JP2004163452A

JP2004163452A - 液晶性配合組成物およびこれを用いた位相差フィルム

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Publication number: JP2004163452A
Application number: JP2002325656A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Fujisawa; 秀好藤澤; Koichi Tanaka; 興一田中
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Polatechno Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Polatechno Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: CN1732218A; KR20050084899A; US20060060821A1; TW200413506A; HK1083106A1; EP1559745A4; TWI312805B; WO2004041925A1; KR100972548B1; CN100345898C; EP1559745A1; JP4201171B2; US7416683B2

Abstract

【課題】複数の位相差フィルムを積層することなしに様々な波長分散特性を有する位相差フィルムを提供する。
【解決方法】セルロース誘導体及び液晶性化合物とを含有する液晶性配合組成物及びこれを特定の方向に配向させてなる位相差フィルム。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等の画像表示装置に有用な位相差フィルムを調製するための液晶性組成物及びそれから得られる位相差フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン等のプラスチックフィルムを一軸延伸することにより得られる位相差フィルムは、直線偏光の偏光軸を変えたり（旋光）、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換する機能を有するフィルムである。この位相差フィルムには、通常、位相差が波長によって異なるいわゆる波長分散特性があり、用いる材質によって波長分散特性が異なっている。一般に用いられている位相差フィルムは、５５０ｎｍよりも長波長側の位相差値が５５０ｎｍにおける位相差値より小さく、５５０ｎｍよりも短波長側の位相差値が５５０ｎｍにおける位相差値よりも大きい。また短波長側ほどその傾向は顕著である。
【０００３】
このことは、例えば、その位相差が波長の１／４になるような位相差フィルム（いわゆる１／４波長板）を用いて反射防止フィルターを作製した場合、反射防止効果が十分に得られるのは、位相差が略１／４となるような波長領域のみで、それ以外の波長では円偏光が楕円偏光となってしまい、結果として十分な反射防止効果が得られないという問題を生じてしまう。また、その位相差が波長の１／２になるような位相差フィルム（いわゆる１／２波長板）を用いて液晶プロジェクター等に用いられる旋光子を作製した場合、直線偏光を直線偏光として回転できるのは位相差が略１／２となるような波長領域のみで、それ以外の波長では直線偏光が楕円偏光となってしまい、十分な旋光効果が得られなくなってしまう。
【０００４】
このような問題に対して、例えば特許文献１に記載されているように、複数の延伸フィルムをそれらの光軸を交差させて積層する方法が提案されているが、該方法では複数の延伸フィルムを用いることによる厚みの増加、さらには光軸を交差させて複数枚積層するという製造工程上の煩雑さと歩留まりの低下（光軸を交差させるために、位相差フィルムをカットしなければならない）を引き起こすという問題があった。これに対して、特許文献２に記載されているように、フィルム１枚で可視領域の広い範囲で各波長に同程度の位相差を付与できる位相差フィルムが提案されている。
【０００５】
しかしながら、波長分散特性は位相差フィルムに用いられる材料によって決まってしまうため、特許文献２のように１枚で波長分散特性を改善できる材料は限られていた。また、このような材料はフィルム化され、さらには一軸延伸しなければ位相差フィルムとして機能しないため、フィルム化と延伸という煩雑な工程を経なければならなかった。さらに円偏光フィルムのように、偏光フィルムの偏光軸と該位相差フィルムの遅相軸を特定の角度にして積層しなければならない場合には、１枚のフィルムであっても、一方をカットして他方と積層しなければならず、結果として歩留まりの低下を引き起こしてしまう。このような問題を解決するために、特許文献３に記載されているようなラビング処理された基板上での配向が可能な液晶性化合物及びそれらを複数混合した組成物を用いて、該化合物を特定の方向に配向させて位相差フィルムを作製する手法が知られているが、そのような方法で得られた位相差フィルムが、１枚で可視領域の広い範囲で各波長に同程度の位相差を付与できるような波長分散特性を有している例が特許文献４に記載されているものの、ラビング処理された基板上で配向させるための具体的態様については明らかにされていなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１００１１４号公報（第２−４頁）
【特許文献２】
特開２０００−１３７１１６号公報（第２−４頁）
【特許文献３】
特開２０００−９８１３３号公報（第５−６頁及び第７頁）
【特許文献４】
ＰＣＴ／ＪＰ０２／０４５２３号公報（第２３−２４頁）
【非特許文献１】
