JP5412211B2 - 光学用延伸フィルムを備える偏光板および画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、負の固有複屈折を有する樹脂を延伸してなる光学用延伸フィルム、典型的には負の位相差フィルム、と、それを用いた偏光板および画像表示装置とに関する。

樹脂フィルムを一軸延伸または二軸延伸して得た延伸フィルムが画像表示分野において幅広く使用されている。その一種に、延伸による高分子の配向に基づく複屈折を利用した位相差フィルムがある。位相差フィルムは、液晶表示装置（ＬＣＤ）における色調補償、視野角補償に広く使用されている。従来、複屈折により生じた位相差に基づく光路長差（レターデーション）が波長の１／４であるλ／４板が、ＬＣＤに用いる位相差フィルムとして代表的である。

近年、光学的な設計技術の進歩により、また、消費者へのＬＣＤの訴求力向上のために、様々な光学設計に対応可能な位相差フィルムが求められるようになってきている。例えば、液晶表示モードの一種であるインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードは、位相差フィルムを用いることなく広い視野角を実現できることが特長である。しかし、液晶セルの光学的な特性上、斜め方向から画面をみたときに光漏れが発生し、いわゆる「黒浮き」による表示画像のコントラストの低下が生じる。一方、ＩＰＳモードと競合する液晶表示モードに垂直配向（ＶＡ）モードがあるが、ＶＡモードでは、ＩＰＳモードのような広い視野角は得られないものの、光漏れの少ない、高コントラストの画像表示を実現できる。現在、ＶＡモードにおける視野角拡大の技術が急速に進歩しており、これに対抗するために、位相差フィルムの配置によるＩＰＳモードでの光漏れの抑制が求められている。

ＩＰＳモードの液晶セルにおける厚さ方向の屈折率は、面内方向の屈折率よりも小さい。このため、光漏れの抑制には、厚さ方向の位相差Ｒthが負である「負の位相差フィルム」が必要となる。位相差Ｒthは、フィルム面内における遅相軸の屈折率をｎｘ、フィルム面内における進相軸の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚さをｄとしたときに、式｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄにより与えられる。負の位相差フィルムは、負の固有複屈折を有する樹脂の延伸により得られる。

また、ＬＣＤに対するさらなる薄型化の要求は強く、その要求に答えるためには、大きな位相差を示す位相差フィルムが望まれる。このため、負の固有複屈折を有する樹脂を延伸してなる光学用延伸フィルムであって、負の位相差フィルムとすることができるとともに、大きな位相差を実現できるなど、光学的な設計の自由度が高いフィルムが求められている。

ところで、光学材料として広く使用されているポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は負の固有複屈折を有している。特開平05-66400号公報には、ＰＭＭＡフィルムの延伸により、負の位相差フィルムが得られることが記載されている。しかし、ＰＭＭＡからなる位相差フィルムでは大きな位相差を得ることが難しく、また、光学的な設計の自由度に限りがある。

これとは別に、（メタ）アクリル酸エステル単位とその他の構成単位との共重合体からなる光学用延伸フィルムが知られている。

特許2886893号公報には、（メタ）アクリル酸メチル単位８９〜４０重量％、マレイミドおよび／またはＮ−置換マレイミド単位１〜５０重量％、ならびに芳香族ビニル化合物単位１０〜３０重量％からなり、メルトフローインデックスが所定の範囲にある重合体からなる延伸フィルムが開示されている。特許2886893号公報には、当該フィルムが、白黒表示のＬＣＤの光学補償に用いられることが記載されている。なお、Ｎ−置換マレイミド単位として特許2886893号公報に具体的に開示されているＮ−シクロヘキシルマレイミド単位は、当該単位を有する重合体の分子鎖の配向により、当該重合体に正の固有複屈折を与える作用を有する。

しかし、特許2886893号公報に開示の延伸フィルムでは大きな位相差を得ることが難しく、光学的な設計の自由度に限りがある。さらに、特許2886893号公報に開示の延伸フィルムでは、次の問題が生じることがある。光学用延伸フィルムは、当該フィルムを構成する樹脂の成形により製造されるが、その際に加えられる熱に対して樹脂が、より具体的には樹脂に含まれる重合体が、できるだけ熱分解しないことが重要である。重合体が熱分解すると、得られた延伸フィルムに微小な気泡が発生するなどして、光学用フィルムとして使用できない部分が生じる。成形時における気泡の発生をできるだけ抑制するには、より高い耐熱分解特性を有する樹脂からなる光学用延伸フィルムが望まれる。

特開平05-66400号公報 特許2886893号公報

本発明の目的は、負の固有複屈折を有する樹脂を延伸してなる光学用延伸フィルムであって、大きな位相差を実現できるなど、光学的な設計の自由度が高いとともに、耐熱分解特性に優れる延伸フィルムの提供にある。

