JP2005242322A - 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
光学フィルムの製造方法、光学フィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】
比較的、薄くとも位相差値の高い光学フィルムを簡便に製造できる光学フィルムの製造方法及び該光学フィルムを用いた偏光板等を提供する。
【解決手段】
メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成する光学フィルムの製造方法を提供する。
【選択図】なし
比較的、薄くとも位相差値の高い光学フィルムを簡便に製造できる光学フィルムの製造方法及び該光学フィルムを用いた偏光板等を提供する。
【解決手段】
メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成する光学フィルムの製造方法を提供する。
【選択図】なし
Description
本発明は、光学フィルムの製造方法、該製造方法により製造された光学フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置に関する。
現在、偏光板に積層される位相差板は、各種表示モードのカラーＴＦＴ液晶表示装置等において広視野角での高コントラスト比と色シフトとを改善する目的で、広く使用されている。このような位相差板の材料としては、例えばポリカーボネートやノルボルネン系ポリマー等を延伸させたフィルムが用いられている。
しかしながら、上記フィルムでは、その厚みが、25〜100μｍと厚く、更に得られる位相差値の範囲が狭いため何層もフィルムを積層しなければ十分な光学特性が得られない。その結果、偏光板が分厚く、重くなる。
また、フィルムを積層する工程で光軸ズレの発生や異物混入等の発生を防止する必要があり、製造が煩雑であるという問題もある。
また、フィルムを積層する工程で光軸ズレの発生や異物混入等の発生を防止する必要があり、製造が煩雑であるという問題もある。
上記問題を解決するため、偏光板に積層される位相差板たるフィルムとして液晶性化合物を含有する光学フィルムが提案されており、例えば、特許文献１には、コレステリック液晶からなる負の一軸性復屈折を示す光学フィルムが開示されている。
しかしながら、上記光学フィルムにおいても位相差値の範囲が十分とは言い難く目的とする位相差値を得るためには、複数枚積層する必要があり、光軸ズレの発生や異物混入等の発生の問題を解消するに至っていないのが現状である。
そのため、位相差値の高い光学フィルムを簡便に製造できる方法が要望されている。
本発明は、上記問題点に鑑み、比較的、薄くとも位相差値の高い光学フィルムを簡便に製造できる光学フィルムの製造方法及び該光学フィルムを用いた偏光板等を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ある特定の材料を特定フィルムに塗布するだけで、該特定フィルムの位相差を大幅に増加させることを見いだし本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成することを特徴とする光学フィルムの製造方法を提供する。
本発明に係る光学フィルムの製造方法は、メソゲン基を有する低分子化合物（例えば液晶性化合物等）が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布するだけで位相差値を大幅に増加させることができ、比較的薄く、位相差値の高い光学フィルムを製造できる。また、積層工程での光軸ズレの発生や異物混入の発生等を防止しつつ積層するという煩雑な工程が必要ないため、非常に簡便に光学フィルムを得ることができる。
以下、本発明の光学フィルムの製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の光学フィルムの製造方法は、メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成するものである。
まず、本実施形態の光学フィルムの製造に用いられるケトン系溶液について説明する。
本実施形態の光学フィルムの製造方法は、メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成するものである。
まず、本実施形態の光学フィルムの製造に用いられるケトン系溶液について説明する。
本実施形態のケトン系溶液は、メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されている。
メソゲン基とは、液晶性を示す化合物に必須な剛直なユニットであり、環構造を直接或いは結合基で２つ以上連結したものをいう。メソゲン基を構成する環構造としては、例えば、(A-1)〜(A-11)から選ばれる少なくとも１つが挙げられる。
メソゲン基とは、液晶性を示す化合物に必須な剛直なユニットであり、環構造を直接或いは結合基で２つ以上連結したものをいう。メソゲン基を構成する環構造としては、例えば、(A-1)〜(A-11)から選ばれる少なくとも１つが挙げられる。
また、上記環構造を連結する結合基、特に、(A-1)〜(A-11)で示される環構造を連結する結合基としては、以下(B-1)〜(B-11)に示す、-COO- (B-1)，-OCO- (B-2)，-CH2CH2- (B-3)，-CH2O- (B-4)，-COS- (B-5)，-CONH- (B-6)，-CH=CH- (B-7)，-CH=N- (B-8)，-N=N- (B-9)，-C≡C- (B-10)，-CH=CH-COO- (B-11)等が挙げられる。
メソゲン基を有する低分子化合物としては、液晶性化合物等が挙げられる。
液晶性化合物としては、例えば、重合性液晶、ネマチック液晶、ディスコチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ライオトロピック液晶等が挙げられる。液晶性化合物の具体的な構造としては、例えば、シアノフェニルエステル系液晶、シアノビフェニルエステル系液晶、安息香酸フェニルエステル系液晶、アルキルシアノビフェニル系液晶、アルキルシアノターフェニル系液晶、シッフ系液晶、アゾキシ系液晶、アルキルシアノクオーターフェニル系液晶、シアノフェニルシクロヘキサン系液晶、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系液晶、フェニルジオキサン系液晶等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、液晶性化合物の誘電率異方性、屈折率異方性は、正でも負でも良い。
更に、メソゲン基を有する低分子化合物は、２種類以上の混合物から構成されていてもよい。このとき該混合物を形成する化合物のうち少なくとも一つが液晶性化合物であるものが好ましい。
ここで液晶性化合物とは単独で、ある温度範囲において液晶性を発現するものを意味する。このような液晶性化合物としては、例えば、単独では液晶性を示すが、高分子樹脂と混合すると液晶性を失うものであってもよい。
メソゲン基を有する低分子化合物の分子量としては、単量体（モノマー）或いは重合性基を有しない場合には、2,000以下であり、好ましくは800以下である。
また、本発明のメソゲン基を有する低分子化合物が、同種の分子が数個から数十個結合したオリゴマー程度の重合度のものである場合には、分子量は10,000以下であり、好ましくは6,000以下である。尚、オリゴマー程度の重合度の場合、分子量は実施例記載の方法により測定される。
液晶性化合物としては、例えば、重合性液晶、ネマチック液晶、ディスコチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ライオトロピック液晶等が挙げられる。液晶性化合物の具体的な構造としては、例えば、シアノフェニルエステル系液晶、シアノビフェニルエステル系液晶、安息香酸フェニルエステル系液晶、アルキルシアノビフェニル系液晶、アルキルシアノターフェニル系液晶、シッフ系液晶、アゾキシ系液晶、アルキルシアノクオーターフェニル系液晶、シアノフェニルシクロヘキサン系液晶、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系液晶、フェニルジオキサン系液晶等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、液晶性化合物の誘電率異方性、屈折率異方性は、正でも負でも良い。
更に、メソゲン基を有する低分子化合物は、２種類以上の混合物から構成されていてもよい。このとき該混合物を形成する化合物のうち少なくとも一つが液晶性化合物であるものが好ましい。
ここで液晶性化合物とは単独で、ある温度範囲において液晶性を発現するものを意味する。このような液晶性化合物としては、例えば、単独では液晶性を示すが、高分子樹脂と混合すると液晶性を失うものであってもよい。
メソゲン基を有する低分子化合物の分子量としては、単量体（モノマー）或いは重合性基を有しない場合には、2,000以下であり、好ましくは800以下である。
また、本発明のメソゲン基を有する低分子化合物が、同種の分子が数個から数十個結合したオリゴマー程度の重合度のものである場合には、分子量は10,000以下であり、好ましくは6,000以下である。尚、オリゴマー程度の重合度の場合、分子量は実施例記載の方法により測定される。
前記重合性液晶は、分子内に少なくとも１つ以上の重合性基を有するものであり、重合性基としては、メタアクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、エポキシ基、ビニルエーテル基等、光又は熱により重合可能な官能基が挙げられる。これらの中でも、光に対する反応性の高さから、メタアクリロイルオキシ基又はアクリロイルオキシ基が好ましい。
前記ケトン系溶液には、高分子樹脂が溶解されていてもよい。
高分子樹脂としては、例えば、樹脂中の繰り返し構造単位に少なくとも２つ以上の芳香環を有するもの等、従来公知の材料を使用できる。高分子樹脂は、２種類以上のモノマーから重合されたもの或いは２種類以上の高分子樹脂が混合されたものであってもよい。
