JP2004029062A

JP2004029062A - 液晶組成物およびこれを用いた液晶位相差フィルム

Info

Publication number: JP2004029062A
Application number: JP2002180700A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanaka; 田中　興一
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】長期間にわたって一定の光学特性を維持できる液晶位相差フィルムを提供する。
【解決手段】１種以上の重合性液晶化合物と１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含む非液晶性の重合性化合物の混合物および重合開始剤からなり、重合性液晶性化合物と非液晶性の重合性化合物の混合物との混合比が前者が８５重量％以上９９重量％以下で後者が１重量％以上１５重量％以下である液晶位相差フィルム用組成物および、これを特定の方向に配向させて該配向状態を固定化させて得られる液晶位相差フィルム。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶化合物を用いた位相差フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相差フィルムは、例えば、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換する機能を有するフィルムであり、偏光フィルムと粘着剤などを用いて積層した形態で、主に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のコントラスト改善や、視野角特性の改善のために使用されている。この位相差フィルムは、従来、高分子フィルムを一軸または二軸延伸して作製されていたが、近年、重合性液晶化合物を特定の方向に配向させた後、重合等によって該配向状態を固定化させて作製する手法が開発されている。そのような例としては例えば、特表２０００−５１４２０２号や特開平１０−３１９４０８等が挙げられる。このような液晶化合物を用いてその配向を制御することにより、従来の延伸によって作製していた位相差フィルムでは実現することが困難な屈折率異方性を有する位相差フィルムを作製することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
位相差フィルムは、偏光フィルム等の他のフィルムとともにＬＣＤ等の画像表示装置に用いられるが、この画像表示装置が長期間、一定の表示機能を維持するためには使用される各フィルムにおいても長期間一定の特性を維持するための耐久性が要求される。この要求される耐久性とは、通常、高温乾熱雰囲気下または高湿熱雰囲気下に一定時間放置した後の光学特性（例えば、位相差フィルムであれば位相差値）が初期の光学特性をどの程度維持しているかどうかを調べる、いわゆる加速試験によって評価される。この温度、湿度、時間は、要求される耐久性によって異なるが、この耐久性を満足できなければ、例え、優れた初期光学特性をもつ位相差フィルムであっても、実際には使用することができない。特表２０００−５１４２０２号公報では反応性メソゲン化合物に２個または３個以上の重合性官能基を有する非メソゲン化合物を２０％までの量で含有することにより、ガラス転移温度や、熱および機械的安定性を変えることができると述べている。しかしながら、このような特性を変えることができるとしても、位相差フィルムとして実際に使用する上で重要な位相差値に対しては十分な耐久性を有してはいなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、１種以上の重合性液晶化合物と１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含む非液晶性の重合性化合物の混合物および重合開始剤からなる液晶性組成物を用い、この層を基板上に形成し、特定の方向に配向させた後、該配向状態を固定化させた位相差フィルムを用いることにより、位相差値の変化を十分に抑え、耐久性を大幅に向上させることができることを新規に見出した。すなわち、本発明は、
（１）１種以上の重合性液晶化合物と１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含む非液晶性の重合性化合物の混合物および重合開始剤を含有し、重合性液晶性化合物と非液晶性の重合性化合物の混合物との混合比が前者が８５重量％以上９９重量％以下で後者が１重量％以上１５重量％以下である液晶位相差フィルム用組成物、
（２）非液晶性の重合性化合物の混合物が１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物と１種以上の一分子内に６個未満の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物からなり、前者が５０重量％以上、後者が５０重量％未満であることを特徴とする（１）に記載の液晶位相差フィルム用組成物、
（３）（１）または（２）のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルム用組成物からなる層を、該組成物層が特定の方向に配向させることができるように処理された基板上に形成し、特定の方向に配向させた後、重合により該配向状態を固定化させて得られる液晶位相差フィルム、
