(57)【要約】【課題】製造を容易にし、従来技術の補償板の弱点を有さない、性能を改良したアクロマティック四分の一波長フィルム（ＡＱＷＦ）を提供する。【解決手段】少なくとも１つの四分の一波長フィルム（ＱＷＦ）および少なくとも１つの二分の一波長フィルム（ＨＷＦ）を含むアクロマティック四分の一波長フィルム（ＡＱＷＦ）であって、該ＱＷＦおよび該ＨＷＦのそれぞれが、重合性またはガラス性液晶材料を含む、前記アクロマティック四分の一波長フィルム。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの四分の一波長フィルム（ＱＷＦ）および少なくとも１つの二分の一波長フィルム（ＨＷＦ）を含むアクロマティック四分の一波長フィルム（ＡＱＷＦ）であって、該少なくとも１つのＱＷＦおよび該少なくとも１つのＨＷＦが、重合性またはガラス性液晶材料を含むことを特徴とする、前記アクロマティック四分の一波長フィルム。
【請求項２】
液晶材料が、カラミティック液晶またはメソゲン分子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＡＱＷＦ。
【請求項３】
４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍの波長で測定する場合に、それぞれ、実質的に、前記ＡＱＷＦにおいて、入射光の波長の四分の一のリターデーションを有することを特徴とする、請求項１または２に記載のＡＱＷＦ。
【請求項４】
ＱＷＦが、５５０ｎｍの波長において、８０〜１８０ｎｍの光学リターデーションを有し、およびＨＷＦが、５５０ｎｍの波長において、２００〜３６０ｎｍの光学リターデーションを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のＡＱＷＦ。
【請求項５】
ＱＷＦの厚さが、０．６〜１．４μｍであり、ＨＷＦの厚さが、１．４〜３．０μｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のＡＱＷＦ。
【請求項６】
ＱＷＦおよびＨＷＦが、架橋性ネマティック液晶材料を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のＡＱＷＦ。
【請求項７】
ＱＷＦおよびＨＷＦが、それらのフィルム面が、実質的に互いに平行、およびそれらの光軸が、互いに対し、４０〜８０°の角度で配列するように配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のＡＱＷＦ。
【請求項８】
ＱＷＦおよびＨＷＦの光軸が、互いに対し、５５〜６５°の角度で配列されることを特徴とする、請求項７に記載のＡＱＷＦ。
【請求項９】
さらに、ＨＷＦの側面に配置された直線偏光子を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のＡＱＷＦ。
【請求項１０】
ＨＷＦの光軸が、直線偏光子の透過方向に対し、１０〜２０°の角度で配列され、および／またはＱＷＦの光軸が、直線偏光子の透過方向に対し、６０〜８０°の角度で配列されることを特徴とする、請求項９に記載のＡＱＷＦ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のＡＱＷＦの使用であって、液晶ディスプレイなどの電気光学的ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）または陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイにおいて、ディスプレイまたは他の用途のための光増強若しくは反射防止フィルムとしての前記使用。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載のＡＱＷＦを含む液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
ＴＮ（ねじれネマティック）、ＯＣＢ（光学的補償湾曲）、パイ−セル、ＶＡ（垂直配向）またはＭＶＡ（マルチドメイン垂直配向）モードのディスプレイであることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
反射型または半透過型ディスプレイであることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの四分の一波長フィルム（ＱＷＦ）および少なくとも１つの二分の一波長フィルム（ＨＷＦ）を含むアクロマティック四分の一波長フィルム（ＡＱＷＦ）であって、該ＱＷＦおよびＨＷＦのそれぞれが、重合性またはガラス性（ｖｉｔｒｉｆｉｅｄ）液晶材料を含む、前記アクロマティック四分の一波長フィルムに関する。本発明は、さらに、ＡＱＷＦの調製のための方法および材料、補償板および液晶ディスプレイのような光学デバイスにおけるその使用、並びにＡＱＷＦなどを含む液晶ディスプレイにも関する。
