光学フィルムとそれを備える偏光板および画像表示装置
【課題】波長が短いほど複屈折が小さい波長分散性を示す、新規な光学フィルムの提供。
【解決手段】式(1)に示す構造(A)を主鎖に有する重合体(B)を含む光学フィルムとする。R1は炭素数１〜２０のアルキル基、R2は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基、Xは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造。
【化１】
【解決手段】式(1)に示す構造(A)を主鎖に有する重合体(B)を含む光学フィルムとする。R1は炭素数１〜２０のアルキル基、R2は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基、Xは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造。
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性（逆波長分散性）を示す光学フィルムと、この光学フィルムを備える偏光板および画像表示装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子の配向により生じる複屈折を利用した光学部材が、画像表示分野において幅広く使用されている。このような光学部材の一つに、色調の補償、視野角の補償などを目的として画像表示装置に組み込まれる位相差板（位相差フィルム）がある。例えば、反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）では、複屈折により生じた位相差に基づく光路長差（リターデーション）が波長の１／４である位相差板（λ／４板）が使用される。有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）では、外光の反射防止を目的として、偏光板とλ／４板とを組み合わせた反射防止板が用いられることがある（特許文献１参照）。これら複屈折性を示す光学部材は、今後のさらなる用途拡大が期待される。
【０００３】
従来、光学部材には、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、アクリルなどが主に用いられてきたが、これら一般的な高分子は、光の波長が短くなるほど複屈折が大きくなる（即ち、位相差が増大する）波長分散性を示す。表示特性に優れる画像表示装置とするためには、これとは逆に、光の波長が短くなるほど複屈折が小さくなる（即ち、位相差が減少する）波長分散性を示す光学部材が望まれる。本明細書では、少なくとも可視光領域において光の波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性を、一般的な高分子ならびに当該高分子により形成された光学部材が示す波長分散性とは逆であることに基づいて、「逆波長分散性」と呼ぶ。
【０００４】
一方、特許文献２に、正の固有複屈折を有する重合体と、負の固有複屈折を有する重合体とを含む樹脂組成物からなる位相差板が開示されている。また、特許文献３に、正の固有複屈折を有する分子鎖と、負の固有複屈折を有する分子鎖とを有する共重合体からなる位相差板が開示されており、これらの位相差板は、逆波長分散性を示す。なお、特許文献２には、正の固有複屈折を有する重合体としてポリノルボルネンが、負の固有複屈折を有する重合体としてスチレン系重合体が例示されている。特許文献３には、正の固有複屈折を有する分子鎖としてノルボルネン鎖が、負の固有複屈折を有する分子鎖としてスチレン鎖などのスチレン系の分子鎖が例示されている。
【特許文献１】特開２００７−２７３２７５号公報
【特許文献２】特開２００１−３３７２２２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３５６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、逆波長分散性を示す新規な光学フィルムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学フィルムは、以下の式（１）に示される構造（Ａ）を主鎖に有する重合体（Ｂ）を含み、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性（逆波長分散性）を示す。
【０００７】
【化５】
【０００８】
式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜２０アルキル基であり、Ｘは、エーテル結合（−Ｏ−）を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である。
【０００９】
本発明の位相差板は、上記本発明の光学フィルムを備える。
【００１０】
本発明の画像表示装置は、上記本発明の光学フィルムを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光学フィルムは、構造（Ａ）を主鎖に有する重合体（Ｂ）を含むことにより、逆波長分散性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［重合体（Ｂ）］
重合体（Ｂ）は、以下の式（１）に示される構造（Ａ）を主鎖に有する。
【００１３】
【化６】
【００１４】
式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｘは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である。なお、本明細書におけるアルキル基は、全て、直鎖であっても分岐を有していてもよい。
【００１５】
重合体の主鎖に存在する構造（Ａ）は、当該重合体に逆波長分散性を与える作用を有する。本発明の光学フィルムは、構造（Ａ）が有するこの作用により、逆波長分散性を示す。
【００１６】
逆波長分散性を示す従来の光学フィルムでは、「正の固有複屈折を示す重合体（分子鎖）」と「負の固有複屈折を示す重合体（分子鎖）」との組み合わせが必要であった。例えば、特許文献２（特開２００１−３３７２２２号公報）では、正の固有複屈折を有する重合体と負の固有複屈折を有する重合体との組み合わせによって逆波長分散性が実現され、特許文献３（特開２００１−２３５６２２号公報）では、正の固有複屈折を有する分子鎖と負の固有複屈折を有する分子鎖との組み合わせによって逆波長分散性が実現される。これに対して本発明の光学フィルムでは、このような組み合わせによらずとも、逆波長分散性が得られる。
【００１７】
また、逆波長分散性を示す従来の光学フィルムでは、組み合わせる重合体および分子鎖における固有複屈折の符号以外にも、光学フィルムとして必要不可欠な特性である「光学的な透明さ」を確保するために互いの相溶性が重要となり、事実上、光学フィルムがとりうる組成範囲が限定される。これに対して本発明の光学フィルムでは、構造（Ａ）自体が、当該構造を主鎖に有する重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与えるため、基本的に、重合体間の相溶性あるいは分子鎖間の相溶性を考慮する必要がなく、逆波長分散性の制御の自由度をはじめとする光学的な設計の自由度が高い。
【００１８】
Ｒ1は、重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与える作用がより確実となることから、炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、典型的には、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基である。
【００１９】
Ｒ2は、環構造Ｘがより安定することから、水素原子が好ましい。
【００２０】
環構造Ｘは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である限り、その具体的な構造は特に限定されない。
【００２１】
環構造Ｘは、環構造としての安定性の観点から４員環以上であるが、重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与える作用がより確実となること、また、環構造としての安定性がより高くなることから、５員環または６員環が好ましい。
【００２２】
環構造Ｘにおけるエーテル結合を構成する酸素原子は、炭素原子Ｃ1を２位として、４位の位置にあることが好ましい。この場合、環構造Ｘがより安定する。
【００２３】
環構造Ｘにおいて、炭素原子Ｃ1およびＣ2ならびにエーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基（−ＣＨ2−）の炭素原子によって環が構成されていることが好ましい。換言すれば、環構造Ｘにおいて、炭素原子Ｃ1およびＣ2を除き、当該環を構成する炭素原子に結合した水素原子は、置換されていないことが好ましい。この場合、重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与える構造（Ａ）の作用がより確実となる。
【００２４】
