JP2009520239A - 逆分散を有する光学フィルム - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｄ１＞１の複屈折分散を有する第１成分とＤ２＜１の複屈折分散を有する第２成分とを含む光学フィルムにおいて、第１成分の第２成分に対する複屈折比（Δｎ１／Δｎ２）が＞０であり、該光学フィルムがＤ＜１の逆複屈折分散を有する光学フィルムに関する。

Description

本発明は、逆複屈折分散を有する光学フィルム及びその製造方法に関する。本発明のフィルムは、表示装置及び他の光学的応用分野において有用である。

液晶は電子ディスプレイに広く用いられている。こうしたディスプレイシステムでは、液晶セルは通常１対の偏光子と検光子との間に位置している。偏光子によって偏光された入射光は液晶セルを通過し、セルへの電圧の印加によって変化し得る液晶の分子配向によって影響される。この変換された光は検光子に入る。この原理を利用することによって、周辺光を含む外部光源からの光の透過を制御できる。

コントラスト、色再現性、及び安定なグレースケール強度は、液晶技術を利用する電子ディスプレイの重要な品質属性である。液晶表示装置（ＬＣＤ）のコントラストを制限する主要因子は、暗又は「黒」の画素状態にある液晶素子又はセルを通じて光が「漏れる」傾向である。ＬＣＤのコントラストは、また、表示装置画面を見る角度にも依存している。ＬＣＤの視野角特性を改善する一般的な方法の１つは、補償フィルムを使用することである。複屈折分散は、液晶表示装置の画質を改良するのに使用される補償フィルム等、多くの光学部品において不可欠な特性である。補償フィルムを有していても、補償フィルムの複屈折分散が最適化されない場合、暗状態において不適当な赤や青等の色合いを示す。

少なくとも２つの異なる屈折率を表示する材料は、複屈折性であると言われている。一般に、複屈折媒体は、３つの屈折率、ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、及びｎ_ｚで特徴付けられる。通常、面外複屈折は、Δｎ_ｔｈ＝ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２で定義され、ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、及びｎ_ｚは、それぞれｘ、ｙ、及びｚ方向の屈折率である。屈折率は、波長（λ）の関数である。そのため、Δｎ_ｔｈ＝ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２で定義される面外複屈折もλに依存する。このような複屈折のλへの依存性は一般に複屈折分散と呼ばれる。面内複屈折は、Δｎ_ｉｎ＝ｎ_ｘ−ｎ_ｙで定義され、ｎ_ｘ、及びｎ_ｙは、それぞれｘ、ｙ、方向の屈折率である。屈折率は、波長（λ）の関数である。そのため、Δｎ_ｉｎ＝ｎ_ｘ−ｎ_ｙで定義される面内複屈折もλに依存する。面外レターデーションは、ｄを光学フィルムの厚みとした場合、複屈折とＲ_ｔｈ＝Δｎ_ｔｈ×ｄで関連付けられ、面内レターデーションは、Ｒ_ｉｎ＝Δｎ_ｉｎ×ｄで関連付けられる。

いくつかの一般的なＬＣＤのモードにおいては、ＬＣＤ表示装置は、液晶の複屈折及び直交偏光板に起因して、表示装置を斜めの角度から見た場合に、コントラストが低下する。そのため、光学補償が必要であり、面内及び面外のレターデーションが最適化された位相差フィルムが必要となる。ＯＣＢ−ＬＣＤ（特許文献１）、ＶＡ−ＬＣＤ（特許文献２）においては、二軸フィルムを用いることが提案されている。

複屈折分散は、液晶表示装置の画質を向上するために用いられる補償フィルム等の多くの光学素子において不可避のものである。面内複屈折Δｎ_ｉｎと共に面外複屈折Δｎ_ｔｈの分散を調整することは、補償フィルム等の光学素子の特性を最適化する上で重要である。ほとんどの場合、フィルムは面外複屈折を有するポリマーの流延により作製される。延伸により作製されたフィルムは面内複屈折を有している。簡単のために、以降はΔｎ_ｔｈについて考慮する。図１に示すように、Δｎ_ｔｈは、対象とする波長において、負（１０１）にも正（１００）にもなり得る。ほとんどの場合、正の固有複屈折Δｎ_ｉｎｔを有するポリマーの流延により作製されたフィルムは、負のΔｎ_ｔｈを与える。その分散は、長波長側ほどより小さな負のΔｎ_ｔｈとなる（１０１）。一方、負のΔｎ_ｉｎｔを有するポリマーをキャストすることで、長波長ほど小さな値の正のΔｎ_ｔｈとなる（１００）。このように波長が増加するほどΔｎ_ｔｈの絶対値が小さくなる分散挙動は「正常」分散と称される。

