JP2008225226A - 光学フィルム、製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に強固に貼付されなくても皺及びカールが発生しにくい光学フィルム及びその製造方法、並びに光学性能の経時劣化が生じにくく且つリサイクルが容易な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】対向層、透明高分子フィルム、配向膜、選択反射層、及び位相差層をこの順に備える光学フィルムであって、前記対向層と前記位相差層とが同じ材質からなり、かつ前記対向層の厚みＡ及び前記位相差層の厚みＢが、０．８Ａ≦Ｂ≦１．２Ａの関係を有することを特徴とする光学フィルム；ロールツーロールによるその製造方法；並びに該光学フィルムを含む液晶表示装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学フィルム、その製造方法及び液晶表示装置に関する。

液晶表示装置などの表示装置には、種々の光学フィルムが設けられている。例えば、液晶表示装置の輝度の向上のため、バックライトと液晶セルとの間に選択反射層及び位相差層を含む光学フィルムを設けることが広く行われている。より具体的には、透明高分子フィルム等の基材フィルム上に、配向層、偏光分離層及び位相差層を設けた輝度向上フィルムが用いられている。

このような光学フィルムは、通常自力で平板状態を維持しうる剛性を備えていないため、装置中に単に載置した状態では、経時的に皺やカールを生じ、表示画質の劣化をもたらしやすい。そのため、これを液晶表示装置に設ける場合は、通常、液晶セル基板等の剛性の高い基板に直接、又は偏光板等の他の層を介して貼付されることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。フィルムの平板状態を維持するために、フィルムは一般的に、容易に剥離しないよう、強固に貼付されている。

環境負荷の低減のため及び特定家庭用機器再商品化法（いわゆる家電リサイクル法）上の要請のため、前記基板については、他の部品と同様にリサイクルを行うことが求められる。ところが上に述べたように光学フィルムを強固に貼付した基板をリサイクルするには、フィルムを剥離する困難な工程が必要になる。そのため前記フィルム一体型の基板のリサイクルは困難であり、殆どは産業廃棄物として埋め立て処分されており、大きな環境負荷をもたらしている。

フィルムを貼付せずに皺やカールの発生を抑制する方法としては、フィルムを固定ピン及びフレーム等の部材で基板上に固定することが知られている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、このような固定方法により従来のフィルムを固定した場合、フィルムを強固に貼付した場合に比べて、依然皺やカールの発生が起こりやすく性能が劣る。

特開２００３−１４９６３４号公報 特開平１１−２８１９６６号公報

本発明の目的は、基板に強固に貼付されなくても、皺及びカールが発生しにくい光学フィルム及びその製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、光学性能の経時劣化が生じにくく且つリサイクルが容易な液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本願発明者は鋭意検討した結果、透明高分子フィルム、配向膜、選択反射層、及び位相差層をこの順に備える光学フィルムにおいて、透明高分子フィルム側にさらにもう一層、位相差層に対向する層を設けることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明によれば、下記のものが提供される：
〔１〕 対向層、透明高分子フィルム、配向膜、選択反射層、及び位相差層をこの順に備える光学フィルムであって、前記対向層と前記位相差層とが同じ材質からなり、かつ前記対向層の厚みＡ及び前記位相差層の厚みＢが、０．８Ａ≦Ｂ≦１．２Ａの関係を有することを特徴とする光学フィルム。
〔２〕 前記対向層及び位相差層のそれぞれが、ポリスチレン樹脂の層を有する厚さ２０〜２００μｍの多層フィルムであることを特徴とする〔１〕に記載の光学フィルム。
〔３〕 〔１〕又は〔２〕に記載の光学フィルムの製造方法であって、前記対向層のフィルムと、前記透明高分子フィルム、前記配向膜、及び前記選択反射層を備える積層フィルムと、前記位相差層のフィルムとを、ロールツーロールで貼付することを特徴とした光学フィルムの製造方法。
〔４〕 〔１〕又は〔２〕に記載の光学フィルムを含む液晶表示装置。

本発明の光学フィルムは、皺及びカールが発生しにくいため、基板に強固に貼付されなくても、液晶表示装置内で長期間良好な光学的性能を発揮することができる。従って、本発明の光学フィルムを含む本発明の液晶表示装置は、光学性能の経時劣化が生じにくく且つリサイクルが容易である。

