JP4681334B2 - 積層位相差フィルム - Google Patents
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〔1〕厚みが20μm以上70μm以下であり正の屈折率異方性を有しフィルム面内に光学軸を有する合成高分子のフィルム(A)、及び
フィルム(A)の片面上にあり、屈折率異方性の層であって、該層面の法線方向に光学軸を有する層(B)、
からなる積層位相差フィルムであって、全体として下記式(1)〜(3)を満足することを特徴とする積層位相差フィルム。
0≦R(550)≦300nm (1)
R(λ1)/R(λ2)<1 (2)
10≦Rth(550)≦400nm (3)
(式中、R(550)は波長550nmにおけるフィルムの面内位相差、R(λ1)、R(λ2)は、ぞれぞれの波長λ1(nm)、λ2(nm)(400nm<λ1<λ2<780nm)におけるフィルムの面内位相差、さらにRth(550)は波長550nmにおける面内に垂直方向位相差値を示す)
0≦R(550)≦300nm (4)
R(λ1)/R(λ2)<1 (5)
(式中、R(550)は波長550nmにおけるフィルムの面内位相差、R(λ1)、R(λ2)は、ぞれぞれの波長λ1(nm)、λ2(nm)(400nm<λ1<λ2<780nm)におけるフィルムの面内位相差を示す)
で表されることを特徴とする上記の積層位相差フィルム。
0≦R(550)≦10nm (6)
10≦Rth(550)≦400nm (7)
(式中、R(550)は波長550nmにおける層の面内位相差、Rth(550)は波長550nmにおける層の面内に垂直方向位相差値を示す)
本発明の積層位相差フィルムに用いる合成高分子のフィルム(A)としては透明性に優れた配向フィルムを形成できる合成高分子を用いればよく、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリメチルメタクリレートなどのポリ(メタ)アクリル酸エステル類、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート類、ポリビニルクロライド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルペンテン−1、脂環式ポリオレフィン類(例えばジシクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状オレフィンの開環(共)重合体、その水素添加(共)重合体、環状オレフィンと不飽和二重結合含有化合物との飽和共重合体など)、例えばトリシクロデカニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートなどの脂環式(メタ)アクリレートとメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、非晶質ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、並びに環状オレフィン、シクロペンタジエン、芳香族ビニル化合物のカチオン(共)重合体の水素添加重合体等の熱可塑性ポリマーを挙げることができる。この中でも、好ましい光学特性を有するものとしては、ポリカーボネート、並びに脂環式ポリオレフィン系重合体を挙げることができる。これらはブレンド高分子からなるものでも、共重合体からなるもの、また共重合体とブレンド高分子の混合体のいずれでも構わない。
及び下記式(III)
また、Ar1〜Ar3はそれぞれ独立に炭素数6〜10のアリール基から選ばれる少なくとも1種の基である。かかるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等があげられる。
0≦R(550)≦300nm (4)
R(λ1)/R(λ2)< 1 (5)
式中、R(550)は波長550nmにおけるフィルムの面内位相差、R(λ1)、R(λ2)は、ぞれぞれの波長λ1(nm)、λ2(nm)(400nm<λ1<λ2<780nm)におけるフィルムの面内位相差を示す。
本発明における合成高分子のフィルム(A)の製造方法について説明する。このフィルムの製造は、合成高分子フィルムの作成工程と、面方向に配向させる延伸工程により高分子配向フィルムを得る工程よりなる。高分子フィルムの作成方法には、既存のいずれの作成方法を用いてもよい。例えば、溶剤に溶かしキャストする溶剤キャスト法、固体状態で混練してダイなどから押し出しフィルムにする押し出し成型法、固体状態で混練した後カレンダーロールでフィルムにするカレンダー法、プレスなどでフィルムにするプレス成型法などが挙げられる。これらの中でも、溶剤キャスト法または押出成型法が好ましい。この中でも、厚み精度に優れている溶剤キャスト法がさらに好ましい。
