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JP2002196146A - 光学補償シート、偏光板、およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

光学補償シート、偏光板、およびそれを用いた液晶表示装置

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Publication number
JP2002196146A
JP2002196146A JP2001071625A JP2001071625A JP2002196146A JP 2002196146 A JP2002196146 A JP 2002196146A JP 2001071625 A JP2001071625 A JP 2001071625A JP 2001071625 A JP2001071625 A JP 2001071625A JP 2002196146 A JP2002196146 A JP 2002196146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
transparent support
film
optically anisotropic
anisotropic layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001071625A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Ito
洋士 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2001071625A priority Critical patent/JP2002196146A/ja
Publication of JP2002196146A publication Critical patent/JP2002196146A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示品位に優れる液晶表示装置を提供するこ
と。 【解決手段】 透明支持体及びその上に設けられた光学
異方層からなり、透明支持体の、Reレターデーション
値が0乃至20nmの範囲にあり、Rthレターデーショ
ン値が70乃至400nmの範囲にあり、光学異方層が
ディスコティック構造単位を有する化合物からなる負の
複屈折を有する層であり、そしてディスコティック構造
単位の円盤面が透明支持体面に対して傾いており且つデ
ィスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのな
す角度が光学異方層の深さ方向において変化している光
学補償シートを液晶表示装置に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学補償シート、
偏光板、および光学補償シートを有する液晶表示装置と
カラーの液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、偏光板と液晶セルから
構成されている。現在主流であるTN(Twisted Nemati
c)モードTFT(Thin Film Transistor)液晶表示装置
においては、特開平8−50206号公報に記載のよう
に光学補償シートを偏光板と液晶セルの間に挿入し、表
示品位の高い液晶表示装置が実現されている。しかし、
この方法によると液晶表示装置自体が厚くなるなどの問
題点があった。特開平1−68940号公報には、偏光
膜の片面に光学補償シート(位相差板)、他方の面に保
護膜を有する楕円偏光板を用いることで、液晶表示装置
を厚くすることなく、正面コントラストを高くすること
ができるとの記載がある。ところが、この発明の光学補
償シートは、熱等の歪みにより位相差が発生しやすく、
耐久性に問題のあることがわかった。歪みによる位相差
発生の問題に対し、特開平7−191217号公報、お
よびに欧州特許0911656A2号明細書には、透明
支持体上にディスコティック化合物からなる光学異方層
を塗設した光学補償シートを直接偏光板の保護膜として
用いることで液晶表示装置を厚くすることなく、上述の
耐久性に関する問題を解決した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年になり、テレビに
液晶表示装置が使われるようになり、従来の用途では気
にならなかった表示画像の微小なムラが問題視されるよ
うになった。
【0004】本発明の目的は、液晶セルを光学的に補償
する光学補償シートを偏光膜の片側に配置し、何の問題
も生じることなく表示品位の高い液晶表示装置を提供す
ることである。別の本発明の目的は、偏光板の構成要素
の数を増加することなく、偏光板に光学補償機能を追加
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者の鋭意研究によ
り、液晶表示装置における表示画像の微小なムラは、光
学補償シートに用いられる支持体の平面性に原因がある
ことを突き止めた。さらに、支持体の平面性を良化させ
るには、透明支持体を溶液製膜する際の溶媒を変える、
もしくは共流延法により製膜すれば良いことを見出し
た。
【0006】本発明は、透明支持体及びその上に設けら
れた光学異方層からなり、透明支持体の、下記式(I)
により定義されるReレターデーション値が0乃至20
nmの範囲にあり、下記式(II)により定義されるRth
レターデーション値が70乃至400nmの範囲にあ
り、光学異方層がディスコティック構造単位を有する化
合物からなる負の複屈折を有する層であり、そしてディ
スコティック構造単位の円盤面が透明支持体面に対して
傾いており且つディスコティック構造単位の円盤面と透
明支持体面とのなす角度が光学異方層の深さ方向におい
て変化していることを特徴とする光学補償シートにあ
る。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率で
あり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率で
あり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であり;
そして、dは、透明支持体の厚さである。また、レター
デーション値は、波長550nmにおける値である。
【0007】上記光学補償シートの好ましい態様は下記
のとおりである。 (1)透明支持体が、酢化度が59.0乃至61.5%
の範囲にあるセルロースアセテート、およびセルロース
アセテート100質量部に対して、少なくとも二つの芳
香族環を有する芳香族化合物を0.01乃至20質量部
含むセルロースアセテートフイルムからなる上記の光学
補償シート。また、セルロースアセテートフイルムが溶
液製膜法により製膜されたフイルムであり、製膜に用い
る溶媒が、炭素数3乃至12のエーテル、炭素数3乃至
12のケトン、もしくは炭素数3乃至12のエステルで
あることがより好ましい。また、セルロースアセテート
フイルムが、6位水酸基の置換度が、2,3位に比べて
多いセルロースアセテートを主成分とすることも好まし
い。また、セルロースアセテートフイルムが、共流延法
により製膜されたフイルムであることもより好ましい。 (2)光学異方層と透明支持体との間に、配向膜が形成
されている上記の光学補償シート。また配向膜は、ポリ
マーもしくはポリマーの硬化膜からなることが好まし
く、表面にラビング処理することがさらに好ましい。ま
た配向膜が、無機化合物を斜め蒸着することにより得ら
れる蒸着膜であることも好ましい。また、これらの配向
膜と光学異方層との間に、下塗層を形成することがさら
に好ましい。 (3)透明支持体が、80%以上の光透過率を有しかつ
その光軸を支持体の法線方向に有する上記の光学補償シ
ート。 (4)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方
層の深さ方向において光学異方層の底面からの距離の増
加と共に増加している上記の光学補償シート。 (5)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、5〜85
度の範囲で変化する上記の光学補償シート。 (6)円盤面と透明支持体面とのなす角度の最小値が、
0〜85度の範囲(好ましくは5〜40度)にあり、そ
の最大値が5〜90度の範囲(好ましくは30〜85
度)にある上記の光学補償シート。 (7)円盤面と透明支持体面とのなす角度の最小値と最
大値との差が、5〜70度の範囲(好ましくは10〜6
0度)にある上記の光学補償シート。 (8)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方
層の深さ方向でかつ光学異方層の底面からの距離の増加
と共に連続的に変化(好ましくは増加)している上記の
光学補償シート。 (9)光学異方層が、さらにセルロースエステル(好ま
しくはセルロースアセテートブチレート)を含んでいる
上記の光学補償シート。 (10)光学異方層のヘイズが、5.0以下である上記
の光学補償シート。 (11)光学異方層が、モノドメインまたは0.1μm
以下のサイズの多数のドメインを形成している上記の光
学補償シート。 (12)光学異方層上に、保護層が形成されている上記
の光学補償シート。 (13)光学異方層が、光学補償シートの法線方向から
傾いた方向に、0以外のレターデーションの絶対値の最
小値を有する上記光学補償シート。
【0008】また、本発明は、偏光膜およびその両側に
配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、
透明保護膜の一方が、酢化度が59.0乃至61.5%
の範囲にあるセルロースアセテート、およびセルロース
アセテート100質量部に対して少なくとも二つの芳香
族環を有する芳香族化合物を0.01乃至20質量部含
セルロースアセテートフイルムと、その上に設けられた
光学異方層からなり、セルロースアセテートフイルム
の、下記式(I)により定義されるReレターデーショ
ン値が0乃至20nmの範囲にあり、下記式(II)によ
り定義されるRthレターデーション値が70乃至400
nmの範囲にあり、光学異方層がディスコティック構造
単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層であ
り、そしてディスコティック構造単位の円盤面がセルロ
ースアセテートフイルム面に対して傾いており且つディ
スコティック構造単位の円盤面とセルロースアセテート
フイルム面とのなす角度が光学異方層の深さ方向におい
て変化していることを特徴とする偏光板にもある。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式中、nxは、フイルム面内の遅相軸方向の屈折率であ
り;nyは、フイルム面内の進相軸方向の屈折率であ
り;nzは、フイルムの厚み方向の屈折率であり;そし
て、dは、フイルムの厚さである。また、レターデーシ
ョン値は、波長550nmにおける値である。
【0009】上記偏光板の好ましい態様は下記のとおり
である。 (1)セルロースアセテートフイルムが溶液製膜法によ
り製膜されたフイルムであり、製膜に用いる溶媒が、炭
素数3乃至12のエーテル、炭素数3乃至12のケト
ン、もしくは炭素数3乃至12のエステルである上記の
偏光板。また、セルロースアセテートフイルムが、共流
延法により製膜されたフイルムであることがより好まし
い。 (2)光学異方層と透明支持体との間に、配向膜が形成
されている上記の偏光板。また配向膜は、ポリマーもし
くはポリマーの硬化膜からなることが好ましく、表面に
ラビング処理することがさらに好ましい。また配向膜
が、無機化合物を斜め蒸着することにより得られる蒸着
膜であることも好ましい。また、これらの配向膜と光学
異方層との間に、下塗層を形成することがさらに好まし
い。 (3)透明支持体が、80%以上の光透過率を有しかつ
その光軸を支持体の法線方向に有する上記の偏光板。 (4)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方
層の深さ方向において光学異方層の底面からの距離の増
加と共に増加している上記の偏光板。 (5)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、5〜85
度の範囲で変化する上記の偏光板。 (6)円盤面と透明支持体面とのなす角度の最小値が、
0〜85度の範囲(好ましくは5〜40度)にあり、そ
の最大値が5〜90度の範囲(好ましくは30〜85
度)にある上記の偏光板。 (7)円盤面と透明支持体面とのなす角度の最小値と最
大値との差が、5〜70度の範囲(好ましくは10〜6
0度)にある上記の偏光板。 (8)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方
層の深さ方向でかつ光学異方層の底面からの距離の増加
と共に連続的に変化(好ましくは増加)している上記の
偏光板。 (9)光学異方層が、さらにセルロースエステル(好ま
しくはセルロースアセテートブチレート)を含んでいる
上記の偏光板。 (10)光学異方層のヘイズが、5.0以下である上記
の偏光板。 (11)光学異方層が、モノドメインまたは0.1μm
以下のサイズの多数のドメインを形成している上記の偏
光板。 (12)光学異方層上に、保護層が形成されている上記
の偏光板。 (13)光学異方層が、光学補償シートの法線方向から
傾いた方向に、0以外のレターデーションの絶対値の最
小値を有する上記の偏光板。
【0010】さらに、本発明は、一対の透明電極付きの
基板と、その基板間に封入されたねじれ配向したネマチ
ック液晶とからなる液晶セル、液晶セルの両側に設けら
れた一対の偏光板、及び液晶セルと偏光板との間に設け
られた光学補償シートからなる液晶表示装置において、
光学補償シートが透明支持体及びその上に設けられた光
学異方層からなり、透明支持体の、下記式(I)により
定義されるReレターデーション値が0乃至20nmの
範囲にあり、下記式(II)により定義されるRthレター
デーション値が70乃至400nmの範囲にあり、光学
異方層がディスコティック構造単位を有する化合物から
なる負の複屈折を有する層であり、そしてディスコティ
ック構造単位の円盤面が透明支持体面に対して傾いてお
り且つディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体
面とのなす角度が光学異方層の深さ方向において変化し
ていることを特徴とする液晶表示装置にもある。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率で
あり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率で
あり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であり;
そして、dは、透明支持体の厚さである。また、レター
デーション値は、波長550nmにおける値である。
【0011】さらにまた本発明は、一対の透明電極付き
の基板と、その基板間に封入されたねじれ配向したネマ
チック液晶とからなる液晶セル、液晶セルの両側に設け
られた一対の偏光板からなり、偏光板が偏光膜およびそ
の両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示
装置において、液晶セルと偏光膜との間に配置される二
枚の透明保護膜のうちの少なくとも一方が、透明支持体
及びその上に設けられた光学異方層からなり、透明支持
体の、下記式(I)により定義されるReレターデーシ
ョン値が0乃至20nmの範囲にあり、下記式(II)に
より定義されるRthレターデーション値が70乃至40
0nmの範囲にあり、光学異方層がディスコティック構
造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層で
あり、そしてディスコティック構造単位の円盤面が透明
支持体面に対して傾いており且つディスコティック構造
単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が光学異方層
の深さ方向において変化していることを特徴とする液晶
表示装置にもある。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率で
あり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率で
あり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であり;
そして、dは、透明支持体の厚さである。また、レター
デーション値は、波長550nmにおける値である。
【0012】上記二つの液晶表示装置の好ましい態様は
下記のとおりである。 (1)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方
層の深さ方向において光学異方層の底面からの距離の増
加と共に増加している上記の液晶表示装置。 (2)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、5〜85
度の範囲で変化する上記の液晶表示装置。 (3)円盤面と透明支持体面とのなす角度の最小値が、
0〜85度の範囲(好ましくは5〜40度)にあり、そ
の最大値が5〜90度の範囲(好ましくは30〜85
度)にある上記の液晶表示装置。 (4)光学異方層が、さらにセルロースエステル(好ま
しくはセルロースアセテートブチレート)を含んでいる
上記の液晶表示装置。 (5)光学異方層と透明支持体との間に、配向膜が形成
されている上記の液晶表示装置。 (6)光学異方層が、光学補償シートの法線方向から傾
いた方向に、0以外のレターデーションの絶対値の最小
値を有する上記の液晶表示装置。 (7)液晶セルの基板が、一方向にラビング処理された
配向表面を有し、かつ光学補償シートが、そのレターデ
ーションの最小値の方向を液晶セル上に正投影した時の
方向と、該光学補償シートに近い液晶セルの基板表面の
ラビング方向とのなす角が90〜270度となるように
液晶セル上に配置されている上記(6)の液晶表示装
置。 (8)1枚又は2枚の光学補償シートが、液晶セルの一
方の側に設けられているか、あるいは2枚が液晶セルの
両側に設けられているの上記の液晶表示装置。
【0013】そしてさらにまた本発明は、透明電極、画
素電極およびカラーフィルタを有する一対の基板と、そ
の基板間に封入されたねじれ配向したネマチック液晶と
からなる液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の
偏光板、及び液晶セルと偏光板との間に設けられた光学
補償シートからなるカラー液晶表示装置において、光学
補償シートが透明支持体及びその上に設けられた光学異
方層からなり、透明支持体の、下記式(I)により定義
されるReレターデーション値が0乃至20nmの範囲
にあり、下記式(II)により定義されるRthレターデー
ション値が70乃至400nmの範囲にあり、そして光
学異方層がディスコティック構造単位を有する化合物か
らなる負の複屈折を有する層であり、ディスコティック
構造単位の円盤面が透明支持体面に対して傾いており且
つディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面と
のなす角度が光学異方層の深さ方向において変化してい
ることを特徴とする液晶表示装置にもある。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率で
あり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率で
あり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であり;
そして、dは、透明支持体の厚さである。また、レター
デーション値は、波長550nmにおける値である。
【0014】そしてさらにまた本発明は、透明電極、画
素電極およびカラーフィルタを有する一対の基板と、そ
の基板間に封入されたねじれ配向したネマチック液晶と
からなる液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の
偏光板からなり、偏光板が偏光膜およびその両側に配置
された二枚の透明保護膜からなるカラー液晶表示装置に
おいて、液晶セルと偏光膜との間に配置される二枚の透
明保護膜のうちの少なくとも一方が、透明支持体及びそ
の上に設けられた光学異方層からなり、透明支持体の、
下記式(I)により定義されるReレターデーション値
が0乃至20nmの範囲にあり、下記式(II)により定
義されるRthレターデーション値が70乃至400nm
の範囲にあり、そして光学異方層がディスコティック構
造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層で
あり、ディスコティック構造単位の円盤面が透明支持体
面に対して傾いており且つディスコティック構造単位の
円盤面と透明支持体面とのなす角度が光学異方層の深さ
方向において変化していることを特徴とする液晶表示装
置にもある。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率で
あり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率で
あり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であり;
そして、dは、透明支持体の厚さである。また、レター
デーション値は、波長550nmにおける値である。
【0015】上記二つのカラー液晶表示装置の好ましい
態様は下記のとおりである。 (1)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方
層の深さ方向において光学異方層の底面からの距離の増
加と共に増加している上記のカラー液晶表示装置。 (2)円盤面と透明支持体面とのなす角度が、5〜85