本発明の光学フィルムは、対向層、透明高分子フィルム、配向膜、選択反射層、及び位相差層をこの順に備え、前記対向層と前記位相差層が同じ材質からなる。

（位相差層及び対向層）
本発明において、位相差層とは、面内方向のリターデーションＲｅ（以下、「Ｒｅ」と略記することがある。）が透過光の略四分の一であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈ（以下、「Ｒｔｈ」と略記することがある。）が０ｎｍ未満の層である。ここで、透過光の波長範囲は、輝度向上フィルムに求められる所望の範囲とすることができ、具体的には例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍである。また、面内方向のリターデーションＲｅが透過光の略四分の一であるとは、前記Ｒｅ値が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の１／４の値から±６５ｎｍ、好ましくは±３０ｎｍ、より好ましくは±１０ｎｍの範囲であることをいう。厚み方向のリターデーションＲｔｈの値は、透過光の波長範囲の中心値において、好ましくは−３０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、より好ましくは−５０ｎｍ〜−３００ｎｍとすることができる。

位相差層としては、それぞれ、単層又は複層の樹脂を延伸し光学異方性を与えた樹脂の層等を用いることができる。好ましくは、熱可塑性樹脂からなる層Ｂ１、負の固有複屈折値を有する樹脂からなる層Ａ及び熱可塑性樹脂からなる層Ｂ２がこの順で積層されてなり、層Ｂ１の平均厚さ／層Ａの平均厚さの比が３／１〜１／３であり、層Ａの平均厚さ／層Ｂ２の平均厚さの比が１／３〜３／１であり、ＭＤ方向（長尺フィルムの長手方向）に対して２５〜６５度傾いた方向に遅相軸が向いている長尺の多層フィルムであることが好ましい。

前記負の固有複屈折値を有する樹脂としては、芳香族ビニル重合体樹脂、アクリロニトリル重合体樹脂、メチルメタクリレート重合体樹脂、セルロースエステル重合体樹脂などを挙げることができる。これらの負の固有複屈折値を有する樹脂は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中で、芳香族ビニル重合体樹脂、アクリロニトリル重合体樹脂及びメチルメタクリレート重合体樹脂を好適に用いることができ、芳香族ビニル重合体樹脂は、複屈折発現性が高いので特に好適に用いることができる。特に、ポリスチレン樹脂、即ちスチレンに基づく重合単位を含む樹脂を特に好適に用いることができる。

前記層Ｂ１及び層Ｂ２を構成する熱可塑性樹脂としては、厚さｌｍｍの試験片を形成して測定した全光線透過率が、７０％以上のものが好ましく、８０％以上のものがより好ましく、９０％以上のものが特に好ましい。このような樹脂としては、例えば、脂環式構造を有する樹脂、（メタ）アクリル樹脂ポリカーボネート、（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル単量体共重合体樹脂、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式構造を有する樹脂や、（メタ）アクリル樹脂、即ち（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクリレートに基づく重合単位を含む樹脂が好適である。なお、本願明細書において、（メタ）アクリルはアクリル及び／又はメタクリルを表し、（メタ）アクリレートはアクリレート及び／又はメタクリレートを表す。本発明において、層Ｂ１を構成する熱可塑性樹脂と層Ｂ２を構成する熱可塑性樹脂とは、同じ種類でも、違う種類でもよい。

前記層Ｂ１及び層Ｂ２には、必要に応じて酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填剤、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止剤、抗菌剤やその他の樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム粒子などの公知の添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。

一方、本発明において対向層とは、透明高分子フィルム、配向膜、及び選択反射層の積層構造を、前記位相差層と対になり挟む層であり、位相差層と同じ材質からなる。
対向層の面内方向のリターデーションＲｅは、特に制限されないが、位相差層の面内方向のリターデーションＲｅとの合計が１００〜３５０ｎｍの範囲になるように設定するのが好ましい。

前記対向層と前記位相差層を構成する材質は、同じ材質である。
本発明において、「同じ材質である」とは、重合体を構成する単量体が同じで、対向層と位相差層との線膨張係数（ＪＩＳ Ｋ７１９７による測定値）の差の絶対値が２．０×１０^-5（１／℃）以下、好ましくは１．０×１０^-5（１／℃）以下であり、且つ吸水率（ＡＳＴＭ Ｄ５７０に従い２３℃で２４時間浸漬した際の増加重量（％））の差が±１０％以内となる範囲であることをいう。

前記対向層は、前記位相差層と同じ材質であることに加え、位相差層が延伸されている場合はその延伸の条件や、光学フィルム内におけるその延伸軸方向も一致していることが好ましい。

