(57)【要約】【課題】  製造過程が簡素で、コストが低い上、優れた補償効果を有する負Ｃプレート及びそれを備えた光学補償フィルムを提供する。【解決手段】  重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコールと架橋剤との架橋生成物からなったものであり、その厚みが５〜６０μｍであり、かつその光軸がノーマル入射光の入射方向に実質的に平行であり、またその厚み方向に沿う位相差値が６０ｎｍ以上であることを特徴とする負Ｃプレート、及び前記負Ｃプレートを備えていることを特徴とする光学補償フィルム。【選択図】図７
2010009063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）の関係を満すとともに、光軸が法線入射光の入射方向に実質的に平行である、未延伸複屈折率光学フィルムであって、
前記複屈折率光学フィルムは、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコールと架橋剤との架橋生成物からなり、厚みが５〜６０μｍであり、厚みの方向の位相差値Ｒｔｈが下記式（３）の関係を満していることを特徴とする複屈折率光学フィルム：
式（１）  ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚ
式（２）  Δｎ＝〔（ｎｘ＋ｎｙ）／２〕−ｎｚ
式（３）  Ｒｔｈ＝（Δｎ）×ｄ＞６０ｎｍ
（上記式（１）、（２）及び（３）において、
ｎｘは、前記複屈折率光学フィルムの面内のＸ方向の屈折率であり、
ｎｙは、前記複屈折率光学フィルムの面内方向における前記Ｘ方向と直交するＹ方向の屈折率であり、
ｎｚは、前記Ｘ及びＹの各方向に対し直交する前記複屈折率光学フィルムの厚みのＺ方向の屈折率であり、
Ｒｔｈは、前記複屈折率光学フィルムの厚みの方向の位相差値であり、
ｄは、前記複屈折率光学フィルムの厚さである。）。
【請求項２】
厚み方向に沿う位相差値が１４０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項３】
前記ポリビニルアルコールは、２０００〜４０００の重合度を有することを特徴とする請求項１または２に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項４】
前記ポリビニルアルコールは、２６００〜４０００の重合度を有することを特徴とする請求項３に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項５】
前記ポリビニルアルコールは、９５モル％以上の鹸化度を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項６】
前記ポリビニルアルコールは、９８モル％以上の鹸化度を有することを特徴とする請求項５に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項７】
前記架橋剤は、少なくとも一つの芳香環を有する平面分子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項８】
前記架橋剤は、メラミンホルムアルデヒド、ヘキサメチルメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミンからなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項７に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項９】
前記架橋剤は、Ｃ２〜Ｃ６のジアルデヒドであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項１０】
前記架橋剤は、グリオキシルアルデヒドおよびグルタルアルデヒドからなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項９に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項１１】
前記架橋剤は、ポリビニルアルコールの総重量に対して５wt. ％〜４０wt. ％を占めることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項１２】
前記Δｎは０．００５４以上であることを特徴とする請求項１に記載の複屈折率光学フィルム。
【請求項１３】
液晶セルの位相差値を補償するための光学補償フィルムであり、前記液晶セルと結合する前記請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルムを備えていることを特徴とする光学補償フィルム。
【請求項１４】
前記光学補償フィルムは、第１基材を更に備え、前記複屈折率光学フィルムは当該第１基材上に形成されており、
前記第１基材は、ガラス、酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン及びそれらの複合物からなる群より選ばれたものからなることを特徴とする請求項１３に記載の光学補償フィルム。
【請求項１５】
前記光学補償フィルムは、等方性の透明基材である第１基材を更に備え、前記複屈折率光学フィルムは当該第１基材上に形成されており、
前記等方性の透明基材は、ガラス、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート及びそれらの複合物からなる群より選ばれたものからなることを特徴とする請求項１３に記載の光学補償フィルム。
【請求項１６】
第１基材と、
主軸とフィルム平面との間に傾斜角を有し、且つ複数の反応型棒状液晶分子を硬化した硬化生成物を含んでいる第１複屈折率光学フィルムと、
第２複屈折率光学フィルムと、
が順番に積層されている光学補償フィルムであって、
前記第１複屈折率光学フィルムの液晶分子の長軸が前記第１基材に投影する方向は、実質的に第１方向であり、且つ前記第１基材に対する液晶分子のチルト角は厚み方向で前記第２複屈折率光学フィルムと接する面から前記第１基材へ向かって連続的に単調増加しており、
