first principal refractive index nl (550) of at least one of the refractive layers may be in the same plane.
  • the composite birefringent medium has the first birefringent layer and the second birefringent layer one by one, no matter which birefringent layer is disposed on the incident surface side or the outgoing surface side. Good.
  • the first and second birefringent layers are different in wavelength dispersion of the phase difference from each other.
  • the wavelength dispersion of the phase difference is mutually different” means that the wavelength dispersion OC and ⁇ of the phase difference represented by the following formulas (C) and (D) are different from each other. That's it!
  • the chromatic dispersion control of the phase difference of the complex birefringent medium becomes easier, and the reverse wavelength dispersion of the phase difference, which is an essential condition for the wideband diffusing, can be realized more easily.
  • the first and second birefringent layers have different retardations ⁇ and ⁇ 8.
  • the complex birefringent medium has one or both of the first type and the second type birefringent layers
  • at least one of the first type birefringent layers is a second type birefringent layer.
  • Wavelength dispersion of at least one layer and phase difference If at least one of a and 13 is different, it is preferable that both the wavelength dispersion of phase difference a and 13 are different.
  • the first type and second type birefringent layers each have a positive phase dispersibility in the phase difference. It is preferable to show. According to this, it is possible to produce a composite birefringent medium whose phase difference exhibits reverse wavelength dispersibility using a birefringent layer having positive wavelength dispersibility with a large room for material selection.
  • a phase difference indicates positive wavelength dispersion means that (a) the wavelength dispersion a represented by the above formula (C) is greater than 1 IR (450) I> IR ( 550)
  • each material exemplified as the material constituting the birefringent layer is applicable to both the first type birefringent layer and the second type birefringent layer, depending on the method of forming the birefringent layer. can do .
  • the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is generally in the in-plane direction of the film, and R (550)> 0 It becomes.
  • the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is in the normal direction of the film, and a birefringent layer with R (550) ⁇ 0 can do.
  • the main axis corresponding to the first principal refractive index n 1 (550) is in the film normal direction.
  • a birefringent layer with a phase difference R (550)> 0 is quite acceptable.
  • the first type birefringent layer has an absolute value of retardation R (550) larger than that of the second type birefringent layer! /
  • the first type birefringent layer includes a form in which the absolute value of the retardation R (550) is smaller than that of the second type birefringent layer.
  • the composite birefringent medium of the present invention is suitable for functioning in the same manner as the first type birefringent layer.
  • it is suitable for causing the composite birefringent medium of the present invention to function in the same manner as the second birefringent layer.
  • the first type birefringent layer has a phase difference wavelength dispersibility of the second type.
  • the first type birefringent layer preferably has a larger phase dispersion wavelength dispersion than the second type birefringent layer. is there.
  • these forms satisfy at least one of the following formulas (E1) and (F1), or satisfy at least one of the following formulas (E2) and (F2).
  • the magnitude of the wavelength dispersion of the phase difference is determined based on the wavelength dispersion of the phase difference oc and the absolute value of the difference between Z or ⁇ and 1.
  • Rl (550) represents the phase difference R (550) of the first type birefringent layer, and when there are a plurality of the first type birefringent layers, the total sum thereof.
  • R2 (550) represents the phase difference R (550) of the second type birefringent layer, and represents the sum of the plurality of second type birefringent layers.
  • a 1 represents the wavelength dispersion ⁇ of the retardation of the first type birefringent layer, and represents the average value when there are a plurality of first type birefringent layers.
  • ⁇ 2 represents the wavelength dispersion ⁇ of the retardation of the second type birefringent layer, and represents the average value when there are a plurality of second type birefringent layers.
  • ⁇ 1 represents the wavelength dispersion ⁇ 8 of the retardation of the first type birefringent layer, and represents the average value when there are a plurality of first type birefringent layers.
  • ⁇ 2 represents the wavelength dispersion ⁇ of the retardation of the second type birefringent layer, and represents an average value when there are a plurality of second type birefringent layers.
  • the first type The birefringent layer is preferably a film made of norbornene resin.
  • the second type of birefringence The layer is preferably a film made of norbornene resin.
  • a film made of norbornene rosin has both wavelength dispersion ⁇ and
  • the phase difference R ( ⁇ ) is one that is constant regardless of the wavelength ⁇ (nm). Therefore, by using a film made of norbornene resin as a birefringent layer having a small phase dispersion wavelength dispersion, it is possible to more easily realize the reverse wavelength dispersion of the retardation of the composite birefringence medium. It becomes.
  • the composite birefringent medium of the present invention is normal even if the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is in the in-plane direction of the birefringent layer.
  • Examples include forms that are not directions. According to this, even if the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is a birefringent layer in another direction that is neither the in-plane direction nor the normal direction of the birefringent layer, the composite of the present invention is used.
  • a birefringent layer obtained by applying liquid crystal molecules on a base film subjected to an appropriate orientation treatment and fixing the orientation does not align uniformly in the thickness direction of the birefringent layer.
  • an orientation state called a so-called hybrid orientation in which the orientation direction is continuously changed in the thickness direction is often taken. This is because there is a limit to the distance that the alignment regulating force originally possessed by the substrate film or applied to the substrate film, and the liquid crystal molecules generally change the alignment direction at the interface with air. It originates in having a property.
  • the first principal refractive index nl ( 550) is parallel to the main axis corresponding to the first main refractive index nl (550) in parallel with another birefringent layer whose main axis corresponding to the in-plane direction or the normal direction of the birefringent layer. Is impossible.
  • a preferable form of the composite birefringent medium of the present invention includes a form in which at least one of the birefringent layers contains liquid crystalline molecules.
  • various alignment control means such as an inorganic deposition method, an organic high molecular alignment film rubbing method, an electric field alignment and a magnetic field alignment, but also a chiral agent that causes twist in the alignment of liquid crystal molecules and air. Alignment state at the interface
  • an additive such as an alignment aid for controlling the refractive index
  • the degree of freedom in controlling the main axis corresponding to the retardation of the birefringent layer and the first principal refractive index nl (550) can be improved.
  • phase difference R (550) when a birefringent layer is formed using liquid crystalline molecules, an absolute value of a phase difference R (550) of several hundred nm can be obtained with a thickness of several m, which is a typical polymer film. Compared with a birefringent layer formed by stretching the film, the absolute value of the phase difference R (550) is one digit or more larger, so that the bandwidth can be improved more easily.
  • a birefringent layer in which the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is in the normal direction of the birefringent layer a birefringent layer in which the principal axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is in the normal direction of the birefringent layer, A birefringent layer having a main axis corresponding to the main refractive index nl (550) in the in-plane direction of the birefringent layer can be easily formed.
  • liquid crystalline molecule refers to a rod-like or plate-like molecule that has fluidity like a liquid in a certain temperature range and Z or concentration range, and at the same time the molecules are regularly aligned. That means something with order. They are classified into nematic liquid crystals, cholesteric liquid crystals, smectic liquid crystals, etc., depending on the spatial shape of the molecular orientation. The liquid crystal molecules may or may not be fixed in alignment.
  • the liquid crystal molecules preferably have their orientation direction changed continuously in the thickness direction of the birefringent layer.
  • a birefringent layer in which the principal axis corresponding to the first main refractive index nl (550) is not in the in-plane direction or the normal direction of the birefringent layer can be obtained.
  • a viewing angle widening film (trade name: NH Film, New Japan) having a special internal structure formed by aligning a liquid crystalline polymer with a hybrid nematic alignment whose inclination changes in the film thickness direction.
  • Liquid crystallinity such as a viewing angle compensation film (trade name: WV film, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) with a discotic liquid crystal aligned in a specific orientation and fixed on a triacetyl cellulose (TAC) film.
  • WV film trade name: WV film, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.
  • TAC triacetyl cellulose
  • Examples include those obtained by fixing the hybrid orientation of molecules.
  • the dielectric main axis and the main refractive index may not be strictly defined for the entire birefringent layer.
  • the liquid crystal molecules constituting the birefringent layer are uniformly oriented at an angle with respect to the reference plane (generally also referred to as “average tilt angle”).
  • the birefringence constituting the composite birefringent medium of the present invention without losing generality as long as the principal axis and the main refractive index defined are satisfied and the above-mentioned predetermined relationship is satisfied. It can be applied as a material for folding layers.
  • the liquid crystalline molecules may be continuously changed in orientation without being twisted in the thickness direction, or may be continuously changed in orientation while being twisted in the thickness direction.
  • the liquid crystalline molecule is preferably a discotic liquid crystalline molecule.
  • a birefringent layer composed of discotic liquid crystalline molecules usually has a negative retardation R (550) and a large wavelength dispersion of the retardation. Therefore, the birefringent layer composed of discotic liquid crystalline molecules is usually used as the second type birefringent layer, so that the first type birefringent layer having a positive retardation R (550) is used. In combination, it is possible to easily realize the reverse wavelength dispersion of the phase difference of the complex birefringent medium.
  • the liquid crystalline molecule is preferably a nematic liquid crystalline molecule.
  • the principal axis corresponding to the first principal refractive index is in a direction other than the in-plane direction (also referred to as the out-of-plane direction, including the normal direction), and the phase difference. It is suitable for forming a first type birefringent layer in which R (550) has a positive value.
  • At least one of the birefringent layers preferably has a biaxial parameter 7? Defined by the following formula (2) greater than zero.
  • n3 (550) represents the main refractive index having the smallest absolute value of the difference from the average value among the three main refractive indexes at the wavelength of 550 nm.
  • birefringent layer exhibiting birefringence such as biaxiality can also be suitably used as the birefringent layer constituting the composite birefringent medium of the present invention.
  • the complex birefringent medium has one or both of the first type and the second type birefringent layers, from the viewpoint of ease of manufacturing the complex birefringent medium, all the birefringent media are used.
  • the biaxial parameter of the layer is preferably greater than 7?
  • at least one of the birefringent layers has a biaxial parameter r? More preferably greater than 0.07
  • the composite birefringent medium is preferably one or both of the first and second birefringent layers. Is more preferable, the biaxial parameter 7? Of all the birefringent layers is more than 0.07.
  • At least one of the birefringent layers has a biaxial parameter 7? Defined by the above formula (2) of 1 Z2 or less is preferable.
  • the composite birefringent medium can have a wider viewing angle, and even when an optically biaxial birefringent layer is laminated, the viewing angle is effectively suppressed. Can do.
  • the complex birefringent medium has one or both of the first-type and second-type birefringent layers, all birefringent layers are used from the viewpoint of more effectively suppressing the viewing angle. It is preferable that the biaxial parameter r?
  • the birefringent layer has a biaxial parameter r?
  • the first type birefringent layer preferably has a biaxial parameter 7? Defined by the above formula (2) smaller than that of the second type birefringent layer. According to this, since the amount of deviation of the vibration direction of the intrinsic polarization mode between the first type birefringent layer and the second type birefringent layer at an oblique viewing angle can be suppressed, optically biaxiality is achieved. Even when the birefringent layers are laminated, it is possible to effectively suppress the deterioration of the viewing angle.
  • the biaxial parameter r? Of the first-type birefringent layer is the biaxiality of the first-type birefringent layer.
  • the first type birefringent layer preferably has a biaxial parameter r? Of 1Z2 of the second type birefringent layer. According to this, the amount of deviation of the vibration direction of the intrinsic polarization mode between the first type birefringent layer and the second type birefringent layer at an oblique viewing angle can be further reduced. Further, it is possible to effectively widen the viewing angle.
  • “biaxial parameter 7? Force” means that the biaxial parameter 7? Is only in the state where the biaxial parameter 7? Is 1Z 2, and the biaxial parameter 7? It also includes a state that can be equated with the state of 1Z2.
  • the present invention is also a polarizing plate having the composite birefringent medium and a polarizer.
  • a broadband and wide viewing angle composite birefringent medium can be provided, and thus a broadband and wide viewing angle polarizing plate can be provided.
  • polarizer refers to a linear polarizer.
  • the polarizing plate may be a linear polarizing plate, a circular polarizing plate, or an elliptical polarizing plate.
  • the main axis corresponding to the first main refractive index n 1 (550) is orthogonal to the transmission axis and the Z or absorption axis of the polarizer when observed from the front direction. I like it.
  • the birefringent layer substantially functions only for incident light from an oblique direction, and does not function at all for incident light from the normal direction. That is, since such a polarizing plate can exhibit polarization change only in an oblique direction, a wide band effect in the oblique direction can be sufficiently obtained.
  • the term “orthogonal” includes not only the state of being orthogonal, but also a state that can be equated with the state of being orthogonal in view of the operational effects of the present invention.
  • the main axis corresponding to the first principal refractive index nl (550) is obtained for all the birefringent layers. Is preferably perpendicular to the transmission axis and Z or absorption axis of the polarizer.
  • the present invention is also a liquid crystal display device (hereinafter also referred to as “first liquid crystal display device”) having the polarizing plate and the liquid crystal panel.
  • the first liquid crystal display device of the present invention corresponds to a configuration in which at least one of the birefringent layers constituting the composite birefringent medium of the present invention is a liquid crystal panel that is a light modulation element. According to this, since the polarizing plate has a wide band and a wide viewing angle, a high display quality liquid crystal display device with a wide viewing angle and little coloring can be realized.
  • the display mode of the first liquid crystal display device is not particularly limited.
  • VA vertical alignment
  • TN twisted 'nematic
  • IPS lateral electric field switching
  • FFS fringe electric field switching mode
  • EBC horizontal alignment Field birefringence control
  • the present invention provides a liquid crystal panel having at least a pair of electrodes for sandwiching a liquid crystal layer between two opposing substrates and applying a voltage to the liquid crystal layer, and a birefringent layer other than the liquid crystal panel,
  • the liquid crystal display device has a structure in which three main refractive indices at a wavelength ⁇ (nm) are obtained, and the liquid crystal display device has a reverse wavelength dispersion as a whole in a black display state.
  • the main refractive index having the maximum absolute value of the difference from the average value is defined as the first main refractive index nl ( ⁇ )
  • the liquid crystal display device (hereinafter also referred to as “second liquid crystal display device”) has a principal axis corresponding to the first main refractive index nl (550) in the same plane.
  • a liquid crystal panel which is a light modulation element itself also serves as one of the birefringent layers constituting the composite birefringent medium of the present invention. Corresponds to configuration.
  • the liquid crystal layer of the liquid crystal panel is a birefringent layer containing liquid crystalline molecules, and the fact that the orientation state can be changed by applying a voltage to the liquid crystal layer.
  • the degree of freedom in controlling the main axis corresponding to the first main refractive index nl (550) is improved, a higher-quality liquid crystal display device can be realized.
  • the display mode of the second liquid crystal display device is not particularly limited.
  • VA vertical alignment
  • TN twisted 'nematic
  • IPS lateral electric field switching
  • FFS fringe electric field switching mode
  • E CB horizontal alignment field birefringence control
  • the second liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited as long as it has a liquid crystal panel and a birefringent layer as constituent elements, and may or may not contain other constituent elements. It is not a thing.
  • the liquid crystal layer and the birefringent layer are formed of principal axes corresponding to the first main refractive index nl (550) in a black display state.
  • a form in which the angle 0 force is 25 ° or less (b) the liquid crystal layer and the birefringent layer have different positive and negative phase differences R (550) at the wavelength 550 nm defined by the above formula (1), (c) The liquid crystal layer and the birefringent layer are in a black display state and each has a phase difference having a positive wavelength dispersion. (D) The liquid crystal layer is in a black display state and has an absolute value of the phase difference R (550).
  • the liquid crystal layer is in a black display state and has an absolute value of the phase difference R (550) smaller than that of the birefringent layer.
  • the birefringent layer is in a black display state and has a first main state.
  • the birefringent layer contains liquid crystalline molecules,
  • the form described above The birefringent layer is a form in which the biaxial parameter r?
  • the birefringent layer has a biaxial parameter defined by the following formula (2) of 1Z2 (J)
  • the liquid crystal layer may be in a black display state and has a biaxial parameter r? Smaller than that of the birefringent layer.
  • ⁇ 3 (550) represents the main refractive index having the smallest absolute value of the difference between the three main refractive indexes at the wavelength of 550 nm.
  • the liquid crystal layer is in a black display state and the wavelength dispersion of retardation is smaller than that of the birefringent layer.
  • the liquid crystal layer is more preferably in a black display state and in a form in which the wavelength dispersion of retardation is larger than that of the birefringent layer.
  • a film made of norbornene rosin is more preferable.
  • the liquid crystalline molecules are in the black display state, the form in which the orientation direction is continuously changed in the thickness direction of the birefringent layer, the form that is a discotic liquid crystalline molecule, and the nematic liquid crystal.
  • the form which is a sex molecule is more preferable.
  • the liquid crystal layer is in a black display state and the biaxial parameter r? Is 1Z2 of the second birefringent layer.
  • the liquid crystal layer in these forms corresponds to the first birefringent layer in the composite birefringent medium of the present invention. That is, since the preferred form of the second liquid crystal display device of the present invention corresponds to the preferred form of the composite birefringent medium of the present invention, the same effects as the preferred form of the composite birefringent medium of the present invention are obtained. be able to.
  • the composite birefringent medium of the present invention it is possible to exhibit wavelength characteristics that can give an optimum phase difference to light in a wide visible wavelength range, that is, reverse wavelength dispersion.
  • a retardation film having a wide viewing angle which can be produced by a simple method, and has excellent freedom of adjustment of reverse wavelength dispersion and mass productivity can be provided.
  • FIGS. 11 to 14 are schematic views showing typical refractive index ellipsoids of the first type birefringent layer.
  • FIGS. 2-1 to 2-3 are schematic views showing typical refractive index ellipsoids of the second type birefringent layer.
  • a double-headed arrow represents a main axis (hereinafter also referred to as “P1 axis”) corresponding to the first main refractive index n (550).
  • P1 axis main axis
  • the refractive index ellipsoid is a spheroid in which the sizes of the three main refractive indexes in the coordinate system coinciding with the dielectric main axis correspond to the lengths of the three main axes, respectively.
  • the intersection of the planes passing through the center of this refractive index ellipsoid and perpendicular to the light propagation direction is generally an ellipse, and the two principal axes of this ellipse are in the direction of the electric displacement vector D of the two eigenmodes. Match.
  • the length of the main axis gives the refractive index of the intrinsic mode.
  • nxl and nx3 are illustrated to be equal in force.
  • the present invention is not limited to this.
  • the birefringent layer 11 is optically uniaxial, and the P1 axis l ip completely coincides with the optical axis.
  • the P1 axis defined in the present invention generally represents an optical axis when an optically biaxial birefringent layer is considered as a pseudo uniaxial birefringent layer. This is a natural result.
  • P1 axes 12p to 14p and 21p to 23p represent optical axes when considered as pseudo-uniaxial birefringent layers.
  • the birefringent layer 11 and the birefringent layer 14 are both in the xy plane (in-plane direction of the birefringent layer) in both the P1 axis l lp and the 14p force S.
  • P1 axis l lp, 14p direction is different.
  • the direction is defined by the angle (azimuth) made with the X axis. If the P1 axis is not in the xy plane, the projection of the P1 axis onto the xy plane is the angle (with the X axis) Azimuth).
  • each birefringent layer when two or more birefringent layers are laminated, the orientation of the P1 axis of each birefringent layer is important.
  • the birefringent layer 11 and the birefringent layer 11 are combined.
  • refraction Layer 14 is the same. All of the birefringent layers 13, 21, and 23 are illustrated so that the azimuth of the P1 axis 13p, 21p, and 23p is an azimuth angle of 90 ° as a representative example.
  • the P1 axis 12p and 22p are in the z-axis direction (normal direction of the birefringent layer) as in the birefringent layers 12 and 22, the orientation is indefinite.
  • FIGS. 1-1, 14 and 2-1 are examples in which the P1 axis is in the in-plane direction of the birefringent layer. If each birefringent layer is optically uniaxial, the first type birefringent layers 11 and 14 in FIGS. 11 and 14 become so-called positive A plates, and the second type in FIG. The birefringent layer 21 is a so-called negative A plate.
  • FIGS. 1-2 and 2-2 are examples in which the P1 axis is in the normal direction of the birefringent layer.
  • the first type birefringent layer 12 in FIG. 1-2 is a so-called positive C plate
  • the second type birefringent layer 22 in FIG. Is the so-called negative C plate.
  • FIGS. 13 and 2-3 are examples in which the P1 axis is in another direction that is neither the in-plane direction nor the normal direction of the birefringent layer.
  • a crystal plate cut out obliquely corresponds to this.
  • a liquid crystal with a hybrid alignment with a viewing angle expansion film (trade name: film, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) and a viewing angle compensation film (trade name: NH film, manufactured by Nippon Oil Corporation).
  • NH film manufactured by Nippon Oil Corporation
  • FIGS. 3-1 to 3-9 are schematic views showing typical examples of the composite birefringent medium of the present invention having a structure in which the first and second birefringent layers are laminated. Note that these drawings are shown by selecting one layer each including the first and second birefringent layers, and the number of stacked layers, the stacking order, and the like are not particularly limited.
  • FIGS. 3-1 to 3-3 are examples in which the P1 axes of the birefringent layers are in the same plane including the normal direction of the birefringent layers and are laminated so as to be parallel.
  • Fig. 3-1 shows the stacking method in the case where an A plate or a complex birefringent medium having a similar function is constructed.
  • the P1 axis l lap of the first type birefringent layer 11a, the first The PI axis 21ap of the two types of birefringent layers 21a and the normal directions of the birefringent layers lla and 21a are in the same plane 30a.
  • the P1 axis 1 lap of the first type birefringent layer 11a and the P1 axis 21ap of the second type birefringent layer 21a are parallel to each other.
  • Fig. 3-2 shows a lamination method when it is desired to construct a C-plate or a complex birefringent medium having a function similar thereto.
  • the line direction is in the same plane 30b.
  • the P1 axis 12ap of the first type birefringent layer 12a and the P1 axis 22ap of the second type birefringent layer 22a are parallel to each other.
  • Fig. 3-3 shows a stacking method when it is desired to construct a complex birefringent medium that is neither an A plate nor a C plate.
  • the P1 axis 13ap of the first type birefringent layer 13a, the P1 axis 23ap of the second type birefringent layer 23a, and the method of each birefringent layer 13a, 23a The line direction is in the same plane 30c.
  • the P1 axis 13ap of the first type birefringent layer 13a and the P1 axis 23ap of the second type birefringent layer 23a are parallel to each other.
  • Figures 3-4 to 3-9 are examples in which the P1 axes of the birefringent layers are not parallel, but are stacked so that they lie in the same plane including the normal direction. There is no composite birefringent medium! /, In case of lamination.
  • the P1 axis l lcp of the first type birefringent layer 11c, the P1 axis 23bp of the second type birefringent layer 23b, and the birefringent layers l lc, 23b The normal direction of is in the same plane 30e.
  • the P1 axis 12bp of the first type birefringent layer 12b In the compound birefringent medium 46 in Fig. 3-6, the P1 axis 12bp of the first type birefringent layer 12b, the P1 axis 21bp of the second type birefringent layer 21b, and the method of each birefringent layer 12b, 21b.
  • the line direction is in the same plane 30f.
  • the P1 axis 12cp of the first type birefringent layer 12c, The PI axis 23cp of the two types of birefringent layers 23c and the normal direction of each of the birefringent layers 12c and 23c are in the same plane 30g.
  • the line direction is within 30h of the same plane.
  • the P1 axis 13cp of the first birefringent layer 13c the P1 axis 22cp of the second birefringent layer 22c, and the method of each birefringent layer 13c, 22c.
  • the line direction is in the same plane 30i.
  • FIG. 4 shows an example in which the effect of the present invention cannot be obtained.
  • the P1 axis 14bp of the first type birefringent layer 14b and the P1 axis 21cp of the second type birefringent layer 21c and the force include the normal direction of each birefringent layer 14b, 21c. Since it is not in the plane, the angle between the PI axes 14bp and 21cp of the birefringent layers 14b and 21c is greatly deviated from the design value in the normal direction in the oblique direction, so that a wide viewing angle can be obtained. Can not ,.
  • the absolute value of the phase difference R (550) of the first type birefringent layer 14c is reduced so as not to function substantially as a birefringent layer, for example, less than 20 nm, all the P1 axes
  • the condition that 14cp, 21dp and l id P are in the same plane including the normal direction of each birefringent layer 14c, 21d and l id does not satisfy the condition, P1 axis l ldp and second birefringent layer 21d P1 axis 21dp and force Being in the same plane 30j including the normal direction of each birefringent layer l ld and 21d, the effects of the present invention can be obtained. Can do. That is, in the
  • each conventional circularly polarizing plate optical characteristics of each conventional circularly polarizing plate will be described.