【０００２】
【従来の技術】
四分の一波長リターデーションフィルム（ＱＷＦｓ、１／４波長板またはλ／４波長フィルム）は、従来技術において公知である。ＡＱＷＦは、２つの互いに垂直に位置する振動面を有する直線偏光線において、λ／２の位相差を引き起こす為、例えば、直線偏光を円偏光またはその逆に変換する。
【０００３】
それは、一般に、異方性光学特性を与えるために、一軸方向に延伸した高分子フィルムからなり、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または他の光学システムにおいて、光学相リターダーとして使用できる。しかし、光の波長により変化する（例えば延伸ポリカーボネートから作製された）従来のＱＷＦのリターデーションの場合、狭波長範囲でのみ使用することができる。
【０００４】
アクロマティックＱＷＦｓ（ＡＱＷＦｓ）もまた、従来技術において公知である。ＡＱＷＦｓ（または、ブロードバンドＱＷＦ）は、全可視波長において、直線偏光を円偏光に変換し、これは多数の用途に重要な利点となる。例えば、反射型または半透過型ＬＣＤにおいて、従来のＱＷＦの代わりにＡＱＷＦを用いる場合、ＬＣＤのコントラスト比は急激に増大する。
【０００５】
ＡＱＷＦｓの作製方法の数種は、従来技術において公知である。例えば、異なる複屈折分散性を有する材料の延伸１／２および１／４波長板は、ＡＱＷＦを形成するために、それらの光軸が互いに直交するように積層された（例えば、非特許文献１を参照）。さらに、正および負の光弾性ポリマーの混合物から作製された延伸１／４波長板フィルムを含むＡＱＷＦが記載されている（非特許文献２）。
【０００６】
また、同一の複屈折分散性を有する材料から作製される延伸１／２および１／４波長板フィルムは、ＡＱＷＦを与えるために、それらの光軸が６０°の角度をなすように配置された（非特許文献３）。さらに、多様な角度で配置された、１つまたは２つ以上の延伸１／２波長板および１つまたは２つ以上の延伸１／４波長板を含んでいる積層波長板を含むＡＱＷＦは、例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３に開示されている。特許文献４には、直線偏光子を含む円偏光板およびホメオロトピック配向の円盤状液晶分子から作製された異方性層を二つ含むＱＷＦが記載されている。
【０００７】
しかし、従来技術のＡＱＷＦｓの性能は未だ、特定の用途においては、満足できるものではない。また、延伸ポリマーフィルムのＱＷＦｓは、しばしば、中位の複屈折のみを有する為、所要の光学リターデーションを与えるためには、高膜厚を必要とする。特に、積層波長板の場合、３枚以上の使用は高価であり、製造問題を引き起こし、平面パネルＬＣＤの使用では特に欠点である、ＡＱＷＦの非所望的な高膜厚の原因となる。他方では、従来技術で記載されたようなホメオロトピック配向の円盤状液晶分子を含む光学フィルムは、しばしば、大規模な生産が困難である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０５−１００１１４号公報
【特許文献２】
米国特許第６，０２５，９５８号公報
【特許文献３】
欧州特許出願公開第０９８９４４１号公報
【特許文献４】
米国特許第６，４００，４３３号公報
【０００９】
【非特許文献１】
エス・パンチャラトナマ（Ｓ．　Ｐａｎｃｈａｒａｔｎａｍａ）著，「ザプロシーディングオブインディアンアカデミーオブサイエンス（Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅＩｎｄｉａｎ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）第ＸＬＩ巻，第４号，セクションＡ」，１９５５年
【非特許文献２】
エイ・ウチヤマ（Ａ．　Ｕｃｈｉｙａｍａ），ティー・ヤタベ（Ｔ．　Ｙａｔａｂｅ）著，「エスアイディー０１ダイジェスト（ＳＩＤ　０１　Ｄｉｇｅｓｔ）第５６６巻」，２００１年
【非特許文献３】
エム・オカモト（Ｍ．　Ｏｋａｍｏｔｏ），ケイ・ミノウラ（Ｋ．　Ｍｉｎｏｕｒａ），エス・ミツイ（Ｓ．　Ｍｉｔｓｕｉ），「アイディーダブリュウ９９（ＩＤＷ９９）第４９巻」，１９９９年