度の範囲で変化する上記のカラー液晶表示装置。 (3)円盤面と透明支持体面とのなす角度の最小値が、
0〜85度の範囲(好ましくは5〜40度)にあり、そ
の最大値が5〜90度の範囲(好ましくは30〜85
度)にある上記のカラー液晶表示装置。 (4)光学異方層が、さらにセルロースエステル(好ま
しくはセルロースアセテートブチレート)を含んでいる
上記のカラー液晶表示装置。 (5)光学異方層と透明支持体との間に、配向膜が形成
されている上記のカラー液晶表示装置。 (6)一対の基板の一方が、(透明)画素電極を有し、
そしてもう一方の基板が、対向透明電極とカラーフィル
タを有する上記のカラー液晶表示装置。 (7)(透明)画素電極が、非線形能動素子としてTF
T(thin-film-transistor)またはMIM(metal-insulat
or-metal) を有する上記(6)のカラー液晶表示装置。 (8)一対の偏光板の二個の吸収軸が、互いに直角の関
係にある、ノーマリーホワイトモードで使用される上記
のカラー液晶表示装置。 (9)一対の偏光板の二個の吸収軸が、互いに平行の関
係にある、ノーマリーブラックモードで使用される上記
のカラー液晶表示装置。 (10)光学異方層が、光学補償シートの法線方向から
傾いた方向に、0以外のレターデーションの絶対値の最
小値を有する上記のカラー液晶表示装置。 (11)液晶セルの基板が、一方向にラビング処理され
た配向表面を有し、かつ光学補償シートが、そのレター
デーションの最小値の方向を液晶セル上に正投影した時
の方向と、該光学補償シートに近い液晶セルの基板表面
のラビング方向とのなす角が90〜270度となるよう
に液晶セル上に配置されている上記(10)の液晶表示
装置。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の光学補償シートは、透明
支持体及びその上に設けられた光学異方層からなる光学
補償シートであって、光学異方層は、ディスコティック
構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層
である。ディスコティック構造単位を有する化合物の例
としては、モノマー等の低分子量のディスコティック液
晶性化合物または重合性ディスコティック液晶性化合物
の重合により得られるポリマーを挙げることができる。
ディスコティック化合物は、一般に、ディスコティック
液晶相(即ち、ディスコティックネマチック相)を有す
る化合物とディスコティック液晶相を持たない化合物に
大別することができる。ディスコティック化合物は一般
に負の複屈折を有する。本発明は、ディスコティック化
合物の負の複屈折性を利用し、そしてディスコティック
構造単位を、該ディスコティック構造単位の面(円盤
面)と透明支持体面との角度が光学異方層の深さ方向に
変化するように傾けて配置し、さらに透明支持体のレタ
ーデーション値を調節することによりることにより達成
したものである。
【0017】本発明の光学補償シートは、透明支持体及
びその上に設けられたディスコティック構造単位を有す
る化合物からなる光学異方層からなり、さらに配向膜を
透明支持体と光学異方層の間に設けることが好ましい。
配向膜は、光学異方層を複数設ける場合は、光学異方層
上に設けても良い。また下塗層(接着層)を透明基板と
配向膜との間に設けることが好ましい。保護層を光学異
方層上と基板の裏面に設けても良い。
【0018】[透明支持体]本発明の透明支持体の材料
としては、透明であるかぎりどのような材料でも使用す
ることができる。光透過率が80%以上を有する材料が
好ましく、特に正面から見た時に光学的等方性を有する
ものが好ましい。従って、透明支持体は、小さい固有複
屈折を有する材料から製造することが好ましい。このよ
うな材料としては、ゼオネックス(日本ゼオン(株)
製)、ARTON(日本合成ゴム(株)製)及びフジタ
ック(富士写真フイルム(株)製)などの市販品を使用
することができる。さらに、ポリカーボネート、ポリア
リレート、ポリスルフォン及びポリエーテルスルホンな
どの固有複屈折率の大きい素材であっても、溶液流延、
溶融押し出し等の条件、さらには縦、横方向に延伸状検
討を適宜設定することにより、得ることができる。偏光
膜の保護フイルムとして用いる場合、その透湿性からセ
ルロースアセテートフイルムを用いることが最も好まし
い。透明支持体の厚みは、20μm乃至150μmが好
ましく、30μm乃至120μmがさらに好ましく、最
も好ましいのは35μm乃至100μmである。以下、
セルロースアセテートフイルムを用いる場合を例とし
て、本発明に用いる透明支持体について説明する。
【0019】[フイルムのレターデーション]セルロー
スアセテートフイルム(透明支持体)のReレターデー
ション値およびRthレターデーション値は、それぞれ、
下記式(I)および(II)で定義される。 (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d 式(I)および(II)において、nxは、フイルム面内
の遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)の屈折率であ
る。式(I)および(II)において、nyは、フイルム
面内の進相軸方向(屈折率が最小となる方向)の屈折率
である。式(II)において、nzは、フイルムの厚み方
向の屈折率である。式(I)および(II)において、d
は、単位をnmとするフイルムの厚さである。
【0020】本発明では、セルロースアセテートフイル
ムのReレターデーション値を0乃至20nmに、そし
て、Rthレターデーション値を70乃至400nmに調
節する。液晶表示装置に二枚の光学的異方性セルロース
アセテートフイルムを使用する場合、フイルムのRthレ
ターデーション値は70乃至250nmであることが好
ましい。液晶表示装置に一枚の光学的異方性セルロース
アセテートフイルムを使用する場合、フイルムのRthレ
ターデーション値は150乃至400nmであることが
好ましい。なお、セルロースアセテートフイルムの複屈
折率(Δn:nx−ny)は、0.00乃至0.002
であることが好ましい。また、セルロースアセテートフ
イルムの厚み方向の複屈折率{(nx+ny)/2−n
z}は、0.001乃至0.04であることが好まし
い。
【0021】[セルロースアセテート]本発明では、酢
化度が59.0乃至61.5%であるセルロースアセテ
ートを使用することが好ましい。酢化度とは、セルロー
ス単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、
ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等
の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算に従
う。セルロースエステルの粘度平均重合度(DP)は、
250以上であることが好ましく、290以上であるこ
とがさらに好ましい。また、本発明に使用するセルロー
スエステルは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数
平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体
的なMw/Mnの値としては、1.0乃至1.7である
ことが好ましく、1.3乃至1.65であることがさら
に好ましく、1.4乃至1.6であることが最も好まし
い。一般に、セルロースアセテートの2,3,6の水酸
基は全体の置換度の1/3づつに均等に分配されるわけ
ではなく、6位水酸基の置換度が小さくなる傾向があ
る。本発明ではセルロースアセテートの6位水酸基の置
換度が、2,3位に比べて多いほうが好ましい。全体の
置換度に対して6位の水酸基が30%以上アセチル基で
置換されていることが好ましく、更には31%以上、特
に32%以上であることが好ましい。さらにセルロース
アセテートの6位アセチル基の置換度が0.88以上で
あることが好ましい。6位水酸基は、アセチル基以外に
炭素数3以上のアシル基であるプロピオニル基、ブチロ
イル基、バレロイル基、ベンゾイル基、アクリロイル基
などで置換されているものも本発明の光学補償シートと
して用いることが出来る。各位置の置換度の測定は、N
MRによって求める事ができる。本発明のセルロースア
セテートとして、特開平11−5851号公報の段落番
号0043〜0044に記載の合成例1、段落番号00
48〜0049に記載の合成例2、そして段落番号00
51〜0052に記載の合成例3の方法で得られたセル
ロースアセテートを用いることができる。
【0022】[レターデーション上昇剤]セルロースア
セテートフイルムのレターデーションを調整するため、
少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物をレタ
ーデーション上昇剤として使用する。芳香族化合物は、
セルロースアセテート100質量部に対して、0.01
乃至20質量部の範囲で使用する。芳香族化合物は、セ
ルロースアセテート100質量部に対して、0.05乃
至15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1
乃至10質量部の範囲で使用することがさらに好まし
い。二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香
族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、
芳香族性ヘテロ環を含む。
【0023】芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、
ベンゼン環)であることが特に好ましい。芳香族性ヘテ
ロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ
環は、5員環、6員環または7員環であることが好まし
く、5員環または6員環であることがさらに好ましい。
芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。
ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原
子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテ
ロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、
オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、
イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フ
ラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピ
リダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,
5−トリアジン環が含まれる。芳香族環としては、ベン
ゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサ
ゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾー
ル環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環および
1,3,5−トリアジン環が好ましく、ベンゼン環およ
び1,3,5−トリアジン環がさらに好ましい。芳香族
化合物は、少なくとも一つの1,3,5−トリアジン環
を有することが特に好ましい。
【0024】芳香族化合物が有する芳香族環の数は、2
乃至20であることが好ましく、2乃至12であること
がより好ましく、2乃至8であることがさらに好まし
く、2乃至6であることが最も好ましい。二つの芳香族
環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)
単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合
する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は
形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれ
でもよい。
【0025】(a)の縮合環(二つ以上の芳香族環の縮
合環)の例には、インデン環、ナフタレン環、アズレン
環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン
環、アセナフチレン環、ナフタセン環、ピレン環、イン
ドール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、ベンゾ
チオフェン環、インドリジン環、ベンゾオキサゾール
環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベン
ゾトリアゾール環、プリン環、インダゾール環、クロメ
ン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリジン環、キ
ナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジ
ン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、
フェナントリジン環、キサンテン環、フェナジン環、フ
ェノチアジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン
環およびチアントレン環が含まれる。ナフタレン環、ア
ズレン環、インドール環、ベンゾオキサゾール環、ベン
ゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリア
ゾール環およびキノリン環が好ましい。(b)の単結合
は、二つの芳香族環の炭素原子間の結合であることが好
ましい。二以上の単結合で二つの芳香族環を結合して、
二つの芳香族環の間に脂肪族環または非芳香族性複素環
を形成してもよい。
【0026】(c)の連結基も、二つの芳香族環の炭素
原子と結合することが好ましい。連結基は、アルキレン
基、アルケニレン基、アルキニレン基、−CO−、−O
−、−NH−、−S−またはそれらの組み合わせである
ことが好ましい。組み合わせからなる連結基の例を以下
に示す。なお、以下の連結基の例の左右の関係は、逆に
なってもよい。 c1:−CO−O− c2:−CO−NH− c3:−アルキレン−O− c4:−NH−CO−NH− c5:−NH−CO−O− c6:−O−CO−O− c7:−O−アルキレン−O− c8:−CO−アルケニレン− c9:−CO−アルケニレン−NH− c10:−CO−アルケニレン−O− c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO
−アルキレン− c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−
CO−アルキレン−O− c13:−O−CO−アルキレン−CO−O− c14:−NH−CO−アルケニレン− c15:−O−CO−アルケニレン−
【0027】芳香族環および連結基は、置換基を有して
いてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(F、C
l、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シア
ノ、アミノ、ニトロ、スルホ、カルバモイル、スルファ
モイル、ウレイド、アルキル基、アルケニル基、アルキ
ニル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アル
コキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボ
ニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル
基、脂肪族アミド基、脂肪族スルホンアミド基、脂肪族
置換アミノ基、脂肪族置換カルバモイル基、脂肪族置換
スルファモイル基、脂肪族置換ウレイド基および非芳香
族性複素環基が含まれる。
【0028】アルキル基の炭素原子数は、1乃至8であ
ることが好ましい。環状アルキル基よりも鎖状アルキル
基の方が好ましく、直鎖状アルキル基が特に好ましい。
アルキル基は、さらに置換基(例、ヒドロキシ、カルボ
キシ、アルコキシ基、アルキル置換アミノ基)を有して
いてもよい。アルキル基の(置換アルキル基を含む)例
には、メチル、エチル、n−ブチル、n−ヘキシル、2
−ヒドロキシエチル、4−カルボキシブチル、2−メト
キシエチルおよび2−ジエチルアミノエチルが含まれ
る。アルケニル基の炭素原子数は、2乃至8であること
が好ましい。環状アルケニル基よりも鎖状アルケニル基
の方が好ましく、直鎖状アルケニル基が特に好ましい。
アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよい。ア
ルケニル基の例には、ビニル、アリルおよび1−ヘキセ
ニルが含まれる。アルキニル基の炭素原子数は、2乃至
8であることが好ましい。環状アルキケニル基よりも鎖
状アルキニル基の方が好ましく、直鎖状アルキニル基が
特に好ましい。アルキニル基は、さらに置換基を有して
いてもよい。アルキニル基の例には、エチニル、1−ブ
チニルおよび1−ヘキシニルが含まれる。
【0029】脂肪族アシル基の炭素原子数は、1乃至1
0であることが好ましい。脂肪族アシル基の例には、ア
セチル、プロパノイルおよびブタノイルが含まれる。脂
肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、1乃至10である
ことが好ましい。脂肪族アシルオキシ基の例には、アセ
トキシが含まれる。アルコキシ基の炭素原子数は、1乃
至8であることが好ましい。アルコキシ基は、さらに置
換基(例、アルコキシ基)を有していてもよい。アルコ
キシ基の(置換アルコキシ基を含む)例には、メトキ
シ、エトキシ、ブトキシおよびメトキシエトキシが含ま
れる。アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2乃至
10であることが好ましい。アルコキシカルボニル基の
例には、メトキシカルボニルおよびエトキシカルボニル
が含まれる。アルコキシカルボニルアミノ基の炭素原子
数は、2乃至10であることが好ましい。アルコキシカ
ルボニルアミノ基の例には、メトキシカルボニルアミノ
およびエトキシカルボニルアミノが含まれる。
【0030】アルキルチオ基の炭素原子数は、1乃至1
2であることが好ましい。アルキルチオ基の例には、メ
チルチオ、エチルチオおよびオクチルチオが含まれる。
アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1乃至8である
ことが好ましい。アルキルスルホニル基の例には、メタ
ンスルホニルおよびエタンスルホニルが含まれる。脂肪
族アミド基の炭素原子数は、1乃至10であることが好
ましい。脂肪族アミド基の例には、アセトアミドが含ま
れる。脂肪族スルホンアミド基の炭素原子数は、1乃至
8であることが好ましい。脂肪族スルホンアミド基の例
には、メタンスルホンアミド、ブタンスルホンアミドお
よびn−オクタンスルホンアミドが含まれる。脂肪族置
換アミノ基の炭素原子数は、1乃至10であることが好
ましい。脂肪族置換アミノ基の例には、ジメチルアミ
ノ、ジエチルアミノおよび2−カルボキシエチルアミノ
が含まれる。脂肪族置換カルバモイル基の炭素原子数
は、2乃至10であることが好ましい。脂肪族置換カル
バモイル基の例には、メチルカルバモイルおよびジエチ
ルカルバモイルが含まれる。脂肪族置換スルファモイル
基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。脂
肪族置換スルファモイル基の例には、メチルスルファモ
イルおよびジエチルスルファモイルが含まれる。脂肪族
置換ウレイド基の炭素原子数は、2乃至10であること
が好ましい。脂肪族置換ウレイド基の例には、メチルウ
レイドが含まれる。非芳香族性複素環基の例には、ピペ
リジノおよびモルホリノが含まれる。レターデーション
上昇剤の分子量は、300乃至800であることが好ま
しい
【0031】[セルロースアセテートフイルムの製造]
セルロースアセテートフイルムは、溶液製膜法により製
造することが好ましい。溶液製膜に用いる溶液を有機溶
媒としたソルベントキャスト法によりセルロースアセテ
ートフイルムを製造することがさらに好ましい。ソルベ
ントキャスト法では、セルロースアセテートを有機溶媒
に溶解した溶液(ドープ)を用いてフイルムを製造す
る。有機溶媒は、炭素原子数が3乃至12のエーテル、
炭素原子数が3乃至12のケトン、炭素原子数が3乃至
12のエステルおよび炭素原子数が1乃至6のハロゲン
化炭化水素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エ
ーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有してい
てもよい。エーテル、ケトンおよびエステルの官能基
(すなわち、−O−、−CO−および−COO−)のい
ずれかを二つ以上有する化合物も、有機溶媒として用い
ることができる。有機溶媒は、アルコール性水酸基のよ
うな他の官能基を有していてもよい。二種類以上の官能
基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数は、いずれ
かの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
【0032】炭素原子数が3乃至12のエーテル類の例
には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジ
メトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキ
ソラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネ
トールが含まれる。炭素原子数が3乃至12のケトン類
の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケ
