(57)【要約】【課題】  １枚で様々な波長分散や屈折率異方性を示す位相差フィルム、例えば、波長分散α＝Ｒ(450)／Ｒ(590)（ここで、Ｒ(450)は波長４５０nmにおける位相差値、Ｒ(590)は波長５９０nmにおける位相差値）が１より小さい位相差フィルムや、負の屈折率異方性を有する位相差フィルムを提供する。【解決手段】  高分子媒体に屈折率異方性を有する棒状の無機物を分散させてなるフィルムを延伸して、位相差フィルムとする。この際、特定の屈折率楕円体及び波長分散を有する高分子媒体と棒状の無機物を選択することで、多種の位相差フィルムを作製することができる。上記の位相差フィルム少なくとも１枚を偏光板に積層して、複合偏光板とすることができる。また、上記の位相差フィルム又は複合偏光板を液晶セルと組み合わせて、液晶表示装置とすることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子媒体中に屈折率異方性を有する棒状の無機物が分散したフィルムであって、延伸による配向処理が施されていることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項２】
棒状の無機物が針状結晶である請求項１に記載の位相差フィルム。
【請求項３】
棒状の無機物は、長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率よりも小さい請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
【請求項４】
棒状の無機物は、長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率よりも大きい請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
【請求項５】
高分子媒体は、波長λ（nm）における位相差値をＲ(λ)としたときに、
α＝Ｒ(450)／Ｒ(590)
で表される波長分散αの値が１以上である請求項１〜４のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項６】
高分子媒体は、波長λ（nm）における位相差値をＲ(λ)としたときに、
α＝Ｒ(450)／Ｒ(590)
で表される波長分散αの値が１未満である請求項１〜４のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項７】
面内の直交する２軸方向の屈折率をｎx及びｎy、厚み方向の屈折率をｎz としたとき、ｎx＜ｎy≒ｎz の関係にある請求項１〜６のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項８】
面内の直交する２軸方向の屈折率をｎx及びｎy、厚み方向の屈折率をｎz としたとき、ｎx＞ｎy≒ｎz の関係にある請求項１〜６のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項９】
面内の直交する２軸方向の屈折率をｎx及びｎy、厚み方向の屈折率をｎz としたとき、ｎx＞ｎy＞ｎz の関係にある請求項１〜６のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の位相差フィルムが偏光板に積層されてなることを特徴とする複合偏光板。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載の位相差フィルムと液晶セルとを備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位相差フィルムに関するものである。詳しくは、位相差値の波長分散や屈折率異方性を種々にコントロールできる位相差フィルムに関するものである。本発明はまた、この位相差フィルムを用いた複合偏光板、さらには液晶表示装置にも関係している。
【背景技術】
【０００２】
近年、低消費電力、低電圧動作、軽量、薄型の液晶ディスプレイが、携帯電話、携帯情報端末、コンピュータ用のモニター、テレビなど、情報用表示デバイスとして急速に普及してきている。液晶技術の発展に伴い、さまざまなモードの液晶ディスプレイが提案されて、応答速度やコントラスト、狭視野角といった液晶ディスプレイの問題点が解消されつつある。しかしながら、依然として、陰極線管（ＣＲＴ）に比べて視野角が狭いことが指摘され、視野角拡大のための各種の試みがなされている。
【０００３】