本発明の積層位相差フィルムは、上記合成高分子のフィルム(A)の片面上に、屈折率異方性の層であって、該層面の法線方向に光学軸を有する層(B)が設けられている。
0≦R(550)≦10nm (6)
10≦Rth(550)≦400nm (7)
を満たすことが好ましい。式中、R(550)は波長550nmにおける層の面内位相差、Rth(550)は波長550nmにおける層の面内に垂直方向位相差値を示す。
本発明の積層位相差フィルムは、合成高分子のフィルムの片面上に屈折率異方性を有し、その法線方向に光学軸を有する層(以下屈折率異方性の層ということがある)を有する。そして積層位相差フィルムは全体として下記式(1)から(3)を満たす。
0≦R(550)≦300nm (1)
R(λ1)/R(λ2)< 1 (2)
10≦Rth(550)≦400nm (3)
式中、R(550)は波長550nmにおけるフィルムの面内位相差、R(λ1)、R(λ2)は、ぞれぞれの波長λ1(nm)、λ2(nm)(400nm<λ1<λ2<780nm)におけるフィルムの面内位相差、さらにRth(550)は波長550nmにおける面内に垂直方向位相差値を示す。
(1)R値の測定
複屈折Δnと膜厚dの積である位相差R値は、分光エリプソメータである日本分光(株)製の商品名『JASCO M−150 Polarization Modulated Spectroscopic Ellipsometer』により測定されたものである。R値は入射光線とフィルムの表面が垂直する状態で測定しており、R=Δn・d=(nx−ny)・dである。R値の単位は、nmである。nx、ny、nzは、ここでは以下のように定義される。
nx:フィルム面内における主延伸方向の屈折率
ny:フィルム面内における主延伸方向に直交する方位の屈折率
nz:フィルム表面の法線方向の屈折率
(主延伸方向とは1軸延伸の場合には延伸方向を、2軸延伸の場合には配向度が上がるように延伸した方向を意味しており、化学構造的には高分子主鎖の配向方向を指す。)
(2)フィルム厚み測定
アンリツ社製の電子マイクロで測定した。
攪拌機、温度計及び還流冷却機を備えた反応装置に水酸化ナトリウム水溶液及びイオン交換水を仕込み、ビスフェノールAとビスクレゾールフルオレンを、36:64(mol%)の比率で溶解させ、少量のハイドロサルファイドを加えた。次に、これに塩化メチレンを加え、20℃でホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。さらに、p-tert-ブチルフェノールを加えて乳化させ、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。反応終了後有機相分取して、塩化メチレンを蒸発させ共重合ポリカーボネートを得た。得られた共重合ポリカーボネートの組成比はモノマー仕込み量とほぼ同等であった。また、このポリマーのガラス転移点温度(Tg)は223℃、光弾性定数は43ブリュースターであった。
調整した上記溶液を、バーコーティング法により上記縦1軸延伸フィルム上に均一に厚み約6μmの塗布を行った。
さらに、塗布した液晶層に紫外線照射を行い(20mJ/cm2,波長365nm)、4.0μm厚みのカイラルネマチック(コレステリック)液晶層を形成して、積層位相差フィルムを得た。
この積層位相差フィルムの光学特性を測定した結果、R(550)=139nm、Rth(550)=183nm、R(450)/R(550)=0.90であった。よって、液晶層の光学特性は、R(550)=2nm、Rth(550)=111nmであることがいえる。
偏光板(吸収軸90°)/積層位相差フィルム(45°)/液晶セル/積層位相差フィルム(135°)/偏光板(吸収軸0°)
スチールドラム上に流延するドープ溶液の量を変え、フィルム厚みが大きくなるように調整したこと以外は、実施例1と同様にしてビスフェノールAとビスクレゾールフルオレンが36:64(mol%)の比率からなる共重合ポリカーボネートからなる縦1軸延伸フィルムを得た。
このとき、横一軸延伸フィルムの厚みは81μmであり、フィルムの光学特性は、R(550)=139nm、Rth(550)=70nm、R(450)/R(550)=0.90であった。