前記第２複屈折率光学フィルムは、前記請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルムであることを特徴とする光学補償フィルム。
【請求項１７】
前記第１基材は、酢酸セルロース層であることを特徴とする請求項１６に記載の光学補償フィルム。
【請求項１８】
吸収軸が前記第１の方向に平行である偏光フィルムと、
前記第１基材が前記偏光フィルムに貼り付けられている前記請求項１６または１７に記載の光学補償フィルムとを備えていることを特徴とする楕円偏光板。
【請求項１９】
互いに対面しかつ配向方向が互いに直交している一対の配向膜を有する液晶セルと、
前記液晶セルの上下両側に貼り付けられている一対の偏光板とを備えており、
前記一対の偏光板中の少なくとも一つは、前記請求項１８に記載の楕円偏光板であり、かつ、前記楕円偏光板における前記複屈折率光学フィルムが前記液晶セル上に貼り付けられ、前記偏光フィルムの吸収軸が対応の配向膜の配向方向に垂直であることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項２０】
前記一対の偏光板は、いずれも前記請求項１８に記載の楕円偏光板であり、かつ前記一対の楕円偏光板の前記偏光フィルムの吸収軸がそれぞれ対応の配向膜の配向方向に垂直であることを特徴とする請求項１９に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２１】
重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコール、架橋剤、溶剤を含んでいるｐＨ４．５以下の第１溶液を調製する第１溶液調製工程と、
前記第１溶液を第１基材上に塗布する第１溶液塗布工程と、
加熱により前記第１溶液におけるポリビニルアルコールを架橋剤と架橋反応させて複屈折率光学フィルムを形成する複屈折率光学フィルム形成工程とからなることを特徴とする光学補償フィルムの製造方法。
【請求項２２】
液晶セルの位相差値を補償するためのものであり、
前記請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複屈折率光学フィルムを備えている光学補償フィルムを準備する光学補償フィルム準備工程と、
その表面がノーマル入射光の入射方向に垂直になっている液晶セルを準備する液晶セル準備工程と、
前記光学補償フィルムの前記複屈折率光学フィルムを前記液晶セルの前記表面に貼り付けて前記液晶セルの位相差値を補償する貼付工程とからなることを特徴とする光学補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折率光学フィルム（負Ｃプレート）及びそれを備えた光学補償フィルムに関し、特に液晶ディスプレイに用いられる複屈折率光学フィルム及びそれを備えた光学補償フィルム、楕円偏光板並びに液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、主として液晶セルと前記液晶セルの上下両側に貼り付けられている一対の偏光板とからなっている。各偏光板は液晶セル側から外へ順次に、光学補償フィルムと偏光フィルムとからなっている。光学補償フィルムは液晶セルや偏光フィルムの光漏れを補償するためのものである。液晶ディスプレイの光学性質、例えば視野角、色彩飽和度、大視野角のグレースケールなどを改善するために、光学補償フィルムについては、すでに多くの研究が行われている。
【０００３】
ＬＣＤ技術及びその光学補償原理や方法に関するものは、米国特許第５６１９３５２号を参考にすることができる。本発明は、当該米国特許に記載された発明に改良を加えて完成されたものである。
【０００４】
当該米国特許には、グレースケール反転を低減ないし解消すると共にグレースケールの安定度を改善することができる複屈折Ｏプレート補償フィルムが開示されている。この複屈折Ｏプレート補償フィルムはＯプレート、少なくとも一つのＡプレート及び／又は負Ｃプレートとからなっている。
【０００５】
Ｏプレートとは、単軸や双軸の複屈折物質からなり、且つその主軸とフィルム平面との間に傾斜角を有する位相差フィルムを指す。Ｏプレートは棒状液晶分子または盤状液晶分子からなっている。米国特許第６６０６１４０ Ｂ１号及び米国特許公開第２００２／００４５０１５ Ａ１号において負型盤状液晶分子からなっている補償効果の優れたＯプレートが開示されている。しかしながら、ＬＣＤ業者にとっては、盤状液晶分子は既存の特許に制限されているので、コストを低減するために一般に棒状液晶分子を使用している。
【０００６】
Ａプレートとは、単軸の複屈折物質からなり、かつその異方軸がフィルム平面と平行になった位相差フィルム（その光軸がノーマル（ノーマリ）入射光の入射方向に実質的に垂直になるもの）を指す。すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとすると、Ａプレートは
【数１】
2010009063.tif 000003
の関係を満たすものである。Ａプレートは、単軸延伸の高分子フィルムからなっている。例えば、延伸のポリビニルアルコール膜やポリカーボネート膜などが挙げられる。
【０００７】
Ｃプレートとは、Ａプレートと同じように単軸の複屈折物質からなっているが、その異方軸がフィルム平面と垂直になった位相差フィルム（その光軸がノーマル入射光の入射方向に実質的に平行になるもの）を指す。すなわち、
【数２】
2010009063.tif 000004
の関係を満たすものである。負Ｃプレートとは、
【数３】
2010009063.tif 000005
の関係を満たすものを指す。
【０００８】
一般的には、Ａプレートは偏光フィルムの光漏れを補償するためのものであり、Ｏ及びＣ／負Ｃプレートは、液晶セルの光漏れを補償するためのものである。
【０００９】
また、ＴＮ型液晶セルは、互いに対面し、かつ配向方向が互いに直交している一対の配向膜を有することが知られている。偏光板とＴＮ型液晶セルとを貼り合わせる技術は、ＯモードとＥモードとの二種類がある。ＯモードとＥモードとは、偏光板における偏光フィルムとＴＮ型液晶セルとの間の関係が異なる。Ｏモードは偏光フィルムの吸収軸が対応の配向膜の配向方向に平行になるようにし、Ｅモードとは偏光フィルムの吸収軸が対応の配向膜の配向方向に垂直になるようにする。