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の一つは、ＬＣＤｓ、特に反射型または半透過型ＬＣＤで使用する場合、製造を容易にし、且つ大規模でも実利的な生産ができ、上記のような従来技術の補償板の弱点を有さない、性能を改良したアクロマティック四分の一波長フィルム（ＡＱＷＦ）を提供することである。本発明の他の目的は、以下の詳細な記載から、当業者に、直ちに明らかになる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題が、請求項１に記載のＡＱＷＦを提供することにより、解決できることを見出した。
【００１２】
用語の定義
本明細書に記載されるような光学偏光、補償およびリターデーション層、フィルムまたは板に関し、この明細書全体で用いられるものとして、以下の用語の定義が与えられる。
この明細書で用いられる用語「フィルム」は、幾分顕著な機械安定性および可撓性を示す自立のフィルム、つまりそれ自体の自立構造で立っているフィルム、並びに支持基板上または２つの基板間のコーティングまたは層が含まれる。
【００１３】
用語「液晶またはメソゲン材料」または「液晶またはメソゲン化合物」という用語は、１つまたは２つ以上の棒状、板状、または円板状のメソゲン基、即ち、液晶相挙動を誘発する能力を有する基を含む材料または化合物を示す用語である。棒状または板状の基を有する液晶化合物はまた、当該技術分野では、「カラミティック（ｃａｌａｍｉｔｉｃ）」液晶として公知である。
円板状の基を有する液晶化合物はまた、当該技術分野では、「円盤状（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）」液晶として公知である。メソゲン基を含む化合物または材料は、必ずしもそれ自体に、液晶相を示す必要はない。他の化合物との混合状態において、あるいはメソゲン化合物若しくは材料またはその混合物を重合した場合にのみ、それらは液晶相挙動を示すこともまた可能である。
【００１４】
単純化のために、用語「液晶材料」を、以下では、液晶材料およびメソゲン材料の両方に用い、並びに用語「メソゲン」を、材料のメソゲン基に用いる。
１つの重合性基を有する重合性化合物はまた、「一反応性」化合物、２つの重合性基を有する化合物は「二反応性」化合物、および３つ以上の重合性基を有する化合物は「多反応性」化合物と呼ばれる。重合性基を有さない化合物はまた、「非反応性」化合物と呼ばれる。
【００１５】
用語「ディレクター」は、カラミティック化合物の場合には、、長分子軸の好ましい配向方向、または、円盤状化合物の場合には、短分子軸の好ましい配向方向を意味する。
用語「プラナー配向」または「プラナー構造」は、光学的異方性材料の層を指し、ここで、光軸は、実質的に該層の面に平行である。
均一な配向を有する一軸的に正の複屈折液晶物質を含む、プラナー光学フィルムまたは層においては、液晶材料のディレクターにより、光軸の方向が与えられる。
用語「一軸の」は、相互に直角の方向において、３つの主屈折率を有する材料、フィルムまたは層を指し、ここで、２つの屈折率は同一であり、および第３の屈折率は、他の２つの屈折率と異なり、結果として単一、固有の光軸が生じる。
【００１６】
正のまたは負の複屈折を有するリターデーションフィルムはまた、それぞれ「正の」または「負の」リターデーションフィルムと呼ぶ。
用語「四分の一波長フィルム」または「ＱＷＦ」は、異方性材料において、２つの互いに垂直に位置する直線偏光伝播モードの間で、π／２の位相差を引き起こす光学フィルムを指す。
用語「二分の一波長フィルム」または「ＨＷＦ」は、異方性材料において、２つの互いに垂直に位置する直線偏光伝播モードの間で、πの位相差を引き起こす光学フィルムを指す。
直線吸収偏光子において、他で述べられない場合には、用語「偏光軸」は、偏光子の透過方向を指し、これは偏光子の吸収方向に対し９０°である。
【００１７】
発明の概要
本発明は、少なくとも１つの四分の一波長フィルム（ＱＷＦ）および少なくとも１つの二分の一波長フィルム（ＨＷＦ）を含むアクロマティック四分の一波長フィルム（ＡＱＷＦ）であって、該少なくとも１つのＱＷＦおよび該少なくとも１つのＨＷＦが、重合性またはガラス性液晶材料を含む、前記アクロマティック四分の一波長フィルムに関する。
本発明は、さらに、本明細書で記載するようなＡＱＷＦの調製方法に関する。本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）または他の用途のような光学デバイスにおける、本明細書で記載するような、リターデーション若しくは補償フィルムまたは光増強（ｌｉｇｈｔ−ｅｎｈａｎｃｉｎｇ）若しくは反射防止フィルムとしてのＡＱＷＦの使用に関する。
本発明は、さらに、本明細書に記載するようなＡＱＷＦを含むＬＣＤに関する。
