光学機能フィルム、光学機能フィルムの製造方法、および、偏光板
【課題】セルロース誘導体からなる基材が用いられた位相差フィルムであって、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを提供する。
【解決手段】セルロース誘導体からなる基材１と、上記基材１上に直接形成され、棒状化合物３を有する光学機能層２とを有し、光学的二軸性を示す光学機能フィルムであって、上記棒状化合物３が上記光学機能層２内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とする光学機能フィルム。
【解決手段】セルロース誘導体からなる基材１と、上記基材１上に直接形成され、棒状化合物３を有する光学機能層２とを有し、光学的二軸性を示す光学機能フィルムであって、上記棒状化合物３が上記光学機能層２内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とする光学機能フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として液晶表示装置等に用いられる光学的二軸性を示す光学機能フィルムに関するものであり、より詳しくは、セルロース誘導体からなる基材が用いられ、かつ、棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向という新規な配列形態を具備する光学機能フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、その省電力、軽量、薄型等といった特徴を有することから、従来のＣＲＴディスプレイに替わり、近年急速に普及している。一般的な液晶表示装置としては、図７に示すように、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０４とを有するものを挙げることができる。偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０１は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａと１０２Ｂとの間に配置されている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、上記液晶セルに用いられる液晶材料の配列形態により種々の駆動方式を用いたものが知られている。今日、普及している液晶表示装置の主たるものは、ＴＮ、ＳＴＮ、ＭＶＡ、ＩＰＳ、および、ＯＣＢ等に分類される。なかでも今日においては、上記ＭＶＡ、および、ＩＰＳの駆動方式を有するものが広く普及するに至っている。
【０００４】
一方、液晶表示装置はその特有の問題点として、液晶セルや偏光板の屈折率異方性に起因する視野角依存性の問題点がある。この視野角依存性の問題は、液晶表示装置を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合とで視認される画像の色味やコントラストが変化してしまう問題である。このような視野角特性の問題は、近年の液晶表示装置の大画面化に伴って、さらにその問題の重大性を増している。
【０００５】
このような視野角依存性の問題を改善するため、現在までに様々な技術が開発されている。その代表的な方法として位相差フィルムを用いる方法がある。この位相差フィルムを用いる方法は、例えば、図８に示すように所定の光学特性を有する位相差フィルム１０３を、液晶セル１０１と偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂとの間に配置することにより、視野角依存性の問題を改善する方法である。このような方法は位相差フィルム１０３を液晶表示装置に組み込むことのみで上記視野角依存性の問題点を改善できることから、簡便に視野角特性に優れた液晶表示装置を得ることが可能な方法として広く用いられるに至っている。
【０００６】
位相差フィルムを用いて視野角特性を改善する方法としては、従来、図８に例示したように、位相差フィルムと偏光板とを別個に配置する方式が主流であったが、今日では位相差フィルムを、上記偏光板を構成する偏光板保護フィルムとして兼用する方式が主流になってきている。すなわち、図９に例示するように、一般的な液晶表示装置は、液晶セル１０１の両側に偏光板１０２Ａ、１０２Ｂが配置された構成を有するものであり、上記偏光板１０２Ａ、１０２Ｂは、通常、２枚の偏光板保護フィルム１１２ａ、１１２ｂによって偏光子１１１が挟持された構成を有するものである（図９（ａ））。そして、位相差フィルム１０３を用いて液晶表示装置の視野角特性を改善する場合、図９（ｂ）に例示するように、上記２枚の偏光板保護フィルム１１２ａ、１１２ｂのうち、内側の偏光板保護フィルム１１２ａとして位相差フィルム１０３が用いられた偏光板１０２Ａ’、１０２Ｂ’を用いることが近年の主流となっている。
【０００７】
ここで、上記位相差フィルムに要求される光学特性は、視野角特性を改善する対象となる液晶表示装置の種類に依存するものである。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置には、光学的にＡプレート及び正のＣプレートとしての性質を有する位相差フィルムが用いられている。そして、特許文献１〜３には、このようなＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられる位相差フィルムとして、光学的にＡプレートとしての性質を有するシクロオレフィン系樹脂からなる透明基板上に、光学的に正のＣプレートとしての性質を有する位相差層が形成された構成を有するものが開示されている。
このような構成を有するシクロオレフィン系樹脂からなる透明基板が用いられた位相差フィルムは、高温高湿雰囲気下においても吸湿膨張することが少なく、また、光学特性の耐久性も良好であるという利点を有するものである。
しかしながら、その一方で、このようなシクロオレフィン系樹脂からなる透明基板は透湿性が極めて低いことから、このような透明基板が用いられた位相差フィルムを、上述したような偏光板保護フィルムとして兼用すると、偏光板を作製する過程において偏光子に含有された水分が、偏光板保護フィルムを透過して蒸発することができず、偏光板の内部に密封されてしまう現象が生じてしまうという問題点があった。また、このような現象が生じると、偏光板の耐久性が著しく低下してしまい、結果として液晶表示装置自体の経時安定性を損なってしまうという問題点があった。
【０００８】
この点、代表的な液晶表示装置用光学フィルムの部材であるセルロース誘導体からなるフィルムからなる位相差フィルムは、優れた透湿性を備えるため上述したような耐久性の問題が生じることは殆どないが、一方で、所望の光学特性を備える位相差フィルムを作製することが困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１７４７２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１８５３号公報
【特許文献３】特開２００５−７００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、セルロース誘導体からなる基材が用いられた位相差フィルムであって、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、棒状化合物を有する光学機能層とを有し、光学的二軸性を示す光学機能フィルムであって、上記棒状化合物が上記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とする光学機能フィルムを提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記光学機能層内において上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることから、任意の光学的特性を備える基板を用いて光学的二軸性の発現性に優れた光学機能フィルムを得ることができる。
また本発明によれば、上記基材が透湿性に優れるセルロース誘導体からなることにより、例えば、本発明の光学機能フィルムを偏光板保護フィルムとして用いて偏光板を製造した際に、偏光子に含有された水分を、偏光板保護フィルムを通じて揮散させることができる。また、ＰＶＡを主原料とする偏光子との密着性も良好であり、かつノルボルネン系樹脂のようにライナーの必要もないことから異物の問題も少なく、歩留まりが良好であるという利点も有する。
このようなことから、本発明によればセルロース誘導体からなる基材が用いられ、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを得ることができる。
【００１３】
本発明の光学機能フィルムは、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙ、および、厚み方向の屈折率ｎｚにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係が成立することが好ましい。これにより本発明の光学機能フィルムをより光学的二軸性の発現性に優れたものにできるからである。
【００１４】
本発明の光学機能フィルムは、面内レターデーション（Ｒｅ）が７０ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）が７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。これにより本発明の光学機能フィルムが発現する光学的特性を、例えば、液晶表示装置の光学補償フィルムとしての用途に好適な範囲内とすることが容易になるからである。また、例えば、面内レターデーション（Ｒｅ）と厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）の値を制御して屈折率の関係をｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚに近づけることにより、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられる位相差フィルムのＡプレートとして使用することも可能になるという利点も有する。
【００１５】
また本発明の光学機能フィルムは、Ｎｚ係数が１．０〜２．５の範囲内であることが好ましい。これにより本発明の光学機能フィルムが発現する光学的特性を、例えば、液晶表示装置の光学補償フィルムとしての用途に好適な範囲内とすることが容易になるからである。
【００１６】
また本発明においては、上記棒状化合物が、重合性官能基を有するものであることが好ましい。上記棒状化合物が重合性官能基を有することにより、上記棒状化合物を重合して固定することが可能になるため、上記棒状化合物が上記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成している状態で固定化することにより、配列安定性に優れ、光学的特性の変化が生じにくい光学機能フィルムを得ることができるからである。
【００１７】
また本発明においては、上記棒状化合物が、重合性官能基とメソゲン基とが炭素数４以上のアルキル鎖を介して結合された構造を有するものであることが好ましい。上記棒状化合物としてこのような構造を有するものを用いることにより、本発明の光学機能フィルム全体として、光学的二軸性を示すような態様に上記棒状化合物を配列させることが容易になるからである。
【００１８】
また本発明においては、上記棒状化合物が、液晶性材料であることが好ましい。上記棒状化合物が液晶性材料であることにより、上記光学機能層を単位厚み当たりの光学的特性の発現性に優れたものにできるからである。
【００１９】
また、本発明においては面内レターデーション（Ｒｅ）の波長依存性が正分散型であることが好ましい。これにより、本発明の光学機能フィルムの光学的性質を液晶表示装置用の光学補償フィルムとして好適なものにすることができるからである。
【００２０】
また本発明においては、上記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、上記光学機能層における面内の遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましい。これにより、本発明における光学機能層を面内レターデーション（Ｒｅ）の発現性に優れたものにできるからである。
【００２１】
また本発明においては、上記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、上記光学機能層の厚み方向の切断面における、厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましい。これにより、本発明における光学機能層を厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）の発現性に優れたものにできるからである。
【００２２】
また本発明は、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的に一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、上記光学フィルムを延伸することにより、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層と、を有する光学機能フィルムを製造することを特徴とする、光学機能フィルムの製造方法を提供する。
【００２３】
本発明によれば、セルロース誘導体かなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、これを延伸することにより、上記基材を面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものとすることができる。さらに延伸により、上記ランダムホモジニアス配向を変則ランダムホモジニアス配向に変化させることができるため、上記光学機能層に光学的二軸性を付与することができる。したがって、本発明によれば、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に、変則ランダムホモジニアス配向した棒状化合物を含み、光学的二軸性を示す光学機能層が形成された光学機能フィルムを容易に形成できるため、光学特性設計の自由度の高い光学機能フィルムを簡易的に製造することができる。
【００２４】
本発明は、上記本発明の光学機能フィルムと、上記光学機能フィルムのいずれかの面上に形成された偏光子と、上記偏光子面上に形成された偏光板保護フィルムと、を有することを特徴とする、偏光板を提供する。
【００２５】
本発明によれば、上記本発明の光学機能フィルムが用いられていることにより、液晶表示装置の視野角補償機能を有し、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、セルロース誘導体からなる基材が用いられた位相差フィルムであって、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光学機能フィルムの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の光学機能フィルムの他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の光学機能フィルムの製造方法の一例を示す概略図である。
【図４】本発明に光学機能フィルムの製造方法に用いられる光学フィルムの一例を示す概略図である。
【図５】本発明の偏光板の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の光学機能フィルムの面内のラマン分光スペクトルの一例である。
【図７】一般的な液晶表示装置の一例を表す概略図である。
【図８】位相差フィルムが用いられた液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図９】位相差フィルムが用いられた液晶表示装置の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は光学機能フィルム、光学機能フィルムの製造方法、および、偏光板に関するものである。
以下、本発明の光学機能フィルム、光学機能フィルムの製造方法、および、偏光板について詳細に説明する。
【００２９】
Ａ．光学機能フィルム
まず、本発明の光学機能フィルムについて説明する。本発明の光学機能フィルムは、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、棒状化合物を有する光学機能層とを有し、光学的二軸性を示すものであって、上記棒状化合物が上記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とするものである。
【００３０】
次に、本発明の光学機能フィルムについて図を参照しながら説明する。図１は本発明の光学機能フィルムの一例を示す概略断面図である。図１に示すように本発明の光学機能フィルム１０は、セルロース誘導体からなる基材１と、上記基材１上に直接形成された光学機能層２を有するものである。
このような例において本発明の光学機能フィルム１０は、上記光学機能層２が変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物３を含むものであり、かつ、光学機能フィルム１０全体として光学的二軸性を示すことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明によれば、上記光学機能層内において上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることから、任意の光学的特性を備える基板を用いて光学的二軸性の発現性に優れた光学機能フィルムを得ることができる。
また本発明によれば、上記基材が透湿性に優れるセルロース誘導体からなることにより、例えば、本発明の光学機能フィルムを偏光板保護フィルムとして用いて偏光板を製造した際に、偏光子に含有された水分を、偏光板保護フィルムを通じて揮散させることができる。また、ＰＶＡを主原料とする偏光子との密着性も良好であり、かつノルボルネン系樹脂のようにライナーの必要もないことから異物の問題も少なく、歩留まりが良好であるという利点も有する。
このようなことから、本発明によればセルロース誘導体からなる基材が用いられ、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを得ることができる。
【００３２】
ここで、本発明における光学的二軸性とは、光学的に等方的な光学軸を２本有することを意味するものである。本発明の光学機能フィルムは光学的二軸性を示すことを特徴とするが、光学的二軸性を示すことは光学機能フィルムの遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進軸方向の屈折率をｎｙ、および、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合に、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立すること確認することにより評価することができる。
ここで、上記ｎｘ、ｎｙおよびｎｚに上記関係が成立することは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００３３】
次に本発明における変則ランダムホモジニアス配向について説明する。本発明における変則ランダムホモジニアス配向は、上記光学機能層中に含まれる棒状化合物が形成する配向状態であり、このような配向状態を有することにより本発明の光学機能フィルムに、配向膜を用いることなく光学的二軸性を付与できるのである。
【００３４】
本発明における棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向は、少なくとも、次の３つの特徴を有するものである。すなわち、本発明における上記変則ランダムホモジニアス配向は、
第１に光学機能層の表面に対して垂直方向から光学機能層を正視した場合において、棒状化合物の配列方向が異方性を有すること（以下、単に「異方性」と称する場合がある。）、
第２に光学機能層において棒状化合物が形成するドメインの大きさが可視光領域の波長よりも小さいこと（以下、単に「分散性」と称する場合がある）、
第３に光学機能層において棒状化合物分子が、該光学機能層の表面に平行な平面（図１の例ではｘｙ平面に平行な面）に存在していること（以下、単に「面内配向性」と称する場合がある。）、
を少なくとも備えるものである。
【００３５】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向について図を参照しながら説明する。図２（ａ）は上述した図１中のＡで表す光学機能層の表面（ｘｙ平面）に対して垂直方向（法線方向、即ちｚ方向）から本発明の光学機能フィルムを正視した場合の概略図である。また、図２（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【００３６】
まず、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」について図２（ａ）を参照しながら説明する。上記「異方性」は、図２（ａ）に示すように、光学機能層２の表面に対して垂直方向から本発明の光学機能フィルム１０を正視した場合に、光学機能層２において棒状化合物３が平均的に一方向に配列していることを示すものである。
即ち、ｘｙ平面（光学機能層表面）内の各方向に配向する各棒状化合物分子の確率分布函数（確率密度関数）を求めると、該確率分布関数はｘｙ平面内の特定方向（図２の例ではｘ方向）にピーク（平均配向方向）を有し、且つ配向方向には所定の分散（配向方向のバラツキ幅）を有する様に分布しているということである。更に言い換えれば、該棒状化合物分子の長軸の配向方向は、完全に全分子が平行に揃っているのでは無く、また完全に乱雑でも無い。その一例を図示したものが図２である。
ここで、本発明においては上記棒状化合物３の配列方向を説明するのに、図２（ａ）中のａで表す分子長軸方向（以下、分子軸と称する。）を基準として考えるものとする。したがって、上記棒状化合物が一方向に配列しているということは、上記光学機能層に含まれる棒状化合物３の分子軸ａが平均的には一方向に向いていることを意味する。
このように本発明における上記「異方性」は、上記棒状化合物が完全に一方向に配列していることまでを要求するものではなく、上記棒状化合物の配列方向が平均的に一方向に配列している程度で足り、その程度は光学機能層に所望の光学的二軸性を付与できる程度でよい。このような「異方性」の程度については後述する。