（４）液晶位相差フィルムの初期のある波長における位相差値をＲｒｅｆ、温度８５℃の乾熱雰囲気下で２４時間放置後の該組成物層の該放置前と同じ波長における位相差値をＲｄｕｒとしたとき、位相差値の変化率Ｒｃが下記式［１］を満たすことを特徴とする（３）に記載の液晶位相差フィルム、
｜（Ｒｒｅｆ−Ｒｄｕｒ）／Ｒｒｅｆ｜＝Ｒｃ≦０．１０　［１］
（５）（３）または（４）のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルムと他の位相差フィルムとを積層してなる積層位相差フィルム、
（６）（３）または（５）のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルムまたは積層位相差フィルムと偏光フィルムを積層してなる積層偏光フィルム、
（７）（３）ないし（６）のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルムまたは積層位相差フィルムまたは積層偏光フィルムを有する画像表示装置、
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる液晶位相差フィルム用組成物を構成する重合性液晶化合物とは、（メタ）アクリロイル基やエポキシ基といった重合可能な置換基を有し、ある温度範囲で液晶性を示し、重合開始剤の存在下で重合することが可能な化合物である。そのような化合物としては、例えば、特表２０００−５１４２０２号や、特開２００２−６９４５０号、ＷＯ９７／４４７０３号公報に記載の液晶アクリレート化合物またはエポキシ基を有する棒状の液晶化合物およびその混合物や特開平９−５２９６２号公報に記載のディスコティック液晶性を示す液晶アクリレート化合物等が挙げられるが、光重合開始剤の存在下で紫外線で重合が可能である液晶アクリレート化合物が好ましく、棒状の液晶化合物およびその混合物であることがより好ましい。このような液晶アクリレートは、１種でも使用可能であるが、液晶性を示す温度領域を拡大するためや、複屈折性を制御するために、通常２種以上の混合物で用いることが好ましい。
【０００６】
本発明で用いられる液晶位相差フィルム用組成物を構成する一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物としては、例えば、（メタ）アクリロイル基やエポキシ基といった重合可能な置換基を一分子内に６個以上有する化合物であり、通常の環境下では液晶性を示さない。そのような化合物としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート（一分子内のアクリロイル基数：６個）や、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートと１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物（一分子内のアクリロイル基数：１０個）、イソシアヌル環を有するトリイソシアネートとペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートとの反応性生物（一分子内のアクリロイル基数：９個）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートとイソホロンジイソシアネートとの反応生成物（一分子内のアクリロイル基数：６個）等が挙げられる。これらは単独でも複数の混合物としても使用することができる。
【０００７】
本発明で用いられる液晶位相差フィルム用組成物には、少なくとも１種の上記一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含んでいれば、一分子内に６個未満の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含んでいても良い。一分子内に６個未満の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物としては、例えば、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスルトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスルトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレート、グリセロールトリグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビス（メタアクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応性生物、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−シアノエチル（メタ）アクリレート、ブチルグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ブトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、上記一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物と共に、単独でも複数の混合物としても使用することができる。
