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1. (WO2018235667) 位相差基板の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法
Document

明 細 書

発明の名称 位相差基板の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010  

発明の効果

0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123  

符号の説明

0124  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 位相差基板の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法

技術分野

[0001]
本発明は、位相差基板の製造方法、及び、液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、反応性メソゲンを用いた位相差基板の製造方法、及び、上記位相差基板の製造方法を用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。

背景技術

[0002]
液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に液晶組成物を封入した液晶表示パネルに対してバックライトから光を照射し、液晶組成物に電圧を印加して液晶分子の配向を変化させることにより、液晶表示パネルを透過する光の量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を有することから、テレビジョン、スマートフォン、タブレット端末、カーナビゲーション等の電子機器に利用されている。このような液晶表示装置には、外光の映り込み防止、色調の補償、視野角の補償等を目的として、位相差フィルムが用いられることがある。
[0003]
従来の液晶表示装置は、屋外等の明所で用いたときに、液晶表示装置の内部及び表面で反射される外光の影響でコントラストが低下し、表示品位が低下することがあった。これに対して、液晶セルの観察面側に位相差フィルムを取り付けることにより、外光の反射率を低減し、屋外における視認性を改善することができる。一方、液晶表示装置の薄型化や部材数の低減を進めるためには、液晶セルに位相差フィルムを取り付ける代わりに、液晶セル内に位相差層(「インセル位相差層」ともいう。)を設けることが望まれていた。インセル位相差層としては、配向膜上に、反応性メソゲンで構成された位相差膜を積層したものが用いられる。
[0004]
反応性メソゲンで構成された位相差膜に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献1が挙げられる。特許文献1には、ベンゾオキサジノン環と該ベンゾオキサジノン環に直結する芳香環を有しており、かつ、重合性官能基を有する置換基で置換されたメソゲン核を有する化合物が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 国際公開第2012/124719号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
近年、インセル位相差層について研究開発が進められているが、本発明者の検討によれば、液晶表示装置が高コントラストの表示を行うためには、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性を更に向上させることが望ましいと分かった。
[0007]
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性が向上した位相差基板を製造できる位相差基板の製造方法、及び、上記位相差基板の製造方法を用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0008]
本発明者らは、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性を向上させる方法について種々検討した結果、反応性メソゲンを硬化反応させる際に用いる光として偏光紫外線を用いれば、配向性を向上させることができることを見出した。また、偏光紫外線の照射方位を特定の方位とすれば、より効果的に配向性を向上させることができることについても見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。
[0009]
すなわち、本発明の一態様は、基材上に配向膜及び位相差膜が積層された位相差基板の製造方法であって、上記配向膜を配向処理する工程と、上記配向膜上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程と、上記未硬化膜に、上記反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して上記位相差膜を形成する工程と、を含む位相差基板の製造方法である。
[0010]
本発明の別の一態様は、上記位相差基板の製造方法を用いて位相差基板を製造する工程を含む液晶表示装置の製造方法である。

発明の効果

[0011]
本発明によれば、位相差膜を構成する反応性メソゲンの配向性が向上した位相差基板を製造できる位相差基板の製造方法、及び、上記位相差基板の製造方法を用いた液晶表示装置の製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 実施形態1の位相差基板を示した断面模式図である。
[図2] 配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位(1stPUV)と、位相差膜12b形成時の偏光紫外線(2ndPUV)の照射方位と、照射方位θとの関係を説明する図である。
[図3] 実施形態2の液晶表示装置を示した断面模式図である。
[図4] 実施例1(θ=0°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。
[図5] 実施例4(θ=45°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。
[図6] 実施例7(θ=90°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。
[図7] 実施例1~7で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。
[図8] 実施例8~14で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。
[図9] 実施例15~21で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。