【００１０】
Ｏモードを採用する場合、従来の技術では、ロール−トゥ−ロール（roll to roll）による単一ステップで偏光フィルムと光学補償フィルムとを貼り合わせることができないという問題がある。
【００１１】
例えば、図１に、Ｏモードを採用したＴＮ型ＬＣＤの例を示す。この例において、光学補償フィルム１はＡプレート１１とＯプレート１２とからなっている。すなわち、Ａプレート１１、Ｏプレート１２及び偏光フィルム２は、ＴＮ型液晶セル３の上下両側それぞれにこの順序で貼り付けられている。Ｏモードを採用しているので、偏光フィルム２の吸収軸２１は対応の配向膜３１の配向方向に平行になっている。また、施工時に、所望の補償効果を得るためにＡプレート１１とＯプレート１２それぞれの異方軸１１１及び配向方向１２１をそれぞれ偏光フィルム２の吸収軸２１と垂直及び平行にする必要があるので、Ａプレート１１とＯプレート１２とを貼り合せようとする場合、まずＡプレート１１を所定寸法にカットして９０度回動してから、所定寸法にカットしたＯプレート１２と互いに貼り合わせなければならない。そして、光学補償フィルム１として貼り合せたＡプレート１１及びＯプレート１２を、所定寸法にカットした偏光フィルム２と貼り合せる。
【００１２】
すなわち、Ｏモードを採用する場合、偏光フィルム２と光学補償フィルム１とはロール−トゥ−ロールによる単一ステップで貼り合わせられないので、量産性が良くないため、製造コストが高いという問題がある。米国特許第５９８６７３３号に開示されている光学補償フィルムにも米国特許第６２６１６４９ Ｂ１号に開示されている光学補償フィルムにも同じ問題がある。
【００１３】
図２に、ＷＯ ０１／２０３９４ Ａ１に開示されているＥモードの例を示す。この例において、光学補償フィルム４は、ねじれＡプレート４１（twisted A-plate）とＯプレート４２（Ｃプレートを加えてもよい）とからなっている。Ｅモードを採用しているので、偏光フィルム５の吸収軸５１は液晶セル６の対応の配向膜６１の配向方向に垂直になっている。また、前記ねじれＡプレート４１は特殊な対掌性ドーピング液晶方式により製造されており、その配向方向４１１が偏光フィルム５の吸収軸５１と平行になっている。所望の補償効果を得るために、Ｏプレート４２の配向方向４２１も偏光フィルム５の吸収軸５１と平行になるように配置されている。図２に示すように、偏光フィルム５の吸収軸５１とＯプレート４２の配向方向４２１とＡプレート４１の配向方向４１１とは互いに平行になっているので、施工時に、偏光フィルム５とＯプレート４２とＡプレート４１との三者はロール−トゥ−ロールによる単一ステップで貼り合わせることができるので、量産性が良く、コストが低減される。
【００１４】
しかしながら、ＷＯ ０１／２０３９４ Ａ１に得られた液晶ディスプレイは、その上下視野角補償が大きくとも４０しかないので、補償効果が好くないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第５６１９３５２号
【特許文献２】米国特許第６６０６１４０ Ｂ１号
【特許文献３】米国特許公開第２００２／００４５０１５ Ａ１号
【特許文献４】ＷＯ ０１／２０３９４ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記に鑑みて、本発明の目的は、ロール−トゥ−ロールによる単一ステップで生産製造することができる上、補償効果が良好な液晶ディスプレイを提供しようとすることである。
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、Ｅモードを採用しかつ光学補償フィルムが負ＣプレートとＯプレートとを備えている液晶ディスプレイを提供する。盤状液晶の既存特許による制限については、Ｏプレートの材料として棒状液晶分子、特に反応型棒状液晶分子（reactive rod-like LC molecules）を使用することにより避けることができるが、負Ｃプレートの構成材料として周知の負型複屈折物質が入手され難くてコストが高いという問題がある上、負Ｃプレートは、通常、複雑な製造過程（例えば米国特許第５１９６９５３号に開示されている無機薄膜の気体蒸着方法）により製造しなければならないので、今までもそれを使用した液晶ディスプレイが実用化されていない。
【００１８】
それ故に、本発明者らは負Ｃプレートの材料を開発することから着手した。即ち、まず、容易に製造することができ、かつコストが低い負Ｃプレートを提供し、更に該負Ｃプレートを備えかつＥモードに適用され、また偏光フィルムとの間の貼り合わせはロール−トゥ−ロールによる単一ステップで行うることができる光学補償フィルム及び楕円偏光板、並びに補償効果の好い液晶ディスプレイを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記に鑑みて、本発明者らはまず、負Ｃプレートの材料として、コストが低い上、所望の補償効果（厚み方向の位相差値）を有する材料を探求した。すなわち、所定のＲｔｈのもとでは下式における材料のΔｎを大きくすると共に、ｄを小さくするという研究を行った：
【数４】
2010009063.tif 000006
式１中、Ｒｔｈは負Ｃプレートの厚み方向の位相差値を示す。ｎｘ、ｎｙ、ｎｚはそれぞれ負ＣプレートのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う方向の屈折率を示す。ｄは負Ｃプレートの厚みを示す。
【００２０】
本発明者らは、鋭意研究の結果、まず、この技術分野ではこれまで配向膜の材料としてのみ使われていたポリビニルアルコールは、その重合度が２０００以上、５０００以下であると、高いΔｎ値を有し、かつ更に適当な架橋剤と架橋反応させて架橋すると、Δｎ値を更に大幅に向上することができるので、負Ｃプレートの材料として適合であることを見い出した。
【００２１】
