(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フィルム上に、ラビング処理された厚さ０．１〜５μｍのゼラチン層と液晶性化合物層が順次形成された位相差フィルムであって、該液晶性化合物層はゼラチン層のラビング処理方向に対して４５度方向に配向していることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載の位相差フィルムと偏光フィルムからなる楕円偏光フィルム。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の位相差フィルム、楕円偏光フィルムを有する画像表示装置。
【請求項４】
長尺高分子フィルム上に、ゼラチン層を形成した後、該ゼラチン層表面をラビング処理し、さらに、液晶性化合物層を形成させることにより、該液晶層の配向方向がラビング方向に対して４５度方向にあることを特徴とする、請求項１に記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項５】
請求項４の方法により製造した長尺な位相差フィルムと長尺な偏光フィルムとをロールツウロールにより積層することを特徴とする、請求項２に記載の楕円偏光フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置、特に液晶表示装置に有用な位相差フィルムおよびこれを用いた楕円偏光フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高分子フィルムを一軸延伸して製造される位相差フィルムは、液晶ディスプレイを中心に種々のディスプレイに用いられている。液晶ディスプレイの場合には、例えば、ＳＴＮ型の液晶表示装置において白黒表示を行うために、適当な位相差値を有する位相差フィルムと偏光フィルムとを、位相差フィルムの遅相軸と偏光フィルムの吸収軸がある角度をもって積層されているいわゆる楕円偏光フィルムが用いられている。また、有機ＥＬディスプレイの場合には、例えば、反射防止フィルターとして、１／４波長フィルムといわれる位相差フィルムと偏光フィルムとを、位相差フィルムの遅相軸と偏光フィルムの吸収軸が４５°になるように積層したいわゆる円偏光フィルムが用いられている。このように位相差フィルムは偏光フィルムと組み合わせて種々のディスプレイに用いられている。
【０００３】
しかしながら、これら位相差フィルムは、正面方向から見た場合、偏光フィルムの吸収軸方向と、位相差フィルムの遅相軸方向が異なることで、偏光を制御する機能を発揮する。従って、上記のような楕円偏光フィルムを作製する場合には、偏光フィルムの吸収軸と位相差フィルムの遅相軸を異なる角度になるようにして積層しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
偏光フィルムは通常、二色性色素を含漬させたポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸することによって得られる。このとき、偏光フィルムの吸収軸は、延伸方向と一致している。一方、位相差フィルムも通常はポリカーボネートなどの高分子フィルムを一軸延伸することによって作製している。このとき、位相差フィルムの遅相軸は延伸方向と一致している。このように作製された偏光フィルムと位相差フィルムとを用いて、上記のような楕円偏光フィルムを作製する場合、いずれか一方のフィルムを所望とする角度にカットして積層しなければならなかった。このことは、作業の煩雑化、製造効率、歩留まりの低下を引き起こしていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、長尺高分子フィルム上にゼラチン層を形成し、該ゼラチン層をラビング処理して、液晶性化合物層を形成することにより、液晶性化合物層の配向方向（遅相軸方向）がラビング方向とは異なる方向になることを見出し、本発明に至った。すなわち本発明は、
（１）高分子フィルム上にゼラチン層と液晶性化合物層が順次形成されてなる位相差フィルム、
（２）高分子フィルムが、セルロース誘導体を主成分とするフィルムである（１）に記載の位相差フィルム、
（３）セルロース誘導体がトリアセチルセルロースである（２）に記載の位相差フィルム、
（４）セルロース誘導体を主成分とするフィルムが、表層をアルカリ処理したフィルムであることを特徴とする（２）または（３）に記載の位相差フィルム、
（５）ゼラチン層が、０．１〜５μｍの厚さである、（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の位相差フィルム、