本発明の光学フィルムにおいては、前記対向層の厚みＡ及び前記位相差層の厚みＢが、０．８Ａ≦Ｂ≦１．２Ａの関係を有する。このような関係を有することにより、皺やカールの発生を防止することができる。また厚みＡ及びＢはそれぞれ、好ましくは２０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは４０μｍ〜１８０μｍとすることができる。

前記対向層及び位相差層が複層の樹脂からなる層である場合、対向層の構成は、位相差層の構成と同一とすることができる。例えば、対向層と位相差層の構成をいずれも層Ｂ１−層Ａ−層Ｂ２の三層構造とし、対向層及び位相差層における対応する各層を、同じ材質で構成することができる。それぞれの位相差層における、位相差層を構成する各層の厚さの割合は、なるべく対向層及び位相差層間で相違しないことが好ましいが、線膨張係数及び吸水率の差異が前記好ましい範囲内となる程度において相違していてもよい。

本発明の光学フィルムには、透明高分子フィルム、配向膜、及び選択反射層の積層構造を挟んで、対向層及び位相差層が通常１枚ずつ設けられるが、対向層及び位相差層のそれぞれが２層以上設けられていてもよい。例えば、対向層及び位相差層をそれぞれ２層有する構造、即ち対向層−対向層−透明高分子フィルム−配向膜−選択反射層−位相差層−位相差層、という積層構造を有していてもよい。この場合前記厚みＡは、複数の対向層の厚みの合計とすることができ、前記厚みＢは、複数の位相差層の厚みの合計とすることができる。

一般的に、位相差層は、選択反射層を透過した特定の円偏光を直線偏光に変換して液晶セルへ出射するよう設計される。本発明の光学フィルムにおいては、位相差層が選択反射層の円偏光を直線偏光に変換するよう適宜設計し、そのように設計された位相差層が液晶セルに面するよう、液晶表示装置内に配置することができる。

（透明高分子フィルム）
本発明において、透明高分子フィルムとは、透明な高分子化合物からなるフィルムであり、前記配向膜及び選択反射層等の支持体として機能しうるフィルムである。ここで透明な高分子化合物とは、光学フィルムとするのに必要な光線透過率を有していれば特に限定されるものではないが、具体的には例えば１ｍｍ厚の成形体にしたときの全光線透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上の化合物であれば特に制限なく使用することができる。

本発明に用いる透明高分子フィルムにおいて、前記透明性以外の光学特性は特に限定されないが、光学的に等方性なフィルムを好ましく用いることができる。例えば、透明高分子フィルムの面内方向のレターデーションＲｅは、｜Ｒｅ｜≦４ｎｍの範囲内とすることができる。
本発明に用いる前記透明高分子フィルムを構成する透明高分子としては、具体的には脂環式構造を有する樹脂を好ましく用いることができる。

脂環式構造を有する樹脂は、主鎖および／または側鎖に脂環式構造を有する樹脂である。機械的強度、耐熱性などにも優れるという観点から、主鎖に脂環式構造を含有する樹脂が特に好ましい。脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、および不飽和環状炭化水素（シクロアルケン、シクロアルキン）構造などを挙げることができる。機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造およびシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、所望の特性が高度にバランスされ、好適である。

脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと、耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造を有する樹脂中における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は、使用目的に応じて適宜選択される。

脂環式構造を有する樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン単量体の開環重合体及びノルボルネン単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、並びにこれらの水素添加物、ノルボルネン単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体などのノルボルネン重合体；（２）単環の環状オレフィン重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン重合体及びその水素添加物；（４）ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びビニル脂環式炭化水素系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体、並びにこれらの水素添加物、ビニル芳香族単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物などのビニル脂環式炭化水素重合体；などを挙げることができる。

これらの中でも、所望の特性を得る観点から、ノルボルネン重合体およびビニル脂環式炭化水素重合体が好ましく、ノルボルネン単量体の開環重合体水素添加物、ノルボルネン単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体水素添加物、ビニル芳香族単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物がさらに好ましい。

上記の脂環式構造を有する樹脂を、透明高分子フィルムとする方法としては、特に制限されず、溶剤キャスト法、溶融押出法などの公知の方法を適用し得る。透明高分子フィルムの厚みは、５０〜２５０μｍの範囲であることが好ましい。