液晶ディスプレイには、ＴＮ（Twisted Nematic：ねじれネマチック）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic：超ねじれネマチック）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、
ＩＰＳ（In-plane Switching：横電界）などの様々な方式があり、これらの方式には、液晶分子が位相差値を持つことによる光漏れや、偏光板における斜視時の軸角度のずれなどに起因して、それぞれに弱点となる視野角の狭い方向（方位角）が存在する。このような弱点となる視野角を拡大する方法として、位相差フィルムによる液晶セルや偏光板への光学補償という方法が広く採用されている。そのための位相差フィルムは、液晶セル内の液晶の位相差値、配向方向、液晶分子の駆動方式などにより、最適な種類が変わってくるため、多くの種類のものが用いられている。
【０００４】
かかる位相差フィルムの分類には、大きく分けて、（１）屈折率による分類、（２）入射波長毎の位相差値の分布（波長分散）による分類などがある。
【０００５】
屈折率により分類すると、フィルム面内で直交する２軸方向の屈折率をｎx 及びｎy 、厚み方向の屈折率をｎz として、例えば次のように分けられる。
(1) ｎx＞ｎy＝ｎz である正の完全１軸性のもの（ａ−プレートとも呼ばれる）、
(2) ｎx＝ｎy＞ｎz である完全２軸性のもの（ｃ−プレートとも呼ばれる）、
(3) ｎx＞ｎy＞ｎz である２軸性のもの、
(4) ｎx＜ｎy＝ｎz である負の１軸性のもの、
(5) ｎx＝ｎy＜ｎz である厚み方向に配向したものなど。
【０００６】
また波長分散により分類すると、波長５９０nmの光に対する面内位相差値をＲ(590) 、波長４５０nmの光に対する面内位相差値をＲ(450) とし、両者の比 Ｒ(450)／Ｒ(590) を波長分散αと定義して、例えば次のように分けられる。
(1) 測定波長が短くなるにつれて発現する位相差値が小さくなるもの（α＜１）、
(2) 測定波長が短くなるにつれて発現する位相差値が大きくなるもの（α＞１）、
(3) 位相差値が入射波長に依存せず一定であるもの（α＝１）など。
【０００７】
一般に広く用いられているλ／４波長板（あるいはλ／２波長板など）において、広い波長領域でλ／４（あるいはλ／２）の位相差を発現するためには、波長分散はα＜１であることが望まれる。すなわち、どの波長λにおいても、λ／４（あるいはλ／２など、その波長に対して一定の割合）の位相差を発現するためには、各波長における位相差をその波長で除した値が一定のもの、波長分散αで表せば、α＝Ｒ(450)／Ｒ(590)＝４５０／５９０＝０.７６ であるものが、理想的といえる。
【０００８】
しかしながら、一般の位相差フィルムに用いられる高分子フィルムはα＞１のものが多く、それ故、１枚でα＜１の分散を達成することは難しかった。
【０００９】
理想に近いλ／４を達成する手段として、λ／２波長板とλ／４波長板とを両者の光軸が交差した状態で貼り合わせる技術が特開平 10-68816 号公報（特許文献１）に、また、アッベ数の異なる二枚の位相差フィルムを積層する技術が特開平 2-285304 号公報（特許文献２）に、それぞれ開示されている。一方、位相差フィルム１枚でα＜１を達成する手段として、２種類以上の異なるモノマーの共重合体を用いる技術が特開 2003-207640号公報（特許文献３）に、レターデーション上昇剤として有機の棒状化合物を配合したポリマーフィルムとする技術が特開 2003-58320 号公報（特許文献４）に、また、正の光弾性係数を有する高分子と負の光弾性係数を有する高分子とを混合した組成物で位相差フィルムを形成する技術が特開 2002-341140号公報（特許文献５）に、それぞれ開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−６８８１６号公報
【特許文献２】特開平２−２８５３０４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０７６４０号公報
【特許文献４】特開２００３−５８３２０号公報