発明を実施するための形態

[0013]
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
[0014]
本明細書中、「位相差膜(位相差層)」とは、少なくとも波長550nmの光に対して10nm以上の面内位相差を付与する膜(層)を意味する。ちなみに、波長550nmの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。面内位相差は、R=(ns-nf)×dで定義される。ここで、nsは、位相差膜の面内方向の主屈折率nx及びnyのうちの大きい方を表し、nfは、位相差膜の面内方向の主屈折率nx及びnyのうちの小さい方を表す。主屈折率は、特に断りのない限り、波長550nmの光に対する値を指している。位相差膜の面内遅相軸はnsに対応する方向の軸を指し、面内進相軸はnfに対応する方向の軸を指す。dは、位相差膜の厚さを表す。本明細書中、特に断りがなければ、「位相差」は、波長550nmの光に対する面内位相差を意味している。
[0015]
本明細書中、λ/4の位相差とは、少なくとも波長550nmの光に対して1/4波長(厳密には、137.5nm)の面内位相差を指し、100nm以上、176nm以下の面内位相差であればよい。
[0016]
本明細書中、「観察面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより遠い側を意味する。
[0017]
本明細書中、2つの軸(方向)が直交するとは、両者のなす角度(絶対値)が90±3°の範囲内であることを指し、好ましくは90±1°の範囲内であり、より好ましくは90±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは90°(完全に直交)である。
[0018]
(実施形態1)
図1は、実施形態1の位相差基板を示した断面模式図である。図1に示すように、実施形態1の位相差基板10Aは、基材11と、基材11の一方の面に設けられたインセル位相差層12とを有し、インセル位相差層12は、配向膜12a及び位相差膜12bから構成される。位相差基板10Aは、基材11及びインセル位相差層12以外に、例えばカラーフィルタ層等の他の層を有していてもよい。
[0019]
基材11は、透明基材であることが好ましく、例えば、ガラス基材やプラスチック基材が挙げられる。
[0020]
インセル位相差層12は、直交する2つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える機能を有する。
[0021]
配向膜12aは、位相差膜12bの材料に含まれる反応性メソゲンの配向を制御するための下地層であり、液晶性分子の配向を制御するために用いられる一般的な配向膜を用いることができる。配向膜12aの材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリシロキサン等の主鎖を有するポリマーが挙げられ、主鎖又は側鎖に光反応部位(官能基)を有する光配向膜材料が好適に用いられる。
[0022]
位相差膜12bは、反応性メソゲン(RM:Reactive Mesogen)を配向させて硬化した層であり、後述する方法によって形成することができる。
[0023]
位相差膜12bの膜厚は、1.0μm以上、3.0μm以下であることが好ましく、1.2μm以上、2.0μm以下であることがより好ましい。
[0024]
位相差膜12bの位相差は特に限定されないが、位相差膜12bは、λ/4の位相差を有することが好ましい。位相差膜12bの位相差をλ/4とすることにより、位相差基板10Aをインセル位相差層として用いた液晶表示装置において、外光の反射を効果的に抑制することができる。なお、位相差膜12bの位相差は、Axoscan(ミューラー行列偏光計)を用いて測定することができる。
[0025]
位相差膜12bにおける反応性メソゲンの配向は、位相差膜12bの下面側に配置された配向膜12aによって制御されるが、従来の方法では、下面側のみの配向規制力だけでは、バルク中の反応性メソゲン分子や空気界面(上面側)の反応性メソゲン分子を完全に一様配向させることは難しく、液晶表示装置において高コントラストの表示を実現するためには、位相差膜12bを構成する反応性メソゲンの配向性を向上させることが求められていた。
[0026]
本実施形態に係る位相差基板10Aの製造方法によれば、位相差膜12bを構成する反応性メソゲンの配向性を向上させることができる。次に、本実施形態に係る位相差基板10Aの製造方法について説明する。本実施形態に係る位相差基板10Aの製造方法は、配向膜12aを配向処理する工程(1)と、配向膜12a上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程(2)と、未硬化膜に、反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して位相差膜12bを形成する工程(3)とを少なくとも含む。
[0027]
<工程(1)>
上記工程(1)では、配向膜12aを配向処理する。配向膜12aの配向処理の方法は特に限定されず、ラビング処理であってもよいし、光配向処理であってもよい。
[0028]
ラビング処理は、ラビングローラを回転させながら配向膜12aに押し当てるものである。ラビングローラとしては、例えば、表面にパイルが織り出されたラビング布を巻いたローラや、表面に凹凸のあるローラが挙げられ、レーヨン製のラビング布を巻いたローラが好適に用いられる。
[0029]
光配向処理は、配向膜12aの材料が光配向膜材料である場合に適用できる。光配向膜材料は、紫外光、可視光等の光(電磁波)が照射されることによって構造変化を生じ、その近傍に存在する液晶分子の配向を規制する性質(配向規制力)を発現する材料や、配向規制力の大きさ及び/又は向きが変化する材料全般を意味する。光配向膜材料は、例えば、二量化(二量体形成)、異性化、光フリース転移、分解等の反応が光照射によって起こる光反応部位を含む。光照射によって二量化及び異性化する光反応部位(官能基)としては、例えば、シンナメート、シンナモイル、4-カルコン、クマリン、スチルベン等が挙げられる。光照射によって異性化する光反応部位(官能基)としては、例えば、アゾベンゼン等が挙げられる。光照射によって光フリース転移する光反応部位としては、例えば、フェノールエステル構造等が挙げられる。光照射によって分解する光反応部位としては、例えば、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸-1,2:3,4-二無水物(CBDA)等のシクロブタン環を含む二無水物等が挙げられる。また、光配向膜材料は、垂直配向(Vertical Alignment)モードで使用可能な垂直配向性を示すものが好ましい。光配向膜材料としては、例えば、光反応部位を含むポリアミド(ポリアミック酸)、ポリイミド、ポリシロキサン誘導体、メタクリル酸メチル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
[0030]
光配向処理は、例えば、配向膜12aに対して光を照射する光源を持ち、複数の画素にわたる連続的なスキャン露光を行うことができる機能を持つ装置を用いて行うことができる。スキャン露光の具体的態様としては、例えば、基板を移動させながら光源から発せられる光線を基板面上に照射する態様、及び、光源を移動させながら該光源から発せられる光線を基板面上に照射する態様、光源及び基板を移動させながら光源から発せられる光線を基板面上に照射する態様が挙げられる。
[0031]
光配向処理後には、加熱処理を行ってもよい。加熱処理することにより、光反応を起こさなかった光配向膜材料の一部を一定の方向に配向させることができる。
[0032]
<工程(2)>
上記工程(2)では、配向膜12a上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する。未硬化膜は、位相差膜用組成物を、基材11上に塗布することにより作製することができる。位相差層用組成物の塗布方法としては、当該分野において一般的に知られている何れの方法でもよく、例えば、スピンコート法、バーコート法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレーコーター法等がある。
[0033]
上記位相差膜用組成物は、反応性メソゲンを溶媒に溶解させたものである。さらに、上記位相差層用組成物には、光重合開始剤、界面活性剤等の他、光及び熱により重合を起こさせる重合性組成物に通常含まれる成分を適宜添加してもよい。
[0034]
上記反応性メソゲンとしては、例えば、液晶性高分子のメソゲン成分として多用されているビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基、これらの誘導体等のメソゲン基と、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデン基、β-(2-フェニル)アクリロイル基、桂皮酸基、これらの誘導体等の光反応性基とを、併せ有する構造の側鎖を有し、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、N-フェニルマレイミド、シロキサン等の構造を主鎖に有するポリマーを挙げることができる。
[0035]
上記反応性メソゲンは、単一の繰り返し単位からなるホモポリマーであってもよく、側鎖の構造の異なる2以上の繰り返し単位からなるコポリマーであってもよい。上記コポリマーとしては、交互型、ランダム型、グラフト型等のいずれをも含むものである。また、上記コポリマーにおいては、少なくとも一の繰り返し単位に係る側鎖は、上記メソゲン基と上記光反応性基とを併せ有する構造の側鎖であるが、他の繰り返し単位に係る側鎖は、上記メソゲン基や上記光反応性基を有さないものであってよい。
[0036]
本実施形態に係る反応性メソゲンの好ましい具体例を以下に示す。
[0037]
上記反応性メソゲンは、例えば、下記一般式(I)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーであってもよい。
[0038]
[化1]