【００１８】
発明の詳細な説明
本発明のＡＱＷＦにおける液晶材料の使用は、数種の利点を有する。したがって、ＬＣ材料は、高複屈折を有し、それ故、既に薄膜で、高いリターデーション値を可能にする。また、ＬＣ材料は、専門家に公知であり、広範囲の複屈折および分散のような光学特性を有する広範囲の材料から選択することができる。
好ましくは、本発明によるＡＱＷＦは、１つのＱＷＦおよび１つのＨＷＦを含む。
好ましくは、本発明によるＡＱＷＦは、４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍの波長で測定する場合に、それぞれ、実質的に、該ＡＱＷＦへの入射光の波長の四分の一のリターデーションを有する。用語「実質的に波長の四分の一は、比ｒ／λ（ｒは、ＡＱＷＦのリターデーションであり、およびλは、光の波長である）が、０．２〜０．３、好ましくは０．２２〜０．２８、最も好ましくは０．２４〜０．２６の範囲であること
を意味する。リターデーションｒは、ｒ＝ｄ（ｎＸ−ｎｙ）（ｄは、フィルム厚であり、ｎＸおよびｎｙは、フィルム面における主屈折率である）として定義される。
【００１９】
ＱＷＦのリターデーションは、波長５５０ｎｍで、好ましくは、８０〜１８０ｎｍ、非常に好ましくは、１００〜１３０ｎｍである。
ＨＷＦのリターデーションは、波長５５０ｎｍで、好ましくは、２００〜３６０ｎｍ、非常に好ましくは、２２０〜２６０ｎｍである。
【００２０】
ＱＷＦの厚さは、好ましくは、０．６〜１．４μｍ、非常に好ましくは、０．９〜１．２μｍである。
ＨＷＦの厚さは、好ましくは、１．４〜３．０μｍ、非常に好ましくは、１．６〜２．２μｍである。
ＱＷＦおよびＨＷＦは、好ましくは、それらのフィルムが、実質的に互いに平行、およびそれらの光軸が４０〜８０°、好ましくは５５〜６５°、最も好ましくは互いに対し、５０°の角度で交差するように配置する。
【００２１】
好ましくは、ＱＷＦおよびＨＷＦは、プラナー配向を有する重合性または架橋性液晶ポリマーを含む。
好ましくは、ＱＷＦおよびＨＷＦは、重合性ネマティックまたはスメクティック、好ましくはネマティック液晶材料を本来の場所で（ｉｎ　ｓｉｔｕ）重合することにより調製する。
【００２２】
好ましい調製方法において、重合性材料を基板上に塗布し、プラナー配向に配向させ、および実質的に、例えば、熱または化学線照射にさらして重合する。プラナーフィルムの調製およびＱＷＦとしてのその使用は、例えば、ＷＯ９８／０４６５１に記載されており、その全開示を参照により本明細書に組み込む。
非常に好ましくは、本明細書中で述べられる液晶またはメソゲン材料、化合物およびポリマー化合物は、改良された色度を有する良好な光学性能を与え、特にモノマーの場合に、容易且つ迅速にプラナー配向に配列されることができるカラミティック液晶またはメソゲン材料から選択され、これは特に大規模なポリマーフィルムの製造の場合に重要である。
【００２３】
好ましくは、ＡＱＷＦはさらに、直線偏光子を含む。ＬＣＤｓでの使用において、ＡＱＷＦおよび偏光子は、好ましくは、偏光子−ＨＷＦ−ＱＷＦの順序通りに配置する。
直線偏光子は、好ましくは、ＨＷＦの光軸が、直線偏光子の透過方向に対し、１０〜２０°、好ましくは１５°の角度で配列され、および／またはＱＷＦの光軸が、直線偏光子の透過方向に対し、６０〜８０°、好ましくは７５°の角度で配列されるように配置する。
ＱＷＦおよびＨＷＦ並びに偏光子または更なるリターダーのような随意的な更なる光学フィルムは、同時に積層、または、例えば、ＴＡＣ若しくはＤＡＣ（トリ−若しくはジアセチルセルロース）のように、接着層手段により接続することができる。フィルムを、直接に互いの上、例えば、ＱＷＦを基板として機能しているＨＷＦ上、またはその逆で調製するように、二層間に塗布されており、好適な角度でラビングされているＰＶＡなどの好適な配向膜とともに調製することも可能である。
【００２４】
本発明の別の側面としては、少なくとも１つの本明細書に記載のＡＱＷＦを含む液晶ディスプレイに関する。
本発明によるＡＱＷＦは、従来のディスプレイ、特に、ＴＮ（ねじれネマティック）、ＨＴＮ（高ねじれネマティック）またはＳＴＮ（超ねじれネマティック）モードのディスプレイ、ＡＭＤ−ＴＮ（アクティブマトリックス駆動型ＴＮ）ディスプレイ、「超ＴＦＴ」ディスプレイとしても知られているＩＰＳ（面内切換）モードのディスプレイ、例えばＥＣＢ（電気的に制御された複屈折）、ＣＳＨ（色超ホメオトロピック）、ＶＡＮまたはＶＡＣ（垂直配向ネマティックまたはコレステリック）ディスプレイのようなＤＡＰ（配向膜の変形）またはＶＡ（垂直配向）モードのディスプレイ、ＭＶＡ（マルチドメイン垂直配向）ディスプレイ、
