JP7498681B2 - 位相差フィルム、偏光板補償フィルム、及び外光反射防止フィルム - Google Patents
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Description
本発明は、位相差フィルム、並びに、該位相差フィルムを備える偏光板補償フィルム、及び外光反射防止フィルムに関する。
画像表示装置等に適用される光学フィルムとして、入射した光に対して位相差層により所望の位相差を付与する位相差フィルムがある。例えば有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）表示装置では、λ／４位相差フィルムを直線偏光板と組み合わせた形態で円偏光板として使用され、外光反射防止フィルムとして機能する。また、ＩＰＳモード等の液晶表示装置では、斜め方向からの視野に対するコントラストを高めるために、ポジティブＡの特性を備えるポジティブＡプレートとポジティブＣの特性を備えるポジティブＣプレートとが組み合わされた位相差フィルムが偏光板補償フィルムの一部として用いられている（例えば特許文献１）。
ここで、ポジティブＡの特性とは、層面に沿ったＸ軸方向の屈折率をＮｘ、層面に沿った方向でＸ軸に直交するＹ軸方向の屈折率をＮｙ、層厚方向の屈折率をＮｚとしたとき、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係であるとともに、光軸がＮｘ方向となる特徴を有するものである。
ネガティブＡの特性とは、Ｎｚ≒Ｎｘ＞Ｎｙの関係であるとともに、光軸がＮｙ方向となる特徴を有するものである。
ポジティブＣの特性とは、Ｎｚ＞Ｎｘ≒Ｎｙの関係であるとともに、光軸がＮｚ方向となる特徴を有するものである。
そしてネガティブＣの特性とは、Ｎｘ≒Ｎｙ＞Ｎｚの関係であるとともに、光軸がＮｚ方向となる特徴を有するものである。
ネガティブＡの特性とは、Ｎｚ≒Ｎｘ＞Ｎｙの関係であるとともに、光軸がＮｙ方向となる特徴を有するものである。
ポジティブＣの特性とは、Ｎｚ＞Ｎｘ≒Ｎｙの関係であるとともに、光軸がＮｚ方向となる特徴を有するものである。
そしてネガティブＣの特性とは、Ｎｘ≒Ｎｙ＞Ｎｚの関係であるとともに、光軸がＮｚ方向となる特徴を有するものである。
ところが、従来から提案されているＡプレートとＣプレートとを組み合わせたとき、見る角度によって、フィルムに色の変化が見られることが多く、改善が望まれていた。
本発明は、上記問題に鑑み、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとを積層した位相差フィルムにおいて、見る角度による色の変化を抑えることができる位相差フィルムを提供することを課題とする。また、当該位相差フィルムを備える偏光板補償フィルム、及び外光反射防止フィルムを提供する。
上記の課題に対して発明者は鋭意検討を重ねた結果、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとが積層された位相差フィルムにおいて、ポジティブＡプレートが正波長分散特性を有することで見る角度による色の変化を抑制できる知見を得て、本発明を完成させた。
ここで、正波長分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が大きい波長分散特性であり、より具体的には、ポジティブＡプレートでは４５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ４５０）と、５５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ５５０）との関係が、Ｒｅ４５０＞Ｒｅ５５０であり、Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０＞１．０である波長分散特性である。ポジティブＣプレートでは４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ４５０）と、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ５５０）との関係が、Ｒｔｈ４５０＞Ｒｔｈ５５０であり、Ｒｔｈ４５０／Ｒｔｈ５５０＞１である波長分散特性である。
これに対して、逆波長分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性であり、より具体的には、ポジティブＡプレートでは４５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ４５０）と、５５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ５５０）との関係が、Ｒｅ４５０＜Ｒｅ５５０であり、Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０＜１．０である波長分散特性である。ポジティブＣプレートでは４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ４５０）と、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ５５０）との関係が、Ｒｔｈ４５０＜Ｒｔｈ５５０であり、Ｒｔｈ４５０／Ｒｔｈ５５０＜１．０である波長分散特性である。
以下本発明について説明する。