(上記式中、R は水素原子又はメチル基であり、R はアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、環A及び環Bはそれぞれ独立して、下記一般式(M1)~(M5)で表される基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。)
[0039]
[化2]


(上記式中、X ~X 38の各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基である。)
[0040]
上記反応性メソゲンは、下記一般式(I-a)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーであることが好ましい。
[0041]
[化3]


(上記式中、R は水素原子又はメチル基であり、R はアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、X 1A~X 4Aの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基であり、環Bは、下記一般式(M1a)又は(M5a)で表される基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。)
[0042]
[化4]


(上記式中、X 1B~X 4B及びX 31B~X 38Bの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基である。)
[0043]
更に、上記反応性メソゲンは、下記一般式(I-b)又は(I-c)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーであることがより好ましい。
[0044]
[化5]


[0045]
(上記式中、R は水素原子又はメチル基であり、R はアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、X 1A~X 4A及びX 31B~X 38Bの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。)
[0046]
[化6]


[0047]
(上記式中、R は水素原子又はメチル基であり、R はアルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基であり、X 1A~X 4A及びX 1B~X 4Bの各々はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基であり、p及びqはそれぞれ独立して、1~12のいずれかの整数であり、m及びnは、0.65≦m≦0.95、0.05≦n≦0.35、m+n=1の関係を満たす共重合体に占める各モノマーのモル分率である。)
[0048]
本実施形態の一般式(I)(一般式(I-a)、一般式(I-b)及び一般式(I-c)を含む。以下同様。)において、R としては、メチル基が好ましい。R としては、アルキル基、又は、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及びハロゲン原子から選ばれる基で置換されたフェニル基が好ましく、このうちアルキル基、又は、アルコキシ基若しくはシアノ基で置換されたフェニル基がより好ましく、アルキル基、又は、アルコキシ基で置換されたフェニル基が特に好ましい。
[0049]
31B~X 38Bとしては、いずれも、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、すべて水素原子である場合が最も好ましい。
[0050]
p及びqとしては、いずれも、3~9のいずれかの整数が好ましく、このうち5~7のいずれかの整数がより好ましく、6が最も好ましい。mについては、好ましくは0.75≦m≦0.85の範囲であり、最も好ましいのは0.8である。対応するnの好ましい範囲は、m+n=1から自ずと定まる範囲である。すなわち、好ましくは0.15≦n≦0.25の範囲であり、最も好ましいのは0.2である。
[0051]
本実施形態の一般式(I-a)、(I-b)又は(I-c)において,X 1A~X 4Aとしては、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、特に、X 1A~X 4Aのいずれか一つがハロゲン原子であって、その他が水素原子である場合、又は、全てが水素原子である場合が好ましい。また、本実施形態の一般式(I-b)において、X 31B~X 38Bとしては、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、全てが水素原子である場合が最も好ましい。また、本実施形態の一般式(I-c)において、X 1B~X 4Bとしては、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、全てが水素原子である場合が最も好ましい。
[0052]
のアルキル基又はR のフェニル基の置換基のアルキル基としては、炭素数1~12のアルキル基が挙げられ、そのうち、好ましくは炭素数1~6のものが、更に好ましくは炭素数1~4のものが、最も好ましくはメチル基が挙げられる。R のフェニル基の置換基のアルコシキ基としては、炭素数1~12のアルコキシ基が挙げられ、そのうち、好ましくは炭素数1~6のものが、更に好ましくは炭素数1~4のものが、最も好ましくはメトキシ基が挙げられる。R のフェニル基の置換基のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、このうち、フッ素原子が好ましい。
[0053]
~X 38において、アルキル基としては、炭素数1~4のものが挙げられ、そのうちメチル基が最も好ましく、アルコキシ基としては、炭素数1~4のものが挙げられ、そのうちメトキシ基が最も好ましく、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、このうち、フッ素原子が好ましい。
[0054]
なお、本明細書において、X 1A~X 4Aは、環A又は環B上の置換基であるX ~X 38について、それらが環A上の置換基である場合を表し、X 1B~X 4B及びX 31B~X 38Bは、それらが環B上の置換基である場合を表すものである。したがって、X ~X 38についての説明は、そのままX 1A~X 4A、X 1B~X 4B及びX 31B~X 38Bに対しても適用し得るものである。
[0055]
上記位相差膜用組成物における反応性メソゲンの含有量は、10重量%以上、40重量%以下であることが好ましく、15重量%以上、35重量%以下であることがより好ましく、20重量%以上、30重量%以下であることが更に好ましい。
[0056]
上記位相差膜用組成物に用いる溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジブチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、エタノール、プロパノール、シクロヘキサン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、n-ヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。このうち、毒性や環境負荷の観点及び/又は樹脂基材(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)等)に対する耐溶解性の観点から、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンが好ましい。これらは何れかを単独で用いることもでき、2種以上を併用することもできる。特に、上記一般式(I)で示される繰り返し単位を有する共重合性(メタ)アクリル酸ポリマーは、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンにも溶解するという優れた特長を有する。
[0057]
上記位相差層用組成物における溶媒の含有量は、反応性メソゲンが溶解する限り特に制限はないが、通常、反応性メソゲンの総重量に対し、例えば、70重量%以上、99重量%以下である。
[0058]
上記位相差膜用組成物に用いる光重合開始剤としては、少量の光照射により均一な膜を形成させるために一般に知られている汎用の光重合剤をいずれも用いることができる。具体例としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾニトリル系光重合開始剤、イルガキュア907(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、イルガキュア369(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等のα-アミノケトン系光重合開始剤、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、2-クロルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン,2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等;更には、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、チオキサンソン等の光重合開始剤が挙げられる。光重合開始剤は、何れかを単独で用いてもよいし、2種以上を併せて用いてもよい。
[0059]
上記位相差膜用組成物に用いる界面活性剤としては、均一な膜を形成させるために一般に用いられている界面活性剤をいずれも用いることができる。具体例としては、例えば、ラウリル硫酸ソーダ、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテルホスフェート、ナトリウムオレイルスクシネート、ミリスチン酸カリウム、ヤシ油脂肪酸カリウム、ナトリウムラウロイルサルコシネート等のアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールモノラウレート、ステアリン酸ソルビタン、ミリスチン酸グリセリル、ジオレイン酸グリセリル、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート等のノニオン性界面活性剤;ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウムクロリド等のカオチン性界面活性剤;ラウリルベタイン、アルキルスルホベタイン、コカミドプロピルベタイン、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン、ラウロイルサルコシンナトリウム、ココアンホ酢酸ナトリウム等の両性界面活性剤;更には、BYK-361、BYK-306、BYK-307(ビックケミージャパン社製)、フロラードFC430(住友スリーエム社製)、メガファックF171、R08(DIC社製)等の界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、何れかを単独で用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。
[0060]
上記位相差層用組成物における反応性メソゲン及び溶媒以外の任意成分の含有量は特に限定されず、通常、反応性メソゲンの総重量に対し、例えば、光重合開始剤は1重量%以上、10重量%以下、界面活性剤は0.1重量%以上、5重量%以下含まれていることが好ましい。
[0061]
次に、配向膜12a上に塗布された位相差膜用組成物を減圧乾燥するか、又は、自然乾燥した後加熱乾燥して、上記位相差層用組成物中に含まれている溶媒を留去することが好ましい。基材11上に塗布された位相差層用組成物は、自然乾燥の後、加熱乾燥されることがより好ましい。ここで、「溶媒を留去する」とは、溶媒を残溶媒が検出できない程度にまで除去することを意味し、例えば、ガスクロマトグラフィーでの測定で検出限界以下となるものである。位相差膜用組成物から溶媒が留去されると、配向膜12a上に未硬化膜が形成される。本明細書では、反応性メソゲンを含有し、偏光紫外線の照射により硬化される前の膜を「未硬化膜」という。
[0062]
<工程(3)>
上記工程(3)では、未硬化膜に、反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して位相差膜を形成する。上記未硬化膜に照射する偏光紫外線(PUV:Polarized UV)の波長は照射により反応性メソゲンに硬化反応を生じさせることができれば特に限定されず、近紫外線(波長:200~380nm)であってもよく、遠紫外線(波長:10~200nm)であってもよい。
[0063]
上記偏光紫外線は、配向膜12aの光吸収波長よりも長波長であることが好ましい。上記偏光紫外線の波長が、配向膜12aの光吸収波長と重複する場合には、後から照射された偏光紫外線によって、先の配向処理で設定された配向膜12aの配向方位が変わってしまったり、配向膜12aの光吸収によって反応性メソゲンの硬化反応が妨げられるおそれがある。また、上記偏光紫外線の波長が、配向膜12aの光吸収波長よりも短波長である場合には、偏光紫外線によって配向膜12aを構成する高分子の結合が切れて、配向膜12aの配向規制力が低下するおそれがある。配向膜12aは、220~260nmの光吸収波長を有するものが好適に用いられる。
[0064]
上記偏光紫外線の照射方位θは、配向膜12aの配向処理方位を0°と定義したときに、+45°≦θ≦+90°又は-45°≦θ≦90°であることが好ましい。これによって、位相差膜12bを構成する反応性メソゲンの配向性をより効果的に向上させることができる。その結果、液晶表示装置による表示のコントラストをより効果的に向上させることが可能となる。なお、配向膜12aの材料が光配向膜材料である場合、配向膜12aの配向処理方位とは、配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位である。図2は、配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位(1stPUV)と、位相差膜12b形成時の偏光紫外線(2ndPUV)の照射方位と、照射方位θとの関係を説明する図である。図2において、反時計周りの方向に形成される角度を正の角度とし、時計周りの方向に形成される角度を負の角度とする。
[0065]
上記偏光紫外線の照射方位とは、偏光紫外線の電場の振動方向を未硬化膜上に投影したものである。なお、偏光紫外線は、上記未硬化膜の表面に対して垂直方向から照射されてもよいし、斜め方向から照射されてもよい。上記配向膜12aの配向処理方位とは、光配向処理の場合、光配向処理の際に照射される偏光の電場の振動方向を配向膜12a上に投影したものである。なお、光配向処理の際に照射される偏光は、配向膜12aの表面に対して垂直方向から照射されてもよいし、斜め方向から照射されてもよい。配向膜12aによって配向させられる反応性メソゲンの分子の長軸は、配向膜12aの配向処理方位に対して直交する方位に向けられることが好ましい。
[0066]
上記偏光紫外線の照射に用いる光源としては、例えば、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。このような光源の光は、フィルタやプリズム等の光学部材を用いて、光路、波長範囲、偏光度等が調整されてもよい。
[0067]
上記偏光紫外線の照射エネルギーは、反応性メソゲンの種類や塗布量等に応じて適宜設定すればよく、例えば、100mJ/cm ~10J/cm とされる。
[0068]
