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JP6321052B2 - 輝度向上フィルム、光学シート部材および液晶表示装置 - Google Patents

輝度向上フィルム、光学シート部材および液晶表示装置 Download PDF

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JP6321052B2
JP6321052B2 JP2015562869A JP2015562869A JP6321052B2 JP 6321052 B2 JP6321052 B2 JP 6321052B2 JP 2015562869 A JP2015562869 A JP 2015562869A JP 2015562869 A JP2015562869 A JP 2015562869A JP 6321052 B2 JP6321052 B2 JP 6321052B2
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Description

本発明は、輝度向上フィルム、光学シート部材および液晶表示装置に関する。より詳しくは、液晶表示装置に組み込んだときに、輝度が高く、斜め色味変化を抑制できる輝度向上フィルムこの輝度向上フィルムを用いた光学シート部材およびこの輝度向上フィルムを用いた液晶表示装置に関する。
液晶表示装置(以下、LCDとも言う)などのフラットパネルディスプレイは、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、バックライト(以下、BLとも言う)、バックライト側偏光板、液晶セル、視認側偏光板などをこの順で設けられた構成となっている。
近年のフラットパネルディスプレイ市場において、TV用途をメインとする大型用途、タブレットPCやスマートフォンなどの中小型用途の双方においてLCD性能改善として省電力化、高精細化、色再現性向上のための開発が進んでいる。
バックライトの省電力化に伴い、バックライトとバックライト側偏光板の間に反射偏光素子を設けることが提案されている。反射偏光素子は、あらゆる方向に振動しながら入射する光のうち、特定の偏光方向に振動する光のみ透過させて、他の偏光方向に振動する光は反射する光学素子である。モバイル機器の増加と家電製品の低消費電力化に伴う低電力LCDの核心部品として、LCDの低い光効率を解決して輝度(光源の単位面積当たりの明るさの程度)を高めることが期待されている。
これに対し、特許文献1には、バックライトとバックライト側偏光板の間に光学シート部材(DBEF(登録商標)(Dual Brightness Enhancement Film、二重輝度向上フィルム)など)を組合せることで、光リサイクルによりBLの光利用率を向上させ、バックライトを省電力化しつつ、その輝度を向上させる技術が記載されている。
特許文献2には、λ/4板とコレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成の反射偏光板、コレステリック液晶相のピッチの異なる3層以上のコレステリック液晶相を固定してなる層による反射帯域の広帯域化により、光リサイクルでBLの光利用率を向上させる技術が記載されている。
λ/4板とコレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成の反射偏光板を液晶表示装置に組み込んだときには、コレステリック液晶相およびλ/4板の光学的特性に起因する、斜め方向から見た際の色味変化(色味ムラとも言う)が発生しやすいことが知られている。これに対し、特許文献3ではコレステリック液晶相のピッチを光の入射側を短ピッチにする方法、および面内の屈折率よりも垂直方向の屈折率の大きい補償層を設けることが提案されている。また、特許文献4ではλ/4板の厚み方向のリタデーションを0未満にする方法が提案されている。
また、その他のコレステリック液晶相を固定してなる層を用いた偏光板としては、反射帯域を広帯域化するために、ピッチの異なる層を多数設けたり、徐々にピッチを変化させる方法が提案されている。特許文献7では、透明基材上にフッ化アルキル基を有する化合物を含有する液晶組成物を塗布することにより、液晶層の螺旋ピッチを厚さ方向に徐々に変化した構造を有する液晶層を簡便かつ確実に形成することおよび、特定のRthを持つ位相差素子および1/4波長板を一体化することが提案されている。
なお、このようなコレステリック液晶相を固定してなる層を形成するとき、一般的にコレステリック液晶材料としては棒状液晶化合物が用いられるが、円盤状液晶をらせん状に配向させることでも棒状液晶化合物を用いた場合と同様の反射機能を持たせることができる。螺旋構造の円盤状液晶はたとえば特許文献5に記載されている。
一方、液晶表示装置の高精細化および色再現性向上の観点から、バックライトの発光スペクトルをシャープにする方法も知られてきている。例えば特許文献6には、青色LEDと導光板間に蛍光体として赤色光および緑色光を放出する量子ドット(Quantum Dot、以下、QDとも言う)を利用して白色光を具現することで高輝度と色彩再現性向上を実現する方法が記載されている。非特許文献1には、LCDの色再現性を改善するため量子ドットを用いた光変換シート(QDEF、量子ドットシートとも言う)を組合せた方式が提案されている。
特許3448626号公報 特開平1−133003号公報 特許3518660号公報 WO2008/016056号公報 特開2001−81465号公報 特開2012−169271号公報 特許4570377号公報
SID ’12 DIGEST p.895
特許文献1、2に記載の光利用率を改善する技術は、白色光に対する広帯域の光リサイクル機能を付与しようとするものであるため、多層構成であり、部材の波長分散性を考慮した複雑な設計であるうえ、製造コストが高いという課題がある。また、特許文献6、非特許文献1に記載の蛍光(PL)応用技術は、量子ドットを利用して白色光より高輝度、色彩再現性向上を実現するものであるが、更なる輝度改善を目的として特許文献1、2に記載の技術との組み合わせを行った場合は、設計を複雑にせざるを得ない。
一方、特許文献3および4に記載のコレステリック液晶相を固定してなる層とλ/4板を組み合わせた偏光板を用いた液晶表示装置は、依然として斜めからみたときの色味変化に改善の余地があり、部材コストや生産性の観点での課題があった。
また、特許文献7の螺旋ピッチを徐々に変化させた輝度向上フィルムは、位相差素子のみでも膜厚が120μmと厚く、昨今急速に進んでいる薄型化が進んでいる液晶パネルへ適用するためには更に薄い膜厚とする必要がある。
このように、省電力化に必要なBL光利用率改善による輝度向上、および斜め色味変化の抑制を実現できる部材は、従来知られていなかった。
本発明の解決しようとする課題は、液晶表示装置に組み込んだときに、正面輝度が高く、斜め色味変化を抑制できる輝度向上フィルムを提供することである。
そこで、本発明者らは、輝度向上フィルムの構成についてさらに検討を重ね、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下[1]〜[19]を提供するものである。
[1]λ/4板と反射偏光子とを有する輝度向上フィルムであって、上記反射偏光子が、上記λ/4板側から第一の光反射層および第二の光反射層をこの順で含み、第一の光反射層および第二の光反射層がいずれもコレステリック液晶相を固定してなる光反射層であり、
第一の光反射層および第二の光反射層のうち、いずれか一方の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、他方の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層である輝度向上フィルム。
[2]上記第一の光反射層および上記第二の光反射層の、少なくともいずれか一方が広帯域光反射層である[1]に記載の輝度向上フィルム。
[3]第一の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、第二の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層である、[1]または[2]に記載の輝度向上フィルム。
[4]棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された上記層のコレステリック液晶相の螺旋ピッチが層の膜厚方向で連続的に変化している[1]〜[3]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
[5]上記棒状液晶化合物の複屈折Δnが0.2以上、0.5以下である[1]〜[4]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
[6]上記第一の光反射層および上記第二の光反射層のうち、いずれか一方が青色光および緑色光を反射する広帯域光反射層であり、他方が赤色光反射層である[1]〜[5]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
[7]上記赤色光反射層が、更に赤外光反射する光反射層である[6]に記載の輝度向上フィルム。
[8]上記第一の光反射層、上記第二の光反射層のうち、いずれか一方が緑色光および赤色光を反射する広帯域光反射層であり、他方が青色光反射層である[1]〜[5]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
[9] 上記λ/4板が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層である[1]〜[8]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
[10]上記反射偏光子の上記λ/4板側とは反対側に光の偏光状態を変化させる層を含み、上記の光の偏光状態を変化させる層は下記条件を満たす[1]〜[9]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
0<|光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−最外層の光反射層の平均屈折率|<0.8
[11][1]〜[10]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルムと偏光子を含む偏光板とを有し、
上記λ/4板の遅相軸と上記偏光子の吸収軸とのなす角が30〜60°であり、
上記偏光板、上記λ/4板および上記反射偏光子をこの順で含む、
光学シート部材。
[12]液晶セルと、偏光子を含む偏光板と、
[1]〜[10]のいずれか一項に記載の輝度向上フィルムとバックライトユニットとをこの順で有し;
上記バックライトユニットが、
430〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光強度のピークの少なくとも一部を有する赤色光
とを発光する光源を備え;
上記バックライトユニットが上記光源の後部に、上記光源から発光されて上記輝度向上フィルムで反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える、液晶表示装置。
[13]上記青色光、緑色光および赤色光の半値幅がいずれも100nm以下である、[12]に記載の液晶表示装置。
[14]上記光源が、上記青色光を発光する青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオードの上記青色光が入射したときに上記緑色光と上記赤色光を発光する蛍光材料を有する光源である、[12]または[13]に記載の液晶表示装置。
[15]上記蛍光材料が量子ドット部材である、[14]に記載の液晶表示装置。
[16]上記光源が白色LEDである[12]に記載の液晶表示装置。
[17]上記バックライトユニットが少なくとも1枚の集光シートを備える、[12]〜[16]のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
[18] 上記集光シートが、透明支持体と集光層とを含み、
上記透明支持体に対して上記集光層側の面で、凹凸形状が形成されており、
上記透明支持体の波長550nmでのReが0nm以上20nm以下であり、
上記透明支持体の波長550nmでのRthが−80nm以上80nm以下である[17]に記載の液晶表示装置。
[19]上記集光シートがポリマーフィルムからなり、
上記集光シートは、基材の少なくとも一方の表面に凹凸形状を形成することにより得られ、上記基材の波長550nmでのReが0nm以上20nm以下であり、上記基材の波長550nmでのRthが−80nm以上80nm以下である[17]に記載の液晶表示装置。
本発明によれば、液晶表示装置に組み込んだ際に、輝度が高く、斜め色味変化を抑制できる輝度向上フィルムを提供することができる。
本発明の輝度向上フィルムの層構成の1態様を示す図である。 本発明の輝度向上フィルムの層構成の1態様を示す図である。 本発明の輝度向上フィルムの層構成の1態様を示す図である。 本発明の輝度向上フィルムの層構成の1態様を示す図である。 本発明の光学シート部材の層構成の1態様を示す図である。 本発明の輝度向上フィルムを含む液晶表示装置の例の概略断面図である。 集光シートの製造装置の構成を示す概念図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。 光反射層の反射中心波長と半値幅は下記のように求めることができる。
分光光度計UV3150(島津製作所)を用いて光反射層の透過スペクトルを測定すると、選択反射領域に透過率の低下ピークがみられる。この最も大きいピーク高さの1/2の高さの透過率となる2つの波長のうち、短波側の波長の値をλ1(nm)、長波側の波長の値をλ2(nm)とすると、反射中心波長と半値幅は下記式で表すことができる。
反射中心波長=(λ1+λ2)/2
半値幅=(λ2−λ1)
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、および厚さ方向のレターデーションを表す。単位はいずれもnmである。Re(λ)はKOBRA 21ADH、またはWR(王子計測機器(株)製)において、波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。測定されるフィルムが、1軸または2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)が算出される。なお、この測定方法は、後述する光学異方性層中の円盤状液晶分子の配向層側の平均チルト角、その反対側の平均チルト角の測定においても一部利用される。
Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、またはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、またはWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、および入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、および式(B)よりRthを算出することもできる。
Figure 0006321052
なお、上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。また、式(A)におけるnxは、面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは、面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzは、nxおよびnyに直交する方向の屈折率を表す。dは膜厚である。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・式(B)
測定されるフィルムが、1軸や2軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸(optic axis)がないフィルムの場合には、以下の方法により、Rth(λ)は算出される。Rth(λ)は、前述のRe(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、またはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として、フィルム法線方向に対して−50°から+50°まで10°ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。また、上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについては、アッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHまたはWRはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、ny、nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層においては、液晶本来の常光屈折率noと異常光屈折率neを用いると、面内の屈折率の平均値は
(nx+ny)/2=(no+ne)/2
で表される。
また、膜厚方向の屈折率はnoとなるため、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層のRthは下記式で表せる。本発明の輝度向上フィルムの、第一の光反射層および第二の光反射層のRthは下記式を用いて計算した値を採用し、波長λnmのときの第一の光反射層および第二の光反射層のRthをRth(λ)と記載する。
Rth={(no+ne)/2−no}×d={(ne−no)/2}×d
なお、neおよびnoはアッベ屈折計にて測定することができる。
また、コレステリック液晶層のRthを得る方法として、偏光エリプソを用いた方法を適用することもできる。
例えば、M. Kimura et al. Jpn. J. Appl. Phys. 48 (2009) 03B021に記載されているようにエリプソ測定法を用いれば、コレステリック液晶層の厚さ、ピッチ、捩れ角等が得られ、そこからRthの値を得ることができる。
本明細書では、「可視光」とは、波長380nm〜780nmの光を意味する。また、本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は550nmである。
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、および「45°で交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本明細書において、偏光子または偏光板の「吸収軸」と「透過軸」とは、互いに90°の角度をなす方向を意味する。
本明細書において、位相差フィルム等の「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。
また、本明細書において、位相差領域、位相差フィルム、および液晶層等の各部材の光学特性を示す数値、数値範囲、および定性的な表現(例えば、「同等」、「等しい」等の表現)については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲および性質を示していると解釈されるものとする。
また、本明細書で「正面」とは、表示面に対する法線方向を意味する。
本明細書において反射偏光子と偏光子とは区別して用いられる。
本明細書において、フィルムの「偏光解消度」とは、以下の手順で測定、算出される値を意味する。直線偏光板1およびフィルムをフィルム平面が平行になるように配置し、平行光源からフィルム法線方向に対して角度−80度〜80度で直線偏光子1側から光を入射し、直線偏光板2を取り付けた色彩輝度計BM−5(トプコン製)を配置し、輝度を測定する。測定時、直線偏光板2を適時回転させ、最小輝度(Ymin)と最大輝度(Ymax)となる角度を見出し、以下式1より偏光解消度を算出する。