【００３７】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」について図２（ａ）を参照しながら説明する。上記「分散性」は、図２（ａ）に示すように、光学機能層２において棒状化合物３がドメインｂを形成している場合に、ドメインｂの大きさが可視光領域の波長よりも小さいことを示すものである。本発明においては、上記ドメインｂの大きさが小さい程好ましいものであり、棒状化合物が単分子で分散している状態が最も好ましいものである。
【００３８】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」について図２（ｂ）を参照しながら説明する。上記「面内配向性」は、図２（ｂ）に示すように、光学機能層２において棒状化合物３が、分子軸ａを光学機能層３の法線方向Ａ（図１に於けるｚ方向に対応）に対して略垂直（図１に於けるｘｙ平面に略平行）になるように配向していることを意味する。本発明における上記「面内配向性」としては、図２（ｂ）に示すように、上記光学機能層２におけるすべての棒状化合物３の分子軸ａが上記法線方向Ａに対して略垂直になっている場合のみを意味するものではなく、例えば図２（ｃ）に示すように、上記光学機能層２に分子軸ａ’が上記法線方向Ａと垂直でない棒状化合物３が存在していたとしても、光学機能層３中に存在する棒状化合物３の分子軸ａの平均的な方向が上記法線方向Ａに対して略垂直である場合を含むものである。
即ち、図２に於いて、個々の棒状化合物分子の分子軸方向は分布を持っていても、棒状化合物の全分子について平均化した分子軸方向は実質上ｘｙ平面内に存在する。
【００３９】
本発明の光学機能フィルムは、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることにより、図１に示すｘ方向の屈折率ｎｘと、ｙ方向の屈折率ｎｙと、ｚ方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係が成立させることが容易となるから、本発明の光学機能フィルムは光学的二軸性を発現するものになる。
【００４０】
以上説明したように、本発明における変則ランダムホモジニアス配向は、上記「異方性」、「分散性」および「面内配向性」を示すことを特徴とするが、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることは、以下の方法により確認することができる。
【００４１】
まず、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」の確認方法について説明する。上記「異方性」は、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層の面内レターデーション（以下、単に「Ｒｅ」と称する場合がある。）を評価することにより確認することができる。
【００４２】
上記棒状化合物が上記「異方性」を有していることは、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）の値が、光学機能層が光学的二軸性を示すことが可能な範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）が、５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の範囲内であることが好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記Ｒｅは、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層の面内における遅相軸方向（屈折率が最も大きい方向）の屈折率ｎｘおよび、進相軸方向（屈折率が最も小さい方向）の屈折率ｎｙ、光学機能層の厚みｄ（ｎｍ）とにより、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄの式で表される値である。
【００４３】
上記光学機能層のＲｅは、例えば、光学機能フィルムのＲｅから光学機能層以外の層が示すＲｅを差し引くことにより求めることができる。すなわち、光学機能フィルム全体、および、光学機能フィルムから光学機能層を切除したものについてＲｅ測定し、前者のＲｅから後者のＲｅを差し引くことにより光学機能層のＲｅを求めることができる。Ｒｅは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００４４】
なお、上記棒状化合物として２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものが用いられている場合、上記「異方性」は、上記光学機能層の面内方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を測定することによっても確認することができる。すなわち、本発明における光学機能層の面内における遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）よりも大きいことを確認することにより、上記「異方性」を備えることを確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層の面内における遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内における進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましく、特に１．１５倍以上であることが好ましく、さらに１．２０倍〜３．００倍の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
なお、ここで、「ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）」とは、ラマンスペクトル中における（波数１６０５ｃｍ−１のスペクトル光強度／波数２９４２ｃｍ−１のスペクトル光強度）の比を意味する。
【００４６】
ここで、本発明における上記ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）は、例えば、レーザーラマン分光光度計（日本分光：ＮＲＳ−３０００）を用いて、直線偏光の電場振動面が光学機能層の面内における遅相軸方向および進相軸方向に一致するように測定光を入射することにより、面内の進相軸方向および面内の進相軸方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１（Ｃ−Ｈ結合由来ピーク）のピーク強度と、２９４２ｃｍ−１（ベンゼン環由来ピーク）のピーク強度とを評価することによって求めることができる。また、上記レーザーラマン分光光度計を用いてラマンスペクトルを測定する条件は、露光時間１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとする。
【００４７】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」の確認方法について説明する。上記「分散性」は、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層のヘイズ値が、上記棒状化合物のドメインの大きさが可視光領域の波長以下であることを示す範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層のヘイズ値が０％〜５％の範囲内であることが好ましく、特に０％〜１％の範囲内であることがこのましく、さらには０％〜０．５％の範囲内であることが好ましい。
【００４８】
ここで、光学機能層のヘイズ値は、例えば、光学機能フィルムのヘイズ値から光学機能層以外の層のヘイズ値を差し引くことにより求めることができる。すなわち、光学機能フィルム全体、および、光学機能フィルムから光学機能層を切除したものについてヘイズ値を測定し、前者のヘイズ値から後者のヘイズ値を差し引くことにより光学機能層のヘイズ値を求めることができる。上記ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定した値を用いるものとする。
【００４９】
本発明における上記ドメインの大きさは可視光の波長以下であるが、具体的な大きさとしては、３８０ｎｍ以下であるであることが好ましく、なかでも３５０ｎｍ以下であることが好ましく、特に２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本発明においては上記棒状化合物が単分子分散していることが好ましいため、上記ドメインの大きさの下限値は、棒状化合物の単分子の大きさである。このようなドメインの大きさは、偏光顕微鏡や、ＡＦＭ、ＳＥＭ、またはＴＥＭにより光学機能層を観察することにより評価することができる。
【００５０】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」の確認方法について説明する。上記「面内配向性」は、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層のＲｅが上述した範囲にあること、および、本発明における光学機能層が光学的二軸性を発現することが可能な程度の厚み方向のレターデーション（以下、単に「Ｒｔｈ」渡渉する場合がある。）を有することにより確認することができる。なかでも本発明における光学機能層のＲｔｈは、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記Ｒｔｈは、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層の面内における、遅相軸方向（屈折率が最も大きい方向）の屈折率ｎｘ、および、進相軸方向（屈折率が最も小さい方向）の屈折率ｎｙと、厚み方向の屈折率ｎｚと、光学機能層の厚みｄ（ｎｍ）とにより、Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄの式で表される値である。
なお、本発明におけるＲｔｈ値は、上記式で表される値の絶対値を指すものとする。
【００５１】
上記光学機能層のＲｔｈは、例えば、光学機能フィルムのＲｔｈから光学機能層以外の層が示すＲｔｈを差し引くことにより求めることができる。すなわち、光学機能フィルム全体、および、光学機能フィルムから光学機能層を切除したものについてＲｔｈ測定し、前者のＲｔｈから後者のＲｔｈを差し引くことにより光学機能層のＲｔｈを求めることができる。Ｒｔｈは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００５２】
なお、上記棒状化合物として２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものが用いられている場合、上記「面内配向性」は、上記光学機能層の厚み方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を測定することによっても確認することができる。すなわち、上記光学機能層の厚み方向の切断面における厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）よりも大きいことにより、上記「面内配向性」を備えることを確認することができる。なかでも本発明においては、上記光学機能層の厚み方向の切断面における厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましく、特に１．５０倍以上であることが好ましく、さらに１．２０倍〜３．００倍の範囲内であることが好ましい。
【００５３】
なお、ここで、「ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）」とは、ラマンスペクトル中における（波数１６０５ｃｍ−１のスペクトル光強度／波数２９４２ｃｍ−１のスペクトル光強度）の比を意味する。
【００５４】
ここで、本発明における上記ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）は、例えば、レーザーラマン分光光度計（日本分光：ＮＲＳ−３０００）を用いて、直線偏光の電場振動面が光学機能層の厚み方向の切断面において、厚み方向に対して平行方向および垂直方向に一致するように測定光を入射することにより、厚み方向の切断面における厚み方向に対して平行方向および垂直方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１（Ｃ−Ｈ結合由来ピーク）のピーク強度と、２９４２ｃｍ−１（ベンゼン環由来ピーク）のピーク強度とを評価することによって求めることができる。また、上記レーザーラマン分光光度計を用いてラマンスペクトルを測定する条件は、露光時間１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとする。
なお、上記光学機能層の上記ラマンピーク強度比は、例えば、光学機能フィルムを厚み方向に切断して切片を作製した後、上記光学機能層に相当する部位のみのラマン分光スペクトルを測定することにより求めることができる。
【００５５】
本発明の光学機能フィルムは、上述したとおり基材と、基材上に直接形成された光学機能層とを有するものである。以下、このような本発明の光学機能フィルムの各構成について詳細に説明する。
【００５６】
１．光学機能層
まず、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層について説明する。本発明における光学機能層は、後述する基材上に直接形成されるものであり、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含むものである。
以下、このような光学機能層について詳細に説明する。
【００５７】
（１）棒状化合物
本発明に用いられる棒状化合物について説明する。本発明に用いられる棒状化合物は、光学機能層において変則ランダムホモジニアス配向を形成でき、かつ、分子内に屈折率異方性を有するものであれば特に限定されない。
ここで、本発明における「棒状化合物」とは、分子構造の主骨格が棒状となってものを指し、このような棒状の主骨格を有する化合物としては、例えば、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類を挙げることができる。また、以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。
【００５８】
本発明においては、上記のいずれの分類に属する棒状化合物であっても好適に用いることができるが、なかでも２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであることが好ましく、特に２以上の複数のベンゼン環が互いにエステル結合で結合された棒状の主骨格を有するものであることが好ましい。このような構造を有する棒状化合物は、分子内の屈折率異方性が大きいため、光学機能層内で配列されることにより光学機能層に、高い位相差性を付与することが可能になるからである。
【００５９】
本発明に用いられる棒状化合物は、分子量が比較的小さいものが好適に用いられる。具体的には、分子量が２００〜１２００の範囲内、特に４００〜８００の範囲内の化合物が好適に用いられる。分子量が上記範囲内であることにより、棒状化合物が後述する基材へ浸透しやすくなるため、基材と光学機能層との接着部位における「混合」状態を形成し易くなり、基材と光学機能層との密着性を向上させることができるからである。
なお、後述する重合性官能基を有する材料であって、光学機能層において重合される棒状化合物については、重合前の分子量を示すものとする。
【００６０】
また、本発明に用いられる棒状化合物は、分子内に重合性官能基を有する重合性棒状化合物が好適に用いられ、なかでも３次元架橋可能な重合性官能基を有するものが好ましい。上記棒状化合物が重合性官能基を有することにより、上記棒状化合物を重合して固定することが可能になるため、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成している状態で固定化することにより、配列安定性に優れ、光学的特性の変化が生じにくい光学機能フィルムを得ることができるからである。また、本発明においては上記重合性官能基を有する棒状化合物と、上記重合性官能基を有さない棒状化合物とを混合して用いてもよい。
【００６１】
なお、「３次元架橋」とは、液晶性分子を互いに３次元に重合して、網目（ネットワー
ク）構造の状態にすることを意味する。
【００６２】
上記重合性官能基としては、特に限定されるものではなく、紫外線、電子線等の電離放射線、或いは熱の作用によって重合する各種重合性官能基が用いられる。これら重合性官能基の代表例としては、ラジカル重合性官能基、或いはカチオン重合性官能基等が挙げられる。さらにラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例としては、置換基を有するもしくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。又、カチオン重合性官能基の具体例としては、エポキシ基等が挙げられる。その他、重合性官能基としては、例えば、イソシアネート基、不飽和三重結合等が挙げられる。これらの中でもプロセス上の点から、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が好適に用いられる。
【００６３】
本発明に用いられる重合性棒状化合物としては、複数の重合性官能基を有する多官能重合性棒状化合物と、単一の重合性官能基を有する単官能重合性棒状化合物とを挙げることができるが、本発明においてはいずれであっても好適に用いることができる。
【００６４】
本発明に用いられる重合性棒状化合物としては、上述した重合性官能基を有するものであれば特に限定されるものではないが、なかでも重合性官能基と、メソゲン基とがアルキル鎖で結合された分子構造を有するものが用られることが好ましい。このような構造を有するものを用いることにより、本発明の光学機能フィルム全体として、光学的二軸性を示すような態様に上記棒状化合物を配列させることが容易になるからである。
【００６５】
上記アルキル鎖の長さは、本発明の光学機能フィルムの用途等に応じて、所望の光学特性を発現できる程度に任意に決定することができる。なかでも本発明においては、上記アルキル鎖を構成する炭素数が４以上であることが好ましく、５〜１２の範囲内であることがより好ましく、６〜１０の範囲内であることがさらに好ましい。上記炭素数が上記範囲内であることにより、上記重合性棒状化合物が備えるメソゲン基をより分子配向の自由度の高いものにできるため、上記光学機能層の光学異方性の発現性をさらに向上することができるからである。
なお、本発明における上記「アルキル鎖を構成する炭素数」とは、上記重合性官能基と上記メソゲン基とを結合するアルキル基の主鎖部分を構成する炭素原子の数を意味するものとする。したがって、例えば、上記アルキル基が側鎖を有する分岐鎖状である場合、側鎖を構成する炭素原子の数は、上記「アルキル鎖を構成する炭素数」に含まれないものとする。
【００６６】
また、本発明に用いられるアルキル鎖は、炭素数が上記範囲内のものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明に用いられるアルキル鎖としては、側鎖を有さない直鎖状のものであってもよく、または、側鎖を有する分岐鎖状のものであってもよい。また、飽和結合のみからなる飽和アルキル鎖であってもよく、または、不飽和結合を有する不飽和アルキル鎖であってもよい。さらには、炭化水素鎖に任意の官能基が結合された構造を有するものであってもよい。
【００６７】
また、本発明において上記多官能重合性棒状化合物を用いる場合、各重合性官能基に結合されたアルキル鎖を構成する炭素数は、すべて同一であってもよく、または、異なっていてもよい。
【００６８】
上記重合性棒状化合物に用いられるメソゲン基としては、棒状構造を有し、規則的に配列することにより上記光学異方性層に所定の光学異方性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられるメソゲン基は、棒状構造を有するメソゲン基のなかでも液晶性を示すものが好ましい。液晶性を示すメソゲン基を用いることにより、本発明に用いられる棒状化合物を、液晶性を示す液晶性材料とすることができるため、光学機能層を単位厚み当たりの光学的特性の発現性に優れたものにできるからである。
【００６９】
上記メソゲン基として液晶性を有するものを用いる場合、上記メソゲン基が示す液晶相の種類は特に限定されるものではない。このような液晶相としては、例えば、ネマチック相、コレステリック相、および、スメクチック相等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの液晶相を示すメソゲン基であっても好適に用いることができるが、なかでも、ネマチック相を示すメソゲン基を用いることが好ましい。ネマチック相を示すメソゲン基は、他の液晶相を示すメソゲン基と比較して規則的に配列させることが容易であるからである。
【００７０】
このようなメソゲン基の具体例としては、例えば、下記式（１）〜（１１）で表される環構造が直接あるいは結合基で２つ以上連結したものを挙げることができる。
【００７１】
【化１】
【００７２】
ここで、上記式（１）〜（１１）の環構造における任意の水素は、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＮＯ２、または、１〜７個の炭素原子を有するアルキルで置き換えられてもよい。この１〜７個の炭素原子を有するアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−に、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００７３】
また、上記結合基としては、上記環構造を所定の距離で結合できるものであれば特に限定されるものではない。このような連結基としては、例えば、下記式（１２）〜（２３）で表されるものを挙げることができる。
【００７４】
【化２】
【００７５】
本発明に用いられる棒状化合物の具体例としては、例えば、下記式（ａ）〜（ｆ）で表される化合物を例示することができる。
【００７６】
【化３】
【００７７】
