(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリイミドよりも安価であり、かつ、溶媒の選択幅の広い材料を用いた、位相差発現性および位相差信頼性が高い光学フィルムを提供する。【解決手段】ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する光学補償層を含む光学フィルム１３であって、前記光学補償層が、二重結合を２つ以上含む架橋剤により紫外線架橋されたポリビニルアルコール系樹脂を含有することを特徴とする。ｎｘ：前記光学補償層の面内で屈折率が最大となる方向（遅相軸方向）の屈折率ｎｙ：前記光学補償層の面内で前記ｎｘの方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率ｎｚ：前記ｎｘおよび前記ｎｙの各方向に対し直交する前記光学補償層の厚み方向の屈折率【選択図】図１
2011002813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する光学補償層を含む光学フィルムであって、
前記光学補償層が、二重結合を２つ以上含む架橋剤により紫外線架橋されたポリビニルアルコール系樹脂を含有することを特徴とする光学フィルム。
ｎｘ：前記光学補償層の面内で屈折率が最大となる方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎｙ：前記光学補償層の面内で前記ｎｘの方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率
ｎｚ：前記ｎｘおよび前記ｎｙの各方向に対し直交する前記光学補償層の厚み方向の屈折率
【請求項２】
下記式で表される前記光学補償層の厚み方向配向性Δｎｘｚが、０．０１以上である請求項１記載の光学フィルム。
Δｎｘｚ＝ｎｘ−ｎｚ
【請求項３】
前記ポリビニルアルコール系樹脂に対する前記架橋剤の添加量が、０．５〜８重量％の範囲である請求項１または２記載の光学フィルム。
【請求項４】
温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１００時間静置した後の前記光学補償層の厚み方向位相差（Ｒｔｈｆ）と、前記静置前の前記光学補償層の厚み方向位相差（Ｒｔｈｉ）との差の絶対値（ΔＲｔｈ＝｜Ｒｔｈｉ−Ｒｔｈｆ｜）が、１０ｎｍ以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の光学フィルム。
Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄ
ｄ：前記光学補償層の厚み（ｎｍ）
【請求項５】
温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１００時間静置した後の前記光学補償層の正面位相差（Ｒｅｆ）と、前記静置前の前記光学補償層の正面位相差（Ｒｅｉ）との差の絶対値（ΔＲｅ＝｜Ｒｅｉ−Ｒｅｆ｜）が、５ｎｍ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の光学フィルム。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
【請求項６】
さらに、透明フィルム基材を含み、
前記光学補償層が、前記透明フィルム基材上に形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項７】
光学フィルムと偏光子とを含む偏光板であって、
前記光学フィルムが、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学フィルムであることを特徴とする偏光板。
【請求項８】
液晶セルと光学部材とを含む液晶パネルであって、
前記光学部材が、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学フィルムまたは請求項７記載の偏光板であり、
前記光学部材が、前記液晶セルの少なくとも一方の側に配置されていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項９】
光学部材または液晶パネルを含む液晶表示装置であって、
前記光学部材が、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学フィルムまたは請求項７記載の偏光板であり、
前記液晶パネルが、請求項８記載の液晶パネルであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する光学補償層を含む光学フィルムの製造方法であって、
基材上に、ポリビニルアルコール系樹脂および二重結合を２つ以上含む架橋剤を含有する光学補償層形成材料を塗布して塗膜を形成する工程と、
前記基材と前記塗膜との積層体を延伸または収縮する工程と、
前記延伸または収縮後の積層体に紫外線照射する工程とを含むことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
ｎｘ：前記光学補償層の面内で屈折率が最大となる方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎｙ：前記光学補償層の面内で前記ｎｘの方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率
ｎｚ：前記ｎｘおよび前記ｎｙの各方向に対し直交する前記光学補償層の厚み方向の屈折率
