光学フィルム、その製造方法、これを用いた光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置
【課題】 広範囲にわたり高いコントラスト比を有し、カラーシフトを抑制可能な光学フィルム、その製造方法、これを用いた光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 下記式（１）〜（４）のレターデーションを満たし、湿式延伸工程を経て作成されたことを特徴とする光学フィルム、その製造方法、これを用いた光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置。（１）０．１＜Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＜０．９５、（２）１．０３＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．９３、（３）０．４＜（Ｒｅ（４５０）／Ｒｔｈ（４５０））／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜０．９５、（４）１．０５＜（Ｒｅ（６５０）／Ｒｔｈ（６５０）／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜１．９０。
【解決手段】 下記式（１）〜（４）のレターデーションを満たし、湿式延伸工程を経て作成されたことを特徴とする光学フィルム、その製造方法、これを用いた光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置。（１）０．１＜Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＜０．９５、（２）１．０３＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．９３、（３）０．４＜（Ｒｅ（４５０）／Ｒｔｈ（４５０））／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜０．９５、（４）１．０５＜（Ｒｅ（６５０）／Ｒｔｈ（６５０）／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜１．９０。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）〜（４）のレターデーションを満たし、湿式延伸工程を経て作成されたことを特徴とする光学フィルム。
（１）０．１＜Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＜０．９５
（２）１．０３＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．９３
（３）０．４＜（Ｒｅ（４５０）／Ｒｔｈ（４５０））／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜０．９５
（４）１．０５＜（Ｒｅ（６５０）／Ｒｔｈ（６５０）／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜１．９０
（式中、Ｒｅ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの面内レターデーション値であり、Ｒｔｈ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの厚み方向のレターデーション値である（単位：ｎｍ）。）
【請求項２】
下記式（５）および（６）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。（５）５≦Ｒｅ（５５０）≦２００
（６）１０≦Ｒｔｈ（５５０）≦４００
【請求項３】
下記式（７）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルム。
（７）０≦Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）≦８．５
【請求項４】
光学フィルムの原料ポリマーが、セルロースアシレートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項５】
セルロースアシレートのアシル置換基が実質的にアセチル基のみからなり、その全置換度が２．５６〜３．００であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項６】
アシル置換基が実質的にアセチル基／プロピオニル基／ブタノイル基の少なくとも２種類からなり、その全置換度が２．５０〜３．００であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項７】
Ｒｔｈ（５５０）を低下させる化合物を、下記式（８）および（９）をみたす範囲で少なくとも一種含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学フィルム。（８）（Ｒｔｈ[Ａ]−Ｒｔｈ[０]）／Ａ≦−１．０
（９）０．０１≦Ａ≦３０
ここで、
Ｒｔｈ[Ａ]：Ｒｔｈ（５５０）を低下させる化合物をＡ％含有した光学フィルムのＲｔｈ（ｎｍ）
Ｒｔｈ[０]：Ｒｔｈ（５５０）を低下させる化合物を含有しない光学フィルムのＲｔｈ（ｎｍ）
Ａ：光学フィルム原料ポリマーの質量を１００としたときの化合物の質量（％）
である。
【請求項８】
下記式（１０）で表されるΔＲｔｈを増加させる化合物を、下記式（１１）および（１２）をみたす範囲で少なくとも一種含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルム。
（１０）ΔＲｔｈ＝Ｒｔｈ（４５０）−Ｒｔｈ（６５０）
（１１）ΔＲｔｈ[Ｂ]−ΔＲｔｈ[０]／Ｂ≦−２．０
（１２）０．０１≦Ｂ≦３０
ここで、
ΔＲｔｈ[Ｂ]：ΔＲｔｈを低下させる化合物をＢ％含有した光学フィルムのΔＲｔｈ（ｎｍ）
ΔＲｔｈ[０]：ΔＲｔｈを低下させる化合物を含有しない光学フィルムのΔＲｔｈ（ｎｍ）
Ｂ：フィルム原料ポリマーの質量を１００としたときの化合物の質量（％）
である。
【請求項９】
該ΔＲｔｈを増加させる化合物が、円盤状化合物または棒状化合物からなるレターデーション発現剤であることを特徴とする請求項８に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
請求項７記載のＲｔｈ（５５０）を低下させる化合物と、請求項８記載の式（１０）で表されるΔＲｔｈを増加させる化合物とを、それぞれ少なくとも１種ずつ含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１１】