本発明の偏光板は、光学用延伸フィルムを備える偏光板であって、前記光学用延伸フィルムが、負の固有複屈折を有する樹脂（Ｇ）を延伸してなり、前記樹脂（Ｇ）は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位を構成単位として有する、固有複屈折が負の重合体（Ｆ）を主成分として含み、前記重合体（Ｆ）の重量平均分子量が１０万以上３０万以下であり、前記重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘ、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚが、重量％で表示して、以下の式を満たす。
４５≦Ｘ≦８５
１０≦Ｙ≦４０
５≦Ｚ≦２０
Ｙ＞Ｚ

本発明の画像表示装置は、光学用延伸フィルムを備える画像表示装置であって、前記光学用延伸フィルムが、負の固有複屈折を有する樹脂（Ｇ）を延伸してなり、前記樹脂（Ｇ）は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位を構成単位として有する、固有複屈折が負の重合体（Ｆ）を主成分として含み、前記重合体（Ｆ）の重量平均分子量が１０万以上３０万以下であり、前記重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘ、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚが、重量％で表示して、以下の式を満たす。
４５≦Ｘ≦８５
１０≦Ｙ≦４０
５≦Ｚ≦２０
Ｙ＞Ｚ

本発明の光学用延伸フィルムは、重合体（Ｆ）を主成分として含む樹脂（Ｇ）を延伸してなる、即ち、重合体（Ｆ）を主成分として含む。これにより、光学的な設計の自由度が高く、例えば、大きな位相差を示す負の位相差フィルムとすることができる。本発明の光学用延伸フィルムは、さらに、優れた耐熱分解特性を有する。

本発明の光学用延伸フィルムを備える本発明の偏光板は、様々な用途、例えば画像表示装置、に好適に使用できる。また、本発明の光学用延伸フィルムを備える本発明の画像表示装置は、斜めから画像を見たときの光漏れが少ないなど、画像表示特性に優れ、さらなる薄型化の要求に対する対応性に優れる。

本明細書における「樹脂」は「重合体」よりも広い概念である。樹脂は、例えば１種または２種以上の重合体からなってもよいし、必要に応じて、重合体以外の材料（例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、フィラー、可塑剤などの添加剤）を含んでいてもよい。

本発明の光学用延伸フィルム（以下、本発明の延伸フィルム）の説明において、特に記載がない限り、「％」は「重量％」を意味する。

［重合体（Ｆ）］
重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘ、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚは、重量％で表示して、以下の式を満たす。
４５≦Ｘ≦８５
１０≦Ｙ≦４０
５≦Ｚ≦２０
Ｙ＞Ｚ

これらの４つの式で表現された、重合体（Ｆ）における上記３種の構成単位の含有率の関係を、「関係Ｂ」とする。

重合体（Ｆ）の固有複屈折は負である。重合体の固有複屈折の正負は、重合体の分子鎖が一軸配向した層（例えば、シートあるいはフィルム）において、当該層の主面に垂直に入射した光のうち、当該層における分子鎖が配向する方向（配向軸）に平行な振動成分に対する「層の屈折率ｎ１」から、配向軸に垂直な振動成分に対する「層の屈折率ｎ２」を引いた値「ｎ１−ｎ２」に基づいて判断できる。固有複屈折の値は、各々の重合体について、その分子構造に基づく計算により求めることができる。

樹脂の固有複屈折の正負は、当該樹脂に含まれる各重合体により生じる複屈折の兼ね合いにより決定される。一の重合体からなる樹脂の固有複屈折の正負は、当該重合体の固有複屈折の正負と同一である。

重合体（Ｆ）が有する構成単位について説明する。

（（メタ）アクリル酸エステル単位）
重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘは、４５％以上８５％以下である。換言すれば、重合体（Ｆ）の全構成単位に占める（メタ）アクリル酸エステル単位の割合は、４５％以上８５％以下である。

関係Ｂが満たされている状態から、（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘを４５％未満に変化させると、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位の含有率が相対的に大きくなることで、重合体の熱的バランスが崩れ、延伸フィルムの耐熱分解特性が低下する。また、（メタ）アクリル酸エステル単位に由来する、高い透明性および優れた機械的特性が得られなくなる。一方、関係Ｂが満たされている状態から、（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘを８５％を超えて変化させると、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位の含有率が相対的に小さくなることで、重合体の熱的バランスが崩れ、延伸フィルムの耐熱分解特性が低下する。また、重合体（Ｆ）の固有複屈折の絶対値が小さくなることで延伸フィルムとしての大きな位相差の発現が困難となり、（メタ）アクリル酸エステル単位の種類およびその含有量によっては、重合体の固有複屈折が正となる。

なお、重合体（Ｆ）が有する全構成単位のうち、（メタ）アクリル酸エステル単位が占める割合が最も大きいことから、重合体（Ｆ）はアクリル重合体である。

重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘは、５５％以上８２％以下が好ましい。

（メタ）アクリル酸エステル単位は、以下の式（１）に示す構成単位である。式（１）におけるＲ¹は水素原子またはメチル基であり、Ｒ²は、炭素数１〜１８の範囲の直鎖もしくは環状アルキル基である。当該アルキル基の一部が、水酸基または芳香族基により置換されていてもよい。この芳香族基は、アリール基（置換基を有していてもよい）のほか、複素芳香族基をも含む。

