(57)【要約】      （修正有）【課題】不活性ガス雰囲気下での光照射のような煩雑な工程を必要とすることなく安定した製造が可能であり、液晶配向固定化後の配向保持能および機械的強度に優れたホメオトロピック配向フィルムを提供する。【解決手段】  オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子物質を構成成分として含有する液晶材料を配向基板上、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化してなる液晶フィルムであって、以下の［１］および［２］の要件を具備することを特徴とするホメオトロピック配向液晶フィルム。［１］０ｎｍ≦Ｒｅ≦２００ｎｍ［２］−５００ｎｍ≦Ｒｔｈ≦−３０ｎｍ（Ｒｅは液晶フィルムの面内のリターデーション値を、Ｒｔｈは液晶フィルムの厚さ方向のリターデーション値を意味する。前記Ｒｅ及びＲｔｈは、それぞれＲｅ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ、Ｒｔｈ＝（Ｎｘ−Ｎｚ）×ｄである。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子物質を構成成分として含有する液晶材料を配向基板上、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化してなる液晶フィルムであって、以下の［１］および［２］の要件を具備することを特徴とするホメオトロピック配向液晶フィルム。
［１］０ｎｍ≦Ｒｅ≦２００ｎｍ
［２］−５００ｎｍ≦Ｒｔｈ≦−３０ｎｍ
（ここで、Ｒｅは液晶フィルムの面内のリターデーション値を意味し、Ｒｔｈは液晶フィルムの厚さ方向のリターデーション値を意味する。前記Ｒｅ及びＲｔｈは、それぞれＲｅ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ、Ｒｔｈ＝（Ｎｘ−Ｎｚ）×ｄである。また、ｄは液晶フィルムの厚さ［ｎｍ］、ＮｘおよびＮｙは液晶フィルム面内の主屈折率、Ｎｚは厚さ方向の主屈折率であり、Ｎｚ＞Ｎｘ≧Ｎｙである。）
【請求項２】
前記配向基板が、長鎖アルキル基を有する有機物から少なくともなることを特徴とする請求項１に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
【請求項３】
前記配向基板が、長鎖アルキル基を有するポリビニルアルコールから少なくともなることを特徴とする請求項１または２に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のホメオトロピック配向液晶フィルムに、さらに少なくとも１つの光学フィルムが積層されていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムを用いた液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムを用いた有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムを用いた画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホメオトロピック配向液晶フィルムに関する。本発明のホメオトロピック配向液晶フィルムは、単独でまたは他の光学フィルムと組み合わせて、位相差板、視野角補償フィルム、光学補償フィルム、楕円偏光フィルム、輝度向上フィルム等の光学フィルムとして使用できる。さらには本発明は、少なくとも前記ホメオトロピック配向液晶フィルムを用いた液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰなどの画像表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
屈折率異方性を持つ光学フィルムは、液晶表示装置の画質向上に用いられるなど工業的に重要な役割を担っている。屈折率異方性フィルムとしては、プラスチックフィルムの延伸によるものと、液晶を配向させたものとに大別できる。後者は、多様な屈折率構造を実現できるポテンシャルを持っているため、より注目に値する。
【０００３】
例えば、膜厚方向により大きな屈折率を有するフィルムは、液晶表示装置の視野角改善に有効と考えられるが、このようなフィルムは液晶のホメオトロピック配向（垂直配向）を利用するのが近道と考えられる。液晶分子のホメオトロピック配向は、液晶の長軸分子方向が基板に対して実質的に垂直方向に整列することである。ホメオトロピック配向は、液晶表示装置のように、２枚のガラス基板の中に液晶を入れて電界をかけることで得られることは良く知られているが、この配向状態をフィルムにすることは非常に難しく、また従来報告されている方法には課題がある。
【０００４】
例えば、特許文献１〜３では、主鎖型高分子液晶をホメオトロピック配向させた後、ガラス固定化によりフィルムを得ている。しかしホメオトロピック配向においては、高分子化合物が膜厚方向に並ぶため面内方向にクラックが入りやすいという問題があると推察されるが、これらの報告では架橋による材料の強化などの対策は講じられていない。また特許文献４では側鎖型高分子液晶のホメオトロピック配向をガラス化により固定化しているが、前記主鎖型高分子液晶以上に強度的には問題があると考えられる。特許文献５〜６では側鎖型高分子液晶に重合性の低分子液晶を加えているが、低分子液晶は単独で重合するため側鎖型高分子液晶の強度の補強には限界がある。
【０００５】
特許文献７では、側鎖型の高分子液晶にラジカル重合性の基や、ビニルエーテル、エポキシといったカチオン重合性の基を導入した材料を用いている。しかし、ラジカル重合は一般に酸素阻害を受けるため、重合が不十分になる恐れがあり、設備的に酸素を取り除こうとすると装置が大掛かりになる。ビニルエーテル基やエポキシ基は酸素阻害の影響を受けないためこの点では有利であるが、ビニルエーテル基のエーテル結合は不安定で開裂しやすいという問題があり、エポキシ基は液晶材料中への導入が煩雑であり、また架橋処理を施したとき高い重合度を得ることが難しい。さらにはホメオトロピック配向を得るために、液晶材料中に多量の非液晶性の構造単位を導入しており、安定した液晶性の発現に疑問が残る。このように従来のホメオトロピック配向性フィルムの製造には課題が残されていた。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８５３０６４号公報
【特許文献２】特許第３０１８１２０号公報
【特許文献３】特許第３０７８９４８号公報
【特許文献４】特開２００２−１７４７２５号公報
【特許文献５】特開２００２−３３３５２４号公報
【特許文献６】特開２００２−３３３６４２号公報
【特許文献７】特開２００３−２９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、不活性ガス雰囲気下での光照射のような煩雑な工程を必要とすることなく安定した製造が可能であり、液晶配向固定化後の配向保持能および機械的強度に優れた特定のリターデーション値を有するホメオトロピック配向フィルムを提供することを目的とする。さらには当該ホメオトロピック配向液晶フィルムを用いた光学フィルムや輝度向上フィルム、さらには当該ホメオトロピック配向液晶フィルムや輝度向上フィルム等の光学フィルムを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、液晶配向構造の固定化の際の反応性に優れた反応性基としてオキセタニル基を利用するものである。
【０００９】
