位相差フイルム、光学フィルム、偏光板、液晶パネル及び液晶表示装置
【課題】 透明性に優れるとともに、位相差値のムラを抑制でき、それでいて極めて高い塗工精度を要求されることがなく生産性に優れる位相差フィルム等を提供する。
【解決手段】 下記の式（Ｉ）で表される重合性液晶モノマーを含む組成物を基材上に配向し固定して得られることを特徴とする位相差フィルム。
【化１】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【解決手段】 下記の式（Ｉ）で表される重合性液晶モノマーを含む組成物を基材上に配向し固定して得られることを特徴とする位相差フィルム。
【化１】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差フィルム、光学フィルム、偏光板、液晶パネル及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位相差フィルムは、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換したり、逆に円偏光又は楕円偏光を直線偏光に変換するために用いられる光学フィルムである。位相差フィルムとしては、従来より、ポリカーボネートやポリスチレンなどの高分子フィルムを延伸したものが用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、前記高分子フィルムは、通常４０〜１００μｍ程度の厚みを有するものであるため、例えば薄型化が望まれる液晶表示装置に適用する場合には、より薄型の位相差フィルムが所望されている。
【０００４】
そこで、前記延伸した高分子フィルムに代わるものとして、液晶モノマーを用いた位相差フィルムが注目されている（例えば、非特許文献１参照）。通常、位相差フィルムの位相差値は、複屈折率（Δｎ）と厚みとの積で決定されるが、液晶モノマーはΔｎが大きいため、所定の位相差値を得ようとした場合に、位相差フィルムの厚みを小さくできるという利点を有する。
【０００５】
上記のような位相差フィルムとしては、例えば、液晶モノマーを含む混合溶液を基材上に塗布して、均一に配向させた後、紫外線を照射して硬化させた光学フィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。斯かる光学フィルムを位相差フィルムとして用いる際に、上記液晶モノマーに求められる特性としては、硬化したフィルムの透明性に優れるのは勿論のこと、溶媒に対する溶解性が良好であること、上記液晶モノマーが均一に配向すること、紫外線での架橋性（硬化性）が良好であり配向状態が均一に固定されることなどが挙げられる。
【０００６】
しかしながら、従来の液晶モノマーはΔｎが０．１０よりも大きいため、当該液晶モノマーを用いて位相差値の小さい位相差フィルムを作製しようとする場合には、フィルムの厚みの設計値が通常約１μｍと極めて小さくなり、厚みの制御が極めて困難であった。また、厚みの小さなバラツキが、大きな位相差値のムラとなって現れ、液晶表示装置の表示均一性を悪化させることが問題となっていた。
【０００７】
特に、近年は、液晶モニターや液晶テレビ等の大型化と高機能化が急速に進んでおり、これらに用いられる偏光板や位相差フィルム等の各種光学フィルムにおいては、より一層の特性向上と品質向上が望まれている。このような状況下、上記液晶モノマーとしては、従来よりもさらに小さいΔｎを示す（例えば０．１０以下）の液晶モノマーを用いた位相差フィルムの開発が待ち望まれていた。
【特許文献１】特開平８−２８３７１８号公報
【非特許文献１】Macromolecules、１９９５、２８、３３１３−３３２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、斯かる従来技術に鑑みてなされたものであり、透明性に優れると共に、極めて高い塗工精度を要求されることがなく生産性に優れ、良好な光学的均一性を有する位相差フィルムを提供することを課題とする。また、この位相差フィルムを用いた光学フィルム、偏光板、液晶パネル及び液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定の液晶モノマーを用いて位相差フィルムを作製すれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、下記の式（Ｉ）で表される重合性液晶モノマーを含む組成物を基材上に配向し固定して得られることを特徴とする位相差フィルムを提供するものである。
【化３】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、ハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【００１１】
前記重合性液晶モノマーは、下記の式（II）で表される重合性液晶モノマーであることが好ましい。
【化４】
【００１２】
また、前記重合性液晶モノマーの波長５８９ｎｍにおける複屈折率が、０．０１〜０．１０であることが好ましい。
【００１３】
好ましくは、前記組成物は、紫外線を照射することによって硬化され、前記紫外線の照射量は、１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２とされる。
【００１４】
また、前記基材上に配向され固定された後の組成物の厚みは、１〜１０μｍとするのが好ましい。
【００１５】
好ましくは、前記位相差フィルムの波長５９０ｎｍにおける光透過率は、８０％以上とされる。
【００１６】
また、波長５９０ｎｍにおける位相差フィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）が、下記の式（１）を満足するように構成することが好ましい。
８０ｎｍ≦Ｒｅ（５９０）≦８００ｎｍ ・・・（１）
ここで、Ｒｅ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄであり、ｎｘは位相差フィルムの遅相軸方向（位相差フィルム面内の屈折率が最大となる方向）の屈折率を、ｎｙは位相差フィルムの進相軸方向の屈折率を、ｄ［ｎｍ］は位相差フィルムの厚みを意味する。
【００１７】
また、本発明は、前記位相差フィルムを積層したことを特徴とする光学フィルムとしても提供される。
【００１８】
本発明は、前記位相差フィルム又は前記光学フィルムを少なくとも偏光子の片面側に配置したことを特徴とする偏光板としても提供される。
【００１９】
また、本発明は、前記位相差フィルム、前記光学フィルム又は前記偏光板と、液晶セルとを備えることを特徴とする液晶パネルとしても提供される。
【００２０】
好ましくは、前記液晶セルは、ＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＯＣＢモードとされる。
【００２１】
さらに、本発明は、前記液晶パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置としても提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、透明性に優れるとともに、位相差値のムラを抑制でき、それでいて極めて高い塗工精度を要求されることがなく生産性に優れる位相差フィルム及びこれを用いた光学フィルム、偏光板、液晶パネル並びに液晶表示装置を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る位相差フィルムは、その主鎖にカーボネート構造を有するだけでなく、中央に臭素置換フェニレン基等をも有する下記の式（Ｉ）で表される特定構造の重合性液晶モノマー（以下、液晶モノマー（Ｉ）という）を含む組成物を基材上に配向し固定して得られるものである。
【化５】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【００２４】
斯かる液晶モノマー（Ｉ）は、主鎖中央部のフェニレン基のオルト位（ラテラル位）が臭素原子（Ｂｒ）、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つに置換された構造を有するものである。斯かる液晶モノマー（Ｉ）を含む組成物を基材上に配向し固定して得られる位相差フィルムに光が入射した場合、主鎖の方向に異常光線が、ラテラル位の方向に常光線が伝搬する。ここで液晶モノマー（Ｉ）のラテラル位は、臭素原子等で置換されている。このため、例えばラテラル位が無置換及びメチル基で置換された場合と比較すると、臭素原子等が立体的にかさ高く且つ原子屈折が大きいために、異常光線の屈折率（ｎｅ）は小さく、逆に常光線の屈折率（ｎｏ）は大きくなる結果、複屈折率Δｎ（＝ｎｅ−ｎｏ）が小さくなるものと考えられる。
【００２５】
前記式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示すものであるが、液晶モノマー（Ｉ）の架橋が速やかであるという点からすれば、Ｒ１及びＲ２がいずれも水素原子であることが好ましい。
【００２６】
また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示すものであるが、液晶温度範囲の広さや良好な配向性を得るという点からすれば、Ｒ３及びＲ４がいずれも炭素数２〜６のアルキレン基であることが好ましい。
【００２７】
さらに、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示すものであるが、原料の安定性やコストの点からすれば、Ｒ５及びＲ６がいずれも−Ｏ−ＣＯ−であることが好ましい。
【００２８】
以上の点から、本発明においては、液晶モノマー（Ｉ）のなかでも、下記の式（II）で表されるモノマー（以下、液晶モノマー（II）という）を特に好ましく用いることができる。
【化６】
【００２９】
液晶モノマー（Ｉ）の製法には特に限定がないが、例えば、１当量のブロモテレフタル酸と、２当量の下記の式（III）で表されるフェノール性化合物（以下、フェノール（III）という）とのエステル化反応により得ることができる。
【化７】
ここで、前記（III）において、Ｒ１は独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３は独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示す。このエステル化反応では、前記ブロモテレフタル酸を酸クロリドや５塩化リンなどで活性化し、これとフェノール（III）とを反応させることにより、目的生成物を簡便に合成することができる。またＤＣＣ（ジシクロヘキシルカルボジイミド）等の縮合剤を用いて、ブロモテレフタル酸とフェノール（III）とを直接反応させることも可能である。
【００３０】
前記重合性液晶モノマー（液晶モノマー（Ｉ）又は液晶モノマー（II））の波長５８９ｎｍにおける複屈折率（Δｎ）は、０．０１〜０．１０とするのが好ましい。更に好ましくは、０．０３〜０．０９である。特に好ましくは、０．０５〜０．０９である。最も好ましくは、０．０７〜０．０９である。上記の範囲内であれば、小さい位相差値の位相差フィルムを作製した場合にも、良好な表示均一性を有する位相差フィルムを作製することができる。なお、前記重合性液晶モノマーの複屈折率（Δｎ）は、前述のように、異常光線の屈折率（ｎｅ）と常光線の屈折率（ｎｏ）との差を示す。なお、ｎｅ及びｎｏの測定にはは、松本正一著 工業調査会出版「液晶の基礎と応用」（１９９１年版）ｐ．４５に記載されているように、アッベ屈折率計（アタゴ（株）製「ＤＲ−Ｍ４」）を用いることができる。
【００３１】
本発明に係る位相差フィルムは、既述したように、特定構造の重合性液晶モノマー（液晶モノマー（Ｉ）、好ましくは、液晶モノマー（II））を含む組成物を基材上に配向し固定して得られるものである。より具体的に説明すれば、本実施形態に係る位相差フィルムは、前記重合性液晶モノマー及び重合開始剤を含む組成物と溶剤との混合溶液を基材上に塗工し、硬化させることによって得られる。
【００３２】
前記重合性液晶モノマーの配合量は、前記混合溶液の全固形分１００重量部に対し７０〜９９重量部であることが好ましい。より好ましくは７５〜９９重量部である。更に好ましくは８０〜９９重量部である。
【００３３】
前記重合開始剤は、前記重合性液晶モノマーの架橋反応速度や架橋反応率を高めるために用いられる。重合開始剤の種類としては、特に制限はなく、光重合開始剤、水溶性アゾ重合開始剤、油溶性アゾ重合開始剤、高分子アゾ重合開始剤、光カチオン開始剤、ラジカル系光重合開始剤などを用いることができるが、好ましくは、光重合開始剤が用いられる。
【００３４】
光重合開始剤としては、特に制限はなく、単一の化合物からなる光重合開始剤であっても良いし、２種類以上の異なる光重合性開始剤を混合したものであっても良い。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物等を挙げることができる。また、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製 商品名「イルガキュア６５１」、「イルガキュア１８４」、「ダロキュアー１１７３」、「イルガキュア５００」、「イルガキュア２９５９」、「イルガキュア９０７」、「イルガキュア３６９」、「イルガキュア８１９」、「イルガキュア７８４」などの光重合開始剤を用いても良い。さらには、メルク（株）製の商品名「ダロキュアー９５３」、「ダロキュアー１１１６」や、日本化薬（株）製の商品名「カヤキュアーＭＢＰ」、「カヤキュアーＣＴＸ」、「カヤキュアーＤＩＴＸ」、「カヤキュアーＣＴＸ」、「カヤキュアーＤＥＴＸ」、「カヤキュアーＲＴＸ」などを用いることも可能である。
【００３５】
なお、前記光重合開始剤には、重合反応を促進させるために助剤を添加してもよい。助剤としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ｎ−ブチルアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ミヒラーケトン、４，４’―ジエチルアミノフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等のアミン系化合物を挙げることができる。
【００３６】
前記重合開始剤の添加量には、特に制限はないが、前記重合性液晶モノマー１００重量部に対して、好ましくは０．５〜２０重量部、より好ましくは２〜１５重量部の添加量とされる。また、助剤の添加量は、重合開始剤（光重合開始剤）に対して、０．５〜２倍量程度とするのが好ましい。
【００３７】
前記溶剤は、前記重合性液晶モノマー及び前記重合開始剤を均一に分散又は溶解するために用いられる。斯かる溶剤としては、前記重合性液晶モノマー及び前記重合開始剤を含む組成物の溶解性に優れ、当該組成物を基材に塗工する際に、基材のぬれ性や組成物の配向性の低下を生じさせないものであれば特に制限はない。
【００３８】
具体的には、前記溶剤として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２，６−ジメチル−４−ヘプタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、ｎ−ブタノールや２−ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類、メチルセロソルブ、酢酸メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル等のエステル類を用いることができる。その他、塩化メチレン、二硫化炭素、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなども前記溶剤の例として挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
なお、基材を実質的に侵食せず、上記組成物を十分に溶解することができるという点で、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエン、又は酢酸エチルを前記溶剤として用いるのが好ましい。
【００４０】
前記溶剤は、単独で、又は、位相差フィルムの平滑性を高めるために、任意の溶剤を２種類以上混合して用いてもよい。前記混合溶液の全固形分濃度は、溶解性、塗工粘度、基材上へのぬれ性、塗布後の厚みなどによって異なるが、平滑性の高い位相差フィルムを得るためには、溶剤１００重量部に対して固形分を好ましくは２〜１００重量部、更に好ましくは２０〜８０重量部、特に好ましくは３０〜６０重量部だけ溶解させる。
【００４１】
また、前記基材に対する前記混合溶液のぬれ性が乏しい場合や、位相差フィルムの表面均一性が悪い場合には、これらを改善するために、前記混合溶液に種々のレベリング剤を添加することも可能である。レベリング剤の種類としては、シリコーン系、フッ素系、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系等の種々の化合物を用いることができる。これらのレベリング剤の添加量は、特に制限はないが、平滑性を高め、且つ重合性液晶モノマーと重合開始剤とを含む組成物の配向を乱さないために、好ましくは、前記混合溶液の固形分１００重量部中に０．００５〜０．２０重量部、より好ましくは０．０１０〜０．１０重量部の添加量とされる。
【００４２】
前記混合溶液には、重合性液晶モノマー、重合開始剤及び溶剤の他に、重合性カイラル剤や垂直配向処理剤を添加することも可能である。斯かる重合性カイラル剤や垂直配向処理剤は、重合性液晶モノマーの配向状態を変化させるために用いられる。