ここで、正波長分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が大きい波長分散特性であり、より具体的には、ポジティブＡプレートでは４５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ４５０）と、５５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ５５０）との関係が、Ｒｅ４５０＞Ｒｅ５５０であり、Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０＞１．０である波長分散特性である。ポジティブＣプレートでは４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ４５０）と、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ５５０）との関係が、Ｒｔｈ４５０＞Ｒｔｈ５５０であり、Ｒｔｈ４５０／Ｒｔｈ５５０＞１である波長分散特性である。
これに対して、逆波長分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性であり、より具体的には、ポジティブＡプレートでは４５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ４５０）と、５５０ｎｍの波長における正面リタデーション（Ｒｅ５５０）との関係が、Ｒｅ４５０＜Ｒｅ５５０であり、Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０＜１．０である波長分散特性である。ポジティブＣプレートでは４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ４５０）と、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ５５０）との関係が、Ｒｔｈ４５０＜Ｒｔｈ５５０であり、Ｒｔｈ４５０／Ｒｔｈ５５０＜１．０である波長分散特性である。
以下本発明について説明する。
本発明の１つの態様は、ポジティブＡ型の特性を備えるポジティブＡプレート、及び、ポジティブＣ型の特性を備えるポジティブＣプレートを有し、ポジティブＡプレートの４５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ４５０、５５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ５５０としたとき、ＲｅＡ４５０／ＲｅＡ５５０で得られるΔＮＡが、０．９４以上１．１０以下であるとともに、ポジティブＣプレートの４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーションをＲｔｈＣ４５０、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーションをＲｔｈＣ５５０とし、ＲｔｈＣ４５０／ＲｔｈＣ５５０で得られるΔＮＣが、０．８２以上１．００以下である、位相差フィルムである。
上記位相差フィルムでは、ポジティブＡプレート、及びポジティブＣプレートの少なくとも一方が重合性棒状液晶材料を含有してなるようにできる。
また上記位相差フィルムでは、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとの積層状態における波長４５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈｐ、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとの積層状態における波長５５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈｑ、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとの積層状態における波長６５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈｒ、としたとき、Ｒｔｈｐ、Ｒｔｈｑ、Ｒｔｈｒのうち最大の値と、最小の値との差が２５以下とすることができる。
また、このときの波長５５０ｎｍにおけるポジティブＡプレートの正面リタデーションＲｅＡ５５０を１１０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下としてもよい。
また、このときの波長５５０ｎｍにおけるポジティブＡプレートの正面リタデーションＲｅＡ５５０を１１０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下としてもよい。
また、２つの偏光板と、該２つの偏光板の間に配置される上記位相差フィルムと、を具備する偏光板補償フィルムを提供することができる。
また、有機ＥＬ表示パネルの出光側に配置される上記位相差フィルムと、位相差フィルムに積層される直線偏光させる偏光子と、を備える外光反射防止フィルムを提供することができる。
本発明によれば、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとを積層した位相差フィルムであっても、見る角度による色の変化を抑制することが可能となる。そしてこれを偏光板補償フィルムや外光反射防止フィルムに適用することも可能である。