すなわち本発明は、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子物質を構成成分として含有する液晶材料を配向基板上、液晶状態でホメオトロピック配向させた後、前記オキセタニル基を反応せしめて前記ホメオトロピック配向を固定化してなる液晶フィルムであって、以下の［１］および［２］の要件を具備することを特徴とするホメオトロピック配向液晶フィルムに関する。
［１］０ｎｍ≦Ｒｅ≦２００ｎｍ
［２］−５００ｎｍ≦Ｒｔｈ≦−３０ｎｍ
（ここで、Ｒｅは液晶フィルムの面内のリターデーション値を意味し、Ｒｔｈは液晶フィルムの厚さ方向のリターデーション値を意味する。前記Ｒｅ及びＲｔｈは、それぞれＲｅ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ、Ｒｔｈ＝（Ｎｘ−Ｎｚ）×ｄである。また、ｄは液晶フィルムの厚さ［ｎｍ］、ＮｘおよびＮｙは液晶フィルム面内の主屈折率、Ｎｚは厚さ方向の主屈折率であり、Ｎｚ＞Ｎｘ≧Ｎｙである。）
【００１０】
また本発明は、前記配向基板が、長鎖アルキル基を有する有機物から少なくともなることを特徴とする前記記載のホメオトロピック配向液晶フィルムに関する。
また本発明は、前記配向基板が、長鎖アルキル基を有するポリビニルアルコールから少なくともなることを特徴とする前記記載のホメオトロピック配向液晶フィルムに関する。
また本発明は、前記記載のホメオトロピック配向液晶フィルムに、さらに少なくとも１つの光学フィルムが積層されていることを特徴とする光学フィルムに関する。
また本発明は、前記記載の液晶フィルムまたは光学フィルムを用いた液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置または画像表示装置に関する。
【００１１】
以下、本発明を詳述する。
本発明において、ホメオトロピック配向を固定化した液晶フィルムを得るに当たっては、液晶材料と配向基板の選択が極めて重要である。
【００１２】
まず液晶材料について説明する。
本発明に用いられる液晶材料は、オキセタニル基を有する側鎖型の液晶性高分子物質を構成成分として少なくとも含有する液晶材料である。具体的には、ポリ(メタ)アクリレートやポリシロキサンなどの側鎖型の液晶性ポリマーを主たる構成成分として含み、側鎖型液晶ポリマーの末端は重合可能なオキセタニル基を有するものである。より具体的には、式（１）で表されるオキセタニル基を有する（メタ）アクリル化合物の（メタ）アクリル部位を単独重合、もしくは他の（メタ）アクリル化合物と共重合して得られる側鎖型液晶性高分子物質を好ましい例として挙げることができる。
【００１３】
【化１】
2006337575.tif 000002
【００１４】
上記式（１）中、Ｒ１は水素またはメチル基を表し、Ｒ２は水素、メチル基またはエチル基を表し、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ個別に、単結合、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−のいずれかを表し、Ｍは式（２）〜（４）のいずれかを表し、ｎおよびｍは、それぞれ個別に、０〜１０の整数を示す。
−Ｐ１−Ｌ３−Ｐ２−Ｌ４−Ｐ３−      (２）  
−Ｐ１−Ｌ３−Ｐ３−                 （３）  
−Ｐ３−                             （４）
【００１５】
式（２）〜（４）中、Ｐ１およびＰ２は、それぞれ個別に、式（５）から選ばれる基を表し、Ｐ３は式（６）から選ばれる基を表し、Ｌ３およびＬ４は、それぞれ個別に、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−を表す。
【００１６】
【化２】
2006337575.tif 000003
【００１７】
【化３】
2006337575.tif 000004
【００１８】
式（１）で示されるオキセタニル基を有する（メタ）アクリル化合物の合成法は特に制限されるものではなく、通常の有機化学合成法で用いられる方法を適用することによって合成することができる。例えば、ウィリアムソンのエーテル合成や、縮合剤を用いたエステル合成などの手段でオキセタニル基を持つ部位と（メタ）アクリル基を持つ部位を結合することで、オキセタニル基と（メタ）アクリル基の２つの反応性官能基を持つオキセタニル基を有する（メタ）アクリル化合物を合成することができる。
【００１９】
式（１）で表されるオキセタニル基を有する（メタ）アクリル化合物の（メタ）アクリル基を単独重合、もしくは他の（メタ）アクリル化合物と共重合することにより下記式（７）で表されるユニットを含む側鎖型液晶性高分子物質が得られる。重合条件は特に限定されるものではなく、通常のラジカル重合やアニオン重合の条件を採用することができる。
【００２０】
【化４】
2006337575.tif 000005
【００２１】
ラジカル重合の例としては、（メタ）アクリル化合物をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの溶媒に溶かし、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）や過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）などを開始剤として、６０〜１２０℃で数時間反応させる方法が挙げられる。また、液晶相を安定に出現させるために、臭化銅（Ｉ）／２，２’−ビピリジル系や２，２，６，６−テトラメチルピペリジノオキシ・フリーラジカル（ＴＥＭＰＯ）系などを開始剤としたリビングラジカル重合を行い、分子量分布を制御する方法も有効である。これらのラジカル重合は脱酸素条件で行うことが好ましい。
【００２２】
アニオン重合の例としては、（メタ）アクリル化合物をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの溶媒に溶かし、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物、グリニャール試薬などの強塩基を開始剤として、反応させる方法が挙げられる。また、開始剤や反応温度を最適化することでリビングアニオン重合とし、分子量分布を制御することもできる。これらのアニオン重合は、厳密に脱水かつ脱酸素条件で行う必要がある。
【００２３】
また、このとき共重合する（メタ）アクリル化合物は特に限定されるものではなく、合成される高分子物質が液晶性を示せば何でもよいが、合成される高分子物質の液晶性を高めるため、メソゲン基を有する（メタ）アクリル化合物が好ましい。例えば下記式で示されるような（メタ）アクリル化合物を好ましい化合物として例示することができる。
【００２４】
【化５】
2006337575.tif 000006
【００２５】
ここでＲは、水素、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基、またはシアノ基を表す。
【００２６】
本発明において液晶材料として用いるオキセタニル基を有する側鎖型液晶性高分子物質は、式（７）で表されるユニットを５〜１００モル％含むものが好ましく、１０〜１００モル％含むものが特に好ましい。また、該側鎖型液晶性高分子物質は、重量平均分子量が２，０００〜１００，０００であるものが好ましく、５，０００〜５０，０００のものが特に好ましい。
【００２７】