ここで、化学式（ａ）、（ｂ）、（ｅ）および（ｆ）で示される液晶性材料は、Ｄ．Ｊ．Ｂｒｏｅｒら、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．１９０,３２０１−３２１５（１９８９）、またはＤ.Ｊ.Ｂｒｏｅｒら、Ｍａｋｒｏｍｏｌ.Ｃｈｅｍ.１９０,２２５５−２２６８（１９８９）に開示された方法に従い、あるいはそれに類似して調製することができる。また、化学式（ｃ）および（ｄ）で示される液晶性材料の調製は、ＤＥ１９５,０４,２２４に開示されている。
【００７８】
また、末端にアクリレート基を有するネマチック液晶性材料の具体例としては、下記化
学式（ｇ）〜（ｑ）に示すものも挙げられる。
【００７９】
【化４】
【００８０】
なお、本発明において上記棒状化合物は、１種類のみを用いてもよく、または、２種以上を混合して用いてもよい。
例えば、上記棒状化合物として、両末端に重合性官能基を１つ以上有する液晶性材料と、片末端に重合性官能基を１つ以上有する液晶性材料とを混合して用いると、両者の配合比の調整により重合密度（架橋密度）及び光学的特性を任意に調整できる点から好ましい。
【００８１】
（２）他の化合物
本発明における光学機能層には、上記棒状化合物以外に他の化合物を含んでもよい。このような他の化合物としては、上記棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向を乱すものでなければ特に限定されない。このような他の化合物としては、例えば、一般的にハードコート剤に用いられる重合可能な材料をあげることができる。
【００８２】
上記重合可能な材料としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸とを縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミノ基エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等を挙げることができる。
【００８３】
（３）光学機能層
本発明における光学機能層は、後述する基材上に直接形成されているものである。光学機能層が基材上に直接形成されていることにより、本発明の光学機能フィルムを、光学機能層と基材との密着性に優れたものにできる。
このように基材上に光学機能層が直接形成されることにより両者の密着力が向上するのは次のような機構によるものと解される。すなわち、基材上に光学機能層が直接形成されることにより、光学機能層に含まれる棒状分子が基材の表面から基材中へ浸透したり、または、光学機能層を形成する際に用いる溶媒によっては、基材の表面が溶解し、棒状化合物と基材が混合されることができるため、基材と光学機能層との接着部においては明確な界面が存在せず、両者が「混合」された形態となる。このため、従来の界面相互作用による接着と比較して、著しく密着性が改善されるものと考えられる。
【００８４】
さらに、従来の配向層を有する光学機能フィルムにおいては、配向層と光学機能層との界面や、配向層と基材との界面において光が多重反射し、干渉ムラが生じるという問題点もあったが、本発明の光学機能フィルムは配向層を有さず、また、上記基材と上記光学機能層との接着部は「混合」状態となっているため明確な界面が存在しない。したがって、本発明の光学機能フィルムは上記多重反射を生じることが無く、干渉ムラによる品質の低下が生じることが無いという利点を有する。
【００８５】
本発明における光学機能層の厚みは、上記棒状化合物の種類に応じて、光学機能層に所望の光学的特性を付与できる範囲内であれば特に限定されない。なかでも本発明においては光学機能層の厚みが０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、特に１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。光学機能層の厚みが上記範囲よりも厚いと、変則ランダムホモジニアス配向の特徴の一つである「面内配向性」が損なわれる結果、所望の光学的特性が得られない可能性があるからである。また、上記範囲よりも薄いと、上記棒状化合物の種類によっては、目標の光学的特性が得られない可能性があるからである。
【００８６】
本発明における光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）は、上記変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」および「面内配向性」の観点から、上述した通り５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内が好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内が好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内が好ましい。ここで、Ｒｅ値の定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【００８７】
また、本発明における光学機能層は、光学機能層のレターデーション値（Ｒｅ（ｎｍ））を光学機能層の厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｅ／ｄ）が、０．５〜６００の範囲内であることが好ましく、なかでも２〜４００の範囲内であることが好ましく、特に１３〜１５０の範囲内であることが好ましい。
【００８８】
また、本発明における光学機能層の厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）は、上記変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」の観点から、上述した通り５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内が好ましく、なかでも７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内が好ましく、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内が好ましい。
ここで、Ｒｔｈ値の定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【００８９】
また、本発明における光学機能層は、光学機能層の厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ（ｎｍ））を光学機能層の厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｔｈ／ｄ）が、５〜８００の範囲内であることが好ましく、なかでも１５〜６００の範囲内であることが好ましく、特に３３〜２５０の範囲内であることが好ましい。
【００９０】
また、本発明における光学機能層のヘイズは、上記変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」の観点から、上述した通り、０％〜５％の範囲内が好ましく、なかでも０％〜１％の範囲内が好ましく、特に０％〜０．５％の範囲内が好ましい。ここで、ヘイズの定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【００９１】
本発明における光学機能層の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。なお、光学機能層が複数層から構成される場合は、少なくとも基材上に直接積層された光学機能層が、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を有すればよい。
【００９２】
２．基材
次に本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、セルロース誘導体からなるものである。本発明に用いられるセルロース誘導体としては、基材に所望の光学特性および物理的特性を付与することができるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては上記セルロース誘導体としてセルロースエステル類が用いられることが好ましい。さらに、セルロースエステル類の中でもセルロースアシレート類が用いられることが好ましい。セルロースアシレート類は工業的に広く用いられていることから、入手容易性の点において有利だからである。
【００９３】
上記セルロースアシレート類としては、炭素数２〜４の低級脂肪酸エステルが用いられることが好ましい。このような低級脂肪酸エステルとしては、例えばセルロースアセテートのように、単一の低級脂肪酸エステルのみを含むものでもよく、また、例えばセルロースアセテートブチレートやセルロースアセテートプロピオネートのような複数の低級脂肪酸エステルを含むものであってもよい。
【００９４】
本発明においては、上記低級脂肪酸エステルの中でもセルロースアセテートを特に好適に用いることができる。セルロースアセテートとしては、平均酢化度が５７．５〜６２．５％（置換度：２．６〜３．０）のトリアセチルセルロースを用いることが最も好ましい。トリアセチルセルロースは、比較的嵩高い側鎖を有する分子構造を有することから、トリアセチルセルロースから基材を構成することにより、上記光学機能層を形成する棒状化合物が基材に浸透し易いため、基材と光学機能層との密着性をより向上することできるからである。また、トリアセチルセルロースは、光学的に負のＣプレートとしての性質を発現しやすいことから、上記棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向を形成することが容易になるからである。ここで、酢化度とは、セルロース単位質量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算により求めることができる。なお、トリアセチルセルロースフィルムを構成するトリアセチルセルロースの酢化度は、フィルム中に含まれる可塑剤等の不純物を除去した後、上記の方法により求めることができる。
【００９５】
本発明に用いられる基材としては、本発明の光学機能フィルムに求める光学的特性に応じて、任意の光学的特性を有するものを用いることができる。なかでも本発明においては、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙにｎｘ≠ｎｙの関係が成立するもの、または、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙ、および、厚み方向の屈折率ｎｚにｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものであることが好ましい。
ここで、上記ｎｘ、ｎｙにｎｘ≠ｎｙの関係が成立する場合、本発明に用いられる基材は光学的にＡプレートとしての性質を有するものとなる。また、上記ｎｘ、ｎｙ、ｎｘにｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する場合、本発明に用いられる基材は光学的にＢプレートとしての性質、すなわち光学的二軸性を有するものとなる。上記「上記光学的にＢプレートとしての性質」は、具体的にはＲｔｈ≠（Ｒｅ／２）である状態を指すものである。
なお、上記ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚは、ｎｘ≠ｎｙ、かつ、ｎｙ≠ｎｚ、かつ、ｎｚ≠ｎｘを意味するものである。
【００９６】
本発明に用いられる基材の面内レターデーション（Ｒｅ）は５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。基材の面内レターデーション（Ｒｅ）が、上記範囲内にあることにより、上記棒状化合物の種類を問わず、上記光学機能層において変則ランダムホモジニアス配向を形成することが容易になるからである。
なお、上記基材のＲｅの測定方法としては、上述した光学機能層のＲｅの測定方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９７】
また、均質な変則ランダムホモジニアス配向を形成するという観点からは、Ｒｅが上記範囲内であることに加え、基材の厚み方向レターデーション（Ｒｔｈ）が２．５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２０ｎｍ〜７５ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、Ｒｔｈの定義、および、測定方法については、上記「１．光学機能層」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９８】
本発明に用いられる基材の透明度は、本発明の光学機能フィルムに求める透明性等に応じて任意に決定すればよいが、通常、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。透過率が低いと、上記棒状化合物等の選択幅が狭くなってしまう場合があるからである。ここで、基材の透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【００９９】
本発明に用いられる基材の厚みは、本発明の光学機能フィルムの用途等に応じて、必要な自己支持性を有するものであれば特に限定されないが、通常、１０μｍ〜１８８μｍの範囲内が好ましく、特に２０μｍ〜１２５μｍの範囲内が好ましく、特に３０μｍ〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。基材の厚みが上記の範囲よりも薄いと、本発明の光学機能フィルムに必要な自己支持性が得られない場合があるからである。また、厚みが上記の範囲よりも厚いと、例えば、本発明の光学機能フィルムを裁断加工する際に、加工屑が増加したり、裁断刃の磨耗が早くなってしまう場合があるからである。
【０１００】
本発明における基材の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
異なった組成を有する複数の層が積層された基材の構成としては、例えば、トリアセチルセルロース等の上記棒状化合物を変則ランダムホモジニアス配向させる材料からなるフィルムと、透水性や自己支持性に優れる支持体とを積層する態様を例示することができる。
【０１０１】
３．光学機能フィルム
本発明の光学機能フィルムは、基材上に光学機能層を直接形成することを一つの特徴とするため、上記光学機能層に含まれる棒状化合物が、上記基材に浸透し、基材と光学機能層との接着部には両者が「混合」された混合領域が形成される。このような混合領域の厚みは、上記変則ランダムホモジニアス配向を形成することができ、かつ、基材と光学機能層との密着力を所望の範囲にできる状態であれば特に限定されない。なかでも本発明においては、上記混合領域の厚みが０．１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１０２】
また、上記混合領域における棒状化合物の分布状態についても、上記変則ランダムホモジニアス配向を形成することができ、かつ、基材と光学機能層との密着力を所望の範囲にできる状態であれば特に限定されない。上記棒状化合物の分布状態としては、基材の厚み方向に対して均一に存在する態様と、基材の厚み方向に対して濃度勾配を有する態様とを例示できるが、本発明においてはいずれの態様も好適に用いることができる。
【０１０３】
なお、上記混合領域の存在確認と、上記混合領域における棒状化合物の分布状態の確認は、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法により確認することができる。
【０１０４】
本発明の光学機能フィルムは、上記基材および光学機能層以外に他の層を有していてもよい。このような他の層としては、例えば、反射防止層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、および、帯電防止層等を挙げることができる。
【０１０５】
本発明に用いられる反射防止層としては、特に限定されないが、例えば、透明基材フィルム上に、該透明基材よりも低屈折率の物質からなる低屈折率層を形成したもの、或いは透明基材フィルム上に、該透明基材よりも高屈折率の物質からなる高屈折率層、及び該透明基材よりも低屈折率の物質からなる低屈折率層とを、この順に、交互に、各１層ずつ以上積層したものなどが挙げられる。これら高屈折率層、及び低屈折率層は、層の幾何学的厚みと屈折率との積で表される光学厚みが反射防止すべき光の波長の１／４となるように、真空蒸着、塗工等により形成される。高屈折率層の構成材料としては、酸化チタン、硫化亜鉛等が、低屈折率層の構成材料としては、弗化マグネシウム、氷晶石等が用いられる。
【０１０６】
また、本発明に用いられる紫外線吸収層としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等のフィルム中に、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物等から成る紫外線吸収剤を添加して成膜したものが挙げられる。
【０１０７】
また、本発明に用いられる赤外線吸収層としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル樹脂等のフィルム基材上に赤外線吸収層を塗工等により形成したものが挙げられる。赤外線吸収層としては、例えば、ジインモニウム系化合物、フタロシアニン系化合物等から成る赤外線吸収剤を、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等から成るバインダー樹脂中に添加して成膜したものが用いられる。
【０１０８】
また、本発明に用いられる帯電防止層としては、例えば、第４級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第１〜３級アミノ基等のカチオン性基を有する各種のカチオン性帯電防止剤；スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基等のアニオン性基を有するアニオン系帯電防止剤；アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系等の両性帯電防止剤；アミノアルコール系、グリセリン系、ポリエチレングリコール系等のノニオン性の帯電防止剤；、上記帯電防止剤を高分子量化した高分子型帯電防止剤；第３級アミノ基や第４級アンモニウム基を有し、電離放射線により重合可能なモノマーやオリゴノマー、例えば、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートモノマー、それらの第４級化合物等の重合性帯電防止剤等の帯電防止剤を添加して成膜したものが挙げられる。
【０１０９】
本発明の光学機能フィルムの厚みは、所望の光学的特性を発現できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、通常、１０μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、特に２０μｍ〜１３５μｍの範囲内であることが好ましく、さらには３０μｍ〜９０μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１０】
また本発明の光学機能フィルムは、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定したヘイズ値が０％〜５％の範囲内であることが好ましく、特に０％〜１％の範囲内であることが好ましく、なかでも０％〜０．５％の範囲内であることが好ましい。
【０１１１】
また、本発明の光学機能フィルムの厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）は、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。さらに、面内レターデーション（Ｒｅ）は、５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に７０〜１８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ＲｅおよびＲｔｈが上記範囲内であることにより、本発明の光学機能フィルムを、液晶表示装置の視野角特性を改善するのに好適な位相差フィルムとして用いることが可能になるからである。
ここで、Ｒｅ値、Ｒｔｈ値の定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【０１１２】
上記面内レターデーション（Ｒｅ）値、および厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ）は、波長依存性を有していてもよい。波長依存性は、長波長側の方が短波長側よりも値が大きい逆分散でもよく、また、短波長側の方が、長波長側よりも値が大きい正分散でもよい。なかでも本発明の光学機能フィルムは、面内レターデーション（Ｒｅ）の波長依存性が、正分散型であることが好ましい。これにより、本発明の光学機能フィルムの光学的性質を液晶表示装置用の光学補償フィルムとして好適なものにすることができるからである。
【０１１３】
また、本発明の光学機能フィルムは、厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ（ｎｍ））を厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｔｈ／ｄ）が、０．２５〜４０の範囲内であることが好ましく、なかでも０．６〜１５の範囲内であることが好ましく、特に１．１〜８．３の範囲内であることが好ましい。
【０１１４】
また、本発明の光学機能フィルムは、レターデーション値（Ｒｅ（ｎｍ））を厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｅ／ｄ）が、０．０２５〜３０の範囲内であることが好ましく、なかでも０．０５〜１０の範囲内であることが好ましく、特に０．４４〜５の範囲内であることが好ましい。
【０１１５】
さらに、本発明の光学機能フィルムは、Ｎｚ係数が１．０〜２．５の範囲内であることが好ましい。ここで、上記Ｎｚ係数とは、本発明の光学機能フィルムが備える屈折率楕円体の形状を示すパラメーターであり、
Ｎｚ＝（Ｒｔｈ／Ｒｅ）＋０．５
の式で表されるものである。
【０１１６】
４．光学機能フィルムの用途
本発明の光学機能フィルムの用途としては、特に限定されるものではなく、光学的機能フィルムとして種々の用途に用いることができる。本発明の光学機能フィルムの具体的な用途としては、例えば、液晶表示装置に用いられる光学補償板（例えば、視角補償板）、楕円偏光板、輝度向上板等を挙げることができるが、なかでもＡプレートまたはＢプレートとしての用途に用いることができる。このようにＡプレートまたはＢプレートである光学補償板として用いられる場合は、ＶＡモードもしくはＯＣＢモードなどの液晶層を有する液晶表示装置に好適に用いられる。