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルム、偏光板、液晶パネル、液晶表示装置および光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種液晶表示装置には、光学補償層を含む光学フィルムが使用されている。前記光学フィルムとしては、例えば、基材上に、ポリイミドを溶媒に溶解させた溶液を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を乾燥させることによって作製したもの等があげられる（特許文献１）。前記光学フィルムは、例えば、液晶表示装置の液晶セルと偏光子との間に配置すれば、前記液晶表示装置の表示特性を広視野角化できるため、前記液晶セルの視角補償フィルムとして有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平８−５１１８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記光学フィルムは、ポリイミドが非常に高価であるため、生産コスト面に問題がある。また、ポリイミドは、可溶な溶媒が限られ、使用できる溶媒の種類は、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の環境負荷の高い溶媒しか好適に用いることができなかった。
【０００５】
一方、ポリビニルアルコール系樹脂は、水やエタノール等、およびこれらの混合溶媒等の環境に優しい溶媒を使用することができる。しかし、一般的に、ポリビニルアルコール系樹脂により形成された塗膜は、高温・高湿環境下において配向が崩れやすく、位相差の信頼性が低い。前記位相差信頼性を高めるには、前記ポリビニルアルコール系樹脂をホウ酸で架橋する方法がある。しかし、この方法では、目的の位相差を得ようとすると、ホウ酸の添加による厚み方向配向性（Δｎｘｚ）の低下を補うために、塗膜を厚くする必要がある。このように、塗膜を厚くすると、前記位相差信頼性が低下し、さらにホウ酸を添加しなければならないという悪循環が生じる。また、塗膜を厚くすることで、生産コストも増大する。
【０００６】
そこで、本発明は、ポリイミドよりも安価であり、かつ、環境に優しい溶媒の使用が可能である材料を用いた、位相差発現性および位相差信頼性が高い光学フィルムおよびその製造方法と、前記光学フィルムを用いた偏光板、液晶パネルおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の光学フィルムは、
ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する光学補償層を含む光学フィルムであって、
前記光学補償層が、二重結合を２つ以上含む架橋剤により紫外線架橋されたポリビニルアルコール系樹脂を含有することを特徴とする。
ｎｘ：前記光学補償層の面内で屈折率が最大となる方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎｙ：前記光学補償層の面内で前記ｎｘの方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率
ｎｚ：前記ｎｘおよび前記ｎｙの各方向に対し直交する前記光学補償層の厚み方向の屈折率
【０００８】
本発明の偏光板は、前記光学フィルムと偏光子とを含む偏光板であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液晶パネルは、液晶セルと光学部材とを含む液晶パネルであって、
前記光学部材が、前記光学フィルムまたは前記偏光板であり、
前記光学部材が、前記液晶セルの少なくとも一方の側に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の液晶表示装置は、前記光学部材または前記液晶パネルを含む液晶表示装置であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光学フィルムの製造方法は、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する光学補償層を含む光学フィルムの製造方法であって、
基材上に、ポリビニルアルコール系樹脂および二重結合を２つ以上含む架橋剤を含有する光学補償層形成材料を塗布して塗膜を形成する工程と、
前記基材と前記塗膜との積層体を延伸または収縮する工程と、
前記延伸または収縮後の積層体に紫外線照射する工程とを含むことを特徴とする。
ｎｘ：前記光学補償層の面内で屈折率が最大となる方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎｙ：前記光学補償層の面内で前記ｎｘの方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率
ｎｚ：前記ｎｘおよび前記ｎｙの各方向に対し直交する前記光学補償層の厚み方向の屈折率
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記架橋剤が添加されたポリビニルアルコール系樹脂を用いることにより、塗膜形成時の溶媒の選択幅が広く、位相差発現性および位相差信頼性も高い光学フィルムを、安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の偏光板の構成の一例を示す模式断面図である。
【図２】図２は、本発明の液晶パネルの構成の一例を示す模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の液晶パネルに備える液晶セルの構成の一例を示す模式断面図である。
【図４】図４は、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の光学フィルムにおいて、下記式で表される前記光学補償層の厚み方向配向性Δｎｘｚが、０．０１以上であることが好ましい。前記Δｎｘｚの上限値は、特に限定されないが、例えば、０．１である。
Δｎｘｚ＝ｎｘ−ｎｚ
【００１５】
本発明の光学フィルムにおいて、前記ポリビニルアルコール系樹脂に対する前記架橋剤の添加量が、０．５〜８重量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは、１〜７重量％の範囲であり、さらに好ましくは、３〜６重量％の範囲である。
【００１６】