【特許文献５】特開２００２−３４１１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者らは、１枚で様々な波長分散や屈折率異方性を示す位相差フィルム、例えば、波長分散αが１より小さい位相差フィルムや、負の屈折率異方性を有する位相差フィルムの開発を目的として、鋭意研究を行ってきた。その結果、高分子媒体中に、屈折率異方性を有する棒状の無機物粒子を分散させたものをフィルムに加工し、延伸すれば、目的とする種々の位相差フィルムが得られることを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明によれば、高分子媒体に屈折率異方性を有する棒状の無機物を分散させた位相差フィルムが提供される。このフィルムは、配向処理を施すことにより、位相差を確実なものとすることができる。配向処理は通常、延伸によって行われる。
【００１３】
棒状の無機物は、例えば、針状結晶であることができる。棒状の無機物は、長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率より小さいものであってもよいし、長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率より大きいものであってもよい。
【００１４】
高分子媒体には、正の屈折率異方性を有するものと、負の屈折率異方性を有するものがあるが、いずれも使用可能である。また、高分子媒体の波長分散性に着目すると、波長λ（nm）における位相差値をＲ(λ)とし、 α＝Ｒ(450)／Ｒ(590) を波長分散と定義して、波長分散αが１以上であるものが多いが、波長分散αが１未満の高分子も存在し、やはりいずれも用いることができる。
【００１５】
そして、高分子媒体と棒状の無機物それぞれにおける屈折率異方性の正・負を目的に応じて組み合わせること、無機物の添加量を変化させること、及び高分子媒体と無機物の波長分散性の組み合わせを考慮することで、任意の屈折率異方性と波長分散性を有する位相差フィルムを得ることが可能となる。
【００１６】
この位相差フィルムにおいて、面内の直交する２軸方向の屈折率をｎx及びｎy、厚み方向の屈折率をｎz としたとき、各軸方向の屈折率の関係も任意の組合せのものとすることができるが、中でも、次のような関係を満たす位相差フィルムは重要である。
Ａ．ｎx＜ｎy≒ｎz の関係にある負の一軸性位相差フィルム、
Ｂ．ｎx＞ｎy≒ｎz の関係にある正の一軸性位相差フィルム、
Ｃ．ｎx＞ｎy＞ｎz の関係にある二軸性の位相差フィルム。
【００１７】
これらの位相差フィルムは、偏光板に積層して複合偏光板とすることができる。また、これらの位相差フィルム、あるいはそれを偏光板に積層した複合偏光板は、各種モードの液晶セルと組み合わせて、液晶表示装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高分子媒体と棒状無機物の組合せを選択し、さらに棒状無機物の添加量を調整することで、波長分散や屈折率異方性が様々にコントロールされた位相差フィルムが１枚で実現できる。そのうち、負の屈折率異方性を有するものは、ＩＰＳモードなどの液晶表示装置の視野角拡大に有効である。一方で、正の屈折率異方性を有するものは、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＶＡモードなどの液晶表示装置の視野角拡大に有効である。さらには、波長分散αが１未満の位相差フィルムは、偏光板を備える液晶セルを斜めから見たときに、偏光板の軸角度のずれに対しての広帯域にわたる光学補償が可能であり、斜め方向の光漏れを抑えるのに有効である。また、かかる波長分散αが１未満の位相差フィルムをλ／４波長板とすれば、同様の観点から、直線偏光板と組み合わせた円偏光板などに有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明では、高分子媒体に屈折率異方性を有する棒状の無機物を分散させてフィルムとし、好ましくはこれに延伸による配向処理を施して、位相差フィルムとする。棒状の無機物は、例えば、針状結晶であることができる。この位相差フィルムにおいては、高分子媒体と棒状の無機物それぞれの屈折率異方性の正・負を目的に応じて組み合わせること、無機物の添加量を変化させること、及び高分子媒体と無機物の波長分散性の組み合わせを考慮することで、任意の屈折率異方性と波長分散性を有する位相差フィルムを得ることが可能となる。
【００２０】