また、高分子樹脂は、メソゲン基を有する低分子化合物と混合した際に相分離せず高い透明性を保持するものであって、ケトン系溶媒に溶解するものである。
高分子樹脂の重量平均分子量としては、10,000〜1,000,000の範囲が好ましく、20,000〜500,000がより好ましい。尚、重量平均分子量が、1,000,000を超える場合は、高分子樹脂がゲル化しやすくなるため、溶媒に対する溶解性が著しく低下するという問題を有する。
また、該高分子樹脂のガラス転移点が、-50℃〜350℃のものを使用できる。
高分子樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、含フッ素アリールエーテルケトン、ノルボルネン等の樹脂が挙げられる。前記樹脂の中でも、特に含フッ素アリールエーテルケトン樹脂が好ましい。
高分子樹脂としては、例えば、樹脂中の繰り返し構造単位に少なくとも２つ以上の芳香環を有するもの等、従来公知の材料を使用できる。高分子樹脂は、２種類以上のモノマーから重合されたもの或いは２種類以上の高分子樹脂が混合されたものであってもよい。
また、高分子樹脂は、メソゲン基を有する低分子化合物と混合した際に相分離せず高い透明性を保持するものであって、ケトン系溶媒に溶解するものである。
高分子樹脂の重量平均分子量としては、10,000〜1,000,000の範囲が好ましく、20,000〜500,000がより好ましい。尚、重量平均分子量が、1,000,000を超える場合は、高分子樹脂がゲル化しやすくなるため、溶媒に対する溶解性が著しく低下するという問題を有する。
また、該高分子樹脂のガラス転移点が、-50℃〜350℃のものを使用できる。
高分子樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、含フッ素アリールエーテルケトン、ノルボルネン等の樹脂が挙げられる。前記樹脂の中でも、特に含フッ素アリールエーテルケトン樹脂が好ましい。
セルロース系フィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムが好ましい。 トリアセチルセルロース(TAC)フィルムは、透明性・機械的強度・熱安定性・水分遮断性・等方性などに優れるものであり、例えば、偏光子の片側又は両側に設けられ、該偏光子を保護する透明保護フィルムとして用いられうるものである。
セルロース系フィルムの厚みは、通常、12〜200μmであり、20〜150μｍが好ましく、25〜100μｍがより好ましい。厚みが12μｍ以上であれば、後述の塗布工程における塗布精度がより一層優れ、また厚みが200μｍ以下であれば、例えば液晶セルに実装された際の外観をより一層向上できる。
セルロース系フィルムは、できる限り無色透明であることがよく、400〜800nmの波長領域における透過率が80%以上が好ましく、該透過率が90%以上がより好ましい。
セルロース系フィルムの厚みは、通常、12〜200μmであり、20〜150μｍが好ましく、25〜100μｍがより好ましい。厚みが12μｍ以上であれば、後述の塗布工程における塗布精度がより一層優れ、また厚みが200μｍ以下であれば、例えば液晶セルに実装された際の外観をより一層向上できる。
セルロース系フィルムは、できる限り無色透明であることがよく、400〜800nmの波長領域における透過率が80%以上が好ましく、該透過率が90%以上がより好ましい。
メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との配合割合は、通常、メソゲン基を有する低分子化合物5〜100重量%、高分子樹脂0〜95重量%であり、メソゲン基を有する低分子化合物10〜70重量%、高分子樹脂30〜90重量%が好ましい。更にメソゲン基を有する低分子化合物20〜50重量%、高分子樹脂80〜50重量%がより好ましい。
前記ケトン系溶液の溶媒としては、シクロペンタノン(CPN)、シクロヘキサノン(CHN)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン系溶媒を用いることができる。成膜される硬化層の平滑性を高めるために、任意のケトン系溶媒を２種類以上混合して使用してもよい。
前記ケトン系溶液に高分子樹脂が配合されていない場合、前記ケトン系溶液におけるメソゲン基を有する低分子化合物の配合量は、塗工方式に適した粘度範囲となる範囲が好ましく、例えば前記ケトン系溶媒100重量部に対して、メソゲン基を有する低分子化合物5〜50重量部が好ましく、10〜40重量部がより好ましい。
高分子樹脂が配合されている場合、ケトン系溶液における低分子化合物と高分子樹脂との配合量は、塗工方式に適した粘度範囲のものが好ましく、例えばケトン系溶媒100重量部に対して、メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との混合体5〜50重量部が好ましく、10〜40重量部がより好ましい。
前記ケトン系溶液に高分子樹脂が配合されていない場合、前記ケトン系溶液におけるメソゲン基を有する低分子化合物の配合量は、塗工方式に適した粘度範囲となる範囲が好ましく、例えば前記ケトン系溶媒100重量部に対して、メソゲン基を有する低分子化合物5〜50重量部が好ましく、10〜40重量部がより好ましい。
高分子樹脂が配合されている場合、ケトン系溶液における低分子化合物と高分子樹脂との配合量は、塗工方式に適した粘度範囲のものが好ましく、例えばケトン系溶媒100重量部に対して、メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との混合体5〜50重量部が好ましく、10〜40重量部がより好ましい。
前記セルロース系フィルムに塗布するケトン系溶液には、紫外線吸収剤、劣化防止剤（酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性剤、酸捕獲剤等）、可塑剤、帯電防止剤、セルロース系フィルムとの密着性を確保するなどの任意の目的を満たす添加剤が配合されていてもよい。尚、配合する割合は、光学フィルムの光学特性を損なわない範囲が好ましい。
本実施形態におけるケトン系溶液は、上記の如く構成されたが、次に該ケトン系溶液を用いた光学フィルムの製造方法について説明する。
本実施形態の光学フィルムの製造方法は、メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成するものである。
セルロース系フィルム上にケトン系溶液を塗布する塗布方法としては、例えばスピンコート法・ロールコート法・フローコート法・プリントコート法・ディップコート法・流延成膜法・バーコート法・グラビア印刷法等がある。尚、ケトン系溶液の塗布量は、所望の位相差値に応じて適宜調整する。
本実施形態の光学フィルムの製造方法は、メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成するものである。
セルロース系フィルム上にケトン系溶液を塗布する塗布方法としては、例えばスピンコート法・ロールコート法・フローコート法・プリントコート法・ディップコート法・流延成膜法・バーコート法・グラビア印刷法等がある。尚、ケトン系溶液の塗布量は、所望の位相差値に応じて適宜調整する。
セルロース系フィルム上に塗布した後に、メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させ硬化層を形成するための乾燥法としては、自然乾燥や加熱乾燥等を採用できる。
加熱乾燥の場合は、２段階の乾燥処理、例えば40〜140℃（好ましくは40〜120℃）の温度で第１の乾燥処理（前キュア処理という）を施し、続いて150〜350℃の温度で第２の乾燥処理（後キュア処理という）を施すことが好ましい。
前キュア処理を前記温度範囲内で行えば外観均一性に優れ、後キュア処理を前記温度範囲内で行えばフィルムの均一性・透明性の低下を抑制できるためである。
また、紫外線などの光で硬化する光重合性の官能基を持ったメソゲン基を有する低分子化合物を溶解させたケトン系溶液を用いた場合、加熱処理を行いある程度溶媒を揮発させた後、光照射を行い硬化層を形成する。
前記硬化層の厚みは、0.2〜50μｍである。好ましくは1〜30μｍであり、より好ましくは2〜25μｍである。硬化層の厚みが0.2μｍ未満の場合は、セルロース系フィルムの位相差を上昇させる効果が低く、50μｍを超える場合は乾燥時にムラができ不均一なフィルムになるためである。
加熱乾燥の場合は、２段階の乾燥処理、例えば40〜140℃（好ましくは40〜120℃）の温度で第１の乾燥処理（前キュア処理という）を施し、続いて150〜350℃の温度で第２の乾燥処理（後キュア処理という）を施すことが好ましい。
前キュア処理を前記温度範囲内で行えば外観均一性に優れ、後キュア処理を前記温度範囲内で行えばフィルムの均一性・透明性の低下を抑制できるためである。
また、紫外線などの光で硬化する光重合性の官能基を持ったメソゲン基を有する低分子化合物を溶解させたケトン系溶液を用いた場合、加熱処理を行いある程度溶媒を揮発させた後、光照射を行い硬化層を形成する。
前記硬化層の厚みは、0.2〜50μｍである。好ましくは1〜30μｍであり、より好ましくは2〜25μｍである。硬化層の厚みが0.2μｍ未満の場合は、セルロース系フィルムの位相差を上昇させる効果が低く、50μｍを超える場合は乾燥時にムラができ不均一なフィルムになるためである。
前記乾燥後のセルロース系フィルム（硬化層を含む）中の残存溶媒量としては、1重量%以下が好ましく、0.5重量%以下がより好ましい。残存溶媒量がないと寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。残存溶媒量が1重量%より多い場合は、その量に比例して光学フィルムの光学特性が、時間の経過と伴に変動するためである。