【０１１７】
また本発明の光学機能フィルムは、偏光層と貼り合わせることにより、偏光フィルムとしての用途にも用いることができる。偏光フィルムは、通常偏光層とその両表面に保護層が形成されてなるものであるが、本発明においては、例えばその一方側の保護層を上述した光学機能フィルムとすることにより、例えば液晶表示装置の視野角特性を改善する光学補償機能を有する偏光フィルムとすることができる。
【０１１８】
上記偏光層としては、特に限定されないが、例えばヨウ素系偏光層、二色性染料を用いる染料系偏光層やポリエン系偏光層などを用いることができる。ヨウ素系偏光層や染料系偏光層は、一般にポリビニルアルコールを用いて製造される。
【０１１９】
５．光学機能フィルムの製造方法
本発明の光学機能フィルムの製造方法としては、上記構成を有するものを製造できる方法であれば特に限定されないが、例えば、後述する「Ｂ．光学機能フィルムの製造方法」の項に記載する方法により製造することができる。
【０１２０】
Ｂ．光学機能フィルムの製造方法
次に、本発明の光学機能フィルムの製造方法について説明する。本発明の光学機能フィルムの製造方法は、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、上記光学フィルムを延伸することにより、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層とを有する光学機能フィルムを製造することを特徴とするものである。
【０１２１】
次に、本発明の光学機能フィルムの製造方法について図を参照しながら説明する。図３は、本発明の光学機能フィルムの製造方法の一例を示す概略図である。図３に例示するように、本発明の光学機能フィルムの製造方法は、セルロース誘導体からなる基材１’上に、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物３を含み光学的一軸性を示す光学機能層２’が形成された光学フィルム２０を用い（図３（ａ)）、これをｘ方向に一軸延伸することにより（図３（ｂ））、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材１上に、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物３を含み、かつ、光学的二軸性を示す光学機能層２が形成された光学機能フィルム１０を形成する方法である。
【０１２２】
本発明によれば、セルロース誘導体かなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、これを延伸することにより、上記基材を面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものとすることができる。
さらに延伸により、上記ランダムホモジニアス配向を変則ランダムホモジニアス配向に変化させることができるため、上記光学機能層に光学的二軸性を付与することができる。
したがって、本発明によれば、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に、変則ランダムホモジニアス配向した棒状化合物を含み、光学的二軸性を示す光学機能層が形成された光学機能フィルムを容易に形成できるため、光学特性設計の自由度の高い光学機能フィルムを簡易的に製造することができる。
【０１２３】
以下、本発明の光学機能フィルムの製造方法について詳細に説明する。
【０１２４】
１．光学フィルム
まず、本発明の光学機能フィルムの製造方法に用いられる光学フィルムについて説明する。本発明に用いられる光学フィルムは、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有するものである。
【０１２５】
（１）基材
上記光学フィルムに用いられる基材は、セルロース誘導体からなるものであり、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成するための、いわゆる配向膜としての機能を有するものである。
【０１２６】
上記光学フィルムに用いられる基材は、セルロース誘導体からなるものであれば特に限定されるものではないが、なかでも光学的に負のＣプレートとしての性質を有するものであることが好ましい。ここで、本発明において「光学的に負のＣプレートとしての性質を有する」とは、基材シートの面内の任意のＸ方向および面内でＸ方向に垂直なＹ方向の屈折率をｎｘ，ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたときに、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、または、ｎｙ＞ｎｘ＞ｎｚの関係が成立することを意味するものとする。
【０１２７】
上記光学フィルムに用いられる基材として光学的に負のＣプレートとしての性質を有するものを用いるのは次の理由によるものである。すなわち、上述したように本発明における基材は、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成するための、いわゆる配向膜として機能するものであるが、基材が光学的に負のＣプレートとしての性質を有さなければ上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成することができないからである。
【０１２８】
本発明において、光学的に負のＣプレートとしての性質を有する基材上に、上記棒状化合物を含む光学機能層を形成することにより、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成する機構については明らかではないが、次のような機構に基づくものと考えられる。
すなわち、例えば基材が高分子材料から形成される場合について考えると、基材が光学的に負のＣプレートとしての性質を有する場合、基材を構成する高分子材料は、面内方向において特定の規則性を有さず、大部分はランダムに配列していると考えられる。このような面内方向に大部分がランダムに配列した高分子材料を表面に有する基材上に上記棒状化合物を付与すると、上記棒状化合物は、基材中に一部浸透し、分子軸がランダムに配列した高分子材料の分子軸に沿うように配列すると考えられる。このような機構により、光学的に負のＣプレートを有する基材は、ランダムホモジニアス配向を形成する配向膜としての機能を示すものと考えられる。
【０１２９】
上述したような機構により、上記基材は上記棒状化合物のランダムホモジニアス配向を形成する配向膜としての機能を有すると考えられるため、上記光学フィルムに用いられる基材は、棒状化合物に対して配向規制力を有し、かつ、光学的に負のＣプレートとしての性質を発現する基材の構成材料が基材表面に存在する構成を有するものでなければならない。したがって、光学的に負のＣプレートとしての性質を有するものであったとしても、基材上に光学機能層を形成した場合に、上記棒状化合物が、上記棒状化合物に対して配向規制力を有する基材の構成材料と接することができないものは、上記光学フィルムにおける基材として用いることができない。
このような上記光学フィルムに用いることができない基材としては、例えば高分子材料のみからなり、光学的に負のＣプレートとしての機能を有する支持体と、上記支持体上に屈折率異方性を有する光学異方性材料を含む位相差層が積層された構成を有する基材を挙げることができる。このような構成を有する基材においては、上記支持体を構成する上記高分子材料が上記棒状化合物に対する配向規制力を有する基材の構成材料となるが、上記位相差層上に上記光学機能層を形成した場合、上記位相差層の存在により、上記棒状化合物が上記高分子材料と接することができない。したがって、このような構成を有する基材は、光学的に負のＣプレートとしての性質を有していたとしても上記光学フィルムに用いられる基材には含まれない。
【０１３０】
上記光学フィルムに用いられる基材の光学的に負のＣプレートとしての性質は、上記光学機能層に用いる棒状化合物の種類や、本発明により製造される光学機能フィルムに求める光学的特性等に応じて適宜選択して用いればよい。なかでも本発明においては、上記基材の厚み方向レターデーション（Ｒｔｈ）が、２．５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２０ｎｍ〜７５ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記基材の厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）が、上記範囲内にあることにより、上記棒状化合物の種類を問わず、上記光学機能層においてランダムホモジニアス配向を形成することが容易になるからである。また、上記基材のＲｔｈが上記範囲内であることにより均質なランダムホモジニアス配向を形成することができるからである。
ここで、Ｒｔｈの定義、および測定方法については、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３１】
また、均質なランダムホモジニアス配向を形成するという観点からは、Ｒｔｈが上記範囲内であることに加え、面内レターデーション（Ｒｅ）が、０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０ｎｍ〜１２５ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３２】
ここで、上記光学フィルムに用いられる基材の透明度および厚みについては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
また、上記光学フィルムに用いられる基材を構成する材料は、上記光学特性を有するものであれば特に限定されない。具体的に用いられる材料としては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の「基材」の項において例示した材料と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３４】
（２）光学機能層
上記光学フィルムに用いられる光学機能層について説明する。上記光学フィルムに用いられる光学機能層は、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示すものである。
【０１３５】
上記光学機能層におけるランダムホモジニアス配向について説明する。上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において「異方性」、「分散性」および「面内配向性」の３つの特徴を有する変則ランダムホモジニアス配向について説明したが、上記光学フィルムの光学機能層におけるランダムホモジニアス配向は、上記「異方性」に替えて、「不規則性」を有するものである。したがって、上記光学フィルムの光学機能層におけるランダムホモジニアス配向は、「不規則性」、「分散性」および「面内配向性」の３つの特徴をするものであるということができる。
ここで、上記「不規則性」とは、光学機能層の表面に対して垂直方向から光学機能層を正視した場合において、棒状化合物の配列方向がランダムであることを意味するものである。
【０１３６】
上記「不規則性」について図を参照しながら説明する。図４は上述した図３(ａ）に例示する光学フィルム２０の光学機能層の表面に対して垂直方向Ａから光学フィルム２０を正視した場合の概略図である。図４に示すように、上記「不規則性」とは、光学機能層２’の表面に対して垂直方向から本発明の光学フィルム２０を正視した場合に、光学機能層２’において棒状化合物３がランダムに配列していることを示すものである。
ここで、本発明においては上記棒状化合物３の配列方向を説明するのに、図４中のａで表す分子長軸方向（以下、分子軸と称する。）を基準として考えるものとする。したがって、上記棒状化合物の配列方向がランダムであることは、上記光学機能層に含まれる棒状化合物３の分子軸ａがランダムに向いていることを意味するものである。
【０１３７】
図４に例示するような配列状態の他に、棒状化合物がコレステリック構造を有する場合であっても、上記分子軸ａの方向が全体としてランダムになるため、形式的には上記「不規則性」に該当するが、上記「不規則性」は、コレステリック構造に起因する形態は含まないものである。
【０１３８】
次に、上記「不規則性」の確認方法について説明する。上記「不規則性」は、上記光学フィルムを構成する光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）評価、および、コレステリック構造に起因する選択反射波長の有無を評価することにより確認することができる。
すなわち、上記光学フィルムを構成する光学機能層のＲｅ評価により棒状化合物がランダムに配向をしていることを確認でき、選択反射波長の有無により棒状化合物がコレステリック構造を形成していないことを確認することができる。
【０１３９】
上記棒状化合物がランダムに配向していることは、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）の値が、上記棒状化合物の配向状態がランダムであることを示す範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）が、０ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることが好ましい。ここで、上記Ｒｅの定義および測定方法については、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４０】
また、上記棒状化合物がコレステリック構造を有しないことは、例えば、株式会社島津製作所製紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３１００等）を用い、上記光学フィルムを構成する光学機能層が、選択反射波長を有していないことを確認することにより評価できる。コレステリック構造を有する場合は、その特徴としてコレステリック構造の螺旋ピッチに依存する選択反射波長を有するからである。
【０１４１】
なお、上記ランダムホモジニアス配向が有する「分散性」および「面内配向性」については、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４２】
上記光学フィルムにおける光学機能層が示す光学的一軸性とは、光学的に等方的な光学軸を１本有することを意味するものである。ここで、本発明における光学的一軸性とは、光学的に等方的な光学軸を１本有することを意味するものである。上記光学機能層が光学的一軸性を示すことは、光学機能層の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進軸方向の屈折率をｎｙ、および、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合に、ｎｘ＝ｎｙ≠ｎｚの関係が成立すること確認することにより評価することができる。
ここで、上記ｎｘ、ｎｙおよびｎｚに上記関係が成立することは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【０１４３】
また、上記光学フィルムにおける光学機能層に含まれる棒状化合物や、光学機能層に関するその他の事項についても、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項に記載した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４４】
（３）光学フィルムの作成方法
次に、本発明に用いられる光学フィルムの製造方法について説明する。本発明に用いられる光学フィルムの製造方法は、上述した基材上に、ランダムホモジニアス配向を有する光学機能層を形成できる方法であれば特に限定されないが、通常、上記基材上に、上記棒状化合物を溶媒に溶解して調製した光学機能層形成用組成物を塗工する方法が用いられる。このような方法によれば、上記棒状化合物を溶媒と共に上記基材中へ染み込ませることが可能となるため、上記棒状化合物と、上記基材を構成する材料との相互作用を強めることができる結果、上記棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向を形成し易くなるからである。以下、このような光学フィルムの製造方法について説明する。
【０１４５】
上記光学機能層形成用組成物は、通常、棒状化合物と、溶媒とからなり、必要に応じて他の化合物を含んでもよい。なお、上記光学機能層形成用組成物に用いられる棒状化合物、および基材については、上記「１．基材」および「２．光学機能層」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４６】
上記光学機能層形成用組成物に用いられる溶媒としては、上記棒状化合物を所望の濃度に溶解できるものであれば特に限定されない。このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、およびジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、本発明に用いられる溶媒は、１種類でもよく、２種類以上の溶媒の混合溶媒でもよい。
【０１４７】
本発明においては上記の溶媒の中でも、ケトン系溶媒を用いることが好ましく、なかでもシクロヘキサノンが好適に用いられる。
【０１４８】
上記光学機能層形成用組成物中における上記棒状化合物の含有量は、上記光学機能層形成用組成物を基材上に塗布する塗工方式等に応じて、上記光学機能層形成用組成物の粘度を所望の値にできる範囲内であれば得に限定されない。なかでも本発明においては、上記棒状化合物の含有量が、上記光学機能層形成用組成物中、２０質量％〜９０質量％の範囲内が好ましく、特に３０質量％〜８０質量％の範囲内が好ましく、なかでも４０質量％〜７０質量％の範囲内であることが好ましい。
【０１４９】
上記光学機能層形成用組成物中には、必要に応じて光重合開始剤を含んでもよい。特に紫外線照射により光学機能層を硬化させる処理を実施する場合には、光重合開始剤を含むことが好ましい。本発明に用いられる光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製Ｎ１７１７、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本発明では、これらの光重合開始剤を１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１５０】
さらに、上記光重合開始剤を用いる場合には、光重合開始助剤を併用することができる。このような光重合開始助剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン等の３級アミン類や、２−ジメチルアミノエチル安息香酸、４−ジメチルアミド安息香酸エチル等の安息香酸誘導体を例示することができるが、これらに限られるものではない。
【０１５１】
上記光学機能層形成用組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸とを縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミノ基エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等が挙げられる。上記光学機能層形成用組成物に対するこれら化合物の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で決定することができる。上記のような化合物を添加することにより光学機能層の機械強度が向上し、安定性が改善される場合がある。
【０１５２】
上記光学機能層形成用組成物には、必要に応じて上記以外の他の化合物を含んでもよい。他の化合物としては、本発明の光学機能フィルムの用途等に応じて、光学機能層の光学的性質を害さないものであれば特に限定されるものではない。
【０１５３】
上記光学機能層形成用組成物を配向層上に塗工する塗布方式としては、所望の平面性を達成できる方法であれば、特に限定されるものではない。具体的には、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗布方法などを例示することができるが、これに限られるものではない。
【０１５４】
上記光学機能層形成用組成物の塗膜の厚みについても、所望の平面性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、通常、０．１μｍ〜５０μｍの範囲内が好ましく、特に０．５μｍ〜３０μｍの範囲内が好ましく、なかでも０．５μｍ〜１０μｍの範囲内が好ましい。光学機能層形成用組成物の塗膜の厚みが上記範囲より薄いと光学機能層の平面性を損なってしまう場合があり、また厚みが上記範囲より厚いと、溶媒の乾燥負荷が増大し、生産性が低下してしまう可能性があるからである。
【０１５５】
上記光学機能層形成用組成物の塗膜の乾燥方法は、加熱乾燥方法、減圧乾燥方法、ギャップ乾燥方法等、一般的に用いられる乾燥方法を用いることができる。また、本発明における乾燥方法は、単一の方法に限られず、例えば残留する溶媒量に応じて順次乾燥方式を変化させる等の態様により、複数の乾燥方式を採用してもよい。
【０１５６】
上記棒状化合物として重合性材料を用いる場合、上記重合性材料を重合する方法は、特に限定されるものではなく、上記重合性材料が有する重合性官能基の種類に応じて任意に決定すればよい。なかでも本発明においては、活性放射線の照射により硬化させる方法が好ましい。活性放射線としては、重合性材料を重合することが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光を使用することが好ましく、なかでも、波長が１５０〜５００ｎｍ、好ましくは２５０〜４５０ｎｍ、さらに好ましくは３００〜４００ｎｍの照射光を用いることが好ましい。
【０１５７】
この照射光の光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）などが例示できる。なかでも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ灯等の使用が推奨される。また、照射強度は、光重合開始剤の含有量等によって適宜調整して照射することができる。
【０１５８】
２．光学フィルムの延伸方法
次に、本発明の光学機能フィルムの製造方法において上記光学フィルムを延伸する方法について説明する。