トン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメ
チルシクロヘキサノンが含まれる。炭素原子数が3乃至
12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピ
ルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテー
ト、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが含ま
れる。二種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、
2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノー
ルおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。ハロゲン
化炭化水素の炭素原子数は、1または2であることが好
ましく、1であることが最も好ましい。ハロゲン化炭化
水素のハロゲンは、塩素であることが好ましい。ハロゲ
ン化炭化水素の水素原子が、ハロゲンに置換されている
割合は、25乃至75モル%であることが好ましく、3
0乃至70モル%であることがより好ましく、35乃至
65モル%であることがさらに好ましく、40乃至60
モル%であることが最も好ましい。メチレンクロリド
が、代表的なハロゲン化炭化水素である。二種類以上の
有機溶媒を混合して用いてもよい。
【0033】一般的な方法でセルロースアセテート溶液
を調製できる。一般的な方法とは、0℃以上の温度(常
温または高温)で、処理することを意味する。溶液の調
製は、通常のソルベントキャスト法におけるドープの調
製方法および装置を用いて実施することができる。な
お、一般的な方法の場合は、有機溶媒としてハロゲン化
炭化水素(特にメチレンクロリド)を用いることが好ま
しい。セルロースアセテートの量は、得られる溶液中に
10乃至40質量%含まれるように調整する。セルロー
スアセテートの量は、10乃至30質量%であることが
さらに好ましい。有機溶媒(主溶媒)中には、後述する
任意の添加剤を添加しておいてもよい。溶液は、常温
(0乃至40℃)でセルロースアセテートと有機溶媒と
を攪拌することにより調製することができる。高濃度の
溶液は、加圧および加熱条件下で攪拌してもよい。具体
的には、セルロースアセテートと有機溶媒とを加圧容器
に入れて密閉し、加圧下で溶媒の常温における沸点以
上、かつ溶媒が沸騰しない範囲の温度に加熱しながら攪
拌する。加熱温度は、通常は40℃以上であり、好まし
くは60乃至200℃であり、さらに好ましくは80乃
至110℃である。
【0034】各成分は予め粗混合してから容器に入れて
もよい。また、順次容器に投入してもよい。容器は攪拌
できるように構成されている必要がある。窒素ガス等の
不活性気体を注入して容器を加圧することができる。ま
た、加熱による溶媒の蒸気圧の上昇を利用してもよい。
あるいは、容器を密閉後、各成分を圧力下で添加しても
よい。加熱する場合、容器の外部より加熱することが好
ましい。例えば、ジャケットタイプの加熱装置を用いる
ことができる。また、容器の外部にプレートヒーターを
設け、配管して液体を循環させることにより容器全体を
加熱することもできる。容器内部に攪拌翼を設けて、こ
れを用いて攪拌することが好ましい。攪拌翼は、容器の
壁付近に達する長さのものが好ましい。攪拌翼の末端に
は、容器の壁の液膜を更新するため、掻取翼を設けるこ
とが好ましい。容器には、圧力計、温度計等の計器類を
設置してもよい。容器内で各成分を溶剤中に溶解する。
調製したドープは冷却後容器から取り出すか、あるい
は、取り出した後、熱交換器等を用いて冷却する。
【0035】冷却溶解法により、溶液を調製することも
できる。冷却溶解法では、通常の溶解方法では溶解させ
ることが困難な有機溶媒中にもセルロースアセテートを
溶解させることができる。なお、通常の溶解方法でセル
ロースアセテートを溶解できる溶媒であっても、冷却溶
解法によると迅速に均一な溶液が得られるとの効果があ
る。冷却溶解法では最初に、室温で有機溶媒中にセルロ
ースアセテートを撹拌しながら徐々に添加する。セルロ
ースアセテートの量は、この混合物中に10乃至40質
量%含まれるように調整することが好ましい。セルロー
スアセテートの量は、10乃至30質量%であることが
さらに好ましい。さらに、混合物中には後述する任意の
添加剤を添加しておいてもよい。
【0036】次に、混合物を−100乃至−10℃(好
ましくは−80乃至−10℃、さらに好ましくは−50
乃至−20℃、最も好ましくは−50乃至−30℃)に
冷却する。冷却は、例えば、ドライアイス・メタノール
浴(−75℃)や冷却したジエチレングリコール溶液
(−30乃至−20℃)中で実施できる。このように冷
却すると、セルロースアセテートと有機溶媒の混合物は
固化する。冷却速度は、4℃/分以上であることが好ま
しく、8℃/分以上であることがさらに好ましく、12
℃/分以上であることが最も好ましい。冷却速度は、速
いほど好ましいが、10000℃/秒が理論的な上限で
あり、1000℃/秒が技術的な上限であり、そして1
00℃/秒が実用的な上限である。なお、冷却速度は、
冷却を開始する時の温度と最終的な冷却温度との差を冷
却を開始してから最終的な冷却温度に達するまでの時間
で割った値である。
【0037】さらに、これを0乃至200℃(好ましく
は0乃至150℃、さらに好ましくは0乃至120℃、
最も好ましくは0乃至50℃)に加温すると、有機溶媒
中にセルロースアセテートが溶解する。昇温は、室温中
に放置するだけでもよし、温浴中で加温してもよい。加
温速度は、4℃/分以上であることが好ましく、8℃/
分以上であることがさらに好ましく、12℃/分以上で
あることが最も好ましい。加温速度は、速いほど好まし
いが、10000℃/秒が理論的な上限であり、100
0℃/秒が技術的な上限であり、そして100℃/秒が
実用的な上限である。なお、加温速度は、加温を開始す
る時の温度と最終的な加温温度との差を加温を開始して
から最終的な加温温度に達するまでの時間で割った値で
ある。以上のようにして、均一な溶液が得られる。な
お、溶解が不充分である場合は冷却、加温の操作を繰り
返してもよい。溶解が充分であるかどうかは、目視によ
り溶液の外観を観察するだけで判断することができる。
【0038】冷却溶解法においては、冷却時の結露によ
る水分混入を避けるため、密閉容器を用いることが望ま
しい。また、冷却加温操作において、冷却時に加圧し、
加温時の減圧すると、溶解時間を短縮することができ
る。加圧および減圧を実施するためには、耐圧性容器を
用いることが望ましい。なお、セルロースアセテート
(酢化度:60.9%、粘度平均重合度:299)を冷
却溶解法によりメチルアセテート中に溶解した20質量
%の溶液は、示差走査熱量測定(DSC)によると、3
3℃近傍にゾル状態とゲル状態との疑似相転移点が存在
し、この温度以下では均一なゲル状態となる。従って、
この溶液は疑似相転移温度以上、好ましくはゲル相転移
温度プラス10℃程度の温度で保する必要がある。ただ
し、この疑似相転移温度は、セルロースアセテートの酢
化度、粘度平均重合度、溶液濃度や使用する有機溶媒に
より異なる。
【0039】調製したセルロースアセテート溶液(ドー
プ)から、ソルベントキャスト法によりセルロースアセ
テートフイルムを製造する。ドープは、ドラムまたはバ
ンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフイルムを形成す
る。流延前のドープは、固形分量が18乃至35%とな
るように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたは
バンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好まし
い。ソルベントキャスト法における流延および乾燥方法
については、米国特許2336310号、同23676
03号、同2492078号、同2492977号、同
2492978号、同2607704号、同27390
69号、同2739070号、英国特許640731
号、同736892号の各明細書、特公昭45−455
4号、同49−5614号、特開昭60−176834
号、同60−203430号、同62−115035号
の各公報に記載がある。ドープは、表面温度が10℃以
下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。
流延してから2秒以上風に当てて乾燥することが好まし
い。得られたフイルムをドラムまたはバンドから剥ぎ取
り、さらに100から160℃まで逐次温度を変えた高
温風で乾燥して残留溶剤を蒸発させることもできる。以
上の方法は、特公平5−17844号公報に記載があ
る。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を
短縮することが可能である。この方法を実施するために
は、流延時のドラムまたはバンドの表面温度においてド
ープがゲル化することが必要である。
【0040】調整したセルロースアセテート溶液(ドー
プ)を用いて、二層以上の流延を行う共流延法によりフ
イルム化することもできる。この場合、ソルベントキャ
スト法によりセルロースアセテートフイルムを作製する
ことが好ましい。ドープは、ドラムまたはバンド上に流
延し、溶媒を蒸発させてフイルムを形成する。流延前の
ドープは、固形分量が10乃至40%の範囲となるよう
に濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンド
の表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。
【0041】二層以上の複数のセルロースアセテート液
を流延する場合、複数のセルロースアセテート溶液を流
延することが可能で、支持体の進行方向に間隔をおいて
設けられた複数の流延口からセルロースアセテートを含
む溶液をそれぞれ流延させて積層させながらフイルムを
作製してもよい。例えば、特開昭61−158414
号、特開平1−122419号、および特開平11−1
98285号の各明細書に記載の方法を用いることがで
きる。また、2つの流延口からセルロースアセテート溶
液を流延することによってもフイルム化することもでき
る。例えば、特公昭60−27562号、特開昭61−
94724号、特開昭61−947245号、特開昭6
1−104813号、特開昭61−158413号、お
よび特開平6−134933号の各明細書に記載の方法
を用いることができる。また、特開昭56−16261
7号明細書に記載の高粘度セルロースアセテート溶液の
流れを低粘度のセルロースアセテート溶液で包み込み、
その高、低粘度のセルロースアセテート溶液を同時に押
し出すセルロースアセテートフイルムの流延方法を用い
ることもできる。
【0042】また、二個の流延口を用いて、第一の流延
口により支持体に成形したフイルムを剥ぎ取り、支持体
面に接していた側に第二の流延を行うことにより、フイ
ルムを作製することもできる。例えば、特公昭44−2
0235号明細書に記載の方法を挙げることができる。
流延するセルロースアセテート溶液は同一の溶液を用い
てもよいし、異なるセルロースアセテート溶液を用いて
もよい。複数のセルロースアセテート層に機能をもたせ
るために、その機能に応じたセルロースアセテート溶液
を、それぞれの流延口から押し出せばよい。さらに本発
明のセルロースアセテート溶液は、他の機能層(例え
ば、接着層、染料層、帯電防止層、アンチハレーション
層、紫外線吸収層、偏光層など)と同時に流延すること
もできる。
【0043】従来の単層液では、必要なフイルムの厚さ
にするためには高濃度で高粘度のセルロースアセテート
溶液を押し出すことが必要である。その場合セルロース
アセテート溶液の安定性が悪くて固形物が発生し、ブツ
故障となったり、平面性が不良となったりして問題とな
ることが多かった。この問題の解決方法として、複数の
セルロースアセテート溶液を流延口から流延することに
より、高粘度の溶液を同時に支持体上に押し出すことが
でき、平面性も良化し優れた面状のフイルムが作製でき
るばかりでなく、濃厚なセルロースアセテート溶液を用
いることで乾燥負荷の低減化が達成でき、フイルムの生
産スピードを高めることができる。
【0044】セルロースアセテートフイルムには、機械
的物性を改良するため、または乾燥速度を向上するため
に、可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、
リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられ
る。リン酸エステルの例には、トリフェニルフォスフェ
ート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TC
P)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル
酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フ
タル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DM
P)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレ
ート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジ
フェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシル
フタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステル
の例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACT
E)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACT
B)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例に
は、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、
セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが
含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DE
P、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用
いられる。DEPおよびDPPが特に好ましい。可塑剤
の添加量は、セルロースエステルの量の0.1乃至25
質量%であることが好ましく、1乃至20質量%である
ことがさらに好ましく、3乃至15質量%であることが
最も好ましい。
【0045】セルロースアセテートフイルムには、劣化
防止剤(例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁
止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)を添加して
もよい。劣化防止剤については、特開平3−19920
1号、同5−1907073号、同5−194789
号、同5−271471号、同6−107854号の各
公報に記載がある。劣化防止剤の添加量は、調製する溶
液(ドープ)の0.01乃至1質量%であることが好ま
しく、0.01乃至0.2質量%であることがさらに好
ましい。添加量が0.01質量%未満であると、劣化防
止剤の効果がほとんど認められない。添加量が1質量%
を越えると、フイルム表面への劣化防止剤のブリードア
ウト(滲み出し)が認められる場合がある。特に好まし
い劣化防止剤の例としては、ブチル化ヒドロキシトルエ
ン(BHT)、トリベンジルアミン(TBA)を挙げる
ことができる。
【0046】[二軸延伸]仮想歪みを低減させるために、
セルロースアセテートフイルムに延伸処理をすることが
好ましい。延伸することにより、延伸方向の仮想歪みが
低減できるので、面内すべての方向で歪みを低減するた
めに二軸延伸することが更に好ましい。二軸延伸には、
同時二軸延伸法と逐次二軸延伸法があるが、連続製造の
観点から逐次二軸延伸方法が好ましく、ドープを流延し
た後、バンドもしくはドラムより剥ぎ取り、幅方向に延
伸した後、長手方向に延伸される。この延伸は、長手方
向、次いで幅方向の順序で行っても良い。幅方向に延伸
する方法は、例えば、特開昭62−115035号、特
開平4−152125号、同4−284211号、同4
−298310号、および同11−48271号などに
記載されている。フイルムの延伸は、常温または加熱条
件下で実施する。加熱温度は、フイルムのガラス転移温
度以下であることが好ましい。フイルムは、乾燥中の処
理で延伸することができ、特に溶媒が残存する場合は有
効である。長手方向の延伸の場合、例えば、フイルムの
搬送ローラーの速度を調節して、フイルムの剥ぎ取り速
度よりもフイルムの巻き取り速度の方を速くするとフイ
ルムは延伸される。幅方向の延伸の場合、フイルムの巾
をテンターで保持しながら搬送して、テンターの巾を徐
々に広げることによってもフイルムを延伸できる。フイ
ルムの乾燥後に、延伸機を用いて延伸すること(好まし
くはロング延伸機を用いる一軸延伸)もできる。フイル
ムの延伸倍率(元の長さに対する延伸による増加分の比
率)は、5〜50%が好ましく、さらに好ましくは10
乃至40%、最も好ましくは15乃至35%である。
【0047】これら流延から後乾燥までの工程は、空気
雰囲気下でもよいし窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下
でもよい。本発明のセルロースアセテートフイルムの製
造に係わる巻き取り機は一般的に使用されているもので
よく、定テンション法、定トルク法、テーパーテンショ
ン法、内部応力一定のプログラムテンションコントロー
ル法などの巻き取り方法で巻き取ることができる。
【0048】[吸湿膨張係数]吸湿膨張係数は、一定温度
下において相対湿度を変化させた時の試料の長さの変化
量を示す。液晶表示装置の表示面における額縁状の透過
率の上昇を防止するために、セルロースアセテートフィ
ルムの吸湿膨張係数は、30×10-5/%RH以下とす
ることが好ましく、15×10-5/%RH以下とするこ
とが更に好ましく、10×10-5/%RH以下とするこ
とが最も好ましい。また、吸湿膨張係数は小さい方が好
ましいが、通常は、1.0×10-5/%RH以上の値で
ある。吸湿膨張係数の測定方法について以下に示す。作
製したポリマーフイルム(位相差板)から幅5mm。長
さ20mmの試料を切り出し、片方の端を固定して25
℃、20%RH(R0 )の雰囲気下にぶら下げた。他方
の端に0.5gの重りをぶら下げて、10分間放置し長
さ(L0 )を測定した。次に、温度は25℃のまま、湿
度を80%RH(R1 )にして、長さ(L1 )を測定し
た。吸湿膨張係数は下式により算出した。測定は同一試
料につき10サンプル行い、平均値を採用した。 吸湿膨張係数[/%RH]={(L1 −L0 )/L0
/(R1 −R0
【0049】上記吸湿による寸度変化は、ポリマーフイ
ルム中の自由体積を小さくすればよいことを見出した。
自由体積を大きく左右するのは、製膜時の残留溶剤量で
あり、少ない方が寸度変化は少ない。残留溶剤を減らす
ための一般的手法は、高温かつ長時間で乾燥することで
あるが、あまり長時間であると、当然のことながら生産
性が落ちる。従ってセルロースアセテートフイルムに対
する残留溶剤の量は、0.01乃至1質量%の範囲にあ
ることが好ましく、0.02乃至0.07質量%の範囲
にあることがさらに好ましく、0.03乃至0.05質
量%の範囲にあることが最も好ましい。上記残留溶剤量
を制御することにより、光学補償能を有する偏光板を安
価に高い生産性で製造することができる。
【0050】また、上記吸湿による寸度変化を小さくす
る別な方法として、疎水基を有する化合物を添加するこ
とが好ましい。疎水基を有する素材としては、分子中に
アルキル基やフェニル基のような疎水基を有する素材で
あれば特に制限はないが、前記のセルロースアセテート
フイルムに添加する可塑剤や劣化防止剤の中で該当する
素材が特に好ましく用いられる。これら好ましい素材の
例としては、トリフェニルフォスフェート(TPP)、
トリベンジルアミン(TBA)などを挙げることができ
る。これらの疎水基を有する化合物の添加量は、調整す
る溶液(ドープ)に対して0.01乃至10質量%の範
囲にあることが好ましく、0.1乃至5質量%の範囲に
あることがさらに好ましく、1乃至3質量%の範囲にあ
ることが最も好ましい。
【0051】[セルロースアセテートフイルムの表面処
理]セルロースアセテートフイルムは、表面処理を施す
ことが好ましい。具体的方法としては、コロナ放電処
理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理
または紫外線照射処理が挙げられる。また、特開平7−
333433号明細書に記載のように、下塗り層を設け
ることも好ましく利用される。フイルムの平面性を保持
する観点から、これら処理においてセルロースアセテー
トフイルムの温度をTg以下、具体的には150℃以下
とすることが好ましい。偏光板の透明保護膜として使用
する場合、偏光膜との接着性の観点から、酸処理または
アルカリ処理、すなわちセルロースアセテートに対する
鹸化処理を実施することが特に好ましい。表面エネルギ
ーは55mN/m以上であることが好ましく、60mN
/m以上75mN/m以下であることが更に好ましい。
【0052】以下、アルカリ鹸化処理を例に、具体的に
説明する。アルカリ鹸化処理は、フイルム表面をアルカ
リ溶液に浸漬した後、酸性溶液で中和し、水洗して乾燥
するサイクルで行われることが好ましい。アルカリ溶液
としては、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液
が挙げられ、水酸化イオンの規定濃度は、0.1乃至
3.0Nの範囲にあることが好ましく、0.5乃至2.