本実施形態においては、セルロース系フィルム上に形成させた硬化層を剥離してもよい。 また、該硬化層を剥離せず、セルロース系フィルム上に硬化層を形成させたまま光学フィルムとして用いてもよい。即ち、該セルロース系フィルム上に前記ケトン系溶液を塗布し硬化させて硬化層を形成させた時点で、該セルロース系フィルムの塗布面は改質されており、位相差値が上昇しているため、硬化層を剥離しても厚さの割に位相差値の高い光学フィルムとすることができる。
硬化層を形成した後のセルロース系フィルムは、通常、波長590nmで測定した厚み方向の位相差(Rth590)が80〜800nmであり、好ましくは100〜400nmである。
厚み方向の位相差(Rth590)が100nm以上あれば、液晶セルを光学的に補償することができる。一般的に、厚み方向の位相差(Rth)が、100nm以上ある光学フィルムは、特にVA(垂直配向)モードの液晶セルを補償するのに好ましく、厚み方向の位相差(Rth)が200nm以上ある光学フィルムは、OCBモードの液晶セルを補償するのに好ましい。
尚、厚み方向の位相差(Rth)は、下記式に従って算出される。
Rth=(nx-nz)×d
式中、nxは光学フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率（面内の最大屈折率）であり、nzは厚さ方向の屈折率であり、dは光学フィルムの厚み(nm)である。
厚み方向の位相差(Rth590)が100nm以上あれば、液晶セルを光学的に補償することができる。一般的に、厚み方向の位相差(Rth)が、100nm以上ある光学フィルムは、特にVA(垂直配向)モードの液晶セルを補償するのに好ましく、厚み方向の位相差(Rth)が200nm以上ある光学フィルムは、OCBモードの液晶セルを補償するのに好ましい。
尚、厚み方向の位相差(Rth)は、下記式に従って算出される。
Rth=(nx-nz)×d
式中、nxは光学フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率（面内の最大屈折率）であり、nzは厚さ方向の屈折率であり、dは光学フィルムの厚み(nm)である。
本実施形態においては、硬化層を形成した後、セルロース系フィルムに配向処理を施してもよい。配向処理することで更に位相差値を上昇させることができる。配向処理としては、延伸又は収縮処理がある。
該延伸処理としては、例えば、塗布・硬化工程後のセルロース系フィルムを長手方向に一軸延伸する自由端縦延伸、該セルロース系フィルムの長手方向を固定した状態で幅方向に延伸する固定端横延伸、長手方向及び幅方向の両方向に延伸を行う逐次又は同時二軸延伸等の処理等が挙げられる。
延伸処理は、硬化層を剥離したセルロース系フィルムに施してもよく又は硬化層が形成されているセルロース系フィルムに施してもよい。該硬化層が形成されているセルロース系フィルムを延伸処理する場合は、セルロース系フィルムだけでなく、硬化させた硬化層にも位相差が発生し、より大きな位相差を得ることができる。この際の硬化層は、メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との混合物により形成されているものが好ましく、溶液調整時において、延伸条件に合わせて、メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との配合部数を適宜調整することができる。
該延伸処理としては、例えば、塗布・硬化工程後のセルロース系フィルムを長手方向に一軸延伸する自由端縦延伸、該セルロース系フィルムの長手方向を固定した状態で幅方向に延伸する固定端横延伸、長手方向及び幅方向の両方向に延伸を行う逐次又は同時二軸延伸等の処理等が挙げられる。
延伸処理は、硬化層を剥離したセルロース系フィルムに施してもよく又は硬化層が形成されているセルロース系フィルムに施してもよい。該硬化層が形成されているセルロース系フィルムを延伸処理する場合は、セルロース系フィルムだけでなく、硬化させた硬化層にも位相差が発生し、より大きな位相差を得ることができる。この際の硬化層は、メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との混合物により形成されているものが好ましく、溶液調整時において、延伸条件に合わせて、メソゲン基を有する低分子化合物と高分子樹脂との配合部数を適宜調整することができる。
前記の配向処理によって得られたセルロース系フィルムは、波長590nmで測定した面内位相差値(Re590)が、10nm以上であることが好ましく、30〜400nmがより好ましく、40〜300nmが特に好ましい。
面内位相差(Re)は、下記式に従って算出する。
Re=(nx-ny)×d
式中nxは、光学フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率（面内の最大屈折率）であり、nyは面内の遅相軸に垂直な方向の屈折率であり、dは光学フィルムの厚み(nm)である。
また、前記の配向処理によって得られたセルロース系フィルムは、通常、波長590nmで測定した厚み方向位相差値(Rth590)が、80〜800nmであり、好ましくは100〜400nmである。
尚、厚み方向の位相差(Rth)は、上記と同様に算出される。
面内位相差(Re)は、下記式に従って算出する。
Re=(nx-ny)×d
式中nxは、光学フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率（面内の最大屈折率）であり、nyは面内の遅相軸に垂直な方向の屈折率であり、dは光学フィルムの厚み(nm)である。
また、前記の配向処理によって得られたセルロース系フィルムは、通常、波長590nmで測定した厚み方向位相差値(Rth590)が、80〜800nmであり、好ましくは100〜400nmである。
尚、厚み方向の位相差(Rth)は、上記と同様に算出される。
本実施形態により製造された光学フィルムは、λ／4波長板或いはλ／2波長板としても使用できる。λ／4波長板として使用する場合は、波長590nmで測定した面内位相差値(Re590)が、120〜160nmであることが好ましい。また、λ／2波長板として使用する場合は、面内位相差値(Re590)が、240〜320nmであることが好ましい。
本実施形態により製造された光学フィルムは、該光学フィルム単独でも光学部材として使用することができるし、また、他の光学部材等と組み合わせて光学部材として使用することもできる。
本実施形態により製造された光学フィルムは、偏光子を保護する透明保護フィルムとして使用することができる。該光学フィルムは、位相差値が上昇しているため偏光子の透明保護フィルムとして用いた場合、各種の液晶駆動モードの液晶セルを光学的に補償することができる。
偏光子としては、特に制限されず、従来の公知の方法により各種フィルムにヨウ素や二色染料等の二色性物質を吸着させて染色し、延伸、架橋、乾燥することにより作製したものを使用できる。その中でも自然光を入射させると直線偏光を透過する偏光子が好ましく、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。前記二色性物質を吸着させるフィルムとしては、例えばポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVAフィルム、エチレン・酢酸ビニル供重合体系ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルム等が挙げられる。これらの他にも、例えばPVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理等のポリエン配向フィルム等も使用できる。これらの中でも、好ましいのはPVA系フィルムである。前記偏光子の厚みは、通常1〜80μｍの範囲であるがこれには限定されない。
偏光子としては、特に制限されず、従来の公知の方法により各種フィルムにヨウ素や二色染料等の二色性物質を吸着させて染色し、延伸、架橋、乾燥することにより作製したものを使用できる。その中でも自然光を入射させると直線偏光を透過する偏光子が好ましく、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。前記二色性物質を吸着させるフィルムとしては、例えばポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVAフィルム、エチレン・酢酸ビニル供重合体系ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルム等が挙げられる。これらの他にも、例えばPVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理等のポリエン配向フィルム等も使用できる。これらの中でも、好ましいのはPVA系フィルムである。前記偏光子の厚みは、通常1〜80μｍの範囲であるがこれには限定されない。
本実施形態により製造された光学フィルムと偏光子とを積層させて偏光板を作製する場合、積層には、例えば接着剤等を使用することができる。
前記接着剤等としては、アクリル系・ビニルアルコール系・シリコーン系・ポリエステル系・ポリウレタン系・ポリエーテル系等のポリマー性感圧接着剤やゴム系感圧接着剤が挙げられる。また、グルタルアルデヒド・メラミン・シュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤等から構成される接着剤も使用できる。これらの接着剤等としては、温度や熱の影響によっても離れにくく、光透過率や偏光度にも優れるものが好ましい。具体的には、前記偏光子がPVA系フィルムの場合、例えば接着処理の安定性等の点から、PVA系接着剤が好ましい。これらの接着剤等は、例えば偏光子や透明保護フィルムとして用いる光学フィルムの表面に塗布してもよいし、接着剤等から構成されたテープやシートのような層を前記表面に配置してもよい。
