(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光の少なくとも一部の波長を選択反射するコレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層（ａ）と、前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とが、積層一体化しており、（ａ）と（ｂ）の液晶層が同じ化合物を主成分としている液晶層からり、
（ｂ）が下記（ｂ２）〜（ｂ５）の何れかである光学フィルム。
（ｂ）が垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）。
（ｂ）が斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）。
（ｂ）が螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）。
（ｂ）が螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）。
【請求項２】
更に光学的に１／４位相差機能を有する液晶層からなる１／４位相差層（ｂ１）が積層一体化していて、（ｂ１）の液晶層が（ｂ１）以外の液晶層と同じ化合物を主成分としている液晶層からなる請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
各層を構成する液晶化合物が、液晶ポリマーであり、各層が当該液晶ポリマーのガラス転移温度以下のガラス状態からなる層である請求項１〜２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項４】
各層を構成する液晶化合物が、反応基をもった液晶化合物からなり、且つ、前記反応基をもった液晶化合物が架橋反応によって膜化されてそれぞれの液晶層を形成している請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項５】
各層を構成する液晶化合物の層が接着剤や粘着剤などの介在なしに、積層一体化されている請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項６】
更に、２色性色素をもちいた偏光板が、（ｂ１）の液晶層が存在する側に貼り合わされている請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の光学フィルムが用いられた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は輝度向上フィルムを用いた光学フィルムならびにそれを具備した液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可視光の特定の波長を選択反射するコレステリック液晶層は、輝度向上フィルムとして液晶表示装置などに用いられている。
【０００３】
液晶表示装置に輝度向上フィルムを用いる場合、輝度向上フィルムは、通常、液晶表示装置の液晶セルの後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可視光を含む自然光が入射すると可視光のうちの所定波長の偏光軸の直線偏光又は所定波長で所定回りの円偏光を反射し、所定の光は透過する特性を示すもので、特にコレステリック液晶層からなる輝度向上フィルムは、バックライト等の光源からの光を入射させると、可視光のうちの特定の波長の右回りの円偏光成分は反射し、前記特定の波長の左回りの円偏光成分は透過する、あるいはその逆で、可視光のうちの特定の波長の左回りの円偏光成分は反射し、前記特定の波長の右回りの円偏光成分は透過する機能を有しており、従って所定の偏光状態（例えば左回りの円偏光）の透過光を得ると共に、前記特定の波長の例えば右回りの円偏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や何らかの光反射物体あるいは光散乱層等で光を反転させて輝度向上板に再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態（例えば左回りの円偏光）の光として透過させて輝度向上フイルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収されにくい偏光を供給して液晶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。すなわち、輝度向上フイルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの後側から偏光板（偏光子）を通して光を入射した場合には、偏光板（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板（偏光子）に吸収されてしまい、偏光板（偏光子）を透過してこない。すなわち、用いた偏光板（偏光子）の特性にもよっても異なるが、およそ５０％の光が偏光板（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。輝度向上フイルムは、偏光子に吸収される様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イ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反転させて輝度向上板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板（偏光子）を通過し得るような偏光方向ないしは更に位相差板などの介入により偏光板（偏光子）を通過し得るような偏光に変換し得る偏光になった時に、かかる偏光を透過させ、偏光板（偏光子）に所定偏光の光を供給するので、バックライトなどの光り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のである。
【０００４】
ところで近年種々の機能の付加、改良が要求されるようになってきており、輝度向上機能を有する前述したコレステリック液晶を利用した可視光反射偏光層と組み合わせて、前記可視光反射偏光層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の光学層を設けることにより、種々の機能を付与し、または改良する試みが行われている。
【０００５】