本発明で用いる液晶材料においては、前記側鎖型液晶性高分子物質の他に、液晶性を損なわずに混和し得る種々の化合物を含有することができる。含有することができる化合物としては、オキセタニル基、エポキシ基、ビニルエーテル基などのカチオン重合性官能基を有する化合物、フィルム形成能を有する各種の高分子物質、液晶性を示す各種の低分子液晶性化合物や高分子液晶性化合物などが挙げられる。前記の側鎖型液晶性高分子物質を組成物として用いる場合、組成物全体に占める前記の側鎖型液晶性高分子物質の割合は、１０質量％以上、好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上である。側鎖型液晶性高分子物質の含有量が１０質量％未満では組成物中に占める重合性基濃度が低くなり、重合後の機械的強度が不十分となるため好ましくない。
【００２８】
また前記液晶材料は配向処理された後、オキセタニル基をカチオン重合させて架橋することにより、当該液晶状態を固定化するという工程をとるため、液晶材料中に、光や熱などの外部刺激でカチオンを発生する光カチオン発生剤および／または熱カチオン発生剤を含有させておくことが好ましい。また必要によっては各種の増感剤を併用してもよい。
【００２９】
光カチオン発生剤とは、適当な波長の光を照射することによりカチオンを発生できる化合物を意味し、有機スルフォニウム塩系、ヨードニウム塩系、フォスフォニウム塩系などを例示することが出来る。これらの化合物の対イオンとしては、アンチモネート、フォスフェート、ボレートなどが好ましく用いられる。具体的な化合物としては、Ａｒ３Ｓ＋ＳｂＦ６−、Ａｒ３Ｐ＋ＢＦ４−、Ａｒ２Ｉ＋ＰＦ６−（ただし、Ａｒはフェニル基または置換フェニル基を示す。）などが挙げられる。また、スルホン酸エステル類、トリアジン類、ジアゾメタン類、β−ケトスルホン、イミノスルホナート、ベンゾインスルホナートなども用いることができる。
【００３０】
熱カチオン発生剤とは、適当な温度に加熱されることによりカチオンを発生できる化合物であり、例えば、ベンジルスルホニウム塩類、ベンジルアンモニウム塩類、ベンジルピリジニウム塩類、ベンジルホスホニウム塩類、ヒドラジニウム塩類、カルボン酸エステル類、スルホン酸エステル類、アミンイミド類、五塩化アンチモン−塩化アセチル錯体、ジアリールヨードニウム塩−ジベンジルオキシ銅、ハロゲン化ホウ素−三級アミン付加物などを挙げることができる。
【００３１】
これらのカチオン発生剤の液晶材料中への添加量は、用いる側鎖型液晶性高分子物質を構成するメソゲン部分やスペーサ部分の構造や、オキセタニル基当量、液晶の配向条件などにより異なるため一概には言えないが、側鎖型液晶性高分子物質に対し、通常１００質量ｐｐｍ〜２０質量％、好ましくは１０００質量ｐｐｍ〜１０質量％、より好ましくは０．２質量％〜７質量％、最も好ましくは０．５質量％〜５質量％の範囲である。１００質量ｐｐｍよりも少ない場合には、発生するカチオンの量が十分でなく重合が進行しないおそれがあり、また２０質量％よりも多い場合には、液晶フィルム中に残存するカチオン発生剤の分解残存物等が多くなり耐光性などが悪化するおそれがあるため好ましくない。
【００３２】
次に配向基板について説明する。
配向基板としては、まず平滑な平面を有するものが好ましく、有機高分子材料からなるフィルムやシート、ガラス板、金属板などを挙げることができる。コストや連続生産性の観点からは有機高分子化合物からなる材料を用いることが好ましい。有機高分子材料の例としては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、トリアセチルセルロース等が例示できる。
【００３３】
前述の液晶材料を用い、安定してホメオトロピック配向を得るためには、これらの基板を構成する材料が長鎖（通常炭素数４以上、好ましくは８以上）のアルキル基を有していることがより好ましい。中でも長鎖アルキル基を有するポリビニルアルコールが最も好ましい。なお、これら有機高分子材料は単独で基板として用いても良いし、他の基板の上に薄膜として形成させていても良い。
【００３４】
液晶の分野においては、基板に対して布等でこするラビング処理を行うことが一般的であるが、本発明のホメオトロピック配向性フィルムは、面内の異方性が基本的に生じない配向構造であるため、必ずしもラビング処理を必要としない。しかしながら、液晶材料を塗布したときのはじき抑制の観点からは弱いラビング処理を施すことがより好ましい。ラビング条件を規定する重要な設定値としては周速比がある。これはラビング布をロールに巻きつけて回転させつつ基板を擦る場合の、布の移動速度と基板の移動速度の比を表す。本発明においては弱いラビング処理とは、通常周速比が５０以下、より好ましくは２５以下、特に好ましくは１０以下である。周速比が５０より大きい場合、ラビングの効果が強すぎて液晶材料が完全に垂直に配向しきれず、垂直方向より面内方向に倒れた配向となる恐れがある。
【００３５】
次に、本発明の液晶フィルムの製造方法について説明する。液晶フィルム製造の方法としてはこれらに限定されるものではないが、前述の液晶材料を前述の配向基板上に展開し、当該液晶材料を配向させた後、光照射および／または加熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することができる。
液晶材料を配向基板上に展開して液晶材料層を形成する方法としては、液晶材料を溶融状態で直接配向基板上に塗布する方法や、液晶材料の溶液を配向基板上に塗布後、塗膜を乾燥して溶媒を留去させる方法が挙げられる。
【００３６】
溶液の調製に用いる溶媒に関しては、本発明の液晶材料を溶解でき、適当な条件で留去できる溶媒であれば特に制限はなく、一般的にアセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ブトキシエチルアルコール、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−２−プロパノールなどのエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチルなどのエステル類、フェノール、クロロフェノールなどのフェノール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド類、クロロホルム、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン系などやこれらの混合系が好ましく用いられる。また、配向基板上に均一な塗膜を形成するために、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤などを溶液に添加してもよい。
【００３７】
液晶材料を直接塗布する方法でも、溶液を塗布する方法でも、塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法などが挙げられる。
液晶材料の溶液を塗布する方法では、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程を入れることが好ましい。この乾燥工程は、塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター（炉）、温風吹きつけなどの方法が挙げられる。
【００３８】
続いて、配向基板上に形成された液晶材料層を、熱処理などの方法で液晶配向を形成し、光照射および／または加熱処理で硬化を行い固定化する。最初の熱処理では、使用した液晶材料の液晶相発現温度範囲に加熱することで、該液晶材料が本来有する自己配向能により液晶を配向させる。熱処理の条件としては、用いる液晶材料の液晶相挙動温度（転移温度）により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常１０℃〜２５０℃、好ましくは３０℃〜１６０℃の範囲であり、該液晶材料のＴｇ以上の温度、さらに好ましくはＴｇより１０℃以上高い温度で熱処理するのが好ましい。あまり低温では、液晶配向が充分に進行しないおそれがあり、また高温では液晶材料中のカチオン重合性反応基や配向基板に悪影響を与えるおそれがある。また、熱処理時間については、通常３秒〜３０分、好ましくは１０秒〜１０分の範囲である。３秒より短い熱処理時間では、液晶配向が充分に完成しないおそれがあり、また３０分を超える熱処理時間では、生産性が悪くなるため、どちらの場合も好ましくない。