以下、本発明を具体的な形態例で詳しく説明する。ただし、本発明は以下の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
図１は１つの形態に係る位相差フィルム１０の層構成を説明する図である。本形態では、例えば画像表示装置に対して、この位相差フィルム１０を各種の他の光学フィルムと共に液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルに配置することで、種々の光学特性を向上させることができる。光学特性としては例えば外光反射、視野角特性の向上、斜め方向に係る光漏れの低減に係る光学補償等が挙げられる。
図１よりわかるように、本形態の位相差フィルム１０は、基材１１、配向膜１２、ポジティブＣプレート１３、及び、ポジティブＡプレート１４を有して構成されている。
図１よりわかるように、本形態の位相差フィルム１０は、基材１１、配向膜１２、ポジティブＣプレート１３、及び、ポジティブＡプレート１４を有して構成されている。
基材１１は、ガラス基材、金属箔、樹脂基材等が挙げられる。その中でも、基材は透明性を有することが好ましく、従来公知の透明基材の中から適宜選択することができる。透明基材としては、ガラス基材の他、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を用いて形成された透明樹脂基材が挙げられる。
基材１１は、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ここで、基材の透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１（プラスチック－透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
基材１１の厚みは、位相差フィルムの用途等に応じて、必要な支持性を付与できる範囲内であれば特に限定されないが、１０μｍ以上２００μｍ以下程度の範囲内が通常である。その中でも、基材の厚みは、２５μｍ以上１２５μｍ以下の範囲内が好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内がさらに好ましい。厚みが上記の範囲よりも厚いと、例えば、長尺状の位相差フィルムを形成した後、裁断加工し、枚葉の位相差フィルムとする際に、加工屑が増加したり、裁断刃の磨耗が早くなってしまったりすることがあるからである。
配向膜１２は、本形態ではポジティブＣプレート１３に含まれる液晶性成分を一定方向に配列させるための層であり垂直配向膜である。ただし配向膜はポジティブＣプレートの液晶性成分の性質により適宜必要なものを適用することができる。例えばポジティブＣプレートの液晶性成分自体に垂直配向性がある場合には、配向膜には必ずしも垂直配向規制力を具備することない。
本形態では垂直配向膜は、垂直方向の配向規制力を備えた配向膜であり、公知のＣプレートの位相差フィルムの作製に供する各種垂直配向膜、ＶＡ液晶表示装置等に適用される各種の垂直配向膜を適用することができ、例えばポリイミド配向膜、ＬＢ膜による配向膜等を適用することができる。具体的に、配向膜の構成材料としては、例えば、レシチン、シラン系界面活性剤、チタネート系界面活性剤、ピリジニウム塩系高分子界面活性剤、ｎ－オクタデシルトリエトキシシラン等のシランカップリング系垂直配向膜用組成物、長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有する可溶性ポリイミドや長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有するポリアミック酸等のポリイミド系垂直配向膜用組成物を適用することができる。
本形態では垂直配向膜は、垂直方向の配向規制力を備えた配向膜であり、公知のＣプレートの位相差フィルムの作製に供する各種垂直配向膜、ＶＡ液晶表示装置等に適用される各種の垂直配向膜を適用することができ、例えばポリイミド配向膜、ＬＢ膜による配向膜等を適用することができる。具体的に、配向膜の構成材料としては、例えば、レシチン、シラン系界面活性剤、チタネート系界面活性剤、ピリジニウム塩系高分子界面活性剤、ｎ－オクタデシルトリエトキシシラン等のシランカップリング系垂直配向膜用組成物、長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有する可溶性ポリイミドや長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有するポリアミック酸等のポリイミド系垂直配向膜用組成物を適用することができる。
配向膜１２の形成方法は特に限定されないが、例えば、基材１１上に、配向膜形成用の組成物を塗布し、配向規制力を付与することにより配向膜とすることができる。配向膜に配向規制力を付与する手段は、従来公知のものとすることができる。
配向膜１２の厚みは、ポジティブＣプレート１３における液晶性成分を一定方向に配列できればよく、適宜設定すればよい。配向膜の厚みは、通常、１ｎｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、６０ｎｍ以上５μｍ以下の範囲内が好ましい。
ポジティブＣプレート１３は、ポジティブＣの特性を有する光学的機能を担う層である。そしてこのポジティブＣプレート１３は、各種の光学フィルムの位相差層の作製に供する液晶材料である液晶化合物を含む重合性液晶組成物により構成され得る。すなわち、このポジティブＣプレート１３では、液晶化合物が垂直（ホメオトロピック）配向している。