波長が増加するほどΔｎ_ｔｈの絶対値が大きくなることが好ましいことがしばしばあり、この分散挙動は、正常分散と対比して、「逆」分散と称される（図１の逆分散曲線１０２、１０３）。

以降、分散定数を以下のように定義する。Ｄ＜１であれば、その光学素子は逆分散である。
Ｄ＝Δｎ（４５０ｎｍ）／Δｎ（５９０ｎｍ）

これらの異なる挙動は、異なるΔｎ_ｔｈの分散を有する２又はそれ以上の層の適切な組合せにより、原理上は達成可能である。しなしながら、このような方法は困難である。というのも、各層の厚みを注意深く調整する必要があるためである。また、製造において、別途の製造工程を追加する必要もある。

特許文献３においては、ポリカーボネートの主鎖と側鎖の発色団の光学異方性をバランスさせる方法によって、複屈折分散を制御する方法が開示されている。主鎖と側鎖の両方の発色団は正常分散を有しているが、それらが垂直となるように配置することによって、正の分散成分２００と負の分散成分２０１という異なる複屈折の符合を持つようになる。これらの組み合わせは適宜調整可能である。この手法は、短波長ほど小さな複屈折（又はそれと等価なレターデーション値）を有するポリマー、すなわち、図に示す手法に従う逆分散共重合体（２０３）の生成を可能とする。しかしながら、２つの発色団をバランスさせて組合せるために、最終的な物質の複屈折が小さくなる。そのため、所望とするレターデーションを得るためにはフィルムを厚くする必要がある。

米国特許第６，１０８，０５８号明細書 特開平１１−９５２０８号公報 米国特許第６，５６５，９７４号明細書

解決すべき課題は、逆複屈折分散を有する物質を開発することである。本質的に逆分散を有する成分からなり、逆複屈折分散を有する物質を開発することが望ましい。中でも、そのような物質が、表示装置、特にＬＣＤの補償フィルムとして使用可能なフィルムに容易に成形可能であることは望ましいことである。

本発明は、Ｄ_１＞１の複屈折分散を有する第１成分と、Ｄ_２＜１の複屈折分散を有する第２成分とを含み、第１成分と第２成分の複屈折比（Δｎ１／Δｎ２）が＞０であり、Ｄ＜１の逆複屈折分散を有する光学フィルムを提供する。本発明の光学フィルムの一実施形態において、前記光学フィルムは、７００ｎｍを超える波長に最大ピーク吸収を有する成分を含む。さらに、本発明は、Ｄ１＞１の複屈折分散を有する第１成分と、Ｄ２＜１の複屈折分散を有する第２成分とを含む光学フィルムと、偏光子とを含み、第１成分と第２成分の複屈折比（Δｎ１／Δｎ２）が＞０であり、かつ逆複屈折分散を有するＬＣＤ用偏光フィルム複合体を提供する。さらに、本発明は、Ｄ１＞１の複屈折分散を有する第１成分と、Ｄ２＜１の複屈折分散を有する第２成分とを混合すること、及び得られた混合物から光学フィルムを形成する工程を有し、第１成分と第２成分の複屈折比（Δｎ１／Δｎ２）が＞０であり、かつ逆複屈折分散を有する光学フィルムの製造方法を提供する。

かかる光学材料は、光学フィルムにおいて逆分散挙動を得るのに有用である。

本発明の実施形態は、添付の図面とともに読むことにより、下記の詳細な説明から最も良く理解される。種々の特徴は必ずしも一定の縮尺で書かれているものではないことを
強調しておく。実際、それらの寸法は、議論を明瞭とするために、任意に増減し得るものである。

本発明を好ましい実施形態に関連して説明するが、かかる実施形態の変更／改良は、本発明の範囲において、当業者が実施し得ることが理解されるであろう。

上記のように、本発明は、新しい材料と、所望の面外複屈折（Δｎ_ｔｈ）挙動を有する材料の形成方法とを提供する。さらに、本発明は、所望のΔｎ_ｔｈ分散挙動を有する塗膜、自立性のフィルム、又は製品を作製するための材料の製造方法を提供する。本発明は、高い光透過率又は透明度と低いヘイズとを有する可撓性の光学フィルムを形成するために用いることができる。これらの利点や他の利点は以下の詳細の説明から明らかになるであろう。

図３に関連して、文字「ｘ」、「ｙ」及び「ｚ」は、所与のフィルム（３０１）に対する方向を定義する。ｘ及びｙはフィルムの面において互いに垂直にあり、ｚはフィルムの面に対して垂直であるとの定義が、本明細書での説明に適用される。