なお、上記偏光紫外線を照射する際に、フォトマスクを使用すれば、2以上の異なった方向にパターン状に、反応性メソゲンを配向させることができる。
[0069]
また、偏光紫外線を照射した後に加熱処理を行ってもよい。
[0070]
本実施形態によれば、反応性メソゲンに偏光紫外線を照射する方法により、高コントラストの表示が可能な位相差基板を得ることができる。また、反応性メソゲンを硬化するプロセスにおいて、偏光紫外線の照射方位θを90°(θ=90°)とすれば、無偏光紫外線や他の照射方位θの偏光紫外線を用いたときよりも反応性メソゲンの分子をより均一に配向させることができ、液晶表示装置のコントラストを改善できる。
[0071]
(実施形態2)
実施形態2は、上記実施形態1の位相差基板10Aにカラーフィルタ等の部材を追加してなる位相差基板10Bを備える液晶表示装置に関する。そこで、本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態1と重複する内容については適宜説明を省略する。
[0072]
図3は、実施形態2の液晶表示装置を示した断面模式図である。図3に示すように、液晶表示装置1は、観察面側から背面側に向かって順に、第一偏光子20、アウトセル位相差層30、位相差基板(第一基板)10B、液晶層50、第二基板60、第二偏光子70及びバックライト80を有する。
[0073]
第一偏光子20及び第二偏光子70としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにヨウ素錯体(又は染料)等の異方性材料を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)等を用いることができる。
[0074]
アウトセル位相差層30は、複屈折材料などを利用して直交する2つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える層である。アウトセル位相差層30としては、位相差膜12bで用いられるような液晶性ポリマーが用いられてもよく、液晶表示装置の分野で一般的に用いられる延伸処理された高分子フィルムが用いられてもよい。上記高分子フィルムの材料としては、例えば、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ノルボルネン、トリアセチルセルロース、ジアチルセルロース等が挙げられ、中でも、シクロオレフィンポリマーが好ましい。シクロオレフィンポリマーで形成された位相差層は、耐久性に優れ、高温環境や高温高湿環境に長期間曝したときの位相差の変化が小さいという利点がある。シクロオレフィンポリマーのフィルムとしては、日本ゼオン社製の「ゼオノアフィルム(登録商標)」、JSR社製の「ARTON(登録商標)フィルム」等が知られている。
[0075]
位相差基板10Bは、観察面側から背面側に向かって順に、基材11、カラーフィルタ/ブラックマトリクス層42、オーバーコート層43、インセル位相差層12及び液晶配向用配向膜51を備える。
[0076]
カラーフィルタ/ブラックマトリックス層42は、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタが面内に並べられ、ブラックマトリックスで区画された構成を有する。赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタ、及び、ブラックマトリックスは、例えば、顔料を含有する透明樹脂で構成されている。通常、すべての画素に赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタの組み合わせが配置され、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタを透過する色光の量を制御しつつ混色させることで各画素において所望の色が得られる。ブラックマトリクスとしては、例えば黒色の感光性アクリル樹脂等を用いることができる。
[0077]
オーバーコート層43は、カラーフィルタ/ブラックマトリックス層42の液晶層50側の表面を覆う。オーバーコート層43が設けられることで、カラーフィルタ/ブラックマトリックス層42中の不純物が液晶層50中に溶出することを防止できる。オーバーコート層43の材料としては、透明樹脂が好適である。
[0078]
液晶配向用配向膜51は液晶層50における液晶分子の配向を制御する機能を有し、液晶層50への印加電圧が閾値電圧未満(電圧無印加を含む)のときには、主に液晶配向用配向膜51の働きによって液晶層50中の液晶分子の配向が制御される。液晶配向用配向膜51は、液晶分子の配向を制御するための配向処理がなされた層であり、液晶配向用配向膜51としては、ポリイミド等の液晶表示パネルの分野で一般的な配向膜を用いることができる。液晶配向用配向膜51の膜厚は、50nm以上、200nm以下であることが好ましく、80nm以上、120nm以下であることがより好ましい。
[0079]
液晶層50は、液晶組成物を含んでおり、液晶層50に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶組成物中の液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。
[0080]
上記液晶分子は、下記式で定義される誘電率異方性(Δε)が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよい。なお、正の誘電率異方性を有する液晶分子はポジ型液晶ともいい、負の誘電率異方性を有する液晶分子はネガ型液晶ともいう。また、液晶分子は、電圧が印加されていない状態(電圧無印加状態)で、ホモジニアス配向するものであり、電圧無印加状態における液晶分子の長軸の方向は、液晶分子の初期配向の方向ともいう。
Δε=(長軸方向の誘電率)-(短軸方向の誘電率)
[0081]
正の誘電率異方性を有する液晶分子は、応答速度をより高めることができるため、好ましく用いられる。また、負の誘電率異方性を有する液晶分子は、電界のかかり方に乱れが生じた場合であっても液晶分子の配向状態が乱れにくいことや、正の誘電率異方性を有する液晶分子と比べ光散乱が起こりにくいため(透過率が向上するため)、好ましく用いられる。
[0082]
第二基板60は、薄膜トランジスタアレイ基板であり、第二基板60は、観察面側から背面側に向かって順に、液晶配向用配向膜51、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を有する薄膜トランジスタ層61及び透明基材62を備える。
[0083]
薄膜トランジスタ層61は、液晶表示装置の画素のオン・オフをスイッチングするために用いられるスイッチング素子であるTFTを少なくとも含む層であり、TFTに接続される配線や電極、それらを電気的に分離するための絶縁膜等を含むものである。
[0084]
実施形態の液晶表示装置の液晶駆動モードとしては、特に限定されず、例えば、FFS(Fringe Field Switching)モード、IPS(In-Plane Switching)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、TNモード、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)モード、VA(Vertical Alignment)モード等が挙げられ、FFSモード又はIPSモード等の水平配向モードが好ましく用いられる。
[0085]
水平配向モードでは、電圧が印加されることによって液晶層50に横電界を発生させる一対の電極が用いられる。FFSモードの場合、第二基板60は、共通電極(面状電極)と、共通電極を覆う絶縁膜と、絶縁膜の液晶層50側の表面上に配置される画素電極(櫛歯電極)とを備える。このような構成によれば、一対の電極を構成する共通電極及び画素電極の間に電圧を印加することによって液晶層50に横電界(フリンジ電界)を発生させることができる。よって、共通電極と画素電極との間に印加する電圧を調整することにより、液晶層50中の液晶分子の配向を制御することができる。
[0086]
共通電極及び画素電極の材料としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。絶縁膜の材料としては、例えば、有機絶縁膜、窒化膜等が挙げられる。
[0087]
また、IPSモードの場合、一対の櫛歯電極に電圧を印加することによって液晶層50に横電界が発生し、液晶層50中の液晶分子の配向を制御することができる。
[0088]
透明基材62は、透明基材であることが好ましく、例えば、ガラス基材やプラスチック基材が挙げられる。
[0089]
バックライト80の方式は特に限定されず、例えば、エッジライト方式、直下型方式等が挙げられる。バックライト80の光源の種類は特に限定されず、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)等が挙げられる。
[0090]
第一偏光子20の偏光軸と第二偏光子70の偏光軸とは、88°以上、92°以下の角度をなすことが好ましく、89°以上、91°以下の角度をなすことがより好ましく、89.7°以上、90.3°以下の角度をなすことが更に好ましい。このような構成によれば、電圧無印加状態において、良好な黒表示状態を実現することができる。
[0091]
アウトセル位相差層30は、少なくとも波長550nmの光に対して1/4波長の面内位相差を付与する位相差層(λ/4板)であることが好ましく、具体的には、少なくとも波長550nmの光に対して100nm以上、176nm以下の面内位相差を付与するものであることが好ましい。アウトセル位相差層30がλ/4板として機能することで、第一偏光子20とアウトセル位相差層30との組み合わせを円偏光板として機能させることができる。これにより、液晶表示装置の内部反射を低減できるので、外光の反射(映り込み)が抑制された良好な黒表示を実現できる。
[0092]
また、FFSモードの液晶表示装置にアウトセル位相差層30のみを組み込んだ円偏光FFSモードの液晶表示装置では、黒表示ができなくなるため、更にインセル位相差層12(位相差膜12b)を設けることにより、円偏光FFSモードの液晶表示装置の性能を改善することができる。アウトセル位相差層30の遅相軸と位相差膜12bの遅相軸とは直交し、かつ、アウトセル位相差層30の位相差値と位相差膜12bの位相差値は等しいことが好ましい。これにより、液晶表示装置の法線方向から入射する光に対して、アウトセル位相差層30と位相差膜12bとが互いに位相差をキャンセルすることができ、光学的には、両者が実質的に存在しない状態が実現される。すなわち、バックライト80から液晶表示装置に入射する光に対して、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が実現される。よって、円偏光板を用いた横電界モードによる表示を実現することができる。
[0093]
本実施形態では、位相差基板10Bがカラーフィルタ基板である場合を示したが、本発明により製造される位相差基板は、基材上に配向膜及び位相差膜が積層されたものであれば特に限定されず、薄膜トランジスタアレイ基板に適用してもよい。
[0094]
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
[0095]
(実施例1~7及び比較例1)
実施例1~7及び比較例1の位相差基板の構成は、図1に示す通りであった。基材11は、ガラス基板であった。配向膜12aの材料には、光分解型ポリイミドを用いた。位相差膜12bの材料には、アクリル酸エステルを主成分とする反応性メソゲンを用いた。光分解型ポリイミドの光吸収波長は220~260nmであり、反応性メソゲンの光吸収波長は280~330nmであった。
[0096]
実施例1~7及び比較例1の位相差基板の製造フローは、下記の通りであり、基材11上に配向膜12aを形成した後、配向膜12a上に位相差膜12bを形成した。
[0097]
(配向膜12aの形成方法)
1.基材11上に、配向膜材料をスピンコート法(回転速度:2000rpm)で成膜した。
2.ホットプレート上で、膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:90sec)
3.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min)
4.膜に対して偏光紫外線を照射した(照射量:200mJ、波長254nm)。
5.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min) 
[0098]
(位相差膜12bの形成方法)
1.配向膜12a上に、反応性メソゲンをスピンコート法(回転速度:3500rpm)で成膜することにより、未硬化膜を形成した。
2.ホットプレート上で、未硬化膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:2min)
3.室温下において、未硬化膜に対して偏光紫外線(実施例1~7)又は無偏光紫外線(比較例1)を照射することにより反応性メソゲンを硬化反応させ、位相差膜12bを形成した(照射量:400mJ、波長313nm)。
[0099]
実施例1~7において、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θを以下のように変えた。
実施例1:θ=0°
実施例2:θ=15°
実施例3:θ=30°
実施例4:θ=45°
実施例5:θ=60°
実施例6:θ=75°
実施例7:θ=90°
[0100]
なお、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θ(単位:°)とは、配向膜12a形成時の偏光紫外線の照射方位(配向膜の配向処理方位)を0°方位としたときの方位角である。図4は、実施例1(θ=0°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。図5は、実施例4(θ=45°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。図6は、実施例7(θ=90°)について、配向膜12aへの偏光紫外線の照射方位と位相差膜12bへの偏光紫外線の照射方位との関係を説明する図である。
[0101]
実施例1、4、7及び比較例1で作製した位相差基板の位相差を測定した。位相差は、偏光・位相差測定システム(オプトサイエンス社製、「Axoscan」)を用いて、波長550nmの光に対する値を測定した。下記表1は、実施例1、4、7及び比較例1で作製した位相差基板の位相差の測定結果を示している。
[0102]
実施例1~7及び比較例1で作製した位相差基板のコントラスト(CR)を算出した。コントラストは、分光放射計(トプコンテクノハウス社製、「SR-UL1」)を用いて、位相差基板をクロスニコル偏光板に挟んだときの輝度(黒輝度)と、位相差基板をパラレルニコル偏光板に挟んだときの輝度(白輝度)とを測定し、下記式を用いて算出した。
CR=(白輝度)/(黒輝度)
なお、クロスニコル偏光板に位相差基板を挟むときは、位相差基板(位相差膜)の遅相軸が、一方の偏光板の吸収軸に平行になるように調整して設置した。一方、パラレルニコル偏光板に位相差基板を挟むときは、位相差基板(位相差膜)の遅相軸が、両方の偏光板の吸収軸に平行になるように調整して設置した。下記表1は、実施例1~7及び比較例1で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示している。また、図7は、実施例1~7で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。
[0103]
[表1]


