JP5029352B2

JP5029352B2 - 液晶層形成用インキ組成物と、そのインキ組成物を用いて作製した光学フィルム、偏光フィルム及び液晶表示装置

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Publication number: JP5029352B2
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Inventors: 剛志黒田
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Description

本発明は、液晶層を形成する際に使用する（以下、液晶層形成用と略す）インキ組成物と、そのインキ組成物を用いて作製した光学フィルム、偏光フィルム及び液晶表示装置に関するものである。

コレステリック液晶を代表とする光学活性を有する液晶材料は、種々の光学フィルム、偏光フィルム、液晶表示装置等の多くの用途での利用が検討されている。この液晶材料を基板上に、液晶層として膜形成する際に、一般的に液晶分子を一定の配列で、配向させる必要がある。

上記の液晶分子を配向させる方法としては、従来より以下に示すような方法が知られている。一つの方法として、酸化珪素等の無機物を基板に対して、斜めから蒸着することにより基板上に無機膜を形成し、蒸着方向に液晶分子を配向させる方法がある。この方法では、一定のチルト角を有する安定した配向は得られるが、工業的には効率的なものではない。また他の方法として、基板表面に有機被膜を設けて、その表面を綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一定方向に擦り、すなわちラビングし、ラビング方向に液晶分子を配向させる方法である。この方法は、比較的簡単に安定した配向が得られるため、工業的にはこの方法が多く採用されている。有機被膜としては、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂が挙げられるが、化学的安定性、熱的安定性等に優れている点から、ポリイミドが最も一般的に使用されている。また、延伸プラスチックフィルム上に、液晶材料を塗布して、延伸方向に沿って、液晶分子を配向させる方法がある。

上記の基板上に有機被膜によるラビング処理する方法は、有機被膜の配向膜を基板と液晶層との間に設けるもので、ラビングによる配向処理時に、表面が擦られて、ケバ立ち（表面が祖面化する）が発生したり、擦られた表面からクズが発生し、配向膜表面の傷から表示欠陥という重大な欠点となり、製品の歩留まりを低下させるという問題がある。また、上記の延伸プラスチックフィルムを使用して液晶分子を配向させる場合では、延伸プラスチックフィルムの基材自体が、目的とする光学フィルムの要求物性としての光学特性に悪影響を及ぼす場合がある。

上記に挙げた配向方法は、基板（基材）に配向膜を形成したり、基材として延伸処理された基材を使用する、いずれも基板（基材）に施した配向処理による配向の規制力を利用したものであるが、どの方法でも上記に挙げるような問題が生じている。それに対して、ラビングなしで液晶を配向させるいわゆる”ラビングレス”配向法が検討され、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、配向膜表面にフォトクロミック分子を導入し、光によって配向膜表面の分子を配向させる方法や、ラングミュアブロジェット膜を用いて配向膜を構成する分子鎖を配向させる方法（非特許文献１参照）や、特許文献２に示す、予め配向処理された基板上に、配向膜を圧着して配向を移し取る方法などが検討されているが、工業的な生産性を考慮した場合に、ラビング法の代替となり得るものとは言えない。

基材に施した配向処理による配向の規制力を利用したものではなく、液晶材料を配向させる方法として、特許文献３及び４が提案されている。しかし、これらの方法で作製した光学フィルムは、十分な透明性をもたず、ヘイズが高く、正面から見た際に、コントラストが低いという問題がある。

特開平４−２８４４号公報特開平６−４３４５８号公報特開２００３−２９０３７号公報特開２００３−１８５８２７号公報ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス、２７巻、４７５ページ（１９８８年）（Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉｅｔａｌ．，Ｊｐｎ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２７，４７５（１９８８））

したがって、上記の課題を解決すべく、工業的生産性において、効率的で安定しており、製品の歩留まりが高く、光学フィルムの光学特性の要求物性を満足させられる、ヘイズが低く、正面から見た際に、コントラストが高い表示が得られる、配向処理の施されていない基材上でも液晶層を形成できるインキ組成物と、そのインキ組成物を用いて作製した光学フィルム、偏光フィルム及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