本発明の光学フィルムにおいて、温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１００時間静置した後の前記光学補償層の厚み方向位相差（Ｒｔｈｆ）と、前記静置前の前記光学補償層の厚み方向位相差（Ｒｔｈｉ）との差の絶対値（ΔＲｔｈ＝｜Ｒｔｈｉ−Ｒｔｈｆ｜）が、１０ｎｍ以下であることが好ましい。本発明の光学フィルムでは、前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂が紫外線架橋されているため、高温・高湿環境下においても配向が崩れにくく、前記ΔＲｔｈを小さくできる。前記ΔＲｔｈは、８ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄ
ｄ：前記光学補償層の厚み（ｎｍ）
【００１７】
本発明の光学フィルムにおいて、温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１００時間静置した後の前記光学補償層の正面位相差（Ｒｅｆ）と、前記静置前の前記光学補償層の正面位相差（Ｒｅｉ）との差の絶対値（ΔＲｅ＝｜Ｒｅｉ−Ｒｅｆ｜）が、５ｎｍ以下であることが好ましい。本発明の光学フィルムでは、前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂が紫外線架橋されているため、高温・高湿環境下においても配向が崩れにくく、前記ΔＲｅを小さくできる。前記ΔＲｅは、４ｎｍ以下であることがより好ましく、３ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
【００１８】
つぎに、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の記載により制限されない。
【００１９】
前述のとおり、本発明の光学フィルムは、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する光学補償層を含む光学フィルムであって、前記光学補償層が、二重結合を２つ以上含む架橋剤により紫外線架橋されたポリビニルアルコール系樹脂を含有することを特徴とする。前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂が紫外線架橋されていることで、位相差発現性が高く、高温・高湿環境下においても配向が崩れにくく位相差信頼性も高い光学フィルムとなる。また、前記ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリイミドと比較して非常に安価であり、生産コストの面でも優れているという利点も有する。
【００２０】
前述のとおり、本発明の光学フィルムは、例えば、透明フィルム基材上に、前記光学補償層が形成されているという態様であってもよい。
【００２１】
本発明の光学フィルムの製造方法は、基材上に、前記ポリビニルアルコール系樹脂および前記架橋剤を含む形成材料を塗布して塗膜を形成し、前記基材と前記塗膜との積層体を延伸または収縮させた後、前記積層体に紫外線を照射して前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂を紫外線架橋させることにより製造できる。前記塗膜の厚みは、特に制限されないが、例えば、５〜３００μｍの範囲である。
【００２２】
前記基材としては、特に限定されず、例えば、プラスチック基材でもよいし、ガラス基材のような無機化合物の基材でもよい。前記プラスチック基材としては、キヤスト法で作製したものや、溶融ポリマーを製膜してから、延伸処理や収縮処理を施して作製したもの等があげられ、これらの中でも、精密な塗布精度が可能であることから、延伸処理によって機械的強度が増したプラスチック基材が好ましい。
【００２３】
また、前記基材は、例えば、透明性に優れるポリマーから形成される透明フィルム基材が好ましい。このような基材であれば、基材上に光学補償層を形成した積層体を、そのまま光学フィルムとして使用できるからである。
【００２４】
前記透明フィルム基材としては、例えば、アクリル、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）、メタクリル−スチレン（ＭＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、水添スチレン・ブタジエン・スチレン（ＳＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ナイロン（ＮＹ）等、および、これらの共重合体やブレンド体等を用いることができる。
【００２５】
前記透明フィルム基材としては、アクリル系樹脂を用いることが好ましい。前記アクリル系樹脂としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１１５℃以上のものが好ましく、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１２５℃以上、特に好ましくは１３０℃以上である。Ｔｇが１１５℃以上であることにより、耐久性に優れたものとなる。前記アクリル系樹脂のＴｇの上限値は特に限定されないが、成形性等の観点から、好ましくは１７０℃以下である。前記ガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準じたＤＳＣ法により求めることができる。
【００２６】
