JP2008052119A5 - ネガティブａ位相差フィルム及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネガティブＡ位相差フィルム並びにそれを用いた液晶表示装置に関し、より詳しくは、１／２λ板、１／４λ板、保護フィルム、反射防止フィルム等に好適に利用することが可能なネガティブＡ位相差フィルム並びにそれを用いた液晶表示装置に関する。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、単層で高い透明性と優れた波長分散特性を有し、広帯域の光に対して特定の位相差を与えることができ、他の材料との密着性が非常に高く、しかも負の複屈折性の中でも特異的なネガティブＡとしての光学特性を達成することも可能なネガティブＡ位相差フィルム、並びに、それを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の構造式で表される構造単位を含有するノルボルネン系開環重合体を用い、その重合体中に含有される前記構造単位のｅｘｏ異性体の比率を特定の範囲とすることにより、単層で高い透明性と優れた波長分散特性を有し、広帯域の光に対して特定の位相差を与えることができ、他の材料との密着性が非常に高く、しかも負の複屈折性の中でも特異的なネガティブＡとしての光学特性を達成することも可能なネガティブＡ位相差フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、下記一般式（１）:

［式（１）中、ｎは、０又は１の整数を示し、
Ｘは、式：−ＣＨ＝ＣＨ−で表される基、又は、式：−ＣＨ_２ＣＨ_２−で表される基を示し、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４は、同一でも又は異なっていてもよく、それぞれ、水素原子；ハロゲン原子；酸素原子、窒素原子、イオウ原子及びケイ素原子からなる群から選択される少なくとも１種の連結基を有していてもよい置換若しくは非置換の炭素原子数１〜３０の炭化水素基；及び極性基からなる群から選択される原子若しくは基を示し、
波線ａ、ｂは、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示し、
波線ｃは、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示す。]
で表される構造単位を含有し且つ前記構造単位のうちの前記波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率が６５モル％超１００モル％以下の範囲にあるノルボルネン系開環重合体からなるフィルムを延伸してなることを特徴とするものである。

なお、ここでいういわゆるネガティブＡとしての光学特性とは、前記フィルムの一軸延伸による延伸方向をＸ軸と定義し、且つ、Ｘ軸と直交する方向をＹ軸及びＺ軸と定義した場合に、Ｘ軸の屈折率（Ｎｘ）、Ｙ軸の屈折率（Ｎｙ）及びＺ軸の屈折率（Ｎｚ）が下記式（２）：
Ｎｙ＝Ｎｚ＞Ｎｘ （２）
で表される関係を満たすことをいう。そのため、本発明のネガティブＡ位相差フィルムとしては、前記式（２）で表される条件を満たすものが好ましい。そして、このような条件を満たすネガティブＡ位相差フィルムによれば、従来は困難であったＴＦＴ−ＬＣＤ、ＴＮ−ＴＦＴの視野角改善や色味改善等が可能となる。

また、上記本発明のネガティブＡ位相差フィルムにおいては、前記Ｘが式：−ＣＨ_２ＣＨ_２−で表される基である前記構造単位の比率が、前記ノルボルネン系開環重合体中の全構造単位に対して９０モル％以上であることが好ましい。

また、本発明の液晶表示装置は、上記本発明のネガティブＡ位相差フィルムを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、単層で高い透明性と優れた波長分散特性を有し、広帯域の光に対して特定の位相差を与えることができ、他の材料との密着性が非常に高く、しかも負の複屈折性の中でも特異的なネガティブＡとしての光学特性を達成することも可能なネガティブＡ位相差フィルム、並びに、それを用いた液晶表示装置を提供することが可能となる。

また、このような本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、薄膜化が可能である。更に、本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、その製造工程も簡略化されており、歩留りよく低コストで製造することが可能なものである。

先ず、本発明の位相差フィルムについて説明する。すなわち、本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、下記一般式（１）:

［式（１）中、ｎは、０又は１の整数を示し、
Ｘは、式：−ＣＨ＝ＣＨ−で表される基、又は、式：−ＣＨ_２ＣＨ_２−で表される基を示し、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４は、同一でも又は異なっていてもよく、それぞれ、水素原子；ハロゲン原子；酸素原子、窒素原子、イオウ原子及びケイ素原子からなる群から選択される少なくとも１種の連結基を有していてもよい置換若しくは非置換の炭素原子数１〜３０の炭化水素基；及び極性基からなる群から選択される原子若しくは基を示し、
波線ａ、ｂは、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示し、
波線ｃは、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示す。]
で表される構造単位を含有し且つ前記構造単位のうちの前記波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率が６５モル％超１００モル％以下の範囲にあるノルボルネン系開環重合体からなるフィルムを延伸してなることを特徴とするものである。

さらに、前記式（１）中の波線ｃも、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示す。本発明においては、前記ノルボルネン系開環重合体中の全構造単位のうち、前記波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率が６５モル％超１００モル％以下である。

また、本発明のネガティブＡ位相差フィルムにおいては、ネガティブＡの光学特性を達成するという観点からは、前記波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率が、前記ノルボルネン系開環重合体中の全構造単位のうち、６５モル％超１００モル％以下（より好ましくは７０〜１００モル％）の範囲にあることが好ましい。すなわち、本発明の位相差フィルムとしては、前記波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率を６５モル％超１００モル％以下の範囲とすることで、前記位相差フィルムをネガティブＡ位相差フィルムとすることができる。このような波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率が、前記ノルボルネン系開環重合体中の全構造単位のうち、６５モル％未満では、負の複屈折性の中でも特異的なネガティブＡとしての光学特性を達成できなくなる傾向にある。そして、このようなネガティブＡ位相差フィルムとしては、前記フィルムの一軸延伸による延伸方向をＸ軸と定義し、且つ、Ｘ軸と直交する方向をＹ軸及びＺ軸と定義した場合に、Ｘ軸の屈折率（Ｎｘ）、Ｙ軸の屈折率（Ｎｙ）及びＺ軸の屈折率（Ｎｚ）が下記式（２）：
Ｎｙ＝Ｎｚ＞Ｎｘ （２）
で表される関係を満たすものが好ましい。

また、本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、前述の本発明にかかるノルボルネン系開環重合体からなるフィルムを延伸してなるものである。このようなノルボルネン系開環重合体からなるフィルムを製造する方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。また、このようなフィルムを製造する際には、本発明の主旨を越えない範囲で、その他の高分子、界面活性剤、高分子電解質、導電性錯体、シリカ、アルミナ、色素材料、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤、可塑剤、オイル等を加えることができる。また、前述のノルボルネン系開環重合体をフィルム化した後に延伸する方法も特に制限されず、従来公知の延伸方法を適宜採用することができる。

次に、本発明の液晶表示装置について説明する。すなわち、本発明の液晶表示装置は上記本発明のネガティブＡ位相差フィルムを備えることを特徴とするものである。

上記本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、高い透明性と優れた波長分散性を有していて広帯域の光に対して特定の位相差を与えることができる位相差フィルムであって他の材料との密着性が非常に高く、しかも負の複屈折性の中でも特異的なネガティブＡとしての光学特性を達成することも達成できるため、反射型液晶表示装置における１／４λ板、液晶プロジェクタ装置における１／２λ板および１／４λ板、透過型液晶表示装置における１／２λ板および１／４λ板、液晶表示装置において使用される偏光フィルムの保護フィルム、反射防止フィルム等として有用である。

また、本発明のネガティブＡ位相差フィルムは、その面上にインジウムスズオキサイドやインジウムジンクオキサイド等のセラミック薄膜をＤＣあるいはグロー放電を用いたプラズマプロセスにより成膜し、タッチパネルや液晶表示装置等における透明電極フィルムとして使用することも可能である。