例えば、前述したような可視光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差板（λ／４板あるいは１／４波長板とも称される）とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルム、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償フィルムとを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルム、あるいは、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償フィルムと１／４位相差板とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルムなど、コレステリック液晶を利用した可視光反射偏光層と組み合わせて、前記可視光反射偏光層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の光学層を設けることにより、種々の機能を付与し、または改良する試みが行われている。
【０００６】
例えば、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差板とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルムについては、これまで提案されてきている。すなわちこのような積層光学フィルムは、可視光を選択反射するコレステリック液晶層を通過した可視光は前述したように左回りの円偏光になっている。しかし、液晶表示装置で偏光板を利用して画像を効率よく表示させるには、液晶セルの後側に設置されている偏光板に入射する光が直線偏光であることが望ましい。１／４位相差板は、円偏光を直線偏光に変換する機能を有し、従って、前記反射偏光機能を有するコレステリック液晶層と１／４位相差板とを積層する事により、コレステリック液晶を透過して来た例えば左回りの円偏光を１／４位相差板で直線偏光に変換し、液晶表示装置で画像が認識できる直線偏光を効率よく取り出す事ができるのである。可視光を直接、２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、所望の直線偏光が得られるが、前述したように偏光板の偏光軸と一致しない光線は偏光板が吸収してしまうので従って供給した可視光線のかなりの部分が吸収されてロスになり、画像の明るさが低下する事になるのである。本発明のような光学フィルムは前記反射偏光機能を有するコレステリック液晶層を用いている事により、偏光板のように、透過できる偏光以外の偏光をコレステリック液晶層が吸収してしまうのではなく、前述したように、反射して、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コレステリック液晶層からなる輝度向上板に再入射させることを繰り返しているうちに、コレステリック液晶層を通過し得る偏光状態になった偏光を取り出す事ができる。しかも、前記コレステリック液晶層の上に形成された１／４位相差板は、コレステリック液晶層を通過してきた例えば左回りの円偏光を吸収してしまうのではなく、これを直線偏光に変換する機能を有している。
【０００７】
従って、このような可視光のうち特定の波長の特定の円偏光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差板とを組み合わせた、反射偏光機能を有する光学フィルムについては、液晶表示装置への適用などに有効であり、これまで提案されてきている。
【０００８】
しかし、従来この組み合わせに用いられる１／４位相差板は、透明な高分子フィルムを延伸配向させたものが使用され、前記反射偏光機能を有するコレステリック液晶とは化合物として共通するところがない異なる材料が用いられていた。すなわち、１／４位相差板としては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンや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、ポリアリレートやポリアミドの如き適宜な液晶ではない通常の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等が用いられてきている。
【０００９】
また、輝度向上機能を有する前述したコレステリック液晶を利用した反射偏光層は、実際の液晶ディスプレイに使用した場合に、正面輝度の向上は可能であるが、斜め方向に着色が生じてしまうという問題もあった。そのため、斜め方向の着色改善のために、視角補償層として、視角補償用の液晶ではない高分子フィルムを貼り合わせて用いることもしばしば採用されている。また、必要に応じて、視角補償用の高分子フィルムとともに、更に前述したような透明な高分子フィルムを延伸配向させた１／４位相差板も貼り合わせて用いることにより、例えば円偏光を直線偏光に変換してその上に存在する例えば２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、効率よく偏光板を透過する所望の直線偏光を得ることも行われている。
【００１０】
しかし、従来この組み合わせに用いられる視角補償用の液晶ではない高分子フィルムは、透明な高分子フィルムを縦、横、斜めあるいは厚み方向に延伸配向させたものが使用され、コレステリック液晶とは化合物として共通するところがない異なる材料が用いられていた。すなわち、視角補償用の高分子フィルムとしては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンや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、ポリアリレートやポリアミドの如きの如き適宜なポリマーからなるフィルムをフイルム平面に対し垂直方向ないしは斜め厚み方向、あるいは、フイルム平面に対しほぼ平行方向で、フィルムの縦及び／又は横方向などに配向させた複屈折性フィルム等が用いられてきている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、輝度向上機能を有するコレステリック液晶層に、１／４位相差板あるいは視角補償用の高分子フィルム、更には視角補償用の高分子フィルムと１／４位相差板用の高分子フィルムなど、コレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の光学層とを粘着剤あるいは接着剤などで貼り合わせており、粘着剤あるいは接着剤などの存在により異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下、異なる材料の貼り合わせによる歪みや剥がれなどの耐久特性の低下、および粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題が生じていた。さらに、高分子延伸フイルムによる１／４位相差板や視角補償用の光学フィルムなどの光学的機能を有する光学フィルムの厚みは５０〜１００μｍが通常で積層化によって目的とする光学フィルムはかなり厚いフィルムになってしまいやすかった。