【００４３】
前記重合性カイラル剤は、コレステリック液晶相を発現させることができる。コレステリック液晶相とは、前記重合性液晶モノマーの均一な螺旋構造を形成した液晶相のことをいう。通常、コレステリック液晶相は、擬似的な層構造と見なすことができ、液晶分子の配向ベクトルが螺旋ピッチを繰り返し単位として周期的に変化しているので、螺旋軸（ヘリカル軸）が基材法線方向に対して平行である場合には、厚み方向の屈折率がフィルム面内の屈折率に比べて小さくなる。
【００４４】
前記重合性液晶モノマー、重合開始剤及び溶剤の他に、前記重合性カイラル剤を含む混合溶液から作製された位相差フィルムは、厚み方向の屈折率がフィルム面内の屈折率に比べて小さくなるため、フィルム面内の２つの主屈折率をｎｘ、ｎｙとし、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚの特性を有する位相差フィルム（いわゆるネガティブＣプレート）として用いることができる。斯かるネガティブＣプレートは、液晶セルと偏光板との間に配置し、斜め方向からの視野角特性を改善するのに好適に用いることができる。
【００４５】
前記重合性カイラル剤としては、重合性官能基を少なくとも１つ以上有し且つ分子構造中に不斉炭素原子を持った官能基（光学活性基）を有し、重合性ネマチック液晶性化合物の配向を乱さないものであれば特に制限されない。前記重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、ビニルエーテル基等が挙げられるが、これらの中でアクリロイル基又はメタクリロイル基が好適である。前記重合性カイラル剤は、液晶性の有無は問わないが、コレステリック液晶相を示すものが好ましく用いられる。
【００４６】
前記重合性カイラル剤の添加量は、前記混合溶液中の全固形分１００重量部に対して、４．５〜２５重量部であることが好ましい。より好ましくは４．５〜２０重量部、更に好ましくは４．５〜１５重量部だけ添加される。
【００４７】
前記垂直配向処理剤としては、例えば、特開２００３−１４９４４１号公報に記載のホメオトロピック配向性側鎖型液晶ポリマーを挙げることができる。斯かるホメオトロピック配向性側鎖型液晶ポリマーは、前記重合性液晶モノマーをフィルム法線方向に垂直配向（ホメオトロピック配向ともいう）させるために用いられる。
【００４８】
前記重合性液晶モノマー、重合開始剤及び溶剤の他に、前記垂直配向処理剤を含む混合溶液から作製された位相差フィルムは、厚み方向の屈折率がフィルム面内の屈折率に比べて大きくなるため、フィルム面内の２つの主屈折率をｎｘ、ｎｙとし、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合、ｎｚ＞ｎｘ≒ｎｙの特性を有する位相差フィルム（いわゆるポジティブＣプレート）として用いることができる。斯かるポジティブＣプレートは、液晶セルと偏光板との間に配置し、斜め方向からの視野角特性を改善するのに好適に用いることができる。
【００４９】
前記垂直配向処理剤の添加量は、前記混合溶液中の全固形分１００重量部に対して、１〜２５重量部であることが好ましい。より好ましくは２〜２０重量部、更に好ましくは３〜１５重量部だけ添加される。
【００５０】
前記基材は、重合性液晶モノマー及び重合開始剤を均一に展開し、その後均一な配向状態を得るために用いられる。斯かる基材を形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。また、前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルム基材なども挙げることができる。さらには、アルミ、鉄、銅等の金属基材、青板ガラス、アルカリガラス、無アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、フリントガラス、石英ガラス等のガラス基材、セラミックス基材等の各種基材、シリコンウェハー等の各種半導体基材等も挙げることができる。
【００５１】
なお、前記溶剤に侵食されず、均一な前記組成物の配向を誘起できるという点で、ポリエチレンテレフタレートを前記基材として用いるのが特に好ましい。
【００５２】
また、前記基材としては、市販の高分子フィルムや従来公知の高分子フィルムを用いることもできる。例えば、富士写真フィルム（株）製の製品名「フジタック」や、日本ゼオン（株）製の製品名「ゼオノア」、ＪＳＲ（株）製の製品名「アートン」などを挙げることができる。また、特開２００１−３４３５２９号公報に記載されているようなイソブチレン及びＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する高分子フィルムを用いることもできる。前記基材は、表面上に他の被膜、例えばポリイミド膜、ポリアミド膜、ポリビニルアルコール膜等の有機膜（配向膜ともいう）や、酸化珪素の斜め蒸着膜等を設けたものであっても良い。また、前記基材が高分子フィルムである場合には、延伸処理又は収縮処理を施して、フィルム面内に異方性を付与したものであっても良い。
【００５３】
前記組成物を前記基材上に配向させる方法としては、例えば、ラビング法、斜方蒸着法、マイクログルーブ法、延伸高分子膜法、ＬＢ（ラングミュア・ブロジェット）膜法、転写法、光照射法（光異性化、光重合、光分解等）、剥離法等を挙げることができる。また、磁場、電場、ずり応力などを用いた配向処理法であってもよい。なお、製造工程の容易さという点で、配向処理法としては、ラビング法や光配向法を用いるのが好ましい。
【００５４】
前記ラビング法に用いられる配向膜としては、特に制限はないが、前記混合溶液のぬれ性に優れ、重合性液晶モノマー、重合性カイラル剤及び重合開始剤を含む組成物を特定の方向に配向させることができるものが好ましい。このような配向膜として、具体的には、例えば、ポリアミド、ポリイミド、レシチン、シリカ、ポリビニルアルコール、エステル変性ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルの鹸化度を調節したポリマー、シランカップリング剤等を塗布等して形成した配向膜を挙げられことができる。また、前記基材の表面をそのままラビング法によって配向処理しても良い。
【００５５】
前記光配向法に用いられる配向膜としては、特に制限はないが、例えば、異性化ポリマー、光二量化ポリマー及び光分解ポリマーを用いることができる。これらのポリマーは、放射線の照射によって、重合性液晶モノマー、重合性カイラル剤及び重合開始剤を含む組成物の配向を誘起できる。用いる放射線としては、紫外線、可視光線、赤外線のいずれであってもよい。また、これらの放射線は、偏光であっても無偏光であっても良い。好ましい光配向性材料としては、米国特許第６１６０５９７号明細書に記載されているようなケイ皮酸誘導体を挙げることができる。斯かる光配向性材料は、直線偏光の紫外線によって配向し且つ架橋することができる。
【００５６】
前記混合溶液の基材への塗工方法については、特に限定はなく、従来公知の塗工方法を用いことができる。例えば、前記混合溶液をスピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等で薄層展開すればよい。前記混合溶液の塗工厚みは、通常２〜３００μｍであり、より好ましくは２〜２００μｍ、特に好ましくは２〜５０μｍである。厚みが上記の範囲内であれば、光学的均一性に優れたものを作製することができる。
【００５７】
前記混合溶液を塗工した基材は、前記組成物を基材上に固定させる前に必要に応じて乾燥処理を行っても良い。乾燥処理における温度（乾燥温度ともいう）としては、特に制限はないが、好ましい乾燥温度（Ｔt）は、重合性液晶モノマー及び重合開始剤を含む組成物の結晶相（又はガラス相）−液晶相転移温度（Ｔgと称す）以上で且つ液晶相−等方相転移温度（Ｔiと称す）未満である。また、基材のガラス転移温度以下とすることが好ましい。更に好ましくは、Ｔg＋２℃≦Ｔt＜Ｔiであり、最も好ましくは、Ｔg＋３℃≦Ｔt＜Ｔiである。上記の温度範囲であれば、均一性の高い位相差フィルムを作製することができる。乾燥時間は特に制限されるものではないが、良好な光学的均一性を有する位相差フィルムを得るためには、例えば３０秒〜２０分であり、好ましくは１〜１５分、更に好ましくは、１〜１０分である。
【００５８】
前記乾燥温度を一定に保持する具体的な方法については、特に制限がないが、熱風、マイクロ波若しくは遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、ヒートパイプロール又は金属ベルトなどを用いた公知の加熱方法や温度制御方法を挙げることができる。
【００５９】
前記乾燥温度は、そのバラツキが大きいと、塗工表面の厚みのむらが大きくなり、最終的に得られた位相差フィルムの位相差値のバラツキを招くことになる。従って、位相差フィルムのフィルム面内方向の温度バラツキは、小さければ小さいほど好ましく、面内方向の温度バラツキを±１℃の範囲内とすることが望ましい。
【００６０】
前記組成物の固定方法としては、例えば、加熱による方法や放射線の照射による方法を挙げることができる。ただし、加熱による方法を採用する場合には、重合性液晶モノマーが等方相転移を起こし、配向不良が生じる恐れがあるので、放射線の照射による方法を採用することが好ましい。放射線照射は、重合性液晶モノマーを架橋反応させて硬化させることによって、重合性液晶モノマーの配向状態を固定するために用いられる。
【００６１】
前記放射線の種類としては、特に制限はないが、ガンマ線、電子線、可視光、紫外線等を挙げることができる。好ましくは、製造が容易であるという点で、紫外線の照射が用いられる。紫外線照射における光源の波長は、用いる光化学反応性化合物が光学吸収を有する波長領域に応じて決定する。一般には、１９０ｎｍ〜４００ｎｍとするのが好ましい。更に好ましくは、２５０ｎｍ〜３８０ｎｍである。斯かる波長特性を有する光源としては、超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ディープＵＶランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ又はメタルハライドランプが好ましく用いられる。光源から出射された紫外線は非偏光でも偏光であっても良い。
【００６２】
前記放射線照射における光源の位置としては、特に制限がなく、前記混合溶液が塗工される側に配置しても良いし、その反対の基材側に配置しても良い。また、上記放射線照射における大気中の雰囲気としては、特に制限がなく、空気雰囲気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等を用いることができる。
【００６３】
紫外線の照射量としては、特に制限がないが、好ましくは、１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２とされる。更に好ましくは、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ２とされる。上記範囲の照射量であれば、重合性液晶モノマーが十分に硬化し、基材上に固定することができる。
【００６４】
放射線照射時における雰囲気の温度（照射温度ともいう）は、特に制限がないが、均一な配向状態を固定するために、３０〜１００℃の範囲に保持しながら、放射線照射を行うことが好ましい。
【００６５】
以上のようにして作製された位相差フィルムにおける前記基材上に配向され固定された後の組成物（以下、適宜光学薄膜という）の厚みの範囲としては、前記重合性液晶モノマーの複屈折率（Δｎ）や、設計する位相差値に応じて選択できるが、通常１〜１０μｍであり、更に好ましくは１．２〜８μｍ、特に好ましくは１．３〜６μｍとされる。最も好ましくは、１．５〜５μｍとされる。厚みが１〜１０μｍであれば、光学的均一性に優れた位相差フィルムとなる。
【００６６】
本発明に係る位相差フィルムの光透過率は、波長５９０ｎｍにおいて、８０％以上とするのが好ましく、より好ましくは８５％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。
【００６７】
本発明に係る位相差フィルムにおいて、波長５９０ｎｍの光で測定したフィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）としては、液晶パネルの表示特性を改善するために、下記の式（１）を満足するように構成することが好ましい。
８０ｎｍ≦Ｒｅ（５９０）≦８００ｎｍ ・・・（１）
ここで、Ｒｅ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄであり、ｎｘは位相差フィルムの遅相軸方向（位相差フィルム面内の屈折率が最大となる方向）の屈折率を、ｎｙは位相差フィルムの進相軸方向の屈折率を、ｄ［ｎｍ］は位相差フィルムの厚みを意味する。
【００６８】
特に、本発明に係る位相差フィルムがλ／２板（１／２波長板）として用いられる場合には、２００ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦３５０ｎｍであることが好ましい。更に好ましくは、２４０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦３００ｎｍ、特に好ましくは２６０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦２８０ｎｍ、最も好ましくは２６５ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦２７５ｎｍとされる。また、本発明に係る位相差フィルムがλ／４板（１／４波長板）として用いられる場合には、８０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦２００ｎｍであることが好ましい。更に好ましくは、１２０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦１６０ｎｍ、特に好ましくは１３０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦１５０ｎｍ、最も好ましくは１３５ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦１４５ｎｍとされる。
【００６９】
また、位相差値Ｒｅ（５９０）のバラツキは、±５．０ｎｍ以内とすることが好ましく、更に好ましくは±４．０ｎｍ以内とされる。
【００７０】
前記位相差フィルムの波長分散特性としては、下記式（２）及び（３）で算出されるＤ１（Ｒｅ）値及びＤ２（Ｒｅ）値が、それぞれ０．８１８≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０８０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦１．１８２であることが好ましい。Ｄ１（Ｒｅ）及びＤ２（Ｒｅ）値の範囲として、更に好ましくは１．０００≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０８０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦１．０００、特に好ましくは１．０３０≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０７０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦０．９８０である。最も好ましくは１．０６０≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０７０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦０．９６５である。斯かる位相差フィルムの波長分散特性は、上記の範囲で値が小さいほど、λ／４板やλ／２板等の用途に用いた場合、位相差値の波長依存性が小さくなるため、液晶パネルの表示特性をより一層改善することができる。
Ｄ１（Ｒｅ）＝Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０） ・・・（２）
Ｄ２（Ｒｅ）＝Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０） ・・・（３）
ここで、Ｒｅ（４５０）、Ｒｅ（５５０）及びＲｅ（６５０）は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍの光に対するフィルム面内の位相差値である。
【００７１】
本発明は、以上に説明した位相差フィルムを積層した光学フィルムとしても提供される。以下、本発明に係る位相差フィルムと他の位相差フィルムとを積層した光学フィルムを主として例に挙げて説明する。
【００７２】
本発明に係る光学フィルムは、粘着剤や接着剤等により、前述した本発明に係る位相差フィルムと他の位相差フィルムとが積層されている。前記他の位相差フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂又は前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルムに複屈折特性を付与したフィルムや、基材上に液晶性化合物を含む混合溶液を塗布して乾燥・硬化したフィルムを挙げることもできる。複屈折特性は、前記高分子フィルムの製膜時に自発的に発生する場合もあるし、前記高分子フィルムを一軸又は二軸に延伸することによって付与することもできる。
【００７３】