  • the structure of each circularly polarizing plate is shown in Figures 6-1 to 6-5.
  • double arrows in the linear polarizer represent absorption axes
  • double arrows in the ⁇ 4 plate and ⁇ 2 plate represent optical axes.
  • the dotted line represents the azimuth with an azimuth angle of 0 °.
  • the first circularly polarizing plate 101 does not include a protective film such as triacetyl cellulose (TAC), and the linear polarizer 5a is assumed to be an ideal polarizing element having a degree of polarization of 100% over the entire visible wavelength range. The same applies to the following circularly polarizing plates.
  • TAC triacetyl cellulose
  • this type of circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as “second circularly polarizing plate”) 102 is a linear polarizer (absorption axis direction 0 °) 5b, Z2 plate (slow phase)
  • the output light status parameters S, S, S and S were calculated at each wavelength in the visible wavelength range, and the polarization state of the emitted light was examined.
  • Figures 7-1 to 7-5 show the calculation results of the stochastic parameter S for the first to fifth circularly polarizing plates, respectively.
  • the large overlap between the solid line, thin solid line, and dotted line indicates that the circularly polarizing plate has a wide viewing angle.
  • the viewing angles of the second and third circularly polarizing plates formed by laminating two or more birefringent layers are narrow.
  • the reasons for this are simply: (1) Apparent phase difference of each birefringent layer.
  • the design force in the normal direction is shifted in the oblique direction
  • (2) the angular force between the optical axis of each birefringent layer and polarizer and the optical axis of the other birefringent layer and polarizer is oblique. Then, there are two things that deviate from the design value in the normal direction.
  • This problem is essentially the problem that the viewing angle of the crossed Nicol polarizer is narrow, that is, the cross-col polarizer is perpendicular to the polarization axis (absorption axis) of the two polarizers in the normal direction. Therefore, there is no light leakage, but it is very similar to the problem that light leakage occurs because the polarization axis is apparently not orthogonal in the oblique direction. Therefore, it is clear that this problem becomes more apparent as the number of optical axes increases as the number of birefringent layers constituting the circularly polarizing plate increases.
  • the fourth circularly polarizing plate which is a single sheet type, has an S force ⁇ in an oblique direction.
  • each optical axis is shifted from the design value of 45 ° in the oblique direction, and (2) the apparent phase difference of the ⁇ ⁇ 4 plate is shifted from the design value ⁇ ⁇ 4.
  • the deviation (amount) is almost constant regardless of the wavelength, and the chromatic dispersion of S is
  • the fifth circularly polarizing plate which is a two-layered parallel laminate type, does not have a wide band. As a result, the wavelength dispersion of S is large. However, the design center wavelength is 550.
  • S is equivalent to the first and fourth circular polarizers. Also, the chromatic dispersion view of S
  • the viewing angle characteristic of the fifth circularly polarizing plate is simply a configuration in which two stretched films having optically positive uniaxiality are laminated so that their slow axes (or fast axes) are orthogonal to each other, This is clearly different from the configuration in which two stretched films having optically negative uniaxial properties are laminated so that their slow axes (or fast axes) are orthogonal to each other. The reason for this can be easily explained as follows.
  • the axis to be used as a reference is the slow axis or the fast axis. There is no optical axis. If the optical axes of the stacked birefringent layers are stacked so that they are parallel in the same plane including the normal direction of each birefringent layer, the optical axes are parallel to each other in any oblique direction. To maintain. That is, in this case, the angle formed by the two optical axes does not deviate from the design value, so the viewing angle is wide.
  • the present inventors have found the following two points from the calculation results and considerations of the first to fifth circularly polarizing plates. That is, it is effective to stack a plurality of birefringent layers in order to realize a broadband retardation film, and in order to realize a retardation film having a wide viewing angle, it is necessary to stack the layers.
  • a single retardation film is used or a plurality of retardation films are laminated, it is effective to laminate the optical axes of the uniaxial retardation films so that they are parallel to each other.
  • the double arrow in the linear polarizer represents the absorption axis.
  • the double arrow in the birefringent layer represents the P1 axis. Note that the double arrows in the birefringent layer in FIGS. 6-13 to 6-16 indicate that they are inclined in the in-plane direction of the birefringent layer (the polar angle is less than 90 °).
  • the dotted line represents the azimuth with an azimuth angle of 0 °.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as “sixth circularly polarizing plate”) 106 is composed of a linear polarizer 5f, a first birefringent layer 81, and a second birefringent layer. 91 is laminated.
  • the optical properties of each birefringent layer are shown in Table 1 below.
  • the first type birefringent layer 81 was assumed to be a uniaxially stretched film of norbornene resin.
  • the second birefringent layer 91 was assumed to be a uniaxially stretched film made of polymethylmethallate resin.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as "seventh circularly polarizing plate") 107 is composed of a linear polarizer 5g, a first birefringent layer 82, and a second birefringent layer. It has a structure in which 92 are laminated.
  • the optical properties of each birefringent layer are shown in Table 2 below.
  • the first type birefringent layer 82 was assumed to be a uniaxially stretched film of norbornene resin.
  • the second type of birefringent layer 92 was assumed to be a uniaxially stretched film made of polymethylmethallate resin.
  • the seventh circularly polarizing plate is the same as the sixth circularly polarizing plate except that the absolute value of the phase difference R (550) of the first and second birefringent layers is large.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as "eighth circularly polarizing plate") 108 is composed of a linear polarizer 5h, a first type birefringent layer 83, and a second type birefringent layer. 93 and a first type birefringent layer 84 are laminated. The optical characteristics of each birefringent layer are shown in Table 3 below.
  • the first type of double-folded layers 83 and 84 were assumed to be a uniaxially stretched film of V, which is made of norbornene resin.
  • the second birefringent layer 93 was assumed to be a uniaxially stretched film made of polymethylmetatalylate resin.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter referred to as "the ninth circularly polarizing plate") 109 is composed of a linear polarizer 5i, a first type birefringent layer 85, and a second type birefringent.
  • the layer 94 is laminated.
  • the optical properties of each birefringent layer are shown in Table 4 below.
  • the first birefringent layer 85 was assumed to be a film made of norbornene resin and stretched uniaxially.
  • the second type of birefringent layer 94 was assumed to be a film made of polymethyl methacrylate resin stretched laterally uniaxially.
  • the ninth circularly polarizing plate has the same configuration as the sixth circularly polarizing plate except that the biaxial parameter 7? Of each birefringent layer is 0.25.
  • this circularly polarizing plate 110 includes a linear polarizer, a first birefringent layer 86, and a second birefringent layer. It has a structure with 95 layers.
  • the optical properties of each birefringent layer are shown in Table 5 below.
  • the first type of birefringent layer 86 was assumed to be a film made of norbornene resin stretched uniaxially.
  • the birefringent layer 95 of the second type was assumed to be obtained by laterally uniaxially stretching a film made of polymethyl metatalylate resin.
  • the tenth circularly polarizing plate is the same as the ninth circularly polarizing plate except that the biaxial parameter ⁇ of each birefringent layer is 0.5.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as "the eleventh circularly polarizing plate") 111 is composed of a linear polarizer 5k, a first birefringent layer 87, and a second birefringent layer. It has a configuration in which layer 96 is laminated.
  • the optical characteristics of each birefringent layer are shown in Table 6 below.
  • the first type of birefringent layer 87 was assumed to be a film made of norbornene resin and stretched uniaxially.
  • the birefringent layer 96 of the second type was assumed to be obtained by laterally uniaxially stretching a film made of polymethylmetatalylate resin.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as “the twelfth circularly polarizing plate”) 112 is composed of a linear polarizer 5 m, a first birefringent layer 88 and a second birefringent layer. It has a structure in which 97 layers are stacked. The optical properties of each birefringent layer are shown in Table 7 below.
  • the first type of birefringent layer 88 was assumed to be a film made of norbornene resin stretched uniaxially.
  • the second type of birefringent layer 97 was assumed to be a film made of polymethyl metatalylate rosin stretched laterally uniaxially.
  • the twelfth circularly polarizing plate is the same as the eleventh circularly polarizing plate except that the first and second type biaxial parameters r? 1 and r? 2 are large.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as “the 13th-1 circularly polarizing plate”) 113a is composed of a linear polarizer 5n, a first type birefringent layer 89a, and a second type compound.
  • the refractive layer 98a is laminated.
  • the optical characteristics of each birefringent layer are shown in Table 8 below.
  • the first type of birefringent layer 89a was assumed to be a uniaxially stretched film of norbornene resin.
  • the second birefringent layer 98a was assumed to be a hybrid alignment of discotic liquid crystalline molecules.
  • the polar angle of the P1 axis of the second birefringent layer 98a is 75 °, and it is formed between the P1 axes of the first and second birefringent layers 89a and 98a.
  • the angle is 15 °.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as “13th-2 circularly polarizing plate”) 113b is composed of a linear polarizer 5p, a first type birefringent layer 89b, and a second type compound.
  • the refractive layer 98b is laminated.
  • the optical properties of each birefringent layer are shown in Table 9 below.
  • the first type of birefringent layer 89b was assumed to be a uniaxially stretched film of norbornene resin.
  • the second birefringent layer 98b was assumed to be a hybrid alignment of discotic liquid crystalline molecules.
  • the polar angle of the P1 axis of the second birefringent layer 98b is 70 °, and the angle formed by the P1 axes of the first and second birefringent layers 89b and 98b Is 20 °.
  • this circularly polarizing plate (hereinafter, also referred to as “13th-3 circularly polarizing plate”) 113c is a linear polarizer 5q, a first type birefringent layer 89c, and a second type compound.
  • the refractive layer 98c is laminated.
  • the optical characteristics of each birefringent layer are shown in Table 10 below.
  • the first type of birefringent layer 89c was assumed to be a uniaxially stretched film of norbornene resin.
  • the second type birefringent layer 98c was assumed to be a hybrid alignment of discotic liquid crystalline molecules.
  • the polar angle of the P1 axis of the second birefringent layer 98c is 67.5 °, and the P1 axes of the first and second birefringent layers 89c and 98c are Is an angle of 22.5 °.
  • Type 2 birefringent layer 67.5 -160 1.08 0.96
  • this circularly polarizing plate (hereinafter also referred to as “13th-4th circularly polarizing plate”) 113d is composed of a linear polarizer 5r, a first type birefringent layer 89d, and a second type compound.
  • the refractive layer 98d is laminated.
  • the optical characteristics of each birefringent layer are shown in Table 11 below.
  • the first type birefringent layer 89d was assumed to be a uniaxially stretched film of norbornene resin.
  • the second birefringent layer 98d was assumed to be a hybrid alignment of discotic liquid crystalline molecules.
  • the polar angle of the P1 axis of the second birefringent layer 98d is 65 °, and the angle formed between the P1 axes of the first and second birefringent layers 89d and 98d Is 25 °.
  • FIGS. 7-6 to 7-16 are diagrams showing the calculation results of the status parameter S of the sixth to twelfth circularly polarizing plates and the thirteenth to thirteenth circularly polarizing plates of the present invention, respectively. Thick solid line in the figure,
  • the thin solid line and dotted line represent the stochastic parameter S in the normal direction of the circularly polarizing plate, the azimuth angle of 22.5 °, the polar angle of 60 °, and the azimuth angle of 45 ° and polar angle of 60 °, respectively.
  • the seventh circularly polarizing plate of the present invention in which the phase difference of each birefringent layer is larger than that of the sixth circularly polarizing plate, S 1 is larger in a wider wavelength region. Has been obtained. Furthermore, As shown in Figure 7-8, the phase difference of each birefringent layer is relatively large! / The eighth circularly polarizing plate is a three-layer laminated type, but it is a two-layer laminated type. S is obtained in the same wide wavelength region as that of the circularly polarizing plate, and it has a wide band and a wide viewing angle.
  • the ninth circularly polarizing plate of the present invention using a biaxial birefringent layer instead of a uniaxial birefringent layer is also of a two-layer orthogonal lamination type.
  • the biaxial parameter 7? Indicating the degree of biaxiality is larger than the ninth circularly polarizing plate in both the first and second birefringent layers.
  • the plate has a wider viewing angle than the second circularly polarizing plate and the third circularly polarizing plate, the viewing angle is worse than that of the sixth circularly polarizing plate using a uniaxial birefringent layer.
  • the biaxial parameter r? Of the first and second birefringent layers is 0.
  • it is 5 or less, more preferably 0.2 or less.
  • the eleventh and twelfth circularly polarizing plates in which the biaxial parameter r? Of the first type birefringent layer is adjusted to half that of the second type birefringent layer are used.
  • the viewing angle is the same as that of the sixth circularly polarizing plate in which two uniaxial birefringent layers are stacked in parallel. That is, even when the biaxial parameter 7?
  • the biaxial parameter r? of the first birefringent layer is changed to the biaxial parameter r of the second birefringent layer r.
  • the biaxial parameter r? 1 of the first type birefringent layer is preferably 1Z2 times the biaxial parameter 7-2 of the second type birefringent layer.
  • the P1 axis of the second type birefringent layer is in another direction that is neither the in-plane direction nor the normal direction of the birefringent layer, the first type having the P1 axis in the in-plane direction. It is difficult to laminate so that the birefringent layer and the P1 axis of the second type birefringent layer are parallel. However, as in the 13th-1 circularly polarizing plate of the present invention, the P1 axis of the first birefringent layer and the P1 axis of the second birefringent layer are made normal to each birefringent layer. As shown in Fig.
  • the 13th and 13th circularly polarized light of the present invention in which the angle formed between the P 1 axes of the first and second birefringent layers is 22.5 ° or less.
  • the plate also has a conventional two-layer type because S does not fall below 0.5 in the visible wavelength range.
  • Table 12 below shows a comparison when paying attention only to the calculation result at the wavelength of 550 nm, which is both the design center wavelength and the human visibility peak.
  • the viewing angle of the anti-reflection effect focused only on the light quantity of 550 nm is more than that of the conventional two-layer type third circularly polarizing plate. It will be wide.
  • the 13th and 4th circularly polarizing plates are also widened in the same way as the 3rd circularly polarizing plate with two layers, and when comprehensively evaluated, the angle formed by the P1 axis is 25 °. Even the 13th and 4th circularly polarizing plates, which have been expanded, can be said to be slightly superior to the conventional 3rd circularly polarizing plate with two laminated layers.
  • the upper limit of the angle between the P1 axis of the first birefringent layer and the P1 axis of the second birefringent layer is preferably 25 °.
  • a more preferred upper limit is 22.5 °, and a more preferred upper limit is 15 °.
  • the composite birefringent medium of the present invention is combined with a polarizer
  • a polarizing plate hereinafter also referred to as “a polarizing plate with a complex birefringent medium”
  • the polarizing plate with a composite birefringent medium configured as described above exhibits the effects of the present invention particularly when the P1 axis of all the birefringent layers is orthogonal to the transmission axis or absorption axis of the polarizer. Can do.
  • the birefringent layer substantially functions only for incident light from an oblique direction, and is incident from the normal direction. This is because it does not function at all for light.
  • the polarizing plate with a composite birefringent medium is expected for the function of converting the incident light from an oblique direction, and a sufficient broadband effect can be obtained only in the front direction. This is because the conventional broadband retardation film cannot obtain the necessary broadband effect.
  • the polarizing plate with a composite birefringent medium of the present invention for a liquid crystal display device, a high display quality liquid crystal display device with a wide viewing angle and little coloration can be provided.
  • the liquid crystal panel itself which is the light modulation element of the liquid crystal display device, may be configured to serve as one of the birefringent layers constituting the composite birefringent medium. With such a configuration, a thin and low-cost liquid crystal display device can be realized by reducing the number of birefringent layers. Further, as described above, the phase difference of the birefringent layer and the degree of freedom in controlling the P1 axis are improved, so that a higher quality liquid crystal display device can be realized.
  • the type, material, retardation R (550), wavelength dispersion of each birefringent layer Table 13 shows ⁇ and ⁇ 8, biaxial parameter 7 ?, and P1 axis direction.
  • a first birefringent layer uniaxially stretched with norbornene resin (NB) film and a second birefringent layer (second birefringent layer uniaxially stretched with polystyrene resin (PS) film)
  • NB norbornene resin
  • PS polystyrene resin
  • a first birefringent layer obtained by transversely uniaxially stretching a norbornene resin film
  • a second birefringent layer obtained by transversely uniaxially stretching a polystyrene resin film
  • the composite birefringent medium of Example 2 was obtained by laminating via an acrylic adhesive without being transparent and birefringent.
  • a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) obtained by biaxially stretching a norbornene resin film
  • a second birefringent layer (a second type of birefringent layer) obtained by laterally uniaxially stretching a polystyrene resin film.
  • a vertical alignment film was applied on a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) obtained by uniaxially stretching a norbornene resin film.
  • a rubbing treatment of the vertical alignment film was performed in parallel with the stretching direction of the norbornene resin film.
  • a coating solution containing discotic liquid crystalline molecules (DLC) to which a small amount of vertical alignment aid at the air interface was added was applied onto the vertical alignment film.
  • the coating solution on the vertical alignment film was dried and heated, and further cured by irradiating with ultraviolet rays to form a second birefringent layer (second-type birefringent layer).
  • the laminate formed as described above was used as the composite birefringent medium of Example 4.
  • “vertical alignment of discotic liquid crystalline molecules” refers to an alignment state in which the disk surfaces of disk-like molecules are arranged vertically on a substrate.
  • a vertical alignment film was applied on a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) obtained by uniaxially stretching a norbornene resin film.
  • a rubbing treatment of the vertical alignment film was performed in parallel with the stretching direction of the norbornene resin film.
  • a coating liquid containing discotic liquid crystalline molecules was applied onto the vertical alignment film using a bar coater.
  • the coating solution on the vertical alignment film was dried and heated, and further cured by irradiating with ultraviolet rays to form a second birefringent layer (second-type birefringent layer).
  • the laminate formed as described above was used as the composite birefringent medium of Example 5.
  • the second birefringent layer (second type birefringent layer) in this example has a so-called hybrid orientation in which the orientation direction is continuously changed in the thickness direction of the birefringent layer. Therefore, a birefringent medium that optically exhibits biaxiality is formed on the entire birefringent layer that is aligned in the hybrid or hybrid manner. Assuming that it is substantially equal to a birefringent layer uniformly oriented at an angle with respect to the plane of the birefringent layer, refer to the phase difference measurement result from the oblique direction, and calculate the dielectric main axis and main refraction by calculation. Rate and P1 axis were determined.
  • first birefringent layer made of an unstretched norbornene resin film.
  • second birefringent layer made of an unstretched norbornene resin film.
  • NLC nematic liquid crystal molecules
  • the first birefringent layer (second-type birefringent layer) is vertically aligned on the side opposite to the side on which the second birefringent layer (first-type birefringent layer) is formed.
  • a film was applied.
  • a coating liquid containing discotic liquid crystalline molecules to which a small amount of vertical alignment aid at the air interface is added.
  • the coating liquid on the vertical alignment film was dried and heated, and further cured by irradiating with ultraviolet rays to form a third birefringent layer (second-type birefringent layer).
  • the laminate formed as described above was used as the composite birefringent medium of Example 6.
  • the second birefringent layer (first birefringent layer) is stacked on the first birefringent layer (second birefringent layer) via a horizontal alignment film. did.
  • the third birefringent layer (second birefringent layer) was formed on a glass plate. After that, only the third birefringent layer was peeled off from the glass, and it was transferred and laminated on the second birefringent layer (the first kind of birefringent layer) via an acrylic adhesive that was transparent and not birefringent. .
  • the laminated body formed as described above was used as the complex birefringent medium of Example 7.
  • a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) uniaxially stretched with a polycarbonate resin (PC) film, and a second birefringent layer (secondary layer) uniaxially stretched with a polymethylmetatalate resin (PMMA) film
  • PC polycarbonate resin
  • PMMA polymethylmetatalate resin
  • Z2 plate (slow axis orientation 15 °) and Z4 plate (slow axis orientation 45 °) obtained by uniaxial stretching of norbornene resin film are transparent and non-birefringent acrylic adhesive
  • the composite birefringent medium of Comparative Example 2 was obtained by laminating with an agent.
  • 8 ′ of Comparative Example 2 Measured in three directions, normal direction, azimuth angle 22.5 ° polar angle 60 °, and azimuth angle 45 ° polar angle 60 °, and chromatic dispersion in three directions ⁇ ′ and j8 ′ The average value of was calculated.
  • a spectroscopic ellipsometer (trade name: M-220, manufactured by JASCO Corporation) was used for the measurement.
  • the definitions of wavelength dispersion ⁇ ′ and j8 ′ are defined as shown in the following formulas (H) and (I).
  • Nl ( ⁇ ) and N2 ( ⁇ ) correspond to two eigenmodes when light of wavelength ⁇ (nm) incident from a given measurement direction propagates through a birefringent medium or retardation film. Yes Refractive index. However, ⁇ 1 ( ⁇ ) ⁇ ⁇ 2 ( ⁇ ).
  • Table 13 shows the results of the wavelength dispersion evaluation test.
  • the composite birefringent media of Examples 1 to 8 of the present invention were confirmed to have a phase difference exhibiting reverse wavelength dispersion and a wide viewing angle and a wide band.
  • the retardation film of Comparative Example 1 does not exhibit reverse wavelength dispersion
  • the composite birefringent medium of Comparative Example 2 has a large shift in design value power in terms of wavelength dispersion and polarization conversion function except in the normal direction.
  • the circularly polarizing plate of Example 9 was produced by laminating the composite birefringent medium of Example 1 and a polarizer having an absorption axis orientation of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was one that does not include a protective film that has triacetyl cellulose (TAC) isotropic force.
  • the circularly polarizing plate of Example 10 was prepared by laminating the composite birefringent medium of Example 2 and a polarizer having an absorption axis orientation of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film with TAC isotropic force.
  • the circularly polarizing plate of Example 11 was produced by laminating the composite birefringent medium of Example 3 and a polarizer having an absorption axis of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film with TAC isotropic force.
  • the circularly polarizing plate of Example 12 was prepared by laminating the composite birefringent medium of Example 4 and a polarizer having an absorption axis of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film with TAC isotropic force.
  • the circularly polarizing plate of Example 13 was produced by laminating the composite birefringent medium of Example 5 and a polarizer having an absorption axis of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film with TAC isotropic force.
  • the circularly polarizing plate of Example 14 was produced by laminating the composite birefringent medium of Example 6 and a polarizer having an absorption axis orientation of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film with TAC isotropic force.
  • the composite birefringent medium of Example 7 and a polarizer having an absorption axis orientation of 45 ° are combined with an arc having no birefringence.
  • a circularly polarizing plate of Example 15 was produced by laminating via a ril-based adhesive.
  • the polarizer did not contain the protective film which also has TAC isotropic power.
  • the circularly polarizing plate of Example 16 was produced by laminating the composite birefringent medium of Example 8 and a polarizer having an absorption axis of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer did not contain the protective film which also has TAC isotropic power.
  • a circularly polarizing plate of Example 16 was produced by laminating the retardation film of Comparative Example 1 and a polarizer having an absorption axis orientation of 45 ° with an talyl-based adhesive having no birefringence.
  • the polarizer used was one that did not contain a protective film with TAC isotropic force.
  • a circularly polarizing plate of Example 16 was produced by laminating the composite birefringent medium of Comparative Example 2 and a polarizer having an absorption axis of 45 ° with an acrylic adhesive having no birefringence. .
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film with TAC isotropic force.
  • Example 9 45.
  • Example 1 ⁇ ⁇ Example 10 45 °
  • Example 2 ⁇ ⁇ Example 1 1 45.
  • Example 4 ⁇ ⁇ Example 13 45.
  • Example 5 ⁇ ⁇ Example 14 45.
  • Example 6 ⁇ ⁇ Example 1 5 45.
  • Example 7 ⁇ ⁇ Example 1 6 45.
  • Example 8 ⁇ ⁇ Comparative Example 3 45 ° Comparative Example 1 ⁇ X Comparative Example 4 45 ° Comparative Example 2 XX
  • the circular polarizing plates 9 to 16 of the present invention were confirmed to have a wide viewing angle and a wide band.