ここで、ポジティブＣプレート１３は、ポジティブＣ型の特性を備えていればよく、波長分散特性の正逆は問わない。
ポジティブＣプレート１３の厚みは特に限定されることはないが、０．３μｍ以上３．０μｍ以下が好ましい。
本形態で重合性液晶組成物は、液晶性を示し、分子内に重合性官能基を有する液晶化合物（棒状化合物）を含有するものが好ましい。
従って、液晶化合物は、従来公知のいずれの液晶化合物を用いてもよく特に限定されることはない。例えば正波長分散特性を有するポジティブＣプレートであれば特開２０１６－５３７０９号公報に記載のものが例示でき、逆波長分散特性を有するポジティブＣプレートであれば特表２０１０－５２２８９２号公報に記載のものを例示することができる。
なお、液晶化合物として、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である観点からネマチック相を示す液晶化合物を用いることがより好ましい。ネマチック相を示す液晶化合物としては、メソゲン両端にスペーサを有する材料を用いることが好ましい。メソゲン両端にスペーサを有する液晶化合物は、柔軟性に優れる。
従って、液晶化合物は、従来公知のいずれの液晶化合物を用いてもよく特に限定されることはない。例えば正波長分散特性を有するポジティブＣプレートであれば特開２０１６－５３７０９号公報に記載のものが例示でき、逆波長分散特性を有するポジティブＣプレートであれば特表２０１０－５２２８９２号公報に記載のものを例示することができる。
なお、液晶化合物として、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である観点からネマチック相を示す液晶化合物を用いることがより好ましい。ネマチック相を示す液晶化合物としては、メソゲン両端にスペーサを有する材料を用いることが好ましい。メソゲン両端にスペーサを有する液晶化合物は、柔軟性に優れる。
また、液晶化合物は、上記したように分子内に重合性官能基を有する重合性液晶化合物であることが好ましい。重合性官能基を有することにより、液晶化合物を重合して固定することが可能になるため、配列安定性に優れ、位相差性の経時変化が生じにくくなる。また、重合性液晶化合物は、分子内に三次元架橋可能な重合性官能基を有することがより好ましい。三次元架橋可能な重合性官能基を有することで、配列安定性をより一層に高めることができる。なお、「三次元架橋」とは、液晶性分子を互いに三次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることをいう。
重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、あるいは熱の作用によって重合するものを挙げることができる。これら重合性官能基としては、ラジカル重合性官能基が挙げられる。ラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも１つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例として、置換基を有する若しくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。
また、液晶化合物は、末端に重合性官能基を有するものが特に好ましい。このような液晶化合物を用いることにより、例えば、互いに三次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることができるため、安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れた位相差フィルムを形成することができる。
重合性液晶組成物中における液晶化合物の含有量としては、特に限定されないが、重合性液晶組成物全体を１００質量部としたときに５質量部以上４０質量部以下の割合で含まれていることが好ましく、１０質量部以上３０質量部以下の割合で含まれていることがより好ましい。液晶化合物の量が５質量部未満であると、含有量が少なすぎるためにポジティブＣプレート１３への入射光を適切に偏光できない可能性がある。一方で、４０質量部を超えると、その重合性液晶組成物の粘度が高くなりすぎるために、層の作製の作業性が悪くなる。
なお、液晶化合物は、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
上述した液晶化合物は、通常溶剤に溶かされている。溶剤としては、上述した液晶化合物を均一に分散できるものであることが必要となるが公知の溶剤を用いることができる。このような溶剤として例えばトルエン、キシレン等の炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロ等のエーテル類、１－メトキシ－２－プロパノール、１－メトキシプロピル－２－アセテート等のグリコールエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類を挙げることができる。
重合性液晶組成物中の溶剤の含有量としては、液晶化合物１００質量部に対して６６質量部以上１９００質量部以下であることが好ましい。溶剤の量が６６質量部未満であると、液晶化合物を均一に溶かすことができないことがある。一方で、１９００質量部を超えると、溶剤の一部が残存して信頼性が低下することがあり、また均一に塗工できないことがある。かかる観点からより好ましくは９００質量部以下である。