ここで、屈折率異方性が正であるとは、分子又は結晶の長軸方向（高分子鎖であれば主鎖方向）の屈折率が、短軸方向（高分子鎖であれば側鎖方向）の屈折率よりも大きいことを意味し、正の複屈折とは、屈折率異方性が正の物質によってもたらされる状態、すなわち、長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率よりも大きい状態をいう。逆に屈折率異方性が負であるとは、分子又は結晶の長軸方向の屈折率が、短軸方向の屈折率よりも小さいことを意味し、負の複屈折とは、屈折率異方性が負の物質によってもたらされる状態、すなわち、長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率よりも小さい状態をいう。棒状無機物の屈折率異方性について述べると、その結晶の長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率より大きいものは、屈折率異方性が正であることになる。逆に、結晶の長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率より小さいものは、屈折率異方性が負であることになる。
【００２１】
かかる高分子媒体と棒状無機物の具体的な組合せについて、以下に詳しく説明する。まず、媒体である高分子が正の屈折率異方性を有し、分散させる棒状の無機物が負の屈折率異方性を有する組合せがある。
【００２２】
この場合、フィルムを延伸すると、高分子主鎖が配向して高分子媒体からは正の複屈折が発現するようになる。一方で棒状の無機物は、高分子鎖が配向する際に、その形状のために高分子主鎖に沿って配向し、その長軸方向の屈折率が短軸方向の屈折率よりも小さいために、負の複屈折を発現する。つまり、フィルム全体としての複屈折は、高分子媒体と分散させる棒状の無機物との比率によって決まり、棒状の無機物が少ない場合には正の複屈折を、それが多い場合には負の複屈折を発現し、その位相差値は、延伸倍率によって決まり、延伸倍率が高いほど大きい位相差値が発現する。
【００２３】
またこの場合、屈折率楕円体が互いに位相差を打ち消す方向にある。つまり、フィルムが正の複屈折を示す場合、フィルムの波長分散曲線は、高分子媒体の各波長における位相差値から棒状無機物の各波長における位相差値を差し引いたものになる。逆に、フィルムが負の複屈折を示す場合、フィルムの波長分散曲線は、棒状無機物の各波長における位相差値から高分子媒体の各波長における位相差値を差し引いたものになる。
【００２４】
次に、媒体である高分子が正の屈折率異方性を有し、分散させる棒状の無機物も正の屈折率異方性を有する組合せがある。
【００２５】
この場合、フィルムを延伸すると、高分子主鎖が配向して高分子媒体からは正の複屈折が発現するようになり、棒状の無機物も高分子主鎖に沿って配向するために、棒状の無機物からも正の複屈折が発現する。つまり、延伸によってフィルムは正の複屈折を示す。また、この場合の波長分散は、高分子媒体の波長分散曲線と棒状無機物の波長分散曲線を足し合わせたものとなる。
【００２６】
上に掲げた二つの例からもわかるように、波長分散は、各波長における高分子媒体の位相差値と棒状無機物の位相差値との差又は和で決まるため、これらの組成比を変化させることで、波長分散特性を制御することができる。
【００２７】
上に示した例以外にも、同様の原理に基づいた多種の組合せがありうる。これらの組合せを以下の表１にまとめた。表１においては、横方向（列）で高分子媒体を分類し、縦方向（行）で棒状の無機物を分類している。それぞれを正の屈折率異方性を有する場合と負の屈折率異方性を有する場合に分け、高分子媒体については、さらに、波長分散αが１より大きい場合、αが１の場合、及びαが１より小さい場合に分類している。なお、無機物は一般に、測定波長が変化しても屈折率はほとんど変わらないものが多いので、波長分散αが１の場合についてだけ示している。
【００２８】
表１において、（１）と（２）は、高分子媒体による位相差と棒状無機物による位相差のうちどちらが勝っているかによって分類したものであって、（１）は高分子主鎖の位相差値の方が大きい場合、すなわち無機物の添加量が少ない場合であり、（２）はその逆である。また、表中の（Ａ）は、位相差フィルム（高分子媒体中に棒状の無機物が分散した状態）における屈折率異方性の正・負を表し、高分子の主鎖方向の屈折率が大きい場合を正、逆に高分子の側鎖方向の屈折率が大きい場合を負としている。（Ｂ）は、波長分散性である。ただし、ちょうど位相差が相殺される組成近傍においては、観測波長によって屈折率異方性の正・負が表１の表示とは必ずしも一致しない場合がある。
【００２９】
【表１】
2005227427.tif 000002
【００３０】