偏光解消度 = 100×(1−(Ymax - Ymin)/(Ymax + Ymin)) (式1)
本明細書において、「楕円率」とは、光の楕円率のことである。「楕円率」は、光波の軌跡から得られる楕円の長軸の長さと短軸の長さの比率(短軸の長さ/長軸の長さ)を意味する。楕円率は市販のストークスポラリメータを用いて測定することができる。例えば、東京インスツルメンツ社の分光ストークスポラリメーターPoxi-spectraやMeadowlark社のストークス・ポラリメータPMI-VISを用いて測定できる。本明細書においてプリズムシートなどのフィルムについて「楕円率」というときは、そのフィルムのリタデーションの大きさを表す指標として用いている。具体的には、円偏光を部材(例えばプリズムシート)に入射したあと、出射光の偏光状態の楕円率が100%(円偏光のまま)だとリタデーションがゼロ、楕円率が0%だとリタデーションがλ/4に相当する。
楕円率測定は上記測定器と同じ原理を用い、分光エリプソメトリー(藤原 浩之 著、丸善株式会社)p.90〜96に記載の方法に従った方法で、行うことができる。
<輝度向上フィルム>
本発明の輝度向上フィルムは、λ/4板と、反射偏光子とを含む。本発明の輝度向上フィルム中の反射偏光子はコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を少なくとも2層含む。輝度向上フィルムは、支持体、または光の偏光状態を変化させる層などの他の層を含んでいてもよい。
輝度向上フィルムは、λ/4板側から第一の光反射層、第二の光反射層をこの順で含み、第一の光反射層、および第二の光反射層はいずれもコレステリック液晶相を固定してなる光反射層である。
輝度向上フィルムは、λ/4板側、第一の光反射層、および第二の光反射層からなる群から選択されるいずれか1つ以上の隣接する2層が、直接接触していることが好ましい。
これらの部材どうしを直接接触して積層させる方法としては、各部材の上に他の部材を塗布により積層する方法を挙げることができる。または隣接する層の間には、接着層が配置されていてもよい。
輝度向上フィルムを液晶表示装置に組み込んだとき、輝度向上フィルムは、以下のメカニズムで液晶表示装置の輝度を向上させる。
輝度向上フィルム中の反射偏光子に含まれるコレステリック液晶相を固定してなる光反射層は、右円偏光または左円偏光の少なくとも一方(第一の偏光状態の円偏光)をその反射中心波長の近傍の波長帯域において反射し、他方(第二の偏光状態の円偏光)を透過させる。反射された第二の偏光状態の円偏光は、後述の反射部材(導光器、光共振器と言われることもある)によってその方向および偏光状態をランダム化され再循環され、反射偏光子によって再度第一の偏光状態の円偏光として一部が反射され、第二の偏光状態の円偏光として残りの一部が透過することによりバックライト側での光利用率を高め、液晶表示装置の明るさを向上させることができる。
反射偏光子から出射される光、すなわち反射偏光子の透過光および反射光の偏光状態は、例えばAxometrics社のAxoscanで偏光測定することで計測することができる。
<λ/4板>
本発明の輝度向上フィルムは、λ/4板を有する。
λ/4板は特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
Re(λ)=λ/4
を満たす光学異方性層のことをいう。λ/4板は輝度向上フィルムにおいて、反射偏光子を透過して得られる円偏光を直線偏光に変換するための層として機能する。
λ/4板は、下記式(A)〜(C)を少なくともひとつ満たすことが好ましく、下記式(A)〜(C)を全て満たすことがさらに好ましい。
式(A) 450nm/4−35nm<Re(450)<450nm/4+35nm
式(B) 550nm/4−35nm<Re(550)<550nm/4+35nm
式(C) 630nm/4−35nm<Re(630)<630nm/4+35nm
(式(A)〜(C)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
λ/4板はRthを調節することで、斜め方位から見た場合に発生する光反射層の厚さ方向の位相差をキャンセルすることも可能となる。
λ/4板のRth(550)は−120〜120nmであることが好ましく、−80〜80nmであることがより好ましく、−70〜70nmであることが特に好ましい。
λ/4板の製造方法としては、例えば、特開平8−271731号公報に記載の方法を用いることができる。λ/4板は、単層であっても、2層以上の積層体であってもよく、2層以上の積層体であることが好ましい。特に、λ/4板は、位相差フィルム(光学的に略一軸性または略二軸性)、ネマチック液晶層またはスメクチック液晶層を発現する液晶モノマーを重合して形成した液晶性化合物(円盤状液晶、棒状液晶、コレステリック液晶)の少なくともひとつを含む1層以上の位相差フィルムであることがより好ましい。位相差フィルムに関しては、支持体の製造時の搬送方向延伸あるいは搬送方向と垂直方向への延伸、および搬送方向に対し45度延伸した位相差フィルムを選択することができ、製造性を考慮すると、いわゆるロールトゥロールでの光学シート部材作製が可能な環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)などを45度延伸した位相差フィルムや、透明フィルム上を配向処理し、処理表面に、フィルムの製造時搬送方向に対し、液晶化合物を45度方位に配向させた層を有するフィルムが好ましい。このとき、Rthが正の透明基板を使用した場合は、配向した状態でRthが負となる円盤状液晶化合物を使用することが好ましい。
以下、λ/4板の材料、製造方法について詳細に説明する。
本発明の輝度向上フィルムが有するλ/4板に用いられる材料について特に制限はない。種々のポリマーフィルム、例えば、セルロースアシレート、ポリカーボネート系ポリマー、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、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等を利用することができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、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、または前述のポリマーを混合したポリマー等から1種または2種以上のポリマーを選択し、主成分として用いてポリマーフィルムを作製し、上記特性を満足する組合せで、光学フィルムの作製に利用することができる。
λ/4板は、支持体自体で目的のλ/4機能を有する光学異方性支持体であってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有するものであってもよい。
λ/4板が、支持体自体で目的のλ/4機能を有する光学異方性支持体である場合、例えば高分子フィルムを一軸または二軸等で延伸処理する方法などにより光学異方性支持体を得ることができる。その高分子の種類については特に限定はなく、透明性に優れるものが好ましく用いられる。その例としては、上述のλ/4板に用いられる材料や、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム(屈折率1.48)、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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樹脂フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルム、ポリオレフィン、脂環式構造を有するポリマー(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製)、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製))、などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
後述のように、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角は30〜60°であり、35〜55°であることが好ましく、40〜50°であることがより好ましく、45°になることが特に好ましい。偏光板はロールトゥロールで作製する場合には、通常は長手方向(搬送方向)が吸収軸方向となるため、λ/4板の遅相軸方向と長手方向のなす角は30〜60°であることが好ましい。遅相軸方向と長手方向のなす角が30〜60°のλ/4板の製造方法としては、その長手方向に対して30〜60°の方向に連続的に延伸して、ポリマーの配向軸を所望の角度に傾斜させるものであれば特に制約されず、公知の方法を採用することができる。また、斜め延伸に用いる延伸機は特に制限されず、横または縦方向に左右異なる速度の送り力若しくは引張り力または引取り力を付加できるようにした従来公知のテンター延伸機を使用することができる。また、テンター式延伸機には、横一軸延伸機、同時二軸延伸機などがあるが、長尺のフィルムを連続的に斜め延伸処理することができるものであれば、特に制約されず、種々のタイプの延伸機を使用することができる。
斜め延伸の方法としては、例えば、特開昭50−83482号公報、特開平2−113920号公報、特開平3−182701号公報、特開2000−9912号公報、特開2002−86554号公報、特開2002−22944号公報、国際公開第2007/111313号に記載された方法を用いることができる。
λ/4板が、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有している場合、支持体上に他の層を積層させることで所望のλ/4機能を持たせる。光学異方性層の構成材料については特に制限されず、液晶化合物を含有する組成物から形成され、この液晶化合物の分子の配向によって発現された光学異方性を示す層であっても、ポリマーフィルムを延伸してフィルム中の高分子を配向させて発現させた光学異方性を有する層であっても、双方の層を有していてもよい。すなわち、1枚または2枚以上の二軸性フィルムによって構成することができるし、またCプレートとAプレートとの組合せ等、一軸性フィルムを2枚以上組合せることでも構成することができる。勿論、1枚以上の二軸性フィルムと1枚以上の一軸性フィルムとを組み合わせることによっても構成することもできる。
λ/4板は、液晶化合物を含有する組成物から形成された層を少なくとも一層含んでいることが好ましい。即ち、λ/4板はポリマーフィルム(支持体)と液晶化合物を含有する組成物から形成された光学異方性層との積層体であることが好ましい。
支持体には光学異方性が小さいポリマーフィルムを用いてもよいし、延伸処理などにより光学異方性を発現させたポリマーフィルムを用いてもよい。支持体は光透過率が80%以上であることが好ましい。支持体の具体例については後述する。
また、光学異方性層の形成に用いられる液晶化合物の種類については特に制限されない。例えば、低分子液晶化合物を液晶状態においてネマチック配向またはスメクチック配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる光学異方性層や、高分子液晶化合物を液晶状態においてネマチック配向またはスメクチック配向に形成後、冷却することによって配向を固定化して得られる光学異方性層を用いることもできる。なお本発明では、光学異方性層に液晶化合物が用いられる場合であっても、光学異方性層は、この液晶化合物が重合等によって固定されて形成された層であり、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。重合性液晶化合物は、多官能性重合性液晶でもよいし、単官能性重合性液晶化合物でもよい。また、液晶化合物は、円盤状液晶化合物でもよいし、棒状液晶化合物でもよい。本発明においては、円盤状液晶化合物がより好ましい。
液晶化合物を含有する組成物から形成されたλ/4板の作製のための材料および作製方法としては、後述の光反射層の作製を参照することができる。ただし、λ/4板の作製のための組成物は、キラル剤を含まないことが好ましい。
前述の光学異方性層において、液晶化合物の分子は、垂直配向、水平配向、ハイブリッド配向および傾斜配向のいずれかの配向状態に固定化されていることが好ましい。視野角依存性が対称である位相差板を作製するためには、円盤状液晶化合物の円盤面がフィルム面(光学異方性層面)に対して実質的に垂直であるか、または、棒状液晶化合物の長軸がフィルム面(光学異方性層面)に対して実質的に水平であることが好ましい。円盤状液晶化合物が実質的に垂直とは、フィルム面(光学異方性層面)と円盤状液晶化合物の円盤面とのなす角度の平均値が70°〜90°の範囲内であることを意味する。80°〜90°がより好ましく、85°〜90°が更に好ましい。棒状液晶化合物が実質的に水平とは、フィルム面(光学異方性層面)と棒状液晶化合物のダイレクターとのなす角度が0°〜20°の範囲内であることを意味する。0°〜10°がより好ましく、0°〜5°が更に好ましい。
前述の光学異方性層は、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物等の液晶化合物と、所望により、後述する重合開始剤や配向制御剤や他の添加剤を含む塗布液を、支持体上に塗布することで形成することができる。支持体上に配向層を形成し、この配向層表面に前述の塗布液を塗布して形成することが好ましい。
<反射偏光子>
本発明の輝度向上フィルムにおいて、反射偏光子はコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を少なくとも2層含む。反射偏光子は光反射層を2〜4層含んでいることが好ましく、2〜3層含んでいることがより好ましく、2層含んでいることがさらに好ましい。2層含んでいるとは、光反射層層を2層のみ含むことをいう。2層のみ含まれる層は、組成、光学的性質、または製造工程から互いに区別できるものであればよい。反射偏光子は接着層または配向層などの他の層を含んでいてもよい。
反射偏光子の膜厚は2〜25μmであればよく、2〜20μmであることが好ましく、5.0μm以上15μm未満であることがより好ましく、6μm以上10μm以下であることが特に好ましい。隣接する光反射層が直接接している構成により、反射偏光子の膜厚をより薄くすることができる。
本明細書において、反射偏光子の2層以上の光反射層について言及される場合、λ/4板側から順番に、番号を付して示す。例えば、偏光子層が4層の光反射層を含む場合、λ/4板側から順番に、第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層および第四の光反射層といい、偏光子層が3層の光反射層を含む場合、λ/4板側から順番に、第一の光反射層、第二の光反射層、および第三の光反射層という。偏光子層が2層の光反射層を含む場合、λ/4板側により近い光反射層を第一の光反射層といい、他方の光反射層を第二の光反射層という。
本発明の輝度向上フィルムにおいて、反射偏光子は棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層と、円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層とを含む。第一の光反射層および第二の光反射層のうち、いずれか一方の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、他方の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層である。 第一の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、かつ第二の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であってもよく、第一の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、かつ第二の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であってもよい。
なお、本明細書において、円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層というとき、含まれる液晶化合物の主成分が円盤状液晶化合物である重合性液晶組成物から形成された層を意味し、棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層というとき、含まれる液晶化合物の主成分が棒状液晶化合物である重合性液晶組成物から形成された層を意味する。主成分であるとは、液晶化合物の総質量に対して80質量%以上であることを意味する。主成分である液晶化合物は重合性液晶組成物中に液晶化合物の総質量に対して90質量%以上含まれることが好ましく、95質量%以上含まれることがより好ましく、99質量%以上含まれることがさらに好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
重合性液晶組成物から形成された層とは、後述のように、通常、重合性液晶組成物を他層に塗布後、塗布膜を硬化して得られる層である。棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層は、選択反射を示す波長域以外の波長の光に対しては実質的にRthが正として作用し、円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層は、実質的にRthが負として作用する。第一、第二の光反射層とのRthの符号を逆にすると、位相差を補償し、斜め色味変化を改善することが可能である。一方で、本発明者らの予備的な研究では、棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層(Rthが正)と、負のRthを含む2軸フィルムを合わせて用いても同様な効果は得られなかった。そのため、棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物とを利用した構成とすることで、位相差を補償し、斜め色味変化を改善できていると考えられる。
本発明の輝度向上フィルムにおいて、反射偏光子は、青色光、緑色光および赤色光を反射する機能を有することが好ましい。また、反射偏光子を含む輝度向上フィルムは反射率が40%以上になる領域を150nm以上有していることが好ましく、反射率が40%以上になる領域は、170nm以上であることがより好ましく、200nm以上であることがさらに好ましい。反射率が40%以上になる領域は透過率60%以上の領域として測定してもよい。なお、透過率は、一般的な分光光度計を用いて、フィルムの透過率を測定した値を示す。具体的には、島津製作所社製UV3150における、分光透過率測定で測定した際の透過率を用いることができる。反射率は、5°方向から光を入射し、反射する光を積分球で積算した値を示す。
さらに反射偏光子は、広帯域光反射層を一層含むことが好ましく、第一の光反射層および第二の光反射層のうち、少なくともいずれか一方が広帯域光反射層であることが好ましく、いずれか一方が広帯域光反射層であることが好ましい。広帯域光反射層は可視光波長域の連続した150nm以上の波長幅の全域において反射率が40%以上の光反射層である。第一の光反射層および第二の光反射層のうち、いずれが広帯域光反射層であってもよいが、棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層が広帯域光反射層であることが好ましい。広帯域光反射層は、青色光、緑色光および赤色光のうち、少なくとも1色の光を反射し、さらにこの1色の波長領域を超えた波長領域の光も反射する層である。たとえば、青色光と緑色光を1層で反射する層や、緑色光と赤色光を1層で反射する層であればよい。
本発明において、青色光とは380〜499nmの波長の光であり、緑色光とは500〜599nmの波長の光であり、赤色光とは600〜780nmの光である。また、赤外光とは、780〜850nmの光である。
[光反射層を2層有する反射偏光子の第一の好ましい態様]
光反射層を2層有する反射偏光子の第一の好ましい態様は、第一の光反射層、第二の光反射層のうち、いずれか一方が青色光および緑色光を反射する広帯域光反射層であり、他方が赤色光反射層である態様である。具体的には、第一の光反射層、第二の光反射層のうち、いずれか一つが反射中心波長380〜599nmかつ半値幅220nm以下である反射率のピークを有する青色光および緑色光を反射する光反射層であり、他方が反射中心波長600〜750nm、半値幅200nm以下である反射率のピークを有する赤色光反射層であることが好ましい。
青色光および緑色光を反射する光反射層は、380〜599nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が250nm以下である反射率のピークを有する。この半値幅は100nm以上であることが好ましい。
青色光および緑色光を反射する光反射層の反射中心波長は、430〜590nmの波長帯域にあることが好ましく、430〜580nmの波長帯域にあることがより好ましい。
青色光および緑色光を反射する光反射層の反射率のピークの半値幅は300nm以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が250nm以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が220nm以下であることが更に好ましく、反射率のピークの半値幅が210nm以下であることが特に好ましく、反射率のピークの半値幅が200nm以下であることが最も好ましい。
青色光および緑色光を反射する光反射層は、600〜750nmの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、青色および緑色を反射する光反射層は、600〜750nmの平均反射率が5%以下であることが好ましい。
青色光および緑色光を反射する反射層は、膜厚dが0.5〜10μmであることが好ましく、1.0μm以上9μm未満であることがより好ましい。
赤色光反射層は、600〜750nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が200nm以下である反射率のピークを有する。
赤色光反射層の反射中心波長は、610〜690nmの波長帯域にあることが好ましく、610〜660nmの波長帯域にあることがより好ましい。
赤色光反射層の反射率のピークの半値幅は200nm以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が190nm以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が180nm以下であることが特に好ましい。
赤色光反射層は、380〜499nmおよび500〜599nmの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、赤色光反射層は、380〜499nmおよび500〜599nmの平均反射率が5%以下であることが好ましい。
[光反射層を2層有する反射偏光子の第二の好ましい態様]
光反射層を2層有する反射偏光子の第二の好ましい態様は第一の好ましい態様は、第一の光反射層、第二の光反射層のうち、いずれか一方が緑色光および赤色光を反射する広帯域光反射層であり、他方が青色光反射層である態様である。具体的には、反射偏光子の第一の光反射層、第二の光反射層のうち、いずれか一つが反射中心波長380〜499nmかつ半値幅120nm以下である反射率のピークを有する青色光反射層であり、いずれか一つが反射中心波長500〜750nm、半値幅300nm以下である反射率のピークを有する緑色光および赤色光を反射する光反射層である。
青色光反射層は、380〜499nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が120nm以下である反射率のピークを有する。
青色光反射層の反射中心波長は、430〜480nmの波長帯域にあることが好ましく、430〜470nmの波長帯域にあることがより好ましい。
青色光反射層の反射率のピークの半値幅は120nm以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が110nm以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が100nm以下であることが特に好ましい。
青色光反射層は、500〜750nmの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、青色光反射層は、500〜750nmの平均反射率が5%以下であることが好ましい。
青色光反射層は、膜厚dが0.5〜3.0μmであることが好ましく、1.0〜2.6μmであることがより好ましい。
緑色光および赤色光を反射する光反射層は、500〜750nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が300nm以下(である反射率のピークを有する。この半値幅は100nm以上であることが好ましい。
緑色光および赤色光を反射する光反射層の反射中心波長は、520〜690nmの波長帯域にあることが好ましく、520〜660nmの波長帯域にあることがより好ましい。
緑色光および赤色光を反射する光反射層の反射率のピークの半値幅は300nm以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が290nm以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が280nm以下であることが特に好ましい。
緑色光および赤色光を反射する光反射層は、380〜499nmの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、緑色光および赤色光を反射する光反射層は、380〜499nmの平均反射率が5%以下であることが好ましい。
緑色光および赤色光を反射する光反射層は、膜厚dが0.8〜10μmであることが好ましく、1.5μm以上9μm未満であることがより好ましい。
[赤外光の反射]
さらに、斜め色味変化を改善する手段として、反射帯域を赤外まで広げる方法も好ましい。
反射帯域を赤外まで広げ、色味を改善する原理を以下に示す。
コレステリック液晶層の反射帯域は、正面入射光に対して赤緑青を網羅していても、斜め光に対しては反射帯域が短波側にずれるため、斜め光に対しては、赤反射層は緑反射に、緑反射層は青反射に、青反射層は紫外反射となってしまう。
そのため、正面は赤緑青バランスよく反射されるので、色味変化は小さいが、斜め方向は赤の反射成分が減少し、赤緑青のバランスが崩れて色味変化が悪化してしまう。
これを防ぐため、正面において赤外域を反射可能な層を入れておくと、斜め光に対して赤外反射層が赤外光を反射することで、斜めにおいても赤緑青のバランスが保たれ、色味変化を改善することができる。例えば上記の第一の好ましい態様において、赤色光反射層が、更に赤外光反射する光反射層であってもよい。このとき、赤色光反射層は、500〜900nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が150nm以上の光学スペクトルを有することが好ましい。
[その他の好ましい態様]
波長470nm〜500nmの帯域の反射率が低い反射偏光子も好ましい。具体的には反射率は30%以下であることが好ましく、27%以下がより好ましく、25%以下がさらに好ましい。なお、ここで、反射率は、5°方向から光を入射し、反射する光を積分球で積算した値を示す。
[光反射層]
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層(本明細書において、「コレステリック液晶層」ということがある。)はコレステリック液晶相の螺旋周期に基づく反射中心波長λを有する選択反射を示す。コレステリック液晶相を固定してなる光反射層は選択反射を示す波長域において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させ、他方の円偏光を透過させる。反射中心波長λは、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチ長P(螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。平均屈折率nは上記の(no+ne)/2である。選択反射の半値幅ΔλはΔλが液晶化合物の複屈折Δnと上記ピッチ長Pに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。
(重合性液晶組成物)
光反射層を形成するための重合性液晶組成物は、液晶化合物を含む、光反射層を形成するための重合性液晶組成物は、キラル剤、配向制御剤、重合開始剤、配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。
光反射層は、重合性液晶組成物を、λ/4板、他の光反射層、仮支持体、配向層などの他の層に塗布後、塗布膜を硬化して得ることができる。
(液晶化合物)
液晶化合物としては、棒状液晶化合物および円盤状液晶化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。
棒状液晶化合物を重合によって配向を固定することがより好ましく、重合性棒状液晶化合物としては、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許4683327号公報、同5622648号公報、同5770107号公報、WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、および特願2001−64627号公報などに記載の化合物を用いることができる。さらに棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報や特開2007−279688号公報に記載のものも好ましく用いることができる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報や特開2010−244038号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