重合体（Ｂ）の構成は、構造（Ａ）を主鎖に有する限り特に限定されず、例えば重合体（Ｂ）は、構造（Ａ）を分子構造に含む構成単位を有していてもよい。
【００２５】
重合体（Ｂ）は、構造（Ａ）を含む構成単位として、以下の式（２）に示される構成単位（Ｃ）を有していてもよい。
【００２６】
【化７】
【００２７】
式（２）においてＹ1およびＹ2は、互いに独立して、単結合またはメチレン基である。Ｒ1、Ｒ2および環構造Ｘは、構造（Ａ）のＲ1、Ｒ2および環構造Ｘと同じである。なお、両末端に炭素−炭素二重結合を有するとともに、２位の炭素原子にカルボン酸エステル基が結合したジエン系モノマーの環化重合によって重合体（Ｂ）を製造した場合、Ｙ1は、典型的にはメチレン基である。Ｙ1がメチレン基である構成単位（Ｃ）を、以下の式（５）に示す。
【００２８】
【化８】
【００２９】
構成単位（Ｃ）は、以下の式（３）により示される構成単位（Ｃ１）であってもよい。構成単位（Ｃ１）におけるＲ3、Ｒ4として好ましい基（原子）は、構造（Ａ）におけるＲ1、Ｒ2として好ましい基（原子）と同じである。式（３）に示すように、構成単位（Ｃ１）における環構造はオキサン（oxane）構造である。オキサン構造では、上記４位の位置にエーテル結合を構成する酸素原子があり、式（１）、（２）の炭素原子Ｃ1およびＣ2に相当する炭素原子ならびにエーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基の炭素原子によって環が構成されている。
【００３０】
【化９】
【００３１】
構成単位（Ｃ）は、以下の式（４）により示される構成単位（Ｃ２）であってもよい。構成単位（Ｃ２）におけるＲ5、Ｒ6として好ましい基（原子）は、構造（Ａ）におけるＲ1、Ｒ2として好ましい基（原子）と同じである。式（４）に示すように、構成単位（Ｃ２）における環構造はオキソラン（oxolane）構造である。オキソラン構造では、上記４位の位置にエーテル結合を構成する酸素原子があり、式（１）、（２）の炭素原子Ｃ1およびＣ2に相当する炭素原子ならびにエーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基の炭素原子によって環が構成されている。
【００３２】
【化１０】
【００３３】
重合体（Ｂ）が構成単位（Ｃ）を有する場合、重合体（Ｂ）の全構成単位に占める構成単位（Ｃ）の割合（重合体（Ｂ）における構成単位（Ｃ）の含有率）は特に限定されないが、逆波長分散性を示す光学フィルムをより確実に得るために、およそ７０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上がより好ましい。
【００３４】
重合体（Ｂ）は、分子構造が異なる２以上の構造（Ａ）を主鎖に有してもよいし、構成単位（Ｃ）を有する場合、分子構造が異なる２以上の構成単位（Ｃ）を有していてもよい。
【００３５】
重合体（Ｂ）は、逆波長分散性を示す光学フィルムが得られる限り、構成単位（Ｃ）以外の構成単位（Ｄ）を有してもよい。
【００３６】
構成単位（Ｄ）は、例えばビニル化合物単位であり、より具体的な例は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位、不飽和カルボン酸化合物単位、不飽和カルボン酸アミド化合物単位、シアン化ビニル化合物単位である。構成単位（Ｄ）は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位が好ましい。
【００３７】
（メタ）アクリル酸エステル単位は、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル、（メタ）アクリル酸アダマンチル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、α−ヒドロキシアクリル酸メチル、α−ヒドロキシアクリル酸エチルの各（メタ）アクリル酸エステルの重合により形成される構成単位である。特に、メタクリル酸メチル単位、メタクリル酸シクロヘキシル単位、メタクリル酸イソボルニル単位、メタアクリル酸ベンジル単位が好ましい。
【００３８】
芳香族ビニル化合物単位は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｏ−クロロスチレン、２，５−ジクロロスチレン、３，４−ジクロロスチレン、ジビニルベンゼンの各芳香族ビニル化合物の重合により形成される構成単位である。特に、スチレン単位が好ましい。
【００３９】
不飽和カルボン酸化合物単位は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの酸およびこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩の重合により形成される構成単位である。
【００４０】
不飽和カルボン酸アミド化合物単位は、例えば、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジ（ｎ−プロピル）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ブチル）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ヘキシル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−オクチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｔ−オクチル）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ドデシル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジグリシジル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）アクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミドの各化合物の重合により形成される構成単位である。
【００４１】
シアン化ビニル化合物単位は、例えば、（メタ）アクリロニトリル単位である。
【００４２】
構成単位（Ｄ）は、その他のビニル化合物単位であってもよく、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド；アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニルなどのジビニルエステル類；マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドなどのマレイミド類；ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−フェニルプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩；の重合により形成される構成単位である。
【００４３】
重合体（Ｂ）における各構成単位の含有率は、公知の手法、例えば1Ｈ核磁気共鳴（1Ｈ−ＮＭＲ）あるいは赤外線分光分析（ＩＲ）により求めることができる。
【００４４】
重合体（Ｂ）は、逆波長分散性を示す光学フィルムが得られる限り、ラクトン環構造、グルタルイミド構造、無水グルタル酸構造、Ｎ−置換マレイミド構造、無水マレイン酸構造など、環構造Ｘ以外の環構造を主鎖に有していてもよい。この場合、当該環構造の種類によっては、重合体（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）が向上し、重合体（Ｂ）を含む光学フィルムの耐熱性が向上する。
【００４５】
この環構造は、光学特性に優れる光学フィルムが得られることから、ラクトン環構造およびグルタルイミド構造から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ラクトン環構造がより好ましい。
【００４６】
構成単位（Ｃ）を有する重合体（Ｂ）は、例えば、以下の式（６）に示す、両末端に炭素−炭素二重結合（Ｃ3＝Ｃ4およびＣ5＝Ｃ6）を有するとともに、２位の炭素原子Ｃ4にカルボン酸エステル基が結合したジエン系モノマーの環化重合により製造できる。ただし、重合体（Ｂ）の製造方法は、この方法に限定されない。
【００４７】
【化１１】
【００４８】
式（６）におけるＲ7は、式（２）におけるＲ1に対応する基である。Ｒ8は、式（２）におけるＲ2に対応する基である。Ｚは、エーテル結合、またはエーテル結合と少なくとも１つのメチレン基とを有する直鎖構造である。Ｚがメチレン基を有する場合、当該メチレン基に結合した水素原子は、炭素数１〜２０のアルキル基により置換されていてもよいが、置換されていないことが好ましい。
【００４９】
式（６）に示すジエン系モノマーを環化重合して、Ｃ3Ｃ4間およびＣ5Ｃ6間の二重結合を開くとともにＣ4とＣ6とを結合させることにより、Ｙ1がメチレン基であり、Ｙ2が単結合である構成単位（Ｃ）を有する重合体（Ｂ）が得られる。また、式（６）に示すジエン系モノマーを環化重合して、Ｃ3Ｃ4間およびＣ5Ｃ6間の二重結合を開くとともにＣ4とＣ5とを結合させることにより、Ｙ1およびＹ2がメチレン基である構成単位（Ｃ）を有する重合体（Ｂ）が得られる。
