KR101432347B1

KR101432347B1 - 위상차 필름, 적층 편광 필름, 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101432347B1
Application number: KR1020097024841A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 우치야마; 유헤이 오노; 쥬호우 마츠오; 사토시 기타자와
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2014-08-20
Also published as: TW200912481A; CN101680990B; JPWO2008146924A1; KR20100024924A; WO2008146924A1; US8203676B2; CN101680990A; US20100283949A1; JP4489145B2; HK1139741A1; TWI471652B

Abstract

위상차의 제어성이 현저하게 향상되고, 또, 위상차의 파장 의존성에 대해서도 충분히 제어할 수 있으며, 또한, 액정 표시 장치에 채용한 경우에 높은 레벨에서의 광시야각화를 실현할 수 있는 위상차 필름, 당해 위상차 필름을 사용한 광시야각화를 실현할 수 있는 적층 편광 필름, 및, 고성능화, 특히 광시야각화된 액정 표시 장치를 제공한다. 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절의 양자를 동시에 갖는 구조체를 위상차 필름으로서 사용한다. 구체적으로는, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층 (11, 12) 을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조 (13) 를 포함하고, 이들 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층은 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층인 위상차 필름으로 한다.

위상차 필름, 적층 편광 필름, 액정 표시 장치

Description

위상차 필름, 적층 편광 필름, 및 액정 표시 장치{PHASE DIFFERENCE FILM, STACKED POLARIZATION FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 각종 광학 장치, 특히 액정 표시 장치에 바람직하게 사용되는 위상차 필름, 당해 위상차 필름을 사용한 적층 편광 필름, 및, 액정 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 광학적 이방성을 갖는 필름은 위상차 필름이나 광학 보상 필름, 시야각 확대 필름 등으로서 널리 이용되고, 액정 표시 장치의 광학 성능 향상에 현저하게 공헌해 왔다. 본 명세서에 있어서는, 위상차 필름, 광학 보상 필름, 시야각 확대 필름 등의 광학적 이방성을 갖는 필름으로서, 각종 광학 장치에 사용할 수 있는 필름 전부를「위상차 필름」으로 정의하는 것으로 한다.

이와 같은 위상차 필름에 대해서는, 요구되는 각종 성능의 향상에 있어서, 이미 각종 제안이 이루어져 있다. 특히, 액정 표시 장치의 시야각을 개선하는 기술은, 위상차 필름에 있어 중요한 자리 매김이며, 많은 제안이 이루어져 있다.

예를 들어, 특허 문헌 1 ∼ 4 에는, 위상차 필름의 면내에 평행 또는 직교하고, 서로 직교하는 3 개의 방향의 주굴절률 (n_x, n_y, n_z, 이하, 삼차원 굴절률이라 고 한다) 을 제어하는 것이 기재되어 있다. 구체적으로는, 특허 문헌 1 ∼ 4 에는 두께 방향의 주굴절률 (n_z) 을 면내의 2 개의 주굴절률 (n_x, n_y) 의 어느 일방보다 크고, 또한, 나머지의 일방보다 작게 하는 것이 기재되어 있다. 이와 같이 3 개의 방향의 주굴절률 (n_x, n_y, n_z) 을 제어하면, 위상차 필름의 위상차의 시야각 의존성을 제어할 수 있고, 결과적으로, 액정 표시 장치의 광시야각화를 실현할 수 있다.

그러나, 특허 문헌 1 ∼ 4 에 기재된 방법은, 위상차 필름을 구성하는 고분자의 배향에 의한 복굴절 (이하, 분자 배향성 복굴절이라고 한다) 을 이용하는 것이기 때문에, 얻어지는 위상차 필름의 성능에는 한계가 있었다. 또, 두께 방향의 주굴절률 (n_z) 을 면내의 2 개의 주굴절률 (n_x, n_y) 의 중간값으로 하기 위해서는, 매우 복잡한 연신 방법을 채용할 필요가 있었다. 그리고, 이와 같은 주굴절률을 갖는 위상차 필름을 얻기 위해서는, 복잡한 연신 방법을 이용하고 있기 때문에, 위상차 값의 섬세한 제어에는 큰 곤란성을 수반하며, 또, 위상차의 파장 의존성에 대해서도 충분히 제어할 수 없다는 문제가 있었다.

액정 표시 장치의 광시야각화를 실현하기 위한 다른 방법으로서 복수의 위상차 필름을 점착제 등으로 부착함으로써, 목적의 효과를 달성하고자 하는 방법도 제안되어 있다. 예를 들어 특허 문헌 5 에는, 면내에 광학축을 갖는 정 (正) 의 1 축성 광학 필름과 면내에 광학축을 갖는 부 (負) 의 1 축성 광학 필름을 적층함으로써, 위상차 필름의 시야각 의존성을 개량하는 기술이 기재되어 있다. 특허 문헌 5 의 방법에 의하면, 복잡한 연신 방법을 채용하지 않고, 위상차의 제어를 실시할 수 있게 된다.

그러나, 특허 문헌 5 에 기재된 방법도, 분자 배향성 복굴절만을 이용한 방법이기 때문에, 얻어지는 위상차 필름의 성능에는 한계가 있었다. 또, 얻어지는 광학 특성은, 정의 1 축성 광학 필름과 부의 1 축성 광학 필름의 2 종류의 광학 특성의 혼합 결과가 되기 때문에, 광학 특성, 특히 위상차의 파장 분산을 자유롭게 제어하는 것은 곤란하였다.

액정 표시 장치의 광시야각화를 실현하기 위한 또 다른 방법으로서 특허 문헌 6 에는, 단층에서는 위상차를 발현하지 않는 굴절률이 상이한 2 종의 무기 재료 로 이루어지는 등방성의 층을 교대로 적층하고, 반복 다층 구조를 형성함으로써, 면내와 두께 방향에 위상차를 부여하여 복굴절을 발현하는 (이하, 구조성 복굴절이라고 한다) 방법이 기재되어 있다. 특허 문헌 6 에 기재된 적층 위상차 필름은, 구조성 복굴절을 이용하여, 부의 C 플레이트 (즉, 면내의 2 개의 주굴절률 (n_x, n_y) 이 동등하고, 또한 표면에 대한 법선 방향의 주굴절률 (n_z) 이 면내의 2 개의 주굴절률 (n_x, n_y) 보다 작은 플레이트) 를 액정 표시 장치에 이용하고자 하는 것으로서, 특허 문헌 6 에는, 트위스트 네마틱 (TN) 형의 액정 표시 장치에 당해 필름을 채용하여, 액정 표시 장치의 시야각을 개량하는 예가 기재되어 있다.

그러나, 특허 문헌 6 에 기재된 방법은, 구조성 복굴절만을 이용한 방법이기 때문에, 얻어지는 위상차 필름의 성능에는 한계가 있었다. 또, 특허 문헌 6 에 기재된 방법으로는 부의 1 축 이방성의 다층 구조체밖에 얻을 수 없었다.

광학 분야에 사용되는 위상차 필름에는, 새로운 성능의 향상, 및, 보다 고도의 위상차 제어가 강하게 요구되고 있으며, 이들 요구는 지금도 계속되고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평02-160204호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평04-127103호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평05-157911호

특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평07-230007호

특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 평03-024502호

특허 문헌 6 : 미국 특허 제5196953호 명세서

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은, 위상차를 높은 제어성으로 제어할 수 있고, 또한 위상차의 파장 의존성에 대해서도 충분히 제어할 수 있으며, 그것에 의해 액정 표시 장치에 채용한 경우에 높은 레벨에서의 광시야각화를 실현할 수 있는 위상차 필름을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명 다른 하나의 목적은, 광시야각화를 실현할 수 있는 적층 편광 필름, 및, 시야각이 대폭적으로 확대된 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 하기에 나타내는 본 발명에 이르렀다.

본 발명의 위상차 필름은, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 포함하고, 상기 반복 다층 구조는, 구조성 복굴절을 발현하며, 상기 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층은, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 이다.

본 발명의 적층 편광 필름은, 본 발명의 위상차 필름과 편광 필름이 적층되어 이루어진다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 본 발명의 위상차 필름을 구비하여 이루어진다.

발명의 효과

본 발명의 위상차 필름은, 분자 배향성 복굴절과 구조성 복굴절의 양자를 동시에 사용하고 있으므로, 현저하게 향상된 위상차의 제어성을 갖는다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은, 종래 얻을 수 없었던 또는 얻기 힘든 위상차에 관한 특성을 얻을 수 있게 하며, 또 위상차 필름에 요구되는 폭넓은 요구에 대응할 수 있게 하기 위한 신규 구성을 갖는 위상차 필름이다.

따라서 예를 들어 본 발명의 위상차 필름에 의하면, 복잡한 배향 처리를 실시하지 않고, 두께 방향의 주굴절률 (n_z) 을 면내의 2 개의 주굴절률 (n_x, n_y) 의 중간의 값으로 할 수 있다.

또 예를 들어, 본 발명의 위상차 필름에 의하면, 분자 배향성 복굴절과 구조성 복굴절의 양자를 동시에 사용함으로써, 위상차의 파장 의존성에 대해서도 충분히 제어할 수 있고, 즉, 본 발명의 위상차 필름에 의하면, 면내 위상차 값 (R (λ) 값) 과 두께 방향 위상차 값 (Rth (λ) 값) 을, 별개 독립적으로 제어할 수 있게 된다.

또, 본 발명의 위상차 필름에 있어서, 구조성 복굴절을 발현하기 위한 반복 다층 구조를 구성하는 층으로서 적어도 1 종의 부의 광학적 이방성을 갖는 층과 적어도 다른 1 종의 광학적으로 거의 등방성인 층을 사용하면, 종래 얻기 곤란했던 광학적 이방성을 실현하는 것이 용이해지고, 또 설계시에 고려해야 할 파라미터가 적어짐으로 위상차 제어성이 개량된다.

또, 본 발명의 위상차 필름에 있어서, 구조성 복굴절을 발현하기 위한 반복 다층 구조를 구성하는 층으로서 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 부의 광학적 이방성을 갖는 층을 사용하면, 분자 배향성 복굴절에 의해 보다 큰 면내의 광학적 이방성을 확보하기 쉽고, 또 반복 다층 구조의 삼차원 굴절률을 보다 자유롭게 제어할 수 있다.

즉 예를 들어, 본 발명의 위상차 필름에 있어서, 부의 광학적 이방성을 갖는 2 종류의 층을 구성 단위로서 존재시키고, 또한 양자의 지상축을 대략 평행하게 하면, 면내의 광학적 이방성을 가산할 수 있고, 그 결과, 분자 배향성 복굴절에 의한 면내의 보다 큰 광학적 이방성을 확보할 수 있게 되고, 또 반복 다층 구조의 삼차원 굴절률을 보다 자유롭게 제어할 수 있다.

본 발명의 위상차 필름은, 다양한 광학적 특성을 제공할 수 있게 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 위상차 필름과 편광 필름을 적층하면, 높은 레벨의 시야각 확대 성능을 갖는 적층 편광 필름을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 위상차 필름과 액정 셀을 조합함으로써, 표시 성능, 특히 시야각 특성을 현저하게 개선한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

도 1 은 본 발명의 위상차 필름의 반복 다층 구조 및 굴절률 타원체의 개략도.

도 2 는 각 층이 광학적으로 등방성인 종래 기술의 반복 다층 구조 및 굴절률 타원체의 개략도.

도 3 은 3 종의 층이 구성 단위가 되는 본 발명의 반복 다층 구조 및 굴절률 타원체의 개략도.

도 4 는 두께 비율이 상이한 2 종의 층을 구성 단위로 하는 본 발명의 반복 다층 구조의 개략도.

도 5 는 본 발명의 적층 편광 필름의 구성 개략도.

도 6 은 본 발명의 액정 표시 장치의 구성 개략도.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

<위상차 필름>

본 발명의 위상차 필름은, 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절의 양자를 동 시에 사용하는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 위상차 필름은, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 포함하고, 여기에서, 당해 반복 다층 구조는 구조성 복굴절을 발현하고, 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층은 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 이다.

특히 본 발명의 위상차 필름은, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 포함하고, 여기에서, 당해 반복 다층 구조는 구조성 복굴절을 발현하고, 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층은, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 또한 적어도 2 종의 층 중 다른 적어도 1 종의 층은 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 이다.

또 특히 본 발명의 위상차 필름은, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 포함하고, 여기에서, 당해 반복 다층 구조는 구조성 복굴절을 발현하고, 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층은, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 또한 적어도 2 종의 층 중 다른 적어도 1 종의 층은 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 이다.

또한, 구조성 복굴절을 효과적으로 발현시키기 위해서는, 각 층의 막 두께는 광의 파장보다 충분히 작을 필요가 있고, 그 결과, 본 발명의 위상차 필름은 반복 다층 구조에서 기인되는 내부 반사가, 가시광 영역에 있어서 실질적으로 존재하지 않는 위상차 필름이다.

여기에서, 본 발명에서는 위상차 필름, 광학 보상 필름, 시야각 확대 필름 등의 광학적 이방성을 갖는 필름으로서 각종 광학 장치에 사용할 수 있는 필름의 전부를「위상차 필름」으로서 정의하는 것으로 한다.

[종래의 위상차 필름과의 비교]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층의 두께는 구조성 복굴절을 발현함과 함께, 다층 구조에서 기인되는 내부 반사를 가시광 영역에 있어서 실질적으로 존재시키지 않기 위해, 가시광의 파장보다 충분히 작게 할 필요가 있다. 본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층의 두께는 매우 얇기 때문에, 본 발명의 위상차 필름은 반복 다층 구조를 형성하고 처음으로 위상차 필름으로서의 기능을 발현하는 것이다.

또, 종래의 위상차 필름에 있어서도, 복수의 위상차 필름을 적층시켜 사용하는 경우가 있었지만, 이 경우에 있어서도, 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절의 양방을 동시에 이용하여 고도의 광학적 이방성을 제어하는 것은 아니었다. 따라서, 본 발명의 위상차 필름과, 위상차 필름을 단순히 복수장 적층시켜 사용하는 종래 기술의 위상차 필름은 설계 사상이 근본적으로 상이하다.

[분자 배향성 복굴절과 구조성 복굴절]

본 발명에 있어서의「분자 배향성 복굴절」이란, 분자 혹은 원자의 배향 또는 배열에 의해 발현되는 굴절률 광의 전파 방향에 의한 상위, 즉 복굴절이고, 고분자나 액정 등의 배향, 결정성 물질에 의한 배향 등에 의해 발현하는 광학적 이방성이다.

분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 경우에는, 매질을 굴절률 타원체로 근사시켜, 삼차원 굴절률 n_x, n_y 및 n_z 로 표기한 경우에, 이 3 개의 굴절률 중 적어도 1 개의 굴절률이 다른 2 개의 굴절률과 상이한 상태가 된다. 위상차 필름에서는, 이 3 개의 굴절률 중, 면내의 굴절률인 n_x 및 n_y 의 값이 상이한 상태가 되면, 면내에 있어서 분자 배향성 복굴절이 존재하는 상태가 된다.

한편,「구조성 복굴절」이란, 상기의 분자 배향성 복굴절과는 상이하여, 분자 혹은 원자 레벨에서는 배향하고 있지 않아도, 굴절률이 상이한 매체가 광의 파장보다 충분히 작은 사이즈의 반복 구조체를 형성함으로써 발현하는 광학적 이방성을 가리킨다.

본 발명에 있어서, 구조성 복굴절을 발현시키기 위해서는, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층의 반복 다층 구조를 형성할 필요가 있다. 또한, 이 반복 다층 구조에 있어서는 굴절률이 상이한 층간의 계면이, 필름 표면에 대략 평행한 것이 바람직하다.

[위상차 필름의 광학적 이방성 발현의 원리]

이하에, 본 발명의 위상차 필름의 광학적 이방성의 발현 원리를 기재한다.

또한, 본 발명에 관하여, 1 축성의 위상차 필름의 경우에는 굴절률 타원체 근사에 있어서의 이상광 (異常光) 굴절률 방위를「광학축」방위로 정의한다. 한편으로, 2 축성인 경우에는, 본 발명에서는「광학축」을 정의하지 않는다. 또, 어느 경우에 있어서도, 매질 면내의 최대 굴절률 방위를「지상축」이라고 한다.

본 발명의 위상차 필름은, 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절을 고도로 융합하여 이용하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 위상차 필름은 다른 종래의 위상차 필름, 예를 들어 구조성 복굴절을 갖는 부분과 분자 배향성 복굴절을 갖는 부분이 동시에 존재하고 있다고 해도, 그것들이 광학적으로 독립하여 존재하고, 광학적으로 단순한 2 개의 광학적 이방성 매질이 조합되어 작용하는 다른 종래의 위상차 필름과는 구조가 크게 상이하다. 본 발명의 위상차 필름에서는, 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절이 고도로 융합하고, 그 결과, 얻어지는 반복 다층 구조는 광학적으로 1 개의 광학적 이방성 매질이 된다. 그리고 이것은, 본 발명과 같은 반복 다층 구조를 사용함으로써 비로소 실현할 수 있는 것이다.

본 발명의 위상차 필름은, 1 개의 광학적 이방성 매질이기 때문에, 측정 파장이 결정되면 3 개의 삼차원 굴절률 (n_x, n_y, n_z) 만으로 광학적 이방성을 표현할 수 있고, 그리고, 이 삼차원 굴절률을 자유롭게 제어할 수 있다. 따라서, 종래에는 얻기 곤란하였거나, 혹은, 종래에는 얻는 것이 불가능했던 특성의 위상차 필름에 대해서도 제어하여 얻을 수 있다.

여기에서, 본 발명과의 대비 설명을 위해서, 상기 서술한 특허 문헌 6 에 기재되어 있는 다층 구조에 대해 설명한다. 도 2 는, 특허 문헌 6 에 기재되어 있는 다층 구조의 개략도이다. 특허 문헌 6 에 있어서의 다층 구조는, 각 층이 광학적으로 등방성의 구조이다. 여기에서 도 2 에 있어서, 21 은 H 층 (광학 등방층) 이고, 22 는 L 층 (광학 등방층) 이고, 23 은 광학 등방성인 층만으로 이 루어지는 반복 다층 구조이고, 24 는 다층 구조 (23) 의 굴절률 타원체이다.