（メタ）アクリル酸エステル単位は、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｉ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸カルバゾイルエチルの各単量体の重合により形成される構成単位である。

なかでも、高い透明性および優れた機械的特性を有する延伸フィルムが得られることから、メタクリル酸メチル単位（ＭＭＡ単位）が好ましい。また、ＭＭＡ単位は、弱いながら、重合体（Ｆ）に負の固有複屈折を与える作用を有しており、（メタ）アクリル酸エステル単位がＭＭＡ単位である場合、重合体（Ｆ）の固有複屈折が負に大きくなることで、本発明の延伸フィルムの光学的設計の自由度がさらに向上する。

重合体に負（あるいは正）の固有複屈折を与える作用を有する構成単位とは、当該単位のホモポリマーを形成したときに、形成したホモポリマーの固有複屈折が負（あるいは正）となる構成単位をいう。重合体自体の固有複屈折の正負は、当該単位によって生じる複屈折と、重合体が有するその他の構成単位によって生じる複屈折との兼ね合いにより決定される。

（芳香族ビニル化合物単位）
芳香族ビニル化合物単位は、重合体（Ｆ）の固有複屈折を負に大きくする作用を有する。このため、重合体（Ｆ）が構成単位として芳香族ビニル化合物単位を有することにより、大きな位相差を示す延伸フィルムの実現が可能となり、その光学的な設計の自由度が向上する。

重合体（Ｆ）における芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙは、１０％以上４０％以下である。ただし、含有率Ｙは、重合体（Ｆ）における芳香族マレイミド単位の含有率Ｚよりも大きい必要がある。関係Ｂが満たされている状態から、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙを１０％未満に変化させるか、含有率Ｙを４０％を超えて変化させるか、あるいは含有率Ｙを含有率Ｚ以下（Ｙ≦Ｚ）とすると、重合体の熱的バランスが崩れ、延伸フィルムの耐熱分解特性が低下する。また、関係Ｂが満たされている状態から、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙを１０％未満に変化させると、重合体（Ｆ）の固有複屈折の絶対値が小さくなることで、延伸フィルムとしての大きな位相差の発現が困難となり、その光学的な設計の自由度が低下する。関係Ｂが満たされている状態から、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙを４０％を超えて変化させると、重合体（Ｆ）のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下することで、延伸フィルムの耐熱性が低下し、ＬＣＤなどの画像表示装置への使用に適さなくなる。また、延伸フィルムの透明性が低下する。

重合体（Ｆ）における芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙは、１５％以上３５％以下が好ましい。

芳香族ビニル化合物単位は、以下の式（２）に示す構成単位である。式（２）におけるＲ³は芳香族基であり、Ｒ⁴は水素原子であり、Ｒ⁵およびＲ⁶は、互いに独立して、水素原子またはメチル基である。

Ｒ³が芳香族基の場合、Ｒ³はアリール基（置換基を有していてもよい）のほか、複素芳香族基であってもよい。

芳香族ビニル化合物単位は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、メトキシスチレン、ビニルトルエン、ハロゲン化スチレンの各単量体に由来する単位である。なかでも、高い透明性および大きな位相差を示す延伸フィルムが得られることから、スチレン単位が好ましい。

芳香族ビニル化合物単位は、上記式（２）に示すように、複素芳香族ビニル化合物単位であってもよく、例えば、ビニルカルバゾール、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルチオフェンの各単量体の重合により形成される構成単位であってもよい。

（芳香族マレイミド単位）
芳香族マレイミド単位は、芳香族ビニル化合物単位ほど強くはないが、重合体（Ｆ）の固有複屈折を負に大きくする作用を有する。このため、重合体（Ｆ）が構成単位として芳香族マレイミド単位を有することにより、大きな位相差を示す延伸フィルムの実現が可能となり、その光学的な設計の自由度が向上する。

また、芳香族マレイミド単位は、芳香族ビニル化合物単位による重合体（Ｆ）のＴｇの低下を補償し、延伸フィルムの耐熱性を向上させる作用を有する。高い耐熱性を有する延伸フィルムは、ＬＣＤなどの画像表示装置に好適である。

重合体（Ｆ）における芳香族マレイミド単位の含有率Ｚは、５％以上２０％以下である。ただし、含有率Ｚは、重合体（Ｆ）における芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙよりも小さい必要がある。関係Ｂが満たされている状態から、芳香族マレイミド単位の含有率Ｚを５％未満に変化させるか、含有率Ｚを２０％を超えて変化させるか、あるいは含有率Ｚを含有率Ｙ以上（Ｙ≦Ｚ）とすると、重合体の熱的バランスが崩れ、延伸フィルムの耐熱分解特性が低下する。また、関係Ｂが満たされている状態から、芳香族マレイミド単位の含有率Ｚを５％未満に変化させると、重合体（Ｆ）の固有複屈折の絶対値が小さくなることで、延伸フィルムとしての大きな位相差の発現が困難となり、その光学的な設計の自由度が低下する。また、延伸フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）が低下する。関係Ｂが満たされている状態から、芳香族マレイミド単位の含有率Ｚを２０％を超えて変化させると、延伸フィルムの可撓性が低下する。