【００２５】
例えばＯＣＢ（光学的補償湾曲セルまたは光学的補償複屈折）、Ｒ−ＯＣＢ（反射性ＯＣＢ）、ＨＡＮ（ハイブリッド配向ネマティック）のような湾曲モードのディスプレイまたはハイブリッド型ディスプレイ、またはパイ−セル（π−セル）ディスプレイ、例えばＷＯ０２／９３２４４Ａ１に記載されているような等方性相の液晶を用いているディスプレイ、或いは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の補償に用いることができる。
特に、ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＯＣＢまたはパイ−セルディスプレイが好ましい。
【００２６】
さらに、ＡＱＷＦは、上記種類のＬＣＤｓ若しくは他のディスプレイ、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）若しくは陰極線管（ＣＲＴ）のような光学デバイスにおいて、光増強若しくは反射防止円偏光子フィルムとして好適である。
【００２７】
ＬＣＤに本発明によるＡＱＷＦを用いる場合、ディスプレイのコントラスト比は、クロマティックＱＷＦを含有する同一のディスプレイに比べて増大する。本発明によるＡＱＷＦを使用することの別の利点としては、暗状態下において、ディスプレイは、クロマティックＱＷＦと比較し、黒色のように見える。クロマティックＱＷＦを含有するＬＣＤの暗状態は、周辺光存在下で見る場合、通常、着色されているように見える。
特に、反射型または半透過型ＬＣＤ、特に、ＴＮ型のものが好ましい。
更に、透過型ＬＣＤが好ましい。
【００２８】
図１は、例えば、ＴＮセルのような切替可能な液晶セル１、反射層２、直線偏光子３並びにＨＷＦ４２およびＱＷＦ４４を含む本発明によるＡＱＷＦを含む、本発明による反射型ＬＣＤを見本として表している。ＡＱＷＦは、偏光子３を透過した直線偏光を円偏光（円で示されている）に変換し、反射層２により反射し、ディスプレイセル１（円で示されている）を透過した円偏光を直線偏光に戻す。
【００２９】
図２は、例えば、ＴＮセルのような切替可能な液晶セル１、２つの直線偏光子３並びにＨＷＦ４２およびＱＷＦ４４を含む本発明によるＡＱＷＦを２つ含む、本発明による透過型ＬＣＤを見本として表している。ＡＱＷＦは、偏光子３を透過した直線偏光を円偏光（円で示されている）に変換し、ディスプレイセル１（円で示されている）を透過した円偏光を直線偏光に戻す。
【００３０】
特に好ましくは、ＬＣＤは、以下の要素
−互いに向かい合う表面を有する２つの透明基板、前記２つの透明基板の少なくとも一方の内側に与えられる電極層および随意的に、配向膜に重なり、並びに２つの透明基板の間に存在する液晶媒体により形成される、液晶セル、
−前記透明基板の外側に配置された偏光子または前記透明基板を間にはさむ一組の偏光子、並びに
−液晶セルおよび少なくとも１つの前記偏光子の間に位置している、少なくとも１つの本発明によるＡＱＷＦ、
を含み、上記要素は、分離、積み重ね、互いの上に取り付けまたはこれらの組み立て手段の任意の組み合わせにおいて、接着層の手段により接続することが可能である。
【００３１】
上記の代替方法として、例えば、そのガラス転移温度若しくはその融点より高い温度下で、または、溶液、例えば、有機溶媒中から、簡易な合成液晶（ＬＣ）ポリマーを基板に適用し、プラナー配向に配列させ、溶媒を蒸発若しくはＬＣポリマーのガラス転移温度若しくは融点より低い温度に冷却することによって結晶化することにより、ＱＷＦおよびＨＷＦを調製することが可能である。
【００３２】
例えば、周囲温度より高いガラス温度を有するＬＣポリマーを用いる場合、溶媒の蒸発または冷却により固体ＬＣポリマーフィルムが残存する。例えば、高い融点を有するＬＣポリマーを用いる場合、該ＬＣポリマーは、冷却により凝固する溶融物として基板に適用することができる。ＬＣ側鎖ポリマーまたはＬＣ主鎖ポリマーを用いることができ、好ましくは、ＬＣ側鎖ポリマーを用いる。ＬＣポリマーは、好ましくは、そのガラス転移温度または融点が、ＡＱＷＦの操作温度より非常に高いようなものから選択されるべきである。
【００３３】
例えば、側面から付着したメソゲン側鎖を有する、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシロキサン、ポリスチレンまたはエポキシドバックボーンを含むＬＣ側鎖ポリマーを用いることができる。ＬＣポリマーはまた、配向を恒久的に固定するために、溶媒の蒸発後またはその間に、架橋することができる反応基を有する側鎖を含み得る。ＬＣポリマーはまた、配向を改良するために、基板に適用後、機械的または熱処理を受け得る。したがって、上記方法および好適な材料は、当業者に公知である。
