(57)【要約】【課題】本発明は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いられる位相差フィルムであって、偏光板保護フィルムとして兼用することに適した位相差フィルムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、セルロース誘導体からなる透明基板と、上記透明基板上に形成され、屈折率異方性を有する棒状化合物を含有し、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学異方性層とを有する位相差フィルムであって、屈曲性が１６ｍｍ以下であることを特徴とする位相差フィルムを提供することにより、上記課題を解決するものである。【選択図】図３
2009086260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース誘導体からなる透明基板と、前記透明基板上に形成され、屈折率異方性を有する棒状化合物を含有し、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学異方性層とを有する位相差フィルムであって、
屈曲性が１６ｍｍ以下であることを特徴とする、位相差フィルム。
【請求項２】
Ｎｚファクターが、１．０〜３．０の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の位相差フィルム。
【請求項３】
前記透明基板上または前記光学異方性層上に、ホメオトロピック配向を形成した液晶材料を含有し、面内方向において互いに直交する任意のｘ、ｙ方向の屈折率ｎｘ２、ｎｙ２と、厚み方向の屈折率ｎｚ２との間にｎｘ２≦ｎｙ２＜ｎｚ２の関係が成立する位相差層が形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の位相差フィルム。
【請求項４】
前記セルロース誘導体がトリアセチルセルロースであることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の位相差フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に好適に用いられる位相差フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、その省電力、軽量、薄型等といった特徴を有することから、従来のＣＲＴディスプレイに替わり、近年急速に普及している。一般的な液晶表示装置としては、図４に示すように、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０１とを有するものを挙げることができる。偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０１は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａと１０２Ｂとの間に配置されている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、上記液晶セルに用いられる液晶材料の配列形態により種々の駆動方式を用いたものが知られている。今日、普及している液晶表示装置の主たるものは、ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＩＰＳ、および、ＯＣＢ等に分類される。なかでも今日においては、上記ＭＶＡ、およびＩＰＳの駆動方式を有するものが広く普及するに至っている。
【０００４】
一方、液晶表示装置は、その特有の問題点として、液晶セルや偏光板の屈折率異方性に起因する視野角依存性の問題点がある。この視野角依存性の問題は、液晶表示装置を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合とで視認される画像の色味やコントラストが変化してしまう問題である。このような視野角特性の問題は、近年の液晶表示装置の大画面化に伴って、さらにその問題の重大性が増している。
【０００５】
このような視野角依存性の問題を改善するため、現在までに様々な技術が開発されている。その代表的な方法として位相差フィルムを用いる方法がある。この位相差フィルムを用いる方法は、図５に示すように所定の光学特性を有する位相差フィルム１０３を、液晶セル１０１と偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂとの間に配置することにより、視野角依存性の問題を改善する方法である。このような方法は位相差フィルム１０３を液晶表示装置に組み込むことのみで上記視野角依存性の問題点を改善できることから、簡便に視野角特性に優れた液晶表示装置を得ることが可能な方法として広く用いられるに至っている。
ここで、上記位相差フィルムとしては、例えば、透明基板上に、規則的に配列した液晶材料を含有する位相差層が形成された構成を有するものや、延伸フィルムからなるものが一般的に知られている。
【０００６】
また近年では、図５に例示したような、位相差フィルムと偏光板とを別個に配置する方式ではなく、位相差フィルムを上記偏光板を構成する偏光板保護フィルムとして兼用する方式が主流になってきている。すなわち、図６に例示するように、一般的な液晶表示装置は、液晶セル１０１の両側に偏光板１０２Ａ、１０２Ｂが配置された構成を有するものであり、上記偏光板１０２Ａ、１０２Ｂは、通常、２枚の偏光板保護フィルム１１２ａ、１１２ｂによって偏光子１１１が挟持された構成を有するものである（図６（ａ））（ここで、説明の便宜上、液晶セル１０１側に配置されている偏光板保護フィルム１１２ａを「内側の偏光板保護フィルム」と称し、他方の偏光板保護フィルム１１２ｂを「外側の偏光板保護フィルム」と称する。）。そして、位相差フィルム１０３を用いて液晶表示装置の視野角特性を改善する場合、図６（ｂ）に例示するように、上記２枚の偏光板保護フィルム１１２ａ、１１２ｂのうち、内側の偏光板保護フィルム１１２ａとして位相差フィルム１０３が用いられた偏光板１０２Ａ’、１０２Ｂ’を用いることが近年の主流となっている。
【０００７】
ところで、上記位相差フィルムが備える位相差性は、視野角特性を改善する対象となる液晶表示装置の駆動方式等に依存するものであるが、なかでもＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置には、正のＣプレートとしての性質を有する位相差フィルムと、正のＡプレートとしての性質を有する位相差フィルムを併用することが技術常識になっている（例えば、特許文献１）。
上記正のＡプレートとしての性質を有する位相差フィルムとしては、従来、シクロオレフィン系ポリマーからなるフィルムが一軸延伸されてなるものが用いられるのが主流であった。このような位相差フィルムは、例えば特許文献２に開示されている。
しかしながら、上述したように近年においては位相差フィルムを偏光板保護フィルムとして用いることが一般的になってきているところ、上記シクロオレフィン系ポリマーからなる位相差フィルムは、偏光子との密着が乏しいという問題点があった。このため、上記シクロオレフィン系ポリマーからなる位相差フィルムを偏光板保護フィルムとして兼用するためには、偏光子およびシクロオレフィン系ポリマーとの接着性を有する他の層を併用することが必須になる等の障害があり、必ずしも偏光板保護フィルムとして兼用可能な位相差フィルムとしては望ましいものではなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２９６４２４号
【特許文献２】特開２００２−１７４７２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いられる位相差フィルムであって、偏光板保護フィルムとして兼用することに適した位相差フィルム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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、セルロース誘導体からなる透明基板と、上記透明基板上に形成され、屈折率異方性を有する棒状化合物を含有し、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学異方性層とを有する位相差フィルムであって、
屈曲性が１６ｍｍ以下であることを特徴とする、位相差フィルムを提供する。
【００１１】
本発明によれば、上記透明基板としてセルロース誘導体からなるものが用いられ、かつ、上記光学異方性層として、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する、いわゆる光学的にＡプレートあるいはＢプレートとしての性質を有するものが用いられていることにより、ＩＰＳ方式の液晶表示装置用の視野角補償フィルムとして好適に用いられ、偏光子との密着性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
また、本発明の位相差フィルムは屈曲率が上記範囲内であることにより、打ち抜き加工性に優れたものになるため、本発明の位相差フィルムを偏光板保護フィルムして用いて偏光板を作製する際の生産効率を向上させることができる。
このようなことから本発明によれば、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いられる位相差フィルムであって、偏光板保護フィルムとして兼用することに適した位相差フィルムを得ることができる。