[0104]
位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θと得られるCRとの関係を「CR(θ°)」を用いて以下に説明する。上記表1及び図7に示した結果より、CR(90°)>CR(45°)>CR(0°)となることが分かった。すなわち、反応性メソゲン分子13に対して平行に偏光紫外線を照射したときに、位相差基板のコントラスト(CR)が最も高かった。また、無偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(比較例1)よりも、偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(実施例1~7)の方が、いずれの照射方位θにおいても高いことが確認された。
[0105]
(実施例8~14及び比較例2)
実施例8~14及び比較例2の位相差基板の構成は、図1に示す通りであった。基材11は、ガラス基板であった。配向膜12aの材料には、光分解型ポリイミドを用いた。位相差膜12bの材料には、液晶アクリルモノマーを主成分とする反応性メソゲンを用いた。光分解型ポリイミドの光吸収波長は220~260nmであり、反応性メソゲンの光吸収波長は355~375nmであった。
[0106]
実施例8~14及び比較例2の位相差基板の製造フローは、下記の通りであり、基材11上に配向膜12aを形成した後、配向膜12a上に位相差膜12bを形成した。
[0107]
(配向膜12aの形成方法)
1.基材11上に、配向膜材料をスピンコート法(回転速度:1900rpm)で成膜した。
2.ホットプレート上で、膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:90sec)
3.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min)
4.膜に対して偏光紫外線を照射した(照射量:200mJ、波長254nm)。
5.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min) 
[0108]
(位相差膜12bの形成方法)
1.配向膜12a上に、反応性メソゲンをスピンコート法(回転速度:850rpm)で成膜することにより、未硬化膜を形成した。
2.ホットプレート上で、未硬化膜を仮焼成した(温度:60℃、時間:3min)
3.室温下において、未硬化膜に対して偏光紫外線(実施例8~14)又は無偏光紫外線(比較例2)を照射することにより反応性メソゲンを硬化反応させ、位相差膜12bを形成した(照射量:500mJ、波長365nm)。
[0109]
実施例8~14において、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θを以下のように変えた。
実施例8:θ=0°
実施例9:θ=15°
実施例10:θ=30°
実施例11:θ=45°
実施例12:θ=60°
実施例13:θ=75°
実施例14:θ=90°
[0110]
実施例1と同様の方法で、実施例8、11、14及び比較例2で作製した位相差基板の位相差を測定した。また、実施例1と同様の方法で、実施例8~14及び比較例2で作製した位相差基板のコントラスト(CR)を算出した。下記表2は、実施例8、11、14及び比較例2で作製した位相差基板の位相差の測定結果と、実施例8~14及び比較例2で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示している。また、図8は、実施例8~14で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。
[0111]
[表2]