重合体（Ｆ）における芳香族マレイミド単位の含有率Ｚは、８％以上１２％以下が好ましい。

芳香族マレイミド単位は、以下の式（３）に示す構成単位である。式（３）におけるＡｒ基は、置換基を有していてもよいアリール基である。

芳香族マレイミド単位は、例えば、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−クロルフェニルマレイミド、Ｎ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ナフチルマレイミド、Ｎ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−カルボキシフェニルマレイミド、Ｎ−ニトロフェニルマレイミド、Ｎ−トリブロモフェニルマレイミドの各単量体の重合により形成される構成単位である。なかでも、高いＴｇおよび大きな位相差を発現可能な延伸フィルムが得られることから、Ｎ−フェニルマレイミド単位が好ましい。

重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘ、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚは、重量％で表示して、式５５≦Ｘ≦８２、１５≦Ｙ≦３５および８≦Ｚ≦１２を満たすことが好ましい。

（その他の構成単位）
重合体（Ｆ）は、固有複屈折が負であるとともに、本発明の効果が得られる限り、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位以外の構成単位を含んでいてもよい。当該単位の含有率は、例えば５％未満である。

重合体（Ｆ）における構成単位の含有率は、公知の手法、例えば¹Ｈ核磁気共鳴（¹Ｈ−ＮＭＲ）あるいは赤外線分光分析（ＩＲ）により求めることができる。

（重量平均分子量）
重合体（Ｆ）の重量平均分子量は、１０万以上３０万以下である。重量平均分子量が１０万未満では、本発明の延伸フィルムの可撓性が低下する。一方、重量平均分子量が３０万を超えると、フィルム成形時の流動性を確保できず、重合体（Ｆ）を主成分として含む樹脂（Ｇ）のフィルム化が困難となる。

重合体（Ｆ）の重量平均分子量は、延伸フィルムの可撓性の観点から、１５万以上が好ましい。

重合体（Ｆ）は、公知の方法により製造できる。例えば、上述した（メタ）アクリル酸エステル単量体、芳香族ビニル化合物単量体および芳香族マレイミド単量体を含む単量体群を重合して、重合体（Ｆ）を形成できる。

単量体群の重合には、懸濁重合、乳化重合、溶液重合などの各種の重合法を適用できる。なかでも、得られた重合体（Ｆ）における芳香族マレイミド単量体の残存量を低減できることから、溶液重合が好ましい。

溶液重合は公知の手法に従えばよい。溶液重合に用いる重合溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、メチルイソブチルケトン、ブチルセロソルブ、ジメチルホルムアルデヒド、２−メチルピロリドン、メチルエチルケトンなどの一般的な重合溶媒を適宜選択して用いることができる。

［延伸フィルム］
本発明の延伸フィルムは、重合体（Ｆ）を主成分として含む樹脂（Ｇ）を延伸してなる。延伸の前後によってフィルムの組成は変化しないため、本発明の延伸フィルムは、重合体（Ｆ）を主成分として含む樹脂（Ｇ）からなる。換言すれば、本発明の延伸フィルムは、重合体（Ｆ）を主成分として含む。

ここで、主成分とは、樹脂あるいは延伸フィルムにおける含有率が５０％以上であることを意味する。これを別の観点から見ると、本発明の延伸フィルムは、上述した効果が得られる限り、重合体（Ｆ）以外の重合体を含んでいてもよい。重合体（Ｆ）以外の重合体は、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メチルビニルケトン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニルなどの単量体１種類以上を用いた重合体（共重合体）であり、好ましくはスチレン−アクリロニトリル共重合体である。

本発明の延伸フィルムにおける重合体（Ｆ）の含有率は、７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。また、本発明の延伸フィルムは、重合体（Ｆ）のみを重合体として含むフィルムであってもよい。なお、本発明の延伸フィルムにおける重合体（Ｆ）の含有率は、公知の手法、例えば¹Ｈ−ＮＭＲあるいはＩＲにより求めることができる。

本発明の延伸フィルムは、紫外線吸収剤、酸化防止剤、フィラーなどの任意の添加剤を含んでいてもよい。

本発明の延伸フィルムは、通常、一軸延伸性または二軸延伸性のフィルムであり、延伸による重合体（Ｆ）の配向に基づく（重合体（Ｆ）以外の重合体を含む場合には当該重合体と重合体（Ｆ）との配向に基づく）光学特性を示す。

本発明の延伸フィルムは、重合体（Ｆ）を主成分として含むことにより、大きな位相差を発現できる。換言すれば、本発明の延伸フィルムは、とりうる位相差の範囲が広い。

本発明の延伸フィルムが示す位相差は、延伸の程度の調整（例えば、延伸方法、延伸温度、延伸倍率などの調整）により制御できる。また、本発明の延伸フィルムが示す厚さ方向の位相差Ｒthは、フィルムの厚さにより制御することも可能である。