用語「光学軸」は、伝播光に複屈折が生じない方向をいう。ポリマー材料において、光学軸はポリマー鎖に平行である。

用語「ｎ_ｘ」、「ｎ_ｙ」及び「ｎ_ｚ」は、ｘ、ｙ及びｚ方向のそれぞれにおけるフィルムの屈折率である。

「Ｃプレート」とは、ｎ_ｘ＝ｎ_ｙであり、ｎ_ｚがｎ_ｘ及びｎ_ｙとは異なるプレート又はフィルムをいう。通常、材料が溶媒流延又は溶融流延によってフィルム化されると、フィルムはＣプレートの特性を有する。

ポリマー又は無機物に関する用語「固有（intrinsic）複屈折」（Δｎ_ｉｎｔ）は、（ｎ_ｅ−ｎ_ｏ）により定義される量をいう。ｎ_ｅ及びｎ_ｏは、それぞれポリマー又は無機物の異常光線屈折率、常光線屈折率である。ポリマーの固有複屈折は、官能基の分極率や、ポリマー鎖に対するそれらの結合角等の因子により決定される。フィルム等のポリマー製品の屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚは、ポリマー製品の製造方法条件及びポリマーのΔｎ_ｉｎｔに依存する。ｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚはフィルムの座標と合致するように適宜に定義される。すなわち、図３に示すように、ｎ_ｘ及びｎ_ｙは二つの面内の屈折率であり、ｎ_ｚは面外の屈折率である。

フィルムの用語「面外レターデーション」（Ｒ_ｔｈ）は、［ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２］ｄ（式中、ｄは図３に示されるフィルム３０１の厚みである）により定められる量である。量［ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２］は、「面外複屈折（Δｎ_ｔｈ）」と称される。

フィルム３０１に対する用語「面内複屈折」は｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜により定められる。

複屈折は、光の波長に依存する量である。この光の波長に対する依存性は分散と呼ばれる。用語「Ｄ」は、波長４５０ｎｍの複屈折と５９０ｎｍの複屈折との比として、以下のように定義される。
Ｄ＝Δｎ_ｔｈ（４５０ｎｍ）／Δｎ_ｔｈ（５９０ｎｍ）

本発明の光学フィルムは、複屈折分散がＤ_１＞１であり、好ましくは複屈折分散がＤ_１＜１．０５である第１成分を含む。第２成分は、複屈折分散がＤ_２＜１であり、好ましくは複屈折分散Ｄ_２＜０．９である。Ｄ＝１の複屈折分散とは、光学要素の複屈折が一定で、波長により変化しないことである。Ｄ_１＞１の複屈折分散を有する第１成分は、正常複屈折分散を有する成分を意味する。Ｄ_２＜１の複屈折分散を有する第２成分は、逆複屈折分散を有する成分を意味する。第１成分と第２成分の複屈折比（Δｎ１／Δｎ２）が＞０である場合、二つの成分が、ともに正又は負のいずれか同一の符号の複屈折を有することを意味する。得られる光学フィルムはＤ＜１の逆複屈折分散を有さなければならない。好ましくは、光学フィルムは、Ｄ＜０．９の逆複屈折分散を有する。

第１成分はポリマーであることが好ましい。上記のように、ポリマー材料に関する屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚは材料のΔｎ_ｉｎｔとフィルムの形成方法とに由来する。多様な製法、例えば、流延、延伸及びアニールは、ポリマー鎖の配向が異なる状態をもたらす。これと、Δｎ_ｉｎｔとを組み合わせて、ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚが決定される。一般的に、溶媒流延ポリマーフィルムは面内複屈折が小さい（λ＝５５０ｎｍで＜１０^−４〜１０^−５）。しかし、製造条件及びポリマーの種類に依存して、Δｎ_ｔｈはかなり大きくなる場合がある。

Δｎ_ｔｈを生じる機構は、秩序パラメータＳの概念を用いて説明することができる。当業者によく知られているように、ポリマーフィルムの面外複屈折はΔｎ_ｔｈ＝ＳΔｎ_ｉｎｔにより与えられる。上記のように、Δｎ_ｉｎｔはポリマーの特性によってのみ決定される一方で、フィルムを形成する製法は基本的にＳを制御する。図４に示されるように、ポリマーフィルム中のポリマー鎖（４０２）が統計的に平均化された配向方向（４０４）を有する場合、通常、Ｓは正で、Ｓ≦１である。負のΔｎ_ｔｈを得るために、正のΔｎ_ｉｎｔを有するポリマーが用いられる一方で、Δｎ_ｔｈを正とするためには、負のΔｎ_ｉｎｔを有するポリマーが用いられる。両方の場合において、ｎｘ＝ｎｙのＣプレートの特性が得られる。