ＲｉｃｈａｒｄＤ．Ｇｉｌｂｅｒｔ著、「ＣｅｌｌｕｌｏｓｉｃＰｏｌｙｍｅｒｓ，ＢｌｅｎｄｓａｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ」ＨａｎｓｅｒＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ２５―９４頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ラビング処理された基板上での配向が可能で、かつ、１枚で可視領域の広い範囲で各波長に同程度の位相差を付与できるような波長分散特性を有している位相差フィルムを簡便に得るための材料及び製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の組成を有する液晶性配合組成物を用いることにより、該組成物の層がラビング処理された基板上で配向し、該配向を固定化することで位相差フィルムを作製することができ、しかも得られた位相差フィルムが１枚で可視領域の広い範囲で各波長に同程度の位相差を付与できるような波長分散特性を有するだけでなく、該位相差フィルムの作製条件の制御により該波長分散特性をも制御できることを見出し本発明に至った。
【０００９】
即ち、本発明は、
（１）少なくとも１種類以上のセルロース誘導体と、少なくとも１種類以上の、前記セルロース誘導体とは別の特定方向に配向可能な液晶性化合物を必須成分として含有する液晶性配合組成物、
（２）セルロース誘導体が下記の構造を有するものである請求項１に記載の液晶性配合組成物、
【００１０】
【化２】

【００１１】
（式（１）中、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は水素原子又は置換基であり、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は同じであっても異なっていてもよいが、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３のすべてが水素原子ということはない。またｎは１０以上の整数である。）
（３）式（１）において、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３がアシルオキシアルキル基及び／又はカルバモイルオキシアルキル基である（２）に記載の液晶性配合組成物、
（４）セルロース誘導体と液晶性化合物との混合比が前者が１０以上９０以下、後者が９０以上１０以下（いずれも重量比）である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶性配合組成物、
（５）請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配合組成物と反応性化合物又は有機溶媒とからなり、リオトロピック液晶状態を示すことを特徴とするリオトロピック液晶性配合組成物、
（６）請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶性配合組成物をラビング処理された基板上で配向させてなる位相差フィルム、
（７）波長４５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ４５０）と波長５５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ５５０）及び波長６５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ６５０）の間に、Ｒｅ４５０≦Ｒｅ５５０≦Ｒｅ６５０の関係が成立するように調整されてなる請求項６に記載の位相差フィルム、
（８）位相差が１／４波長、又は１／２波長である請求項６又は７のいずれか一項に記載の位相差フィルム、
【００１２】
（９）請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶性組成物の層をラビング処理された基板上に形成した後、配向処理を行う際の温度を調節することにより、得られる位相差フィルムにおけるＲｅ４５０、Ｒｅ５５０、Ｒｅ６５０の関係を制御することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法、
（１０）請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶性組成物層をラビング処理された基板上に形成した後、配向処理を行う際の配向時間を調節することにより、得られる位相差フィルムのＲｅ４５０、Ｒｅ５５０、Ｒｅ６５０の関係を制御することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法、
（１１）請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルムと偏光フィルムを積層してなる、円若しくは楕円偏光フィルム又は旋光フィルム、
（１２）請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルム、又は請求項１１に記載の円若しくは楕円偏光フィルムを備えるてなる画像表示装置、
に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を詳細に説明する。
本発明の位相差フィルムは、セルロース誘導体と該セルロース誘導体とは別の特定の特性を有する液晶性化合物とを含有する液晶性配合組成物を特定の方向に配向させることにより得られる。セルロース誘導体は液晶性を示すことが多いが、セルロース誘導体がサーモトロピック液晶又はリオトロピック液晶のいずれの場合も本発明の液晶性配合組成物に用いることが出来る。
【００１４】
本発明において使用しうるセルロース誘導体としては、セルロースそのものや、式（１）
【００１５】
【化３】

【００１６】