請求の範囲第１項記載の発明は、液晶性分子材料と、該分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有することを特徴とする液晶層形成用インキ組成物である。請求の範囲第２項の発明は、請求の範囲第１項記載の液晶性分子材料が、ネマチック液晶性分子材料であり、さらにカイラル剤を含有することを特徴とする。請求の範囲第３項の発明は、請求の範囲第１項記載の液晶性分子材料が、重合性官能基を有するものであることを特徴とする。

請求の範囲第４項の発明は、配向処理の施されていない基材上に、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料を配向させて、液晶層が形成されたことを特徴とする光学フィルムである。請求の範囲第５項の発明は、配向処理の施されていない基材上に、請求の範囲第３項の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料を配向させた後に、固定化させて、液晶層が形成されたことを特徴とする光学フィルムである。

請求の範囲第６項の発明は、配向処理の施された基材上に、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去して、液晶性分子材料が配向された液晶層が形成されたことを特徴とする光学フィルムである。請求の範囲第７項の発明は、配向処理の施された基材上に、請求の範囲第３項の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料が配向された後に、液晶層が固定化されて形成されたことを特徴とする光学フィルムである。

請求の範囲第８項の発明は、請求の範囲第４項〜第７項のいずれかに記載の光学フィルムを、偏光層と貼り合わせてなることを特徴とする偏光フィルムである。請求の範囲第９項の発明は、請求の範囲第４項〜第７項のいずれかに記載の光学フィルム、または請求の範囲第８項に記載する偏光フィルムを、光路に配置したことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の液晶層形成用インキ組成物は、液晶性分子材料と、該分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有することを特徴とするものであり、このインキ組成物を、基材上に塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料が配向されて、液晶層が形成された光学フィルムが得られる。セルロース系樹脂のような基材に、その液晶層形成用インキ組成物を塗布すると、そのインキ組成物の液晶性分子材料が有機溶剤により溶解あるいは分散されていて、またアルコール系溶剤を含有しているため、液晶性分子材料が基材上で水平的に寝た状態となり、透明性が高く、すなわちヘイズが低く、正面から見た際、コントラストが高い表示を有する光学フィルムが得られた。

本発明の光学フィルムの一例を示す断面図である。本発明の光学フィルムの他の例を示す断面図である。正のＡプレートと負のＣプレートの説明をする概略図である。本発明の光学フィルムを備えた液晶表示装置の一例を示す概略分解斜視図である。

符号の説明

１光学フィルム
２基材
３液晶層
４中間層
１０光学フィルム
２０液晶表示装置
１０２Ａ入射側の偏光板
１０２Ｂ出射側の偏光板
１０４液晶セル１０４

本発明は、液晶層形成用インキ組成物と、そのインキ組成物を用いて作製した光学フィルム、偏光フィルム及び液晶表示装置を含むものである。以下、それぞれについて、詳細に説明する。
Ａ．液晶層形成用インキ組成物
本発明の液晶層形成用インキ組成物は、液晶性分子材料と、該分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有することを特徴とするものである。液晶性分子材料としては、ネマチック液晶性分子材料、コレステリック液晶性分子材料、ディスコチック液晶性分子材料を用いることができるが、中でも分子内に重合性官能基を有するものが好適に用いられ、中でも３次元架橋可能な重合性官能基を有するものが好ましい。

重合性官能基を有するものであれば、プラスチックフィルム内に充填された後、光の照射によって光重合開始剤から発生したラジカル、または電子線等の作用により、液晶性分子材料をプラスチックフィルム内において、高分子化（架橋）することが可能となるので、液晶性分子材料が経時的に、ブリードアウトする等の不具合を防止することが可能となり、安定して使用することができるからである。なお、「３次元架橋」とは、液晶性分子を互いに３次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることを意味する。