前記接着剤等としては、アクリル系・ビニルアルコール系・シリコーン系・ポリエステル系・ポリウレタン系・ポリエーテル系等のポリマー性感圧接着剤やゴム系感圧接着剤が挙げられる。また、グルタルアルデヒド・メラミン・シュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤等から構成される接着剤も使用できる。これらの接着剤等としては、温度や熱の影響によっても離れにくく、光透過率や偏光度にも優れるものが好ましい。具体的には、前記偏光子がPVA系フィルムの場合、例えば接着処理の安定性等の点から、PVA系接着剤が好ましい。これらの接着剤等は、例えば偏光子や透明保護フィルムとして用いる光学フィルムの表面に塗布してもよいし、接着剤等から構成されたテープやシートのような層を前記表面に配置してもよい。
本実施形態により製造された光学フィルムを少なくても偏光子の片面を保護する透明保護フィルムとして用いる場合には、該光学フィルムにハードコート処理・反射防止処理・スティッキング防止処理・拡散処理・アンチグレア処理を施してもよい。
ハードコート処理は、該光学フィルムよりも硬い層を積層する処理であり、偏光板表面の傷つき防止等を目的としたもので、例えば、前記光学フィルム表面に、硬度や滑り性に優れた硬化型樹脂を設けるものである。前記硬化型樹脂としては、例えば、シリコーン系・ウレタン系・アクリル系・エポキシ系等の紫外線硬化型樹脂等を使用できる。前記ハードコート処理は、従来公知の方法により施される。
スティッキング防止処理は、該光学フィルムと他の光学フィルムとを積層する際の表面の密着性を抑制させる処理である。
反射防止処理は、偏光板表面での外光の反射を抑制する処理であり、従来公知の反射防止層等の形成方法により施される。
アンチグレア処理は、偏光板表面において外光が反射することによる偏光板透過光の視認妨害を抑制する処理であり、従来公知の方法により、該光学フィルムの表面に微細な凹凸構造を施すものである。
ハードコート処理は、該光学フィルムよりも硬い層を積層する処理であり、偏光板表面の傷つき防止等を目的としたもので、例えば、前記光学フィルム表面に、硬度や滑り性に優れた硬化型樹脂を設けるものである。前記硬化型樹脂としては、例えば、シリコーン系・ウレタン系・アクリル系・エポキシ系等の紫外線硬化型樹脂等を使用できる。前記ハードコート処理は、従来公知の方法により施される。
スティッキング防止処理は、該光学フィルムと他の光学フィルムとを積層する際の表面の密着性を抑制させる処理である。
反射防止処理は、偏光板表面での外光の反射を抑制する処理であり、従来公知の反射防止層等の形成方法により施される。
アンチグレア処理は、偏光板表面において外光が反射することによる偏光板透過光の視認妨害を抑制する処理であり、従来公知の方法により、該光学フィルムの表面に微細な凹凸構造を施すものである。
本実施形態により製造された光学フィルムは、偏光子の透明保護フィルムとして用いて偏光板を形成し、更に他の位相差板を組み合わせて使用することもできる。
他の位相差板としては、光透過率が80%以上であるポリマーフィルムを用いることが好ましい。ポリマーフィルムとしては、外力による複屈折が生じにくいものが好ましい。 該ポリマーフィルムとして具体的には、セルロース系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー（商品名：アートン(JSR株式会社製)、商品名：ゼオノア(日本ゼオン株式会社製)）、ポリメチルメタクリレート等を挙げることができる。セルロース系ポリマーとしては、セルロースエステルが好ましい。また、これらのポリマーフィルムは、紫外線吸収剤等を含むことが好ましい。更に、接着性を改善するために、表面処理（例えばグロー放電処理、コロナ放電処理紫外線処理）が施されていてもよい。
また、ポリマーフィルムは、表面に接着層が設けられていてもよい。該接着層の厚みは、0.1〜2.0μｍであることが好ましく、0.2〜1.0μｍが更に好ましい。前記ポリマーフィルムは、用いる表示装置の特性に合わせて一軸延伸、二軸延伸、Z軸配向処理が適宜施されていてもよい。
他の位相差板としては、光透過率が80%以上であるポリマーフィルムを用いることが好ましい。ポリマーフィルムとしては、外力による複屈折が生じにくいものが好ましい。 該ポリマーフィルムとして具体的には、セルロース系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー（商品名：アートン(JSR株式会社製)、商品名：ゼオノア(日本ゼオン株式会社製)）、ポリメチルメタクリレート等を挙げることができる。セルロース系ポリマーとしては、セルロースエステルが好ましい。また、これらのポリマーフィルムは、紫外線吸収剤等を含むことが好ましい。更に、接着性を改善するために、表面処理（例えばグロー放電処理、コロナ放電処理紫外線処理）が施されていてもよい。
また、ポリマーフィルムは、表面に接着層が設けられていてもよい。該接着層の厚みは、0.1〜2.0μｍであることが好ましく、0.2〜1.0μｍが更に好ましい。前記ポリマーフィルムは、用いる表示装置の特性に合わせて一軸延伸、二軸延伸、Z軸配向処理が適宜施されていてもよい。
また、前記位相差板は、該位相差板を構成するフィルムに液晶性化合物を含有させたものであってもよい。液晶性化合物としては、ディスコティック液晶・ネマチック液晶・コレステリック液晶・スメクチック液晶・重合性液晶・ライオトロピック液晶等が挙げられる。具体的な構造としては、例えば、シッフ系液晶・アゾキシ系液晶・アルキルシアノビフェニル系液晶・アルキルシアノターフェニル系液晶・アルキルシアノクオーターフェニル液晶・シアノフェニルシクロヘキサン系液晶・シアノフェニルエステル系液晶・安息香酸フェニルエステル系液晶・フェニルピリミジン系液晶・フェニルジオキサン系液晶等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、前記液晶性化合物は２種以上の混合物から構成されていてもよく、混合物の場合は、混合物がある温度領域で液晶性を発現するか、又は混合物を形成する化合物のうち少なくとも一つの化合物がそれ単独である温度領域で液晶性を発現すればよい。かかる液晶性物質が１種類の場合には、該液晶性物質がある温度範囲で液晶性を発現すればよい。
本実施形態により製造された光学フィルムを偏光子の透明保護フィルムとして用いた偏光板に他の位相差板を積層させる方法としては、接着剤等を用いることができる。接着剤等としては、特に限定はなく例えば、アクリル系・ビニルアルコール系・シリコーン系・ポリエステル系・ポリウレタン系・ポリエーテル系等のポリマー性感圧接着剤やゴム系感圧接着剤を使用できる。また、これらの接着剤中に微粒子を含有させて光拡散性を示す接着剤等としてもよい。これらの中でも、接着剤等としては、例えば吸湿性・耐熱性に優れる材料が好ましい。このような性質であれば、例えば液晶表示装置に使用した場合に、吸湿による発泡や剥離、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り等を防止でき、高品質で耐久性にも優れる表示装置を作製できる。
組み合わせるその他の光学部材としては、視野角を制御するための拡散・散乱・屈折を利用した拡散制御フィルムやコレステリック液晶の選択反射とλ／4板とを用いた輝度向上フィルム等が挙げられる。
本実施形態により製造された光学フィルムは、透過型液晶表示装置或いは反射型液晶表示装置に用いることができる。
透過型液晶表示装置としては、TN(Twistednematic)モード、VA(Vertical aligned)モード、OCB(Optically compensated bend)モードの液晶表示装置を挙げることができる。これらの液晶表示装置は、セル及びその両側に配置された２枚の偏光板からなる。透過型液晶表示装置の液晶セルは、２枚の電極基板の間に液晶が担持されてなる。また、反射型液晶表示装置は、液晶セルが偏光板と反射板との間で挟持されてなる。
透過型液晶表示装置としては、TN(Twistednematic)モード、VA(Vertical aligned)モード、OCB(Optically compensated bend)モードの液晶表示装置を挙げることができる。これらの液晶表示装置は、セル及びその両側に配置された２枚の偏光板からなる。透過型液晶表示装置の液晶セルは、２枚の電極基板の間に液晶が担持されてなる。また、反射型液晶表示装置は、液晶セルが偏光板と反射板との間で挟持されてなる。
VAモード液晶セルは、電圧無印加時に棒状液晶分子が実質的に垂直に配向している。
VAモード液晶セルには、棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモード液晶セル、視野角拡大のためVAモードをマルチドメイン化した液晶セル及び棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモードの液晶セル、更にSURVAIVALモードの液晶セルが含まれる。
VAモード液晶セルには、棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモード液晶セル、視野角拡大のためVAモードをマルチドメイン化した液晶セル及び棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモードの液晶セル、更にSURVAIVALモードの液晶セルが含まれる。
OCBモード液晶セルは、棒状液晶性分子を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆方向（対称的）に配向させるベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置である。棒状液晶性分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いとの利点がある。OCBモードの液晶表示装置においては、光学補償層付偏光板に更に円盤状化合物若しくは棒状液晶化合物を含む光学補償層を組み合わせることが好ましい。
TNモード液晶セルは、電圧印加時に棒状液晶分子が実質的に水平配向し、さらに60乃至120度にねじれ配向したものである。ＴＮモード液晶セルは、カラーＴＦＴ液晶表示装置として最も多く利用されている。
以下、実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