（実施例１〜２及び参考例１〜６）
合成例１〜４で得られた芳香族型ノルボルネン系開環重合体｛ＨｐＡ（参考例１）、ＨｐＢ（参考例２）、ＨｐＣ（参考例３）、ＨｐＤ（実施例１）、ＨｐＥ（実施例２）、ＨｐＦ（参考例４）｝を用い、位相差フィルム（実施例１〜２及び参考例１〜４）作成した。さらに、ＨｐＡ（0.925g）とＨｐＣ（0.695g）のポリマー溶液ブレンドによりＨｐＧ（参考例５）を、ＨｐＣ（0.462g）とＨｐＤ（0.420g）のポリマー溶液ブレンドによりＨｐＨ（参考例６）の位相差フィルム（参考例５〜６）を作成した。すなわち、先ず、各重合体を５ｗｔ％濃度で含有するクロロベンゼン溶液をそれぞれ調製し、ガラス板上にキャスト法によってフィルム状に流延し自然乾燥を２４時間行った。次いで、得られたフィルムをそれぞれガラス板上から剥離した後、各フィルムの材料となった重合体のＴｇ近辺の温度（各重合体のＴｇ―１０℃）に保った真空乾燥機を用いて、残溶剤濃度が１．０重量%以下になるまで乾燥した。このようにして得られたフィルムは、透明性がいずれも十分に高かった。また、得られたフィルムの膜厚は、３０〜１５０μｍであった。次に、得られたフィルムを短冊状（大きさ：５．０×４．０ｃｍ）に切断し、二軸延伸装置（柴山科学製の商品名「ＳＳ−６０型」）を用いて、各フィルムの材料となった重合体のＴｇ＋１０℃の温度条件で、５０ｍｍ／ｍｉｎ．の引張り速度で２００％（２．０倍）の一軸延伸を行い、位相差フィルム（実施例１〜２及び参考例１〜６）を得た。

〈実施例１〜２及び参考例１〜６で得られた位相差フィルムの光学特性の評価〉
実施例１〜２及び参考例１〜６で得られた位相差フィルムの複屈折をレターデーション測定器により測定した。得られた結果を表１に示す。なお、アッベの屈折計によって屈折率を測定した。また、前記フィルムの一軸延伸による延伸方向をＸ軸と定義し、かつＸ軸と直交する方向をＹ軸及びＺ軸（Ｙ軸とＺ軸も直交）と定義し、Ｘ軸の屈折率（Ｎｘ）、Ｙ軸の屈折率（Ｎｙ）及びＺ軸の屈折率（Ｎｚ）を測定した。

また、実施例１〜２、参考例１、参考例３、参考例５〜６で得られた位相差フィルムについて、含有するｅｘｏ体の比率と、複屈折との関係を示すグラフを図７に示す。更に、実施例１〜２、参考例１、参考例３、参考例５〜６で得られた位相差フィルムについて、含有するｅｘｏ体の比率と、波長分散値｛Ｄ＝（Δｎ：λ４８１ｎｍ）／（Δｎ：λ５８９ｎｍ）｝との関係を示すグラフを図８に示す。

表１及び図７に示した結果からも明らかなように、各実施例で得られた位相差フィルムは、位相差フィルムとして良好に機能するものであることが確認された。更に、ＨｐＤおよびＨｐＥの位相差フィルム（実施例１、２）においては下記式（２）：
Ｎｙ＝Ｎｚ＞Ｎｘ （２）
で表される関係を満たしていることから、いわゆるネガティブＡ位相差フィルムとして機能するものであることが確認された。

また、図８に示した結果から明らかな通り、各位相差フィルムの複屈折の波長分散値｛Ｄ＝（Δｎ：λ４８１ｎｍ）／（Δｎ：λ５８９ｎｍ）｝は、モノマーのｅｎｄｏ／ｅｘｏ比率によって異なることが確認され、参考例１、３、５，６、で得られた位相差フィルムにおいては、逆分散の位相差フィルムとなっていることが確認された。