なお、重合性液晶組成物には、必要に応じて他の添加剤を含有させることができる。他の化合物としては、上述した液晶化合物の配列秩序を害するものでなければ特に限定されるものではなく、例えば、可塑剤、界面活性剤及びシランカップリング剤等を挙げることができる。
ポジティブＡプレート１４は、ポジティブＡの特性を有するとともに、好ましくは正波長分散特性を有して光学的機能を担う。そしてこのポジティブＡプレート１４は、各種の光学フィルムの位相差層の作製に供する液晶材料であって、正波長分散特性である液晶化合物を含む重合性液晶組成物により構成されることが好ましい。すなわち、液晶化合物がホモジニアス配向を有している。
具体的にはポジティブＡプレート１４は、ポジティブＡ型の特性を備え、４５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ４５０、５５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ５５０としたとき、ＲｅＡ４５０／ＲｅＡ５５０で得られるΔＮＡが１．０より大きいことがよい。
ポジティブＡプレート１４の厚みは特に限定されることはないが、０．３μｍ以上３．０μｍ以下が好ましい。
ポジティブＡプレート１４を構成する重合性液晶組成物は、液晶性を示し、分子内に重合性官能基を有する液晶化合物（棒状化合物）を含有するものが好ましい。そして液晶化合物は、特に限定されることなく、ポジティブＡプレートを形成する組成物に含まれる全ての液晶化合物を示し、１つの液晶化合物からなるものであっても２種以上の液晶化合物の混合物であってもよい。
液晶化合物としては正波長分散特性を示す液晶化合物であれば、従来公知のいずれの液晶化合物を用いてもよく特に限定されることはない。これには例えば、下記式（１）～式（１７）のようなものを挙げることができる。
重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、あるいは熱の作用によって重合するものを挙げることができる。これら重合性官能基としては、ラジカル重合性官能基が挙げられる。ラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも１つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例として、置換基を有する若しくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。
重合性液晶組成物中における液晶化合物の含有量としては、特に限定されないが、重合性液晶組成物全体を１００質量部としたときに５質量部以上４０質量部以下の割合で含まれていることが好ましく、１０質量部以上３０質量部以下の割合で含まれていることがより好ましい。液晶化合物の量が５質量部未満であると、含有量が少なすぎるためにポジティブＡプレート１４への入射光を適切に偏光できない可能性がある。一方で、４０質量部を超えると、その重合性液晶組成物の粘度が高くなりすぎるために、層の作製の作業性が悪くなる。
上述した液晶化合物は、通常溶剤に溶かされている。溶剤としては、上述した液晶化合物を均一に分散できるものであることが必要となるが公知の溶剤を用いることができる。このような溶剤として例えばトルエン、キシレン等の炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロ等のエーテル類、１－メトキシ－２－プロパノール、１－メトキシプロピル－２－アセテート等のグリコールエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類を挙げることができる。
重合性液晶組成物中の溶剤の含有量としては、液晶化合物１００質量部に対して６６質量部以上１９００質量部以下であることが好ましい。溶剤の量が６６質量部未満であると、液晶化合物を均一に溶かすことができないことがある。一方で、１９００質量部を超えると、溶剤の一部が残存して信頼性が低下することがあり、また均一に塗工できないことがある。かかる観点からより好ましくは９００質量部以下である。
なお、重合性液晶組成物には、必要に応じて他の添加剤を含有させることができる。他の化合物としては、上述した液晶化合物の配列秩序を害するものでなければ特に限定されるものではなく、例えば、可塑剤、界面活性剤及びシランカップリング剤等を挙げることができる。
以上の構成を備える位相差フィルム１０は、次の特徴を具備する。すなわち、ポジティブＡプレートは、４５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ４５０、５５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ５５０としたとき、ＲｅＡ４５０／ＲｅＡ５５０で得られるΔＮＡが１．０より大きい正波長分散性を備えている。
好ましくは、ポジティブＣプレートの４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーションをＲｔｈＣ４５０、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーションをＲｔｈＣ５５０としたとき、ＲｔｈＣ４５０／ＲｔｈＣ５５０で得られるΔＮＣにおいて、
｜ΔＮＡ－ΔＮＣ｜≦０．２なる関係を有している。