本発明の延伸フィルムの厚さは特に限定されないが、例えば１０μｍ〜５００μｍであり、２０μｍ〜３００μｍが好ましく、３０μｍ〜１００μｍが特に好ましい。

本発明の延伸フィルムは、重合体（Ｆ）を主成分として含む、固有複屈折が負の樹脂（Ｇ）を延伸してなる。本発明の延伸フィルムは、樹脂（Ｇ）の延伸の程度を弱くすることで、厚さ方向の位相差Ｒthがほぼゼロである光学用延伸フィルムとすることができるが、典型的には、負の位相差フィルムとなる。

「負の位相差フィルム」とは、上述したように、厚さ方向の位相差Ｒthが負であるフィルムをいう。位相差Ｒthは、フィルム面内における遅相軸の屈折率をｎｘ、フィルム面内における進相軸の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚さをｄとしたときに、式｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄにより与えられる。なお、本明細書における屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、波長５８９ｎｍの光に対する屈折率である。

負の位相差フィルムでは、屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、ｎｚ≧ｎｘ＞ｎｙまたはｎｚ＞ｎｘ≧ｎｙの関係にある。ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙの関係にあるとき、本発明の延伸フィルムはネガティブＡプレートとなる。ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係にあるとき、本発明の延伸フィルムはポジティブＣプレートとなる。ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙかつｎｚ＞（ｎｘ＋ｎｙ）／２の関係にあってもよい。

従来、負の位相差フィルムは、特開平05-157911号公報に記載されている特殊な延伸法（当該公報の方法では、フィルムをその厚さ方向に延伸する）により製造されるが、本発明の延伸フィルムは、このような特殊な延伸法によらずとも、通常の延伸（フィルムの面内方向の延伸）により製造できる。

本発明の延伸フィルムにおける厚さ方向の位相差Ｒthは、例えば、−５０ｎｍから−５００ｎｍの範囲である。また、本発明の延伸フィルムにおける面内位相差Ｒeは、例えば、０ｎｍから５４０ｎｍの範囲である。面内位相差Ｒeは、式（ｎｘ−ｎｙ）×ｄにより与えられる。

厚さ方向の位相差Ｒthおよび面内位相差Ｒeが上記範囲にある負の位相差フィルムをＩＰＳモードのＬＣＤに配置することにより、斜めから画面を見たときの光漏れを抑制でき、高コントラストおよび低い色ずれの画像表示を実現できる。

本発明の延伸フィルムにおける位相差Ｒthおよび位相差Ｒeの値、ならびに屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの関係は、目的とする光学特性に応じて選択できる。

本発明の延伸フィルムは、一軸延伸性であっても二軸延伸性であってもよい。位相差など、目的とする光学特性に応じて選択できる。

本発明の延伸フィルムは、光学特性が同一または異なる２以上の層が積層された積層構造を有していてもよい。

本発明の延伸フィルムは、高い耐熱分解特性を有する。ＪＩＳ Ｋ７１２０に規定された熱重量測定法により求めた本発明の延伸フィルムの５％加熱減量温度は、例えば３００℃以上であり、重合体（Ｆ）における芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚ、重合体（Ｆ）における含有率Ｙと含有率Ｚとの比、ならびに延伸フィルムにおける重合体（Ｆ）の含有率などによっては、３２０℃以上、３５０℃以上、さらには３６０℃以上となる。

耐熱分解特性とは異なり、光学用延伸フィルムとしての使用時における耐熱性の指標となる本発明の延伸フィルムのＴｇは、例えば１２０℃以上であり、重合体（Ｆ）における芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚ、重合体（Ｆ）における含有率Ｙと含有率Ｚとの比、ならびに延伸フィルムにおける重合体（Ｆ）の含有率などによっては、本発明の延伸フィルムのＴｇは１３０℃以上、さらには１４０℃以上となる。延伸フィルムのＴｇは、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して求めることができる。

本発明の延伸フィルムの用途は特に限定されず、従来の光学用延伸フィルムと同様の用途（例えば、ＬＣＤなどの画像表示装置）への使用が可能である。より具体的には、本発明の延伸フィルムを、ＩＰＳモード、ＯＣＢ（optically compensated birefringence)モードのＬＣＤにおける光学補償フィルムとして使用できる。

本発明の延伸フィルムは、その位相差および波長分散性の調整を目的として、他の光学部材（例えば位相差フィルム）と組み合わせることができる。

本発明の延伸フィルムは公知の手法により形成できる。例えば、重合体（Ｆ）を主成分として含む樹脂（Ｇ）をフィルムとし、得られた樹脂フィルムを所定の方向に一軸延伸または二軸延伸することで当該フィルムに含まれる重合体の分子鎖を配向させればよい。

重合体（Ｆ）を主成分とする樹脂（Ｇ）をフィルム化する方法は特に限定されない。樹脂（Ｇ）が溶液状である場合、例えばキャスト成形すればよい。樹脂（Ｇ）が固形状である場合、溶融押出やプレス成形などの成形手法を用いればよい。