上記の重合性官能基としては、特に限定されるものではないが、紫外線照射によって光重合開始剤から発生したラジカルの作用により重合する重合性官能基が用いられ、具体的には少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられる。さらに具体的には、置換基を有する、もしくは有さないビニル基、アクリレート基等が挙げられる。また本発明における液晶性分子材料は、中でも分子構造が棒状である液晶性分子であって、末端に上記重合性官能基を有するものが特に好適に用いられる。例えば両末端に重合性官能基を有するネマチック液晶性分子を用いれば、互いに３次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることができ、より強固に固定化された液晶層が得られるからである。

具体的には末端にアクリレート基を有する液晶性分子材料が好適に用いられる。末端にアクリレート基を有するネマチック液晶性分子の具体例として、下記化学式〔化１〕〜〔化１１〕等が挙げられる。なお、一般化学式〔化１１〕で示される液晶性モノマーの場合、Ｘは２〜５（整数）であることが好ましい。

また、本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することができる。カイラル剤としては、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子量１５００以下の化合物を意味する。カイラル剤は主として、ネマチック液晶性分子化合物が発現する正の一軸ネマチック規則性に、螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、ネマチック液晶性分子化合物と、溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチック規則性をとりうる重合性液晶化合物の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであれば、カイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されないが、分子の両末端に重合性官能基があることが、耐熱性の良い光学素子を得る上で好ましい。

液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必須である。したがって、本発明で使用可能なカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が例示できる。カイラル剤として、例えば一般化学式〔化１２〕〜〔化１４〕に示されるようなカイラル剤を用いることができる。なお、一般化学式〔化１２〕、〔化１３〕で示されるカイラル剤の場合、Ｘは２〜１２（整数）であることが望ましく、また、一般化学式〔化１４〕で示されるカイラル剤の場合、Ｘが２〜５（整数）であることが望ましい。

また液晶性分子材料として、ディスコチック（円盤状）液晶性分子材料を用いることができる。このディスコチック液晶性分子材料は、一般的に分子の中心骨格が平板状で、かつその周りにアルキル鎖などの屈曲性に富む部分からなる構造を有する液晶性化合物である。ディスコチック液晶性分子を重合により固定するためには、ディスコチック液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。

また、本発明の液晶層形成用インキ組成物では、上記に説明した液晶性分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有するものである。その液晶性分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、シクロヘキサノン（アノンとも略称する。）、メチルシクロヘキサノン等のケトン系溶剤が、特に液晶性分子材料を溶解しやすいものであり、好ましく用いられる。なお、本発明で用いる該有機溶剤は、一般的にはアルコール系以外のものとする。但し、液晶性分子材料の種類やアルコール系溶剤の種類およびその組合せ如何によって、実用上十分な程度に、アルコール系溶剤で液晶性分子を溶解もしくは分散可能である場合には、アルコール系溶剤が液晶性分子を溶解もしくは分散させる有機溶剤を兼ねてもよい。また、液晶層形成用インキ組成物に含有するアルコール系溶剤としては、Ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、エチルアルコール、４−ヒドロキシ−４メチル−２−ペンタノン１−ブタノール等が挙げられる。本発明における液晶層形成用インキ組成物における溶媒としては、上記の液晶性分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤の混合したものである。そして、その有機溶剤とアルコール系溶剤との配合は、有機溶剤１００部に対し、アルコール系溶剤が５〜５０部、好ましくは１０〜３０部である。アルコール系溶剤の割合が少ないと、塗工された液晶性分子を基材上に寝かす機能が充分でなく、透明性が低下し、ヘイズが高くなる。また、一方でアルコール系溶剤の割合が多すぎると、インキ組成物における液晶性分子材料の溶解性が充分でなくなり、塗工適性や、光学特性に支障が生じる。

このアルコール系溶剤は、液晶性分子材料を溶解させるものではないが、基材上に塗工された際に、液晶性分子材料が基材上で、立った状態ではなく、水平的に寝た状態にしやすくする機能を有すると考えられる。すなわち、このアルコール系溶剤は、液晶層形成用インキ組成物において、潤滑剤のような働き、あるいは基材上に塗工された膜のレベリングを向上させる働きがあると思われる。このような液晶性分子材料が基材上で、水平的に寝た状態になった液晶層を基材上に設けた光学フィルムは、白濁することなく、透明性が高いもので、つまりヘイズが低く、正面から見た際、コントラストが高い表示のものである。