尚、実施例で用いた各分析方法は、以下の通りである。
（分子量測定）
東ソー製HLC-8120GPCを用いた。分子量は、各試料を0.1%DMF溶液に調整し、0.45μｍメンブレンフィルターにて濾過した後測定し、ポリエチレンオキサイド標準で求めた。
使用カラム（東ソー製：GMHx1(径7.8mm×30cm),G2500Hx1(径7.8mm×30cm))
展開溶媒（10mmolのLiBrと10mmolのリン酸とをメスフラスコに入れ、DMFで全量を１Ｌとした。）
前記カラムを（GMHx1＋GMHx1＋G2500Hx1）３本直列につなぎ、カラム温度４０℃、流速0.80ml/minで測定した。
（位相差・複屈折率・透過率測定）
王子計測機器株式会社製：自動複屈折計KOBRA-21ADHを用いた。測定値は、全て590nmで測定した値である。厚さ方向の位相差(Rth)は、測定光をサンプル法線から0〜40度で入射させて測定した値から求めた。
（膜厚測定）
接触式ダイヤルゲージで測定した。
尚、実施例で用いた各分析方法は、以下の通りである。
（分子量測定）
東ソー製HLC-8120GPCを用いた。分子量は、各試料を0.1%DMF溶液に調整し、0.45μｍメンブレンフィルターにて濾過した後測定し、ポリエチレンオキサイド標準で求めた。
使用カラム（東ソー製：GMHx1(径7.8mm×30cm),G2500Hx1(径7.8mm×30cm))
展開溶媒（10mmolのLiBrと10mmolのリン酸とをメスフラスコに入れ、DMFで全量を１Ｌとした。）
前記カラムを（GMHx1＋GMHx1＋G2500Hx1）３本直列につなぎ、カラム温度４０℃、流速0.80ml/minで測定した。
（位相差・複屈折率・透過率測定）
王子計測機器株式会社製：自動複屈折計KOBRA-21ADHを用いた。測定値は、全て590nmで測定した値である。厚さ方向の位相差(Rth)は、測定光をサンプル法線から0〜40度で入射させて測定した値から求めた。
（膜厚測定）
接触式ダイヤルゲージで測定した。
（実施例１）
光重合性液晶モノマー（BASF製、商品名「LC242」）を、30重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にウエット厚み20μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。続いて、これに紫外光（波長365nmの光強度が50mW/cm2）を1分間照射し、光重合性液晶モノマーを硬化させて該TACフィルム上に硬化層を形成した。次いで、この硬化層を剥離して厚み82μｍの光学フィルムを得た。該光学フィルムを波長590nmで測定した位相差は、面内位相差値(Re590)=1.4nm、厚み方向位相差値(Rth590)=97.1nmであった。
光重合性液晶モノマー（BASF製、商品名「LC242」）を、30重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にウエット厚み20μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。続いて、これに紫外光（波長365nmの光強度が50mW/cm2）を1分間照射し、光重合性液晶モノマーを硬化させて該TACフィルム上に硬化層を形成した。次いで、この硬化層を剥離して厚み82μｍの光学フィルムを得た。該光学フィルムを波長590nmで測定した位相差は、面内位相差値(Re590)=1.4nm、厚み方向位相差値(Rth590)=97.1nmであった。
（実施例２）
前記実施例１と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、面内位相差値(Re590)=49.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=119.4nmであった。
尚、自由端縦延伸とは、フィルムを長手方向に一軸延伸することである。
前記実施例１と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、面内位相差値(Re590)=49.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=119.4nmであった。
尚、自由端縦延伸とは、フィルムを長手方向に一軸延伸することである。
（実施例３）
4,4’-ビス(2,3,4,5,6-ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル(BPDE)及び2,2’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(6FBA)を用いて、下記一般式(C-1)で表される繰り返し単位から構成されるポリエーテルケトン(PEK-1)(重量平均分子量(Mw=521,000))を合成した。このポリエーテルケトンと光重合性液晶モノマー(BASF製,商品名「LC242」）とを重量比1:1で混合し、30重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロースフィルム（富士写真フィルム製,商品名「UZ-TAC」）上にウエット厚み50μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。これによって該トリアセチルセルロースフィルム上に硬化層を形成した。該硬化層を剥離して厚み91μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差値は、面内位相差値(Re590)=2.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=120.1nmであった。
4,4’-ビス(2,3,4,5,6-ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル(BPDE)及び2,2’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(6FBA)を用いて、下記一般式(C-1)で表される繰り返し単位から構成されるポリエーテルケトン(PEK-1)(重量平均分子量(Mw=521,000))を合成した。このポリエーテルケトンと光重合性液晶モノマー(BASF製,商品名「LC242」）とを重量比1:1で混合し、30重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロースフィルム（富士写真フィルム製,商品名「UZ-TAC」）上にウエット厚み50μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。これによって該トリアセチルセルロースフィルム上に硬化層を形成した。該硬化層を剥離して厚み91μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差値は、面内位相差値(Re590)=2.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=120.1nmであった。
（実施例４）
実施例３と同様の方法で作成した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、85μｍであり、面内位相差値(Re590)=143.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=205.0nmであった。
実施例３と同様の方法で作成した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、85μｍであり、面内位相差値(Re590)=143.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=205.0nmであった。
（実施例５）
溶媒としてメチルイソブチルケトンを用いた以外実施例３と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、106μｍであり、面内位相差値(Re590)=67.2nm、厚み方向位相差値(Rth590)=59.1nmであった。
溶媒としてメチルイソブチルケトンを用いた以外実施例３と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、106μｍであり、面内位相差値(Re590)=67.2nm、厚み方向位相差値(Rth590)=59.1nmであった。
（実施例６）
光重合性液晶モノマー（高砂香料製、商品名「LC42」）を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、85μｍであり、面内位相差値(Re590)=198.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=272.7nmであった。
光重合性液晶モノマー（高砂香料製、商品名「LC42」）を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、85μｍであり、面内位相差値(Re590)=198.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=272.7nmであった。
（実施例７）
4,4’-ビス(2,3,4,5,6-ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル(BPDE)及び9,9’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン(HF)を用いて、下記一般式(D-1)で表される繰り返し単位から構成されるポリエーテルケトン(PEK-2)(重量平均分子量(Mw=202,000))を合成した。前記ポリエーテルケトン(PEK-1)に代えて、該ポリエーテルケトン(PEK-2)を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、86μｍであり、面内位相差値(Re590)=60.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=91.7nmであった。