得られた樹脂フィルムを一軸または二軸延伸する方法は特に限定されず、公知の手法に従えばよい。一軸延伸は、典型的には、フィルムの幅方向の変化を自由とする自由端一軸延伸である。二軸延伸は、典型的には逐次二軸延伸である。延伸方法、延伸温度および延伸倍率は、目的とする光学特性および機械的特性などに応じて、適宜選択すればよい。

（偏光板）
本発明の偏光板の構造は、上記本発明の光学用延伸フィルムを備える限り、特に限定されない。本発明の偏光板は、例えば、偏光子の片面または両面に偏光子保護フィルムを接合させた構造を有する。このとき、少なくとも１つの偏光子保護フィルムが、本発明の光学用延伸フィルムであってもよいし、偏光板が、偏光子および偏光子保護フィルム以外の層を有しており、当該層が本発明の光学用延伸フィルムであってもよい。

偏光子は特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコールフィルムを染色、延伸して得た偏光子；脱水処理したポリビニルアルコールあるいは脱塩酸処理したポリ塩化ビニルなどのポリエン偏光子；多層積層体あるいはコレステリック液晶を用いた反射型偏光子；薄膜結晶フィルムからなる偏光子などの公知の偏光子である。なかでも、ポリビニルアルコールを染色、延伸して得た偏光子が好ましい。

本発明の偏光板の構造の典型的な一例は、ポリビニルアルコールをヨウ素または二色性染料などの二色性物質により染色した後に一軸延伸して得た偏光子の片面または両面に、偏光子保護フィルムとして、本発明の光学用延伸フィルムを接合させた構造である。

（画像表示装置）
本発明の画像表示装置の構造は、上記本発明の光学用延伸フィルムを備える限り、特に限定されない。本発明の画像表示装置は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）であり、当該ＬＣＤ装置の画像表示部が、液晶セル、偏光板、バックライトなどの部材とともに、本発明の光学用延伸フィルムを備える。本発明の画像表示装置は、典型的には、光学補償フィルムとして本発明の光学用延伸フィルムを備える。偏光板の偏光子保護フィルムとして、本発明の光学用延伸フィルムを備えていてもよい。

ＬＣＤの画像表示モードは特に限定されないが、負の固有複屈折を有する樹脂を延伸してなる本発明の光学用延伸フィルムは、ＩＰＳモードまたはＯＣＢモードへの使用が好適である。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。

最初に、実施例において作製した重合体および延伸フィルムの評価方法を示す。

［重量平均分子量］
重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置および測定条件は以下の通りである。
システム：東ソー製
カラム：TSK-GEL SuperHZM-M 6.0×150 ２本直列
ガードカラム：TSK-GEL SuperHZ-L 4.6×35 １本
リファレンスカラム：TSK-GEL SuperH-RC 6.0×150 ２本直列
溶離液：クロロホルム 流量０．６ｍＬ／分
カラム温度：４０℃

［ガラス転移温度］
重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計（リガク社製、ＤＳＣ−８２３０）を用い、窒素ガス雰囲気下、約１０ｍｇのサンプルを常温から２００℃まで昇温（昇温速度２０℃／分）して得られたＤＳＣ曲線から、始点法により評価した。リファレンスには、α−アルミナを用いた。

［面内位相差Ｒe］
延伸フィルムの面内位相差Ｒeは、全自動複屈折計（王子計測機器製、ＫＯＢＲＡ−ＷＲ）を用いて、測定波長５８９ｎｍで評価した。

［厚さ方向の位相差Ｒth］
延伸フィルムの厚さ方向の位相差Ｒthは、全自動複屈折計（王子計測機器製、ＫＯＢＲＡ−ＷＲ）を用いて、測定波長を５８９ｎｍとし、遅相軸を傾斜軸として４０°傾斜して測定した値を基に算出した。

［固有複屈折の正負］
延伸フィルムを構成する重合体の固有複屈折の正負は、全自動複屈折計（王子計測機器製、ＫＯＢＲＡ−ＷＲ）を用いて当該フィルムの配向角を求め、その値に基づいて評価した。測定された配向角が０°近傍の場合、延伸フィルムを構成する重合体の固有複屈折は正であり、測定された配向角が９０°近傍の場合、延伸フィルムを構成する重合体の固有複屈折は負である。

［５％加熱減量温度］
延伸フィルムの（延伸フィルムを構成する重合体の）５％加熱減量温度（重合体を一定の速度で昇温したときに、その重量が５％減少した時点の温度）は、ＪＩＳ Ｋ７１２０の規定に準拠し、示差熱量天秤（リガク社製、ＴＧ−８１２０）を用いて、サンプル質量１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分、窒素雰囲気下の条件で評価した。

［可撓性］
延伸フィルムの可撓性は、温度２５℃、相対湿度６５％ＲＨの雰囲気下に１時間静置した幅１５ｍｍ、長さ８０ｍｍの試験片を用い、ＭＩＴ形耐折度試験機（テスター産業製、ＭＩＴ ＢＥ−２０１型）を用いて、荷重を２００ｇとし、ＪＩＳ Ｐ８１１５に準拠して求めた。