そして、本発明者らは更に鋭意研究した結果、負Ｃプレートの厚みは小さすぎると、所望の補償効果を得ることができず、たとえば米国特許公開第２００２／００４５０１５ Ａ１号において開示されている配向膜は重合度２０００以上のポリビニルアルコールによっても製造されなかったが、液晶分子を規則正しく配列させる機能を有させるために、厚みが０．７〜２μｍないし０．８５〜１．２５μｍしか形成されておらず、このような厚みは液晶セルに対し何らの補償効果を与えないこと、及び、所望の補償効果を得るために負Ｃプレートの厚みが５〜６０μｍ程度まで上げられなければならないことを見い出した。
【００２２】
これら知見に基づき、本発明は、下記式（１）の関係を満すとともに、光軸が法線入射光の入射方向に実質的に平行である、未延伸複屈折率光学フィルムであって、
前記複屈折率光学フィルムは、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコールと架橋剤との架橋生成物からなり、厚みが５〜６０μｍであり、厚みの方向の位相差値Ｒｔｈが下記式（３）の関係を満していることを特徴とする複屈折率光学フィルムを提供する：
式（１）  ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚ
式（２）  Δｎ＝〔（ｎｘ＋ｎｙ）／２〕−ｎｚ
式（３）  Ｒｔｈ＝（Δｎ）×ｄ＞６０ｎｍ
（上記式（１）、（２）及び（３）において、
ｎｘは、前記複屈折率光学フィルムの面内のＸ方向の屈折率であり、
ｎｙは、前記複屈折率光学フィルムの面内方向における前記Ｘ方向と直交するＹ方向の屈折率であり、
ｎｚは、前記Ｘ及びＹの各方向に対し直交する前記複屈折率光学フィルムの厚みのＺ方向の屈折率であり、
Ｒｔｈは、前記複屈折率光学フィルムの厚みの方向の位相差値であり、
ｄは、前記複屈折率光学フィルムの厚さである。）
以下、この複屈折率光学フィルムを「負Ｃプレート」と称する。
【００２３】
この構成による負Ｃプレートは、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコールと架橋剤との架橋生成物からなったものであり、かつその厚みが５〜６０μｍであるので、高いΔｎ値を有している上、所望の補償効果を備えている。
【００２４】
また、本発明は、液晶セルの位相差値を補償するためのものであり、前記液晶セルと結合する本発明の前記負Ｃプレートを備えていることを特徴とする光学補償フィルムを提供する。
【００２５】
また、本発明は、
第１基材と、
主軸とフィルム平面との間に傾斜角を有し、且つ複数の反応型棒状液晶分子を硬化した硬化生成物を含んでいる第１複屈折率光学フィルムと、
第２複屈折率光学フィルムと、
が順番に積層されている光学補償フィルムであって、
前記第１複屈折率光学フィルムの液晶分子の長軸が前記第１基材に投影する方向は、実質的に第１方向であり、且つ前記第１基材に対する液晶分子のチルト角は厚み方向で前記第２複屈折率光学フィルムと接する面から前記第１基材へ向かって連続的に単調増加しており、
前記第２複屈折率光学フィルムは、本発明の前記複屈折率光学フィルムであることを特徴とする光学補償フィルムを提供する。
【００２６】
また、本発明は、その吸収軸が前記第１の方向に平行である偏光フィルムと、前記第１基材が前記偏光フィルムに貼り付けられている本発明の前記光学補償フィルムとを備えていることを特徴とする楕円偏光板を提供する。
【００２７】
また、本発明は、互いに対面しかつ配向方向が互いに直交している一対の配向膜を有する液晶セルと、前記液晶セルの上下両側に貼り付けられている一対の偏光板とを備えており、前記一対の偏光板中の少なくとも一つは、本発明の前記楕円偏光板であり、かつ、前記楕円偏光板における前記負Ｃプレートが前記液晶セル上に貼り付けられ、前記偏光フィルムの吸収軸が対応の配向膜の配向方向に垂直であることを特徴とする液晶ディスプレイを提供する。
【００２８】
また、本発明は、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコール、架橋剤、溶剤を含んでいるｐＨ４．５以下の第１溶液を調製する第１溶液調製工程と、前記第１溶液を第１基材上に塗布する第１溶液塗布工程と、加熱により前記第１溶液におけるポリビニルアルコールを架橋剤と架橋反応させて負Ｃプレートを形成する負Ｃプレート形成工程とからなることを特徴とする光学補償フィルムの製造方法を提供する。
【００２９】
また、本発明は、液晶セルの位相差値を補償するためのものであり、本発明の前記負Ｃプレートを備えている光学補償フィルムを準備する光学補償フィルム準備工程と、その表面がノーマル入射光の入射方向に垂直になっている液晶セルを準備する液晶セル準備工程と、前記光学補償フィルムの前記負Ｃプレートを前記液晶セルの前記表面に貼り付けて前記液晶セルの位相差値を補償する貼付工程とからなることを特徴とする光学補償方法を提供する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の負Ｃプレート及びそれを備えた光学補償フィルムは、コストが低い上、所望の補償効果を得ることができるので、液晶ディスプレイに用いると、従来より優れた視角（視野角）補償効果を得ることができる。また、本発明の負Ｃプレートは上記のように一般の化学方法により容易に製造することができるので、生産コストが従来よりかなり低い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のＯモードによるＴＮ型ＬＣＤ例を示す分解斜視図。
【図２】従来のＥモードによるＴＮ型ＬＣＤ例を示す分解斜視図。
【図３】本発明の負Ｃプレートの好ましい実施形態を示す斜視図。
【図４】本発明の光学補償フィルムの第１の実施形態を示す分解斜視図。
【図５】本発明の負Ｃプレートの製造方法を示すフローチャート。
【図６】本発明の第１の実施形態の光学補償フィルムの製造方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の光学補償フィルムの第２の実施形態を示す分解斜視図。
【図８】本発明の楕円偏光板の好ましい実施形態を示す分解斜視図。
【図９】本発明の液晶ディスプレイの第１の実施形態を示す分解斜視図。
【図１０】本発明の液晶ディスプレイの第２の実施形態を示す分解斜視図。