0Nの範囲にあることがさらに好ましい。アルカリ溶液
温度は、室温乃至90℃の範囲にあることが好ましく、
40乃至70℃の範囲にあることがさらに好ましい。固
体の表面エネルギーは、「ぬれの基礎と応用」(リアラ
イズ社 1989.12.10発行)に記載のように接
触角法、湿潤熱法、および吸着法により求めることがで
きる。セルロースアセテートフイルムの場合、接触角法
を用いることが好ましい。具体的には、表面エネルギー
が既知である二種の溶液をセルロースアセテートフイル
ムに滴下し、液滴の表面とフイルム表面との交点におい
て、液滴に引いた接線とフイルム表面のなす角で、液滴
を含む方の角を接触角と定義し、計算によりフイルムの
表面エネルギーを算出できる。
【0053】[下塗り層]透明支持体と配向膜との接着
強度を増大させるために、透明支持体上に下塗層を設け
ることが好ましい。下塗層の形成は、一般に表面処理し
た透明支持体の表面に塗布により形成する。下塗層の構
成としても種々の工夫が行われており、第一層として高
分子フイルム(透明支持体)によく密着する層(以下、
下塗第一層と略す)を設け、その上に第二層として配向
膜とよく密着する親水性の樹脂層(以下、下塗第二層と
略す)を塗布する重層法と、疎水性基と親水性基との両
方を含有する樹脂層を一層のみ塗布する単層法とがあ
る。
【0054】重層法における下塗第一層では、例えば塩
化ビニル、塩化ビニリデン、ブタジエン、メタクリル
酸、アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸などの中
から選ばれた単量体を出発原料とする共重合体;ポリエ
チレンイミン;エポキシ樹脂;グラフト化ゼラチン;ニ
トロセルロース;ポリ臭化ビニル、ポリフッ化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロ
ピレン、臭素化ポリエチレン、塩化ゴム、塩化ビニル−
エチレン共重合体、塩化ビニル−プロピレン共重合体、
塩化ビニル−スチレン共重合体、塩化イソブチレン共重
合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニ
ル−スチレン−無水マレイン酸三元共重合体、塩化ビニ
ル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル
−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−イソプレン共重合
体、塩化ビニル−塩素化プロピレン共重合体、塩化ビニ
ル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル三元共重合体、塩化ビ
ニル−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−マレ
イン酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸エ
ステル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合
体、内部可塑化ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−メ
タクリル酸エステル共重合体、塩化ビニリデン−アクリ
ロニトリル共重合体、塩化ビニリデンーアクリル酸エス
テル共重合体、クロロエチルビニルエーテル−アクリル
酸エステル共重合体及びポリクロロプレンなどの含ハロ
ゲン合成樹脂;ポリエチレン、ポリプロピエン、ポリブ
テン、ポリ−3−メチルブテン及びポリ−1,2−ブタ
ジエンなどのα−オレフィン共重合体;エチレン−プロ
ピレン共重合体、エチレン−ビニルエーテル共重合体、
エチレン−プロピレン−1,4−ヘキサジエン共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブテン−1−プロ
ビレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合
体、およびこれらの共重合体とハロゲン含有樹脂とのブ
レンド物;アクリル酸メチルエステル−アクリロニトリ
ル共重合体、アクリル酸エチルエステル−スチレン共重
合体、メタクリル酸メチルエステル−アクリロニトリル
共重合体、ポリメタクリル酸メチルエステル、メタクリ
ル酸メチルエステル−スチレン共重合体、メチクリル酸
ブチルエステル−スチレン共重合体、ポリアクリル酸メ
チル、ポリ−α−クロルアクリル酸メチル、ポリアクリ
ル酸メトキシエチルエステル、ポリアクリル酸グリシジ
ルエステル、ポリアクリル酸ブチルエステル、ポリアク
リル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステ
ル、アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体、アクリル
酸エステル−ブタジエン−スチレン共重合体及びメタク
ルル酸エステル−ブタジエン−スチレン共重合体などの
アクリル樹脂;ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレ
ン、スチレン−フマル酸ジメチル共重合体、スチレン−
無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合及びスチレン−
ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系
樹脂;ポリ−2,6−ジメチルフェニレンオキサイド;
ポリビニルカルバゾール;ポリ−p−キシリレン;ポリ
ビニルホルマール;ポリビニルアセタール;ポリビニル
ブチラール;ポリビニルフタレート;3酢酸セルロー
ス;酪酸セルロース;酪酢酸セルロース;セルロースフ
タレート;ナイロン6;ナイロン66;ナイロン12;
メトキシメチル−6−ナイロン;ナイロン−6,10−
ポリカプラミド;ポリ−N−ブチル−ナイロン−6−ポ
リエチレンセバケート;ポリブチレングルタレート;ポ
リヘキサメチレンアジペート;ポリブチレンイソフタレ
ート;ポリエチレンテレフタレート;ポリエチレンアジ
ペート;ポリエチレンアジペートテレフタレート;ポリ
エチレン−2,6−ナフタレート;ポリジエチレングリ
コールテレフタレート;ポリエチレンオキシベンゾエー
ト;ビスフェノールA−イソフタレート;ポリアクリロ
ニトリル;ビスフェノールA−アジペート;ポリヘキサ
メチレン−m−ベンゼンジスルホンアミド;ポリテトラ
メチレンヘキサメチレンカーボネート;ポリジメチルシ
ロキサン;ポリエチレンメチレンビス−4−フェニレン
カボーネート;及びビスフェノールA−ポリカーボネー
ト等のを挙げることができる。これらのオリゴマーもし
くはポリマーについてはE.H.Immergut”P
olymer Handbook”、IV、187−2
31、Intersciense Pub.New Y
ork、1966に詳しく記載されている。下塗第二層
での材料としては、ゼラチンを挙げることができる。
【0055】単層法においては、高分子フイルム(透明
支持体)を膨張させ、親水性下塗ポリマーと界面混合さ
せることによって良好な密着性が得られるように下塗層
が形成される。本発明に使用する親水性下塗ポリマーと
しては、水溶性ポリマー、セルロースエステル、ラテッ
クスポリマー、水溶性ポリエステルなどを使用すること
ができる。水溶性ポリマーとしては、ゼラチン、ゼラチ
ン誘導体、カゼイン、寒天、アルギン酸ソーダ、でんぷ
ん、ポリビニ−ルアルコール、ポリアクリル酸共重合体
及び無水マレイン酸共重合体などを挙げることができ、
セルロースエステルとしては、カルボキシメチルセルロ
ース及びヒドロキシエチルセルロースを挙げることがで
きる。ラテックスポリマーとしては、塩化ビニル含有共
重合体、塩化ビニリデン含有共重合体、アクリル酸エス
テル含有共重合体、酢酸ビニル含有共重合体及びブタジ
エン含有共重合体を挙げることができる。この中でも最
も好ましいのはゼラチンである。ゼラチンとしては、い
わゆる石灰処理ゼラチン、酸処理ゼラチン、酵素処理ゼ
ラチン、ゼラチン誘導体及び変性ゼラチンなどの、一般
に用いられているものを使用することができる。これら
のゼラチンのうち、最も好ましく用いられるのは石灰処
理ゼラチン、酸処理ゼラチンである。こらのゼラチン
は、その作製工程における種々の不純物、例えば0.1
1〜20000ppmの金属類(Na、K、Li、R
b、Ca、Mg、Ba、Ce、Fe、Sn、Pb、A
l、Si、Ti、Au、Ag、Zn、Niなどの金属、
及びそのイオンなど)、イオン(F- 、Cl- 、B
- 、I- 、硫酸イオン、硝酸イオン、酢酸イオン、ア
ンモニウムイオンなど)を含有していてもよい。特に石
灰処理ゼラチンにおいては、CaやMgのイオンを含有
するのが一般的であり、その含有量は10〜3000p
pmが一般的であり、下塗の塗布性能の点から1000
ppm以下が好ましく、更に好ましくは500ppm以
下である。本発明に用いる密着改良層(重層法における
下塗第二層および単層法における下塗層)に用いられる
化合物の具体例を下記に挙げる。
【0056】
【化1】
【0057】
【化2】
【0058】
【化3】
【0059】
【化4】
【0060】
【化5】
【0061】その他、下塗層形成用塗布液は、必要に応
じて各種の添加剤を含有させることができる。例えば界
面活性剤、耐電防止剤、顔料、塗布助剤等を挙げること
ができる。また本発明の下塗層には、公知の種々のゼラ
チン硬化剤を用いることができる。ゼラチン硬化剤とし
ては、クロム塩(クロム明ばんなど)、アルデヒド類
(ホルムアルデヒド、グルタールアルデヒドなど)、イ
ソシアネート類、エピクロルヒドリン樹脂及びポリアマ
イド−エピクロルヒドリン樹脂、シアヌルクロリド系化
合物、ビニルスルホンあるいはスルホニル系化合物、カ
ルバモイルアンモニウム塩系化合物、アミジニウム塩系
化合物、カルボジイミド化合物及びピリジニウム塩系化
合物などを挙げることができる。
【0062】本発明の下塗層には、透明性を実質的に損
なわない程度に無機または、有機の微粒子をマット剤と
して含有させることができる。無機微粒子のマット剤と
しては、シリカ(SiO2 )、二酸化チタン(Ti
2 )、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムなどを使
用することができる。有機の微粒子マット剤としては、
ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートプロ
ピオネート、ポリスチレン及び米国特許第414289
4号に記載されているポリマーなどを用いることができ
る。これらの微粒子マット剤の平均粒径は0.01〜1
0μmのものが好ましい。より好ましくは、0.05〜
5μmである。また、その含有量は、0.5〜600m
g/m2 が好ましく、更に1〜400mg/m2 が好ま
しい。
【0063】[配向膜]配向膜は、一般に透明支持体上
又は上記下塗層上に設けられる。配向膜は、その上に設
けられる液晶性ディスコティック化合物の配向方向を規
定するように機能する。そしてこの配向が、光学補償シ
ートから傾いた光軸を与える。配向膜は、光学異方層に
配向性を付与できるものであれば、どのような層でも良
い。配向膜の好ましい例としては、有機化合物(好まし
くはポリマー)のラビング処理された層、無機化合物の
斜方蒸着層、及びマイクログルーブを有する層、さらに
ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウム
クロライド及びステアリル酸メチル等のラングミュア・
ブロジェット法(LB膜)により形成される累積膜、あ
るいは電場あるいは磁場の付与により誘電体を配向させ
た層を挙げることができる。
【0064】配向膜用の有機化合物の例としては、ポリ
メチルメタクリレート、アクリル酸/メタクリル酸共重
合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニル
アルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、
スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化
ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩
素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸
ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共
重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、
ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及び
シランカップリング剤等の化合物を挙げることができ
る。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリ
スチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリ
ビルアルコール及びアルキル基(炭素原子数6以上が好
ましい)を有するアルキル変性ポリビルアルコールを挙
げることができる。これらのポリマーの層を配向処理す
ることにより得られる配向膜は、液晶性ディスコティッ
ク化合物を斜めに配向させることができる。
【0065】中でもアルキル変性のポリビニルアルコー
ルは特に好ましく、液晶性ディスコティック化合物を均
一に配向させる能力に優れている。これは配向膜表面の
アルキル鎖とディスコティック液晶のアルキル側鎖との
強い相互作用のためと推察される。また、アルキル基
は、炭素原子数6〜14が好ましく、更に、−S−、−
(CH3 )C(CN)−または−(C2 5 )N−CS
−S−を介してポリビニルアルコールに結合しているこ
とが好ましい。上記アルキル変性ポリビニルアルコール
は、未端にアルキル基を有するものであり、鹸化度80
%以上、重合度200以上が好ましい。また、上記側鎖
にアルキル基を有するポリビニルアルコールは、クラレ
(株)製のMP103、MP203、R1130などの
市販品を用いることができる。
【0066】また、LCDの配向膜として広く用いられ
ているポリイミド膜(好ましくはフッ素原子含有ポリイ
ミド)も有機配向膜として好ましい。これはポリアミッ
ク酸(例えば、日立化成(株)製のLQ/LXシリー
ズ、日産化学(株)製のSEシリーズ等)を支持体面に
塗布し、100〜300℃で0.5〜1時間焼成した
後、ラビングすることにより得られる。更に、本発明の
配向膜は、上記ポリマーに反応性基を導入することによ
り、あるいは上記ポリマーをイソシアネート化合物及び
エポキシ化合物などの架橋剤と共に使用して、これらの
ポリマーを硬化させることにより得られる硬化膜である
ことが好ましい。
【0067】また、前記ラビング処理は、LCDの液晶
配向処理工程として広く採用されている処理方法を利用
することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガー
ゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊
維などを用いて一定方向に擦ることにより配向を得る方
法を用いることができる。一般的には、長さ及び太さが
均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度
ラビングを行うことにより実施される。
【0068】また、無機斜方蒸着膜の蒸着物質として
は、SiOを代表とし、TiO2 、ZnO2 等の金属酸
化物、あるいやMgF2 等のフッ化物、さらにAu、A
l、等の金属が挙げられる。尚、金属酸化物は、高誘電
率のものであれば斜方蒸着物質として用いることがで
き、上記に限定されるものではない。無機斜方蒸着膜
は、蒸着装置を用いて形成することができる。フイルム
(支持体)を固定して蒸着するか、あるいは長尺フイル
ムを移動させて連続的に蒸着することにより無機斜方蒸
着膜を形成することができる。
【0069】光学異方層を配向膜を使用せずに配向させ
る方法として、支持体上の光学異方層をディスコティッ
ク液晶層を形成し得る温度に加熱しながら、電場あるい
は磁場を付与する方法を挙げることができる。
【0070】本発明の光学異方層は、透明支持体または
配向膜上に形成される。本発明の光学異方層は、ディス
コティック構造単位を有する化合物からなる負の複屈折
を有する層である。即ち、光学異方層は、モノマー等の
低分子量の液晶性ディスコティック化合物の層または重
合性の液晶性ディスコティック化合物の重合(硬化)に
より得られるポリマーの層である。本発明のディスコテ
ィック(円盤状)化合物の例としては、C.Destr
adeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、1
11頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導
体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cr
yst.122巻、141頁(1985年)、Phys
ics lett,A,78巻、82頁(1990)に
記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの
研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1
984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.