【０００８】
本発明の液晶位相差フィルム用組成物は、前記重合性液晶性化合物と、１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物および必要に応じて１種以上の一分子内に６個未満の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物と重合開始剤を混合して得られる。重合性液晶性化合物と非液晶性の重合性化合物との混合比は、各々の化合物の相溶性や、該組成物からなる層を基板上に形成し、特定の方向に配向させたときに、該層の配向性と透明性を維持するために、前者が８５重量％以上９９重量％以下で後者が１重量％以上１５重量％以下、好ましくは、前者が９０重量％以上９５重量％以下で後者が５重量％以上１０重量％以下となるように混合するのが良い。
【０００９】
さらに、一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物と一分子内に６個未満の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物との割合は、本発明の目的である位相差値の変化に対する耐久性を向上させるために、前者が５０重量％以上、後者が５０重量％未満、より好ましくは前者が６０重量％以上、後者が４０重量％未満になるようにするのがよい。
【００１０】
本発明の液晶位相差フィルム用組成物に用いられる重合開始剤としては、該組成物を紫外線により重合させる場合、光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤としては例えば、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー９０７）、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー１８４）、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー２９５９）、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク製ダロキュアー９５３）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク製ダロキュアー１１１６）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー１１７３）、ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー６５１）等のベンゾイン系化合物、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン（日本化薬製カヤキュアーＭＢＰ）等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＣＴＸ）、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン（カヤキュアーＲＴＸ）、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロオチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＣＴＸ）、２，４−ジエチルチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＤＥＴＸ）、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＤＩＴＸ）等のチオキサンソン系化合物等が挙げられる。これらの光重合開始剤は１種類でも複数でも任意の割合で混合して使用することができる。
【００１１】
ベンゾフェノン系化合物やチオキサンソン系化合物を用いる場合には、光重合反応を促進させるために、助剤を併用することも可能である。そのような助剤としては例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ｎ−ブチルアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ミヒラーケトン、４，４’―ジエチルアミノフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等のアミン系化合物が挙げられる。
【００１２】
前記光重合開始剤および助剤は直接重合しないため液晶層に存在する。従って、光重合開始剤の添加量は、後の液晶性化合物の配向および耐久性に影響を与えない範囲で使用することが好ましく、その量は、該組成物中の全（メタ）アクリレート化合物１００重量部に対して、好ましくは０．５重量部以上２０重量部以下、より好ましくは２重量部以上１５重量部以下がよい。また、助剤は光重合開始剤に対して、０．５倍から２倍量程度がよい。
【００１３】