【００１２】
本発明の位相差フィルムは、Ｎｚファクターが、１．０〜３．０の範囲内であることが好ましい。これにより本発明の位相差フィルムをＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられる光学補償フィルムとしてより適切なものにできるからである。
【００１３】
また本発明の位相差フィルムにおいては、上記透明基板上または上記光学異方性層上に、ホメオトロピック配向を形成した液晶材料を含有し、面内方向において互いに直交する任意のｘ、ｙ方向の屈折率ｎｘ２、ｎｙ２と、厚み方向の屈折率ｎｚ２との間にｎｘ２≦ｎｙ２＜ｎｚ２の関係が成立する位相差層が形成されていることが好ましい。これにより、本発明の位相差フィルムのみでＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角特性を改善することが可能になるからである。
【００１４】
さらに本発明の位相差フィルムにおいては、上記セルロース誘導体がトリアセチルセルロースであることが好ましい。トリアセチルセルロースは光学的等方性に優れるため、上記セルロース誘導体としてトリアセチルセルロースが用いられていることにより、本発明の位相差フィルムの光学特性設計が容易になる等の利点があるからである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の位相差フィルムは、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いることができ、さらに偏光板保護フィルムとしても好適に用いることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の位相差フィルムについて詳細に説明する。
【００１７】
上述したように本発明の位相差フィルムは、セルロース誘導体からなる透明基板と、上記透明基板上に形成され、屈折率異方性を有する棒状化合物を含有し、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学異方性層と、を有するものであって、屈曲性が１６ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
このような本発明の位相差フィルムについて図を参照しながら説明する。図１は本発明の位相差フィルムの一例を示す概略斜視図である。図１に例示するように、本発明の位相差フィルム１０は、セルロース誘導体からなる透明基板１と、上記透明基板１上に形成され、屈折率異方性を有する棒状化合物Ａを含有し、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学異方性層２とを有するものである。
このような例において、本発明の位相差フィルム１０は、位相差フィルム１０全体としての屈曲性が１６ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明によれば、上記透明基板としてセルロース誘導体からなるものが用いられ、かつ、上記光学異方性層として、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する、いわゆる光学的にＡプレートあるいはＢプレートとしての性質を有するものが用いられていることにより、ＩＰＳ方式の液晶表示装置用の視野角補償フィルムとして好適に用いられ、偏光子との密着性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
また、本発明の位相差フィルムは屈曲率が上記範囲内であることにより、打ち抜き加工性に優れたものになるため、本発明の位相差フィルムを偏光板保護フィルムして用いて偏光板を作製する際の生産効率を向上させることができる。
このようなことから本発明によれば、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いられる位相差フィルムであって、偏光板保護フィルムとして兼用することに適した位相差フィルムを得ることができる。
【００２０】
本発明の位相差フィルムは、少なくとも上記透明基板と、上記光学異方性層とを有するものであり、必要に応じて他の構成が用いられてもよいものである。
以下、本発明に用いられる各構成について順に説明する。
【００２１】
１．透明基板
まず、本発明に用いられる透明基板について説明する。本発明に用いられる透明基板は、セルロース誘導体からなるものである。本発明の位相差フィルムは、透明基板としてこのようなセルロース誘導体からなるものが用いられていることにより、偏光子との密着性に優れ、かつ、屈曲性を本発明で規定する範囲内にすることが可能になるのである。
以下、このような透明基板について詳細に説明する。
【００２２】
本発明に用いられる透明基板を構成するセルロース誘導体としては、所望の透水性を備え、本発明の位相差フィルムを偏光板保護フィルムとして用いた場合に、偏光板製造工程において、偏光子に含有される水分を透過し、経時での偏光特性の低下を所望の程度に抑制できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、上記セルロース誘導体として、セルロースエステル類を用いることが好ましく、さらに、セルロースエステル類の中では、セルロースアシレート類を用いることが好ましい。セルロースアシレート類は工業的に広く用いられていることから、入手容易性の点において有利だからである。
【００２３】
上記セルロースアシレート類としては、炭素数２〜４の低級脂肪酸エステルが好ましい。低級脂肪酸エステルとしては、例えばセルロースアセテートのように、単一の低級脂肪酸エステルのみを含むものでもよく、また、例えばセルロースアセテートブチレートやセルロースアセテートプロピオネートのような複数の脂肪酸エステルを含むものであってもよい。
【００２４】
また本発明においては、上記低級脂肪酸エステルの中でもセルロースアセテートを特に好適に用いることができる。セルロースアセテートとしては、平均酢化度が５７．５〜６２．５％（置換度：２．６〜３．０）のトリアセチルセルロースを用いることが最も好ましい。トリアセチルセルロースは、比較的嵩高い側鎖を有する分子構造を有することから、このようなトリアセチルセルロースからなる透明基板を用いることにより、透明基板と上記光学異方性層との密着性をより向上することできるからである。
【００２５】
ここで、酢化度とは、セルロース単位質量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算により求めることができる。なお、トリアセチルセルロースフィルムを構成するトリアセチルセルロースの酢化度は、フィルム中に含まれる可塑剤等の不純物を除去した後、上記の方法により求めることができる。
【００２６】
本発明に用いられる透明基板の透明度は、本発明の位相差フィルムに求める透明性等に応じて任意に決定すればよいが、通常、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
ここで、上記透明基板の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【００２７】
また、本発明に用いられる透明基板の厚みは、本発明の位相差フィルムの用途等に応じて、必要な自己支持性が得られる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては１０μｍ〜１８８μｍの範囲内であることが好ましく、特に２０μｍ〜１２５μｍの範囲内であることが好ましく、さらには３０μｍ〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。透明基板の厚みが上記の範囲よりも薄いと、本発明の位相差フィルムに必要な自己支持性を付与できない場合があるからである。また、厚みが上記の範囲よりも厚いと、例えば、本発明の位相差フィルムを裁断加工する際に、加工屑が増加したり、裁断刃の磨耗が早くなってしまう場合があるからである。
【００２８】
また、本発明に用いられる透明基板の面内レターデーションは、本発明の位相差フィルムに所望の位相差性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではなく、本発明の位相差フィルムの用途や、本発明に用いられる光学異方性フィルムの具体的態様に応じて、任意に調整することができる。なかでも本発明に用いられる透明基板は、波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションが０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００２９】
ここで、本発明に用いられる透明基板の面内レターデーションの波長依存性は、逆分散型、正分散型、または、フラット分散型のいずれであってもよい。
【００３０】
また、本発明に用いられる透明基板は、波長５５０ｎｍにおける厚み方向のレターデーションが、０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３１】
なお、本発明に用いられる透明基板の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。
また、複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
【００３２】
２．光学異方性層