に示すように、セルロースの水酸基を化学修飾したものが挙げられる。式（１）において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３はセルロース水酸基のプロトン又は置換基を示し、置換基の構造は同一でも異なるものでも良い。また、異なる置換基の場合、それぞれの置換基の存在比は任意の割合で良い。また、ｎは１０以上の整数であることが好ましく、より好ましくは５０以上、さらに好ましくは１００以上であるのが良い。
【００１７】
式（１）において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基のようなアルキル基、アセチル基、プロピオニル基のようなアシル基、硝酸エステル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシエチル基のようなヒドロキシアルキル基、更にはこのヒドロキシアルキル基をアシル化又はカルバモイル化したもの等が挙げられる。これらのうちで、好ましいものはセルロースをヒドロキシアルキル化した後、カルバモイル化又はアシル化したものである。具体的には、Ｒ_１、Ｒ_２又はＲ_３がＹ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ−基又はＺ−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ−基で示されるものである。ここでＲとしては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基等が、Ｙとしては、（メタ）アクリル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ベンジル基、１−ナフチルメチル基、トリフルオロメチル基、アミノメチル基、２−アミノ−エチル基、３−アミノ−ｎ−プロピル基、４−アミノ−ｎ−ブチル基、若しくはそれらのアミノ基がさらにアミドやウレタンに変換された置換基、ヒドロキシ置換（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル基、若しくはそのヒドロキシル基が更に（Ｃ１〜Ｃ１４）アシル基若しくは（Ｃ１〜Ｃ１０）アルキル基で置換された基、（Ｃ１〜Ｃ３）アルキル基で置換されていてもよいビニル基、シアノビフェニルオキシ（Ｃ３〜Ｃ１０）アルキル基、アセチレン基及びシンナモイル基等の炭素数１〜１０の不飽和結合を有する脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基、ビフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基等の芳香族基を有するアシル基が、又Ｚとしては、（メタ）アクリル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ベンジル基、１−ナフチルメチル基、トリフルオロメチル基等がそれぞれ挙げられる。
これらセルロース誘導体は、目的とする本発明の液晶性配合組成物の液晶性を示す温度範囲や、複屈折性、波長分散特性、粘度、配向のし易さ、加工性、反応性等に応じて適宜１種又は複数の置換基が選択される。又、セルロースの水酸基の置換度合いについても、目的とする本発明の液晶性配合組成物の液晶性を示す温度範囲や、複屈折性、波長分散特性、粘度、配向のし易さ、加工性、反応性等に応じて適宜選択される。
【００１８】
本発明の、特定方向への配向が可能な液晶性配合組成物は、セルロース誘導体と該セルロース誘導体とは別の液晶性化合物を配合した配合組成物が、液晶性化合物由来の、又は液晶性化合物とセルロース誘導体の両方に起因する液晶性を持つことを特徴とする。本発明の液晶性配合組成物に用いるセルロース誘導体とは異なる液晶性化合物としては、サーモトロピックかつネマチック相を呈する液晶性を持ち、セルロース誘導体との相溶性が高いことが好ましい。そのような低分子液晶の具体例としては、例えば、ＴＬ−２０２（商品名、メルク社製、低分子液晶の混合物）、Ｋ−１５（商品名、メルク社製、４−シアノ−４’−ペンチルビフェニル）、４−（４’−シアノ−４−ビフェニルイルオキシ）−ブチルアクリレートや、特許文献３に記載のアクリロイル基を有する液晶性化合物、及びそれらの混合物、ＬＰＰＦ３０１ＣＰ（商品名、バンティコ社製、アクリレート系低分子液晶）等のアクリレート系低分子液晶が挙げられる。
本発明においては紫外線照射による液晶層の固定化が容易であるという理由からアクリレート系低分子液晶を使用するのが好ましい。
【００１９】
本発明の配合組成物が液晶性を示す範囲は、配合するセルロース誘導体の種類及びセルロース誘導体とは異なる液晶性化合物の種類によって異なるが、セルロース誘導体と該液晶性化合物との混合比が前者が１０以上９０以下、後者が９０以上１０以下、より好ましくは前者が１５以上７０以下、後者が８５以上３０以下程度である（いずれも重量比）。特にセルロース誘導体と該液晶性化合物との混合比が、前者が２０以上５０以下、後者が８０以上５０以下（いずれも重量比）である場合には、該混合比の組成物層を適当な条件下でラビングした基板上に形成することによってラビング方向に配向させることができるだけでなく、該配向状態を固定化もしくは維持することにより得られる本発明の位相差フィルムの波長４５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ４５０）と波長５５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ５５０）及び波長６５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ６５０）が、Ｒｅ４５０≦Ｒｅ５５０≦Ｒｅ６５０の関係になり、しかも可視領域の広い範囲で各波長に同程度の位相差を付与できるため、特に好ましい。
【００２０】