湿式延伸工程において、光学フィルムの含水率を２．０質量％以上２０．０質量％以下にすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１２】
延伸時にフィルムを固定する固定部材間の距離をＬとし、その固定部材間と垂直な方向をＷとし、延伸時のフィルム形状のアスペクト比をＬ／Ｗとしたときのアスペクト比Ｌ／Ｗが０．１≦Ｌ／Ｗ≦１０．０であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１３】
前記湿式延伸が水中で実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１４】
前記湿式延伸が空気中で実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１５】
前記湿式延伸が相対湿度６０％以上１００％以下の水蒸気中で実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１６】
前記湿式延伸において、延伸方向（縦方向）の実延伸倍率が１．１倍以上５．０倍以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１７】
前記湿式延伸において、延伸方向と垂直な方向（横方向）の実延伸倍率が０．３倍以上１．０倍以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１８】
前記湿式延伸において、膜厚の変化率が０．３倍以上２．４倍以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１９】
前記湿式延伸が１秒以上９０秒以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれに記載の光学フィルム。
【請求項２０】
前記湿式延伸が５０℃以上１５０℃以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２１】
前記湿式延伸後に、延伸温度より１０℃〜５０℃高い温度で加熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２２】
膜厚が１０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２３】
ヘイズ値が０％以上２％以下であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２４】
原料ポリマーをフィルム形状に成形し、これを湿式延伸する工程を含む、下記式（１）〜（４）のレターデーションを満たす光学フィルムの製造方法。
（１）０．１＜Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＜０．９５
（２）１．０３＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．９３
（３）０．４＜（Ｒｅ（４５０）／Ｒｔｈ（４５０））／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜０．９５
（４）１．０５＜（Ｒｅ（６５０）／Ｒｔｈ（６５０）／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜１．９０
（式中、Ｒｅ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの面内レターデーション値であり、Ｒｔｈ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの厚み方向のレターデーション値である（単位：ｎｍ）。）
【請求項２５】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルムに、下記式（１３）をみたす光学異方性層を設けたことを特徴とする光学補償フィルム。
（１３）Ｒe（５５０）＝０〜２００（ｎｍ）かつ｜Ｒｔｈ（５５０）｜＝０〜３００（ｎｍ）
【請求項２６】
前記光学異方性層がディスコティック液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の光学補償フィルム。
【請求項２７】
前記光学異方性層が棒状液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の光学補償フィルム。
【請求項２８】
前記光学異方性層が複屈折を持つポリマーフィルムからなることを特徴とする請求項２５に記載の光学補償フィルム。
【請求項２９】
前記光学異方性層を形成する前記ポリマーフィルムが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド、およびポリアリールエーテルケトン、からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を含有することを特徴とする請求項２８に記載の光学補償フィルム。
【請求項３０】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルム、又は請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルムを少なくとも１枚用いて、偏光子の保護フィルムとした偏光板。
【請求項３１】
表面にハードコート層、防眩層、反射防止層の少なくとも一層を設けた請求項３０に記載の偏光板。
【請求項３２】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルム、請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルム、請求項３０または３１に記載の偏光板、のいずれかを用いた液晶表示装置。
【請求項３３】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルム、請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルム、請求項３０または３１に記載の偏光板を液晶セルの一方に配置し、
もう一方に下記式（１４）〜（１８）を満たすフィルムを配置した液晶表示装置。
（１４）０＜Ｒｅ（５５０）＜１０
（１５）３０＜Ｒｔｈ（５５０）＜４００
（１６）１０＜Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）
（１７）１．０＜Ｒｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）＜２．０