【０１５９】
上記延伸方法としては、上記光学フィルムを構成する基材を、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものにでき、かつ、上記ランダムホモジニアス配向を変則ランダムホモジニアス配向に変化させることにより光学機能層に光学的二軸性を付与できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、二軸延伸法であってもよく、または、一軸延伸法であってもよいが、本発明においては一軸延伸法が好ましい。
【０１６０】
上記一軸延伸法としては、フィルムの流れ方向に延伸する方法であってもよく、または、フィルムの流れ方向間隔を固定し、フィルムの幅方向に延伸する方法であってもよい。
【０１６１】
上記光学フィルムを延伸する延伸倍率は、本発明により製造する光学機能フィルムに求める光学的特性に応じて任意に調整すればよい。
【０１６２】
３．光学機能フィルム
次に、本発明の製造方法により製造される光学機能フィルムについて説明する。本発明により製造される光学機能フィルムは、少なくとも光学的にＡプレートまたはＢプレートとしての性質を有する基材と、上記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層とを有するものである。
このような本発明により製造される光学機能フィルムについては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６３】
Ｃ．偏光板
次に、本発明の偏光板について説明する。本発明の偏光板は、上記本発明に係る光学機能フィルムが偏光板保護フィルムとして用いられたものである。
すなわち、本発明の偏光板は、上記本発明に係る光学機能フィルムと、上記光学機能フィルムのいずれかの面上に形成された偏光子と、上記偏光子上に形成された偏光板保護フィルムと、を有することを特徴とするものである。
【０１６４】
このような本発明の偏光板について図を参照しながら説明する。図５は本発明の偏光板の一例を示す概略断面図である。図５に例示するように本発明の偏光板２０は、光学機能フィルム１０と、上記光学機能フィルム１０上に形成された、偏光子１１と、上記偏光子１１上に形成された偏光板保護フィルム１２とを有するものである。
このような例において、本発明の偏光板２０は、上記光学機能フィルム１０として本発明の光学機能フィルム１０が用いられていることを特徴とするものである。
【０１６５】
本発明によれば、上記本発明の光学機能フィルムが用いられていることにより、液晶表示装置の視野角補償機能を有し、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。
【０１６６】
なお、上記図５においては、偏光子が光学機能フィルムの基材上に形成されている例を示したが、本発明の偏光板はこのような態様に限定されるものではない。したがって、本発明の偏光板は、光学機能フィルムの光学機能層上に偏光子が形成され、されに当該偏光子上に偏光板保護フィルムが配置された構成を有するものであってもよい。
【０１６７】
本発明の偏光板は、少なくとも上記光学機能フィルム、偏光子、および、偏光板保護フィルムを有するものである。
以下、本発明の偏光板に用いられる各構成について説明する。
【０１６８】
なお、本発明に用いられる光学機能フィルムについては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６９】
１．偏光板保護フィルム
まず、本発明に用いられる偏光板保護フィルムについて説明する。本発明に用いられる偏光板保護フィルムは、本発明の偏光板において偏光子が空気中の水分等に曝されることを防止する機能と、偏光子の寸法変化を防止する機能とを有するものである。
【０１７０】
本発明に用いられる偏光板保護フィルムは、本発明の偏光板において上記偏光子を保護することができ、かつ、所望の透明性を有するものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる偏光板保護フィルムは、可視光領域における透過率が８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
ここで、上記偏光板保護フィルムの透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【０１７１】
本発明に用いられる偏光板保護フィルムを構成する材料としては、例えば、セルロース誘導体、シクロオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、アモルファスポリオレフィン、変性アクリル系ポリマー、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル類等を挙げることができる。
なかでも本発明においては、上記樹脂材料としてセルロース誘導体またはシクロオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
【０１７２】
上記セルロース誘導体としては、例えば、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において光学異方性フィルムに用いられる透明基板を構成するセルロース誘導体として説明したものと同様のものを用いることができる。
【０１７３】
一方、上記シクロオレフィン系樹脂としては、環状オレフィン（シクロオレフィン）からなるモノマーのユニットを有する樹脂であれば特に限定されるものではない。このような上記環状オレフィンからなるモノマーとしては、例えば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマー等を挙げることができる。
また、本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂としては、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）のいずれであっても好適に用いることができる
【０１７４】
本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂は上記環状オレフィンからなるモノマーの単独重合体であってもよく、または、共重合体であってもよい。
【０１７５】
また、本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂は、２３℃における飽和吸水率が１質量％以下であるものが好ましく、なかでも０．１質量％〜０．７質量％の範囲内であるものが好ましい。このようなシクロオレフィン系樹脂を用いることにより、本発明の偏光板を吸水による光学特性の変化や寸法の変化がより生じにくいものとすることができるからである。
ここで、上記飽和吸水率は、上記吸水率は、ＡＳＴＭＤ５７０に準拠し２３℃の水中で１週間浸漬して増加重量を測定することにより求められる。
【０１７６】
さらに、本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂は、ガラス転移点が１００℃〜２００℃の範囲内であるものが好ましく、特に１００℃〜１８０℃の範囲内であるものが好ましく、なかでも１００℃〜１５０℃の範囲内であるものが好ましい。ガラス転移点が上記範囲内であることにより、本発明の偏光板を耐熱性および加工適性により優れたものにできるからである。
【０１７７】
本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂からなる偏光板保護フィルムの具体例としては、例えば、Ｔｉｃｏｎａ社製 Ｔｏｐａｓ、ジェイエスアール社製 アートン、日本ゼオン社製 ＺＥＯＮＯＲ、日本ゼオン社製 ＺＥＯＮＥＸ、三井化学社製 アペル等を挙げることができる。
【０１７８】
本発明に用いられる偏光板保護フィルムとしては、上記セルロース誘導体からなるもの、および、上記シクロオレフィン系樹脂からなるもののいずれであっても好適に用いることができるが、なかでも本発明においてはシクロオレフィン系樹脂からなるものを用いることが好ましい。その理由は次の通りである。すなわち、本発明の偏光板は、一方の偏光板保護フィルムとして上記本発明に係る光学機能フィルムが用いられたものであるが、上記本発明に係る光学機能フィルムは、セルロース誘導体からなる透明基板が用いられた光学異方性フィルムが用いられているものである。したがって、上記偏光板保護フィルムとして、上記セルロース誘導体からなるものを用いると、本発明の偏光板における両面の偏光板保護フィルムがセルロース誘導体からなるものになり、その結果として、光学特性の耐久性等が損なわれてしまう恐れがある。
この点、上記シクロオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂からなる偏光板保護フィルムを用いることにより、本発明の偏光板を、片面にシクロオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂からなる偏光板保護フィルムが用いられ、他の面にセルロース誘導体が用いられた本発明の位相フィルムが用いられることになるため、上述したような懸念が少ないからである。
【０１７９】
本発明における偏光板保護フィルムの構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。
また、複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
【０１８０】
２．偏光子
次に、本発明に用いられる偏光子について説明する。本発明に用いられる偏光子は、本発明の偏光板に偏光特性を付与する機能を有するものである。
【０１８１】
本発明に用いられる偏光子は、本発明の偏光板に所望の偏光特性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的に液晶表示装置の偏光板に用いられるものを特に制限なく用いることができる。本発明においては、このような偏光子として、通常、ポリビニルアルコールフィルムが延伸されてなり、ヨウ素を含有する偏光子が用いられる。
【０１８２】
３．偏光板の製造方法
本発明の偏光板の製造方法としては、上記構成を有する偏光板を製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、通常、上記偏光子に接着剤を介して、上記偏光板保護フィルムと、上記光学機能フィルムとを貼り合わせる方法が用いられる。
また、上記光学機能フィルムと、上記偏光子とは、通常、上記光学機能フィルムの遅相軸の方向と、上記偏光子の吸収軸の方向とが互いに直行するように貼り合わされる。
なお、上記偏光板保護フィルム、上記光学機能フィルム、および、上記偏光子を貼り合わせる方法については、一般的に液晶表示装置に用いられる偏光板を製造する際に用いられる方法を用いることができる。このような方法としては、例えば、特許第３１３２１２２号公報に記載された方法等を用いることができる。
【０１８３】
また、本発明のような偏光板を工業的に作製する場合、通常、長尺に形成された偏光子、偏光板保護フィルム、および、光学機能フィルムを用い、長尺の状態でこれらを貼り合わせることにより、ロール状に巻き取られた形態の偏光板を製造する方法が用いられる。このような方法により本発明の偏光板を製造する場合、上記偏光子として、吸収軸の方向が長手方向に対して平行であるものを用い、上記光学機能フィルムとしては遅相軸の方向が長手方向に対して垂直であるものを用いることにより、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌプロセスで効率よく本発明の偏光板を製造することができる。
【０１８４】
本発明の偏光板の好ましい使用形態としては、上記光学機能フィルムを液晶セル側に、また上記偏光板保護フィルムを液晶セルとは反対側に向く様に配置するものである。このような態様で使用することにより、偏光板の耐久性と偏光板製造時における水分の排出とを両立することができる。
【０１８５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１８６】
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。
【０１８７】
１．実施例１
（光学フィルムの作製）
棒状化合物として光重合性液晶化合物（下記化合物（Ｉ）と化合物（ＩＩ）の混合物）をシクロヘキサノン及びシクロペンタノンの混合溶媒に１５質量％溶解させ、ＴＡＣフィルム（富士フィルム製、商品名ＴＦ８０ＵＬ）にバーコーティングにより乾燥後の塗工量が２．７ｇ／ｍ２になるように塗工した。次いで、４０℃１分、８０℃１分間加熱して溶剤を乾燥除去するとともに該液晶化合物を基材表面の高分子と混合配向させた。さらに、塗工面に紫外線を照射することにより、上記光重合性液晶化合物を固定化し、光学フィルムを作製した。
【０１８８】
【化５】
【０１８９】
作製した光学フィルムと、上記ＴＡＣフィルムについて、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法によりＲｔｈおよびＲｅを測定した。ここで、上記、Ｒｅ、Ｒｔｈの測定には、王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨを用いた。また、上記ヘイズの測定には日本電色工業株式会社製、商品名：ＮＤＨ２０００を用いた。さらに、上記選択反射波長の有無の確認には、株式会社島津製作所製 商品名：ＵＶ−３１００ＰＣを用いた。その結果、Ｒｔｈ＝１０４ｎｍ、Ｒｅ＝０ｎｍであった。また、ヘイズは０．２％であり、さらに、株式会社島津製作所製紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３１００）により、位相差フィルムが選択反射波長を有さないことを確認した。これにより、作製した光学フィルムの位相差層においては、上記化合物（Ｉ）および（ＩＩ）がランダムホモジニアス配向を形成していることを確認した。
【０１９０】
（光学フィルムの延伸）
次に、上記光学フィルムをホットプレート上で１６０度で５分間加熱し、延伸倍率が１．３０倍となるように延伸することにより、光学機能フィルムを作製した。作製した光学機能フィルムをサンプルとして、以下の項目の評価を行った。
【０１９１】
（１）光学的二軸性
作製した光学機能フィルムの位相差を自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）により３次元屈折率を測定した。その結果、ｎｘ＝１．６０、ｎｙ＝１．５８、および、ｎｚ＝１．５２であった。
【０１９２】
（２）変則ランダムホモジニアス配向
作製した光学機能フィルムと、上記ＴＤ８０ＵＦについて、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法によりＲｔｈおよびＲｅを測定した。ここで、上記、Ｒｅ、Ｒｔｈの測定には、王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨを用いた。また、上記ヘイズの測定には日本電色工業株式会社製、商品名：ＮＤＨ２０００を用いた。さらに、上記選択反射波長の有無の確認には、株式会社島津製作所製 商品名：ＵＶ−３１００ＰＣを用いた。測定結果から光学機能層のＲｔｈおよびＲｅを算出した結果、Ｒｔｈ＝１０４．８ｎｍ、Ｒｅ＝１１５．２ｎｍ、Ｎｚ係数が１．４１であった。また、ヘイズは０．４％であった。
さらに、紫外可視近赤外分光光度計（株式会社島津製作所製 ＵＶ−３１００）により、光学機能フィルムが選択反射波長を有さないことを確認した。
【０１９３】
（３）密着性試験
作製した光学機能フィルムについて基材と光学機能層との密着性を調べるために、剥離試験を行った。剥離試験としては、得られたサンプルに１ｍｍ角の切れ目を碁盤目状に入れ、接着テープ（ニチバン株式会社製、セロテープ（登録商標））を液晶面に貼り付け、その後テープを引き剥がし、目視により観察した。その結果、密着度は１００％であった。
密着度（％）＝（剥がれなかった部分／テープを貼り付けた領域）×１００
【０１９４】
（４）耐湿熱試験−１
サンプルを９０℃の熱水に６０分間浸し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。
【０１９５】
（５）耐湿熱試験−２
サンプルを８０℃、湿度９５％の環境下において、２４時間静置し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。また、試験後に屈折率異方性材料の染み出しも、白濁も見られなかった。
【０１９６】
（６）耐水試験
サンプルを室温（２３．５℃）下で純水に1日浸し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。
【０１９７】
（７）耐アルカリ性試験
サンプルを５５℃下でアルカリ水溶液（１．５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液)に３分間浸し、水洗、乾燥し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。また、着色も見られなかった。
【０１９８】
（８）ラマンピーク強度比
サンプルにおける光学機能層の面内方向および厚み方向のラマン分光スペクトルをレーザーラマン分光光度計（日本分光ＮＲＳ−３０００）を用いて測定した。測定条件は、露光時間は１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとした。
ここで、面内方向のラマン分光スペクトルは、直線偏光の電場振動面が光学機能層の面内の遅相軸方向および進相軸方向と一致するように測定光を入射することにより、面内の進相軸方向および面内の進相軸方向のそれぞれについて測定した。次いで、得られたスペクトルから、１６０５ｃｍ−１および２９４２ｃｍ−１におけるピーク強度からラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を算出した。
【０１９９】
また、厚み方向のラマン分光スペクトルは、直線偏光の電場振動面が光学機能層の厚み方向の切断面において、厚み方向に対して平行方向および垂直方向になるように測定光を入射することにより、厚み方向の切断面における厚み方向に対して平行方向および垂直方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１および２９４２ｃｍ−１のピーク強度とから算出することによって求めた。その結果を、以下の表１に示す。
なお、表１には、基材および延伸前の光学フィルムについてのラマンピーク強度比も示した。
【０２００】
【表１】
【０２０１】
ここで、表１中「遅相軸方向切断面」とは、光学機能フィルムの面内の遅相軸方向と平行な方向に光学機能フィルムを切断した際の切断面を意味するものである。一方、「進相軸方向切断面」とは、光学機能フィルムの面内の遅相軸方向と垂直な方向に光学機能フィル有無を切断した際の切断面を意味するものである。
【０２０２】
また、上記ラマン分光スペクトルの一例を図６に示す。図６は、光学機能フィルム全体の面内方向のラマン分光スペクトルであり、図６（ａ）は遅相軸方向に直線偏光の電場振動面が一致するように測定光を入射して測定したもの、図６（ｂ）は、進相軸方向に直線偏光の電場振動面が一致するように測定光を入射して測定したものである。上記ラマンピーク強度比は、１６０５ｃｍ−１および２９４２ｃｍ−１のピーク強度をスペクトルから読み取り、これらの値から算出したものである。
【０２０３】
２．実施例２
下記式（Ａ）に示される側鎖型ポリマー５０質量％と、下記式（Ｂ）で示される光重合性液晶５０質量％の液晶混合物、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュア９０７、光重合性化合物に対して５質量％）を、シクロヘキサノン溶液に固形分２０％になるように溶解させ、更にレベリング剤を添加することにより位相差層形成用塗工液を得た。当該位相差層形成用塗工液を上記実施例１で作製した光学機能フィルム上に塗工した後、１００℃で１分間乾燥し、そのまま室温まで冷却することにより、上記液晶混合物をホメオトロピック配向させた。さらに１００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶにて硬化させ、上記光学異方性層上に厚み１μｍの位相差層を形成することにより、位相差層付き光学機能フィルムを作製した。
【０２０４】
【化６】
【０２０５】
３．比較例１
両端に重合可能なアクリレート基を有すると共に、中央部のメソゲンと上記アクリレートの間にスペーサを有する液晶材料（下記式ＩＩＩ）を７５重量部、光重合開始剤としてイルガキュアＩｒｇ１８４（Ｃｈｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）を1重量部、溶剤としてのトルエン２５重量部を混合して、さらにカイラル剤として両末端に重合可能なアクリレート基を有するカイラル剤（下記式ＩＶ）を１０重量部加えて光学機能層形成用塗工液を調製した。
【０２０６】
【化７】
【０２０７】
面内レターデーション（Ｒｅ）を有さない厚み８０μｍのシクロオレフィン系ポリマーからなる基材（ＪＳＲ株式会社製、商品名：アートン）を用い、上記光学機能層形成用塗工液を、上記基材上にスピンコーティング法を用いて塗布した。次に、光学機能層形成用塗工液を塗布したフィルムをホットプレート上で１００℃、５分間加熱し、残存溶剤を除去し、ツイスト配向した液晶構造を発現させた。次に、塗膜に紫外線を照射し（２０ｍＪ／ｃｍ２、波長３６５ｎｍ）、液晶材料がカイラルネマチック（コレステリック）配列した４．０μｍ厚の光学機能層を得た。このとき、上記液晶材料の螺旋ピッチは１８０ｎｍであり、光学機能層の反射波長は２８０ｎｍであった。
なお、上記光学機能層が形成された基材を１４５℃で１分間加熱し、１．５倍に延伸した結果、基材と光学機能層との間で、剥離が発生し、光学機能フィルムを作製することができなかった。
【０２０８】
４．比較例２
光学異方性フィルムとしてＲｅ＝１２０ｎｍのノルボルネン系樹脂からなる基板（日本ゼオン社製 商品名：ゼオノア）を用い、当該異方性フィルム上に実施例２と同様の方法により位相差層を形成することによって光学機能フィルムを作製した。
【０２０９】
５．評価
各光学機能フィルムを片側の偏光板保護フィルムとして用いて偏光板を作製し、温度９０℃、湿度９０％ＲＨの環境下に１００時間放置するという環境試験を行い、額縁ムラ評価を行った。額縁ムラ評価は黒表示時の光漏れを目視にて評価した。その結果、実施例１及び２で作成したフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた場合、前記環境試験前後で黒表示時光漏れについて偏光板全面において目視で有意な変化は見られなかった。