도 2 에 나타내는 구성의 광학적 이방성 매질의 굴절률 이방성은, 이하의 식 (7) 및 (8) 로 나타낸다. 이들 식의 근거는,「유효 매질 근사 이론」을 기초로 하고 있다. 이 이론은, 광의 파장보다 충분히 작은 반복 다층 구조에 있어서는 굴절률이 평균화된다는 것이다. 각 층의 막 두께가 광의 파장보다 충분히 작으며, 또한, 굴절률이 상이한 2 종의 층의 반복 다층 구조를 형성하고, 또한, 각 층간의 계면이 매체의 표면에 평행할 때에는, 이하의 식 (7) 및 (8) 이 성립되는 것으로 알려져 있다.

여기에서, n_o, n_e 는 각각, 도 2 의 매질 (23) 의 상광 (常光) 굴절률, 이상광 굴절률이다.

도 2 의 24 는, 매질 (23) 의 굴절률 타원체를 나타내고, 굴절률 타원체 (24) 로 나타낸 n_o, n_e 의 방향은, 매질 (23) 의 n_o, n_e 의 방향과 일치한다. d_H, d_L, n_H, n_L 은 각각, H 층 (21) 의 막 두께, L 층 (22) 의 막 두께, H 층의 굴절률, L 층의 굴절률을 나타낸다. 식 (7) 및 (8) 로부터 수학적으로 분명하지만, 2 개의 층의 굴절률이 상이한 조건 하에서는, 이하의 식 (9) 가 성립된다.

n_o>n_e (9)

식 (9) 는, 도 2 의 매질 (23) 이 부의 1 축 이방성을 나타내는 것을 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 위상차 필름의 다층 구조의 모식도를 도 1 에 나타낸다. 여기에서 도 1 에 있어서, 11 은 제 1 층이고, 12 는 제 2 층이고, 13 은 본 발명의 위상차 필름에 있어서의 반복 다층 구조로서, 평균 굴절률이 상이한 2 종의 층 (11 및 12) 이 교대로 적층되어 있고, 14 는 반복 다층 구조 (13) 의 굴절률 타원체이고, 15 는 제 1 층의 굴절률 타원체이고, 16 은 제 2 층의 굴절률 타원체이다.

도 1 에 나타내는 바와 같은 본 발명의 반복 다층 구조에 있어서, 층을 형성하는 어느 매질도 광학적 이방성이 굴절률 타원체에 의해 근사할 수 있고, 또한, 유효 매질 근사를 적용할 수 있는 경우, 반복 다층 구조의 삼차원 굴절률은, 식 (7) 및 (8) 을 확장하여, 이하의 식 (10) ∼ (12) 와 같이 도출된다.

식 중,

n_x, n_y, n_z : 도 1 에 있어서의 반복 다층 구조 (13) 의 삼차원 굴절률로서, 각각 굴절률 타원체 (14) 의 직교 좌표의 x 축, y 축, z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 방향 : 반복 다층 구조 (13) 의 면내에 광학적 이방성이 존재하는 경우에는 면내의 지상축 방향

y 축 방향 : 반복 다층 구조 (13) 의 면내에 있어서의 x 축 방향에 수직인 방위 (즉, x 축 및 y 축으로 형성되는 평면은, 반복 다층 구조 (13) 의 표면에 평행)

z 축 방향 : 반복 다층 구조 (13) 의 면에 대한 법선 방향

n_1x, n_1y, n_1z : 도 1 에 있어서의 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (11) 에 대한, 굴절률 타원체 (15) 로 나타내는 삼차원 굴절률로서, 각각 직교 좌표의 x 축, y 축 및 z 축 방향에 있어서의 굴절률 (층 (11) 의 면내에 광학적 이방성이 존재하는 경우에는, 그 굴절률이 최대의 방위가 되는 축인 지상축은, x 축 또는 y 축의 어느 것에 평행한 것으로 정의한다)

n_2x, n_2y, n_2z : 도 1 에 있어서의 부의 광학적 이방성 또는 광학적으로 거의 등방성을 갖는 층 (12) 에 대한, 굴절률 타원체 (16) 로 나타내는 삼차원 굴절률로서, 각각 직교 좌표의 x 축, y 축 및 z 축 방향에 있어서의 굴절률 (층 (12) 의 면내에 광학적 이방성이 존재하는 경우에는, 그 굴절률이 최대의 방위가 되는 축인 지상축은, x 축 또는 y 축의 어느 것에 평행한 것으로 정의한다)

d₁, d₂ : 각각 층 (11) 및 층 (12) 의 막 두께 (㎚)

본 발명에서는 특별히 언급이 없는 한, 1 개의 반복 다층 구조의 삼차원 굴절률은 상기한 바와 같이 정의된다.

즉, 상기 식 (10) ∼ (12) 로 나타내는 바와 같이, 본 발명의 위상차 필름에서는, 층 구조와 각 층의 분자 배향성 복굴절의 쌍방에 의해 반복 다층 구조의 광학적 이방성이 결정되고 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 이들 쌍방의 특성을 사용함으로써, 종래에는 실현이 매우 곤란했던 특이한 광학적 이방성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 상기 식 (10) ∼ (12) 는 파장에 의존하고 있다. 층 구조에 의한 구조성 복굴절과 각 층의 분자 배향성 복굴절은 일반적으로, 서로 상이한 파장 분산 특성을 갖고 있기 때문에, 이들 쌍방을 제어함으로써, 종래에는 실현될 수 없었던 파장 분산 특성을 얻을 수 있게 된다.

이에 반하여, 상기 기재된 바와 같이, 각 층 전부가 광학적으로 등방성인 특허 문헌 6 에 기재된 반복 다층 구조에서는, 식 (9) 로 나타내는 이방성밖에 얻을 수 없다. 이 때문에, 특허 문헌 6 에 기재된 반복 다층 구조에서는, 본 발명의 반복 다층 구조와 비교하여, 이방성의 제어성이 부족한 것을 이해할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 보다 구체적인 광학적 이방성의 예에 대해서는, 후술하는 설계예 및 실시예에 있어서 상세히 서술한다.

<반복 다층 구조>

본 발명의 위상차 필름은, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 포함한다. 본 발명에서는, 반복 다층 구조에 의해 구조성 복굴절을 발현한다.

[반복 다층 구조를 구성하는 층 종류의 수]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조는, 평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하고 있으면 되고, 서로 굴절률이 상이한 3 종 이상의 층을 구성 단위로서 포함해도 된다. 그러나, 광학적 이방성의 제어성의 용이함, 특히 제조상의 용이함의 관점에서 1 개의 반복 다층 구조에 있어서의 평균 굴절률이 상이한 층의 종류는 2 종인 것이 바람직하다.

상기한 도 2 및 식 (10) ∼ (12) 는, 2 종의 평균 굴절률이 상이한 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조의 경우에 대해 나타내고 있다. 반복 다층 구조가, 2 종의 굴절률이 상이한 층 A 와 층 B 만을 포함하는 경우에는, 층 A 와 층 B 의 배열로서는, (AB) (AB) (AB) … (AB) 와 같이, 항상 층 A 와 층 B 의 순서가 동일한 경우, (AB) (BA) (AB) … (BA) 와 같이, 층 A 와 층 B 의 차례가 규칙적 혹은 랜덤하게 상이한 경우를 들 수 있고, 본 발명의 광학 성능을 얻는 데 있어서는, 어느 배열이어도 된다. 여기에서, () 안은 최소 반복 단위를 나타내고 있는데, 위상차 제어성의 관점에서는 최소 반복 단위에 있어서의 층 A 와 층 B 의 순열은, 1 개의 반복 다층 구조에서는 일정한 것이 바람직하다.

도 3 은, 3 종의 층이 구성 단위가 되는 반복 다층 구조를 나타내는 도면이다. 여기에서 이 도 3 에 있어서, 31 은 제 1 층이고, 32 는 제 2 층이고, 33 은 제 3 층이고, 34 는 본 발명의 위상차 필름에 있어서의 반복 다층 구조이고, 35 는 반복 다층 구조 (34) 의 굴절률 타원체이고, 36 은 제 k 층 (k=1 ∼ 3) 의 굴절률 타원체이다.

3 종 이상의 층의 반복 다층 구조의 구성은, 예를 들어 3 종의 굴절률이 상이한 층 A, 층 B, 층 C 가 있다고 하면, (A/B/C)/ (A/B/C)/ (A/B/C)/… (A/B/C), (A/B/C)/ (B/C/A)/ (A/B/C)/… (C/B/A) 등이다. 즉, 상기 동일하게 () 안은 최소 반복 단위를 나타내고 있는데, 최소 반복 단위에 있어서의 층 A, 층 B, 층 C 의 순열은 상관없다. 그러나, 제조의 용이성이나 위상차 제어성의 관점에서 최소 반복 단위의 순열은 반복 다층 구조에 있어서 모두 동일한 것이 바람직하다.

여기에서, 평균 굴절률이 상이한 2 종의 층의 반복 다층 구조에 대한 식인 상기 식 (10) ∼ (12) 를 평균 굴절률이 상이한 n 종류의 층의 반복 다층 구조로 확장하면, 하기의 식 (13) ∼ (15) 가 얻어진다.

식 중,

n_x, n_y, n_z : 도 3 에 있어서의 반복 다층 구조 (34) 에 대한, 굴절률 타원체 (35) 로 나타내는 삼차원 굴절률로서, 각각 직교 좌표의 x 축, y 축, z 축 방향에 있어서의 굴절률

x 축 방향 : 반복 다층 구조 (34) 의 면내에 광학적 이방성이 존재하는 경우에는 면내의 지상축 방향

y 축 방향 : 반복 다층 구조 (34) 의 면내에 있어서의 x 축 방향에 수직인 방위 (즉, x 축 및 y 축으로 형성되는 평면은, 반복 다층 구조 (34) 의 표면에 평행이 된다)

z 축 방향 : 반복 다층 구조 (34) 의 면에 대한 법선 방향

n_kx, n_ky, n_kz : 도 3 에 있어서의 제 k 층 (예를 들어, 도면 중 31, 32 또는 33) 에 대한, 굴절률 타원체 (36) 로 나타내는 삼차원 굴절률로서, 각각 직교 좌표의 x 축, y 축, z 축 방향에 있어서의 굴절률 (제 k 층의 면내에 광학적 이방성이 존재하는 경우에는, 그 지상축은 x 축 또는 y 축의 어느 것에 평행한 것으로 정의한다)

d_k : 제 k 층의 막 두께 (㎚).

[층간 블렌드 영역]

반복 다층 구조의 각 층 사이에, 각 층을 형성하는 재료가 서로 섞인 블렌드 영역이 존재해도 된다. 특히 다층 용융 압출에 의해 반복 다층 구조를 제조한 경우에는, 압출 조건이나 사용한 재료 등에 따라서는, 이와 같은 영역이 존재하는 경우가 있다. 단, 블렌드 영역의 막 두께는 광의 파장보다 충분히 작을 필요가 있다. 광의 파장보다 충분히 작지 않을 경우에는 내부 반사나 헤이즈를 일으키 는 경우가 있다.

블렌드 영역의 두께는, 주사 전자현미경이나 투과 전자현미경 등의 전자현미경으로 반복 다층 구조의 단면을 관찰함으로써 확인할 수 있다. 예를 들어, 투과 전자현미경에 의한 투과 전자수의 두께 방향의 라인 프로파일에 의해, 각 층 두께와 블렌드 영역 두께를 확인할 수 있다.

블렌드 영역에 있어서는 2 개의 재료의 블렌드 비율은 두께 방향에 대해 거의 선형으로 변화하고 있는 것으로 생각된다. 따라서, 블렌드 영역의 광학 이방성은 선형으로 변화하는 구성 분율에 의해 기술할 수 있기 때문에, 블렌드 영역이 존재하는 경우에는 식 (7) 및 (8) 은 각각, 하기 식 (7') 및 (8') 과 같이 나타낸다.

식 중,

d_B : 블렌드 영역의 막 두께

동일하게 식 (10) ∼ (12) 나 블렌드 영역을 고려한 경우에는, 각각 하기 식 (10') ∼ (12') 와 같이 변형할 수 있다.

식 중,

d_B : 블렌드 영역의 막 두께

이 생각은 또한, n 종류의 층의 반복 다층 구조에 있어서도 각 층간에 블렌드 영역이 있는 것으로 하여 적용할 수 있고, 상기 식 (13) ∼ (15) 는 각각, 하기 식 (13') ∼ (15') 와 같이 변형할 수 있다.

식 중,

d_k : 제 k 층의 막 두께 (㎚)

b_k : 제 k 층과 제 k-1 층 사이에 존재하는 블렌드 영역의 막 두께 (㎚)

블렌드 영역의 막 두께는, 예를 들어 다층 용융 압출법을 이용하여 반복 다층 구조를 만드는 경우, 다층화한 후에 다이로부터 압출할 때까지의 체류 시간, 층류의 상태 등에 따라 조정할 수 있다. 또, 블렌드 영역의 막 두께는, 각 층을 형성하는 재료의 상용성 등에 따라서도 조정할 수 있다.

블렌드 영역의 존재에 의해 밀착성이 향상되거나, 각 층의 층 두께의 변동 에 대해 위상차 필름 전체의 광학 특성이 변동되기 어려워지는 효과가 있다. 그러나, 상기 식 (10') ∼ (12'), 및 (13') ∼ (15') 로부터 분명한 바와 같이, 블렌드 영역이 많아짐에 따라 구조성 복굴절은 작아지기 때문에, 각 층을 형성하는 재료의 굴절률이나 목적으로 하는 광학 특성을 만족하는 범위에서 블렌드 영역의 두께를 조정하는 것이 바람직하다.

또, 블렌드 영역이 많아진 결과, 단독 재료의 층이 없어져 블렌드 영역만으로 되고, 반복 다층 구조가 굴절률 구배의 연속체가 되어도 된다. 그 경우에 있어서도 식 (7') 및 (8') 는, 블렌드 영역 중에서 고굴절률 재료의 블렌드 비율이 가장 높은 부분의 굴절률을 n_H 로 하고, 저굴절률 재료의 블렌드 비율이 가장 높은 부분의 굴절률을 n_L 로 함으로써 동일하게 취급할 수 있다. 식 (10') ∼ (12') 및 식 (13') ∼ (15') 에 있어서도 동일하게 취급할 수 있다.

[반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 층의 두께]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 층의 두께는, 위상차 제어성의 관점에서 층의 종류의 수에 의하지 않고, 1 개의 반복 다층 구조에 있어서의 각 층의 막 두께를 층의 종류마다 거의 동일하게 하는 것이 바람직하다.

또, 동일한 종류의 층에 대해서는, 동일한 종류의 층의 막 두께의 평균인 평균값으로부터의 어긋남이, ±50 % 이하의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이 평균값으로부터의 어긋남은, 보다 바람직하게는 ±40 % 이하, 더욱 바람직하게는 ±30 % 이하, 가장 바람직하게는 ±10 % 이하이다.

또한, 각 층의 두께는, 주사 전자현미경이나 투과 전자현미경 등의 전자현미경에 의해, 반복 다층 구조의 단면을 관찰함으로써 확인할 수 있다. 또, 상기 식 (10) ∼ (12), 및 식 (13) ∼ (15) 로부터 분명한 바와 같이, 반복 다층 구조에 있어서의 상이한 종류의 층의 두께 비는, 반복 다층 구조 전체의 삼차원 굴절률에 있어서 중요하다.

[반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 층의 광학적 이방성]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조를 구성하는 층의 광학적 이방성은 위상차 제어성의 관점에서 층의 종류마다 가능한 한 일정한 것이 바람직하다. 각 층의 광학적 이방성에 대해서는, 각각의 막 두께가 광의 파장보다 충분히 작기 때문에 직접 관측하는 것은 일반적으로 곤란하기는 하다. 그러나, 상기 서술한 바와 같이, 각 층의 막 두께는 전자현미경 등에 의한 측정 평균값을 구할 수 있다. 따라서, 각 층을 형성하는 재료의 고유 물성인 굴절률 파장 분산, 복굴절률 파장 분산, 반복 다층 구조의 각 층의 막 두께, 층수, 면내 위상차 값 (R 값 (㎚)), 두께 방향 위상차 값 (Rth 값 (㎚)) 의 파장 분산 데이터로부터, 상기 식 (10) ∼ (12) 혹은 상기 식 (13) ∼ (15), 또는 블렌드층이 존재하는 경우에는, 상기 식 (10') ∼ (12') 혹은 상기 식 (13') ∼ (15') 를 사용함으로써, 각 층의 평균적인 광학적 이방성을 구할 수 있다.

또한, 면내 위상차 값 (R 값 (㎚)) 은, 하기의 식 (42') 로 정의된다.

R=(n_x-n_y)d (42')

또, 두께 방향 위상차 값 (Rth (㎚)) 은, 하기 식 (42) 로 정의된다.

또, 상기 서술한「유효 매질 근사 이론」의 생각에 의하면, 1 개의 반복 다층 구조에 대해서는, 식 (10) ∼ (12) 혹은 식 (13) ∼ (15), 또는 식 (10') ∼ (12') 혹은 식 (13') ∼ (15') 로 나타내는 바와 같이, 파장을 특정하면, 1 세트의 삼차원 굴절률에 의해 그 광학적 이방성을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서, 반복 다층 구조의 면내 위상차 값 (R 값), 두께 방향 위상차 값 (Rth 값), 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 등의 삼차원 굴절률을 사용한 파라미터는, 특별히 언급하지 않는 한 1 개의 반복 다층 구조에 대한 수치인 것으로 한다.

[반복 다층 구조의 두께]

1 개의 반복 다층 구조의 막 두께는 1 ∼ 300 ㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ∼ 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 150 ㎛, 가장 바람직하게는 20 ∼ 100 ㎛ 이다. 반복 다층 구조의 막 두께가 너무 얇으면, 충분한 광학적 이방성을 얻지 못하는 경우가 있고, 한편으로, 너무 두꺼우면, 필름으로서 롤 형상으로 할 수 없다는 문제가 발생하는 경우가 있다.