本発明の液晶性配合組成物には、組成物の液晶性を損なわない範囲で、セルロース誘導体及びセルロース誘導体とは異なる液晶性化合物以外の配合成分を加えても良い。これらの配合成分は液晶性配合組成物の液晶性や配向性、加工性、成分の相溶性を調節したり、液晶性配合組成物を特定の方向に配向させた後に、該配向を固定化する目的で加えられる。
【００２１】
本発明においては配向状態を固定化する目的で、本発明の液晶性配合組成物に、配合成分として硬化性成分を含有せしめることが出来る。その場合、通常、液晶性化合物は扱う温度範囲が決まっているので、重合時の温度変化が比較的少ない紫外線照射による光重合による固定化が好ましく、そのような光重合を行う際には（メタ）アクリレート化合物を用いることが好ましい。
【００２２】
（メタ）アクリレート化合物としては例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートと１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートとイソホロンジイソシアネートとの反応生成物、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレート、グリセロールトリグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビス（メタアクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応性生物、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−シアノエチル（メタ）アクリレート、ブチルグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ブトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、複数を混合して用いても良い。このような反応性化合物を用い、適切な条件下で重合させることにより、所望の配向状態を固定化することができる。
【００２３】
また、反応性化合物による固定化剤を使用することなしに、該組成物が配向状態を維持できる場合には、通常有機溶媒として用いられる化合物を配合することも出来る。このような化合物には、配合により配合組成物の液晶性を損なわない範囲で用いることが出来るが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、トリエチルアミン、２−ブタノン、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の脂肪族炭化水素や脂肪族ケトン、脂肪族アミン、脂肪族アルコール、さらにはベンゼン、トルエン、キシレン、ベンジルアルコール、ベンジルアミン等の芳香族炭化水素や芳香族アミン、芳香族アルコールが挙げられる。これらの化合物は１種類のみ配合しても良いし、複数成分を配合しても良い。
【００２４】
このように得られた配合組成物は、例えば、ラビングした基板上に塗布し、次いで有機溶媒として用いられる化合物があれば加熱等により該化合物を除去することにより、残った組成物がラビング方向に配向し、かつ、そのまま固定化することができる。配合組成物が液晶性を損なわない範囲としては、重量比で、上記反応性化合物や有機溶剤のような配合成分１に対して、セルロース誘導体と低分子液晶化合物の合計が３以上、より好ましくは６以上、さらに好ましくは９以上程度である。このように反応性化合物や有機溶剤を加えた場合においても液晶性を維持した状態（リオトロピック液晶状態という）の組成物はリオトロピック液晶性配合組成物ということができる。
【００２５】
光重合開始剤としては、通常の紫外線硬化型樹脂に使用される化合物を用いることができる。用いうる化合物の具体例としては、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー９０７）、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー１８４）、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー２９５９）、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク製ダロキュアー９５３）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク製ダロキュアー１１１６）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー１１７３）、ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー６５１）等のベンゾイン系化合物、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン（日本化薬製カヤキュアーＭＢＰ）等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＣＴＸ）、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン（カヤキュアーＲＴＸ）、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロオチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＣＴＸ）、２，４−ジエチルチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＤＥＴＸ）、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン（日本化薬製カヤキュアーＤＩＴＸ）等のチオキサンソン系化合物等が挙げられる。これらの光重合開始剤は１種類でも複数でも任意の割合で混合して使用することができる。