（配向膜）
本発明において配向膜とは、その上に塗布された液晶性化合物を所定の方向に配向させる機能を有する層である。本発明の光学フィルムの製造工程においては、配向膜上で、後述する選択反射層を構成する重合性モノマーを配向させ、重合させることにより、配向膜上に選択反射層を形成することができる。
本発明に用いる前記配向膜としては、特に限定されず、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミド等の、配向膜として通常用いられる公知の樹脂による膜を用いることができ、このような樹脂を前記透明高分子フィルム上に塗布し硬化させることにより調製することができる。配向膜の平均厚みは、０．０５μｍ〜２μｍの範囲であることが好ましく、０．１μｍ〜１μｍの範囲であることがさらに好ましい。なお、前記配向膜の平均厚みとは、配向膜シートの長手方向の全長さの中間位置において、シートの幅方向に沿う３点において、配向膜の厚みを測定し、その平均値を求めて得た値である。前記幅方向の３点とは、シートの幅方向の中間点と、両端部の各端から全幅の１０％の長さだけ内側に位置する２点の３点である。

（選択反射層）
本発明において選択反射層とは、特定の偏光を透過し、他の偏光を反射させる性質を有する層である。特に、所定の円偏光を透過させ、他の光を反射させる層を好ましく用いることができる。このような層を位相差層と組み合わせて用いることにより、特定の直線偏光を高い輝度で透過させるという、液晶表示装置において好ましい機能を発揮することができる。
前記選択反射層としては、コレステリック液晶相を呈しうる重合性モノマーを配向させ、重合させた層等の、公知の層を用いることができる。このような選択反射層は、前記重合性モノマーを含む溶液を、必要に応じラビング処理した前記配向膜上に塗布し、配向処理した後硬化させることにより得ることができる。選択反射層の厚さは、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍ、さらにより好ましくは１〜２０μｍである。

（その他の構成要素）
本発明の光学フィルムは、前記対向層、透明高分子フィルム、配向膜、選択反射層、及び位相差層に加えて、任意にさらに他の層を含むことができる。具体的には例えば、選択反射層と位相差層との間、及び／又は透明高分子フィルムと対向層との間に、これらを接着させるための接着層を設けることができる。前記接着層としては、具体的には例えば、温度２３℃における剪断貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａである組成物を用いることができる。

前記組成物は、接着剤を構成する主ポリマーを含有する。該主ポリマーとしては、アクリル系重合体およびアクリル系共重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸エステル共重合体、エチレン／塩化ビニル共重合体、熱可塑性エラストマー、エポキシ系、天然ゴム系、合成ゴム系などが挙げられる。これらの中でも、透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集力を示し、耐候性に優れる点で、熱可塑性エラストマー、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸エステル共重合体が好ましい。熱可塑性エラストマーとは、加硫処理をしなくても、室温でゴム弾性を有する樹脂であり、具体的には、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−エチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレンプロピレン−スチレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン共重合体およびエチレン−プロピレンターポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらにカルボキシル基、スルホニル基を導入したものが挙げられる。また、これらの主ポリマーの分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンの重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜５００，０００であり、好ましくは２０，０００〜４００，０００である。

前記組成物には、主ポリマーの種類に応じて、他の配合剤を配合することができる。他の配合剤としては、粘着付与剤、架橋剤又は硬化剤、酸化防止剤、光拡散剤、消泡剤、安定剤が挙げられる。

上記粘着付与剤は、軟らかくなりかつ固体表面が濡れやすくなった主ポリマーに、粘着力を付与するものである。このような粘着付与剤としては、ロジンおよびロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油樹脂、水素化石油樹脂などが挙げられる。これらの中でも、透明性や主ポリマーとの相溶性に優れる点で、石油樹脂、水素化石油樹脂、テルペンフェノール樹脂が好ましい。粘着付与剤の配合量は、主ポリマー１００重量部に対して、好ましくは２〜５０重量部であり、より好ましくは５〜２０重量部である。粘着付与剤の添加量が２重量部より少ないと、粘着付与剤の効果が発現せず、逆に添加量が５０重量部を超えると、接着剤の凝集力の低下による接着力の低下が見られる傾向がある。

上記架橋剤又は硬化剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシアネートなどの多官能イソシアネート架橋剤又は硬化剤；エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、などのエポキシ系架橋剤又は硬化剤；ビニルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，２−（３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシランなどのシラン系架橋剤又は硬化剤；メラミン樹脂系架橋剤；金属キレート系架橋剤；アミン系架橋剤が用いられる。架橋剤又は硬化剤の配合量は、主ポリマー１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜１０重量部であり、より好ましくは０．０１〜３重量部である。架橋剤又は硬化剤の添加量が０．００１重量部より少ないと、架橋剤の効果が発現せず、耐候性試験などで発泡や剥離が目立つ。逆に架橋剤又は硬化剤の添加量が１０重量部より多くなると、接着剤の応力緩和性が低下し、ソリなどが目立つようになる。