本発明の液晶層形成用インキ組成物は、液晶性分子材料と、該分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有するもので、液晶性分子材料が光硬化型のものである場合は、さらに光重合開始剤を添加することが好ましい。また、添加剤として、上記に説明したカイラル剤、ポリジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、有機変性シロキサン等のシリコン系レベリング剤、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルビニルエーテルなどの直鎖状重合物、フッ素系界面活性剤、テトラフルオロエチレン等のフッ素系レベリング剤、炭化水素系界面活性剤等が挙げられる。また、上記の本発明の液晶層形成用インキ組成物における有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有する全ての溶媒中の液晶性分子材料の濃度としては、特に限定されるものではないが、通常５質量％〜４０質量％の範囲内、特に１５質量％〜３０質量％の範囲内であることが好ましい。

Ｂ．液晶層形成用インキ組成物を用いて作製した光学フィルム
上記に説明した液晶層形成用インキ組成物を、基材上に塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料が配向されて、液晶層が基材上に形成されたものが、本発明の光学フィルムである。図１は、本発明の光学フィルムの一例を示す断面図である。図１に示す例では、基材２の一方の表面側に、液晶性分子材料を含有する液晶層３が形成された光学フィルム１である。また、図２は、本発明の光学フィルムの他の例を示す断面図であり、基材２の一方の表面側に、中間層４を介して、液晶性分子材料を含有する液晶層３が形成された光学フィルム１である。この中間層は、基材と液晶層との密着性を向上させるものである。

まず光学フィルムの構成要素である基材は、その基材上に、液晶層形成用インキ組成物を塗工し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料が配向された状態で液晶層が形成されて使用されるものである。その基材としては、液晶性分子材料を配向させる際の加熱等の処理により、基材の表面状態や耐久性に不具合を生じないものであれば特に制限はない。基材として、例えば、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー等の透明性を有するポリマーフィルムからなるフィルムが挙げられる。

さらに、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。透明性を有する基材として、可視光（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）における平均光透過率が５０％以上、好ましくは、７０％以上、より好ましくは８５％以上である。尚、光透過率の測定は、紫外可視分光光度計（例えば、（株）島津製作所製ＵＶ−３１００ＰＣ）を用い、室温、大気中で測定した値を用いる。上記に挙げた基材の中でも、各種の光学特性に優れているために、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ノルボルネンポリオレフィン等が特に好ましく用いられる。

また、上記のポリカーボネートのような樹脂を延伸したフィルムは、“正のＡプレート”として機能し、用いてもよい。ここで、図３（ａ）に示すように、層面Ｓの法線方向にｚ軸、層面Ｓ内の直交方向をｘ軸とｙ軸をとり、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎx、ｎy、ｎzとし、ｎx＞ｎy＝ｎzの関係にある位相差層が、層面Ｓ内に光学的に正の一軸性を有する位相差層であり、これを“正のＡプレート”と称される。このようにポリマーフィルムを延伸したものや、特に延伸処理をしていないフィルムでも、使用する光学特性の要求に応じて、使い分けることができる。光学フィルムの基材は、その膜厚として、通常１０μｍ〜２００μｍの範囲のものが用いられ、特に２０μｍ〜１００μｍの範囲内のものが好適に使用される。

また、光学フィルムを構成する基材に対し、無機物を蒸着処理したり、有機被膜を設けて、その表面をラビング処理して、基材に配向膜を形成したり、基材を延伸処理する等の配向処理を施すことが可能である。本発明では、配向処理の施されていない基材に対して、液晶層を形成することが特に好ましく行なわれる。上記の各種の配向処理では、工業的生産性において、効率的でなく、製品の歩留まりが低い点等の問題が多いので、配向処理の施されていない基材上に、本発明の液晶層形成用インキ組成物を塗工して、液晶層を形成することが好ましい。