【００３９】
該液晶材料を熱処理などの方法で液晶配向を形成したのち、液晶配向状態を保ったまま液晶材料中のオキセタニル基を重合させることにより硬化させる。硬化工程は、完成した液晶配向を硬化（架橋）反応により液晶配向状態を固定化し、より強固な膜に変性することを目的にしている。
【００４０】
本発明に用いる液晶材料は重合性のオキセタニル基を持つため、その反応基の重合（架橋）には、カチオン重合開始剤（カチオン発生剤）を用いるのが好ましいことは前述のとおりである。また、重合開始剤としては、熱カチオン発生剤より光カチオン発生剤の使用が好ましい。
【００４１】
光カチオン発生剤を用いた場合、光カチオン発生剤の添加後、液晶配向のための熱処理までの工程を暗条件（光カチオン発生剤が解離しない程度の光遮断条件）で行えば、液晶材料は配向段階までは硬化することなく、充分な流動性をもって液晶配向することができる。この後、適当な波長の光を発する光源からの光を照射することによりカチオンを発生させ、液晶材料を硬化させる。
【００４２】
光照射の方法としては、用いる光カチオン発生剤の吸収波長領域にスペクトルを有するようなメタルハライドランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、アークランプ、レーザーなどの光源からの光を照射し、光カチオン発生剤を開裂させる。１平方センチメートルあたりの照射量としては、積算照射量として通常１〜２０００ｍＪ、好ましくは１０〜１０００ｍＪの範囲である。ただし、光カチオン発生剤の吸収領域と光源のスペクトルが著しく異なる場合や、液晶材料自身に光源波長の吸収能がある場合などはこの限りではない。これらの場合には、適当な光増感剤や、吸収波長の異なる２種以上の光カチオン発生剤を混合して用いるなどの方法を採ることもできる。
光照射時の温度は、該液晶材料が液晶配向をとる温度範囲である必要がある。また、硬化の効果を充分に上げるためには、該液晶材料のＴｇ以上の温度で光照射を行うのが好ましい。
【００４３】
以上のような方法により製造した液晶フィルムは、充分強固な膜となっている。具体的には、硬化反応によりメソゲンが３次元的に結合され、硬化前と比べて耐熱性（液晶配向保持の上限温度）が向上するのみでなく、耐スクラッチ性、耐磨耗性、耐クラック性などの機械的強度に関しても大幅に向上する。
【００４４】
なお、配向基板として、光学的に等方でない、あるいは得られる液晶フィルムが最終的に目的とする使用波長領域において不透明である、もしくは配向基板の膜厚が厚すぎて実際の使用に支障を生じるなどの問題がある場合、配向基板上で形成された形態から、光学的に等方な、あるいは得られる液晶フィルムが最終的に目的とする使用波長領域において透明なフィルム、もしくは液晶フィルムを液晶セルなどに貼合するまでの間、仮に支持しておくためのフィルムに転写した形態も使用しうる。
【００４５】
転写方法としては公知の方法を採用することができる。例えば、特開平４−５７０１７号公報や特開平５−３３３３１３号公報に記載されているように液晶フィルム層を粘着剤もしくは接着剤を介して、配向基板とは異なる基板を積層した後に、必要により粘着剤もしくは接着剤を使って表面の硬化処理を施し、該積層体から配向基板を剥離することで液晶フィルムのみを転写する方法等を挙げることができる。転写先の基板としては、例えばフジタック（富士写真フィルム社製品）、コニカタック（コニカ社製品）などのトリアセチルセルロースフィルム、ＴＰＸフィルム（三井化学社製品）、アートンフィルム（ＪＳＲ社製品）、ゼオネックスフィルム（日本ゼオン社製品）、アクリプレンフィルム（三菱レーヨン社製品）などの透明フィルムや、シリコン処理を施したり、表面に易剥離層を設けたりしたポリエチレンテレフタレートフィルムなどが挙げられる。また必要によっては、偏光フィルムに直接転写することも可能である。
転写に使用する粘着剤もしくは接着剤は、光学グレードのものであれば特に制限はなく、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系など一般に用いられているものを用いることができる。
【００４６】
本発明のホメオトロピック配向液晶フィルムは、液晶フィルムの厚さをｄ［ｎｍ］、液晶フィルム面内の主屈折率をＮｘおよびＮｙ、厚さ方向の主屈折率をＮｚ、かつ、Ｎｘ≧Ｎｙとした場合に、面内のリターデーション値（Ｒｅ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ）が０〜２００ｎｍ、厚さ方向のリターデーション値（Ｒｔｈ＝（Ｎｘ−Ｎｚ）×ｄ）が−５００〜−３０ｎｍであることを特徴とする。
【００４７】
ホメオトロピック配向液晶フィルムの光学パラメータであるＲｅ値、Ｒｔｈ値は、輝度向上フィルムとして使用する場合、あるいは液晶表示装置の視野角改良フィルムとして使用する場合等の用途の違いにより、また視野角改良フィルムで使用する場合においても液晶表示装置の方式や種々の光学パラメーターに依存することから一概には言えないが、５５０ｎｍの単色光に対して、ホメオトロピック配向液晶フィルム面内のリターデーション値（Ｒｅ）は、通常０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であり、好ましくは０ｎｍ〜１００ｎｍ、さらに好ましくは０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲であり、かつ、厚さ方向のリターデーション値（Ｒｔｈ）は、通常−５００ｎｍ〜−３０ｎｍの範囲であり、好ましくは−４００ｎｍ〜−５０ｎｍ、さらに好ましくは−４００ｎｍ〜−１００ｎｍの範囲に制御されたものである。
【００４８】
前記Ｒｅ値及びＲｔｈ値を上記範囲にすることにより、液晶表示装置の視野角改良フィルムとしては、液晶表示の色調補正を行いながら視野角を広げることが可能となり、輝度向上フィルムとしては、良好な輝度向上効果を得ることができる。Ｒｅ値が２００ｎｍより大きい場合、大きい正面位相差値の影響で、液晶表示素子の正面特性を悪化させる恐れがある。また、Ｒｔｈ値が−３０ｎｍより大きい場合、あるいは−５００ｎｍより小さい場合には、十分な視野角改良効果が得られないか、あるいは斜めから見たときに不必要な色付きが生じる恐れがある。
【００４９】
前記液晶フィルムの膜厚は、液晶表示装置の方式や種々の光学パラメーターに依存することから一概には言えないが、通常０．２μｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．３μｍ〜５μｍ、さらに好ましくは０．５μｍ〜２μｍである。膜厚が０．２μｍより薄い場合、十分な視野角改良効果あるいは輝度向上効果を得ることができない恐れがある。また１０μｍを越えると、液晶表示装置が不必要に色付く恐れがある。
【００５０】
以上のようにして得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは、当該液晶フィルムの光学位相差を垂直入射から傾けた角度で測定することによって定量化することができる。ホメオトロピック配向液晶フィルムの場合、この位相差値は垂直入射について対称的である。光学位相差の測定には数種の方法を利用することができ、例えば自動複屈折測定装置（王子計測機器（株）製）および偏光顕微鏡を利用することができる。このホメオトロピック配向液晶フィルムはクロスニコル偏光子間で黒色に見える。このようにしてホメオトロピック配向性を評価した。