[0112]
上記表2及び図8に示した結果より、CR(90°)>CR(45°)>CR(0°)となることが分かった。すなわち、反応性メソゲン分子13に対して平行に偏光紫外線を照射したときに、位相差基板のコントラスト(CR)が最も高かった。また、無偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(比較例2)よりも、偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(実施例8~14)の方が、いずれの照射方位θにおいても高いことが確認された。
[0113]
(実施例15~21及び比較例3)
実施例15~21及び比較例3の位相差基板の構成は、図1に示す通りであった。基材11は、ガラス基板であった。配向膜12aの材料には、光分解型ポリイミドを用いた。位相差膜12bの材料には、実施例8等とは異なる種類の液晶アクリルモノマーを主成分とする反応性メソゲンを用いた。光分解型ポリイミドの光吸収波長は220~260nmであり、反応性メソゲンの光吸収波長は355~365nmであった。
[0114]
実施例15~21及び比較例3の位相差基板の製造フローは、下記の通りであり、基材11上に配向膜12aを形成した後、配向膜12a上に位相差膜12bを形成した。
[0115]
(配向膜12aの形成方法)
1.基材11上に、配向膜材料をスピンコート法(回転速度:1900rpm)で成膜した。
2.ホットプレート上で、膜を仮焼成した(温度:80℃、時間:90sec)
3.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min)
4.膜に対して偏光紫外線を照射した(照射量:200mJ、波長254nm)。
5.ホットプレート上で、膜に対して1回目の本焼成を行った(温度:230℃、時間:40min) 
[0116]
(位相差膜12bの形成方法)
1.配向膜12a上に、反応性メソゲンをスピンコート法(回転速度:3000rpm)で成膜することにより、未硬化膜を形成した。
2.ホットプレート上で、未硬化膜を仮焼成した(温度:60℃、時間:2min)
3.室温下において、未硬化膜に対して偏光紫外線(実施例15~21)又は無偏光紫外線(比較例3)を照射することにより反応性メソゲンを硬化反応させ、位相差膜12bを形成した(照射量:500mJ、波長365nm)。
[0117]
実施例15~21において、位相差膜12b形成時の偏光紫外線の照射方位θを以下のように変えた。
実施例15:θ=0°
実施例16:θ=15°
実施例17:θ=30°
実施例18:θ=45°
実施例19:θ=60°
実施例20:θ=75°
実施例21:θ=90°
[0118]
実施例1と同様の方法で、実施例15、18、21及び比較例3で作製した位相差基板の位相差を測定した。また、実施例1と同様の方法で、実施例15~21及び比較例3で作製した位相差基板のコントラスト(CR)を算出した。下記表3は、実施例15、18、21及び比較例3で作製した位相差基板の位相差の測定結果と、実施例15~21及び比較例3で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示している。また、図9は、実施例15~21で作製した位相差基板のコントラストの測定結果を示したグラフである。
[0119]
[表3]