【００５０】
なお、Ｃ4とＣ5との結合およびＣ4とＣ6との結合は同時に起こりうるため、式（６）に示すジエン系モノマーの環化重合により、通常、Ｙ2が単結合である構成単位（Ｃ）およびＹ2がメチレン基である構成単位（Ｃ）の双方を有する重合体（Ｂ）が得られる。また、Ｙ2が単結合である構成単位（Ｃ）と、Ｙ2がメチレン基である構成単位（Ｃ）とは互いに転位可能であるため、重合条件によって、重合体（Ｂ）における双方の構成単位（Ｃ）の含有率が変化することがある。なお、重合系に加えたジエン系モノマーの全量が環化重合されるとは限らないため、ジエン系モノマーに由来する構成単位であって環構造を有さない構成単位を、重合体（Ｂ）が有することがある。
【００５１】
Ｚは、典型的には、１つのエーテル結合と、１つまたは２つのメチレン基とを有する直鎖構造である。この場合、エーテル結合は、カルボン酸エステル基が結合した炭素原子Ｃ4を２位として、４位の位置にあることが好ましい。
【００５２】
式（６）に示すジエン系モノマーの具体例を、以下の式（７）に示す。式（７）におけるＲ9は、式（２）におけるＲ1に対応する基であり、Ｒ10は、式（２）におけるＲ2に対応する基である。
【００５３】
【化１２】
【００５４】
式（７）に示すジエン系モノマーの環化重合により、式（３）に示す構成単位（Ｃ１）および／または式（４）に示す構成単位（Ｃ２）を有する重合体（Ｂ）が得られる。
【００５５】
構成単位（Ｄ）を有する重合体（Ｂ）は、例えば、式（６）に示すジエン系モノマーと、重合によって構成単位（Ｄ）となるモノマーとを含むモノマー群を、ジエン系モノマーの環化が進行する条件で共重合することで製造できる。
【００５６】
上述したラクトン環構造などを主鎖に有する重合体（Ｂ）は、例えば、式（６）に示すジエン系モノマーと、重合あるいは環化反応によって当該環構造が形成されるモノマーとを含むモノマー群を、ジエン系モノマーの環化が進行する条件で共重合することで製造できる。
【００５７】
重合方法は、例えばラジカル重合である。ラジカル重合時には、必要に応じて、重合開始剤、連鎖移動剤などを加えてもよい。
【００５８】
重合開始剤は、例えば、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロヘプタンニトリル）、１，１’−アゾビス（１−フェニルエタン）、フェニルアゾトリフェニルメタン、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオン酸メチル）、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、２，２’−アゾビス（２−バレロニトリル）などのアゾ系開始剤；過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ｔ−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ラウロイル、過酢酸ｔ−ブチル、過安息香酸ｔ−ブチル、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーイソノナノエート、ｔ−アミルパーオキシアセテート、ｔ−アミルパーオキシベンゾエートなどの過酸化物系開始剤である。
【００５９】
式（６）に示すジエン系モノマーの環化重合は、当該モノマーを溶解する任意の重合溶媒により行うことができる。重合溶媒は、トルエン、キシレンなどの無極性溶媒からなってもよいし、ケトン系溶媒、アミド系溶媒などの極性溶媒を含んでいてもよい。なお、極性溶媒とは、極性基を有する溶媒であり、極性基は、例えばカルボニル基、水酸基、エステル基、エーテル基、アミド基、シアノ基である。
【００６０】
ケトン系溶媒は、例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、イソプロピルメチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトンである。アミド系溶媒は、例えば、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドである。
【００６１】
［光学フィルム］
本発明の光学フィルムは、逆波長分散性を示す限り、重合体（Ｂ）以外の任意の材料、例えば重合体（Ｂ）以外の重合体、紫外線吸収剤、酸化防止剤、フィラーなどを含んでもよい。
【００６２】
重合体（Ｂ）以外の重合体は、例えば、メタクリル酸メチル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メチルビニルケトン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニルなどのモノマーを１種類以上用いた重合体または共重合体である。当該重合体および共重合体は、ラクトン環構造、グルタルイミド構造、無水グルタル酸構造、Ｎ−置換マレイミド構造、無水マレイン酸構造などの環構造を主鎖に有していてもよい。この場合、光学フィルムとしての耐熱性が向上する。
【００６３】
この環構造は、光学特性に優れる光学フィルムが得られることから、ラクトン環構造およびグルタルイミド構造から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ラクトン環構造がより好ましい。
【００６４】
本発明の光学フィルムにおける重合体（Ｂ）の含有率は、通常、５０重量％以上であり、７０重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましい。重合体（Ｂ）の含有率は、公知の手法、例えば1Ｈ−ＮＭＲあるいはＩＲにより求めることができる。
【００６５】
本発明の光学フィルムは、通常、一軸延伸性または二軸延伸性のフィルムであり、逆波長分散性をはじめとする、延伸による重合体の配向に基づく光学特性を示す。
【００６６】
本発明の光学フィルムの製造方法は特に限定されず、重合体（Ｂ）あるいは重合体（Ｂ）を含む組成物をフィルムとし、得られたフィルムを所定の方向に延伸（典型的には一軸延伸または逐次二軸延伸）すればよい。重合体（Ｂ）あるいは重合体（Ｂ）を含む組成物をフィルムとする際には、キャスト法、溶融成形法（例えば溶融押出成形、プレス成形）などの公知の手法を用いることができる。
【００６７】
本発明の光学フィルムは多層構造を有していてもよく、この場合、多層構造を構成する層のうち、少なくとも１つの層が重合体（Ｂ）を含めばよい。
【００６８】
本発明の光学フィルムは逆波長分散性を示す。即ち、本発明の光学フィルムは、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折（あるいは位相差もしくはリターデーション）が小さくなる光学特性を示す。このような広帯域の光学フィルムを用いることによって、表示特性に優れる画像表示装置を構築できる。
【００６９】
本発明の光学フィルムは、例えば、位相差板としてもよいし、得られる位相差に基づくリターデーションを光の波長の１／４とすることで、位相差板の一種であるλ／４板としてもよい。また、本発明の光学フィルムを、偏光板などの他の光学部材と組み合わせて、反射防止板とすることもできる。
【００７０】
本発明の光学フィルムは、用途に応じて、他の光学部材と組み合わせて用いてもよい。
【００７１】
本発明の光学フィルムの用途は特に限定されず、従来の光学部材と同様の用途（例えば、ＬＣＤ、ＯＬＥＤなどの画像表示装置）に使用が可能である。
【００７２】
［偏光板］
本発明の偏光板の構造は、上記本発明の光学フィルムを備える限り、特に限定されない。本発明の偏光板は、例えば、偏光子の片面または両面に偏光子保護フィルムを接合させた構造を有する。このとき、少なくとも１つの偏光子保護フィルムが、本発明の光学フィルムであってもよいし、偏光板が、偏光子および偏光子保護フィルム以外の層を有しており、当該層が本発明の光学フィルムであってもよい。
【００７３】
偏光子は特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコールフィルムを染色、延伸して得た偏光子；脱水処理したポリビニルアルコールあるいは脱塩酸処理したポリ塩化ビニルなどのポリエン偏光子；多層積層体あるいはコレステリック液晶を用いた反射型偏光子；薄膜結晶フィルムからなる偏光子などの公知の偏光子である。なかでも、ポリビニルアルコールを染色、延伸して得た偏光子が好ましい。
【００７４】
本発明の偏光板の構造の典型的な一例は、ポリビニルアルコールをヨウ素または二色性染料などの二色性物質により染色した後に一軸延伸して得た偏光子の片面または両面に、偏光子保護フィルムとして、本発明の光学フィルムを接合させた構造である。
【００７５】
［画像表示装置］
本発明の画像表示装置の構造は、上記本発明の光学フィルムを備える限り、特に限定されない。本発明の画像表示装置は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）であり、当該ＬＣＤ装置の画像表示部が、液晶セル、偏光板、バックライトなどの部材とともに、本発明の光学フィルムを備える。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００７７】