ここで、実施例１、２の光学機能フィルムを用いて偏光板を作成する際には、他方の偏光板保護フィルムとして、シクロオレフィン系樹脂からなる偏光板保護フィルムを用いることができた。
しかしながら、比較例１、２において作製した光学機能フィルムを用いて偏光板を作製する際には、水分透過性の関係上、他方の偏光板保護フィルムとしてトリアセチルセルロースからなる偏光板保護フィルムを用いる他なかった。
【０２１０】
【表２】
【符号の説明】
【０２１１】
１、１’ … 基材
２、２’ … 光学機能層
３ … 棒状化合物
１０ … 光学機能フィルム
１１ … 偏光子
１２ … 偏光板保護フィルム
２０ … 光学フィルム
１０１ … 液晶セル
１０２Ａ、１０２Ａ’、１０２Ｂ、１０２Ｂ’ … 偏光板
１０３ … 位相差フィルム
１１１ … 偏光子
１１２ａ、１１２ｂ … 偏光板保護フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として液晶表示装置等に用いられる光学的二軸性を示す光学機能フィルムに関するものであり、より詳しくは、セルロース誘導体からなる基材が用いられ、かつ、棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向という新規な配列形態を具備する光学機能フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、その省電力、軽量、薄型等といった特徴を有することから、従来のＣＲＴディスプレイに替わり、近年急速に普及している。一般的な液晶表示装置としては、図７に示すように、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０４とを有するものを挙げることができる。偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０１は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａと１０２Ｂとの間に配置されている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、上記液晶セルに用いられる液晶材料の配列形態により種々の駆動方式を用いたものが知られている。今日、普及している液晶表示装置の主たるものは、ＴＮ、ＳＴＮ、ＭＶＡ、ＩＰＳ、および、ＯＣＢ等に分類される。なかでも今日においては、上記ＭＶＡ、および、ＩＰＳの駆動方式を有するものが広く普及するに至っている。
【０００４】
一方、液晶表示装置はその特有の問題点として、液晶セルや偏光板の屈折率異方性に起因する視野角依存性の問題点がある。この視野角依存性の問題は、液晶表示装置を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合とで視認される画像の色味やコントラストが変化してしまう問題である。このような視野角特性の問題は、近年の液晶表示装置の大画面化に伴って、さらにその問題の重大性を増している。
【０００５】
このような視野角依存性の問題を改善するため、現在までに様々な技術が開発されている。その代表的な方法として位相差フィルムを用いる方法がある。この位相差フィルムを用いる方法は、例えば、図８に示すように所定の光学特性を有する位相差フィルム１０３を、液晶セル１０１と偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂとの間に配置することにより、視野角依存性の問題を改善する方法である。このような方法は位相差フィルム１０３を液晶表示装置に組み込むことのみで上記視野角依存性の問題点を改善できることから、簡便に視野角特性に優れた液晶表示装置を得ることが可能な方法として広く用いられるに至っている。
【０００６】
位相差フィルムを用いて視野角特性を改善する方法としては、従来、図８に例示したように、位相差フィルムと偏光板とを別個に配置する方式が主流であったが、今日では位相差フィルムを、上記偏光板を構成する偏光板保護フィルムとして兼用する方式が主流になってきている。すなわち、図９に例示するように、一般的な液晶表示装置は、液晶セル１０１の両側に偏光板１０２Ａ、１０２Ｂが配置された構成を有するものであり、上記偏光板１０２Ａ、１０２Ｂは、通常、２枚の偏光板保護フィルム１１２ａ、１１２ｂによって偏光子１１１が挟持された構成を有するものである（図９（ａ））。そして、位相差フィルム１０３を用いて液晶表示装置の視野角特性を改善する場合、図９（ｂ）に例示するように、上記２枚の偏光板保護フィルム１１２ａ、１１２ｂのうち、内側の偏光板保護フィルム１１２ａとして位相差フィルム１０３が用いられた偏光板１０２Ａ’、１０２Ｂ’を用いることが近年の主流となっている。
【０００７】
ここで、上記位相差フィルムに要求される光学特性は、視野角特性を改善する対象となる液晶表示装置の種類に依存するものである。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置には、光学的にＡプレート及び正のＣプレートとしての性質を有する位相差フィルムが用いられている。そして、特許文献１〜３には、このようなＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられる位相差フィルムとして、光学的にＡプレートとしての性質を有するシクロオレフィン系樹脂からなる透明基板上に、光学的に正のＣプレートとしての性質を有する位相差層が形成された構成を有するものが開示されている。
このような構成を有するシクロオレフィン系樹脂からなる透明基板が用いられた位相差フィルムは、高温高湿雰囲気下においても吸湿膨張することが少なく、また、光学特性の耐久性も良好であるという利点を有するものである。
しかしながら、その一方で、このようなシクロオレフィン系樹脂からなる透明基板は透湿性が極めて低いことから、このような透明基板が用いられた位相差フィルムを、上述したような偏光板保護フィルムとして兼用すると、偏光板を作製する過程において偏光子に含有された水分が、偏光板保護フィルムを透過して蒸発することができず、偏光板の内部に密封されてしまう現象が生じてしまうという問題点があった。また、このような現象が生じると、偏光板の耐久性が著しく低下してしまい、結果として液晶表示装置自体の経時安定性を損なってしまうという問題点があった。
【０００８】
この点、代表的な液晶表示装置用光学フィルムの部材であるセルロース誘導体からなるフィルムからなる位相差フィルムは、優れた透湿性を備えるため上述したような耐久性の問題が生じることは殆どないが、一方で、所望の光学特性を備える位相差フィルムを作製することが困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１７４７２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１８５３号公報
【特許文献３】特開２００５−７００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、セルロース誘導体からなる基材が用いられた位相差フィルムであって、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、棒状化合物を有する光学機能層とを有し、光学的二軸性を示す光学機能フィルムであって、上記棒状化合物が上記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とする光学機能フィルムを提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記光学機能層内において上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることから、任意の光学的特性を備える基板を用いて光学的二軸性の発現性に優れた光学機能フィルムを得ることができる。
また本発明によれば、上記基材が透湿性に優れるセルロース誘導体からなることにより、例えば、本発明の光学機能フィルムを偏光板保護フィルムとして用いて偏光板を製造した際に、偏光子に含有された水分を、偏光板保護フィルムを通じて揮散させることができる。また、ＰＶＡを主原料とする偏光子との密着性も良好であり、かつノルボルネン系樹脂のようにライナーの必要もないことから異物の問題も少なく、歩留まりが良好であるという利点も有する。
このようなことから、本発明によればセルロース誘導体からなる基材が用いられ、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを得ることができる。
【００１３】
本発明の光学機能フィルムは、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙ、および、厚み方向の屈折率ｎｚにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係が成立することが好ましい。これにより本発明の光学機能フィルムをより光学的二軸性の発現性に優れたものにできるからである。
【００１４】
本発明の光学機能フィルムは、面内レターデーション（Ｒｅ）が７０ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）が７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。これにより本発明の光学機能フィルムが発現する光学的特性を、例えば、液晶表示装置の光学補償フィルムとしての用途に好適な範囲内とすることが容易になるからである。また、例えば、面内レターデーション（Ｒｅ）と厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）の値を制御して屈折率の関係をｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚに近づけることにより、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられる位相差フィルムのＡプレートとして使用することも可能になるという利点も有する。
【００１５】
また本発明の光学機能フィルムは、Ｎｚ係数が１．０〜２．５の範囲内であることが好ましい。これにより本発明の光学機能フィルムが発現する光学的特性を、例えば、液晶表示装置の光学補償フィルムとしての用途に好適な範囲内とすることが容易になるからである。
【００１６】
また本発明においては、上記棒状化合物が、重合性官能基を有するものであることが好ましい。上記棒状化合物が重合性官能基を有することにより、上記棒状化合物を重合して固定することが可能になるため、上記棒状化合物が上記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成している状態で固定化することにより、配列安定性に優れ、光学的特性の変化が生じにくい光学機能フィルムを得ることができるからである。
【００１７】
また本発明においては、上記棒状化合物が、重合性官能基とメソゲン基とが炭素数４以上のアルキル鎖を介して結合された構造を有するものであることが好ましい。上記棒状化合物としてこのような構造を有するものを用いることにより、本発明の光学機能フィルム全体として、光学的二軸性を示すような態様に上記棒状化合物を配列させることが容易になるからである。
【００１８】
また本発明においては、上記棒状化合物が、液晶性材料であることが好ましい。上記棒状化合物が液晶性材料であることにより、上記光学機能層を単位厚み当たりの光学的特性の発現性に優れたものにできるからである。
【００１９】
また、本発明においては面内レターデーション（Ｒｅ）の波長依存性が正分散型であることが好ましい。これにより、本発明の光学機能フィルムの光学的性質を液晶表示装置用の光学補償フィルムとして好適なものにすることができるからである。
【００２０】
また本発明においては、上記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、上記光学機能層における面内の遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましい。これにより、本発明における光学機能層を面内レターデーション（Ｒｅ）の発現性に優れたものにできるからである。
【００２１】
また本発明においては、上記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、上記光学機能層の厚み方向の切断面における、厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましい。これにより、本発明における光学機能層を厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）の発現性に優れたものにできるからである。
【００２２】
また本発明は、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的に一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、上記光学フィルムを延伸することにより、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層と、を有する光学機能フィルムを製造することを特徴とする、光学機能フィルムの製造方法を提供する。
【００２３】
本発明によれば、セルロース誘導体かなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、これを延伸することにより、上記基材を面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものとすることができる。さらに延伸により、上記ランダムホモジニアス配向を変則ランダムホモジニアス配向に変化させることができるため、上記光学機能層に光学的二軸性を付与することができる。したがって、本発明によれば、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に、変則ランダムホモジニアス配向した棒状化合物を含み、光学的二軸性を示す光学機能層が形成された光学機能フィルムを容易に形成できるため、光学特性設計の自由度の高い光学機能フィルムを簡易的に製造することができる。
【００２４】
本発明は、上記本発明の光学機能フィルムと、上記光学機能フィルムのいずれかの面上に形成された偏光子と、上記偏光子面上に形成された偏光板保護フィルムと、を有することを特徴とする、偏光板を提供する。
【００２５】
本発明によれば、上記本発明の光学機能フィルムが用いられていることにより、液晶表示装置の視野角補償機能を有し、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、セルロース誘導体からなる基材が用いられた位相差フィルムであって、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光学機能フィルムの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の光学機能フィルムの他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の光学機能フィルムの製造方法の一例を示す概略図である。
【図４】本発明に光学機能フィルムの製造方法に用いられる光学フィルムの一例を示す概略図である。
【図５】本発明の偏光板の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の光学機能フィルムの面内のラマン分光スペクトルの一例である。
【図７】一般的な液晶表示装置の一例を表す概略図である。
【図８】位相差フィルムが用いられた液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図９】位相差フィルムが用いられた液晶表示装置の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は光学機能フィルム、光学機能フィルムの製造方法、および、偏光板に関するものである。
以下、本発明の光学機能フィルム、光学機能フィルムの製造方法、および、偏光板について詳細に説明する。
【００２９】
Ａ．光学機能フィルム
まず、本発明の光学機能フィルムについて説明する。本発明の光学機能フィルムは、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、棒状化合物を有する光学機能層とを有し、光学的二軸性を示すものであって、上記棒状化合物が上記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とするものである。
【００３０】
次に、本発明の光学機能フィルムについて図を参照しながら説明する。図１は本発明の光学機能フィルムの一例を示す概略断面図である。図１に示すように本発明の光学機能フィルム１０は、セルロース誘導体からなる基材１と、上記基材１上に直接形成された光学機能層２を有するものである。
このような例において本発明の光学機能フィルム１０は、上記光学機能層２が変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物３を含むものであり、かつ、光学機能フィルム１０全体として光学的二軸性を示すことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明によれば、上記光学機能層内において上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることから、任意の光学的特性を備える基板を用いて光学的二軸性の発現性に優れた光学機能フィルムを得ることができる。
また本発明によれば、上記基材が透湿性に優れるセルロース誘導体からなることにより、例えば、本発明の光学機能フィルムを偏光板保護フィルムとして用いて偏光板を製造した際に、偏光子に含有された水分を、偏光板保護フィルムを通じて揮散させることができる。また、ＰＶＡを主原料とする偏光子との密着性も良好であり、かつノルボルネン系樹脂のようにライナーの必要もないことから異物の問題も少なく、歩留まりが良好であるという利点も有する。
このようなことから、本発明によればセルロース誘導体からなる基材が用いられ、光学特性設計の自由度の高い光学的二軸性を示す光学機能フィルムを得ることができる。
【００３２】
ここで、本発明における光学的二軸性とは、光学的に等方的な光学軸を２本有することを意味するものである。本発明の光学機能フィルムは光学的二軸性を示すことを特徴とするが、光学的二軸性を示すことは光学機能フィルムの遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進軸方向の屈折率をｎｙ、および、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合に、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立すること確認することにより評価することができる。
ここで、上記ｎｘ、ｎｙおよびｎｚに上記関係が成立することは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００３３】
次に本発明における変則ランダムホモジニアス配向について説明する。本発明における変則ランダムホモジニアス配向は、上記光学機能層中に含まれる棒状化合物が形成する配向状態であり、このような配向状態を有することにより本発明の光学機能フィルムに、配向膜を用いることなく光学的二軸性を付与できるのである。
【００３４】
本発明における棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向は、少なくとも、次の３つの特徴を有するものである。すなわち、本発明における上記変則ランダムホモジニアス配向は、
第１に光学機能層の表面に対して垂直方向から光学機能層を正視した場合において、棒状化合物の配列方向が異方性を有すること（以下、単に「異方性」と称する場合がある。）、
第２に光学機能層において棒状化合物が形成するドメインの大きさが可視光領域の波長よりも小さいこと（以下、単に「分散性」と称する場合がある）、
第３に光学機能層において棒状化合物分子が、該光学機能層の表面に平行な平面（図１の例ではｘｙ平面に平行な面）に存在していること（以下、単に「面内配向性」と称する場合がある。）、
を少なくとも備えるものである。
【００３５】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向について図を参照しながら説明する。図２（ａ）は上述した図１中のＡで表す光学機能層の表面（ｘｙ平面）に対して垂直方向（法線方向、即ちｚ方向）から本発明の光学機能フィルムを正視した場合の概略図である。また、図２（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【００３６】
まず、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」について図２（ａ）を参照しながら説明する。上記「異方性」は、図２（ａ）に示すように、光学機能層２の表面に対して垂直方向から本発明の光学機能フィルム１０を正視した場合に、光学機能層２において棒状化合物３が平均的に一方向に配列していることを示すものである。
即ち、ｘｙ平面（光学機能層表面）内の各方向に配向する各棒状化合物分子の確率分布函数（確率密度関数）を求めると、該確率分布関数はｘｙ平面内の特定方向（図２の例ではｘ方向）にピーク（平均配向方向）を有し、且つ配向方向には所定の分散（配向方向のバラツキ幅）を有する様に分布しているということである。更に言い換えれば、該棒状化合物分子の長軸の配向方向は、完全に全分子が平行に揃っているのでは無く、また完全に乱雑でも無い。その一例を図示したものが図２である。
ここで、本発明においては上記棒状化合物３の配列方向を説明するのに、図２（ａ）中のａで表す分子長軸方向（以下、分子軸と称する。）を基準として考えるものとする。したがって、上記棒状化合物が一方向に配列しているということは、上記光学機能層に含まれる棒状化合物３の分子軸ａが平均的には一方向に向いていることを意味する。
このように本発明における上記「異方性」は、上記棒状化合物が完全に一方向に配列していることまでを要求するものではなく、上記棒状化合物の配列方向が平均的に一方向に配列している程度で足り、その程度は光学機能層に所望の光学的二軸性を付与できる程度でよい。このような「異方性」の程度については後述する。
