(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアリールエーテルニトリルを含んでなる光学フィルムであって、負複屈折値を有することを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
負複屈折値が０．００１〜０．６の範囲である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
ポリアリールエーテルニトリルが、主鎖の繰り返し構造単位中に少なくとも一つのフッ素原子を有するフッ素化ポリアリールエーテルニトリルである、請求項１又は２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
ポリアリールエーテルニトリルが一般式（１）で示される、請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【化１】
0003723501.tif 000009
（式中、Ｒは二価の有機基、ｎは重合度である。）
【請求項５】
一般式（１）において、Ｒが二価の芳香族基である、請求項４に記載の光学フィルム。
【請求項６】
一般式（１）において、Ｒが下記式からなる群から選ばれる少なくとも１種の基である、請求項５に記載の光学フィルム。
【化２】
0003723501.tif 000010
【請求項７】
ポリアリールエーテルニトリルが一般式（２）で示される、請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【化３】
0003723501.tif 000011
（式中、ｎは重合度である。）
【請求項８】
ポリアリールエーテルニトリル含有溶液を基板上に塗布した後、その塗布膜を乾燥させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルムを備えていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルムからなることを特徴とする視角補償部材。
【請求項１１】
光学部材の片面または両面に、請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルムを積層したことを特徴とする光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルム、請求項９記載の液晶表示素子、請求項１０記載の視角補償部材または請求項１１記載の光学素子を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種光学フィルムとして好適な、光学的に負の一軸性を示す光学フィルムとその製造方法、およびこれを用いた液晶表示素子、光学素子、画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）−ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）−ＬＣＤ等に代表される液晶表示素子は、薄型、軽量、低電圧駆動、低消費電力等の特徴を有するが故に、ブラウン管に代わる高性能のディスプレイとして、携帯用テレビ、デジタルカメラ、液晶付きビデオカメラなどの携帯用電子機器やノート型パソコン、液晶モニターなどに広く使われている。これら液晶表示素子の多くは、液晶セルの複屈折性に起因する表示の着色や、コントラストの低下の問題、あるいは視野角特性の問題を改善するため、ポリマー材料や液晶材料からなる複屈折性の光学フィルムを備えている。
【０００３】
現在製造あるいは開発されている複屈折性光学フィルムは、一軸性の屈折率構造を有するものがあり、この種の光学フィルムは、光学軸がフィルム面内にあるものとフィルム法線方向にあるものに分類され、さらに軸性が正のものと負のものとに分類される。光学軸がフィルム面内にあるものとしては、ＳＴＮ−ＬＣＤに用いられている色補償用の光学フィルムが一般的な例として挙げられる。色補償用の光学フィルムは、ポリマーフィルムを延伸処理する方法で通常製造され、このものは光学的に正の一軸性を示すフィルムとして知られている。また、フィルム法線方向にあるものの例としては、HarrisらやEzzellらの光学的に負の一軸性を示す（「負複屈折値を有する」とも言う。）ポリイミドからなる光学フィルムが挙げられる。このフィルムは、ポリマー溶液を適当な基板に塗布して乾燥させ、ポリマーを面配向させて製造されている。こうして製造されるフィルムは、ＴＦＴ−ＬＣＤの視野角改良用の光学フィルムとして使用することができる（例えば、米国特許第５，３４４，９１６号、同５，４８０，９６４号、同５，５８０，９５０号、同６，２３８，７５３号等参照）。しかし、彼らは、ポリエーテルニトリルが同様な性質を示すことに関しては言及していない。
【０００４】
また、特開２０００−１９０３８５号公報では、光学的に負の一軸性フィルムとして多くのプラスチックフィルムが例示されているが、ポリエーテルニトリルに関する記載はない。
【０００５】
また、木村らは高分子加工５０巻７号３１５で、本発明のポリアリールエーテルニトリルを紹介しているが、光学的特性に関する記載はもちろん、この化合物が光学的に負の一軸性を有するという記載もない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記解決課題に鑑みてなされたもので、ポリアリールエーテルニトリルを含んでなる、耐熱性に優れかつ均一性が高く、０．００１〜０．６の負複屈折値を有する光学フィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、屈折率分布の制御が容易で均一性が高く、０．００１〜０．６の負複屈折値を有するポリアリールエーテルニトリルを含んでなる光学フィルムを製造する方法を提供することを目的とする。またさらに、本発明は、液晶ディスプレイの複屈折性を補償できる結果、色味や視野角特性が良好で、しかも製造が容易な液晶表示素子や光学素子、ならびにこれらを用いた液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の光学フィルムは、ポリアリールエーテルニトリルを含んでなる光学フィルムであって、負複屈折値を有することを特徴とする。前記光学フィルムにおいては、負複屈折値が０．００１〜０．６の範囲であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の光学フィルムにおいては、ポリアリールエーテルニトリルが、主鎖の繰り返し構造単位中に少なくとも一つのフッ素原子を有するフッ素化ポリアリールエーテルニトリルであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光学フィルムにおいては、ポリアリールエーテルニトリルが、一般式（１）で示されるものであることを特徴とする。一般式（１）において、Ｒが二価の芳香族基であることが好ましく、Ｒが下記式からなる群から選ばれる少なくとも１種の基であることがさらに好ましい。