[반복 다층 구조의 수]

본 발명의 위상차 필름에 있어서의 반복 다층 구조의 수는, 1 개만이어도 되는데, 상이한 재료, 상이한 각 층의 두께 비율 등을 갖는 반복 다층 구조가, 복수 적층되어 포함되어 있어도 된다. 복수의 반복 다층 구조를 포함하는 경우에는, 재료로서는 동일한 2 종의 층으로 이루어지고, 반복 구조의 두께 비율만이 상이하거나, 두께 비율과 층수가 상이한 복수의 반복 다층 구조가 적층된 구조인 것이 보다 바람직하다.

도 4 는, 층의 재료로서 A, B 의 2 종만을 사용하여, 두께 비율이

인 반복 다층 구조 (41) 와, 두께 비율이 β 인 반복 다층 구조 (42) 가 적층된 위상차 필름 (43) 이다.

도 4 에 있어서는, 반복 다층 구조를 2 개로 했지만, 본 발명에서는 2 개 이상의 반복 다층 구조를 포함하고 있어도 되고, 용도에 따라 최적화하면 된다. 단, 다층 구조의 수가 증가함에 따라 위상차 필름의 두께가 증가되기 때문에, 반복 다층 구조가 수로서는, 바람직하게는 5 개 이하, 보다 바람직하게는 3 개 이하, 가장 바람직하게는 2 개 이하이다.

또한, 복수의 반복 다층 구조를 갖는 위상차 필름이어도, 예를 들어, 공지된 피드 블록을 사용한 다층 용융 압출법으로 막 두께를 제어함으로써, 한 번에 성형할 수 있다.

[반복 다층 구조에서 기인되는 내부 반사]

본 발명에 있어서의 위상차 필름의 반사는,「외부 반사」와「내부 반사」로 크게 나눈다. 여기에서「외부 반사」란, 위상차 필름의 양표면과 굴절률이 상이한 다른 매질 사이에 발생하는 반사로서, 일반적인 위상차 필름에 있어서도 발생하는 현상이다. 한편으로,「내부 반사」란, 외부 반사 이외의 반사, 즉, 필름 표면 이외에 있어서의 반사를 가리키는 것으로 한다. 따라서, 반복 다층 구조 를 포함하는 본 발명의 위상차 필름에 있어서는,「내부 반사」란, 그 다수의 계면에 있어서 발생하는 반사나 간섭을 가리킨다.

본 발명의 위상차 필름은, 반복 다층 구조에서 기인되는 내부 반사가, 가시광 영역에 있어서 실질적으로 존재하지 않는 것이 필요하다. 구체적으로는, 내부 반사율로 2 % 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 % 이하, 보다 바람직하게는 0.5 % 이하, 가장 바람직하게는 0.1 % 이하이다.

또한, 본 발명에 있어서의「내부 반사율」은, 측정 파장 550 ㎚ 에서의 값을 말하며, 예를 들어, 분광 광도계를 사용한 반사율 및 투과율의 측정 결과에 기초하여, 표면 기인의 외부 반사를 빼는 것으로 구할 수 있다.

또, 본 발명의 위상차 필름은, 가시광 영역에 있어서, 흡수가 발생하지 않는 것이 바람직하다. 흡수는 사용하는 재료의 흡수 계수의 파장 의존성에 의존하기 때문에, 가시광에 흡수가 없는 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 위상차 필름은 가시광 영역에 있어서, 산란이 발생하지 않는 것이 바람직하다. 산란은 위상차 필름의 편광 특성을 열화시키는 것으로서, 일반적으로 광의 파장에 가까운 사이즈의 구조에 기인하여 발현한다. 본 발명에서는, 반복 다층 구조의 계면이 위상차 필름 표면에 평행하지 않고, 즉, 반복 다층 구조의 계면이 흐트러져 있는 경우에는 산란이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 반복 다층 구조를 형성하는 각 계면이 위상차 필름 표면에 평행하게 정렬되는 것이 바람직하다. 또한, 산란을 관찰하는 수법으로서는 헤이즈 측정을 들 수 있고, 헤이즈값으로는 바람직하게는 2 % 이하, 보다 바람직하게는 1.5 % 이하, 더욱 바람직하게는 1 % 이하, 가장 바람직하게는 0.8 % 이하이다.

[반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 층의 광학적 두께 (nd (㎚))]

본 발명의 위상차 필름에 있어서의 내부 반사를 방지하기 위해서는, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층의 두께를 광의 파장보다 충분히 작게 할 필요가 있는데, 동시에, 상기 서술한 최소 반복 단위의 두께에 대해서도, 광의 파장보다 충분히 작게 하는 것이 바람직하다.

여기에서, 간섭 효과는, 층의 굴절률 n 과 두께 d 의 곱 nd (광학적 두께) 에 의존하기 때문에, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층의 광학적 두께 nd (㎚) 는 λ/5 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 λ/15 이하, 더욱 바람직하게는 λ/20 이하, 특히 바람직하게는 λ/25 이하, 가장 바람직하게는 λ/30 이하이다. 여기에서, λ 는 가시광의 범위인 400 ∼ 800 ㎚ 를 가리키는데, 설계시에는, 가장 시감도가 높은 550 ㎚ 에서 실시하는 것이 바람직하다.

[분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 의 광학 특성]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조에 있어서는, 다층 구조를 구성하는 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층을, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 로 할 필요가 있다. 또한, 보다 복잡한 광학적 이방성이 얻어지기 때문에, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 는, 면내에 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 서술한 특허 문헌 6 에 기재되어 있는 다층 구조와 같이, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층의 면내가 등방성인 경우에는, 식 (10) ∼ (12) 또는 식 (13) ∼ (15) 로부터 분명한 바와 같이, 얻어지는 다층 구조의 법선 방향에만 광학축을 갖는 부의 1 축성 구조체 밖에 제조할 수 없다.

[분자 배향 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 (b) 의 광학 특성]

반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 인 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 위상차 필름에서는, 분자 배향 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 조합하여, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 사용할 수 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서「부의 광학적 이방성을 갖는」이란, 삼차원 굴절률이 하기 식 (16) 또는 (17) 을 만족하는 것이라고 정의한다.

n_z>n_x=n_y (16)

n_z

n_x>n_y (17)

식 (16) 및 (17) 에 있어서, n_x 및 n_y 는, 층의 면내에 평행하고, 또한, 서로 직교하는 방향에 있어서의 굴절률이고, n_x 는, 면내에 있어서의 최대의 굴절률 (지상축 방위의 굴절률) 이라고 정의한다. 또, n_z 는, 층의 면에 대한 법선 방향에 있어서의 굴절률이라고 정의한다. 또한, 본 발명에 있어서 보다 바람직하 게는, 보다 복잡한 광학적 이방성이 얻어지는 것으로부터, 층의 면내에 광학적 이방성을 갖는 상태를 나타내는 식 (17) 을 만족한다.

상기 식 (9) 로 나타내는 바와 같이, 단순한 광학 등방성의 층만을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조의 구조체는, 구조체의 면내 방향의 굴절률보다, 면에 대한 법선 방향에 있어서의 굴절률 쪽이 작다. 즉, 반복 다층 구조에 의한 구조성 복굴절만으로는, 법선 방향에 있어서의 굴절률을 면내 방향에 있어서의 굴절률보다 크게 할 수 없다.

이에 대하여 본 발명에서는, 식 (16) 또는 (17), 바람직하게는 식 (17) 과 같은 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b) 를 반복 다층 구조의 구성 단위로서 도입함으로써, 법선 방향과 면내 방향의 굴절률 차를 자유롭게 제어할 수 있게 된다.

또한, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b) 의 삼차원 굴절률이, 상기 식 (17) 을 만족하는 경우에는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b) 의 n_nx, n_ny 의 관계가 하기 식 (1) 을 만족하는 것이 바람직하다. |n_nx-n_ny|가 0.0001 이하인 경우에는, 반복 다층 구조에 있어서 충분한 면내 이방성을 얻지 못하고, 0.1 이상인 경우에는, 위상차 제어성이 악화되는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않다.

0.0001<|n_nx-n_ny|<0.1 (1)

(식 중,

n_nx : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_ny : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 반복 다층 구조의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축)

|n_x-n_y| 의 값은, 보다 바람직하게는, 하기 식 (24) 을 만족하는 범위이고, 더욱 바람직하게는, 하기 식 (25) 을 만족하는 범위이고, 가장 바람직하게는, 하기 식 (26) 을 만족하는 범위이다 :

0.0003<|n_x-n_y|<0.05 (24)

0.0005<|n_x-n_y|<0.01 (25)

0.0007<|n_x-n_y|<0.007 (26)

[반복 다층 구조의 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값)]

상기 기재된 바와 같이, 분자 분극률 이방성이 부의 고분자를 사용하여 통상적인 연신을 실시하면, 상기 식 (16) 또는 (17) 을 만족하는 필름이 얻어진다. 이에 대하여, 분자 분극률 이방성이 정인 고분자를 사용하여 통상적인 연신을 실시 하면, 하기 식 (18) 또는 (19) 를 만족하는 필름이 얻어진다.

n_x>n_y

n_z (18)

n_x=n_y>n_z (19)

여기에서, 본 발명에서는, 식 (18) 또는 (19) 를 만족하는 것을,「정의 광학적 이방성을 갖는다」라고 정의한다. 또한, 식 (18) 및 (19) 에 있어서의 삼차원 굴절률의 정의는, 상기 식 (16) 및 (17) 에 있어서의 정의와 동일하게 한다.

여기에서, 상기 기재된 바와 같이, 당해 기술 분야에서는 액정 표시 장치의 광시야각화에 관해서, 하기의 식 (5') 에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름의 두께 방향의 주굴절률 (n_z) 을, 위상차 필름의 면내의 2 개의 주굴절률 (n_x, n_y) 의 일방보다 크게 하고, 또한 나머지의 일방보다 작게 하는 것이 실시되고 있다.

n_x>n_z>n_y (5')

이 식 (5') 로 나타내는 관계는, 이하의 식 (20) 에 나타내는 바와 같이 하여 정의되는 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 를 사용하면, 식 (5) 로 나타낼 수 있다.

식 중,

n_x : 반복 다층 구조의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_y : 반복 다층 구조의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_z : 반복 다층 구조의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축.

1>Nz>0 (5)

여기에서, 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 를 사용하여, 필름이「부의 광학적 이방성을 갖는」것을 의미하는 식 (16) 및 (17) 로 나타내면, 하기 식 (21) 이 얻어진다.

Nz

0 (21)

또, 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 를 사용하여, 필름이「정의 광학적 이방성을 갖는」것을 의미하는 식 (18) 및 (19) 로 나타내면, 하기 식 (22) 가 얻어진다.

Nz

1 (22)

따라서, 상기 식 (5) 에서 특정되는 범위의 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 는, 고분자 필름의 통상적인 연신에서는 얻을 수 없게 된다. 그래서, 현재는 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 가 상기 식 (5) 를 만족하는 위상차 필름을 얻기 위해서는, 필름 면에 대한 법선 방향에 응력을 가하는 등의 특수한 연신 방법을 실시해야 한다. 이 때문에, 상기 식 (5) 를 만족하는 위상차 필름은, 현재는 연신이 곤란한 데다가, 위상차의 제어도 몹시 곤란하여, 그 결과, 생산성이 현저하게 떨어지며, 또한, 위상차의 파장 분산 제어도 매우 곤란한 필름이 되고 있다.

그러나, 상기 식 (5) 의 특성을 만족하는 위상차 필름은, 여러 타입의 액정 표시 장치에 있어서, 시야각 확대에 대해 절대인 효과를 갖는 것으로 알려져 있다. 그래서, 산업계에 있어서는, 위상차 제어를 용이하게 실시할 수 있는 수단의 제안이 요망되고 있었다.

본 발명에서는, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 로서, 상기 식 (16) 또는 (17) 을 만족하는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b), 바람직하게는 상기 식 (17) 을 만족하는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 (b) 를 사용함으로써, 위상차의 제어성이 양호하고, 상기 식 (5) 를 만족시키는 광학적 이방성을 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 위상차 필름의 반복 다층 구조가, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 갖고 있는 경우, 위상차 제어성이나 위상차의 크기 확보의 관점에서 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 (b) 의 각각의 면내에 있어서의 지상축은, 서로 대략 평행하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 여러 종류의 부의 광학적 이방성을 갖는 층에 있어서, 면내에 광학적 이방성이 존재하는 경우에는, 그들의 지상축은 서로 대략 평행하게 배치되어 있는 것이 바람직하다.

부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 (b) 의 각각의 면내에 있어서의 지상축이 이루는 각도는, 0±3°의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0±2°, 더욱 바람직하게는 0±1°, 가장 바람직하게는 0±0.5°의 범위이다.

[광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 추가로 갖는 경우]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조에 있어서는, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 이외에, 추가로 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 가 구성 단위로서 포함되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 위상차 필름은 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 또한 동시에, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 갖는 것이 바람직하다.

특히 바람직하게는, 반복 다층 구조가 2 종의 층만으로 이루어지고, 그 중의 1 종의 층이 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 또한 나머지 1 종의 층이 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 이다. 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 조합하는 것에는, 상기 식 (5) 를 만족시키는 광학적 이방성의 실현을 달성하기 쉬워지고, 또 위상차 제어성의 관점에서 고려해야 할 파라미터가 적은 점에서 바람직하다.

또한, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 면내의 광학적 이방성을, 반복 다층 구조의 면내의 광학적 이방성으로서 거의 그대로 사용할 수 있는 등의 위상차 제어성의 관점에서는, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 면내의 굴절률 이방성이, 하기 식 (27) 을 만족하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 면내의 굴절률 이방성은, 상기 식 (27) 과 하기 식 (28) 을 동시에 만족한다.

|n_ix-n_iy|

0.0003 (27)

|n_ix-n_iy| 의 값은, 보다 바람직하게는, 하기 식 (40) 을 만족하는 범위이고, 가장 바람직하게는, 하기 식 (41) 을 만족하는 범위이다.

|n_ix-n_iy|

0.0002 (40)

|n_ix-n_iy|

0.0001 (41)

식 (27) 및 (28) 에 나타내는 바와 같이, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 는, 분자 배향성 복굴절에 의한 다소의 광학적 이방성은 갖고 있어도 된다. 식 (27) 로 나타내는 정도의 광학적 이방성을 갖는 경우의 층 (i) 를 층 (i') 로 한 경우에는, 위상차 제어성이나 위상차의 크기 확보의 관점에서 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 와 광학적 이방성을 갖는 층 (i') 의 지상축은, 서로 대략 직교 또는 대략 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.

대략 직교인 경우에는, 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 와 광학적 이방성을 갖는 층 (i') 의 지상축이 이루는 각도는, 90±3°의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90±2°, 더욱 바람직하게는 90±1°, 가장 바람직하게는 90±0.5°의 범위이다.

대략 평행한 경우에는, 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 와 광학적 이방성을 갖는 층 (i') 의 지상축이 이루는 각도는, 0±3°의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0±2°, 더욱 바람직하게는 0±1°, 가장 바람직하게는 0±0.5°의 범위이다.

[반복 다층 구조를 형성하는 층의 수]

1 개의 반복 다층 구조를 형성하는 층의 수는, 100 층 이상 30000 층 이하인 것이 바람직하다. 층 수가 100 층 미만인 경우에, 꽤 큰 굴절률 차가 층간에 존재하지 않으면 충분한 구조성 복굴절이 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편으로, 상정되는 목적의 달성을 고려한 경우에, 층 수가 30000 층을 초과하는 광학 설계는 불필요하다. 보다 바람직하게는 500 층 이상 20000 층 이하이고, 더욱 바람직하게는 1000 층 이상 15000 층 이하이고, 가장 바람직하게는 2000 층 이상 10000 층 이하이다.

본 발명의 위상차 필름은, 복수의 반복 다층 구조를 포함하는 것이어도 되지만, 그 경우의 전체 층수는 동일한 이유에서 200 층 이상 100000 층 이하가 바람직하고, 1000 층 이상 50000 층 이하가 보다 바람직하고, 3000 층 이상 30000 층 이하가 더욱 바람직하고, 4000 층 이상 20000 층 이하가 가장 바람직하다.

[반복 다층 구조에 있어서의 층간의 평균 굴절률의 차]

1 개의 반복 다층 구조에 있어서의 각 층의 평균 굴절률 차 (즉, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 평균 굴절률과, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 평균 굴절률의 차) 는, 하기 식 (2) 를 만족하는 것이 바람직하다. 이것은 특히, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성 을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지는 경우에 바람직하다.

0.001<|δn|<0.5 (2)

평균 굴절률 차가 0.001 이하에서는, 충분한 구조성 복굴절을 얻기 위해서 층수를 상기 서술한 바람직한 범위보다 증가시키지 않으면 안 되는 경우가 있고, 한편으로, 평균 굴절률 차를 0.5 이상으로 하는 것은, 특히 고분자 재료끼리의 조합의 경우에는 어렵고, 무기 재료와 유기 재료의 조합 등이 필요해져 현실적이지 않다. 또한, 구조성 복굴절의 크기는, 주로, 층간 막 두께 비율과 굴절률 차에 의존하지만, 평균 굴절률 차가 0.5 이상의 값에서는, 구조성 복굴절의 영향이 분자 배향성 복굴절의 영향에 비해 너무 커져, 이 때문에, 반복 다층 구조의 삼차원 굴절률의 제어가 곤란해진다. 또한, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층은, 모든 층이 광학적 이방성을 갖고 있는 경우도 있기 때문에, 여기에서 말하는 삼차원 굴절률 차란 평균 굴절률 차를 의미한다. 또한, 평균 굴절률 n 과 삼차원 굴절률의 관계는 하기 식 (29) 로 나타낸다.

|δn| 의 값은, 보다 바람직하게는 하기 식 (30) 을 만족하는 범위이고, 보다 바람직하게는 하기 식 (31) 을 만족하는 범위이고, 보다 바람직하게는 하기 식 (31') 를 만족하는 범위이고, 보다 더 바람직하게는 하기 식 (32) 를 만족하는 범위이고, 더욱 더 바람직하게는 하기 식 (32') 를 만족하는 범위이고, 가장 바람직 하게는 하기 식 (32") 를 만족하는 범위이다.