基材と液晶層との間に、両者の密着性を向上させるために、中間層４を設けることができる。この中間層としては、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応などを経て硬化する樹脂、すなわち活性線硬化樹脂、或いは熱硬化樹脂により構成することができる。特に好ましく用いられるのは活性線硬化樹脂である。具体的には、エチレン性不飽和基を含む化合物が挙げられ、その好ましい例としては、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールのポリアクリレート類；ビスフェノールＡジグリシジルエーテルのジアクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのジアクリレート等のエポキシアクリレート類；ポリイソシナネートとヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有アクリレートの反応によって得られるウレタンアクリレート等を好ましい化合物として挙げることができる。これらの化合物は単独あるいは組み合わせて用いることができる。

中間層は、上記に説明した硬化樹脂を有機溶剤により溶解あるいは分散させた塗工液を調整し、従来から知られたバーコーティング、ブレードコーティング、スピンコーティング、ダイコーティング、スリットリバース、ロールコーティング、ディップコーティング、インクジェット法、マイクログラビア法等の塗工方法で塗布し、活性線照射や熱風乾燥させ、形成することが出来る。中間層の膜厚は、乾燥後の状態で、０．１ｇ／ｍ^２〜５ｇ／ｍ^２の程度である。この中間層は、その表面を綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一定方向に擦る、ラビング処理を行なわないので、表面が擦られて、ケバ立ちやクズが発生したりすることがない。

上記に説明した基材上に、あるいは中間層を介して、本発明の液晶層形成用インキ組成物を塗工して、液晶層を形成して、光学フィルムが得られる。液晶層は、上記に説明した液晶層形成用インキ組成物を基材上に、均一に塗布することができる方法であれば、塗布方法を特に限定するものではない。例えば、バーコーティング、ブレードコーティング、スピンコーティング、ダイコーティング、スリットリバース、ロールコーティング、ディップコーティング、インクジェット法、マイクログラビア法等が挙げられる。本発明においては、中でも、ブレードコーティング、ダイコーティング、スリットリバース、及びロールコーティングを用いることが均一の被膜を形成しやすく、好ましい。尚、液晶層形成用インキ組成物に関し、液晶性分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を混合した溶媒を用いることは前述した通りであるが、塗工後の乾燥において、乾燥時間を早めて効率的に製造するために、上記の混合溶媒にトルエン、酢酸エチル等の比較的、沸点の低い溶剤を添加することが行なわれる。

上記のように、塗工される液晶層の膜厚は、得られる光学フィルムの位相差のレベル（リタデーション値）により異なるものであるが、乾燥後の状態で、０．８ｇ／ｍ^２〜６ｇ／ｍ^２の範囲、特に１．６ｇ／ｍ^２〜５ｇ／ｍ^２の範囲内が好ましい。以上のように、液晶層形成用インキ組成物を塗布した後に、インキ組成物の有機溶剤及びアルコール系溶剤を除去するために、乾燥を行なう。乾燥条件は、通常室温〜１２０℃、好ましくは７０〜１００℃の範囲内で、３０秒〜１０分、好ましくは１分〜５分程度の時間で乾燥を行なう。この乾燥により、インキ組成物の有機溶剤及びアルコール系溶剤が除去され、また液晶性分子材料が基材の塗工された面の水平方向に寝た状態に配向される。またインキ組成物が、ネマチック液晶にカイラル剤を加えたものであれば、液晶性分子が螺旋状に基材の平面と水平に、螺旋状に配向される。

上記の配向において、液晶層形成用インキ組成物の塗布した後の乾燥条件とは別に、液晶性分子材料を配向させるための熱処理を追加しても良い。

また、基材上に、液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料が配向された後に、液晶層を固定化させることが好ましく行なわれる。使用する液晶性分子材料が重合性官能基を有する場合は、液晶性分子材料を重合させて高分子化するために、固定化が行われる。このような固定化を行うことにより、一旦プラスチックフィルム上に設けた液晶層から液晶性分子材料が染み出すことを防止することが可能となり、得られる光学フィルムの安定性を向上させるものである。この固定化は、用いる液晶性分子材料により種々の方法が用いられる。例えば、液晶性分子材料が架橋性化合物である場合は、光重合開始剤が含有されて紫外線が照射され、または電子線が照射され、熱硬化性化合物であれば加熱され、固定化が行なわれる。