[0120]
上記表3及び図9に示した結果より、CR(90°)>CR(45°)>CR(0°)となることが分かった。すなわち、反応性メソゲン分子13に対して平行に偏光紫外線を照射したときに、位相差基板のコントラスト(CR)が最も高かった。また、無偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(比較例3)よりも、偏光紫外線で反応性メソゲンを硬化させたときのCR(実施例15~21)の方が、いずれの照射方位θにおいても高いことが確認された。
[0121]
[付記]
本発明の一態様は、基材上に配向膜及び位相差膜が積層された位相差基板の製造方法であって、上記配向膜を配向処理する工程と、上記配向膜上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程と、上記未硬化膜に、上記反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して上記位相差膜を形成する工程と、を含む位相差基板の製造方法である。
[0122]
上記偏光紫外線の照射方位θは、上記配向膜の配向処理方位を0°と定義したときに、+45°≦θ≦+90°又は-45°≦θ≦90°であってもよい。上記偏光紫外線は、上記配向膜の光吸収波長よりも長波長であってもよい。上記配向膜は、220~260nmの光吸収波長を有してもよい。上記位相差膜は、λ/4板であってもよい。
[0123]
本発明の別の一態様は、上記位相差基板の製造方法を用いて位相差基板を製造する工程を含む液晶表示装置の製造方法である。