ほとんどのポリマー材料のΔｎ_ｉｎｔ分散挙動は正常である。すなわち、図１の正常分散曲線１００及び１０１として表されるように、波長λが長いほど複屈折の絶対値が減少する。この場合、Δｎ_ｔｈにおいても正常な分散挙動となる。本発明によれば、フィルムの分散挙動は２つの成分を有する光学材料により制御され、成分の１つは逆複屈折分散を有する。逆複屈折分散材料は、２つの成分を有し、図５の正常なポリマー５００及び逆分散添加剤５０１として作用するこれらの物質の相対配向を、最終材料の分散が図５の最終材料５０２のような逆複屈折分散を有するように配置することで形成できる。説明のために、正の複屈折材料のみをプロットしているが、負の複屈折材料も同じ方法により形成することができる。

ポリマーは可視領域で透明であることが好ましい。一般的に、好ましいポリマーはビニルポリマー又は縮重合ポリマーである。

用語「発色団」は、光の吸収において単位となる原子又は原子の集団と定義される（Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｎｉｃｈｏｌａｓ Ｊ．Ｔｕｒｒｏ，Ｅｄｓ．，Ｂｅｎｊａｍｉｎ／Ｃｕｍｍｉｎｇｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ，ＣＡ（１９７８），ｐ．７７）。

本発明で使用されるポリマーが有する典型的な発色団として、ビニル、カルボニル、アミド、イミド、エステル、カーボネート、芳香族（すなわち、フェニル、ナフチル、ビフェニル、チオフェン、ビスフェノール等の複素環芳香族基又は炭素環基）、スルホン及びアゾ又はこれらの発色団の組合せが挙げられる。不可視発色団は、λ＝４００〜７００ｎｍの範囲外に吸収極大を有するものである。

ポリマー鎖の光学軸に対する発色団の相対的な配向はΔ_ｉｎｔの符号を決定する。主鎖に発色団が配置される置かれる場合、ポリマーのΔｎ_ｉｎｔは正となるだろうし、発色団が側鎖に配置される場合、ポリマーのΔｎ_ｉｎｔは負になるだろう。

負のΔｎ_ｉｎｔのポリマーの例としては、ポリマー骨格から離れて不可視発色団を有するものがある。そのような不可視発色団は例えば、次のものを含む：ビニル、カルボニル、アミド、イミド、エステル、カーボネート、スルホン、アゾ、及び芳香族の複素環又は炭素環基（例えばフェニル、ビフェニル、ナフチル、ターフェニル、フェノール、ビスフェノールＡ及びチオフェン）。さらに、これらの不可視発色団の組み合わせ（すなわち、共重合体の形態）が望ましい場合がある。そのようなポリマー及びそれらの構造の例は、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリ（４−ビニルビフェニル）（下記式Ｉ）、ポリ（４−ビニルフェノール）（式ＩＩ）、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（式ＩＩＩ）、ポリ（メチルカルボキシフェニルメタクリルアミド）（式ＩＶ）、ポリ［（１−アセチルインダゾール−３−イルカルボニルオキシ）エチレン］（式Ｖ）、ポリ（フタルイミドエチレン）（式ＶＩ）、ポリ（４−（１−ヒドロキシ−１−メチルプロピル）スチレン）（式ＶＩＩ）、ポリ（２−ヒドロキシメチルスチレン）（式ＶＩＩＩ）、ポリ（２−ジメチルアミノカルボニルスチレン）（式ＩＸ）、ポリ（２−フェニルアミノカルボニルスチレン）（式Ｘ）、ポリ（３−（４−ビフェニリル）スチレン）（式ＸＩ）及びポリ（４−（４−ビフェニリル）スチレン）（式ＸＩＩ）。

正のΔｎ_ｉｎｔのポリマーの例としては、ポリマー骨格から離れて不可視発色団を有する物質を含む。そのような不可視発色団は例えば、次のものを含む：ビニル、カルボニル、アミド、イミド、エステル、カーボネート、スルホン、アゾ、及び芳香族の複素環若しくは炭素環基（例えばフェニル、ナフチル、ビフェニル、ターフェニル、フェノール、ビスフェノールＡ、及びチオフェン）。さらに、これらの不可視発色団の組み合わせを（すなわち共重合体として）有するポリマーが望ましい場合がある。そのようなポリマーの例は、例えば以下のモノマー類を含むポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリケトン、ポリアミド、ポリイミドである。