【００１０】
【化４】
0003723501.tif 000002
（式中、Ｒは二価の有機基、ｎは重合度である。）
【００１１】
【化５】
0003723501.tif 000003
【００１２】
また、本発明の光学フィルムにおいては、ポリアリールエーテルニトリルが一般式（２）で示されるものであってもよい。
【００１３】
【化６】
0003723501.tif 000004
（式中、ｎは重合度である。）
【００１４】
次に、本発明の光学フィルムの製造方法は、ポリアリールエーテルニトリル含有溶液を基板上に塗布した後、その塗布膜を乾燥させることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の液晶表示素子は、前記いずれかに記載の光学フィルムを備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の視角補償部材は、前記いずれかに記載の光学フィルムからなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光学素子は、光学部材の片面または両面に、前記いずれかに記載の光学フィルムを積層したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の画像表示装置は、前記いずれかに記載の光学フィルム、前記液晶表示素子、前記視角補償部材または前記光学素子を備えていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の光学フィルムは、ポリアリールエーテルニトリルを含んでなる光学フィルムであって、光学軸をフィルム法線方向に有する負の一軸性フィルムである。光学軸をフィルム法線方向に有する負の一軸性フィルムとは、光学軸がｚ軸方向にあるフィルムで、主屈折率ｎｘおよびｎｙがほぼ同一であり、且つｎｚがｎｘ、ｎｙよりも小さい関係を満たすフィルムである（ネガティブＣフィルムとも呼ばれる）。
【００２０】
本発明においては、ｎｘ、ｎｙおよびｎｚは、それぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３方向の主屈折率を意味し、ｘ方向とｙ方向とは互いに直交するフィルム面内方向、ｚ方向はフィルム膜厚方向とするものである。主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの値は、用いるポリアリールエーテルニトリルの構造や、フィルム膜厚およびフィルム製造条件に依存してほぼ決まってくる値である。従って、それら材料や膜厚、製造条件を調節することにより、光学的に主要なパラメータである厚み方向のリターデーション値（厚み方向の屈折率と面内方向の屈折率との差（Δｎ）、すなわちｎｘ−ｎｚ（またはｎｙ−ｎｚ）と膜厚ｄの積で得られる値）を、適宜制御することができる。本発明の光学フィルムは、負複屈折値Δｎ、すなわちｎｘ−ｎｚ（またはｎｙ−ｎｚ）の値が０．００１〜０．６、好ましくは０．００２〜０．６の範囲であることが望ましい。該屈折率差を０．００１以上とすることにより、厚み方向のリターデーション値を所望値とするために、フィルムの膜厚を厚くする必要がなくなるため、例えば、液晶表示素子等へ付設する際にフィルムの厚みが問題にならなくなる。一方、屈折率差を０．６以下とすることにより、所望とするリターデーション値を得るためのフィルム膜厚の制御が容易となる。
【００２１】
本発明の光学フィルムでは、厚み方向のリターデーション値、すなわち、Δｎ×ｄ（膜厚）で与えられる値は特に限定されるものではないが、通常１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが望ましい。１０ｎｍ未満の場合には、光学フィルムとしての機能が不十分となりやすい。また、２０００ｎｍを越える光学フィルムの製造は不可能ではないが、塗布膜の作成時およびその乾燥時にムラが発生しやすく、これに原因してフィルムの厚み方向のリターデーション値が不均一になりやすい。本発明の光学フィルムの膜厚は、０．１μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。フィルム膜厚が０．１μｍ未満の場合には、フィルムの複屈折値（ｎｘ−ｎｚ）にもよるが、概してリターデーション値が小さくなるため、光学フィルムとしての機能が不十分となりやすく、また、膜厚が５００μｍを越えるフィルムの場合は、膜厚が不均一になりやすい。
【００２２】
上記の如き光学パラメータを有する本発明の光学フィルムは、ポリアリールエーテルニトリルから形成される。ポリアリールエーテルニトリルは、透明で、ガラス転移温度が高いために耐熱性の高い光学フィルムを得ることが可能である。本発明でいうポリアリールエーテルニトリルとは、繰り返し単位中にエーテル基（−Ｏ−）とニトリル基（−ＣＮ）を有し、それらがアリール基で連結されているものを言い、一般式（１）で表される。
【００２３】
【化７】
0003723501.tif 000005
(ただし、Ｒは二価の有機基を表す。)
【００２４】
このうち、好ましいものとしては、一般式（１）においてＲが二価の芳香族基のものである。このような好ましいものの具体例としては、以下のようなものが挙げられる。
【００２５】
【化８】
0003723501.tif 000006
【００２６】
中でも、溶解性、透明性に優れている点から、一般式（２）で示されるポリアリールエーテルニトリルが、好ましい。
【００２７】
【化９】
0003723501.tif 000007
【００２８】