前記他の位相差フィルムの複屈折特性としては、特に制限がないが、例えば、ＩＰＳモード、ＶＡモード及びＯＣＢモードの液晶表示装置に用いる場合には、Ｒｅ（５９０）＝８０〜１４０ｎｍ（Ｒｔｈ（５９０）／Ｒｅ（５９０）＝０．９〜１．３）の一軸性位相差フィルム、Ｒｅ（５９０）＝０〜５ｎｍであってＲｔｈ（５９０）＝９０〜４００ｎｍである負の一軸性位相差フィルム、基材の法線から光軸が１０〜８０°に傾斜した一軸性傾斜配向位相差フィルムの他、Ｒｅ（５９０）＝３０〜６０ｎｍ（Ｒｔｈ（５９０）／Ｒｅ（５９０）＝２．０〜６．０）の二軸性位相差フィルム、Ｒｅ（５９０）＝１００〜３００ｎｍ（Ｒｔｈ（５９０）／Ｒｅ（５９０）＝０．２〜０．８）の二軸性位相差フィルムや、ディスコチック液晶分子又は棒状液晶分子が基材の法線に対して徐々に傾斜したハイブリッド配向位相差フィルムが好ましく用いられる。なお、上記Ｒｔｈ（５９０）は、波長５９０ｎｍの光に対するフィルム厚み方向の位相差値を意味する。
【００７４】
上記一軸性位相差フィルムや二軸性位相差フィルムは、本発明に係る位相差フィルムと併用（積層）することにより、液晶表示装置のより一層の視野角特性向上が期待できる。なお、本発明に係る光学フィルムとしては、本発明に係る位相差フィルムを２枚以上任意の角度で積層したものとしても良いし、本発明に係る位相差フィルムを２枚以上積層したものと他の位相差フィルムとを組み合わせたものを用いても良い。
【００７５】
また、本発明は、前述した本発明に係る位相差フィルム又は光学フィルムを少なくとも偏光子の片面側に配置した偏光板としても提供される。
【００７６】
本発明に係る偏光板は、前記位相差フィルム又は光学フィルムを接着剤や粘着剤などを用いて偏光子（又は偏光板）と積層することによって得ることができる。偏光板は、通常、液晶セルの両側に且つ各偏光板の吸収軸が互いに略直交するように配置される。また、偏光板には、通常、偏光子の片面又は両面に透明保護フィルムが設けられる。偏光子の両面に透明保護フィルムを設ける場合、各透明保護フィルムは同じ材料から形成されていても良いし、異なる材料から形成されていても良い。
【００７７】
前記偏光子としては、特に制限されるものではなく、各種のものを使用できる。例えば、偏光子として、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したものや、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等を挙げることができる。これらの中でも、偏光二色比が高いという点で、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適に用いられる。偏光子の厚さは、特に制限されないが、一般的に５〜８０μｍ程度である。
【００７８】
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元の長さの３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じて、ホウ酸、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含むヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに、必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗しても良い。
【００７９】
ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することにより、ポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができる他、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色が不均一になることを防止する効果もある。延伸は、ヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良い。また、延伸してからヨウ素で染色することも可能である。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００８０】
前記偏光子の片面又は両面に設けられる透明保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、位相差値の安定性などに優れるものが好ましい。このような透明保護フィルムを形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることもできる。また、前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルムなども前記透明保護フィルムを形成する樹脂の例として挙げることができる。また、前記透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００８１】
また、特開２００１−３４３５２９号公報に記載されているような（Ａ）側鎖に置換及び／又は非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換及び／又は非置換フェニル並びにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を用いることもできる。具体的には、イソブチレン及びＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含む高分子フィルムを挙げることができる。
【００８２】
偏光特性や耐久性などの点からすれば、前記透明保護フィルムとして、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂やノルボルネン系樹脂を用いるのが好ましい。具体的には、富士写真フィルム（株）製の製品名「フジタック」や、日本ゼオン（株）製の製品名「ゼオノア」、ＪＳＲ（株）製の製品名「アートン」などを挙げることができる。
【００８３】
前記透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定することができるが、一般的には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より、１〜５００μｍ程度とするのが好ましい。より好ましくは５〜２００μｍ、特に好ましくは１０〜１５０μｍとされる。上記の範囲であれば、偏光子を機械的に保護することができ、高温高湿下に曝されても偏光子が収縮せず、安定した光学特性を保つことができる。
【００８４】
前記透明保護フィルムは、フィルム面内の位相差値及び厚み方向の位相差値が液晶表示装置の視野角特性に影響を及ぼす場合があるので、位相差値が最適化されたものを用いることが好ましい。ただし、位相差値の最適化が望まれる透明保護フィルムとは、液晶セルに近い側の偏光子表面に積層される透明保護フィルムであり、液晶セルから遠い側の偏光子表面に積層される透明保護フィルムは、液晶表示装置の光学特性を変化させることはないので、この限りではない。
【００８５】
前記透明保護フィルムの位相差値は、フィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）が０〜１０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは０〜５ｎｍ、更に好ましくは０〜１ｎｍである。また、フィルム厚み方向の位相差値Ｒｔｈ（５９０）は、０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。より好ましくは０〜６０ｎｍであり、さらに好ましくは０ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００８６】
前記透明保護フィルムの偏光子との積層方法は、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル系ポリマーやビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤、或いは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドメラミンやシュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤等を介して積層することができる。これにより、湿度や熱の影響で剥がれにくく光透過率や偏光度に優れたものとすることができる。前記接着剤としては、偏光子の原料であるポリビルアルコールとの接着性に優れる点より、ポリビニルアルコール系接着剤を用いることが好ましい。
【００８７】
前記ノルボルネン系樹脂を含む高分子フィルムを透明保護フィルムとして偏光子と積層する場合の粘着剤としては、透明性に優れ、複屈折などが小さく、薄い層として用いても充分に粘着力を発揮できるものが好ましい。このような粘着剤としては、例えば、ポリウレタン系樹脂溶液とポリイソシアネート樹脂溶液とを混合したドライラミネート用接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、エポキシ系二液硬化型接着剤（エポキシ樹脂とポリチオールの二液からなるものや、エポキシ樹脂とポリアミドの二液からなるものなど）を用いることができる。特に、溶剤型接着剤やエポキシ系二液硬化型接着剤で透明のものが好ましい。接着剤によっては、適当な接着用下塗り剤を用いることで接着力を向上させることができるものがあり、このような接着剤を用いる場合には、接着用下塗り剤を用いることが好ましい。
【００８８】
前記接着用下塗り剤としては、接着性を向上できるものであれば特に制限がないが、例えば、同一分子内にアミノ基、ビニル基、エポキシ基、メルカプト基、クロル基等の反応性官能基と加水分解性のアルコキシシリル基とを有するシラン系カップリング剤、同一分子内にチタンを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するチタネート系カップリング剤、同一分子内にアルミニウムを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するアルミネート系カップリング剤等のいわゆるカップリング剤、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ウレタン系樹脂、エステルウレタン系樹脂などの有機反応性基を有する樹脂を用いることができる。これらの中でも、工業的に取扱いやすいという点から、シラン系カップリング剤を含有するものであることが好ましい。
【００８９】
本発明に係る偏光板には、液晶セルへの積層を容易にするため、両面又は片面に接着剤や粘着剤の層を設けておくことが好ましい。
【００９０】
前記接着剤又は粘着剤としては、特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度なぬれ性と凝集性と接着性の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性などに優れるという点で、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
【００９１】
前記接着剤又は粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また、粘着剤には、必要に応じて、例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また、透明微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着剤層とすることもできる。
【００９２】
なお、前記透明微粒子には、例えば、平均粒径が０．５〜２０μｍのシリカ、酸化カルシウム、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性を有することもある無機系微粒子や、ポリメチルメタクリレートやポリウレタの如き適宜なポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子などの適宜な微粒子を１種又は２種以上用いることができる。
【００９３】
前記接着剤又は粘着剤は、通常、ベースポリマー又はその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が１０〜５０重量％程度の接着剤溶液として用いられる。前記溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。
【００９４】
前記接着剤又は粘着剤は、異なる組成又は種類等のものの積層物として偏光板の片面又は両面に設けることもできる。前記接着剤又は粘着剤の厚みは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００９５】
前記接着剤層又は粘着剤層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的として、剥離紙又は離型フィルム（セパレータともいう）を仮着して保護するのが好ましい。これにより、通例の取扱状態においては、接着剤層又は粘着剤層に接触することを防止できる。前記セパレータとしては、例えば、プラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じてシリコーン系、長鏡アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなど、従来に準じた適宜なものを用いることができる。
【００９６】
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理や、拡散処理（アンチグレア処理ともいう）を施すことができる。前記ハードコート処理は、偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を前記透明保護フィルムの表面に形成するものである。前記反射防止処理は、偏光板表面での外光の反射防止を目的に施される。また、前記スティッキング防止処理は、隣接層との密着防止を目的に施される。前記アンチグレア処理は、偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラストやエンボス加工による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造（アンチグレア層）が付与される。また、アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００９７】
次に、本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム又は偏光板と併用して用いることのできる他の光学部材について説明する。
【００９８】
上記他の光学部材としては、特に限定はないが、例えば、前記ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理や、拡散処理（アンチグレア処理ともいう）を別途の光学フィルムとしたものが挙げられる。また、楕円偏光板又は円偏光板に、更に反射板又は半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板又は半透過型偏光板を挙げることができる。また、前記反射型偏光板や前記半透過型偏光板と位相差フィルムとを組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。また、本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム又は偏光板を、透過型又は半透過型の液晶表示装置に用いる場合には、市販の輝度向上フィルム（偏光選択層を有する偏光分離フィルムであり、例えば住友３Ｍ（株）製のＤ−ＢＥＦなど）と併せて用いることにより、表示特性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００９９】
なお、本発明に係る光学フィルムや偏光板は、例えば液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することもできるが、予め積層しておくほうが、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させることができるため好ましい。
【０１００】
以上に説明した本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム及び偏光板、さらには、これらと液晶セルとを備えた液晶パネルは、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイ等に好適に用いることができる。
【０１０１】
前記液晶表示装置の種類には特に制限はなく、透過型、反射型及び反射半透過型のいずれの種類にも使用することができる。前記液晶表示装置に用いられる液晶セルとしては、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや、水平配向（ＥＣＢ）モード、垂直配向（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、ベンドネマチック（ＯＣＢ）モード、強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）モード、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）モードの液晶セルなど種々の液晶セルを挙げることができる。このうち、本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム及び偏光板には、特にＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＯＣＢモードの液晶セルに用いることが好ましい。