｜ΔＮＡ－ΔＮＣ｜≦０．２なる関係を有している。
また、より好ましくは、ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとを積層した状態で、波長４５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈｐ、波長５５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈｑ、波長６５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈｒとし、これらＲｔｈｐ、Ｒｔｈｑ、Ｒｔｈｒのうち最大の値と、最小の値との差をＲｔｈｓとしたとき、Ｒｔｈｓが２５以下である。またこのときの波長５５０ｎｍでのポジティブＡプレートの正面リタデーションＲｅＡ５５０を１１０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
これにより、位相差フィルムの基本的機能としての外光反射、光学的補償機能を発揮することができるとともに、視野角による色の変化を抑制することができる。
また、上記の他、ΔＮＡ≒１．０、かつ、０．８２≦ΔＮＣ≦１．００としてもよい。これによっても位相差フィルムの基本的機能としての外光反射、光学的補償機能を発揮することができるとともに、見る角度による色の変化を抑制することができる。ここで、ΔＮＡ≒１．０は、具体的には０．９４≦ΔＮＡ≦１．１０である。より好ましくは、０．９５≦ΔＮＡ≦１．０５である。一方、ΔＮＣはより好ましくは０．８５≦ΔＮＣ≦０．９４である。このとき逆波長分散特性のポジティブＡプレートを用いる際には公知の液晶材料を適用することができる。
次に、位相差フィルム１０の製造方法について説明する。例えば位相差フィルム１０は、基材の供給工程、配向膜の形成工程、ポジティブＣプレートの形成工程、及びポジティブＡプレートの形成工程を含んで構成される。
基材の供給工程では、基材１１が、ロールにより提供される。
そして、配向膜の形成工程では、基材１１の一方の面に配向膜１２を形成する。具体的には次の通りである。
基材１１を供給リールから引き出し、配向膜を構成する組成物を基材１１上に積層させる。基材１１上への組成物の積層方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗工方法等を用いることができる。
そして積層された組成物を乾燥させることにより配向膜１２とする。
基材１１を供給リールから引き出し、配向膜を構成する組成物を基材１１上に積層させる。基材１１上への組成物の積層方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗工方法等を用いることができる。
そして積層された組成物を乾燥させることにより配向膜１２とする。
ポジティブＣプレートの形成工程では、該ポジティブＣプレートを構成する組成物を配向膜の形成工程と同様にして配向膜１２上に積層し、紫外線の照射を施すことによって組成物を硬化させてポジティブＣプレート１３を得る。紫外線の照射の光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）等を用いることができる。その中でも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ等を好ましく用いることができる。紫外線の波長としては、組成物を構成する材料等に応じて適宜設定されるものであり、具体的には、波長が２１０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下、好ましくは２３０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下、さらに好ましくは２５０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の照射光を用いることが好ましい。また、紫外線の照射量（積算光量）としては、特に限定されないが、例えば、１００ｍＪ／ｃｍ２以上１５００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲内であることが好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲内であることがより好ましい。
ポジティブＡプレートの形成工程では、例えば該ポジティブＡプレートを構成する組成物をポジティブＣプレート１３上に積層して硬化させる。これはポジティブＣプレート１３の形成と同様に行うことができる。この際にはポジティブＡプレートに対して配向膜を設けることが好ましい。
ただし、これに限らずポジティブＡプレートを別途作製しておき、ポジティブＣプレートに転写して積層することもできる。
ただし、これに限らずポジティブＡプレートを別途作製しておき、ポジティブＣプレートに転写して積層することもできる。
次に、上記した位相差フィルム１０を適用した光学機能積層体について説明する。この光学機能積層体においては、画像表示パネルに配置される各種の光学機能積層体の構成の１つに位相差フィルム１０を含むことで配置できる。
より具体的な１つの例として位相差フィルム１０を備えた液晶表示装置に適用する場合について説明する。図２は、位相差フィルム１０を含む液晶表示装置２０の層構成を示す図である。この液晶表示装置２０において、光学機能積層体２６は、液晶表示パネル２３のうちの出射面側に配置される。ここには直線偏光させるための偏光子２７及び位相差フィルム１０を含み、偏光板補償に供する例である。