４，４’−シクロヘキシリデンビスフェノール

４，４’−ノルボルニリデンビスフェノール

４，４’−（２，２’−アダマンタンジイル）ジフェノール

４，４’−（ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダン−５−イリデン）ビスフェノール

４，４’−イソプロピリデン−２，２’，６，６’−テトラクロロビスフェノール

４，４’−イソプロピリデン−２，２’，６，６’−テトラブロモビスフェノール

２，６−ジヒドロキシナフタレン

１，５−ジヒドロキシナフタレン

２，２’−ビス（４−ヒドロキシ−フェニル）プロパン

以下の表１は、光学フィルムに用いられる代表的なポリマーの固有複屈折Δｎ_ｉｎｔの値を示したものである。

上記のΔ_ｉｎｔの値から明らかなように、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリビニルカルバゾールのようなアクリルポリマーが、本発明の正の逆複屈折を得るのに好ましい。負の逆分散を得るために好ましいポリマーは、ポリイミドやポリカーボネートのように正のΔ_ｉｎｔを有するポリマーである。

第２成分は、前記パラメータを満たす化合物のいずれであってよい。第２成分は、赤外線吸収又は赤外染料等のように、７００ｎｍを超える波長で最大ピーク吸収を有し、可視領域では吸収しないものが好ましい。第２成分はポリマーであってよいが、分子量が２０００未満であることが好ましい。一実施形態において、第２成分は有機成分である。別の実施形態において、第２成分はポリマーに共有結合したものであってもよい。

光学残基は光物理学で知られている。（参考文献１：Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ発行、Ｗｏｏｔｅｎ著、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｏｌｉｄｓ」 １９７２年）。この参考文献は、低エネルギーの吸収ピークは、図６に示すように、透明なスペクトル領域でさえも、低いエネルギーでｎを減少させることを開示している。正常曲線６００で示すような屈折率挙動を有する典型的な材料に関して、吸収発色団が存在する場合には、屈折率挙動は赤外吸収曲線６０１に変化する。吸収最大ピークが７００ｎｍを超える場合（赤外吸収）に、その材料は可視領域（３５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）で透明であることは注目すべきことである。また、波長の増加とともに屈折率はさらに減少し、その分散は赤外吸収基の存在により増大することはより注目すべきことである。

赤外吸収基はしばしば二色性として機能し、吸収は異方性であることがよく知られている（参考文献２：ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ発行、Ａ Ｖ Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」）。したがって、その光学残基効果も異方性となるであろう。この効果は図７に示されており、ｎｘのデータで表される曲線（７０１）は高屈折率及び低屈折率の分散を有する一方で、ｎｚのデータで表される曲線（７００）は低屈折率及び高屈折率の分散を有する。これにより形成される複屈折は、図８に示されるように逆分散を有する正の複屈折である。

本発明において、好ましく用いられる赤外線吸収染料としては、市販の染料、及び文献に記載された公知の染料が挙げられる。その具体的な例として、アゾ染料、金属錯塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、シアニン染料等が挙げられる。これらの赤外線吸収染料の典型的な例として、特開昭５８−１２５２４６号公報、特開昭５９−８４３５６号公報、特開昭５９−２０２８２９号公報及び特開昭６０−７８７８７号公報に記載のシアニン染料；特開昭５８−１７３６９６号公報、特開昭５８−１８１６９０号公報、特開昭５８−１９４５９５号公報や他に記載のメチン染料；特開昭５８−１１２７９３号公報、特開昭５８−２２４７９３号公報、特開昭５９−４８１８７号公報、特開昭５９−７３９９６号公報、特開昭６０−５２９４０号公報、特開昭６０−６３７４４号公報や他に記載のナフトキノン染料；特開昭５８−１１２７９２号公報や他に記載のスクアリウム染料；英国特許第４３４，８７５号明細書等に記載のシアニン染料；等が挙げられる。