以下に、円盤状液晶化合物の好ましい例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0006321052
(キラル剤)
キラル剤は、コレステリック液晶性化合物の螺旋周期を調整するための化合物であり、カイラル剤とも言う。本発明においては、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第一42委員会編、1989に記載)を用いることができる。キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性基を有するキラル剤と重合性棒状液晶合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性基を有するキラル剤が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、上述のキラル剤は、液晶化合物であってもよい。
強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開2010−181852号公報、特開2003−287623号公報、特開2002−80851号公報、特開2002−80478号公報、特開2002−302487号公報に記載のキラル剤などが挙げられ、本発明に好ましく用いることができる。さらに、これらの公開公報に記載されているイソソルビド化合物類については対応する構造のイソマンニド化合物類を用いることもでき、これらの公報に記載されているイソマンニド化合物類については対応する構造のイソソルビド化合物類を用いることもできる。
(配向制御剤)
配向制御剤の例には、特開2005−99248号公報の[0092]および[0093]中に例示されている化合物、特開2002−129162号公報の[0076]〜[0078]および[0082]〜[0085]中に例示されている化合物、特開2005−99248号公報の[0094]および[0095]中に例示されている化合物、特開2005−99248号公報の[0096]中に例示されている化合物が含まれる。
フッ素系配向制御剤として、特開2014−119605号公報の[0082]〜[0090]に記載の化合物も好ましい。
(重合開始剤)
重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、特開平10−29997号公報記載)等が挙げられる。
(溶媒)
重合性液晶組成物は、溶媒を含んでいてもよい。各光反射層を形成するための組成物の溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N、N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1、2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。例えば、tert-ブチルアルコールを溶媒全量に対して5質量%〜40質量%、好ましくは7質量%〜36質量%、より好ましくは10質量%〜30質量%、特に好ましくは10質量%〜25質量%含む混合溶媒も好ましい。このとき、tert-ブチルアルコールとともに含まれる溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、またはメチルイソブチルケトンなどが好ましい。tert-ブチルアルコールを含む混合溶媒を含む重合性液晶組成物は塗布時のハジキが抑制され易く、また、形成後の層の表面にさらに層を形成する際にもハジキが抑制され易いため、好ましい。
(重合性液晶組成物の塗布および硬化)
重合性液晶組成物の塗布は、重合性液晶組成物を溶媒により溶液状態としたもの、または加熱により溶融液等の液状物としたものを、ロールコーティング方式やグラビア印刷方式、スピンコート方式などの適宜な方式で展開する方法などにより行うことができる。さらにワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、液晶組成物をノズルから吐出して、塗布膜を形成することもできる。
その後重合性液晶組成物の硬化により、液晶化合物の分子の、配向状態を維持して固定する。硬化は、液晶性分子に導入した重合性基の重合反応により実施することが好ましい。
重合性液晶組成物の塗布後であって、硬化のための重合反応前に、塗布膜は、公知の方法で乾燥してもよい。例えば放置によって乾燥してもよく、加熱によって乾燥してもよい。
重合性液晶組成物の塗布および乾燥の工程で、重合性液晶組成物中の液晶化合物分子が配向していればよい。
例えば 重合性液晶組成物が、溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗布膜を乾燥し、溶媒を除去することで、コレステリック液晶相の状態にすることができる場合がある。また、コレステリック液晶相への転移温度での加熱を行ってもよい。例えば、一旦等方性相の温度まで加熱し、その後、コレステリック液晶相転移温度まで冷却する等によって、安定的にコレステリック液晶相の状態にすることができる。前述の重合性液晶組成物の液晶相転移温度は、製造適性等の面から10〜250℃の範囲内であることが好ましく、10〜150℃の範囲内であることがより好ましい。10℃以上であると液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるわけではないために冷却工程等が必要とならない。また250℃以下であると、一旦液晶相を呈する温度範囲よりもさらに高温の等方性液体状態にするわけではないために高温を要さず、熱エネルギーの浪費、基板の変形、変質等を抑制する観点からも好ましい。
重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、1mJ/cm2以上、20mJ/cm2以上、または100mJ/cm2以上であればよく、50J/cm2以下、800mJ/cm2以下、または400mJ/cm2以下であればよい。紫外線照度は、例えば、0.1〜50mW/cm2が好ましい。
硬化反応(光重合反応)を促進するため、加熱条件下で光照射(紫外線照射)を実施してもよい。特に光反射層の形成の際、紫外線照射時の温度は、コレステリック液晶相が乱れないように、コレステリック液晶相を呈する温度範囲に維持することが好ましい。紫外線を照射する際の温度は、液晶相転移温度以上であればよい。通常、140℃以下が一般的に好適である。具体的には60℃〜140℃程度が好ましく、80℃〜120℃が好適である。加熱によりモノマー成分の拡散速度を促進させる効果がある。温度が60℃以上であると液晶化合物の拡散速度が速くなり、紫外線照射時間を短くすることができる。
なお、コレステリック配向(液晶相)の旋回の方向は、用いる液晶の種類または添加されるキラル剤の種類によって調整でき、螺旋ピッチ(すなわち、選択反射波長)は、これらの材料の濃度によって調整できる。また、各光反射層の反射する特定の領域の波長は、製造方法のさまざまな要因によってシフトさせることができることが知られており、キラル剤などの添加濃度のほか、コレステリック配向を固定するときの温度や照度と照射時間などの条件などでシフトさせることができる。
また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達せず、膜強度が不十分の場合には、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、10%以下が好ましく、7%以下がさらに好ましく、3%以下が最も好ましい。紫外線照射によって進行される硬化反応(例えば重合反応)の反応率は、層の機械的強度の保持等や未反応物が層から流出するのを抑える等の観点から、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりさらに好ましい。反応率を向上させるためには照射する紫外線の照射量を増大する方法や窒素雰囲気下あるいは加熱条件下での重合が効果的である。また、一旦重合させた後に、重合温度よりも高温状態で保持して熱重合反応によって反応をさらに推し進める方法や、再度紫外線を照射する方法を用いることもできる。反応率の測定は反応性基(例えば重合性基)の赤外振動スペクトルの吸収強度を、反応進行の前後で比較することによって行うことができる。
重合性液晶組成物の液晶化合物分子の配向に基づく光学的性質、例えば、コレステリック液晶相の光学的性質は、層中において保持されていれば十分であり、硬化後のλ/4板または光反射層の液晶組成物はもはや液晶性を示す必要はない。例えば、液晶組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
光反射層の形成においては、上記の硬化により、コレステリック液晶相が固定されて、光反射層が形成される。ここで、液晶相を「固定化した」状態は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様である。それだけには限定されず、具体的には、通常0℃〜50℃、より過酷な条件下では−30℃〜70℃の温度範囲において、この層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層の製造方法としては、他に、例えば、特開平1−133003号公報、特許3416302号、特許3363565号、特開平8−271731号公報に記載の方法を参照してもよい。
[配向層]
輝度向上フィルムまたは反射偏光子は配向層を含んでいてもよい。配向層はλ/4板または光反射層の形成の際、重合性組成物中の液晶化合物の分子を配向させるために用いられる。
配向層はλ/4板または光反射層の形成の際に用いられ、輝度向上フィルムにおいては、配向層が含まれていてもいなくてもよい。
配向層は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、SiOなどの無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、或いは光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。
支持体、λ/4板または光反射層などの下層の材料によっては、配向層を設けなくても、支持体を直接配向処理(例えば、ラビング処理)することで、配向層として機能させることもできる。そのような下層となる支持体の一例としては、PETを挙げることができる。
また、光反射層の上に直接光反射層を積層する場合、下層の光反射層が配向層として振舞い上層の光反射層の作製のための液晶化合物を配向させることができる場合もある。このような場合、配向層を設けなくても、また、特別な配向処理(例えば、ラビング処理)を実施しなくても上層の液晶化合物を配向することができる。
以下、好ましい例として表面をラビング処理して用いられるラビング処理配向層および光配向層を説明する。
(ラビング処理配向層)
ラビング処理配向層に用いることができるポリマーの例には、例えば特開平8−338913号公報明細書中段落番号[0022]記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー(例、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが更に好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。
配向層のラビング処理面に前述の組成物を塗布して、液晶化合物の分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向層ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、あるいは、架橋剤を用いて配向層ポリマーを架橋させることで、前述の光学異方性層を形成することができる。
配向層の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
−ラビング処理−
重合性液晶組成物が塗布される配向層、仮支持体、λ/4板、または光反射層の表面は、必要に応じてラビング処理をしてもよい。ラビング処理は、一般にはポリマーを主成分とする膜の表面を、紙や布で一定方向に擦ることにより実施することができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」(丸善社発行、平成12年10月30日)に記載されている。
ラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」(丸善社発行)に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度(L)は、下記式(A)で定量化されている。
式(A) L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm)、vはステージ移動速度(秒速)である。
ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やす、ラビングローラーの接触長を長く、ローラーの半径を大きく、ローラーの回転数を大きく、ステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。また、ラビング処理の際の条件としては、特許4052558号の記載を参照することもできる。
(光配向層)
光照射により形成される光配向層に用いられる光配向材料としては、多数の文献等に記載がある。例えば、特開2006−285197号公報、特開2007−76839号公報、特開2007−138138号公報、特開2007−94071号公報、特開2007−121721号公報、特開2007−140465号公報、特開2007−156439号公報、特開2007−133184号公報、特開2009−109831号公報、特許第3883848号、特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002−229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002−265541号公報、特開2002−317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号、特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003−520878号公報、特表2004−529220号公報、特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、またはエステル、特開平9−118717号公報、特表平10−506420号公報、特表2003−505561号公報、WO2010/150748号公報、特開2013−177561号公報、特開2014−12823号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物、クマリン化合物が好ましい例として挙げられる。特に好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、エステル、シンナメート化合物、カルコン化合物である。
特に好ましい光配向材料の具体例としては、特開2006−285197号公報に記載されている下記式(X)で示される化合物を挙げることができる。
Figure 0006321052
(式中、R1およびR2は、各々独立して、ヒドロキシ基、または(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、ビニルオキシ基、およびマレイミド基からなる群から選ばれる重合性基を表す。X1は、R1がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R1が重合性基の場合、−(A1−B1m−で表される連結基を表し、X2は、R2がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R2またはR8が重合性基の場合、−(A2−B2n−で表される連結基を表す。ここで、A1はR1またはR7と結合し、A2はR2またはR8と結合し、B1およびB2は各々隣接するフェニレン基と結合する。A1およびA2は各々独立して単結合、または二価の炭化水素基を表し、B1およびB2は各々独立して単結合、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−NH−CO−O−、またはO−CO−NH−を表す。mおよびnは各々独立して0〜4の整数を表す。但し、mまたはnが2以上のとき、複数あるA1、B1,A2およびB2は同じであっても異なっていてもよい。但し、二つのB1またはB2の間に挟まれたA1またはA2は、単結合ではないものとする。R3およびR4は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、−OR7(ただしR7は、炭素原子数1〜6の低級アルキル基、炭素原子数3〜6シクロアルキル基または炭素原子数1〜6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1〜6の低級アルキル基を表す)、炭素原子数1〜4のヒドロキシアルキル基、またはCONR89(R8およびR9は、各々独立して水素原子または炭素原子数1〜6の低級アルキル基を表す)、またはメトキシカルボニル基を表す。但し、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R5およびR6は各々独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシ基を表す。但し、カルボキシル基、スルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。)
上記材料から形成した光配向層に、直線偏光または非偏光照射を施し、光配向層を製造する。
本明細書において、「直線偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。好ましくは、光照射に用いる光のピーク波長が200nm〜700nmであり、より好ましくは光のピーク波長が400nm以下の紫外光である。
光照射に用いる光源は、通常使われる光源、例えばタングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー(例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、YAGレーザー)、発光ダイオード、陰極線管などを挙げることができる。
直線偏光を得る手段としては、偏光板(例、ヨウ素偏光板、二色色素偏光板、ワイヤーグリッド偏光板)を用いる方法、プリズム系素子(例、グラントムソンプリズム)やブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、または偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルターや波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
照射する光は、直線偏光の場合、配向層に対して上面、または裏面から配向層表面に対して垂直、または斜めから光を照射する方法が採用される。光の入射角度は、光配向材料によって異なるが、例えば、0〜90°(垂直)、好ましくは40〜90である。
非偏光を利用する場合には、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10〜80°、好ましくは20〜60、特に好ましくは30〜50°である。
照射時間は好ましくは1分〜60分、さらに好ましくは1分〜10分である。
また、配向膜の素材を選択することで、光学異方性層形成用仮支持体から剥離したり、光学異方性層のみ剥離させることができ、転写つまり剥離した光学異方性層を貼合することで数μmの薄い光学異方性層を提供することができる。さらに、直線偏光子に直接ラビング配向膜や光配向膜を塗布積層し、ラビングまたは光配向処理して配向機能を付与する態様も好ましい。即ち、本発明の積層体は、直線偏光子を有し、上記直線偏光子の表面上に光配向膜またはラビング配向膜を有する積層体でもよい。
本発明では、光学異方性層に含まれる重合性棒状液晶化合物のプレ傾斜角を0°に出来ることから、光配向膜を配向膜として使用する態様が特に好ましく、プレ傾斜角が0°の光学異方性層を含む位相差フィルムを、特に、光配向を用いたIPS方式に使用することによって、正面の光漏れが低減された高いコントラストと、斜めの色味変化が低減された、良好な視野角依存性の両立が可能となる。本発明で用いる光配向膜では、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から偏光照射する工程、または、斜め方向から非偏光照射する工程により配向規制力を付与する態様が好ましい。斜め方向から照射する場合の斜め方向とは、光配向膜に対して、5度〜45度の角度の方向が好ましく、10度〜30度の角度の方向がより好ましい。照射強度としては、好ましくは200〜2000mJ/cm2の紫外線を照射すればよい。
[広帯域光反射層の作製]
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を広帯域にする方法としては、高Δn液晶化合物の使用や、ピッチグラジエント法が挙げられる。
Δnは、上述のように液晶化合物の複屈折であり、たとえば棒状液晶化合物の場合、その化合物の短軸および長軸方向それぞれの屈折率の値の差である。
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層に用いる液晶化合物は、0.06≦Δn≦0.5程度が実用的(特表2011−510915号公報に記載の高Δn液晶材料を使用できる)であり、半値幅で15nmから150nmに相当する。また、高Δn液晶化合物としては、特許3999400号公報、特許4053782号公報、特許4947676号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明に対してはこれらに限定されない。Δnの測定方法は、特許4053782号公報の段落〔0112〕や、特許4947676号公報の段落〔0142〕等の方法を参照できる。
半値幅200nm以下を制御して作製する場合、単一のピッチではなく、コレステリックの螺旋方向でピッチ数が徐々に変化することで、広い半値幅を実現できるピッチグラジエント法を用いることができる。ピッチとは上記のコレステリック液晶相における螺旋構造のピッチ長Pであり、液晶化合物の分子層の配向方向が360度回転したときの分子層の厚さをいう。
半値幅拡大および、ピッチグラジエントでの膜厚低減(薄手化)の観点で、Δnは、好ましくは0.16以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.3以上、特に好ましくは現状、工業化されている液晶のΔn上限である0.5程度である。ただし、今後、さらなる高Δn液晶が開発されれば、原理的に本発明に適用可能であり、より薄手化が可能である。
輝度性能の観点で、Δnが0.156である液晶化合物を用いる場合であって、ピッチグラジエント帯域400〜600nmを少なくとも有する場合は、広帯域ピッチグラジエント層の膜厚は6μm以上が好ましく、8μm以上がより好ましく、10μm以上が更に好ましくはである。Δnが0.3である液晶化合物を用いる場合であって、ピッチグラジエント帯域400〜600nmを少なくとも有する場合は、膜厚は2μm以上が好ましく、3μm以上がより好ましく、4μm以上が更に好ましく、5μm以上が特に好ましい。
液晶のΔn分散について各波長での分散が少ないことが好ましいことが知られている。好ましくはΔn(450/550比)≦1.6、より好ましくは、Δn(450/550比)≦1.4、更に好ましくはΔn(450/550比)≦1.2以下、特に好ましくはΔn(450/550比)≦1.1である。
ピッチグラジエント法では、コレステリック液晶相の螺旋方向(通常膜厚方向)でピッチを徐々に変化させることで、広い半値幅を実現できる。ピッチグラジエント法を適用した光反射層においては、ピッチは、膜厚方向で連続的に変化していることが好ましい。また、ピッチグラジエント法を適用した光反射層においては、層の片面から他方の面に向かって、ピッチが連続的に増加しているか、または連続的に減少していることが好ましい。ピッチグラジエント法は、液晶層の厚さ方向で螺旋を形成しない化合物濃度を液晶層の厚さ方向で連続的に変化させる、またはキラル剤の濃度を液晶層の厚さ方向で連続的に変化させる、または、光異性化部分を有するキラル剤を用い、光反射層形成時に、キラル剤の光異性化部分をUV照射などで異性化させることで、キラル剤のHTP(ヘリカルツイスティングパワー)を変化させることにより達成される。この光異性化部分としては、ビニレン基や、アゾ基などが好ましい。
ピッチグラジエント法は(Nature 378、467−469 1995)や特許4990426号公報、特開2005−265896公報などの記載のものが適用できる。また、特許4570377号に記載の、螺旋を形成せずフッ化アルキル基を有する化合物を利用することもできる。
[支持体]
本発明の輝度向上フィルムは、支持体を含んでいてもよい。支持体は液晶化合物を含有する組成物から形成された層を支持する層として機能できる。
本発明の輝度向上フィルムではλ/4板そのものを支持体として用いて光反射層を形成してもよく、また、支持体上に形成されたλ/4板の全体を支持体として用いて光反射層を形成してもよい。
本発明の輝度向上フィルムは、光反射層を製膜する際の支持体を含んでいなくてもよく、例えばガラスや透明フィルムを第一および第二の光反射層を製膜する際の支持体として用いて第一および第二の光反射層を形成した後、第一および第二の光反射層のみを製膜時の支持体から剥離して本発明の輝度向上フィルムとしてもよい。なお、第一および第二の光反射層を形成した後、第一および第二の光反射層のみを製膜時の支持体から剥離する場合、λ/4板と接着層(および/または粘着材)が積層されたフィルムを用い、剥離する第一および第二の光反射層を、接着層で貼合することで本発明の輝度向上フィルムとすることが好ましい。
また、支持体にλ/4板および第一の光反射層をこの順に形成したフィルムと、支持体に第二の光反射層をこの順に形成したフィルムとを、第一の光反射層と第二の光反射層の間に接着層(および/または粘着材)を設けて貼合することで本発明の輝度向上フィルムとすることも好ましい。このとき、接着後に支持体を剥離してもしなくてもよい。
支持体のReは、支持体がλ/4板の一部または全部としての機能を有していない場合は、0〜50nmであることが好ましく、0〜30nmであることがより好ましく、0〜10nmであることがさらに好ましい。上記の範囲であると、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
また、支持体の厚さ方向のレターデーション(Rth)はその上または下に設けられる光学異方性層との組み合わせによって選択することが好ましい。それによって、斜め方向から観察したときの反射光の光漏れ、および色味付きを低減することができる。支持体のRthは、例えば、−40〜120nmが好ましく、より好ましくは0〜80nm、更に好ましくは20〜60nmである。
支持体として用いられるポリマーフィルムの材料の例には、上述のλ/4板に用いられる材料や、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム(屈折率1.48)、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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樹脂フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルム、ポリオレフィン、脂環式構造を有するポリマー(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製))、などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
透明支持体の厚さは5μm〜150μm程度のものを用いることができるが、好ましくは5μm〜80μmであり、20μm〜60μmであることがより好ましい。また、透明支持体は複数枚の積層からなっていてもよい。外光反射の抑制には薄い方が好ましいが、5μmより薄いと、フィルムの強度が弱くなり、好ましくない傾向がある。透明支持体とその上に設けられる層(接着層、垂直配向層あるいは位相差層)との接着を改善するため、透明支持体に表面処理(例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与したり、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止するために、平均粒径が10〜100nm程度の無機粒子を固形分質量比で5%〜40%混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。
[接着層(粘着剤層)、接着剤]
本明細書において、「接着」は「粘着」も含む概念で用いられる。
輝度向上フィルムおよび後述の光学シート部材を構成する各部材の間には、接着層が含まれていてもよい。例えば、λ/4板と反射偏光子との間、また、反射偏光子における光反射層の間、偏光板または偏光子とλ/4板との間等には、接着層が含まれていてもよい。