【００５１】
本発明のホメオトロピック配向液晶フィルムは、少なくとも１つの他の光学フィルムと積層することにより光学フィルムを形成することができる。
例えば、前記ホメオトロピック配向液晶フィルムは、コレステリック液晶フィルムと、１／４波長板との間に配置されて輝度向上フィルムを形成する。コレステリック液晶フィルムおよび１／４波長板は、輝度向上フィルムに通常使用される各種のものを特に制限なく使用できる。
【００５２】
コレステリック液晶フィルムは、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどが挙げられる。コレステリック液晶フィルムとしては、たとえば、可視光の少なくとも一部の帯域において円偏光二色性を示すものや、可視光の２００ｎｍ以上の帯域において円偏光二色性を示すものが用いられる。コレステリック液晶フィルムは、光学活性基含有モノマーをモノマーユニットとして含有するコレステリック液晶ポリマーにより形成することができる。光学活性基を含有するモノマーユニットの含有率に基づいてコレステリック液晶のピッチが変化するため、前記モノマーユニットの含有率により円偏光二色性を制御することができる。コレステリック液晶フィルムの厚さは、通常１〜３０μｍであることが好ましく、特に２〜１５μｍであることが好ましい。なおコレステリック液晶フィルムには前記液晶ポリマー以外のポリマーや安定剤、可塑剤などの無機化合物、有機化合物、金属やその化合物などの１種以上の添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００５３】
コレステリック液晶フィルムは、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
コレステリック液晶フィルムの如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００５４】
１／４波長板は、使用目的に応じた適宜な位相差板が用いられる。１／４波長板は、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。位相差板としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーなどの液晶材料からなる配向フィルム、液晶材料の配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。１／４波長板の厚さは、通常０．５〜２００μｍであることが好ましく、特に１〜１００μｍであることが好ましい。
【００５５】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００５６】
輝度向上フィルムは、たとえば、１／４波長板を基板として、ホメオトロピック配向液晶フィルムを作製し、さらにホメオトロピック配向液晶フィルムに粘着剤層を介してコレステリック液晶フィルムを貼り合わせることにより作製することができる。また、基板上に作製されたホメオトロピック配向液晶フィルムを、粘着剤層を介してコレステリック液晶フィルムまたは１／４波長板に転写した後、これに前記転写に用いていない１／４波長板またはコレステリック液晶フィルムをさらに粘着剤層を介して貼り合わせることにより作製することができる。
【００５７】
粘着剤層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００５８】
粘着剤層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で前記基板または液晶フィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着剤層を形成してそれを前記液晶層上移着する方式などが挙げられる。また、粘着剤層には、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層などであってもよい。
【００５９】
なお、基板上で形成された前記ホメオトロピック配向液晶フィルムを粘着剤層を介して転写する際には、ホメオトロピック配向液晶フィルムを表面処理することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、前記液晶フィルム表面の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧ＵＶ照射、プラズマ処理などの表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が良好である。
【００６０】
液晶表示装置等の画像表示装置に適用される光学フィルムには偏光板が用いられる。本発明のホメオトロピック配向液晶フィルムや輝度向上フィルムは、偏光板等の光学フィルムを積層して用いられる。
偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。
【００６１】
すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００６２】
偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものである。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（沃素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。
【００６３】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元の長さの３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて、染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００６４】
前記偏光子の片側または両側に設けられている保護フィルムには、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記保護フィルムの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィン系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。その他としては、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどが挙げられる。保護フィルムの厚さは、一般には５００μｍ以下であり、１〜３００μｍが好ましい。特に５〜２００μｍとするのが好ましい。
【００６５】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、また異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【００６６】
前記保護フィルムとしては、ハードコート処理や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００６７】
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や、透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して、通常２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視野角などを拡大するための拡散層（視野角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００６８】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００６９】