このようにして得られた本発明の液晶位相差フィルム用組成物を用い、該組成物を直接または適当な溶剤を用いて希釈し、該組成物層が特定の方向に配向させることができるように処理された基板上に塗布する。その後加熱等により溶剤を除去し、次いで該組成物層を特定の方向に配向させた後、紫外線を照射する等して重合し、該配向状態を固定化することにより、本発明の液晶位相差フィルムを得ることができる。塗布する際に用いられる該組成物の溶液の溶剤としては、該組成物の溶解性、塗布時の基板上へのぬれ性に優れ、基板に対して塗布後の該組成物層の配向に影響を与えるほどの著しい表面性の低下を起こさないものであれば特に制限はない。そのような溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アニソール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２，６−ジメチル−４−ヘプタノン等のケトン類、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、メチルセロソルブ、酢酸メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル等のエステル類が挙げられるがこれらに限定されない。また、溶剤は単一でも混合物でもよい。該組成物を溶解する際の該組成物の濃度は溶剤溶解性、基板上へのぬれ性、塗布後の厚みなどによって異なるが、好ましくは５〜９５重量％、より好ましくは１０〜８０重量％程度がよい。
【００１４】
また、基板上へ塗布する際、該基板上へのぬれ性が乏しい場合や、形成された液晶組成物層の表面性が悪い場合は、それらを改善するために該組成物中に種々のレベリング剤を添加することも可能である。レベリング剤の種類としては、シリコン系、フッ素系、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系等の種々の化合物を用いることができる。これらのレベリング剤の添加量は、該組成物１００重量部中に０．０００１重量部以上０．００５重量部以下、より好ましくは該組成物１００重量部中に０．０００５重量部以上０．００３重量部以下程度がよい。
【００１５】
本発明の液晶位相差フィルム用組成物またはその溶液を基板に塗布する方法は特に限定されないが、得られる本発明の位相差フィルムの厚さが位相差値に影響するため、該組成物層の表面は極力平滑であることが好ましい。そのような該組成物層を得るための塗布方法としては、例えば、スピンコート方式、ワイヤーバーコート方式、グラビアコート方式、マイクログラビアコート方式、カレンダーコート方式、スプレーコート方式、メニスカスコート方式等などによる方法が挙げられる。該組成物層の厚さは、所望とする位相差値によって異なるために適宜定められるが、溶剤除去後の厚さが、好ましくは０．０１〜２０μｍ、より好ましくは０．０５〜１０μｍ程度がよく、そのような膜厚は溶液の濃度や塗布方法、塗布条件を調節することにより達成される。
【００１６】
本発明に用いられる液晶位相差フィルム用組成物を特定の方向に配向させる際の特定の方向とは、フィルム内のある方向と他の方向で屈折率の異方性が現れるような方向であり、本発明の液晶位相差フィルムにおいては、フィルム面内または厚さ方向で屈折率が最大となる方向を示す。該組成物を特定の方向に配向させることができるように処理された基板としては、例えば、ラビング処理された高分子フィルムや高分子フィルムに配向膜を形成し、必要に応じて該配向膜をさらにラビング処理した高分子フィルム等が挙げられる。高分子フィルムとしては、本発明の液晶組成物およびその溶液のぬれ性に優れ、得られる位相差フィルムの光学特性を低下させない程度の平滑性を有するものが好ましい。そのような高分子フィルムとしては例えば、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誘導体を主成分とするフィルムや、ノルボルネン誘導体などのシクロオレフィンポリマーを主成分とするフィルム、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を主成分とするフィルム、ポリカーボネートおよびその誘導体を主成分とするフィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリアルキレンおよびその誘導体を主成分とするフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは、一軸、若しくは二軸に延伸されていても良い。また、配向膜としては、本発明の液晶組成物およびその溶液のぬれ性に優れ、該組成物を特定の方向に配向させることができるものが好ましい。そのような配向膜としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、レシチン、シリカ、ポリビニルアルコール、エステル変性ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルの鹸化度を調節したポリマー、シランカップリング剤等を塗布等して形成した配向膜や、高分子フィルム上にアルミニウムや酸化アルミニウムを塗布または蒸着させた配向膜等が挙げられる。これら配向膜は、配向させたい方向にラビング処理を施すことで、該組成物を特定の方向、例えばラビング方向に配向させることができる。また、レシチン、シリカ、シランカップリング剤、アルミニウムや酸化アルミニウムを用いた配向膜を用いた場合は、ラビング処理などをすることなく、該組成物を基板面に対して垂直方向に配向させることができる。
【００１７】