M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commu
n.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの
研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2
655頁(1994年)に記載されているアザクラウン
系やフェニルアセチレン系マクロサイクルなどを挙げる
ことができる。上記ディスコティック(円盤状)化合物
は、一般的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアル
キル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等がそ
の直鎖として放射線状に置換された構造であり、液晶性
を示し、一般的にディスコティック液晶とよばれるもの
が含まれる。ただし、分子自身が負の一軸性を有し、一
定の配向を付与できるものであれば上記記載に限定され
るものではない。また、本発明において、円盤状化合物
から形成したとは、最終的にできた物が前記化合物であ
る必要はなく、例えば、前記低分子ディスコティツク液
晶が熱、光等で反応する基を有しており、結果的に熱、
光等で反応により重合または架橋し、高分子量化し液晶
性を失ったものも含まれる。
【0071】上記ディスコティック化合物の好ましい例
を下記に示す。
【0072】
【化6】
【0073】
【化7】
【0074】
【化8】
【0075】
【化9】
【0076】
【化10】
【0077】
【化11】
【0078】
【化12】
【0079】
【化13】
【0080】
【化14】
【0081】
【化15】
【0082】
【化16】
【0083】本発明の光学補償シートは、前述のよう
に、透明支持体上に配向膜を設け、次いで配向膜上に光
学異方層を形成することにより作製されることが好まし
い。
【0084】本発明の光学異方層は、ディスコティック
構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層
であって、そしてディスコティック構造単位の面が、透
明支持体面に対して傾き、且つ該ディスコティック構造
単位の面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方層の
深さ方向に変化している。
【0085】上記ディスコティック構造単位の面の角度
(傾斜角)は、一般に、光学異方層の深さ方向でかつ光
学異方層の底面からの距離の増加と共に増加または減少
している。上記傾斜角は、距離の増加と共に増加するこ
とが好ましい。更に、傾斜角の変化としては、連続的増
加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加
と連続的減少を含む変化、及び増加及び減少を含む間欠
的変化等を挙げることができる。間欠的変化は、厚さ方
向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。傾斜
角は、変化しない領域を含んでいても、全体として増加
または減少していることが好ましい。更に、傾斜角は全
体として増加していることが好ましく、特に連続的に変
化することが好ましい。
【0086】本発明の光学異方層の断面の代表的な例
を、模式的に図1に示す。光学異方層23は、透明支持
体21上に形成された配向膜22上に設けられている。
光学異方層23を構成する液晶性ディスコティック化合
物23a、23b、23cは、ディスコティック構造単
位Pa、Pb、Pcが透明支持体21の面に平行な面2
1a、21b、21cから傾斜し、そしてそれらの傾斜
角θa、θb、θc(ディスコティック構造単位の面と
透明支持体の面とのなす角)が、光学異方層の底面から
の深さ(厚さ)方向の距離の増加と共に、順に増加して
いる。24は透明支持体の法線を表わす。上記液晶性デ
ィスコティック化合物は平面分子であり、それ故分子中
にはただ一個の平面、即ち円盤面(例、21a、21
b、21c)を持つ。
【0087】上記傾斜角(角度)は、5〜85度の範囲
(特に10〜80度の範囲)で変化していることが好ま
しい。上記傾斜角の最小値は、0〜85度の範囲(特に
5〜40度)にあり、またその最大値が5〜90度の範
囲(特に30〜85度)にあることが好ましい。図1に
おいて、支持体側のディスコティック構造単位の傾斜角
(例、θa)が、ほぼ最小値に対応し、そしてディスコ
ティック構造単位の傾斜角(例、θc)が、ほぼ最大値
に対応している。さらに、傾斜角の最小値と最大値との
差が、5〜70度の範囲(特に10〜60度)にあるこ
とが好ましい。
【0088】上記光学異方層は、一般にディスコティッ
ク化合物及び他の化合物を溶剤に溶解した溶液を配向膜
上に塗布し、乾燥し、次いでディスコティックネマチッ
ク相形成温度まで加熱し、その後配向状態(ディスコテ
ィックネマチック相)を維持して冷却することにより得
られる。あるいは、上記光学異方層は、ディスコティッ
ク化合物及び他の化合物(更に、例えば重合性モノマ
ー、光重合開始剤)を溶剤に溶解した溶液を配向膜上に
塗布し、乾燥し、次いでディスコティックネマチック相
形成温度まで加熱したのち重合させ(UV光の照射等に
より)、さらに冷却することにより得られる。本発明に
用いるディスコティック液晶性化合物のディスコティッ
クネマティック液晶相−固相転移温度としては、70〜
300℃が好ましく、特に70〜170℃が好ましい。
【0089】例えば、支持体側のディスコティック単位
の傾斜角は、一般にディスコティック化合物あるいは配
向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理
方法の選択することにより、調整することができる。ま
た、表面側(空気側)のディスコティック単位の傾斜角
は、一般にディスコティック化合物あるいはディスコテ
ィック化合物とともに使用する他の化合物(例、可塑
剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマー)を選択
することにより調整することができる。更に、傾斜角の
変化の程度も上記選択により調整することができる。
【0090】上記可塑剤、界面活性剤及び重合性モノマ
ーとしては、ディスコティック化合物と相溶性を有し、
液晶性ディスコティック化合物の傾斜角の変化を与えら
れるか、あるいは配向を阻害しない限り、どのような化
合物も使用することができる。これらの中で、重合性モ
ノマー(例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル
基及びメタクリロイル基を有する化合物)が好ましい。
上記化合物は、ディスコティック化合物に対して一般に
1〜50質量%(好ましくは5〜30質量%)の量にて
使用される。
【0091】上記ポリマーとしては、ディスコティック
化合物と相溶性を有し、液晶性ディスコティック化合物
に傾斜角の変化を与えられる限り、どのようなポリマー
でも使用することができる。ポリマー例としては、セル
ロースエステルを挙げることができる。セルロースエス
テルの好ましい例としては、セルロースアセテート、セ
ルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピ
ルセルロース及びセルロースアセテートブチレートを挙
げることができる。上記ポリマーは、液晶性ディスコテ
ィック化合物の配向を阻害しないように、ディスコティ
ック化合物に対して一般に0.1〜10質量%(好まし
くは0.1〜8質量%、特に0.1〜5質量%)の量に
て使用される。セルロースアセテートブチレート(酢酸
酪酸セルロース)のブチリル化度は、30%以上、特に
30〜80%の範囲が好ましい。またアセチル化度は3
0%以上、特に30〜80%の範囲が好ましい。セルロ
ースアセテートブチレートの粘度(ASTM D−81
7−72に従う測定により得られる値)は、0.01〜
20秒の範囲が好ましい。
【0092】上記図1に示される変化する傾斜角を有す
る光学異方層(光学補償シート)を備えた(カラー)液
晶表示装置は、極めて拡大された視野角を有し、そして
白黒画像の反転、あるいは表示画像の諧調あるいは着色
の発生がほとんどないものである。
【0093】更に、本発明の(カラー)液晶表示装置に
おいて、より高度に視野角が拡大した理由については以
下のように推定される。例えば、本発明のカラー液晶表
示装置において、偏光子と検光子の透過軸がほぼ直交し
ているノーマリーホワイトのモード(TN−LCDで広
く採用されているモード)では、黒表示状態にある部分
は液晶に電圧が印加されている状態であり、視角を大き
くするのに伴って、この黒表示部からの光の透過率が著
しく増大し、コントラストの急激な低下を招いている。
この黒表示状態(電圧印加時)においては、TN液晶セ
ル内部の液晶分子は、図2に示すように配列している。
基板表面近傍に存在するTN液晶分子33は、基板31
aの表面とほぼ平行に存在しており、そしてTN液晶分
子33は、基板31aの表面から離れるに従って徐々に
傾いて、表面と垂直になる。更に基板31aの表面から
離れるに従って、TN液晶分子33は、反対方向に徐々
に傾いて、最後には基板31bの表面とほぼ平行とな
る。従って、黒表示におけるTN−LCDの液晶セル
は、セル表面から徐々に傾く光軸(Reが最小値を示す
方向)を有する二個の正の光学異方体とセル表面の法線
に平行な光軸を有する二個の正の光学異方体との積層体
とみなすことができる。このため、本発明の光学異方層
のディスコティック構造単位面の傾斜角の変化及び負の
複屈折により、電圧印加時のTN液晶セル内部の液晶分
子の傾斜等により発生する位相差を補償することができ
る。従って、変化する傾斜角を有する光学異方層(光学
補償シート)を備えたカラー液晶表示装置は、視角を大
きくして表示装置を斜めから見た場合でも、白黒画像の
反転、あるいは表示画像の諧調あるいは着色の発生がほ
とんどないものである。
【0094】上記光学異方層のヘイズは、一般に5.0
%以下である。従って、上記光学異方層を有する光学補
償シートも、透明支持体のヘイズが低いことから、一般
に5.0%以下を有する。上記ヘイズは、ASTN−D
1003−52に従って測定される。光学異方層のヘイ
ズが高いと、黒表示部において散乱によると思われる光
洩れが起こり、結果としてコントラストが低下する。こ
の傾向は、入射光が法線方向および画像の上方向に傾い
た場合に顕著である。したがって、これを防ぐために
は、上記ヘイズは5%以下が好ましく、さらに3%以下
が好ましく、特に1%以下であることが好ましい。一般
にヘイズは、表面が粗であること(細かな凹凸、キズ)
あるいは内部の不均一性(屈折率の異なる微少部分の存
在)に起因するのものであり、それを低くするために
は、光学補償シートの表面を平滑にし、内部の屈折率の
不均一性を小さくすることが必要となる。本発明の光学
補償シートは、平滑な表面及び均一な内部を有する光学
異方層が形成されているので、低いヘイズを有する。更
にヘイズを低下させるために、例えば、光学異方層の上
に保護層、または粘着層を形成すること、あるいは光学
異方層の形成条件を適当に選択することが好ましい。光
学補償シートまたは光学異方層の平滑な表面は、上記の
ようにして容易に得ることができる。
【0095】また、上記保護層として用いる化合物も特
に制限はないが、製膜能の観点からポリマーが好まし
く、円盤状化合物を溶解しない溶剤に可溶であることが
好ましい。ポリマーの具体例としては、ゼラチン、メチ
ルセルロース、アルギン酸、ペクチンアラビアゴム、プ
ルラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリド
ン、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンゼンスルホン
酸ソーダ、カラギナン、ポリエチレングリコール等の水
溶性高分子を挙げることができる。上記粘着層を、上記
保護層の代わりに光学異方層上に設けることができる。
粘着層は、一般に光学補償シートを液晶表示装置に組み
込む際に形成される。粘着層の材料としては、特に制限
はなく、アクリル系、SBR系、シリコンゴム系等の透
明な接着剤、ないし粘着剤を用いることができる。構成
部材の光学特性の劣化防止の観点から、硬化や乾燥の際
に高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の
硬化処理や乾燥時間を要しないものが好ましい。光学補
償シートの平滑な表面は、光学異方層の表面に粘着層ま
たは保護層形成用塗布液を平滑な表面を有するように塗
布することにより得ることができ、これによりヘイズを
低下させることができる。本発明では、生産性の観点か
ら保護層よりむしろ粘着層の塗設が好ましい。光学異方
層の形成条件は、ディスコティック化合物を含む組成
(ディスコティック化合物の組み合わせや、併用する他
の化合物の種類や量)により適宜選択される。その条件
としては、ディスコティックネマチック層を形成するた
めの加熱温度あるいは加熱時間、加熱後の冷却速度、層
厚そして塗布方法等を挙げることができる。また、円盤
状化合物は、該化合物の性質、塾成条件等により、複数
の異なるドメインを形成する場合があり、これが層内部
の不均一性に起因するヘイズとなる。このようなヘイズ
の低減には、円盤状化合物をモノドメインとすること、
あるいは複数のドメインを形成しても、その1つ1つの
ドメインサイズを0.1μm以下、好ましくは0.08
μm以下とすることにより、可視光に影響を及ぼさなく
することができる。
【0096】光学異方層を形成するための溶液は、ディ
スコティック化合物及び前述の他の化合物を溶剤に溶解
することにより作製することができる。上記溶剤の例と
しては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジ
メチルスルフォキシド(DMSO)及びピリジン等の極
性溶剤;ベンゼン及びヘキサン等の無極性溶剤;クロロ
ホルム及びジクロロメタン等のアルキルハライド類;酢
酸メチル及び酢酸ブチル等のエステル類;アセトン及び
メチルエチルケトン等のケトン類;及びテトラヒドロフ
ラン及び1,2−ジメトキシエタン等のエーテル類を挙
げることができる。アルキルハライド類及びケトン類が
好ましい。溶剤は単独でも、組合わせて使用しても良
い。
【0097】上記溶液の塗布方法としては、カーテンコ
ーティング、押出コーティング、ロールコーティング、
ディップコーティング、スピンコーティング、印刷コー
ティング、スプレーコーティング及びスライドコーティ
ングを挙げることができる。本発明では、ディスコティ
ック化合物のみの混合物の場合は蒸着法も使用すること
ができる。本発明では、連続塗布が好ましい。従ってカ
ーテンコーティング、押出コーティング、ロールコーテ
ィング及びスライドコーティングが好ましい。上記光学
異方層は、前述したように、上記塗布溶液を配向膜上に
塗布し、乾燥し、次いでガラス転移温度以上に加熱し
(その後所望により硬化させ)、冷却することにより得
られる。
【0098】本発明の光学補償シートは、液晶表示装置
において、液晶セルによる複屈折を補償するものである
から、光学異方素子の波長分散は、液晶セルと等しいこ
とが好ましい。すなわち、光学異方素子の450、55
0μmの光によるレタデーションをそれぞれR450 、R
550 とすれば、波長分散を表すR450 /R550 値は、
1.0以上であることが好ましい。
【0099】[偏光板]偏光板は、偏光膜およびその両
側に配置された二枚の透明保護膜からなる。一方の保護
膜として、上記のセルロースアセテートフイルムを用い
ることができる。他方の保護膜は、通常のセルロースア
セテートフイルムを用いてもよい。偏光膜には、ヨウ素
系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン
系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜
は、一般にポリビニルアルコール系フイルムを用いて製
造する。本発明の光学補償シートを偏光膜の保護膜とす
ることで、偏光板の構成要素の数を増加することなく、
偏光板に光学補償機能を追加することができる。セルロ
ースアセテートフイルムの遅相軸と偏光膜の透過軸と
は、実質的に平行になるように配置することが好まし
い。実質的に平行とは、厳密な角度よりも±5゜未満の
範囲内であることを意味する。この範囲は、±4゜未満
であることが好ましく、±3゜未満であることがさらに
好ましく、±2゜未満であることが最も好ましい。
【0100】また、偏光板の生産性には保護膜の透湿性
が重要であることがわかった。偏光膜と保護膜は水系接
着剤で貼り合わせられており、この接着剤溶剤は保護膜
中を拡散することで、乾燥される。保護膜の透湿性が高
ければ、高いほど乾燥は早くなり、生産性は向上する
が、高くなりすぎると、液晶表示装置の使用環境(高湿
下)により、水分が偏光膜中に入ることで偏光能が低下
する。従って、本発明の光学補償シートを偏光膜の保護
膜として用いる場合、光学補償シートの透湿性は100
乃至1000(g/m2 )/24hrsの範囲にあるこ
とが好ましく、300乃至700(g/m2 )/24h
rsの範囲にあることが更に好ましい。光学補償シート
の透湿性は、透明支持体(および重合性液晶化合物)の
厚み、自由体積、もしくは、親疎水性などにより決定さ
れる。