  • the composite birefringent media of Examples 17 and 18, and the retardation films of Comparative Examples 5 and 6, and the type, material, retardation R (550) of the birefringent layer, wavelength dispersion ⁇ and Table 15 shows the axial parameter ⁇ and the direction of the P1 axis.
  • a first birefringent layer (first birefringent layer) uniaxially stretched with norbornene resin film, and a second birefringent layer (second birefringent layer) uniaxially stretched with polymethylmetatalate resin film Were laminated through a transparent and non-birefringent acrylic adhesive to give a composite birefringent medium of Example 17.
  • a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) obtained by uniaxially stretching a polycarbonate resin film, and a second birefringent layer (a second type of birefringent layer) obtained by specially stretching a norbornene resin film in the thickness direction of the film.
  • a transparent birefringence-free acrylic adhesive to form a composite birefringent medium of Example 18.
  • Polymethylmetatalate resin film was uniaxially stretched to obtain a retardation film of Comparative Example 6.
  • the wavelength dispersions ⁇ ′ and ⁇ 8 ′ of the composite birefringent media of Examples 17 and 18 and the retardation films of Comparative Examples 5 and 6 are defined as the normal direction and the azimuth angle of the composite birefringent media or retardation films 22. Measurements were made in three directions, an oblique direction with a 5 ° polar angle of 60 ° and an azimuth angle of 45 ° and an oblique direction with a polar angle of 60 °, and the average value of the wavelength dispersion ⁇ ′ and
  • the composite birefringent media of Examples 17 and 18 of the present invention were confirmed to have a phase difference exhibiting reverse wavelength dispersion, a wide viewing angle and a wide band.
  • the retardation films of Comparative Examples 5 and 6 did not exhibit reverse wavelength dispersion.
  • a polarizer with an absorption axis of 0 °, a composite birefringent medium of Example 17, a composite birefringent medium of Example 18, and a polarizer with an absorption axis of 90 ° are transparent and have no birefringence.
  • the cross-col polarizing plate of Example 19 was produced by laminating in this order via an adhesive.
  • the polarizer used was a polarizer that did not include a protective film made of triacetyl cellulose (TAC) or the like.
  • a polarizer with an absorption axis orientation of 0 °, a retardation film in Comparative Example 5, a retardation film in Comparative Example 6, and a polarizer with an absorption axis orientation of 90 ° through a transparent, non-birefringent acrylic adhesive was prepared in order. Note that the polarizer used did not include a protective film made of TAC or the like.
  • Example 19 Each of the cross-col polarizing plates of Example 19 and Comparative Example 7 was placed on a white light source, and the amount of transmitted light and coloring were examined. Small amount of light (or coloring) in every viewing angle Evaluated as 0, otherwise as X. Table 16 shows the results of the evaluation test.
  • the composite birefringent medium according to Examples 17 and 18 of the present invention has a wide viewing angle and a wide band, and the cross-col polarizer of Example 19 using the medium also has a wide viewing angle and a wide band. It was confirmed.
  • the cross-coll polarizing plate of Comparative Example 7 using the composite birefringent media of Comparative Examples 5 and 6 had a large coloration although it had a wide viewing angle.
  • a vertical alignment film was applied on a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) obtained by uniaxially stretching a norbornene resin film.
  • a rubbing treatment of the vertical alignment film was performed in parallel with the stretching direction of the norbornene resin.
  • vertical alignment at the air interface using butter A coating solution containing discotic liquid crystalline molecules to which a small amount of an auxiliary agent was added was applied onto the vertical alignment film.
  • the coating solution on the vertical alignment film was dried and heated, and further cured by irradiation with ultraviolet rays, whereby a second birefringent layer (second type birefringent layer) was formed.
  • the laminate formed as described above was used as the composite birefringent medium of Example 20.
  • a horizontal alignment film was applied on a glass plate and rubbed.
  • a coating solution containing discotic liquid crystalline molecules to which a small amount of a horizontal alignment aid at the air interface was added was applied onto the horizontal alignment film.
  • the coating liquid on the horizontal alignment film was dried and heated, and further cured by irradiation with ultraviolet rays, thereby forming a birefringent layer (second-type birefringent layer).
  • this birefringent layer (the second type of birefringent layer) is peeled off from the glass plate, and is transparent and birefringent.
  • a VA mode liquid crystal panel in which nematic liquid crystal is enclosed via an acrylic adhesive. Laminated on (NLCP).
  • the composite birefringent medium of Example 21 was formed.
  • horizontal alignment of discotic liquid crystalline molecules refers to an alignment state in which the disk surfaces of the disk-like molecules are arranged horizontally on the substrate.
  • a second birefringent layer similar to that of Example 21 was directly formed on the second birefringent layer (second birefringent layer) side of the complex birefringent medium of Example 20,
  • a birefringence medium of Example 22 was formed by stacking VA mode liquid crystal panels encapsulating nematic liquid crystal through V and acrylic adhesive without birefringence.
  • the VA mode liquid crystal panel in which the liquid crystal was encapsulated was laminated in this order via a transparent and non-birefringent acrylic adhesive to form a composite birefringent medium of Comparative Example 8.
  • 8 ′ were set in an oblique direction with an azimuth angle of 0 ° and a polar angle of 60 °, an azimuth angle of 22.5 ° and a polar angle of 60 °. Diagonal direction, and Measurements were made in three oblique directions with an azimuth angle of 45 ° and a polar angle of 60 °. A spectroscopic ellipsometer (trade name: ⁇ -220, manufactured by JASCO Corporation) was used for the measurement. Table 17 shows the evaluation results.
  • the composite birefringent medium of Example 20 laminated body of the first birefringent layer 15 and the second birefringent layer 24
  • the composite birefringent of Example 21 were used.
  • a transparent (non-birefringent) acrylic adhesive so that the second birefringent layers 24 and 25 are adjacent to each other (a laminate of the second birefringent layer 25 and the liquid crystal panel 35a) 53.
  • a polarizer 5s having an absorption axis orientation of 0 ° was laminated via a transparent and non-birefringent acrylic adhesive.
  • a polarizer 5t having an absorption axis direction of 90 ° was laminated on the outer side of the composite birefringent medium 53 of Example 21 via an acrylic pressure-sensitive adhesive that is transparent and has no birefringence.
  • a vertical alignment (VA) mode liquid crystal display device 201 of Example 23 was produced.
  • a polarizer having an absorption axis of 0 ° is transparent and has no birefringence. Laminated. On the other outer side, a polarizer having an absorption axis orientation of 90 ° was laminated via an acrylic pressure-sensitive adhesive that is transparent and has no birefringence. Thus, a VA mode liquid crystal display device of Example 24 was produced.
  • the first birefringence of the composite birefringent medium of Comparative Example 8 (laminated body of the first type birefringent layer 17, the second type birefringent layer 25 and the liquid crystal panel 35b) 55
  • a polarizer 5 u having an absorption axis orientation of 0 ° was laminated via a transparent and non-birefringent acrylic adhesive.
  • the offset of the absorption axis direction 90 ° Photon 5v was laminated via an acrylic adhesive that was transparent and free of birefringence.
  • the VA mode liquid crystal display device 202 of Comparative Example 9 was produced.
  • the VA mode liquid crystal display devices of Examples 23 and 24 and Comparative Example 9 were placed on a white light source, respectively, and the light intensity and coloring of black display were examined. If the amount of light (or coloring) is small in all viewing directions, it was evaluated as ⁇ , and if not, it was evaluated as X. The results of the evaluation test are shown in Table 18.
  • liquid crystal display devices of Examples 23 and 24 of the present invention were confirmed to have a wider black viewing angle and less coloration than the liquid crystal display device of Comparative Example 9.
  • a vertical alignment film was applied on a first birefringent layer (second birefringent layer) made of an unstretched norbornene resin film.
  • a coating solution containing discotic liquid crystalline molecules to which a small amount of vertical alignment aid at the air interface was added was applied onto the vertical alignment film.
  • the coating liquid on the vertical alignment film was dried and heated, and further cured by irradiating with ultraviolet rays to form a second birefringent layer (second-type birefringent layer).
  • a horizontal alignment film is provided on the opposite side of the first birefringent layer (second birefringent layer) from the side on which the second birefringent layer (second birefringent layer) is formed. Applied.
  • a coating liquid containing a discotic liquid crystalline molecule to which a slight amount of a horizontal alignment aid at the air interface was added was applied onto the horizontal alignment film using a bar coater. Thereafter, the coating liquid on the horizontal alignment film was dried and heated, and further cured by irradiation with ultraviolet rays, thereby forming a third birefringent layer (second type birefringent layer).
  • a coating liquid containing nematic liquid crystalline molecules was applied on the vertical alignment film using a bar coater. Thereafter, the coating liquid on the vertical alignment film is dried and heated, and further cured by irradiation with ultraviolet rays to form a fourth birefringent layer (a first type of birefringent layer), thereby obtaining a composite birefringent medium. It was. Furthermore, a lateral electric field switching (IPS) mode liquid crystal panel in which nematic liquid crystal is sealed is laminated on the side of the second birefringent layer of the composite birefringent medium via a transparent and non-birefringent acrylic adhesive. The composite birefringent medium of Example 25 was obtained.
  • IPS lateral electric field switching
  • a vertical alignment film was applied on a first birefringent layer (a first type of birefringent layer) obtained by uniaxially stretching a norbornene resin film.
  • a coating solution containing nematic liquid crystalline molecules was applied onto the vertical alignment film.
  • the coating solution on the vertical alignment film is dried and heated, and further cured by irradiating with ultraviolet rays to form a second birefringent layer (a first type of birefringent layer). Obtained.
  • an IPS mode liquid crystal panel in which nematic liquid crystal is sealed is laminated on the side of the second birefringent layer of the composite birefringent medium via an acrylic adhesive that is transparent and has no birefringence.
  • a refractive medium was used.
  • the wavelength dispersibility ′ and ′ of the composite birefringent media of Example 25 and Comparative Example 10 are indicated by an azimuth angle of 0. Measured in three directions, diagonal direction with polar angle 60 °, azimuth angle 22.5 °, diagonal direction with polar angle 60 °, and azimuth angle 45 ° with polar angle 60 °. And the average value of 'was calculated.
  • a spectroscopic ellipsometer (trade name: M-220, manufactured by JASCO Corporation) was used for the measurement. Table 19 shows the evaluation results. It was confirmed that the complex birefringent medium of Example 25 of the present invention had a reverse wavelength dispersion and a wide viewing angle and a wide band. In the complex birefringent medium of Comparative Example 10, the retardation did not show reverse wavelength dispersion.
  • the birefringent medium of Example 25 (transverse electric field switching (IPS) mode liquid crystal panel 36a, first birefringent layer 26, second birefringent layer 27, third birefringent layer 28, and Laminate of the fourth birefringent layer 18)
  • IPS transverse electric field switching
  • a polarizer 5w having an absorption axis orientation of 0 ° was laminated on the outside of the 56 IPS mode liquid crystal panel 36a side through an acrylic adhesive that is transparent and has no birefringence.
  • a polarizer 5x having an absorption axis orientation of 90 ° was laminated via a transparent and non-birefringent acrylic adhesive.
  • the IPS mode liquid crystal display device 301 of Example 12 was produced.
  • the composite birefringent medium of Comparative Example 10 (IPS mode liquid crystal panel 36b, first birefringent layer 19, second birefringent layer 20) 57 on the outer side of the IPS mode liquid crystal panel 36b side
  • a polarizer 5y having an absorption axis of 0 ° was laminated through an acrylic pressure-sensitive adhesive that is transparent and has no birefringence.
  • a polarizer 5z having an absorption axis orientation of 90 ° was laminated via a transparent and non-birefringent acrylic adhesive.
  • the IPS mode liquid crystal display device 302d of Comparative Example 11 was produced.
  • the IPS mode liquid crystal display devices of Example 26 and Comparative Example 11 were respectively placed on a white light source, and the amount of light and coloring of black display were examined. If the amount of light (or coloring) is small in all viewing angles, it was evaluated as ⁇ , and if not, it was evaluated as X. Table 20 shows the results of the evaluation test.