【００１２】
本発明は、粘着剤ないし接着剤を使用しなくても、積層する事が出来、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が少なく、厚みもかなり薄くする事が可能な、可視光反射偏光層（ａ）と前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とからなる積層光学フィルム、ならびにこれを応用した光学フィルム、及び、かかる光学フィルムを具備した液晶表示装置を提供する事を目的とするものである。
【００１３】
更に好ましくは、可視光を選択反射するコレステリック液晶層と１／４位相差層とからなる積層光学フィルム、あるいは可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償層とからなる積層光学フィルム、更には可視光を選択反射するコレステリック液晶層と視角補償層と１／４位相差層とからなる積層光学フィルム、ならびにこれを応用した光学フィルム、及び、かかる光学フィルムを具備した液晶表示装置を提供する事を目的とするものである。
【００１４】
本発明はコレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層（ａ）と、前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とを主成分が同じ化合物の液晶膜で形成させることで、上記の問題を解決したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の光学フィルム及び液晶表示装置は、次のようである。
【００１６】
［１］可視光の少なくとも一部の波長を選択反射するコレステリック液晶層からなる可視光反射偏光層（ａ）と、前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層（ｂ）とが、積層一体化しており、（ａ）と（ｂ）の液晶層が同じ化合物を主成分としている液晶層からなる光学フィルム。
【００１７】
（ａ）と（ｂ）の層が同じ化合物を主成分としていることにより、両層の界面の親和性が向上し、接着剤や粘着剤などを使用せずに、一方の層の上に他方の層が順次形成され、従って、粘着剤あるいは接着剤などを使用しない事により、異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下や、粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題がなく、また、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が生じにくい光学フィルムを得る事ができる。
【００１８】
しかも、いずれの層も液晶膜の層からなるので、極めて厚みを薄くする事ができ、液晶表示装置などの薄型化に極めて有効な光学フィルムを提供できる。
【００１９】
［２］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が光学的に１／４位相差機能を有する液晶層からなる１／４位相差層（ｂ１）である態様とすることにより、コレステリック液晶層を通過してきた円偏光を直線偏光に変換できるので、２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、前述したように偏光板の偏光軸と一致している直線偏光を供給することにより、２色性色素を用いた偏光板による光線の吸収ロスを少なくすることができ好ましい。
【００２０】
［３］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）である態様、
［４］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）である態様、
［５］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）である態様、
［６］また、前記［１］項に記載の光学フィルムにおいて、（ｂ）が螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）である態様、
のいずれかの態様とすることにより、液晶ディスプレイに使用した場合における斜め方向から液晶ディスプレイを見た場合の着色を改善することができる。
【００２１】
［７］また、前記［３］〜［６］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいて、更に光学的に１／４位相差機能を有する液晶層からなる１／４位相差層（ｂ１）が積層一体化していて、（ｂ１）の液晶層が（ｂ１）以外の液晶層と同じ化合物を主成分としている液晶層からなる好ましい態様とすることにより、液晶ディスプレイに使用した場合における斜め方向から液晶ディスプレイを見た場合の着色を改善することができるとともに、円偏光を直線偏光に変換できるので、２色性色素を用いた偏光板に入射した場合にも、前述したように偏光板の偏光軸と一致している直線偏光を供給することにより、２色性色素を用いた偏光板による光線の吸収ロスを少なくすることができ好ましい。もちろん、先に説明した視覚補償層や１／４位相差層として従来の高分子延伸フィルムを張り合わせた場合に比べて、粘着剤あるいは接着剤などを使用しない事により、異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下や、粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題がなく、また、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が生じにくい光学フィルムを得る事ができる。しかも、いずれの層も液晶膜の層からなるので、極めて厚みを薄くする事ができ、液晶表示装置などの薄型化に極めて有効な光学フィルムを提供できる。
【００２２】
［８］前記［１］〜［７］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、（ａ）と（ｂ）の層を構成する液晶化合物が、液晶ポリマーであり、（ａ）と（ｂ）の各層が、それぞれの液晶ポリマーのガラス転移温度以下のガラス状態からなる層であることが好ましい。
【００２３】
液晶ポリマーを用いる事により、各層の機械的強度が向上し、また、各液晶ポリマーをそのガラス転移温度以上に加熱して、加工、積層し、ガラス転移温度以下に冷却する事により、容易に製造でき好ましい。