【0101】透明支持体の厚みは、セルロースアセテー
トフイルムを製膜する場合の、リップ流量とラインスピ
ード、あるいは、フィルムの延伸、圧縮により調整する
ことができる。使用する主素材にあわせてフイルムの厚
みを調整することにより、透湿性を好ましい範囲にする
ことができる。透明支持体の自由体積は、製膜の際の乾
燥温度と時間により調整することができる。この場合も
また、使用する主素材にあわせて自由体積を調整するこ
とにより、透湿性を好ましい範囲にすることができる。
透明支持体の親疎水性は、添加剤により調整することが
できる。自由体積中に親水性添加剤を添加することで透
湿性は高くなり、逆に疎水性添加剤を添加することで透
湿性を低くすることができる。光学補償シートの透湿性
を調整することにより、光学補償能を有する偏光板を安
価に高い生産性で製造することが可能となる。
【0102】[液晶表示装置]本発明の液晶表示装置の
代表的構成例を図3に示す。図3において、透明電極を
備えた一対の基板とその基板間に封入されたねじれ配向
したネマチック液晶とからなる液晶セルTNC、液晶セ
ルの両側に設けられた一対の偏光板A、B、液晶セルと
偏光板との間に配置された光学補償シートRF1 、RF
2 及びバックライトBLが、組み合わされて液晶表示装
置を構成している。光学補償シートは一方のみ配置して
も良い(即ち、RF1 またはRF2 )。R1 は光学補償
シートRF1 の、正面から見た場合のラビング方向を示
し、R2 は光学補償シートRF2のラビング方向を示
す。液晶セルTNCの実線の矢印は、液晶セルの偏光板
B側の基板のラビング方向を表わし、液晶セルTNCの
点線の矢印は、液晶セルの偏光板A側の基板のラビング
方向を表わす。PA及びPBは、それぞれ偏光板A、B
の偏光軸を表わす。
【0103】本発明の液晶表示装置においては、光学補
償シートと液晶セルは下記のように配置されることが好
ましい。図4は、レターデーションの最小値の方向と液
晶セルの基板のラビング方向との関係を示す図である。
一対の偏光板63a、63bが、液晶セル61の両側に
配置され、そして光学補償シート62が偏光板63aと
液晶セル61との間に配置されている。光学補償シート
は、一般に、光学異方層が液晶セルの表面と接するよう
に配置される。62Mは、光学補償シート62のレター
デーションの絶対値の最小値の方向を液晶セル上に正投
影した時の方向である。この方向は、一般に光学補償シ
ートの配向膜のラビング方向に対応する。61Raは、
液晶セル61の上側基板のラビング方向を表わし、61
Rbは、液晶セル61の下側基板のラビング方向を表わ
す。
【0104】レターデーションの絶対値の最小値の方向
を液晶セル上に正投影した時の方向62Mと液晶セルの
上側基板のラビング方向61Raとのなす角(α)は、
90〜270度の範囲にあることが好ましい。即ち、上
記角(α)は、図5のように定義することができる。図
5は、図4をz軸方向から見た時に得られる図である。
図5において、61Ra、61Rb及び62Mは、図4
におけると同義である。角(α)は、レターデーション
の最小値を示す正投影方向62Mと上側基板のラビング
方向61Raとの角度を示す。この配置は、光学補償シ
ートを2枚使用する場合にも適用することができる。1
枚の光学補償シートを使用する場合、レターデーション
の最小値を示す正投影方向62Mは、主視角方向である
こと(シートをセルの上側に設けた場合)、または反視
角方向であること(シートをセルの下側に設けた場合)
が好ましい。主視角方向とは、液晶セル中の液晶分子の
平均のツイスト方向であり、従ってTN液晶分子を図4
のz軸の方向からみて反時計方向に90度ねじられた場
合に、x軸のマイナス方向である。反視角方向とは、主
視角方向と反対の方向である。
【0105】本発明の液晶表示装置においては、図6に
示すように、一対の光学補償シートが液晶セルの両側に
設けられることが好ましい。図6では、一対の偏光板8
3a、83bが、液晶セル81の両側に配置され、そし
て光学補償シート82aが偏光板83aと液晶セル81
との間に配置され、かつ光学補償シート82bが偏光板
83bと液晶セル81との間に配置されている。82M
aは、光学補償シート82aのレターデーションの絶対
値の最小値の方向を液晶セル上に正投影した時の方向で
あり、82Mbは、光学補償シート82bのレターデー
ションの絶対値の最小値の方向を液晶セル上に正投影し
た時の方向である。81Raは、液晶セル81の上側基
板のラビング方向を表わし、81Rbは、液晶セル81
の下側基板のラビング方向を表わす。84は光源を表わ
す。
【0106】レターデーションの絶対値の最小値の方向
を液晶セル上に正投影した時の方向82Maと液晶セル
の上側基板のラビング方向81Raとのなす角(α1)
及び82Mbと81Rbとなす角(α2)は、135〜
225度の範囲にあることが好ましい。即ち、上記角
(α1とα2)は、図7のように定義することができ
る。図7は、図6をz軸方向から見た時に得られる図で
ある。図7において、81Ra、81Rb、82Ma及
び82Mbは、図6におけると同義である。角(α1)
は、レターデーションの最小値を示す正投影方向82M
aと上側基板のラビング方向81Raとの角度であり、
角(α2)は、レターデーションの最小値を示す正投影
方向82Mbと下側基板のラビング方向81Rbとの角
度である。レターデーションの最小値を示す正投影方向
82Maと82Mbとのなす角(β1)は、90〜18
0度の範囲が好ましい。
【0107】本発明の液晶表示装置においては、図8に
示すように、2枚の光学補償シートを液晶セルの一方の
側に設けても良い。図8では、一対の偏光板103a、
103bが、液晶セル101の両側に配置され、そして
光学補償シート102a、102bが、偏光板103a
と液晶セル101との間に配置されている。102Ma
は、光学補償シート102aのレターデーションの絶対
値の最小値の方向を液晶セル上に正投影した時の方向で
あり、102Mbは、光学補償シート102bのレター
デーションの絶対値の最小値の方向を液晶セル上に正投
影した時の方向である。101Raは、液晶セル101
の上側基板のラビング方向を表わし、101Rbは、液
晶セル101の下側基板のラビング方向を表わす。10
4は光源を表わす。
【0108】レターデーションの絶対値の最小値の方向
を液晶セル上に正投影した時の方向102Maと液晶セ
ルの上側基板のラビング方向101Raとのなす角(α
3)135〜225度の範囲にあることが好ましく、1
02Mbと101Rbとなす角(α4)は、−45〜4
5度の範囲にあることが好ましい。即ち、上記角(α3
とα4)は、図9のように定義することができる。図9
は、図8をz軸方向から見た時に得られる図である。図
9において、101Ra、101Rb、102Ma及び
102Mbは、図8におけると同義である。角(α3)
は、レターデーションの最小値を示す正投影方向102
Maと上側基板のラビング方向101Raとの角度であ
り、角(α4)は、レターデーションの最小値を示す正
投影方向102Mbと下側基板のラビング方向101R
bとの角度である。レターデーションの最小値を示す正
投影方向102Maと102Mbとのなす角(β1)
は、0〜120度の範囲が好ましい。
【0109】上記レターデーションの最小値の方向と液
晶セルの基板のラビング方向との関係は、カラー液晶表
示装置にも適用することができる。本発明のカラー液晶
表示装置の代表的構成例を図10に示す。図10におい
て、対向透明電極122とカラーフィルタ125を備え
たガラス基板124a、画素電極123とTFT126
を備えたガラス基板124b、この2枚の基板間に封入
されたねじれ配向したネマチック液晶121とからなる
液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の偏光板1
28a、128b、及び液晶セルと偏光板との間に配置
された一対の光学補償シート127a、127bが、組
み合わせられてカラー液晶表示装置を構成している。光
学補償シートは一方のみ配置しても良い(即ち、127
aまたは127b)。
【0110】本発明のカラー液晶表示装置に用いるカラ
ーフィルターとしては、色純度、寸法精度、さらには耐
熱性の高いものであればどのようなものでも使用するこ
とができる。好ましい例としては、染色フィルター、印
刷フィルター、電着フィルターあるいは顔料分散フィル
タ等を挙げることができる。これらは、小林駿介編著
「カラー液晶デスプレイ」(産業図書、172〜173
頁、237〜251頁)、あるいは日経マイクロデバイ
ス編「フラットパネル・ディスプレイ1994」(日経
BP社、216頁)等に記載されている。例えば、染色
フィルターは、ゼラチンやカゼイン、PVA等の基質に
重クロム酸塩を加えて感光性を付与し、ファトリソグラ
ッフィー法によってパターンニングした後、染色して得
ることができる。
【0111】また本発明の(カラー)液晶表示装置に用
いる液晶としては、例えば日本学術振興会第142委員
会編「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、
107頁〜213頁)記載のネマティック液晶が好まし
い。液晶セルはTNモードおよびOCBモードである事
が好ましく、TNモードの場合、この液晶分子の長軸
は、液晶セルの上下基板間でほぼ90℃ツイスト配向し
たものであるので、入射した直線偏光は印加電界がない
場合には、液晶セルの旋光性によって90℃偏光方向を
変えて液晶セルから出射することになる。しきい値以上
の充分高い電界を印加した時には、液晶分子の長軸が電
界方向に向きを変え、電極面に垂直に並ぶため、旋光性
は殆ど消失する。したがって、この旋光の効果を充分に
発揮させるためには、ツイスト角は70〜100℃が好
ましく、80℃〜90℃がさらに好ましい。
【0112】この電界による液晶分子の配列の欠陥(デ
ィスクリネーション)を少なくするため、液晶分子にあ
らかじめプレチルト角を与えておくことが好ましい。プ
レチルト角は5℃以下が好ましく、さらに、2℃〜4℃
が好ましい。上記ツイスト角、プレチルト角について
は、岡野光治、小林駿介共編「液晶応用編」(培風館、
16頁〜28頁)に記載されている。またOCBモード
の場合、OCBモードの液晶セルは、棒状液晶性分子を
液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的
に)配向させるベンド配向モードの液晶セルを用いた液
晶表示装置であり、米国特許4583825号、同54
10422号の各明細書に開示されている。棒状液晶性
分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向している
ため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機
能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Opt
ically Compensatory Bend)液晶モードとも呼ばれる。
ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いと
の利点がある。
【0113】さらに液晶セルの屈折率異方性△nと、液
晶セルにおける液晶層の厚みdとの積(△n・d)の値
は、例えば日本学術振興会第142委員会編「液晶デバ
イスハンドブック」(日刊工業新聞社、329頁〜33
7頁)に記載されているように、dが大きくなればコン
トラストは改良されるものの、応答速度が遅く、また視
野角も小さくなるため、0.3〜1.0μmの範囲が好
ましく、0.3〜0.6μmの範囲がより好ましい。
【0114】本発明のカラー液晶表示装置に印加される
信号は、例えば日本学術振興会第142委員会編「液晶
デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、387頁〜
465頁)、あるいは岡野光治、小林駿介共編「液晶
応用編」(倍風館、85頁〜105頁)等に記載されて
いるように、5Hz〜100Hzの交流で、電圧は20
V以下、好ましくは8V以下の信号である。たとえばノ
ーマリーホワイトモードでは、印加電圧が0〜1.5V
で明表示、1.5V〜3.0Vで中間調表示、3.0V
以上で暗表示を行なうことが一般的である。
【0115】本発明のカラー液晶表示装置及び液晶表示
装置で使用することができる偏光板の材料は特に限定さ
れることはなく、どのような材料でも使用することがで
きる。一般に、偏光板は、偏光子とその両側に設けられ
た保護フイルムとからなる。偏光子は、例えば、延伸ポ
リビニルアルコール等の親水性ポリマーにヨウ素または
染料で処理して得られる
【0116】以上の液晶表示装置の説明では、市販の偏
光板と液晶セルの間に光学補償シートを配置する例を示
した。光学補償シートと偏光膜とを積層させた本発明の
偏光板を、上記の液晶表示装置の市販の偏光板と光学補
償シートの代わりに用いることができる。この場合液晶
表示装置の構成要素(上記の例では、液晶セルと偏光板
の偏光膜との間にある保護膜)を減らすことができ、液
晶表示装置の厚さを薄くでき、そして製造コストも下げ
ることができる。
【0117】
【実施例】[実施例1]下記の組成物をミキシングタン
クに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、
セルロースアセテート溶液を調製した。
【0118】 ──────────────────────────────────── セルロースアセテート溶液組成 ──────────────────────────────────── 酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部 トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部 メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 メタノール(第2溶媒) 54質量部 1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部 ────────────────────────────────────
【0119】別のミキシングタンクに、下記のレターデ
ーション上昇剤16質量部、メチレンクロライド80質
量部およびメタノール20質量部を投入し、加熱しなが
ら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液474質量部にレターデーシ
ョン上昇剤溶液25質量部を混合し、充分に攪拌してド
ープを調製した。レターデーション上昇剤の添加量は、
セルロースアセテート100質量部に対して、3.5質
量部であった。
【0120】
【化17】
【0121】得られたドープを、バンド流延機を用いて
流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってか
ら、60℃の乾燥風で1分乾燥し、剥ぎ取った後、14
0℃の乾燥風で10分乾燥して、残留溶剤量が0.3質
量%のセルロースアセテートフイルム(厚さ:50μ
m)を製造した。作製したセルロースアセテートフイル
ム(CAF−01)について、エリプソメーター(M−
150、日本分光(株)製)を用いて、波長550nm
におけるReレターデーション値およびRthレターデー
ション値を測定した。結果を第1表に示す。作製したセ
ルロースアセテートフイルムを2.0Nの水酸化カリウ
ム溶液(25℃)に2分間浸漬した後、硫酸で中和し、
純水で水洗、乾燥した。このセルロースアセテートフイ
ルムの表面エネルギーを接触角法により求めたところ、
63mN/mであった。このセルロースアセテートフイ
ルム上に、下記の組成の塗布液を#16のワイヤーバー
コーターで28ml/m2 塗布した。60℃の温風で6
0秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。次に、
セルロースアセテートフイルムの長手方向と平行な方向
に、形成した膜にラビング処理を実施した。
【0122】 ──────────────────────────────────── 配向膜塗布液組成 ──────────────────────────────────── 下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部 水 371質量部 メタノール 119質量部 グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部 ────────────────────────────────────
【0123】
【化18】
【0124】(光学異方層の形成)配向膜上に、下記の
円盤状(ディスコティック)液晶性化合物41.01
g、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパント
リアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)
4.06g、セルロースアセテートブチレート(CAB
551−0.2、イーストマンケミカル社製)0.90
g、セルロースアセテートブチレート(CAB531−
1、イーストマンケミカル社製)0.23g、光重合開
始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.