（製造例１）
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた反応装置に、単量体としてＮ−フェニルマレイミド（ＰＭＩ）７０重量部およびメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）４９０重量部と、重合溶媒としてトルエン６２０重量部とを仕込み、これに窒素を通じつつ、１０５℃まで昇温させた。昇温に伴う還流が始まったところで、重合開始剤として１．１重量部のｔ−アミルパーオキシイソノナノエート（アルケマ吉富社製、商品名：ルパゾール５７０）を添加した。ここに、スチレン（Ｓｔ）１４０重量部、トルエン５０重量部およびｔ−アミルパーオキシイソノナノエート２．１重量部の混合溶液を２時間かけて滴下させ、さらに６時間、溶液重合を進行させた。

次に、このようにして得た重合溶液を、減圧下２４０℃で１時間乾燥させて、ＭＭＡ単位、Ｓｔ単位およびＰＭＩ単位からなる透明な重合体（Ｆ−１）を得た。重合体（Ｆ−１）の組成は、ＭＭＡ：Ｓｔ：ＰＭＩ＝７０％：２０％：１０％である。

重合体（Ｆ−１）のＴｇは１２７℃であり、重量平均分子量は１５．０万であった。

（製造例２）
単量体として４２０重量部のＭＭＡおよび２１０重量部のＳｔを用いた以外は、製造例１と同様にして、溶液重合を進行させた。

次に、このようにして得た重合溶液を、減圧下２４０℃で１時間乾燥させて、ＭＭＡ単位、Ｓｔ単位およびＰＭＩ単位からなる透明な重合体（Ｆ−２）を得た。重合体（Ｆ−２）の組成は、ＭＭＡ：Ｓｔ：ＰＭＩ＝６０％：３０％：１０％である。

重合体（Ｆ−２）のＴｇは１２７℃であり、重量平均分子量は１４．３万であった。

（製造例３）
単量体として５６０重量部のＭＭＡおよび７０重量部のＳｔを用いた以外は、製造例１と同様にして、溶液重合を進行させた。

次に、このようにして得た重合溶液を、減圧下２４０℃で１時間乾燥させて、ＭＭＡ単位、Ｓｔ単位およびＰＭＩ単位からなる透明な重合体（Ｐ−１）を得た。重合体（Ｐ−１）の組成は、ＭＭＡ：Ｓｔ：ＰＭＩ＝８０％：１０％：１０％である。

重合体（Ｐ−１）のＴｇは１２７℃であり、重量平均分子量は１５．５万であった。

（製造例４）
単量体として５９５重量部のＭＭＡおよび３５重量部のＳｔを用いた以外は、製造例１と同様にして、溶液重合を進行させた。

次に、このようにして得た重合溶液を、減圧下２４０℃で１時間乾燥させて、ＭＭＡ単位、Ｓｔ単位およびＰＭＩ単位からなる透明な重合体（Ｐ−２）を得た。重合体（Ｐ−２）の組成は、ＭＭＡ：Ｓｔ：ＰＭＩ＝８５％：５％：１５％である。

重合体（Ｐ−２）のＴｇは１２７℃、重量平均分子量は１６．３万であった。

（参考例１）
製造例１で作製した重合体（Ｆ−１）をプレス成形機により２５０℃でプレス成形して、厚さ１８０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムを、二軸延伸装置（東洋精機製作所製ＴＹＰＥ ＥＸ４）を用いて、ＭＤ方向の延伸倍率が２倍、これに続くＴＤ方向の延伸倍率が１．５倍となるように、延伸温度１３７℃（即ち、重合体（Ｆ−１）のＴｇ＋１０℃）で逐次二軸延伸して、厚さ６１μｍの延伸フィルム（Ｆ１）を得た。なお、以降の参考例２および比較例１、２におけるフィルムの延伸には上記延伸装置を用いた。

（参考例２）
製造例２で作製した重合体（Ｆ−２）をプレス成形機により２５０℃でプレス成形して、厚さ１８０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムを、ＭＤ方向の延伸倍率が２倍、これに続くＴＤ方向の延伸倍率が１．５倍となるように、延伸温度１３７℃（即ち、重合体（Ｆ−２）のＴｇ＋１０℃）で逐次二軸延伸して、厚さ６３μｍの延伸フィルム（Ｆ２）を得た。

（比較例１）
製造例３で作製した重合体（Ｐ−１）をプレス成形機により２５０℃でプレス成形して、厚さ１８０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムを、ＭＤ方向の延伸倍率が２倍、これに続くＴＤ方向の延伸倍率が１．５倍となるように、延伸温度１３７℃（即ち、重合体（Ｐ−１）のＴｇ＋１０℃）で逐次二軸延伸して、厚さ６０μｍの延伸フィルム（Ｆ３）を得た。なお、重合体（Ｐ−１）のプレス成形により作製したフィルムの端部に、微小な気泡が発生していることが確認できた。プレス成形時に重合体（Ｐ−１）に加えられた熱により、重合体（Ｐ−１）の一部が熱分解され、気泡が発生したと推定される。重合体（Ｆ−１）および（Ｆ−２）のプレス成形によって得られたフィルムには、このような気泡は見られなかった。