次に、本発明に用いられる光学異方性層について説明する。本発明に用いられる光学異方性層は、上記透明基板上に形成され、屈折率異方性を有する棒状化合物を含有し、さらに面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立するものである。本発明の位相差フィルムは、このような光学異方性層が用いられていることにより、上記透明基板としてセルロース誘導体からなるものが用いられる場合であっても、光学的に正のＡプレートまたはＢプレートとしての性質を有するものにできるのである。
以下、このような光学異方性層について詳細に説明する。
【００３３】
（１）棒状化合物
本発明に用いられる棒状化合物について説明する。本発明に用いられる棒状化合物は、分子内に屈折率異方性を有するものであり、光学異方性層に所定の態様で含有されることにより、光学異方性層に上記ｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学特性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる棒状化合物は、レターデーションの波長依存性が正分散型であることが好ましく、特にＲｅ比が１〜２の範囲内であるものが好ましい。
ここで、棒状化合物の上記Ｒｅ比は、ポリイミドなどの配向膜を形成し、配向処理を施したガラス基板などの等方性基材上に、上記棒状化合物からなる層を成膜し、波長４５０ｎｍにおけるＲｅ（Ｒｅ４５０）と、波長５５０ｎｍにおけるＲｅ（Ｒｅ５５０）とを測定することにより算出することができる。
【００３４】
また、本発明に用いられる棒状化合物は、重合性官能基とメソゲン基とがアルキル鎖を介して結合された構造を有するものであることが好ましい。このような構造を有する化合物として代表的な例としては重合性液晶化合物を挙げることができる。
【００３５】
本発明に用いられる重合性液晶化合物としては、複数の重合性官能基を有する多官能重合性液晶化合物と、単一の重合性官能基を有する単官能重合性液晶化合物とを挙げることができるが、本発明においては、上記多官能重合性液晶化合物、および、上記単官能重合性液晶化合物のいずれであっても好適に用いることができる。なかでも本発明においては、上記単官能重合性液晶化合物を用いることが好ましい。上記単官能重合性液晶化合物は、上記多官能重合性液晶化合物よりも上記メソゲン基の自由度が高くなる、また、重合後に延伸処理を行う場合には、分子の再配向を拘束阻害する架橋点の密度が低く、分子（の電気双極子能率ベクトル）の配向が容易となるため、このような単官能重合性液晶化合物を用いることにより、上記光学異方性層をより光学異方性の発現性に優れたものにできるからである。
【００３６】
上記重合性液晶化合物は、上記メソゲン基と上記重合性官能基とがアルキル鎖によって結合されたものであるが、上記アルキル鎖を構成する炭素数は４以上であることが好ましく、なかでも５〜１２の範囲内であることが好ましく、特に６〜１０の範囲内であることが好ましい。上記炭素数が上記範囲内であることにより、上記重合性液晶化合物が備えるメソゲン基をより分子配向の自由度の高いものにできるため、上記光学異方性層の光学異方性の発現性をさらに向上することができるからである。
なお、本発明における上記「アルキル鎖を構成する炭素数」とは、上記重合性官能基と上記メソゲン基とを結合するアルキル基の主鎖部分を構成する炭素原子の数を意味するものとする。したがって、例えば、上記アルキル基が側鎖を有する分岐鎖状である場合、側鎖を構成する炭素原子の数は、上記「アルキル鎖を構成する炭素数」に含まれないものとする。
【００３７】
本発明に用いられるアルキル鎖は、炭素数が上記範囲内のものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明に用いられるアルキル鎖としては、側鎖を有さない直鎖状のものであってもよく、または、側鎖を有する分岐鎖状のものであってもよい。また、飽和結合のみからなる飽和アルキル鎖であってもよく、または、不飽和結合を有する不飽和アルキル鎖であってもよい。さらには、炭化水素鎖に任意の官能基が結合された構造を有するものであってもよい。
【００３８】
また、本発明において上記多官能重合性液晶化合物を用いる場合、各重合性官能基に結合されたアルキル鎖を構成する炭素数は、すべて同一であってもよく、または、異なっていてもよい。
【００３９】
上記重合性液晶化合物に用いられるメソゲン基としては、規則的に配列することにより上記光学異方性層に所定の光学異方性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、通常、上記メソゲン基として棒状構造を有するものが用いられる。棒状構造を有するメソゲン基は、規則的に配列させることによって光学異方性を発現させることが容易だからである。
ここで、上記「棒状構造」とは、メソゲン基の構造の主骨格が棒状となっている化合物を意味するものとする。
【００４０】
また、本発明に用いられるメソゲン基は、上記棒状構造を有するメソゲン基のなかでも液晶性を示すものが好ましい。液晶性を示すメソゲン基を用いることにより、本発明に用いられる光学異方性フィルムに所望の光学異方性を付与することが容易になるからである。
【００４１】
上記メソゲン基として液晶性を有するものを用いる場合、上記メソゲン基が示す液晶相の種類は特に限定されるものではない。このような液晶相としては、例えば、ネマチック相、コレステリック相、および、スメクチック相等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの液晶相を示すメソゲン基であっても好適に用いることができるが、なかでも、ネマチック相を示すメソゲン基を用いることが好ましい。ネマチック相を示すメソゲン基は、他の液晶相を示すメソゲン基と比較して規則的に配列させることが容易であるからである。
【００４２】
このようなメソゲン基の具体例としては、例えば、下記式（１）〜（１１）で表される環構造が直接あるいは結合基で２つ以上連結したものを挙げることができる。
【００４３】
【化１】
2009086260.tif 000003
【００４４】
ここで、上記式（１）〜（１１）の環構造における任意の水素は、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＮＯ２、または、１〜７個の炭素原子を有するアルキルで置き換えられてもよい。この１〜７個の炭素原子を有するアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−に、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００４５】
また、上記結合基としては、上記環構造を所定の距離で結合できるものであれば特に限定されるものではない。このような連結基としては、例えば、下記式（１２）〜（２３）で表されるものを挙げることができる。
【００４６】
【化２】
2009086260.tif 000004
【００４７】
上記重合性液晶化合物に用いられる重合性官能基としては、所望の重合処理を行うことにより重合可能なものであれば特に限定されるものではなく、本発明の位相差フィルムの製造方法等に応じて適宜選択して用いることができる。このような重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、或いは熱の作用によって重合する重合性官能基を挙げることができる。これら重合性官能基の代表例としては、ラジカル重合性官能基、或いはカチオン重合性官能基等が挙げられる。さらにラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例としては、置換基を有するもしくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等を挙げることができる。また、上記カチオン重合性官能基の具体例としては、エポキシ基等を挙げることができる。その他、本発明に用いられる重合性官能基としては、例えば、イソシアネート基、不飽和三重結合等が挙げられる。本発明においては、これらの重合性官能基の中でもプロセス上の点から、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が好適に用いられる。
【００４８】
なお、本発明に用いられる重合性液晶化合物として、上記多官能重合性液晶化合物を用いる場合、上記多官能重合性液晶化合物に用いられる重合性官能基はすべて同一であってもよく、または、異なっていてもよい。
【００４９】
また、本発明に用いられる重合性液晶化合物は、分子量が比較的小さい化合物であることが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１２００の範囲内である化合物が好ましく、特に４００〜１０００の範囲内である化合物が好ましい。その理由は次の通りである。すなわち、本発明に用いられる光学異方性層は、上記棒状化合物と、後述する透明基板を構成するセルロース誘導体とを含有するものであるが、上記重合性液晶化合物として分子量が比較的小さい化合物を用いることにより、上記光学異方性層において上記重合性液晶化合物が上記セルロース誘導体と混合しやすくなる。このため、分子量が上記範囲内である重合性液晶化合物を用いることにより、上記光学異方性層のヘイズをより小さくすることができるからである。
なお、重合性液晶化合物の分子量とは、重合前のモノマーの状態における分子量を意味するものとする。
【００５０】
本発明に用いられる重合性液晶化合物の具体例としては、下記式で表される化合物を例示することができる。
【００５１】
【化３】