最初に、本実施例において作製した重合体の重量平均分子量、ガラス転移温度（Ｔｇ）および５％重量減少温度の評価方法を示す。
【００７８】
［重量平均分子量］
重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置および測定条件は以下の通りである。
システム：東ソー製
カラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ ＳｕｐｅｒＨＺＭ−Ｍ ６．０×１５０ ２本直列
ガードカラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ ＳｕｐｅｒＨＺ−Ｌ ４．６×３５ １本
リファレンスカラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ ＳｕｐｅｒＨ−ＲＣ ６．０×１５０ ２本直列
溶離液：クロロホルム 流量０．６ｍＬ／分
カラム温度：４０℃
【００７９】
［ガラス転移温度］
重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計（リガク社製、ＤＳＣ−８２３０）を用い、窒素ガス雰囲気下、約１０ｍｇのサンプルを常温から２００℃まで昇温（昇温速度２０℃／分）して得られたＤＳＣ曲線から、始点法により評価した。リファレンスには、α−アルミナを用いた。
【００８０】
［５％重量減少温度］
重合体の５％重量減少温度（重合体を一定の速度で昇温したときに、その重量が５％減少した時点の温度）は、示差熱量天秤（リガク社製、ＴＧ−８１２０）を用いて、サンプル質量が１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分、窒素雰囲気下の条件で評価した。
【００８１】
（製造例１：重合体（Ｂ）の作製）
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた反応装置に、以下の式（８）に示すアリルオキシメチルアクリル酸メチル（ＡＭＡ）１００重量部と、重合溶媒としてメチルエチルケトン１００重量部とを仕込み、これに窒素を通じつつ、７０℃まで昇温させた。
【００８２】
【化１３】
【００８３】
昇温に伴う環流が始まったところで、重合開始剤として０．２重量部の２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を添加し、ＡＭＡの重合を１００℃の環流下において６時間進行させて、透明な重合体（Ｂ）を作製した。
【００８４】
得られた重合体（Ｂ）が有する構成単位を1Ｈ−ＮＭＲにより評価したところ、重合体（Ｂ）は、以下の式（９）に示す構成単位を有することが確認できた。
【００８５】
【化１４】
【００８６】
得られた重合体（Ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は５．６万、Ｔｇは７４℃、５％重量減少温度は３６０℃であった。
【００８７】
（製造例２：主鎖にラクトン環構造を有する重合体（Ｅ）の作製）
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた反応装置に、１５重量部の２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸メチル（ＭＨＭＡ）、３５重量部のメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）および重合溶媒として５０重量部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ１０５℃まで昇温させた。昇温に伴う還流が始まったところで、重合開始剤として０．０３重量部のｔ−アミルパーオキシイソノナノエート（アルケマ吉富社製、商品名：ルペロックス５７０）を添加するとともに、３．３４重量部のトルエンに上記ｔ−アミルパーオキシイソノナノエート０．０６重量部を溶解した溶液を２時間かけて滴下しながら、約１０５〜１１０℃の還流下で溶液重合を進行させ、さらに４時間の熟成を行った。
【００８８】
次に、得られた重合溶液に、環化縮合反応の触媒（環化触媒）として０．１重量部のリン酸オクチル／ジオクチル混合物を加え、約８０〜１０５℃の還流下において２時間、環化縮合反応を進行させた。
【００８９】
次に、得られた重合溶液を減圧下２４０℃で１時間乾燥させて、以下の式（１０）に示すラクトン環構造を主鎖に有する透明な重合体（Ｅ）を得た。重合体（Ｅ）は、構造（Ａ）を有さない。
【００９０】
【化１５】
【００９１】
得られた重合体（Ｅ）のＭｗは１０万、Ｔｇは１４０℃、５％重量減少温度は３６５℃であった。
【００９２】
（実施例１）
製造例１で作製した重合体（Ｂ）を、プレス成形機により２５０℃でプレス成形して厚さ約１５０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムを、オートグラフ（島津製作所社製、以降の比較例においても同じ）により、延伸倍率が１．５倍となるように延伸温度７９℃で自由端一軸延伸して、厚さ１２０μｍの延伸フィルム（Ｆ１）を得た。
【００９３】
得られた延伸フィルム（Ｆ１）における位相差（面内位相差）の波長分散性を、全自動複屈折計（王子計測器社製、ＫＯＢＲＡ−ＷＲ）を用いて評価した。波長分散性の評価結果を以下の表１に示す。なお、表１ならびに以降の比較例における各表では、測定波長を５９０ｎｍとしたときの位相差を基準（Ｒ０）として、その他の波長における位相差ＲとＲ０との比（Ｒ／Ｒ０）を併せて示す。また、各表に示す面内位相差は、膜厚１００μｍあたりの値である。
【００９４】
【表１】
【００９５】
表１に示すように、実施例１で作製した延伸フィルム（Ｆ１）は、光の波長が短くなるほど位相差が小さくなる逆波長分散性を示した。
【００９６】
（比較例１）
製造例２で作製した重合体（Ｅ）を、プレス成形機により２５０℃でプレス成形して、厚さ約１５０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムをオートグラフにより、延伸倍率が２．０倍となるように延伸温度１４５℃で自由端一軸延伸して、厚さ１００μｍの延伸フィルム（Ｆ２）を得た。
【００９７】
得られた延伸フィルム（Ｆ２）における位相差（面内位相差）の波長分散性を、実施例１と同様に評価した。評価結果を以下の表２に示す。
【００９８】
【表２】
【００９９】
表２に示すように、比較例１で作製した延伸フィルム（Ｆ２）は、光の波長が短くなるほど位相差が大きくなる、即ち、ポリカーボネートなどの一般的な高分子を用いた光学フィルムと同様の、波長分散性を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の光学フィルムは、従来の複屈折性を示す光学フィルムと同様に、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）をはじめとする画像表示装置に広く使用でき、本発明の光学フィルムの使用により、画像表示装置の表示特性を向上できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性（逆波長分散性）を示す光学フィルムと、この光学フィルムを備える偏光板および画像表示装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子の配向により生じる複屈折を利用した光学部材が、画像表示分野において幅広く使用されている。このような光学部材の一つに、色調の補償、視野角の補償などを目的として画像表示装置に組み込まれる位相差板（位相差フィルム）がある。例えば、反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）では、複屈折により生じた位相差に基づく光路長差（リターデーション）が波長の１／４である位相差板（λ／４板）が使用される。有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）では、外光の反射防止を目的として、偏光板とλ／４板とを組み合わせた反射防止板が用いられることがある（特許文献１参照）。これら複屈折性を示す光学部材は、今後のさらなる用途拡大が期待される。
【０００３】
従来、光学部材には、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、アクリルなどが主に用いられてきたが、これら一般的な高分子は、光の波長が短くなるほど複屈折が大きくなる（即ち、位相差が増大する）波長分散性を示す。表示特性に優れる画像表示装置とするためには、これとは逆に、光の波長が短くなるほど複屈折が小さくなる（即ち、位相差が減少する）波長分散性を示す光学部材が望まれる。本明細書では、少なくとも可視光領域において光の波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性を、一般的な高分子ならびに当該高分子により形成された光学部材が示す波長分散性とは逆であることに基づいて、「逆波長分散性」と呼ぶ。
【０００４】