  • Example 26 0 °, 90 °
  • Example 25 ⁇ ⁇
  • Comparative Example 1 1 10 °, 90. Comparative Example 10 ⁇ X [0187] It was confirmed that the liquid crystal display device of Example 26 of the present invention had a wider viewing angle for black display and less coloring than the liquid crystal display device of Comparative Example 11.
  • a linear polarizer, a polarizer, a polarizing element, a polarizing plate (without “circle”) and a polarizing film have the same meaning.
  • an iodine complex having dichroism is adsorbed on a poly (vinyl alcohol) film and stretched in a certain direction.
  • An oriented O-type polarizer is assumed.
  • protective films such as TAC are not included.
  • the “visible wavelength range” refers to 400 to 700 nm.
  • the ⁇ 4 plate and the ⁇ 2 plate refer to the optically uniaxial ⁇ 4 plate and ⁇ 2 plate, respectively.
  • the retardation film, the retardation plate, the birefringent layer, and the optically anisotropic layer are synonymous with a birefringent medium (no “composite” force).
  • the polarization axis of the polarizer is defined by the azimuth angle measured in the plane of the birefringent layer and the polar angle that also measures the normal direction force. However, when the axis is in the plane, the polar angle is 90 °. In this case, the polar angle display is omitted, and the direction may be expressed only by the direction.
  • FIG. 1-1 is a schematic diagram showing a typical refractive index ellipsoid of the first type birefringent layer (nx2> nxl, ⁇ 3).
  • FIG. 1-2 is a schematic diagram showing a typical refractive index ellipsoid of the first type birefringent layer (nx3> nxl, ⁇ 2).
  • FIG. 1-3 is a schematic diagram showing a typical refractive index ellipsoid of the first type birefringent layer (nx3> nxl, ⁇ 2).
  • first birefringent layer ( ⁇ ⁇ 2>> ⁇ ⁇ 1, ⁇ 3) is a schematic view showing a typical refractive index ellipsoid.
  • FIG. 2-1 is a schematic diagram showing a typical refractive index ellipsoid of the second type birefringent layer (nx2 ⁇ nxl, nx3).
  • FIG. 2-2 is a schematic diagram showing a typical refractive index ellipsoid of the second type birefringent layer (nx3 ⁇ nxl, nx2).
  • FIG. 2-3 is a schematic diagram showing a typical refractive index ellipsoid of a second type birefringent layer (nx3 ⁇ nxl, nx2).
  • ⁇ 3-1 A schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a typical configuration of a complex birefringent medium in which the effects of the present invention cannot be obtained.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a typical configuration of the composite birefringent medium of the present invention.
  • ⁇ 6-1 A schematic diagram showing a typical configuration of a conventional first circularly polarizing plate.
  • FIG. 6-2 is a schematic diagram showing a typical configuration of a conventional second circularly polarizing plate.
  • FIG. 6-3 is a schematic diagram showing a typical configuration of a conventional third circularly polarizing plate.
  • FIG. 6-5 is a schematic diagram showing a typical configuration of a conventional fifth circularly polarizing plate.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a sixth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a seventh circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an eighth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a ninth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the tenth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an eleventh circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a twelfth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a configuration of a thirteenth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a thirteen-second circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a thirteenth-third circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 16 is a schematic view showing a configuration of a thirteenth-fourth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 7-2 A diagram showing a status parameter S of a conventional second circularly polarizing plate.
  • FIG. 7-3 is a diagram showing a status parameter S of a conventional third circularly polarizing plate.
  • FIG. 7-4 is a diagram showing a status parameter S of a conventional fourth circularly polarizing plate.
  • FIG. 7-5 is a diagram showing a status parameter S of a conventional fifth circularly polarizing plate.
  • FIG. 7 is a view showing a status parameter S of the sixth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing a status parameter S of the seventh circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a status parameter S of the eighth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a status parameter S of the ninth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a status parameter S of the tenth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a status parameter S of the eleventh circularly polarizing plate of the present invention.
  • ⁇ Circle around (7) ⁇ 12 is a graph showing the status parameter S of the twelfth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a stowage parameter S of the 13th-1 circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a stowage parameter S of the thirteen-second circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a status parameter S of the thirteenth-third circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 16 is a view showing a status parameter S of the thirteenth-fourth circularly polarizing plate of the present invention.
  • FIG. 8-1 is a schematic view showing a structure of a VA mode liquid crystal display device in Example 23.
  • FIG. 8-2 is a schematic view showing a configuration of a VA mode liquid crystal display device of Comparative Example 9.
  • FIG. 9-1 is a schematic view showing a configuration of an IPS mode liquid crystal display device of Example 26.
  • FIG. 9-2 is a schematic diagram showing a configuration of an IPS mode liquid crystal display device of Comparative Example 11. Explanation of symbols
  • llp to 14p llap to: Lldp, 12ap to 12cp, 13ap to 13cp, 14ap to 14cp: main axis corresponding to the first main refractive index nl (550) of the first type birefringent layer
  • 35a, 35b VA mode LCD panel
  • 113a-113d Circularly polarizing plate

Landscapes

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Description

明 細 書
複合複屈折媒体、偏光板及び液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、複合複屈折媒体、偏光板及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、逆 波長分散性を示す複合複屈折媒体、それを用いた偏光板及び液晶表示装置に関 するものである。
背景技術
[0002] 複屈折媒体は、入射光の偏光状態 (直線偏光、円偏光、楕円偏光)を変換すること ができる光学素子である。このような複屈折媒体は、入射光波長えの 1Z4に相当す る位相差 (複屈折位相差、リタデーシヨン)を有する λ Ζ4板や、入射光波長えの 1Z 2に相当する位相差を有する λ Ζ2板に代表される位相差フィルムとして、自然光か ら直線偏光を得る直線偏光子とともに、液晶表示装置等において広く工業的に用い られている。従来、位相差フィルムとしては、方解石、雲母、水晶等の無機材料から 構成される薄板や、固有複屈折 (複屈折の極限値)の大き!ヽポリマーフィルムを高倍 率で延伸して高分子鎖の配向度を高め配向複屈折を発現させたものがよく知られて いる。更に最近では、液晶の配向を固定したもの等も知られている。
[0003] λ Ζ4板には、直線偏光を円偏光に変換する光学的機能があり、円偏光板等に応用 力 されている。円偏光は、ミラー等で反射したときに左右の掌性 (キラリティ)が入れ 替わる性質を持っため、例えばミラー上に左円偏光板を配置して光を入射させると、 左円偏光板を透過して左円偏光に変換された光はミラーで反射されることで右円偏 光に変換され、その右円偏光は左円偏光板を透過できない。すなわち、円偏光板に は反射防止の光学的機能がある。このような円偏光板の反射防止の光学的機能は、 有機 ELの内部電極による反射防止等にも応用がなされている。また、 λ Ζ2板には 直線偏光の方位 (振動方向)を変換する光学的機能がある。更に、入射光波長えの 1/4, 1Z2以外の位相差を有する位相差フィルムにも、入射した光の偏光状態 (楕 円率及び Ζ又は方位)を別の状態に変換する光学的機能がある。
[0004] これらの位相差フィルムは、特定波長の光(単色光)に対して必要な光学的機能を示 すように設計されることが一般的である。例えば、 λ Ζ4板は一般に特定の設計中心 波長においてのみ波長の 1Z4に相当する位相差に調整されており、その他の波長 では位相差フィルムの材料に起因する固有複屈折の波長分散の影響で、波長の 1 Ζ4に相当する位相差に調整されていない。すなわち、上述の従来の位相差フィル ムにおいては、その材料が示す固有複屈折の絶対値は通常短波長ほど大きぐ長波 長ほど小さい、いわゆる正波長分散性であることが一般的であるため、例えば設計中 心波長 550nmにおいてその 1Z4である 137. 5nmに位相差を調整した場合、波長 450nmにおける位相差は 137. 5nmよりも大きい例えば 148. 5nmとなり、 450nm の1 4でぁる112. 5nmよりも大きい。仮に、波長 450nmにおける位相差が波長 55 Onmにおける位相差 137. 5nmと同じだとしても、 112. 5nmに比べて大きい。また、 波長 650nmにおける位相差は 137. 5nmよりも小さい例えば 132nmとなり、 650η mの 1Z4である 162. 5nmよりも小さい。仮に、波長 650nmにおける位相差が波長 550nmにおける位相差 137. 5nmと同じだとしても、 162. 5nmに比べて小さい。こ のような位相差フィルムに白色光を入射させると、波長毎に偏光状態の変換のされ方 が異なるために出射光が着色してしまう。
[0005] そのような着色を防止するために、可視波長域の広い範囲で光に対して最適な位相 差を与え得る広帯域位相差フィルム、具体的には、短波長ほど実効的な位相差の絶 対値が小さぐ長波長ほど実効的な位相差の絶対値が大きくなる、いわゆる逆波長 分散性 (正波長分散性の「逆」の特性と!/、う意味)を有する位相差フィルムにつ!、て 種々検討がなされている。このような逆波長分散性の位相差フィルムとしては、例え ば固有複屈折の波長分散が互いに異なる二枚の延伸フィルムを、その延伸方向(又 は光学軸 (光軸)、遅相軸、進相軸)が互いに直交するように積層した位相差フィルム が開示されている (例えば、特許文献 1〜5参照)。
[0006] また、 λ Ζ4板と λ Ζ2板とを、それぞれの延伸方向(又は光学軸、遅相軸、進相軸) が交差した状態で貼り合わせた位相差フィルムが開示されている (例えば、特許文献 6及び 7参照)。また、位相差が 160〜300nmである位相差フィルムを少なくとも 2枚 、それぞれの遅相軸が互いに平行でも直交でもな ヽ角度で積層された位相差フィル ムが開示されている(例えば、特許文献 8参照)。更に、 2枚以上の延伸フィルムを積 層する方法に代えて、少なくとも 1層を液晶分子を用いた位相差層とする方法も検討 されており、例えば、長尺状の透明支持体上に、液晶分子を含有するとともに位相差 が実質的に πである第 1光学異方性層と、液晶分子を含有するとともに位相差が実 質的に π Ζ2である第 2光学異方性層とを、第 2光学異方性層の面内の遅層軸と第 1 光学異方性層の面内の遅層軸との角度を実質的に 60° として積層してなる位相差 板が開示されている(例えば、特許文献 9参照)。そして、波長 550nmにおける位相 差が 210〜300nmである光学異方性層と、 115〜 150nmである光学異方性層とを 積層した位相差フィルムであって、一方の光学異方性層がポリマーフィルムであり、も う一方が液晶分子力 なる位相差フィルムが開示されている(例えば、特許文献 10参 照)。
[0007] これに対し、一枚の位相差フィルムでの広帯域ィ匕の手法も提案されて 、る(例えば、 特許文献 11及び 12参照)。この方法は、正の屈折率異方性を有するモノマー単位と 負の複屈折性を有するモノマー単位とを含む共重合体及び Z又はブレンドポリマー 力も構成されるポリマーフィルムに、一軸延伸を施すものである。この方法によれば、 位相差フィルムを積層することなぐ一枚の位相差フィルムで広帯域位相差フィルム を実現することができ、視野角特性を改善できる。
[0008] また、薄型かつ簡便な製造工程で作製できる広帯域位相差フィルムを企図し、逆波 長分散性の液晶組成物も提案されている (例えば、特許文献 13参照)。この方法に お!ヽては、 2種類以上のメソゲン基を有する化合物と棒状液晶化合物とを含む液晶 層を設け、棒状液晶化合物をホモジニァス配向させ、メソゲン基を有する化合物の少 なくとも 1種類のメソゲン基を、棒状液晶化合物の光学軸方向に対してフィルム面内 で 45〜90° の方向に配向させることで逆波長分散性を発現させようとしている。
[0009] 更に、分子中にディスコチックメソゲンと末端に重合性基が結合したネマチックメソゲ ンとを有する液晶モノマーを、ディスコチックメソゲンとネマチックメソゲンとの光学軸 が実質的に平行になるように配向させた逆波長分散性位相差フィルムが提案されて いる(例えば、特許文献 14参照)。そして、光学的に正の一軸性を有する延伸フィル ムと、光学的に負の一軸性を有する延伸フィルムとを、その延伸方向を平行に積層 する方法が知られている (例えば、特許文献 15参照)。 特許文献 1 :特開平 3— 13916号公報
特許文献 2:特開平 3 - 263013号公報
特許文献 3:特開平 4— 121703号公報
特許文献 4:特開平 5 - 27119号公報
特許文献 5:特開平 10— 239518号公報
特許文献 6:特開平 10— 68816号公報
特許文献 7:特開平 5— 100114号公報
特許文献 8 :特開平 10— 90521号公報
特許文献 9 :特開 2001— 4837号公報
特許文献 10:特開 2000 - 284126号公報
特許文献 11:国際公開第 00Z26705号パンフレット
特許文献 12:特開 2003 - 207640号公報
特許文献 13:特開 2002— 267838号公報
特許文献 14:特開 2005— 208414号公報
特許文献 15 :特開平 3— 13917号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 本発明者らは、特許文献 1〜5に開示されている位相差フィルム (以下「二枚直交積 層タイプの位相差フィルム」とも呼ぶ。)、及び、特許文献 6〜10に開示されている位 相差フィルム(以下「二枚交差積層タイプの位相差フィルム」とも呼ぶ。)について種 々検討したところ、これらの二枚直交積層タイプ及び二枚交差積層タイプの位相差フ イルムは、いずれも 2以上の複屈折層を、それらの延伸方向(又は光学軸、遅相軸、 進相軸)の角度を適切に制御しつつ積層してなる積層体であり、設計角度 (通常は 位相差フィルム法線方向)にお 、ては所望の偏光変 能を実現することが可能で あるものの、設計角度以外の角度では所望の偏光変換機能が得られず、視野角が 充分ではな 、ことを見 、だした。
[0011] また、特許文献 11〜14に開示されている位相差フィルム(以下「一枚タイプの位相 差フィルム」とも呼ぶ。)について種々検討したところ、特許文献 11及び 12に開示さ れている一枚タイプの位相差フィルムについては、この方式による波長分散制御は、 本質的には正と負との配向複屈折が相殺されてしまうため、配向複屈折自体は元の 材料系よりも小さくなつてしまうことを見いだした。すなわち、理想的な広帯域位相差 フィルムを実現しょうとする場合、従来の位相差フィルムと同様のフィルム厚では充分 な位相差が発現されず、延伸前の原反フィルム厚を極端に増す必要があるため、こ の方法では、近年の位相差フィルムの薄型化の要求に応えることができないば力りか 、そもそも原反フィルムの製膜自体が難しいことを見いだした。また、波長分散性の調 整にはポリマー合成からの見直しが必要であり、用途別に波長分散性を最適に調整 することの自由度が低いことも見いだした。更に、光学用途に耐えうる透明性等の諸 特性を確保することも考慮すると、材料の選択肢は少なぐその合成も難しいことを見 いだした。そして、特許文献 13に開示されている一枚タイプの位相差フィルムについ ては、このような液晶組成物では、混合する化合物が液晶性ではないために、混合 比を上げていくと液晶性が消失してしまうため、波長分散性を任意に制御することが 困難であることを見いだした。更には、特許文献 14に開示されている一枚タイプの位 相差フィルムについては、この方法では、主鎖メソゲンや側鎖メソゲンの種類、連結 基の長さ等を調整することで逆波長分散性を発現させているため、波長分散性を任 意に制御することが困難であることを見いだした。
更に、特許文献 15に開示されている位相差フィルム(以下「二枚平行積層タイプの 位相差フィルム」とも呼ぶ。)について種々検討したところ、二枚平行積層タイプの位 相差フィルムでは、スーパーッイステツドネマチック(STN)モードの色補償を目的と した、波長分散性 V = A n(450nm) Z A n (650nm)をより大きく(具体的は 1. 12 以上)する方法、すなわち正波長分散性を大きくする方法が開示されているものの、 長波長ほど実効的な位相差の絶対値が大きくなる、いわゆる逆波長分散性を実現す る方法については何ら言及されていないことを見いだした。また、特許文献 15の方法 では光学的に一軸性を示す延伸フィルムを積層する必要があるため、フィルム材料 及び延伸方法の選択肢が限られてしまうことを見いだした。例えば、工業的には、加 ェ効率を上げるために、偏光子や他の位相差フィルムとのロール toロール貼合等を 可能とするために、フィルム搬送方向と直交する幅方向への延伸(横一軸延伸ともい う)を行いたい要求もあり得る力 横一軸延伸の場合、フィルムの搬送張力のために 延伸方向に対して直交方向へのフィルム収縮が阻害され、いわゆる固定端延伸とな つてしまうため、延伸フィルムは一般的に光学的に二軸性となり、一軸性ではなくなつ てしまう。
[0013] なお、特許文献 4においては、波長 450nmの光における位相差 Z波長 550nmにお ける位ネ目差力 . 00〜1. 05の複屈折フイノレムと、 1. 05〜: L 20の複屈折フイノレムと の積層体に関し、複屈折フィルムの光学軸が平行状態となるよう積層する方式が開 示されている。しカゝしながら、特許文献 4においても、複屈折フィルムの光学軸が平行 状態となるよう積層しつつ、逆波長分散性を実現することについては何ら言及されて いないことを見いだした。
[0014] 本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、広い可視波長域の光に対して最 適な位相差を与え得る波長分散性、いわゆる逆波長分散性を有し、広視野角であり 、簡便な方法で製造することができ、かつ、逆波長分散性の調整自由度及び量産性 に優れた複合複屈折媒体、偏光板及び液晶表示装置を提供することを目的とするも のである。
課題を解決するための手段
[0015] 本発明者らは、製造プロセスの簡略ィヒ及び波長分散性の制御が容易であり、かつ広 帯域化及び広視野角化を実現することができる複合複屈折媒体の構成について種 々検討したところ、まず複合複屈折媒体を構成する複屈折層の枚数に着目した。そ して、複数の複屈折層を積層した構成とすることにより、一枚の複屈折層からなる構 成と比較して、逆波長分散性を実現するための材料選択の自由度がより大きくなるこ とから、波長分散性の制御を容易化することができるとともに、製造プロセスの簡略ィ匕 及び量産化を図ることができることを見 、だした。
[0016] しかしながら、複数の複屈折層を積層した構成によれば、一枚の複屈折層からなる 構成と比較して、視野角が狭くなることを見いだした。この原因について検討したとこ ろ、波長え (nm)における三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が 最大である主屈折率を第一主屈折率 nl ( λ )としたときに、斜め方向では、各複屈折 層の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士のなす角度が法線方向での設計 値から大きくずれるためであることを見 、だした。
[0017] そこで、複屈折層の法線及び第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内 にある構成とすることにより、(1)正面方向では、各複屈折層の第一主屈折率 nl (55 0)に対応する主軸を見かけ上一致させることができるため、表示品位の低下を抑制 することができ、(2)斜め方向では、各複屈折層の第一主屈折率 nl (550)に対応す る主軸同士のなす角度が法線方向での設計値力 ずれ量を低減することができるた め、広視野角化を実現することができることを見いだした。また、このような構成は、光 学的に一軸性の複屈折層を積層する構成に限定されず、光学的に一軸性の複屈折 層と光学的に二軸性の複屈折層とを積層する構成、光学的に二軸性の複屈折層を 積層する構成、光学的に一軸性又は二軸性の複屈折層といわゆるハイブリッド配向 とよばれる配向状態をとる複屈折層とを積層する構成等、幅広い構成に対して画一 的に適用可能であることから、複屈折層の材料及び延伸方法の選択肢の自由度が 高い点で量産化にも適していること、及び、逆波長分散性の調整自由度を向上させ ることができること等を見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到 し、本発明に到達したものである。
[0018] すなわち、本発明は、複数の複屈折層を積層した構造を有する複合複屈折媒体で あって、上記複合複屈折媒体は、全体として位相差が逆波長分散性を示し、かつ波 長え (nm)における三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が最大 である主屈折率を第一主屈折率 nl ( λ )としたときに、複屈折層の法線及び第一主 屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にある複合複屈折媒体である。
以下に、本発明を詳述する。
[0019] 本発明の複合複屈折媒体は、複数の複屈折層を積層した構造を有する。この構成 によれば、各複屈折層の位相差 R( λ )及びその波長分散性を制御することにより、 複合複屈折媒体の位相差及びその波長分散性を制御することができる。したがって 、一枚の複屈折層からなる構成と異なり、分子構造レベルでの配向複屈折の制御を 行う必要がなぐ材料選択の自由度を高めることができることから、複合複屈折媒体 の位相差及びその波長分散性の制御を容易化することができる。また、一枚の複屈 折層からなる構成と異なり、各複屈折層を構成する材料として、製造工程上適したも のや安価なものを選択することができることから、製造プロセスの簡略化及び量産化 を図ることちでさる。
[0020] なお、複屈折層の位相差は、下記式(1)で定義される。
R(l) = [nl(l)-n2(l)] Xd (1)
式中、 R( λ )は、波長え (nm)における位相差を表す。 ηΐ(λ)は、波長 λ (nm)に おける三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が最大の主屈折率を 表し、本明細書では、特に、波長 550nmにおける ηΐ(λ)を「第一主屈折率 nl(550 )」ともいう。なお、光学的に一軸性の複屈折層では、第一主屈折率 nl (550)は、異 常光屈折率 ne (550)に相当する。 η2(λ)は、波長 λ (nm)における三つの主屈折 率のうち、それらの平均値との差の絶対値が二番目に大きい主屈折率を表し、特に、 波長 550nmにおける η2(λ)を「第二主屈折率 n2(550)」ともいう。また、残りの主屈 折率は、該絶対値が最小の主屈折率 η3(λ)である。特に、波長 550nmにおける η3 (λ)を「第三主屈折率 η3(550)」ともいう。光学的に一軸性の複屈折層では、第二 主屈折率 η2 (550)と第三主屈折率 η3 (550)とは同一であり、ともに常光屈折率 no ( 550)に相当する。なお、本発明においては、 n2(550) =n3 (550)の関係を満たす 場合には、適宜、いずれか一方を第二主屈折率 n2 (550)とし、残りを第三主屈折率 n3(550)とすればよい。 dは、厚みを表す。