2009086260.tif 000005
【００５２】
ここで、上記式（Ｉ）、（ＩＶ）および（Ｖ）で表される重合性液晶化合物は、例えば、D.J.Broerら、Makromol  Chem.190,3201-3215(1989)またはD.J.Broerら、Makromol  Chem.190,2250(1989)に開示された方法に従い、あるいはそれに類似した方法によって調製することができる。また、化学式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）で示される重合性液晶化合物は、例えば、DE195,04,224に開示された方法により調整することができる。
【００５３】
また、本発明に用いられる重合性液晶化合物の例としては、例えば、下記式で表される化合物を例示することができる。
【００５４】
【化４】
2009086260.tif 000006
【００５５】
【化５】
2009086260.tif 000007
【００５６】
本発明に用いられる重合性液晶化合物は１種類のみであってもよく、または、２種類以上であってもよい。２種類以上の重合性液晶化合物が用いられる場合、上記重合性液晶化合物は、上記単官能重合性液晶化合物のみから選択されてもよく、上記多官能重合性液晶化合物のみから選択されてもよく、または、上記単官能重合性液晶化合物および上記多官能重合性液晶化合物の両方から選択されてもよい。なかでも本発明においては、少なくとも上記単官能重合性液晶化合物が選択されることが好ましい。上記単官能重合性液晶化合物は、上述したように光学異方性の発現性に優れるからである。
【００５７】
（２）棒状化合物の配列形態
光学異方性層において上記棒状化合物が含有されている態様としては、光学異方性層に対して、面内の遅相軸方向ｘの屈折率ｎｘ１、進相軸方向の屈折率ｎｙ１、厚み方向ｚの屈折率ｎｚ１の間にｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１の関係が成立する光学特性を付与できる態様であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては上記棒状化合物が、光学異方性層において変則ランダムホモジニアス配向を形成していることが好ましい。これにより、光学異方性層に上述した光学特性を付与することが容易になるからである。
ここで、上記変則ランダムホモジニアス配向とは、上記棒状化合物の配列状態の一態様を表すものであり、棒状化合物を用いて上述した光学特性を達成し得る新規な配列態様である。
以下、このような変則ランダムホモジニアス配向について詳細に説明する。
【００５８】
上記変則ランダムホモジニアス配向は、少なくとも、次の３つの特徴を有するものである。すなわち、本発明における上記変則ランダムホモジニアス配向は、
第１に光学異方性層の表面に対して垂直方向から光学異方性層を正視した場合において、棒状化合物の配列方向が異方性を有すること（以下、単に「異方性」と称する場合がある。）、
第２に光学異方性層において棒状化合物が形成するドメインの大きさが可視光領域の波長よりも小さいこと（以下、単に「分散性」と称する場合がある）、
第３に光学異方性層において棒状化合物分子が、該光学異方性層の表面に平行な平面（図１の例ではｘｙ平面に平行な面）に存在していること（以下、単に「面内配向性」と称する場合がある。）、
を少なくとも備えるものである。
【００５９】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向について図を参照しながら説明する。図２（ａ）は上述した図１中のＺで表す光学異方性層の表面（ｘｙ平面）に対して垂直方向（法線方向、即ちｚ方向）から本発明の位相差フィルムを正視した場合の概略図である。また、図２（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）におけるＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
【００６０】
まず、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」について図２（ａ）を参照しながら説明する。上記「異方性」は、図２（ａ）に示すように、光学異方性層２の表面に対して垂直方向から本発明の位相差フィルム１０を正視した場合に、光学異方性層２において棒状化合物Ａが平均的に一方向に配列していることを示すものである。
即ち、ｘｙ平面（光学異方性層表面）内の各方向に配向する各棒状化合物分子の確率分布函数（確率密度函数）を求めると、該確率分布関数はｘｙ平面内の特定方向（図２の例ではｘ方向）にピーク（平均配向方向）を有し、且つ配向方向には所定の分散（配向方向のバラツキ幅）を有する様に分布していると云うことである。更に言い換えれば、該棒状化合物分子の長軸の配向方向は、完全に全分子が平行に揃っているのでは無く、そうでるからと言って完全に乱雑でも無い。その一例を図示したものが図２（ａ）である。
ここで、本発明においては上記棒状化合物Ａの配列方向を説明するのに、図２（ａ）中のａで表す分子長軸方向（以下、分子軸と称する。）を基準として考えるものとする。したがって、上記棒状化合物が一方向に配列しているということは、上記光学異方性層に含まれる棒状化合物Ａの分子軸ａが平均的には一方向に向いていることを意味する。
このように本発明における上記「異方性」は、上記棒状化合物が完全に一方向に配列していることまでを要求するものではなく、上記棒状化合物の配列方向が平均的に一方向に配列している程度で足り、その程度は光学異方性層に所望の光学的二軸性を付与できる程度でよい。このような「異方性」の程度については後述する。
【００６１】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」について図２（ａ）を参照しながら説明する。上記「分散性」は、図２（ａ）に示すように、光学異方性層２において棒状化合物Ａがドメインｂを形成している場合に、ドメインｂの大きさが可視光領域の波長よりも小さいことを示すものである。本発明においては、上記ドメインｂの大きさが小さい程好ましいものであり、棒状化合物が単分子で分散している状態が最も好ましいものである。
【００６２】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」について図２（ｂ）を参照しながら説明する。上記「面内配向性」は、図２（ｂ）に示すように、光学異方性層２において棒状化合物Ａが、分子軸ａを光学異方性層２の法線方向Ｚ（図１に於けるｚ方向に対応）に対して略垂直（図１に於けるｘｙ平面に略平行）になるように配向していることを意味する。本発明における上記「面内配向性」としては、図２（ｂ）に示すように、上記光学異方性層２におけるすべての棒状化合物Ａの分子軸ａが上記法線方向Ｚに対して略垂直になっている場合のみを意味するものではなく、例えば図２（ｃ）に示すように、上記光学異方性層２に分子軸ａ’が上記法線方向Ｚと垂直でない棒状化合物Ａが存在していたとしても、光学異方性層２中に存在する棒状化合物Ａの分子軸ａの平均的な方向が上記法線方向Ｚに対して略垂直である場合を含むものである。
即ち、図２に於いて、個々の棒状化合物分子の分子軸方向は分布を持っていても、棒状化合物の全分子について平均化した分子軸方向は実質上ｘｙ平面内に存在する。
【００６３】
このように、本発明における変則ランダムホモジニアス配向は、上記「異方性」、「分散性」および「面内配向性」を示すことを特徴とするが、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることは、以下の方法により確認することができる。
【００６４】
まず、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」の確認方法について説明する。上記「異方性」は、光学異方性層の面内レターデーション（以下、単に「Ｒｅ１」と称する場合がある。）を評価することにより確認することができる。
【００６５】
上記棒状化合物が上記「異方性」を有していることは、光学異方性層の面内レターデーション（Ｒｅ１）の値が、光学異方性層が光学的二軸性を示すことが可能な範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学異方性層の面内レターデーション（Ｒｅ１）が、５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の範囲内であることが好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記Ｒｅ１は、上記ｎｘ１、ｎｙ１および光学異方性層の厚みｄ１（ｎｍ）とにより、Ｒｅ＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１の式で表される値である。
【００６６】
上記光学異方性層の面内レターデーション（Ｒｅ１）は、例えば、位相差フィルムの面内レターデーション（Ｒｅ）から光学異方性層以外の層が示す面内レターデーションを差し引くことにより求めることができる。すなわち、位相差フィルム全体、および、位相差フィルムから光学異方性層を切除したものについて面内レターデーション測定し、前者の測定値から後者の測定値を差し引くことにより光学異方性層の面内レターデーションを求めることができる。面内レターデーションは、例えば、王子計測機器株式会社製  ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００６７】