上記該組成物層は、前記特定の方向に配向させることができるように処理された基板状に形成された際、加熱乾燥による溶剤除去と同時に、または溶剤除去後、液晶性を示す温度領域で一定時間放置させることにより、特定の方向に配向することができる。次いで、紫外線により重合させる場合であれば、該配向状態を維持できる条件下で紫外線を照射することにより該配向状態を維持したまま重合し、その結果該配向状態が固定化される。紫外線の照射量は、本発明の該組成物中の（メタ）アクリレート化合物の種類、光重合開始剤の種類と添加量、膜厚によって異なるが、１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２程度がよい。また、紫外線照射時の雰囲気は空気中、窒素などの不活性ガス中などが挙げられるが、膜厚が薄くなると、酸素障害により十分に硬化しないため、そのような場合は不活性ガス中で紫外線を照射して硬化させるのが好ましい。
【００１８】
このようにして得られた本発明の液晶位相差フィルムは、ある一定の位相差値を有するが、高温の乾熱雰囲気下や、高湿熱雰囲気下に一定時間放置しても該放置前の位相差値を維持することができる。具体的には、前記の方法で作製した本発明の液晶位相差フィルムの初期のある波長における位相差値をＲｒｅｆとし、温度８５℃の乾熱雰囲気下で２４時間放置後の該位相差フィルムの初期と同じ波長における位相差値をＲｄｕｒとしたとき、下記式（１）で求められる位相差値の変化率Ｒｃを一定値以下にする液晶位相差フィルムが好ましい。
｜（Ｒｒｅｆ−Ｒｄｕｒ）／Ｒｒｅｆ｜＝Ｒｃ≦０．１０　（１）
液晶性化合物が基板に対して水平方向、もしくはある角度で傾斜して配向しているときは、得られたフィルム面に対して垂直方向の位相差値が上記式（１）を満たすことができるが、液晶組成物の配向方向が基板に対して略垂直方向である場合、基板に対して垂直な方向における位相差値はほとんど０となる。そのような本発明の液晶位相差フィルムの場合には、例えば得られたフィルム面に対して垂直な方向から５０°傾斜させた時の位相差値を測定し、その値が上記式（１）を満たすことができる。このとき変化率の絶対値Ｒｃは好ましくは０．１０以下、より好ましくは０．０７以下、さらに好ましくは０．０５以下になるのが良い。また、位相差値は波長によって異なる場合があるため、位相差値を測定する波長は初期と加速試験後で同じでなければならない。好ましい波長としては、４００〜７５０ｎｍ、より好ましくは５００〜６００ｎｍ付近の波長が用いられる。本発明の液晶位相差フィルムは、前記高温雰囲気下に放置する加速試験においてもその位相差値の変化が極めて少いことから、優れた耐久性を有しており、長期間一定の光学特性を維持できる。
【００１９】
本発明の液晶位相差フィルムは、基板から粘着剤等で剥離して他の位相差フィルムと積層して使用することができる。また、基板そのものが位相差フィルムであれば、基板から剥離すること無しに使用することができる。このような本発明の液晶位相差フィルムと、他の位相差フィルムとを直接、または粘着剤や接着剤などを用いて積層することによって本発明の積層位相差フィルムが得られる。他の位相差フィルムとは、例えばポリカーボネート、ポリアリレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ノルボルネン誘導体、シクロオレフィンポリマー等からなる高分子フィルムに複屈折性を付与したフィルムである。複屈折性は、該高分子フィルムの製膜時に自発的に発生する場合もあるし、該高分子フィルムを一軸または二軸に延伸することによって付与できる。
【００２０】
本発明の液晶位相差フィルムまたは積層位相差フィルムを粘着剤や接着剤などを用いて偏光フィルムと積層することによって、本発明の積層偏光フィルムが得られる。偏光フィルムは、ポリビニルアルコールのフィルムに多ヨウ素イオンや二色性染料等を含浸させ、ホウ酸温浴中にて一軸延伸して得られる偏光素子を表層がアルカリ処理されたトリアセチルセルロースフィルムでポリビニルアルコール系接着剤などを用いて挟持して得られる。本発明の液晶位相差フィルムは優れた耐久性を有しているため、同様に優れた耐久性を有する二色性染料を用いた偏光素子からなる偏光フィルムと組み合わせて用いることが特に好ましい。
【００２１】
このようにして得られた本発明の液晶位相差フィルムまたは積層位相差フィルムまたは積層偏光フィルムをＬＣＤや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ＥＬ）等に用いることにより本発明の画像表示装置が得られる。ＬＣＤで使用する場合は、通常偏光フィルムと組み合わせて使用されるが、ＬＣＤに用いられる液晶セルとしては、例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）型、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）型や、水平配向（ＥＣＢ）型、垂直配向ネマチック（ＶＡ）型、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）型、ベンドネマチック（ＯＣＢ）型、強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）型、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）型液晶セルなど種々の液晶セルが挙げられる。さらにこれらの液晶セルを用いた液晶表示装置は、透過型、反射型、反射半透過型いずれの形でも使用することができる。このような種々のＬＣＤに、本発明の液晶位相差フィルムを用いることにより、コントラストや、色相、視野角特性を改善することができ、しかもその機能を長期間維持することができる。また有機ＥＬに使用する場合は、例えば、偏光フィルムと一軸延伸した位相差フィルムとを組み合わせた円偏光フィルムに本発明の垂直配向した液晶位相差フィルムを一軸延伸した位相差フィルム側に積層した形態で、画像表示面側に配置することにより、広い視野角で金属電極の反射を抑えることにより視認性を向上させることができ、しかもその機能を長期間維持することができる。