【００２６】
ベンゾフェノン系化合物やチオキサンソン系化合物を用いる場合には、光重合反応を促進させるために、助剤を併用することも可能である。そのような助剤としては例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ｎ−ブチルアミン、ｎ−メチルジエタノールアミン、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ミヒラーケトン、４，４’―ジエチルアミノフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎ−ブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等のアミン系化合物が挙げられる。前記光重合開始剤の含有量は、（メタ）アクリレート化合物（液晶ポリマー中にアクリロイル基がある場合には、これも含む）１００重量部に対して、好ましくは０．５重量部以上１０重量部以下、より好ましくは２重量部以上８重量部以下程度がよい。また、助剤は光重合開始剤に対して、０．５倍から２倍量程度がよい。
【００２７】
また、紫外線の照射量は、該液晶性配合組成物の種類、光重合開始剤の種類と添加量、膜厚によって異なるが、１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２程度がよい。また、紫外線照射時の雰囲気は空気中でも窒素などの不活性ガス中でもよいが、膜厚が薄くなると、酸素障害により十分に硬化しないため、そのような場合は不活性ガス中で紫外線を照射して硬化させるのが好ましい。
【００２８】
本発明の液晶性配合組成物はラビング処理された基板上で配向するため、該配向状態を固定化もしくは維持することにより、本発明の位相差フィルムを作製することができる。具体的な方法としては、例えば、本発明の液晶性配合組成物もしくはリオトロピック液晶性配合組成物を塗布しやすいように適当な溶剤、（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メチル等の酢酸エステル類；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類の他、メチルエチルケトン、アセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、アニソール、ヘキサン、ヘプタン等）で希釈し、次いで、ラビング処理した基板のラビング処理面上へ塗布するなどして積層し、加熱等により溶剤を除去後、あるいは溶剤を除去する過程において、該組成物が液晶状態を保持できる適当な条件下に保持することにより、例えばラビング方向と同じ方向に配向させることができる。完全にラビング方向と実際の該組成物の配向方向とが一致していなくても、ラビング方向に対する該組成物の配向方向を把握することにより、任意方向への配向が可能になる。次いで該配向状態を上記の方法（反応性化合物が含有されていれば、光重合開始剤の存在下で、紫外線を照射すること等）にて固定化することにより本発明の位相差フィルムを得ることができる。このとき、得られる位相差フィルムの位相差値は、配向した該組成物の複屈折と該組成物層の厚さの積によって決まるため、目的とする位相差フィルムの位相差値に応じて適宜調節すればよい。
【００２９】
本発明でラビング処理を行う場合に用いられる基板としては、例えば、トリアセチルセルロースのフィルムや、ガラス板表面に形成したポリイミドやポリビニルアルコール薄膜等が挙げられる。また、本発明においてラビング処理は、金属ロールやプラスチックロールに、ナイロン、レーヨン、コットンなどのベルベット状のいわゆるラビング布を張り付けてラビングロールを作製し、次いでこのラビングロールを回転させながら該基板表面に接触させ、ラビングロールもしくは基板を一方向に動かすことにより該基板表面を処理する方法である。基板が長尺のプラスチックフィルムの場合には、ラビングロールを固定した状態で高速回転させ、基板をラビングロールに接触させながら搬送させることにより、連続的にラビング処理を行うことも可能である。ラビング処理の条件は、用いる基板の種類や本発明の液晶性配合組成物の配合組成、ラビングロールの直径やロールの接触移動回数又は回転数及び回転方向、該基板又はラビングロールの移動速度及び基板へのラビングロールの押し付けの強さなどによって異なるために適宜設定される。
【００３０】
本発明の液晶性配合組成物を用いて作製した位相差フィルムは、波長４５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ４５０）と波長５５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ５５０）及び波長６５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ６５０）の間に、Ｒｅ４５０≦Ｒｅ５５０≦Ｒｅ６５０で示される波長分散特性を有することが好ましい。この波長分散特性は該組成物を配向させる際の温度や時間により制御できる。ラビング処理された基板上にて配向処理する際の温度を変えることによって、得られる本発明の位相差フィルムの波長分散特性を制御する場合、例えば、ラビング処理した基板上において、本発明の液晶性配合組成物の配合組成をセルロース誘導体と液晶性化合物との混合比が前者が３０、後者が７０にして、４０℃にて配向させて得た位相差フィルムの波長４５０ｎｍでの位相差比（Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０）及び波長６５０ｎｍでの位相差比（Ｒｅ６５０／Ｒｅ５５０）が０．７５及び１．０６の場合、配向させる温度を５５℃に変えることにより（Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０）及び（Ｒｅ６５０／Ｒｅ５５０）を０．７６及び１．０７にすることができる。