0.01<|δn|<0.3 (30)

0.02<|δn|<0.2 (31)

0.03<|δn|<0.15 (31')

0.03<|δn|<0.1 (32)

0.05<|δn|<0.12 (32')

0.07<|δn|<0.1 (32")

또한, 평균 굴절률은, 각 층을 형성하는 재료를 광학적으로 등방으로 한 필름 상태에서, 아베 굴절계나 엘립소미터에 의해 측정할 수 있다. 광학적 이방성을 갖는 상태라면, 동일한 방법으로 삼차원 굴절률을 측정하여, 상기 식 (29) 로부터 평균 굴절률을 구할 수 있다.

[상기 식 (5) 를 만족하기 위한 반복 다층 구조의 바람직한 파라미터]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 1 개의 반복 다층 구조의 광학적 이방성 에 대해 예의 검토를 실시했는데, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 이것과 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 2 종의 층이, 반복 다층 구조를 구성하고 있는 경우, 상기 식 (5) 를 만족하기 위해서는, 반복 다층 구조가 이하의 식 (3) 및 (4) 를 만족하는 것을 알 수 있었다. 또, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 이것과 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층이, 반복 다층 구조를 구성하고 있는 경우, 상기 식 (5) 를 만족하기 위해서는, 반복 다층 구조가 이하의 식 (3), (4) 및 (4') 를 만족하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 이 식 (3) 은, 상기 식 (5) 에 구조 복굴절에 관한 식 (10) ∼ (12) 를 조합함으로써 얻어진 것이다. 또한, 여기에서의 측정 파장은 가장 인간의 시감도가 높은 파장인 550 ㎚ 로 한다.

n_1x

n_1z (4)

n_2x

n_2z (4')

식 중,

d₁ : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 1 층의 막 두께

d₂ : 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

n_1x : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1y : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1z : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2x : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2y : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2z : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대해 법선 방위의 축

본 발명의 위상차 필름에 있어서, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 이것과 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 와의 2 종의 층이, 반복 다층 구조를 구성하고 있는 경우, 상기 식 (3) 및 (4) 를 만족하는 데다, 추가로 n_1x 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 면내의 지상축의 굴절률이고, 또한 반복 다층 구조에 있어서의 x 축과 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 지상축이 이루는 각도가 0±3°의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0±2°, 더욱 바람직하게는 0±1°, 가장 바람직하게는 0±0.5°의 범위이다.

본 발명의 위상차 필름에 있어서, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성 을 갖는 층 (A) 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 이것과 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 와의 2 종의 층이, 반복 다층 구조를 구성하고 있는 경우, 상기 식 (3), (4) 및 (4') 를 만족하는 데다, 추가로 n_1x 및 n_2x 가 면내의 지상축의 굴절률이고, 또한 반복 다층 구조에 있어서의 x 축과 이들 지상축이 이루는 각도가 0±3°의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0±2°, 더욱 바람직하게는 0±1°, 가장 바람직하게는 0±0.5°의 범위이다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, 1 개의 반복 다층 구조에 있어서는, 구성 단위가 되는 각 층 모두가 광학적 이방성을 갖고 있는 경우도 있기 때문에, 각 층의 각 파라미터에는 어느 정도의 편차가 존재해도 된다. 이 때문에, 상기 식 (3), (4) 및 (4') 는, 각 층의 평균적인 막 두께, 광학적 이방성에 의해 만족되면 된다. 평균적인 막 두께는, 예를 들어, 투과 전자현미경으로 단면을 관찰하여, 각 층에 대해 평균 100 점의 측정으로부터 구할 수 있다. 또, 각 층의 평균적인 광학적 이방성은, 상기 서술한 바와 같이, 얻어진 평균 막 두께 등의 데이터로부터, 상기 식 (10) ∼ (12) 를 사용하여 구할 수 있다.

또한, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 는, 완전하게 등방성인 것이 바람직하지만, 상기 식 (27) 로 나타내는 바와 같이, 어느 정도의 광학적 이방성을 갖는 것은 허용된다.

[반복 다층 구조의 면내 위상차 값 (R 값 (㎚))]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조의 면내 위상차 값 (R 값 (㎚)) 은, 위상차 필름의 액정 표시 장치에 대한 적용을 고려한 경우, 하기 식 (6) 을 만족하는 것이 바람직하다.

10 ㎚<R<1000 ㎚ (6)

R 의 값은, 보다 바람직하게는 하기 식 (33) 을 만족하고, 더욱 바람직하게는 하기 식 (34) 를 만족하고, 가장 바람직하게는 하기 식 (35) 를 만족한다.

20 ㎚<R<800 ㎚ (33)

30 ㎚<R<600 ㎚ (34)

40 ㎚<R<400 ㎚ (35)

[두께 방향의 리타데이션에 관한 파장 분산성]

본 발명에 관하여, 위상차 필름이 두께 방향의 리타데이션에 관하여 역분산성을 갖는 것은, 하기의 식에 의해 나타낼 수 있다.

Rth (λ)/Rth (λ')<1

{λ, λ' : 측정 파장 (400 ㎚

λ<λ'

700 ㎚ 이고, 바람직하게는 λ=450 ㎚, 또한 λ'=550 ㎚)}

[면내 및 두께 방향의 리타데이션에 관한 파장 분산성]

상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 위상차 필름에 의하면, 면내 위상차 값 (R (λ) 값) 과 두께 방향 위상차 값 (Rth (λ) 값) 을 별개 독립적으로 제어할 수 있게 된다.

[면내 및 두께 방향의 리타데이션에 관한 파장 분산성-독립 제어 1]

이것에 관하여, 예를 들어 본 발명의 위상차 필름에 의하면, 면내 위상차 값 (R (λ) 값) 에 관한 파장 분산성 {R (λ)/R (λ')} 과, 두께 방향 위상차 값 (Rth (λ) 값) 에 관한 파장 분산성 {Rth (λ)/Rth (λ')} 의 차가, 하기의 식을 만족하도록 할 수 있다.

|{Rth (λ)/Rth (λ')}-{R (λ)/R (λ')}|

0.1

{λ,λ' : 측정 파장 (400 ㎚

λ<λ'

700 ㎚ 이고, 바람직하게는 λ=450 ㎚, 또한 λ'=550 ㎚)}.

또, 예를 들어 본 발명의 위상차 필름에 의하면, 면내 위상차 값에 관한 파장 분산성 {R (λ)/R (λ')} 과, 두께 방향 위상차 값에 관한 파장 분산성 {Rth (λ)/Rth (λ')} 의 차가, 0.15 이상, 0.2 이상, 또는 0.25 이상으로 할 수 있다.

이것에 관하여, 본 발명의 위상차 필름에 포함되는 1 개의 반복 다층 구조의 광학적 이방성에 대해 예의 검토한 바, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어져 있는 경우, 하기의 식 (200) 을 만족하는 측정 파장 λ (㎚) 및 λ' (㎚) (400 ㎚

λ<λ'

700 ㎚) 를 갖는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 이 식 (200) 은, 상기 식에, 구조 복굴절에 관한 식 (10) ∼ (12) 를 조합함으로써 얻어진 것이다. 또 이 우변의 값은, 예를 들어 0.15 이상, 0.2 이상, 또는 0.25 이상이다.

(식 중,

d₁ : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축).

[면내 및 두께 방향의 리타데이션에 관한 파장 분산성-독립 제어 2]

또 추가로, 예를 들어 본 발명의 위상차 필름에 의하면, R (λ)/R (λ') 및 Rth (λ)/Rth (λ') 중 어느 일방이 1 보다 큰 값이고, 또한 타방이 1 보다 작은 값이도록 하는 것, 즉 면방향의 리타데이션과 두께 방향의 리타데이션 중 일방이 통상적인 파장 분산성을 나타내고, 또한 타방이 역파장 분산성을 나타내도록 할 수 있다. 여기에서, 측정 파장 λ,λ' 는, 400 ㎚

λ<λ'

700 ㎚ 이고, 바람직하게는 λ=450 ㎚, 또한 λ'=550 ㎚ 이다.

이에 관하여, 본 발명의 위상차 필름에 포함되는 1 개의 반복 다층 구조의 광학적 이방성에 대해 예의 검토한 바, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어져 있는 경우, 하기 식 (100) 및 (100') 의 일방이 1 미만이고, 또한 타방이 1 초과인 측정 파장 λ (㎚) 및 λ' (㎚) (400 ㎚

λ<λ '

700 ㎚) 를 갖는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 이 식 (100) 및 (100') 는, 상기 식에 구조 복굴절에 관한 식 (10) ∼ (12) 를 조합함으로써 얻어진 것이다.

(식 중,

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축).

<위상차 필름의 재료>

본 발명의 위상차 필름을 구성하는 재료로서는, 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 적어도 1 종의 층이, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가 되는 재료를 사용하는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다.

또, 본 발명의 위상차 필름에 있어서는 그 효과를 손상시키지 않는 범위에 있어서, 층을 형성하는 재료에, 이르가녹스 1010, 1076 (치바가이기사 제조) 등의 공지된 산화 방지제, 활제, 인산 에스테르 등의 가소제, 계면 활성화제, 페닐살리실산, 2-히드록시벤조페논, 트리페닐포스페이트 등의 자외선 흡수제, 대전 방지제, 블루잉제 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 또, 유리 전이점 온도나 복굴절률을 조정하는 목적으로, 상용성이 우수한 첨가제를 첨가해도 된다.

[분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 의 재료]

본 발명의 위상차 필름에 있어서의 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 의 재료로서는, 성형성의 관점에서 주로 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 고분자로서는, 결정성, 액정 성, 비정성 중 어느 것이어도 되지만, 위상차 제어성의 관점에서 비정성 고분자인 것이 바람직하다. 또한, 성형성의 관점에서 열가소성 고분자인 것이 바람직하다.

또한, 적어도 1 종의 분자 배향성 복굴절을 갖는 층 (A) 는, 위상차 필름의 제조 효율이 향상되는 관점에서 고분자의 분자 배향에 의해 분자 배향성 복굴절을 발현시키는 것이 바람직하다.

분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 에 사용되는 고분자의 유리 전이점 온도로서는, 배향의 장기 유지성의 관점에서 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 125 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130 ℃ 이상, 가장 바람직하게는 135 ℃ 이상이다. 또, 성형성의 관점에서 유리 전이점 온도의 상한은 180 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 170 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 160 ℃ 이하, 가장 바람직하게는 150 ℃ 이하이다. 또한, 여기에서 말하는 유리 전이점 온도는, 고분자뿐만 아니라 첨가제 등을 포함한 외관의 유리 전이점 온도를 가리킨다. 유리 전이점 온도는, 시차주사 열량계 (DSC) 에 의해 측정할 수 있다.

[부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 (b) 의 재료]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 로 하는 것이 바람직하다. 상기 서술한 바와 같이, 반복 다층 구조의 구성 단위로서 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 가 존재하면, 법선 방향과 면내 방향의 굴절률 차를 자유롭게 제어할 수 있게 된다. 본 발명의 위상차 필름에서는, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 이것에 더하여 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 가질 수 있다.

또한, 본 발명에 사용하는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 (b) 로서는 위상차의 제어성이 용이해지는 관점에서 주로 분자 분극률 이방성이 부인 고분자를 함유하는 것이 바람직하다.

여기에서,「분자 분극률 이방성이 부인 고분자」란, 고분자의 유리 전이점 온도를 Tg (℃) 로 하고, Tg±10 ℃ 의 범위에서 세로 1 축 연신을 실시했을 때에, 필름 면내의 굴절률의 최대 방위가 연신 방향에 대략 직교하는 성질을 갖는 고분자라고 정의한다. 동일하게,「분자 분극률 이방성이 정인 고분자」란 동일 조건으로 얻어진 필름 면내의 굴절률의 최대 방위가, 연신 방향에 대략 평행한 고분자라고 정의한다.

부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b) 의 재료로서는, 성형성의 관점에서 주로 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 고분자로서는 결정성, 액정 성, 비정성 중 어느 것이어도 되지만, 위상차 제어성의 관점에서 비정성 고분자인 것이 바람직하다. 또한 성형성의 관점에서 열가소성 고분자인 것이 바람직하다.

또한, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b) 의 분자 배향성 복굴절은, 위상차 필름의 제조 효율이 향상되는 관점에서 층 (a) 및 층 (b) 를 구성하는 고분자의 분자 배향에 의해 각각 발현시키는 것이 바람직하다.

부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b) 를 형성하는 재료가 되는 고분자의 유리 전이점 온도로서는, 배향의 장기 유지성의 관점에서 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 125 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130 ℃ 이상, 가장 바람직하게는 135 ℃ 이상이다. 또, 성형성의 관점에서 유리 전이점 온도의 상한은 180 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 170 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 160 ℃ 이하, 가장 바람직하게는 150 ℃ 이하이다. 또한, 여기에서 말하는 유리 전이점 온도는, 고분자뿐만 아니라 첨가제 등을 포함한 외관의 유리 전이점 온도를 가리킨다. 유리 전이점 온도는, 시차주사 열량계 (DSC) 에 의해 측정할 수 있다.

또, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b) 를 형성하는 재료가 상이한 경우에는, 이들 유리 전이점 온도는 거의 동일한 것이 바람직하다. 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b) 의 재료가 되는 고분자의 유리 전이점 온도의 차로서는, 20 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ℃ 이하, 가장 바람직하게는 5 ℃ 이하이다.

분자 분극률 이방성이 부인 고분자로서는, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이 트, 폴리아크릴로일모르폴린, 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리스티렌계, 신디오택틱폴리스티렌, 수소 첨가된 폴리스티렌, 유기산 치환 셀룰로오스계, 페닐기를 갖는 공중합 올레핀말레이미드계, 플루오렌 골격을 갖는 폴리카보네이트계, 스티렌-무수 말레산 공중합체 등의 폴리머, 폴리페닐렌옥사이드와 폴리스티렌과의 블렌드, 및 이들 블렌드 등을 들 수 있다.

분자 분극률 이방성이 부인 고분자는, 스티렌/무수 말레산의 공중합 몰비가70/30 ∼ 86/14 인 스티렌과 무수 말레산의 공중합체이고, 특히 광탄성 계수가 8×10^-12 Pa^-1 이하인 공중합체이다. 이와 같은 공중합체는 개량된 내열 위상차 안정성을 갖고, 광탄성 계수가 작으며, 또한 부의 광학 이방성을 갖는다. 예를 들어, 스티렌/무수 말레산의 공중합 몰비가 85/15 일 때에는, 유리 전이 온도를 133 ℃ 또한 광탄성 계수를 5.4×10^-12 Pa^- ¹ 로 할 수 있고, 이 비가 78/22 일 때에는, 유리 전이 온도를 150 ℃ 또한 광탄성 계수를 4.3×10^-12 Pa^- ¹ 로 할 수 있고, 또 이 비가 74/26 일 때에는, 유리 전이 온도를 150 ℃ 또한 광탄성 계수를 2.8×10^-12 Pa^- ¹ 로 할 수 있다.

[광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 재료]

본 발명의 위상차 필름에 포함되는 반복 다층 구조를 구성하는 층은, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 를 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 로 하고, 또한, 다른 구성층을 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 로 하는 것이 바람직하다. 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 으로 구성됨으로써, 상기 식 (5) 를 만족하는 광학적 이방성을 실현하는 것이 용이해지고, 또, 설계시에 고려해야 할 파라미터가 적어지기 때문에, 위상차 제어성의 관점에서도 바람직하다.

또한, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 로서는, 성형성의 관점에서 주로 고분자로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적 고분자로서는, 폴리비닐알코올계, 변성 폴리비닐알코올계, 유기 실란올계, 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 고무계, 폴리카보네이트계, 폴리스티렌계, 신디오택틱폴리스티렌, 아모르퍼스폴리올레핀계, 노르보르넨 골격을 갖는 폴리머, 노르보르넨 골격을 갖는 고리형 올레핀계 폴리머, 유기산 치환 셀룰로오스계, 폴리에테르술폰계, 폴리아릴레이트계, 올레핀말레이미드계, 페닐기를 갖는 공중합 올레핀말레이미드계, 폴리이미드계, 폴리아미드계, 폴리에테르케톤계, 폴리아릴에테르케톤계, 폴리아미드이미드계, 폴리에스테르이미드계, 플루오렌 골격을 갖는 폴리카보네이트계, 스티렌-무수 말레산 공중합, 폴리페닐렌옥사이드계 등의 폴리머 및 이들 블렌드 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 이들에 한정되는 것은 아니다.

광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 구성하는 고분자의 유리 전이점 온도는, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 를 구성하는 고분자의 유리 전이점 온도 근방 이하인 것이 바람직하다. 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 에 있어서는, 형상을 유지할 수 있으면 반드시 배향은 유지할 수 없어도 되기 때문에, 유리 전이점 온도가 실온 부근에 있는 고분자 엘라스토머 등을 사용할 수도 있다.

[그 밖의 층]

본 발명의 위상차 필름은, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b), 그리고 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 이외의 층을 갖고 있어도 된다. 즉, 반복 다층 구조 이외에 다른 층을 갖고 있어도 되고, 혹은, 반복 다층 구조에 있어서 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b), 그리고 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 이외에 다른 층을 갖고 있어도 된다.

이와 같은 다른 층의 재료로서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 특별히 한정되는 것이 아니고, 공지된 재료로부터 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 위상차 필름 자신의 기계적 강도를 개선할 목적으로, 반복 다층 구조의 양면에 보호 필름 (X) 을 적층할 수 있다. 여기에서 이 보호 필름 (X) 은, 파단 강도 10 ∼ 50 MPa, 파단 신도 300 ∼ 1500 %, 면 충격 파괴 에너지 5×10^-4 J/㎛ 이상, 또한 -40 ℃ 에서의 주파수 1 Hz 에 있어서의 동적 저장 탄성률 및 동적 손실 탄성률 1×10⁵ ∼ 2×10⁸ Pa 의 열가소 수지 조성물 (P) 로 만들어져 있고, 또한 광학적으로 거의 등방성이어도 된다.