【０１０２】
前記ツイステッドネマチック（ＴＮ）モードの液晶セルとは、２枚の基材の間に正の誘電異方性のネマチック液晶を挟んだものであり、ガラス基材の表面配向処理によって液晶分子配向を９０度捻らせてあるものをいう。具体的には、培風館株式会社「液晶辞典」第１５８頁（１９８９年）に記載の液晶セルや、特開昭６３−２７９２２９号公報に記載の液晶セルを挙げることができる。
【０１０３】
前記垂直配向（ＶＡ）モードの液晶セルとは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Electrically Controlled Birefringnence）効果を利用し、透明電極間に誘電率異方性が負のネマチック液晶が電圧無印加時において垂直配列した液晶セルのことをいう。具体的には、特開昭６２−２１０４２３号公報や特開平４−１５３６２１号公報に記載の液晶セルを挙げることができる。また、前記ＶＡモードの液晶セルは、特開平１１−２５８６０５号公報に記載されているように、視野角を拡大するために、画素内にスリットを設けたものや、表面に突起を形成した基材を用いることによって、マルチドメイン化したＭＶＡモードの液晶セルであっても良い。更に、特開平１０−１２３５７６号公報に記載されているように、液晶中にカイラル剤を添加し、ネマチック液晶電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるＶＡＴＮモードの液晶セルであっても良い。
【０１０４】
前記インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶セルとは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Electrically Controlled Birefringnence）効果を利用し、２枚の平行な基板の間に液晶を封入したいわゆるサンドイッチセルにおいて、電界が存在しない状態でホモジニアス配向させたネマチック液晶を基板に平行な電界（横電界ともいう）で応答させるものをいう。具体的には、テクノタイムズ社出版「月刊ディスプレイ７月号」第８３〜８８頁（１９９７年版）や、日本液晶学会出版「液晶ｖｏｌ．２ Ｎｏ．４」第３０３〜３１６頁（１９９８年版）に記載されているように、液晶分子の長軸と入射側偏光板の偏光軸とを一致させて、上下の偏光板を直行配置させると、電界のない状態で完全に黒表示になり、電界のある状態では、液晶分子が基板に平行な状態を保ちながら回転動作することによって、回転角に応じた透過率を得ることができるものをいう。
【０１０５】
前記ベンドネマチック（ＯＣＢ：Optically Compensated Bend or Optically Compensated Birefringnence）モードの液晶セルとは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Electrically Controlled Birefringnence）効果を利用し、透明電極間に誘電率異方性が正のネマチック液晶が電圧無印加時において中央部にねじれ配向が存在するベンド配向した液晶セルのことをいう。上記ＯＣＢモードの液晶セルは、「πセル」とも言われる。具体的には、共立出版株式会社「次世代液晶ディスプレイ」（２０００年）第１１〜２７頁に記載のものや、特開平７−０８４２５４号公報に記載のものを挙げることができる。
【０１０６】
このような種々の液晶セルに本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム又は偏光板を用いることにより、コントラストや、色相、視野角特性を改善することができ、しかもその機能を長期間維持することができる。
【実施例】
【０１０７】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１０８】
なお、各特性の測定条件は、それぞれ以下に示すとおりである。
（１）液晶温度範囲
液晶温度範囲は、ホットステージ（METTLER TOLEDO FP82HT）を具備した偏光顕微鏡（OLYMPUS BX50）を用い、昇降温速度１０℃／分にて観察することで測定した。より具体的に説明すれば、液晶温度範囲の下限は結晶相−液晶相転移温度（Ｔm）で、上限は液晶相−等方相転移温度（Ｔi）でそれぞれ決定することとし、２枚のスライドガラスで挟持した液晶化合物を前記ホットステージ上に配置して昇降温しながら、前記偏光顕微鏡（２枚の偏光子をクロスニコル配置している）で観察することで測定した。なお、結晶相−液晶相転移温度（Ｔm）は、偏光顕微鏡観察下で液晶の結晶が溶解する（流動的になる）温度であり、液晶相−等方相転移温度（Ｔi）は、明視野から暗視野に転じたときの温度である。
（２）屈折率差Δｎ
Δｎは、アッベ屈折計を用い、５８９ｎｍの波長光で室温にて測定した屈折率に基づいて算出した。
（３）面内位相差値及び波長分散特性
面内位相差値は、スペクトロエリプソメータ（Ｍ−２２０、日本分光（株）製）を用い、波長５９０ｎｍで室温にて測定した。また、波長分散特性は、上記スペクトロエリプソメータを用い、室温にて波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍでの面内位相差値をそれぞれ測定することによって算出した。
（４）光透過率
光透過率は、紫外可視分光光度計（Ｖ−５６０、日本分光（株）製）を用いて測定した。
【０１０９】
（製造例）
【化８】
ブロモテレフタル酸（２．５５ｇ，１０．４ｍｍｏｌ）と塩化チオニル（１２．４ｇ，１０４．２ｍｍｏｌ）の混合物にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２滴を加え、窒素下、７０℃で２時間攪拌した。減圧下で過剰の塩化チオニルを除いた後、ジクロロメタン（１０ｍｌ）、前記化学構造式１で示されるフェノール性化合物（６．４２ｇ，２２．９ｍｍｏｌ）及び少量のＢＨＴを加えた。反応容器を水浴に浸して、トリエチルアミン４．４ｍｌ（３１．３ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、その後、４０℃で２時間攪拌した。反応終了後に１Ｎ塩酸を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層は、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。和光純薬製「フロリジール７５〜１５０μｍ（１００〜２００ｍｅｓｈ）」のショートカラムを通した後、エバポレーションで溶媒を除き、イソプロピルアルコールから再結晶させることにより、前記化学構造式２で示される化合物が３．５ｇ（４４％）得られた。
【０１１０】
なお、前記化学構造式２で示される化合物のスペクトルデータを以下に示す。
ここで、１Ｈ−ＮＭＲの測定は、日本電子（株）製（ＬＡ４００）を用い、少量の試料を、観測核：１Ｈ、周波数：４００ＭＨｚ、パルス幅：４５度、パルスの繰り返し時間：１０秒、ケミカルシフトの基準：７．２５ｐｐｍ、測定溶媒：重クロロホルム、測定温度：室温の条件で測定したものである。また、１３Ｃ−ＮＭＲの測定は、観測核：１３Ｃ、周波数：１００ＭＨｚとした点を除き、１Ｈ−ＮＭＲの測定と同様の条件で測定した。さらに、ＩＲの測定には、ＫＢｒ法を用いた。より具体的に説明すれば、少量の試料と乾燥ＫＢｒをメノウ乳鉢ですり潰して混合し、それを圧縮成型して薄膜状にした。その薄膜状試料を用いて、室温で６００〜４０００ｃｍ−１の赤外領域における吸収を測定した。
【０１１１】
＜１Ｈ−ＮＭＲについて＞
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ １．８５−１．９８（ｍ、８Ｈ）、４．２９（ｔ、４Ｈ、Ｊ＝６．１Ｈｚ）、４．３７（ｔ、４Ｈ、Ｊ＝６．１Ｈｚ）、５．９０（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝１．５、１０．５Ｈｚ）、６．１９（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝１０．５、１７．４Ｈｚ）、６．４８（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝１．５、１７．４Ｈｚ）、７．２９−７．４１（ｍ、８Ｈ）、８．１３（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．０Ｈｚ）、８．２９（ｄｄ、１Ｈ、Ｊ＝１．５、８．０Ｈｚ）、８．５８（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝１．５Ｈｚ）
【０１１２】
＜１３Ｃ−ＮＭＲについて＞
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ ２５．１、２５．４、６３．８、６８．４、１２２．２、１２２．４、１２８．４、１２８．８、１３０．８、１３１．６、１３３．５、１３５．８９、１３５．９３、１４７．９、１４８．０、１４８．８９、１４８．９２、１５３．５、１６２．８、１６３．８、１６６．２
【０１１３】
＜ＩＲについて＞
ＩＲ（ＫＢｒ、ｃｍ−１）：２９５３、１７６１、１７４６、１７１９、１５０５、１１９２
【０１１４】
また、液晶温度範囲は以下のとおりであった。
液晶温度範囲（昇温時）：８６〜１０１℃
液晶温度範囲（降温時）：９７〜３５℃
【０１１５】
（実施例１）
高屈ガラス板上に、５重量（ｗｔ）％ポリビニルアルコール水溶液を２０００ｒｐｍで１０秒間スピンコートして１５０℃で１時間加熱することにより、高屈ガラス板上にＰＶＡ配向膜を形成した。斯かる配向膜の表面をラビング処理して、前記の製造例１で得られた前記化学構造式２の化合物１００重量部、光重合開始剤イルガキュア９０７（チバスペシャルティーケミカルズ社製）３重量部及びアクリル酸共重合物系レベリング剤（ビックケミー社製「ＢＹＫ３６１」）０．０５重量部をシクロペンタノン２００重量部に溶かした液晶組成物溶液をスピンコート法で塗布し薄膜を形成した。この薄膜を９０℃±１℃に保持された空気循環式恒温槽内で１分間乾燥させた後、水平配向のネマチックモノドメイン相を形成した。さらに、メタルハライドランプを光源とする紫外線照射装置を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を空気雰囲気下、液晶組成物溶液が塗布された側から照射して光重合を行い、配向状態を固定した。このようにして作製した光学薄膜（配向され固定された後の液晶組成物であり、本実施例では高屈ガラス板とＰＶＡ配向膜とを除く部分がこれに相当する）の屈折率をアッベ屈折計で測定したところ、ｎｅ＝１．６３２、ｎｏ＝１．５４５、Δｎ＝０．０８７であった。また、スペクトロエリプソメータを用いて波長分散特性を測定したところ、Ｄ１（Ｒｅ）＝Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０６５、Ｄ２（Ｒｅ）＝Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＝０．９６２であった。
【０１１６】
（実施例２）
ガラス板上に固定化した延伸ＰＥＴフィルム上に実施例１で用いた液晶組成物溶液をバーコート法で塗布し薄膜を形成した。この薄膜を９０℃±１℃に保持された空気循環式恒温槽内で１分間乾燥させた後、水平配向のネマチックモノドメイン相を形成した。さらにメタルハライドランプを光源とする紫外線照射装置を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を空気雰囲気下、液晶組成物溶液が塗布された側から照射して光重合を行い、配向状態を固定した。この光学薄膜（配向され固定された後の液晶組成物であり、本実施例ではガラス板と延伸ＰＥＴフィルムとを除く部分がこれに相当し、その平均厚みは１．６１μｍであった）をガラス板に転写して１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを作製した。スペクトロエリプソメーターで、図１に示すように、等間隔に面内９箇所（図中符号１参照）の位相差値Ｒｅ（５９０）を測定したところ、平均位相差値が１３９．７ｎｍで、位相差値バラツキは±３．９ｎｍであった。また、紫外可視分光光度計で測定した波長５９０ｎｍにおける光透過率は９２％であった。
【０１１７】
（比較例１）
実施例２と同様の手法を用いて、重合性ネマチック液晶モノマー（ドイツ連邦共和国のＢＡＳＦ社製、商品名：ＬＣ２４２）（ｎｅ＝１．６５４、ｎｏ＝１．５２３、Δｎ＝０．１３１）の光学薄膜を作製した。得られた光学薄膜（平均厚み１．０９μｍ）をガラス板に転写して１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを作製し、スペクトロエリプソメーターで、図１に示すように、等間隔に面内９箇所の位相差値Ｒｅ（５９０）を測定したところ、平均位相差値が１４１．２ｎｍ、位相差値バラツキは±６．８ｎｍであった。また、波長分散特性を測定したところ、Ｄ１（Ｒｅ）＝Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０８２、Ｄ２（Ｒｅ）＝Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＝０．９６０であった。
【０１１８】
このように、実施例１の液晶モノマーでは、Δｎが０．０８７となり、従来のＬＣ２４２（Δｎ＝０．１３１）よりも小さい値となった。また、実施例１の液晶モノマーを用いて作製した実施例２の位相差フィルムでは、光透過率が９２％と透明性に優れているとともに、位相差フィルムの厚み（光学薄膜の厚み）を１．６１μｍと小さくしても、Δｎが０．０８７と従来よりも小さいΔｎを示す液晶モノマーを用いているので、位相差フィルムの位相差値（＝Δｎ×厚み）のムラも小さくなる。従って、極めて高い塗工精度を要求されることがなく、所望の小さな厚みでの塗工が容易であって生産性に優れる位相差フィルムを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１は、スペクトロエリプソメーターによる位相差フィルムの測定箇所を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１・・・位相差値測定箇所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差フィルム、光学フィルム、偏光板、液晶パネル及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位相差フィルムは、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換したり、逆に円偏光又は楕円偏光を直線偏光に変換するために用いられる光学フィルムである。位相差フィルムとしては、従来より、ポリカーボネートやポリスチレンなどの高分子フィルムを延伸したものが用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、前記高分子フィルムは、通常４０〜１００μｍ程度の厚みを有するものであるため、例えば薄型化が望まれる液晶表示装置に適用する場合には、より薄型の位相差フィルムが所望されている。
【０００４】
そこで、前記延伸した高分子フィルムに代わるものとして、液晶モノマーを用いた位相差フィルムが注目されている（例えば、非特許文献１参照）。通常、位相差フィルムの位相差値は、複屈折率（Δｎ）と厚みとの積で決定されるが、液晶モノマーはΔｎが大きいため、所定の位相差値を得ようとした場合に、位相差フィルムの厚みを小さくできるという利点を有する。
【０００５】
上記のような位相差フィルムとしては、例えば、液晶モノマーを含む混合溶液を基材上に塗布して、均一に配向させた後、紫外線を照射して硬化させた光学フィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。斯かる光学フィルムを位相差フィルムとして用いる際に、上記液晶モノマーに求められる特性としては、硬化したフィルムの透明性に優れるのは勿論のこと、溶媒に対する溶解性が良好であること、上記液晶モノマーが均一に配向すること、紫外線での架橋性（硬化性）が良好であり配向状態が均一に固定されることなどが挙げられる。
【０００６】
しかしながら、従来の液晶モノマーはΔｎが０．１０よりも大きいため、当該液晶モノマーを用いて位相差値の小さい位相差フィルムを作製しようとする場合には、フィルムの厚みの設計値が通常約１μｍと極めて小さくなり、厚みの制御が極めて困難であった。また、厚みの小さなバラツキが、大きな位相差値のムラとなって現れ、液晶表示装置の表示均一性を悪化させることが問題となっていた。
【０００７】
特に、近年は、液晶モニターや液晶テレビ等の大型化と高機能化が急速に進んでおり、これらに用いられる偏光板や位相差フィルム等の各種光学フィルムにおいては、より一層の特性向上と品質向上が望まれている。このような状況下、上記液晶モノマーとしては、従来よりもさらに小さいΔｎを示す（例えば０．１０以下）の液晶モノマーを用いた位相差フィルムの開発が待ち望まれていた。
【特許文献１】特開平８−２８３７１８号公報