以上のように基材上に形成された液晶層は、例えば液晶性分子材料として、その分子構造が、カイラル剤を含有するものを使用して、配向した場合、“負のＣプレート”として機能して使用することができる。ここで、図３（ｂ）に示すように、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係にある位相差層が層面Ｓの法線方向に光学的に負の一軸性を有する位相差層であり、これを“負のＣプレート”と称される。また、基材上に形成された液晶層は、その液晶層形成用インキ組成物の液晶性分子材料が有機溶剤により溶解あるいは分散されていて、またアルコール系溶剤を含有しているため、液晶性分子材料が基材上で水平的に寝た状態となり、透明性が高く、ヘイズが低いものとなる。この得られた光学フィルムは、可視光（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）における平均光透過率が５０％以上、好ましくは、７０％以上、より好ましくは８５％以上である。さらに、ヘイズは、ＪＩＳＫ７３６１に規定する方法に準じて測定し、ヘイズ値は０．１７以下である。

Ｃ．偏光フィルム
上記に説明した光学フィルムに、偏光層をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系接着剤等で直接貼り合わせることにより、偏光フィルムとして利用することができる。通常、偏光フィルムは偏光層の両表面に保護フィルムが貼着されて用いられているが、本発明によれば、その一方の保護フィルムを上述した光学フィルムとすることができるので、例えば別途光学補償板が必要である場合等においては、本発明の偏光フィルムを用いることにより他に光学補償板を設ける必要が無いといった利点を有する。

また、上述した光学フィルムを、反射防止層、紫外線吸収層、赤外線吸収層などの光学機能層と直接貼り合わせた光学機能フィルムとして利用することもできる。例えば光学補償などの本発明の光学フィルムが有する機能と、例えば反射防止などの他の機能について、一つで併せ持つため、それぞれの機能を有するフィルムを別個に設ける必要が無いといった利点を有する。

Ｄ．液晶表示装置
上述した本発明に係る光学フィルム、偏光フィルム、又は光学機能フィルムのいずれかを、光路に配置した表示装置を得ることができる。剥離等の問題がなく、適切なリタデーションを有する本発明に係る光学フィルムが配置されていることにより、信頼性が高く、表示品位に優れた表示装置を得ることができる。また、本発明に係る偏光フィルムが配置されていることにより、他に光学補償板を設ける必要が無く、表示品位に優れた表示装置を得ることができる。

図４は、本発明の表示装置のうち、液晶表示装置の一例を示す斜面図である。図４に示すように、本発明の液晶表示装置２０は、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０４とを有するものである。偏光板１０２Ａ、１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０４は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａ、１０２Ｂの間に配置されている。

ここで、液晶表示装置２０において、液晶セル１０４は、負の誘電異方性を有するネマチック液晶が封止されたＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を採用しており、入射側の偏光板１０２Ａを透過した直線偏光は、液晶セル１０４のうち非駆動状態のセルの部分を透過する際には、位相シフトされずに透過し、出射側の偏光板１０２Ｂで遮断される。これに対し、液晶セル１０４のうち駆動状態のセルの部分を透過する際には、直線偏光が位相シフトされ、この位相シフト量に応じた量の光が出射側の偏光板１０２Ｂを透過して出射される。これにより、液晶セル１０４の駆動電圧を各セル毎に適宜制御することにより、出射側の偏光板１０２Ｂ側に所望の画像を表示することができる。

このような構成からなる液晶表示装置２０において、液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂ（液晶セル１０４から出射された所定の偏光状態の光を選択的に透過させる偏光板）との間であって、光路に上述した本発明に係る光学フィルム１０が配置されており、その光学フィルム１０により、液晶セル１０４から出射された所定の偏光状態の光のうち液晶セル１０４の法線から傾斜した方向に出射される光の偏光状態を補償することができるようになっている。