（１８）０．５＜Ｒｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）＜１．０
（式中、Ｒｅ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの面内レターデーション値であり、Ｒｔｈ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの厚み方向のレターデーション値である（単位：ｎｍ）。）
【請求項３４】
請求項１〜２３に記載の光学フィルム、請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルム、または請求項３０または３１に記載の偏光板を、液晶セルの上下に１つずつ用いた液晶表示装置。
【請求項３５】
液晶セル中の液晶分子長軸が、電圧無印加状態においてパネル面に対して略垂直な方向に配向した構造を有する請求項３２〜３４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１】
下記式（１）〜（４）のレターデーションを満たし、湿式延伸工程を経て作成されたことを特徴とする光学フィルム。
（１）０．１＜Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＜０．９５
（２）１．０３＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．９３
（３）０．４＜（Ｒｅ（４５０）／Ｒｔｈ（４５０））／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜０．９５
（４）１．０５＜（Ｒｅ（６５０）／Ｒｔｈ（６５０）／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜１．９０
（式中、Ｒｅ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの面内レターデーション値であり、Ｒｔｈ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの厚み方向のレターデーション値である（単位：ｎｍ）。）
【請求項２】
下記式（５）および（６）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。（５）５≦Ｒｅ（５５０）≦２００
（６）１０≦Ｒｔｈ（５５０）≦４００
【請求項３】
下記式（７）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルム。
（７）０≦Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）≦８．５
【請求項４】
光学フィルムの原料ポリマーが、セルロースアシレートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項５】
セルロースアシレートのアシル置換基が実質的にアセチル基のみからなり、その全置換度が２．５６〜３．００であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項６】
アシル置換基が実質的にアセチル基／プロピオニル基／ブタノイル基の少なくとも２種類からなり、その全置換度が２．５０〜３．００であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項７】
Ｒｔｈ（５５０）を低下させる化合物を、下記式（８）および（９）をみたす範囲で少なくとも一種含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学フィルム。（８）（Ｒｔｈ[Ａ]−Ｒｔｈ[０]）／Ａ≦−１．０
（９）０．０１≦Ａ≦３０
ここで、
Ｒｔｈ[Ａ]：Ｒｔｈ（５５０）を低下させる化合物をＡ％含有した光学フィルムのＲｔｈ（ｎｍ）
Ｒｔｈ[０]：Ｒｔｈ（５５０）を低下させる化合物を含有しない光学フィルムのＲｔｈ（ｎｍ）
Ａ：光学フィルム原料ポリマーの質量を１００としたときの化合物の質量（％）
である。
【請求項８】
下記式（１０）で表されるΔＲｔｈを増加させる化合物を、下記式（１１）および（１２）をみたす範囲で少なくとも一種含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルム。
（１０）ΔＲｔｈ＝Ｒｔｈ（４５０）−Ｒｔｈ（６５０）
（１１）ΔＲｔｈ[Ｂ]−ΔＲｔｈ[０]／Ｂ≦−２．０
（１２）０．０１≦Ｂ≦３０
ここで、
ΔＲｔｈ[Ｂ]：ΔＲｔｈを低下させる化合物をＢ％含有した光学フィルムのΔＲｔｈ（ｎｍ）
ΔＲｔｈ[０]：ΔＲｔｈを低下させる化合物を含有しない光学フィルムのΔＲｔｈ（ｎｍ）
Ｂ：フィルム原料ポリマーの質量を１００としたときの化合物の質量（％）
である。
【請求項９】
該ΔＲｔｈを増加させる化合物が、円盤状化合物または棒状化合物からなるレターデーション発現剤であることを特徴とする請求項８に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
請求項７記載のＲｔｈ（５５０）を低下させる化合物と、請求項８記載の式（１０）で表されるΔＲｔｈを増加させる化合物とを、それぞれ少なくとも１種ずつ含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１１】
湿式延伸工程において、光学フィルムの含水率を２．０質量％以上２０．０質量％以下にすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１２】
延伸時にフィルムを固定する固定部材間の距離をＬとし、その固定部材間と垂直な方向をＷとし、延伸時のフィルム形状のアスペクト比をＬ／Ｗとしたときのアスペクト比Ｌ／Ｗが０．１≦Ｌ／Ｗ≦１０．０であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１３】
前記湿式延伸が水中で実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１４】
前記湿式延伸が空気中で実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１５】
前記湿式延伸が相対湿度６０％以上１００％以下の水蒸気中で実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１６】
前記湿式延伸において、延伸方向（縦方向）の実延伸倍率が１．１倍以上５．０倍以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１７】