前記偏光板は、位相差板を積層された楕円偏光板または円偏光板として用いることができる。前記楕円偏光板または円偏光板について説明する。これらは位相差板により直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／4 波長板が用いられる。１／2 波長板は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００７０】
楕円偏光板はスパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００７１】
位相差板には、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視野角等の補償を目的としたものなどを使用することができ、また使用目的に応じた適宜な位相差を有する２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。かかる位相差板には前記例示のものを使用できるほか、本発明のホメオトロピック配向液晶フィルムを単独でまたは他のフィルムと組み合わせて用いることができる。
【００７２】
また前記位相差板は、視野角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。視野角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。
【００７３】
このような視野角補償位相差板としては、他に一軸あるいは二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視野角補償フィルムは、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的として適宜に組み合わせることができる。
【００７４】
また、良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーや棒状液晶ポリマーからなる傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００７５】
前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、楕円偏光板または円偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板が挙げられる。
【００７６】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００７７】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどが挙げられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなども挙げられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００７８】
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００７９】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００８０】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することができるが、予め積層して楕円偏光板等の光学フィルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００８１】
本発明の光学フィルムには、粘着剤層を設けることもできる。粘着剤層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
粘着剤層を形成する粘着剤は特に制限されないが、前記ホメオトロピック配向液晶フィルムと転写用基板との貼り合せに用いたものと同様のものを例示できる。また、同様の方式にて設けることができる。
【００８２】
粘着剤層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着剤層とすることもできる。粘着剤層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００８３】
粘着剤層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着剤層に接触することを防止できる。セパレータとしては、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００８４】
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子、透明保護フィルム、光学フィルムあるいは粘着剤層などを、例えば、サリチル酸エステル系化合物、べンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理することにより、これらのフィルムや層に紫外線吸収能をもたせることができる。
【００８５】
本発明の光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。特に液晶表示装置用の視野角改良フィルムとして好ましく用いられる。液晶表示装置の形成は、公知の方法に従い行うことができる。すなわち、液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学フィルム、及び必要に応じて照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明の光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来の方法に準じて行いうる。液晶表示装置としては、特に制限はないが、透過型、反射型、半透過型の各種液晶表示装置を挙げることができる。
【００８６】
液晶セルにおける液晶配向によるモードとして例を挙げると、ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＶＡ（vertical alignment）型、ＭＶＡ（multi-domain vertical alignment）型、ＯＣＢ（optically compensated bend)型、ＥＣＢ（electrically controlled biriefringence)型、ＨＡＮ（hybrid-aligned nematic)型、ＩＰＳ（in-plane switching)型、双安定ネマチック（Bistable Nematic）型、ＡＳＭ（Axially Symmetric Aligned Microcell）型，ハーフトーングレイスケール型、強誘電性液晶，反強誘電性液晶を利用した表示方式等を挙げることができる。
【００８７】
当該液晶配向については、セルの面内で単一の方向性を持つものでも良いし、配向が分割された液晶表示装置等にも用いることができる。さらに液晶セルに電圧を印加する方法で言えば、例えばＩＴＯ電極などを用いるパッシブ方式、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）電極やＴＦＤ（薄膜ダイオード）電極などを用いるアクティブ方式等で駆動する液晶表示装置を挙げることができる。
【００８８】