이것에 관하여, 보호 필름에 관한 각종 측정치는 하기와 같이 하여 측정되는 것이다.

(1) 파단 강도

파단 강도는, JIS C 2151-1990 에 준거한 방법으로 23 ℃ 에 있어서 폭 10 ㎜ 의 시료 필름을, 시장간 (試長間) 100 ㎜, 인장 속도 200 ㎜/분의 조건으로 인장 시험을 실시하여, 필름이 파단했을 때의 응력으로부터 구해지는 값이다.

(2) 파단 신도

파단 신도는, JIS C 2151-1990 에 준거한 방법으로 23 ℃ 에 있어서 폭 10 ㎜ 의 시료 필름을, 시장간 100 ㎜, 인장 속도 200 ㎜/분의 조건으로 인장 시험을 실시하여, 필름이 파단했을 때의 변형 (신장률) 으로부터 구해지는 값이다.

(3) 면 충격 파괴 에너지 (50 % 충격 파괴 에너지)

면 충격 파괴 에너지는, 주위를 고정시킨 샘플 중앙에 핀 (사이즈 φ4.0 ㎜) 을 세트하고, 그 위에서부터 중추 (중량 0.5 ㎏ (보호 필름의 경우) 또는 0.02 ㎏ (위상차 필름의 경우)) 를 낙하시켜, JIS K 7211-1 의 데이터 처리 방법 (스테어 케이스법) 에 따라 필름 두께당 파괴 에너지를 산출함으로써 얻어지는 값이다.

(4) 동적 저장 탄성률 및 동적 손실 탄성률

레오메트릭스사 제조 RSA-II 를 사용하여, 인장 모드에서 측정 온도 -40 ℃, 주파수 1 Hz 에 있어서 측정되는 값이다.

상기의 파단 강도, 파단 신도, 면 충격 파괴 에너지, 동적 저장 탄성률, 및 동적 손실 탄성률의 값으로부터 이해되는 바와 같이, 보호 필름 (X) 을 위한 열가소 수지 조성물 (P) 은, 비교적 큰 기계적 강도 및 탄성을 갖는다. 이와 같은 보호 필름을 사용함으로써, 본 발명의 위상차 필름의 핸들링시나 히트 쇼크 시험시 등에 있어서의 내균열성을 개량할 수 있다.

열가소성 수지 조성물 (P) 은, 파단 강도가 10 MPa 이상이고, 20 MPa 이상인 것이 바람직하다. 파단 강도가 10 MPa 를 밑돌면, 열가소성 수지 조성물 (P) 로 만들어진 위상차 필름용 보호 필름을 갖는 적층 위상차 필름에 있어서의 연신 에 있어서, 필름에 균열이 발생할 우려가 있고, 또 이 열가소성 수지 조성물 (P) 로부터 얻어지는 위상차 필름용 보호 필름이, 위상차 필름을 위한 보호 필름으로서 충분히 기능하지 않는 경우가 있다.

열가소성 수지 조성물 (P) 은, 파단 신도가 300 % 이상이고, 500 % 이상인 것이 바람직하다. 파단 신도가 300 % 를 밑돌면, 열가소성 수지 조성물 (P) 로 만들어진 위상차 필름용 보호 필름을 갖는 적층 위상차 필름에 있어서의 연신에 있어서, 필름에 균열이 발생할 우려가 있고, 또 이 열가소성 수지 조성물 (P) 로부터 얻어지는 위상차 필름용 보호 필름이, 위상차 필름을 위한 보호 필름으로서 충분히 기능하지 않는 경우가 있다.

열가소성 수지 조성물 (P) 에서는, 면 충격 파괴 에너지가 5×10^-4 J/㎛ 이상, 특히 8×10^-4 J/㎛ 이상이다. 면 충격 파괴 에너지가 작은 경우에는, 이 열가소성 수지 조성물 (P) 로부터 얻어지는 위상차 필름용 보호 필름이, 위상차 필름을 위한 보호 필름으로서 충분히 기능하지 않는 경우가 있다.

열가소성 수지 조성물 (P) 의 -40 ℃ 에서의 주파수 1 Hz 에 있어서의 동적 저장 탄성률 및 동적 손실 탄성률은 함께, 1×10⁵ ∼ 2×10⁸ Pa 이고, 5×10⁵ ∼ 5×10⁷ Pa 인 것이 바람직하다. 이들의 값이 1×10⁵ Pa 를 밑돌면, 필름을 권취 한 경우의 들러붙음이 커질 우려가 있다. 열가소성 수지 조성물 (P) 로 만들어지는 위상차 필름용 보호 필름은, 본 발명의 적층 위상차 필름의 양측에 존재하므로, 위상차 필름용 보호 필름의 들러붙음을 억제하는 것은 중요하다. 또, 이들 값이, 2×10⁸ Pa 를 초과하면, 열가소성 수지 조성물 (P) 로 만들어지는 위상차 필름용 보호 필름을 갖는 적층 위상차 필름에 있어서, 히트 사이클 테스트에서 균열이 발생할 우려가 있다.

열가소성 수지 조성물 (P) 의 미연신시의 광탄성 계수는, 바람직하게는 -10 ∼ +10×10^-12/Pa, 더욱 바람직하게는 -7 ∼ +7×10^-12/Pa, 특히 바람직하게는 -5 ∼ +5×10^-12/Pa 이다. 미연신시의 광탄성 계수가 이 범위에 있음으로써, 편광판 보호 필름, 위상차 필름 등의 광학 용도로 바람직하게 사용할 수 있다.

열가소 수지 조성물 (P) 은, 상기의 조건을 만족하는 어느 열가소 수지 조성물이어도 되는데, 그 예로서는, 에틸렌계 공중합 수지 (P-1), 스티렌으로 이루어지는 중합체 블록과 부타디엔으로 이루어지는 중합체 블록 혹은 이소프렌으로 이루어지는 중합 블록을 갖는 공중합체, 또는 그 공중합체의 수소화물 중합체 (P-2) 를 함유하는 것을 바람직하게 들 수 있다.

보호 필름 (X) 은, 광학적으로 거의 등방성이고, 예를 들어 하기의 식을 만족한다 :

|R (X) |

20 ㎚, 특히 10 ㎚, 특히 더 5 ㎚

(식 중,

R (X) : 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광으로 측정한 보호 필름 (X) 의 면내 리타데이션 (위상차 필름용 보호 필름이 복수 존재하는 경우에는 모든 위상차 필름용 보호 필름의 면내 리타데이션의 총합)).

<위상차 필름의 제조 방법>

본 발명의 위상차 필름에 있어서의 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성의 발현시에는, 광학적 이방성의 제어가 용이해지는 관점에서 연신 처리를 채용하는 것이 바람직하다.

연신 처리는, 1 축 연신 혹은 2 축 연신의 어느 것이어도 되고, 2 축 연신의 경우에는, 순서대로 2 축 연신 혹은 동시 2 축 연신의 어느 것이어도 된다. 또, 연신 방법으로서는, 특별히 제한되는 것이 아니라, 예를 들어, 롤 간에서 연신하는 세로 1 축 연신, 텐터를 사용하는 가로 1 축 연신, 혹은 그것들을 조합한 동시 2 축 연신, 축차 (逐次) 2 축 연신 등 공지된 방법을 이용할 수 있다.

연신 온도에 대해서는, 사용하는 고분자의 유리 전이점 부근이 바람직하고, 예를 들어, 열가소성 고분자를 사용하는 경우에는, 유리 전이점 온도 (Tg) 에 대해 (Tg-20 ℃) ∼ (Tg+30 ℃) 의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 (Tg-10 ℃) ∼ (Tg+20 ℃) 의 범위이다. 또, 본 발명의 위상차 필름은, 복수종의 구성 단위로 이루어지는 다층의 반복 구조를 포함하기 때문에, 연신 온도로서는, 가장 Tg 가 높은 층에 맞추어 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

또, 연신전의 다층 구조의 형성시에는, 다층 구조를 형성할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 다층 스핀 코트법, 다층 용액 캐스트 법, 다층 용융 압출법 등을 들 수 있다.

본 발명의 위상차 필름의 보다 바람직한 성형법으로서는, 고분자로 이루어지는 재료를 사용하여 다층 용융 압출법에 따라 다층막을 성형하고, 계속하여 당해 다층막을 연신하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 의하면, 복잡한 다층 구조여도, 용융 압출 후에는 마치 1 장의 필름으로서 취급할 수 있게 되고, 그 결과, 복잡한 광학적 이방성을 용이하게 얻을 수 있게 된다.

다층 용융 압출법으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 특허 3264958 에 기재되어 있는 공지된 방법을 채용할 수 있다. 다층 용융 압출법으로서는, 예를 들어, 멀티 매니폴드법, 피드 블록법 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 피드 블록법을 채용하는 것이 바람직하다.

다층 용융 압출시에는, 사용하는 고분자의 용융 점도가 거의 동일한 것이 바람직하다. 용융 점도가 현저하게 상이한 경우에는, 다층 구조를 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 본 발명에서는, 온도 250 ℃, 전단 속도 180 sec^- ¹ 에서 측정한 용융 점도가, 100 ∼ 6000 Pa·s인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 200 ∼ 4000 Pa·s, 더욱 바람직하게는 300 ∼ 2,000 Pa·s, 가장 바람직하게는 400 ∼ 1800 Pa·s 의 범위이다. 용융 점도가 상기 범위로부터 벗어나면, 반복 다층 구조의 제막이 불안정해지는 경우가 있다.

또, 다층 용융 압출 공정에 있어서, 다층 구조를 형성하는 재료 사이의 용융 점도 차가 큰 경우에는 층 구조를 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 용 융 점도 차는 작은 편이 바람직하고, 예를 들어, 온도 250 ℃, 전단 속도 180 sec^- ¹ 에서 측정한 용융 점도 차가 5000 Pa·s 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3000 Pa·s 이하, 더욱 바람직하게는 2000 Pa·s 이하, 가장 바람직하게는 1000 Pa·s 이하이다. 용융 점도가 상기 범위로부터 벗어나면 반복 다층 구조의 제막이 불안정해지는 경우가 있다. 단, 점도 차가 있는 재료를 사용하는 경우이어도 유로의 형상에 의해 전단 속도를 바꿈으로써 안정적인 반복 다층 구조의 제막을 할 수 있게 되는 경우도 있다.

다층 용융 압출법에서는, T 다이를 사용하여 수지를 압출하고, 그 후, 냉각 롤로 보내는 방법이 바람직하게 이용된다. 압출시의 수지 온도로서는, 수지의 유동성, 열안정성 등을 감안하여 적절히 설정할 수 있다. 또, 반복 다층 구조에 있어서의 계면의 박리를 방지하기 위해, 다층 용융 압출에 사용되는 고분자는 서로 접착성이 양호한 것으로 하는 것이 바람직하다.

<위상차 필름의 설계예>

이하, 설계예를 기재하여, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 더욱 상세하게 설명한다. 각 설계예에 있어서는, 재료로서 실재의 고분자를 사용하고, 당해 고분자의 파라미터를 사용하여 설계를 실시하였다.

[설계예 1]

설계예 1 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설 계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 폴리스티렌

폴리스티렌은 부의 분자 분극률 이방성을 갖기 때문에, 연신에 의해 부의 광학적 이방성을 발현한다. 계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 1 에 나타낸다.

(B 층) 재료 : 에틸렌-노르보르넨 공중합체

에틸렌-노르보르넨 공중합체는 광학적으로 등방성이고, 얻어지는 층은 광학적으로 등방이다. 계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 2 에 나타낸다.

(다층체)

표 3 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 3 및 표 4 에 나타낸다. 여기에서, 표 4 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, A 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

(결과)

표 3 및 표 4 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 를 만족하며, 또, 상기 식 (3) 및 (4) 에 대해서도 만족한다.

또, 리타데이션의 파장 분산을 나타내는 R(450)/R(550), R(650)/R(550), Rth(450)/Rth(550), Rth(650)/Rth(550) 에 주목하면, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550), 및 R(650)/R(550) 과, Rth(650)/Rth(550) 는 각각에 있어서 상이한 값을 나타내고 있다. Nz 값에 대해서도 3 개의 파장 각각에서 상이한 값을 나타낸다.

단일 층으로 이루어지는 위상차 필름, 특히 액정 표시 장치에 있어서 널리 사용되고 있는 고분자의 연신법에 의해 제작되는 위상차 필름에 있어서는, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550), 및 R(650)/R(550) 과, Rth(650)/Rth(550) 는 일반적으로 동일한 값을 부여한다. 또, Nz 값은 파장에 의존하지 않으며 일반적으로 일정하다.

R 값은, 정면 입사광인 경우의 필름의 광학적 이방성 정보이고, 한편, Rth 값, Nz 값은 경사 입사시의 필름의 광학적 이방성 정보를 나타내고 있다. 따라서, 설계예 1 의 위상차 필름은, 정면 입사시와 경사 입사시의 광학적 이방성의 파장 분산이 상이한 것을 나타내고 있고, 종래의 위상차 필름에서는 불가능했던, 정면 입사시와 경사 입사시의 광학적 이방성의 파장 분산을 독립적으로 제어할 수 있는 것을 나타낸다. 이것은, 본 발명의 위상차 필름이 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절의 양방을 병용하고 있기 때문에 실현될 수 있는, 종래에는 존재하지 않던 특이적 특징의 하나로서, 이 특성을 이용하면, 예를 들어, 수직 배향형 액정 등을 사용한 액정 표시 장치에서 시야각 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 설계예에 대한 유효 매질 근사 이론의 성립성을 확인하기 위해서, 상기와 완전히 동일한 다층체에 대해, 4×4 의 존스 행렬 계산을 실시하였다. 비교 방법으로서는, 표 3 에 나타내는 다층 구조의 유효 매질 근사에 의한 굴절률 타원체와, A 층 및 B 층을 각각 4000 층, 합계 8000 층을 적층한 다층 구조체에, 각종 편광을 입사하여 출사되는 편광을 비교하는 방법을 채용하였다. 그 결과, 양자 거의 일치하는 것이 확인되어 본 설계예에 있어서는 유효 매질 근사가 유효하다는 것이 확인되었다.

[설계예 2]

설계예 2 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 설계예 1 과 동일 재료인 폴리스티렌

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 5 에 나타낸다.

(B 층) 재료 : 설계예 1 과 동일 재료인 에틸렌-노르보르넨 공중합체

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 6 에 나타낸다.

(다층체)

표 7 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 이 표 7 및 표 8 에 나타낸다. 여기에서, 표 8 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, A 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 7 및 표 8 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 를 만족한다. 또, 상기 식 (3) 및 (4) 에 대해서도 만족한다.

또, 위상차의 파장 분산을 나타내는 R(450)/R(550), R(650)/R(550), Rth(450)/Rth(550), Rth(650)/Rth(550) 에 주목하면, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550), 및 R(650)/R(550) 과, Rth(650)/Rth(550) 는 각각에 있어서 상이한 값을 나타내고 있다. Nz 값에 대해서도 3 개의 파장 각각에서 상이한 값을 나타낸다.

[설계예 3]

설계예 3 에서는 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 설계예 1 과 동일 재료인 폴리스티렌

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 9 에 나타낸다.

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 10 에 나타낸다.

(다층체)

표 11 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 11 및 표 12 에 나타낸다. 여기에서, 표 12 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, A 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 11 및 표 12 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 를 만족한다. 또, 상기 식 (3) 및 (4) 에 대해서도 만족한다.

또한, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550) 를 상세하게 비교하면, 전자는 1 보다 큰 이른바 통상적인 리타데이션의 분산이지만, 후자는 1 보다 작게 되어 있고, 파장의 증대와 함께 Rth 가 작아지는 이른바 역분산으로 되어 있다. 이것은, 정면 입사시와 경사 입사시의 광학적 이방성의 파장 분산을 독립적으로 제어할 수 있는 것을 나타낸다.

[설계예 4]

설계예 4 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 설계예 1 과 동일 재료인 폴리스티렌

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 13 에 나타낸다.

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 14 에 나타낸다.

(다층체)

표 15 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 15 및 표 16 에 나타낸다. 여기에서, 표 16 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, A 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 15 및 표 16 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 를 만족하지 않는다.

[설계예 5]

설계예 5 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 플루오렌 골격을 갖는 공중합 폴리카보네이트

플루오렌 골격을 갖는 공중합 폴리카보네이트는 부의 분자 분극률 이방성을 갖고 있고, 연신에 의해 부의 광학적 이방성을 발현한다. 계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 17 에 나타낸다.

(B 층) 재료 : 폴리아크릴로일모르폴린

폴리아크릴로일모르폴린은 부의 분자 분극률 이방성을 갖고 있고, 연신에 의해 부의 광학적 이방성을 발현한다. 계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 18 에 나타낸다.

(다층체)

표 19 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 19 및 표 20 에 나타낸다. 여기에서, 표 20 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, 각 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 19 및 표 20 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 을 만족한다. 또, 상기 식 (3), (4) 및 (4') 에 대해서도 만족한다. 또, 위상차의 파장 분산을 나타내는 R(450)/R(550), R(650)/R(550), Rth(450)/Rth(550), Rth(650)/Rth(550) 에 주목하면, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550), 및 R(650)/R(550) 과, Rth(650)/Rth(550) 는 각각에 있어서 상이한 값을 나타내고 있다. Nz 값에 대해서도 3 개의 파장 각각에서 상이한 값을 나타낸다.

단일 층으로 이루어지는 위상차 필름, 특히 액정 표시 장치에 있어서 널리 사용되고 있는 고분자의 연신법에 의해 제작되는 위상차 필름에 있어서는, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550), 및 R(650)/R(550) 과, Rth(650)/Rth(550) 는 일반적으로 동일한 값을 부여한다. 또, Nz 값은 파장에 의존하지 않고, 일반적으로 일정하다.