液晶表示装置２０は、ＩＰＳ液晶表示装置（Ｉｎ－ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＩＰＳ－ＬＣＤ）であり、バックライト２２の観察者側面に液晶表示パネル２３が配置される。
液晶表示パネル２３は、ＩＰＳ液晶による液晶セル２５が設けられ、この液晶セル２５のバックライト２２側に、例えば感圧性の粘着層（図示せず）により直線偏光板２４が設けられる。なお、直線偏光板２４は、透明フィルムからなる２枚の基材の間に直線偏光板として機能を担う偏光子が挟持されて構成される。
液晶表示パネル２３では、液晶セル２５の出射面に光学機能積層体２６が配置される。この光学機能積層体２６は、偏光板補償のための偏光板補償フィルムを構成する位相差フィルム１０、偏光子２７、及び表面材である基材（保護フィルム）２８を備える。基材２８は、ＴＡＣ等の透明フィルムが適用され、ここに直線偏光板としての偏光子２７が設けられる。
このように、光学機能積層体２６を構成する位相差フィルム１０は、広帯域において、斜め視野からの偏光板補償フィルムとして機能する。
具体的な他の１つの例として位相差フィルム１０を備えた有機ＥＬ表示装置に適用する場合について説明する。図３は、位相差フィルム１０を含む有機ＥＬ表示装置３０の層構成を示す図である。この有機ＥＬ表示装置３０において、光学機能積層体３６は、有機ＥＬ表示パネル３３の出射面側に配置される外光反射防止フィルムである。この光学機能積層体３６は、直線偏光させるための偏光子３７、及び位相差フィルム１０を含み、いわゆる円偏光板として外光反射機能を有するものとなる。
有機ＥＬ表示装置３０は、有機ＥＬ表示パネル３３で自発光した映像光を観察者に提供する装置であり、有機ＥＬ表示パネル３３の出射面に光学機能積層体３６が配置される。この光学機能積層体３６は、外光反射防止のための円偏光板として機能し、位相差フィルム１０、直線偏光板としての偏光子３７、表面材である基材（保護フィルム）３８を備える。なお、このとき、位相差フィルム１０のポジティブＡプレート１４がλ／４位相差層として機能し、これにポジティブＣプレート１３が積層された態様となる。
このように、光学機能積層体３６を構成する位相差フィルム１０は外光反射防止フィルムとして機能する。
実施例ではシミュレーションにより、図２に示した液晶表示パネル２３に倣って積層体をモデル化し、ここに含まれる位相差フィルム１０のポジティブＡプレートのΔＮＡ及びポジティブＣプレートのΔＮＣを変更して、６０°視野角度における色相変化について評価した。
シミュレーションはＬＣＤ－ＭＡＳＴＥＲ（シンテック株式会社）を用いて行った。モデルの層構成は観察者側から、吸収軸を基準に対して９０度とした上偏光板、ポジティブＣプレート、光軸を上偏光板の吸収軸と平行としたポジティブＡプレート、及び吸収軸を基準に対して０度とした下偏光板とし、下偏光板側から光を照射する条件とした。
［評価］
＜視野角色相変化＞
図４に模式図を示したように、評価対象である積層体の面の中心から延びる法線ｎに対してθ＝６０°傾斜した視野角度における色を測定した。図４の上方の図は積層体を平面視した図、図４の下方は積層体を側面から見た図である。図４からわかるように、θ＝６０°の視野角度はＯを中心に円を描くように存在するので、Ｓを起点として矢印Ｋに沿ってＯを中心とした円を描くように一周に亘って各位置における色相を得た。
その結果として図５（ａ）、図５（ｂ）に１つずつ例を示したように、一周した際に色の変化が生じることからこれをｘ－ｙ表色系のｘｙ座標に表した。これにより、６０°視野角度における、方位（周方向位置）と色の変化との関係を評価することができる。
色相の変化は少ない方がよく、６０°視野角度で一周する際に様々な色を跨がないことが好ましい。従って、図５（ａ）にＥ１示したような円形に近いものより、図５（ｂ）にＥ２で示した細い形状のものが色相の変化が少なく好ましいといえる。
表１に各条件における結果を表した。表１では、Ｅ１のように円形に近いもの「円形」、Ｅ２で示した細い形状のものを「線形」と表記した。そして、円形に近いものはその面積により、大、中、小の３段階で表した。また、線形であるものは細さにより３段階に分け、細い順にＡ、Ｂ、Ｃで表した。細い方がさらに色の変化を小さく抑えることができ、好ましいといえる。
＜視野角色相変化＞
図４に模式図を示したように、評価対象である積層体の面の中心から延びる法線ｎに対してθ＝６０°傾斜した視野角度における色を測定した。図４の上方の図は積層体を平面視した図、図４の下方は積層体を側面から見た図である。図４からわかるように、θ＝６０°の視野角度はＯを中心に円を描くように存在するので、Ｓを起点として矢印Ｋに沿ってＯを中心とした円を描くように一周に亘って各位置における色相を得た。
その結果として図５（ａ）、図５（ｂ）に１つずつ例を示したように、一周した際に色の変化が生じることからこれをｘ－ｙ表色系のｘｙ座標に表した。これにより、６０°視野角度における、方位（周方向位置）と色の変化との関係を評価することができる。
色相の変化は少ない方がよく、６０°視野角度で一周する際に様々な色を跨がないことが好ましい。従って、図５（ａ）にＥ１示したような円形に近いものより、図５（ｂ）にＥ２で示した細い形状のものが色相の変化が少なく好ましいといえる。