液晶セルの片側又は両側に偏光板、光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に、偏光板、光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００８９】
次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００９０】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００９１】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００９２】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００９３】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【００９４】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1 ／4 波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／4 に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００９５】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1 ／4 波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／4 のときには円偏光となる。
【００９６】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
本発明の光学フィルムを用いた偏光板は、有機ＥＬ表示装置に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００９７】
新規なオキセタニル基を有する（メタ）アクリル化合物を重合して得られる側鎖型液晶性高分子物質を含有する液晶材料を用い、当該液晶材料の配向状態を固定化することにより耐熱性に優れ、硬度が高く、機械的強度に優れたホメオトロピック配向フィルムが得られ、各種の液晶表示装置用、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰなどの画像表示装置の光学フィルムとして有用である。
【実施例】
【００９８】
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例で用いた各分析方法は以下の通りである。
（１）１Ｈ−ＮＭＲの測定
化合物を重水素化クロロホルムに溶解し、４００ＭＨｚの１Ｈ−ＮＭＲ（Ｖａｒｉａｎｔ社製ＩＮＯＶＡ−４００）で測定した。
（２）ＧＰＣの測定
液晶性ポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）および重量平均分子量（Ｍｗ）は、化合物をテトラヒドロフランに溶解し、東ソー社製８０２０ＧＰＣシステムで、ＴＳＫ−ＧＥＬ  ＳｕｐｅｒＨ１０００、ＳｕｐｅｒＨ２０００、ＳｕｐｅｒＨ３０００、ＳｕｐｅｒＨ４０００を直列につなぎ、溶出液としてテトラヒドロフランを用いて測定した。分子量の較正にはポリスチレンスタンダードを用いた。
（３）顕微鏡観察
オリンパス光学社製ＢＨ２偏光顕微鏡で液晶の配向状態を観察した。
（４）液晶フィルムのパラメータ測定
王子計測機器（株）製自動複屈折計ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨを用いた。
【００９９】
［実施例１］
ラジカル重合により、下記式（８）の液晶性ポリマーを合成した。分子量はポリスチレン換算で、Ｍｎ＝８０００、Ｍｗ＝１５０００であった。なお、式（８）における表記はモノマーの構成比を表すものであって、ブロック重合体を意味するものではない（下記式（９）〜（１２）の表記も同様の意味である。）。
式（８）のポリマー１．０ｇを、９ｍｌのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート５０％プロピレンカーボネート溶液（アルドリッチ社製、試薬）０．１ｇを加えた後、孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分をろ過して液晶材料の溶液を調製した。
【０１００】
【化６】
2006337575.tif 000007
【０１０１】
配向基板は以下のようにして調製した。
厚さ３８μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製）を１５ｃｍ角に切り出し、アルキル変性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ，（株）クラレ製、ＭＰ−２０３）の５重量％溶液（溶媒は、水とイソプロピルアルコールの重量比１：１の混合溶媒）をスピンコート法により塗布し、５０℃のホットプレートで３０分乾燥した後、１２０℃のオーブンで１０分間加熱した。次いで、レーヨンのラビング布でラビングした。得られたＰＶＡ層の膜厚は１．２μｍであった。ラビング時の周速比（ラビング布の移動速度／基板フィルムの移動速度）は４とした。
【０１０２】
このようにして得られた配向基板に、前述の液晶溶液をスピンコート法により塗布した。次いで６０℃のホットプレートで１０分乾燥し、１５０℃のオーブンで２分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、６０℃に加熱したアルミ板に試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外光（ただし３６５ｎｍで測定した光量）を照射して、液晶材料を硬化させた。
【０１０３】
基板として用いたポリエチレンナフタレートフィルムは大きな複屈折を持ち光学用フィルムとして好ましくないため、得られた配向基板上の液晶フィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムに転写した。すなわち、ポリエチレンナフタレートフィルム上の硬化した液晶材料層の上に、接着剤を５μｍ厚となるように塗布し、ＴＡＣフィルムでラミネートして、ＴＡＣフィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、ポリエチレンナフタレートフィルムを剥離した。
得られた光学フィルム（ＰＶＡ層／液晶層／接着剤層／ＴＡＣフィルム）を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションがなくモノドメインの均一な配向で、コノスコープ観察から正の一軸性屈折率構造を有するホメオトロピック配向であることがわかった。ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨを用いて測定したＴＡＣフィルムと液晶層をあわせた面内方向のリターデーション（Ｒｅ）は０．５ｎｍ、厚さ方向のリターデーション（Ｒｔｈ）は−１５０ｎｍであった。なお、ＴＡＣフィルム単体は負の一軸性で面内のリターデーションが−０．５ｎｍ、厚さ方向のリターデーションは＋４０ｎｍであったことから、液晶層単独でのリターデーションは、Ｒｅが０ｎｍ、Ｒｔｈが−１９０ｎｍと見積もられた。
さらに光学フィルムの液晶材料部分のみをかきとり、ＤＳＣを用いてガラス転移点を測定したところ、Ｔｇは１００℃であった。またフィルムの液晶材料層表面の鉛筆硬度は２Ｈ程度で、充分に強固な膜が得られた。
【０１０４】
［実施例２］