【非特許文献１】Macromolecules、１９９５、２８、３３１３−３３２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、斯かる従来技術に鑑みてなされたものであり、透明性に優れると共に、極めて高い塗工精度を要求されることがなく生産性に優れ、良好な光学的均一性を有する位相差フィルムを提供することを課題とする。また、この位相差フィルムを用いた光学フィルム、偏光板、液晶パネル及び液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定の液晶モノマーを用いて位相差フィルムを作製すれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、下記の式（Ｉ）で表される重合性液晶モノマーを含む組成物を基材上に配向し固定して得られることを特徴とする位相差フィルムを提供するものである。
【化３】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、ハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【００１１】
前記重合性液晶モノマーは、下記の式（II）で表される重合性液晶モノマーであることが好ましい。
【化４】
【００１２】
また、前記重合性液晶モノマーの波長５８９ｎｍにおける複屈折率が、０．０１〜０．１０であることが好ましい。
【００１３】
好ましくは、前記組成物は、紫外線を照射することによって硬化され、前記紫外線の照射量は、１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２とされる。
【００１４】
また、前記基材上に配向され固定された後の組成物の厚みは、１〜１０μｍとするのが好ましい。
【００１５】
好ましくは、前記位相差フィルムの波長５９０ｎｍにおける光透過率は、８０％以上とされる。
【００１６】
また、波長５９０ｎｍにおける位相差フィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）が、下記の式（１）を満足するように構成することが好ましい。
８０ｎｍ≦Ｒｅ（５９０）≦８００ｎｍ ・・・（１）
ここで、Ｒｅ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄであり、ｎｘは位相差フィルムの遅相軸方向（位相差フィルム面内の屈折率が最大となる方向）の屈折率を、ｎｙは位相差フィルムの進相軸方向の屈折率を、ｄ［ｎｍ］は位相差フィルムの厚みを意味する。
【００１７】
また、本発明は、前記位相差フィルムを積層したことを特徴とする光学フィルムとしても提供される。
【００１８】
本発明は、前記位相差フィルム又は前記光学フィルムを少なくとも偏光子の片面側に配置したことを特徴とする偏光板としても提供される。
【００１９】
また、本発明は、前記位相差フィルム、前記光学フィルム又は前記偏光板と、液晶セルとを備えることを特徴とする液晶パネルとしても提供される。
【００２０】
好ましくは、前記液晶セルは、ＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＯＣＢモードとされる。
【００２１】
さらに、本発明は、前記液晶パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置としても提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、透明性に優れるとともに、位相差値のムラを抑制でき、それでいて極めて高い塗工精度を要求されることがなく生産性に優れる位相差フィルム及びこれを用いた光学フィルム、偏光板、液晶パネル並びに液晶表示装置を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る位相差フィルムは、その主鎖にカーボネート構造を有するだけでなく、中央に臭素置換フェニレン基等をも有する下記の式（Ｉ）で表される特定構造の重合性液晶モノマー（以下、液晶モノマー（Ｉ）という）を含む組成物を基材上に配向し固定して得られるものである。
【化５】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【００２４】
斯かる液晶モノマー（Ｉ）は、主鎖中央部のフェニレン基のオルト位（ラテラル位）が臭素原子（Ｂｒ）、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つに置換された構造を有するものである。斯かる液晶モノマー（Ｉ）を含む組成物を基材上に配向し固定して得られる位相差フィルムに光が入射した場合、主鎖の方向に異常光線が、ラテラル位の方向に常光線が伝搬する。ここで液晶モノマー（Ｉ）のラテラル位は、臭素原子等で置換されている。このため、例えばラテラル位が無置換及びメチル基で置換された場合と比較すると、臭素原子等が立体的にかさ高く且つ原子屈折が大きいために、異常光線の屈折率（ｎｅ）は小さく、逆に常光線の屈折率（ｎｏ）は大きくなる結果、複屈折率Δｎ（＝ｎｅ−ｎｏ）が小さくなるものと考えられる。
【００２５】
前記式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示すものであるが、液晶モノマー（Ｉ）の架橋が速やかであるという点からすれば、Ｒ１及びＲ２がいずれも水素原子であることが好ましい。
【００２６】
また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示すものであるが、液晶温度範囲の広さや良好な配向性を得るという点からすれば、Ｒ３及びＲ４がいずれも炭素数２〜６のアルキレン基であることが好ましい。
【００２７】
さらに、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示すものであるが、原料の安定性やコストの点からすれば、Ｒ５及びＲ６がいずれも−Ｏ−ＣＯ−であることが好ましい。
【００２８】
以上の点から、本発明においては、液晶モノマー（Ｉ）のなかでも、下記の式（II）で表されるモノマー（以下、液晶モノマー（II）という）を特に好ましく用いることができる。
【化６】
【００２９】
液晶モノマー（Ｉ）の製法には特に限定がないが、例えば、１当量のブロモテレフタル酸と、２当量の下記の式（III）で表されるフェノール性化合物（以下、フェノール（III）という）とのエステル化反応により得ることができる。
【化７】
ここで、前記（III）において、Ｒ１は独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３は独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示す。このエステル化反応では、前記ブロモテレフタル酸を酸クロリドや５塩化リンなどで活性化し、これとフェノール（III）とを反応させることにより、目的生成物を簡便に合成することができる。またＤＣＣ（ジシクロヘキシルカルボジイミド）等の縮合剤を用いて、ブロモテレフタル酸とフェノール（III）とを直接反応させることも可能である。
【００３０】
前記重合性液晶モノマー（液晶モノマー（Ｉ）又は液晶モノマー（II））の波長５８９ｎｍにおける複屈折率（Δｎ）は、０．０１〜０．１０とするのが好ましい。更に好ましくは、０．０３〜０．０９である。特に好ましくは、０．０５〜０．０９である。最も好ましくは、０．０７〜０．０９である。上記の範囲内であれば、小さい位相差値の位相差フィルムを作製した場合にも、良好な表示均一性を有する位相差フィルムを作製することができる。なお、前記重合性液晶モノマーの複屈折率（Δｎ）は、前述のように、異常光線の屈折率（ｎｅ）と常光線の屈折率（ｎｏ）との差を示す。なお、ｎｅ及びｎｏの測定にはは、松本正一著 工業調査会出版「液晶の基礎と応用」（１９９１年版）ｐ．４５に記載されているように、アッベ屈折率計（アタゴ（株）製「ＤＲ−Ｍ４」）を用いることができる。
【００３１】
本発明に係る位相差フィルムは、既述したように、特定構造の重合性液晶モノマー（液晶モノマー（Ｉ）、好ましくは、液晶モノマー（II））を含む組成物を基材上に配向し固定して得られるものである。より具体的に説明すれば、本実施形態に係る位相差フィルムは、前記重合性液晶モノマー及び重合開始剤を含む組成物と溶剤との混合溶液を基材上に塗工し、硬化させることによって得られる。
【００３２】
前記重合性液晶モノマーの配合量は、前記混合溶液の全固形分１００重量部に対し７０〜９９重量部であることが好ましい。より好ましくは７５〜９９重量部である。更に好ましくは８０〜９９重量部である。
【００３３】
前記重合開始剤は、前記重合性液晶モノマーの架橋反応速度や架橋反応率を高めるために用いられる。重合開始剤の種類としては、特に制限はなく、光重合開始剤、水溶性アゾ重合開始剤、油溶性アゾ重合開始剤、高分子アゾ重合開始剤、光カチオン開始剤、ラジカル系光重合開始剤などを用いることができるが、好ましくは、光重合開始剤が用いられる。
【００３４】
光重合開始剤としては、特に制限はなく、単一の化合物からなる光重合開始剤であっても良いし、２種類以上の異なる光重合性開始剤を混合したものであっても良い。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物等を挙げることができる。また、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製 商品名「イルガキュア６５１」、「イルガキュア１８４」、「ダロキュアー１１７３」、「イルガキュア５００」、「イルガキュア２９５９」、「イルガキュア９０７」、「イルガキュア３６９」、「イルガキュア８１９」、「イルガキュア７８４」などの光重合開始剤を用いても良い。さらには、メルク（株）製の商品名「ダロキュアー９５３」、「ダロキュアー１１１６」や、日本化薬（株）製の商品名「カヤキュアーＭＢＰ」、「カヤキュアーＣＴＸ」、「カヤキュアーＤＩＴＸ」、「カヤキュアーＣＴＸ」、「カヤキュアーＤＥＴＸ」、「カヤキュアーＲＴＸ」などを用いることも可能である。
【００３５】
なお、前記光重合開始剤には、重合反応を促進させるために助剤を添加してもよい。助剤としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ｎ−ブチルアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ミヒラーケトン、４，４’―ジエチルアミノフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等のアミン系化合物を挙げることができる。
【００３６】
前記重合開始剤の添加量には、特に制限はないが、前記重合性液晶モノマー１００重量部に対して、好ましくは０．５〜２０重量部、より好ましくは２〜１５重量部の添加量とされる。また、助剤の添加量は、重合開始剤（光重合開始剤）に対して、０．５〜２倍量程度とするのが好ましい。
【００３７】
前記溶剤は、前記重合性液晶モノマー及び前記重合開始剤を均一に分散又は溶解するために用いられる。斯かる溶剤としては、前記重合性液晶モノマー及び前記重合開始剤を含む組成物の溶解性に優れ、当該組成物を基材に塗工する際に、基材のぬれ性や組成物の配向性の低下を生じさせないものであれば特に制限はない。
【００３８】
具体的には、前記溶剤として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２，６−ジメチル−４−ヘプタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、ｎ−ブタノールや２−ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類、メチルセロソルブ、酢酸メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル等のエステル類を用いることができる。その他、塩化メチレン、二硫化炭素、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなども前記溶剤の例として挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
なお、基材を実質的に侵食せず、上記組成物を十分に溶解することができるという点で、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエン、又は酢酸エチルを前記溶剤として用いるのが好ましい。
【００４０】
前記溶剤は、単独で、又は、位相差フィルムの平滑性を高めるために、任意の溶剤を２種類以上混合して用いてもよい。前記混合溶液の全固形分濃度は、溶解性、塗工粘度、基材上へのぬれ性、塗布後の厚みなどによって異なるが、平滑性の高い位相差フィルムを得るためには、溶剤１００重量部に対して固形分を好ましくは２〜１００重量部、更に好ましくは２０〜８０重量部、特に好ましくは３０〜６０重量部だけ溶解させる。
【００４１】
また、前記基材に対する前記混合溶液のぬれ性が乏しい場合や、位相差フィルムの表面均一性が悪い場合には、これらを改善するために、前記混合溶液に種々のレベリング剤を添加することも可能である。レベリング剤の種類としては、シリコーン系、フッ素系、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系等の種々の化合物を用いることができる。これらのレベリング剤の添加量は、特に制限はないが、平滑性を高め、且つ重合性液晶モノマーと重合開始剤とを含む組成物の配向を乱さないために、好ましくは、前記混合溶液の固形分１００重量部中に０．００５〜０．２０重量部、より好ましくは０．０１０〜０．１０重量部の添加量とされる。
【００４２】
前記混合溶液には、重合性液晶モノマー、重合開始剤及び溶剤の他に、重合性カイラル剤や垂直配向処理剤を添加することも可能である。斯かる重合性カイラル剤や垂直配向処理剤は、重合性液晶モノマーの配向状態を変化させるために用いられる。
【００４３】
前記重合性カイラル剤は、コレステリック液晶相を発現させることができる。コレステリック液晶相とは、前記重合性液晶モノマーの均一な螺旋構造を形成した液晶相のことをいう。通常、コレステリック液晶相は、擬似的な層構造と見なすことができ、液晶分子の配向ベクトルが螺旋ピッチを繰り返し単位として周期的に変化しているので、螺旋軸（ヘリカル軸）が基材法線方向に対して平行である場合には、厚み方向の屈折率がフィルム面内の屈折率に比べて小さくなる。
【００４４】
前記重合性液晶モノマー、重合開始剤及び溶剤の他に、前記重合性カイラル剤を含む混合溶液から作製された位相差フィルムは、厚み方向の屈折率がフィルム面内の屈折率に比べて小さくなるため、フィルム面内の２つの主屈折率をｎｘ、ｎｙとし、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚの特性を有する位相差フィルム（いわゆるネガティブＣプレート）として用いることができる。斯かるネガティブＣプレートは、液晶セルと偏光板との間に配置し、斜め方向からの視野角特性を改善するのに好適に用いることができる。
【００４５】
前記重合性カイラル剤としては、重合性官能基を少なくとも１つ以上有し且つ分子構造中に不斉炭素原子を持った官能基（光学活性基）を有し、重合性ネマチック液晶性化合物の配向を乱さないものであれば特に制限されない。前記重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、ビニルエーテル基等が挙げられるが、これらの中でアクリロイル基又はメタクリロイル基が好適である。前記重合性カイラル剤は、液晶性の有無は問わないが、コレステリック液晶相を示すものが好ましく用いられる。
【００４６】
前記重合性カイラル剤の添加量は、前記混合溶液中の全固形分１００重量部に対して、４．５〜２５重量部であることが好ましい。より好ましくは４．５〜２０重量部、更に好ましくは４．５〜１５重量部だけ添加される。
【００４７】
前記垂直配向処理剤としては、例えば、特開２００３−１４９４４１号公報に記載のホメオトロピック配向性側鎖型液晶ポリマーを挙げることができる。斯かるホメオトロピック配向性側鎖型液晶ポリマーは、前記重合性液晶モノマーをフィルム法線方向に垂直配向（ホメオトロピック配向ともいう）させるために用いられる。
【００４８】
前記重合性液晶モノマー、重合開始剤及び溶剤の他に、前記垂直配向処理剤を含む混合溶液から作製された位相差フィルムは、厚み方向の屈折率がフィルム面内の屈折率に比べて大きくなるため、フィルム面内の２つの主屈折率をｎｘ、ｎｙとし、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合、ｎｚ＞ｎｘ≒ｎｙの特性を有する位相差フィルム（いわゆるポジティブＣプレート）として用いることができる。斯かるポジティブＣプレートは、液晶セルと偏光板との間に配置し、斜め方向からの視野角特性を改善するのに好適に用いることができる。
【００４９】
前記垂直配向処理剤の添加量は、前記混合溶液中の全固形分１００重量部に対して、１〜２５重量部であることが好ましい。より好ましくは２〜２０重量部、更に好ましくは３〜１５重量部だけ添加される。
【００５０】
前記基材は、重合性液晶モノマー及び重合開始剤を均一に展開し、その後均一な配向状態を得るために用いられる。斯かる基材を形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。また、前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルム基材なども挙げることができる。さらには、アルミ、鉄、銅等の金属基材、青板ガラス、アルカリガラス、無アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、フリントガラス、石英ガラス等のガラス基材、セラミックス基材等の各種基材、シリコンウェハー等の各種半導体基材等も挙げることができる。