表１に各条件における結果を表した。表１では、Ｅ１のように円形に近いもの「円形」、Ｅ２で示した細い形状のものを「線形」と表記した。そして、円形に近いものはその面積により、大、中、小の３段階で表した。また、線形であるものは細さにより３段階に分け、細い順にＡ、Ｂ、Ｃで表した。細い方がさらに色の変化を小さく抑えることができ、好ましいといえる。
表１に視野角色相の変化の結果を示した。
表１からわかるように、ΔＮＡが１．０より大きい範囲では線形となり、色相の変化を小さく抑えることができた。
また、０．９４≦ΔＮＡ≦１．１０、かつ、０．８２≦ΔＮＣ≦１．００では、線形である場合と円形である場合とがあるが、円形である場合でもその面積が中又は小であり、色相の変化は比較的小さいといえる。
また、０．９４≦ΔＮＡ≦１．１０、かつ、０．８２≦ΔＮＣ≦１．００では、線形である場合と円形である場合とがあるが、円形である場合でもその面積が中又は小であり、色相の変化は比較的小さいといえる。
＜積層時の位相差＞
ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとを積層した状態で、波長４５０ｎｍでの厚み方向リタデーションＲｔｈｐ、波長５５０ｎｍでの厚み方向リタデーションＲｔｈｑ、波長６５０ｎｍでの厚み方向リタデーションＲｔｈｒを算出し、これらＲｔｈｐ、Ｒｔｈｑ、Ｒｔｈｒのうち最大の値と、最小の値との差を算出し、Ｒｔｈｓを得た。表２に結果を示す。
ポジティブＡプレートとポジティブＣプレートとを積層した状態で、波長４５０ｎｍでの厚み方向リタデーションＲｔｈｐ、波長５５０ｎｍでの厚み方向リタデーションＲｔｈｑ、波長６５０ｎｍでの厚み方向リタデーションＲｔｈｒを算出し、これらＲｔｈｐ、Ｒｔｈｑ、Ｒｔｈｒのうち最大の値と、最小の値との差を算出し、Ｒｔｈｓを得た。表２に結果を示す。
このＲｔｈｓの結果と、上記した色相の変化の評価結果との対比を行ったところ、Ｒｔｈｓが２５以下であるときに特に色相の変化が少ないことがわかった。
１０ 位相差フィルム
１１ 基材
１２ 配向膜
１３ ポジティブＣプレート
１４ ポジティブＡプレート
２０ 液晶表示装置
２２ 面光源装置
２３ 液晶表示パネル
２４ 直線偏光板
２５ 液晶セル
２６ 光学機能積層体
２７ 偏光子
２８ 基材
３０ 有機ＥＬ表示装置
３３ 有機ＥＬ表示パネル
３６ 光学機能積層体
３７ 偏光子
３８ 基材
１１ 基材
１２ 配向膜
１３ ポジティブＣプレート
１４ ポジティブＡプレート
２０ 液晶表示装置
２２ 面光源装置
２３ 液晶表示パネル
２４ 直線偏光板
２５ 液晶セル
２６ 光学機能積層体
２７ 偏光子
２８ 基材
３０ 有機ＥＬ表示装置
３３ 有機ＥＬ表示パネル
３６ 光学機能積層体
３７ 偏光子
３８ 基材
Claims (5)
- 液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルとともに用いられ画像表示装置の一部として配置される位相差フィルムであって、
ポジティブＡ型の特性を備えるポジティブＡプレート、及び、ポジティブＣ型の特性を備えるポジティブＣプレートを有し、
前記ポジティブＡプレートの４５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ４５０、５５０ｎｍの波長における正面リタデーションをＲｅＡ５５０としたとき、ＲｅＡ４５０／ＲｅＡ５５０で得られるΔＮＡが、０．９４以上１．１０以下であるとともに、
前記ポジティブＣプレートの４５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーションをＲｔｈＣ４５０、５５０ｎｍの波長における厚み方向リタデーションをＲｔｈＣ５５０としたとき、ＲｔｈＣ４５０／ＲｔｈＣ５５０で得られるΔＮＣが、０．８５以上１．００以下であり、
前記ポジティブＡプレートと前記ポジティブＣプレートとの積層状態における波長４５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈ ｐ 、前記ポジティブＡプレートと前記ポジティブＣプレートとの積層状態における波長５５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈ ｑ 、前記ポジティブＡプレートと前記ポジティブＣプレートとの積層状態における波長６５０ｎｍでの厚み方向リタデーションをＲｔｈ ｒ 、としたとき、前記Ｒｔｈ ｐ 、前記Ｒｔｈ ｑ 、前記Ｒｔｈ ｒ のうち最大の値と、最小の値との差が２５以下である、
位相差フィルム。 - 前記ポジティブＡプレート、及び前記ポジティブＣプレートの少なくとも一方が重合性棒状液晶材料を含有してなる請求項１に記載の位相差フィルム。
- 波長５５０ｎｍにおける前記ポジティブＡプレートの正面リタデーションが１１０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
- ２つの偏光板と、
該２つの偏光板の間に配置される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位相差フィルムと、を具備する偏光板補償フィルム。 - 有機ＥＬ積層体の出光側に配置される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位相差フィルムと、
前記位相差フィルムに積層される直線偏光させる偏光子と、
を備える外光反射防止フィルム。
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