【００２２】
【実施例】
以下実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
【００２３】
【化１】

【００２４】
で示される化合物３６．６重量部、
【００２５】
【化２】

【００２６】
で示される化合物４２．１重量部及び
【００２７】
【化３】

【００２８】
で示される化合物９．３重量部を含有する紫外線硬化型液晶性化合物の混合物と光重合開始剤イルガキュアー９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）１２重量部にジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（一分子内のアクリロイル基数：６個、日本化薬製カヤラッドＤＰＳ−１００）８．８重量部をトルエン２４４．８重量部、シクロヘキサノン８１．６重量部の混合溶剤で溶解し、固形分濃度が２５％の本発明の液晶組成物の溶液を調製した。この溶液を、アルミニウムを蒸着させ、さらにアクリル系樹脂で蒸着層をコートしたポリエステルフィルムのアクリル系樹脂面にワイヤーバーを用いて均一に塗布し、加熱により溶媒を除去後、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）を照射して重合させて本発明の液晶位相差フィルムを作製した。この位相差フィルムの厚さは０．８μｍであった。次に粘着剤を塗布したガラス板を用いて本発明の液晶位相差フィルムをポリエステルフィルムから剥離したところ、該位相差フィルムは透明であった。次にこのガラス板に転写した該位相差フィルムを、該位相差フィルム正面から傾斜させた時の位相差値の変化を自動複屈折測定器（王子計測機器社製：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）を用いて測定した。結果を図１に示した。図１より、本発明の液晶位相差フィルムは、該位相差フィルム面に対して垂直配向していることが分かった。また、該位相差フィルム面の垂直方向から５０°傾斜したときの５９０ｎｍにおける位相差値は３９．０ｎｍであった。次にこのガラス板に転写した本発明の液晶位相差フィルムを８５℃の乾熱雰囲気下に２４時間放置した。その後室温になるまで放冷した後、同様にフィルム面の垂直方向から５０°傾斜したときの５９０ｎｍにおける位相差値を測定したところ３７．３ｎｍであった。この結果から上記式（１）により変化率を求めた。結果を表１に示した。
【００２９】
実施例２
実施例１で用いたカヤラッドＤＰＳ−１００の代わりに、ジペンタエリルリトールヘキサアクリレート（一分子内のアクリロイル基数：６個）と、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物（一分子内のアクリロイル基数：１０個）との混合物（日本化薬製カヤラッドＤＰＨＡ−４０Ｈ）を８．８重量部用いる以外は実施例１と同様の操作により、本発明の液晶位相差フィルムを得た。得られた該位相差フィルムは透明であった。また、この液晶位相差フィルムは実施例１と同様に該フィルム面に対して垂直配向していた。次にこの液晶位相差フィルムを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３０】
実施例３
実施例１で用いたカヤラッドＤＰＳ−１００の代わりに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（一分子内のアクリロイル基数：６個）とジペンタエリスリトールペンタアクリレート（一分子内のアクリロイル基数：５個）との混合物（前者が６０部、後者が４０部）を８．８重量部用いる以外は実施例１と同様の操作により、本発明の液晶位相差フィルムを得た。得られた該位相差フィルムは透明であった。また、この液晶位相差フィルムは実施例１と同様に該フィルム面に対して垂直配向していた。次にこの液晶位相差フィルムを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３１】
【比較例】
比較例１
実施例１で用いたカヤラッドＤＰＳ−１００の代わりに、特表２０００−５１４２０２号公報に準じて、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（一分子内のアクリロイル基数：４個、日本化薬製カヤラッドＰＥＴ−４０）を８．８重量部用いる以外は実施例１と同様の操作により、液晶位相差フィルムを得た。得られた該位相差フィルムは透明であった。また、この液晶位相差フィルムも実施例１と同様に該フィルム面に対して垂直配向していた。次にこのフィルムを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３２】