35g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬
(株)製)0.45gを、102gのメチルエチルケト
ンに溶解した塗布液を、#3.6のワイヤーバーで塗布
した。これを130℃の恒温ゾーンで2分間加熱し、円
盤状化合物を配向させた。次に、60℃の雰囲気下で1
20W/cm高圧水銀灯を用いて、5秒間UV照射し円
盤状化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。
このようにして、光学異方層を形成し、光学補償シート
(KH−01)を作製した。波長546nmで測定した
光学異方層のReレターデーション値は43nmであっ
た。また、円盤面と透明支持体面(セルロースアセテー
トフイルム面)との間の角度(傾斜角)は平均で42゜
であった。
【0125】
【化19】
【0126】得られた本発明の光学補償シート(KH−
01)をミクロトームを用いてラビング方向で深さに沿
って切断し、極めて薄いフイルム(サンプル)を作製し
た。このサンプルをOsO4 の雰囲気中に48時間放置
して、染色した。得られた染色フイルムを、透過型電子
顕微鏡(TEM)によって観察し、その顕微鏡写真を得
た。染色フイルムでは、円盤状(液晶性)化合物のアク
リロイル基が染色され、写真の像として認められた。こ
の写真から、光学異方層のディスコティック化合物は透
明支持体の表面から傾いており、かつその傾斜角が、光
学異方層の底部から深さ方向の距離の増加と共に、5〜
75度にかけて連続的増加していることが認められた。
【0127】[実施例2]まず下記の組成のセルロース
トリアセテート溶液を調整する。下記の溶媒を予め混合
した溶液に、よく攪拌しつつセルローストリアセテート
粉体(平均サイズ:2mm)を徐々に添加した。添加
後、室温(25℃)にて3時間放置した。得られた不均
一なゲル状溶液を、−70℃にて6時間冷却した後、5
0℃に加温し攪拌してセルローストリアセテート溶液を
得た。 ──────────────────────────────────── セルローストリアセテート溶液組成 ──────────────────────────────────── セルローストリアセテート(平均酢化度60.5%、粘度平均重合度300) 20質量部 酢酸メチル 48質量部 シクロヘキサノン 20質量部 メタノール 5質量部 エタノール 5質量部 トリフェニルフォスフェート/ビフェニルジフェニルフォスフェート(質量比 :1/2) 2質量部 シリカ(粒径20nm) 0.1質量部 2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ− tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン 0.2質量部 ────────────────────────────────────
【0128】別のミキシングタンクに、実施例1で用い
たレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロラ
イド80質量部およびメタノール20質量部を投入し、
加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を
調製した。セルロースアセテート溶液474質量部にレ
ターデーション上昇剤溶液25質量部を混合し、充分に
攪拌してドープを調製した。レターデーション上昇剤の
添加量は、セルロースアセテート100質量部に対し
て、3.5質量部であった。次に得られたドープを50
℃にて、絶対濾過精度0.01mmの濾紙(東洋濾紙
(株)製、#63)でろ過しさらに絶対濾過精度0.0
025mmの濾紙(ポール社製、FH025)にて濾過
した。
【0129】得られたドープを、バンド流延機を用いて
流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってか
ら、60℃の乾燥風で1分乾燥し、剥ぎ取った後、14
0℃の乾燥風で10分乾燥して、残留溶剤量が0.3質
量%のセルロースアセテートフイルム(厚さ:70μ
m)を製造した。作製したセルロースアセテートフイル
ム(CAF−02)について、エリプソメーター(M−
150、日本分光(株)製)を用いて、波長550nm
におけるReレターデーション値およびRthレターデー
ション値を測定した。結果を第1表に示す。作製したセ
ルロースアセテートフイルムを1.5Nの水酸化カリウ
ム溶液(25℃)に30秒間浸漬した後、純水で水洗、
乾燥した。このセルロースアセテートフイルムの表面エ
ネルギーを接触角法により求めたところ、58mN/m
であった。このセルロースアセテートフイルム上に、実
施例1と同様にして配向膜を設け、さらに下記組成の塗
布液を用いること以外は実施例1と同様にして光学異方
層を設けて、光学補償シート(KH−02)を作製し
た。
【0130】 ──────────────────────────────────── 光学異方層塗布液組成 ──────────────────────────────────── 実施例1で用いた円盤状液晶性化合物 36.00質量部 エチレンオキサイド変性アクリレート(M101) 9.00質量部 セルロースアセテートブチレート(CAB551−0.2) 0.90質量部 セルロースアセテートブチレート(CAB531−1.0) 0.23質量部 光重合開始剤(イルガキュアー907) 1.35質量部 増感剤(カヤキュアーDETX) 0.45質量部 メチルエチルケトン 102.00質量部 ────────────────────────────────────
【0131】また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡
により光学異方層の観察を行ったところ、光学異方層の
ディスコティック化合物は透明支持体の表面から傾いて
おり、かつその傾斜角が、光学異方層の底部から深さ方
向の距離の増加と共に、20〜50度にかけて連続的増
加していることが認められた。
【0132】[実施例3]下記の組成の内層用セルロー
スアセテート溶液(ドープ)を調整する。ドープの調整
は、以下のように行った。始めに下記の溶媒を予め混合
した溶液に、よく攪拌しつつセルローストリアセテート
粉体(平均サイズ2mm)を徐々に添加した。得られた
溶液を、室温(25℃)にて3時間放置した。次いでこ
の不均一なゲル状溶液を、ステンレス製密閉容器にて1
MPa、180℃で5分間加熱した後、50℃の水浴中
に容器ごと投入し冷却し、50℃の溶液を得た。次に5
0℃にて、得られた溶液を、絶対濾過精度0.01mm
の濾紙(#63、東洋濾紙(株)製)にて濾過した。こ
のようにして内層用セルロースアセテート溶液(内層用
ドープ)を調整した。45℃におけるドープの粘度は、
160Pa・Sであった。
【0133】 ──────────────────────────────────── 内層用セルロースアセテート溶液組成 ──────────────────────────────────── 酢化度59.5%のセルローストリアセテート 20質量部 ソルビトールヘキサアセテート 2質量部 酢酸メチル 48質量部 シクロヘキサノン 20質量部 メタノール 5質量部 エタノール 5質量部 シリカ(粒径20nm) 0.1質量部 2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ− tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン 0.2質量部 ────────────────────────────────────
【0134】組成を下記とし、溶液の濾過に絶対濾過精
度0.0025mmの濾紙(FH025、ポール社製)
を用いる以外は内層用セルロースアセテート溶液と同様
にして、表面層用セルロースアセテート溶液(表面層用
ドープ)を調整した。45℃におけるドープの粘度は、
110Pa・Sであった。
【0135】 ──────────────────────────────────── 表面層用セルロースアセテート溶液組成 ──────────────────────────────────── 酢化度59.5%のセルローストリアセテート 19質量部 ソルビトールヘキサアセテート 2質量部 酢酸メチル 49質量部 シクロヘキサノン 20質量部 メタノール 5質量部 エタノール 5質量部 シリカ(粒径20nm) 0.1質量部 2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ− tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン 0.2質量部 ────────────────────────────────────
【0136】別のミキシングタンクに、実施例1で用い
たレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロラ
イド80質量部およびメタノール20質量部を投入し、
加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を
調製した。
【0137】内層用セルロースアセテート溶液474質
量部にレターデーション上昇剤溶液25質量部を混合
し、充分に攪拌してドープを調製した。レターデーショ
ン上昇剤の添加量は、セルロースアセテート100質量
部に対して、3.6質量部であった。表面層用セルロー
スアセテート溶液474質量部にレターデーション上昇
剤溶液25質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調
製した。レターデーション上昇剤の添加量は、セルロー
スアセテート100質量部に対して、3.8質量部であ
った。
【0138】三層共流延ダイを用いて、内層用ドープが
内側に、表面層用ドープが内層用ドープの両外側になる
ように設定した。この三層のドープを金属支持体上に同
時に吐出させて重層流延した後、流延膜を支持体から剥
ぎ取り、乾燥して、三層構造のセルロースアセテートフ
イルム(内層の厚さ:80μm、各表面層の厚さ:10
μm)を製造した。乾燥は、流延したドープを70℃で
3分、130℃で5分した後、金属支持体からフイルム
を剥ぎ取り、そして160℃、30分で乾燥して溶剤を
蒸発させた。乾燥後のフィルムの残留溶剤量は0.3質
量%であった。
【0139】作製したセルロースアセテートフイルム
(CAF−03)について、エリプソメーター(M−1
50、日本分光(株)製)を用いて、波長550nmに
おけるReレターデーション値およびRthレターデーシ
ョン値を測定した。結果を第1表に示す。作製したセル
ロースアセテートフイルムを1.5Nの水酸化ナトリウ
ム溶液(25℃)に30秒間浸漬した後、純水で水洗、
乾燥した。このセルロースアセテートフイルムの表面エ
ネルギーを接触角法により求めたところ、55mN/m
であった。このセルロースアセテートフイルム上に、実
施例1と同様にして配向膜を設け、さらに下記組成の塗
布液を用いること以外は実施例1と同様にして光学異方
層を設けて、光学補償シート(KH−03)を作製し
た。
【0140】 ──────────────────────────────────── 光学異方層塗布液組成 ──────────────────────────────────── 実施例1で用いた円盤状液晶性化合物 45.00質量部 セルロースアセテートブチレート(CAB551−0.2) 0.90質量部 セルロースアセテートブチレート(CAB531−1.0) 0.23質量部 光重合開始剤(イルガキュアー907) 1.35質量部 増感剤(カヤキュアーDETX) 0.45質量部 メチルエチルケトン 102.00質量部 ────────────────────────────────────
【0141】このようにして得られた本発明の光学補償
シート(KH−03)について、ラビング軸を含み光学
補償シート面に垂直な面において、あらゆる方向からの
Reレターデション値をエリプソメーター(AEP−1
00;島津製作所製)で測定し、更に、測定部分のディ
スコティック化合物を除去した後の支持体の光学特性を
同様に測定した。これらの測定により、光学異方層の光
学特性(Reと測定角の関係)は、図11に示すように
なった。図11の結果をシュミレートしたところ、得ら
れた光学異方層は負の複屈折を有し、そしてディスコテ
ィック化合物の面が支持体表面から傾いており、その傾
き(チルト角)が20度から40度まで連続的に変化し
ていることがわかった。
【0142】
【表1】 第1表 ──────────────────────────────────── フイルム Re Rth ──────────────────────────────────── 実施例1 CAF−01 7nm 80nm 実施例2 CAF−02 5nm 75nm 実施例3 CAF−03 12nm 100nm ────────────────────────────────────
【0143】(光学補償シートの評価)実施例1〜3で
得られた光学補償シートについて光学特性、および面状
を下記のように評価した。結果は第2表に示す。 (1)光学特性 実施例1〜3の光学補償シートについて、ラビング軸を
含み光学補償シート面に垂直な面において、あらゆる方
向からのReレターデション値をエリプソメーター(A
EP−100;島津製作所製)で測定し、Reレターデ
ーション値が最小となる方向を求めた。結果を第2表に
示す。また、実施例中で測定したディスコティック化合
物の面と支持体表面との傾斜角の変化を第2表に記載す
る。 (2)フイルム面状 フイルムを目視で観察し、その面状を以下の如く評価し
た。 A:フイルム表面は平滑である。 B:フイルム表面は平滑であるが、少し異物が見られ
る。 C:フイルム表面に弱い凹凸が見られ、異物の存在がは
っきり観察される。 D:フイルムに凹凸が見られ、異物が多数見られる。
【0144】
【表2】 第2表 ──────────────────────────────────── シート 傾斜角 Re最小方向 No. 変化(度) 角度(度) 面状 ──────────────────────────────────── 実施例1 KH−01 5−75 30 C 実施例2 KH−02 20−50 35 A 実施例3 KH−03 20−40 40 A ────────────────────────────────────
【0145】[実施例4]延伸したポリビニルアルコー
ルフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。偏
光膜の片側に、実施例1で作成した光学補償シート(K
H−01)を透明支持体(CAF―01)が偏光膜側と
なるように、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼
り付けた。偏光膜の反対側に、市販のセルローストリア
セテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真
フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルア
ルコール系接着剤を用いて貼り付けた。偏光膜の透過軸
と光学補償シート(KH−01)の遅相軸とは平行にな
るように配置した。このようにして偏光板を作製した。
【0146】[実施例5]延伸したポリビニルアルコー
ルフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。偏
光膜の片側に、実施例2で作成した光学補償シート(K
H−02)を透明支持体(CAF―02)が偏光膜側と
なるように、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼
り付けた。偏光膜の反対側に、市販のセルローストリア
セテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真
フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルア
ルコール系接着剤を用いて貼り付けた。偏光膜の透過軸
と光学補償シート(KH−02)の遅相軸とは平行にな
るように配置した。このようにして偏光板を作製した。
【0147】[実施例6]延伸したポリビニルアルコー
ルフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。偏
光膜の片側に、実施例3で作成した光学補償シート(K
H−03)を透明支持体(CAF―03)が偏光膜側と
なるように、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼
り付けた。偏光膜の反対側に、市販のセルローストリア
セテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真
フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルア
ルコール系接着剤を用いて貼り付けた。偏光膜の透過軸
と光学補償シート(KH−03)の遅相軸とは平行にな
るように配置した。このようにして偏光板を作製した。
【0148】[実施例7]TN型液晶セルを使用した液
晶表示装置(6E−A3、シャープ(株)製)に設けら
れている一対の偏光板を剥がし、代わりに実施例4で作
製した偏光板を、光学補償シート(KH−01)が液晶
セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバ
ックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板
の透過軸と、バックライト側の偏光板の透過軸とが直交
するように配置した。作製した液晶表示装置について、
測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を
用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段
階で視野角を測定した。結果を第3表に示す。
【0149】[実施例8]TN型液晶セルを使用した液
晶表示装置(6E−A3、シャープ(株)製)に設けら
れている一対の偏光板を剥がし、代わりに実施例5で作
製した偏光板を、光学補償シート(KH−02)が液晶
セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバ
ックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板
の透過軸と、バックライト側の偏光板の透過軸とが直交
するように配置した。作製した液晶表示装置について、
測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を
用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段
階で視野角を測定した。結果を第3表に示す。
【0150】[実施例9]TN型液晶セルを使用した液
晶表示装置(6E−A3、シャープ(株)製)に設けら
れている一対の偏光板を剥がし、代わりに実施例6で作
製した偏光板を、光学補償シート(KH−03)が液晶
セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバ
ックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板
の透過軸と、バックライト側の偏光板の透過軸とが直交
するように配置した。作製した液晶表示装置について、
測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を
用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段
階で視野角を測定した。結果を第3表に示す。
【0151】[比較例2]TN型液晶セルを使用した液
晶表示装置(6E−A3、シャープ(株)製)につい
て、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社