一方、特許文献２に、正の固有複屈折を有する重合体と、負の固有複屈折を有する重合体とを含む樹脂組成物からなる位相差板が開示されている。また、特許文献３に、正の固有複屈折を有する分子鎖と、負の固有複屈折を有する分子鎖とを有する共重合体からなる位相差板が開示されており、これらの位相差板は、逆波長分散性を示す。なお、特許文献２には、正の固有複屈折を有する重合体としてポリノルボルネンが、負の固有複屈折を有する重合体としてスチレン系重合体が例示されている。特許文献３には、正の固有複屈折を有する分子鎖としてノルボルネン鎖が、負の固有複屈折を有する分子鎖としてスチレン鎖などのスチレン系の分子鎖が例示されている。
【特許文献１】特開２００７−２７３２７５号公報
【特許文献２】特開２００１−３３７２２２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３５６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、逆波長分散性を示す新規な光学フィルムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学フィルムは、以下の式（１）に示される構造（Ａ）を主鎖に有する重合体（Ｂ）を含み、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性（逆波長分散性）を示す。
【０００７】
【化５】
【０００８】
式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜２０アルキル基であり、Ｘは、エーテル結合（−Ｏ−）を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である。
【０００９】
本発明の位相差板は、上記本発明の光学フィルムを備える。
【００１０】
本発明の画像表示装置は、上記本発明の光学フィルムを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光学フィルムは、構造（Ａ）を主鎖に有する重合体（Ｂ）を含むことにより、逆波長分散性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［重合体（Ｂ）］
重合体（Ｂ）は、以下の式（１）に示される構造（Ａ）を主鎖に有する。
【００１３】
【化６】
【００１４】
式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｘは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である。なお、本明細書におけるアルキル基は、全て、直鎖であっても分岐を有していてもよい。
【００１５】
重合体の主鎖に存在する構造（Ａ）は、当該重合体に逆波長分散性を与える作用を有する。本発明の光学フィルムは、構造（Ａ）が有するこの作用により、逆波長分散性を示す。
【００１６】
逆波長分散性を示す従来の光学フィルムでは、「正の固有複屈折を示す重合体（分子鎖）」と「負の固有複屈折を示す重合体（分子鎖）」との組み合わせが必要であった。例えば、特許文献２（特開２００１−３３７２２２号公報）では、正の固有複屈折を有する重合体と負の固有複屈折を有する重合体との組み合わせによって逆波長分散性が実現され、特許文献３（特開２００１−２３５６２２号公報）では、正の固有複屈折を有する分子鎖と負の固有複屈折を有する分子鎖との組み合わせによって逆波長分散性が実現される。これに対して本発明の光学フィルムでは、このような組み合わせによらずとも、逆波長分散性が得られる。
【００１７】
また、逆波長分散性を示す従来の光学フィルムでは、組み合わせる重合体および分子鎖における固有複屈折の符号以外にも、光学フィルムとして必要不可欠な特性である「光学的な透明さ」を確保するために互いの相溶性が重要となり、事実上、光学フィルムがとりうる組成範囲が限定される。これに対して本発明の光学フィルムでは、構造（Ａ）自体が、当該構造を主鎖に有する重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与えるため、基本的に、重合体間の相溶性あるいは分子鎖間の相溶性を考慮する必要がなく、逆波長分散性の制御の自由度をはじめとする光学的な設計の自由度が高い。
【００１８】
Ｒ1は、重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与える作用がより確実となることから、炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、典型的には、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基である。
【００１９】
Ｒ2は、環構造Ｘがより安定することから、水素原子が好ましい。
【００２０】
環構造Ｘは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である限り、その具体的な構造は特に限定されない。
【００２１】
環構造Ｘは、環構造としての安定性の観点から４員環以上であるが、重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与える作用がより確実となること、また、環構造としての安定性がより高くなることから、５員環または６員環が好ましい。
【００２２】
環構造Ｘにおけるエーテル結合を構成する酸素原子は、炭素原子Ｃ1を２位として、４位の位置にあることが好ましい。この場合、環構造Ｘがより安定する。
【００２３】
環構造Ｘにおいて、炭素原子Ｃ1およびＣ2ならびにエーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基（−ＣＨ2−）の炭素原子によって環が構成されていることが好ましい。換言すれば、環構造Ｘにおいて、炭素原子Ｃ1およびＣ2を除き、当該環を構成する炭素原子に結合した水素原子は、置換されていないことが好ましい。この場合、重合体（Ｂ）に逆波長分散性を与える構造（Ａ）の作用がより確実となる。
【００２４】
重合体（Ｂ）の構成は、構造（Ａ）を主鎖に有する限り特に限定されず、例えば重合体（Ｂ）は、構造（Ａ）を分子構造に含む構成単位を有していてもよい。
【００２５】
重合体（Ｂ）は、構造（Ａ）を含む構成単位として、以下の式（２）に示される構成単位（Ｃ）を有していてもよい。
【００２６】
【化７】
【００２７】
式（２）においてＹ1およびＹ2は、互いに独立して、単結合またはメチレン基である。Ｒ1、Ｒ2および環構造Ｘは、構造（Ａ）のＲ1、Ｒ2および環構造Ｘと同じである。なお、両末端に炭素−炭素二重結合を有するとともに、２位の炭素原子にカルボン酸エステル基が結合したジエン系モノマーの環化重合によって重合体（Ｂ）を製造した場合、Ｙ1は、典型的にはメチレン基である。Ｙ1がメチレン基である構成単位（Ｃ）を、以下の式（５）に示す。
【００２８】
【化８】
【００２９】
構成単位（Ｃ）は、以下の式（３）により示される構成単位（Ｃ１）であってもよい。構成単位（Ｃ１）におけるＲ3、Ｒ4として好ましい基（原子）は、構造（Ａ）におけるＲ1、Ｒ2として好ましい基（原子）と同じである。式（３）に示すように、構成単位（Ｃ１）における環構造はオキサン（oxane）構造である。オキサン構造では、上記４位の位置にエーテル結合を構成する酸素原子があり、式（１）、（２）の炭素原子Ｃ1およびＣ2に相当する炭素原子ならびにエーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基の炭素原子によって環が構成されている。
【００３０】
【化９】
【００３１】
構成単位（Ｃ）は、以下の式（４）により示される構成単位（Ｃ２）であってもよい。構成単位（Ｃ２）におけるＲ5、Ｒ6として好ましい基（原子）は、構造（Ａ）におけるＲ1、Ｒ2として好ましい基（原子）と同じである。式（４）に示すように、構成単位（Ｃ２）における環構造はオキソラン（oxolane）構造である。オキソラン構造では、上記４位の位置にエーテル結合を構成する酸素原子があり、式（１）、（２）の炭素原子Ｃ1およびＣ2に相当する炭素原子ならびにエーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基の炭素原子によって環が構成されている。
【００３２】
【化１０】
【００３３】
重合体（Ｂ）が構成単位（Ｃ）を有する場合、重合体（Ｂ）の全構成単位に占める構成単位（Ｃ）の割合（重合体（Ｂ）における構成単位（Ｃ）の含有率）は特に限定されないが、逆波長分散性を示す光学フィルムをより確実に得るために、およそ７０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上がより好ましい。
【００３４】
重合体（Ｂ）は、分子構造が異なる２以上の構造（Ａ）を主鎖に有してもよいし、構成単位（Ｃ）を有する場合、分子構造が異なる２以上の構成単位（Ｃ）を有していてもよい。
【００３５】
重合体（Ｂ）は、逆波長分散性を示す光学フィルムが得られる限り、構成単位（Ｃ）以外の構成単位（Ｄ）を有してもよい。
【００３６】