（６）ゼラチン層がラビング処理されていることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の位相差フィルム、
（７）液晶性化合物層が、紫外線硬化型または熱硬化型液晶性化合物の硬化物からなる（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の位相差フィルム、
（８）長尺高分子フィルム上に、ゼラチン層を形成した後、該ゼラチン層表面を、ラビング処理し、さらに、液晶性化合物層を形成させることにより、該液晶層の配向方向をラビング方向とは異なる方向にすることを特徴とする（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の位相差フィルムの製造方法、
（９）（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の位相差フィルムと偏光フィルムからなる楕円偏光フィルム、
（１０）（８）の方法により製造した長尺な位相差フィルムと長尺な偏光フィルムとをロールツウロールにより積層することを特徴とする（９）に記載の楕円偏光フィルムの製造方法、
（１１）（１）ないし（１０）のいずれか１項に記載の位相差フィルム、または楕円偏光フィルムを有する画像表示装置、
に関する。
【０００６】
本発明の位相差フィルムは、図１に示すように、高分子フィルム３にゼラチン層２と液晶性化合物層１が順次積層された構造からなる。高分子フィルムは、透明性、平滑性、加工性に優れていることが好ましい。そのような高分子フィルムとしては、例えば、セルロース誘導体を主成分とするフィルムが挙げられ、特にトリアセチルセルロースを主成分とするフィルムが好適に用いられる。これらのフィルムは、さらにアルカリ処理によって表層を親水性にしてもよい。このアルカリ処理とは、例えば３０℃〜５０℃の１〜３規定の水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウム水溶液中にトリアセチルセルロースを主成分とするフィルムを浸漬する方法が挙げられ、浸漬時間を任意に変えることにより、所望の親水性を付与できる。このような処理を行ったトリアセチルセルロースを主成分とするフィルムは、ゼラチン層と高分子フィルムとの密着性やゼラチン層を形成する際のゼラチン水溶液のぬれ性を向上させたり、例えば二色性色素を含浸させたポリビニルアルコールフィルムからなる偏光素子の保護フィルムとして用いることができるため、特に好ましい。また、上記セルロース誘導体を主成分とするフィルムの他にノルボルネン誘導体等のシクロオレフィンポリマーを主成分とするフィルム等も使用可能である。このようなフィルムには、表面に例えば上記のゼラチン水溶液のぬれ性や偏光素子との接着性を改善するための層が形成されていても良い。これらプラスチックフィルムの厚さは、液晶層を形成する際の加工性等を考慮すると３０〜２００μｍ程度がよい。
【０００７】
本発明の位相差フィルムを構成するゼラチン層は、高分子フィルムと液晶性化合物層との間に位置し、各界面での密着性を高め、さらにラビング処理後に液晶性化合物層を形成したときの、液晶性化合物層の遅相軸方向をラビング方向とは異なる方向にする役割を有する。ゼラチン層は、ゼラチン水溶液を長尺高分子フィルム上に連続的に塗布され、その後加熱乾燥により形成される。ゼラチン層の厚さは、ラビング方向とは異なる方向に配向させるために、好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．５〜２μｍ程度がよい。
【０００８】
本発明の位相差フィルムを構成するゼラチン層は、液晶性化合物層を形成する前にラビング処理が行われる。ラビング処理は、例えば、図２に示すようにレーヨン、コットン等からなるラビング布を貼りつけた金属ロールからなるラビングロール４を高速回転させて、ゼラチン層を有する長尺高分子フィルム５を搬送させながら接触させることにより達成される。ラビング処理の程度は、ラビングロール径、ラビングロールの回転数、ラビングロールと長尺高分子フィルムとの接触長、該フィルムの搬送速度および搬送張力、ラビング処理回数などによって異なるため適宜定められる。
【０００９】
本発明で用いられる液晶性化合物としては、ある温度範囲において液晶性を示す化合物をサーモトロピック液晶やある溶液の特定の濃度範囲で液晶性を示すリオトロピック液晶が挙げられる。特にサーモトロピック液晶は広い温度範囲で液晶性を示すことができるようにするために複数の液晶性化合物を混合して用いることが多い。液晶性化合物は低分子量、高分子量およびこれらの混合物であってもよく、示される液晶状態はネマチック相であることが好ましい。また、配向状態を固定するために、液晶性化合物は重合開始剤または架橋剤の存在下、紫外線または熱により重合もしくは架橋するような化合物が好ましい。そのような液晶性化合物としては、（メタ）アクリロイル基やエポキシ基、ビニル基などの重合性基を有する化合物、もしくはアミノ基やヒドロキシル基などの架橋性官能基を有する化合物であることが好ましく、そのような化合物としては特開２０００−９８１３３号公報に記載の液晶性化合物の混合物からなる低分子の液晶性化合物に非イオン性フルオロアルキル―アルコキシレートを添加した組成物などが挙げられる。