〈実施例１〜２及び参考例１〜６で得られた位相差フィルムの密着性の評価〉
実施例１〜２及び参考例１〜６で得られた位相差フィルムをトリアセチルセルロース基板の表面上に紫外線硬化型接着剤（東亞合成製ＵＶＸ−１６２０）で密着せしめ、ＪＩＳ−Ｋ５４００に記載の方法に準拠してそれらの密着性を評価したところ、いずれの位相差フィルムもトリアセチルセルロースフィルムとの密着性が非常に高いことが確認された。

以上説明したように、本発明によれば、単層で高い透明性と優れた波長分散特性を有し、広帯域の光に対して特定の位相差を与えることができ、他の材料との密着性が非常に高く、しかも負の複屈折性の中でも特異的なネガティブＡとしての光学特性を達成することも可能なネガティブＡ位相差フィルム、並びに、それを用いた液晶表示装置を提供することが可能となる。

合成例１で得られた芳香族型ノルボルネン開環重合体の水素添加物（ＨｐＡ）のＮＭＲチャートである。 合成例１で得られた芳香族型ノルボルネン開環重合体の水素添加物（ＨｐＢ）のＮＭＲチャートである。 合成例２で得られた芳香族型ノルボルネン開環重合体の水素添加物（ＨｐＣ）のＮＭＲチャートである。 合成例２で得られた芳香族型ノルボルネン開環重合体の水素添加物（ＨｐＤ）のＮＭＲチャートである。 合成例３で得られた芳香族型ノルボルネン開環重合体の水素添加物（ＨｐＥ）のＮＭＲチャートである。 合成例４で得られた芳香族型ノルボルネン開環重合体の水素添加物（ＨｐＦ）のＮＭＲチャートである。 実施例１〜２、参考例１、参考例３、参考例５〜６で得られた延伸フィルムについてのｅｘｏ比率と複屈折との関係を示すグラフである。 実施例１〜２、参考例１、参考例３、参考例５〜６で得られた延伸フィルムについてのｅｘｏ比率と複屈折の波長分散値との関係を示すグラフである。

Claims (4)

1. 下記一般式（１）:
   

   

   ［式（１）中、ｎは、０又は１の整数を示し、
   Ｘは、式：−ＣＨ＝ＣＨ−で表される基、又は、式：−ＣＨ_２ＣＨ_２−で表される基を示し、
   Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４は、同一でも又は異なっていてもよく、それぞれ、水素原子；ハロゲン原子；酸素原子、窒素原子、イオウ原子及びケイ素原子からなる群から選択される少なくとも１種の連結基を有していてもよい置換若しくは非置換の炭素原子数１〜３０の炭化水素基；及び極性基からなる群から選択される原子若しくは基を示し、
   波線ａ、ｂは、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示し、
   波線ｃは、ｅｎｄｏ又はｅｘｏの立体配置を示す。]
   で表される構造単位を含有し且つ前記構造単位のうちの前記波線ｃがｅｘｏの立体配置を示す構造単位の比率が６５モル％超１００モル％以下の範囲にあるノルボルネン系開環重合体からなるフィルムを延伸してなることを特徴とするネガティブＡ位相差フィルム。
2. 前記フィルムの一軸延伸による延伸方向をＸ軸と定義し、且つ、Ｘ軸と直交する方向をＹ軸及びＺ軸と定義した場合に、Ｘ軸の屈折率（Ｎｘ）、Ｙ軸の屈折率（Ｎｙ）及びＺ軸の屈折率（Ｎｚ）が下記式（２）：
   Ｎｙ＝Ｎｚ＞Ｎｘ （２）
   で表される関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載のネガティブＡ位相差フィルム。
3. 前記Ｘが式：−ＣＨ_２ＣＨ_２−で表される基である前記構造単位の比率が、前記ノルボルネン系開環重合体中の全構造単位に対して９０モル％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のネガティブＡ位相差フィルム。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のネガティブＡ位相差フィルムを備えることを特徴とする液晶表示装置。