[0021] 本明細書で「複屈折層の三つの主屈折率」とは、誘電主軸 (誘電率テンソルの主軸、 主誘電軸、電気的主軸、光学的弾性軸)に一致する座標系における三つの主屈折 率をいう。誘電率 εは、電場ベクトル Εと電気変位ベクトル Dとを D= ε Ε (物質の構 成方程式)で関係付ける物質の材料定数の一つである。物質 (媒質)が異方性を有 する場合には、誘電率 εは 2階のテンソルとなり、 9個の独立成分を有する。一般に、 各成分は複素数であるが、位相差フィルムのように媒質に吸収がなく透明である場合 には、各成分は実数となる。更に、旋光性を有しない場合には、媒質中でのエネルギ 一保存の法則から、誘電率テンソルは対称テンソル (対角成分が等 Uヽ)である必要 があり、これにより、独立成分は 9個力 6個に減る。その後、適当に直交座標系を回 転させることにより、誘電率テンソルの対角成分をゼロにすることが可能であり、誘電 率テンソルは対角テンソルとなる。このとき、対角 3成分を主誘電率といい、直交座標 系を誘電主軸等という。なお、光周波数では、誘電率は屈折率の 2乗に等しいことか ら、主誘電率 (比誘電率)の平方根をとつたものを主屈折率と 、う。
本発明の複合複屈折媒体は、全体として位相差が逆波長分散性を示す。「逆波長分 散性」とは、一般的には、可視光波長域 (400nm≤ λ≤700nm)で、位相差の絶対 値が短波長ほど小さく長波長ほど大き 、波長特性を 、うところ、本明細書にぉ 、ては 、「複合複屈折媒体の位相差が逆波長分散性を示す」とは、下記式 (A)及び (B)の 少なくとも一方を満たすことをいうものとする。
1 > [N1 (450) -N2 (450)〕 / [N1 (550)— N2 (550)〕 (A)
1 < [N1 (650) -N2 (650) ] / [N1 (550) -N2 (550) ] (B)
式中、?^1 (ぇ)及ひ 2 (ぇ)はそれぞれ、複合複屈折媒体中を各複屈折層の第一主 屈折率 nl ( λ )に対応する主軸の 、ずれとも平行ではな 、任意の方向に伝播する波 長 λ (nm)の光の 2つの固有モードに対応する屈折率を表す。ただし、 Ν1 ( λ )≥Ν 2 ( λ )とする。なお、ここで言う固有モードとは、固有偏光モードを意味し、媒質中を、 振幅の変化は受けたとしても、偏光状態を不変に保ったまま伝播する偏光状態のこと を指す。単一の複屈折層はほとんどの場合、透明で旋光性をもたないので、異方性 媒質中での光伝播を記述する基本方程式である Fresnelの波面法線方程式を解くこ とで、固有偏光モードは互いに直交する二つの直線偏光であることが示される。更に 、上記固有偏光モードに対応する二つの電気変位ベクトル Dと光の伝播方向はそれ ぞれ互いに直交することも示すことができ、後で説明する屈折率楕円体を用いた複 屈折性や固有偏光モードの振動方向の図解はこの事実に基づいている。一方、複 数の複屈折層を積層した複合複屈折媒体等の一般の異方性媒質は、一般に直線 複屈折性と旋光性の両方をもつので、固有偏光モードは互いに直交する(楕円の長 軸が直交し回転方向が逆である)二つの楕円偏光であることが示される。しかし、ほと んどの場合、上記一般の異方性媒質においても誘電主軸の方向に光が伝播する場 合を除くと旋光性の効果は直線複屈折性の効果に比べて非常に小さいので、固有 偏光モードは楕円率の極めて小さい楕円偏光であり、固有偏光モードが直線偏光で ある場合と同様の扱いをしても問題ない。この場合、楕円の長軸方向が固有偏光モ ードの振動方向であると考えればよい。 [0023] 本発明の複合複屈折媒体は、全体として逆波長分散性を示すことにより、設計中心 波長である 550nm以外の波長においても理想的な値に近い位相差を示すことがで きるため、広帯域ィ匕を実現することができる。更に、このとき、各複屈折層を構成する 材料としてそれぞれ、位相差 R (550)の絶対値が大きいものを用いた場合には、広 帯域性を向上させることができる。なお、広帯域ィ匕をより確実に実現するためには、 本発明の複合複屈折媒体は、式 (A)及び (B)の両方を満たすことが好ま Uヽ。
[0024] 本発明の複合複屈折媒体は、複屈折層の法線及び波長 550nmにおける第一主屈 折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にある。本明細書において、「同平面内」 とは、同平面内である状態だけでなぐ本発明の作用効果に鑑みて同平面内である 状態と同視し得るような状態をも含むものである。各複屈折層の第一主屈折率 nlに 対応する主軸が各複屈折層の法線と同平面内にあることにより、正面方向では、各 複屈折層の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸を見かけ上交差させずに一本 に重ねることができるため、正面方向での表示品位の低下を抑制することができる。 例えば、クロスニコル偏光板の視野角補償等を考慮して、本発明の複合複屈折媒体 に斜め方向でのみ偏光変 能を発揮させたい場合、言い換えると、正面方向では 偏光変 能を全く発揮させたくない場合がある。このような場合、偏光子の吸収軸 又は透過軸と上記平面の法線方向とを一致させることで、正面方向では見かけ上、 各複屈折層の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸と偏光子の吸収軸又は透過 軸とが直交するために、本発明の複合複屈折媒体に正面方向では偏光変換機能を 全く発揮させないようにすることができる。また、各複屈折層の第一主屈折率 nl (550 )に対応する主軸が各複屈折層の法線と同平面内にあることにより、斜め方向では、 各複屈折層の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士のなす角度が法線方向 における設計値力 ずれる量を低減することができるため、広視野角化を実現するこ とができる。更に、このような構成は、光学的に一軸性の複屈折層を積層する場合に 限定されず、光学的に一軸性の複屈折層と光学的に二軸性の複屈折層とを積層す る場合や、光学的に二軸性の複屈折層を積層する場合、光学的に一軸性又は二軸 性の複屈折層といわゆるハイブリッド配向とよばれる配向状態をとる複屈折層とを積 層する場合等にも、広く実現可能であり、これらの場合にも同様の作用効果を得るこ とができる。したがって、複屈折層の材料及び延伸方法の選択肢の自由度が高いこ とから、量産化に適しているとともに、逆波長分散性の調整自由度も向上させることが できる。なお、本発明において、同平面内に揃える第一主屈折率 nl ( λ )に対応する 主軸の基準波長えを 550nmとしたのは、人間の目の感度を考慮したためである。 本発明において用いられる複数の複屈折層は、通常は全て平板状であることから、 各複屈折層の法線は、通常は一致している。また、複屈折層の第一主屈折率 nl (55 0)に対応する主軸については、次のように説明される。複屈折層が光学的に一軸性 の位相差フィルムである場合、第二主屈折率 n2 (550)及び第三主屈折率 n3 (550) は常光屈折率 no (550)となり、第一主屈折率 nl (550)は異常光屈折率 ne (550)と なることから、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸は、光学軸に一致する。なお 、光学軸とは、複屈折層において光の 2つの固有モードが縮退(2つの固有モードに 対応する屈折率が一致)する方向のことをいう。他方、複屈折層が光学的に一軸性 でない場合、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸は、光学軸と一致しない。例え ば、複屈折層が、誘電主軸に一致する xlx2x3座標系における波長 550nmにおけ る三つの主屈折率 nxl (550)、 nx2 (550)及び nx3 (550)力 nxl (550) >nx2 (5 50) >nx3 (550)の関係を満たすような光学的に二軸性の位相差フィルムである場 合、光学軸は、 xlx3面内で、かつ x2軸に対して対称な方向に 2本ある。これに対し 、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸は、 nx2 (550)力 xl (550)及び nx3 (5 50)のどちらにより近い値であるかによって異なる方向となる。すなわち、 nx2 (550) 力 ¾xl (550)により近い値である場合には、第一主屈折率 nl (550)に対応する主 軸は x3軸に一致し、 nx2 (550)力 x3 (550)により近い値である場合には、第一主 屈折率 nl (550)に対応する主軸は xl軸に一致する。言い換えれば、二軸性の複屈 折層を一軸性の複屈折層に光学的に近似した場合の光学軸が、第一主屈折率 nl ( 550)【こ対応する主軸【こネ目当する。 ί列免 ίま、、 nxl (550) >ηχ2 (550) > >ηχ3 (550 )の場合は、 nxl (550) =nx2 (550) >nx3 (550)の一軸性とみなした場合の光学 軸である x3軸力 第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸である。また、 nxl (550) > >nx2 (550) >nx3 (550)の場合は、 nxl (550) >nx2 (550) =nx3 (550)の一 軸性とみなした場合の光学軸である xl軸が、第一主屈折率 nl (550)に対応する主 軸である。
[0026] 本発明の複合複屈折媒体は、上記複数の複屈折層を構成要素として有するもので ある限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよぐ特に限定されるも のではない。なお、本明細書で「複屈折層」とは、光学的異方性を有する媒質のうち 、 | R(550) | ≥20nmの関係を満たし、かつ第一主屈折率 nl (550)に対応する主 軸の向きが変化しないものをいう。 | R (550) | ≥20nmの関係を満たす全ての複 屈折層の法線及び第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にあることで 、本発明の作用効果を充分に得ることができる。なお、本発明の作用効果をより効果 的に得るためには、光学的異方性を有する媒質のうち、 | R(550) | ≥10nmの関 係を満たし、かつ第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が変化しない全ての層(複 屈折層を含む)の法線及び第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にあ ることが好ましい。
[0027] 上記複屈折層としては、材料やその他の光学的性能について特に限定されず、例え ば、無機材料カゝら構成される薄板、ポリマーフィルムを延伸したもの、液晶性分子の 配向を固定したもの等、いずれのものも用いることができる。上記複屈折層を構成す る材料の具体例としては、例えば、ポリカーボネート榭脂からなるフィルム、ポリサルフ オン樹脂からなるフィルム、ポリエーテルサルフォン榭脂カもなるフィルム、ポリエチレ ンテレフタレート榭脂カもなるフィルム、ポリエチレン榭脂カもなるフィルム、ポリビュル アルコール榭脂からなるフィルム、ノルボルネン榭脂からなるフィルム、トリァセチルセ ルロース榭脂からなるフィルム、ジァセチルセルロース榭脂からなるフィルム、ポリスチ レン樹脂からなるフィルム、ポリビュルナフタレン樹脂からなるフィルム、ポリビ-ルビ フエ-ル榭脂からなるフィルム、ポリビュルピリジン樹脂からなるフィルム、ポリメチルメ タクリレート樹脂からなるフィルム、ポリメチルアタリレート榭脂からなるフィルム、ネマ チック液晶性分子を含む液晶化合物、ディスコチック液晶性分子を含む液晶化合物 、ポリアミドを含む非液晶化合物、ポリイミドを含む非液晶化合物等が挙げられる。
[0028] 上記複屈折層の形成方法についても特に限定されず、フィルムの場合、例えば溶剤 キャスト法、溶融押出し法等を用いることができる。また、共押出し法のように、複数の 複屈折層を同時に形成する方法であってもよい。また、所望の位相差が発現してさえ いれば、無延伸であってもよいし、適当な延伸が施されていてもよい。延伸方法も特 に限定されず、ロール間引張り延伸法、ロール間圧縮延伸法、テンター横一軸延伸 法、縦横二軸延伸法の他、熱収縮性フィルムの収縮力の作用下に延伸を行う特殊延 伸法等を用いることができる。また、液晶化合物の場合も特に限定されず、例えば、 適当な配向処理を施した基材フィルムの上に液晶化合物を塗布し、配向固定する方 法等を用いることができる。もちろん、所望の位相差が発現してさえいれば、基材フィ ルムに特別な配向処理を行わない方法や、配向固定した後、基材フィルム力 剥が して別のフィルムに転写加工する方法等であってもよい。液晶化合物の場合、配向を 固定しない方法等であってもよい。また、非液晶性化合物の場合も、液晶化合物と同 様の形成方法を用いることができる。
[0029] 本発明の複合複屈折媒体における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記複数の複屈折層は、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士のなす角度 Θ力 25° 以下であることが好ましい。角度 Θ力 25° を超えると、斜め方向力も観察 したときに、角度 Θが法線方向での設計値力 ずれる量が大きくなり、広視野角化の 効果を充分に得ることができなくなるおそれがある。すなわち、角度 Θを 25° 以下と することにより、広視野角化の効果をより確実に得ることができる。本発明においては 、複数の複屈折層は、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にあり、 角度 Θはその平面内で測定される。また、本発明の複合複屈折媒体が三枚以上の 複屈折層を有する場合、角度 Θは、その角度が最大となる組み合わせの複屈折層 の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士がなす角度となる。本発明の作用効 果の観点から、角度 0は、 22. 5° 以下であることがより好ましぐ 15° 以下であるこ とが更に好ましい。
[0030] 上記複数の複屈折層は、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士が平行であ ることが特に好ましい。本明細書において、「平行」とは、平行である状態だけでなぐ 本発明の作用効果に鑑みて平行である状態と同視し得るような状態をも含むもので ある。これによれば、どの方向から観察したとしても、本発明の複合複屈折媒体は、 各複屈折層の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が重なっているために、一枚 タイプの複屈折層(一枚の複屈折層からなる構成)と同様な視野角特性を示し、広視 野角化の効果を最も確実に得ることができる。
[0031] 本発明の複合複屈折媒体の好ましい形態としては、上記式(1)で定義される波長 55 Onmにおける位相差 R (550)が正の値を持つ第一種の複屈折層と、 R (550)が負の 値を持つ第二種の複屈折層とを有する形態が挙げられる。これによれば、位相差 R ( 550)の正負が同一の複屈折層同士を積層した構成と比較して、位相差の波長分散 制御が容易になるため、位相差の逆波長分散性を容易に実現することができるととも に、逆波長分散性の調整自由度を高めることができる。以下、本明細書で「第一種の 複屈折層」とは、上記式(1)で定義される波長 550nmにおける位相差 R (550)が正 の値を持つ複屈折層をいい、「第二種の複屈折層」とは、位相差 R (550)が負の値を 持つ複屈折層をいう。本発明の複合複屈折媒体が第一種及び第二種の複屈折層の いずれか又は両方を複数有する場合には、第一種の複屈折層の少なくとも一層、及 び、第二種の複屈折層の少なくとも一層の、法線及び第一主屈折率 nl (550)に対 応する主軸が同平面内にあればよい。また、複合複屈折媒体が第一種の複屈折層 及び第二種の複屈折層を一層ずつ有する場合、いずれの複屈折層が入射面側、又 は、出射面側に配置されていてもよい。
[0032] 本発明において、第一種の複屈折層と第二種の複屈折層とが設けられる場合、第一 種及び第二種の複屈折層の位相差の波長分散性が互いに異なる形態が好ましい。 本明細書で「位相差の波長分散性が互 ヽに異なる」とは、下記式 (C)及び (D)で示 す位相差の波長分散性 OC及び βの少なくとも一方が互!、に異なることを!ヽぅ。
a =R (450) /R (550) (C)
β =R (650) /R (550) (D)
上記形態によれば、複合複屈折媒体の位相差の波長分散制御がより容易となり、広 帯域ィヒの必須条件である位相差の逆波長分散性をより容易に実現することができる
[0033] 本発明の作用効果の観点からは、第一種及び第二種の複屈折層は、位相差の波長 分散性 α及び ι8の両方が異なることが好ましい。また、複合複屈折媒体が第一種及 び第二種の複屈折層のいずれか又は両方を複数有する場合には、第一種の複屈折 層の少なくとも一層が、第二種の複屈折層の少なくとも一層と位相差の波長分散性 a及び 13の少なくとも一方が異なればよぐ位相差の波長分散性 a及び 13の両方が 異なることが好ましい。
[0034] また、第一種の複屈折層と第二種の複屈折層とが設けられる場合、上記第一種及び 第二種の複屈折層は、それぞ 立相差が正波長分散性を示すことが好ましい。これ によれば、材料選択の余地の大きい正波長分散性の複屈折層を用いて、位相差が 逆波長分散性を示す複合複屈折媒体を作製することができる。本明細書にぉ ヽて、 「位相差が正波長分散性を示す」とは、 (a)上記式 (C)で示される波長分散性 aが 1 より大きぐ I R (450) I > I R (550) |の関係を満たす場合、又は、(b)上記式 (D )で示される波長分散性 ι8が 1より小さぐ I R (650) I < I R (550) |の関係を満た す場合をいい、好ましくは、(c) I R (450) I > I R (550) | > | R (650) |の関係 を満たす場合であり、より好ましくは、(d)可視光波長域 (400nm≤ λ≤700nm)で 、位相差 R ( λ )の絶対値が短波長ほど大きく長波長ほど小さいことをいう。
[0035] なお、複屈折層を構成する材料として例示された各材料は、複屈折層の形成方法次 第で、第一種の複屈折層及び第二種の複屈折層のいずれにも適用することができる 。例えば、ポリカーボネート榭脂からなるフィルムに一軸延伸を行うと、一般的に第一 主屈折率 nl (550)に対応する主軸がフィルム面内方向にあり、 R (550) > 0の複屈 折層となる。また、同一のポリカーボネート榭脂からなるフィルムに縦横二軸延伸行う と、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸がフィルム法線方向にあり、 R (550) < 0 の複屈折層とすることができる。更に、ポリカーボネート榭脂からなるフィルムに対して 実質的にフィルムの厚み方向へ延伸する特殊延伸を行うことにより、第一主屈折率 n 1 (550)に対応する主軸がフィルム法線方向にあり、位相差 R (550) > 0の複屈折層 とすることち可會である。
[0036] 本発明の複合複屈折媒体の好ましい形態としては、(1)第一種の複屈折層は、位相 差 R (550)の絶対値が第二種の複屈折層よりも大き!/、形態、 (2)第一種の複屈折層 は、位相差 R (550)の絶対値が第二種の複屈折層よりも小さい形態が挙げられる。 上記(1)の形態によれば、本発明の複合複屈折媒体を第一種の複屈折層と同様に 機能させるのに好適である。また、上記(2)の形態によれば、本発明の複合複屈折 媒体を第二種の複屈折層と同様に機能させるのに好適である。 [0037] 本発明の複合複屈折媒体の位相差を逆波長分散性とする観点から、上記(1)の場 合、第一種の複屈折層は、位相差の波長分散性が第二種の複屈折層よりも小さい 形態が好適であり、上記 (2)の場合、第一種の複屈折層は、位相差の波長分散性が 第二種の複屈折層よりも大きい形態が好適である。これらの形態は、言い換えれば、 下記式 (E1)及び (F1)の少なくとも一方の関係を満たすもの、又は、下記式 (E2)及 び (F2)の少なくとも一方の関係を満たすものである。なお、位相差の波長分散性の 大小は、位相差の波長分散性 oc及び Z又は βと 1との差の絶対値を基準に判定す る。
[Rl(550)+R2(550)]/(al - α2)<0 (E1)
[R1 (550) +R2 (550) ]/(β 1~ β2) >0 (Fl)
[Rl(550)+R2(550)]/( | 1- α 1 | - | 1- α 2 | )<0 (E2)
[Rl(550)+R2(550)]/( | 1- j81 | - | 1- j82 | )<0 (F2)
式中、 Rl(550)は、第一種の複屈折層の位相差 R(550)を表し、第一種の複屈折 層が複数ある場合には、その総和を表す。 R2(550)は、第二種の複屈折層の位相 差 R(550)を表し、第二種の複屈折層が複数ある場合には、その総和を表す。 a 1 は、第一種の複屈折層の位相差の波長分散性 αを表し、第一種の複屈折層が複数 ある場合には、その平均値を表す。《2は、第二種の複屈折層の位相差の波長分散 性 αを表し、第二種の複屈折層が複数ある場合には、その平均値を表す。 β 1は、 第一種の複屈折層の位相差の波長分散性 ι8を表し、第一種の複屈折層が複数ある 場合には、その平均値を表す。 β 2は、第二種の複屈折層の位相差の波長分散性 βを表し、第二種の複屈折層が複数ある場合には、その平均値を表す。
[0038] なお、上記(1)の形態において、第一種の複屈折層の位相差の波長分散性が第二 種の複屈折層の位相差の波長分散性よりも小さい場合、第一種の複屈折層は、ノル ボルネン榭脂からなるフィルムであることが好ましい。また、上記(2)の形態において 、第一種の複屈折層の位相差の波長分散性が第二種の複屈折層の位相差の波長 分散性よりも大きい場合、第二種の複屈折層は、ノルボルネン榭脂からなるフィルム であることが好ましい。正波長分散性を示すフィルムのうち、ノルボルネン榭脂からな るフィルムは、式 (C)及び (D)で示す波長分散性 α及び |8がともに 1. 00となるもの、 すなわち位相差 R ( λ )が波長 λ (nm)によらず、一定となるものの一つである。した 力 て、位相差の波長分散性が小さい複屈折層としてノルボルネン榭脂からなるフィ ルムを用いることにより、複合複屈折媒体の位相差の逆波長分散性をより容易に実 現することが可能となる。
[0039] 本発明の複合複屈折媒体の好ましい形態としては、上記複屈折層の少なくとも一つ は、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複屈折層の面内方向でも法線方向 でもない方向にある形態が挙げられる。これによれば、第一主屈折率 nl (550)に対 応する主軸が複屈折層の面内方向でも法線方向でもない別の方向にある複屈折層 であっても、本発明の複合複屈折媒体を構成する複屈折層として用いることができる
[0040] 例えば、液晶性分子を適当な配向処理を施した基材フィルムの上に塗布し、配向固 定して得られる複屈折層は、複屈折層の厚み方向に一様に配向せずに、その厚み 方向に連続的に配向方向を変化させているいわゆるハイブリッド配向とよばれる配向 状態をとることも多い。これは、基材フィルムがもともと有する、又は、基材フィルムに 付与された配向規制力が及ぶ距離に限界があることや、液晶分子が一般的には空 気との界面で配向方向を変化させる性質を有すること等に起因する。この場合、実質 的な第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸は、複屈折層の面内方向でも法線方 向でもない別の方向に存在するため、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複 屈折層の面内方向又は法線方向に存在する他の複屈折層と、第一主屈折率 nl (55 0)に対応する主軸を平行に積層することは実質的に不可能である。し力しながら、第 一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にあるような相対関係で積層する ことは可能である。なお、このような複屈折層の取り扱い方法については、 2以上の複 屈折層を積層する従来技術 (例えば、特許文献 1〜11及び 15参照。)では記載も示 唆もされていない。
[0041] 本発明の複合複屈折媒体の好ましい形態としては、上記複屈折層の少なくとも一つ は、液晶性分子を含む形態が挙げられる。これによれば、無機物の蒸着法、有機高 分子配向膜のラビング法、電場配向、磁場配向等の様々な配向規制手段はもちろん のこと、液晶分子の配向に捩れを発現させるカイラル剤や、空気界面での配向状態 を制御する配向助剤等の添加剤も組み合わせることにより、複屈折層の位相差及び 第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸の制御の自由度を向上させることができる。 また、液晶性分子を用いて複屈折層を形成する場合、わずカゝ数 mの厚みで、数百 nmの位相差 R (550)の絶対値を得ることができ、代表的なポリマーフィルムを延伸し て形成した複屈折層に比べて、位相差 R(550)の絶対値が 1桁以上大きいため、広 帯域性をより容易に向上させることができる。また、ポリマーフィルムを延伸して複屈 折層を形成する場合に比べて、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複屈折層 の法線方向にある複屈折層や、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複屈折 層の面内方向にある複屈折層を容易に形成することができる。
[0042] 本明細書で「液晶性分子」とは、棒状や平板状の分子のうち、ある温度範囲及び Z 又は濃度範囲で液体のような流動性を有すると同時に、分子が規則的に配向すると いう秩序を伴うものをいう。分子配向の空間的な形によって、ネマチック液晶、コレス テリック液晶、スメクチック液晶等に分類される。なお、液晶性分子は、配向が固定さ れていてもよぐ固定されていなくてもよい。
[0043] 上記液晶性分子は、複屈折層の厚み方向に連続的に配向方向を変化させているこ とが好ましい。これによれば、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複屈折層の 面内方向でも法線方向でもない方向にある複屈折層とすることができる。このような 複屈折層としては、例えば、液晶性ポリマーを膜厚方向に傾きが変化するハイブリツ ドネマチック配向させて形成される特殊な内部構造を有する視野角拡大フィルム (商 品名: NHフィルム、新日本石油社製)や、トリァセチルセルロース (TAC)フィルム上 に、ディスコチック液晶を特定の向きに配向させて固定した視野角補償フィルム(商 品名: WVフィルム、富士写真フィルム社製)等といった液晶性分子のハイブリッド配 向を固定してなるもの等が挙げられる。
[0044] この場合、複屈折層全体としては、誘電主軸及び主屈折率を厳密に定義することが できない場合もあり得る。し力しながら、複屈折層を構成する液晶性分子が基準面に 対してある角度(一般に「平均傾斜角」とも 、う。)をなして一様に配向して 、ると仮定 した上で定義される誘電主軸及び主屈折率を考え、これらが上述の所定の関係を満 たしさえすれば、一般性を損なうことなぐ本発明の複合複屈折媒体を構成する複屈 折層の材料として適用することができる。なお、上記液晶性分子は、厚み方向に捩じ れながら連続的に配向方向を変化させていてもよぐ厚み方向に捩じれずに連続的 に配向方向を変化させて 、てもよ 、。
[0045] 上記液晶性分子は、ディスコチック液晶性分子であることが好ましい。ディスコチック 液晶性分子により構成される複屈折層は、通常は、位相差 R(550)が負であり、位相 差の波長分散性が大きい。したがって、ディスコチック液晶性分子により構成される 複屈折層は、通常は、第二種の複屈折層として用いることにより、位相差 R (550)が 正の値を持つ第一種の複屈折層と組み合わせることで、複合複屈折媒体の位相差 の逆波長分散性を容易に実現することができる。
[0046] 上記液晶性分子は、ネマチック液晶性分子であることが好ましい。ネマチック液晶性 分子により構成される複屈折層は、第一主屈折率に対応する主軸が面内方向以外 の方向(面外方向ともいい、法線方向を含むものである。 )にあり、かつ位相差 R(55 0)が正の値を持つ第一種の複屈折層を形成するのに好適である。
[0047] 上記複屈折層の少なくとも一つは、下記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が 0 より大きいことが好ましい。
7? = | n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
複屈折層の多くは、光学的に一軸性の複屈折性ではなぐ二軸性等の複屈折性を 示すことが知られている。したがって、これによれば、二軸性等の複屈折性を示す複 屈折層もまた、本発明の複合複屈折媒体を構成する複屈折層として好適に用いるこ とができる。なお、複合複屈折媒体が第一種及び第二種の複屈折層のいずれか又 は両方を複数有する場合には、複合複屈折媒体の製造の容易さの観点からは、全 ての複屈折層の二軸性パラメータ 7?力^より大きいことが好ましい。また、複屈折層の 少なくとも一つは、二軸性パラメータ r?が 0. 07より大きいことがより好ましぐ複合複 屈折媒体が第一種及び第二種の複屈折層のいずれか又は両方を複数有する場合 には、全ての複屈折層の二軸性パラメータ 7?が 0. 07より大きいことがより好ましい。
[0048] 上記複屈折層の少なくとも一つは、上記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が 1 Z2以下であることが好ましい。これによれば、複合複屈折媒体をより広視野角化す ることができるとともに、光学的に二軸性の複屈折層を積層した場合においても、視 野角の悪ィ匕を効果的に抑えることができる。なお、複合複屈折媒体が第一種及び第 二種の複屈折層のいずれか又は両方を複数有する場合には、視野角の悪ィ匕をより 効果的に抑える観点から、全ての複屈折層の二軸性パラメータ r?力 以下である ことが好ましい。また、視野角の悪ィ匕をより効果的に抑える観点から、複屈折層は、二 軸性パラメータ r?力 以下であることがより好ましい。なお、光学的に一軸性の複 屈折層は、 n2 (550) =n3 (550)の関係を満たすので、二軸性パラメータ r?はゼロと なる。