【００５１】
なお、前記溶剤に侵食されず、均一な前記組成物の配向を誘起できるという点で、ポリエチレンテレフタレートを前記基材として用いるのが特に好ましい。
【００５２】
また、前記基材としては、市販の高分子フィルムや従来公知の高分子フィルムを用いることもできる。例えば、富士写真フィルム（株）製の製品名「フジタック」や、日本ゼオン（株）製の製品名「ゼオノア」、ＪＳＲ（株）製の製品名「アートン」などを挙げることができる。また、特開２００１−３４３５２９号公報に記載されているようなイソブチレン及びＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する高分子フィルムを用いることもできる。前記基材は、表面上に他の被膜、例えばポリイミド膜、ポリアミド膜、ポリビニルアルコール膜等の有機膜（配向膜ともいう）や、酸化珪素の斜め蒸着膜等を設けたものであっても良い。また、前記基材が高分子フィルムである場合には、延伸処理又は収縮処理を施して、フィルム面内に異方性を付与したものであっても良い。
【００５３】
前記組成物を前記基材上に配向させる方法としては、例えば、ラビング法、斜方蒸着法、マイクログルーブ法、延伸高分子膜法、ＬＢ（ラングミュア・ブロジェット）膜法、転写法、光照射法（光異性化、光重合、光分解等）、剥離法等を挙げることができる。また、磁場、電場、ずり応力などを用いた配向処理法であってもよい。なお、製造工程の容易さという点で、配向処理法としては、ラビング法や光配向法を用いるのが好ましい。
【００５４】
前記ラビング法に用いられる配向膜としては、特に制限はないが、前記混合溶液のぬれ性に優れ、重合性液晶モノマー、重合性カイラル剤及び重合開始剤を含む組成物を特定の方向に配向させることができるものが好ましい。このような配向膜として、具体的には、例えば、ポリアミド、ポリイミド、レシチン、シリカ、ポリビニルアルコール、エステル変性ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルの鹸化度を調節したポリマー、シランカップリング剤等を塗布等して形成した配向膜を挙げられことができる。また、前記基材の表面をそのままラビング法によって配向処理しても良い。
【００５５】
前記光配向法に用いられる配向膜としては、特に制限はないが、例えば、異性化ポリマー、光二量化ポリマー及び光分解ポリマーを用いることができる。これらのポリマーは、放射線の照射によって、重合性液晶モノマー、重合性カイラル剤及び重合開始剤を含む組成物の配向を誘起できる。用いる放射線としては、紫外線、可視光線、赤外線のいずれであってもよい。また、これらの放射線は、偏光であっても無偏光であっても良い。好ましい光配向性材料としては、米国特許第６１６０５９７号明細書に記載されているようなケイ皮酸誘導体を挙げることができる。斯かる光配向性材料は、直線偏光の紫外線によって配向し且つ架橋することができる。
【００５６】
前記混合溶液の基材への塗工方法については、特に限定はなく、従来公知の塗工方法を用いことができる。例えば、前記混合溶液をスピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等で薄層展開すればよい。前記混合溶液の塗工厚みは、通常２〜３００μｍであり、より好ましくは２〜２００μｍ、特に好ましくは２〜５０μｍである。厚みが上記の範囲内であれば、光学的均一性に優れたものを作製することができる。
【００５７】
前記混合溶液を塗工した基材は、前記組成物を基材上に固定させる前に必要に応じて乾燥処理を行っても良い。乾燥処理における温度（乾燥温度ともいう）としては、特に制限はないが、好ましい乾燥温度（Ｔt）は、重合性液晶モノマー及び重合開始剤を含む組成物の結晶相（又はガラス相）−液晶相転移温度（Ｔgと称す）以上で且つ液晶相−等方相転移温度（Ｔiと称す）未満である。また、基材のガラス転移温度以下とすることが好ましい。更に好ましくは、Ｔg＋２℃≦Ｔt＜Ｔiであり、最も好ましくは、Ｔg＋３℃≦Ｔt＜Ｔiである。上記の温度範囲であれば、均一性の高い位相差フィルムを作製することができる。乾燥時間は特に制限されるものではないが、良好な光学的均一性を有する位相差フィルムを得るためには、例えば３０秒〜２０分であり、好ましくは１〜１５分、更に好ましくは、１〜１０分である。
【００５８】
前記乾燥温度を一定に保持する具体的な方法については、特に制限がないが、熱風、マイクロ波若しくは遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、ヒートパイプロール又は金属ベルトなどを用いた公知の加熱方法や温度制御方法を挙げることができる。
【００５９】
前記乾燥温度は、そのバラツキが大きいと、塗工表面の厚みのむらが大きくなり、最終的に得られた位相差フィルムの位相差値のバラツキを招くことになる。従って、位相差フィルムのフィルム面内方向の温度バラツキは、小さければ小さいほど好ましく、面内方向の温度バラツキを±１℃の範囲内とすることが望ましい。
【００６０】
前記組成物の固定方法としては、例えば、加熱による方法や放射線の照射による方法を挙げることができる。ただし、加熱による方法を採用する場合には、重合性液晶モノマーが等方相転移を起こし、配向不良が生じる恐れがあるので、放射線の照射による方法を採用することが好ましい。放射線照射は、重合性液晶モノマーを架橋反応させて硬化させることによって、重合性液晶モノマーの配向状態を固定するために用いられる。
【００６１】
前記放射線の種類としては、特に制限はないが、ガンマ線、電子線、可視光、紫外線等を挙げることができる。好ましくは、製造が容易であるという点で、紫外線の照射が用いられる。紫外線照射における光源の波長は、用いる光化学反応性化合物が光学吸収を有する波長領域に応じて決定する。一般には、１９０ｎｍ〜４００ｎｍとするのが好ましい。更に好ましくは、２５０ｎｍ〜３８０ｎｍである。斯かる波長特性を有する光源としては、超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ディープＵＶランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ又はメタルハライドランプが好ましく用いられる。光源から出射された紫外線は非偏光でも偏光であっても良い。
【００６２】
前記放射線照射における光源の位置としては、特に制限がなく、前記混合溶液が塗工される側に配置しても良いし、その反対の基材側に配置しても良い。また、上記放射線照射における大気中の雰囲気としては、特に制限がなく、空気雰囲気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等を用いることができる。
【００６３】
紫外線の照射量としては、特に制限がないが、好ましくは、１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２とされる。更に好ましくは、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ２とされる。上記範囲の照射量であれば、重合性液晶モノマーが十分に硬化し、基材上に固定することができる。
【００６４】
放射線照射時における雰囲気の温度（照射温度ともいう）は、特に制限がないが、均一な配向状態を固定するために、３０〜１００℃の範囲に保持しながら、放射線照射を行うことが好ましい。
【００６５】
以上のようにして作製された位相差フィルムにおける前記基材上に配向され固定された後の組成物（以下、適宜光学薄膜という）の厚みの範囲としては、前記重合性液晶モノマーの複屈折率（Δｎ）や、設計する位相差値に応じて選択できるが、通常１〜１０μｍであり、更に好ましくは１．２〜８μｍ、特に好ましくは１．３〜６μｍとされる。最も好ましくは、１．５〜５μｍとされる。厚みが１〜１０μｍであれば、光学的均一性に優れた位相差フィルムとなる。
【００６６】
本発明に係る位相差フィルムの光透過率は、波長５９０ｎｍにおいて、８０％以上とするのが好ましく、より好ましくは８５％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。
【００６７】
本発明に係る位相差フィルムにおいて、波長５９０ｎｍの光で測定したフィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）としては、液晶パネルの表示特性を改善するために、下記の式（１）を満足するように構成することが好ましい。
８０ｎｍ≦Ｒｅ（５９０）≦８００ｎｍ ・・・（１）
ここで、Ｒｅ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄであり、ｎｘは位相差フィルムの遅相軸方向（位相差フィルム面内の屈折率が最大となる方向）の屈折率を、ｎｙは位相差フィルムの進相軸方向の屈折率を、ｄ［ｎｍ］は位相差フィルムの厚みを意味する。
【００６８】
特に、本発明に係る位相差フィルムがλ／２板（１／２波長板）として用いられる場合には、２００ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦３５０ｎｍであることが好ましい。更に好ましくは、２４０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦３００ｎｍ、特に好ましくは２６０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦２８０ｎｍ、最も好ましくは２６５ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦２７５ｎｍとされる。また、本発明に係る位相差フィルムがλ／４板（１／４波長板）として用いられる場合には、８０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦２００ｎｍであることが好ましい。更に好ましくは、１２０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦１６０ｎｍ、特に好ましくは１３０ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦１５０ｎｍ、最も好ましくは１３５ｎｍ＜Ｒｅ（５９０）≦１４５ｎｍとされる。
【００６９】
また、位相差値Ｒｅ（５９０）のバラツキは、±５．０ｎｍ以内とすることが好ましく、更に好ましくは±４．０ｎｍ以内とされる。
【００７０】
前記位相差フィルムの波長分散特性としては、下記式（２）及び（３）で算出されるＤ１（Ｒｅ）値及びＤ２（Ｒｅ）値が、それぞれ０．８１８≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０８０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦１．１８２であることが好ましい。Ｄ１（Ｒｅ）及びＤ２（Ｒｅ）値の範囲として、更に好ましくは１．０００≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０８０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦１．０００、特に好ましくは１．０３０≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０７０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦０．９８０である。最も好ましくは１．０６０≦Ｄ１（Ｒｅ）≦１．０７０、０．９６１≦Ｄ２（Ｒｅ）≦０．９６５である。斯かる位相差フィルムの波長分散特性は、上記の範囲で値が小さいほど、λ／４板やλ／２板等の用途に用いた場合、位相差値の波長依存性が小さくなるため、液晶パネルの表示特性をより一層改善することができる。
Ｄ１（Ｒｅ）＝Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０） ・・・（２）
Ｄ２（Ｒｅ）＝Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０） ・・・（３）
ここで、Ｒｅ（４５０）、Ｒｅ（５５０）及びＲｅ（６５０）は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍの光に対するフィルム面内の位相差値である。
【００７１】
本発明は、以上に説明した位相差フィルムを積層した光学フィルムとしても提供される。以下、本発明に係る位相差フィルムと他の位相差フィルムとを積層した光学フィルムを主として例に挙げて説明する。
【００７２】
本発明に係る光学フィルムは、粘着剤や接着剤等により、前述した本発明に係る位相差フィルムと他の位相差フィルムとが積層されている。前記他の位相差フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂又は前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルムに複屈折特性を付与したフィルムや、基材上に液晶性化合物を含む混合溶液を塗布して乾燥・硬化したフィルムを挙げることもできる。複屈折特性は、前記高分子フィルムの製膜時に自発的に発生する場合もあるし、前記高分子フィルムを一軸又は二軸に延伸することによって付与することもできる。
【００７３】
前記他の位相差フィルムの複屈折特性としては、特に制限がないが、例えば、ＩＰＳモード、ＶＡモード及びＯＣＢモードの液晶表示装置に用いる場合には、Ｒｅ（５９０）＝８０〜１４０ｎｍ（Ｒｔｈ（５９０）／Ｒｅ（５９０）＝０．９〜１．３）の一軸性位相差フィルム、Ｒｅ（５９０）＝０〜５ｎｍであってＲｔｈ（５９０）＝９０〜４００ｎｍである負の一軸性位相差フィルム、基材の法線から光軸が１０〜８０°に傾斜した一軸性傾斜配向位相差フィルムの他、Ｒｅ（５９０）＝３０〜６０ｎｍ（Ｒｔｈ（５９０）／Ｒｅ（５９０）＝２．０〜６．０）の二軸性位相差フィルム、Ｒｅ（５９０）＝１００〜３００ｎｍ（Ｒｔｈ（５９０）／Ｒｅ（５９０）＝０．２〜０．８）の二軸性位相差フィルムや、ディスコチック液晶分子又は棒状液晶分子が基材の法線に対して徐々に傾斜したハイブリッド配向位相差フィルムが好ましく用いられる。なお、上記Ｒｔｈ（５９０）は、波長５９０ｎｍの光に対するフィルム厚み方向の位相差値を意味する。
【００７４】
上記一軸性位相差フィルムや二軸性位相差フィルムは、本発明に係る位相差フィルムと併用（積層）することにより、液晶表示装置のより一層の視野角特性向上が期待できる。なお、本発明に係る光学フィルムとしては、本発明に係る位相差フィルムを２枚以上任意の角度で積層したものとしても良いし、本発明に係る位相差フィルムを２枚以上積層したものと他の位相差フィルムとを組み合わせたものを用いても良い。
【００７５】
また、本発明は、前述した本発明に係る位相差フィルム又は光学フィルムを少なくとも偏光子の片面側に配置した偏光板としても提供される。
【００７６】
本発明に係る偏光板は、前記位相差フィルム又は光学フィルムを接着剤や粘着剤などを用いて偏光子（又は偏光板）と積層することによって得ることができる。偏光板は、通常、液晶セルの両側に且つ各偏光板の吸収軸が互いに略直交するように配置される。また、偏光板には、通常、偏光子の片面又は両面に透明保護フィルムが設けられる。偏光子の両面に透明保護フィルムを設ける場合、各透明保護フィルムは同じ材料から形成されていても良いし、異なる材料から形成されていても良い。
【００７７】
前記偏光子としては、特に制限されるものではなく、各種のものを使用できる。例えば、偏光子として、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したものや、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等を挙げることができる。これらの中でも、偏光二色比が高いという点で、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適に用いられる。偏光子の厚さは、特に制限されないが、一般的に５〜８０μｍ程度である。
【００７８】
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元の長さの３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じて、ホウ酸、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含むヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに、必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗しても良い。
【００７９】
ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することにより、ポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができる他、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色が不均一になることを防止する効果もある。延伸は、ヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良い。また、延伸してからヨウ素で染色することも可能である。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００８０】