調整した上記溶液を、バーコーティング法により上記延伸フィルム上に均一に厚み約6μmの塗布を行った。
さらに、塗布した液晶層に紫外線照射を行い(20mJ/cm2,波長365nm)、4.0μm厚みのカイラルネマチック(コレステリック)液晶層を形成して積層位相差フィルムを得た。
これにより得られた積層位相差フィルムの光学特性を測定した結果、R(550)=140nm、Rth(550)=185nm、R(450)/R(550)=0.90であった。よって、液晶層の光学特性は、R(550)=1nm、Rth(550)=115nmであることがいえる。
偏光板(吸収軸90°)/積層位相差フィルム(45°)/液晶セル/積層位相差フィルム(135°)/偏光板(吸収軸0°)
実施例1と同様にして、ビスフェノールAとビスクレゾールフルオレン36:64(mol%)の比率からなる共重合ポリカーボネートからなる横一軸延伸フィルムを得た。このフィルムの厚みは52μmであり、残留溶媒量は、0.2重量%であった。また、このフィルムの光学特性は、R(550)=138nm、Rth(550)=72nm、R(450)/R(550)=0.90であった。
このフィルム上に、液晶層を設けず、フィルム単体で液晶表示装置へ利用した場合での表示特性を評価した。
偏光板(吸収軸90°)/積層位相差フィルム(45°)/液晶セル/積層位相差フィルム(135°)/偏光板(吸収軸0°)
Claims (8)
- 厚みが20μm以上70μm以下であり正の屈折率異方性を有しフィルム面内に光学軸を有する合成高分子のフィルム(A)、及び
フィルム(A)の片面上にあり、屈折率異方性の層であって、該層面の法線方向に光学軸を有する層(B)、
からなる積層位相差フィルムであって、
前記フィルム(A)が、下記式(II)で表される繰り返し単位及び下記式(III)で表される繰り返し単位からなる共重合ポリカーボネートからなり、該共重合ポリカーボネートにおいて下記式(II)で表される繰り返し単位の含有量が繰り返し単位全体の60〜70モル%であり、
全体として下記式(1)〜(3)を満足することを特徴とする積層位相差フィルム。
0≦R(550)≦300nm (1)
R(λ1)/R(λ2)<1 (2)
10≦Rth(550)≦400nm (3)
(式中、R(550)は波長550nmにおけるフィルムの面内位相差、R(λ1)、R(λ2)は、ぞれぞれの波長λ1(nm)、λ2(nm)(400nm<λ1<λ2<780nm)におけるフィルムの面内位相差、さらにRth(550)は波長550nmにおける面内に垂直方向位相差値を示す) - フィルム(A)が、下記式(4)及び(5)を満足することを特徴とする請求項1記載の積層位相差フィルム。
0≦R(550)≦300nm (4)
R(λ1)/R(λ2)<1 (5)
(式中、R(550)は波長550nmにおけるフィルムの面内位相差、R(λ1)、R(λ2)は、ぞれぞれの波長λ1(nm)、λ2(nm)(400nm<λ1<λ2<780nm)におけるフィルムの面内位相差を示す) - 層(B)は、液晶からなるコーティング層からなり、かつ下記式(6)及び(7)を満足することを特徴とする、請求項1または2に記載の積層位相差フィルム。
0≦R(550)≦10nm (6)
10≦Rth(550)≦400nm (7)
(式中、R(550)は波長550nmにおける層の面内位相差、Rth(550)は波長550nmにおける層の面内に垂直方向位相差値を示す) - 上記コーティング層に用いる液晶が負の屈折率異方性を有し層面の法線方向に光軸を有する材料を用いたことを特徴とする請求項3に記載の積層位相差フィルム。
- 上記液晶がホメオトロピック配向した重合性のディスコティック液晶であることを特徴とする請求項4に記載の積層位相差フィルム。
- 上記液晶が重合性のカイラルネマティック(コレステリック)液晶であることを特徴とする請求項4に記載の積層位相差フィルム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の積層位相差フィルムを用いたことを特徴とする液晶表示素子。
- 垂直配向モードの液晶層を有する液晶セルと、その両側に配置された偏光板とからなる液晶表示装置等において、いずれか一方の偏光板と液晶セルの間に、請求項1〜6のいずれか記載の積層位相差フィルムが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
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