（比較例２）
製造例４で作製した重合体（Ｐ−２）をプレス成形機により２５０℃でプレス成形して、厚さ１８０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムを、ＭＤ方向の延伸倍率が２倍、これに続くＴＤ方向の延伸倍率が１．５倍となるように、延伸温度１３７℃（即ち、重合体（Ｐ−２）のＴｇ＋１０℃）で逐次二軸延伸して、厚さ５８μｍの延伸フィルム（Ｆ４）を得た。なお、重合体（Ｐ−２）のプレス成形により作製したフィルムの端部に、微小な気泡が発生していることが確認できた。プレス成形時に重合体（Ｐ−２）に加えられた熱により、重合体（Ｐ−２）の一部が熱分解され、気泡が発生したと推定される。

参考例１、２および比較例１、２で作製した各延伸フィルムの評価結果を、以下の表１に示す。表１における面内位相差Ｒeおよび厚さ方向の位相差Ｒthともに実測値である。

表１に示すように、参考例１、２で作製した延伸フィルムＦ１、Ｆ２では、比較例１、２で作製した延伸フィルムＦ３、Ｆ４に比べて、厚さ方向の大きな負の位相差と高い５％加熱減量温度とを実現できた。即ち、本発明により、大きな位相差と優れた耐熱分解特性とを有する負の位相差フィルムを実現できることがわかった。

本発明の光学用延伸フィルムは、従来の光学用延伸フィルムと同様の用途に使用できる。

Claims (14)

1. 光学用延伸フィルムを備える偏光板であって、
   前記光学用延伸フィルムが、負の固有複屈折を有する樹脂（Ｇ）を延伸してなり、
   前記樹脂（Ｇ）は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位を構成単位として有する、固有複屈折が負の重合体（Ｆ）を主成分として含み、
   前記重合体（Ｆ）の重量平均分子量が、１０万以上３０万以下であり、
   前記重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘ、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚが、重量％で表示して、以下の式を満たす、偏光板。
   ４５≦Ｘ≦８５
   １０≦Ｙ≦４０
   ５≦Ｚ≦２０
   Ｙ＞Ｚ
2. 前記含有率Ｘ、ＹおよびＺが、重量％で表示して、
   ５５≦Ｘ≦８２
   １５≦Ｙ≦３５
   ８≦Ｚ≦１２
   である請求項１に記載の偏光板。
3. 前記光学用延伸フィルムのガラス転移温度が１２０℃以上である請求項１に記載の偏光板。
4. 前記（メタ）アクリル酸エステル単位が、メタクリル酸メチル単位である請求項１に記載の偏光板。
5. 前記芳香族ビニル化合物単位が、スチレン単位である請求項１に記載の偏光板。
6. 前記芳香族マレイミド単位が、Ｎ-フェニルマレイミド単位である請求項１に記載の偏光板。
7. ＪＩＳ Ｋ７１２０に規定された熱重量測定法により求めた前記光学用延伸フィルムの５％加熱減量温度が、３００℃以上である請求項１に記載の偏光板。
8. 光学用延伸フィルムを備える画像表示装置であって、
   前記光学用延伸フィルムが、負の固有複屈折を有する樹脂（Ｇ）を延伸してなり、
   前記樹脂（Ｇ）は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位および芳香族マレイミド単位を構成単位として有する、固有複屈折が負の重合体（Ｆ）を主成分として含み、
   前記重合体（Ｆ）の重量平均分子量が、１０万以上３０万以下であり、
   前記重合体（Ｆ）における（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率Ｘ、芳香族ビニル化合物単位の含有率Ｙおよび芳香族マレイミド単位の含有率Ｚが、重量％で表示して、以下の式を満たす、画像表示装置。
   ４５≦Ｘ≦８５
   １０≦Ｙ≦４０
   ５≦Ｚ≦２０
   Ｙ＞Ｚ
9. 前記含有率Ｘ、ＹおよびＺが、重量％で表示して、
   ５５≦Ｘ≦８２
   １５≦Ｙ≦３５
   ８≦Ｚ≦１２
   である請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記光学用延伸フィルムのガラス転移温度が１２０℃以上である請求項８に記載の画像表示装置。
11. 前記（メタ）アクリル酸エステル単位が、メタクリル酸メチル単位である請求項８に記載の画像表示装置。
12. 前記芳香族ビニル化合物単位が、スチレン単位である請求項８に記載の画像表示装置。
13. 前記芳香族マレイミド単位が、Ｎ-フェニルマレイミド単位である請求項８に記載の画像表示装置。
14. ＪＩＳ Ｋ７１２０に規定された熱重量測定法により求めた前記光学用延伸フィルムの５％加熱減量温度が、３００℃以上である請求項８に記載の画像表示装置。