上記酸化防止剤としては、テトラキス（メチレン−３−（３，５ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン等のフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤の配合量は、接着層の透明性や接着力が低下しない範囲である。

前記接着層を構成する組成物の剪断貯蔵弾性率は、主ポリマー組成および粘着付与剤の添加量、架橋剤の添加量などにより変化する。
主ポリマー組成については、共重合体において、ソフトセグメントとなるモノマーの比率をアップすることで、常温における剪断貯蔵弾性率が低下する傾向がある。逆にハードセグメントとなるモノマーの比率をアップすることで、常温における剪断貯蔵弾性率は上昇する傾向にある。また、同組成物においても、重合体の分子量を低下させることでゴム状平坦領域を示す温度幅が狭くなることにより、常温における剪断貯蔵弾性率が低下する傾向にある。逆に、重合体の分子量を上昇させることでゴム状平坦領域を示す温度幅が広くなり、常温における剪断貯蔵弾性率が上昇する傾向にある。粘着付与剤は一般に、軟化点が６０度以上と高く、分子量が数千程度と低い。粘着付与剤を添加することで、接着剤組成物の凝集力が低下し、室温における剪断貯蔵弾性率の低下が見られる。また、架橋剤を混合することで、接着剤組成物の凝集力が上昇し、室温における剪断貯蔵弾性率の上昇が見られる。

前記組成物、すなわち、ホットメルト型接着剤の２３℃における剪断貯蔵弾性率は、１〜５００ＭＰａに調製することが好ましい。２３℃における剪断貯蔵弾性率が１ＭＰａ未満であると、常温において粘着性が発現し、積層フィルムの打ち抜きなどの後加工の際に、打ち抜き刃やタブ剤に糊残りが生じてしまう。逆に、２３℃における剪断貯蔵弾性率が５００ＭＰａを超えると、フィルムをラミネートするために必要な粘着性を発現させるために、例えば１１０℃を超えるような高温になるまで加熱しなければならない。１１０℃を超える温度では、フィルムへの熱負荷が大き過ぎて、フィルムに変形が生じるおそれがある。また、接着剤のフィルムとの接着力も低下する。前記組成物の２３℃における剪断貯蔵弾性率は、より好ましくは２〜３００ＭＰａであり、さらにより好ましくは５〜２５０ＭＰａである。

前記組成物を接着剤として使用する場合は、前記組成物を溶剤又は水に、溶解又は分散させて用いることができる。前記溶剤としては、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコールなどを用いることができる。

本発明の光学フィルムにおいて、接着層を設ける場合の接着層の平均厚みは、２μｍ〜５０μｍであることが好ましく、５μｍ〜３０μｍであることがより好ましい。平均厚みは、接着層の厚みを幅方向に等間隔に測定し、各測定点における測定値の平均値で表される。

（製造方法）
本発明の光学フィルムは、好ましくは、以下に述べる本発明の光学フィルムの製造方法により製造することができる。本発明の光学フィルムの製造方法では、前記対向層のフィルムと、前記透明高分子フィルム、前記配向膜、及び前記選択反射層を備える積層フィルムと、前記位相差層のフィルムとを、ロールツーロールで貼付する。

前記積層フィルムは、上に述べた方法で、前記透明高分子フィルム上に前記配向膜を形成し、必要に応じてラビング処理した後に前記選択反射層をさらに設けることにより調製することができる。

対向層のフィルム、積層フィルム及び位相差層のフィルムの貼付は、ロールツーロールの態様で行う。ここでロールツーロールとは、各積層フィルムをラインに製造ラインに供給し、製造ライン中で貼付の工程を行い光学フィルムを得、さらにその下流で、得られた光学フィルムをロールの形で巻き取ることをいう。ここで、各位相差層のフィルム及び積層フィルムの供給は、予め調製しロールの状態としたものを繰り出すことにより行うことができる。または、別の製造ラインで連続的に調製した位相差層のフィルム及び積層フィルムをそのまま本貼付工程のラインに供給してもよい。

対向層のフィルム、積層フィルム及び位相差層のフィルムの貼付の順序は特に限定されず、先に対向層のフィルム及び積層フィルムを貼付したのち、それにさらに位相差層のフィルムを貼付してもよく、先に位相差層のフィルム及び積層フィルムを貼付したのち、それにさらに対向層のフィルムを貼付してもよい。