構成単位（Ｄ）は、例えばビニル化合物単位であり、より具体的な例は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位、不飽和カルボン酸化合物単位、不飽和カルボン酸アミド化合物単位、シアン化ビニル化合物単位である。構成単位（Ｄ）は、（メタ）アクリル酸エステル単位、芳香族ビニル化合物単位が好ましい。
【００３７】
（メタ）アクリル酸エステル単位は、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル、（メタ）アクリル酸アダマンチル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、α−ヒドロキシアクリル酸メチル、α−ヒドロキシアクリル酸エチルの各（メタ）アクリル酸エステルの重合により形成される構成単位である。特に、メタクリル酸メチル単位、メタクリル酸シクロヘキシル単位、メタクリル酸イソボルニル単位、メタアクリル酸ベンジル単位が好ましい。
【００３８】
芳香族ビニル化合物単位は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｏ−クロロスチレン、２，５−ジクロロスチレン、３，４−ジクロロスチレン、ジビニルベンゼンの各芳香族ビニル化合物の重合により形成される構成単位である。特に、スチレン単位が好ましい。
【００３９】
不飽和カルボン酸化合物単位は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの酸およびこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩の重合により形成される構成単位である。
【００４０】
不飽和カルボン酸アミド化合物単位は、例えば、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジ（ｎ−プロピル）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ブチル）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ヘキシル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−オクチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｔ−オクチル）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ドデシル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジグリシジル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）アクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミドの各化合物の重合により形成される構成単位である。
【００４１】
シアン化ビニル化合物単位は、例えば、（メタ）アクリロニトリル単位である。
【００４２】
構成単位（Ｄ）は、その他のビニル化合物単位であってもよく、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド；アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニルなどのジビニルエステル類；マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドなどのマレイミド類；ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−フェニルプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩；の重合により形成される構成単位である。
【００４３】
重合体（Ｂ）における各構成単位の含有率は、公知の手法、例えば1Ｈ核磁気共鳴（1Ｈ−ＮＭＲ）あるいは赤外線分光分析（ＩＲ）により求めることができる。
【００４４】
重合体（Ｂ）は、逆波長分散性を示す光学フィルムが得られる限り、ラクトン環構造、グルタルイミド構造、無水グルタル酸構造、Ｎ−置換マレイミド構造、無水マレイン酸構造など、環構造Ｘ以外の環構造を主鎖に有していてもよい。この場合、当該環構造の種類によっては、重合体（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）が向上し、重合体（Ｂ）を含む光学フィルムの耐熱性が向上する。
【００４５】
この環構造は、光学特性に優れる光学フィルムが得られることから、ラクトン環構造およびグルタルイミド構造から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ラクトン環構造がより好ましい。
【００４６】
構成単位（Ｃ）を有する重合体（Ｂ）は、例えば、以下の式（６）に示す、両末端に炭素−炭素二重結合（Ｃ3＝Ｃ4およびＣ5＝Ｃ6）を有するとともに、２位の炭素原子Ｃ4にカルボン酸エステル基が結合したジエン系モノマーの環化重合により製造できる。ただし、重合体（Ｂ）の製造方法は、この方法に限定されない。
【００４７】
【化１１】
【００４８】
式（６）におけるＲ7は、式（２）におけるＲ1に対応する基である。Ｒ8は、式（２）におけるＲ2に対応する基である。Ｚは、エーテル結合、またはエーテル結合と少なくとも１つのメチレン基とを有する直鎖構造である。Ｚがメチレン基を有する場合、当該メチレン基に結合した水素原子は、炭素数１〜２０のアルキル基により置換されていてもよいが、置換されていないことが好ましい。
【００４９】
式（６）に示すジエン系モノマーを環化重合して、Ｃ3Ｃ4間およびＣ5Ｃ6間の二重結合を開くとともにＣ4とＣ6とを結合させることにより、Ｙ1がメチレン基であり、Ｙ2が単結合である構成単位（Ｃ）を有する重合体（Ｂ）が得られる。また、式（６）に示すジエン系モノマーを環化重合して、Ｃ3Ｃ4間およびＣ5Ｃ6間の二重結合を開くとともにＣ4とＣ5とを結合させることにより、Ｙ1およびＹ2がメチレン基である構成単位（Ｃ）を有する重合体（Ｂ）が得られる。
【００５０】
なお、Ｃ4とＣ5との結合およびＣ4とＣ6との結合は同時に起こりうるため、式（６）に示すジエン系モノマーの環化重合により、通常、Ｙ2が単結合である構成単位（Ｃ）およびＹ2がメチレン基である構成単位（Ｃ）の双方を有する重合体（Ｂ）が得られる。また、Ｙ2が単結合である構成単位（Ｃ）と、Ｙ2がメチレン基である構成単位（Ｃ）とは互いに転位可能であるため、重合条件によって、重合体（Ｂ）における双方の構成単位（Ｃ）の含有率が変化することがある。なお、重合系に加えたジエン系モノマーの全量が環化重合されるとは限らないため、ジエン系モノマーに由来する構成単位であって環構造を有さない構成単位を、重合体（Ｂ）が有することがある。
【００５１】
Ｚは、典型的には、１つのエーテル結合と、１つまたは２つのメチレン基とを有する直鎖構造である。この場合、エーテル結合は、カルボン酸エステル基が結合した炭素原子Ｃ4を２位として、４位の位置にあることが好ましい。
【００５２】
式（６）に示すジエン系モノマーの具体例を、以下の式（７）に示す。式（７）におけるＲ9は、式（２）におけるＲ1に対応する基であり、Ｒ10は、式（２）におけるＲ2に対応する基である。
【００５３】
【化１２】
【００５４】
式（７）に示すジエン系モノマーの環化重合により、式（３）に示す構成単位（Ｃ１）および／または式（４）に示す構成単位（Ｃ２）を有する重合体（Ｂ）が得られる。
【００５５】
構成単位（Ｄ）を有する重合体（Ｂ）は、例えば、式（６）に示すジエン系モノマーと、重合によって構成単位（Ｄ）となるモノマーとを含むモノマー群を、ジエン系モノマーの環化が進行する条件で共重合することで製造できる。
【００５６】
上述したラクトン環構造などを主鎖に有する重合体（Ｂ）は、例えば、式（６）に示すジエン系モノマーと、重合あるいは環化反応によって当該環構造が形成されるモノマーとを含むモノマー群を、ジエン系モノマーの環化が進行する条件で共重合することで製造できる。
【００５７】
重合方法は、例えばラジカル重合である。ラジカル重合時には、必要に応じて、重合開始剤、連鎖移動剤などを加えてもよい。
【００５８】
重合開始剤は、例えば、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロヘプタンニトリル）、１，１’−アゾビス（１−フェニルエタン）、フェニルアゾトリフェニルメタン、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオン酸メチル）、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、２，２’−アゾビス（２−バレロニトリル）などのアゾ系開始剤；過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ｔ−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ラウロイル、過酢酸ｔ−ブチル、過安息香酸ｔ−ブチル、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーイソノナノエート、ｔ−アミルパーオキシアセテート、ｔ−アミルパーオキシベンゾエートなどの過酸化物系開始剤である。