【００３１】
また、液晶性配合組成物をラビング処理された基板上にて配向処理する際の時間を変えることによって、得られる本発明の位相差フィルムの波長分散特性を制御する場合には、例えば、本発明の液晶性配合組成物の配合組成をセルロース誘導体と液晶性化合物との混合比が前者が２０、後者が８０になるように調整し、４０℃で、３０分配向処理させて得た位相差フィルムの波長４５０ｎｍでの位相差比（Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０）及び波長６５０ｎｍでの位相差比（Ｒｅ６５０／Ｒｅ５５０）が０．８４及び１．０１の場合、配向させる時間を２２時間に変えることにより（Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０）及び（Ｒｅ６５０／Ｒｅ５５０）を０．６９及び１．０７にすることができる。
【００３２】
このようにして得られた本発明の位相差フィルムの遅相軸と使用した偏光フィルムの吸収軸とを所定の角度となるように積層することにより、本発明の楕円偏光フィルムを得ることができる。また、本発明の位相差フィルムの５５０ｎｍにおける位相差値を約１３７ｎｍにし、偏光フィルムの吸収軸と該位相差フィルムの遅相軸とのなす角が４５°になるように積層することにより本発明の円偏光フィルムを得ることができる。さらに、本発明の位相差フィルムの５５０ｎｍにおける位相差値を約２７５ｎｍにし、偏光フィルムの吸収軸と該位相差フィルムの遅相軸とのなす角が４５°になるように積層することにより本発明の旋光フィルムを得ることができる。こうして得られた本発明の円偏光フィルムを例えば反射型もしくは反射半透過型液晶表示装置に用いることにより、又は、本発明の旋光フィルムを液晶プロジェクターに用いることにより、本発明の画像表示装置を得ることができる。特に円偏光板の波長分散特性が、可視領域の各波長に対して概ね１／４波長となるような位相差であれば、広い波長範囲で直線偏光を円偏光に変換できるため、通常のポリカーボネートを用いた円偏光板よりも優れた反射防止効果やコントラスト向上効果を有する画像表示装置を得ることができる。
【００３３】
本発明の偏光旋光フィルムは、位相差フィルムの波長分散特性が、可視領域の各波長に対して概ね１／２波長となるような位相差であれば、広い波長範囲で直線偏光の偏光軸を楕円偏光にすることなく回転することができるため、例えば液晶プロジェクターに用いることにより、光の利用効率を向上させたり、光の吸収による偏光フィルムの劣化を防いだりすることができる。本発明の位相差フィルムは、ラビング処理によりラビング方向に液晶性配合組成物を配向させることが可能なため、ラビング方向を変えることで該位相差フィルムの遅相軸方向を変えることができる。従って、例えば、ロール状の長尺高分子フィルムを用い、長尺方向から４５°の方向にラビング処理した後、本発明の液晶性配合組成物層を形成し、ラビング方向に配向させることで、遅相軸が長尺方向から４５°傾いた位相差フィルムを作製することができる。この位相差フィルムと偏光フィルム（通常の一軸延伸により得られる偏光フィルムはロール状であり、長尺方向が吸収軸となっている）とをロールツウロールで積層することにより、上記円偏光フィルムや旋光フィルムが得られる。これは従来のように各々の一軸延伸された偏光フィルムと位相差フィルムの一方をカットして積層する場合と比べて大幅に歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
【実施例】
以下実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【００３５】
実施例１
ヒドロキシプロピルセルロースＨＰＣ（アルドリッチ社製、分子量１００，０００）３０．０ｇを入れた反応容器内にアセトン９００ｍｌを添加し浴温８０℃にて還流溶解した。完全に溶解したのを確認した後、反応液の温度を室温まで下げて、トリエチルアミンを７６．１ｍｌ、次いで塩化ピバロイル６２．２ｍｌを添加した。５分間室温で撹拌した後、浴温７５℃にて４時間半撹拌した。ホーロー容器に１８Ｌの水を入れて撹拌し、これに反応溶液を添加した後しばらく静置した。この再沈殿操作により析出した沈殿物を数回流水洗浄した後、アセトン１．８Ｌに熱時溶解した。１８Ｌの水を用いて再び再沈殿操作を行い、結晶の流水洗浄後、目的のピバロイル化ヒドロキシプロピルセルロース（（ＣＨ_３）_３ＣＯ−）ＨＰＣを３１．０ｇ得た。反応原料ＨＰＣの水酸基モル数に対するピバロイル基の置換度は約７０％であった。この化合物はキャストフィルムのシェアリングにより、液晶性を持つセルロース特有なテクスチャが観察された。
【００３６】
次にこのピバロイル化ヒドロキシプロピルセルロース１に対してメチルエチルケトン９を加え、膨潤溶解させて固形分１０重量％の溶液とした。これに液晶性化合物として特許文献３に記載の紫外線硬化型液晶性化合物の混合物（以下特許文献３に記載の化合物と示す）、即ち
【００３７】
【化４】

【００３８】
２５重量部
【００３９】
【化５】

【００４０】
（式において、＊は直接結合していることを示す。）
７５重量部の混合物を、また反応性化合物として１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（カヤラッドＨＤＤＡ，日本化薬社製），光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー１８４）を、セルロース誘導体：液晶性化合物：反応性化合物：光重合開始剤：メチルエチルケトンの重量比が２０：８０：２：４：１８０になるように混合して本発明の液晶性配合組成物を得た。