符号の説明

[0124]
1:液晶表示装置
10A、10B:位相差基板
11:基材
12:インセル位相差層
12a:配向膜
12b:位相差膜
13:反応性メソゲン分子
20:第一偏光子(アナライザ)
30:アウトセル位相差層
42:カラーフィルタ/ブラックマトリクス層
43:オーバーコート層
50:液晶層
51:液晶配向用配向膜
60:第二基板
61:薄膜トランジスタ層
62:透明基材
70:第二偏光子(ポラライザ)
80:バックライト

請求の範囲

[請求項1]
基材上に配向膜及び位相差膜が積層された位相差基板の製造方法であって、
前記配向膜を配向処理する工程と、
前記配向膜上に、反応性メソゲンを含有する未硬化膜を形成する工程と、
前記未硬化膜に、前記反応性メソゲンを硬化反応させる偏光紫外線を照射して前記位相差膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする位相差基板の製造方法。
[請求項2]
前記偏光紫外線の照射方位θは、前記配向膜の配向処理方位を0°と定義したときに、+45°≦θ≦+90°又は-45°≦θ≦90°であることを特徴とする請求項1に記載の位相差基板の製造方法。
[請求項3]
前記偏光紫外線は、前記配向膜の光吸収波長よりも長波長であることを特徴とする請求項1又は2に記載の位相差基板の製造方法。
[請求項4]
前記配向膜は、220~260nmの光吸収波長を有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の位相差基板の製造方法。
[請求項5]
前記位相差膜は、λ/4板であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の位相差基板の製造方法。
[請求項6]
請求項1~5のいずれかに記載の位相差基板の製造方法を用いて位相差基板を製造する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]