【００２４】
［９］前記［１］〜［７］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、各層を構成する液晶化合物が、反応基をもった液晶化合物からなり、且つ、前記反応基をもった液晶化合物が架橋反応によって膜化されてそれぞれの液晶層を形成していることが好ましい。
【００２５】
架橋反応によって膜化されているので、比較的低分子の液晶化合物を用いても、高分子化させ、膜化させる事が出来、機械的強度を向上させる事ができ好ましい。
【００２６】
［１０］前記［１］〜［９］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、各層を構成する液晶化合物の層が接着剤や粘着剤などの介在なしに、積層一体化されていることが好ましい。
【００２７】
粘着剤あるいは接着剤を使用していないので、異なる屈折率界面が生じることにより表面反射ロスなどの光学特性の低下や、異なる材料の貼り合わせによる歪みや剥がれなどの耐久特性の低下、および粘着剤ないし接着剤分の厚み増加などの問題がなく好ましい。
【００２８】
［１１］前記［２］〜［７］項のいずれかに記載の光学フィルムにおいては、更に、２色性色素をもちいた偏光板が（ｂ１）の液晶層側に貼り合わされていることが好ましい。
【００２９】
コレステリック液晶を透過して来た円偏光を１／４位相差板で直線偏光に変換できるが、偏光度が更に高い直線偏光を取り出すために、前記１／４位相差機能を有する液晶層側に、更に２色性色素をもちいた偏光板が貼り合わされていることが好ましい。
【００３０】
［１２］前記［１］〜［１１］項のいずれかに記載の光学フィルムが用いられた液晶表示装置。
【００３１】
かかる、光学フィルムを液晶表示装置の液晶セルの裏側サイドにることにより、前記［１］〜［１１］項のそれぞれに記載した機能が発揮され、表示画面の輝度が向上した液晶表示装置が提供できる。しかも、液晶表示パネルの薄型化にも寄与できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる液晶層（ａ）を形成するコレステリック液晶と前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する液晶層（ｂ）の液晶化合物とは、同じ化合物を主成分としている液晶化合物が用いられる。ちなみに、ネマティック液晶に光学活性化合物を添加あるいは共重合などすることで、コレステリック液晶になるため、例えば、（ｂ）の液晶化合物がネマテイツク液晶化合物でもよい場合には、（ｂ）の液晶化合物としてある特定のネマテイツク液晶化合物を用い、（ａ）層を形成する液晶として、前記（ｂ）層に用いたネマテイツク液晶化合物に光学活性化合物を添加して得たコレステリック液晶を用いれば、光学活性化合物の添加の有無の点が相違するのみで、（ａ）層と（ｂ）層の液晶化合物とは、同じ化合物を主成分としている組み合わせが容易に達成でき好ましい。尚、コレステリック液晶においては、添加されている光学活性化合物の添加量を調節する事により、選択反射される中心波長を種々変える事ができる。従って、実施例や比較例で示すように、光学活性化合物の添加量が異なったコレステリック液晶層を２層以上用いる事により、選択反射される中心波長が複数の（ａ）層を供給できる。
【００３３】
更には（ｂ）層として、螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）とか、螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）とする場合も、コレステリック液晶においては、添加されている光学活性化合物の添加量を調節する事により、螺旋ピッチを種々変える事ができる。
【００３４】
すなわちコレステリック液晶においては、選択反射される中心波長をＷｎｍ、コレステリック液晶の螺旋ピッチＰｎｍ、コレステリック液晶の平均屈折率をＮとすると、ほぼ、Ｐ×Ｎ＝Ｗｎｍの関係があることから、コレステリック液晶の種類によってその平均屈折率Ｎの値は異なるが、大部分のコレステリック液晶の平均屈折率は１．５〜１．６程度であるので、視覚補償層（ｂ４）として用いる螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層は、可視光の領域からはずれた近紫外光を選択反射する領域となり、（ａ）層とは異なり、可視光を選択反射しない様に選ばれていることになる。同様に視覚補償層（ｂ５）として用いる螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層は、可視光の領域からはずれた近赤外光を選択反射する領域となり、（ａ）層とは異なり、可視光を選択反射しない様に選ばれていることになる。逆の表現をすれば、可視光の少なくとも一部の波長を選択反射するコレステリック液晶層（ａ）に用いるコレステリック液晶の螺旋ピッチは、通常２５０ｎｍより大きく５００ｎｍより小さい範囲に大部分は存在することになる。コレステリック液晶の螺旋ピッチは、添加あるいは共重合されている光学活性化合物の添加あるいは共重合割合を変えることにより適宜の螺旋ピッチのコレステリック液晶とすることができる。
【００３５】
（ａ）と（ｂ）の層を構成する液晶化合物として、液晶ポリマーを用いると、前述したように、各層の機械的強度が向上し、また、各液晶ポリマーをそのガラス転移温度以上に加熱して、加工、積層し、ガラス転移温度以下に冷却する事により、容易に（ａ）と（ｂ）の層を積層でき好ましい。かかる液晶ポリマーを用いる場合に、（ａ）と（ｂ）の層の液晶が、ポリマー成分が同一で、光学活性化合物が添加あるいは共重合されているコレステリック液晶と光学活性化合物が添加あるいは共重合されていないネマティック液晶との組合わせとか、（ｂ）層としてコレステリック液晶を用いる必要がある場合には、ポリマー成分が同一で、光学活性化合物の添加あるいは共重合されている割合が異なるコレステリック液晶同士の組み合わせとか、これら以外に、「同じ化合物を主成分としている」とは、ポリマー主鎖の繰り返し単位の５０％以上が同じポリマーであるコレステリック液晶とネマティック液晶との組合わせあるいはコレステリック液晶同士の組み合わせ等も含まれる。
【００３６】