なお、上記棒状化合物として２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものが用いられている場合、上記「異方性」は、上記光学異方性層の面内方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を測定することによっても確認することができる。すなわち、本発明における光学異方性層の面内における遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）よりも大きいことを確認することにより、上記「異方性」を備えることを確認することができる。なかでも本発明においては、光学異方性層の面内における遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内における進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましく、特に１．１５倍以上であることが好ましく、さらに１．２０倍〜３．００倍の範囲内であることが好ましい。
【００６８】
なお、ここで、「ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）」とは、ラマンスペクトル中における（波数１６０５ｃｍ−１のスペクトル光強度／波数２９４２ｃｍ−１のスペクトル光強度）の比を意味する。
【００６９】
ここで、本発明における上記ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）は、例えば、レーザーラマン分光光度計（日本分光：ＮＲＳ−３０００）を用いて、直線偏光の電場振動面が光学異方性層の面内における遅相軸方向および進相軸方向に一致するように測定光を入射することにより、面内の進相軸方向および面内の進相軸方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１（Ｃ−Ｈ結合由来ピーク）のピーク強度と、２９４２ｃｍ−１（ベンゼン環由来ピーク）のピーク強度とを評価することによって求めることができる。また、上記レーザーラマン分光光度計を用いてラマンスペクトルを測定する条件は、露光時間１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとする。
【００７０】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」の確認方法について説明する。上記「分散性」は、光学異方性層のヘイズ値が、上記棒状化合物のドメインの大きさが可視光領域の波長以下であることを示す範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学異方性層のヘイズ値が０％〜５％の範囲内であることが好ましく、特に０％〜１％の範囲内であることが好ましく、さらには０％〜０．５％の範囲内であることが好ましい。
【００７１】
ここで、光学異方性層のヘイズ値は、例えば、位相差フィルムのヘイズ値から光学異方性層以外の層のヘイズ値を差し引くことにより求めることができる。すなわち、位相差フィルム全体、および、位相差フィルムから光学異方性層を切除したものについてヘイズ値を測定し、前者のヘイズ値から後者のヘイズ値を差し引くことにより光学異方性層のヘイズ値を求めることができる。上記ヘイズ値は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に準拠して測定した値を用いるものとする。
【００７２】
本発明における上記ドメインの大きさは可視光の波長以下であるが、具体的な大きさとしては、３８０ｎｍ以下であるであることが好ましく、なかでも３５０ｎｍ以下であることが好ましく、特に２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本発明においては上記棒状化合物が単分子分散していることが好ましいため、上記ドメインの大きさの下限値は、棒状化合物の単分子の大きさである。このようなドメインの大きさは、偏光顕微鏡や、ＡＦＭ、ＳＥＭ、またはＴＥＭにより光学異方性層を観察することにより評価することができる。
【００７３】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」の確認方法について説明する。上記「面内配向性」は、本発明の位相差フィルムを構成する光学異方性層の面内レターデーション（Ｒｅ１）が上述した範囲にあること、および、本発明における光学異方性層が光学的二軸性を発現することが可能な程度の厚み方向のレターデーション（以下、単に「Ｒｔｈ１」と称する場合がある。）を有することにより確認することができる。なかでも本発明における光学異方性層のＲｔｈ１は、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも７５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に７５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記Ｒｔｈ１は、上記ｎｘ１、ｎｙ１、ｎｚ１、およびｄ１により、Ｒｔｈ１＝｛（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１｝×ｄ１の式で表される値である。
なお、本発明におけるＲｔｈ１値は、上記式で表される値の絶対値を指すものとする。
【００７４】
上記光学異方性層の厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ１）は、例えば、位相差フィルムの厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）から光学異方性層以外の層が示す厚み方向のレターデーションを差し引くことにより求めることができる。すなわち、位相差フィルム全体、および、位相差フィルムから光学異方性層を切除したものについて厚み方向のレターデーションを測定し、前者の測定値から後者の測定値を差し引くことにより光学異方性層の厚み方向のレターデーションを求めることができる。厚み方向のレターデーションは、例えば、王子計測機器株式会社製  ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００７５】
なお、上記棒状化合物として２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものが用いられている場合、上記「面内配向性」は、上記光学異方性層の厚み方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を測定することによっても確認することができる。すなわち、上記光学異方性層の厚み方向の切断面における厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）よりも大きいことにより、上記「面内配向性」を備えることを確認することができる。なかでも本発明においては、上記光学異方性層の厚み方向の切断面における厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましく、特に１．５０倍以上であることが好ましく、さらに１．２０倍〜３．００倍の範囲内であることが好ましい。
【００７６】
なお、ここで、「ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）」とは、ラマンスペクトル中における（波数１６０５ｃｍ−１のスペクトル光強度／波数２９４２ｃｍ−１のスペクトル光強度）の比を意味する。
【００７７】
ここで、本発明における上記ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）は、例えば、レーザーラマン分光光度計（日本分光：ＮＲＳ−３０００）を用いて、直線偏光の電場振動面が光学異方性層の厚み方向の切断面において、厚み方向に対して平行方向および垂直方向に一致するように測定光を入射することにより、厚み方向の切断面における厚み方向に対して平行方向および垂直方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１（Ｃ−Ｈ結合由来ピーク）のピーク強度と、２９４２ｃｍ−１（ベンゼン環由来ピーク）のピーク強度とを評価することによって求めることができる。また、上記レーザーラマン分光光度計を用いてラマンスペクトルを測定する条件は、露光時間１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとする。
なお、上記光学異方性層の上記ラマンピーク強度比は、例えば、位相差フィルムを厚み方向に切断して切片を作製した後、上記光学異方性層に相当する部位のみのラマン分光スペクトルを測定することにより求めることができる。
【００７８】
（３）他の化合物
本発明における光学異方性層には、上記棒状化合物以外に他の化合物を含んでも良い。このような他の化合物としては、光学異方性層の光学特性を損なわないものであれば特に限定されるものではない。本発明における上記他の化合物としては、例えば、一般的にハードコート剤に用いられる重合可能な材料を挙げることができる。
【００７９】
上記重合可能な材料としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸とを縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミノ基エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等を挙げることができる。