【００３７】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」について図２（ａ）を参照しながら説明する。上記「分散性」は、図２（ａ）に示すように、光学機能層２において棒状化合物３がドメインｂを形成している場合に、ドメインｂの大きさが可視光領域の波長よりも小さいことを示すものである。本発明においては、上記ドメインｂの大きさが小さい程好ましいものであり、棒状化合物が単分子で分散している状態が最も好ましいものである。
【００３８】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」について図２（ｂ）を参照しながら説明する。上記「面内配向性」は、図２（ｂ）に示すように、光学機能層２において棒状化合物３が、分子軸ａを光学機能層３の法線方向Ａ（図１に於けるｚ方向に対応）に対して略垂直（図１に於けるｘｙ平面に略平行）になるように配向していることを意味する。本発明における上記「面内配向性」としては、図２（ｂ）に示すように、上記光学機能層２におけるすべての棒状化合物３の分子軸ａが上記法線方向Ａに対して略垂直になっている場合のみを意味するものではなく、例えば図２（ｃ）に示すように、上記光学機能層２に分子軸ａ’が上記法線方向Ａと垂直でない棒状化合物３が存在していたとしても、光学機能層３中に存在する棒状化合物３の分子軸ａの平均的な方向が上記法線方向Ａに対して略垂直である場合を含むものである。
即ち、図２に於いて、個々の棒状化合物分子の分子軸方向は分布を持っていても、棒状化合物の全分子について平均化した分子軸方向は実質上ｘｙ平面内に存在する。
【００３９】
本発明の光学機能フィルムは、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることにより、図１に示すｘ方向の屈折率ｎｘと、ｙ方向の屈折率ｎｙと、ｚ方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係が成立させることが容易となるから、本発明の光学機能フィルムは光学的二軸性を発現するものになる。
【００４０】
以上説明したように、本発明における変則ランダムホモジニアス配向は、上記「異方性」、「分散性」および「面内配向性」を示すことを特徴とするが、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成していることは、以下の方法により確認することができる。
【００４１】
まず、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」の確認方法について説明する。上記「異方性」は、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層の面内レターデーション（以下、単に「Ｒｅ」と称する場合がある。）を評価することにより確認することができる。
【００４２】
上記棒状化合物が上記「異方性」を有していることは、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）の値が、光学機能層が光学的二軸性を示すことが可能な範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）が、５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の範囲内であることが好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記Ｒｅは、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層の面内における遅相軸方向（屈折率が最も大きい方向）の屈折率ｎｘおよび、進相軸方向（屈折率が最も小さい方向）の屈折率ｎｙ、光学機能層の厚みｄ（ｎｍ）とにより、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄの式で表される値である。
【００４３】
上記光学機能層のＲｅは、例えば、光学機能フィルムのＲｅから光学機能層以外の層が示すＲｅを差し引くことにより求めることができる。すなわち、光学機能フィルム全体、および、光学機能フィルムから光学機能層を切除したものについてＲｅ測定し、前者のＲｅから後者のＲｅを差し引くことにより光学機能層のＲｅを求めることができる。Ｒｅは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００４４】
なお、上記棒状化合物として２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものが用いられている場合、上記「異方性」は、上記光学機能層の面内方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を測定することによっても確認することができる。すなわち、本発明における光学機能層の面内における遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）よりも大きいことを確認することにより、上記「異方性」を備えることを確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層の面内における遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内における進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましく、特に１．１５倍以上であることが好ましく、さらに１．２０倍〜３．００倍の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
なお、ここで、「ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）」とは、ラマンスペクトル中における（波数１６０５ｃｍ−１のスペクトル光強度／波数２９４２ｃｍ−１のスペクトル光強度）の比を意味する。
【００４６】
ここで、本発明における上記ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）は、例えば、レーザーラマン分光光度計（日本分光：ＮＲＳ−３０００）を用いて、直線偏光の電場振動面が光学機能層の面内における遅相軸方向および進相軸方向に一致するように測定光を入射することにより、面内の進相軸方向および面内の進相軸方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１（Ｃ−Ｈ結合由来ピーク）のピーク強度と、２９４２ｃｍ−１（ベンゼン環由来ピーク）のピーク強度とを評価することによって求めることができる。また、上記レーザーラマン分光光度計を用いてラマンスペクトルを測定する条件は、露光時間１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとする。
【００４７】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」の確認方法について説明する。上記「分散性」は、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層のヘイズ値が、上記棒状化合物のドメインの大きさが可視光領域の波長以下であることを示す範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層のヘイズ値が０％〜５％の範囲内であることが好ましく、特に０％〜１％の範囲内であることがこのましく、さらには０％〜０．５％の範囲内であることが好ましい。
【００４８】
ここで、光学機能層のヘイズ値は、例えば、光学機能フィルムのヘイズ値から光学機能層以外の層のヘイズ値を差し引くことにより求めることができる。すなわち、光学機能フィルム全体、および、光学機能フィルムから光学機能層を切除したものについてヘイズ値を測定し、前者のヘイズ値から後者のヘイズ値を差し引くことにより光学機能層のヘイズ値を求めることができる。上記ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定した値を用いるものとする。
【００４９】
本発明における上記ドメインの大きさは可視光の波長以下であるが、具体的な大きさとしては、３８０ｎｍ以下であるであることが好ましく、なかでも３５０ｎｍ以下であることが好ましく、特に２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本発明においては上記棒状化合物が単分子分散していることが好ましいため、上記ドメインの大きさの下限値は、棒状化合物の単分子の大きさである。このようなドメインの大きさは、偏光顕微鏡や、ＡＦＭ、ＳＥＭ、またはＴＥＭにより光学機能層を観察することにより評価することができる。
【００５０】
次に、本発明における変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」の確認方法について説明する。上記「面内配向性」は、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層のＲｅが上述した範囲にあること、および、本発明における光学機能層が光学的二軸性を発現することが可能な程度の厚み方向のレターデーション（以下、単に「Ｒｔｈ」渡渉する場合がある。）を有することにより確認することができる。なかでも本発明における光学機能層のＲｔｈは、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記Ｒｔｈは、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層の面内における、遅相軸方向（屈折率が最も大きい方向）の屈折率ｎｘ、および、進相軸方向（屈折率が最も小さい方向）の屈折率ｎｙと、厚み方向の屈折率ｎｚと、光学機能層の厚みｄ（ｎｍ）とにより、Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄの式で表される値である。
なお、本発明におけるＲｔｈ値は、上記式で表される値の絶対値を指すものとする。
【００５１】
上記光学機能層のＲｔｈは、例えば、光学機能フィルムのＲｔｈから光学機能層以外の層が示すＲｔｈを差し引くことにより求めることができる。すなわち、光学機能フィルム全体、および、光学機能フィルムから光学機能層を切除したものについてＲｔｈ測定し、前者のＲｔｈから後者のＲｔｈを差し引くことにより光学機能層のＲｔｈを求めることができる。Ｒｔｈは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【００５２】
なお、上記棒状化合物として２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものが用いられている場合、上記「面内配向性」は、上記光学機能層の厚み方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を測定することによっても確認することができる。すなわち、上記光学機能層の厚み方向の切断面における厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）よりも大きいことにより、上記「面内配向性」を備えることを確認することができる。なかでも本発明においては、上記光学機能層の厚み方向の切断面における厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることが好ましく、特に１．５０倍以上であることが好ましく、さらに１．２０倍〜３．００倍の範囲内であることが好ましい。
【００５３】
なお、ここで、「ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）」とは、ラマンスペクトル中における（波数１６０５ｃｍ−１のスペクトル光強度／波数２９４２ｃｍ−１のスペクトル光強度）の比を意味する。
【００５４】
ここで、本発明における上記ラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）は、例えば、レーザーラマン分光光度計（日本分光：ＮＲＳ−３０００）を用いて、直線偏光の電場振動面が光学機能層の厚み方向の切断面において、厚み方向に対して平行方向および垂直方向に一致するように測定光を入射することにより、厚み方向の切断面における厚み方向に対して平行方向および垂直方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１（Ｃ−Ｈ結合由来ピーク）のピーク強度と、２９４２ｃｍ−１（ベンゼン環由来ピーク）のピーク強度とを評価することによって求めることができる。また、上記レーザーラマン分光光度計を用いてラマンスペクトルを測定する条件は、露光時間１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとする。
なお、上記光学機能層の上記ラマンピーク強度比は、例えば、光学機能フィルムを厚み方向に切断して切片を作製した後、上記光学機能層に相当する部位のみのラマン分光スペクトルを測定することにより求めることができる。
【００５５】
本発明の光学機能フィルムは、上述したとおり基材と、基材上に直接形成された光学機能層とを有するものである。以下、このような本発明の光学機能フィルムの各構成について詳細に説明する。
【００５６】
１．光学機能層
まず、本発明の光学機能フィルムを構成する光学機能層について説明する。本発明における光学機能層は、後述する基材上に直接形成されるものであり、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含むものである。
以下、このような光学機能層について詳細に説明する。
【００５７】
（１）棒状化合物
本発明に用いられる棒状化合物について説明する。本発明に用いられる棒状化合物は、光学機能層において変則ランダムホモジニアス配向を形成でき、かつ、分子内に屈折率異方性を有するものであれば特に限定されない。
ここで、本発明における「棒状化合物」とは、分子構造の主骨格が棒状となってものを指し、このような棒状の主骨格を有する化合物としては、例えば、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類を挙げることができる。また、以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。
【００５８】
本発明においては、上記のいずれの分類に属する棒状化合物であっても好適に用いることができるが、なかでも２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであることが好ましく、特に２以上の複数のベンゼン環が互いにエステル結合で結合された棒状の主骨格を有するものであることが好ましい。このような構造を有する棒状化合物は、分子内の屈折率異方性が大きいため、光学機能層内で配列されることにより光学機能層に、高い位相差性を付与することが可能になるからである。
【００５９】
本発明に用いられる棒状化合物は、分子量が比較的小さいものが好適に用いられる。具体的には、分子量が２００〜１２００の範囲内、特に４００〜８００の範囲内の化合物が好適に用いられる。分子量が上記範囲内であることにより、棒状化合物が後述する基材へ浸透しやすくなるため、基材と光学機能層との接着部位における「混合」状態を形成し易くなり、基材と光学機能層との密着性を向上させることができるからである。
なお、後述する重合性官能基を有する材料であって、光学機能層において重合される棒状化合物については、重合前の分子量を示すものとする。
【００６０】
また、本発明に用いられる棒状化合物は、分子内に重合性官能基を有する重合性棒状化合物が好適に用いられ、なかでも３次元架橋可能な重合性官能基を有するものが好ましい。上記棒状化合物が重合性官能基を有することにより、上記棒状化合物を重合して固定することが可能になるため、上記棒状化合物が変則ランダムホモジニアス配向を形成している状態で固定化することにより、配列安定性に優れ、光学的特性の変化が生じにくい光学機能フィルムを得ることができるからである。また、本発明においては上記重合性官能基を有する棒状化合物と、上記重合性官能基を有さない棒状化合物とを混合して用いてもよい。
【００６１】
なお、「３次元架橋」とは、液晶性分子を互いに３次元に重合して、網目（ネットワー
ク）構造の状態にすることを意味する。
【００６２】
上記重合性官能基としては、特に限定されるものではなく、紫外線、電子線等の電離放射線、或いは熱の作用によって重合する各種重合性官能基が用いられる。これら重合性官能基の代表例としては、ラジカル重合性官能基、或いはカチオン重合性官能基等が挙げられる。さらにラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例としては、置換基を有するもしくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。又、カチオン重合性官能基の具体例としては、エポキシ基等が挙げられる。その他、重合性官能基としては、例えば、イソシアネート基、不飽和三重結合等が挙げられる。これらの中でもプロセス上の点から、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が好適に用いられる。
【００６３】
本発明に用いられる重合性棒状化合物としては、複数の重合性官能基を有する多官能重合性棒状化合物と、単一の重合性官能基を有する単官能重合性棒状化合物とを挙げることができるが、本発明においてはいずれであっても好適に用いることができる。
【００６４】
本発明に用いられる重合性棒状化合物としては、上述した重合性官能基を有するものであれば特に限定されるものではないが、なかでも重合性官能基と、メソゲン基とがアルキル鎖で結合された分子構造を有するものが用られることが好ましい。このような構造を有するものを用いることにより、本発明の光学機能フィルム全体として、光学的二軸性を示すような態様に上記棒状化合物を配列させることが容易になるからである。
【００６５】
上記アルキル鎖の長さは、本発明の光学機能フィルムの用途等に応じて、所望の光学特性を発現できる程度に任意に決定することができる。なかでも本発明においては、上記アルキル鎖を構成する炭素数が４以上であることが好ましく、５〜１２の範囲内であることがより好ましく、６〜１０の範囲内であることがさらに好ましい。上記炭素数が上記範囲内であることにより、上記重合性棒状化合物が備えるメソゲン基をより分子配向の自由度の高いものにできるため、上記光学機能層の光学異方性の発現性をさらに向上することができるからである。
なお、本発明における上記「アルキル鎖を構成する炭素数」とは、上記重合性官能基と上記メソゲン基とを結合するアルキル基の主鎖部分を構成する炭素原子の数を意味するものとする。したがって、例えば、上記アルキル基が側鎖を有する分岐鎖状である場合、側鎖を構成する炭素原子の数は、上記「アルキル鎖を構成する炭素数」に含まれないものとする。
【００６６】
また、本発明に用いられるアルキル鎖は、炭素数が上記範囲内のものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明に用いられるアルキル鎖としては、側鎖を有さない直鎖状のものであってもよく、または、側鎖を有する分岐鎖状のものであってもよい。また、飽和結合のみからなる飽和アルキル鎖であってもよく、または、不飽和結合を有する不飽和アルキル鎖であってもよい。さらには、炭化水素鎖に任意の官能基が結合された構造を有するものであってもよい。
【００６７】
また、本発明において上記多官能重合性棒状化合物を用いる場合、各重合性官能基に結合されたアルキル鎖を構成する炭素数は、すべて同一であってもよく、または、異なっていてもよい。
【００６８】
上記重合性棒状化合物に用いられるメソゲン基としては、棒状構造を有し、規則的に配列することにより上記光学異方性層に所定の光学異方性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられるメソゲン基は、棒状構造を有するメソゲン基のなかでも液晶性を示すものが好ましい。液晶性を示すメソゲン基を用いることにより、本発明に用いられる棒状化合物を、液晶性を示す液晶性材料とすることができるため、光学機能層を単位厚み当たりの光学的特性の発現性に優れたものにできるからである。
【００６９】
上記メソゲン基として液晶性を有するものを用いる場合、上記メソゲン基が示す液晶相の種類は特に限定されるものではない。このような液晶相としては、例えば、ネマチック相、コレステリック相、および、スメクチック相等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの液晶相を示すメソゲン基であっても好適に用いることができるが、なかでも、ネマチック相を示すメソゲン基を用いることが好ましい。ネマチック相を示すメソゲン基は、他の液晶相を示すメソゲン基と比較して規則的に配列させることが容易であるからである。
【００７０】
このようなメソゲン基の具体例としては、例えば、下記式（１）〜（１１）で表される環構造が直接あるいは結合基で２つ以上連結したものを挙げることができる。
【００７１】
【化１】
【００７２】
ここで、上記式（１）〜（１１）の環構造における任意の水素は、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＮＯ２、または、１〜７個の炭素原子を有するアルキルで置き換えられてもよい。この１〜７個の炭素原子を有するアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−に、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００７３】
また、上記結合基としては、上記環構造を所定の距離で結合できるものであれば特に限定されるものではない。このような連結基としては、例えば、下記式（１２）〜（２３）で表されるものを挙げることができる。
【００７４】
【化２】
【００７５】
本発明に用いられる棒状化合物の具体例としては、例えば、下記式（ａ）〜（ｆ）で表される化合物を例示することができる。
【００７６】
【化３】
【００７７】
ここで、化学式（ａ）、（ｂ）、（ｅ）および（ｆ）で示される液晶性材料は、Ｄ．Ｊ．Ｂｒｏｅｒら、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．１９０,３２０１−３２１５（１９８９）、またはＤ.Ｊ.Ｂｒｏｅｒら、Ｍａｋｒｏｍｏｌ.Ｃｈｅｍ.１９０,２２５５−２２６８（１９８９）に開示された方法に従い、あるいはそれに類似して調製することができる。また、化学式（ｃ）および（ｄ）で示される液晶性材料の調製は、ＤＥ１９５,０４,２２４に開示されている。