本発明の光学フィルムは、上記のポリアリールエーテルニトリル単独で構成されていても良いし、ポリアリールエーテルニトリルの特性を失わない範囲で他の樹脂、例えばポリエーテルスルホン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリカルボジイミド、ポリエーテルケトン、組成の異なるポリエーテルニトリルなどから選ばれる樹脂を１種以上配合したブレンド物で構成されていても良いし、２種以上の繰り返し単位からなるポリアリールエーテルニトリル共重合体でも良い。
【００２９】
本発明の光学フィルムは、ポリアリールエーテルニトリルを溶剤に溶かした溶液を基板に塗布し、塗膜を乾燥させることにより、製造することができる。ポリアリールエーテルニトリルを溶解させる溶媒は、ポリアリールエーテルニトリルを溶解できるものであれば特に制限はなく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類；フェノール、ｐ−クロロフェノール、ｏ−クロロフェノール、ｍ−クレゾール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾールなどのフェノール類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼンなどの芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルペンタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒；ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジ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、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオールなどのアルコール系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒；アセトニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル系溶媒；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒；あるいは二硫化炭素、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブなどを単独あるいは混合して使用することが可能である。
【００３０】
溶夜中のポリアリールエーテルニトリルの濃度は、通常０．５重量％以上（以下、「％」という）５０％以下、好ましくは１％以上４０％以下、さらに好ましくは２％以上３０％以下である。ポリアリールエーテルニトリルの溶液には、本発明の効果を損なわない範囲において、例えば界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、顔料、密着性向上剤、フィラー等の各種添加剤を加えることもできる。
【００３１】
ポリアリールエーテルニトリル含有溶液が塗布される基板は、最終的に得られる光学フィルムが光学的に負の一軸性を示すフィルムとなる基板であれば、特に限定されない。ガラス基板、プラスチックフィルム等のプラスチック基板、ステンレスベルトやステンレスドラム、銅箔等の金属基板等を用いることができる。中でも、後に述べる偏光板との貼り合わせを考えると、プラスチック基板またはステンレスベルトやステンレスドラムを用いることが望ましい。可能であれば、偏光板に直接塗布しても良い。
【００３２】
プラスチックフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等から形成されるフィルムを挙げることができる。これらプラスチックフィルムは、光学的に等方性であっても、異方性であっても差し支えない。基板に使用されるプラスチックフィルムの中でも、耐溶剤性や耐熱性の観点から、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの各フィルムが望ましい。基板となるプラスチックフィルムの厚みは、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。１０μｍより薄い場合は基板の強度が弱いために、製造時に切れてしまう等の問題が発生するおそれがある。
【００３３】
基板上にポリアリールエーテルニトリル溶液を塗布する方法としては、当該分野で公知の手法を適宜採用することができ、例えば、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、マイヤーバーコート法、ドクターブレード法、ナイフコート法、タイコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、オフセットグラビアコート法、リップコート法、スプレーコート法等を採用することができる。これらの塗布方法によりポリアリールエーテルニトリル溶液を、所望するフィルム膜厚となるように基板上に塗布し、乾燥させることによって本発明の光学フィルムを得ることができる。
【００３４】
乾燥温度は、ポリアリールエーテルニトリルや溶媒の種類等に応じて適宜選択され、一概に規定することはできないが、通常４０℃以上４００℃以下、好ましくは５０℃以上３００℃以下、さらに好ましくは６０℃以上２００℃以下である。塗膜の乾燥は、一定温度下において行っても良いし、段階的に温度を上昇または下降させながら行っても良い。乾燥時間も適宜選択されるところではあるが、通常１０秒以上３０分以下、好ましくは３０秒以上２５分以下、さらに好ましくは１分以上２０分以下である。
【００３５】
以上の工程により得られる本発明の光学フィルムは、フィルム自体が自己支持性を有するものであれば基板から剥離し、そのまま光学フィルムとして各種の用途に用いることができる。また自己支持性を持っていない場合には、製造工程において用いた基板が透明であれば、その基板付きの光学フィルムとして使用することができる。また、フィルム製造時に使用した基板から別の基板（以下、第２の基板という）にフィルムを転写し、第２の基板付き光学フィルムとして使用することもできる。フィルムの転写は、通常、基板上に形成されている光学フィルムと第２の基板とを、接着剤又は粘着剤を介して貼り合わせた後、フィルム製造時に用いた基板をフィルム面から剥離除去する方法で行われる。