前記アクリル系樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切なアクリル系樹脂を採用し得るが、好ましくは、前記アクリル系樹脂として、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル（例えば、ポリメタクリル酸メチル等）、メタクリル酸メチル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−メタクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−メタ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−アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−メタクリル酸共重合体、アクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体および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−アクリル酸ノルボルニル共重合体、メタクリル酸メチル−メタクリル酸ノルボルニル共重合体等）等があげられる。より好ましくは、ポリアクリル酸メチルやポリメタクリル酸メチル等のポリアクリル酸アルキルおよびポリメタクリル酸アルキルである。ここで、前記アルキル基は、炭素数１〜６であることが好ましい。さらに好ましくは、メタクリル酸メチルを主成分（５０〜１００重量％の範囲、好ましくは７０〜１００重量％の範囲）とするメタクリル酸メチル系樹脂があげられる。
【００２７】
前記アクリル系樹脂の具体例としては、例えば、三菱レイヨン（株）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アクリル系樹脂等があげられる。前記アクリル系樹脂として、ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂、グルタル酸無水物構造を有するアクリル系樹脂、グルタルイミド構造を有するアクリル系樹脂を用いることも好ましい。これらのアクリル系樹脂は、高い耐熱性、高い透明性、高い機械的強度を有するからである。
【００２８】
前記ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂としては、特開２０００−２３００１６号公報、特開２００１−１５１８１４号公報、特開２００２−１２０３２６号公報、特開２００２−２５４５４４号公報、特開２００５−１４６０８４号公報等に記載の、ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂があげられる。前記ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂は、好ましくは、下記一般式（１）で表されるラクトン環構造を有する。
【化１】
2011002813.tif 000003
一般式（１）において、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ、水素原子または炭素数１〜２０の有機残基であり、前記有機残基は、酸素原子を含んでいてもよく、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一でも異なっていてもよい。
【００２９】
前記グルタル酸無水物構造を有するアクリル系樹脂としては、特開２００６−２８３０１３号公報、特開２００６−３３５９０２号公報、特開２００６−２７４１１８号公報、国際公開ＷＯ２００７／０２６６５９等に記載の、グルタル酸無水物構造を有するアクリル系樹脂があげられる。前記グルタル酸無水物構造を有するアクリル系樹脂は、好ましくは、下記一般式（２）で表されるグルタル酸無水物構造を含有する。
【化２】
2011002813.tif 000004
一般式（２）において、
Ｒ４およびＲ５は、それぞれ、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｒ４およびＲ５は同一でも異なっていてもよい。
【００３０】
前述のとおり、前記形成材料は、前記ポリビニルアルコール系樹脂および前記架橋剤を含む。
【００３１】
前記ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、下記構造式（Ｉ）で表される繰り返し単位を含むポリビニルアルコール系樹脂があげられる。このポリビニルアルコール系樹脂において、重合度ｎは、特に制限されないが、例えば、１５００〜５０００の範囲であり、好ましくは、１８００〜４５００の範囲であり、より好ましくは、２０００〜４５００の範囲である。前記重合度ｎが１５００以上であることで、位相差発現性が高く（例えば、前記Δｎｘｚが、０．００４以上）、加湿条件下においても配向が崩れにくい光学フィルムとなる。また、前記重合度ｎが５０００以下であることで、前記ポリビニルアルコール系樹脂を後述の塗布に適した粘度の溶液とすることが容易であり、スジ状の塗布不良、白濁および凹凸のない光学フィルムとなる。さらに、前記ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリイミドと比較して非常に安価であり、生産コストの面でも優れているという利点も有する。前記ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、日本酢ビ・ポバール（株）製の商品名「ＪＣ４０」、（株）クラレ製の商品名「ポバール  ＰＶＡ１２４」、日本合成化学工業（株）製の商品名「ゴーセノール  ＮＨ−１８」等があげられる。
【化３】
2011002813.tif 000005
【００３２】
前記ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、下記構造式（ＩＩ）で表される繰り返し単位を含むポリビニルアルコール系樹脂であってもよい。なお、下記構造式（ＩＩ）においては、便宜上、前記繰り返し単位をブロック共重合体で表しているが、これに限定されず、ランダム共重合体であってもよい。また、本発明において、前記ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、ｎ＋ｍである。
【化４】
2011002813.tif 000006
【００３３】