【００３４】
特に好ましくは、ＱＷＦおよびＨＷＦは、重合性液晶材料を本来の場所で重合することから調製する。重合性液晶材料は、好ましくは、少なくとも１つの一反応性アキラル重合性メソゲン化合物および少なくとも１つの二または多反応性アキラル重合性メソゲン化合物を含む。
【００３５】
二または多反応性化合物が、重合性材料に存在する場合、三次元ポリマーネットワークが形成され、ＬＣ材料のプラナー配向が恒久的に固定される。そのようなネットワークから作製された光学リターデーションフィルムは、自己支持性であり、高い機械的および熱的安定性並びにこのその物理的および光学的特性の低温度依存性を示す。
二または多反応性化合物の濃度を変えることにより、ポリマーフィルムの架橋密度およびしたがって、光学リターデーションフィルムの光学的特性の温度依存性にも重要である、ガラス転移温度などのその物理的および化学的特性、熱的および機械的安定性または耐溶剤性を容易に調節することができる。
【００３６】
好ましい重合性ＬＣ混合物は、
−１０〜８０％の１つまたは２つ以上の二反応性アキラル重合性メソゲン化合物、
−５〜８０％の１つまたは２つ以上の多反応性アキラル重合性メソゲン化合物、−０〜１０％の１つまたは２つ以上の連鎖移動剤、
−０〜３％の１つまたは２つ以上の連鎖移動剤、
−０．１〜１０％の１つまたは２つ以上の光重合開始剤
を含む。
【００３７】
本発明に用いられる重合性メソゲンの一、二または多反応性化合物は、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ，　Ｍｅｔｈｏｄｅｎ　ｄｅｒ　ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃｈｅｍｉｅ，　Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ，　Ｓｔｕｔｔｇａｒｔなどの有機化学の一般的な研究で記載されている方法によって調製することができる。典型的な例は、例えば、ＷＯ９３／２２３９７、欧州特許第０２６１７１２号、ドイツ特許第１９５０４２２４号、ドイツ特許第４４０８１７１号、およびドイツ特許第４４０５３１６号に記載されている。しかしながら、これらの文書に記載の化合物は、単に例示としてみなされるべきであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【００３８】
特に有用な一および二反応性のカラミティック重合性メソゲン化合物の代表例は下記式に示す化合物であるが、これらの化合物は本発明を説明するための例示として理解されるべきであり、本発明を制限するものでない。
【化１】
2004004849.tif 000003
【００３９】
【化２】
2004004849.tif 000004
【００４０】
上記式に示す化合物の構造式中、Ｐは重合性基であり、好ましくはアクリル、メタアクリル、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテル、エポキシまたはスチレン基であり、ｘおよびｙはそれぞれ独立して、１〜１２であり、ＡはＬ１により随意的に、一、二または三置換された１，４−フェニレン、或いは１，４−シクロへキシレンであり、ｖは０または１であり、Ｚ０は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−−ＣコＣ−または単結合であり、Ｙは極性基、Ｒ０は非極性アルキルまたはアルコキシ基であり、並びにＬ１およびＬ２はそれぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは随意的に、１〜７個のＣ原子を有するハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ基である。
【００４１】
用語「極性基」は、この文脈において、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＨ、ＯＣＨ３、ＯＣＮ、ＳＣＮから選択される基、随意的に４個までのＣ原子を有するフッ化カルボニル若しくはカルボキシル基、または１〜４個のＣ原子を有するモノ−、オリゴ−、若しくはポリフッ化アルキルまたはアルコキシ基を意味するものである。用語「非極性基」は、１個以上、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２個以上、好ましくは２〜１２個のＣ原子を有するアルコキシ基を意味するものである。
【００４２】