【００３６】
転写に用いられる第２の基板は、適度な平面性を有するものであれば特に限定されないが、透明なガラスやプラスチックフィルム等が望ましい。透明プラスチックフィルムの例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ポリエーテルケトン、トリアセチルセルロース、ノルボルネン系樹脂、エポキシ樹脂等のフィルムを挙げることができる。第２の基板は光学的に等方性であることが好ましいが、光学フィルムの用途によっては、光学的異方性を有する基板を第２の基板に用いることができる。このような光学的異方性を有する第２の基板の例としては、上記したプラスチックフィルムを延伸処理等して得られる位相差フィルムが挙げられる。また、液晶配向が固定化された液晶フィルム、光散乱性を有する光散乱フィルム、回折能を有する回折フィルムまたは偏光フィルム（偏光板）等を第２の基板としても用いることもできる。
【００３７】
本発明の光学フィルムは、フィルム単独または必要に応じて他の光学部材、例えば、他の屈折率構造を有する位相差フィルム、液晶フィルム、光散乱フィルム、回折フィルム、偏光フィルム（偏光板）、偏光子等と組合せた積層体として、各種の光学用途、具体的には各種液晶表示素子の光学補償部材として利用することができる。例えば、工業的に製造されているヨウ素系や染料系の偏光子と、本発明の光学フィルムとを組み合わせ、偏光子の片面または両面に光学フィルムを積層することにより、液晶表示素子の複屈折性を補償、調整する機能を有する偏光板とすることができる。偏光子の片面に本発明の光学フィルムを積層する場合、偏光子の他方の面には通常の保護フィルムを積層することができる。
【００３８】
ここでいう液晶表示素子には、例えばＳＴＮ（Super Twisted Nematic）セル、ＴＮ（Twisted Nematic）セル、ＩＰＳ（In-Plane Switching）セル、ＶＡ（Vertical Alighned）セル、 ＯＣＢ（Optically Alighned Birefringence）セル、ＨＡＮ（Hybrid Alighned Nematic）セル、ＡＳＭ（Axially Symmetric Alighned Microcell）セル、強誘電、反強誘電セルおよびこれらに規則正しい配向分割を行ったもの、ランダムな配向分割を行った物等の各種のセルが含まれる。本発明の光学フィルムが組み込まれる液晶表示素子は、単純マトリックス方式、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）電極やＴＦＤ（Thin Film Diode）電極等を用いたアクティブマトリックス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であってもよい。
【００３９】
また、本発明の光学フィルムは、バックライトシステムを備えた透過型・半透過型の液晶表示素子や、反射板を備えた反射型の液晶表示素子、さらには投写型の液晶表示素子等にも組み込むことができる。液晶表示素子における光学フィルムの設置箇所は、特には限定されないが、通常は偏光板と駆動セルとの問であって、駆動セルの上側および／または下側の位置に、一枚若しくは複数枚の光学フィルムを配置するのが一般的である。この場合、光学フィルムは、屈折率構造が異なる位相差フィルム、液晶フィルム、回折フィルム、光散乱フィルム、レンズシート等と組み合わせて設置することも可能である。
【００４０】
次に本発明の光学素子について説明する。
【００４１】
本発明の光学素子は、例えば、他の屈折率構造を有する位相差フィルム、液晶フィルム、光散乱フィルム、回折フィルム、偏光フィルム（偏光板）、偏光子等の光学部材の片面または両面に、前記本発明の光学フィルムを積層したものからなる。したがって、かかる光学素子としては、前記偏光板のほか、当該偏光板に他の光学層を積層したものであってもよい。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）などの液晶表示装置の形成に用いられることのある光学層を、１層または２層以上用いることができる。特に、偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００４２】
さらに必要に応じて、耐擦傷性、耐久性、耐候性、耐湿熱性、耐熱性、耐湿性、透湿性、帯電防止性、導電性、層間の密着性向上、機械的強度向上等の各種特性、機能等を付与するための処理、または機能層の挿入、積層等を行うこともできる。
【００４３】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置（反射型液晶表示装置）などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式など、適宜な方式にて行うことができる。その具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどが挙げられる。
【００４４】
反射板は前記偏光板の透明保護フィルムに直接付設する方式に代えて、その透明保護フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が透明保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などから好ましい。
【００４５】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００４６】
次に、前述した偏光板に、更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板又は円偏光板について説明する。
【００４７】
位相差板は、直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。特に、直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００４８】