表１に示す棒状の無機物の波長分散はα＝１としているが、本発明がこれに限定されるわけではなく、α＞１やα＜１である無機物も用いることができる。このような、α＞１又はα＜１の無機物を用いた位相差フィルムにおいても、α＝１の場合と同様の原理で、屈折率異方性及び波長分散が発現する。
【００３１】
今、高分子媒体として、正の屈折率異方性を有し、波長分散性がα＞１であるものを用い、分散させる棒状の無機物として、負の屈折率異方性を有し、波長分散がないもの（α＝１のもの）を用いる場合を考える。この場合の高分子媒体の材質は、波長分散がα＞１であり、正の屈折率異方性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、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、さらには、α＞１で正の屈折率異方性を有するポリオレフィン類、フッ素系樹脂などが挙げられる。また棒状の無機物についても、負の屈折率異方性を有していれば、材質は特に限定されるものではない。例えば、炭酸ストロンチウムや炭酸カルシウムなどの針状結晶、及び、その他の負の屈折率異方性を有する棒状構造の無機物が用いられる。これらの高分子媒体及び棒状無機物の波長分散を、それぞれ図１（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示す。この高分子媒体に棒状の無機物を分散させたフィルムを延伸して、負の屈折率異方性を示すフィルムを得た場合、上で述べた如く、波長分散は図１の（Ｃ）に示すとおり、棒状無機物の波長分散曲線から高分子媒体の波長分散曲線を差し引いたものになる。このフィルムの波長分散はα＜１であり、負の屈折率異方性を有する逆波長分散のフィルムが得られる。
【００３２】
さらには、本発明の位相差フィルムにおいて、図２に模式的に示すように、高分子媒体中に分散させる棒状無機物の割合を変化させることで、波長分散αを制御することができる。図２において、曲線が不連続の部分（破線部分）が存在するのは、その部分の組成において、高分子媒体の位相差値と棒状無機物の位相差値が相殺されるためである。
【００３３】
上記した位相差フィルムの光学特性において、α＜１であり、かつ負の屈折率異方性を有するという特性は、一例として挙げただけであって、本発明がこれに限定されるわけではない。すなわち、高分子媒体と棒状無機物それぞれの種類を選択し、それらの組成比を変更することで、表１に示す全ての種類の位相差フィルムが実現できる。その他の屈折率異方性と波長分散性を有する高分子媒体も、材質について特に限定されるものではなく、例えば、表２に示すような材料が挙げられる。
【００３４】
【表２】
2005227427.tif 000003
【００３５】
また、その他の屈折率異方性と波長分散性を有する棒状の無機物についても、その材質について限定されるものでなく、例えば、表３に示すような材料が挙げられる。
【００３６】
【表３】
2005227427.tif 000004
【００３７】
本発明の位相差フィルムの原反となるフィルムは、例えば、次のようにして製造することができる。すなわち、媒体となる高分子を溶解しうる溶剤にこの高分子を溶解し、そこに棒状の無機物を分散させ、それを平滑な表面を有する樹脂シートやステンレスベルトなどの表面に展開し、溶剤を乾燥除去する、いわゆる溶剤キャスト法により、高分子媒体中に棒状の無機物が分散したフィルムを得ることができる。棒状の無機物が分散された高分子（樹脂）のペレットを用意し、これを適当な溶剤に溶解し、溶剤キャスト法によってフィルム化することもできる。また、媒体となる高分子を溶融し、そこに棒状の無機物を分散させるか、あるいは、棒状の無機物が分散された高分子（樹脂）のペレットを用意し、これを溶融して、溶融高分子中に棒状の無機物が分散した状態とし、これを押出法などでフィルム化する方法によっても、高分子媒体中に棒状の無機物が分散したフィルムを得ることができる。
【００３８】
こうして得られるフィルムを延伸することにより、適宜の位相差値を有するフィルムとすることができる。延伸は例えば、テンターによる横一軸延伸、自由端縦一軸延伸などの方法により、行うことができる。二軸性が必要な場合には、二軸延伸をすることも可能である。
【００３９】
位相差フィルムの厚さは、１０〜２００μm 程度であればよい。また、この位相差フィルムにおいて、面内の直交する２軸方向の屈折率ｎx及びｎyの差とフィルムの厚さｄとの積（ｎx−ｎy）×ｄで表される面内位相差値の絶対値は、測定波長５９０nmにおける値として、一般に１０nm以上、好ましくは３０nm以上、より好ましくは５０nm以上とするのが適当であり、さらに好ましくは、１０〜１,０００nmの範囲、とりわけ５０〜１,０００nmの範囲から選択される。