[0049] 上記第一種の複屈折層は、上記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が第二種の 複屈折層よりも小さいことが好ましい。これによれば、斜め視角における、第一種の複 屈折層と第二種の複屈折層との固有偏光モードの振動方向がずれる量を小さく抑え ることができるため、光学的に二軸性の複屈折層を積層した場合でも、視野角の悪 化を効果的に抑えることができる。なお、複合複屈折媒体が第一種の複屈折層を複 数有する場合には、第一種の複屈折層の二軸性パラメータ r?とは、第一種の複屈折 層の二軸性パラメータ r?の平均値を表す。第二種の複屈折層についても同様である 。更に、第一種の複屈折層は、二軸性パラメータ r?が第二種の複屈折層の 1Z2で あることが好ましい。これによれば、斜め視角における、第一種の複屈折層と第二種 の複屈折層との固有偏光モードの振動方向がずれる量をより小さく抑えることができ るため、複合複屈折媒体を更に効果的に広視野角化することができる。なお、本明 細書において、「二軸性パラメータ 7?力 である」とは、二軸性パラメータ 7?が 1Z 2である状態だけでなぐ本発明の作用効果に鑑みて二軸性パラメータ 7?が 1Z2で ある状態と同視し得るような状態をも含むものである。
[0050] 本発明はまた、上記複合複屈折媒体と偏光子とを有する偏光板でもある。本発明の 複合複屈折媒体によれば、広帯域かつ広視野角の複合複屈折媒体を提供すること ができることから、広帯域かつ広視野角の偏光板を提供することができる。本明細書 で「偏光子」とは、直線偏光子のことである。上記偏光板は、直線偏光板であってもよ く、円偏光板であってもよぐ楕円偏光板であってもよい。 [0051] 上記複合複屈折媒体の複屈折層は、正面方向から観察したときに、第一主屈折率 n 1 (550)に対応する主軸が偏光子の透過軸及び Z又は吸収軸と直交することが好ま しい。これによれば、複屈折層が斜め方向からの入射光に対してのみ実質的に機能 し、法線方向からの入射光に対しては全く機能しなくなる。すなわち、このような偏光 板は、斜め方向においてのみ偏光変 能を発揮することができることから、斜め方 向における広帯域ィ匕の効果を充分に得ることができる。なお、本明細書で「直交」と は、直交である状態だけでなぐ本発明の作用効果に鑑みて直交である状態と同視 し得るような状態をも含むものである。また、複合複屈折媒体が第一種及び第二種の 複屈折層のいずれか又は両方を複数有する場合には、複屈折層の全てについて、 第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が偏光子の透過軸及び Z又は吸収軸と直 交することが好ましい。
[0052] 本発明は更に、上記偏光板と液晶パネルとを有する液晶表示装置 (以下「第一液晶 表示装置」ともいう。)でもある。本発明の第一液晶表示装置は、本発明の複合複屈 折媒体を構成する複屈折層のうちの少なくとも 1層が、光変調素子である液晶パネル である構成に相当する。これによれば、広帯域かつ広視野角の偏光板を有すること から、広視野角で着色の少ない、高表示品位の液晶表示装置を実現することができ る。上記第一液晶表示装置の表示モードは特に限定されず、例えば垂直配向 (VA) モード、ッイステッド'ネマチック(TN)モード、横電界スイッチング(IPS)モード、フリ ンジ電界スイッチングモード (FFS)、水平配向の電界複屈折制御 (ECB)モード等が 挙げられる。なお、液晶表示装置が、偏光板、液晶パネル及び偏光板をこの順に積 層した構成を有する場合には、二枚の偏光板は、高いコントラストを得る観点から、ク ロス-コルの関係を満たすことが好まし 、。
[0053] 本発明はそして、対向する二枚の基板間に液晶層を狭持するとともに液晶層に電圧 を印加するための少なくとも一対の電極を有する液晶パネルと、液晶パネル以外の 複屈折層とを積層した構造を有する液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、 黒表示状態で、全体として位相差が逆波長分散性を示し、かつ波長 λ (nm)におけ る三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が最大である主屈折率を 第一主屈折率 nl ( λ )としたときに、液晶層及び複屈折層の法線及び波長 550nm における第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にある液晶表示装置( 以下「第二液晶表示装置」ともいう。)でもある。
[0054] 本発明の第二液晶表示装置は、光変調素子である液晶パネル (特に液晶層)そのも のが、本発明の複合複屈折媒体を構成する複屈折層のうちの 1層を兼ねる構成に相 当する。したがって、本発明の第二液晶表示装置によれば、液晶層の法線、複屈折 層の法線、液晶層の波長 550nmにおける第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸 、及び、複屈折層の波長 550nmにおける第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸 が同平面内にあることにより、本発明の複合複屈折媒体と同様の作用効果を得ること ができる。また、複屈折層の数を減らすことができることから、薄型かつ低コストの液晶 表示装置を実現することができる。更に、液晶パネルの液晶層は、液晶性分子を含 む複屈折層であること、及び、それに電圧を印加して配向状態を変化させることがで きること力ゝら、複屈折層の位相差及び第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸の制 御の自由度が向上するため、より高品位の液晶表示装置を実現することが可能とな る。第二液晶表示装置の表示モードは特に限定されず、例えば、垂直配向(VA)モ ード、ツイテスッド 'ネマチック(TN)モード、横電界スイッチング(IPS)モード、フリン ジ電界スイッチングモード (FFS)、水平配向の電界複屈折制御 (ECB)モード等が 挙げられる力 中でも、ツイテスッド 'ネマチック (TN)モード、横電界スイッチング (IP S)モード、フリンジ電界スイッチングモード (FFS)、水平配向の電界複屈折制御 (E CB)モードが好ましい。
[0055] 本発明の第二液晶表示装置は、液晶パネル及び複屈折層を構成要素として有する ものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよぐ特に限定さ れるものではない。
[0056] 本発明の第二液晶表示装置における好ましい形態としては、(a)上記液晶層及び複 屈折層は、黒表示状態で、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士のなす角度 0力 25° 以下である形態、(b)上記液晶層と複屈折層とは、上記式(1)で定義され る波長 550nmにおける位相差 R (550)の正負が異なる形態、(c)上記液晶層及び 複屈折層は、黒表示状態で、それぞれ位相差が正波長分散性を有する形態、(d)上 記液晶層は、黒表示状態で、位相差 R (550)の絶対値が複屈折層よりも大きい形態 、(e)上記液晶層は、黒表示状態で、位相差 R (550)の絶対値が複屈折層よりも小さ い形態、(f)上記複屈折層は、黒表示状態で、第一主屈折率 nl (550)に対応する 主軸が複屈折層の面内方向でも法線方向でもない方向にある形態、(g)上記複屈 折層は、液晶性分子を含む形態、(h)上記複屈折層は、下記式 (2)で定義される二 軸性パラメータ r?が 0より大きい形態、(i)上記複屈折層は、下記式 (2)で定義される 二軸性パラメータ が 1Z2以下である形態、(j)上記液晶層は、黒表示状態で、二 軸性パラメータ r?が複屈折層よりも小さい形態が挙げられる。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -η2 (550) | (2)
式中、 η3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
[0057] なお、上記 (d)の形態においては、上記液晶層は、黒表示状態で、位相差の波長分 散性が複屈折層よりも小さいことがより好ましい。上記 (e)の形態においては、上記液 晶層は、黒表示状態で、位相差の波長分散性が複屈折層よりも大きい形態がより好 ましぐこのような形態において、複屈折層は、ノルボルネン榭脂からなるフィルムであ ることが更に好ましい。上記 (g)の形態においては、上記液晶性分子は、黒表示状態 で、複屈折層の厚み方向に連続的に配向方向を変化させている形態、ディスコチッ ク液晶性分子である形態、ネマチック液晶性分子である形態がより好ましい。上記 (j) の形態においては、上記液晶層は、黒表示状態で、二軸性パラメータ r?が第二種の 複屈折層の 1Z2であることがより好ましい。
これらの形態における液晶層は、本発明の複合複屈折媒体における第一種の複屈 折層と対応している。すなわち、本発明の第二液晶表示装置における好ましい形態 は、本発明の複合複屈折媒体における好ましい形態と対応していることから、本発明 の複合複屈折媒体における好ましい形態と同様の作用効果を得ることができる。 発明の効果
[0058] 本発明の複合複屈折媒体によれば、広い可視波長域の光に対して最適な位相差を 与え得ることができる波長特性、すなわち逆波長分散性を発現することができるととも に、広視野角であり、簡便な方法で製造することができ、かつ、逆波長分散性の調整 自由度及び量産性に優れた位相差フィルムを提供することができる。 発明を実施するための最良の形態
[0059] <第一種の複屈折層及び第二種の複屈折層につ!、て >
図 1 1〜1 4は、第一種の複屈折層の代表的な屈折率楕円体を示す模式図であ る。図 2— 1〜2— 3は、第二種の複屈折層の代表的な屈折率楕円体を示す模式図 である。図中、両矢印は、第一主屈折率 n (550)に対応する主軸(以下「P1軸」とも いう。)を表す。また、口内には、複屈折層又は実験室に固定した座標系を表し、〇 内には、誘電主軸に一致する座標系を表す。なお、屈折率楕円体とは、誘電主軸に 一致する座標系における三つの主屈折率の大きさをそれぞれ三本の主軸の長さに 対応させた回転楕円体のことである。この屈折率楕円体の中心を通り、光の伝播方 向に垂直な平面の交線は一般に楕円となり、この楕円の二本の主軸の方向が二つ の固有モードの電気変位ベクトル Dの方向と一致する。更に、主軸の長さが固有モ ードの屈折率を与える。
[0060] 例えば、図 1—1の第一種の複屈折層 11においては、 nxlと nx3とは等しいように図 示されている力 これに限定されるものではない。 nxlと nx3とが等しい場合には、複 屈折層 11は光学的に一軸性となり、 P1軸 l ipは光学軸と完全に一致する。本発明 で定義される P1軸は、一般的には光学的に二軸性の複屈折層を擬似的に一軸性 の複屈折層とみなして考えたときの光学軸のことを表しているので、当然の結果であ る。なお、図 1 2〜1 4の第一種の複屈折層 12〜14、及び、図 2—1〜2— 3の第 二種の複屈折層 21〜23についても同様である。すなわち、複屈折層 12〜14及び 2 1〜23についても、光学的に一軸性の場合には、 P1軸 12p〜14p及び 21p〜23p は光学軸と完全に一致し、光学的に二軸性の場合には、 P1軸 12p〜14p及び 21p 〜23pは擬似的に一軸性の複屈折層とみなして考えたときの光学軸を表す。
[0061] 図 1—1及び 1—4に示すように、複屈折層 11と複屈折層 14とは、 P1軸 l lp、 14p力 S ともに xy平面内(複屈折層の面内方向)にあり、 P1軸 l lp、 14pの方位が異なる。方 位は、 X軸となす角度 (方位角)で定義されるものであり、 P1軸が xy平面内にない場 合には、例えば P1軸の xy平面への射影が X軸となす角度 (方位角)で定義される。 本発明においては、 2以上の複屈折層を積層するとき、各複屈折層の P1軸の方位が 重要であるものの、各複屈折層単体の代表例を図示する限り、複屈折層 11と複屈折 層 14とは、同一のものである。複屈折層 13、 21及び 23は全て、代表例として P1軸 1 3p、 21p及び 23pの方位が方位角 90° となるように図示している。なお、複屈折層 1 2及び 22のように、 P1軸 12p及び 22pが z軸方向(複屈折層の法線方向)にあるとき は、方位不定となるが、都合よく適当な方位を有すると解釈すればよい。
[0062] 図 1— 1、 1 4及び 2— 1は、 P1軸が複屈折層の面内方向にある例である。なお、各 複屈折層が光学的に一軸性の場合、図 1 1及び 1 4の第一種の複屈折層 11及 び 14は、いわゆるポジティブ Aプレートとなり、図 2—1の第二種の複屈折層 21は、い わゆるネガティブ Aプレートとなる。
[0063] 図 1—2及び 2— 2は、 P1軸が複屈折層の法線方向にある例である。なお、各複屈折 層が光学的に一軸性の場合、図 1—2の第一種の複屈折層 12は、いわゆるポジティ ブ Cプレートとなり、図 2— 2の第二種の複屈折層 22は、いわゆるネガティブ Cプレー トとなる。
[0064] 図 1 3及び 2— 3は、 P1軸が複屈折層の面内方向でも法線方向でもない別の方向 にある例である。結晶板を斜めに切り出したものがこれに相当する。また、例えば視 野角拡大フィルム (商品名: フィルム、富士写真フィルム社製)や視野角補償フィ ルム(商品名: NHフィルム、新日本石油社製)等と ヽつた液晶をハイブリッド配向させ たものも、巨視的にみればこれに相当する。なお、この場合、方位角にカ卩え、法線方 向とのなす角度 (極角)も指定することにより、 P 1軸の方向が指定される。
[0065] <複合複屈折媒体について >
図 3— 1〜3— 9は、上記第一種及び第二種の複屈折層を積層した構造を有する本 発明の複合複屈折媒体の代表例を示す模式図である。なお、これらの図は、第一種 及び第二種の複屈折層をそれぞれ一層ずつ含むものを選んで示したものであり、積 層数や積層順序等は、特に限定されるものではない。
[0066] 図 3— 1〜3— 3は、各複屈折層の P1軸が各複屈折層の法線方向を含む同平面内 にあり、かつ平行となるように積層した例である。
図 3— 1は、 Aプレート又はそれに類似の機能を有する複合複屈折媒体を構成した ヽ 場合の積層方法である。
図 3—1の複合複屈折媒体 41においては、第一種の複屈折層 11aの P1軸 l lap、第 二種の複屈折層 21aの PI軸 21ap、及び、各複屈折層 l la、 21aの法線方向が同平 面 30a内にある。また、第一種の複屈折層 11aの P1軸 1 lapと第二種の複屈折層 21 aの P1軸 21apとは、平行である。
[0067] 図 3— 2は、 Cプレート又はそれに類似の機能を有する複合複屈折媒体を構成したい 場合の積層方法である。
図 3— 2の複合複屈折媒体 42においては、第一種の複屈折層 12aの P1軸 12ap、第 二種の複屈折層 22aの P1軸 22ap、及び、各複屈折層 12a、 22aの法線方向が同平 面 30b内にある。また、第一種の複屈折層 12aの P1軸 12apと第二種の複屈折層 22 aの P1軸 22apとは、平行である。
[0068] 図 3— 3は、 Aプレートでも Cプレートでもない複合複屈折媒体を構成したい場合の積 層方法である。
図 3— 3の複合複屈折媒体 43においては、第一種の複屈折層 13aの P1軸 13ap、第 二種の複屈折層 23aの P1軸 23ap、及び、各複屈折層 13a、 23aの法線方向が同平 面 30c内にある。また、第一種の複屈折層 13aの P1軸 13apと第二種の複屈折層 23 aの P1軸 23apとは、平行である。
[0069] 図 3—4〜3— 9は、各複屈折層の P1軸が平行ではないが、法線方向を含む同平面 内にあるように積層した例であり、 Aプレートでも Cプレートでもない複合複屈折媒体 を構成した!/、場合の積層方法である。
図 3— 4の複合複屈折媒体 44においては、第一種の複屈折層 l ibの P1軸 l lbp、第 二種の複屈折層 22bの P1軸 22bp、及び、各複屈折層 l lb、 22bの法線方向が同平 面 30d内にある。
図 3— 5の複合複屈折媒体 45においては、第一種の複屈折層 11cの P1軸 l lcp、第 二種の複屈折層 23bの P1軸 23bp、及び、各複屈折層 l lc、 23bの法線方向が同平 面 30e内にある。
図 3— 6の複合複屈折媒体 46においては、第一種の複屈折層 12bの P1軸 12bp、第 二種の複屈折層 21bの P1軸 21bp、及び、各複屈折層 12b、 21bの法線方向が同平 面 30f内にある。
[0070] 図 3— 7の複合複屈折媒体 47においては、第一種の複屈折層 12cの P1軸 12cp、第 二種の複屈折層 23cの PI軸 23cp、及び、各複屈折層 12c、 23cの法線方向が同平 面 30g内にある。
図 3— 8の複合複屈折媒体 48においては、第一種の複屈折層 13bの P1軸 13bp、第 二種の複屈折層 14aの P1軸 14ap、及び、各複屈折層 13b、 14aの法線方向が同平 面 30h内にある。
図 3— 9の複合複屈折媒体 49においては、第一種の複屈折層 13cの P1軸 13cp、第 二種の複屈折層 22cの P1軸 22cp、及び、各複屈折層 13c、 22cの法線方向が同平 面 30i内にある。
[0071] 図 4は、本発明の効果が得られない例を示す。この複合複屈折媒体 50によれば、第 一種の複屈折層 14bの P1軸 14bpと第二種の複屈折層 21cの P1軸 21cpと力 各複 屈折層 14b、 21cの法線方向を含む同平面内にないことから、各複屈折層 14b、 21c の PI軸 14bp、 21cp同士のなす角度の斜め方向での法線方向における設計値から ずれが大きくなるため、広 、視野角を得ることができな 、。
[0072] ただし、図 5に示すように、第一種の複屈折層 14c及び第二種の複屈折層 21dに対 し、第一種の複屈折層 l idを更に一層積層した複合複屈折媒体 51において、第一 種の複屈折層 14cの位相差 R (550)の絶対値を実質的に複屈折層として機能しな いように小さくする、例えば 20nm未満とすれば、全ての P1軸 14cp、 21dp及び l id Pが、各複屈折層 14c、 21d及び l idの法線方向を含む同平面内にあるという条件を 満たさないにも関わらず、第一種の複屈折層 l idの P1軸 l ldpと第二種の複屈折層 21dの P1軸 21dpと力 各複屈折層 l ld、 21dの法線方向を含む同平面 30j内にあ るため、本発明の作用効果を得ることができる。すなわち、本発明において前記条件 を満たすべき複屈折層は、 I R (550) I ≥20nmの関係を満たすものだけである。
[0073] <円偏光板について >
以下、本発明の内容を、円偏光板を用いて説明する。なお、シミュレーションには、巿 販の液晶シミュレーターである「LCDマスター(シンテック社製)」を用いた。また、光 学計算アルゴリズムは 2 X 2ジヨーンズマトリクス法とした。
[0074] 1.従来の円偏光板の構成
まず、本発明の比較対象として、従来の各円偏光板の光学特性を説明する。上記特 許文献 1〜15を参考に、下記の 5種の円偏光板を構成した。各円偏光板の構成は、 それぞれ図 6— 1〜6— 5に示す。なお、図中、直線偏光子内の両矢印は、吸収軸を 表し、 λ Ζ4板及び λ Ζ2板内の両矢印は、光学軸を表す。点線は、方位角 0° の 方位を表す。
[0075] (1)広帯域ィ匕がなされて 、な 、一枚タイプ
図 6— 1に示すように、このタイプの円偏光板 (以下「第 1円偏光板」とも 、う。) 101は 、直線偏光子(吸収軸の方位 0° ) 5a及び λ Ζ4板 (遅相軸( =光学軸)の方位 45° ) 61を積層した構成を有する。なお、第 1円偏光板 101は、トリァセチルセルロース( TAC)等の保護フィルムを含まず、直線偏光子 5aは、可視波長全域で偏光度 100 %の理想的偏光素子を想定した。以下の円偏光板についても同様である。 λ Ζ4板 61は、ポリカーボネート榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定し、下記式( C2)及び (D2)で定義される α及び |8をそれぞれ、《= 1. 08とし、 β =0. 96とした a = (波長 450nmの位相差) Z (波長 550nmの位相差) (C2)
β = (波長 650nmの位相差) Z (波長 550nmの位相差) (D2)
[0076] (2)二枚直交積層タイプ
図 6— 2に示すように、このタイプの円偏光板 (以下「第 2円偏光板」ともいう。) 102は 、直線偏光子(吸収軸の方位 0° ) 5b、え Z2板 (遅相軸(=光学軸)の方位 45° ) 7 2、及び、 λ Ζ4板 (遅相軸(=光学軸)の方位— 45° ) 62を積層した構成を有する。 λ Ζ2板 72は、ノルボルネン榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定し、 a = 1. 00、 β = 1. 00とした。 λ /4板 62は、ポリカーボネート榭月旨力らなるフイノレムを 一軸延伸したものを想定し、 = 1. 08、 β =0. 96とした。
[0077] (3)二枚交差積層タイプ
図 6— 3に示すように、このタイプの円偏光板 (以下「第 3円偏光板」ともいう。) 103は 、直線偏光子(吸収軸の方位 30° ) 5c、ぇ72板(遅相軸(=光学軸)の方位ー1 5° ) 73、及び、ぇ 4板(遅相軸(=光学軸)の方位45° ) 63を積層した構成を有 する。 λ Ζ2板 73、 λ Ζ4板 63はともに、ポリカーボネート榭脂からなるフィルムを一 軸延伸したものを想定し、 = 1. 08、 β =0. 96とした。 [0078] (4)一枚タイプ
図 6—4に示すように、このタイプの円偏光板 (以下「第 4円偏光板」ともいう。) 104は 、直線偏光子(吸収軸の方位 0° ) 5d、及び、 λ Ζ4板 (遅相軸( =光学軸)の方位 4 5° )64を積層した構成を有する。 λ Ζ4板 64は、逆波長分散性を示すフィルムを一 軸延伸したものを想定し、特許文献 11の実施例 1を参考に α=0. 75、 β =1. 10と した。
[0079] (5)広帯域化がなされて 、な 、二枚平行積層タイプ
図 6— 5に示すように、このタイプの円偏光板 (以下「第 5円偏光板」ともいう。) 105は 、直線偏光子(吸収軸の方位 0° )56、 ぇ72板( 11>0、光学軸の方位45° 、遅相 軸の方位 45° )75、及び、 ぇ 4板(厶11<0、光学軸の方位45° 、遅相軸の方位 —45° )65を積層した構成を有する。特許文献 15の実施例 1を参考に、 λΖ2板 7 5は、ポリカーボネート榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定し、 α=1.08 、 β =0. 96とした。 λ/4板 65は、ポリメチルメタタリレート榭脂からなるフィルムを一 軸延伸したものを想定し、 α=1.05、 β =0. 98とした。なお、積層体の波長分散 性を計算すると、 V =R(450)/R(650)=1. 18となるため、この積層体を位相差 フィルムとした第 5円偏光板 105は、広帯域化されて!/、な!/、。
[0080] 2.偏光状態の計算
第 1〜第 5円偏光板について、可視波長域の各波長で出射光のスト一タスパラメータ S、 S、 S及び Sを計算し、出射光の偏光状態を調べた。この目的では、出射光の
0 1 2 3
強度に興味がなぐ偏光状態にのみ興味があるので、スト一タスパラメータ Sだけに
3 着目し、下記式 (G)で規格ィ匕したスト一タスパラメータ Sを計算した。したがって、スト
3
一タスパラメータ Sの絶対値が 1に近いほど、出射光はより理想的な円偏光に変換さ
3
れていると読み取ることができる。また、 S =0は、直線偏光を表す。
3
S =S 2+S 2+S 2 (G)
0 1 2 3
[0081] 図 7— 1〜7— 5はそれぞれ、第 1〜第 5円偏光板のスト一タスパラメータ Sの計算結
3 果を示す図である。図中の太実線、細実線及び点線はそれぞれ、円偏光板の法線 方向、方位角 22. 5° 極角 60° の斜め方向、及び、方位角 45° 極角 60° の斜め 方向におけるスト一タスパラメータ Sを表す。なお、これらの図においては、広い波長 域で Sの絶対値が 1に近いことは、円偏光板が広帯域であることを示している。また、
3
実線、細実線及び点線の 3本の重なり合いが大きいことは、円偏光板が広視野角で あることを示している。
[0082] 図 7—1に示すように、広帯域化がなされていない第 1円偏光板においては、設計中 心波長である波長 550nmで S = 1であり、理想的な円偏光が得られている。しかし
3
ながら、その他の波長では、位相差が λ Ζ4からずれるために、 Sは 1を下回る。
3
[0083] 図 7— 2〜7— 4に示すように、広帯域化がなされている第 2〜第 4円偏光板において は、法線方向では広い波長域で S であり、理想的な円偏光が得られているもの
3
の、斜め方向においてはそうとは限らない。特に、第 2及び第 3円偏光板においては 、 Sの波長分散及び波長分散の視角依存が大きぐ Sの 1からの乖離が大きい。こ
3 3
のように、 2以上の複屈折層を積層してなる第 2及び第 3円偏光板の視野角が狭 、理 由としては、簡単には、(1)各複屈折層の見かけの位相差が、斜め方向では法線方 向における設計値力 ずれること、及び、(2)各複屈折層及び偏光子の光学軸と他 の複屈折層及び偏光子の光学軸とのなす角度力 斜め方向では法線方向における 設計値からずれてしまうことの 2つが挙げられる。この問題は、本質的には、クロスニコ ル偏光子の視野角が狭いという問題、すなわちクロス-コル偏光子は、法線方向で は二枚の偏光子の偏光軸(吸収軸)が直交して 、るために光漏れはな 、が、斜め方 向では偏光軸が見かけ上直交しなくなるために光漏れが発生するという問題と酷似 している。したがって、円偏光板を構成する複屈折層の数が増えることにより、光学軸 の数が増えるほど、この問題が顕在化することは明らかである。
[0084] 一方、一枚タイプである第 4円偏光板は、図 7— 4に示すように、斜め方向で S力^を
3 若干下回るものの、 Sの波長分散に視角依存はほとんどなぐ広視野角かつ広帯域
3
であることが分かる。斜め方向で S力 ^を下回る理由は、(1) λ Ζ4板及び偏光子の
3
それぞれの光学軸がなす角度が斜め方向では設計値 45° からずれること、及び、 ( 2) λ Ζ4板の見かけの位相差が設計値 λ Ζ4からずれることにある。しかしながら、 いずれについても、ずれ (量)は波長によらずほとんど一定であり、 Sの波長分散は
3
斜め方向でも変化しない。
[0085] 図 7— 5に示すように、二枚平行積層タイプである第 5円偏光板は、広帯域化がなさ れていないため、 Sの波長分散性が大きい。し力しながら、設計中心波長である 550
3
nmにおける Sを見ると、二枚積層タイプでありながら、斜め方向においても一枚タイ
3
プである第 1及び第 4円偏光板と同等の Sを実現している。また、 Sの波長分散の視
3 3
角依存も小さい。
[0086] 二枚平行積層タイプである第 5円偏光板においては、二枚の延伸フィルムの遅相軸( 又は進相軸)が互いに直交して 、ることのみならず、各複屈折層の光学軸が互いに 平行に積層されていることに重要な意味がある。したがって、第 5円偏光板の視野角 特性は、単に光学的に正の一軸性を有する二枚の延伸フィルムをその遅相軸 (又は 進相軸)が互いに直交するように積層した構成や、光学的に負の一軸性を有する二 枚の延伸フィルムをその遅相軸 (又は進相軸)が互いに直交するように積層した構成 とは、明らかに異なる。この理由については、簡単には次のように説明することができ る。光が斜め方向に伝播するときの複屈折層の光学特性について、屈折率楕円体及 び Z又はポアンカレ球等を用いて説明する場合、基準とすべき軸は、遅相軸や進相 軸ではなく光学軸である。積層された各複屈折層の光学軸が各複屈折層の法線方 向を含む同平面内で平行になるように積層されている場合、それらの光学軸は、どの 斜め方向からも平行関係を維持する。すなわち、この場合、 2つの光学軸のなす角度 が設計値力もずれることがな 、ため、視野角が広 、のである。
[0087] 3.本発明の円偏光板の構成
本発明者らは、第 1〜第 5円偏光板の計算結果及びその考察から、次の 2点を見い だした。すなわち、広帯域な位相差フィルムを実現するためには、複数の複屈折層を 積層することが有効であること、及び、広視野角な位相差フィルムを実現するために は、積層することなく一枚の位相差フィルムとする、又は、複数を積層する場合は、一 軸性の位相差フィルムの光学軸が互いに平行となるように積層することが有効である ことである。
[0088] 更に、これらの知見を参考にして鋭意検討したところ、 2以上の複屈折層を、波長分 散性、位相差及び誘電主軸に関して所定の相対関係を満たすように積層することに より、広帯域かつ広視野角な位相差フィルム (複合複屈折媒体)を提供することがで きることを見いだした。 [0089] 以下、本発明の設計指針の有効性を示すために、これに従って複合複屈折媒体を 設計し、それを用いた下記の 11種の円偏光板を構成した。各円偏光板の構成は、そ れぞれ図 6— 6〜6— 16に示す。図中、直線偏光子内の両矢印は、吸収軸を表し。 複屈折層内の両矢印は、 P1軸を表す。なお、図 6— 13〜6— 16における複屈折層 内の両矢印は、複屈折層の面内方向になぐ傾斜している (極角が 90° 未満である) ことを示している。点線は、方位角 0° の方位を表す。
[0090] (1)本発明の円偏光板 1
図 6— 6に示すように、この円偏光板 (以下「第 6円偏光板」ともいう。) 106は、直線偏 光子 5f、第一種の複屈折層 81及び第二種の複屈折層 91を積層した構成を有する。 各複屈折層の光学特性を下記表 1に示す。第一種の複屈折層 81は、ノルボルネン 榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折層 91は、ポリ メチルメタタリレート榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。
[0091] [表 1]
Figure imgf000034_0001
[0092] (2)本発明の円偏光板 2
図 6— 7に示すように、この円偏光板 (以下「第 7円偏光板」ともいう。) 107は、直線偏 光子 5g、第一種の複屈折層 82及び第二種の複屈折層 92を積層した構成を有する 。各複屈折層の光学特性を下記表 2に示す。第一種の複屈折層 82は、ノルボルネン 榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折層 92は、ポリ メチルメタタリレート榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第 7円偏光 板は、第一種及び第二種の複屈折層の位相差 R(550)の絶対値が大きいこと以外 は、第 6円偏光板の構成と同一である。
[0093] [表 2] 吸収軸 P1軸方向 位相差 波長分散性 二軸性 構成
方位角(° )方位角 (° )極角 ) R (550) (nm) β Π 直線偏光子 0 ―
第一種の複屈折層 ― 987.5 1.00 1.00
45 90 0 第二種の複屈折層 -850 1.05 0.98
[0094] (3)本発明の円偏光板 3
図 6— 8に示すように、この円偏光板 (以下「第 8円偏光板」ともいう。) 108は、直線偏 光子 5h、第一種の複屈折層 83、第二種の複屈折層 93及び第一種の複屈折層 84 を積層した構成を有する。各複屈折層の光学特性を下記表 3に示す。第一種の複屈 折層 83及び 84は、 V、ずれもノルボルネン榭脂からなるフィルムを一軸延伸したもの を想定した。第二種の複屈折層 93は、ポリメチルメタタリレート榭脂からなるフィルム を一軸延伸したものを想定した。
[0095] [表 3]
Figure imgf000035_0001