R 값은, 정면 입사광의 경우인 필름의 광학적 이방성 정보이고, 한편, Rth 값, Nz 값은, 경사 입사시의 필름의 광학적 이방성 정보를 나타내고 있다. 따라서, 설계예 5 의 위상차 필름은, 정면 입사시와 경사 입사시의 광학적 이방성의 파장 분산이 상이한 것을 나타내고 있고, 종래의 위상차 필름에서는 불가능했던, 정면 입사시와 경사 입사시의 광학적 이방성의 파장 분산을 독립적으로 제어할 수 있는 것을 나타낸다. 이것은, 본 발명의 위상차 필름이, 구조성 복굴절과 분자 배향성 복굴절의 양방을 병용하고 있기 때문에 실현할 수 있는, 종래에는 존재하지 않던 특이적 특징의 하나로서, 이 특성을 이용하면, 예를 들어, 수직 배향형 액정 등을 사용한 액정 표시 장치에서 시야각 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 설계예에 대한 유효 매질 근사 이론의 성립성을 확인하기 위해서, 상기와 완전히 동일한 다층체에 대해, 4×4 의 존스 행렬 계산을 실시하였다. 비교 방법으로서는, 표 19 에 나타내는 다층 구조의 유효 매질 근사에 의한 굴절률 타원체와 A 층 및 B 층을 각각 3600 층, 합계 7200 층을 적층한 다층 구조체에, 각종 편광을 입사하여 출사되는 편광을 비교하는 방법을 채용하였다. 그 결과, 양자 거의 일치하는 것이 확인되어 본 설계예에 있어서는 유효 매질 근사가 유효하다는 것이 확인되었다.

[설계예 6]

설계예 6 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 스티렌-무수 말레산 공중합체

스티렌-무수 말레산 공중합체는 부의 분자 분극률 이방성을 갖고 있고, 연신에 의해 부의 광학적 이방성을 발현한다. 계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 21 에 나타낸다.

(B 층) 재료 : 설계예 5 와 동일 재료인 폴리아크릴로일모르폴린

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 22 에 나타낸다.

(다층체)

표 23 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 23 및 표 24 에 나타낸다. 여기에서, 표 24 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, 각 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 23 및 표 24 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 를 만족한다. 또, 상기 식 (3), (4) 및 (4') 도 만족한다.

[설계예 7]

설계예 7 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 설계예 6 과 동일 재료인 스티렌-무수 말레산 공중합체

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 25 에 나타낸다.

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 26 에 나타낸다.

(다층체)

재료 : 표 27 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 27 및 표 28 에 나타낸다. 여기에서, 표 28 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, 각 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 27 및 표 28 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (5) 를 만족한다. 또, 상기 식 (3), (4) 및 (4') 에 대해서도 만족한다.

또한, R(450)/R(550) 과, Rth(450)/Rth(550) 를 상세하게 비교하면, 전자는 1 보다 큰 이른바 통상적인 리타데이션의 분산으로 되고 있지만, 후자는 1 보다 작게 되어 있고, 파장의 증대와 함께 Rth 가 작아지는 이른바 역분산으로 되어 있다. 이것은, 정면 입사시와 경사 입사시의 광학적 이방성의 파장 분산을 독립적으로 제어할 수 있는 것을 나타낸다.

[설계예 8]

설계예 8 에서는, 반복 다층 구조가 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지는 위상차 필름을 설계한다. 여기에서는, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 A 층으로 하고, 또한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 는 B 층으로 한다.

(A 층) 재료 : 설계예 5 와 동일 재료인 플루오렌 골격을 갖는 공중합 폴리카보네이트

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 29 에 나타낸다.

계산에 사용한 3 개의 파장 (450, 550, 650 ㎚) 에 있어서의 삼차원 굴절률을 표 30 에 나타낸다.

(다층체)

표 31 에 기재한 조건으로, A 층과 B 층으로 이루어지는 교호 다층막 (A/B/A/B/…A/B) 을 유효 매질 근사 이론에 기초하여 계산하였다. 계산 결과를 표 31 및 표 32 에 나타낸다. 여기에서, 표 32 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, 각 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

표 31 및 표 32 의 계산 결과로부터 분명한 바와 같이, Nz 값은 모든 계산 파장에서 상기 식 (3) 을 만족하지 않는다.

<위상차 필름의 용도>

[적층 위상차 필름]

본 발명의 위상차 필름은, 그것 단독으로도 충분히 위상차 필름으로서 기능하지만, 필요에 따라 다른 위상차 필름과 조합하여 사용해도 된다.

[적층 편광 필름]

본 발명의 위상차 필름은, 편광 필름과 적층하여 적층 편광 필름으로 해도 된다. 도 5 에, 적층 편광 필름의 예를 나타낸다. 여기에서, 이 도 5 에 있어서, 51 은 편광 필름이고, 52 는 본 발명의 위상차 필름이고, 53 은 본 발명의 적층 편광 필름의 광학 배치이고, 54 는 흡수축이고, 55 는 위상차 필름 면내의 지상축이고, 56 은 본 발명의 적층 편광 필름이다.

또한, 액정 표시 장치의 시야각 확대를 목적으로 하여 적층 편광 필름을 사용하는 경우에는, 편광 필름의 편광축과 본 발명의 위상차 필름의 면내 지상축은, 평행 또는 직교시켜 배치하는 것이 바람직하다.

편광 필름의 편광축과 본 발명의 위상차 필름의 면내 지상축이 평행한 경우에는, 이들이 이루는 각도는 0±2°의 범위에 편차가 들어가는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0±1°, 더욱 바람직하게는 0±0.5°, 가장 바람직하게는 0±0.3°이다.

편광 필름의 편광축과 본 발명의 위상차 필름의 면내 지상축이 직교인 경우에는, 이들이 이루는 각도는 90±2°의 범위에 편차가 들어가는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90±1°, 더욱 바람직하게는 90±0.5°, 가장 바람직하게는 90±0.3°이다.

또한, 보다 높은 레벨로 액정 표시 장치의 시야각을 확대시키기 위해서는, 편광판의 편광축과 본 발명의 위상차 필름의 지상축이, 평행 또는 직교로 배치되고 또한, 하기 식 (36) 및 상기 식 (5) 를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 여기에서 사용하는 위상차 필름은, 1 개의 반복 다층 구조만으로 이루어지는 것이 바람직하다.

100 ㎚<R<350 ㎚ (36)

특히 높은 레벨에서의 시야각의 확대를 구하는 경우에는, 편광판의 편광축과 본 발명의 위상차 필름의 지상축이, 평행 또는 직교로 배치되고, 또한, 하기 식 (37) 및 (38) 을 만족하는 것이 바람직하다.

150 ㎚<R<300 ㎚ (37)

0.2<Nz<0.8 (38)

편광 필름으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 소정의 편광 상태의 광을 얻을 수 있는 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 직선 편광 상태의 투과광을 얻을 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

편광 필름에 편광 필름용 보호 필름이 존재하는 경우에는, 편광 필름용 보호 필름의 광학적 이방성은 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 면내 위상차로 10 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 7 ㎚ 이하이고, 가장 바람직하게는 5 ㎚ 이하이다. 또, Rth (λ) 는 70 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는, 30 ㎚ 이하, 가장 바람직하게는 20 ㎚ 이하이다.

또한, 편광 필름용 보호 필름의 필름 면내에 있어서의 지상축은 편광 필름의 흡수축과 직교 또는 평행하게 배치하는 것이 바람직하고, 편광 필름의 연속 생산을 실시하는 관점에서 평행인 것이 보다 바람직하다.

편광 필름용 보호 필름은, 특별히 한정되는 것이 아니고, 종래 사용되고 있는 공지된 필름으로부터 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 중에서는, 셀룰로오스 아세테이트를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 적층 편광 필름에 있어서는, 본 발명의 위상차 필름 그 자체가 편광 필름용 보호 필름을 겸해도 된다. 이로써, 편광 필름용 보호 필름의 사용을 생략할 수 있고, 편광 필름용 보호 필름의 광학적 이방성에 의한 편차의 영향을 배제할 수 있고, 광학 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

편광 필름과 위상차 필름의 적층시에는, 필요에 따라 접착제 등을 개재하여 고정시킬 수 있다. 또한, 축 관계의 어긋남 방지 등의 관점에서 편광 필름과 위상차 필름은 접착 고정시키는 것이 바람직하다. 접착에는 투명한 접착제를 사용할 수 있고, 그 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 광학 특성의 변화를 방지하는 관점 등에서는, 경화나 건조시에 고온의 프로세스를 필요로 하지 않는 것이 바람직하고, 또한 장시간의 경화 처리나 건조 처리를 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 또, 가열이나 가습 조건 하에 있어서, 박리 등을 발생시키지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 편광 필름, 위상차 필름, 편광 필름용 보호 필름, 접착제층 등의 각 층은, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등에 의해 자외선 흡수 기능을 갖게 할 수도 있다.

[액정 표시 장치]

또, 본 발명의 위상차 필름이나 적층 편광 필름을 액정 표시 장치에 사용함으로써, 시야각 특성 등이 현저하게 향상된 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 사용할 수 있는 액정 표시 장치로서는 특별히 한정되는 것이 아니라, IPS, VA, TN, OCB 모드 등 각종 방식으로 적용할 수 있다.

도 6 은, 본 발명의 액정 표시 장치의 일례로서 IPS 모드 액정 표시 장치의 경우의 바람직한 광학 필름의 배치이다. 위상차 필름으로서는, 본 발명의 하나의 반복 다층 구조로 이루어지는 R 값이 λ/2 (㎚), 또한, Nz 값 0.5 인 것을 사용하였다. 여기에서, 이 도 6 에 있어서, 61 은 편광 필름이고, 62 는 IPS 액정 셀이고, 63 은 본 발명의 위상차 필름이고, 64 는 편광 필름이고, 65 는 흡수축이고, 66 은 액정 층의 지상축이고, 67은 본 발명의 위상차 필름의 지상축이고, 68 은 흡수축이다.

[위상차 필름의 광탄성 계수]

본 발명의 위상차 필름의 광탄성 계수는, 공지된 엘립소미터 등을 사용하여 측정된다. 광탄성 계수의 절대값이 크면 액정 표시 장치에 형성한 경우에, 위상차 값의 어긋남이 발생하여, 콘트라스트 저하나 액정 표시 장치의 암 (暗) 상태에 있어서 광 누출이 화면에 있어서 드문드문 발생하여 광학적 반점이 발생하는 경우가 있다. 파장 550 ㎚ 의 광으로 측정하여, 광탄성 계수의 절대값이 15×10^-12 Pa^-1 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10×10^-12 Pa^-1 이하, 더욱 바람직하게는 5×10^-12 Pa^-1 이하이다. 반복 다층 구조에 있어서 사용되는 층을 형성하는 재료의 광탄성 계수의 부호가 서로 상이한 것, 예를 들어 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 형성하는 재료와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 형성하는 재료의 광탄성 계수의 부호가 서로 상이한 것, 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 형성하는 재료와 광학적으로 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 형성하는 재료의 광탄성 계수의 부호가 서로 상이한 것이 보다 바람직하다. 이것은, 이들 층을 형성하는 재료의 광탄성 계수의 부호가 서로 상이함으로써, 서로의 층의 광탄성 계수를 상쇄하여, 광탄성 계수의 절대값을 작게 할 수 있는 것에 의한다.

실시예

이하, 실시예를 예로 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

<측정·평가방법>

실시예에 있어서는, 이하의 항목에 대해, 이하의 방법에 따라 측정·평가를 실시하였다.

(1) 면내 위상차 값 (R (λ) 값 (㎚)), 두께 방향 위상차 값 (Rth (λ) 값 (㎚)), 두께 방향의 배향 지표 (Nz (λ) 값)

면내 위상차 값 (R (λ) 값), 두께 방향 위상차 값 (Rth (λ) 값), 및, 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값) 는, 분광 엘립소미터 (닛폰 분광 (주) 제조, 상품명 : M150) 을 사용한 측정에 의해 구하였다. R 값은, 입사 광선과 필름 표면이 직교하는 상태에서 측정하였다. 또, Rth 값 및 Nz 값를 구할 때에는, 입사 광선과 필름 표면이 이루는 각도를 변화시켜, 각 각도에 있어서의 위상차 값을 측정하고, 공지된 굴절률 타원체의 식을 사용하여 커브 피팅함으로써, 삼차원 굴절률인 n_x, n_y, n_z 의 수치 연산을 실시하였다. 또한, 그 때, 다른 파라미터로서 평균 굴절률 n 이 필요해지지만, 이것은 아베 굴절계 ((주) 아타고사 제조, 상품명 : 아베 굴절계 2-T) 또는, 프리즘 커플러법 (프리즘 커플러 메트리콘사 제조, 상품명 : 프리즘 커플러 MODEL2010) 에 따라 측정한 값을 사용하였다. 얻어진 삼차원 굴절률을 하기 식 (20) 및 (42) 에 대입함으로써, 각각 Rth 값 및 Nz 값를 얻었다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 특별히 언급이 없는 경우에는 측정 파장은 550 ㎚ 로 한다.

(2) 유리 전이점 온도 (Tg)

유리 전이점 온도 (Tg) 는, 시차주사 열량계 (TA Instruments 사 제조, 상품명 : DSC Q10) 에 의해 측정하였다.

(3) 필름의 두께

전자 마이크로 막후계 (안리츠사 제조) 에 의해 측정하였다.

(4) 필름의 전체 광선 투과율 및 헤이즈값

탁도계 (닛폰 전색 공업 (주) 제조, 형식 : NDH-2000 형) 을 사용하여 측정 하였다.

(5) 각 층 막 두께의 측정

마이크로톰 (라이카 마이크로 시스템즈 (주) 제조, 상품명 : ULTRACUT-S) 으로 위상차 필름의 단면의 박막 절편 (두께 약 60 ㎚) 을 제조하였다. 다음으로 이 절편을 투과형 전자현미경 (FEI 제조, 상품명 : TECNAI-G2) 을 사용하여 가속 전압 120 kV 에서 관찰·촬영하여, 사진으로부터 각 층의 두께를 측정하였다. 블렌드 영역의 두께에 대해서는 필름의 두께 방향의 투과 전자수의 라인 프로파일로부터 측정하였다.

(6) 상기 식 (1) 및 (3) 의 관계 검증 방법

(6-i) 반복 다층 구조의 각 층을 형성하는 단독 수지의 물성 측정

용융 압출법 또는 용액 캐스트법을 이용하여, A 층 및 B 층을 단독으로 필름화한 것의 평균 굴절률의 분산 (n (450), n (550), n (650) : () 안은 측정 파장 (㎚) 을 나타낸다) 을 아베 굴절계 ((주) 아타고사 제조, 상품명 : 아베 굴절계 2-T) 또는 프리즘 커플러법 (프리즘 커플러 메트리콘사 제조, 상품명 : 프리즘 커플러 MODEL2010) 으로 측정하였다. 다음으로 이들 필름을 각각의 유리 전이 온도 +10 ℃ 에 있어서 세로 1 축 연신하여, 복굴절률의 분산값 (Δn (450)/Δn (550),Δn (650)/Δn (550) : () 안은 측정 파장 (㎚) 을 나타낸다) 을 분광 엘립소미터 (닛폰 분광 (주) 제조, 상품명 : M150) 로 측정하였다.

(6-ii) 반복 다층 구조로 이루어지는 위상차 필름의 R 및 Rth 의 분산 측정

분광 엘립소미터 (닛폰 분광 (주) 제조, 상품명 : M150) 로 측정하였다. 측정 파장은 450, 550, 650 ㎚ 로 하였다.

(6-iii) 반복 다층 구조의 각 층 막 두께 측정

상기 (5) 와 동일하게 측정하여, A, B 층 및 블렌드층의 평균 두께를 결정한다.

(6-iv) 반복 다층 구조에 있어서의 각 층의 삼차원 굴절률 파장 분산의 결정

전자현미경의 관찰 결과로부터, 반복 다층 구조중에 블렌드층이 존재하지 않는 것으로 간주되는 경우에는 식 (10) ∼ (12) 또는, 식 (13) ∼ (15) 를 사용하고, 한편, 블렌드층이 존재하는 경우에는 식 (10') ∼ (12') 또는, 식 (13') ∼ (15') 를 이용한다. 이들 관계식과, 상기 (6-i) ∼ (6-iii) 에서 얻어진 데이터를 사용하여 반복 다층 구조에 있어서의 각 층의 삼차원 굴절률 파장 분산을 구한다.

(6-v) 식 (1) 및 (3) 의 관계식의 검증

상기 (6-i) ∼ (6-iv) 의 과정에서 얻어진 데이터를 사용하여 식 (1) 및 (3) 의 관계식을 검증한다.

(7) 용융 점도 측정

용융 점도의 측정은, (주) 도요정기제작소 제조 상품명 캐피로 그래프 1B 를 사용하여 실시하였다. 시험 온도 250 ℃, 전단 속도는 180 sec^-1 로 하였다.

<실시예 1>

[반복 다층 구조의 광학 설계]

상기 서술한 설계예와 동일하게, 표 33 ∼ 36 에 기재하는 바와 같이, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 등방성인 층 (i) 를 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 설계하고, 그 설계에 기초하여, 이하와 같이 반복 다층 구조를 제조하였다. 여기에서, 표 36 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

(1) 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) (A 층) 를 형성하는 재료의 조제

하기 화학식 (I) 로 나타내는 모노머 ((주) 쿄진 제조, 상품명 : ACMO) 를 사용하여 개시제 (치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조, 상품명 : 이르가큐어 184) 를 모노머 대비 0.1 질량% 혼합하고, 얻어진 혼합물 100 g 을 삼각 플라스크에 넣어 봉관 (封管) 하였다. 계속하여, 수은 램프를 광원으로 하여 광 강도 30 mW/㎠ 의 자외광을 2 분간 조사하여 중합을 실시함으로써 폴리머를 얻었다. 얻어진 폴리머의 유리 전이점 온도는 140 ℃ 이었다. 얻어진 폴리머에 물을 첨가하여 1 질량% 수용액으로 하고, 이것을 스핀 코트용 용액 N 으로 하였다.