液晶化合物が、低分子化合物の場合には、液晶化合物の成分が同一で、光学活性化合物が添加されているコレステリック液晶と、光学活性化合物が添加されていないと言う相違を有するネマティック液晶との組合わせや、光学活性化合物の添加量が相違するコレステリック液晶同士の組み合わせ以外に、（ａ）と（ｂ）の層の液晶化合物の５０％以上が同じ化合物であるコレステリック液晶とネマティック液晶との組合わせ、あるいは（ａ）と（ｂ）の層の液晶化合物の５０％以上が同じ化合物であるコレステリック液晶同士の組み合わせなども含まれる。また、（ａ）と（ｂ）の層の主成分となる化合物がともに反応基をもった液晶化合物からなり、且つ、（ａ）と（ｂ）の層それぞれにおいて、前記反応基をもった液晶化合物が架橋反応によって膜化されてそれぞれ（ａ）の液晶層と（ｂ）の液晶層を形成している組み合わせの場合、（ａ）と（ｂ）の層液晶化合物の反応基は、同一の基でも異なった基でもよい。
【００３７】
かかる反応基をもった液晶化合の反応基としては、重合や縮合反応により架橋反応を生じる反応基であれば特に制限はなく、例えば、アクリル基、メタクリル基、不飽和二重結合、ビニル基、エポキシ基、イソシアネート基などが挙げられる。
【００３８】
このような反応基をもった液晶化合物は、比較的低分子の液晶化合物に好適に適用でき、架橋反応によって比較的低分子の液晶化合物を用いても、高分子化させ、膜化させる事が出来、機械的強度や耐熱性を向上させる事ができる。
【００３９】
本発明で用いるコレステリック液晶やネマチック液晶化合物は、上述したような本発明の条件を満たすものであれば特に限定はない。これらの液晶化合物としては液晶ポリマーや反応基を持った液晶化合物がある。液晶ポリマーとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいはアクリル、メタクリル、シロキサン系の側鎖型液晶ポリマーがある。また反応基を持った液晶化合物としては、通常の液晶とほぼ類似の化学構造で、一つ、あるいは複数の反応基を持ったものである。
【００４０】
また、コレステリック液晶化合物はネマティック液晶化合物に光学活性な化合物を添加、共重合することで得られ、光学活性な化合物には特に限定はないが、液晶と類似な構造のものがより好ましい。更には、前記光学活性化合物も反応基を持った光学活性化合物がより好ましい。
【００４１】
ところで（ｂ）層の１／４位相差層（ｂ１）については、ネマティック液晶を所定の厚みに水平配向（ホモジニアス配向）させたり、ネマテイツク液晶を所定の厚みにねじれ状態で水平配向（ツイスト配向）させることでも、達成が可能である。
【００４２】
１／４位相差板の厚みｄは、位相差＝△ｎ（複屈折）×ｄなので、複屈折△ｎの値が大きいほど厚みが薄くできる。ネマティック液晶の複屈折△ｎは０．１〜０．２程度と、従来の延伸ポリマーフィルムと比べて極めて大きく、従って、ネマティック液晶からなる１／４位相差層の厚みは、極めてうすくなり、例えば１μｍ前後程度で良いことになり、光学フィルムの薄型化が可能になる。
【００４３】
なお、上記の如く１／４位相差層については、その厚みｄは、位相差＝△ｎ×ｄによって決められるが、上記の如く、かなり薄くできる。
【００４４】
また、前記（ｂ１）以外の（ｂ）層についても、同様に薄いものを用いることができ、従来の液晶ではない高分子延伸フィルムに比べて１／１０程度ないしそれ以下の厚みにし得る。
【００４５】
一方、可視光反射偏光層となる前述したコレステリック液晶層（ａ）の厚みは、異なるピッチのコレステリック液晶層（ａ）を何層設けるかによっても異なるが、一層当たり０．５〜１０μｍ程度の範囲が好ましい。
【００４６】
（ｂ）が垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）あるいは斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）である場合、垂直配向とは、層平面に対し垂直方向、すなわち厚み方向に向いて層平面に対しほぼ垂直に液晶が配向していることを意味しており、層平面に対し角度９０゜±１０゜程度の範囲が好ましい。
【００４７】
また、斜め配向とは、層平面に対し斜め方向、すなわち厚み方向に向いて層平面に対し斜めに液晶が配向していることを意味しており、層平面に対し角度およそ８０゜〜５゜程度の範囲が好ましい。
【００４８】
そして、このように液晶を垂直に配向させたり、斜めに配向させるには、特に限定するものではないが、例えば液晶ポリマーの場合には、液晶化合物を液晶性を示さない等方相になる温度以上に加熱した後、等方相転移温度（すなわち等方相から液晶に転移する温度）よりも数℃（およそ４から８℃）低い温度に保った状態で、目的とする層の厚み方向に電圧を印加し（すなわち電界をかけた状態で）、室温にまで冷却することにより達成できる。溶媒などを適宜液晶に添加して電圧を印加する場合もほぼ同様であり、溶媒は最終的には蒸発などにより除去されるが（例えば等方相になる温度以上に加熱した際に蒸発により除去されるなど）、溶媒が除去された状態で電圧を印加してもよい。液晶の種類によって印加する電圧や周波数が異なるので、その範囲を数値で限定することはできないが、一例を示せば、例えば５０Ｖ、５０Ｈｚ前後が目安となる。そして斜め配向させるには、垂直配向させる場合に比べて印加する電圧などを小さめにすることにより斜め配向させることができる。反応基をもった液晶化合物の場合も、上記とほぼ同様にして配向させることができ、液晶温度に保った状態で電圧を印加し、その状態で紫外線その他の光照射などにより反応基を反応させて配向状態を固定する。その際の印加電圧は、一例を示せば、例えば１０Ｖ、５０Ｈｚ前後が目安となる。
【００４９】
次に、本発明の光学フィルムを製造するには、特に限定するものではないが、例えば次のような方法で、製造できる。
【００５０】
液晶を配向させるため、ラビング処理された配向膜上に液晶を塗布していくが、もちろん、配向膜の下側に、トリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣと略称する事がある）フイルムその他の適宜の保護層が存在した配向膜を用いる事は好ましい。この配向膜上に、可視光反射偏光層とするコレステリック液晶層（ａ）ならびに前記（ａ）とは異なる光学的機能を有する液晶層からなる光学層（ｂ）を形成するには、通常、液晶の適宜の溶媒、例えば、シクロヘキサノンとか酢酸エチルなどで希釈して、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略称する事がある）などの適宜のラビング処理された配向膜上に希釈された所定の液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、液晶性を示す温度に加熱して液晶を配向させ、あるいは、必要に応じて前述したように電圧を印加させることにより垂直ないし斜め配向させ、液晶がポリマーの場合には、そのガラス転移温度以下に冷却する。液晶層を複数層形成する場合もほぼ同様である。ただ、この場合、希釈する溶媒の種類を選ぶとか、塗布した後、送風してすばやく乾燥させることにより溶媒を除去するなどの方法で、すでに形成された下層にあまり影響を与えないようにする事が好ましい。そして、次にほぼ同様の手法で必要な液晶層を形成することができる。