これらの染料の中で特に好ましいのはシアニン染料である。シアニン染料の一般式は以下の通りである。

式中、ａ１及びｂ１は０〜５の間で変化し、Ｗｌ及びＸ１は同一でも、異なっていてもよく、−ＣＲ^１０Ｒ^１１、−Ｏ−、−ＮＲ^１２、−Ｓ−及び−Ｓｅからなる群より選択され、Ｑ^１は単結合であるか、又は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−及び−ＮＲ^１３からなる群から選択される。Ｙ^１及びＺ^１は同一でも、異なっていてもよく、−（ＣＨ_２）_ｃ−ＣＯ_２Ｈ、−ＣＨ_２−（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）_ｄ−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｈ、−（ＣＨ_２）_ｅ−ＮＨ_２、−ＣＨ_２−（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）_ｆ−ＣＨ_２−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｇ−Ｎ（Ｒ_１４）−（ＣＨ_２）_ｈ−ＣＯ_２Ｈ及び−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ_１５）−ＣＨ_２−（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）_ｊ−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｈからなる群から選択される。Ｒ^１及びＲ^１０〜Ｒ^１５は同一でも、異なっていてもよく、−水素、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１０アリール、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシル、Ｃ_１−Ｃ_１０ポリアルコキシアルキル、−ＣＨ_２（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）_ｃ−ＣＨ_２−ＯＨ、Ｃ_１−Ｃ_２０ポリヒドロキシアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１０ポリヒドロキシアリール、−（ＣＨ_２）_ｄ−ＣＯ_２Ｈ、−ＣＨ_２−（ＣＨ_２−０−ＣＨ_２）_ｅ−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｈ、−（ＣＨ_２）_ｆ−ＮＨ_２及び−ＣＨ_２−（ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２）_ｇ−ＣＨ_２−ＮＨ_２からなる群から選択される。ｃ、ｅ、ｇ、ｈ及びｉは１〜１０の間で変化し、ｄ、ｆ及びｊは１〜１００の間で変化する。Ｒ^２〜Ｒ^９は同一でも、異なっていてもよく、水素、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１０アリール、ヒドロキシル、Ｃ_１−Ｃ_１０ポリヒドロキシアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシル、アミノ、Ｃ_１−Ｃ_１０アミノアルキル、シアノ、ニトロ及びハロゲンからなる群から選択される。

適切な染料として、下記のものが挙げられるが、これらに限定されない。

新規な光学材料は、ポリマーである第１成分、及び赤外吸収基である第２成分から作ることができる。材料の合成方法は、混合すること（赤外吸収化合物ドーピング）、静電相互作用による会合種を形成すること、赤外吸収基をポリマー鎖に共有結合することを含む。これらの多様な方法は当業者に知られたものである。

ポリマー及び赤外吸収基の適当な選択により、複屈折分散を制御して、逆分散を示し、かつ同時に下記の２つの条件を満足する光学フィルムを得ることができる。
｜Δｎ_ｔｈ（λ_２）｜−｜Δｎ_ｔｈ（λ_１）｜＞０ （ｉ）
（ただし、４００ｎｍ＜λ_１＜λ_２＜６５０ｎｍ）
Δｎ_ｔｈ（４００ｎｍ）／Δｎ_ｔｈ（５９０ｎｍ）＜０．９８、好ましくは０．９５、より好ましくは０．９ （ｉｉ）

適切な一実施形態において、光学フィルムは補償フィルム又は位相差フィルムである。そのようなフィルムは、第１成分と第２成分との混合物を調製し、当業者に公知の方法を用いてフィルムを塗布又は流延することによって形成することができる。好ましくは、フィルムの面内レターデーションは０〜３００ｎｍであり、さらに好ましくは、フィルムの面内レターデーションは２０〜２００ｎｍであり、最も好ましくは、フィルムの面内レターデーションは２５〜１００ｎｍである。また、好ましくは、フィルムの面外レターデーションは−３００〜＋３００ｎｍであり、さらに好ましくは、フィルムの面外レターデーションは−２００〜＋２００ｎｍであり、最も好ましくは、フィルムの面外レターデーションは−１００〜＋１００ｎｍである。

ＬＣＤの品質の基準となる主要因子の１つは、異なる視野角からのコントラスト比の変化を表現する視野角特性である。同一画像を様々な視野角から見ることができることは望ましいことであるが、かかる特性は液晶表示装置において欠けるものであった。視野角特性を向上させる１つの方法は、米国特許第５，５８３，６７９号明細書、米国特許第５，８５３，８０１号明細書、米国特許第５，６１９，３５２号明細書、米国特許第５，９７８，０５５号明細書、及び米国特許第６，１６０，５９７号明細書に開示されるように、二色性ＰＶＡフィルムと液晶セルとの間に、適当な光学特性を有する視野角補償フィルム（補償層、レターデーション層、又は位相差層ともいう）を使用することである。負の複屈折を有するディスコティック液晶に基づく米国特許第５，５８３，６７９号明細書、及び米国特許第５，８５３，８０１号明細書による補償フィルムが広く用いられている。