【００５９】
式（６）に示すジエン系モノマーの環化重合は、当該モノマーを溶解する任意の重合溶媒により行うことができる。重合溶媒は、トルエン、キシレンなどの無極性溶媒からなってもよいし、ケトン系溶媒、アミド系溶媒などの極性溶媒を含んでいてもよい。なお、極性溶媒とは、極性基を有する溶媒であり、極性基は、例えばカルボニル基、水酸基、エステル基、エーテル基、アミド基、シアノ基である。
【００６０】
ケトン系溶媒は、例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、イソプロピルメチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトンである。アミド系溶媒は、例えば、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドである。
【００６１】
［光学フィルム］
本発明の光学フィルムは、逆波長分散性を示す限り、重合体（Ｂ）以外の任意の材料、例えば重合体（Ｂ）以外の重合体、紫外線吸収剤、酸化防止剤、フィラーなどを含んでもよい。
【００６２】
重合体（Ｂ）以外の重合体は、例えば、メタクリル酸メチル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メチルビニルケトン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニルなどのモノマーを１種類以上用いた重合体または共重合体である。当該重合体および共重合体は、ラクトン環構造、グルタルイミド構造、無水グルタル酸構造、Ｎ−置換マレイミド構造、無水マレイン酸構造などの環構造を主鎖に有していてもよい。この場合、光学フィルムとしての耐熱性が向上する。
【００６３】
この環構造は、光学特性に優れる光学フィルムが得られることから、ラクトン環構造およびグルタルイミド構造から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ラクトン環構造がより好ましい。
【００６４】
本発明の光学フィルムにおける重合体（Ｂ）の含有率は、通常、５０重量％以上であり、７０重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましい。重合体（Ｂ）の含有率は、公知の手法、例えば1Ｈ−ＮＭＲあるいはＩＲにより求めることができる。
【００６５】
本発明の光学フィルムは、通常、一軸延伸性または二軸延伸性のフィルムであり、逆波長分散性をはじめとする、延伸による重合体の配向に基づく光学特性を示す。
【００６６】
本発明の光学フィルムの製造方法は特に限定されず、重合体（Ｂ）あるいは重合体（Ｂ）を含む組成物をフィルムとし、得られたフィルムを所定の方向に延伸（典型的には一軸延伸または逐次二軸延伸）すればよい。重合体（Ｂ）あるいは重合体（Ｂ）を含む組成物をフィルムとする際には、キャスト法、溶融成形法（例えば溶融押出成形、プレス成形）などの公知の手法を用いることができる。
【００６７】
本発明の光学フィルムは多層構造を有していてもよく、この場合、多層構造を構成する層のうち、少なくとも１つの層が重合体（Ｂ）を含めばよい。
【００６８】
本発明の光学フィルムは逆波長分散性を示す。即ち、本発明の光学フィルムは、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折（あるいは位相差もしくはリターデーション）が小さくなる光学特性を示す。このような広帯域の光学フィルムを用いることによって、表示特性に優れる画像表示装置を構築できる。
【００６９】
本発明の光学フィルムは、例えば、位相差板としてもよいし、得られる位相差に基づくリターデーションを光の波長の１／４とすることで、位相差板の一種であるλ／４板としてもよい。また、本発明の光学フィルムを、偏光板などの他の光学部材と組み合わせて、反射防止板とすることもできる。
【００７０】
本発明の光学フィルムは、用途に応じて、他の光学部材と組み合わせて用いてもよい。
【００７１】
本発明の光学フィルムの用途は特に限定されず、従来の光学部材と同様の用途（例えば、ＬＣＤ、ＯＬＥＤなどの画像表示装置）に使用が可能である。
【００７２】
［偏光板］
本発明の偏光板の構造は、上記本発明の光学フィルムを備える限り、特に限定されない。本発明の偏光板は、例えば、偏光子の片面または両面に偏光子保護フィルムを接合させた構造を有する。このとき、少なくとも１つの偏光子保護フィルムが、本発明の光学フィルムであってもよいし、偏光板が、偏光子および偏光子保護フィルム以外の層を有しており、当該層が本発明の光学フィルムであってもよい。
【００７３】
偏光子は特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコールフィルムを染色、延伸して得た偏光子；脱水処理したポリビニルアルコールあるいは脱塩酸処理したポリ塩化ビニルなどのポリエン偏光子；多層積層体あるいはコレステリック液晶を用いた反射型偏光子；薄膜結晶フィルムからなる偏光子などの公知の偏光子である。なかでも、ポリビニルアルコールを染色、延伸して得た偏光子が好ましい。
【００７４】
本発明の偏光板の構造の典型的な一例は、ポリビニルアルコールをヨウ素または二色性染料などの二色性物質により染色した後に一軸延伸して得た偏光子の片面または両面に、偏光子保護フィルムとして、本発明の光学フィルムを接合させた構造である。
【００７５】
［画像表示装置］
本発明の画像表示装置の構造は、上記本発明の光学フィルムを備える限り、特に限定されない。本発明の画像表示装置は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）であり、当該ＬＣＤ装置の画像表示部が、液晶セル、偏光板、バックライトなどの部材とともに、本発明の光学フィルムを備える。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００７７】
最初に、本実施例において作製した重合体の重量平均分子量、ガラス転移温度（Ｔｇ）および５％重量減少温度の評価方法を示す。
【００７８】
［重量平均分子量］
重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置および測定条件は以下の通りである。
システム：東ソー製
カラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ ＳｕｐｅｒＨＺＭ−Ｍ ６．０×１５０ ２本直列
ガードカラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ ＳｕｐｅｒＨＺ−Ｌ ４．６×３５ １本
リファレンスカラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ ＳｕｐｅｒＨ−ＲＣ ６．０×１５０ ２本直列
溶離液：クロロホルム 流量０．６ｍＬ／分
カラム温度：４０℃
【００７９】
［ガラス転移温度］
重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計（リガク社製、ＤＳＣ−８２３０）を用い、窒素ガス雰囲気下、約１０ｍｇのサンプルを常温から２００℃まで昇温（昇温速度２０℃／分）して得られたＤＳＣ曲線から、始点法により評価した。リファレンスには、α−アルミナを用いた。
【００８０】
［５％重量減少温度］
重合体の５％重量減少温度（重合体を一定の速度で昇温したときに、その重量が５％減少した時点の温度）は、示差熱量天秤（リガク社製、ＴＧ−８１２０）を用いて、サンプル質量が１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分、窒素雰囲気下の条件で評価した。
【００８１】
（製造例１：重合体（Ｂ）の作製）
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた反応装置に、以下の式（８）に示すアリルオキシメチルアクリル酸メチル（ＡＭＡ）１００重量部と、重合溶媒としてメチルエチルケトン１００重量部とを仕込み、これに窒素を通じつつ、７０℃まで昇温させた。
【００８２】
【化１３】
【００８３】
昇温に伴う環流が始まったところで、重合開始剤として０．２重量部の２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を添加し、ＡＭＡの重合を１００℃の環流下において６時間進行させて、透明な重合体（Ｂ）を作製した。
【００８４】
得られた重合体（Ｂ）が有する構成単位を1Ｈ−ＮＭＲにより評価したところ、重合体（Ｂ）は、以下の式（９）に示す構成単位を有することが確認できた。
【００８５】
【化１４】
【００８６】
得られた重合体（Ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は５．６万、Ｔｇは７４℃、５％重量減少温度は３６０℃であった。
【００８７】
（製造例２：主鎖にラクトン環構造を有する重合体（Ｅ）の作製）