前記構造式（ＩＩ）で表される繰り返し単位を含むポリビニルアルコール系樹脂は、下記式で表わされるケン化度Ｓが９８％以上であることが好ましい。前記ケン化度Ｓが９８％以上であることで、位相差発現性が高く、加湿条件下においても配向が崩れにくい位相差信頼性も高い光学フィルムとなる。前記ケン化度Ｓは、好ましくは、９９％以上である。さらに、前記ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリイミドと比較して非常に安価であり、生産コストの面でも優れているという利点も有する。
Ｓ＝ｎ／（ｎ＋ｍ）×１００
【００３４】
前記架橋剤としては、二重結合を２つ以上含むものであれば、特に限定されず、例えば、メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）、特開平３−２３７１１４号公報および特開平３−２３７１１５号公報に記載のヒダントインエポキシアクリレート（ＨＹＥＡ）等があげられる。前記ＭＢＡＡは、和光純薬工業（株）等から市販されている。前記ポリビニルアルコール系樹脂に対する前記架橋剤の添加量は、前述のとおりである。
【００３５】
前記基材上に前記形成材料を塗布する方法としては、例えば、前記形成材料を加熱溶融して塗布する方法や、前記形成材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布する方法等があげられる。塗布処理は、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等の適宜な方法で行うことができる。
【００３６】
前記溶媒としては、前記形成材料を溶解できれば特に限定されず、適宜選択することができ、例えば、水、エタノール等を用いることができる。前記溶媒は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。従来のポリイミドを用いた光学フィルムでは、ポリイミドが水に不溶であるため、前記溶媒として水を用いることができないのに対し、本発明の光学フィルムでは、前記溶媒として、例えば、水を用いることで、環境負荷を低減できる。前記溶液は、塗布に適した粘度となることから、前記溶媒１００重量部に対して、例えば、前記ポリビニルアルコール系樹脂が３〜３０重量部の範囲で配合されることが好ましく、より好ましくは５〜１５重量部の範囲で配合されることである。
【００３７】
前記基材と前記塗膜との積層体の延伸方法は、特に限定されないが、例えば、長手方向に一軸延伸する自由端延伸方法、長手方向を固定した状態で幅方向に一軸延伸する固定端延伸方法等があげられる。
【００３８】
そして、前記積層体の延伸は、例えば、前記基材上に前記形成材料を塗布して塗膜を形成し、ついで、前記塗膜を乾燥させた後に、前記乾燥した塗膜と前記基材とを延伸してもよいし、また、前記塗膜を乾燥させる前に前記塗膜が形成された基材を延伸してもよい。前記延伸は、前記基材と前記塗膜との両方を共に引っ張ることによって行ってもよいが、例えば、つぎの理由から、前記基材のみを延伸することにより、前記塗膜を間接的に延伸することも好ましい。前記基材のみを延伸した場合、この延伸により前記基材に発生する張力によって、前記基材上の前記塗膜が間接的に延伸される。そして、積層体を延伸するよりも、単層体を延伸するほうが、通常、均一な延伸となるため、前述のように基材のみを均一に延伸すれば、これに伴って、前記基材上の前記塗膜も均一に延伸できるためである。前記基材のみの延伸によって前記塗膜を間接的に延伸することで、得られる光学フィルムの光学特性をより均一にすることができ、特に前記遅相軸方向の特性のばらつきを効果的に防止することができるため、前記で得られる光学フィルムは液晶表示装置の画面大型化にも良好に対応することができる。
【００３９】
延伸条件としては、特に限定されず、前記基材や前記形成材料の種類等に応じて適宜定めることができるが、延伸方向は、前記基材の幅方向であることが好ましい。延伸倍率は、７倍以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは１．０５〜４倍の範囲であり、さらに好ましくは１．０５〜１．５倍の範囲である。
【００４０】
本発明の光学フィルムは、前記基材と前記塗膜との積層体を収縮させることによっても製造することができる。前記基材と前記塗膜との積層体の収縮方法としては、例えば、前記基材の異方的な寸法変化を利用したり、積極的な収縮性能をもつ基材を利用したりして、前記基材を収縮させることにより、前記基材上の塗膜を間接的に収縮させる方法があげられる。この際には、例えば、延伸機等を利用して収縮率を制御することが好ましい。その制御方法としては、例えば、前記延伸機のクリップを一時的に開放して、前記基材の移送方向に弛緩させる方法や、前記延伸機のクリップの間隔を徐々に狭くする方法等があげられる。収縮倍率は、０．５倍以上１倍未満であることが好ましい。
【００４１】
前記延伸工程または前記収縮工程の後に、前記積層体に紫外線を照射して前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂を紫外線架橋させる。前記紫外線の照射には、紫外線照射手段が使用される。前記紫外線照射手段のエネルギー線源としては、例えば、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、窒素レーザー、電子線加速装置、放射性元素等の線源があげられる。照射量は、１５０ｍＪ／ｃｍ２以上であることが好ましく、より好ましくは、２００〜８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。
【００４２】
本発明の製造方法においては、上述のように、前記延伸工程または前記収縮工程により分子が配向された状態で紫外線架橋がなされるので、良好な位相差発現性および信頼性を有する光学フィルムを得ることができる。
【００４３】