【図１１】実施例１の等対比曲線図。
【図１２】実施例２の等対比曲線図。
【図１３】実施例３の等対比曲線図。
【図１４】実施例４の等対比曲線図。
【図１５】実施例５の等対比曲線図。
【図１６】実施例６の等対比曲線図。
【図１７】実施例７の等対比曲線図。
【図１８】実施例８の等対比曲線図。
【図１９】実施例９の等対比曲線図。
【図２０】実施例１０の等対比曲線図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の負Ｃプレート及びそれを備えた光学補償フィルムの好ましい実施形態を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００３３】
＜負Ｃプレート＞
本発明の負Ｃプレート７３の好ましい実施形態は、図３に示すように、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコールと架橋剤との架橋生成物からなっている。この負Ｃプレート７３は、その光軸がノーマル（法線方向）入射光２００の入射方向と実質的に平行である。更に詳しく説明すると、負Ｃプレート７３の平面は互いに直交するＸ軸とＹ軸とを含む平面にあり、厚みはＸＹ平面に垂直なＺ軸方向にあり、かつＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとすると、
【数５】
2010009063.tif 000007
になる。
【００３４】
前記ポリビニルアルコールは、好ましくは２０００〜４０００の重合度を有し、より好ましくは２６００〜４０００の重合度を有する。
【００３５】
前記ポリビニルアルコールは、９５モル％以上の鹸化度を有し、好ましくは９８モル％以上の鹸化度を有する。
【００３６】
前記負Ｃプレートの厚みは、５〜６０μｍであることが好ましい。
【００３７】
前記負Ｃプレートのその厚み方向に沿う位相差値は、６０ｎｍ以上であることが好ましく、ＴＮ型ＬＣＤに用いられる場合、１４０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
前記架橋剤としては、メラミンホルムアルデヒド、ヘキサメチルメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミンなどの少なくとも一つの芳香環を有する平面分子、またはグリオキシルアルデヒド、グルタルアルデヒドなどのＣ２〜Ｃ６のジアルデヒドが挙げられる。
【００３９】
前記架橋剤は、ポリビニルアルコールの総重量に対して５wt. ％〜４０wt. ％を占めることが好ましい。
【００４０】
＜光学補償フィルム（一）＞
前記負Ｃプレート７３を更に第１基材７４と結合して本発明の第１の実施形態の光学補償フィルム７Ａを形成することができる。すなわち、本発明の光学補償フィルムの第１の実施形態は、図４に示すように、第１基材７４と前記第１基材７４上に形成されている負Ｃプレート７３とを備えている。この負Ｃプレート７３は重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコールと架橋剤との架橋生成物からなったものであり、その厚みが５〜６０μｍであり、かつその光軸がノーマル入射光の入射方向に実質的に平行であり、またその厚み方向に沿う位相差値が６０ｎｍ以上である。
【００４１】
前記第１基材７４は、普通の基材であって良く、ガラス、酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはそれらの複合物並びに他のプラスチックからなる群より選ばれたものから作成することができる。
【００４２】
前記第１基材７４の厚みは、何ら制限されず、負Ｃプレート７３を保護することができ、負Ｃプレート７３の塗布形成になんら支障がない程度であれば良く、通常は２０〜５００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｎｍである。
【００４３】
また、前記第１基材７４は必要に応じ、透明であっても不透明であってもよく、異方性でも等方性でもよい。負Ｃプレート７３の位相に与える影響を完全に解消するために、等方性の透明基材が好ましい。この等方性の透明基材は、透明度８０％以上、１．２以下のＲｅ４００／Ｒｅ７００、２０ｎｍ以下の平面位相差値（Ｒｅ）を有することが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以下のＲｅを有する。
【００４４】
前記等方性の透明基材は、ガラス、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート及びそれらの複合物からなる群より選ばれたものからなることができるが、それに限らない。
【００４５】
また、前記第１基材７４は負Ｃプレート７３の仮保護膜として後工程で負Ｃプレート７３から剥離できるものからなってもよい。例えばプリエチレン膜やポリプロピレン膜が挙げられる。もちろん、負Ｃプレート７３の上下両面にも保護膜として前記第１基材７４が形成されてもよい。
【００４６】
＜負Ｃプレート及び光学補償フィルム（一）の製造方法＞
本発明の負Ｃプレートの製造方法の好ましい実施形態は、図５に示すように、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコール、架橋剤、溶剤を含んでいるｐＨ４．５以下の第１溶液を調製する第１溶液調製工程１０１と、前記第１溶液を第１基材７４上に塗布する第１溶液塗布工程１０２と、加熱により前記第１溶液におけるポリビニルアルコールを架橋剤と架橋反応させて負Ｃプレート７３を形成する負Ｃプレート形成工程１０３と、前記第１基材７４を前記負Ｃプレート７３から剥離する剥離工程１０４とからなる。
【００４７】
前記第１溶液調製工程１０１における架橋剤としては、メラミンホルムアルデヒド、ヘキサメチルメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、グリオキシルアルデヒド、グルタルアルデヒドからなる群より選ばれたものを使用することができる。
【００４８】