【００８０】
また、本発明において光学異方性層が上記透明基板上に直接形成されている場合は、光学異方性層に、上記透明基板を構成するセルロース誘導体が含まれることが好ましい。これにより、本発明の位相差フィルムにおいて、上記透明基板と光学異方性層との密着性を向上させることができるからである。
【００８１】
（４）光学異方性層
本発明における光学異方性層は、後述する透明基板上に直接形成されていることが好ましい。光学異方性層が透明基板上に直接形成されていることにより、本発明の位相差フィルムを、光学異方性層と透明基板との密着性に優れたものにできるからである。
このように透明基板上に光学異方性層が直接形成されることにより両者の密着力が向上するのは次のような機構によるものと解される。すなわち、透明基板上に光学異方性層が直接形成されることにより、光学異方性層に含まれる棒状分子が透明基板の表面から透明基板中へ浸透したり、または、光学異方性層を形成する際に用いる溶媒によっては、透明基板の表面が溶解し、棒状化合物と透明基板が混合されることができるため、透明基板と光学異方性層との接着部においては明確な界面が存在せず、両者が「混合」された形態となる。このため、従来の界面相互作用による接着と比較して、著しく密着性が改善されるものと考えられる。
【００８２】
本発明における光学異方性層の厚みは、上記棒状化合物の種類に応じて、光学異方性層に所望の光学的特性を付与できる範囲内であれば特に限定されない。なかでも本発明においては光学異方性層の厚みが０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、特に１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。光学異方性層の厚みが上記範囲よりも厚いと、変則ランダムホモジニアス配向の特徴の一つである「面内配向性」が損なわれる結果、所望の光学的特性が得られない可能性があるからである。また、上記範囲よりも薄いと、上記棒状化合物の種類によっては、目標の光学的特性が得られない可能性があるからである。
【００８３】
３．その他の構成
本発明の位相差フィルムは、少なくとも上記透明基板と、上記光学異方性層とを有するものであるが、必要に応じて他の構成を有するものであってもよい。なかでも本発明においては、このような他の構成として、上記透明基板上または上記光学異方性層上に、ホメオトロピック配向を形成した液晶材料を含有し、面内方向において互いに直交する任意のｘ、ｙ方向の屈折率ｎｘ２、ｎｙ２と、厚み方向の屈折率ｎｚ２との間にｎｘ２≦ｎｙ２＜ｎｚ２の関係が成立する位相差層が形成されていることが好ましい。これにより、本発明の位相差フィルムのみでＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角特性を改善することが可能になるからである。
【００８４】
本発明の位相差フィルムにこのような位相差層が用いられている場合について図を参照しながら説明する。図３は本発明の位相差フィルムに位相差層が用いられている場合の一例を示す概略断面図である。図３に例示するように、本発明の位相差フィルム１０には、透明基板１上に、ホメオトロピック配向を形成した液晶材料を含有し、面内方向において互いに直交する任意のｘ、ｙ方向の屈折率ｎｘ２、ｎｙ２と、厚み方向の屈折率ｎｚ２との間にｎｘ２≦ｎｙ２＜ｎｚ２の関係が成立する位相差層３が形成されていてもよい。
【００８５】
ここで、上記図３においては、本発明の位相差フィルムに位相差層が用いられている態様として、上記透明基板上に位相差層が形成されている例を説明したが、本発明において位相差層が用いられる態様はこれに限られるものではなく、上記光学異方性層上に位相差層が形成される態様であってもよい。
以下、本発明に用いられる位相差層について詳細に説明する。
【００８６】
（１）液晶材料
まず、上記液晶材料について説明する。上記液晶材料としては、ホメオトロピック配向を形成することができ、かつ、上記ｎｘ２、ｎｙ２、およびｎｚ２に上記関係が成立する位相差性を付与できるホメオトロピック液晶材料であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられるホメオトロピック液晶材料は、重合性官能基を有するものであることが好ましい。このようなホメオトロピック液晶材料を用いることにより、重合性官能基を介して互いに重合させることができるため、本発明に用いられる位相差層の機械強度を向上することができるからである。また、位相差層中におけるホメオトロピック液晶材料の配向安定性も向上させることができるからである。
【００８７】
上記重合性官能基としては、紫外線、電子線等の電離放射線、或いは熱の作用によって重合する各種重合性官能基を用いることができる。これら重合性官能基の代表例としては、ラジカル重合性官能基、或いはカチオン重合性官能基等が挙げることができる。
上記ラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例としては、置換基を有するもしくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。
また、上記カチオン重合性官能基の具体例としては、エポキシ基等が挙げられる。
本発明に用いることができるその他の重合性官能基としては、例えば、イソシアネート基、不飽和３重結合等が挙げられる。
なかでも本発明においては、これらの重合性官能基のなかでもプロセス上の点から、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が好適に用いられる。
【００８８】
本発明に用いられるホメオトロピック液晶材料は、上記重合性官能基を複数有するものであってもよく、または、１つのみを有するものであってもよい。
【００８９】
本発明に用いることができるホメオトロピック液晶材料としては、垂直配向膜を使用することなく、ホメオトロピック配向を形成できるホメオトロピック配向性を有するもの（第１のホメオトロピック液晶材料）と、単独ではホメオトロピック配向を形成することができないが、垂直配向膜を使用することによりホメオトロピック配向を形成できるもの（第２のホメオトロピック液晶材料）と、を挙げることができる。本発明においては、上記第１のホメオトロピック液晶材料はもちろんのこと、上記第２のホメオトロピック液晶材料であっても好適に用いることができる。
【００９０】
なお、本発明において上記第２のホメオトロピック液晶材料を用いる場合は、位相差層において上記ホメオトロピック液晶材料をホメオトロピック配向させるために、通常、液晶材料をホメオトロピック配向させる配向規制力を有する配向層を用いたり、または、位相差層中に上記液晶材料をホメオトロピック配向させる機能を有する配向制御化合物を用いる方法が用いられる。上記配向制御化合物については、例えば、特開平１０−３１９４０８号公報等に記載されている。
また、ガラス基板等の他の基板上に上記第２のホメオトロピック液晶材料がホメオトロピック配向した位相差層を別途形成した後、これを剥離して透明基板または光学異方性層上に積層する転写法も用いることができる。このような転写法において、上記他の基板上に位相差層を形成する方法については、例えば、特開２００３−１７７２４２号公報等に開示されている。
【００９１】
上記第１のホメオトロピック液晶材料としては、垂直配向膜を使用することなくホメオトロピック配向を形成することができ、本発明に用いられる位相差層に所望の位相差性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。このような上記第１のホメオトロピック液晶材料としては、例えば、正の屈折率異方性を有する液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと、非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマーや、上記液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと脂環族環状構造を有する液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマー等の液晶ポリマーを挙げることができる。このような液晶ポリマーとしては、例えば、特開２００３−１２１８５３号公報、特開２００２−１７４７２５号公報、および、特開２００５−７００９８号公報に記載されているような化合物を挙げることができる。
【００９２】
一方、上記第２のホメオトロピック液晶材料としては、垂直配向膜等を使用することによりホメオトロピック配向を形成することができ、本発明に用いられる位相差層に所望の位相差性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも、本発明においては、ネマチック相を示すネマチック液晶材料が好適に用いられる。
【００９３】
本発明に用いられる上記第２のホメオトロピック液晶材料の具体例としては、例えば、特表平１０−５０８８８２号公報、特開２００３−２８７６２３号公報に記載されているような化合物を挙げることができる。
【００９４】
また、本発明に用いられる上記第２のホメオトロピック液晶材料としては、例えば、特開平１０−３１９４０８号公報に記載されているような化合物を挙げることができる。なかでも本発明においては、以下の化学式で表される化合物を好適に用いることができる。
【００９５】