基板として、例えばガラス若しくは石英シート、またはプラスチックフィルム若しくはシートを用いることができる。重合前および／または重合間および／または重合後、塗布された混合物の上に第２基板を置くこともまた可能である。その基板は重合後に除去してもよいし、しなくてもよい。２つの基板を用いて、化学線照射によって硬化する場合には、少なくとも１つの基板が、重合に用いられる化学線に対して透過性でなければならない。等方性または複屈折基板を用いることが可能である。重合後、基板を重合されたフィルムから除去しない場合には、等方性基板を用いることが好ましい。
【００４３】
好ましくは少なくとも１つの基板が、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステルフィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）のフィルム、特に好ましくはＰＥＴフィルムまたはＴＡＣフィルムなどのプラスチック基板である。複屈折基板として、例えば一軸延伸プラスチックフィルムを用いることができる。例えば、ＰＥＴフィルムは、メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）（登録商標）の商品名でデュポンテイジンフィルム（ＤｕＰｏｎｔ　Ｔｅｉｊｉｎ　Ｆｉｌｍｓ）から市販されている。
【００４４】
重合性材料を溶剤に、好ましくは有機溶剤に溶解することもまた可能である。次いで、例えばスピンコーティングまたは他の既知の技術により、その溶液を基板上にコーティングし、重合前に溶剤を蒸発させる。ほとんどの場合、溶剤の蒸発を促進するために、混合物を加熱するのが好適である。
【００４５】
ＬＣ材料の重合は、好ましくは、それを化学線にさらすことによって達成する。化学線照射とは、紫外線、赤外線、若しくは可視光線を用いた照射、Ｘ線またはガンマ線を用いた照射、またはイオン若しくは電子などの高エネルギー粒子を用いた照射を意味するものである。好ましくは、重合は光化学照射、特に紫外線、非常に好ましくは、直線偏光紫外線照射によって実施する。
【００４６】
化学線照射の線源として、例えば単一の紫外線ランプまたは一組の紫外線ランプを用いることができる。大きいランプ出力を用いる場合には、硬化時間を低減することができる。光化学照射のための別の可能な線源は、例えば紫外線レーザー、赤外線レーザーまたは可視レーザーのようなレーザーである。
【００４７】
重合は、化学線照射の波長で吸収する開始剤の存在下で実施する。例えば、紫外線により重合する場合には、重合反応を開始する遊離基またはイオンを生成するために、紫外線照射条件下で分解する光開始剤を用いることができる。紫外線光重合開始剤、特に紫外線ラジカル光重合開始剤が好ましい。
【００４８】
ラジカル重合ための標準的な光重合開始剤として、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）（登録商標）６５１、イルガキュア（登録商標）１８４、ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）（登録商標）１１７３またはダロキュア（登録商標）４２０５（すべてＣｉｂａ　Ｇｅｉｇｙ　ＡＧから市販）を用いることできるが、カチオン光重合の場合には、市販のＵＶＩ６９７４　（Ｕｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ）を用いることができる。
【００４９】
重合性ＬＣ材料は、さらに、１種または２種以上の他の好適な成分、例えば触媒、増感剤、安定剤、連鎖移動剤、抑制剤、共反応単量体、界面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤（ｄｅａｅｒａｔｏｒｓ）、希釈剤、反応性希釈剤、助剤、着色剤、染料または顔料などを含む。
【００５０】
別の好ましい態様において、重合性材料の混合物は、７０％まで、好ましくは１〜５０％の、１つの重合性官能基を有する一反応性非メソゲン化合物を含む。代表例としては、アルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートが挙げられる。
【００５１】
また、代替的に、ポリマーの架橋を増大するために、２０％までの２つまたは３つ以上の重合性官能基を有する非メソゲン化合物を、重合性ＬＣ材料加えるか、またはさらに、ポリマーの架橋を増大するために、二反応性または多反応性の重合性メソゲン化合物を加えることも可能である。
【００５２】