[0096] (4)本発明の円偏光板 4
図 6— 9に示すように、この円偏光板 (以下「第 9円偏光板」とも 、う。) 109は、直線偏 光子 5i、第一種の複屈折層 85及び第二種の複屈折層 94を積層した構成を有する。 各複屈折層の光学特性を下記表 4に示す。第一種の複屈折層 85は、ノルボルネン 榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折層 94は、ポ リメチルメタタリレート樹脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第 9円 偏光板は、各複屈折層の二軸性パラメータ 7?が 0. 25であること以外は、第 6円偏光 板の構成と同一である。
[0097] [表 4] 吸収軸 P1軸方向 位相差 波長分散性 二軸性 構成
方位角 Γ )方位角 (° )極角(° ) R (550) (nm) ひ β 直線偏光子 0 ―
第一種の複屈折層 ― 275 1.00 1.00
45 90 0.25 第二種の複屈折層 -137.5 1.05 0.98
[0098] (5)本発明の円偏光板 5
図 6— 10に示すように、この円偏光板 (以下「第 10円偏光板」ともいう。) 110は、直線 偏光子 ¾、第一種の複屈折層 86及び第二種の複屈折層 95を積層した構成を有す る。各複屈折層の光学特性を下記表 5に示す。第一種の複屈折層 86は、ノルボルネ ン榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折層 95は、 ポリメチルメタタリレート榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第 10 円偏光板は、各複屈折層の二軸性パラメータ ηが 0. 5であること以外は、第 9円偏 光板の構成と同一である。
[0099] [表 5]
Figure imgf000036_0001
[0100] (6)本発明の円偏光板 6
図 6— 11に示すように、この円偏光板 (以下「第 11円偏光板」とも 、う。) 111は、直線 偏光子 5k、第一種の複屈折層 87及び第二種の複屈折層 96を積層した構成を有す る。各複屈折層の光学特性を下記表 6に示す。第一種の複屈折層 87は、ノルボルネ ン榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折層 96は、 ポリメチルメタタリレート榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第 11 円偏光板は、第一種の複屈折層の二軸性パラメータ r? 1と第二種の複屈折層の二軸 性パラメータ r? 2とが異なり、 η lZ r? 2= 1Ζ2であること以外は、第 10円偏光板の 構成と同一である。
[0101] [表 6] 吸収軸 P1軸方向 位相差 波長分散性 二軸性 構成
方位角(° )方位角 (° )極角(° ) R (550) (nm) β V 直線偏光子 0 ―
第一種の複屈折層
一 275 1.00 1.00 0.25
45 90
第二種の複屈折層 -137.5 1.05 0.98 0.5
[0102] (7)本発明の円偏光板 7
図 6— 12に示すように、この円偏光板 (以下「第 12円偏光板」ともいう。) 112は、直線 偏光子 5m、第一種の複屈折層 88及び第二種の複屈折層 97を積層した構成を有す る。各複屈折層の光学特性を下記表 7に示す。第一種の複屈折層 88は、ノルボルネ ン榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折層 97は、 ポリメチルメタタリレート榭脂からなるフィルムを横一軸延伸したものを想定した。第 12 円偏光板は、第一種及び第二種の二軸性パラメータ r? 1及び r? 2が大きいこと以外 は、第 11円偏光板の構成と同一である。
[0103] [表 7]
Figure imgf000037_0001
[0104] (8— 1)本発明の円偏光板 8— 1
図 6— 13に示すように、この円偏光板 (以下「第 13— 1円偏光板」ともいう。) 113aは 、直線偏光子 5n、第一種の複屈折層 89a及び第二種の複屈折層 98aを積層した構 成を有する。各複屈折層の光学特性を下記表 8に示す。第一種の複屈折層 89aは、 ノルボルネン榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折 層 98aは、ディスコチック液晶性分子をハイブリッド配向させたものを想定した。第 13 —1円偏光板では、第二種の複屈折層 98aの P1軸の極角が 75° であり、第一種及 び第二種の複屈折層 89a及び 98aの P1軸同士のなす角度が 15° である。
[0105] [表 8] 吸収軸 P1軸方向 位相差 波長分散性 二軸性 構成
方位角 Γ )方位角 Γ )極角(° ) (550) (nm) a β V 直線偏光子 0 ―
第一種の複屈折層 90
― 275 1.00 1.00
45 0 第二種の複屈折層 75 —145 1.08 0.96
[0106] (8— 2)本発明の円偏光板 8— 2
図 6— 14に示すように、この円偏光板 (以下「第 13— 2円偏光板」ともいう。) 113bは 、直線偏光子 5p、第一種の複屈折層 89b及び第二種の複屈折層 98bを積層した構 成を有する。各複屈折層の光学特性を下記表 9に示す。第一種の複屈折層 89bは、 ノルボルネン榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈折 層 98bは、ディスコチック液晶性分子をハイブリッド配向させたものを想定した。第 13 2円偏光板では、第二種の複屈折層 98bの P1軸の極角が 70° であり、第一種及 び第二種の複屈折層 89b及び 98bの P1軸同士のなす角度が 20° である。
[0107] [表 9]
Figure imgf000038_0001
[0108] (8— 3)本発明の円偏光板 8— 3
図 6— 15に示すように、この円偏光板 (以下「第 13— 3円偏光板」ともいう。) 113cは 、直線偏光子 5q、第一種の複屈折層 89c及び第二種の複屈折層 98cを積層した構 成を有する。各複屈折層の光学特性を下記表 10に示す。第一種の複屈折層 89cは 、ノルボルネン榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈 折層 98cは、ディスコチック液晶性分子をハイブリッド配向させたものを想定した。第 1 3— 3円偏光板では、第二種の複屈折層 98cの P1軸の極角が 67. 5° であり、第一 種及び第二種の複屈折層 89c及び 98cの P1軸同士のなす角度が 22. 5° である。
[0109] [表 10] 吸収軸 P1軸方向 位相差 波長分散性 二軸性 構成
方位角(° )方位角 (° )極角(。 ) R (550) (nm) β V 直線偏光子 0 ―
第一種の複屈折層 ― 90 275 1.00 1.00
45 0 第二種の複屈折層 67.5 -160 1.08 0.96
[0110] (8— 4)本発明の円偏光板 8— 4
図 6— 16に示すように、この円偏光板 (以下「第 13— 4円偏光板」ともいう。) 113dは 、直線偏光子 5r、第一種の複屈折層 89d及び第二種の複屈折層 98dを積層した構 成を有する。各複屈折層の光学特性を下記表 11に示す。第一種の複屈折層 89dは 、ノルボルネン榭脂からなるフィルムを一軸延伸したものを想定した。第二種の複屈 折層 98dは、ディスコチック液晶性分子をハイブリッド配向させたものを想定した。第 13— 4円偏光板では、第二種の複屈折層 98dの P1軸の極角が 65° であり、第一種 及び第二種の複屈折層 89d及び 98dの P1軸同士のなす角度が 25° である。
[0111] [表 11]
Figure imgf000039_0001
[0112] 4.偏光状態の測定
図 7— 6〜7— 16はそれぞれ、本発明の第 6〜第 12円偏光板及び第 13— 1〜第 13 4円偏光板のスト一タスパラメータ Sの計算結果を示す図である。図中の太実線、
3
細実線及び点線はそれぞれ、円偏光板の法線方向、方位角 22. 5° 極角 60° の斜 め方向、及び、方位角 45° 極角 60° の斜め方向におけるスト一タスパラメータ Sを
3 表す。
[0113] 図 7— 6に示すように、本発明の第 6円偏光板においては、法線方向及び斜め方向と もに、広い波長域で S が得られており、二枚直交積層タイプである第 2円偏光板
3
や二枚交差積層タイプである第 3円偏光板よりも、視野角が広 、。
[0114] また、図 7— 7に示すように、第 6円偏光板よりも各複屈折層の位相差が大きい本発 明の第 7円偏光板においては、更に広い波長領域で S 1が得られている。更に、 図 7— 8に示すように、各複屈折層の位相差が比較的大き!/、第 8円偏光板にぉ 、て も、 3層積層タイプであるものの、二枚積層タイプである第 7円偏光板と同じぐ広い 波長領域で S が得られており、広帯域であり、また、広視野角である。
3
[0115] 更に、図 7— 9に示すように、一軸性の複屈折層に代えて二軸性の複屈折層を用い た本発明の第 9円偏光板においても、二枚直交積層タイプである第 2円偏光板や二 枚交差積層タイプである第 3円偏光板よりも視野角が広ぐ本発明の設計指針の有 効性を示している。そして、図 7— 10に示すように、二軸性の度合いを示す二軸性パ ラメータ 7?が第一種及び第二種の複屈折層ともに第 9円偏光板よりも大きい第 10円 偏光板においては、第 2円偏光板や第 3円偏光板よりも視野角が広いものの、一軸 性の複屈折層を用いた第 6円偏光板と比べて、視野角の悪ィ匕が確認される。
[0116] これらの結果から、第 2及び第 3円偏光板よりも広視野角とするためには、第一種及 び第二種の複屈折層の二軸性パラメータ r?は、 0. 5以下であることが好ましぐ 0. 2 5以下であることがより好ましい。なお、図 7— 11及び 7— 12に示すように、第一種の 複屈折層の二軸性パラメータ r?を第二種の複屈折層の半分に調整した第 11及び第 12円偏光板においては、一軸性の複屈折層を二枚平行積層した第 6円偏光板と同 等の視野角を維持している。すなわち、二軸性パラメータ 7?が 0. 5を超えた場合に おいても、第一種の複屈折層の二軸性パラメータ r?を第二種の複屈折層の二軸性 ノ ラメータ r?よりも小さく設定することにより、広視野角化が可能となる。したがって、 第一種の複屈折層の二軸性パラメータ r? 1は、第二種の複屈折層の二軸性パラメ一 タ 7? 2の 1Z2倍であることが好ましい。
[0117] また、第二種の複屈折層の P1軸が複屈折層の面内方向でも法線方向でもない別の 方向にある場合には、面内方向に P1軸を有する第一種の複屈折層と第二種の複屈 折層の P1軸とが平行になるように積層することは困難である。し力しながら、本発明 の第 13— 1円偏光板のように、第一種の複屈折層の P1軸と第二種の複屈折層の P1 軸とを各複屈折層の法線を含む同平面内に配置することにより、図 7— 13に示すよう に、二枚直交積層タイプである第 2円偏光板や二枚交差積層タイプである第 3円偏 光板よりも広い視野角を得ることができる。なお、第一種及び第二種の複屈折層の P 1軸同士のなす角度が 22. 5° 以下である本発明の第 13— 2及び第 13— 3円偏光 板もまた、可視波長域で Sが 0. 5を下回ることがないことから、従来の 2枚積層タイプ
3
よりもよ ヽと言える。
[0118] 他方、第一種及び第二種の複屈折層の P1軸同士のなす角度が 25° である本発明 の第 13— 4円偏光板では、 Sが 0. 5を下回る波長があるため、従来の 2枚積層タイ
3
プよりも確実によいとは言えない。し力しながら、光量 (光漏れ)の視野角という意味で 考えてみると次のことが言える。
[0119] 設計中心波長でもあり、人間の視感度ピークでもある波長 550nmの計算結果だけに 注目して比較すると下記表 12に示すようになる。
[0120] [表 12]
Figure imgf000041_0001
[0121] 表 12に示すように、第 13— 4円偏光板でも、 Sの最低値 (0. 87)は、 2枚積層タイプ
3
の Sの最低値 (0. 84)よりも高く維持されている。したがって、例えば第 13— 4円偏
3
光板を作製し、ミラーの上に置いた場合、着色問題は別として、波長 550nmの光量 だけに注目した反射防止効果の視野角は、従来の 2枚積層タイプの第 3円偏光板よ りも広いということになる。もちろん、法線方向では第 13— 4円偏光板も 2枚積層タイ プの第 3円偏光板と同様に広帯域化がなされており、総合的に評価をすると、 P1軸 がなす角度を 25° まで拡大した第 13— 4円偏光板であっても、従来の 2枚積層タイ プの第 3円偏光板よりも若干優位であるといえる。なお、着色はもちろんあるよりもな V、方がよ 、が、一般的には着色がな 、ことが光量の最適化よりも優先されることはな い。まとめると、第 1種の複屈折層の P1軸と、第 2種の複屈折層の P1軸とのなす角度 の上限は、 25° であることが好ましい。より好ましい上限は、 22. 5° であり、更に好 ましい上限は、 15° である。
[0122] 以上により、本発明の設計指針の有効性が証明された。以下、本発明のその他の実 施の形態について説明する。本発明の複合複屈折媒体は、偏光子と組み合わせる ことにより、偏光板 (以下「複合複屈折媒体付偏光板」ともいう。)を構成することがで きる。これにより構成された複合複屈折媒体付偏光板は、特に、全ての複屈折層の P 1軸が偏光子の透過軸又は吸収軸と直交である場合に、本発明の作用効果を奏す ることができる。なぜなら、複屈折層の P1軸が偏光子の透過軸又は吸収軸と直交す る場合、複屈折層が斜め方向からの入射光に対してのみ実質的に機能し、法線方 向からの入射光に対しては全く機能しないからである。逆に、このような場合、複合複 屈折媒体付偏光板は、斜め方向からの入射光を偏光変換する機能に期待したもの であり、充分な広帯域ィ匕の効果が正面方向でしか得られない従来の広帯域位相差 フィルムによれば、必要な広帯域ィ匕の効果を得ることができな 、ためである。
[0123] また、本発明の複合複屈折媒体付偏光板を液晶表示装置に用いることにより、広視 野角で着色の少ない高表示品位の液晶表示装置を提供することができる。更に、液 晶表示装置の光変調素子である液晶パネルそのものが、複合複屈折媒体を構成す る複屈折層のうちの一層を兼ねている構成であってもよい。このような構成とすること により、複屈折層の数を減らして薄型かつ低コストの液晶表示装置を実現することが できる。また、前述の通り、複屈折層の位相差及び P1軸の制御の自由度が向上する ため、より高品位の液晶表示装置を実現することが可能となる。
[0124] <実施例 >
以下に実施例を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例 のみに限定されるものではない。
[0125] 1.実施例 1〜8の複合複屈折媒体、比較例 1の位相差フィルム、及び、比較例 2の 複合複屈折媒体の構成
実施例 1〜8の複合複屈折媒体、比較例 1の位相差フィルム、及び、比較例 2の複合 複屈折媒体について、各複屈折層の種類、材料、位相差 R (550)、波長分散性 α 及び ι8、二軸性パラメータ 7?、並びに、 P1軸の方向を表 13に示す。
[0126] [表 13]
Figure imgf000043_0001
[0127] (実施例 1)
ノルボルネン榭脂 (NB)フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層(第一種の複屈折層) と、ポリスチレン樹脂 (PS)フィルムを一軸延伸した第 2複屈折層(第二種の複屈折層 )とを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層し、実施例 1の複合複屈 折媒体とした。
[0128] (実施例 2)
ノルボルネン榭脂フィルムを横一軸延伸した第 1複屈折層 (第一種の複屈折層)と、 ポリスチレン樹脂フィルムを横一軸延伸した第 2複屈折層(第二種の複屈折層)とを、 透明で複屈折のな 、アクリル系粘着剤を介して積層し、実施例 2の複合複屈折媒体 とした。
[0129] (実施例 3)
ノルボルネン榭脂フィルムを二軸延伸した第 1複屈折層(第一種の複屈折層)と、ポリ スチレン榭脂フィルムを横一軸延伸した第 2複屈折層 (第二種の複屈折層)とを、透 明で複屈折のな 、アクリル系粘着剤を介して積層し、実施例 3の複合複屈折媒体と した。
[0130] (実施例 4)
まず、ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層 (第一種の複屈折層) 上に、垂直配向膜を塗布した。次に、ノルボルネン榭脂フィルムの延伸方向と平行に 、垂直配向膜のラビング処理を行った。続いて、バーコータを用いて、空気界面での 垂直配向助剤を微量添加したディスコチック液晶性分子 (DLC)を含む塗布液を垂 直配向膜上に塗布した。その後、垂直配向膜上の塗布液を乾燥及び加熱し、更に 紫外線を照射して硬化させることにより、第 2複屈折層 (第二種の複屈折層)を形成し た。以上により形成された積層体を実施例 4の複合複屈折媒体とした。なお、本明細 書で「ディスコチック液晶性分子の垂直配向」とは、円盤状分子の円盤面が基板に垂 直に配列して 、る配向状態を 、う。
[0131] (実施例 5)
まず、ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層 (第一種の複屈折層) 上に、垂直配向膜を塗布した。次に、ノルボルネン榭脂フィルムの延伸方向と平行に 、垂直配向膜のラビング処理を行った。続いて、バーコータを用いて、ディスコチック 液晶性分子を含む塗布液を垂直配向膜上に塗布した。その後、垂直配向膜上の塗 布液を乾燥及び加熱し、更に紫外線を照射して硬化させることにより、第 2複屈折層( 第二種の複屈折層)を形成した。以上により形成された積層体を実施例 5の複合複 屈折媒体とした。
[0132] なお、本実施例における第 2複屈折層(第二種の複屈折層)は、複屈折層の厚み方 向に連続的に配向方向を変化させるいわゆるハイブリッド配向をしている。したがつ て、ノ、イブリツド配向した複屈折層の全体を、光学的に二軸性を示す複屈折媒体が 複屈折層の面に対してある角度をなして一様配向した複屈折層と実質的に等しいと 仮定した上で、斜め方向からの位相差測定結果を参照し、計算により誘電主軸、主 屈折率及び P1軸を決定した。
[0133] (実施例 6)
まず、未延伸のノルボルネン榭脂フィルムカゝらなる第 1複屈性層(第二種の複屈折層 )上に、水平配向膜を塗布した。次に、一方向に水平配向膜のラビング処理を行った 後、バーコータを用いて、水平配向膜上にネマチック液晶性分子 (NLC)を含む塗布 液を塗布した。その後、水平配向膜上の塗布液を乾燥及び加熱し、更に紫外線を照 射して硬化させることにより、第 2複屈性層 (第一種の複屈折層)を形成した。
[0134] また、第 1複屈性層 (第二種の複屈折層)に対し、第 2複屈性層 (第一種の複屈折層) を形成した側とは反対の側に垂直配向膜を塗布した。次に、上記水平配向膜のラビ ング方向と平行な方向に、垂直配向膜のラビング処理を行った後、空気界面での垂 直配向助剤を微量添加したディスコチック液晶性分子を含む塗布液を、垂直配向膜 上にバーコータを用いて塗布した。その後、垂直配向膜上の塗布液を乾燥及び加熱 し、更に紫外線を照射して硬化させることにより、第 3複屈折層 (第二種の複屈折層) を形成した。以上により形成された積層体を実施例 6の複合複屈折媒体とした。
[0135] (実施例 7)
実施例 6と同様の方法により、第 1複屈性層(第二種の複屈折層)上に、水平配向膜 を介して第 2複屈性層 (第一種の複屈折層)を積層した。一方、実施例 6と異なり、第 3複屈折層(第二種の複屈折層)は、ガラス板上に形成した。その後、第 3複屈折層 のみをガラス板力も剥離し、透明で複屈折のな 、アクリル系粘着剤を介して第 2複屈 性層 (第一種の複屈折層)の上に転写積層した。以上により形成された積層体を実 施例 7の複合複屈折媒体とした。
[0136] (実施例 8)
ポリカーボネート榭脂 (PC)フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層(第一種の複屈折 層)と、ポリメチルメタタリレート榭脂(PMMA)フィルムを一軸延伸した第 2複屈折層 ( 第二種の複屈折層)とを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層し、実 施例 8の複合複屈折媒体とした。 [0137] (比較例 1)
ポリカーボネート榭脂フィルムを一軸延伸し、比較例 1の位相差フィルムとした。 (比較例 2)
ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸することで得たえ Z2板 (遅相軸の方位 15 ° )とえ Z4板 (遅相軸の方位 45° )とを、透明で複屈折のな 、アクリル系粘着剤を 介して積層し、比較例 2の複合複屈折媒体とした。
[0138] 2.実施例 1〜8の複合複屈折媒体、比較例 1の位相差フィルム、及び、比較例 2の 複合複屈折媒体の波長分散性の評価試験
実施例 1〜8の複合複屈折媒体、比較例 1の位相差フィルム、及び、比較例 2の複合 複屈折媒体の波長分散性 α '及び |8 'を、複合複屈折媒体又は位相差フィルムの法 線方向、方位角 22. 5° 極角 60° の斜め方向、及び、方位角 45° 極角 60° の斜 め方向の三方向について測定し、三方向における波長分散性 α '及び j8 'の平均値 を算出した。なお、測定には、分光エリプソメータ(商品名: M— 220、日本分光社製 )を用いた。また、波長分散性 α '及び j8 'の定義は、下記式 (H)及び (I)に示すよう に定義される。
α ' = [Ν1 (450) -Ν2 (450)〕 / [Nl (550)— N2 (550)〕 (H)
j8, =〔N1 (650) -N2 (650)〕 / [Nl (550)— N2 (550)〕 (I)
式中、 Nl ( λ )及び N2 ( λ )は、所定の測定方向から入射した波長 λ (nm)の光が複 合複屈折媒体又は位相差フィルム中を伝播する場合の 2つの固有モードに対応する 屈折率を表す。ただし、 Ν1 ( λ )≥Ν2 ( λ )とする。
なお、比較例 2の複合複屈折媒体については、後述の反射光量の評価で視野角が 狭!、ことを確認して!/、るので、複合複屈折媒体としての位相差の波長分散性は測定 しなかった。
[0139] 波長分散性の評価試験の結果を表 13に示す。本発明の実施例 1〜8の複合複屈折 媒体は、位相差が逆波長分散性を示し、広視野角かつ広帯域であることを確認した 。一方、比較例 1の位相差フィルムは逆波長分散性を示さず、比較例 2の複合複屈 折媒体は法線方向以外で波長分散及び偏光変換機能が設計値力 大きくずれてい [0140] 3.実施例 9〜16及び比較例 3及び 4の円偏光板の構成
(実施例 9)
実施例 1の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 9の円偏光板を作製した。なお、偏 光子は、トリァセチルセルロース (TAC)等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用 いた。
[0141] (実施例 10)
実施例 2の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 10の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0142] (実施例 11)
実施例 3の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 11の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0143] (実施例 12)
実施例 4の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 12の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0144] (実施例 13)
実施例 5の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 13の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0145] (実施例 14)
実施例 6の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 14の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0146] (実施例 15)
実施例 7の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 15の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まないものを用いた。
[0147] (実施例 16)
実施例 8の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 16の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まないものを用いた。
[0148] (比較例 3)
比較例 1の位相差フィルムと、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないアタリ ル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 16の円偏光板を作製した。なお、偏 光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まないものを用いた。
[0149] (比較例 4)
比較例 2の複合複屈折媒体と、吸収軸の方位 45° の偏光子とを、複屈折のないァク リル系粘着剤を介して積層することにより、実施例 16の円偏光板を作製した。なお、 偏光子は、 TAC等力もなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0150] 4.実施例 9〜16及び比較例 3及び 4の円偏光板の目視評価試験
実施例 9〜16及び比較例 3及び 4の円偏光板をそれぞれアルミ蒸着ミラー上に置き 、反射光の状態を調べた。あらゆる視角方向で反射光量が小さぐかつ、着色がなけ れば〇と評価し、着色があれば Xと評価した。評価試験の結果を表 14に示す。
[0151] [表 14] 偏光子 複合複屈折媒体又は 目視評価
吸収軸方位 位相差フィルム 光量 着色
実施例 9 45。 実施例 1 〇 〇 実施例 10 45° 実施例 2 〇 〇 実施例 1 1 45。 実施例 3 〇 〇 実施例 12 45° 実施例 4 〇 〇 実施例 13 45。 実施例 5 〇 〇 実施例 14 45。 実施例 6 〇 〇 実施例 1 5 45。 実施例 7 〇 〇 実施例 1 6 45。 実施例 8 〇 〇 比較例 3 45° 比較例 1 〇 X 比較例 4 45° 比較例 2 X X [0152] 本発明の 9〜16の円偏光板は、広視野角かつ広帯域であることを確認した。一方、 比較例 3及び 4の円偏光板は、比較例 1の位相差フィルムが逆波長分散性を示さず 、比較例 2の複合複屈折媒体が法線方向以外で波長分散及び偏光変換機能が設 計値から大きくずれるため、円偏光板としての性能が不充分であった。
[0153] 3.実施例 17及び 18の複合複屈折媒体、並びに、比較例 5及び 6の位相差フィルム の構成
実施例 17及び 18の複合複屈折媒体、並びに、比較例 5及び 6の位相差フィルム〖こ っ 、て、複屈折層の種類、材料、位相差 R (550)、波長分散性 α及び 、二軸性パ ラメータ η、並びに、 P1軸の方向を表 15に示す。
[0154] [表 15]
Figure imgf000049_0001
[0155] (実施例 17)
ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層(第一種の複屈折層)と、ポリ メチルメタタリレート榭脂フィルムを一軸延伸した第 2複屈折層(第二種の複屈折層) とを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層し、実施例 17の複合複屈 折媒体とした。
[0156] (実施例 18)
ポリカーボネート榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層 (第一種の複屈折層)と、 ノルボルネン榭脂フィルムをフィルムの厚み方向に特殊延伸した第 2複屈折層(第二 種の複屈折層)とを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層し、実施例 18の複合複屈折媒体とした。
[0157] (比較例 5)
ポリカーボネート榭脂フィルムを一軸延伸し、比較例 5の位相差フィルムとした。 (比較例 6)
ポリメチルメタタリレート榭脂フィルムを一軸延伸し、比較例 6の位相差フィルムとした
[0158] 4.実施例 17及び 18の複合複屈折媒体、並びに、比較例 5及び 6の位相差フィルム の波長分散性の評価試験
実施例 17及び 18の複合複屈折媒体、並びに、比較例 5及び 6の位相差フィルムの 波長分散性 α '及び ι8 'を、複合複屈折媒体又は位相差フィルムの法線方向、方位 角 22. 5° 極角 60° の斜め方向、及び、方位角 45° 極角 60° の斜め方向の三方 向について測定し、三方向における波長分散性 α '及び |8 'の平均値を算出した。な お、測定には、分光エリプソメータ (商品名: Μ— 220、 日本分光社製)を用いた。評 価試験の結果を表 15に示す。本発明の実施例 17及び 18の複合複屈折媒体は、位 相差が逆波長分散性を示し、広視野角かつ広帯域であることを確認した。一方、比 較例 5及び 6の位相差フィルムは、逆波長分散性を示さなかった。
[0159] 5.実施例 19及び比較例 7のクロス-コル偏光板の構成
(実施例 19)
吸収軸の方位 0° の偏光子、実施例 17の複合複屈折媒体、実施例 18の複合複屈 折媒体、及び、吸収軸の方位 90° の偏光子を、透明で複屈折のないアクリル系粘着 剤を介してこの順に積層し、実施例 19のクロス-コル偏光板を作製した。なお、偏光 子は、トリァセチルセルロース (TAC)等からなる保護フィルムを含まな 、ものを用い た。
[0160] (比較例 7)
吸収軸の方位 0° の偏光子、比較例 5の位相差フィルム、比較例 6の位相差フィルム 、吸収軸の方位 90° の偏光子を透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介してこの 順に積層し、比較例 7のクロス-コル偏光板を作製した。なお、偏光子は、 TAC等か らなる保護フィルムを含まな 、ものを用いた。
[0161] 6.実施例 19及び比較例 7のクロスニコル偏光板の目視評価試験
実施例 19及び比較例 7のクロス-コル偏光板をそれぞれ白色光源の上に置き、その 透過光の光量及び着色を調べた。あらゆる視角方向で光量 (又は着色)が小さけれ ば〇と評価し、そうでなければ Xと評価した。評価試験の結果を表 16に示す。
[0162] [表 16]
Figure imgf000051_0001
[0163] 本発明の実施例 17及び 18に係る複合複屈折媒体は、広視野角かつ広帯域であり、 それを用いた実施例 19のクロス-コル偏光板もまた、広視野角で広帯域であることを 確認した。一方、比較例 5及び 6の複合複屈折媒体を用いた比較例 7のクロス-コル 偏光板は、広視野角ではあるものの、着色が大き力つた。