【００４０】
棒状の無機物は、その長さが３０〜３,０００nm 程度、太さ（直径）が１０〜３００nm程度の範囲にあるのが適当である。また、太さに対する長さの比で表されるアスペクト比は、１.５〜２０ 程度の範囲にあるのが適当である。無機物粒子があまり大きいと、光が散乱されてフィルムのヘイズが高くなってしまい、またあまり小さいと、高分子鎖の配向に伴う無機物の配向が起こりにくくなる。
【００４１】
高分子媒体と棒状無機物の割合は、目的とする位相差フィルムの波長分散や屈折率異方性の正・負などによって、適宜選択される。一般に無機物の複屈折は、高分子に比べてはるかに大きいので、無機物の量は相対的に少なくてよい。例えば、高分子媒体と棒状無機物の合計量を基準に、無機物が０.０１〜１５重量％程度、好ましくは０.０１〜１０重量％程度となる範囲から、上記の目的に合わせて、適宜選択することができる。
【００４２】
こうして得られる位相差フィルムは、高分子媒体と棒状無機物の組合せや量比、さらには延伸条件を選択することにより、屈折率構造も任意に調節することができる。具体的には例えば、面内の直交する２軸方向の屈折率をｎx及びｎy、厚み方向の屈折率をｎz としたときに、ｎx＜ｎy≒ｎz の関係にある負の一軸性位相差フィルムとすることができる。かかる負の一軸性位相差フィルムは、先の表１に（Ａ）の分類が「負」と記載した組合せで製造することができる。すなわち、例えば、正の屈折率異方性を有する高分子媒体に、負の屈折率異方性を有する棒状の無機物を、当該無機物による位相差値が勝る程度の量分散させてフィルム化し、一軸延伸することによって製造できる。また、負の屈折率異方性を有する高分子媒体に、正の屈折率異方性を有する棒状の無機物を、当該無機物による位相差値が高分子媒体による位相差値を超えない程度の量分散させてフィルム化し、一軸延伸することによっても製造できる。さらには、負の屈折率異方性を有する高分子媒体に負の屈折率異方性を有する棒状の無機物を分散させてフィルム化し、一軸延伸することによっても製造できる。
【００４３】
また例えば、ｎx＞ｎy≒ｎz の関係にある正の一軸性位相差フィルムとすることもできる。かかる正の一軸性位相差フィルムは、先の表１に（Ａ）の分類が「正」と記載した組合せで製造することができる。すなわち、例えば、正の屈折率異方性を有する高分子媒体に、負の屈折率異方性を有する棒状の無機物を、当該無機物による位相差値が高分子媒体による位相差値を超えない程度の量分散させてフィルム化し、一軸延伸することによって製造できる。また、負の屈折率異方性を有する高分子媒体に、正の屈折率異方性を有する棒状の無機物を、当該無機物による位相差値が勝る程度の量分散させてフィルム化し、一軸延伸することによっても製造できる。さらには、正の屈折率異方性を有する高分子媒体に正の屈折率異方性を有する棒状の無機物を分散させてフィルム化し、一軸延伸することによっても製造できる。
【００４４】
さらに、ｎx＞ｎy＞ｎz の関係にある二軸性の位相差フィルムとすることもできる。かかる二軸性の位相差フィルムは、例えば、正の屈折率異方性を有する高分子媒体に、正又は負の屈折率異方性を有する棒状の無機物を分散させてフィルム化し、テンター横一軸延伸することにより、あるいは二軸延伸することにより、製造できる。
【００４５】
本発明の位相差フィルムは、偏光板に積層して、複合偏光板とすることができる。この際、位相差フィルムを２枚以上用いることもできる。このために用いる偏光板は、フィルム面内で直交する一方の向きに振動する直線偏光を透過し、他方の向きに振動する直線偏光を吸収するタイプの公知の直線偏光板でよい。具体的には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素が吸着配向したヨウ素系偏光板や、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性有機染料が吸着配向した染料系偏光板があり、その複合偏光板ないしはそれを適用した液晶表示装置の用途に応じて、適宜のものを用いればよい。これらの偏光板は一般に、二色性色素（ヨウ素又は有機染料）が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光子の片面又は両面に、トリアセチルセルロースなどの樹脂からなる保護フィルムが積層された形で用いられる。
【００４６】