테플론 (등록상표) 수지제 주형 (필름 형상이 되도록 설계된 주형) 에, 상기와 동일한 혼합비의 개시제들이 모노머를 흘려넣고, 질소 분위기 하에서 상기와 동일한 조건의 UV 중합법에 의해 두께 200 ㎛ 의 필름을 제조하였다. 얻어진 필 름에 대해, 세로 1 축 연신기에서 폭 30 ㎜, 척간 거리 50 ㎜, 연신 온도 140 ℃, 연신 배율 2 배로 1 축 연신을 실시하여 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름은 막 두께 140 ㎛, R 값=490 ㎚ 이고, Nz 값=0 인 부의 광학적 이방성을 갖고 있었다. 얻어진 폴리머는 부의 분자 분극률 이방성을 갖고 있었다. 얻어진 연신 필름의 삼차원 굴절률 파장 분산 데이터를 표 33 에 나타낸다.

(2) 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) (B 층) 를 형성하는 재료의 조제

광학적으로 거의 등방성을 갖는 재료로서, 플루오렌 골격을 갖는 공중합 폴리카보네이트를 중합하였다. 폴리카보네이트의 중합은 공지된 포스겐을 사용한 계면 중축합법을 이용하였다. 구체적으로는 교반기, 온도계, 및, 환류 냉각기를 구비한 반응조에, 수산화 나트륨 수용액 및 이온 교환수를 주입하고, 이것에 하기 화학식 (II) 와 (III) 으로 나타내는 구조를 갖는 모노머를 각각, 72.3 대 27.7 의 몰비로 용해하고, 추가로 소량의 하이드로설파이드를 첨가하였다.

다음으로, 이것에 염화 메틸렌을 첨가하고, 20 ℃ 에서 포스겐을 약 60 분 에 걸쳐 불어 넣었다. 또한, p-tert-부틸페놀을 첨가하여 유화시킨 후, 트리에틸아민을 첨가하여 30 ℃ 에서 약 3 시간 교반하여 반응을 종료시켰다. 반응 종료 후, 유기상을 분취하고, 염화 메틸렌을 증발시켜 폴리카보네이트 공중합체를 얻었다. 얻어진 공중합체의 조성비는, 주입량비와 거의 동일하고, 유리 전이점 온도는 204 ℃ 였다.

다층 구조체를 형성하는 폴리머끼리의 유리 전이점 온도를 맞출 목적으로, 하기 화학식 (IV) 의 구조를 주성분으로 하는 인산 에스테르계 화합물 (다이하치 화학공업 (주) 제조, 상품명 : PX200) 과 얻어진 폴리카보네이트 공중합체의 비율이, 각각 20 질량%, 80 질량% 가 되도록, 메틸렌클로라이드에 쌍방을 용해시켜, 농도 20 질량% 의 도프 용액을 조제하였다.

얻어진 도프 용액을 사용하여, 용액 캐스트법으로 유리 상에 제막하고, 40 ℃ 에서 10 분간, 항온 건조기에 넣은 후 유리로부터 필름을 박리시켰다. 계속 하여, 필름을 직사각형의 쇠틀에 끼우고, 추가로 80 ℃ 에서 10 분간, 140 ℃ 에서 1 시간의 순으로 항온 건조기에서 건조시켰다. 얻어진 필름의 유리 전이점 온도를 측정한 바, 135 ℃ 이고, 막 두께는 100 ㎛ 였다.

얻어진 필름에 대해, 세로 1 축 연신기에서 폭 30 ㎜, 척간 거리 50 ㎜, 연신 온도 140 ℃, 연신 배율 2 배로 1 축 연신을 실시하였다. 얻어진 연신 필름은 막 두께가 75 ㎛, R 값=10 ㎚, Nz 값=1 이고, 연신해도 광학적으로 거의 등방인 것을 알 수 있었다. 또한, 광학적 등방성에 대해서는 상기 식 (27) 을 만족하였다. 얻어진 연신 필름의 삼차원 굴절률 파장 분산 데이터를 표 34 에 나타낸다.

다음으로, 얻어진 폴리카보네이트 공중합체와 상기의 인산 에스테르계 화합물 (다이하치 화학공업 (주) 제조, 상품명 : PX200) 의 비율을 각각 80 질량%, 20 질량% 로 하여 톨루엔 중에 용해시키고, 고형분 농도 0.4 질량% 의 톨루엔 용액을 조제하여, 이것을 스핀 코트용 용액 I 로 하였다.

(3) 1 개의 반복 다층 구조로 이루어지는 위상차 필름의 제조

표 35 에 기재한 조건으로, 스핀 코트법에 의해 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) (A 층) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) (B 층) 를 구성 단위로 하는 교호 다층막을 제조하였다. 구체적으로는, 상기에서 얻어진 스핀 코트용 용액 N 과 I 를, 표면 연마 처리한 유리 기판 (직경 15 ㎝) 상에, 교대로 스핀 코트법에 따라 적층시켰다. 또한, 각 층을 도포하기 전에는, 표면 처리로서 UV 오존 처리를 150 초간 실시하였다. 또한, UV 오존 처리시에는, 아이그래픽 (주) 제조, 상품명 : 아이 UV 오존 세정 장치 OC-250615-D+A, 및, 상품명 : 아이오존 분해 장치 OCA-150L-D 를 사용하였다. 스핀 코트에 있어서의 도포량은 스핀 코트용 용액 N 을 3 ㎖, 용액 I 를 8 ㎖ 로 하고, 회전 조건으로서는, 회전수를 4000 회전/분, 시간을 20 초로 하였다.

얻어진 반복 다층막을 유리로부터 박리하고, 세로 1 축 연신기에서 폭 30 ㎜, 척간 거리 50 ㎜, 연신 온도 140 ℃, 연신 배율 2 배로 1 축 연신을 실시함으로써 위상차 필름을 얻었다.

(4) 위상차 필름의 평가

얻어진 위상차 필름은, R 값=270 ㎚, 막 두께 100 ㎛, Nz 값=0.5 의 2 축성 위상차 필름이었다. 또한, 전체 광선 투과율은 91 %, 헤이즈는 0.6% 였다.

또, 분광 광도계 ((주) 히타치 제작소 제조, 상품명 : U4000) 를 사용하여, 투과율, 반사율을 측정한 바, 550 ㎚ 의 측정 파장에 있어서 내부 반사율은 거의0 % 였다.

또한, 투과 전자현미경을 사용하여 위상차 필름 단면을 관찰하여 두께가 거의 설계대로 되어 있는 것을 확인하였다.

여기에서, 스핀 코트용 용액 N, 용액 I 로부터 형성된 층을 각각 N 층, I 층으로 하고, 상기 식 (10) ∼ (12) 를 사용하여, 각 층의 평균적인 광학적 이방성을 구하였다. 본 위상차 필름의 다층 구조에 있어서의 각 층의 광학적 이방성은 직접 측정하는 것은 곤란하지만, 상기 서술한 바와 같이, N 층, I 층을 형성하는 재료의 고유 물성인 굴절률 파장 분산, 복굴절률 파장 분산, 반복 다층 구조의 각 층의 막 두께, 층수, R 값, Rth 값의 파장 분산 데이터로부터, 상기 식 (10) ∼ (12) 를 사용하여, 각 층의 평균적인 광학적 이방성을 구할 수 있다. 그 결과, 거의 설계대로 되어 있고, 또한 상기 식 (3) 및 (4) 를 만족하는 것을 확인하였다.

<실시예 2>

[반복 다층 구조의 광학 설계]

상기 서술한 설계예 4 ∼ 8 과 동일하게, 표 37 ∼ 40 에 기재하는 바와 같이, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 설계하고, 그 설계에 기초하여 반복 다층 구조를 제조하였다. 여기에서, 표 40 중의 a, b 는, 각각, A 층, B 층의 막 두께이다. 또한, 각 층의 면내의 지상축 방위와 반복 다층 구조의 면내의 지상축 방위는 일치하도록 설정하였다.

(1) 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) (B 층) 를 형성하는 재료의 조제

하기 화학식 (I) 로 나타내는 모노머 ((주) 쿄진 제조, 상품명 : ACMO) 를 사용하여, 개시제 (치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조, 상품명 : 이르가큐어 184) 를 모노머 대비 0.1 질량% 혼합하고, 얻어진 혼합물 100 g 을 삼각 플라스크에 넣어 봉관하였다. 계속하여, 수은 램프를 광원으로 하여 광 강도 30 mW/㎠ 의 자외광을 2 분간 조사하여 중합을 실시함으로써 폴리머를 얻었다. 얻어진 폴리머의 유리 전이점 온도는 140 ℃ 이었다. 얻어진 폴리머에 물을 첨가하여 1 질량% 수용액으로 하고, 이것을 스핀 코트용 용액 B 로 하였다.

테플론 (등록상표) 수지제의 주형 (필름 형상이 되도록 설계된 주형) 에, 상기와 동일한 혼합비의 개시제들이 모노머를 흘려넣고, 질소 분위기 하에서, 상기와 동일한 조건의 UV 중합법에 의해 두께 200 ㎛ 의 필름을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해, 세로 1 축 연신기에서 폭 30 ㎜, 척간 거리 50 ㎜, 연신 온도 142 ℃, 연신 배율 2 배로 1 축 연신을 실시하여 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름은 막 두께 140 ㎛, R 값=430 ㎚ 이고, Nz 값=0 의 부의 광학적 이방성을 갖고 있었다. 즉, 얻어진 폴리머는 부의 분자 분극률 이방성을 갖고 있었다. 얻어진 연신 필름의 삼차원 굴절률 파장 분산 데이터를 표 37 에 나타낸다.

(2) 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) (A 층) 를 형성하는 재료의 조제

부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 재료로서 플루오렌 골격을 갖는 공중합 폴리카보네이트를 중합하였다. 폴리카보네이트의 중합은, 공지된 포스겐을 사용한 계면 중축합법을 이용하였다. 구체적으로는 교반기, 온도계, 및, 환류 냉각기를 구비한 반응조에, 수산화 나트륨 수용액 및 이온 교환수를 주입하고, 이것에 하기 화학식 (II) 와 (III) 으로 나타내는 구조를 갖는 모노머를 각각, 85 대 15 의 몰비로 용해하고, 다시 소량의 하이드로설파이드를 첨가하였다.

다음으로, 이것에 염화 메틸렌을 첨가하고 20 ℃ 에서 포스겐을 약 60 분에 걸쳐 불어 넣었다. 또한, p-tert-부틸페놀을 첨가하여 유화시킨 후, 트리에틸아민을 첨가하여 30 ℃ 에서 약 3 시간 교반하여 반응을 종료시켰다. 반응 종료 후, 유기상을 분취하고, 염화 메틸렌을 증발시켜 폴리카보네이트 공중합체를 얻었다. 얻어진 공중합체의 조성비는 주입량비와 거의 동일하고, 유리 전이점 온도는 225 ℃ 였다.

다층 구조체를 형성하는 폴리머끼리의 유리 전이점 온도를 맞출 목적으로, 하기 화학식 (IV) 의 구조를 주성분으로 하는 인산 에스테르계 화합물 (다이하치 화학공업 (주) 제조, 상품명 : PX200) 과 얻어진 폴리카보네이트 공중합체의 비율 이 각각 30 질량%, 70 질량% 가 되도록, 메틸렌클로라이드에 쌍방을 용해시켜, 농도 20 질량% 의 도프 용액을 조제하였다.

얻어진 도프 용액을 사용하여, 용액 캐스트법으로 유리 상에 제막하고, 40 ℃ 에서 10 분간, 항온 건조기에 넣은 후, 유리로부터 필름을 박리시켰다. 계속하여, 필름을 직사각형의 금형에 끼우고, 추가로 80 ℃ 에서 10 분간, 140 ℃ 에서 1 시간의 순서에 항온 건조기에서 건조시켰다. 얻어진 필름의 유리 전이점 온도를 측정한 바, 134 ℃ 이고, 막 두께는 100 ㎛ 였다.

얻어진 필름에 대해, 세로 1 축 연신기에서 폭 30 ㎜, 척간 거리 50 ㎜, 연신 온도 142 ℃, 연신 배율 2 배로 1 축 연신을 실시하였다. 얻어진 연신 필름은 막 두께가 75 ㎛, R 값=150 ㎚, Nz 값=0 이었다. 또한, 이것은 상기 식 (40) 을 만족한다. 얻어진 연신 필름의 삼차원 굴절률 파장 분산 데이터를 표 38 에 나타낸다.

다음으로, 얻어진 폴리카보네이트 공중합체와 상기의 인산 에스테르계 화합물 (다이하치 화학공업 (주) 제조, 상품명 : PX200) 의 비율을 각각 70 질량%, 30 질량% 로 하여 톨루엔 중에 용해시키고, 고형분 농도 0.4 질량% 의 톨루엔 용액을 조제하여, 이것을 스핀 코트용 용액 A 로 하였다.

(3) 1 개의 반복 다층 구조로 이루어지는 위상차 필름의 제조

표 39 에 기재한 조건으로 스핀 코트법에 의해, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) (A 층) 와 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) (B 층) 를 구성 단위로 하는 교호 다층막을 제조하였다. 구체적으로는 상기에서 얻어진 스핀 코트용 용액 A 와 B 를, 표면 연마 처리한 유리 기판 (직경 15 ㎝) 상에, 교대로 스핀 코트법에 의해 적층시켰다. 또한, 각 층을 도포하기 전에는, 표면 처리로서 UV 오존 처리를 150 초간 실시하였다. UV 오존 처리시에는, 아이그래픽 (주) 제조, 상품명 : 아이 UV 오존 세정 장치 OC-250615-D+A, 및, 상품명 : 아이오존 분해 장치 OCA-150L-D 를 사용하였다. 스핀 코트에 있어서의 도포량은 스핀 코트용 용액 A 를 3 ㎖, 용액 B 를 6 ㎖ 로 하고, 회전 조건으로서는 회전수를 4000 회전/분, 시간을 20 초로 하였다.

얻어진 반복 다층막을 유리로부터 박리하고, 세로 1 축 연신기에서 폭 30 ㎜, 척간 거리 50 ㎜, 연신 온도 142 ℃, 연신 배율 2 배로 1 축 연신을 실시함으로써 위상차 필름을 얻었다.

(4) 위상차 필름의 평가

얻어진 위상차 필름은 R 값=223 ㎚, 막 두께 81 ㎛, Nz 값=0.7 의 2 축성 위상차 필름이였다. 또한, 전체 광선 투과율은 91 %, 헤이즈는 0.6% 였다.

또, 분광 광도계 ((주) 히타치 제작소 제조, 상품명 : U4000) 를 사용하여 투과율, 반사율을 측정한 바, 550 ㎚ 의 측정 파장에 있어서 내부 반사율은 거의0 % 였다.

또한, 투과 전자현미경을 사용하여 위상차 필름 단면을 관찰하여, 두께가 거의 설계대로 되어 있는 것을 확인하였다.

여기에서, 스핀 코트용 용액 A, 용액 B 로 형성된 층을, 각각 A 층, B 층으로 하고, 상기 식 (10) ∼ (12) 를 사용하여 각 층의 평균적인 광학적 이방성을 구하였다. 본 위상차 필름의 다층 구조에 있어서의 각 층의 광학적 이방성은 직접 측정하는 것은 곤란하지만, 상기 서술한 바와 같이, A 층, B 층을 형성하는 재료의 고유 물성인 굴절률 파장 분산, 복굴절률 파장 분산, 반복 다층 구조의 각 층의 막 두께, 층수, R 값, Rth 값의 파장 분산 데이터로부터, 상기 식 (10) ∼ (12) 를 사용하여 각 층의 평균적인 광학적 이방성을 구할 수가 있다. 그 결과, 거의 설계대로 되어 있고, 또한, 상기 식 (3), (4) 및 (4') 를 만족하는 것을 확인하였다.

<실시예 3>

부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 설계하고, 그 설계에 기초하여 반복 다층 구조를 제조하였다.

(1) 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 및 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 형성하는 재료의 조제

반복 다층 구조 중, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 를 형성하는 고분자로서 스티렌-무수 말레산 공중합체 (a3) 인 상품명 : 다이라크 D332 (노바 케미컬사 제조) 를 사용하였다. 또, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 형성하는 재료로서는 폴리메틸메타크릴레이트 (i3) 인 상품명 : 파라펫트 G (주식회사 쿠라레 제조) 를 사용하였다.

이들 고분자 재료는 각각 건조시킨 후, 압출기에 공급하였다. 고분자 재료 (a3) 및 (i3) 의 용융 점도는 각각 500 Pa·s, 500 Pa·s 였다.

(2) 1 개의 반복 다층 구조로 이루어지는 위상차 필름의 제조

각각의 고분자 재료 (a3) 및 (i3) 을 압출기에서 260 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프 및 필터를 개재한 후, 201 층의 피드 블록에서 합류시키고, 또한 4 개의 스태틱 믹서를 통과시킴으로써 각 층의 두께가 동등해지는 3201 층의 구조로 하였다. 이 적층 상태를 유지한 채로 다이에 유도하고, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하여 고분자 재료 (a3) 과 (i3) 이 교대로 적층된 총수 3201 층의 미연신 다층 필름을 제작하였다. 이 때 고분자 재료 (a3) 및 (i3) 의 압출량이 50 : 50 이 되도록 조정하였다. 또한, 피드 블록에서 합류시켜 다이로부터 압출될 때까지의 체류 시간은 약 50 초였다.

이와 같이 하여 얻어진 미연신 다층 필름을 140 ℃ 에서 1 축 2.5 배 연신함으로써, 반복 다층 구조를 갖는 위상차 필름을 얻었다. 이 위상차 필름의 두께는 90 ㎛ 이고, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 의 막 두께는 평균 8 ㎚ 이고, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 막 두께는 평균 8 ㎚ 이고, 블렌드 영역은 20 ㎚ 였다. 얻어진 다층 위상차 필름의 특성을 표 41 에 나타낸다. Nz 를 550 ㎚ 의 측정 파장으로 0.5 로 삼차원 굴절률을 제어할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 상기 (6) 의 (i) 의 방법으로 실시한 반복 다층 구조의 각 층을 형성하는 단독의 수지의 광학 물성을 표 42 에 기재한다. 상기 (6) 의 방법으로 구한 반복 다층 구조의 각 층의 파라미터에서 구한, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 평균의 면내의 굴절률 차인 |n_x-n_y| 를 표 43 에 기재한다. 또한, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 면내의 지상축은 연신 방향과 대략 직교이다. 또, 위상차 필름 전체에 있어서의 면내의 지상축 방위는 연신 방향에 대략 직교이다.