【００５１】
なお、反応基をもった比較的低分子量の液晶化合物を用いて、架橋反応によって膜化させて液晶層を形成するタイプの液晶を用いる場合には、配向膜上に適宜の溶媒で希釈された所定の液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、液晶性を示す温度に加熱して液晶を配向させ、次いで紫外線照射などで架橋させればよい。そして更に次の液晶層をこの上に形成する場合も、ほぼ同様の方法によって行う事ができる。
【００５２】
特に限定するものではないが、液晶ポリマーを用いる場合には、ガラス転移温度が７０〜１５０℃程度のものが好ましく、１００〜２００℃の温度範囲近傍で液晶性を示す液晶ポリマー（通常、液晶性を示す温度は、ガラス転移温度よりも若干高い。）が好適に用いられる。あまり、ガラス転移温度が低すぎると、形成した液晶層が液晶状態になって変化してしまう恐れがあり、あまり、高すぎると、加熱による配向がし難くなったり、製造過程で液晶性を示す温度に加熱する場合に、他の保護層や配向膜など他の素材への熱劣化などの問題を考慮する必要が生じてくる。
【００５３】
また、反応基をもった比較的低分子量の液晶化合物を用いて、架橋反応によって膜化させて液晶層を形成するタイプの液晶を用いる場合には、結晶化温度が、０〜１２０℃のものが好ましく、この温度範囲近傍で液晶性を示す液晶（通常、液晶性を示す温度は、結晶化温度よりも若干高い。）が好適に用いられる。このように、結晶化温度が低くても、架橋反応によって膜化させて液晶層を形成した場合には、耐熱性が向上し、７０℃を超える高温雰囲気下でも、使用可能になる。
【００５４】
視覚補償層としては、目的に応じて、垂直配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ２）、斜め配向した液晶層からなる視覚補償層（ｂ３）、螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ４）、螺旋ピッチが５００ｎｍ以上のコレステリック液晶層からなる視覚補償層（ｂ５）などを適宜選択して用いうる。
【００５５】
液晶ディスプレイに適用した場合に、斜め方向から液晶画面を見た場合に生じる着色改善のために、着色改善用の液晶層（視角補償層）としては、いくつかの方法があり、（ａ）のコレステリック液晶層の種類によっても適しているものが異なる。例えば、液晶を垂直配向したような（ポジティブ位相差板）、正面位相差はほとんどなくても、斜め方向では位相差生じるもの。あるいは液晶が斜め配向することで、正面位相差は多少生じるが、斜め位相差も方位によって異なる位相差が生じるもの。また、コレステリック液晶で選択反射が可視光ではないもの（螺旋ピッチが２５０ｎｍ以下では近紫外光の選択反射になり、螺旋ピッチ５００ｎｍ以上では近赤外光の選択反射となる）では、正面位相差がなく斜め方向で位相差が生じ、ネガティブ位相差板のような機能のもの。これら、全て斜め方向でさまざまな位相差が生じるため、反射偏光板の斜めの着色改善に有効な働きを示すのである。
【００５６】
これらの視角補償層（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）または（ｂ５）としての液晶層の配置位置は、可視光反射偏光層であるコレステリック層（ａ）が多層のコレステリック層（ａ）からなる場合には、多層のコレステリック層（ａ）の間にあってもよく、あるいは（ａ）層のコレステリック液晶層と１／４位相差機能層（ｂ１）との問であっても、１／４位相差機能層（ｂ１）と２色性偏光板の間であっても良い。
【００５７】
また、本発明の前述したコレステリック液晶層（ａ）と光学的に１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）とが積層一体化した光学フィルム、あるいは、コレステリック液晶層（ａ）と視角補償層（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）または（ｂ５）と光学的に１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）とが積層一体化した光学フィルムにおいては、更に、２色性色素をもちいた偏光板が１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）が存在する側に貼り合わされた光学フィルムも有用である。この意味は、偏光板が直接液晶層（ｂ１）に貼り合わされていることを意味するものではなく、例えば本発明の光学フィルムが、（ａ）と（ｂ１）と視角補償層（ｂ２）〜（ｂ５）のいずれかとからなる場合に、（ａ）と（ｂ１）と視角補償層の順に積層されている光学フィルムの場合には、（ｂ１）が存在する側、すなわち視角補償層の上側に偏光板が存在することになる。もちろん（ａ）と視角補償層と（ｂ１）の順に積層されている光学フィルムの場合には、（ｂ１）の上側に偏光板が存在することになる。
【００５８】
（ａ）層のコレステリック液晶を透過して来た所定の円偏光を１／４位相差層（ｂ１）で直線偏光に変換できるが、近年パーソナルコンピューターなどの液晶表示装置などで要求される偏光度が更に高い直線偏光を取り出すために、前記１／４位相差機能を有する液晶層（ｂ１）の存在する側に、更に２色性色素をもちいた偏光板が貼り合わされていることが好ましいのである。
【００５９】
２色性色素をもちいた偏光板としては、特に限定するものではないが、この分野で有効に用いられている偏光板が用いられ、例えば、具体的には、ポリビニルアルコールフィルム（以下、ＰＶＡフィルムと略称することがある。）を、２色性を有するヨウ素又は、２色性染料で染色する染色工程、ほう酸や、ほう砂等で架橋する架橋工程、および一軸延伸する延伸工程（染色、架橋、延伸の各工程は、別々に行う必要はなく同時に行ってもよく、また、各工程の順番も特に規定するものではない。）の後に、乾燥し、適宜、トリアセチルセルロースフィルム（以下、ＴＡＣフィルムと略称することがある。）等の保護層と貼り合わせたものなどが挙げられる。貼り合わせは適宜の粘着剤又は接着剤が用いられる。
【００６０】
【実施例】