[0164] 7.実施例 20 22及び比較例 8の複合複屈折媒体の構成
実施例 20 22及び比較例 8の複合複屈折媒体について、各複屈折層の種類、材 料、位相差 R (550)、波長分散性 α及び |8、二軸性パラメータ η、並びに、 P1軸の 方向を表 15に示す。
[0165] [表 17]
Figure imgf000051_0002
(実施例 20)
まず、ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層 (第一種の複屈折層) 上に垂直配向膜を塗布した。次に、ノルボルネン榭脂の延伸方向と平行に、垂直配 向膜のラビング処理を行った。続いて、バ ータを用いて、空気界面での垂直配向 助剤を微量添加したディスコチック液晶性分子を含む塗布液を垂直配向膜上に塗布 した。その後、垂直配向膜上の塗布液を乾燥及び加熱し、更に紫外線を照射して硬 ィ匕させること〖こより、第 2複屈折層(第二種の複屈折層)を形成した。以上により形成さ れた積層体を実施例 20の複合複屈折媒体とした。
[0167] (実施例 21)
まず、ガラス板上に水平配向膜を塗布し、ラビング処理を行った。次に、バーコータを 用いて、空気界面での水平配向助剤を微量添加したディスコチック液晶性分子を含 む塗布液を水平配向膜上に塗布した。続いて、水平配向膜上の塗布液を乾燥及び 加熱し、更に紫外線を照射して硬化させることにより、複屈折層(第二種の複屈折層) を形成した。その後、この複屈折層(第二種の複屈折層)のみをガラス板カゝら剥離し、 透明で複屈折のな 、アクリル系粘着剤を介して、ネマチック液晶を封入した VAモー ド液晶パネル (NLCP)の上に積層した。このようにして実施例 21の複合複屈折媒体 を形成した。
なお、本明細書で「ディスコチック液晶性分子の水平配向」とは、円盤状分子の円盤 面が基板に水平に配列して 、る配向状態を 、う。
[0168] (実施例 22)
実施例 20の複合複屈折媒体における第 2複屈折層(第二種の複屈折層)の側に、 実施例 21と同様の第二種の複屈折層を直接形成した後、更に、透明で複屈折のな V、アクリル系粘着剤を介して、ネマチック液晶を封入した VAモード液晶パネルを積 層し、実施例 22の複合複屈折媒体を形成した。
[0169] (比較例 8)
ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層(第一種の複屈折層)、ノル ボルネン榭脂フィルムを二軸延伸した第 2複屈折層(第二種の複屈折層)、ネマチッ ク液晶を封入した VAモード液晶パネルを、透明で複屈折のな ヽアクリル系粘着剤を 介してこの順に積層し、比較例 8の複合複屈折媒体を形成した。
[0170] 8.実施例 20〜22及び比較例 8の複合複屈折媒体の波長分散性の評価試験
実施例 20〜22及び比較例 8の複合複屈折媒体について、波長分散性 α '及び |8 ' を、方位角 0° 極角 60° の斜め方向、方位角 22. 5° 極角 60° の斜め方向、及び、 方位角 45° 極角 60° の斜め方向の三方向について測定し、三方向における波長 分散性 α '及び ι8 'の平均値を算出した。なお、測定には、分光エリプソメータ (商品 名: Μ— 220、日本分光社製)を用いた。評価結果を表 17に示す。本発明の実施例 20〜22の複合複屈折媒体は、位相差が逆波長分散性を示し、広視野角かつ広帯 域であることを確認した。一方、比較例 8の複合複屈折媒体は、位相差が逆波長分 散性を示さな力つた。
[0171] 9.実施例 23、 24及び比較例 9の VAモード液晶表示装置の構成
(実施例 23)
図 8— 1に示すように、実施例 20の複合複屈折媒体 (第一種の複屈折層 15と第二種 の複屈折層 24との積層体) 52と、実施例 21の複合複屈折媒体 (第二種の複屈折層 25と液晶パネル 35aとの積層体) 53とを、互いに第二種の複屈折層 24及び 25が隣 接するように、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層した。また、実施 例 20の複合複屈折媒体 52の側の外側には、吸収軸の方位 0° の偏光子 5sを、透 明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層した。更に、実施例 21の複合複屈 折媒体 53の側の外側には、吸収軸方位 90° の偏光子 5tを、透明で複屈折のない アクリル系粘着剤を介して積層した。以上により、実施例 23の垂直配向(VA)モード の液晶表示装置 201を作製した。
[0172] (実施例 24)
実施例 22の複合複屈折媒体のノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第一種の 複屈折層の側の外側に、吸収軸の方位 0° の偏光子を透明で複屈折のないアクリル 系粘着剤を介して積層した。また、他方の外側に、吸収軸の方位 90° の偏光子を、 透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層した。以上により、実施例 24の V Aモード液晶表示装置を作製した。
[0173] (比較例 9)
図 8— 2に示すように、比較例 8の複合複屈折媒体 (第一種の複屈折層 17、第二種 の複屈折層 25及び液晶パネル 35bとの積層体) 55の第 1複屈折層(第一種の複屈 折層) 17の側の外側には、吸収軸の方位 0° の偏光子 5uを、透明で複屈折のない アクリル系粘着剤を介して積層した。また、他方の外側には、吸収軸方位 90° の偏 光子 5vを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層した。以上により、比 較例 9の VAモード液晶表示装置 202を作製した。
[0174] 10.実施例 23、 24及び比較例 9の VAモード液晶表示装置の目視評価試験
実施例 23、 24及び比較例 9の VAモード液晶表示装置をそれぞれ白色光源の上に 置き、黒表示の光量及び着色を調べた。あらゆる視角方向で光量 (又は着色)が小さ ければ〇と評価し、そうでなければ Xと評価した。評価試験の結果を表 18に示す。
[0175] [表 18]
Figure imgf000054_0001
[0176] 本発明の実施例 23及び 24の液晶表示装置は、比較例 9の液晶表示装置よりも黒表 示の視野角が広ぐ着色も小さいことを確認した。
[0177] 11.実施例 25及び比較例 10の複合複屈折媒体の構成
実施例 25及び比較例 10の複合複屈折媒体について、各複屈折層の種類、材料、 位相差 R (550)、波長分散性 α及び |8、二軸性パラメータ r?、並びに、 P1軸の方向 を表 16に示す。
[0178] [表 19]
Figure imgf000054_0002
(実施例 25)
まず、未延伸のノルボルネン榭脂フィルムカゝらなる第 1複屈折層(第二種の複屈折層 )上に、垂直配向膜を塗布した。次に、垂直配向膜のラビング処理を行った後、バー コータを用いて、空気界面での垂直配向助剤を微量添加したディスコチック液晶性 分子を含む塗布液を垂直配向膜上に塗布した。その後、垂直配向膜上の塗布液を 乾燥及び加熱し、更に紫外線を照射して硬化させることにより、第 2複屈折層(第二 種の複屈折層)を形成した。
[0180] 更に、第 1複屈折層 (第二種の複屈折層)に対し、第 2複屈折層 (第二種の複屈折層 )を形成した側とは反対の側に水平配向膜を塗布した。次に、水平配向膜のラビング 処理を行った後、バーコータを用いて、空気界面での水平配向助剤を微量添加した ディスコチック液晶性分子を含む塗布液を水平配向膜上に塗布した。その後、水平 配向膜上の塗布液を乾燥及び加熱し、更に紫外線を照射して硬化させることにより、 第 3複屈折層 (第二種の複屈折層)を形成した。更に、第 3複屈折層上に垂直配向膜 を塗布した後、バーコータを用いてネマチック液晶性分子を含む塗布液を垂直配向 膜上に塗布した。その後、垂直配向膜上の塗布液を乾燥及び加熱し、更に紫外線を 照射して硬化させることにより、第 4複屈折層 (第一種の複屈折層)を形成し、複合複 屈折媒体を得た。更に、複合複屈折媒体の第 2複屈折層の側に、透明で複屈折の な!ヽアクリル系粘着剤を介して、ネマチック液晶を封入した横電界スイッチング (IPS) モード液晶パネルを積層し、実施例 25の複合複屈折媒体とした。
[0181] (比較例 10)
まず、ノルボルネン榭脂フィルムを一軸延伸した第 1複屈折層 (第一種の複屈折層) 上に垂直配向膜を塗布した。次に、バーコータを用いて、ネマチック液晶性分子を含 む塗布液を垂直配向膜上に塗布した。その後、垂直配向膜上の塗布液を乾燥及び 加熱し、更に紫外線を照射して硬化させることにより、第 2複屈折層(第一種の複屈 折層)を形成し、複合複屈折媒体を得た。更に、複合複屈折媒体の第 2複屈折層の 側に、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して、ネマチック液晶を封入した IP Sモード液晶パネルを積層し、比較例 10の複合複屈折媒体とした。
[0182] 12.実施例 25及び比較例 10の複合複屈折媒体の波長分散性の評価試験
実施例 25及び比較例 10の複合複屈折媒体の波長分散性ひ '及び 'を、方位角 0 。 極角 60° の斜め方向、方位角 22. 5° 極角 60° の斜め方向、及び、方位角 45 ° 極角 60° の斜め方向の三方向について測定し、三方向における波長分散性 α ' 及び 'の平均値を算出した。なお、測定には、分光エリプソメータ(商品名: M— 22 0、 日本分光製)を用いた。評価結果を表 19に示す。本発明の実施例 25の複合複 屈折媒体は、位相差が逆波長分散性を示し、広視野角かつ広帯域であることを確認 した。比較例 10の複合複屈折媒体は、位相差が逆波長分散性を示さな力 た。
[0183] 13.実施例 26及び比較例 11の IPSモード液晶表示装置の構成
(実施例 26)
図 9 1に示すように、実施例 25の複合複屈折媒体 (横電界スイッチング (IPS)モー ド液晶パネル 36a、第 1複屈折層 26、第 2複屈折層 27、第 3複屈折層 28及び第 4複 屈折層 18の積層体) 56の IPSモード液晶パネル 36aの側の外側に、吸収軸の方位 0° の偏光子 5wを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層した。また、 他方の外側には、吸収軸の方位 90° の偏光子 5xを、透明で複屈折のないアクリル 系粘着剤を介して積層した。以上により、実施例 12の IPSモード液晶表示装置 301 を作製した。
[0184] (比較例 11)
図 9— 2に示すように、比較例 10の複合複屈折媒体 (IPSモード液晶パネル 36b、第 1複屈折層 19、第 2複屈折層 20) 57の IPSモード液晶パネル 36bの側の外側に、吸 収軸の方位 0° の偏光子 5yを、透明で複屈折のないアクリル系粘着剤を介して積層 した。また、他方の外側には、吸収軸の方位 90° の偏光子 5zを、透明で複屈折のな いアクリル系粘着剤を介して積層した。以上により、比較例 11の IPSモード液晶表示 装置 302dを作製した。
[0185] 14.実施例 26及び比較例 11の IPSモード液晶表示装置の目視評価試験
実施例 26及び比較例 11の IPSモード液晶表示装置をそれぞれ白色光源の上に置 き、黒表示の光量及び着色を調べた。あらゆる視角方向で光量 (又は着色)が小さけ れば〇と評価し、そうでなければ Xと評価した。評価試験の結果を表 20に示す。
[0186] [表 20]
2枚の偏光子 目視評価
例 複合複屈折媒体
各吸収軸方位 光量 着色
実施例 26 0° ,90° 実施例 25 〇 〇
比較例 1 1 0° ,90。 比較例 10 〇 X [0187] 本発明の実施例 26の液晶表示装置は、比較例 11の液晶表示装置よりも黒表示の 視野角が広ぐ着色も小さいことを確認した。
[0188] 本明細書において、直線偏光子、偏光子、偏光素子、(「円」の付力ない)偏光板、偏 光フィルムはいずれも同義とする。その材料や形成方法に特に限定はないが、特に 断りのない限り、本発明にお 、ては例えば 2色性をもつヨウ素錯体等をポリビュルァ ルコール系フィルムに吸着させて、ある一定方向に延伸、配向させた Oタイプ偏光素 子を前提としている。また、特に断りのない限り、 TAC等の保護フィルムを含まないも のとする。更に、「可視波長域」とは、 400〜700nmを指す。そして、「二軸性」を付し て!、な 、 λ Ζ4板及び λ Ζ2板はそれぞれ、光学的に一軸性の λ Ζ4板、 λ Ζ2板 を指す。
[0189] また、位相差フィルム、位相差板、複屈折層及び光学異方性層は 、ずれも (「複合」 の付力ない)複屈折媒体と同義である。更に、本明細書において、偏光子の偏光軸 ゃ複屈折層の P1軸の方向は、偏光子ゃ複屈折層の面内で測る方位角と、法線方向 力も測る極角とで定義する。ただし、軸が面内にある場合、極角が 90° となるが、こ の場合は極角表示を省略し、方位だけで方向を表す場合もある。
[0190] 本願明細書における「以上」、「以下」は、当該数値を含むものである。
[0191] なお、本願は、 2006年 6月 28曰に出願された曰本国特許出願 2006— 178460号 を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するも のである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。 図面の簡単な説明
[0192] [図 1-1]第一種の複屈折層 (nx2 > >nxl、 ηχ3)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。
[図 1-2]第一種の複屈折層 (nx3 > >nxl、 ηχ2)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。
[図 1-3]第一種の複屈折層 (nx3 > >nxl、 ηχ2)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。
[図 1-4]第一種の複屈折層 (ηΧ2 > > ηΧ1、ηχ3)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。 [図 2-1]第二種の複屈折層 (nx2< <nxl, nx3)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。
[図 2-2]第二種の複屈折層 (nx3< <nxl, nx2)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。
[図 2-3]第二種の複屈折層 (nx3< <nxl, nx2)の代表的な屈折率楕円体を示す模 式図である。
圆 3-1]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-2]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-3]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3- 4]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-5]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-6]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-7]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-8]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 3-9]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
[図 4]本発明の作用効果が得られない複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式 図である。
圆 5]本発明の複合複屈折媒体の代表的な構成を示す模式図である。
圆 6-1]従来の第 1円偏光板の代表的な構成を示す模式図である。
[図 6-2]従来の第 2円偏光板の代表的な構成を示す模式図である。
[図 6-3]従来の第 3円偏光板の代表的な構成を示す模式図である。
圆 6- 4]従来の第 4円偏光板の代表的な構成を示す模式図である。
[図 6-5]従来の第 5円偏光板の代表的な構成を示す模式図である。
圆 6- 6]本発明の第 6円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 7]本発明の第 7円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 8]本発明の第 8円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 9]本発明の第 9円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6-10]本発明の第 10円偏光板の構成を示す模式図である。 圆 6- 11]本発明の第 11円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 12]本発明の第 12円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 13]本発明の第 13— 1円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 14]本発明の第 13— 2円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 15]本発明の第 13— 3円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 6- 16]本発明の第 13— 4円偏光板の構成を示す模式図である。
圆 7-1]従来の第 1円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
[図 7-2]従来の第 2円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
[図 7-3]従来の第 3円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
[図 7-4]従来の第 4円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
[図 7-5]従来の第 5円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7-6]本発明の第 6円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7-7]本発明の第 7円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7-8]本発明の第 8円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7-9]本発明の第 9円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7- 10]本発明の第 10円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7-11]本発明の第 11円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7- 12]本発明の第 12円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7- 13]本発明の第 13— 1円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7- 14]本発明の第 13— 2円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7- 15]本発明の第 13— 3円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
圆 7- 16]本発明の第 13— 4円偏光板のスト一タスパラメータ Sを示す図である。
3
[図 8-1]実施例 23の VAモード液晶表示装置の構成を示す模式図である。
[図 8-2]比較例 9の VAモード液晶表示装置の構成を示す模式図である。
[図 9-1]実施例 26の IPSモード液晶表示装置の構成を示す模式図である。
[図 9-2]比較例 11の IPSモード液晶表示装置の構成を示す模式図である。 符号の説明
5a〜5z :傰光十 11〜19、 lla〜lld、 12a〜12c、 13a〜13c、 14a〜14c、 81〜88、 89a〜89d: 第一種の複屈折層
llp〜14p、 llap〜: Lldp、 12ap〜12cp、 13ap〜13cp、 14ap〜14cp:第一種の 複屈折層の第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸
21〜28、 21a〜21d、 22a〜22c、 23a〜23c、 91〜97、 98a〜98d:第二種の複 屈折層
21p〜23p、 21ap〜21dp、 22ap〜22cp、 23ap〜23cp:第二種の複屈折層の第 一主屈折率 nl (550)に対応する主軸
30a〜30j:複屈折層の法線及び第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が存在す る平面
35a、 35b :VAモード液晶パネル
36a、 36b: IPSモード液晶パネル
41〜57:複合複屈折媒体
61〜65: λΖ4板
72、 73、 75: λΖ2板
101〜112、 113a〜113d:円偏光板
201、 202 :VAモード液晶表示装置
301、 302: IPSモード液晶表示装置

Claims

請求の範囲
[1] 複数の複屈折層を積層した構造を有する複合複屈折媒体であって、
該複合複屈折媒体は、全体として位相差が逆波長分散性を示し、かつ
波長え (nm)における三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が最 大である主屈折率を第一主屈折率 nl ( λ )としたときに、複屈折層の法線及び第一 主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にあることを特徴とする複合複屈折 媒体。
[2] 前記複数の複屈折層は、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸同士のなす角度
Θ力 S25° 以下であることを特徴とする請求項 1記載の複合複屈折媒体。
[3] 前記複合複屈折媒体は、下記式(1)で定義される波長 550nmにおける位相差 R (5 50)が正の値を持つ第一種の複屈折層と、 R (550)が負の値を持つ第二種の複屈 折層とを有することを特徴とする請求項 1記載の複合複屈折媒体。
R ( l ) = [nl ( l ) -n2 ( l ) ] X d ( 1)
式中、 R ( λ )は、波長え (nm)における位相差を表す。 η2 ( λ )は、波長 λ (nm)に おける三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が二番目に大きい主 屈折率を表す。 dは、厚みを表す。
[4] 前記第一種及び第二種の複屈折層は、それぞれ位相差が正波長分散性を示すこと を特徴とする請求項 3記載の複合複屈折媒体。
[5] 前記第一種の複屈折層は、位相差 R (550)の絶対値が第二種の複屈折層よりも大 き!ヽことを特徴とする請求項 3記載の複合複屈折媒体。
[6] 前記第一種の複屈折層は、位相差の波長分散性が第二種の複屈折層よりも小さい ことを特徴とする請求項 5記載の複合複屈折媒体。
[7] 前記第一種の複屈折層は、ノルボルネン榭脂からなるフィルムであることを特徴とす る請求項 6記載の複合複屈折媒体。
[8] 前記第一種の複屈折層は、位相差 R (550)の絶対値が第二種の複屈折層よりも小さ
V、ことを特徴とする請求項 3記載の複合複屈折媒体。
[9] 前記第一種の複屈折層は、位相差の波長分散性が第二種の複屈折層よりも大きい ことを特徴とする請求項 8記載の複合複屈折媒体。 [10] 前記第二種の複屈折層は、ノルボルネン榭脂からなるフィルムであることを特徴とす る請求項 9記載の複合複屈折媒体。
[11] 前記複屈折層の少なくとも一つは、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複屈 折層の面内方向でも法線方向でもない方向にあることを特徴とする請求項 1記載の 複合複屈折媒体。
[12] 前記複屈折層の少なくとも一つは、液晶性分子を含むことを特徴とする請求項 1記載 の複合複屈折媒体。
[13] 前記液晶性分子は、複屈折層の厚み方向に連続的に配向方向を変化させているこ とを特徴とする請求項 12記載の複合複屈折媒体。
[14] 前記液晶性分子は、ディスコチック液晶性分子であることを特徴とする請求項 12記 載の複合複屈折媒体。
[15] 前記液晶性分子は、ネマチック液晶性分子であることを特徴とする請求項 12記載の 複合複屈折媒体。
[16] 前記複屈折層の少なくとも一つは、下記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が 0 より大きいことを特徴とする請求項 1記載の複合複屈折媒体。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
[17] 前記複屈折層の少なくとも一つは、下記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が 1 Z2以下であることを特徴とする請求項 1記載の複合複屈折媒体。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
[18] 前記第一種の複屈折層は、下記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が第二種の 複屈折層よりも小さいことを特徴とする請求項 3記載の複合複屈折媒体。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。 [19] 前記第一種の複屈折層は、二軸性パラメータ 7?が第二種の複屈折層の 1Z2である ことを特徴とする請求項 18記載の複合複屈折媒体。
[20] 請求項 1記載の複合複屈折媒体と偏光子とを有することを特徴とする偏光板。
[21] 前記複合複屈折媒体の複屈折層は、正面方向から観察したときに、第一主屈折率 n
1 (550)に対応する主軸が偏光子の透過軸及び Z又は吸収軸と直交することを特徴 とする請求項 20記載の偏光板。
[22] 請求項 20記載の偏光板と液晶パネルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
[23] 対向する二枚の基板間に液晶層を狭持するとともに液晶層に電圧を印加するための 少なくとも一対の電極を有する液晶パネルと、液晶パネル以外の複屈折層とを積層 した構造を有する液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、黒表示状態で、全体として位相差が逆波長分散性を示し、かつ 波長え (nm)における三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が最 大である主屈折率を第一主屈折率 nl ( λ )としたときに、液晶層及び複屈折層の法 線及び第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が同平面内にあることを特徴とする 液晶表示装置。
[24] 前記液晶層及び複屈折層は、黒表示状態で、第一主屈折率 nl (550)に対応する 主軸同士のなす角度 0力 以下であることを特徴とする請求項 23記載の液晶表 示装置。
[25] 前記液晶層と複屈折層とは、下記式(1)で定義される波長 550nmにおける位相差 R
(550)の正負が異なることを特徴とする請求項 23記載の液晶表示装置。
R ( l ) = [nl ( l ) -n2 ( l ) ] X d (1)
式中、 R ( λ )は、波長え (nm)における位相差を表す。 η2 ( λ )は、波長 λ (nm)に おける三つの主屈折率のうち、それらの平均値との差の絶対値が二番目に大きい主 屈折率を表す。 dは、厚みを表す。
[26] 前記液晶層及び複屈折層は、黒表示状態で、それぞれ位相差が正波長分散性を有 することを特徴とする請求項 25記載の液晶表示装置。
[27] 前記液晶層は、黒表示状態で、位相差 R (550)の絶対値が複屈折層よりも大きいこ とを特徴とする請求項 23記載の液晶表示装置。 [28] 前記液晶層は、黒表示状態で、位相差の波長分散性が複屈折層よりも小さいことを 特徴とする請求項 27記載の液晶表示装置。
[29] 前記液晶層は、黒表示状態で、位相差 R (550)の絶対値が複屈折層よりも小さいこ とを特徴とする請求項 23記載の液晶表示装置。
[30] 前記液晶層は、黒表示状態で、位相差の波長分散性が複屈折層よりも大きいことを 特徴とする請求項 29記載の液晶表示装置。
[31] 前記複屈折層は、ノルボルネン榭脂からなるフィルムであることを特徴とする請求項 3
0記載の液晶表示装置。
[32] 前記複屈折層は、黒表示状態で、第一主屈折率 nl (550)に対応する主軸が複屈 折層の面内方向でも法線方向でもない方向にあることを特徴とする請求項 23記載の 液晶表示装置。
[33] 前記複屈折層は、液晶性分子を含むことを特徴とする請求項 23記載の液晶表示装 置。
[34] 前記液晶性分子は、黒表示状態で、複屈折層の厚み方向に連続的に配向方向を変 化させていることを特徴とする請求項 33記載の液晶表示装置。
[35] 前記液晶性分子は、ディスコチック液晶性分子であることを特徴とする請求項 33記 載の液晶表示装置。
[36] 前記液晶性分子は、ネマチック液晶性分子であることを特徴とする請求項 33記載の 液晶表示装置。
[37] 前記複屈折層は、下記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が 0より大きいことを 特徴とする請求項 23記載の液晶表示装置。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
[38] 前記複屈折層は、下記式(2)で定義される二軸性パラメータ 7?力 以下であるこ とを特徴とする請求項 23記載の液晶表示装置。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
[39] 前記液晶層は、黒表示状態で、下記式 (2)で定義される二軸性パラメータ 7?が複屈 折層よりも小さいことを特徴とする請求項 23記載の液晶表示装置。
7? = I n2 (550) -n3 (550) | / | nl (550) -n2 (550) | (2)
式中、 n3 (550)は、波長 550nmにおける三つの主屈折率のうち、それらの平均値と の差の絶対値が最小の主屈折率を表す。
[40] 前記液晶層は、黒表示状態で、二軸性パラメータ r?が複屈折層の 1Z2であることを 特徴とする請求項 39記載の液晶表示装置。
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