二反応性非メソゲンモノマーの代表例は、１〜２０個のＣ原子を有するアルキル基を有するアルキルジアクリレートまたはアルキルジメタクリレートである。多反応性非メソゲンモノマーの代表例は、トリメチルプロパントリメタクリレートまたはペンタエリスリトールテトラアクリレートである。
【００５３】
本発明のポリマーフィルムの物理的特性を改善するために、１つまたは２つ以上の連鎖移動剤を、重合性材料に加えることもまた可能である。特に好ましくは、例えばドデカンチオールのような単官能チオール化合物、または例えばトリメチルプロパントリ（３−メルカプトプロピオネート）のような多官能チオール化合物などのチオール化合物であり、非常に好ましくは、メソゲンまたは液晶チオール化合物である。
【００５４】
連鎖移動剤を加える場合、本発明のポリマーフィルムにおける遊離ポリマー鎖の長さおよび／または２つの架橋間のポリマー鎖の長さを制御することが可能である。連鎖移動剤の量を増大する場合には、得られるポリマーフィルム中のポリマー鎖長が減少する。
【００５５】
プラナー配向は、例えば材料を剪断すること、例えばドクターブレードにより達成できる。例えば、少なくとも１つの基板上に、配向膜、例えば、ラビングされたポリイミドまたはスパッタされたＳｉＯｘ膜を適用することも可能である。プラナー配向はまた、追加的な配向膜を適用せずに、基板をラビングすること、例えば、ラビングクロスまたはラビングローラーにより達成できる。本発明によるＱＷＦまたはＨＷＦの調製にラビングされた基板を用いる場合、ＱＷＦまたはＨＷＦの光軸の方向は、通常、基板のラビング方向と一致させる。
【００５６】
低ティルト角を有するプラナー配向はまた、１つまたは２つ以上の界面活性剤を重合性メソゲン材料に加えることにより、達成または増強することができる。好適な界面活性剤は、例えば、Ｊ．　Ｃｏｇｎａｒｄ，　Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．７８，　Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ　１，　１−７７　（１９８１）に記載されている。特に好ましくは、非イオン性界面活性剤であり、例えば市販のフルオラッド（Ｆｌｕｏｒａｄ）（登録商標）（３Ｍ）またはゾニル（Ｚｏｎｙｌ）　ＦＳＮ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ）のようなフルオロカーボン界面活性剤である。
【００５７】
以下の実施例は、本発明を限定せずに説明するために示されるものである。本明細書中、他に示さなければ、すべての温度は、摂氏度で与えられ、すべてのパーセンテージは重量によるものである。
【００５８】
【実施例】
例１
以下の重合性混合物を調製した。
【表１】
2004004849.tif 000005
【００５９】
イルガキュア９０７（登録商標）は、Ｃｉｂａ　ＡＧ　（スイス国、バーゼル）から市販されている光重合開始剤である。ＦＣ１７１（登録商標）は、３Ｍ　（米国、ミネソタ州、セントポール）から市販されている非重合性フルオロカーボン界面活性剤である。
【化３】
2004004849.tif 000006
【００６０】
ＱＷＦまたはＨＷＦは、ＷＯ９８／０４６５１に記載のようにして、上記混合物をラビングした基板に塗布し、紫外線下で硬化することにより調製した。ＱＷＦは、厚さ０．８３μｍおよび１２５ｎｍのリターデーションを有する。ＨＷＦは、厚さ１．６６μｍおよび２５０ｎｍのリターデーションを有し、これは波長５５０ｎｍで測定した値である。
【００６１】
標準的な直線吸収偏光子３１に積層したＱＷＦ３３およびＨＷＦ３２を有するＡＱＷＦを、図３に表すようにして、上記のフィルムにより形成した。ＱＷＦおよびＨＷＦの光軸の方向に対応する、ＱＷＦ３３の基板のラビング方向ｑおよびＨＷＦの基板のラビング方向ｈは、それぞれ、偏光子吸収軸ｐとα（ｑ）＝１０５°およびα（ｈ）＝１６５°の角度を形成する。
【００６２】
ＡＱＷＦの反射スペクトルを測定し、および図４に示す。ＡＱＷＦは、可視スペクトルの全域で低い反射を有する。さらに、反射率の減少は、偏光子の好適な反射防止またはグレア防止層により達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＡＱＷＦを含む反射型ＬＣＤを説明する図である。
【図２】本発明による２つのＡＱＷＦｓを含む透過型ＬＣＤを説明する図である。
【図３】本発明の例１によるＡＱＷＦを表す図である。
【図４】本発明の例１によるＡＱＷＦの波長に対する透過率を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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