接着層に用いられる粘着剤としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001〜1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤や、ポリビニルアルコール系接着剤が挙げられるが、これに限定されない。
また、接着剤としては、ホウ素化合物水溶液、特開2004−245925号公報に示されるような、分子内に芳香環を含まないエポキシ化合物の硬化性接着剤、特開2008−174667号公報記載の360〜450nmの波長におけるモル吸光係数が400以上である光重合開始剤と紫外線硬化性化合物とを必須成分とする活性エネルギー線硬化型接着剤、特開2008−174667号公報記載の(メタ)アクリル系化合物の合計量100質量部中に(a)分子中に(メタ)アクリロイル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物と、(b)分子中に水酸基を有し、重合性二重結合をただ1個有する(メタ)アクリル系化合物と、(c)フェノールエチレンオキサイド変性アクリレートまたはノニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートとを含有する活性エネルギー線硬化型接着剤などが挙げられる。
後述の本発明の光学シート部材は、反射偏光子と、反射偏光子の偏光板側に隣接する層との屈折率の差が0.15以下であることが好ましく、0.10以下であることがより好ましく、0.05以下であることが特に好ましい。上述の反射偏光子の偏光板側に隣接する層としては、上述の接着層を挙げることができる。
このような接着層の屈折率の調整方法としては特に制限はないが、例えば特開平11−223712号公報に記載の方法を用いることができる。特開平11−223712号公報に記載の方法の中でも、以下の態様が特に好ましい。
上述の接着層に用いられる粘着剤の例としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂をあげることができる。これらは単独もしくは2種以上混合して使用してもよい。特に、アクリル系樹脂は、耐水性、耐熱性、耐光性等の信頼性に優れ、接着力、透明性が良く、更に、屈折率を液晶ディスプレイに適合するように調整し易い等から好ましい。アクリル系粘着剤としては、アクリル酸およびそのエステル、メタクリル酸およびそのエステル、アクリルアミド、アクリルニトリル等のアクリルモノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体、更に、上述のアクリルモノマーの少なくとも1種と、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン等の芳香族ビニルモノマーとの共重合体をあげることができる。特に、粘着性を発現するエチレンアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の主モノマー、凝集力成分となる酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、スチレン、メタクリレート、メチルアクリレートなどのモノマー、さらに接着力向上や、架橋化起点を付与するメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等の官能基含有モノマーからなる共重合体で、Tg(ガラス転移点)が−60℃〜−15℃の範囲にあり、重量平均分子量が20万〜100万の範囲にあるものが好ましい。
本発明には、シート状光硬化型粘接着剤(東亞合成グループ研究年報 TREND第14号 2011年1月1日発行のものに記載)を接着層に用いることもできる。粘着剤のように光学フィルム同士の貼合が簡便で、紫外線(UV)で架橋・硬化し、貯蔵弾性率、接着力および耐熱性が向上するものであり、本発明に適した接着法である。
<輝度向上フィルムの作製方法>
輝度向上フィルムの作製方法としては、特に限定されないが、少なくとも1つの光反射層がλ/4板表面または他の光反射層表面に直接塗布されて形成されることが好ましい。より優れた屈曲性を有する輝度向上フィルムの提供が可能となるからである。すべての光反射層がλ/4板表面または他の光反射層表面に直接塗布されて形成されていることも好ましい。
輝度向上フィルムの作製方法は、例えば、ポリマーフィルムであるλ/4板の表面に、重合性液晶組成物を塗布し、塗布膜を硬化して光反射層(第一の光反射層)を形成することを含む。上記のように作製されたλ/4板と第一の光反射層との積層体の表面にさらに、重合性液晶組成物を塗布し、塗布膜を硬化して光反射層(第二の光反射層)を形成してもよく、または支持体(仮支持体)上に形成された光反射層(第二の光反射層)を接着層を用いて積層してもよい。仮支持体はその後剥離してもしなくてもよい。輝度向上フィルムは、支持体上に液晶化合物を含む組成物を塗布して、塗布膜を硬化することによりλ/4板を作製することを含む方法で作製してもよい。支持体上にλ/4板、第一の光反射層、および第二の光反射層を順次塗布硬化により作製してもよく、支持体上にλ/4板を有する積層体と、仮支持体上に第二の光反射層および第一の光反射層を仮支持体側からこの順で有する積層体とを、λ/4板および第2の光反射層が隣接するように接着させてもよい。その後仮支持体は剥離してもしなくてもよい。
液晶化合物を含む組成物から形成されるλ/4板、およびコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の形成の際は、配向層を介した液晶層の重畳方式なども採ることができる。
<光学シート部材>
光学シート部材は、輝度向上フィルムと偏光板とを有している。λ/4板の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角が30〜60°であり、偏光板、λ/4板および反射偏光子がこの順で直接接触して、または、接着層を介して積層することが好ましい。遅相軸とは、屈折率が最大となる方向を意味する。
本発明の光学シート部材は、偏光子の液晶セルと反対側に偏光板保護フィルムを有していてもよい。偏光子の液晶セルと反対側に偏光板保護フィルムを有さない場合は、偏光子に直接または接着剤を介して、反射偏光子が設けられていてもよい。λ/4板が偏光板保護膜を兼ねていてもよく、また、偏光板保護膜が積層で実現するλ/4板の一部を兼ねてもいてもよい。
この保護フィルムのうち、液晶セルと反対側に配置される保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。この様な熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
[偏光板]
偏光板は、偏光子のみからなるものであってもよいが、偏光板は偏光子およびその少なくとも片面を保護する偏光板保護フィルムで構成されていることが好ましい。偏光子およびその両側に配置された二枚の偏光板保護フィルム(以下、保護フィルムとも言う)からなることも好ましい
(偏光子)
偏光子としては、ポリマーフィルムにヨウ素が吸着配向されたものを用いることが好ましい。ポリマーフィルムとしては、特に限定されず各種のものを使用できる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルムに、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ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、偏光子としてのヨウ素による染色性に優れたポリビニルアルコール系フィルムを用いることが好ましい。
ポリビニルアルコール系フィルムの材料には、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等が挙げられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものが挙げられる。
前述のポリマーフィルムの材料であるポリマーの重合度は、一般に500〜10,000であり、1000〜6000の範囲であることが好ましく、1400〜4000の範囲にあることがより好ましい。更に、ケン化フィルムの場合、そのケン化度は、例えば、水への溶解性の点から、75モル%以上が好ましく、より好ましくは98モル%以上であり、98.3〜99.8モル%の範囲にあることがより好ましい。
前述のポリマーフィルム(未延伸フィルム)は、常法に従って、一軸延伸処理、ヨウ素染色処理が少なくとも施される。さらには、ホウ酸処理や洗浄処理などを施すことができる。また前述の処理の施されたポリマーフィルム(延伸フィルム)は、常法に従って乾燥処理されて偏光子となる。
偏光子の厚さとしては、通常は5〜80μm、好ましくは5〜50μm、より好ましくは、5〜25μmである。
偏光子の光学特性としては、偏光子単体で測定したときの単体透過率が43%以上であることが好ましく、43.3〜45.0%の範囲にあることがより好ましい。また、上述の偏光子を2枚用意し、2枚の偏光子の吸収軸が互いに90°になるように重ね合わせて測定する直交透過率は、より小さいことが好ましく、実用上、0.00%以上0.050%以下が好ましく、0.030%以下であることがより好ましい。偏光度としては、実用上、99.90%以上100%以下であることが好ましく、99.93%以上100%以下であることが特に好ましい。偏光板として測定した際にもほぼこれと同等の光学特性が得られるものが好ましい。
この偏光子は、特開2006−293275号公報、特開2009−98653号公報、特開2001−350021号公報に記載の手法により、得ることができる。
(偏光板保護フィルム)
偏光板保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。この様な熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
セルロース樹脂は、セルロースと脂肪酸のエステルである。このようセルロースエステル系樹脂の具体例としでは、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリプロピルセルロース、ジプロピルセルロース等が挙げられる。これらのなかでも、トリアセチルセルロースが特に好ましい。トリアセチルセルロースは多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。トリアセチルセルロースの市販品の例としては、富士フイルム株式会社製の商品名「UV−50」、「UV−80」、「SH−80」、「TD−80U」、「TD−TAC」、「UZ−TAC」や、コニカ社製の「KCシリーズ」等が挙げられる。
環状ポリオレフィン樹脂の具体的としては、好ましくはノルボルネン系樹脂である。環状オレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称であり、例えば、特開平1−240517号公報、特開平3−14882号公報、特開平3−122137号公報等に記載されている樹脂が挙げられる。具体例としては、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレン等のα−オレフィンとその共重合体(代表的にはランダム共重合体)、および、これらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、ならびに、それらの水素化物等が挙げられる。環状オレフィンの具体例としては、ノルボルネン系モノマーが挙げられる。
環状ポリオレフィン樹脂としては、種々の製品が市販されている。具体例としては、日本ゼオン株式会社製の商品名「ゼオネックス」、「ゼオノア」、JSR株式会社製の商品名「アートン」、TICONA社製の商品名「トーパス」、三井化学株式会社製の商品名「APEL」が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、任意の適切な(メタ)アクリル系樹脂を採用し得る。例えば、ポリメタクリル酸メチル等のポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂等)、脂環族炭化水素基を有する重合体(例えば、メタクリル酸メチル−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体等)が挙げられる。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等のポリ(メタ)アクリル酸C1−6アルキルが挙げられる。より好ましくはメタクリル酸メチルを主成分(50〜100質量%、好ましくは70〜100質量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂の具体例として、例えば、三菱レイヨン株式会社製のアクリペットVHやアクリペットVRL20A、特開2004−70296号公報に記載の分子内に環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、分子内架橋や分子内環化反応により得られる高Tg(メタ)アクリル樹脂系が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂として、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用いることもできる。高い耐熱性、高い透明性、二軸延伸することにより高い機械的強度を有するからである。
保護フィルムの厚さは適宜に設定し得るが、
一般的には強度や取扱い等の作業性、薄層性等の点より1〜80μm程度である。特に1〜60μmが好ましく、5〜40μmがより好ましく、5〜25μmが更に好ましい。
<液晶表示装置>
液晶表示装置は液晶セルと、偏光子を含む偏光板と、輝度向上フィルムと、バックライトユニットとをこの順で有していればよい。このとき、偏光板、λ/4板、反射偏光子、バックライトユニットがこの順になるように配置される。
<バックライトユニット>
輝度向上フィルムまたは光学シート部材は、液晶表示装置において、バックライトユニットと組み合わせて用いることができる。バックライトユニットは、430〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する青色光と、500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有する緑色光と、600〜700nmの波長帯域に発光強度のピークの少なくとも一部を有する赤色光とを発光する光源を備えていればよい。
バックライトの構成としては、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式であっても、直下型方式であってもよい。バックライトユニットは、光源の後部に、光源から発光されて光学シート部材で反射された光を反射する反射部材を備えることも好ましい。このような反射部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特開昭63−168626号公報、特許3416302号公報、特許3363565号公報、特許4091978号公報、特許3448626号公報などに記載されている。
本発明の輝度向上フィルム中の反射偏光子に含まれるコレステリッ液晶相を固定してなる光反射層は、右円偏光または左円偏光の少なくとも一方(第一の偏光状態の円偏光)をその反射中心波長の近傍の波長帯域において反射し、他方(第二の偏光状態の円偏光)を透過させる。反射された第一の偏光状態の円偏光は、反射部材やバックライトユニット内の他部材(たとえばプリズムシートなどの集光シートや拡散シートなど)で反射され、再循環される。円偏光は反射の際に偏光解消しなければ、光の旋光性が変化する性質を持っているため、第一の偏光状態の円偏光は反射部材やバックライトユニット内の他部材で反射される際に第二の偏光状態の円偏光に変換され、そのまま光反射層を透過する。従って、反射部材やバックライトユニット内の他部材に偏光解消度の低い部材を用いれば、光再利用のための反射回数を減らすことができるため、吸収や散乱によるロスを少なくすることができ、これにより光利用効率をさらに高めることができる。
このような反射部材の好ましい例として、特開昭63−168626号公報の反射部材が挙げられる。特開昭63−168626号公報に記載のように、反射部材としてミラーを配置することで、反射率が高く、偏光解消が起こりにくい構成を実現することが好ましい。
バックライトの光源は、上述の青色光を発光する青色発光ダイオードと、上述の青色発光ダイオードの上述の青色光が入射したときに上述の緑色光と上述の赤色光を発光する蛍光材料を有することが好ましい。
なお、バックライトの光源としては、上述の青色光を発光する青色発光ダイオードと、上述の緑色光を発光する緑色発光ダイオードと、上述の赤色光を発光する赤色発光ダイオードとを用いてもよい。
バックライトの光源は、白色LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)などの白色光源であってもよい。
蛍光材料としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系の黄色蛍光体やテルビウム・アルミニウム・ガーネット系の黄色蛍光体等がある。蛍光材料の蛍光波長は、蛍光体の粒子径を変更することによって、制御することができる。
本発明の画像表示装置は、上述の青色光を発光する青色発光ダイオードと、上述の青色発光ダイオードの上述の青色光が入射したときに上述の緑色光と上述の赤色光を発光する蛍光材料が量子ドット部材(例えば、量子ドットシートやバー形状の量子ドットバー)であり、量子ドット部材が光学シート部材と青色光源の間に配置されたことが好ましい。このような量子ドット部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができるが、例えば特開2012−169271号公報、SID’12 DIGEST p.895、などに記載されており、これらの文献の内容は本発明に組み込まれる。また、このような量子ドットシートとしては、QDEF(Quantum Dot Enhancement Film、ナノシス社製)を用いることができる。
バックライトユニットが発光する各色の光の好ましい発光中心波長は以下のとおりである。青色光は、発光中心波長が440〜470nmの波長帯域にあることが好ましい。緑色光は、発光中心波長が520〜570nmの波長帯域にあることが好ましい。赤色光は、発光中心波長が600〜640nmの波長帯域にあることが好ましい。
上述の青色光、上述の緑色光および上述の赤色光の半値幅がいずれも100nm以下であることが好ましい。
バックライトユニットが発光する青色光が、半値幅が80nm以下である発光強度のピークを有することが好ましく、半値幅が70nm以下である発光強度のピークを有することがより好ましく、半値幅が30nm以下である発光強度のピークを有することが特に好ましい。
バックライトユニットが発光する緑色光が、半値幅が80nm以下である発光強度のピークを有することが好ましく、半値幅が70nm以下である発光強度のピークを有することがより好ましく、半値幅が60nm以下である発光強度のピークを有することが特に好ましい。
バックライトユニットが発光する赤色光が、半値幅が80nm以下である発光強度のピークを有することが好ましく、半値幅が70nm以下である発光強度のピークを有することがより好ましく、半値幅が60nm以下である発光強度のピークを有することが特に好ましい。
バックライトユニットの青色光、緑色光および赤色光の発光中心波長(発光強度のピークを与える波長)と、輝度向上フィルムにおける各色の反射中心波長(反射率のピークを与える波長)との差(反射中心波長−発光中心波長)は、本発明者の研究の結果、青および緑色光に関しては、±50nm以内であることが好ましく、±25nm以内であることがより好ましい。
一方、赤色光に関しては0〜75nmであることが斜め色味変化を抑制する観点で好ましく、0〜50nmであることがより好ましく、10〜30nmであることが更に好ましい。
バックライトユニットは、その他、公知の拡散板や拡散シート、プリズムシートなどの集光シート、導光器を備えていることも好ましい。その他の部材についても、特許3416302号公報、特許3363565号公報、特許4091978号公報、特許3448626号公報などに記載されている。
[集光シート]
上述のように、バックライトユニット内の部材である集光シートは偏光解消度が低いことが好ましい。偏光解消を抑制するために、屈折率異方性が小さい集光シート、特に屈折率等方性の集光シートを用いることが好ましい。集光シートの屈折率異方性が大きい場合、光反射層で反射された第一の偏光した光が、反射部材やバックライトユニット内の他部材で反射されて再び反射偏光子に入射するまでの間に位相差の影響を受けて偏光方向が変化し、第二の偏光状態の円偏光の比率が減少するため、一回の反射で光反射層を透過できる光が減少し、光利用効率が低下する。
集光シートとしては、プリズムシートやレンズシートを用いることができる。集光シートは表面に凹凸が形成されたシートが好ましく、その材料や作製方法はさまざまなものを用いることができるが、特に屈折率等方性材料で作られたものが集光シートを通過した光の偏光変化が小さくなり、光利用効率向上のために好ましい。
屈折率等方性材料で作製されたものとしては、分子配向の少ない樹脂シート、例えば、環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、セルロースアシレート樹脂等の屈折率異方性の小さいフィルムを透明支持体とし、その上にアクリル樹脂等で集光層を形成したものが好ましく用いられる。このように形成した集光シートの透明支持体のRe(550)/Rth(550)は0〜20nm/−80〜80nmが好ましく、0〜15nm/−65〜65nmがより好ましく、0〜10nm/−50〜50nmがさらに好ましい。また、透明支持体の法線方向に対して±80度以内で入射した光の偏光解消度は10%以下が好ましく、7%以下がより好ましく、5%以下がさらに好ましい。また、透明支持体の法線方向に対して±80度以内で入射した光に対する透明支持体の楕円率は0.8〜1が好ましく、0.85〜1がより好ましく、0.9〜1がさらに好ましい。
また、環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、セルロースアシレート樹脂等の屈折率異方性の小さいフィルム(基材)の表面にモールド等で型押しすることで凹凸を形成したものも好ましく用いられる。このようにして形成した集光シートの凹凸形状形成前の基材のRe(550)/Rth(550)は0〜20nm/−80〜80nmが好ましく、0〜15nm/−65〜65nmがより好ましく、0〜10nm/−50〜50nmがさらに好ましい。また、基材の法線方向に対して±80度以内で入射した光の偏光解消度は10%以下が好ましく、7%以下がより好ましく、5%以下がさらに好ましい。また、基材の法線方向に対して±80度以内で入射した光に対する基材の楕円率は0.8〜1が好ましく、0.85〜1がより好ましく、0.9〜1がさらに好ましい。
(集光シートの材料および製法)
集光シートを構成する材料および製法について以下説明する。
本発明に係る集光シートを製造する方法に関しては、プリズムやレンズ等の微細な凹凸パターンを形成することができる方法であればよく、製造方法は限定されない。
例えば、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、この樹脂材料の押し出し速度と略同速度で回転する転写ローラ(集光シートに形成される凹凸パターンと反対の反転パターンが表面に形成されている)と、この転写ローラに対向配置され同速度で回転するニップローラ板とで挟圧し、転写ローラ表面の凹凸パターンを樹脂材料に転写することにより製造する集光シートの製造方法を用いることができる。
また、ホットプレスにより、集光シートに形成される凹凸パターンと反対の反転パターンが表面に形成されている転写型板(スタンパー)と樹脂板とを積層し、熱転写することによりプレス成形する集光シートの製造方法を用いることができる。
更には、集光シートに形成される凹凸パターンと反対の反転パターンの平板金型を用いて射出成形することにより製造する集光シートの製造方法も用いることができる。
以上の製造方法に使用される集光シートを構成する樹脂材料としては、例えば、環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、セルロースアシレート樹脂等の屈折率異方性の小さい熱可塑性樹脂が用いられる。
また、他の製造方法としては、透明なフィルムの表面に、凹凸ローラ(集光シートに形成される凹凸パターンと反対の反転パターンが表面に形成されている)を用い凹凸パターンを転写し形成する集光シートの製造方法を用いることができる。具体的には、透明なフィルムの表面に接着剤と樹脂とを順次塗布することにより、接着剤層と樹脂層(例えば、UV硬化性樹脂)とを形成し、この透明なフィルムを回転する凹凸ローラに巻き掛け連続走行させ、樹脂層に凹凸ローラの表面に形成されている凹凸パターンを転写し、透明なフィルムが凹凸ローラに巻き掛けられている状態で樹脂層を硬化(例えば、UV照射)することにより、集光シートを製造する方法である。
尚、接着層は樹脂層と透明フィルムとの接着性が良好であれば付与する必要は無く、また、接着性を向上させる方法としては、透明なフィルムの表面に下塗り層を設けておく方法や、コロナ処理などの活性化処理を行う方法などがあり、接着性が良好になる方法であれば特に限定されるものではない。
また、集光シートに形成される凹凸パターンに対し反転したパターンが形成された凹凸ローラに樹脂材料(例えば、UV硬化樹脂)を塗布し、連続走行される透明なフィルムを凹凸ローラとニップローラで挟み、凹凸ローラの樹脂材料と透明なフィルムとを密着させた後に硬化(例えば、UV照射)する方法もある。樹脂材料と透明なフィルムとの接着を高めるためには、前述した接着剤層を設ける等の方法であってもよい。
(透明支持体)
透明支持体の製造方法については特に制限はない。溶液製膜法および溶融製膜法のいずれも利用することができる。溶液製膜法が好ましい。透明支持体としては、Re(550)/Rth(550)は0〜20nm/−80〜80nmが好ましく、0〜15nm/−65〜65nmがより好ましく、0〜10nm/−50〜50nmがさらに好ましい。
透明支持体を形成する材料としては、例えば、環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、セルロースアシレート等の屈折率異方性の小さい材料が用いられる。また、透明支持体は、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の紫外線硬化型、熱硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
透明支持体は、屈折率等方性が満足される範囲である限り、延伸処理を施された延伸フィルムであってもよい。延伸処理によって、レターデーションおよび面内遅相軸を調整することができる。
積極的に幅方向(TD方向)に延伸する方法は、例えば、特開昭62−115035号、特開平4−152125号、特開平4−284211号、特開平4−298310号、および特開平11−48271号の各公報などに記載されている。フィルムの延伸は、常温または加熱条件下で実施する。加熱温度は、フィルムのガラス転移温度を挟む−20℃〜+100℃であることが好ましい。これは、ガラス転移温度より極端に低い温度で延伸すると、破断しやすくなり所望の光学特性を発現させることができない。また、ガラス転移温度より極端に高い温度で延伸すると、延伸により分子配向したものが熱固定される前に、延伸時の熱で緩和し配向を固定化することができず、光学特性の発現性が悪くなる。
フィルムの延伸は、MD方向あるいはTD方向だけの一軸延伸でもよく同時あるいは逐次2軸延伸でもよいが、TD方向により多く延伸することが好ましい。TD方向の延伸は1〜100%の延伸が好ましく、さらに好ましくは10〜70%延伸で、特に好ましくは20%〜60%の延伸を行う。MD方向の延伸は1〜10%の延伸が好ましく、特に好ましくは2〜5%延伸を行う。
延伸処理は製膜工程の途中で行ってもよいし、製膜して巻き取った原反を延伸処理してもよい。
製膜工程の途中で延伸を行う場合には残留溶剤量を含んだ状態で延伸を行ってもよく、残留溶剤量=(残存揮発分質量/加熱処理後フィルム質量)×100%が0.05〜50%で好ましく延伸することができる。
製膜して巻き取った原反を延伸する場合には、残留溶剤量が0〜5%の状態でTD方向に1〜100%延伸を行うことが好ましく、さらに好ましくは10〜70%延伸で、特に好ましくは20%〜60%延伸である。
延伸処理は製膜工程の途中で行った後、製膜して巻き取った原反をさらに延伸処理してもよい。
製膜工程の途中で延伸処理されたフィルムを巻き取った後でさらに延伸処理する場合には、製膜工程の途中での延伸は残留溶剤量を含んだ状態で延伸を行ってもよく、残留溶剤量=(残存揮発分質量/加熱処理後フィルム質量)×100%が0.05〜50%で延伸することが好ましく、製膜して巻き取った原反の延伸は、残留溶剤量が0〜5%の状態で延伸することが好ましく、TD方向の延伸は未延伸の状態を基準として1〜100%延伸を行うことが好ましく、さらに好ましくは10〜70%延伸で、特に好ましくは20%〜60%の延伸である。
また、透明支持体は、屈折率等方性が満足される範囲なら二軸延伸を行ってもよい。二軸延伸には、同時二軸延伸法と逐次二軸延伸法があるが、連続製造の観点から逐次二軸延伸方法が好ましく、ドープを流延した後、バンドもしくはドラムよりフィルムを剥ぎ取り、TD方向に延伸した後、MD方向に延伸されるか、またはMD方向に延伸した後、TD方向に延伸される。
延伸での残留歪を緩和させ、寸度変化を低減させるため、また面内の遅相軸のTD方向に対するバラツキを小さくするために、横延伸後に緩和工程を設けることが好ましい。緩和工程では緩和前のフィルムの幅に対して緩和後のフィルムの幅を100〜70%の範囲(緩和率0〜30%)に調節することが好ましい。緩和工程における温度はフィルムの見かけ上のガラス転移温度Tg−50〜Tg+50℃であることが好ましい。通常の延伸ではこの最大拡幅率を経た後の緩和率ゾーンでは、テンターゾーンを通過させるまでの時間は1分より短い。
ここで、延伸工程におけるフィルムの見かけ上のTgは、残留溶剤を含んだフィルムをアルミパンに封入し、示差走査熱量計(DSC)で25℃から200℃まで20℃/分で昇温し、吸熱曲線を求めることによりTgを求めた。
製膜工程の途中で延伸処理を行った場合、フィルムの乾燥は搬送したまま行うことができる。乾燥温度は100℃〜200℃であることが好ましく、より好ましくは100℃〜150℃であり、さらに好ましくは110℃〜140℃であり、特に好ましくは130℃〜140℃ある。乾燥時間は特に制限はないが、好ましくは10分から40分である。
最適な延伸後乾燥温度を選択することにより、製造されるセルロースエステルフィルムの残留応力が緩和されて、高温下および高温高湿下における寸法変化、光学特性変化、遅相軸方位の変化を小さくすることができる。
製膜して巻き取った原反を延伸処理した場合、延伸処理されたフィルムはその後、さらに加熱処理される工程を経て製造されても良い。加熱処理する工程を経ることにより、製造される透明支持体の残留応力が緩和されて、高温下および高温高湿下における寸法変化が小さくなる他、屈折率が等方的になりやすいので好ましい。加熱時の温度は特に制限はないが、100℃〜200℃が好ましい。
次に、上記工程により製造された凹凸パターンが形成された集光シートにおいて、集光シート15を得るための集光層を形成するための樹脂材料について説明する。
(集光層、集光シート)
集光層または集光シートを形成するための樹脂材料は、所定の屈折率を有するものであり、凹部の谷底部を充填することが可能な粘度等の物性を有するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、MS樹脂、AS樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等の樹脂を溶剤で希釈し、凹部に流し込み溶剤を揮発させてもよい。また、UV硬化樹脂などを凹部に流し込みUV光を照射することにより固めてもよい。
UV硬化性樹脂を用いる場合では、上記のような構造を含有し、さらに(メタ)アクロイル基、ビニル基やエポキシ基などの反応性基含有化合物と、紫外線などの放射線照射にて反応性基含有化合物を反応させうるラジカルやカチオン等の活性種を発生する化合物を混合したものが用いられる。特に硬化の速さからは、(メタ)アクロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマ−)と、光によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤の組み合わせが好ましい。
(メタ)アクロイル基化合物としては、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−2−メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−(2−フェニルフェニル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキシドを反応させたp−クミルフェノールの(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
より屈折率の高い(メタ)アクロイル基化合物としては、芳香環にBr、Clのハロゲン基が置換された化合物が用いられる。このような構造をもつ不飽和モノマ−としては、エチレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート、2−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,6−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
更に、高屈折率な無機微粒子材料を含有させることにより樹脂材料の屈折率を高めることも可能である。このような高屈折率な無機材料としてはTiO2(屈折率2.2〜2.7)、CeO2(屈折率2.2)、ZrO2(屈折率2.1)、In23(屈折率2.0)、La23(屈折率1.95)、SnO2(屈折率1.9)、Sb25(屈折率1.7)等が挙げられる。また、微粒子の粒子径は小さい方が樹脂材料の透明度は高くなるため、好ましい粒子径としては100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。これら高屈折率な無機微粒子材料は通常のUV硬化性樹脂に混合して使用することが可能であり、上記のような、高屈折率のUV硬化性樹脂に混合することにより、UV硬化性樹脂の屈折率をより一層高めることが可能となる。
凹部に流し込む方法は、上記の凹部の谷底部を充填する材料を形成するための液体を集光シート上の全面に薄く塗布することにより凹部の谷底部に流し込む方法や、ディスペンサ等によって凹部の谷底部に一列ごとに流し込む方法が挙げられ、凹部の谷底部において所望の深さを埋め込むことができる方法であればよい。
形成された集光シート15には、光拡散機能を付加することも可能である。光拡散機能を付加する方法として、例えば、集光シート15内に光拡散物質を含有させる方法が挙げられる。また、ビーズ等からなる光拡散粒子を集光シート15内に含有させる方法、屈折率の異なる樹脂を混練する方法、空気・中空ビーズなどを含有させる方法等も挙げられる。更に、集光シート15の表面にビーズを付着させる方法、集光シート15の表面にサンドブラスト等のブラスト処理、プラズマ処理をすることにより表面を荒らす方法、集光シート15を溶解する溶液を含浸させて集光シート15の表面を溶解させる方法等により、集光シート15の表面にランダムな凹凸を設け、光拡散機能を付加する方法が挙げられる。
集光断面の凹凸パターンとしては、三角形のプリズム形状が好ましく、とりわけ二等辺三角形状がより好ましく、凸部を液晶セル側へ向けたプリズムシートであることが好ましい。
形状の特徴としては、三角形状の頂角が70〜130°が好ましく、80〜110°がより好ましい。頂角が70°未満であると、サイドローブ光の影響により、黒表示輝度の著しい増加の原因となりやすい。一方、頂角が130°を超えると、集光効果が低下し、正面方向の輝度が低下することがある。
また、プリズム断面の三角形状の頂角が95°未満であっても、プリズム部とは別に光学調整部を支持体に設けることにより、サイドローブ光を低減することができ、もう一つの好ましい態様である。
また、支持体上の面内に所定の間隔をもって光学調整部が複数に配設されたプリズムシートも好ましい態様であり、光学調整部としては、光反射性を有するもの、光拡散性を有するもの、屈折率差を利用するものがあり、特に光反射性を有する光学調整部であることが好ましい。
これら光学調整部は、特開2008−003515号公報、特開2008−176197号公報に記載された光学シートの光学調整部と同義である。
(集光シートの製造方法)
集光シートの製造方法の一例について図面を参照して説明する。図7は、集光シートの製造装置80の構成を示す概念図である。この集光シートの製造装置80は、シート状体供給手段81と、塗布手段82と、乾燥手段89と、凹凸ロールであるエンボスロール83と、ニップロール84と、樹脂硬化手段85と、剥離ロール86と、保護フィルム供給手段87と、シート巻き取り手段88等とから構成される。
集光シートの製造方法の詳細については、特開2008−176197号公報に記載された事項と同様である。
[液晶表示装置の好ましい態様]
本発明の液晶表示装置は、上述の青色光および上述の緑色光の半値幅がいずれも100nm以下であることが好ましい。本発明の液晶表示装置は、上述の赤色光が600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し、上述の赤色光の半値幅が100nm以下であることが好ましい。本発明の液晶表示装置の一部であるこれらのような態様では、RGB(Red、Green、Blue)狭帯域バックライトと組み合わせることで、色再現性を向上させながら、RGBの各光反射層であるコレステリック液晶相を固定してなる光反射層およびλ/4というシンプルな構成の本発明の輝度向上フィルムまたは光学シート部材により十分な輝度向上性能を実現することができる。
液晶表示装置の好ましい表示パネルの一例は、透過モードの液晶パネルであり、一対の偏光子とその間に液晶セルとを有する。偏光子のそれぞれと液晶セルとの間には、通常、視野角補償のための位相差フィルムが配置される。液晶セルの構成については特に制限はなく、一般的な構成の液晶セルを採用することができる。液晶セルは、例えば、対向配置された一対の基板と、この一対の基板間に挟持された液晶層とを含み、必要に応じて、カラーフィルター層などを含んでいてもよい。液晶セルの駆動モードについても特に制限はなく、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードを利用することができる。
液晶表示装置の一実施形態は、対向する少なくとも一方に電極を設けた基板間に液晶層を挟持した液晶セルを有し、この液晶セルは2枚の偏光板の間に配置して構成されることが好ましい。液晶表示装置は、上下基板間に液晶が封入された液晶セルを備え、電圧印加により液晶の配向状態を変化させて画像の表示を行う。さらに必要に応じて偏光板保護フィルムや光学補償を行う光学補償部材、接着層などの付随する機能層を有する。また、本発明の液晶表示装置は、他の部材を含んでいてもよい。例えば、カラーフィルター基板、薄層トランジスタ基板、レンズフィルム、拡散シート、ハードコート層、反射防止層、低反射層、アンチグレア層等とともに(またはそれに替えて)、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層等の表面層が配置されていてもよい。
図6に、液晶表示装置の構成の一例を示した。図6では、液晶表示装置51は、バックライトユニット31、光学シート部材21(反射偏光子11とバックライト側偏光板1との積層体)、薄層トランジスタ基板41、液晶セル42、カラーフィルター基板43、表示側偏光板44がこの順で積層される。
なお、図6において、輝度向上フィルムの構成は一例であり、液晶表示装置に適用する輝度向上フィルムは図6に記載の例に限定されない。
[光学シート部材の液晶表示装置への貼合方法]
輝度向上フィルムや本発明の光学シート部材を液晶表示装置へと貼合する方法としては、公知の方法を用いることができる。また、ロールtoパネル製法を用いることもでき、生産性、歩留まりを向上する上で好ましい。ロールtoパネル製法は特開2011−48381号公報、特開2009−175653号公報、特許4628488号公報、特許4729647号公報、WO2012/014602号、WO2012/014571号等に記載されているが、これらに限定されない。
[光の偏光状態を変化させる層]
液晶表示装置において、輝度向上フィルムの最外層の光反射層とバックライトユニットの間には、光の偏光状態を変化させる層を配置することが、好ましい。輝度向上フィルムが反射偏光子のλ/4板層側とは反対側に光の偏光状態を変化させる層を含んでいてもよい。光の偏光状態を変化させる層が光反射層から反射された光の偏光状態を変化させる層として機能し、輝度を向上させ、色味変化を小さくし、塗布ムラを緩和することができるからである。光の偏光状態を変化させる層の例としては、空気層より屈折率が高いポリマー層が挙げられ、空気層より屈折率が高いポリマー層の例としては、ハードコート(HC)処理層、アンチグレア(AG)処理層、低反射(AR)処理層などの各種低反射層、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、アクリル樹脂フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂フィルム、延伸PETフィルム等が挙げられる。光の偏光状態を変化させる層は支持体を兼ねていてもよい。光反射層から反射された光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率と、最外層の光反射層の平均屈折率の関係は、
0<|光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−最外層の光反射層の平均屈折率|<0.8であることが好ましく、
0<|光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−最外層の光反射層の平均屈折率|<0.4であることがさらに好ましく
0<|光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−最外層の光反射層の平均屈折率|<0.2がより好ましい。
光の偏光状態を変化させる層は輝度向上フィルムと一体化していてもよく、輝度向上フィルムとは別に設けられていてもよい。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
<<実施例1〜25>>
<S1:支持体の準備および配向層の形成>
(アルカリ鹸化処理)
セルロースアシレートフィルムT1(「TD40UL」(富士フイルム株式会社製)を、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱した。(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
──────────────────────────────────
アルカリ溶液組成
──────────────────────────────────
水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤SF−1:C1429O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
──────────────────────────────────
(配向膜の形成)
上記のように鹸化処理した長尺状のセルロースアセテートフィルムに、下記の組成の配向膜塗布液を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。得られた塗布膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向に対して、ラビングローラーの回転軸は時計回りに45°の方向とした。