本発明に用いられる視野角補償フィルムは光学異方性の層である。光学異方性の視野角補償層は正の複屈折材料又は負の複屈折材料を含んでよい。補償層は光学的に一軸また二軸であってよい。補償層は、その光学軸がその層に垂直な面に対して傾いていてもよい。光学軸の傾きは層の厚さ方向で一定であってよく、層の厚さ方向で変化していてもよい。

光学異方性の視野角補償層は、米国特許第５，５８３，６７９号明細書及び米国特許第５，８５３，８０１号明細書に記載の負複屈折のディスコティック液晶、米国特許第６，１６０，５９７号明細書に記載の正複屈折のネマティック液晶、２００３年１２月２３日出願の本願と同一の出願人による米国特許出願公開２００４／００２１８１４Ａ、及び米国特許出願第１０／７４５，１０９号に記載された負複屈折の非晶質高分子を含んでよい。これらの後の２つの特許出願は、ポリマー骨格に、ビニル、カルボニル、アミド、イミド、エステル、カーボネート、スルホン、アゾ及び芳香族基（すなわち、ベンゼン、ナフタレート、ビフェニル、ビスフェノールＡ）等の不可視発色団基を含み、かつ好ましくは１８０℃を超えるガラス転移温度を有するポリマーを含む補償層を開示してする。そのようなポリマーは本発明の補償層として特に有用である。そのようなポリマーとして、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルイミド及びポリチオフェンが挙げられる。これらのうち、本発明の使用に特に好ましいポリマーとして、（１）ポリ（４，４’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール）テレフタレート−コ−イソフタレート、（２）ポリ（４，４’−ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダン−５−イリデンビスフェノール）テレフタレート、（３）ポリ（４，４’−イソプロピリデン−２，２’６，６’−テトラクロロビスフェノール）テレフタレート−コ−イソフタレート、（４）ポリ（４，４’−ヘキサフルオロイソプロピリデン）−ビスフェノール−コ−（２−ノルボニリデン）−ビスフェノールテレフタレート、（５）ポリ（４，４’−ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダン−５−イリデン）−ビスフェノール−コ−（４，４’−イソプロピリデン−２，２’，６，６’−テトラブロモ）−ビスフェノールテレフタレート、（６）ポリ（４，４’−イソプロピリデン−ビスフェノール−コ−４，４’−（２−ノルボルニリデン）ビスフェノール）テレフタレート−コ−イソフタレート、（７）ポリ（４，４’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール−コ−４，４’−（２−ノルボルニリデン）ビスフェノール）テレフタレート−コ−イソフタレート、又は（８）前記のいずれか２種類以上の共重合体が挙げられる。

本発明に使用される被覆シートに適するその他の光学補償層としては、特開平１１−９５２０８号に記載されているような、無機粘土材料の薄片を高分子バインダー中に含む光学異方性の層が挙げられる。

以下の実施例は本発明の実施を示すものである。それらは本発明のすべての可能な変形物を網羅するものではない。部及びパーセントは他に示さない限り重量によるものである。すべての複屈折値及びレターデーション値は他に示さない限り５９０ｎｍにおける値である。

下記の実験において、面外複屈折Δｎ_ｔｈ及び透過率は、角度可変分光エリプソメータ［商品名「Ｗｏｏｌｌａｍ Ｍ−２０００Ｖ」］を用いて測定した。

赤外吸収材料
赤外染料−１


赤外染料−２

用語「Ｄ」は、下記のように、波長４５０ｎｍでの複屈折と５９０ｎｍでの複屈折の比（Ｄ＝Δｎ_ｔｈ（４５０ｎｍ）／Δｎ_ｔｈ（５９０ｎｍ））で定義される。

１〜６の表２に示した例示的な組成物を、ともにジクロロメタンの溶媒に混合した。次に溶液をガラス板にスピンコートして５００ｎｍの塗膜を作った。

表２に示す結果に基づくと、実施例１〜実施例６は、ＤΔｎ_ｔｈ＜１であり、逆複屈折分散を示すのに対して、比較例はＤΔｎ_ｔｈ＞１であり、正常複屈折分散を示す。実施例１の複屈折スペクトルは図９に示すように、逆複屈折を有する。

２０ミクロンの厚いコーティング層は、実施例７では９５％のＰＭＭＡ及び５％の赤外染料−１から、実施例８では９０％のＰＭＭＡ及び１０％の赤外染料−１から、ドクターブレードを用いて作られる。そのレターデーション及び分散数を表３に示す。