【化６】
2009086260.tif 000008
【００９６】
上記式において、ｘは１〜１２であり、Ｚは１，４−フェニレン基または１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｒ１はハロゲンまたはシアノであるか、あるいは炭素原子１〜１２個を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、そしてＬは、Ｈ、ハロゲンまたはＣＮであるか、あるいは炭素原子１〜７個を有するアルキル基、アルコキシ基またはアシル基である。
【００９７】
なお、上記ホメオトロピック液晶材料として重合性官能基を有する化合物を用いた場合、本発明に用いられる位相差層に含有されるホメオトロピック液晶材料は、上記重合性官能基を介して重合された重合物となる。
【００９８】
本発明に用いられるホメオトロピック液晶材料は１種類でもよく、または、２種類以上であってもよい。また、２種類以上の液晶材料を用いる場合、上記第１のホメオトロピック液晶材料と、上記第２のホメオトロピック液晶材料とを混合して用いてもよい。
【００９９】
（２）その他の化合物
本発明に用いられる位相差層には、上記液晶材料以外の他の化合物が含まれていてもよい。このような他の化合物としては、位相差層における上記液晶材料の配列状態や、位相差層の光学特性発現性を損なわないものであれば特に限定されるものではなく、本発明の位相差フィルムの用途等に応じて適宜選択して用いることができる。なかでも、本発明に好適に用いられる上記他の化合物としては、上記液晶材料のホメオトロピック配向形成を補助する配向制御化合物を挙げることができる。このような配向制御化合物を用いることにより、上記第２態様のホメオトロピック液晶材料を用いることが可能になるという利点がある。また、上記第１態様のホメオトロピック液晶材料を用いる場合であっても、このような配向制御化合物を用いることによりホメオトロピック配向の規則性を向上できるという利点がある。
【０１００】
上記配向制御化合物としては、本発明に用いられる位相差層に所望のホメオトロピック配向規制力を付与できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる配向制御化合物としては、界面活性剤を好適に用いることができる。界面活性剤は位相差層において、空気界面に偏在し、分子の特定の方向を位相差層側に向けて配列することができるため、位相差層に上記ホメオトロピック配向規制力を容易に付与することができるからである。
【０１０１】
本発明に用いられる上記界面活性剤としては、例えば、スルホネート界面活性剤を挙げることができ、特に、フッ素化スルホネート界面活性剤が好適に用いられる。
【０１０２】
上記フッ化スルホネート界面活性剤の具体例としては、例えば、商品名  ＦＣ−４４３０、ＦＣ−４４３２（いずれも３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）を挙げることができる。
【０１０３】
また、本発明に用いられる上記他の化合物としては、例えば、重合開始剤、重合禁止剤、可塑剤、界面活性剤、および、シランカップリング剤等を挙げることができる。
【０１０４】
また、本発明に用いられる位相差層には、本発明の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミノ基エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等が挙げられる。
【０１０５】
（３）位相差層
本発明に用いられる位相差層は、面内方向において互いに直交する任意のｘ、ｙ方向の屈折率ｎｘ２、ｎｙ２と、厚み方向の屈折率ｎｚ２との間にｎｘ２≦ｎｙ２＜ｎｚ２の関係が成立するものである。このため、本発明に用いられる位相差層は、いわゆる正のＣプレートとしての性質を有するものになる。
【０１０６】
本発明に用いられる位相差層の厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ２）としては、本発明の位相差フィルムのＮｚファクターを本発明で規定する範囲内にできる範囲であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、上記Ｒｔｈ２が−２７０ｎｍ〜−５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記Ｒｔｈ２が上記範囲内であることにより、本発明の位相差フィルムをＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償機能により優れたものにできるからである。
ここで、上記Ｒｔｈ２は、例えば、王子計測機器株式会社製  ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法によって測定することができる。
【０１０７】
本発明における位相差層の厚みは、上記液晶材料の種類等に応じて、位相差層に所望の光学特性を付与できる範囲内であれば特に限定されないが、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、特に１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１０８】
４．位相差フィルム
本発明の位相差フィルムは、屈曲性が１６ｍｍ以下であることを特徴とするものである。本発明の位相差フィルムは、屈曲性が上記範囲内であることにより、打ち抜き加工性に優れたものにできるため、本発明の位相差フィルムを偏光板保護フィルムして用い偏光板を作製する際の生産効率を向上させることができるものである。
本発明の位相差フィルムの屈曲性は、上記範囲内であれば特に限定されるものではないが、なかでも２ｍｍ〜１６ｍｍの範囲内であることが好ましく、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。屈曲性が上記範囲内であることにより、打ち抜き加工性等をさらに向上させることができるため、本発明の位相差フィルムをさらに偏光板保護フィルムとして兼用するのに好適なものにできるからである。
【０１０９】
ここで、上記屈曲性は、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−１に記載されているマンドレル法（２〜３２ｍｍの金属製円筒にフィルムサンプルを巻きつけ、塗膜が割れを起こすかまたはフィルムサンプルに亀裂が入り始める円筒の最小直径を決定する方法）により測定した値を意味するものとする。
【０１１０】
本発明の位相差フィルムが示す光学特性としては、本発明の位相差フィルムの用途に応じて、上記光学異方性層の光学特性を調整したり、あるいは上記位相差層を用いること等によって適宜調整することができるものである。なかでも本発明の位相差フィルムは、Ｎｚファクターが１．０〜３．０の範囲内であることが好ましく、１．０〜２．５の範囲内であることがより好ましく、１．０〜２．０の範囲内であることがさらに好ましい。Ｎｚファクターが上記範囲内であることにより、本発明の位相差フィルムをＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いられるものにできるからである。
【０１１１】
ここで、上記Ｎｚファクター（Ｎｚ）は、本発明の位相差フィルムが備える屈折率楕円体の形状を示すパラメーターであり、以下の式によって表されるものである。
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ））
ここで、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚはそれぞれ、位相差フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率（ｎｘ）、進相軸方向の屈折率（ｎｙ）、厚み方向の屈折率（ｎｚ）を表すものである。
【０１１２】
また、本発明の位相差フィルムの面内レターデーション（Ｒｅ）および厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）についても特に限定されるものではなく、本発明の位相差フィルムの用途等に応じて適宜調整することができるものである。なかでも本発明の位相差フィルムの面内レターデーション（Ｒｅ）は、５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。さらに位相差フィルムの厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）は、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、７５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、７５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
ここで、上記ＲｅおよびＲｔｈは特筆されていない限り厚み方向に対して平行方向に波長５５０ｎｍの測定光を入射することによって測定された値を意味するものである。このようなＲｅおよびＲｔｈは、例えば、王子計測機器株式会社製  ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【０１１３】