このようにして基材上に形成された光学補償層は、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有する。前記光学補償層の厚みは、１〜３０μｍの範囲であることが好ましい。本発明によれば、位相差発現性が高いため、前記光学補償層を薄くすることができる。前記光学補償層のΔｎｘｚ、ΔＲｔｈおよびΔＲｅは、前述のとおりである。前記光学補償層は、前記基材との積層体としてそのまま本発明の光学フィルムとして使用してもよいし、前記基材から剥離した光学補償層単層として本発明の光学フィルムとして使用してもよい。
【００４４】
本発明の偏光板は、光学フィルムと偏光子とを含む偏光板であって、前記光学フィルムが、前記本発明の光学フィルムである。本発明の偏光板の構成としては、前記光学フィルムを構成する前記基材側または前記光学補償層側に、偏光子が積層されて構成されている。なお、前記光学補償層を前記基材から剥離した前記光学補償層単層と、偏光子との積層体も偏光板として用いることができる。偏光子上には保護層を形成してもよい。図１の模式断面図に、本発明の偏光板の構成の一例を示す。同図においては、分かりやすくするために、各構成部材の大きさ、比率等は、実際とは異なっている。図示のとおり、この偏光板１０は、保護層１１、偏光子１２、および前記本発明の光学フィルム１３が、この順序で積層され構成されている。前記偏光板の全体厚みは、例えば、２０〜３００μｍの範囲である。前記範囲の厚みとすることで、より機械的強度に優れた偏光板を得ることができる。
【００４５】
前記偏光板の各構成部材（光学部材）の間には、任意の接着層や、任意の光学部材（好ましくは、等方性を示すもの）が配置されてもよい。前記「接着層」とは、隣り合う光学部材の面と面とを接合し、実用上十分な接着力と接着時間で一体化させるものをいう。前記接着層を形成する材料としては、例えば、従来公知の接着剤、粘着剤、アンカーコート剤等があげられる。前記接着層は、接着体の表面にアンカーコート層が形成され、その上に接着剤層が形成されたような、多層構造であってもよい。また、肉眼的に認知できないような薄い層（ヘアーラインともいう）であってもよい。
【００４６】
前記偏光子としては、特に制限されず、各種のものを使用できる（例えば、特開２００８−９０２６３号公報参照）。
【００４７】
前記保護層を形成する材料としては、任意の適切なものが選択され得る。前記保護層は、セルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂、アクリル系樹脂、または、エステル系樹脂を含む高分子フィルムであることが好ましい。前記セルロース系樹脂を含む高分子フィルムは、例えば、特開平７−１１２４４６号公報の実施例１に記載の方法により得ることができる。前記ノルボルネン系樹脂を含む高分子フィルムは、例えば、特開２００１−３５００１７号公報に記載の方法により得ることができる。前記アクリル系樹脂を含む高分子フィルムは、例えば、特開２００４−１９８９５２号公報の実施例１に記載の方法により得ることができる。
【００４８】
前記保護層は、前記偏光子側とは反対側に表面処理層を有してもよい。前記表面処理としては、目的に応じて、適宜、適切な処理が採用され得る。前記表面処理層としては、例えば、ハードコート処理、帯電防止処理、反射防止処理（アンチリフレクション処理ともいう）、拡散処理（アンチグレア処理ともいう）等の処理層があげられる。これらの表面処理は、画面の汚れや傷つきを防止したり、室内の蛍光灯や太陽光線が画面に映り込むことによって、表示画面が見えづらくなることを防止したりする目的で使用される。前記表面処理層は、一般的には、ベースフィルムの表面に前記の処理層を形成する処理剤を固着させたものが用いられる。前記ベースフィルムは、前記保護層を兼ねていてもよい。さらに、前記表面処理層は、例えば、帯電防止処理層の上にハードコート処理層を積層したような多層構造であってもよい。
【００４９】
前述のとおり、本発明の液晶パネルは、液晶セルと光学部材とを含む液晶パネルであって、前記光学部材が、前記本発明の光学フィルムまたは前記本発明の偏光板であり、前記光学部材が、前記液晶セルの少なくとも一方の側に配置されていることを特徴とする。図２の模式断面図に、本発明の液晶パネルの構成の一例を示す。同図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この液晶パネル３０では、前記本発明の偏光板１０が、前記光学フィルム１３が前記液晶セル４１側に位置する状態で、前記液晶セル４１の視認側（同図において上側）およびバックライト側（同図において下側）の双方に配置されている。なお、この例の液晶パネルでは、前記液晶セルの視認側およびバックライト側の双方に、前記本発明の偏光板が配置されている。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明の液晶パネルにおいて、前記本発明の偏光板は、前記液晶セルの視認側およびバックライト側の少なくとも一方の側に配置されていればよい。
【００５０】
前記液晶セルとしては、例えば、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型のもの等があげられる。また、前記液晶セルとしては、スーパーツイストネマチック液晶表示装置に採用されているような、単純マトリクス型のもの等もあげられる。
【００５１】
前記液晶セルは、一対の基板により液晶層が挟持されているという構成が一般的である。図３に、液晶セルの構成の一例を示す。図示のように、本例の液晶セル４１は、一対の基板４１１ａ、４１１ｂ間に、スペーサー４１２が配置されることにより、空間が形成され、前記空間に、液晶層４１３が挟持されている。図示しないが、前記一対の基板のうち、一方の基板（アクティブマトリクス基板）には、例えば、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ）と、このアクティブ素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を伝える信号線とが設けられる。前記一対の基板のうち、他方の基板には、例えば、カラーフィルターが設けられる。
【００５２】