【００１０】
本発明の液晶性化合物層を形成する方法としては、該化合物を加熱により融解させて液体もしくは液晶状態でそのままラビング処理されたゼラチン層に塗布することも可能であるが、塗布の容易性や塗膜の均一性を考慮すると、液晶性化合物を有機溶剤に溶解して塗布することが好ましい。上記液晶性化合物を溶解する際に用いる有機溶剤としては、該化合物を溶解することができ、塗布時の基板上へのぬれ性に優れ、溶剤除去後の光学異方性化合物の配向を乱さないものであれば特に制限は無いが、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などが挙げられる。また、溶剤は単一でも混合物でも良い。該化合物を溶解する際の濃度は溶剤溶解性、基板へのぬれ性、所望とする塗布後の厚みなどによって異なるが、好ましくは５〜５０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％程度がよい。
【００１１】
本発明の位相差フィルムを作製する場合には、例えば、長尺高分子フィルム上にゼラチン水溶液を連続的に塗布し、加熱乾燥によりゼラチン層を形成する。次に、該ゼラチン層面をラビング方向と該フィルムの長尺方向とが一致するようにしてラビング処理する。次に、適当な溶剤を用いて溶解した液晶性化合物の溶液を該フィルムのラビング処理面上へ塗布し、次いで加熱により溶剤を除去する。ついで該液晶性化合物が液晶状態となる温度まで冷却することにより、該液晶性化合物はラビング条件や液晶性化合物を溶解するときの有機溶剤の種類や溶解濃度などの諸条件により、ラビング方向とは異なる方向に配向させることができる。さらに、該液晶性化合物が紫外線または熱により重合もしくは架橋する場合には液晶状態が保持された環境下で重合開始剤または架橋剤の存在下、紫外線または熱により重合もしくは架橋することにより液晶性化合物層を形成することができる。このとき、図３に示すように本発明の位相差フィルム１０の液晶性化合物層の配向方向９はラビング方向８（この場合は該フィルムの長尺方向と一致している）とは異なる方向に配向しており、その配向方向は、ラビング条件や、液晶性化合物の溶液の濃度、溶剤の種類、形成される液晶性化合物層の厚さなどによって異なるために目的とする配向方向に応じて適宜定められる。ゼラチン水溶液、および液晶性化合物の溶液を塗布する方法は特に限定されないが、塗布後の液晶性化合物層の厚みが、光学特性（位相差値）に影響するため、均一の厚さに塗布できる方法が好ましい。そのような塗布の方法としては、例えばマイクログラビアコート方式、グラビアコート方式、ワイヤーバーコート方式、ディップコート方式、スプレーコート方式、メニスカスコート方式などによる方法が挙げられる。液晶性化合物層の厚さとしては、所望とする位相差値によって異なり、その位相差値は該化合物の複屈折率によっても異なるが、好ましくは０．０５〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜５μｍ程度である。
【００１２】
このようにして得られた本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを該位相差フィルムの遅相軸方向と、偏光フィルムの吸収軸方向とが適当な角度をなすようにして、粘着剤もしくは接着剤を用いて貼り合せることにより本発明の楕円偏光フィルムが得られる。特に、長尺高分子フィルムの長尺方向からある角度に配向している本発明の位相差フィルムと長尺方向に吸収軸を持つ偏光フィルムを用いてロールツウロールで貼り合せることにより、従来のようなカットして偏光フィルムと貼り合せるような工程を省略して連続的に楕円偏光フィルムを作製することができるため好ましい。さらに、長尺高分子フィルムが、表層をアルカリ処理したトリアセチルセルロース１１を主成分とするフィルムである場合、図４に示すように得られる本発明の位相差フィルム１０のアルカリ処理されたトリアセチルセルロース面と二色性色素を含浸させたポリビニルアルコールフィルムからなる偏光素子１２はポリビニルアルコール水溶液からなる接着剤により容易に接着できるため、偏光フィルムの保護フィルムとしての機能を兼ね備えた薄型の楕円偏光フィルム１３を得ることができる。
【００１３】