4,4’-ビス(2,3,4,5,6-ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル(BPDE)及び9,9’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン(HF)を用いて、下記一般式(D-1)で表される繰り返し単位から構成されるポリエーテルケトン(PEK-2)(重量平均分子量(Mw=202,000))を合成した。前記ポリエーテルケトン(PEK-1)に代えて、該ポリエーテルケトン(PEK-2)を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、86μｍであり、面内位相差値(Re590)=60.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=91.7nmであった。
（実施例８）
2,2’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物(6FDA)及び2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノフェニル(PFMB)を用いて、下記一般式(E-1)で表される繰り返し単位から構成されるポリイミド(PI)(重量平均分子量Mw=177,000))を合成した。前記ポリエーテルケトン(PEK-1)に代えて、該ポリイミド(PI)を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、88μｍであり、面内位相差値(Re590)=70.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=101.2nmであった。
2,2’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物(6FDA)及び2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノフェニル(PFMB)を用いて、下記一般式(E-1)で表される繰り返し単位から構成されるポリイミド(PI)(重量平均分子量Mw=177,000))を合成した。前記ポリエーテルケトン(PEK-1)に代えて、該ポリイミド(PI)を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、88μｍであり、面内位相差値(Re590)=70.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=101.2nmであった。
（実施例９）
前記TACフィルムに代えて、厚み111μｍの光学補償層付透明フィルム（富士写真フィルム製：商品名「WVフィルム」）を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、115μｍであり、面内位相差値(Re590)=262.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=290.3nmであった。
前記TACフィルムに代えて、厚み111μｍの光学補償層付透明フィルム（富士写真フィルム製：商品名「WVフィルム」）を使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを得、前記実施例４と同様に延伸して光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、115μｍであり、面内位相差値(Re590)=262.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=290.3nmであった。
（実施例１０）
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比95:5で混合し、10重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」)上にウエット厚み20μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。次に、該フィルムに紫外光(波長365nm、光強度50mW/cm2)を照射し、該TACフィルム上に硬化層を形成した。該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=2nm、厚み方向位相差値(Rth590)=50.1nmであった。
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比95:5で混合し、10重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」)上にウエット厚み20μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。次に、該フィルムに紫外光(波長365nm、光強度50mW/cm2)を照射し、該TACフィルム上に硬化層を形成した。該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=2nm、厚み方向位相差値(Rth590)=50.1nmであった。
（実施例１１）
前記実施例１０と同様の方法により得られた光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、78μｍであり、面内位相差値(Re590)=38.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=82.4nmであった。
前記実施例１０と同様の方法により得られた光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、78μｍであり、面内位相差値(Re590)=38.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=82.4nmであった。
（実施例１２）
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比75:25で混合した以外は、前記実施例１０と同様にTACフィルム上に硬化層を形成し、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=1.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=57.8nmであった。
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比75:25で混合した以外は、前記実施例１０と同様にTACフィルム上に硬化層を形成し、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=1.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=57.8nmであった。
（実施例１３）
前記実施例１２と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、77μｍであり、面内位相差値(Re590)=57.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=98.7nmであった。
前記実施例１２と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、77μｍであり、面内位相差値(Re590)=57.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=98.7nmであった。
（実施例１４）
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比50:50で混合した以外は、前記実施例１０と同様にTACフィルム上に硬化層を形成し、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=0.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=61.2nmであった。
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比50:50で混合した以外は、前記実施例１０と同様にTACフィルム上に硬化層を形成し、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=0.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=61.2nmであった。
（実施例１５）
前記実施例１４と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、77μｍであり、面内位相差値(Re590)=45.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=96.5nmであった。
前記実施例１４と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、77μｍであり、面内位相差値(Re590)=45.6nm、厚み方向位相差値(Rth590)=96.5nmであった。
（実施例１６）
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比34:66で混合した以外は、前記実施例１０と同様にTACフィルム上に硬化層を形成し、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=1.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=86.9nmであった。