かかる貼付の工程の一例を、図１〜図３を参照して説明する。図１は光学フィルムの製造工程を示す概略図であり、図２は図１の領域Ｒ１を拡大して示す概略図であり、図３は図１の領域Ｒ２を拡大して示す概略図である。

図１〜図３においては、透明高分子フィルム１３１、配向膜１３２及び選択反射層１３３からなる積層フィルム１３０と、接着層１２４が塗布された位相差フィルム１２０とが装置に供給され、ニップロール１１１及び１１２により加圧され５層の積層体１４０に加工される。積層体１４０は、ロール１１３で導かれ、別途供給される接着層１５１が塗布された対向層フィルム１５０と共に、ニップロール１１５及び１１６により加圧され７層の光学フィルム１６０に加工される。光学フィルム１６０は、加圧ロール１１７で加圧され、また巻き取りロール１０１の回転によるトルクを受けながら、ロールとして巻き取られる。この際の巻張力（Ｎ／ｍ）は３０〜２００とすることができる。そして、このような製造工程において、光学フィルム１６０の幅方向の長さは５００ｍｍ以上、好ましくは１０００ｍｍ以上とすることができる。このようなロールツーロールの貼付を行うことにより、前記本発明の光学フィルムを効率的に製造することができる。

（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の光学フィルムを含む。本発明の液晶表示装置が光学フィルムを備える具体的態様については、特に限定されないが、例えば、バックライトと液晶セルとの間に輝度向上フィルムとして設けることにより、バックライトから液晶セルに供給する光における所望の偏光の輝度を向上させ、その結果液晶表示装置の輝度を向上させることができる。光学フィルムは、液晶セル基板等の基板に、固定ピン及び／又はフレーム等の部材で固定することができる。このように容易に取り外し可能な態様で光学フィルムを液晶表示装置に設けても、本発明の光学フィルムの耐久性が優れているため、皺やカールは発生しにくく、しかも液晶表示装置の廃棄時に光学フィルムを容易にセル基板から取り外すことができる。

以下、実施例に基づき、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。下記実施例において「部」及び「％」は、特に断らない限り重量部及び重量％を示す。

＜製造例１＞透明高分子フィルムの製造
熱可塑性ノルボルネン系樹脂（ＺＥＯＮＯＲ１４２０、日本ゼオン社製；ガラス転移温度Ｔｇ１３６℃）のペレットを、空気を流通させた熱風乾燥機を用いて１００℃で、４時間乾燥した。そしてこのペレットを、リーフディスク形状のポリマーフィルター（濾過精度３０μｍ）を設置した５０ｍｍの単軸押出機とリップ部材質が炭化タングステン、＃１０００番のダイヤモンド砥石で研磨したリップを有し、内面に表面粗さＲａ＝０．０５μｍのクロムメッキを施した６５０ｍｍ幅のＴ型ダイスを用いて２６０℃で押出し、押出されたシート状の熱可塑性ノルボルネン系樹脂を第１冷却ドラム（直径２５０ｍｍ、温度：１３５℃、周速度Ｒ₁：１０．０５ｍ／分）に密着させ、次いで第２冷却ドラム（直径２５０ｍｍ、温度１２５℃、周速度Ｒ₂：１０．０５ｍ／分）、次いで第３冷却ドラム（直径２５０ｍｍ、温度１００℃、周速度Ｒ₃：９．９８ｍ／分）に順次密着させて移送し、両端部各７０ｍｍをトリミングして、幅５００ｍｍ、厚さ１００μｍ、長さ５００ｍの長尺の透明高分子フィルム（１）を得た。この透明高分子フィルム（１）の面内方向のレターデーションＲｅは１ｎｍであった。