また、本発明の位相差フィルム、あるいはそれを偏光板に積層した複合偏光板は、先にも説明したように、各種モードの液晶表示装置に対し、その視野角を拡大するのに有効である。そこで、この位相差フィルム又は複合偏光板を液晶セルと組み合わせて、液晶表示装置とすることができる。複合偏光板を液晶セルに貼る場合は、偏光板が外側になり、位相差フィルムが偏光板と液晶セルの間に入るように積層される。液晶セルは、２枚の基板の間に液晶が封入され、少なくとも一方の基板に電極を有し、液晶層への電界の印加によって液晶の配向状態を変化させ、透過光量をスイッチングする装置である。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００４８】
例１
ポリエーテルサルフォン（住友ベークライト社製）をテンターにて一軸延伸した位相差フィルムについて、自動複屈折計（“KOBRA-21ADH ”：王子計測機器社製）で所定波長毎に位相差を測定し、位相差の波長分散曲線を求めると、図３に実線で示す曲線になる。この図において、横軸は波長λ（単位nm）であり、縦軸は、波長λにおける位相差値Ｒ(λ)と波長５９０nmにおける位相差値Ｒ(590) との比Ｒ(λ)／Ｒ(590) であり、図４以降も、横軸と縦軸の意味はこの図３と同じである。一方、無機物は位相差の波長分散があまり大きくなく、多くの場合α≒１なので、負の屈折率異方性を示す棒状無機物の波長分散曲線が図３に破線で示すような曲線であるとする。ポリエーテルサルフォン中にこの無機物を４種類の混合比で分散させて、それぞれ負の一軸性を示す位相差フィルムとした場合について、波長分散曲線を計算し、その結果を図４に示す。この結果から、ポリエーテルサルフォンと棒状の無機物（例えば、炭酸ストロンチウム）の組成比を変化させることで、波長分散曲線をコントロールできることがわかった。
【００４９】
上の結果に基づいて、ポリエーテルサルフォンと棒状の無機物とを最適な組成比とした場合の波長分散曲線を図５に実線で示す。図５に示す破線は、理想的な波長分散を示すλ／４波長板、すなわち、Ｒ(λ)／Ｒ(590) ＝λ／５９０を満たすλ／４波長板の波長分散曲線であるが、最適な組成比を選ぶことで、理想的なλ／４波長板に近い逆分散の位相差フィルムが得られることがわかった。
【００５０】
例２（比較）
ポリスチレンの原反フィルム（ロンザ社製）をテンターにて一軸延伸して、負の一軸性を示す位相差フィルムを得た。屈折率の関係は、延伸方向の屈折率をｎx 、面内で延伸方向と直交する方向の屈折率をｎy 、フィルム厚み方向の屈折率をｎz として、ｎx＜ｎy≒ｎz である。この位相差フィルムについて、所定波長毎の位相差を例１で用いたのと同じ自動複屈折計で測定し、その波長分散曲線を求め、図６に実線で示す結果を得た。なお、図６中の破線は、図５中の破線と同じく、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線である。図６からわかるように、ポリスチレンは、位相差の波長分散 α＝Ｒ(450)／Ｒ(590) が１より大きく、測定波長５９０nmでは位相差値がλ／４を達成しているものの、短波長になるにつれてλ／４から大きくずれていくことになる。
【００５１】
例３
負の屈折率異方性を有するポリスチレン（ロンザ社製）をテンターにて一軸延伸した位相差フィルムにつき、実施例１で用いたのと同じ自動複屈折計で所定波長毎に位相差を測定し、位相差の波長分散曲線を求めると、図７に実線で示す曲線になる。一方、正の屈折率異方性を示す棒状無機物の波長分散曲線（α≒１）が図７に破線で示すような曲線であるとする。ポリスチレン中にこの無機物を４種類の混合比で分散させ、それぞれ正の一軸性を示す位相差フィルムとした場合について、波長分散曲線を計算し、その結果を図８に示す。この結果から、ポリスチレンと棒状無機物の組成比を変化させることで、波長分散曲線をコントロールできることがわかった。
【００５２】
上の結果に基づいて、ポリスチレンと棒状の無機物とを最適な組成比とした場合の波長分散曲線を図９に実線で示す。図９に示す破線は、図５や図６中の破線と同じく、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線であるが、最適な組成比を選ぶことで、理想的なλ／４波長板に近い逆分散の位相差フィルムが得られることがわかった。
【００５３】
例４