ノルボルネン系樹脂(JSR社製：商品名「Arton」(重量平均分子量(Mw=50,000))と光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC242」）とを重量比34:66で混合した以外は、前記実施例１０と同様にTACフィルム上に硬化層を形成し、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=1.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=86.9nmであった。
（実施例１７）
前記実施例１６と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、面内位相差値(Re590)=86.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=168.4nmであった。
前記実施例１６と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、面内位相差値(Re590)=86.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=168.4nmであった。
（実施例１８）
光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC888」）を10重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にウエット厚み10μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。次に、該フィルムに紫外光(波長365nm、光強度50mW/cm2)を照射し、該TACフィルム上に硬化層を形成した。該硬化層を剥離して、厚み81μｍの光学フィルムを作製した。
得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=1.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=87nmであった。
光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC888」）を10重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。この溶液を厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にウエット厚み10μｍになるよう塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。次に、該フィルムに紫外光(波長365nm、光強度50mW/cm2)を照射し、該TACフィルム上に硬化層を形成した。該硬化層を剥離して、厚み81μｍの光学フィルムを作製した。
得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=1.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=87nmであった。
（実施例１９）
前記実施例１８と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、77μｍであり、面内位相差値(Re590)=105.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=177.2nmであった。
前記実施例１８と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、77μｍであり、面内位相差値(Re590)=105.1nm、厚み方向位相差値(Rth590)=177.2nmであった。
（実施例２０）
光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC270」）を10重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。これを前記実施例１８と同様にしてTACフィルム上に硬化層を形成させ、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを作製した。
得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=0.5nm、厚み方向位相差値(Rth590)=78.8nmであった。
光重合性液晶モノマー(BASF製、商品名「LC270」）を10重量%になるようにシクロペンタノンに溶解した。これを前記実施例１８と同様にしてTACフィルム上に硬化層を形成させ、該硬化層を剥離して、厚み80μｍの光学フィルムを作製した。
得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=0.5nm、厚み方向位相差値(Rth590)=78.8nmであった。
（実施例２１）
前記実施例２０と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、面内位相差値(Re590)=64.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=133nmであった。
前記実施例２０と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸させた。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、面内位相差値(Re590)=64.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=133nmであった。
（比較例１）
厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）を100℃で5分間乾燥した。得られたTACフィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=0.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=52.2nmであった。
厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）を100℃で5分間乾燥した。得られたTACフィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=0.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=52.2nmであった。
（比較例２）
比較例１のTACフィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=23.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=62.8nmであった。
比較例１のTACフィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=23.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=62.8nmであった。
（比較例３）
厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にシクロペンタノンのみをウエット厚み20μｍ塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。得られた光学フィルムの厚みは、79μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=1.7nm、厚み方向位相差値(Rth590)=54.3nmであった。
厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にシクロペンタノンのみをウエット厚み20μｍ塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。得られた光学フィルムの厚みは、79μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=1.7nm、厚み方向位相差値(Rth590)=54.3nmであった。
（比較例４）
厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にシクロペンタノンに溶解したPEK-1のみをウエット厚み20μｍ塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。TACフィルム上に形成された硬化層を剥離して、厚み97μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=8.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=7.3nmであった。
厚み80μｍのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム（富士写真フィルム製、商品名「UZ-TAC」）上にシクロペンタノンに溶解したPEK-1のみをウエット厚み20μｍ塗布した後、これを100℃で5分間乾燥した。TACフィルム上に形成された硬化層を剥離して、厚み97μｍの光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの位相差は、面内位相差値(Re590)=8.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=7.3nmであった。
（比較例５）
比較例４と同様の方法で作成した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、87μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=7.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=19.0nmであった。