前記カラーフィルターは、前記アクティブマトリクス基板に設けてもよい。または、例えば、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段として、ＲＧＢの３色光源（さらに、多色の光源を含んでもよい）が用いられる場合には、前記カラーフィルターは、省略してもよい。前記一対の基板の間隔（セルギャップ）は、例えば、スペーサーによって制御される。前記セルギャップは、例えば、１．０〜７．０μｍの範囲である。各基板の前記液晶層に接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜が設けられる。または、例えば、パターニングされた透明基板によって形成されるフリンジ電界を利用して、液晶分子の初期配向が制御される場合には、前記配向膜は、省略してもよい。
【００５３】
前記液晶セルの屈折率は、ｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係を示すことが好ましい。前記屈折率がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係を示す液晶セルとしては、駆動モードの分類によれば、例えば、バーティカル・アラインメント（ＶＡ）モード、ツイスティッド・ネマティック（ＴＮ）モード、垂直配向型電界制御複屈折（ＥＣＢ）モード、光学補償複屈折（ＯＣＢ）モード等があげられる。本発明において、前記液晶セルの駆動モードは、前記ＶＡモードであることが好ましい。
【００５４】
本発明において、前記液晶パネルの駆動モードがインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードであることも好ましい。
【００５５】
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の偏光板または液晶パネルを含むことを特徴とする。図４の概略断面図に、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す。同図においては、分かりやすくするために、各構成部材の大きさ、比率等は、実際とは異なっている。図示のとおり、この液晶表示装置２００は、液晶パネル１００と、前記液晶パネル１００の一方の側に配置された直下方式のバックライトユニット８０とを少なくとも備える。前記直下方式のバックライトユニット８０は、光源８１と、反射フィルム８２と、拡散板８３と、プリズムシート８４と、輝度向上フィルム８５とを少なくとも備える。なお、本例の液晶表示装置２００では、バックライトユニットとして、直下方式が採用された場合を示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば、サイドライト方式のバックライトユニットであってもよい。サイドライト方式のバックライトユニットは、前記の直下方式の構成に加え、さらに導光板と、ライトリフレクターとを少なくとも備える。なお、図４に例示した構成部材は、本発明の効果が得られる限りにおいて、液晶表示装置の照明方式や液晶セルの駆動モード等、用途に応じてその一部が省略され得るか、または、他の光学部材で代替され得る。
【００５６】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルのバックライト側から光を照射して画面を見る透過型であってもよいし、液晶パネルの視認側から光を照射して画面を見る反射型であってもよいし、透過型と反射型の両方の性質を併せ持つ、半透過型であってもよい。
【００５７】
本発明の液晶表示装置は、任意の適切な用途に使用される。その用途は、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等である。
【実施例】
【００５８】
つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、下記の実施例および比較例により何ら制限されない。なお、各実施例および各比較例における各種物性および特性は、下記の方法により評価若しくは測定した。
【００５９】
（光学補償層の厚み方向配向性Δｎｘｚ、厚み方向位相差Ｒｔｈｉおよび正面位相差Ｒｅｉ）
波長５９０ｎｍにおける光学補償層の厚み方向配向性Δｎｘｚ、厚み方向位相差Ｒｔｈｉおよび正面位相差Ｒｅｉは、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製の商品名「Ａｘｏｓｃａｎ」を用いて測定した。
【００６０】
（厚み）
厚みは、大塚電子（株）製の薄膜用分光光度計の商品名「ＭＣＰＤ２０００」を用いて測定した。
【００６１】
（光学補償層のΔＲｔｈおよびΔＲｅ）
光学フィルム（光学補償層）の一方の面に、粘着剤を介し、ガラス基板を貼着した。つぎに、前記光学補償層の他方の面に、粘着剤を介し、ラクトン環構造を有するアクリル樹脂（ＬＭＭＡ）のフィルムを貼着し、保護層付光学補償層を作製した。ついで、この保護層付光学補償層を、温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１００時間静置した。静置後の前記光学補償層の厚み方向位相差Ｒｔｈｆおよび正面位相差Ｒｅｆを、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製の商品名「Ａｘｏｓｃａｎ」を用いて測定し、光学補償層のΔＲｔｈおよびΔＲｅを算出した。
【００６２】
［実施例１］
（光学フィルム）