以下、実施例や比較例を参照して本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（比較例１）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フイルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、液晶性を示す温度が、９０〜２００℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル側鎖型のコレステリック液晶ポリマーで選択反射中心波長が７００ｎｍ、５５０ｎｍ、４００ｎｍのものを３層順次、配向膜上に形成し配向させた後、薄膜化した。各層の厚みは全て３μmであった。コレステリック液晶層の形成は、約２５質量％の濃度に溶媒で希釈された前記コレステリック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１６０℃に加熱して液晶を配向させ、そのガラス転移温度以下になるように室温に冷却して形成した。この場合、溶媒としてシクロヘキサノンを使用した。第２層目、第３層目の塗布直後には２５℃（室温）の送風をあてて、すばやく溶媒を蒸発させることで、下層との混合をできるだけ少なくした。
【００６２】
次にこの第３層目のコレステリック液晶層の上に２５μｍ厚のアクリル系粘着剤で６０μｍ厚のポリカーボネートの１／４位相差板（正面位相差１３０ｎｍ）を貼り合わせて、比較の光学フィルムとした。
【００６３】
（比較例２）
５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、ＵＶ（紫外線）架橋性の反応基として２官能のアクリル基（２つのアクリル基）を有する液晶性を示す温度が４０〜１５０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系のコレステリック液晶で選択反射中心波長が７００ｎｍ、５９０ｎｍ、５００ｎｍ、４３０ｎｍのもの４層を順次、配向膜上に形成し配向させ、紫外線架橋して、コレステリック液晶層を形成した。各層の厚みは全て４μｍであった。コレステリック液晶層の形成は、それぞれ各層ごとに順次、約２５質量％の濃度に溶媒で希釈された前記コレステリック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１００℃に加熱して液晶を配向させ、室温に冷却して、紫外線架橋を行い、形成した。この場合、溶媒として酢酸エチルを使用した。また、第１層目〜第４層目のコレステリック液晶層の選択反射中心波長をそれぞれ７００ｎｍ、５９０ｎｍ、５００ｎｍ、４３０ｎｍのものとするため添加されているアクリル系の光学活性化合物の添加量を、第１層目が８．４質量％、第２層目が１０．０質量％、第３層目が１１．８質量％、第４層目が１３．７質量％となるよう調整した。
【００６４】
次にこの第４層目のコレステリック液晶層の上に２５μｍ厚のアクリル系粘着剤で６０μｍ厚のポリカーボネートの１／４位相差板（正面位相差１３０ｎｍ）を貼り合わせて、比較の光学フィルムとした。
【００６５】
（実施例１）
５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例１のコレステリック液晶ポリマーと主成分が同じで、液晶性を示す温度が、９０〜２５０℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー（比較例１のコレステリック液晶ポリマーの光学活性化合物が共重合されていないもの）を０．５μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させてネマティック液晶ポリマー層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー層（可視光反射偏光層）を３層（各３μｍ厚）形成し配向させて本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００６６】
なお、ネマティック液晶ポリマー層の形成は、溶媒としてシクロヘキサノンを用いて、約２５質量％の濃度に希釈された前記ネマティック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１６０℃に加熱して液晶を配向させ、そのガラス転移温度以下になるように室温に冷却して形成した。比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー固体層３層の形成は比較例１に準じた方法で形成した。
【００６７】
（実施例２）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例２のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶と主成分が同じで、ＵＶ(紫外線)架橋性の反応基として２官能アクリル基を有する液晶性を示す温度が、４０〜１６０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系ネマティック液晶を０．７μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させＵＶ（紫外線）架橋して、ネマティック液晶層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例２と同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶層を４層（各４μｍ厚）形成し配向させ、ＵＶ架橋させて、コレステリック液晶層（可視光反射偏光層）を形成し、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００６８】
なお、架橋ネマティック液晶層の形成は、約２５質量％の濃度に溶媒で希釈された前記ネマティック液晶を塗布し、溶媒を揮発除去した後、１００℃に加熱して液晶を配向させ、室温に冷却して、紫外線架橋を行い、形成した。比較例２と同じコレステリック液晶層４層の形成は比較例２に準じた方法で形成した。
【００６９】
比較例１、２と実施例１、２で得られた光学フィルムの厚み、８０℃×１０００時間の耐久特性、液晶表示装置に設置したときの輝度向上率を表１に示した。
【００７０】
【表１】
0004363749.tif 000002
【００７１】
上記より明らかな如く、実施例１、２の本発明の光学フィルムは、それぞれ、比較例１、２に示した従来の光学フィルムに比べて、剥がれなどが生じず、耐久性が優れているとともに、従来品に比べて半分以下の厚さにする事が出来、液晶表示装置の薄型化に寄与できる。しかも、積層界面に接着剤や粘着剤が存在しないので、その分の表面反射ロスがなくなり、輝度向上率も向上している事が認められた。
【００７２】
（実施例３）