前記偏光子の片面又は両面に設けられる透明保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、位相差値の安定性などに優れるものが好ましい。このような透明保護フィルムを形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることもできる。また、前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルムなども前記透明保護フィルムを形成する樹脂の例として挙げることができる。また、前記透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００８１】
また、特開２００１−３４３５２９号公報に記載されているような（Ａ）側鎖に置換及び／又は非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換及び／又は非置換フェニル並びにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を用いることもできる。具体的には、イソブチレン及びＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含む高分子フィルムを挙げることができる。
【００８２】
偏光特性や耐久性などの点からすれば、前記透明保護フィルムとして、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂やノルボルネン系樹脂を用いるのが好ましい。具体的には、富士写真フィルム（株）製の製品名「フジタック」や、日本ゼオン（株）製の製品名「ゼオノア」、ＪＳＲ（株）製の製品名「アートン」などを挙げることができる。
【００８３】
前記透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定することができるが、一般的には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より、１〜５００μｍ程度とするのが好ましい。より好ましくは５〜２００μｍ、特に好ましくは１０〜１５０μｍとされる。上記の範囲であれば、偏光子を機械的に保護することができ、高温高湿下に曝されても偏光子が収縮せず、安定した光学特性を保つことができる。
【００８４】
前記透明保護フィルムは、フィルム面内の位相差値及び厚み方向の位相差値が液晶表示装置の視野角特性に影響を及ぼす場合があるので、位相差値が最適化されたものを用いることが好ましい。ただし、位相差値の最適化が望まれる透明保護フィルムとは、液晶セルに近い側の偏光子表面に積層される透明保護フィルムであり、液晶セルから遠い側の偏光子表面に積層される透明保護フィルムは、液晶表示装置の光学特性を変化させることはないので、この限りではない。
【００８５】
前記透明保護フィルムの位相差値は、フィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）が０〜１０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは０〜５ｎｍ、更に好ましくは０〜１ｎｍである。また、フィルム厚み方向の位相差値Ｒｔｈ（５９０）は、０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。より好ましくは０〜６０ｎｍであり、さらに好ましくは０ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００８６】
前記透明保護フィルムの偏光子との積層方法は、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル系ポリマーやビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤、或いは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドメラミンやシュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤等を介して積層することができる。これにより、湿度や熱の影響で剥がれにくく光透過率や偏光度に優れたものとすることができる。前記接着剤としては、偏光子の原料であるポリビルアルコールとの接着性に優れる点より、ポリビニルアルコール系接着剤を用いることが好ましい。
【００８７】
前記ノルボルネン系樹脂を含む高分子フィルムを透明保護フィルムとして偏光子と積層する場合の粘着剤としては、透明性に優れ、複屈折などが小さく、薄い層として用いても充分に粘着力を発揮できるものが好ましい。このような粘着剤としては、例えば、ポリウレタン系樹脂溶液とポリイソシアネート樹脂溶液とを混合したドライラミネート用接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、エポキシ系二液硬化型接着剤（エポキシ樹脂とポリチオールの二液からなるものや、エポキシ樹脂とポリアミドの二液からなるものなど）を用いることができる。特に、溶剤型接着剤やエポキシ系二液硬化型接着剤で透明のものが好ましい。接着剤によっては、適当な接着用下塗り剤を用いることで接着力を向上させることができるものがあり、このような接着剤を用いる場合には、接着用下塗り剤を用いることが好ましい。
【００８８】
前記接着用下塗り剤としては、接着性を向上できるものであれば特に制限がないが、例えば、同一分子内にアミノ基、ビニル基、エポキシ基、メルカプト基、クロル基等の反応性官能基と加水分解性のアルコキシシリル基とを有するシラン系カップリング剤、同一分子内にチタンを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するチタネート系カップリング剤、同一分子内にアルミニウムを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するアルミネート系カップリング剤等のいわゆるカップリング剤、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ウレタン系樹脂、エステルウレタン系樹脂などの有機反応性基を有する樹脂を用いることができる。これらの中でも、工業的に取扱いやすいという点から、シラン系カップリング剤を含有するものであることが好ましい。
【００８９】
本発明に係る偏光板には、液晶セルへの積層を容易にするため、両面又は片面に接着剤や粘着剤の層を設けておくことが好ましい。
【００９０】
前記接着剤又は粘着剤としては、特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度なぬれ性と凝集性と接着性の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性などに優れるという点で、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
【００９１】
前記接着剤又は粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また、粘着剤には、必要に応じて、例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また、透明微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着剤層とすることもできる。
【００９２】
なお、前記透明微粒子には、例えば、平均粒径が０．５〜２０μｍのシリカ、酸化カルシウム、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性を有することもある無機系微粒子や、ポリメチルメタクリレートやポリウレタの如き適宜なポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子などの適宜な微粒子を１種又は２種以上用いることができる。
【００９３】
前記接着剤又は粘着剤は、通常、ベースポリマー又はその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が１０〜５０重量％程度の接着剤溶液として用いられる。前記溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。
【００９４】
前記接着剤又は粘着剤は、異なる組成又は種類等のものの積層物として偏光板の片面又は両面に設けることもできる。前記接着剤又は粘着剤の厚みは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００９５】
前記接着剤層又は粘着剤層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的として、剥離紙又は離型フィルム（セパレータともいう）を仮着して保護するのが好ましい。これにより、通例の取扱状態においては、接着剤層又は粘着剤層に接触することを防止できる。前記セパレータとしては、例えば、プラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じてシリコーン系、長鏡アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなど、従来に準じた適宜なものを用いることができる。
【００９６】
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理や、拡散処理（アンチグレア処理ともいう）を施すことができる。前記ハードコート処理は、偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を前記透明保護フィルムの表面に形成するものである。前記反射防止処理は、偏光板表面での外光の反射防止を目的に施される。また、前記スティッキング防止処理は、隣接層との密着防止を目的に施される。前記アンチグレア処理は、偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラストやエンボス加工による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造（アンチグレア層）が付与される。また、アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００９７】
次に、本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム又は偏光板と併用して用いることのできる他の光学部材について説明する。
【００９８】
上記他の光学部材としては、特に限定はないが、例えば、前記ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理や、拡散処理（アンチグレア処理ともいう）を別途の光学フィルムとしたものが挙げられる。また、楕円偏光板又は円偏光板に、更に反射板又は半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板又は半透過型偏光板を挙げることができる。また、前記反射型偏光板や前記半透過型偏光板と位相差フィルムとを組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。また、本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム又は偏光板を、透過型又は半透過型の液晶表示装置に用いる場合には、市販の輝度向上フィルム（偏光選択層を有する偏光分離フィルムであり、例えば住友３Ｍ（株）製のＤ−ＢＥＦなど）と併せて用いることにより、表示特性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００９９】
なお、本発明に係る光学フィルムや偏光板は、例えば液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することもできるが、予め積層しておくほうが、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させることができるため好ましい。
【０１００】
以上に説明した本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム及び偏光板、さらには、これらと液晶セルとを備えた液晶パネルは、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイ等に好適に用いることができる。
【０１０１】
前記液晶表示装置の種類には特に制限はなく、透過型、反射型及び反射半透過型のいずれの種類にも使用することができる。前記液晶表示装置に用いられる液晶セルとしては、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや、水平配向（ＥＣＢ）モード、垂直配向（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、ベンドネマチック（ＯＣＢ）モード、強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）モード、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）モードの液晶セルなど種々の液晶セルを挙げることができる。このうち、本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム及び偏光板には、特にＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＯＣＢモードの液晶セルに用いることが好ましい。
【０１０２】
前記ツイステッドネマチック（ＴＮ）モードの液晶セルとは、２枚の基材の間に正の誘電異方性のネマチック液晶を挟んだものであり、ガラス基材の表面配向処理によって液晶分子配向を９０度捻らせてあるものをいう。具体的には、培風館株式会社「液晶辞典」第１５８頁（１９８９年）に記載の液晶セルや、特開昭６３−２７９２２９号公報に記載の液晶セルを挙げることができる。
【０１０３】
前記垂直配向（ＶＡ）モードの液晶セルとは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Electrically Controlled Birefringnence）効果を利用し、透明電極間に誘電率異方性が負のネマチック液晶が電圧無印加時において垂直配列した液晶セルのことをいう。具体的には、特開昭６２−２１０４２３号公報や特開平４−１５３６２１号公報に記載の液晶セルを挙げることができる。また、前記ＶＡモードの液晶セルは、特開平１１−２５８６０５号公報に記載されているように、視野角を拡大するために、画素内にスリットを設けたものや、表面に突起を形成した基材を用いることによって、マルチドメイン化したＭＶＡモードの液晶セルであっても良い。更に、特開平１０−１２３５７６号公報に記載されているように、液晶中にカイラル剤を添加し、ネマチック液晶電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるＶＡＴＮモードの液晶セルであっても良い。
【０１０４】
前記インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶セルとは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Electrically Controlled Birefringnence）効果を利用し、２枚の平行な基板の間に液晶を封入したいわゆるサンドイッチセルにおいて、電界が存在しない状態でホモジニアス配向させたネマチック液晶を基板に平行な電界（横電界ともいう）で応答させるものをいう。具体的には、テクノタイムズ社出版「月刊ディスプレイ７月号」第８３〜８８頁（１９９７年版）や、日本液晶学会出版「液晶ｖｏｌ．２ Ｎｏ．４」第３０３〜３１６頁（１９９８年版）に記載されているように、液晶分子の長軸と入射側偏光板の偏光軸とを一致させて、上下の偏光板を直行配置させると、電界のない状態で完全に黒表示になり、電界のある状態では、液晶分子が基板に平行な状態を保ちながら回転動作することによって、回転角に応じた透過率を得ることができるものをいう。
【０１０５】
前記ベンドネマチック（ＯＣＢ：Optically Compensated Bend or Optically Compensated Birefringnence）モードの液晶セルとは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Electrically Controlled Birefringnence）効果を利用し、透明電極間に誘電率異方性が正のネマチック液晶が電圧無印加時において中央部にねじれ配向が存在するベンド配向した液晶セルのことをいう。上記ＯＣＢモードの液晶セルは、「πセル」とも言われる。具体的には、共立出版株式会社「次世代液晶ディスプレイ」（２０００年）第１１〜２７頁に記載のものや、特開平７−０８４２５４号公報に記載のものを挙げることができる。
【０１０６】