光学補償層の形成材料として、前記構造式（Ｉ）で表される繰り返し単位を含み、重合度ｎが４０００のポリビニルアルコール系樹脂に対して架橋剤（ＭＢＡＡ、和光純薬工業（株）製）を５重量％添加した混合物を用いた。前記ポリビニルアルコール樹脂は、日本酢ビ・ポバール（株）製の商品名「ＪＣ４０」（重合度ｎ：４０００）を使用した。前記混合物を９５℃の熱水に溶解させた後冷却することで調製した７重量％水溶液を、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基材（帝人化成（株）製の商品名「パンライトフィルムＰＣ−２１５１」）上に、７０μｍの厚みで塗布し、これを８０℃で２分間、続いて１１０℃で２分間乾燥し、さらに、１５０℃で２分間乾燥しながら、１．０７倍に自由端延伸した。つぎに、前記積層体に３００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射することで、前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂を紫外線架橋させて、前記フィルム基材上に光学補償層が積層された積層体を得た。ついで、前記フィルム基材から前記光学補償層を剥離して、光学フィルムを得た。
【００６３】
［実施例２］
（光学フィルム）
下記構造式のヒダントインエポキシ樹脂を２４０重量部、アクリル酸（和光純薬工業（株）製）を１３７重量部、メトキノン（清工化学（株）製）を０．２重量部およびベンジルトリメチルアンモニウムクロライド（和光純薬工業（株）製）を１．４重量部仕込み、９０℃で反応させ、ヒダントインエポキシアクリレート（ＨＹＥＡ）を得た。
光学補償層の形成材料として、架橋剤として前記で得られたＨＹＥＡを用いた。それ以外は、実施例１と同様にして７重量％の水溶液を得た。この水溶液を、実施例１と同様のフィルム基材上に、７０μｍの厚みで塗布し、これを８０℃で２分間、続いて１１０℃で２分間乾燥し、さらに、１５０℃で２分間乾燥しながら、１．０７倍に自由端延伸した。つぎに、前記積層体に３００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射することで、前記架橋剤により前記ポリビニルアルコール系樹脂を紫外線架橋させて、前記フィルム基材上に光学補償層が積層された積層体を得た。ついで、前記フィルム基材から前記光学補償層を剥離して、光学フィルムを得た。
【化５】
2011002813.tif 000007
【００６４】
［比較例１］
ＭＢＡＡに代えてホウ酸を添加したこと、および紫外線を照射しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを得た。
【００６５】
［比較例２］
架橋剤を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを得た。
【００６６】
［比較例３］
ＭＢＡＡに代えてホウ酸を添加したこと以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを得た。
【００６７】
［比較例４］
紫外線を照射しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを得た。
【００６８】
［比較例５］
ＭＢＡＡに代えて二重結合を１つのみ含むヒドロキシエチルアクリルアミド（ＨＥＡＡ）を添加した以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを得た。
【００６９】
実施例および比較例で用いた架橋剤の種類、実施例および比較例における架橋形態、実施例および比較例で得られた光学フィルムの屈折率分布、厚み方向配向性Δｎｘｚ、厚み方向位相差Ｒｔｈｉ、正面位相差Ｒｅｉ、ΔＲｔｈおよびΔＲｅを、下記表１に示す。実施例１では、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有し、かつ、Δｎｘｚが０．０１１５と大きく位相差発現性が高く、ΔＲｔｈが１．３ｎｍ、ΔＲｅが１．９ｎｍと小さく位相差信頼性の高い光学フィルムが得られた。実施例２についても、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率異方性を有し、かつ、Δｎｘｚが０．０１２と大きく位相差発現性が高く、ΔＲｔｈが１．８ｎｍ、ΔＲｅが３．０ｎｍと小さく位相差信頼性の高い光学フィルムが得られた。一方、ホウ酸による熱架橋とした、紫外線照射をしなかった比較例１では、Δｎｘｚが０．００７９と小さく位相差発現性の低い光学フィルムとなった。また、架橋剤を添加しなかった比較例２では、ΔＲｔｈが２１．６ｎｍ、ΔＲｅが８．１ｎｍと大きく位相差信頼性の低い光学フィルムとなった。そして、ホウ酸による紫外線架橋とした比較例３では、Δｎｘｚが０．００７９と小さく位相差発現性が低く、ΔＲｔｈが２３．６ｎｍ、ΔＲｅが８．８ｎｍと大きく位相差信頼性の低い光学フィルムとなった。さらに、ＭＢＡＡによる熱架橋とした、紫外線照射をしなかった比較例４では、ΔＲｔｈが２１．３ｎｍ、ΔＲｅが７．０ｎｍと大きく位相差信頼性の低い光学フィルムとなった。さらに、ＨＥＡＡによる紫外線架橋とした比較例５では、ΔＲｔｈが２２．３ｎｍ、ΔＲｅが７．１ｎｍと大きく位相差信頼性の低い光学フィルムとなった。
【表１】
2011002813.tif 000008
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明の光学フィルムは、ポリイミドよりも安価であり、かつ、環境に優しい溶媒の使用が可能である材料を用いた、位相差発現性および位相差信頼性の高いものである。本発明の光学フィルム、それを用いた偏光板、液晶パネルおよび液晶表示装置の用途は限定されず、広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    偏光板
１１    保護層
１２    偏光子
１３    光学フィルム
３０、１００    液晶パネル
４１    液晶セル
４１１ａ、４１１ｂ    基板
４１２  スペーサー
４１３  液晶層
８０    バックライトユニット
８１    光源
８２    反射フィルム
８３    拡散板
８４    プリズムシート
８５    輝度向上フィルム
２００  液晶表示装置
【図１】
2011002813.tif 000009
【図２】
2011002813.tif 000010
【図３】
2011002813.tif 000011
【図４】
2011002813.tif 000012