次にガラス板の上にポリビニルアルコールＫＭ−１１（日本合成化学工業社製）の１％水溶液を塗布して熱風乾燥した後、ラビング布ＹＡ−２０Ｒを巻きつけたロールで２０回ラビングした。これに先に調製した液晶性配合組成物の溶液をバーコーターＲＤＳ−０４を用いて塗布し、１００℃にて１分間乾燥後１００℃ホットプレート上で３０秒間保持した。この後、高圧水銀灯（８０Ｗ／ｃｍ）を照射して塗布面を固定化し、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８６ｎｍであった。次に自動複屈折計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測製）を用いて、この位相差フィルムの各波長における位相差値を測定し、５５０ｎｍに対する位相差値と各波長での位相差値の比（波長分散特性）を求めた。結果を図１に示した。
【００４１】
実施例２
ヒドロキシプロピルセルロースＨＰＣ（アルドリッチ社製、分子量１００，０００）５．０ｇを入れた反応容器内にアセトン１００ｍｌを添加し、浴温８０℃にて還流溶解した。完全に溶解したのを確認した後、反応液の温度を室温まで下げ、塩化アクリロイル１２．５ｍｌを加え室温で１時間、還流下で１時間半撹拌した。その後、室温にて塩化プロピオニル５．０ｍｌを加え３０分間撹拌して、還流下１時間半撹拌した。反応内容物を水３Ｌにあけて再沈殿を行い、析出した結晶を水洗した。次に結晶をアセトン１００ｍｌで熱溶解した後、水３Ｌを用いて再沈殿操作を３回繰り返した。水をよく切った後、遮光条件下真空乾燥し、アクリロイル−プロピオニル化ヒドロキシプロピルセルロース（ＣＨ_２ＣＨＣＯ−）（Ｃ_２Ｈ_５ＣＯ−）ＨＰＣ５．０ｇを得た。反応原料ＨＰＣの水酸基のモル数に対するアクリロイル基の置換度は約３０％、プロピオニル基の置換度は約３０％であった。この化合物はコレステリック液晶特有の選択反射を持ち、キャストフィルムをシェアリング時にコレステリック液晶性セルロース特有なテクスチャも観察された。次にこのアクリロイル−プロピオニル化ヒドロキシプロピルセルロース１に対してメチルエチルケトン９を加え、膨潤溶解させて固形分１０重量％の溶液とした。これに液晶性化合物兼反応性化合物として実施例１で用いた特許文献３に記載の化合物を添加し、さらに光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュアー１８４）を加え、セルロース誘導体：液晶性化合物：光重合開始剤：メチルエチルケトンの重量比が２０：８０：４：１８０になるように混合し、本発明の液晶性配合組成物を得た。
【００４２】
次にガラス板の上にポリビニルアルコールＫＭ−１１の１％水溶液を塗布して熱風乾燥した後、ラビング布ＹＡ−２０Ｒを巻きつけたロールで５０回ラビングした。これに先に調製した液晶性配合組成物の溶液をバーコーターＲＤＳ−０６を用いて塗布し、１００℃にて１分間乾燥後、１００℃ホットプレート上で３０秒間保持した。この後、高圧水銀灯（８０Ｗ／ｃｍ）を照射して塗布面を固定化し、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６７ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図１に示した。
【００４３】
実施例３
実施例１で用いたピバロイル化ヒドロキシプロピルセルロース７．１重量部と、液晶性化合物として実施例１で用いた特許文献３に記載の化合物の混合物を２８．６重量部、メチルエチルケトンを６４．３重量部用いて、乾燥後のセルロース誘導体濃度が２０重量％になるように本発明の液晶性配合組成物の溶液を調製した。
次にガラス板の上にポリビニルアルコールＫＭ−１１の１％水溶液を塗布して熱風乾燥した後、ラビング布ＹＡ−２０Ｒで５０回ラビングした。これに先に調製した液晶性配合組成物の溶液をバーコーターＲＤＳ−０６で塗布し、１００℃にて１分間乾燥後、１００℃ホットプレート上で３０秒間、室温で７２時間保持し、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９７ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図１に示した。
【００４４】
実施例４
実施例１で用いたピバロイル化ヒドロキシプロピルセルロース８．１重量部と、液晶性化合物として実施例１で用いた特許文献３に記載の化合物を１８．９重量部、メチルエチルケトンを７３重量部用いて、乾燥後のセルロース誘導体濃度が３０重量％になるように本発明の液晶性配合組成物を調製した。実施例１と同様な方法にて測定した位相差フィルムの位相差値は１１６ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図１に示した。
【００４５】
実施例５
実施例１で用いたピバロイル化ヒドロキシプロピルセルロース８．７重量部と、液晶性化合物として実施例１で用いた特許文献３に記載の化合物を１３．０重量部、メチルエチルケトンを７８．３重量部用いて、乾燥後のセルロース誘導体濃度が４０重量％になるように本発明の液晶性配合組成物を調製した。実施例１と同様な方法にて測定した位相差フィルムの位相差値は８２ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図１に示した。
【００４６】
実施例６
実施例３で用いた本発明の位相差フィルム作製時の乾燥後の保持条件を４０℃、２２時間とした。得られた位相差フィルムの位相差値は１２１ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図２に示した。
【００４７】
実施例７
実施例３で用いた本発明の位相差フィルム作製時の乾燥後の保持条件を５５℃、２８時間とした。得られた位相差フィルムの位相差値は３７ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図２に示した。
【００４８】
実施例８