──────────────────────────────────
配向膜塗布液の組成
──────────────────────────────────
変性ポリビニルアルコール1 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド 0.5質量部
光重合開始剤(イルガキュアー2959、BASF社製) 0.3質量部
──────────────────────────────────
Figure 0006321052
<A1 円盤状液晶化合物を用いた、λ/4板の形成>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A1を上記作製した配向膜の表面に#3.6のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、130℃の温風で90秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。

──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液A1
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
界面活性剤1 0.3質量部
重合開始剤1 3質量部
メチルエチルケトン 301質量部
──────────────────────────────────
Figure 0006321052
上記配向助剤1および2は、それぞれトリメチル置換のベンゼン環におけるメチル基の置換位置異なる2種の化合物の混合物(2種の化合物の混合比50:50(質量比))である。また、界面活性剤1の「a/b=98/2」との記載は、aは98質量%、bは2質量%であることを示す。
<B1 円盤状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B1を上記PETフィルムのラビング処理面に表1中の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。
続いて、溶媒を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を45℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(300mJ/cm2)して、光反射層を形成した。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B1
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
界面活性剤1 0.3質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 表1記載
メチルエチルケトン 290質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<A2 棒状液晶化合物を用いた、λ/4板の形成>
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液A2を上記作製した配向膜上に#3.6のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、85℃の温風で120秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。

――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液A2
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物201 83質量部
棒状液晶化合物202 15質量部
棒状液晶化合物203 2質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 4質量部
界面活性剤2 0.05質量部
界面活性剤3 0.01質量部
メチルエチルケトン 165質量部
シクロヘキサノン 10質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<A3 円盤状液晶化合物を用いた、λ/4板の形成>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A3を上記作製した配向膜の表面に#3.6のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、130℃の温風で90秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。

──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液A3
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
メガファック444F(DIC社製) 0.15質量部
重合開始剤1 3質量部
メチルエチルケトン 301質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<A4 円盤状液晶化合物を用いた、λ/4板の形成>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A4を上記作製した配向膜の表面に#3.6のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、130℃の温風で90秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。

──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液A4
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
フタージェントF710(NEOS社製) 0.15質量部
重合開始剤1 3質量部
メチルエチルケトン 301質量部
──────────────────────────────────
<B2 棒状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B2を上記PETフィルムのラビング処理面に表中に記載の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、85℃の温風で120秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化し光反射層を形成した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B2
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物201 83質量部
棒状液晶化合物202 15質量部
棒状液晶化合物203 2質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 4質量部
界面活性剤2 0.05質量部
界面活性剤3 0.01質量部
キラル剤LC756(BASF社製) 表1中記載
メチルエチルケトン 165質量部
シクロヘキサノン 10質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<B3 高Δn棒状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B3を上記PETフィルムのラビング処理面に表中に記載の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、85℃の温風で120秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化し光反射層を形成した。

――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B3
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物204 100質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 4質量部
界面活性剤2 0.05質量部
界面活性剤3 0.01質量部
キラル剤LC756(BASF社製) 表1記載
メチルエチルケトン 200質量部
シクロヘキサノン 20質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<B4 高Δn棒状液晶化合物を用いた、ピッチグラジエントコレステリック液晶層の形成
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B4を上記PETフィルムのラビング処理面に表中に記載の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。
塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で120秒間加熱した。
続いて、100℃にて照射量20mJ/cm2で紫外線照射した。
更にその後、配向再熟成として、80℃の温風で120秒加熱した
続いて、70℃にて照射量350mJ/cm2で紫外線照射し、光反射層を形成した。

――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B4
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物204 100質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤1 4質量部
界面活性剤2 0.05質量部
界面活性剤3 0.01質量部
キラル剤2 表1に記載
メチルエチルケトン 200質量部
シクロヘキサノン 20質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<B5 棒状液晶化合物を用いた、ピッチグラジエントコレステリック液晶層の形成>
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B4を上記PETフィルムのラビング処理面に表中に記載の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。
塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で120秒間加熱した。
続いて、100℃にて照射量20mJ/cm2で紫外線照射した。
更にその後、配向再熟成として、80℃の温風で120秒加熱した
続いて、70℃にて照射量350mJ/cm2で紫外線照射し、光反射層を形成した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B5
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物201 83質量部
棒状液晶化合物202 15質量部
棒状液晶化合物203 2質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤1 4質量部
界面活性剤2 0.05質量部
界面活性剤3 0.01質量部
キラル剤2 表1に記載
メチルエチルケトン 165質量部
シクロヘキサノン 35質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<B6 円盤状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
以下の塗布液を用いて上記B1と同様に光反射層を形成した。
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円盤状液晶化合物を含む塗布液B6
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(以下に記載の化合物1) 35質量部
円盤状液晶化合物(以下に記載の化合物2) 35質量部
キラル剤(以下に記載の化合物103) 25質量部
配向助剤(以下に記載の化合物3) 1質量部
配向助剤(以下に記載の化合物4) 1質量部
重合開始剤(以下に記載の化合物5) 3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<B7 棒状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
以下の塗布液を用いて上記B2と同様に光反射層を形成した
―――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B7
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下記化合物11 80質量部
下記化合物12 20質量部
界面活性剤3 0.1質量部
界面活性剤2 0.007質量部
キラル剤LC756(BASF社製) 表1に記載
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
溶媒(メチルエチルケトン) 溶質濃度が30質量%となる量
―――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<B8 棒状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B8を上記PETフィルムのラビング処理面に表中に記載の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、85℃の温風で120秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化し光反射層を形成した。