＜製造例２＞位相差フィルムの調製：その１
特公昭５５−２７５７６号の実施例３に記載の方法で、ゴム粒子を製造した。ゴム粒子は、球形三層構造を有し、芯層が、メタクリル酸メチルおよび少量のメタクリル酸アリルからなる架橋重合体であり、中間層が、アクリル酸ブチル、スチレンおよび少量のメタクリル酸アリルからなる架橋重合体であり、殻層が、メタクリル酸メチルおよび少量のアクリル酸エチルからなる重合体である。ゴム粒子の数平均粒子径は０．１９μｍであった。メタクリル酸アルキルエステル重合体樹脂（メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル（質量比）＝９７．８／２．２の共重合体樹脂、ガラス転移温度１０５℃）７０部と、前記ゴム粒子３０部とを混練して、メタクリル酸アルキルエステル重合体樹脂組成物（以下、ＰＭＭＡと記す。ゴム粒子３０％含有。）を得た。
前記ＰＭＭＡと、スチレン重合体樹脂（ダイラークＤ３３２、ノヴァケミカルジャパン社製、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ガラス転移温度１２５℃、以下ＰＳＴと記す。）と、前記ＰＭＭＡとを、それぞれ押出機で溶融させ、共押出用のダイに供給した。供給された溶融樹脂はダイスリップを通過し、ＰＭＭＡ／ＰＳＴ／ＰＭＭＡの三層構造の複層フィルムに成形した後、テンター延伸機で、遅相軸がＭＤ方向に対して４５度傾いた方向になるように、延伸温度１３４℃、延伸倍率１．８倍で斜め延伸し、幅１０００ｍｍ、厚さ９０μｍ、ＰＭＭＡ層の平均厚さ３４μｍ／ＰＳＴ層の平均厚さ２２μｍ／ＰＭＭＡ層の平均厚さ３４μｍの位相差フィルム（２）を巻き取りロールで引き取り、ロールとして得た。位相差フィルム（２）の遅相軸はＭＤ方向に対して４５度傾いていた。位相差フィルム（２）の面内方向のレターデーションＲｅは１４０ｎｍ、厚さ方向のレターデーションＲｔｈは-８５ｎｍであった。

＜製造例３＞位相差フィルムの調製：その２
製造例２とは異なるＴ型ダイスを用い、フィルム引取り速度を調整した他は製造例２と同様にして、位相差フィルム（２）と幅及び長さが同じで厚さ１００μｍの位相差フィルム（３）をロールとして得た。位相差フィルム（３）の遅相軸はＭＤ方向に対して４５度傾いていた。位相差フィルム（２）の面内方向のレターデーションＲｅは１４５ｎｍ、厚さ方向のレターデーションＲｔｈは−９０ｎｍであった。

＜実施例１＞
（１−１）配向膜の形成
透明高分子フィルムとして製造例１で得た透明高分子フィルム（１）を用いた。この一方の面上に、製造ライン上で、連続的にポリビニルアルコールの５％水溶液を塗布し、乾燥させ、乾燥膜圧０．３μｍの配向膜を有する透明高分子フィルムを得た。

（１−２）選択反射層の形成：積層フィルム（Ｌ−１Ａ）の調製
Δｎ０．１８の棒状液晶化合物（非対称構造、１分子中の反応性基数２）３３．０部、Ａ１化合物（下記化合物Ａ１で表される化合物；融点６６℃）３．５部、カイラル剤（ＬＣ７５６；ＢＡＳＦ社製）２．３部、重合開始剤（イルガキュア９０７；チバ スペシャルティ ケミカルズ社製）１．２部、界面活性剤（フッ素系界面活性剤ＫＨ４０；セイミケミカル社製）０．０４部及び２−ブタノン６０部を配合し、固形分約４０％のコレステリック液晶組成物を調製した。

このコレステリック液晶組成物を♯１０のワイヤーバーを使用して、上記（１−１）で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の、配向膜を有する面に塗布した。塗膜を１００℃で５分間配向処理した後に紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ²照射して、乾燥膜厚５μｍの選択反射層を形成し、ロールとして巻き取り、透明高分子フィルム、配向膜及び選択反射層を有する積層フィルム（Ｌ−１Ａ）のロールを得た。

（１−３）光学フィルムの製造：工程１
製造例２で得た位相差フィルム（２）のロールからフィルムを繰り出し、その一方の面上に、接着剤（エチレン-酢酸ビニル共重合体エマルジョン（不揮発分４０重量％、酢酸ビニル含有率４０重量％）４０重量部、石油樹脂エマルジョン(不揮発分４０重量％、樹脂軟化点８５℃)３５重量部、及びパラフィンワックスエマルジョン（不揮発分４０重量％、樹脂軟化点６４℃）１０重量部からなる、２３℃における剪断貯蔵弾性率が１０ＭＰａである組成物にて形成される接着剤）を厚さ２０μｍとなるよう塗布し、この上に積層フィルム（Ｌ−１Ａ）のロールから繰り出したフィルムを、選択反射層側が位相差フィルムの接着剤塗布面に面するように貼付し、積層体とした。

（１−４）光学フィルムの製造：工程２
製造例２で得た位相差フィルム（２）の別のロールからフィルムを繰り出し、その一方の面上に上記と同じ接着剤を厚さ２０μｍとなるよう塗布し、この塗布面に、上記（１−３）で得た積層体を、透明高分子フィルムが位相差フィルムの接着剤塗布面に面するように貼付し、積層物をロールとして巻き取り、光学フィルムのロールを得た。上記（１−３）の工程と本工程は同一ライン上で連続して行った。