前記第１溶液調製工程１０１における溶剤としては、水または水を主成分とするものを使用することができる。例えば水にメチルアルコールを添加したものが挙げられる。水とメチルアルコールの比率は１：２〜１：５であることが好ましい。
【００４９】
また、前記第１溶液のｐＨ値を４．５以下に制御する理由は、酸性環境で架橋反応が促進されるからである。前記第１溶液は弱酸の添加によりｐＨ４．５以下にすることができる。前記弱酸としては、ｐ−トリエンスルホン酸、酢酸及びそれらの混合物が挙げられる。
【００５０】
また、前記負Ｃプレート形成工程１０３における加熱は、９０℃以上に加熱することが好ましく、より好ましくは１００℃〜１５０℃であり、もっと好ましくは１１０℃〜１３０℃である。
【００５１】
また、前記第１の実施形態の光学補償フィルム７Ａを製造しようとする場合、前記剥離工程１０４を省略することにより製造することができる。すなわち、図６に示すように、この光学補償フィルム７Ａの製造方法は、重合度２０００以上、５０００以下のポリビニルアルコール、架橋剤、溶剤を含んでいるｐＨ４．５以下の第１溶液を調製する第１溶液調製工程１０１と、前記第１溶液を第１基材７４上に塗布する第１溶液塗布工程１０２と、加熱により前記第１溶液におけるポリビニルアルコールを架橋剤と架橋反応させて負Ｃプレート７３を形成する負Ｃプレート形成工程１０３とからなる。
【００５２】
＜光学補償フィルム（二）＞
前記第１の実施形態の光学補償フィルム７Ａを更にＯプレートやＡプレートと結合して本発明の第２の実施形態の光学補償フィルム７Ｂを形成することができる。
【００５３】
すなわち、本発明の光学補償フィルムの第２の実施形態７Ｂは、図７に示すように、第１基材７１と、前記第１基材７１上に形成されており、全て第１の方向７２１に投影しかつ大角度傾斜角側（tile angle、液晶分子の長軸とフィルム平面となす角度）７２３が前記第１基材７１に近づいている複数の反応型棒状液晶分子７２２を硬化した硬化生成物を含めているＯプレート７２と、前記Ｏプレート７２上に形成されている前記負Ｃプレート７３とを備えている。本実施形態において前記第１基材７１としては酢酸セルロース層が使用されている。
【００５４】
前記酢酸セルロース層７１は、例えばコニカミノルタや富士写真フィルムから入手でき、また周知の方法により製造したものを使用することができる。
【００５５】
前記Ｏプレート７２用反応型棒状液晶分子７２２としては、例えばメルク（Merck）製反応型Ｏプレート棒状液晶（ＲＭＳ０３０１１シリーズ）を使用することができる。
【００５６】
前記光学補償フィルム７Ｂにおける各層の厚みは、何ら制限されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、ＴＮ型ＬＣＤに用いられかつＥモードを採用する場合、前記Ｏプレート７２及び負Ｃプレート７３の厚みはそれぞれ、０．５〜５μｍ、５〜６０μｍであることが好ましい。
【００５７】
＜光学補償フィルム（二）の製造方法＞
前記第２の実施形態の光学補償フィルム７Ｂの製造には、種々の方法を採用できる。たとえば、本発明の負Ｃプレートに対し生産ラインの流れ方向に沿ってラビング処理を施してから、Ｏプレート用液晶溶液をラビング処理した負Ｃプレートに塗布、硬化してＯプレートを形成し、そして酢酸セルロース膜を該Ｏプレートに貼り合せて光学補償フィルム７Ｂを製造することができる。また、各層間の結合を強化するために各層間に粘着剤（例えばＵＶ感応ペースト）を使用してもよい。また、前記第２の実施形態の光学補償フィルム７Ｂは以下の方法により製造することもできる。すなわち、前記負Ｃプレートに硬化感応ペーストを塗布した後、酢酸セルロース膜と結合したＯプレートを硬化感応ペーストを介してロール−トゥ−ロール方式により該負Ｃプレートと貼り合せてから紫外線の照射により硬化感応ペーストを硬化させ、光学補償フィルム７Ｂを製造することができる。
【００５８】
また、前記Ｏプレートが酢酸セルロース膜と結合したものは以下の方法により製造することができる。すなわち、まず複数の棒状液晶分子及び光開始剤を含んでいる第２溶液を調製し、該第２溶液を第１の方向にラビング処理した第２基材上に塗布し、そして加熱により前記棒状液晶分子を液晶態にさせ、紫外線の照射により液晶態分子を硬化させて第２基材上にＯプレートを形成したものを製造し、そして該Ｏプレートを粘着剤を介してロール−トゥ−ロール方式により酢酸セルロース膜と結合して前記第２基材を前記Ｏプレートから剥離することにより前記Ｏプレートが酢酸セルロース膜と結合したものを製造することができる。
【００５９】
前記第２基材としてはラビング処理することができるものであれば、何ら制限がない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜、延伸のポリプロピレン（ＯＰＰ）膜や酢酸セルロース膜（コニカミノルタや富士写真フィルムから入手可能）が挙げられる。
【００６０】
前記負Ｃプレートや前記第２基材に対しラビング処理を施して棒状液晶分子を配向するのに関する技術は米国特許出願公開第２００２／００２７６２８号を参考することができる。本実施形態において前記ラビング用ローラの回転速度は３００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍで、押入量は０．１〜０．５ｍｍで、前記負Ｃプレートや前記第２基材の移動速度は３ｍ／分〜２０ｍ／分であることが好ましい。
【００６１】
前記実施形態において前記第１基材と結合した負Ｃプレート７３を更にＯプレート７２と結合した場合を例として説明したが、Ａプレートと結合してもよい。前記負Ｃプレート７３をＡプレートと結合する時、前述するように所望の補償効果を得るためにＡプレートの異方軸が偏光フィルムの吸収軸に垂直になる必要があるので、ロール−トゥ−ロールによる単一ステップで互いに貼り合せられることができない問題があるが、米国特許第６５３１１９５ Ｂ２号に開示されている特殊なＡプレート（その配向方向が偏光フィルムの吸収軸に平行になっても所望の補償効果を得られる）を採用すれば、互いに貼り合せることができる。このような組合せは特にＭＶＡ−ＴＦＴ ＬＣＤに適用することができる。
【００６２】
＜楕円偏光板＞