実施例３で用いた本発明の位相差フィルム作製時の乾燥後の保持条件を４０℃、３０分とした。得られた位相差フィルムの位相差値は１３７ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図３に示した。
【００４９】
実施例９
実施例３で用いた本発明の位相差フィルム作製時の乾燥後の保持条件を４０℃、６時間とした。得られた位相差フィルムの位相差値は１０１ｎｍであった。次に実施例１と同様に波長分散特性を求めた。結果を図３に示した。
【００５０】
比較例
ポリカーボネート位相差フィルム（位相差値は１４０ｎｍ）の波長分散特性を実施例１と同様に評価した結果を図１に示した。
【００５１】
実施例１〜５及び比較例の各位相差フィルムの波長分散特性の比較結果より、本発明の位相差フィルムは、５５０ｎｍよりも長波長側の位相差値が５５０ｎｍにおける位相差値よりも大きく、５５０ｎｍよりも短波長側の位相差値が５５０ｎｍにおける位相差値よりも小さくなっており、しかも各波長に対して略等しい位相差を付与していることが分かる。また実施例６〜７の比較結果より、本発明の位相差フィルム作製時、位相差フィルムの保持温度を変えることで波長分散特性も変化することが分かる。さらに実施例８〜９の比較結果より、本発明の位相差フィルム作製時、位相差フィルムの保持時間を変えることで波長分散特性も変化することが分かる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は、セルロース誘導体及び液晶性化合物とを含有する液晶性配合組成物であって、これを特定の方向に配向させることにより位相差フィルムを作製することができる。この位相差フィルムを用いることにより、複数の位相差フィルムを積層することなしに様々な波長分散特性を有する位相差フィルムを作製できる。こうして得られた位相差フィルムは、偏光フィルムと組み合わせた円又は楕円偏光フィルム、旋光フィルムとして様々な画像表示装置に用いることができ、優れた反射防止効果やコントラスト向上効果、複屈折補償効果等を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜５及び比較例で測定した、波長分散特性を示すグラフである。
【図２】実施例６〜７で測定した、波長分散特性を示すグラフである。
【図３】実施例８〜９で測定した、波長分散特性を示すグラフである。

Claims

少なくとも１種類以上のセルロース誘導体と、少なくとも１種類以上の、前記セルロース誘導体とは別の特定方向に配向可能な液晶性化合物を必須成分として含有する液晶性配合組成物。
セルロース誘導体が下記の構造を有するものである請求項１に記載の液晶性配合組成物。

（式（１）中、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は水素原子又は置換基であり、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は同じであっても異なっていてもよいが、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３のすべてが水素原子ということはない。またｎは１０以上の整数である。）
式（１）において、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３がアシルオキシアルキル基及び／又はカルバモイルオキシアルキル基である請求項２に記載の液晶性配合組成物。
セルロース誘導体と液晶性化合物との混合比が前者が１０以上９０以下、後者が９０以上１０以下（いずれも重量比）である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶性配合組成物。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配合組成物と反応性化合物又は有機溶媒とからなり、リオトロピック液晶状態を示すことを特徴とするリオトロピック液晶性配合組成物。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶性配合組成物をラビング処理された基板上で配向させてなる位相差フィルム。
波長４５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ４５０）と波長５５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ５５０）及び波長６５０ｎｍにて測定した位相差値（Ｒｅ６５０）の間に、Ｒｅ４５０≦Ｒｅ５５０≦Ｒｅ６５０の関係が成立するように調整されてなる請求項６に記載の位相差フィルム。
位相差が１／４波長、又は１／２波長である請求項６又は７のいずれか一項に記載の位相差フィルム。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶性組成物の層をラビング処理された基板上に形成した後、配向処理を行う際の温度を調節することにより、得られる位相差フィルムにおけるＲｅ４５０、Ｒｅ５５０、Ｒｅ６５０の関係を制御することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶性組成物層をラビング処理された基板上に形成した後、配向処理を行う際の配向時間を調節することにより、得られる位相差フィルムのＲｅ４５０、Ｒｅ５５０、Ｒｅ６５０の関係を制御することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルムと偏光フィルムを積層してなる、円若しくは楕円偏光フィルム又は旋光フィルム。
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の位相差フィルム、又は請求項１１に記載の円若しくは楕円偏光フィルムを備えてなる画像表示装置。