正の屈折率異方性を有するジアセチルセルロース（図１０には「ＤＡＣ」と表示、富士写真フィルム社製）をテンターにて一軸延伸した位相差フィルムにつき、実施例１で用いたのと同じ自動複屈折計で所定波長毎に位相差を測定し、位相差の波長分散曲線を求めると、図１０に実線で示す曲線になる。一方、負の屈折率異方性を示す棒状無機物の波長分散曲線（α≒１）が図１０に破線で示すような曲線であるとする。ジアセチルセルロース中にこの無機物を４種類の混合比で分散させ、それぞれ負の一軸性を示す位相差フィルムとした場合について、波長分散曲線を計算し、その結果を図１１に示す。この結果から、ジアセチルセルロースと棒状無機物の組成比を変化させることで、波長分散曲線をコントロールできることがわかった。また図１１からわかるように、この場合の位相差フィルムは、α＞１で高波長分散のものになる。
【００５４】
例５（比較）
正の屈折率異方性を有するノルボルネン系樹脂フィルムが一軸延伸された位相差フィルム（住友化学工業社製の“CSES340150Y ”）について、所定波長毎の位相差を例１で用いたのと同じ自動複屈折計で測定し、その波長分散曲線を求め、図１２に実線で示す結果を得た。図１２中の破線は、図５、図６及び図９中の破線と同じく、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線である。図１２からわかるように、この位相差フィルムは波長分散α＝Ｒ(450)／Ｒ(590)がほぼ１であり、測定波長５９０nmでは位相差値がλ／４を達成しているものの、この波長からずれるにつれてλ／４からずれていくことになる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る位相差フィルムの種類は多岐にわたるが、波長分散α＜１を有する位相差フィルムは、広い波長領域にわたってλ／４やλ／２などの特定の位相差値を発現することができるため、ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＩＰＳなどの各モードの液晶ディスプレイにおいて、液晶セルの複屈折、あるいは偏光板の斜めから見たときの軸角度のずれを補償する際に、広い波長範囲で良好な補償がなされる。一方で、負の一軸性を有する位相差フィルムは、屈折率楕円体がコインを立てた形状をしているため、ＩＰＳモードなどの液晶セルの補償に有用である。そして、位相差フィルムの波長分散を簡便にコントロールできるために、液晶分子の波長分散を考慮して、最適な位相差値と分散特性を有する位相差フィルムとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（Ａ）は高分子媒体の波長分散曲線の例であり、（Ｂ）は棒状無機物の波長分散曲線の例であり、（Ｃ）は（Ａ）の波長分散曲線を与える高分子媒体に（Ｂ）の波長分散曲線を与える棒状無機物を分散させて形成される位相差フィルムの波長分散曲線の例である。
【図２】無機物の添加量と波長分散αの関係を模式的に示す図である。
【図３】ポリエーテルサルフォンと棒状無機物それぞれの波長分散曲線の例である。
【図４】ポリエーテルサルフォンに棒状無機物を種々の組成比で分散させて得られる位相差フィルムの波長分散曲線の例である。
【図５】例１で計算した位相差フィルムの波長分散曲線（実線）と、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線（破線）である。
【図６】ポリスチレンからなる位相差フィルムの波長分散曲線（実線）と、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線（破線）である。
【図７】ポリスチレンと棒状無機物それぞれの波長分散曲線の例である。
【図８】ポリスチレンに棒状無機物を種々の組成比で分散させて得られる位相差フィルムの波長分散曲線の例である。
【図９】例３で計算した位相差フィルムの波長分散曲線（実線）と、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線（破線）である。
【図１０】ジアセチルセルロース（ＤＡＣ）と棒状無機物それぞれの波長分散曲線の例である。
【図１１】ジアセチルセルロースに棒状無機物を種々の組成比で分散させて得られる位相差フィルムの波長分散曲線の例である。
【図１２】ノルボルネン系樹脂からなる位相差フィルムの波長分散曲線（実線）と、理想的な波長分散を示すλ／４波長板の波長分散曲線（破線）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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