――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B8
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物201 83質量部
棒状液晶化合物202 15質量部
棒状液晶化合物203 2質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 4質量部
メガファック444F 0.25質量部
キラル剤LC756(BASF社製) 表1に記載
メチルエチルケトン 165質量部
シクロヘキサノン 10質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<B9 棒状液晶化合物を用いた、コレステリック液晶層の形成>
仮支持体として富士フイルム株式会社製PET(厚さ75μm)を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記PETフィルム以外に、一般的なPETフィルム(たとえばコスモシャインA4100(東洋紡))を用いることができることを確認した。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B9を上記PETフィルムのラビング処理面に表中に記載の膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、85℃の温風で120秒間加熱した。続いて、80℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化し光反射層を形成した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B9
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物201 83質量部
棒状液晶化合物202 15質量部
棒状液晶化合物203 2質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 4質量部
フタージェントF710(NEOS社製) 0.25質量部
キラル剤LC756(BASF社製) 表1中記載
メチルエチルケトン 165質量部
シクロヘキサノン 10質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<輝度向上フィルムの形成>
上記で作製フィルムを表1に記載の順序で積層した。すなわち、λ/4板上に順次仮支持体上の光反射層を接着剤により貼合した。接着剤は市販のアクリル接着剤(東亞合成株式会社製UV−3300)を一方の表面に塗布により設け、他方に接着させた上で、仮支持体側からメタルハライドランプを用いて、照射量100mJ/cm2の紫外線を照射して接着剤を硬化させた。その後、仮支持体は剥離した。
ただし、比較例2および実施例12の輝度向上フィルムについては以下のように作製した。
<実施例12>
λ/4板に富士フイルム株式会社製の“QLフィルム”(S2)を用いた。フィルムのRe(550)=125nm、Rth(550)=1nmであった。
QLフィルムの上に、下記の方法でコレステリック液晶材料として円盤状液晶化合物を用いたコレステリック液晶相を固定してなる光反射層として、第一の光反射層を形成した。
まず配向層としてクラレ社製ポバールPVA−103を純水に溶解後に乾燥膜厚が0.5μmになるように濃度調整してPETベース上にバー塗布し、その後100℃で5分間加熱した。さらにこの表面をラビング処理して配向層を形成した。
続いて上記組成物B6を、上記表1に示すコレステリック液晶層1の乾燥膜厚になるように上記の配向層上にバー塗布して、溶媒を70℃、2分間保持して溶媒を気化させた後に100℃で4分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を80℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射して、コレステリック液晶層1を形成した。
このコレステリック液晶層1を上述のアクリル系接着剤を用いて、上記のQLフィルム上に貼り合わせ、PETベースおよび配向層を剥離して、コレステリック液晶層1を形成した。さらに上記組成物B7を用いてコレステリック液晶層2およびコレステリック液晶層3を、それぞれ富士フイルム株式会社製PETフィルム上に作製し、コレステリック液晶層1上に、第二の光反射層をアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた後にPETフィルムを剥離し、さらにその上にコレステリック液晶層3をアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた後にPETフィルムを剥離し、実施例12の輝度向上フィルムを作製した。
<比較例2>
コレステリック液晶層1〜3について上記組成物B2をそれぞれ用いた以外は実施例12と同様の手順で比較例2の輝度向上フィルムを形成した。
Figure 0006321052
<偏光板の準備>
次に、特開2006−293275号公報の[0219]〜[0220]と同様にして、偏光子を製造し、上記輝度向上フィルムおよび偏光板保護フィルム(TD40UL(富士フイルム株式会社製)を偏光子の両面にそれぞれ貼合して光学シート部材を製造した。貼合の際の接着剤としては市販のPVA糊を用いた。
<液晶表示装置の製造>
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板を上記で作製した光学シート部材に変更し、バックライトユニットを以下の量子ドット(RGB狭帯域)バックライトユニットに変更し、液晶表示装置を製造して量子ドットの液晶表示装置とした。
用いた量子ドットバックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(日亜B−LED、主波長465nm、半値幅20nm)を備える。また、光源の前部に青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長535nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長630nm、半値幅40nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドット部材を備える。また、光源の後部に光源から発光されて前述の輝度向上フィルムまたは前述の光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板を上記で作製した光学シート部材に変更し、白色LEDの液晶表示装置とした。
表1に記載の各実施例、比較例の評価結果を以下の表2に示す。
(1)正面輝度
液晶表示装置の正面輝度を、特開2009−93166号の〔0180〕に公報に記載の方法と同様に、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、白表示時の正面輝度を測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。なお、評価光源を合わせるために、実施例1,9,11および12と、比較例1および2では
量子ドットバックライトである比較例4を基準とし、実施例2〜7、10,11,14と、比較例3および6では白色LEDバックライトである比較例5を基準とした。
6:比較例4または5の液晶表示装置の正面輝度よりも33%以上、高い。
5:比較例4または5の液晶表示装置の正面輝度よりも30%以上、高い
4:比較例4または5の液晶表示装置の正面輝度よりも20%以上、30%未満、高い。
3:比較例4または5の液晶表示装置の正面輝度よりも10%以上、20%未満、高い。
2:比較例4または5の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
(2)斜め色味変化
液晶表示装置の斜め色味変化Δu’v’を以下の方法で評価した。色味座標u’、v’の値を正面(極角0度)と極角60度方向で差分をとった色味色差Δu’v’を方位角0〜360度方向で測定し、その平均値を斜め色味変化Δu’v’の評価指標とした。色味座標u’v’の測定には測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いた。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
7:比較例1の液晶表示装置の斜め色味変化よりも40%以上、少ない。
6:比較例1の液晶表示装置の斜め色味変化よりも35%以上、40%未満、少ない。
5:比較例1の液晶表示装置の斜め色味変化よりも30%以上、35%未満、少ない。
4:比較例1の液晶表示装置の斜め色味変化よりも20%以上、30%未満、少ない。
3:比較例1の液晶表示装置の斜め色味変化よりも10%以上、20%未満、少ない。
2:比較例1の液晶表示装置の斜め色味変化と同等以下である。
(3)色再現域
液晶表示装置の色再現域を、特開2012−3073号公報の〔0066〕の記載と同様に(株)トプコン製Bm5にて測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
4:比較例5の液晶表示装置のNTSC比よりも20%以上、高くなる。
3:比較例5の液晶表示装置のNTSC比よりも5%以上、20%未満、高くなる。
2:比較例5の液晶表示装置のNTSC比と同等以上、+5%未満である。改善を確認できる。
1:比較例5の液晶表示装置のNTSC比と同等未満である。悪化する。
Figure 0006321052
<実施例15>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A11を、実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に#3.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、80℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にて紫外線照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。得られたλ/4板のRe(550)は128nmであった。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液A11
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
DIC社製メガファックF444 0.12質量部
重合開始剤1 3質量部
アセトン 172質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t−ブタノール 49質量部
──────────────────────────────────
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B11を上記作製したλ/4板の表面に2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、1分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を30℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(200mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B11
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
DIC社製メガファックF444 0.20質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 3.2質量部
メチルエチルケトン 196質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t―ブタノール 25質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記で得られたコレステリック液晶層1上に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B12を6μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層2を形成し、実施例15の輝度向上フィルムを得た。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B12
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
DIC社製メガファックF444 0.10質量部
界面活性剤11 0.20質量部
キラル剤2 5.3質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<実施例16>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A12を、実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に、#3.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、80℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にて紫外線照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。得られたλ/4板のRe(550)は128nmであった。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液A12
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
NEOS社製フタージェント710FM 0.12質量部
重合開始剤1 3質量部
アセトン 172質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t−ブタノール 49質量部
──────────────────────────────────
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B13を上記作製したλ/4板の表面に2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、1分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を30℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(200mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。

──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B13
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
NEOS社製フタージェント710FM 0.20質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 3.2質量部
メチルエチルケトン 196質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t―ブタノール 25質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
コレステリック液晶層1の表面に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B14を6μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層2を形成して、実施例16の輝度向上フィルムを得た。
──────────────────────────────────
棒状液晶化合物を含む塗布液B14
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
NEOS社製フタージェント710FM 0.05質量部
界面活性剤11 0.20質量部
キラル剤2 5.3質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例17>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A13を、実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に、#3.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、80℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にて紫外線照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。得られたλ/4板のRe(550)は128nmであった。
─────────────────────────────────―
円盤状液晶化合物を含む塗布液A13
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
DIC社製メガファックF444 0.12質量部
重合開始剤1 3質量部
アセトン 172質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t−ブタノール 49質量部
─────────────────────────────────―
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B15を上記作製したλ/4板の表面に2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、1分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を30℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(200mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B15
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
DIC社製メガファックF444 0.20質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 3.2質量部
メチルエチルケトン 196質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t―ブタノール 25質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
コレステリック液晶層1の表面に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B16を6μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層2を形成し、実施例17の輝度向上フィルムを得た。
──────────────────────────────────
棒状液晶化合物を含む塗布液B16
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
DIC社製メガファックF444 0.10質量部
界面活性剤12(以下に合成法を記載) 0.20質量部
キラル剤2 5.3質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
(界面活性剤12の合成)
攪拌機、温度計、還流冷却管、および窒素ガス導入管を備えたmL三口フラスコに、トルエン25.0gを仕込んで、120℃まで昇温した。次いで、2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート4.2g(6.8ミリモル)、下記式(A)で表される3官能円盤状液晶化合物1.3g(2.1ミリモル)、トルエン25.0gおよび「V−601」(和光純薬(株)製)6.0gからなる混合溶液を、30分で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、さらに2時間攪拌を続けた後、溶媒を減圧溜去し、130℃にて減圧乾燥し、界面活性剤12、5.0gを得た。この重合体の重量平均分子量(Mw)は5020(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))であった。
Figure 0006321052
<実施例18>
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A14を、実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に、#3.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、80℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にて紫外線照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。得られたλ/4板のRe(550)は128nmであった。
─────────────────────────────────―
円盤状液晶化合物を含む塗布液A14
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
DIC社製メガファックF444 0.12質量部
重合開始剤1 3質量部
アセトン 172質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t−ブタノール 49質量部
─────────────────────────────────―
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B17を上記作製したλ/4板の表面に2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、1分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を30℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(200mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B17
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
DIC社製メガファックF444 0.20質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 3.2質量部
メチルエチルケトン 196質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t―ブタノール 25質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
コレステリック液晶層1の表面に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B18を6μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層2を形成し、実施例18の輝度向上フィルムを得た。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B18
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
界面活性剤11 0.20質量部
キラル剤2 5.3質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例19>
実施例18の塗布液A14および塗布液B17中に含まれるDIC社製メガファックF444をそれぞれDUPONT社製Capstone FS30に変更した以外は実施例18と同様の手順で、実施例19の輝度向上フィルムを作製した。
<実施例20>
実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に、実施例1と同様にλ/4板(A1)を形成した。λ/4板(A1)の表面に、上記塗布液B1を上記作製した配向膜の表面に2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後、この塗布膜を45℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(300mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。
コレステリック液晶層1に対して60W・min/m2のコロナ処理を実施した。コロナ処理した表面に対して、以下の組成物を#2ワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒乾燥し、光配向膜を作製した。光配向膜に、空気下にて750mW/cm2の超高圧水銀ランプ(UL750,HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製)を用いて紫外線を垂直に照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製, ProFlux PPL02)を光配向膜の面に対して45°になるようにセットして露光を行った。この際用いる紫外線の照度はUV−A領域(波長380nm〜320nmの積算)において5mW/cm2、照射量はUV−A領域において50mJ/cm2とした。
──────────────────────────────────
光配向膜形成用塗布液
──────────────────────────────────
光配向用素材1 1質量部
水 16質量部
ブトキシエタノール 42質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 42質量部
──────────────────────────────────
Figure 0006321052
上記露光後の光配向膜表面に実施例15と同様の方法でコレステリック液晶層2を形成し、実施例20の輝度向上フィルムを得た。
<実施例21>
実施例1と同様にけん化処理した支持体(S1)の、けん化処理した表面に対して、以下の組成物を#2ワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒乾燥し、光配向膜を作製した。光配向膜に、空気下にて750mW/cm2の超高圧水銀ランプ(UL750,HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製)を用いて紫外線を垂直に照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製、ProFlux PPL02)を光配向膜の面に対して45°になるようにセットして露光を行った。この際用いる紫外線の照度はUV−A領域(波長380nm〜320nmの積算)において5mW/cm2、照射量はUV−A領域において50mJ/cm2とした。
──────────────────────────────────
光配向膜形成用塗布液
──────────────────────────────────
光配向用素材1 1質量部
水 16質量部
ブトキシエタノール 42質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 42質量部
──────────────────────────────────
上記形成した光配向層上に、実施例15と同様に、λ/4板、コレステリック液晶層1、コレステリック液晶層2を順次形成し、実施例21の輝度向上フィルムを得た。
<実施例22>
実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A15を、#3.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、80℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にて紫外線照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。得られたλ/4板のRe(550)は128nmであった。
─────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液A15
―――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
重合開始剤1 3質量部
アセトン 172質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t−ブタノール 49質量部
─────────────────────────────────
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B19を上記作製したλ/4板の表面に2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、1分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を30℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(200mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B19
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 3.2質量部
メチルエチルケトン 196質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t―ブタノール 25質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
コレステリック液晶層1の表面に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B20を6μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層2を形成して実施例22の輝度向上フィルムを得た。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B20
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
界面活性剤11 0.2質量部
キラル剤2 5.3質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例23>
実施例1と同様に作製した支持体(S1)と配向膜(H)の積層体の配向膜の表面に、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B21を、#3.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、55℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にて紫外線照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化しλ/4板を形成した。得られたλ/4板のRe(550)は128nmであった。
──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B21
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
DIC社製メガファックF444 0.12質量部
重合性モノマー1 10質量部
重合開始剤1 3質量部
アセトン 172質量部
シクロヘキサノン 25質量部
t−ブタノール 49質量部
──────────────────────────────────
上記の方法で作製したλ/4板の表面に、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B22を2.9μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。続いて、溶媒を70℃、1分間乾燥し、溶媒を気化させた後に90℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後、この塗布膜を30℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射(200mJ/cm2)して、コレステリック液晶層1を形成した。