このような種々の液晶セルに本発明に係る位相差フィルム、光学フィルム又は偏光板を用いることにより、コントラストや、色相、視野角特性を改善することができ、しかもその機能を長期間維持することができる。
【実施例】
【０１０７】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１０８】
なお、各特性の測定条件は、それぞれ以下に示すとおりである。
（１）液晶温度範囲
液晶温度範囲は、ホットステージ（METTLER TOLEDO FP82HT）を具備した偏光顕微鏡（OLYMPUS BX50）を用い、昇降温速度１０℃／分にて観察することで測定した。より具体的に説明すれば、液晶温度範囲の下限は結晶相−液晶相転移温度（Ｔm）で、上限は液晶相−等方相転移温度（Ｔi）でそれぞれ決定することとし、２枚のスライドガラスで挟持した液晶化合物を前記ホットステージ上に配置して昇降温しながら、前記偏光顕微鏡（２枚の偏光子をクロスニコル配置している）で観察することで測定した。なお、結晶相−液晶相転移温度（Ｔm）は、偏光顕微鏡観察下で液晶の結晶が溶解する（流動的になる）温度であり、液晶相−等方相転移温度（Ｔi）は、明視野から暗視野に転じたときの温度である。
（２）屈折率差Δｎ
Δｎは、アッベ屈折計を用い、５８９ｎｍの波長光で室温にて測定した屈折率に基づいて算出した。
（３）面内位相差値及び波長分散特性
面内位相差値は、スペクトロエリプソメータ（Ｍ−２２０、日本分光（株）製）を用い、波長５９０ｎｍで室温にて測定した。また、波長分散特性は、上記スペクトロエリプソメータを用い、室温にて波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍでの面内位相差値をそれぞれ測定することによって算出した。
（４）光透過率
光透過率は、紫外可視分光光度計（Ｖ−５６０、日本分光（株）製）を用いて測定した。
【０１０９】
（製造例）
【化８】
ブロモテレフタル酸（２．５５ｇ，１０．４ｍｍｏｌ）と塩化チオニル（１２．４ｇ，１０４．２ｍｍｏｌ）の混合物にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２滴を加え、窒素下、７０℃で２時間攪拌した。減圧下で過剰の塩化チオニルを除いた後、ジクロロメタン（１０ｍｌ）、前記化学構造式１で示されるフェノール性化合物（６．４２ｇ，２２．９ｍｍｏｌ）及び少量のＢＨＴを加えた。反応容器を水浴に浸して、トリエチルアミン４．４ｍｌ（３１．３ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、その後、４０℃で２時間攪拌した。反応終了後に１Ｎ塩酸を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層は、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。和光純薬製「フロリジール７５〜１５０μｍ（１００〜２００ｍｅｓｈ）」のショートカラムを通した後、エバポレーションで溶媒を除き、イソプロピルアルコールから再結晶させることにより、前記化学構造式２で示される化合物が３．５ｇ（４４％）得られた。
【０１１０】
なお、前記化学構造式２で示される化合物のスペクトルデータを以下に示す。
ここで、１Ｈ−ＮＭＲの測定は、日本電子（株）製（ＬＡ４００）を用い、少量の試料を、観測核：１Ｈ、周波数：４００ＭＨｚ、パルス幅：４５度、パルスの繰り返し時間：１０秒、ケミカルシフトの基準：７．２５ｐｐｍ、測定溶媒：重クロロホルム、測定温度：室温の条件で測定したものである。また、１３Ｃ−ＮＭＲの測定は、観測核：１３Ｃ、周波数：１００ＭＨｚとした点を除き、１Ｈ−ＮＭＲの測定と同様の条件で測定した。さらに、ＩＲの測定には、ＫＢｒ法を用いた。より具体的に説明すれば、少量の試料と乾燥ＫＢｒをメノウ乳鉢ですり潰して混合し、それを圧縮成型して薄膜状にした。その薄膜状試料を用いて、室温で６００〜４０００ｃｍ−１の赤外領域における吸収を測定した。
【０１１１】
＜１Ｈ−ＮＭＲについて＞
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ １．８５−１．９８（ｍ、８Ｈ）、４．２９（ｔ、４Ｈ、Ｊ＝６．１Ｈｚ）、４．３７（ｔ、４Ｈ、Ｊ＝６．１Ｈｚ）、５．９０（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝１．５、１０．５Ｈｚ）、６．１９（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝１０．５、１７．４Ｈｚ）、６．４８（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝１．５、１７．４Ｈｚ）、７．２９−７．４１（ｍ、８Ｈ）、８．１３（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．０Ｈｚ）、８．２９（ｄｄ、１Ｈ、Ｊ＝１．５、８．０Ｈｚ）、８．５８（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝１．５Ｈｚ）
【０１１２】
＜１３Ｃ−ＮＭＲについて＞
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ ２５．１、２５．４、６３．８、６８．４、１２２．２、１２２．４、１２８．４、１２８．８、１３０．８、１３１．６、１３３．５、１３５．８９、１３５．９３、１４７．９、１４８．０、１４８．８９、１４８．９２、１５３．５、１６２．８、１６３．８、１６６．２
【０１１３】
＜ＩＲについて＞
ＩＲ（ＫＢｒ、ｃｍ−１）：２９５３、１７６１、１７４６、１７１９、１５０５、１１９２
【０１１４】
また、液晶温度範囲は以下のとおりであった。
液晶温度範囲（昇温時）：８６〜１０１℃
液晶温度範囲（降温時）：９７〜３５℃
【０１１５】
（実施例１）
高屈ガラス板上に、５重量（ｗｔ）％ポリビニルアルコール水溶液を２０００ｒｐｍで１０秒間スピンコートして１５０℃で１時間加熱することにより、高屈ガラス板上にＰＶＡ配向膜を形成した。斯かる配向膜の表面をラビング処理して、前記の製造例１で得られた前記化学構造式２の化合物１００重量部、光重合開始剤イルガキュア９０７（チバスペシャルティーケミカルズ社製）３重量部及びアクリル酸共重合物系レベリング剤（ビックケミー社製「ＢＹＫ３６１」）０．０５重量部をシクロペンタノン２００重量部に溶かした液晶組成物溶液をスピンコート法で塗布し薄膜を形成した。この薄膜を９０℃±１℃に保持された空気循環式恒温槽内で１分間乾燥させた後、水平配向のネマチックモノドメイン相を形成した。さらに、メタルハライドランプを光源とする紫外線照射装置を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を空気雰囲気下、液晶組成物溶液が塗布された側から照射して光重合を行い、配向状態を固定した。このようにして作製した光学薄膜（配向され固定された後の液晶組成物であり、本実施例では高屈ガラス板とＰＶＡ配向膜とを除く部分がこれに相当する）の屈折率をアッベ屈折計で測定したところ、ｎｅ＝１．６３２、ｎｏ＝１．５４５、Δｎ＝０．０８７であった。また、スペクトロエリプソメータを用いて波長分散特性を測定したところ、Ｄ１（Ｒｅ）＝Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０６５、Ｄ２（Ｒｅ）＝Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＝０．９６２であった。
【０１１６】
（実施例２）
ガラス板上に固定化した延伸ＰＥＴフィルム上に実施例１で用いた液晶組成物溶液をバーコート法で塗布し薄膜を形成した。この薄膜を９０℃±１℃に保持された空気循環式恒温槽内で１分間乾燥させた後、水平配向のネマチックモノドメイン相を形成した。さらにメタルハライドランプを光源とする紫外線照射装置を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を空気雰囲気下、液晶組成物溶液が塗布された側から照射して光重合を行い、配向状態を固定した。この光学薄膜（配向され固定された後の液晶組成物であり、本実施例ではガラス板と延伸ＰＥＴフィルムとを除く部分がこれに相当し、その平均厚みは１．６１μｍであった）をガラス板に転写して１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを作製した。スペクトロエリプソメーターで、図１に示すように、等間隔に面内９箇所（図中符号１参照）の位相差値Ｒｅ（５９０）を測定したところ、平均位相差値が１３９．７ｎｍで、位相差値バラツキは±３．９ｎｍであった。また、紫外可視分光光度計で測定した波長５９０ｎｍにおける光透過率は９２％であった。
【０１１７】
（比較例１）
実施例２と同様の手法を用いて、重合性ネマチック液晶モノマー（ドイツ連邦共和国のＢＡＳＦ社製、商品名：ＬＣ２４２）（ｎｅ＝１．６５４、ｎｏ＝１．５２３、Δｎ＝０．１３１）の光学薄膜を作製した。得られた光学薄膜（平均厚み１．０９μｍ）をガラス板に転写して１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを作製し、スペクトロエリプソメーターで、図１に示すように、等間隔に面内９箇所の位相差値Ｒｅ（５９０）を測定したところ、平均位相差値が１４１．２ｎｍ、位相差値バラツキは±６．８ｎｍであった。また、波長分散特性を測定したところ、Ｄ１（Ｒｅ）＝Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０８２、Ｄ２（Ｒｅ）＝Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＝０．９６０であった。
【０１１８】
このように、実施例１の液晶モノマーでは、Δｎが０．０８７となり、従来のＬＣ２４２（Δｎ＝０．１３１）よりも小さい値となった。また、実施例１の液晶モノマーを用いて作製した実施例２の位相差フィルムでは、光透過率が９２％と透明性に優れているとともに、位相差フィルムの厚み（光学薄膜の厚み）を１．６１μｍと小さくしても、Δｎが０．０８７と従来よりも小さいΔｎを示す液晶モノマーを用いているので、位相差フィルムの位相差値（＝Δｎ×厚み）のムラも小さくなる。従って、極めて高い塗工精度を要求されることがなく、所望の小さな厚みでの塗工が容易であって生産性に優れる位相差フィルムを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１は、スペクトロエリプソメーターによる位相差フィルムの測定箇所を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１・・・位相差値測定箇所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の式（Ｉ）で表される重合性液晶モノマーを含む組成物を基材上に配向し固定して得られることを特徴とする位相差フィルム。
【化１】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【請求項２】
前記重合性液晶モノマーは、下記の式（II）で表される重合性液晶モノマーであることを特徴とする請求項１に記載の位相差フィルム。
【化２】
【請求項３】
前記重合性液晶モノマーの波長５８９ｎｍにおける複屈折率が、０．０１〜０．１０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
【請求項４】
前記組成物は、紫外線を照射することによって硬化され、
前記紫外線の照射量は、１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項５】
前記基材上に配向され固定された後の組成物の厚みが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項６】
波長５９０ｎｍにおける光透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項７】
波長５９０ｎｍにおける位相差フィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）が、下記の式（１）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の位相差フィルム。
８０ｎｍ≦Ｒｅ（５９０）≦８００ｎｍ ・・・（１）
ここで、Ｒｅ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄであり、ｎｘは位相差フィルムの遅相軸方向（位相差フィルム面内の屈折率が最大となる方向）の屈折率を、ｎｙは位相差フィルムの進相軸方向の屈折率を、ｄ［ｎｍ］は位相差フィルムの厚みを意味する。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の位相差フィルムを積層したことを特徴とする光学フィルム。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の位相差フィルム又は請求項８に記載の光学フィルムを少なくとも偏光子の片面側に配置したことを特徴とする偏光板。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれかに記載の位相差フィルム、請求項８に記載の光学フィルム又は請求項９に記載の偏光板と、
液晶セルとを備えることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１１】
前記液晶セルが、ＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＯＣＢモードであることを特徴とする請求項１０に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
下記の式（Ｉ）で表される重合性液晶モノマーを含む組成物を基材上に配向し固定して得られることを特徴とする位相差フィルム。
【化１】
ここで、前記式（Ｉ）において、ＸはＢｒ、Ｂｒ以外のハロゲン原子、−ＳＭｅ及び−ＳＰｈのうちのいずれか一つを示し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して炭素数２〜１２のアルキレン基を示し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−を示す。
【請求項２】
前記重合性液晶モノマーは、下記の式（II）で表される重合性液晶モノマーであることを特徴とする請求項１に記載の位相差フィルム。
【化２】
【請求項３】
前記重合性液晶モノマーの波長５８９ｎｍにおける複屈折率が、０．０１〜０．１０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
【請求項４】
前記組成物は、紫外線を照射することによって硬化され、
前記紫外線の照射量は、１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項５】
前記基材上に配向され固定された後の組成物の厚みが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項６】
波長５９０ｎｍにおける光透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の位相差フィルム。
【請求項７】
波長５９０ｎｍにおける位相差フィルム面内の位相差値Ｒｅ（５９０）が、下記の式（１）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の位相差フィルム。
８０ｎｍ≦Ｒｅ（５９０）≦８００ｎｍ ・・・（１）
ここで、Ｒｅ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄであり、ｎｘは位相差フィルムの遅相軸方向（位相差フィルム面内の屈折率が最大となる方向）の屈折率を、ｎｙは位相差フィルムの進相軸方向の屈折率を、ｄ［ｎｍ］は位相差フィルムの厚みを意味する。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の位相差フィルムを積層したことを特徴とする光学フィルム。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の位相差フィルム又は請求項８に記載の光学フィルムを少なくとも偏光子の片面側に配置したことを特徴とする偏光板。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれかに記載の位相差フィルム、請求項８に記載の光学フィルム又は請求項９に記載の偏光板と、
液晶セルとを備えることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１１】
前記液晶セルが、ＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＯＣＢモードであることを特徴とする請求項１０に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−５８５４６（Ｐ２００６−５８５４６Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３９５９４（Ｐ２００４−２３９５９４）
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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