こうして得られた本発明の位相差フィルムや楕円偏光フィルムは、種々の画像表示装置に用いることができる。例えばＳＴＮ型液晶表示装置に用いることにより白黒表示を行うことができる。また、円偏光フィルムであれば有機ＥＬディスプレイ等の自発光型ディスプレイの反射防止フィルターとして用いることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
実施例
表層がアルカリ処理されたトリアセチルセルロースを主成分とするフィルム（富士写真フィルム社製：ＴＤ−８０Ｕ）上に、３重量％のゼラチン水溶液をディップコート法により塗布し、１００℃で乾燥させてゼラチン層を形成した。次にこのフィルムのゼラチン層面を、レーヨン製のラビング布（ＹＡ−２０−Ｒ：吉川化工社製）を巻き付けたロール径５０ｍｍのラビングロールを用い、ラビングロールの回転数：２００ｍ／ｍｉｎ．、該フィルムとの接触長２０ｍｍ、該フィルムの搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ．、該フィルムの搬送張力：４ｋｇｆ／ｃｍの条件でラビング方向が該フィルムの長尺方向と一致する方向でラビング処理を行った。次に特開２０００−９８１３３に記載の液晶性化合物
【００１５】
【化１】
0004450348.tif 000002
【００１６】
４２．３重量部、
【００１７】
【化２】
0004450348.tif 000003
【００１８】
３２．９重量部及び
【００１９】
【化３】
0004450348.tif 000004
【００２０】
１８．８重量部と光重合開始剤イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）６重量部、界面活性剤としてフロラードＦＣ−１７１（３Ｍ社製）０．１重量部をトルエン１７４．７重量部、シクロヘキサノン５８．３重量部の混合溶剤で溶解し、固形分濃度が約３０重量％の溶液を調製した。この溶液を上記ラビング処理したゼラチン層を有するフィルムのゼラチン層面にマイクログラビアコーターを用いて、該フィルムの搬送速度：５ｍ／ｍｉｎ．、溶剤除去後の膜厚が約１μｍになるような条件で塗布し、加熱により溶媒を除去後、空冷し、さらに高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）を照射して硬化させることにより、本発明の位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムの位相差値は１３５ｎｍ、遅相軸方向は、長尺方向に対して４５°であった。次に、本発明の位相差フィルムと同様に表層がアルカリ処理されたトリアセチルセルロースを主成分とするフィルムを用いて、二色性色素として多ヨウ素イオンを含有する一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光素子を、該偏光素子の吸収軸方向と本発明の位相差フィルムとの長尺方向が一致するように４重量％のポリビニルアルコール水溶液を用いてロールツウロールで挟持し、加熱により水分を除去して偏光素子と接着させることにより図４に示すような本発明の円偏光フィルムを得た。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、高分子フィルム上にゼラチン層と液晶性化合物層が順次形成されてなる位相差フィルムおよび、このフィルムを用いた楕円偏光フィルムの製造方法であって、この位相差フィルムを用いることにより楕円偏光フィルムを効率よく作製することができ、種々のディスプレイに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相差フィルムの構成を示す図である。
【図２】ラビング処理の一例を示す図である。
【図３】ラビング方向と液晶性化合物層の配向方向との関係を示す図である。
【図４】本発明の楕円偏光フィルムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１：液晶性化合物層
２：ゼラチン層
３：高分子フィルム
４：ラビングロール
５：ゼラチン層を有する長尺高分子フィルム
６：長尺高分子フィルムの搬送方向
７：ラビングロールの回転方向
８：ラビング方向
９：液晶性化合物層の配向方向
１０：本発明の位相差フィルム
１１：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
１２：偏光素子
１３：本発明の楕円偏光フィルム
【図１】
0004450348.tif 000005
【図２】
0004450348.tif 000006
【図３】
0004450348.tif 000007
【図４】
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