比較例２
実施例１で用いたカヤラッドＤＰＳ−１００の代わりに、特表２０００−５１４２０２号公報に準じて、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとアクリル酸との反応性生物（一分子内のアクリロイル基数：２個、日本化薬製カヤラッドＲ−１１５）を８．８重量部用いる以外は実施例１と同様の操作により、液晶位相差フィルムを得た。得られた該位相差フィルムは透明であった。また、この液晶位相差フィルムも実施例１と同様に該フィルム面に対して垂直配向していた。次にこのフィルムを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３３】
比較例３
実施例１で用いたカヤラッドＤＰＳ−１００を用いないこと以外は実施例１と同様の操作により、液晶位相差フィルムを得た。得られた該位相差フィルムは透明であった。また、この液晶位相差フィルムも実施例１と同様に該フィルム面に対して垂直配向していた。次にこのフィルムを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３４】
比較例４
実施例２で用いたカヤラッドＤＰＨＡ−４０Ｈを１７．６重量部、光重合開始剤イルガキュアー９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）６重量部用いる以外は、実施例１と同様の操作を行ったが、該組成物層は配向しておらず、白濁してしまったため本発明の液晶位相差フィルムが作製できなかった。
【００３５】
【表１】

【００３６】
実施例１と比較例４の結果から、本発明の液晶位相差フィルム用組成物は非液晶性化合物を本発明の範囲内で加えることにより、特定の方向に配向した、透明な液晶位相差フィルムが得られることが分かる。また、比較例１、２と比較例３の結果から、特表２０００−５１４２０２号公報に記載の方法を用いても、高温の乾熱試験における位相差値の変化をある程度抑えることができるものの、十分ではない。これに対し、実施例１〜３と比較例１、２の結果から明らかなように、本発明の液晶位相差フィルムは、比較例に比べて高温の乾熱試験を行っても位相差値の変化が極めて少なく、安定した光学性能を維持していることが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、１種以上の重合性液晶化合物と１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含む非液晶性の重合性化合物の混合物および重合開始剤からなり、重合性液晶性化合物と非液晶性の重合性化合物の混合物との混合比が前者が８５重量％以上９９重量％以下で後者が１重量％以上１５重量％以下である液晶位相差フィルム用組成物および、これを特定の方向に配向させて該配向状態を固定化させて得られる液晶位相差フィルムであって、このフィルムを用いることにより、長期間一定の光学特性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における本発明の液晶位相差フィルムの傾斜角による位相差値の変化を示したグラフである。

Claims

１種以上の重合性液晶化合物と、１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物を含む非液晶性の重合性化合物の混合物および重合開始剤を含有し、重合性液晶性化合物と非液晶性の重合性化合物の混合物との混合比が前者が８５重量％以上９９重量％以下で後者が１重量％以上１５重量％以下である液晶位相差フィルム用組成物。
非液晶性の重合性化合物の混合物が１種以上の一分子内に６個以上の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物と１種以上の一分子内に６個未満の重合性基を有する非液晶性の重合性化合物からなり、前者が５０重量％以上、後者が５０重量％未満であることを特徴とする請求項１に記載の液晶位相差フィルム用組成物。
請求項１または２のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルム用組成物からなる層を、該組成物層が特定の方向に配向させることができるように処理された基板上に形成し、特定の方向に配向させた後、重合により該配向状態を固定化させて得られる液晶位相差フィルム。
液晶位相差フィルムの初期のある波長における位相差値をＲｒｅｆ、温度８５℃の乾熱雰囲気下で２４時間放置後の該組成物層の該放置前と同じ波長における位相差値をＲｄｕｒとしたとき、位相差値の変化率Ｒｃが下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の液晶位相差フィルム。
｜（Ｒｒｅｆ−Ｒｄｕｒ）／Ｒｒｅｆ｜＝Ｒｃ≦０．１０　（１）
請求項３または４のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルムと他の位相差フィルムとを積層してなる積層位相差フィルム。
請求項３または５のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルムまたは積層位相差フィルムと偏光フィルムを積層してなる積層偏光フィルム。
請求項３ないし６のいずれか１項に記載の液晶位相差フィルムまたは積層位相差フィルムまたは積層偏光フィルムを有する画像表示装置。