ラジカル重合により下記式（９）の液晶性ポリマーを合成した。分子量はポリスチレン換算で、Ｍｎ＝６０００、Ｍｗ＝１２０００であった。また、下記式（１０）のオキセタニル基を有する低分子液晶を合成した。式（９）の材料０．８ｇと式（１０）の材料０．２ｇを、９ｍｌのジエチレングリコールジメチルエーテルに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート５０％プロピレンカーボネート溶液（アルドリッチ社製、試薬）０．１ｇ、少量のフッ素系界面活性剤を加えた後、孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分をろ過して液晶材料の溶液を調製した。
【０１０５】
【化７】
2006337575.tif 000008
【化８】
2006337575.tif 000009
【０１０６】
配向基板は以下のようにして調製した。
厚さ５０μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製）を１５ｃｍ角に切り出し、アルキル変性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ，（株）クラレ製、ＭＰ−１０２）の５重量％溶液（溶媒は、水とイソプロピルアルコールの重量比１：１の混合溶媒）をスピンコート法により塗布し、５０℃のホットプレートで３０分乾燥した後、１５０℃のオーブンで５分間加熱した。次いで、レーヨンのラビング布でラビングした。得られたＰＶＡ層の膜厚は０．８μｍであった。ラビング時の周速比（ラビング布の移動速度／基板フィルムの移動速度）は１０とした。
【０１０７】
このようにして得られた配向基板に、前述の液晶溶液をスピンコート法により塗布した。次いで６０℃のホットプレートで１０分乾燥し、１５０℃のオーブンで２分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、６０℃に加熱したアルミのプレートに試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより４００ｍＪ／ｃｍ２の紫外光（ただし３６５ｎｍで測定した光量）を照射して、液晶材料を硬化させた。
【０１０８】
基板として用いたポリエチレンナフタレートフィルムは大きな複屈折を持ち光学用フィルムとして好ましくないため、得られた配向基板上の液晶フィルムを紫外線硬化型接着剤を介して、面内方向に１４０ｎｍのリターデーションを有するポリカーボネートフィルムに転写した。すなわち、ポリエチレンナフタレートフィルム上の硬化した液晶材料層の上に、接着剤を塗布し、ポリカーボネートフィルムでラミネートして、ポリカーボネートフィルム側から４００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線光を照射して接着剤を硬化させた後、ＰＶＡ層とポリエチレンナフタレートフィルムを剥離した。
【０１０９】
得られた光学フィルム（液晶層／接着剤層／ポリカーボネートフィルム）は、面内のリターデーション（Ｒｅ）が１４０ｎｍであり、かつ２軸性を有していた。液晶層単独でのリターデーションは、実施例１のように面内に異方性を有しないＴＡＣフィルムに転写することにより、Ｒｔｈが−１２０ｎｍと見積もられた。
このようにして得られたポリカーボネートフィルム上の液晶フィルムを１枚用いて、図１に示すように、バックライト６、下偏光板５、ＩＰＳ型液晶セル４、上偏光板１の順で配置された市販のＩＰＳ型の液晶テレビに対し、上偏光板１と液晶セル４の間に光学フィルム（ホメオトロピック配向液晶フィルム２：ポリカーボネートフィルム３）を配置した。その結果、本フィルムを用いない場合に比べ、視野角が拡大し、斜めから見ても良好な画像が得られることが分かった。
【０１１０】
［実施例３］
下記式（１１）の液晶性ポリマーを合成した。分子量はポリスチレン換算で、Ｍｎ＝１１０００、Ｍｗ＝２００００であった。式（１１）のポリマー１．０ｇを、９ｍｌのシクロヘキサノンに溶かし、暗所で光開始剤（旭電化（株）製ＳＰ−１７２）を０．０５ｇ加えた後、孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分をろ過して液晶材料の溶液を調製した。
【０１１１】
【化９】
2006337575.tif 000010
【０１１２】
配向基板は以下のようにして調製した。
厚さ０．７ｍｍ、１５ｃｍ角のホウケイ酸ガラスに下記式（１２）のポリアミドの５重量％Ｎ−メチルピロリドン溶液をスピンコート法により塗布し、８０℃のホットプレートで３０分乾燥した後、１２０℃のオーブンで１０分間加熱した。
【０１１３】
【化１０】
2006337575.tif 000011
【０１１４】
このようにして得られた配向基板に、前述の液晶溶液をスピンコート法により塗布した。次いで６０℃のホットプレートで１０分乾燥し、１４０℃のオーブンで２分間熱処理し、液晶材料を配向させた。次いで、７０℃に加熱したアルミのプレートに試料を密着させて置き、その上から、高圧水銀灯ランプにより３００ｍＪ／ｃｍ２の紫外光（ただし３６５ｎｍで測定した光量）を照射して、液晶材料を硬化させた。
得られたガラス基板上の光学フィルムを偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションなどがないモノドメインの均一なホメオトロピック液晶配向が観察された。ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨを用いて測定したリターデーション（Ｒｔｈ）は−２５０ｎｍであった。
【０１１５】
［実施例４］
ＴＡＣフィルム（厚さ８０μｍ）上に、４００〜７００ｎｍの帯域において円偏光二色性を示すコレステリック液晶層（厚さ５μｍ）を形成したものを用い、当該液晶層上に、実施例３で得られたホメオトロピック配向液晶フィルムをアクリル系粘着剤により形成された粘着剤層（厚さ２５μｍ）を介して貼り合せ、さらにその上に延伸により得られたポリカーボネートフィルム製１／４波長板（正面位相差１３０ｎｍ）（厚さ６０μｍ）を、同様のアクリル系粘着剤により形成された粘着剤層（厚さ２５μｍ）を介して貼り合せて、輝度向上フィルムを作製した。
このようにして得られた輝度向上フィルムを、図２に示すように、バックライト２１、下偏光板９、液晶セル８、上偏光板７の順で配置された市販の液晶ディスプレイの、バックライト２１と下偏光板９の間に輝度向上フィルム１３（コレステリック液晶フィルム１２：ホメオトロピック配向液晶フィルム１１：１／４波長板１０）を配置した。その結果、輝度向上フィルム１３を用いなかった場合に比べ、３０％の輝度向上率を持つ明るい画像が得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】実施例２で用いた液晶ディスプレイの概念図である。
【図２】実施例４で用いた液晶ディスプレイの概念図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  上偏光板
２  ホメオトロピック配向液晶フィルム
３  ポリカーボネートフィルム
４  ＩＰＳ型液晶セル
５  下偏光板
６  バックライト
７  上偏光板
８  液晶セル
９  下偏光板
１０  １／４波長板
１１  ホメオトロピック配向液晶フィルム
１２  コレステリック液晶フィルム
１３  輝度向上フィルム
１４  拡散板
１５  集光シート
１６  集光シート  
１７  拡散板
１８  導光板
１９  反射板
２０  ランプ
２１  バックライト  
【図１】
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【図２】
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