前記第１の実施形態と第２の実施形態の光学補償フィルム７Ａ，７Ｂはロール−トゥ−ロール方式により偏光フィルムと容易に貼り合せてから楕円偏光板を形成することができる。
【００６３】
本発明の楕円偏光板９１の好ましい実施形態は、図８に示すように、偏光フィルム８と前記第２の実施形態の光学補償フィルム７Ｂとを備えている。前記偏光フィルム８の吸収軸８１は、前記第１の方向７２１に平行である。前記第２の実施形態の光学補償フィルム７Ｂは、その酢酸セルロース層（第１基材７１）が偏光フィルム８と貼り合せられている。
【００６４】
＜液晶ディスプレイ＞
本発明の楕円偏光板９１はＥモードによりＴＮ型液晶セルに貼り合せられるのに適用することができる。
【００６５】
本発明の液晶ディスプレイの第１の実施形態は、図９に示すように、互いに対面しかつ配向方向が互いに直交している一対の配向膜１１０，１２０を有するＴＮ型液晶セル１０と、前記ＴＮ型液晶セル１０の上下両側に貼り付けられている一対の偏光板９１，９２とを備えている。前記一対の偏光板９１，９２中の少なくとも一つとして、前記第２の実施形態の楕円偏光板７Ｂが使用されている。この楕円偏光板７Ｂにおける前記負Ｃプレート７３は前記ＴＮ型液晶セル１０上に貼り付けられている。また、Ｅモードを採用したので、前記偏光フィルム８の吸収軸８１は対応の配向膜１１０の配向方向に垂直になっている。
【００６６】
前記楕円偏光板９１における負Ｃプレートの厚さは５〜６０μｍであることが好ましく、前記負Ｃプレートのその厚み方向に沿う位相差値は、６０ｎｍ以上であることが好ましく、ＴＮ型ＬＣＤに用いる場合、１４０ｎｍ以上であることが好ましい。また、前記ＴＮ型液晶セル１０のサイズは２０インチ以下であることが好ましい。即ち、本発明の負Ｃプレート、光学補償フィルム及び楕円偏光板は特に２０インチ以下のＬＣＤパネルを補償するのに適用される。
【００６７】
図１０は本発明の液晶ディスプレイの第２の実施形態を示す。この第２の実施形態の前記第１の実施形態と異なる点は、前記一対の偏光板９１，９２がいずれも前記第２の実施形態の楕円偏光板７Ｂであることにある。
【００６８】
また、前記一対の楕円偏光板９１，９２の前記偏光フィルム８の吸収軸８１は、それぞれ対応の配向膜１１０，１２０の配向方向に垂直になっている。
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明する。
【実施例】
【００６９】
＜比較例１〜３＞
比較例１〜３は、架橋剤を添加していないままでそれぞれ重合度１７００、２６００、３８００のポリビニルアルコールからなっている薄膜の屈折率と厚み方向の位相差値との関係及びその測定方法を説明する。
【００７０】
まず、鹸化度９８モル％以上、重合度それぞれ１７００、２６００、３８００のＰＶＡ粒子（ポリビニルアルコール、Ａｌｄｒｉｃｈ会社製）を８０℃〜９５℃の温度下で水に入れて十分に攪拌して溶液を製備し、そして得られた溶液をスピンコーティング法によりガラス基材に塗布し、乾燥してＰＶＡ乾燥膜を形成し、最後にエリプソメーター（Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ）によりＰＶＡ乾燥膜に屈折率及び位相差値の測定を行った。その結果は下記表１に示した。
【００７１】
【表１】
2010009063.tif 000008
【００７２】
表１から分かるように、同一膜厚みで、ＰＶＡの重合度が高いほど、Δｎ及びＲｔｈが大きい。本発明者らは、このような結果に基づき、重合度２０００以上のＰＶＡを負Ｃプレートの材料として使用する方向へ研究を更に進めた。
【００７３】
＜実施例１＞
負Ｃプレートを備えた補償フィルムの製造
まず、８０℃〜９５℃の温度下で鹸化度９８モル％以上、重合度２６００のＰＶＡ粒子を水に溶解し、そしてメチルアルコールを添加して攪拌し、溶液Ａを得た。メチルアルコールと水との比率は１：５である。この時、ＰＶＡの固形分は８〜１０％を占めた。
【００７４】
そして、８０℃〜９５℃の温度下でＰＶＡの総重量に対して２５wt. ％のメラミンホルムアルデヒド（Cytec社製、商品名：Cymel 303）、ＰＶＡの総重量に対して６．２５wt. ％のｐ−トルエンスルホン酸を混合し、１５分〜１時間攪拌し、溶液Ｂを得た。
【００７５】
溶液Ｂを溶液Ａに添加し、３０分〜１時間攪拌して、第１溶液を得た。該第１溶液をスピンコーティング法によりＰＥＴフィルムに塗布し、１１０℃〜１３０℃の温度で乾燥して架橋反応させ、負Ｃプレートを備えた補償フィルム（ＰＶＡ乾燥膜の厚みは２５μｍである）を形成した。
【００７６】
最後にはエリプソメーター（Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ）により前記負Ｃプレートを備えた補償フィルムに屈折率及び位相差値の測定を行った。その結果は表２に示した。
【００７７】
酢酸セルロース膜と結合したＯプレートの製造
まず、複数の棒状液晶分子及び光開始剤を含んでいる第２溶液（メルク（Ｍｅｒｃｋ）製、商品名：ＲＭＳ０３０１１）を準備し、該第２溶液を第１の方向にラビング処理した酢酸セルロース膜上（コニカミノルタ製）に塗布した。塗布厚みは１μｍで、ラビング用ローラの回転速度は５００ｒｐｍで、押入量は０．３ｍｍで、酢酸セルロース膜の移動速度は１０ｍ／分である。
【００７８】
そして、第２溶液を塗布した酢酸セルロース膜に７５℃、３０秒加熱し、前記棒状液晶分子を液晶態にさせ、そして波長３６５ｎｍ、２００ｍＪ／ｃｍの紫外線の照射により５〜１０ｍ／ｃｍの露光速度で液晶態分子を硬化させてＯプレートを形成した。
【００７９】
そして該Ｏプレートをロール−トゥ−ロール方式により他の酢酸セルロース膜に移送し、前記Ｏプレートの大角度傾斜角側を酢酸セルロース膜に近づかせた。
【００８０】
光学補償フィルム、楕円偏光板及びＴＮ型ＬＣＤの製造
まず、負Ｃプレートを備えた補償フィルムの負Ｃプレート側にスピンコーティング法により光硬化感応ペーストを塗布し、前記酢酸セルロース膜と結合したＯプレートを前記光硬化感応ペーストを介して前記負Ｃプレートと貼り合せて、紫外線の照射により感応ペーストを硬化させた後、前記負Ｃプレートを備えた補償フィルムにおけるＰＥＴフィルムを負Ｃプレートから剥離し、酢酸セルロース層とＯプレートと負Ｃプレートとからなっている光学補償フィルムを製造した。