楕円偏光板は、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折によって生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示にする場合などに有効に用いられる。さらに、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができるため好ましい。また、円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００４９】
前記の位相差板としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリノルボルネン等のポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色の補償や視野角拡大等の視角の補償を目的としたものなど、使用目的に応じた位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００５０】
また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板または反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フィルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００５１】
偏光板と輝度向上フィルムを貼り合せた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより、自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を、さらにその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上板に再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて、輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収されにくい偏光を供給して、液晶画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光はほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上板に再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が、偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを透過させ、偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００５２】
前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回りまたは右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。
【００５３】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００５４】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの光等の単色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層（例えば１／２波長板として機能する位相差層）とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってもよい。なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組合せにして、２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００５５】
また、偏光板は、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組合せた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００５６】
本発明の光学フィルム（視角補償部材）の積層、さらには偏光板への各種光学層の積層は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても行うことができるが、これらを予め積層したものは、品質の安定性や組立作業性等に優れていて液晶表示装置などの製造効率を向上させることができる利点がある。なお、積層には、粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００５７】
前述した偏光板や等の光学素子の少なくとも片面には、前記光拡散性シートが設けられているが、光拡散性シートが設けられていない面には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素やゴムなどのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐光性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００５８】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００５９】
粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることのある添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００６０】
偏光板等の光学素子への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物または混合物からなる溶媒に、ベースポリマーまたはその組成物を溶解または分散させた１０〜４０質量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光学素子上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを光学素子上に移着する方式などがあげられる。粘着層は、各層で異なる組成または種類等のものの重畳層として設けることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００６１】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００６２】