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた反応装置に、１５重量部の２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸メチル（ＭＨＭＡ）、３５重量部のメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）および重合溶媒として５０重量部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ１０５℃まで昇温させた。昇温に伴う還流が始まったところで、重合開始剤として０．０３重量部のｔ−アミルパーオキシイソノナノエート（アルケマ吉富社製、商品名：ルペロックス５７０）を添加するとともに、３．３４重量部のトルエンに上記ｔ−アミルパーオキシイソノナノエート０．０６重量部を溶解した溶液を２時間かけて滴下しながら、約１０５〜１１０℃の還流下で溶液重合を進行させ、さらに４時間の熟成を行った。
【００８８】
次に、得られた重合溶液に、環化縮合反応の触媒（環化触媒）として０．１重量部のリン酸オクチル／ジオクチル混合物を加え、約８０〜１０５℃の還流下において２時間、環化縮合反応を進行させた。
【００８９】
次に、得られた重合溶液を減圧下２４０℃で１時間乾燥させて、以下の式（１０）に示すラクトン環構造を主鎖に有する透明な重合体（Ｅ）を得た。重合体（Ｅ）は、構造（Ａ）を有さない。
【００９０】
【化１５】
【００９１】
得られた重合体（Ｅ）のＭｗは１０万、Ｔｇは１４０℃、５％重量減少温度は３６５℃であった。
【００９２】
（実施例１）
製造例１で作製した重合体（Ｂ）を、プレス成形機により２５０℃でプレス成形して厚さ約１５０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムを、オートグラフ（島津製作所社製、以降の比較例においても同じ）により、延伸倍率が１．５倍となるように延伸温度７９℃で自由端一軸延伸して、厚さ１２０μｍの延伸フィルム（Ｆ１）を得た。
【００９３】
得られた延伸フィルム（Ｆ１）における位相差（面内位相差）の波長分散性を、全自動複屈折計（王子計測器社製、ＫＯＢＲＡ−ＷＲ）を用いて評価した。波長分散性の評価結果を以下の表１に示す。なお、表１ならびに以降の比較例における各表では、測定波長を５９０ｎｍとしたときの位相差を基準（Ｒ０）として、その他の波長における位相差ＲとＲ０との比（Ｒ／Ｒ０）を併せて示す。また、各表に示す面内位相差は、膜厚１００μｍあたりの値である。
【００９４】
【表１】
【００９５】
表１に示すように、実施例１で作製した延伸フィルム（Ｆ１）は、光の波長が短くなるほど位相差が小さくなる逆波長分散性を示した。
【００９６】
（比較例１）
製造例２で作製した重合体（Ｅ）を、プレス成形機により２５０℃でプレス成形して、厚さ約１５０μｍのフィルムとした。次に、作製したフィルムをオートグラフにより、延伸倍率が２．０倍となるように延伸温度１４５℃で自由端一軸延伸して、厚さ１００μｍの延伸フィルム（Ｆ２）を得た。
【００９７】
得られた延伸フィルム（Ｆ２）における位相差（面内位相差）の波長分散性を、実施例１と同様に評価した。評価結果を以下の表２に示す。
【００９８】
【表２】
【００９９】
表２に示すように、比較例１で作製した延伸フィルム（Ｆ２）は、光の波長が短くなるほど位相差が大きくなる、即ち、ポリカーボネートなどの一般的な高分子を用いた光学フィルムと同様の、波長分散性を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の光学フィルムは、従来の複屈折性を示す光学フィルムと同様に、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）をはじめとする画像表示装置に広く使用でき、本発明の光学フィルムの使用により、画像表示装置の表示特性を向上できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式（１）に示される構造（Ａ）を主鎖に有する重合体（Ｂ）を含み、
少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性を示す光学フィルム。
【化１】
式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｘは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である。
【請求項２】
前記環構造Ｘにおいて、炭素原子Ｃ1およびＣ2ならびに前記エーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基の炭素原子によって環が構成されている請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記重合体（Ｂ）が、
前記構造（Ａ）を含む構成単位として、以下の式（２）に示される構成単位（Ｃ）を有する請求項１に記載の光学フィルム。
【化２】
式（２）においてＹ1およびＹ2は、互いに独立して、単結合またはメチレン基である。
【請求項４】
前記構成単位（Ｃ）が、以下の式（３）に示される構成単位である請求項３に記載の光学フィルム。
【化３】
式（３）において、Ｒ3は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ4は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基である。
【請求項５】
前記構成単位（Ｃ）が、以下の式（４）に示される構成単位である請求項３に記載の光学フィルム。
【化４】
式（４）において、Ｒ5は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ6は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基である。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルムを備える偏光板。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルムを備える画像表示装置。
【請求項１】
以下の式（１）に示される構造（Ａ）を主鎖に有する重合体（Ｂ）を含み、
少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折が小さくなる波長分散性を示す光学フィルム。
【化１】
式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｘは、エーテル結合を環構造の一部として有する４員環以上の飽和複素環構造である。
【請求項２】
前記環構造Ｘにおいて、炭素原子Ｃ1およびＣ2ならびに前記エーテル結合を構成する酸素原子を除き、メチレン基の炭素原子によって環が構成されている請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記重合体（Ｂ）が、
前記構造（Ａ）を含む構成単位として、以下の式（２）に示される構成単位（Ｃ）を有する請求項１に記載の光学フィルム。
【化２】
式（２）においてＹ1およびＹ2は、互いに独立して、単結合またはメチレン基である。
【請求項４】
前記構成単位（Ｃ）が、以下の式（３）に示される構成単位である請求項３に記載の光学フィルム。
【化３】
式（３）において、Ｒ3は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ4は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基である。
【請求項５】
前記構成単位（Ｃ）が、以下の式（４）に示される構成単位である請求項３に記載の光学フィルム。
【化４】
式（４）において、Ｒ5は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ6は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基である。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルムを備える偏光板。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルムを備える画像表示装置。
【公開番号】特開２０１０−１３４１９３（Ｐ２０１０−１３４１９３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１００９５（Ｐ２００８−３１００９５）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００４６２８）株式会社日本触媒 (2,292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００４６２８）株式会社日本触媒 (2,292)
【Ｆターム（参考）】
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