実施例１とほぼ同様な操作で、５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例１のコレステリック液晶ポリマーと主成分が同じで、液晶性を示す温度が、９０〜２５０℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー（比較例１のコレステリック液晶ポリマーの光学活性化合物が共重合されていないもの）を０．５μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させてネマティック液晶ポリマー層（１／４位相差層）を形成し、次にこの上に、同じアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー０．８μｍ厚を塗布し、電界により垂直配向させ視覚補償層（厚み方向の位相差２１０ｎｍ）を形成し、次いでその上に比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー層（可視光反射偏光層）を３層（各３μｍ厚）形成し配向させて、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ２）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００７３】
（実施例４）
実施例３とほぼ同様な操作で、５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例１のコレステリック液晶ポリマーと主成分が同じで、液晶性を示す温度が、９０〜２５０℃（ガラス転移温度：９０℃）のアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー（比較例１のコレステリック液晶ポリマーの光学活性化合物が共重合されていないもの）を０．３μｍ厚（正面位相差８０ｎｍ）配向させてネマティック液晶ポリマー層（１／４位相差層）を形成し、次にこの上に、同じアクリル系側鎖型ネマティック液晶ポリマー０．３μｍ厚を塗布し、電界により斜め４５°に配向させ視覚補償層（正面位相差５０ｎｍ）を形成し、次いでその上に比較例１と同じコレステリック液晶ポリマー層（可視光反射偏光層）を３層（各３μｍ厚）形成し配向させて、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ３）層と（ａ）層の組合せ例］。
【００７４】
（実施例５）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例２のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶と主成分が同じで、ＵＶ(紫外線)架橋性の反応基として２官能アクリル基を有する液晶性を示す温度が、４０〜１６０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系ネマティック液晶を０．７μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させＵＶ（紫外線）架橋して、ネマティック液晶層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例２と同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶層を４層（各４μｍ厚）形成しＵＶ（紫外線）架橋させる際の２層目（選択反射中心波長５９０ｎｍ）と３層目（選択反射中心波長５００ｎｍ）の間に、同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが２００ｎｍ（選択反射中心波長３２０ｎｍ）の液晶層（視覚補償層）２μｍ厚を形成しＵＶ（紫外線）架橋して、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ４）層と（ａ）層の組合せ例］。尚、同じ種類のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが２００ｎｍの液晶は、光学活性化合物の量を多くすることによって調整できる。
【００７５】
（実施例６）
５０μｍ厚トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にＰＶＡの配向膜０．１μｍ厚を形成し、ラビング処理後、比較例２のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶と主成分が同じで、ＵＶ(紫外線)架橋性の反応基として２官能アクリル基を有する液晶性を示す温度が、４０〜１６０℃（結晶化温度：４０℃）のアクリル系ネマティック液晶を０．７μｍ厚（正面位相差１３０ｎｍ）配向させＵＶ（紫外線）架橋して、ネマティック液晶層（１／４位相差層）を形成し、その上に比較例２と同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶層を４層（各４μｍ厚）形成しＵＶ（紫外線）架橋させる際の１層目（選択反射中心波長７００ｎｍ）と２層目（選択反射中心波長５９０ｎｍ）の間に、同じＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが６００ｎｍ（選択反射中心波長９６０ｎｍ）の液晶層（視覚補償層）３μｍ厚を形成しＵＶ（紫外線）架橋して、本発明の光学フィルムを作成した。［（ｂ１）層と（ｂ５）層と（ａ）層の組合せ例］。尚、同じ種類のＵＶ（紫外線）架橋性のコレステリック液晶でその螺旋ピッチが６００ｎｍの液晶は、光学活性化合物の量を少なくすることによって調整できる。
【００７６】
比較例１、２と実施例４〜６の反射偏光板の厚み、８０℃×１０００時間の耐久特性、液晶表示装置に設置したときの輝度向上率および斜め４５度の全方位から見た着色状況を表２に示した。
【００７７】
【表２】
0004363749.tif 000003
【００７８】
【発明の効果】
本発明の光学フィルムは、粘着剤ないし接着剤を使用しなくても、積層する事が出来、歪みや剥がれなどの耐久特性の低下が少なく、異なる屈折率界面が生じることによる表面反射ロスなどの光学特性の低下も少なくでき、厚みもかなり薄くする事が可能な可視光を選択反射するコレステリック液晶層と前記可視光を選択反射するコレステリック液晶層とは異なる光学的機能を有する少なくとも１層の液晶層からなる光学層、例えば、１／４位相差層、視覚補償層あるいはこれらの両者、とからなる積層光学フィルムならびにこれを応用した光学フィルム、及び、かかる光学フィルムを具備した液晶表示装置を提供できる。従って、液晶表示装置などの薄型化、耐久性向上に寄与できる。なお、視覚補償層が積層されたタイプの本発明の光学フィルムは、液晶ディスプレイに使用した場合に、斜め方向から液晶ディスプレイ画像を見る場合の着色を改善することができる。