──────────────────────────────────
円盤状液晶化合物を含む塗布液B22
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
重合性モノマー1 10質量部
DIC社製メガファックF444 0.20質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 3.5質量部
メチルエチルケトン 176質量部
シクロヘキサノン 45質量部
t―ブタノール 25質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
コレステリック液晶層1の表面に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B23を6μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層2を形成し、実施例23の輝度向上フィルムを得た。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B23
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
界面活性剤11 0.2質量部
キラル剤2 5.3質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例24>
実施例23と同様に、支持体上に配向膜、λ/4板、コレステリック液晶層1を順次形成した。コレステリック液晶層1の表面に下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B24を4μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。棒状液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で120秒間加熱した。その後、25℃の温度下で、前述の重合性液晶組成物の膜の最表面から照度10mWのUV光を30秒間照射した。更にその後、25℃の環境下で、50mWのUV光を窒素雰囲気下で、20秒間照射し、ピッチグラジエント層であるコレステリック液晶層12を形成し、実施例24の輝度向上フィルムを得た。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B24
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
イルガキュア819(BASF社製、重合開始剤) 0.7質量部
界面活性剤11 0.2質量部
キラル剤2 5.3質量部
染料(SR1) 0.01質量部
メチルエチルケトン 250質量部
シクロヘキサノン 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
<実施例25>
塗布液A14および塗布液B17中に含まれるDIC社製メガファックF444をそれぞれDUPONT社製Capstone FS34に変更した以外は実施例18と同様の手順で、実施例25の輝度向上フィルムを作製した。
実施例15〜25の輝度向上フィルムを用いて、実施例1〜14と同様に、光学部材シートおよび、液晶表示装置をそれぞれ作製し、実施例1〜14と同様に、評価を行った。結果を表3に示す。
Figure 0006321052
以上より、実施例の液晶表示装置が、正面輝度、斜め色味変化に優れることがわかる。
<<実施例101〜121>>
<実施例101〜110>
<λ/4板の作製>
まず、λ/4板のためのセルロースエステル支持体T1を作製した。
(セルロースエステル溶液A−1の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースエステル溶液A−1を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースエステル溶液A−1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・セルロースアセテート(アセチル化度2.86) 100質量部
・メチレンクロライド 320質量部
・メタノール 83質量部
・1−ブタノール 3質量部
・トリフェニルフォスフェート 7.6質量部
・ビフェニルジフェニルフォスフェート 3.8質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
(マット剤分散液B−1の調製)
下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤分散液B−1を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤分散液B−1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・シリカ粒子分散液(平均粒径16nm)
"AEROSIL R972"、日本アエロジル(株)製
10.0質量部
・メチレンクロライド 72.8質量部
・メタノール 3.9質量部
・ブタノール 0.5質量部
・セルロースエステル溶液A−1 10.3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
(紫外線吸収剤溶液C−1の調製)
下記の組成物を別のミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、紫外線吸収剤溶液C−1を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
紫外線吸収剤溶液C−1の組成
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・紫外線吸収剤(UV−1) 10.0質量部
・紫外線吸収剤(UV−2) 10.0質量部
・メチレンクロライド 55.7質量部
・メタノール 10質量部
・ブタノール 1.3質量部
・セルロースエステル溶液A−1 12.9質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 0006321052
(セルロースエステル支持体T1の作製)
セルロースアシレート溶液A−1を94.6質量部、マット剤分散液B−1を1.3質量部とした混合物に、セルロースアシレート100質量部当たり、紫外線吸収剤(UV−1)および紫外線吸収剤(UV−2)がそれぞれ1.0質量部となるように、紫外線吸収剤溶液C−1を加え、加熱しながら充分に攪拌して各成分を溶解し、ドープを調製した。得られたドープを30℃に加温し、流延ギーサーを通して直径3mのドラムである鏡面ステンレス支持体上に流延した。支持体の表面温度は−5℃に設定し、塗布幅は1470mmとした。流延したドープ膜をドラム上で34℃の乾燥風を150m3/分で当てることにより乾燥させ、残留溶剤が150%の状態でドラムより剥離した。剥離の際、搬送方向(長手方向)に15%の延伸を行った。その後、フィルムの幅方向(流延方向に対して直交する方向)の両端をピンテンター(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンター)で把持しながら搬送し、幅手方向には延伸処理を行わなかった。さらに、熱処理装置のロール間を搬送することによりさらに乾燥し、セルロースアシレート支持体T1を製造した。作製した長尺状のセルロースアシレート支持体T1の残留溶剤量は0.2%で、厚みは60μmで、550nmにおけるReとRthはそれぞれ0.8nm、40nmであった。
<λ/4板Fの作製>
クラレ社製ポバールPVA−103を純水に溶解した。上記溶液の濃度および塗布量を、乾燥膜厚が0.5μmになるように調整し、上記で作製したセルロースアシレート支持体T1上にバー塗布した。その後、塗布膜を100℃で5分間加熱した。さらにこの表面をラビング処理して配向層を得た。
続いて下記の組成の溶質を、MEK(メチルエチルケトン)に溶解し、塗布液を調製した。この塗布液を濃度および塗布量が乾燥膜厚が1μmになるように調整して、上記の配向層上にバー塗布した。その後、溶媒を85℃、2分間保持して溶媒を気化させた後に100℃で4分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。なお、円盤状化合物は支持体平面に対して垂直配向していた。
その後この塗布膜を80℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射してλ/4板Fを作製した。
<λ/4板F作製用の塗布液の溶質組成>
円盤状液晶化合物(化合物1) 35質量部
円盤状液晶化合物(化合物2) 35質量部
配向助剤(化合物3) 1質量部
配向助剤(化合物4) 1質量部
重合開始剤(化合物5) 3質量部
<位相差素子Iの作製>
負の固有複屈折値を有する材料としてスチレン−無水マレイン酸共重合体(「ダイラークD332」、ノバケミカル社製、Tg=131℃)、透明樹脂材料としてノルボルネン系樹脂(商品名:ZEONOR1020、日本ゼオン社製、Tg=105℃)を用いた。まず、2つの押出し機が押出しダイに一体に組み合わされた押出しダイのそれぞれの押出し機に、溶融状態のノルボルネン系樹脂およびスチレン-無水マレイン酸共重合体をそれぞれ格納した。上述のノルボルネン系樹脂を格納した押出し機の押出し流路は2つに分岐していて、分岐した流路から押出されたノルボルネン系樹脂は、他の押出し機から押出されたスチレン−無水マレイン酸共重合体を挟持して、押出しダイ内部で3層構成の積層体を形成するように構成した。また、2つの押出し機の押出しダイへの連通口にはフィルタが配置されていて、上述のノルボルネン系樹脂およびスチレン−無水マレイン酸共重合体をフィルタに通してから、押出しダイ内部に押出すようにし、3層構造を有する積層体を得た。この積層体の厚さムラを、走査式厚さ計を用いて測定した。測定は積層体の長手方向に連続的走査して行った。得られた積層体は厚さ平均300μmであり、厚さむらは上述の厚さ平均に対して2.5%であった。
次いで、この積層体をゾーン加熱の搬送方向と平行である縦方向への一軸延伸装置とテンター延伸(搬送方向と垂直である横方向へ一軸延伸)装置に順次送り込んで逐次二軸延伸を行うことにより位相差素子Iを作製した。延伸温度は前述の縦延伸、横延伸のいずれも140℃、延伸倍率は縦延伸が1.8倍、横延伸は1.5倍とした。
得られた位相差素子Iの平均厚さは120μm、自動複屈折測定装置KOBRA−21SDH(王子計測機器社製)を用いて屈折率、レターデーションを測定したところ、面方向の屈折率はnx=1.5732、ny=1.5731、厚さ方向の屈折率はnz=1.5757であった。レターデーションは、Reが10nm、Rthが−300nmであった。
<λ/4板Hの作製>
正の固有複屈折値を有する材料としてノルボルネン系樹脂(商品名:ZEONOR1420、日本ゼオン社製、Tg=136℃)および負の固有複屈折値を有する材料としてスチレン−無水マレイン酸共重合体(商品名:ダイラークD332、ノバケミカル社製、Tg=131℃)を用い、位相差素子Iと同様の手法に3層構造の積層体を得た。この積層体の厚さむらを、走査式厚さ計を用いて測定した。測定は積層体の長手方向に連続的走査して行った。得られた積層体は厚さ平均120μmであり、厚さむらは上述の厚さ平均に対して2.2%であった。
次に、この積層体を125℃で縦一軸延伸装置により1.7倍に延伸し、自動複屈折測定装置KOBRA−21SDH(王子計測機器社製)を用いてレターデーションを測定したところ、波長λ=450nm、550nmおよび650nmにおけるレターデーションと波長との比が、それぞれ0.235、0.250および0.232である、λ/4板Hが得られた。
<光反射層Dの形成>
配向層としてサンエバーSE−130(日産化学社製)をN−メチルピロリドンに溶解した。上記溶液を、濃度および塗布量を乾燥膜厚が0.5μmになるように調整して、コーニング社製ガラス7059上にバー塗布した。」塗布膜を100℃で5分間加熱し、さらに250℃で1時間加熱した。その後この表面をラビング処理して配向層を得た。
続いて下記の組成の溶質を、MEKに溶解し、円盤状液晶化合物を含む第一の光反射層形成用の塗布液を調製した。この塗布液を、濃度および塗布量を表4に示す第一の光反射層の乾燥膜厚になるように調整して、上記の配向層上にバー塗布して、溶媒を70℃、2分間保持して溶媒を気化させた後に100℃で4分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
その後この塗布膜を45℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射して、光反射層Dを形成した。光反射層Dの膜厚は、2.4μmであった。AXOMETRIX社のAXOSCANを用いてコレステリックのピッチを計測した結果、反射波長は700nmであった。
<光反射層D形成用の塗布液の溶質組成>
円盤状液晶化合物1 56質量部
円盤状液晶化合物2 14質量部
配向助剤(化合物3) 1質量部
配向助剤(化合物4) 1質量部
重合開始剤(化合物5) 3質量部
キラル剤1 2.5質量部
<光反射層Eの形成>
キラル剤の混合比率を調節することにより反射波長ピーク、塗布厚みを変更した以外は光反射層Dの形成と同様の方法で光反射層Eを作製した。光反射層Eの膜厚は、2.4μmであった。AXOMETRIX社のAXOSCANを用いてコレステリックのピッチを計測した結果、反射波長は450nmであった。
(光学積層体Aの作製)
まず、特許4570377号公報[0065]に記載の手順で光学活性部位を有する末端フッ化アルキル基含有重合体(以下化合物7)を得た。具体的には、以下のように化合物Aを得た。
コンデンサー、温度計、攪拌機および滴下ロートを備えた四つ口フラスコに、フッ素系溶媒AK−225(旭硝子社製、1,1,1,2,2‐ペンタフルオロ‐3,3‐ジクロロプロパン:1,1,2,2,3‐ペンタフルオロ‐1,3‐ジクロロプロパン=1:1.35(モル比)の混合溶媒))50質量部、下記構造の光学活性を有する反応性キラル剤(化合物7、式中*は光学活性部位を示す)5.22質量部を仕込み、反応容器を45℃に調温し、次いで過酸化ジペルフルオロ−2−メチル−3−オキサヘキサノイル/AK225の10質量%溶液6.58質量部を5分かけて滴下した。滴下終了後、45℃、5時間、窒素気流中で反応させ、その後生成物を5mlに濃縮し、ヘキサンで再沈澱を行い、乾燥することにより光学活性部位を有する末端フッ化アルキル基含有重合体(化合物7)3.5質量部(収率60%)を得た。
得られた重合体の分子量をGPCを用いTHF(テトラヒドロフラン)を展開溶剤として測定したところ、Mn=4,000(Mw/Mn=1.77)であり、フッ素含有量を測定したところフッ素含有量は5.89質量%であった。
Figure 0006321052
コーニング社製ガラス7059に、ポリビニルアルコール10質量部、水371質量部からなる配向膜塗布液をこのガラスの片面に塗布、乾燥し、厚さ1μmの配向膜を形成した。次いで、このガラスの長手方向に対し平行方向に連続的に配向膜上にラビング処理を実施した。
配向膜の上に、下記組成の組成物をバーコーターを用いて塗布し、10秒間室温にて乾燥後、100℃のオーブン中で2分間加熱(配向熟成)し、さらに30秒間紫外線照射し、厚さ5.0μmのコレステリック液晶層(A)を有する光学積層体(A)を作製した。
<コレステリック液晶層(A)形成のための組成物>
化合物8 8.2質量部
化合物9 0.3質量部
先に作製した光学活性部位を有する末端フッ化アルキル基含有重合体(化合物7) 1.9質量部
メチルエチルケトン 24.0質量部
このコレステリック液晶層(A)の断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、層法線方向に螺旋軸を有し、コレステリックピッチが連続的に変化した構造を有していた。ここで、コレステリックピッチについて、コレステリック液晶層の断面を走査型電子顕微鏡で観察した際に、明部と暗部の繰り返し二回分(明暗明暗)の層法線方向の幅を1ピッチとカウントする。
コレステリックピッチが小さい面側をx面、大きい面側をy面と定義すると、計測されたコレステリックのピッチから計算した結果は、x面側付近のコレステリックの反射波長が410nm、y面側近傍のコレステリックの反射波長が700nmであった。
また、コーニング社製ガラス7059の代わりに、例えば100メートル以上の長尺セルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製)を使用しても、同様のコレステリック液晶層(A)を有する光学積層体(AL)を作製することができる。このように長尺のセルロースアシレートフィルムを使用することは、いわゆるロールトゥロールでの光学シート部材作製を可能とし、製造適性の観点からより好ましい。使用する長尺のフィルムは、コレステリック液晶層を転写することが可能であれば、これに限定されない。
Figure 0006321052
(光学積層体Bの作製)
光学積層体Aの作製のうち、コレステリック液晶層の膜厚を3.5μmとし、重合体(化合物A)添加量、熟成温度、紫外線照射条件を変化させた以外は、光学積層体Aと同様に光学積層体Bを作製した。
この光学積層体Bの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、層法線方向に螺旋軸を有し、厚さ方向にコレステリックピッチが連続的に変化した構造を有していた。
また、光学積層体Aと同様にコレステリックのピッチを計測した結果、x面側付近のコレステリックの反射波長は410nm、y面側近傍のコレステリックの反射波長は580nmであった。
また、コーニング社製ガラス7059の代わりに、長尺のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製)を利用しても、同様のコレステリック液晶層(B)を有する光学積層体(BL)を作製することができる。このように長尺のセルロースアシレートフィルムを使用することは、ロールトゥロールでの光学シート部材作製を可能とし、製造適性の観点からより好ましい。使用する長尺のフィルムは、コレステリック液晶層を転写することが可能であれば、これに限定されない。
(光学積層体Cの作製)
光学積層体Aの作製のうち、コレステリック液晶層の膜厚を3.5μmとし、重合体(化合物A)添加量、熟成温度、紫外線照射条件を変化させた以外は、光学積層体Aと同様に光学積層体Cを作製した。
この光学積層体Cの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、層法線方向に螺旋軸を有し、厚さ方向にコレステリックピッチが連続的に変化した構造を有していた。
また、光学積層体Aと同様にコレステリックのピッチを計測した結果、x面側付近のコレステリックの反射波長は500nm、y面側近傍のコレステリックの反射波長は700nmであった。
<輝度向上フィルムの作製>
図1に示す構成で、光学積層体A、BまたはCのいずれかと、光反射層と、λ/4板を、粘着材で貼合し、実施例101〜110、比較例101〜103の輝度向上フィルムを作製した。なお、光学積層体は粘着材を用いて支持体ガラスから転写しコレステリック液晶層のみを輝度向上フィルムの構成として用いた。また、実施例110では、上記の通り作製した輝度向上フィルムを25℃の純水に10分間浸し、λ/4板の配向層であるPVA−103を溶解させることで、支持体であるセルロースアシレートを剥離した。
ヨウ素水溶液中で連続して染色した厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムを搬送方向に5倍延伸し、乾燥して長尺の偏光子を製造し、上記輝度向上フィルムおよび偏光板保護フィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製)を偏光子の両面にそれぞれ貼り合わせて光学シート部材を製造した。貼り合わせの際記輝度向上フィルムのλ/4板が偏光子と接着されるようにした。
<実施例111〜113>
<輝度向上フィルム用支持体の作製>
(セルロースアシレート支持体T2の作製)
前述のセルロースアシレート支持体T1において、厚みのみ120μmに変更する以外は同様の方法を用いて、セルロースアシレート支持体T2を作製した。この光学特性として、Rthは80nmであった。
(セルロースアシレート支持体T3の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調整した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
コア層セルロースアシレートドープの組成:
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アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
可塑剤2(下記構造) 15質量部
メチレンクロライド 426質量部
メタノール 64質量部
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Figure 0006321052
分子量約1000
(外層セルロースアシレートドープの作製)
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調整した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
マット剤溶液の組成:
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド 76質量部
メタノール 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ 1質量部
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
(セルロースアシレート支持体T3の作製)
上述のコア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、残留溶剤が3〜15%の状態で、横方向に1.1倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、厚さ25μm、Rthが0nmのセルロースアシレート支持体T3を作製した。
<λ/4板Tλ1、Tλ2、Tλ3の作製>
(アルカリ鹸化処理)
前述のセルロースアシレートフィルムT1、T2、T3を、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムのバンド面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
──────────────────────────────────
アルカリ溶液組成
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤SF−1:C1429O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
──────────────────────────────────
(配向膜の形成)
セルロースアシレート支持体T1、T2、T3のアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液(A)を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。使用した変性ポリビニルアルコール1の鹸化度は96.8%であった。
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配向膜塗布液(A)の組成
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変性ポリビニルアルコール1 10質量部
水 308質量部
メタノール 70質量部
イソプロパノール 29質量部
光重合開始剤(イルガキュア2959、BASF社製) 0.8質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度を略45°とした。
続いて下記の組成の溶質を、MEKに溶解し、塗布液を調製した。この塗布液を、濃度および塗布量を乾燥膜厚が1.0μmになるように調整して、上記の配向層上にバー塗布した。塗布膜を、80℃で1分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を75℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射して、T1、T2、T3それぞれの上にλ/4板を形成しλ/4板Tλ1、Tλ2、Tλ3を作製した。得られたフィルムのレターデーションを測定すると、いずれも128nmであった。
<λ/4板塗布液の溶質組成>
円盤状液晶化合物(化合物1) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物2) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.08質量部
界面活性剤1 0.075質量部
重合開始剤 3質量部
重合性モノマー1 10質量部
<反射偏光子の形成>
<第一の光反射層の形成>
上述のλ/4板Tλ1、Tλ2、Tλ3の上に、下記の方法でコレステリック液晶材料として円盤状液晶化合物を用いたコレステリック液晶相を固定してなる光反射層として、第一の光反射層を形成した。
下記の組成の溶質を、MEKに溶解し、円盤状液晶化合物を含む第一の光反射層形成用の塗布液を調製した。この塗布液を、濃度および塗布量を乾燥膜厚が2.4μmになるように濃度を調整して、上記のλ/4板の上にバー塗布して、110℃で1分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を45℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射して、λ/4一体型光反射層TC1、TC2、TC3を作製した。
<光反射組成物1>
円盤状液晶化合物(化合物1) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物2) 20質量部
界面活性剤1 0.45質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤(化合物6) 3.5質量部
<輝度向上フィルムの作製>
図1に示す構成で、λ/4一体型光反射層TC1、TC2、TC3と光学積層体BLを、アクリル性UV硬化接着剤でロールトゥロール貼合し、実施例111、112、113の輝度向上フィルムを作製した。なお、光学積層体BLはセルロースアシレートフィルムから転写しコレステリック液晶層のみを輝度向上フィルムの構成として用いた。
ヨウ素水溶液中で連続して染色した厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムを搬送方向に5倍延伸し、乾燥して長尺の偏光子を製造し、上記輝度向上フィルムおよび偏光板保護フィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製)を、偏光子の両面にロールトゥロールでそれぞれ貼り合わせて、光学シート部材を製造した。
<液晶表示装置の製造>
量子ドットバックライトユニットの作製
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板を実施例101の光学シート部材に変更し、バックライトユニットを以下の量子ドット(RGB狭帯域)バックライトユニットに変更し、実施例101の液晶表示装置を製造した。
用いた量子ドットバックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(日亜B−LED、主波長465nm、半値幅20nm)を備える。また、光源の前部に青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長535nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長630nm、半値幅40nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドット部材を備える。また、光源の後部に光源から発光されて輝度向上フィルムまたは光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。
実施例102〜108、実施例110〜113、比較例101,102および104においても、表4に示す構成の輝度向上フィルムを用いて実施例101と同様に評価した。
また、その他の青色発光ダイオード、その他の量子ドット部材を使用し、異なる主波長の量子ドットバックライトユニットを使用しても、同様の結果を得られた。
白色LEDバックライトユニットの作製
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板の代わりに実施例109の光学シート部材を用いて、バックライトユニットを変更せずに、実施例109の液晶表示装置を製造した。
また、比較例でも同様に実施した。
この液晶表示装置のバックライト光源は、青色光の発光ピーク波長450nmであった。緑〜赤領域では1つの発光ピークであり、ピーク波長は550nm、半値幅は100nmであった。
また、その他の市販液晶表示装置を使用し、異なる発光スペクトルを持つ白色LEDバックライトを使用しても、同様の結果を得られた。

上記により作製した輝度向上フィルムの構成を表4に示す。
Figure 0006321052
表4中、反射帯域にBGRのうち2つ以上含まれるものは、1層の光反射層でB(青色光)、G(緑色光)およびR(赤色光)のうちの2波長領域あるいはBGR全ての波長領域をカバーする反射層であることを示す。また、表4中、DLCは円盤状液晶化合物、CLCは棒状液晶化合物を示す。
表4に示した輝度向上フィルムに関して、以下の基準にて評価した。
(1)正面輝度
特開2009−93166号公報の〔0180〕に記載と同様に、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、液晶表示装置の白表示時の正面輝度を測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。なお、実施例101〜113、ならびに比較例101〜103では比較例104を基準とした。
5:比較例104の液晶表示装置の正面輝度の130%以上。
4:比較例104の液晶表示装置の正面輝度の120%以上、130%未満。
3:比較例104の液晶表示装置の正面輝度の110%以上、120%未満。
2:比較例104の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
(2)斜め色味変化
液晶表示装置の斜め色味変化Δu’v’を以下の方法で評価した。色味座標u’、v’の値を正面(極角0度)と極角60度方向で差分をとった色味色差Δu’v’を方位角0〜360度方向で測定し、その平均値を斜め色味変化Δu’v’の評価指標とした。色味座標u’v’の測定には測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いた。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
6:比較例101の液晶表示装置の斜め色味変化よりも35%以上、少ない。
5:比較例101の液晶表示装置の斜め色味変化よりも30%以上、35%未満、少ない。
4:比較例101の液晶表示装置の斜め色味変化よりも20%以上、30%未満、少ない。
3:比較例101の液晶表示装置の斜め色味変化よりも10%以上、20%未満、少ない。
2:比較例101の液晶表示装置の斜め色味変化と同等以上である。
(3)色再現域
液晶表示装置の色再現域を、特開2012−3073号公報の〔0066〕に記載と同様に(株)トプコン製Bm5にて測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
4:比較例103の液晶表示装置のNTSC比の120%以上。
3:比較例103の液晶表示装置のNTSC比の110%以上、120%未満。
2:比較例103の液晶表示装置のNTSC比と同等以下である。
これらの結果を表5に示す。
Figure 0006321052
上記表より、本発明の輝度向上フィルムが液晶表示装置において優れた正面輝度を与え、斜め色味変化が少ないことがわかる。
<実施例114〜117>
実施例101において、第二の光反射層の外側に粘着剤を用いて、市販のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))を貼合し、実施例114とした。実施例101と同様に評価したところ、正面輝度5、斜め色味変化6、色再現性4となった。
実施例109において、第二の光反射層の外側に粘着剤を用いて、市販のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))を貼合し、実施例115とした。実施例109と同様に評価したところ、正面輝度5、斜め色味変化6、色再現性2となった。
実施例109において、第二の光反射層の作製時に支持体として市販のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))を使用し、輝度向上フィルムとして貼合する際、転写せずに、そのままセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))が最外層となるように貼合し、実施例116とした。実施例109と同様に評価したところ、正面輝度5、斜め色味変化6、色再現性2となった。
実施例107において、第二の光反射層の外側に粘着剤を用いて、市販のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))を貼合し、実施例117とした。実施例107と同様に評価したところ、正面輝度5、斜め色味変化5、色再現性4となった。
<実施例201>
支持体の作製(セルロースアシレートドープの作製)
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製してセルロースアシレートドープを調液した。
―――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアセテート溶液組成
―――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアセテート(置換度2.88) 100質量部
P−1 12質量部
紫外線吸収剤(UV−1) 1.8質量部
紫外線吸収剤(UV−2) 0.8質量部
以下L−1 3質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 501.1質量部
メタノール(第2溶剤) 74.9質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――

P−1は、トリフェニルホスフェート(TPP)/ビフェニルジフェニルホスフェート(BDP)=2/1(質量比)の混合物である。
Figure 0006321052
更に、下記のマット剤分散液を、セルロースアシレートドープ100質量部に対して3.6質量部加えた。

(マット剤分散液)
シリカ粒子分散液(平均粒径16nm) 0.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 75.5質量部
メタノール(第2溶剤) 6.5質量部
上記ドープ 17.3質量部
(セルロースアシレートフィルムの作製)
セルロースアシレートドープを流延口から20℃のドラム上に流延した。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、15μmの膜厚を有するセルロースアシレートフィルム(CTA1)を作製した。
前述CTA1の支持体の表面に、以下の手順でアルカリけん化処理を実施した。
(アルカリ鹸化処理)
温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した。その後、フィルム片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量10ml/m2で塗布し、105℃に加熱した。加熱したフィルムを(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。さらに、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したフィルムを作製した。
──────────────────────────────────
アルカリ溶液組成
──────────────────────────────────
水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤SF−1:C1429O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
──────────────────────────────────
(配向膜の形成)
上記のように鹸化処理したCTA1に、下記の組成の配向膜塗布液を#12のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。得られた塗布膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度を略0°とした。
──────────────────────────────────
配向膜形成用塗布液の組成
──────────────────────────────────
変性ポリビニルアルコール1 2.4質量部
イソプロピルアルコール 1.6質量部
メタノール 36質量部
水 60質量部
──────────────────────────────────
<塗布型偏光子1(TGH1)の作製>
前述の配向膜のラビング処理面上に、染料偏光子用塗布液1をスピンコーターで2000rpmで10秒間キャストした。次いで、膜面温度160℃で15秒間熟成し、室温まで冷却し、偏光子1を得た。形成された偏光子1はラビング方向に対して吸収軸が平行に配向していた。
──────────────────────────────────
染料偏光子用塗布液1の組成
──────────────────────────────────
二色性色素PB−7 50質量部
二色性色素C−3 30質量部
二色性色素C−19 20質量部
含フッ素化合物C 0.3質量部
クロロホルム 1130質量部
──────────────────────────────────
含フッ素化合物C
Figure 0006321052
(配向膜の形成)
上記のように作製したTGH1の塗布型偏光子面とは逆の表面に、下記の組成の配向膜塗布液を#12のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。得られた塗布膜に連続的にラビング処理を施し TGH−Y フィルムを得た。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度を略45°とした。
──────────────────────────────────
配向膜塗布液の組成
──────────────────────────────────
変性ポリビニルアルコール1 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド 0.5質量部
光重合開始剤(イルガキュアー2959、BASF社製) 0.3質量部
──────────────────────────────────
<円盤状液晶化合物を用いた、λ/4板の形成>
配向膜を形成した、TGH−Y上に、更に、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液A1を#3.2のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は40m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、60℃の温風で80秒間加熱した。続いて、60℃にてUV照射を行い、液晶化合物の配向を固定化し光学異方性層を形成した。このとき、UV照射量は300mJ/cm2とした。なお、このフィルムをTGH−ZAとした