【００８１】
この光学補償フィルムをロール−トゥ−ロールの方式により偏光フィルムと貼り合せて楕円偏光板を製造した。そして、二枚の楕円偏光板をそれぞれＴＮ型液晶セル（台湾・友達光電製、商品名：Ｍ１５０ＸＮ０５）の上下両側に貼り付けてＴＮ型ＬＣＤを製造した。
【００８２】
最後には視角測定器（Eldim社製、型式：ED contrast 160D）により前記ＴＮ型ＬＣＤに視野角の測定を行った。その結果は表２及び図１１に示した。図１１〜図２０は等コントラスト曲線図（figure of equi-contrast curves）である。
【００８３】
＜実施例２＞
実施例２においては重合度３８００のＰＶＡを使用した以外、他の条件は実施例１と同じにした。その測定結果をは表２及び図１２に示す。
【００８４】
＜比較例４〜６＞
比較例４〜６においてはそれぞれ重合度５００、１０００、１７００のＰＶＡを使用した以外、他の条件は実施例１と同じにした。その測定結果をそれぞれ表２に示す。
【００８５】
【表２】
2010009063.tif 000009
【００８６】
表２から分かるように、重合度２０００以上のＰＶＡを使用して製造したＴＮ型ＬＣＤはその視野角は８０に達する。
【００８７】
＜実施例３〜５＞
実施例３〜５において架橋剤（ｃｙｍｅｌ ３０３）をそれぞれ１５、２０、３０wt. ％（ＰＶＡの総重量に対し）の量で使用した以外、他の条件は実施例１と同じにした。その測定結果をそれぞれ表３及び図１３〜１５に示す。
【００８８】
【表３】
2010009063.tif 000010
【００８９】
表３から分かるように、架橋剤の量（wt. ％）が多いほど、Ｒｔｈ値が大きいが、視野角範囲の変化は少ない。
【００９０】
＜実施例６及び実施例７＞
実施例６及び実施例７においてはＰＶＡ粒子を水に溶解した後、メチルアルコールを添加する代わりにＰＶＡの総重量に対して３wt. ％のｐ−トルエンスルホン酸を添加し、１時間攪拌して、溶液Ａを調製した。また、溶液Ｂの調製において架橋剤としてメラミンホルムアルデヒド（ｃｙｍｅｌ ３０３）とｐ−トルエンスルホン酸は、それぞれ５wt. ％及び２wt. ％（ＰＶＡの総重量に対し）である。また、実施例６及び実施例７におけるＰＶＡ乾燥膜の厚みはそれぞれ２０及び２３μｍで、実施例７に使用されるＰＶＡの重合度が３８００である。他の条件は実施例１と同じである。その測定結果を表４及び図１６、１７に示す。
【００９１】
＜比較例７＞
比較例７においては重合度１７００のＰＶＡを使用した以外、他の条件は実施例６と同じにした。その測定結果を表４に示す。
【００９２】
【表４】
2010009063.tif 000011
【００９３】
表４から分かるように、視野角が良好な液晶ＬＣＤを得ることができる。
【００９４】
＜実施例８、実施例９及び実施例１０＞
実施例８、実施例９及び実施例１０においては架橋剤としてそれぞれグルタルアルデヒド、ヘキサメチルメラミン（Cytec社製、商品名：Cymel 350）、グリオキシルアルデヒドを使用した以外、他の条件は実施例６と同じにした。その測定結果を表５及び図１８〜２０に示す。
【００９５】
【表５】
2010009063.tif 000012
【００９６】
表５から分かるように、架橋剤としてグルタルアルデヒドを使用すると、良好なＲｔｈ及び視野角範囲が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
上述のように、本発明の負Ｃプレート及びそれを備えた光学補償フィルムは製造過程が簡素で、コストが低い上、優れた補償効果を有する。また、本発明の光学補償フィルムはロール−トゥ−ロールの方式により偏光フィルムと貼り合せてからＥモードで液晶セルに貼り合せることができるので、従来のように何回もカットして貼り合わせる必要がなく、容易に量産することができる。
【００９８】
以上説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図でなされたものであり、本発明はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べられた範囲で、種々変更して実施できるものである。
【符号の説明】
【００９９】
７Ａ，７Ｂ        光学補償フィルム
７１              酢酸セルロース層
７２              Ｏプレート
７２１            第１の方向
７２２            棒状液晶分子
７２３            大角度傾斜角側
７３              負Ｃプレート
７４              第１基材
８                偏光フィルム
８１              吸収軸
９１，９２        偏光板
１０              液晶セル
１１０，１２０    配向膜
【図１】
2010009063.tif 000013
【図２】
2010009063.tif 000014
【図３】
2010009063.tif 000015
【図４】
2010009063.tif 000016
【図５】
2010009063.tif 000017
【図６】
2010009063.tif 000018
【図７】
2010009063.tif 000019
【図８】
2010009063.tif 000020
【図９】
2010009063.tif 000021
【図１０】
2010009063.tif 000022
【図１１】
2010009063.tif 000023
【図１２】
2010009063.tif 000024
【図１３】
2010009063.tif 000025
【図１４】
2010009063.tif 000026
【図１５】
2010009063.tif 000027
【図１６】
2010009063.tif 000028
【図１７】
2010009063.tif 000029
【図１８】
2010009063.tif 000030
【図１９】
2010009063.tif 000031
【図２０】
2010009063.tif 000032