比較例４と同様の方法で作成した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、87μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=7.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=19.0nmであった。
（比較例６）
溶剤を前記シクロペンタノンに代えてトルエンを使用した以外は、前記実施例１と同様にして光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、79μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=0.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=51.8nmであった。
溶剤を前記シクロペンタノンに代えてトルエンを使用した以外は、前記実施例１と同様にして光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、79μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=0.9nm、厚み方向位相差値(Rth590)=51.8nmであった。
（比較例７）
高分子樹脂を前記PEK-1に代えてポリイミド(PI)を使用した以外は、比較例４と同様にして光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、93μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=2.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=1.2nmであった。
高分子樹脂を前記PEK-1に代えてポリイミド(PI)を使用した以外は、比較例４と同様にして光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、93μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=2.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=1.2nmであった。
（比較例８）
溶剤を前記シクロペンタノンに代えてトルエンを使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、81μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=0.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=50.3nmであった。
溶剤を前記シクロペンタノンに代えてトルエンを使用した以外は、前記実施例３と同様にして光学フィルムを作製した。得られた光学フィルムの厚みは、81μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=0.8nm、厚み方向位相差値(Rth590)=50.3nmであった。
（比較例９）
比較例８と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=24.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=60.5nmであった。
比較例８と同様の方法で作製した光学フィルムを150℃に加熱し、自由端縦延伸で20%延伸した。得られた光学フィルムの厚みは、76μｍであり、位相差は面内位相差値(Re590)=24.3nm、厚み方向位相差値(Rth590)=60.5nmであった。
実施例１〜比較例９までの位相差の測定結果を表１にまとめた。
（表１の補足説明）
1)フィルム：UZ-TAC,WVフィルムは富士写真フィルム製のものを用いた。
2)樹脂：PEK-1、PEK-2は日本触媒製、PIは合成したもの、ArtonはＪＳＲ製を用いた。
3)液晶：LC242はＢＡＳＦ製、L42は高砂香料製のものを用いた。
4)溶剤：CPNはシクロペンタノンを、MIBKはメチルイソブチルケトンを示す。
5)延伸倍率：延伸温度１５０℃、自由端縦延伸で行った。
6)光学フィルムの厚み：接触式ダイヤルゲージで測定した。
7)光学フィルムの位相差：王子計測器製KOBRA-21ADHで測定した波長590nmにおけるRe=(nx-ny)×d、Rth=(nx-nz)×dの値。
1)フィルム：UZ-TAC,WVフィルムは富士写真フィルム製のものを用いた。
2)樹脂：PEK-1、PEK-2は日本触媒製、PIは合成したもの、ArtonはＪＳＲ製を用いた。
3)液晶：LC242はＢＡＳＦ製、L42は高砂香料製のものを用いた。
4)溶剤：CPNはシクロペンタノンを、MIBKはメチルイソブチルケトンを示す。
5)延伸倍率：延伸温度１５０℃、自由端縦延伸で行った。
6)光学フィルムの厚み：接触式ダイヤルゲージで測定した。
7)光学フィルムの位相差：王子計測器製KOBRA-21ADHで測定した波長590nmにおけるRe=(nx-ny)×d、Rth=(nx-nz)×dの値。
実施例１〜実施例２１において光学フィルムの位相差値を増加させることができた。
液晶性化合物と高分子樹脂とを混合してシクロペンタノン溶媒に溶解させた溶液をTACフィルムに塗布硬化させ該硬化層を剥離し延伸させた系においては、大きな位相差値の上昇が認められた。
液晶性化合物と高分子樹脂とを混合してシクロペンタノン溶媒に溶解させた溶液をTACフィルムに塗布硬化させ該硬化層を剥離し延伸させた系においては、大きな位相差値の上昇が認められた。
Claims (13)
- メソゲン基を有する低分子化合物が溶解されたケトン系溶液をセルロース系フィルム上に塗布し、前記メソゲン基を有する低分子化合物を硬化させて、セルロース系フィルム上に硬化層を形成することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
- 更に、前記セルロース系フィルム上から前記硬化層を剥離する請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記硬化層を形成した後、セルロース系フィルムを波長５９０ｎｍで測定した面内位相差値（Ｒｅ５９０）と厚み方向の位相差（Ｒｔｈ５９０）とが式（１）の関係を満足するように延伸又は収縮処理を施す請求項１又は２に記載の光学フィルムの製造方法。
式（１）１０nm＜（Ｒｅ５９０）＜４００nm
８０nm＜（Ｒｔｈ５９０）＜８００nm - 前記メソゲン基を有する低分子化合物が、液晶性化合物である請求項１〜３の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記ケトン系溶液には、更に高分子樹脂が溶解されている請求項１〜４の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記ケトン系溶液の溶媒が、シクロペンタノンである請求項１〜５の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。
- 請求項１〜６の何れかに記載の製造方法により得られる光学フィルム。
- 請求項７に記載の光学フィルムを少なくとも偏光子の片側に配置した偏光板。
- 請求項７に記載の光学フィルム又は請求項８に記載の偏光板を含む液晶セル。
- ＯＣＢモード液晶セル、ＶＡモード液晶セル又はＴＮモード液晶セルである請求項９に記載の液晶セル。
- 請求項９又は請求項１０に記載の液晶セルと、該液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板とを備えてなる液晶表示装置。
- 反射板を更に備えた反射型の請求項１１に記載の液晶表示装置。
- 請求項７に記載の光学フィルム又は請求項８に記載の偏光板を含む画像表示装置。
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| JP2004021778 | 2004-01-29 | ||
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007260972A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Fujifilm Corp | フィルム積層体、並びにその製造方法、それを用いた光学補償フィルム、偏光板、偏光板保護フィルム、および液晶表示装置 |
| JP2009265626A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Fujifilm Corp | 液晶表示装置 |
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2005
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|---|---|---|---|---|
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| WO2007116847A1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-18 | Fujifilm Corporation | Film laminate, production method thereof, and optically-compensatory film, polarizing plate, polarizing plate protective film and liquid crystal display using the same |
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