以上のとおり、上述した構成からなる液晶表示装置２０によれば、液晶表示装置２０の液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間に、上述した本発明に係る信頼性が高い光学フィルム１０を配置し、液晶セル１０４から出射された光のうち液晶セル１０４の法線から傾斜した方向に出射される光の偏光状態を補償するので、液晶表示装置２０における視角依存性の問題を効果的に改善することができ、表示品位に優れ、且つ、信頼性が高いものである。

なお、図４に示す液晶表示装置２０は、光が厚さ方向の一方の側から他方の側へ透過する透過型であるが、本発明に係る表示装置の実施形態はこれに限定されるものではなく、上述した本発明に係る光学フィルム１０は反射型の液晶表示装置にも同様に組み込んで用いることができる。さらに、上述したような他の表示装置、例えば有機ＥＬ表示装置などの光路にも同様に組み込んで用いることができる。

また、図４に示す液晶表示装置２０では、上述した本発明に係る光学フィルム１０を液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間に配置しているが、光学補償の態様によっては、光学フィルム１０を液晶セル１０４と入射側の偏光板１０２Ａとの間に配置してもよい。また、光学フィルム１０を液晶セル１０４の両側（液晶セル１０４と入射側の偏光板１０２Ａとの間、及び液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間）に配置してもよい。なお、液晶セル１０４と入射側の偏光板１０２Ａとの間、又は液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間に配置される光学フィルムは一つに限らず、複数配置されていてもよい。更に、他の光学機能フィルムが光路に配置されていても良い。

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。
（実施例１）
分子両端に重合基であるアクリレートを有するネマチック液晶と、分子両端に重合基であるアクリレートを有するカイラル剤を、質量％比で、シクロヘキサノン：トルエン：イソプロピルアルコール＝２：３：３である混合溶媒に、２０質量％溶解させた。そこに、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を、ネマチック液晶とカイラル剤の合算質量に対して１質量％となるように調整し、液晶溶液、すなわち液晶層形成用インキ組成物を作製した。

そのインキ組成物を鹸化処理した厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムの基材上に、バーコート法により塗布し、８０℃オーブンで２分間乾燥させた後、窒素雰囲気下にて、１００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して硬化させ、液晶層を形成し、光学（補償）フィルムを作製した。次に、上記の作製した光学フィルムのヘイズを測定及び、両側に市販の偏光板（ＨＣＬ２−５６１８ＨＣＳ、（株）サンリッツ製）をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、液晶用バックライト上に設置し、暗室下にて正面の白濁の程度を目視にて観察して評価した。尚、ヘイズの測定は、ＪＩＳＫ７３６１に規定する方法に準じて測定した。

その白濁の程度を評価する判断の基準は以下の通りである。
○；白濁は認められず、透明性が高く、良好である。
×；白濁が認められ、透明性が低下していて、不良である。

（実施例２）
実施例１において、混合溶媒の質量％比を、シクロヘキサノン：トルエン：イソプロピルアルコール＝３．５：３．５：１とした以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを作製した。また、得られた光学フィルムに対し、実施例１の場合と同様に、ヘイズを測定及び、両側に市販の偏光板をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、液晶用バックライト上に設置し、暗室下にて正面の白濁の程度を目視にて観察して評価した。

（実施例３）
分子両端に重合基であるアクリレートを有するネマチック液晶と、分子両端に重合基であるアクリレートを有するカイラル剤を、質量％比で、シクロヘキサノン：トルエン：イソプロピルアルコール＝２：３：３である混合溶媒に、２０質量％溶解させた。そこに、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を、ネマチック液晶とカイラル剤の合算質量に対して１質量％となるように調整し、液晶溶液、すなわち液晶層形成用インキ組成物を作製した。

厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムの基材上に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを、バーコート法により塗布し、１００℃オーブンで２分間乾燥させた後、窒素雰囲気下にて、１００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して硬化させ、膜厚０．２μｍの中間層を形成した。その得られた中間層付きのＴＡＣフィルムの中間層上に、上記の液晶層形成用インキ組成物をバーコート法により塗布し、８０℃オーブンで２分間乾燥させた後、窒素雰囲気下にて、１００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して硬化させ、液晶層を形成し、光学（補償）フィルムを作製した。その得られた光学フィルムに対し、実施例１の場合と同様に、ヘイズを測定及び、両側に市販の偏光板をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、液晶用バックライト上に設置し、暗室下にて正面の白濁の程度を目視にて観察して評価した。

（実施例４）
実施例３において、混合溶媒の質量％比を、シクロヘキサノン：トルエン：イソプロピルアルコール＝３．５：３．５：１とした以外は、実施例３と同様にして、ＴＡＣフィルムの中間層上に、液晶層を形成し、光学フィルムを作製した。また、得られた光学フィルムに対し、実施例１の場合と同様に、ヘイズを測定及び、両側に市販の偏光板をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、液晶用バックライト上に設置し、暗室下にて正面の白濁の程度を目視にて観察して評価した。

（比較例１）
実施例１において、混合溶媒をシクロヘキサノンとトルエンのみとし、その質量％比を、シクロヘキサノン：トルエン＝１：１とした以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを作製した。また、得られた光学フィルムに対し、実施例１の場合と同様に、ヘイズを測定及び、両側に市販の偏光板をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、液晶用バックライト上に設置し、暗室下にて正面の白濁の程度を目視にて観察して評価した。

（比較例２）
実施例３において、混合溶媒をシクロヘキサノンとトルエンのみとし、その質量％比を、シクロヘキサノン：トルエン＝１：１とした以外は、実施例３と同様にして、ＴＡＣフィルムの中間層上に、液晶層を形成し、光学フィルムを作製した。また、得られた光学フィルムに対し、実施例１の場合と同様に、ヘイズを測定及び、両側に市販の偏光板をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、液晶用バックライト上に設置し、暗室下にて正面の白濁の程度を目視にて観察して評価した。

上記の各実施例及び比較例におけるヘイズの測定結果及び目視観察の白濁性の評価結果を下記の表１に示す。

実施例１〜４で得られた光学フィルムは、全てヘイズが０．１６以下で透明性が高く、また目視観察の白濁性に関しては、全て白濁は認められず、透明性が高く、良好であった。それに対し、比較例１、２は共に、ヘイズが０．２０以上であり、透明性が低く、また目視観察の白濁性に関しては、白濁が認められ、透明性が低下していて、不良であった。

Claims

液晶性分子材料と、該分子材料を溶解もしくは分散させる有機溶剤と、アルコール系溶剤を含有し、前記アルコール系溶剤として、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、エチルアルコールが用いられることを特徴とする液晶層形成用インキ組成物。
前記の液晶性分子材料が、ネマチック液晶性分子材料であり、さらにカイラル剤を含有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の液晶層形成用インキ組成物。
前記の液晶性分子材料が、重合性官能基を有するものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の液晶層形成用インキ組成物。
配向処理の施されていない基材上に、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料を配向させて、液晶層が形成されたことを特徴とする光学フィルム。
配向処理の施されていない基材上に、請求の範囲第３項記載の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料を配向させた後に、固定化させて、液晶層が形成されたことを特徴とする光学フィルム。
配向処理の施された基材上に、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去して、液晶性分子材料が配向された液晶層が形成されたことを特徴とする光学フィルム。
配向処理の施された基材上に、請求の範囲第３項記載の液晶層形成用インキ組成物を塗布し、乾燥させ、該インキ組成物の有機溶剤、アルコール系溶剤を除去し、液晶性分子材料が配向された後に、液晶層が固定化されて形成されたことを特徴とする光学フィルム。
請求の範囲第４項〜第７項のいずれかに記載の光学フィルムを、偏光層と貼り合わせてなることを特徴とする偏光フィルム。
請求の範囲第４項〜第７項のいずれかに記載の光学フィルム、または請求の範囲第８項に記載する偏光フィルムを、光路に配置したことを特徴とする液晶表示装置。