また、本発明の位相差フィルムのヘイズ値は、０％〜５．０％の範囲内であることが好ましく、０％〜３．０％の範囲内であることがより好ましく、０％〜１．０％の範囲内であることがさらに好ましい。ここで、上記ヘイズ値は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に準拠して測定した値を用いるものとする。
【０１１４】
本発明の位相差フィルムの形態は特に限定されるものではなく、例えば、本発明の位相差フィルムを用いる液晶表示装置の画面サイズに合致したシート状であってもよく、または、長尺状であってもよい。
【０１１５】
５．位相差フィルムの用途
本発明の位相差フィルムは、液晶表示装置に用いられる視野角補償フィルム、楕円偏光板、輝度向上フィルム等として用いることができる。なかでも特にＩＰＳ方式の液晶表示装置の視野角補償フィルムとして好適に用いることができる。
【０１１６】
また、本発明の位相差フィルムは、偏光子と貼り合わせることにより、偏光板としての用途にも用いることができる。すなわち、偏光板は、通常、偏光子とその両表面に形成された偏光板保護フィルムとからなるものであるが、本発明においては、例えば、その一方の偏光板保護フィルムとして本発明の位相差フィルムを用いることにより、液晶表示装置の視野角補償機能を備える偏光板として用いることができる。
【０１１７】
６．位相差フィルムの製造方法
次に、本発明の位相差フィルムの製造方法について説明する。本発明の位相差フィルムの製造方法としては、上記構成を有する位相差フィルムを製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、次の３つの方法を例示することができる。
第１の方法は、セルロース誘導体からなる透明基板を用い、上記棒状化合物を含有する光学異方性層形成用塗工液を上記透明基板上に塗工することにより光学異方性層を形成することにより、上記透明基板上に光学異方性層が積層された構成を有する位相差フィルムを形成する工程と、当該位相差フィルムを延伸する工程と、上記延伸工程によって延伸された位相差フィルムの光学異方性層上あるいは透明基板上に、上記液晶材料を含有する位相差層形成用塗工液を塗工することにより、上記光学異方性層上に位相差層を形成する工程とを有する方法である。
第２の方法は、上記棒状化合物を含有する光学異方性層形成用塗工液を上記透明基板上に塗工することにより光学異方性層を形成することにより、上記透明基板上に光学異方性層が積層された構成を有する位相差フィルムを形成する工程と、当該位相差フィルムの光学異方性層上あるいは透明基板上に、上記液晶材料を含有する位相差層形成用塗工液を塗工することにより、上記光学異方性層上に位相差層を形成する工程と、当該位相差層が形成された位相差フィルムを延伸する工程とを有する方法である。
第３の方法は、上記棒状化合物を含有する光学異方性層形成用塗工液を上記透明基板上に塗工することにより光学異方性層を形成することにより、上記透明基板上に光学異方性層が積層された構成を有する位相差フィルムを形成する工程と、当該位相差フィルムを延伸する工程と、垂直配向膜を備える基板上に、上記液晶材料を含有する位相差層を形成した後、上記位相差層のみを上記光学異方性層上あるいは透明基板上に粘着剤を介して接着させる工程とを有する方法である。
【０１１８】
なお、延伸工程に用いる装置、および、加工方法等にとしては、通常の合成樹脂フィルムの延伸加工に用いられるものと基本的には同様の装置を用い、光学異方性フィルムの構成材料、所望のレターデーション値を勘案して、適宜条件にて延伸すればよい。
延伸は、一軸延伸処理、二軸延伸処理のいずれを行ってもよい。また、二軸延伸処理は、アンバランス二軸延伸処理を実施してもよい。アンバランス二軸延伸では、ポリマーフィルムをある方向に一定倍率延伸し、それと垂直な方向にそれ以上の倍率に延伸する。二方向の延伸処理は、同時に実施してもよい。
また、延伸処理は、特に限定されない。例えばロール延伸法、長間隙沿延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法等の任意の延伸方法により適宜行うことができる。延伸処理に当たり、高分子フィルムは、例えばガラス転移点温度以上、溶融温度（乃至は融点温度）以下などに加熱されることが好ましい。なかでも本発明においては、ＰＶＡ等の親水性樹脂からなる偏光部材との貼り合せがＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌで可能なため、テンター延伸法を用いることが好ましい。
さらに、延伸処理の延伸倍率は、得たいレターデーション値により適宜決定され、特に限定されない。フィルムの面内方向の各点におけるレターデーション値を均一にする点からは、１．０３〜２倍の範囲にあることが好ましい。
その他、上記各方法における各工程の具体的な実施方法については、一般的に液晶表示装置用の位相差フィルムを作製する際に用いられる方法を用いることができるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【０１１９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１２０】
次に、実施例を示すことにより本発明についてさらに具体的に説明する。
【０１２１】
１．実施例１
下記式で表される光重合性ネマチック液晶（Ａ）および（Ｂ）を重量比で１：１で混合し、これをシクロヘキサノンに２０重量％溶解させ、ＴＡＣフィルム（富士フィルム株式会社製、商品名：ＴＦ８０ＵＬ）から成る透明基板の表面に、バーコーティングにより乾燥後の塗工量が２．５ｇ／ｍ２となるように塗布し、５０℃で４分加熱して溶剤を除去した後、塗布面に紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ２照射することにより、上記光重合性液晶を固定し、光学異方性層を形成した。
【０１２２】
【化７】
2009086260.tif 000009
【０１２３】
次に、上記光学異方性層を形成した透明基板を、延伸実験装置により延伸倍率が１．２倍となるように１６０℃で加熱しながら面内方向に一軸延伸してＩＰＳ位相差フィルム用基材を作製した。この時、ＩＰＳ位相差フィルム用基材はＲｅ＝１００ｎｍであり、Ｒｔｈ＝１００ｎｍであった。
【０１２４】
２．実施例２
下記式（Ｃ）に示される側鎖型ポリマー５０質量％と、下記式（Ｄ）で示される光重合性液晶５０質量％の液晶混合物、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュア９０７、光重合性化合物に対して５質量％）を、シクロヘキサノン溶液に固形分２０％になるように溶解させ、更にレベリング剤を添加することにより位相差層形成用塗工液を得た。当該位相差層形成用塗工液を実施例１で作成した記載のＩＰＳ位相差フィルム用基材の光学異方性層を形成した面とは、反対側の透明基材表面にバーコーティングにより、乾燥後の塗工量が２．０ｇ／ｍ２となるように塗工し、４０℃で２分加熱して溶剤を除去した後、塗工面に紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ２照射することにより、ホメオトロピック液晶材料を固定化することによって位相差層を形成した。位相差フィルムはＲｅ＝１００ｎｍであり、Ｒｔｈ＝−２０ｎｍであった。
【０１２５】
【化８】
2009086260.tif 000010
【０１２６】
３．比較例１
アクリル系透明基材（アクリロニトリル・スチレン共重合体）を、延伸実験装置により延伸倍率が２．０倍となるように１００℃で加熱しながら面内方向に一軸延伸してＩＰＳ位相差フィルム用基材を作製した。この時、ＩＰＳ位相差フィルム用基材はＲｅ＝−５０ｎｍであり、Ｒｔｈ＝−１１０ｎｍであった。
【０１２７】
４．比較例２
アクリル系透明基材（ＰＭＭＡ）を、延伸実験装置により延伸倍率が２．０倍となるように１００℃で加熱しながら面内方向に一軸延伸してＩＰＳ位相差フィルム用基材を作製した。この時、ＩＰＳ位相差フィルム用基材はＲｅ＝−２５ｎｍであり、Ｒｔｈ＝−２５ｎｍであった。
【０１２８】
【表１】
2009086260.tif 000011
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の位相差フィルムの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の位相差フィルムの他の例を示す概略図である。
【図３】本発明の位相差フィルムの他の例を示す概略図である。
【図４】一般的な液晶表示装置の一部を模式的に例示する概略図である。
【図５】位相差フィルムが用いられた液晶表示装置の一部を模式的に例示する概略図である。
【図６】位相差フィルムの使用態様の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  …  透明基板
２  …  光学異方性層
３  …  位相差層
１０  …  位相差フィルム
１０１  …  液晶セル
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ａ’，１０２Ｂ’  …  偏光板
１０３  …  位相差フィルム
１１１  …  偏光子
１１２ａ，１１２ｂ  …  偏光板保護フィルム
【図１】
2009086260.tif 000012
【図２】
2009086260.tif 000013
【図３】
2009086260.tif 000014
【図４】
2009086260.tif 000015
【図５】
2009086260.tif 000016
【図６】
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