前記湿式延伸において、延伸方向と垂直な方向（横方向）の実延伸倍率が０．３倍以上１．０倍以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１８】
前記湿式延伸において、膜厚の変化率が０．３倍以上２．４倍以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１９】
前記湿式延伸が１秒以上９０秒以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれに記載の光学フィルム。
【請求項２０】
前記湿式延伸が５０℃以上１５０℃以下で実施されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２１】
前記湿式延伸後に、延伸温度より１０℃〜５０℃高い温度で加熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２２】
膜厚が１０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２３】
ヘイズ値が０％以上２％以下であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項２４】
原料ポリマーをフィルム形状に成形し、これを湿式延伸する工程を含む、下記式（１）〜（４）のレターデーションを満たす光学フィルムの製造方法。
（１）０．１＜Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＜０．９５
（２）１．０３＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．９３
（３）０．４＜（Ｒｅ（４５０）／Ｒｔｈ（４５０））／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜０．９５
（４）１．０５＜（Ｒｅ（６５０）／Ｒｔｈ（６５０）／（Ｒｅ（５５０）／Ｒｔｈ（５５０））＜１．９０
（式中、Ｒｅ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの面内レターデーション値であり、Ｒｔｈ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの厚み方向のレターデーション値である（単位：ｎｍ）。）
【請求項２５】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルムに、下記式（１３）をみたす光学異方性層を設けたことを特徴とする光学補償フィルム。
（１３）Ｒe（５５０）＝０〜２００（ｎｍ）かつ｜Ｒｔｈ（５５０）｜＝０〜３００（ｎｍ）
【請求項２６】
前記光学異方性層がディスコティック液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の光学補償フィルム。
【請求項２７】
前記光学異方性層が棒状液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の光学補償フィルム。
【請求項２８】
前記光学異方性層が複屈折を持つポリマーフィルムからなることを特徴とする請求項２５に記載の光学補償フィルム。
【請求項２９】
前記光学異方性層を形成する前記ポリマーフィルムが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド、およびポリアリールエーテルケトン、からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を含有することを特徴とする請求項２８に記載の光学補償フィルム。
【請求項３０】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルム、又は請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルムを少なくとも１枚用いて、偏光子の保護フィルムとした偏光板。
【請求項３１】
表面にハードコート層、防眩層、反射防止層の少なくとも一層を設けた請求項３０に記載の偏光板。
【請求項３２】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルム、請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルム、請求項３０または３１に記載の偏光板、のいずれかを用いた液晶表示装置。
【請求項３３】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学フィルム、請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルム、請求項３０または３１に記載の偏光板を液晶セルの一方に配置し、
もう一方に下記式（１４）〜（１８）を満たすフィルムを配置した液晶表示装置。
（１４）０＜Ｒｅ（５５０）＜１０
（１５）３０＜Ｒｔｈ（５５０）＜４００
（１６）１０＜Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）
（１７）１．０＜Ｒｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）＜２．０
（１８）０．５＜Ｒｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）＜１．０
（式中、Ｒｅ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの面内レターデーション値であり、Ｒｔｈ（λ）は、波長λｎｍの光に対する該フィルムの厚み方向のレターデーション値である（単位：ｎｍ）。）
【請求項３４】
請求項１〜２３に記載の光学フィルム、請求項２５〜２９のいずれかに記載の光学補償フィルム、または請求項３０または３１に記載の偏光板を、液晶セルの上下に１つずつ用いた液晶表示装置。
【請求項３５】
液晶セル中の液晶分子長軸が、電圧無印加状態においてパネル面に対して略垂直な方向に配向した構造を有する請求項３２〜３４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−５１２１０（Ｐ２００７−５１２１０Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３６９８５（Ｐ２００５−２３６９８５）
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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