（１−５）評価
上記（１−４）で得た光学フィルムを、１５ｃｍ×２１ｃｍのサイズに切断し、下記評価条件１及び２に置いた後、平面ガラス上に置き、カール又は皺により最も高く浮き上がっている箇所の浮き上がりの距離を、カール量（ｍｍ）として測定した。結果を表１に示す。
評価条件１：温度８５℃、相対湿度５％、１０００時間
評価条件２：温度６５℃、相対湿度９５％、１０００時間

＜実施例２＞
下記事項を変更した以外は、実施例１と同様に操作し、光学フィルムを得、カール量を測定した。結果を表１に示す。
・工程（１−３）において、位相差フィルム（２）に代えて、位相差フィルム（３）（厚さ１００μｍ）を使用。

＜比較例１＞
下記事項を変更した以外は、実施例１と同様に操作し、光学フィルムを得、カール量を測定した。結果を表１に示す。
・工程（１−４）において、位相差フィルム（２）に代えて、透明高分子フィルム（１）（厚さ１００μｍ）を使用。

＜比較例２＞
下記事項を変更した以外は、実施例１と同様に操作し、光学フィルムを得、カール量を測定した。結果を表１に示す。
・工程（１−３）において、位相差フィルム（２）に代えて、位相差フィルム（３）（厚さ１００μｍ）を使用。
・工程（１−４）において、位相差フィルム（２）に代えて、透明高分子フィルム（１）（厚さ１００μｍ）を使用。

表中、「メタクリル/ST」はメタクリレート樹脂及びポリスチレン樹脂の積層体を表し、「ＮＢ」は、熱可塑性ノルボルネン樹脂ＺＥＯＮＯＲ１４２０（商品名、日本ゼオン社製）を表す。

表１の結果から明らかな通り、本発明の光学フィルムは高温、高湿等の評価条件下でのカールの発生が低く耐久性が高いのに対し、比較例の光学フィルムでは、いずれも耐久性が劣っていた。

＜実施例４＞液晶表示装置の作成
市販の液晶表示装置（Ｓｈａｒｐ製、ＡＱＵＯＳ、ＬＣ−３７ＢＥ１Ｗ）を分解し、輝度向上フィルムを取り出した。
切断サイズをこの輝度向上フィルムと同一のサイズとした他は実施例１と同様に操作し、実施例１で得た光学フィルムと同一の光学特性を有し、かつ取り出した輝度向上フィルムと同一サイズの光学フィルムを作成した。この光学フィルムを取り出した輝度向上フィルムに代えて液晶表示装置内に設置し、再度組み立て、光学フィルムを有する液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置においては、良好な白表示および黒表示が確認され、且つ分解前と同等の輝度で表示されることが確認された。

本発明の光学フィルムの製造工程の一例を示す概略図である。 図１に示す製造工程における領域Ｒ１を拡大して示す概略図である。 図１に示す製造工程における領域Ｒ２を拡大して示す概略図である。

符号の説明

１０１ 巻き取りロール
１１１、１１２、１１５、１１６ ニップロール
１１３ ロール
１１７ 加圧ロール
１２０ 位相差フィルム
１２４ 接着層
１３０ 積層フィルム
１３１ 透明高分子フィルム
１３２ 配向膜
１３３ 選択反射層
１４０ 積層体
１５０ 対向層フィルム
１５１ 接着層
１６０ 光学フィルム

Claims (4)

1. 対向層、透明高分子フィルム、配向膜、選択反射層、及び位相差層をこの順に備える光学フィルムであって、前記対向層と前記位相差層とが同じ材質からなり、かつ前記対向層の厚みＡ及び前記位相差層の厚みＢが、０．８Ａ≦Ｂ≦１．２Ａの関係を有することを特徴とする光学フィルム。
2. 前記対向層及び位相差層のそれぞれが、ポリスチレン樹脂の層を有する厚さ２０〜２００μｍの多層フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
3. 請求項１又は２に記載の光学フィルムの製造方法であって、前記対向層のフィルムと、前記透明高分子フィルム、前記配向膜、及び前記選択反射層を備える積層フィルムと、前記位相差層のフィルムとを、ロールツーロールで貼付することを特徴とした光学フィルムの製造方法。
4. 請求項１又は２に記載の光学フィルムを含む液晶表示装置。

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