製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)まで
の8段階で視野角を測定した。結果を第3表に示す。
【0152】
【表3】 第3表 ──────────────────────────────────── 液晶 視野角(コントラスト比≧10で階調反転のない範囲) 表示装置 上 下 左右 ──────────────────────────────────── 実施例7 70゜ 45゜ 160゜ 実施例8 75゜ 45゜ 160゜ 実施例9 30゜ 55゜ 120゜ 比較例2 15゜ 25゜ 37゜ ──────────────────────────────────── (註)黒側の階調反転:L1とL2との間の反転
【0153】[実施例10]下記の組成物をミキシング
タンクに投入し、各成分を冷却溶解(−70℃)し、セ
ルロースアセテート溶液を調整した。
【0154】 ──────────────────────────────────── セルローストリアセテート(置換度2.82、粘度平均重合度320、含水率0 .4質量%、メチレンクロライド溶液中6質量%の粘度305mPa・s、平均 粒子径1.5mmであって標準偏差0.5mmである粉体) 20質量部 酢酸メチル 58質量部 アセトン 5質量部 メタノール 5質量部 エタノール 5質量部 ブタノール 5質量部 可塑剤A(ジトリメチロールプロパンテトラアセテート) 1.2質量部 可塑剤B(トリフェニルフォスフェート) 1.2質量部 UV剤a (2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ− tert−ブチルアニリノ)−1,3,5トリアジン) 0.2質量部 UV剤b (2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5− クロルベンゾトリアゾール) 0.2質量部 UV剤c (2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−アミルフェニル)−5− クロルベンゾトリアゾール) 0.2質量部 C1225OCH2CH2O−P(=O)−(OK)2 (剥離剤) 0.02質量部 クエン酸(剥離剤) 0.02質量部 微粒子(シリカ(粒径20nm)、モース硬度 約7) 0.05質量部 ────────────────────────────────────
【0155】なお、ここで使用したセルローストリアセ
テートは、酢化度60.9%、残存酢酸量が0.01質
量%以下であり、Caが0.05質量%、Mgは0.0
07質量%であり、さらにFeは5ppmであった。ま
た6位アセチル基は0.95であり全アセチル中の3
2.2%であった。また、アセトン抽出分は11質量
%、重量平均分子量と数平均分子量の比は0.5であ
り、分布の均一なものであった。また、イエローネスイ
ンデックスは0.3であり、ヘイズは0.08、透明度
は93.5%であり、Tgは160℃、結晶化発熱量は
6.2J/gであった。実施例1と同様にして、レター
デーション上昇剤がセルロースアセテート100質量部
に対して、4.0質量部となるように調整し、セルロー
スアセテートフイルム(CAF−04)を作製した。以
降、表面処理(鹸化)、配向膜、光学異方層は実施例1
と全く同じ方法で光学補償シート(KH−04)を作製
した。作製したセルロースアセテートフイルム(CAF
−04)について、光学特性を測定した。結果は第4表
に示す。
【0156】
【表4】 第4表 ──────────────────────────────────── フイルム レターデーション上昇剤 Re Rth ──────────────────────────────────── 実施例10 CAF−04 4.0質量部 5nm 85nm ────────────────────────────────────
【0157】(光学補償シートの評価)実施例10で得
られた光学補償シートについて、実施例1〜3と同様に
して光学特性および面状を評価した。結果は第5表に示
す。
【0158】
【表5】 第5表 ──────────────────────────────────── シート 傾斜角 Re最小方向 No. 変化(度) 角度(度) 面状 ──────────────────────────────────── 実施例10 KH−04 5−75 30 A ────────────────────────────────────
【0159】[実施例11]実施例10で作製した光学
補償シート(KH−04)を用いること以外は実施例4
と同様にして偏光板を作製した。
【0160】[実施例12]実施例11で作製した偏光
板を用いること以外は実施例7と同様にして液晶表示装
置を作製した。作製した液晶表示装置について、測定機
(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用い
て、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で
視野角を測定した。結果を第6表に示す。
【0161】
【表6】 第6表 ──────────────────────────────────── 液晶 視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲) 表示装置 上 下 左右 ──────────────────────────────────── 実施例12 78゜ 43゜ 160゜ ──────────────────────────────────── (註)黒側の階調反転:L1とL2との間の反転
【0162】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の光学異方層の代表的構造を示
す図である。
【図2】図2は、液晶表示装置の液晶層の代表的構造を
示す図である。
【図3】図3は、本発明の液晶表示装置の代表的構造を
示す図である。
【図4】図4は、光学補償シートを用いた液晶表示装置
におけるレターデーションの最小値の方向と液晶セルの
基板のラビング方向との関係を示す図である。
【図5】図5は、図4をz軸方向から見たときに得られ
る図である。
【図6】図6は、一対の光学補償シートを用いた液晶表
示装置におけるレターデーションの最小値の方向と液晶
セルの基板のラビング方向との関係を示す図である。
【図7】図7は、図6をz軸方向から見たときに得られ
る図である。
【図8】図8は、2枚積層した光学補償シートを用いた
液晶表示装置におけるレターデーションの最小値の方向
と液晶セルの基板のラビング方向との関係を示す図であ
る。
【図9】図9は、図8をz軸方向から見たときに得られ
る図である。
【図10】図10は、本発明のカラー液晶表示装置の代
表的な構造を示す図である。
【図11】図11は、本発明の光学補償シート(KH−
03)の光学異方層のReと視野角の関係を示すグラフ
である。
【符号の説明】
21、41 透明支持体 22、42 配向膜 23、43 光学異方層 23a、23b、23c 液晶性ディスコティック化合
物 Pa、Pb、Pc ディスコティック構造単位の面 21a、21b、21c 透明支持体21の面に平行な
面 θa、θb、θc 傾斜角 24 透明支持体の法線 31a、31b 基板 33 TN液晶分子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 1/13363 1/13363 Fターム(参考) 2H049 BA02 BA06 BA42 BB03 BB33 BB49 BC04 BC09 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FB02 FB12 GA13 KA10 LA04 LA11 4F006 AA02 AB64 BA00 DA04 4F071 AA09 AC10 AC12 AF29Y AF31Y BB02 BC01 4J002 AB021 EH126 EL076 EQ016 EU026

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明支持体及びその上に設けられた光学
    異方層からなり、透明支持体の、下記式(I)により定
    義されるReレターデーション値が0乃至20nmの範
    囲にあり、下記式(II)により定義されるRthレターデ
    ーション値が70乃至400nmの範囲にあり、光学異
    方層がディスコティック構造単位を有する化合物からな
    る負の複屈折を有する層であり、そしてディスコティッ
    ク構造単位の円盤面が透明支持体面に対して傾いており
    且つディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面
    とのなす角度が光学異方層の深さ方向において変化して
    いることを特徴とする光学補償シート: (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d [式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率
    であり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率
    であり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であ
    り;そして、dは、透明支持体の厚さである]。
  2. 【請求項2】 前記の透明支持体が、酢化度が59.0
    乃至61.5%の範囲にあるセルロースアセテート、お
    よびセルロースアセテート100質量部に対して、少な
    くとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物を0.01
    乃至20質量部含むセルロースアセテートフイルムから
    なることを特徴とする請求項1に記載の光学補償シート
  3. 【請求項3】 前記のセルロースアセテートフイルム
    が、溶液製膜法により製膜されたフイルムであり、製膜
    に用いる溶媒が、炭素数3乃至12のエーテル、炭素数
    3乃至12のケトン、もしくは炭素数3乃至12のエス
    テルであることを特徴とする請求項2に記載の光学補償
    シート。
  4. 【請求項4】 前記セルロースアセテートフイルムが、
    6位水酸基の置換度が、2,3位に比べて多いセルロー
    スアセテートを主成分とする事を特徴とする請求項2も
    しくは3に記載の光学補償シート。
  5. 【請求項5】 前記のセルロースアセテートフイルム
    が、共流延法により製膜されたフイルムであることを特
    徴とする請求項2に記載の光学補償シート。
  6. 【請求項6】 前記の光学異方層と透明支持体との間
    に、配向膜が形成されていることを特徴とする請求項1
    に記載の光学補償シート。
  7. 【請求項7】 前記の配向膜がポリマーの硬化膜からな
    ることを特徴とする請求項6に記載の光学補償シート。
  8. 【請求項8】 偏光膜およびその両側に配置された二枚
    の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の一
    方が、酢化度が59.0乃至61.5%の範囲にあるセ
    ルロースアセテート、およびセルロースアセテート10
    0質量部に対して少なくとも二つの芳香族環を有する芳
    香族化合物を0.01乃至20質量部含セルロースアセ
    テートフイルムと、その上に設けられた光学異方層から
    なり、セルロースアセテートフイルムの、下記式(I)
    により定義されるReレターデーション値が0乃至20
    nmの範囲にあり、下記式(II)により定義されるRth
    レターデーション値が70乃至400nmの範囲にあ
    り、光学異方層がディスコティック構造単位を有する化
    合物からなる負の複屈折を有する層であり、そしてディ
    スコティック構造単位の円盤面がセルロースアセテート
    フイルム面に対して傾いており且つディスコティック構
    造単位の円盤面とセルロースアセテートフイルム面との
    なす角度が光学異方層の深さ方向において変化している
    ことを特徴とする偏光板: (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d [式中、nxは、フイルム面内の遅相軸方向の屈折率で
    あり;nyは、フイルム面内の進相軸方向の屈折率であ
    り;nzは、フイルムの厚み方向の屈折率であり;そし
    て、dは、フイルムの厚さである]。
  9. 【請求項9】 一対の透明電極付きの基板と、その基板
    間に封入されたねじれ配向したネマチック液晶とからな
    る液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の偏光
    板、及び液晶セルと偏光板との間に設けられた光学補償
    シートからなる液晶表示装置において、光学補償シート
    が透明支持体及びその上に設けられた光学異方層からな
    り、透明支持体の、下記式(I)により定義されるRe
    レターデーション値が0乃至20nmの範囲にあり、下
    記式(II)により定義されるRthレターデーション値が
    70乃至400nmの範囲にあり、光学異方層がディス
    コティック構造単位を有する化合物からなる負の複屈折
    を有する層であり、そしてディスコティック構造単位の
    円盤面が透明支持体面に対して傾いており且つディスコ
    ティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度
    が光学異方層の深さ方向において変化していることを特
    徴とする液晶表示装置: (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d [式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率
    であり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率
    であり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であ
    り;そして、dは、透明支持体の厚さである]。
  10. 【請求項10】 一対の透明電極付きの基板と、その基
    板間に封入されたねじれ配向したネマチック液晶とから
    なる液晶セル、液晶セルの両側に設けられた一対の偏光
    板からなり、偏光板が偏光膜およびその両側に配置され
    た二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置において、液
    晶セルと偏光膜との間に配置される二枚の透明保護膜の
    うちの少なくとも一方が、透明支持体及びその上に設け
    られた光学異方層からなり、透明支持体の、下記式
    (I)により定義されるReレターデーション値が0乃
    至20nmの範囲にあり、下記式(II)により定義され
    るRthレターデーション値が70乃至400nmの範囲
    にあり、光学異方層がディスコティック構造単位を有す
    る化合物からなる負の複屈折を有する層であり、そして
    ディスコティック構造単位の円盤面が透明支持体面に対
    して傾いており且つディスコティック構造単位の円盤面
    と透明支持体面とのなす角度が光学異方層の深さ方向に
    おいて変化していることを特徴とする液晶表示装置: (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d [式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率
    であり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率
    であり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であ
    り;そして、dは、透明支持体の厚さである]。
  11. 【請求項11】 透明電極、画素電極およびカラーフィ
    ルタを有する一対の基板と、その基板間に封入されたね
    じれ配向したネマチック液晶とからなる液晶セル、液晶
    セルの両側に設けられた一対の偏光板、及び液晶セルと
    偏光板との間に設けられた光学補償シートからなるカラ
    ー液晶表示装置において、光学補償シートが透明支持体
    及びその上に設けられた光学異方層からなり、透明支持
    体の、下記式(I)により定義されるReレターデーシ
    ョン値が0乃至20nmの範囲にあり、下記式(II)に
    より定義されるRthレターデーション値が70乃至40
    0nmの範囲にあり、そして光学異方層がディスコティ
    ック構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有す
    る層であり、ディスコティック構造単位の円盤面が透明
    支持体面に対して傾いており且つディスコティック構造
    単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が光学異方層
    の深さ方向において変化していることを特徴とする液晶
    表示装置: (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d [式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率
    であり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率
    であり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であ
    り;そして、dは、透明支持体の厚さである]。
  12. 【請求項12】 透明電極、画素電極およびカラーフィ
    ルタを有する一対の基板と、その基板間に封入されたね
    じれ配向したネマチック液晶とからなる液晶セル、液晶
    セルの両側に設けられた一対の偏光板からなり、偏光板
    が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜
    からなるカラー液晶表示装置において、液晶セルと偏光
    膜との間に配置される二枚の透明保護膜のうちの少なく
    とも一方が、透明支持体及びその上に設けられた光学異
    方層からなり、透明支持体の、下記式(I)により定義
    されるReレターデーション値が0乃至20nmの範囲
    にあり、下記式(II)により定義されるRthレターデー
    ション値が70乃至400nmの範囲にあり、そして光
    学異方層がディスコティック構造単位を有する化合物か
    らなる負の複屈折を有する層であり、ディスコティック
    構造単位の円盤面が透明支持体面に対して傾いており且
    つディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面と
    のなす角度が光学異方層の深さ方向において変化してい
    ることを特徴とする液晶表示装置: (I) Re=(nx−ny)×d (II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d [式中、nxは、透明支持体面内の遅相軸方向の屈折率
    であり;nyは、透明支持体面内の進相軸方向の屈折率
    であり;nzは、透明支持体の厚み方向の屈折率であ
    り;そして、dは、透明支持体の厚さである]。
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