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円盤状液晶化合物を含む塗布液A1
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
配向助剤1 0.9質量部
配向助剤2 0.1質量部
メガファックF444(DIC社製) 0.12質量部
重合開始剤1 3質量部
メチルエチルケトン 301質量部
──────────────────────────────────
<円盤状液晶化合物を用いた、コレステリック層の形成>
上記の方法で作製したTGH−ZAのλ/4板表面に、下記の方法で液晶化合物として円盤状液晶化合物を用いたコレステリック液晶相を固定してなる光反射層として、第一の光反射層を形成した。フィルムの搬送速度(V)は30m/minとした。
下記の組成の円盤状液晶化合物を含む塗布液B1を上記作製した配向膜の表面に3.05μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。
続いて、113℃で2分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。
アイグラ社製のメタルハライドランプを用いて窒素雰囲気下にて、紫外線照射して、光反射層を形成した。このとき、UV照射量は200mJ/cm2とした。作製したフィルムをTGH−ZBとした。
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円盤状液晶化合物を含む塗布液(B1)の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物(化合物101) 80質量部
円盤状液晶化合物(化合物102) 20質量部
以下に記載の重合性モノマー 2質量部
メガファックF444(DIC社製) 0.15質量部
重合開始剤1 3質量部
キラル剤1 5質量部
メチルエチルケトン 214質量部
シクロヘキサノン 66質量部
tertブチルアルコール 50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<高Δn棒状液晶化合物を用いた、ピッチグラジエントコレステリック層の形成>
上記の方法で作製したTGH−ZBの円盤状液晶からなるコレステリック層の上に、下記の組成の棒状液晶化合物を含む塗布液B4を5μmの膜厚になるように調整し、連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は20m/minとした。
塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で120秒間加熱した。続いて、100℃にて照射量20mJ/cm2でUV照射した。更にその後、配向再熟成として、80℃の温風で120秒加熱した。
続いて、70℃にて照射量350mJ/cm2でUV照射し、光反射層を形成した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物を含む塗布液B4
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状状液晶化合物204 100質量部
多官能モノマーA−TMMT(新中村化学工業(株)社製 1質量部
重合開始剤1 4質量部
界面活性剤2 0.05質量部
界面活性剤3 0.01質量部
キラル剤2 表1中記載
メチルエチルケトン 200質量部
シクロヘキサノン 20質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
以上の手順で、ピッチグラジエントコレステリック層(5μm)、円盤状液晶化合物を用いたコレステリック層(3μm)、λ/4層(1μm)、PVA配向膜(0.5μm)、TAC(15μm)、PVA配向膜(0.5μm)、塗布型偏光子(0.2μm)をこの順で有する実施例201の光学シートを得た。
上記実施例9 のバックライト側の偏光板を上記で得られた実施例201の光学シートに置き換えて、(感圧接着剤で液晶セルに貼合)上記実施例1〜14と同様に評価した。その結果、輝度は5、視野角色味4、色再現域4であった。
<実施例218〜221>
(プリズムシート1の作製)
ピッチ20μm、頂角90度のプリズム形状を有するニッケル合金製の金型上にメチレンクロライドを散布し、直後に膜厚80μm、Re(550)とRth(550)がそれぞれ4nm、40nmの市販のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))を押し当て、その状態を維持したまま、50℃の恒温層で30分間乾燥させた後、金型から剥がし、プリズムシート1を作製した。
(プリズムシート2の作製)
<材料の調製>
((メタ)アクリル系樹脂)
下記に記載のアクリル樹脂を使用した。MMAはメチルメタクリレートに由来する構造単位を表す。
−アクリル樹脂Aの製造−
重量平均分子量130万、MMA比率100%のアクリル樹脂Aを、以下の方法で合成した。
メカニカルスターラー、温度計、冷却管をつけた1Lの三ツ口フラスコにイオン交換水300g、ポリビニルアルコール(ケン化度80%、重合度1700)0.6gを加えて攪拌し、ポリビニルアルコールを完全に溶解した後、メチルメタクリレート100g、過酸化ベンゾイル0.15gを添加し、85℃で6時間反応させた。得られた懸濁液をナイロン製ろ過布によりろ過、水洗し、ろ過物を50℃で終夜乾燥することで、目的のポリマーをビーズ状で得た(92.0g)。
<フィルムの作製>
(溶解工程:(メタ)アクリル系樹脂組成物の調製)
下記に記載の組成物を混合し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製した。
((メタ)アクリル系樹脂組成物の組成)
アクリル樹脂A 100質量部
ジクロロメタン 534質量部
メタノール 46質量部
(流延工程)
調製した(メタ)アクリル系樹脂組成物(ドープ組成物)をガラス板上に均一に流延し、流延膜を形成した。
(剥離工程)
流延膜を、(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点でガラス板からフィルムとして剥離し、140℃で乾燥を行い、厚み40μmのアクリルフィルムを作製した。作製したフィルムのRe(550)とRth(550)はそれぞれ2nm、5nmであった。
<プリズムシートの作製>
ピッチ20μm、頂角90度のプリズム形状を有するニッケル合金製の金型上にメチレンクロライドを散布し、直後にのアクリルフィルムを押し当て、その状態を維持したまま、50℃の恒温層で30分間乾燥させた後、金型から剥がし、プリズムシート2を作製した。
(プリズムシート3の作製)
―樹脂液1の調製―
以下に記載の化合物を、下記に記載の重量比にて混合した後、50℃で加熱し攪拌混合することにより樹脂液1を得た。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
樹脂液1組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――
EB3700:エベクリル3700、ダイセルUC(株)製 ビスフェノールAタイプ エポキシアクリレート(粘度:2200mPa・s/65°C)
60質量部
BPE200:NKエステルBPE−200、新中村化学(株)製 エチレンオキシド付加ビスフェノールAメタクリル酸エステル(粘度:590mPa・s/25°C)
20質量部
BR−31:ニューフロンティアBR−31、第一工業製薬工業(株)製 トリブロモフェノキシエチルアクリレート(常温で固体、融点50°C以上)
100質量部
M−110 :アロニックスM−110、東亞合成(株)製 エチレンオキシドを反応させたp−クミルフェノールの(メタ)アクリレート(粘度:150mPa・s/25°C)
20質量部
Lucirin TPO−L:BASF(株)製ラジカル発生剤 2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキシド
4質量部
MEK:メチルエチルケトン 68質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
―プリズムシートの作製―
支持体として膜厚80μm、Re(550)とRth(550)がそれぞれ4nm、40nmの市販のセルロースアシレートフィルム(TD80UL(富士フイルム株式会社製))を用いた。支持体の上に、調整した樹脂液1を、スロットダイを有するコーターを用い、乾燥後の厚さが20μmとなるように、塗布量を調整して塗布し、熱風循環式の乾燥装置により、100℃で乾燥を行った。
次に、樹脂液を塗布した透明支持体を、ニップローラと凹凸ローラにてニップ圧0.5Paで挟み込むことにより、樹脂層に三角状の頂部と三角状の谷底部を有するプリズム状の凹凸パターンを形成し、透明シートを作製した。形成したパターンは、頂部の頂角が90°の三角状で、谷底部も平坦部分のない溝の角度が90°の三角状であった。周期は20μmであり、深さは約10μmであった。
その後に、透明シートを、凹凸ローラに巻き付けた状態で、メタルハライドランプにより露光し、膜を硬化させ、金型から剥離し、プリズムシート3を作製した。
(プリズムシート4の作製)
―支持体の作製―
支持体として、膜厚100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを以下の方法で作製した。
――原料ポリエステルの合成――
以下に示すように、テレフタル酸およびエチレングリコールを直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行なう直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル1(Sb触媒系PET)を得た。
(1)エステル化反応
第一エステル化反応槽に、高純度テレフタル酸4.7トンとエチレングリコール1.8トンを90分かけて混合してスラリー形成させ、3800kg/hの流量で連続的に第一エステル化反応槽に供給した。更に三酸化アンチモンのエチレングリコール溶液を連続的に供給し、反応槽内温度250℃、攪拌下、平均滞留時間約4.3時間で反応を行なった。このとき、三酸化アンチモンはSb添加量が元素換算値で150ppmとなるように連続的に添加した。
この反応物を第二エステル化反応槽に移送し、攪拌下、反応槽内温度250℃で、平均滞留時間で1.2時間反応させた。第二エステル化反応槽には、酢酸マグネシウムのエチレングリコール溶液と、リン酸トリメチルのエチレングリコール溶液を、Mg添加量およびP添加量が元素換算値でそれぞれ65ppm、35ppmになるように連続的に供給した。
(2)重縮合反応
上記で得られたエステル化反応生成物を連続的に第一重縮合反応槽に供給し、攪拌下、反応温度270℃、反応槽内圧力20torr(2.67×10-3MPa)で、平均滞留時間約1.8時間で重縮合させた。
更に、第二重縮合反応槽に移送し、この反応槽において攪拌下、反応槽内温度276℃、反応槽内圧力5torr(6.67×10-4MPa)で滞留時間約1.2時間の条件で反応(重縮合)させた。
次いで、更に第三重縮合反応槽に移送し、この反応槽では、反応槽内温度278℃、反応槽内圧力1.5torr(2.0×10-4MPa)で、滞留時間1.5時間の条件で反応(重縮合)させ、反応物(ポリエチレンテレフタレート(PET))を得た。
次に、得られた反応物を、冷水にストランド状に吐出し、直ちにカッティングしてポリエステルのペレット(断面:長径約4mm、短径約2mm、長さ:約3mm)を作製した。得られたポリマーは固有粘度IV=0.63であった。このポリマーを原料ポリエステル1とした。
尚、IVは、原料ポリエステル1を、1,1,2,2−テトラクロルエタン/フェノール(=2/3[質量比])混合溶媒に溶解し、この混合溶媒中の25℃での溶液粘度から求めた。
―フィルム成形工程―
原料ポリエステル1を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入し、押出機1で300℃に溶融した。下記押出条件により、ギアポンプ、濾過器(孔径20μm)を介し、ダイから押出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム1を得た。
―易接着層の作製―
下記(1)〜(5)の手順に従い、偏光子側易接着層用の塗布液P1を作製した。
(1)共重合ポリエステル樹脂(A−1)の合成
ジメチルテレフタレート194.2質量部、ジメチルイソフタレート184.5質量部
ジメチル−5−ナトリウムスルホイソフタレート14.8質量部、ジエチレングリコール233.5質量部、エチレングリコール136.6質量部、およびテトラ−n−ブチルチタネート0.2質量部を仕込み、160℃から220℃の温度で4時間かけてエステル交換反応を行なった。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後、30Paの減圧下で1時間30分反応させ、共重合ポリエステル樹脂(A−1)を得た。
(2)ポリエステル水分散体(Aw−1)の作製
共重合ポリエステル樹脂(A−1)30質量部、およびエチレングリコールn−ブチルエーテル15質量部を混合し、110℃で加熱、攪拌し樹脂を溶解した。樹脂が完全に溶解した後、水55質量部をポリエステル溶液に攪拌しつつ徐々に添加した。添加後、液を攪拌しつつ室温まで冷却して、固形分30質量%の乳白色のポリエステル水分散体(Aw−1)を作製した。
(3)ポリビニルアルコール水溶液(Bw−1)の作製
水90質量部を入れ、攪拌しながらケン化度が88%で重合度500のポリビニルアルコール樹脂(クラレ製)(B−1)10質量部を徐々に添加した。添加後、液を攪拌しながら、95℃まで加熱し、樹脂を溶解させた。溶解後、攪拌しながら室温まで冷却して、固形分10質量%のポリビニルアルコール水溶液(Bw−1)を作製した。
(4)ブロックポリイソシアネート水分散液(C−1)の作製
ヘキサメチレンジイソシアネートを原料としたイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ製、デュラネートTPA)100質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55質量部、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(平均分子量750)30質量部を仕込み、窒素雰囲気下、70℃で4時間保持した。その後、反応液温度を50℃に下げ、メチルエチルケトオキシム47質量部を滴下した。反応液の赤外スペクトルを測定し、イソシアネート基の吸収が消失したことを確認し、固形分75質量%のブロックポリイソシアネート水分散液(C−1)を得た。
下記の塗剤を混合し、ポリエステル系樹脂(A−1)/ポリビニルアルコール系樹脂(B−1)の質量比が70/30になる易接着層用の塗布液P1を作製した。
(5)易接着層用の塗布液P1の作製
―――――――――――――――――――――――――――――――――
塗布液P1組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
水 40.61質量%
イソプロパノール 30.00質量%
ポリエステル水分散体(Aw−1) 11.67質量%
ポリビニルアルコール水溶液(Bw−1) 15.00質量%
ブロックイソシアネート系架橋剤(C−1) 0.67質量%
粒子(平均粒径100nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
1.25質量%
触媒(有機スズ系化合物、固形分濃度14質量%) 0.3質量%
界面活性剤(シリコン系、固形分濃度10質量%) 0.5質量%
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―ポリエステルフィルムの片面への易接着層の塗布―
リバースロール法にて、未延伸ポリエステルフィルム1の片側に偏光子側易接着層用の塗布液P1を、乾燥後の塗布量が0.12g/m2になるように調整しながら、塗布した。
―横延伸工程―
――予熱部――
予熱温度を90℃とし、偏光子側易接着層が塗布された未延伸ポリエステルフィルム1を延伸可能な温度まで加熱した。
――延伸部――
偏光子側易接着層が塗布され、予熱された未延伸ポリエステルフィルム1をテンター(横延伸機)に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、下記の方法、条件にてTD方向(フィルム幅方向、横方向)に下記の条件にて横延伸し、横延伸ポリエステルフィルム1を得た。
《条件》
・横延伸温度:90℃
・横延伸倍率:4.3倍
――熱固定部――
次いで、横延伸ポリエステルフィルム1の膜面温度が下記温度になるように制御しながら、熱固定処理を行った。
《条件》
・熱固定温度:180℃
・熱固定時間:15秒
――熱緩和部――
熱固定後の横延伸ポリエステルフィルム1を下記の温度に加熱し、フィルムを緩和した。
・熱緩和温度:170℃
・熱緩和率:TD方向(フィルム幅方向、横方向)2%
――冷却部――
次に、熱緩和後の横延伸ポリエステルフィルム1を50℃の冷却温度にて冷却した。
得られた横延伸ポリエステルフィルム1をPETフィルム1とした。PETフィルム1のRe(550)とRth(550)はそれぞれ10260nmと10493nmであった。
<プリズムシートの作製>
支持体として上記のPETフィルム1を用いた以外はプリズムシート3と同様の方法でプリズムシート4を作製した。
(偏光解消度測定)
偏光解消度測定は、直線偏光板1、上記で作製したプリズムシートまたはレンズシートをフィルム平面が平行になるように配置し、平行光源からフィルム法線方向に対して角度−80度〜80度で直線偏光子1側から光を入射し、直線偏光板2を取り付けた色彩輝度計BM−5(トプコン製)を配置し、輝度を測定した。測定時、直線偏光板2を適時回転させ、最小輝度(Ymin)と最大輝度(Ymax)となる角度を見出し、式1より偏光解消度を算出した。

偏光解消度 = 100×(1−(Ymax - Ymin)/(Ymax + Ymin)) (式1)
(楕円率測定)
分光エリプソメトリー(藤原 浩之 著、丸善株式会社)p.90〜96に記載の方法に従って、作製のプリズムシート1〜3の楕円率を測定した。
(実施例218)
市販のiPad Air(iPadは登録商標)(アップル社製)を分解し、バックライト側偏光板の代わりに実施例201の光学シート部材を用いた。バックライトユニットに設置されているプリズムシート2枚を取り出し、上記で作製したプリズムシート1を2枚準備して、プリズムの向きが直交するように代わりに設置し、実施例218の液晶表示装置を製造した。
(実施例219)
プリズムシート1の代わりにプリズムシート2を用いた以外は実施例218と同様にして、実施例219の液晶表示装置を製造した。
(実施例220)
プリズムシート1の代わりにプリズムシート3を用いた以外は実施例218と同様にして、実施例220の液晶表示装置を製造した。
(実施例221)
プリズムシート1の代わりにプリズムシート4を用いた以外は実施例218と同様にして、実施例221の液晶表示装置を製造した。
(正面輝度測定)
特開2009−93166号公報の〔0180〕に記載と同様に、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、液晶表示装置の白表示時の正面輝度を測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
4:実施例221の液晶表示装置の正面輝度の110%以上。
3:実施例221の液晶表示装置の正面輝度の105%以上、110%未満。
2:実施例221の液晶表示装置の正面輝度の100%以上、105%未満。
1:実施例221の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
(全光束測定)
測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、液晶表示装置の白表示時の輝度を測定し、極角方位角15度おきの輝度測定値と立体角を考慮し、全光束[lm]を算出し、下記の基準で評価した。
4:実施例221の液晶表示装置の全光束の110%以上。
3:実施例221の液晶表示装置の全光束の105%以上、110%未満。
2:実施例221の液晶表示装置の全光束の100%以上、105%未満。
1:実施例221の液晶表示装置の全光束と同等以下である。
結果を表に示す。本発明の光学シート部材は、偏光解消を抑制した光学異方性の小さいプリズムシートを併用することで、正面輝度や光利用効率が向上することがわかる。
Figure 0006321052
1 バックライト側偏光板
10 支持体
11 輝度向上フィルム
12 λ/4板
13 反射偏光子
14a 光反射層
14b 広帯域光反射層
15 偏光子
16 偏光板保護フィルム
20 接着層(接着剤)
21 光学シート部材
31 バックライトユニット
41 薄層トランジスタ基板
42 液晶セル
43 カラーフィルター基板
44 表示側偏光板
51 液晶表示装置
80 集光シートの製造装置
81 シート状体供給手段
82 塗布手段82
89 乾燥手段
83 エンボスロール
84 ニップロール
85 樹脂硬化手段
86 剥離ロール86
87 保護フィルム供給手段
88 シート巻き取り手段

Claims (19)

  1. λ/4板と反射偏光子とを有する輝度向上フィルムであって、
    前記輝度向上フィルムは液晶表示装置のバックライトとバックライト側偏光子との間に設けるためのものであり、
    前記反射偏光子が、前記λ/4板側から第一の光反射層および第二の光反射層をこの順で含み、第一の光反射層および第二の光反射層がいずれもコレステリック液晶相を固定してなる光反射層であり、
    第一の光反射層および第二の光反射層のうち、いずれか一方の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、他方の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、
    前記第一の光反射層および前記第二の光反射層の、少なくともいずれか一方が広帯域光反射層である
    輝度向上フィルム。
  2. 前記λ/4板および前記反射偏光子が、直接接触しているか、または、接着層を介して積層されている、請求項1に記載の輝度向上フィルム。
  3. 第一の光反射層が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層であり、第二の光反射層が棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層である、請求項1または2に記載の輝度向上フィルム。
  4. 棒状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された前記層のコレステリック液晶相の螺旋ピッチが層の膜厚方向で連続的に変化している請求項1〜3のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
  5. 前記棒状液晶化合物の複屈折Δnが0.2以上、0.5以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
  6. 前記第一の光反射層および前記第二の光反射層のうち、いずれか一方が青色光および緑色光を反射する広帯域光反射層であり、他方が赤色光反射層である請求項1〜5のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
  7. 前記赤色光反射層が、更に赤外光反射する光反射層である、請求項6に記載の輝度向上フィルム。
  8. 前記第一の光反射層、前記第二の光反射層のうち、いずれか一方が緑色光および赤色光を反射する広帯域光反射層であり、他方が青色光反射層である請求項1〜5のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
  9. 前記λ/4板が円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物から形成された層である請求項1〜8のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
  10. 前記反射偏光子の前記λ/4板側とは反対側に光の偏光状態を変化させる層を含み、前記の光の偏光状態を変化させる層は下記条件を満たす請求項1〜9のいずれか一項に記載の輝度向上フィルム。
    0<|光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−最外層の光反射層の平均屈折率|<0.8
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の輝度向上フィルムと偏光子を含む偏光板とを有し、
    前記λ/4板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とのなす角が30〜60°であり、
    前記偏光板、前記λ/4板および前記反射偏光子をこの順で含む、
    光学シート部材。
  12. 液晶セルと、偏光子を含む偏光板と、請求項1〜10のいずれか一項に記載の輝度向上フィルムとバックライトユニットとをこの順で有し;
    前記偏光板、前記λ/4板、前記反射偏光子、および前記バックライトユニットがこの順で配置され;
    前記バックライトユニットが、
    430〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する青色光と、
    500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有する緑色光と、
    600〜700nmの波長帯域に発光強度のピークの少なくとも一部を有する赤色光
    とを発光する光源を備え;
    前記バックライトユニットが前記光源の後部に、前記光源から発光されて前記輝度向上フィルムで反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える、液晶表示装置。
  13. 前記青色光、緑色光および赤色光の半値幅がいずれも100nm以下である、請求項12に記載の液晶表示装置。
  14. 前記光源が、前記青色光を発光する青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードの前記青色光が入射したときに前記緑色光と前記赤色光を発光する蛍光材料を有する光源である、請求項12または13に記載の液晶表示装置。
  15. 前記蛍光材料が量子ドット部材である、請求項14に記載の液晶表示装置。
  16. 前記光源が白色LEDである請求項12に記載の液晶表示装置。
  17. 前記バックライトユニットが少なくとも1枚の集光シートを備える、請求項12〜16のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  18. 前記集光シートが、透明支持体と集光層とを含み、
    前記透明支持体に対して前記集光層側の面で、凹凸形状が形成されており、
    前記透明支持体の波長550nmでのReが0nm以上20nm以下であり、
    前記透明支持体の波長550nmでのRthが−80nm以上80nm以下である請求項17に記載の液晶表示装置。
  19. 前記集光シートがポリマーフィルムからなり、
    前記集光シートは、基材の少なくとも一方の表面に凹凸形状を形成することにより得られ、前記基材の波長550nmでのReが0nm以上20nm以下であり、前記基材の波長550nmでのRthが−80nm以上80nm以下である請求項17に記載の液晶表示装置。
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