なお本発明において、上記した光学素子を形成する偏光板や光学層、粘着層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能を持たせたものなどであってもよい。
【００６３】
本発明の光学フィルム（視角補償部材）を設けた光学素子は、液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学素子、および必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による光学素子を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００６４】
液晶セルの片側または両側に前記光学素子を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学素子は液晶セルの片側または両側に配置することができる。両側に光学素子を設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。更に、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護版、プリズムアレイシート、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００６５】
また、本発明の光学フィルム、視角補償部材および光学素子は、有機エレクトロルミネセンス装置にも、液晶表示装置と同様にして、用いることができる。
【００６６】
一般に、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機ＥＬ発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００６７】
有機ＥＬ装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物質を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００６８】
有機ＥＬ装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００６９】
このような構成の有機ＥＬ装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ装置の表示面が鏡面のように見える。
【００７０】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機ＥＬ発光体を含む有機ＥＬ装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相板を設けることができる。
【００７１】
位相板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光させる作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相板を１／４波長板で構成し、かつ偏光板と位相板との偏光方向のなす角をπ／４に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７２】
すなわち、この有機ＥＬ装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相板が１／４波長板でしかも偏光板と位相板との偏光方向のなす角がπ／４のときには円偏光となる。
【００７３】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。また、特に言及しない限り、「％」は「質量％」を意味する。なお、実施例で用いた各分析法は以下の通りである。
【００７５】
（屈折率測定）
王子計測器製の自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ）を用いて、５９０ｎｍにおける屈折率を測定した。
【００７６】
（膜厚測定）
アンリツ製デジタルマイクロメーターＫ−３５１Ｃ型を使用して測定した。
【００７７】
（ガラス転移温度（Ｔｇ））
セイコーインスツルメント株式会社製ＤＳＣ５２００を用い、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に従って測定した。
【００７８】
（実施例１）
前述の構造式（２）で示されるポリアリールエーテルニトリル（株式会社日本触媒製）をメチルペンタノンに溶解させ、１０％となるようポリマー溶液を調製した。このポリマー溶液をガラス板上にスピンコート法で塗布し、１５０℃で１５分問乾燥することで、ガラス基板上にフィルムを作製した。このフィルムの膜厚ｄ及び面内、厚み方向の屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）を測定し、複屈折値Δｎ、厚み方向のリターデーション値（Δｎ・ｄ）を算出したところ、表１に示したように光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に負の一軸性を示すフィルムとなっていることがわかった。また、このフィルムのＴｇは１６３℃で、極めて高い耐熱性を有することがわかった。
【００７９】
なお、屈折率の測定はガラス板に積層した状態で行った（ガラス板の屈折率による影響なし）。また、Ｔｇの測定はガラス板から剥離して行った。
【００８０】
【表１】
0003723501.tif 000008
【００８１】
【発明の効果】
本発明の光学フィルムは、ポリアリールエーテルニトリルを含んで成り、光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に負の一軸性を示すフィルムであるので、視角補償部材、位相差フィルムなど、各種光学用途への応用展開が可能であり、工業的に極めて有用である。
【００８２】
また、本発明の光学フィルムの製造法によれば、製造、屈折率分布の制御が容易で、耐熱性に優れ、均一性の高いフィルムを製造することができる。
【００８３】
また、本発明の液晶表示素子や偏光板等の光学素子は、前記光学フィルムを用いているので、液晶セルの複屈折性が補償され、色味や視野角特性が優れるなどこれらを搭載した画像表示装置の性能を高めることが可能となるとともに、容易に製造しうる利点がある。