상기 식 (3) 을 측정 파장 550 ㎚ 에 있어서 만족하는 것을 알 수 있었다.

<실시예 4>

부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 설계하고, 그 설계에 기초하여 반복 다층 구조를 제조하였다.

(1) 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 형성하는 재료의 조제

반복 다층 구조 중, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 형성하는 고분자로서 스티렌-무수 말레산 공중합체 (a4) 인 상품명 : 다이라크 D332 (노바 케미컬사 제조) 를 사용하였다.

(2) 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 형성하는 재료의 조제

스티렌 중합체 (산요 화성 공업 (주) 제조 하이마 ST-95) 950 중량부를 시클로헥산 3250 중량부에 용해하여, 이 폴리머 용액을 스테인리스제 오토클레이브에 주입하고, 계속해서 메틸 t-부틸에테르 650 중량부, 니켈/실리카·알루미나 촉매 (알드리치 제조 Ni 담지량 65 중량%) 80 중량부를 첨가하고, 수소압 9.81 MPa, 180 ℃ 에서 3 시간 수첨 반응을 실시하여, 수소화율 99.9 몰% 또한 Tg=148 ℃ 인 수소 첨가 폴리스티렌 (b4) 을 얻어, 이것을 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 로 하였다. 용융 점도는 700 Pa·s 였다.

(3) 다층 구조체의 제조

반복 다층 구조 중, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 를 형성하는 고분자로서 스티렌-무수 말레산 공중합체 (a4) 를 사용하고, 한편 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 를 형성하는 재료로서는, 수소 첨가 폴리스티렌 (b4) 을 사용하였다. 이들 고분자 재료는 각각 건조시킨 후, 압출기에 공급하였다.

각각의 고분자 재료는 압출기에서 280 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프 및 필터를 개재한 후, 201 층의 피드 블록에서 합류시키고, 또한, 4 개의 스태틱 믹서를 통과시킴으로써 각 층의 두께가 동등해지는 3201 층의 구조로 하였다. 이 적층 상태를 유지한 채로 다이에 유도하고, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하여 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 (b) 를 위한 고분자 재료 (a4) 와 (b4) 가 교대로 적층된 총수 3201 층의 미연신 다층 필름을 제작하였다. 이 때 고분자 재료 (a4) 와 (b4) 의 압출량이 41 : 59 가 되도록 조정하였다. 또한, 피드 블록에서 합류시켜 다이로부터 압출될 때까지의 체류 시간은 약 10 초였다.

이와 같이 하여 얻어진 미연신 다층 필름을 150 ℃ 에서 1 축 2.8 배 연신함으로써, 반복 다층 구조를 갖는 위상차 필름을 얻었다. 이 위상차 필름의 두께는 45 ㎛ 이고, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 막 두께는 평균 11 ㎚ 이고, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 막 두께는 평균 16 ㎚ 로, 블렌드 영역은 거의 관찰되지 않았다. 얻어진 다층 위상차 필름의 특성을 표 44 에 나타낸다. Nz 를 550 ㎚ 의 측정 파장으로 0.5 로 삼차원 굴절률을 제어할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 상기 (6) 의 (i) 의 방법으로 실시한 반복 다층 구조의 각 층을 형성하는 단독의 수지의 광학 물성을 표 45 에 기재한다. 상기 (6) 의 방법으로 구한 반복 다층 구조의 각 층의 파라미터에서 구한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 층 (b) 의 평균의 면내의 굴절률 차인 |n_x-n_y| 를 표 46 에 기재한다. 또한, 층 (a) 및 (b) 의 면내의 지상축은 연신 방향과 대략 직교이다. 또, 위상차 필름 전체에 있어서의 면내의 지상축 방위는 연신 방향에 대략 직교이다.

<실시예 5>

(1) 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 를 형성하는 재료의 조제

반복 다층 구조 중, 층 (a) 를 형성하는 고분자로서 스티렌-무수 말레산 공중합체 (a5) 인 상품명 : 다이라크 D332 (노바 케미컬사 제조) 를 사용하고, 한편, 층 (i) 를 형성하는 재료로서는 폴리메틸메타크릴레이트 (i5) 인 상품명 : 파라펫트 G (주식회사 쿠라레 제조) 를 사용하였다. 이들 고분자 재료는, 각각 건조시킨 후, 압출기에 공급하였다. 각각의 고분자 재료 (a5) 및 (i5) 의 용융 점도는 각각 500 Pa·s, 500 Pa·s 였다.

(2) 다층 구조체의 제조

각각의 고분자 재료 (a5) 및 (i5) 는 압출기에서 260 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프 및 필터를 개재한 후, 201 층의 피드 블록에서 합류시키고, 또한 폭 방향으로 4 분할한 것을 두께 방향으로 재배치시키는 4 분할 더블링을 통과시킴으로써 각 층의 두께가 동등해지는 801 층의 구조로 하였다. 이 적층 상태를 유지한 채로 다이에 유도하고, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하여, 고분자 재료 (a5) 와 (i5) 가 교대로 적층된 총수 801 층의 미연신 다층 필름을 제작하였다. 이 때 고분자 재료 (a5) 와 (i5) 의 압출량이 71 : 29 가 되도록 조정하였다. 또한, 피드 블록으로 합류시켜 다이로부터 압출될 때까지의 체류 시간은 약 30 초였다.

이와 같이 하여 얻어진 미연신 다층 필름을, 140 ℃ 에서 1 축 2.2 배 연신함으로써, 반복 다층 구조를 갖는 위상차 필름을 얻었다. 이 위상차 필름의 두께는 30 ㎛ 이고, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 의 막 두께는 평균 42 ㎚ 이고, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 막 두께는 평균 11 ㎚ 이고, 또한 블렌드 영역은 평균 11 ㎚ 였다. 얻어진 다층 위상차 필름의 특성을 표 47 에 나타낸다. 550 ㎚ 의 측정 파장에서의 Nz 가 0.3 인 것을 나타내는 바와 같이, 위상차 필름의 삼차원 굴절률을 제어할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 상기 (6) 의 (i) 의 방법으로 실시한 반복 다층 구조의 각 층을 형성하는 단독의 수지의 광학 물성을 표 48 에 기재한다. 상기 (6) 의 방법으로 구한 반복 다층 구조의 각 층의 파라미터에서 구한, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 및 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 평균의 면내의 굴절률 차인 |n_x-n_y| 를 표 49 에 기재한다. 또한, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 및 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 면내의 지상축은 연신 방향과 대략 직교이다. 또, 위상차 필름 전체에 있어서의 면내의 지상축 방위는 연신 방향에 대략 직교이다.

<실시예 6>

반복 다층 구조 중, 층 (a) 를 형성하는 고분자로서 스티렌-무수 말레산 공중합체 (a6) 인 상품명 : 다이라크 D332 (노바 케미컬사 제조) 를 사용하고, 한편, 층 (i) 를 형성하는 재료로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 (i6) 인 상품명 : 파라펫트 G (주식회사 쿠라레 제조) 를 사용하였다. 이들 고분자 재료는 각각 건조시킨 후, 압출기에 공급하였다. 고분자 재료 (a6) 및 (i6) 의 용융 점도는, 각각 500 Pa·s, 500 Pa·s 였다.

(2) 다층 구조체의 제조

각각의 고분자 재료 (a6) 및 (i6) 은 압출기에서 260 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프 및 필터를 개재한 후, 201 층의 피드 블록에서 합류시키고, 각 층의 두께가 동등해지는 201 층의 구조로 하였다. 이 적층 상태를 유지한 채로 다이에 유도하고, 또한 적층 구조의 양 최외층에 열가소성 수지 (i6) 를 합류시킨 후, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하여, 고분자 재료 (a6) 및 (i6) 이 교대로 적층된 총수 203 층의 미연신 다층 필름을 제작하였다. 이 때 고분자 재료 (a6) 및 (i6) 의 압출량이 50 : 50 이 되도록 조정하였다. 또한, 피드 블록으로 합류시켜 다이로부터 압출될 때까지의 체류 시간은 약 30 초였다.

이와 같이 하여 얻어진 미연신 다층 필름을 140 ℃ 에서 1 축 2.6 배 연신함으로써 반복 다층 구조를 갖는 위상차 필름을 얻었다. 이 위상차 필름의 두께는 24 ㎛ 이고, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 의 막 두께는 평균 30 ㎚ 이고, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 막 두께는 평균 30 ㎚ 로, 블렌드 영역은 평균 30 ㎚ 였다. 얻어진 다층 위상차 필름의 특성을 표 50 에 나타낸다. 550 ㎚ 의 측정 파장에서의 Nz 가 0.3 인 것을 나타내는 바와 같이, 위상차 필름의 삼차원 굴절률을 제어할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 상기 (6) 의 (i) 의 방법으로 실시한 반복 다층 구조의 각 층을 형성하는 단독의 수지의 광학 물성을 표 51 에 기재한다. 상기 (6) 의 방법으로 구한 반복 다층 구조의 각 층의 파라미터에서 구한, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 및 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 평균의 면내의 굴절률 차인 |n_x-n_y| 를 표 52 에 기재한다. 또한, 부의 광학 이방성을 갖는 층 (a) 및 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 면내의 지상축은 연신 방향과 대략 직교이다. 또, 위상차 필름 전체에 있어서의 면내의 지상축 방위는 연신 방향에 대략 직교이다.

<실시예 7>

반복 다층 구조의 양측에 기계 특성을 바꾸기 위해서 다른 수지층을 형성한 것 이외에는, 실시예 3 과 동일하게 다층 압출에 의해 위상차 필름을 제조하였다. 이 다른 수지층을 형성하는 수지 X7 은 스티렌계 공중합 수지 (스미토모 화학 (주) 제조 상품명 : 아크리프트 WH206) 를 사용하였다. 이 수지의 기계 물성을 표 53 에 기재한다.

반복 다층 구조를 구성하는 2 종류의 열가소성 수지 (a3) 및 (i3) 은, 압출기에서 260 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프 및 필터를 개재한 후, 201 층의 피드 블록에서 합류시키고, 또한 4 개의 스태틱 믹서를 통과시킴으로써 각 층의 두께가 동등해지는 3201 층의 구조로 하였다. 이 적층 상태를 유지한 채로 다이에 유도하고, 또한 적층 구조의 양 최외층에 수지 (X7) 를 합류시킨 후, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하여, 수지 (X7) 가 총수 3201 층의 반복 다층 구조의 양면에 적층된 필름을 제작하였다. 이 때 열가소성 수지 (a3) 와 열가소성 수지 (i3) 의 압출량이 50 : 50 이 되도록 조정하였다. 또한, 피드 블록으로 합류시켜 다이로부터 압출될 때까지의 체류 시간은 약 50 초였다.

이와 같이 하여 얻어진 미연신 다층 필름을 140 ℃ 에서 1 축 2.5 배 연신함으로써, 다층 위상차 필름을 얻었다. 이 다층 위상차 필름의 두께는 약 120 ㎛ 이고, 수지 X7 로 이루어지는 양 최외층의 두께는 각각 15 ㎛ 이고, 광학 특성 및 반복 다층 구조의 각 층의 평균 막 두께는 실시예 3 의 것과 거의 동일하였다.

이 실시예로 제조한 반복 다층 구조로 이루어지는 위상차 필름의 기계 물성을 표 53 에 나타낸다.

본 발명의 위상차 필름은 분자 배향성 복굴절과 구조성 복굴절의 양자를 사용하고 있기 때문에, 종래의 방법에서는 실현 곤란했던 광학적 이방성 및 파장 분산 특성을 실현할 수 있게 된다. 이 때문에, 본 발명의 위상차 필름을 단독으로, 혹은 편광판이나 다른 위상차 필름과 조합하여 액정 표시 장치에 사용함으로써 표시 장치의 고성능화, 특히 광시야각화에 매우 크게 공헌할 수 있다.

Claims

평균 굴절률이 상이한 적어도 2 종의 층을 구성 단위로 하는 반복 다층 구조를 포함하고,

상기 반복 다층 구조는 구조성 복굴절을 발현하고,

상기 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 층은, 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 인, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가, 면내에 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가, 분자 배향성 복굴절에 의한 부 (負) 의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 인, 위상차 필름.
제 3 항에 있어서,

상기 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 다른 층이, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 인, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조의 구성 단위가 되는 각 층의 광학적 두께 (nd (㎚)) 가 λ/5 이하인, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조를 형성하는 층의 수가 100 층 이상 30000 층 이하인, 위상차 필름.
제 4 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조가 하기 식 (2) 를 만족하는, 위상차 필름.

0.001<|δn|<0.5 (2)

(식 중, δn 은, 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 평균 굴절률과, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 평균 굴절률의 차를 나타낸다)
제 4 항에 있어서,

상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및/또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 가 하기 식 (1) 을 만족하는, 위상차 필름.

0.0001<|n_nx-n_ny|<0.1 (1)

(식 중,

n_nx : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_ny : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 반복 다층 구조의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축)
제 1 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조의 두께 방향의 배향 지표 (Nz 값 (λ)) 가 하기 식 (5) 를 만족하는, 위상차 필름.

0<Nz<1 (5)

{식 중,

[수학식 1]

(n_x : 반복 다층 구조의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_y : 반복 다층 구조의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_z : 반복 다층 구조의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 반복 다층 구조의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축)}
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절이, 상기 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 를 구성하는 고분자의 분자 배향에 의해 발현되는 것인, 위상차 필름.
제 3 항에 있어서,

상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 가, 분자 분극률 이방성이 부인 고분자를 함유하는 것인, 위상차 필름.
제 4 항에 있어서,

상기 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 가, 고분자로 이루어지는 것인, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조의 면내 위상차 값 (R 값 (㎚)) 이 하기 식 (6) 을 만족하는, 위상차 필름.

10 ㎚<R<1000 ㎚ (6)
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절이 연신에 의해 발현된 것인, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

고분자의 다층 용융 압출에 의해 다층막을 성형하고, 계속하여, 당해 다층막을 연신하여 얻어지는, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

광탄성 계수의 절대값이 15×10^-12 Pa^-1 이하인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 위상차 필름의 양면에, 파단 강도 10 ∼ 50 MPa, 파단 신도 300 ∼ 1500 %, 면 충격 파괴 에너지 5×10^-4 J/㎛ 이상, 또한 -40 ℃ 에서의 주파수 1 Hz 에 있어서의 동적 저장 탄성률 및 동적 손실 탄성률 1×10⁵ ∼ 2×10⁸ Pa 의 열가소 수지 조성물 (P) 로 만들어져 있고, 또한 광학적으로 거의 등방성인 보호 필름 (X) 이 적층된 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가, 스티렌과 무수 말레산의 공중합체를 함유하는 스티렌계 수지로 만들어져 있고, 스티렌/무수 말레산의 공중합 몰비가 70/30 ∼ 86/14 이고, 또한 광탄성 계수가 8×10^-12 Pa^-1 이하인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

하기의 관계를 만족하는 측정 파장 λ (㎚) 및 λ' (㎚) (400 ㎚
λ<λ'
700 ㎚) 를 갖는, 위상차 필름.

|{Rth (λ)/Rth (λ')}-{R (λ)/R (λ')}|
0.1
제 1 항에 있어서,

{R (λ)/R (λ')} 및 {Rth (λ)/Rth (λ')} 의 일방이 1 미만이고, 또한 타방이 1 초과인 측정 파장 λ (㎚) 및 λ' (㎚) (400 ㎚
λ<λ'
700 ㎚) 를 갖는, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 또한 상기 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 다른 층이, 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 이고,

상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 상기 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 가 면내에 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖고,

상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 지상축과, 상기 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 지상축이, 서로 대략 직교 또는 대략 평행하게 배치되어 있는, 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖는 층 (A) 가, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 이고, 또한 상기 적어도 2 종의 층 중 적어도 1 종의 다른 층이, 분자 배향성 복굴절에 의한 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 이고,

상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 및 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 가, 면내에 분자 배향성 복굴절에 의한 광학적 이방성을 갖고,

상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 지상축과, 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 지상축이, 서로 대략 평행하게 배치되어 있는, 위상차 필름.
제 4 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조가, 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지고, 상기 반복 다층 구조가, 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 의 2 종류의 층으로 이루어지는 경우에는, 하기 식 (3) 및 (4) 를 만족하고, 또한 상기 반복 다층 구조가 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종류의 층으로 이루어지는 경우에는, 하기 식 (3), (4) 및 (4') 를 만족하는, 위상차 필름.

[수학식 2]

(식 중,

d₁ : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

d₂ : 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

n_1x : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1y : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1z : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2x : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2y : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2z : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 반복 다층 구조의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축)
제 4 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조가, 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지고, 하기의 식 (200) 을 만족하는 측정 파장 λ (㎚) 및 λ' (㎚) (400 ㎚
λ<λ'
700 ㎚) 를 갖는, 위상차 필름.

[수학식 3]

(식 중,

d₁ : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

d₂ : 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

n_1x : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1y : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1z : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2x : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2y : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2z : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 반복 다층 구조의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축)
제 4 항에 있어서,

상기 반복 다층 구조가, 상기 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 와 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 2 종의 층으로 이루어지고, 하기 식 (100) 및 (100') 의 일방이 1 미만이고, 또한 타방이 1 초과인 측정 파장 λ (㎚) 및 λ' (㎚) (400 ㎚
λ<λ'
700 ㎚) 를 갖는, 위상차 필름.

[수학식 4]

(식 중,

d₁ : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

d₂ : 광학적으로 거의 등방성인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 1 층의 막 두께 (㎚)

n_1x : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1y : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_1z : 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (a) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2x : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 x 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2y : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 y 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

n_2z : 광학적으로 거의 등방인 층 (i) 또는 부의 광학적 이방성을 갖는 층 (b) 의 z 축 방향에 있어서의 삼차원 굴절률

x 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 반복 다층 구조의 지상축

y 축 : 반복 다층 구조의 면내에 있어서의 x 축에 직교하는 축

z 축 : 반복 다층 구조의 면에 대한 법선 방위의 축)
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름과 편광 필름이 적층된, 적층 편광 필름.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름을 구비하는, 액정 표시 장치.