表３から、ＰＭＭＡ及び赤外染料−１の混合物から作られる光学フィルムは良好なレターデーション分散及び逆複屈折分散を有することがわかる。

正及び負の面外分散ならびに逆及び正常分散を有す多様な複屈折分散挙動を示すグラフである。 正常分散を示す正及び負の面外複屈折を有する逆分散共重合体を示すグラフである。 厚さｄと「ｘ」、「ｙ」及び「ｚ」方向での寸法とを有する例示フィルムを示し、ｘ及びｙはフィルムの面において互いに垂直にあり、ｚはフィルムの面に対して垂直である。 ポリマー鎖が、統計的に平均化された配向方向を有しているポリマーフィルムを示す。 二成分を含む本発明のデータの模式図である。 光学残基の効果の模式図である。 赤外吸収基における異なる屈折率の模式図である。 赤外吸収基を含有し逆分散を示す模式図である。 実施例７の複屈折スペクトルである。

符号の説明

１００ 正常分散曲線
１０１ 正常分散曲線
１０２ 逆分散曲線
１０３ 逆分散曲線
２００ 正分散成分
２０１ 負分散成分
２０３ 逆分散共重合体
３０１ フィルム
４０２ ポリマー鎖
４０４ 統計平均配向方向
５００ 正常ポリマー
５０１ 逆分散添加剤
５０２ 最終物質
６００ 正常曲線
６０１ 赤外吸収曲線
７００ ｎｚデータの曲線
７０１ ｎｘデータ

Claims (24)

1. 複屈折分散Ｄ１＞１である第１の成分と、複屈折分散Ｄ２＜１である第２の成分を有し、該第１の成分と第２の成分の複屈折の比が、Δｎ１／Δｎ２＞０であり、かつ、Ｄ＜１の逆複屈折分散を有する光学フィルム。
2. 光学フィルムが、Ｄ＜０．９８の逆複屈折分散を有する、請求項１記載の光学フィルム。
3. 前記第１の成分がポリマーである、請求項１記載の光学フィルム。
4. 前記第２の成分が、７００ｎｍよりも長波長に最大ピーク吸収を有する、請求項３記載の光学フィルム。
5. 前記第２の成分の分子量が２０００以下である請求項４記載の光学フィルム。
6. 前記第２の成分が有機物質である、請求項５記載の光学フィルム。
7. 前記第２の成分が共有結合によりポリマーと結合している、請求項３記載の光学フィルム。
8. 前記第２の成分が、７００ｎｍよりも長波長に最大ピーク吸収を有する、請求項７記載の光学フィルム。
9. 前記ポリマーが可視領域において透明である、請求項３記載の光学フィルム。
10. 前記第１の成分の複屈折分散が、Ｄ１＜１．０５である、請求項１記載の光学フィルム。
11. 前記第２の成分の複屈折分散が、Ｄ２＜．９である、請求項１記載の光学フィルム。
12. 前記ポリマーが、ビニルポリマー又は縮合ポリマーである、請求項３記載の光学フィルム。
13. 前記ポリマーがポリメタクリル酸メチルである、請求項３記載の光学フィルム。
14. 前記フィルムが位相差フィルムである、請求項１記載の光学フィルム。
15. 面内レターデーションが０から３００ｎｍである、請求項１記載の光学フィルム。
16. 面内レターデーションが２０から２００ｎｍである、請求項１記載の光学フィルム。
17. 面内レターデーションが２５から１００ｎｍである、請求項１記載の光学フィルム。
18. 面外レターデーションが−３００から＋３００ｎｍである、請求項１記載の光学フィルム。
19. 面外レターデーションが−２００から＋２００ｎｍである、請求項１記載の光学フィルム。
20. 面外レターデーションが−１００から＋１００ｎｍである、請求項１記載の光学フィルム。
21. フィルムがＤ＜０．９の逆複屈折分散を有する、請求項１記載の光学フィルム。
22. 偏光子と、複屈折分散Ｄ１＞１である第１の成分及び複屈折分散Ｄ２＜１である第２の成分を有する光学フィルムと、を有する偏光フィルムであって、該第１の成分と第２の成分の複屈折の比が、Δｎ１／Δｎ２＞０であり、かつ、該光学フィルムが逆複屈折分散を有する偏光フィルム。
23. 複屈折分散Ｄ１＞１である第１の成分と、複屈折分散Ｄ２＜１である第２の成分を混合し、得られた混合物によりフィルムを形成する光学フィルムの製造方法であって、該第１の成分と第２の成分の複屈折の比が、Δｎ１／Δｎ２＞０であり、かつ、該光学フィルムが逆複屈折分散を有する光学フィルムの製造方法。
24. さらに、前記第１の成分と第２の成分が共有結合を形成するように反応させる工程を有する、請求項２３記載の方法。