【００７８】
また、末端にアクリレート基を有するネマチック液晶性材料の具体例としては、下記化
学式（ｇ）〜（ｑ）に示すものも挙げられる。
【００７９】
【化４】
【００８０】
なお、本発明において上記棒状化合物は、１種類のみを用いてもよく、または、２種以上を混合して用いてもよい。
例えば、上記棒状化合物として、両末端に重合性官能基を１つ以上有する液晶性材料と、片末端に重合性官能基を１つ以上有する液晶性材料とを混合して用いると、両者の配合比の調整により重合密度（架橋密度）及び光学的特性を任意に調整できる点から好ましい。
【００８１】
（２）他の化合物
本発明における光学機能層には、上記棒状化合物以外に他の化合物を含んでもよい。このような他の化合物としては、上記棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向を乱すものでなければ特に限定されない。このような他の化合物としては、例えば、一般的にハードコート剤に用いられる重合可能な材料をあげることができる。
【００８２】
上記重合可能な材料としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸とを縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミノ基エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等を挙げることができる。
【００８３】
（３）光学機能層
本発明における光学機能層は、後述する基材上に直接形成されているものである。光学機能層が基材上に直接形成されていることにより、本発明の光学機能フィルムを、光学機能層と基材との密着性に優れたものにできる。
このように基材上に光学機能層が直接形成されることにより両者の密着力が向上するのは次のような機構によるものと解される。すなわち、基材上に光学機能層が直接形成されることにより、光学機能層に含まれる棒状分子が基材の表面から基材中へ浸透したり、または、光学機能層を形成する際に用いる溶媒によっては、基材の表面が溶解し、棒状化合物と基材が混合されることができるため、基材と光学機能層との接着部においては明確な界面が存在せず、両者が「混合」された形態となる。このため、従来の界面相互作用による接着と比較して、著しく密着性が改善されるものと考えられる。
【００８４】
さらに、従来の配向層を有する光学機能フィルムにおいては、配向層と光学機能層との界面や、配向層と基材との界面において光が多重反射し、干渉ムラが生じるという問題点もあったが、本発明の光学機能フィルムは配向層を有さず、また、上記基材と上記光学機能層との接着部は「混合」状態となっているため明確な界面が存在しない。したがって、本発明の光学機能フィルムは上記多重反射を生じることが無く、干渉ムラによる品質の低下が生じることが無いという利点を有する。
【００８５】
本発明における光学機能層の厚みは、上記棒状化合物の種類に応じて、光学機能層に所望の光学的特性を付与できる範囲内であれば特に限定されない。なかでも本発明においては光学機能層の厚みが０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、特に１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。光学機能層の厚みが上記範囲よりも厚いと、変則ランダムホモジニアス配向の特徴の一つである「面内配向性」が損なわれる結果、所望の光学的特性が得られない可能性があるからである。また、上記範囲よりも薄いと、上記棒状化合物の種類によっては、目標の光学的特性が得られない可能性があるからである。
【００８６】
本発明における光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）は、上記変則ランダムホモジニアス配向が具備する「異方性」および「面内配向性」の観点から、上述した通り５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内が好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内が好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内が好ましい。ここで、Ｒｅ値の定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【００８７】
また、本発明における光学機能層は、光学機能層のレターデーション値（Ｒｅ（ｎｍ））を光学機能層の厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｅ／ｄ）が、０．５〜６００の範囲内であることが好ましく、なかでも２〜４００の範囲内であることが好ましく、特に１３〜１５０の範囲内であることが好ましい。
【００８８】
また、本発明における光学機能層の厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）は、上記変則ランダムホモジニアス配向が具備する「面内配向性」の観点から、上述した通り５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内が好ましく、なかでも７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内が好ましく、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内が好ましい。
ここで、Ｒｔｈ値の定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【００８９】
また、本発明における光学機能層は、光学機能層の厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ（ｎｍ））を光学機能層の厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｔｈ／ｄ）が、５〜８００の範囲内であることが好ましく、なかでも１５〜６００の範囲内であることが好ましく、特に３３〜２５０の範囲内であることが好ましい。
【００９０】
また、本発明における光学機能層のヘイズは、上記変則ランダムホモジニアス配向が具備する「分散性」の観点から、上述した通り、０％〜５％の範囲内が好ましく、なかでも０％〜１％の範囲内が好ましく、特に０％〜０．５％の範囲内が好ましい。ここで、ヘイズの定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【００９１】
本発明における光学機能層の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。なお、光学機能層が複数層から構成される場合は、少なくとも基材上に直接積層された光学機能層が、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を有すればよい。
【００９２】
２．基材
次に本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、セルロース誘導体からなるものである。本発明に用いられるセルロース誘導体としては、基材に所望の光学特性および物理的特性を付与することができるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては上記セルロース誘導体としてセルロースエステル類が用いられることが好ましい。さらに、セルロースエステル類の中でもセルロースアシレート類が用いられることが好ましい。セルロースアシレート類は工業的に広く用いられていることから、入手容易性の点において有利だからである。
【００９３】
上記セルロースアシレート類としては、炭素数２〜４の低級脂肪酸エステルが用いられることが好ましい。このような低級脂肪酸エステルとしては、例えばセルロースアセテートのように、単一の低級脂肪酸エステルのみを含むものでもよく、また、例えばセルロースアセテートブチレートやセルロースアセテートプロピオネートのような複数の低級脂肪酸エステルを含むものであってもよい。
【００９４】
本発明においては、上記低級脂肪酸エステルの中でもセルロースアセテートを特に好適に用いることができる。セルロースアセテートとしては、平均酢化度が５７．５〜６２．５％（置換度：２．６〜３．０）のトリアセチルセルロースを用いることが最も好ましい。トリアセチルセルロースは、比較的嵩高い側鎖を有する分子構造を有することから、トリアセチルセルロースから基材を構成することにより、上記光学機能層を形成する棒状化合物が基材に浸透し易いため、基材と光学機能層との密着性をより向上することできるからである。また、トリアセチルセルロースは、光学的に負のＣプレートとしての性質を発現しやすいことから、上記棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向を形成することが容易になるからである。ここで、酢化度とは、セルロース単位質量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算により求めることができる。なお、トリアセチルセルロースフィルムを構成するトリアセチルセルロースの酢化度は、フィルム中に含まれる可塑剤等の不純物を除去した後、上記の方法により求めることができる。
【００９５】
本発明に用いられる基材としては、本発明の光学機能フィルムに求める光学的特性に応じて、任意の光学的特性を有するものを用いることができる。なかでも本発明においては、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙにｎｘ≠ｎｙの関係が成立するもの、または、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙ、および、厚み方向の屈折率ｎｚにｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものであることが好ましい。
ここで、上記ｎｘ、ｎｙにｎｘ≠ｎｙの関係が成立する場合、本発明に用いられる基材は光学的にＡプレートとしての性質を有するものとなる。また、上記ｎｘ、ｎｙ、ｎｘにｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する場合、本発明に用いられる基材は光学的にＢプレートとしての性質、すなわち光学的二軸性を有するものとなる。上記「上記光学的にＢプレートとしての性質」は、具体的にはＲｔｈ≠（Ｒｅ／２）である状態を指すものである。
なお、上記ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚは、ｎｘ≠ｎｙ、かつ、ｎｙ≠ｎｚ、かつ、ｎｚ≠ｎｘを意味するものである。
【００９６】
本発明に用いられる基材の面内レターデーション（Ｒｅ）は５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。基材の面内レターデーション（Ｒｅ）が、上記範囲内にあることにより、上記棒状化合物の種類を問わず、上記光学機能層において変則ランダムホモジニアス配向を形成することが容易になるからである。
なお、上記基材のＲｅの測定方法としては、上述した光学機能層のＲｅの測定方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９７】
また、均質な変則ランダムホモジニアス配向を形成するという観点からは、Ｒｅが上記範囲内であることに加え、基材の厚み方向レターデーション（Ｒｔｈ）が２．５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２０ｎｍ〜７５ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、Ｒｔｈの定義、および、測定方法については、上記「１．光学機能層」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９８】
本発明に用いられる基材の透明度は、本発明の光学機能フィルムに求める透明性等に応じて任意に決定すればよいが、通常、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。透過率が低いと、上記棒状化合物等の選択幅が狭くなってしまう場合があるからである。ここで、基材の透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【００９９】
本発明に用いられる基材の厚みは、本発明の光学機能フィルムの用途等に応じて、必要な自己支持性を有するものであれば特に限定されないが、通常、１０μｍ〜１８８μｍの範囲内が好ましく、特に２０μｍ〜１２５μｍの範囲内が好ましく、特に３０μｍ〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。基材の厚みが上記の範囲よりも薄いと、本発明の光学機能フィルムに必要な自己支持性が得られない場合があるからである。また、厚みが上記の範囲よりも厚いと、例えば、本発明の光学機能フィルムを裁断加工する際に、加工屑が増加したり、裁断刃の磨耗が早くなってしまう場合があるからである。
【０１００】
本発明における基材の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
異なった組成を有する複数の層が積層された基材の構成としては、例えば、トリアセチルセルロース等の上記棒状化合物を変則ランダムホモジニアス配向させる材料からなるフィルムと、透水性や自己支持性に優れる支持体とを積層する態様を例示することができる。
【０１０１】
３．光学機能フィルム
本発明の光学機能フィルムは、基材上に光学機能層を直接形成することを一つの特徴とするため、上記光学機能層に含まれる棒状化合物が、上記基材に浸透し、基材と光学機能層との接着部には両者が「混合」された混合領域が形成される。このような混合領域の厚みは、上記変則ランダムホモジニアス配向を形成することができ、かつ、基材と光学機能層との密着力を所望の範囲にできる状態であれば特に限定されない。なかでも本発明においては、上記混合領域の厚みが０．１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１０２】
また、上記混合領域における棒状化合物の分布状態についても、上記変則ランダムホモジニアス配向を形成することができ、かつ、基材と光学機能層との密着力を所望の範囲にできる状態であれば特に限定されない。上記棒状化合物の分布状態としては、基材の厚み方向に対して均一に存在する態様と、基材の厚み方向に対して濃度勾配を有する態様とを例示できるが、本発明においてはいずれの態様も好適に用いることができる。
【０１０３】
なお、上記混合領域の存在確認と、上記混合領域における棒状化合物の分布状態の確認は、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法により確認することができる。
【０１０４】
本発明の光学機能フィルムは、上記基材および光学機能層以外に他の層を有していてもよい。このような他の層としては、例えば、反射防止層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、および、帯電防止層等を挙げることができる。
【０１０５】
本発明に用いられる反射防止層としては、特に限定されないが、例えば、透明基材フィルム上に、該透明基材よりも低屈折率の物質からなる低屈折率層を形成したもの、或いは透明基材フィルム上に、該透明基材よりも高屈折率の物質からなる高屈折率層、及び該透明基材よりも低屈折率の物質からなる低屈折率層とを、この順に、交互に、各１層ずつ以上積層したものなどが挙げられる。これら高屈折率層、及び低屈折率層は、層の幾何学的厚みと屈折率との積で表される光学厚みが反射防止すべき光の波長の１／４となるように、真空蒸着、塗工等により形成される。高屈折率層の構成材料としては、酸化チタン、硫化亜鉛等が、低屈折率層の構成材料としては、弗化マグネシウム、氷晶石等が用いられる。
【０１０６】
また、本発明に用いられる紫外線吸収層としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等のフィルム中に、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物等から成る紫外線吸収剤を添加して成膜したものが挙げられる。
【０１０７】
また、本発明に用いられる赤外線吸収層としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル樹脂等のフィルム基材上に赤外線吸収層を塗工等により形成したものが挙げられる。赤外線吸収層としては、例えば、ジインモニウム系化合物、フタロシアニン系化合物等から成る赤外線吸収剤を、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等から成るバインダー樹脂中に添加して成膜したものが用いられる。
【０１０８】
また、本発明に用いられる帯電防止層としては、例えば、第４級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第１〜３級アミノ基等のカチオン性基を有する各種のカチオン性帯電防止剤；スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基等のアニオン性基を有するアニオン系帯電防止剤；アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系等の両性帯電防止剤；アミノアルコール系、グリセリン系、ポリエチレングリコール系等のノニオン性の帯電防止剤；、上記帯電防止剤を高分子量化した高分子型帯電防止剤；第３級アミノ基や第４級アンモニウム基を有し、電離放射線により重合可能なモノマーやオリゴノマー、例えば、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートモノマー、それらの第４級化合物等の重合性帯電防止剤等の帯電防止剤を添加して成膜したものが挙げられる。
【０１０９】
本発明の光学機能フィルムの厚みは、所望の光学的特性を発現できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、通常、１０μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、特に２０μｍ〜１３５μｍの範囲内であることが好ましく、さらには３０μｍ〜９０μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１０】
また本発明の光学機能フィルムは、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定したヘイズ値が０％〜５％の範囲内であることが好ましく、特に０％〜１％の範囲内であることが好ましく、なかでも０％〜０．５％の範囲内であることが好ましい。
【０１１１】
また、本発明の光学機能フィルムの厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）は、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。さらに、面内レターデーション（Ｒｅ）は、５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に７０〜１８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ＲｅおよびＲｔｈが上記範囲内であることにより、本発明の光学機能フィルムを、液晶表示装置の視野角特性を改善するのに好適な位相差フィルムとして用いることが可能になるからである。
ここで、Ｒｅ値、Ｒｔｈ値の定義および測定方法については上述した通りであるため、ここでの説明は省略する。
【０１１２】
上記面内レターデーション（Ｒｅ）値、および厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ）は、波長依存性を有していてもよい。波長依存性は、長波長側の方が短波長側よりも値が大きい逆分散でもよく、また、短波長側の方が、長波長側よりも値が大きい正分散でもよい。なかでも本発明の光学機能フィルムは、面内レターデーション（Ｒｅ）の波長依存性が、正分散型であることが好ましい。これにより、本発明の光学機能フィルムの光学的性質を液晶表示装置用の光学補償フィルムとして好適なものにすることができるからである。
【０１１３】
また、本発明の光学機能フィルムは、厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ（ｎｍ））を厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｔｈ／ｄ）が、０．２５〜４０の範囲内であることが好ましく、なかでも０．６〜１５の範囲内であることが好ましく、特に１．１〜８．３の範囲内であることが好ましい。
【０１１４】
また、本発明の光学機能フィルムは、レターデーション値（Ｒｅ（ｎｍ））を厚み（ｄ（μｍ））で除した値（Ｒｅ／ｄ）が、０．０２５〜３０の範囲内であることが好ましく、なかでも０．０５〜１０の範囲内であることが好ましく、特に０．４４〜５の範囲内であることが好ましい。
【０１１５】
さらに、本発明の光学機能フィルムは、Ｎｚ係数が１．０〜２．５の範囲内であることが好ましい。ここで、上記Ｎｚ係数とは、本発明の光学機能フィルムが備える屈折率楕円体の形状を示すパラメーターであり、
Ｎｚ＝（Ｒｔｈ／Ｒｅ）＋０．５
の式で表されるものである。
【０１１６】
４．光学機能フィルムの用途
本発明の光学機能フィルムの用途としては、特に限定されるものではなく、光学的機能フィルムとして種々の用途に用いることができる。本発明の光学機能フィルムの具体的な用途としては、例えば、液晶表示装置に用いられる光学補償板（例えば、視角補償板）、楕円偏光板、輝度向上板等を挙げることができるが、なかでもＡプレートまたはＢプレートとしての用途に用いることができる。このようにＡプレートまたはＢプレートである光学補償板として用いられる場合は、ＶＡモードもしくはＯＣＢモードなどの液晶層を有する液晶表示装置に好適に用いられる。
【０１１７】
また本発明の光学機能フィルムは、偏光層と貼り合わせることにより、偏光フィルムとしての用途にも用いることができる。偏光フィルムは、通常偏光層とその両表面に保護層が形成されてなるものであるが、本発明においては、例えばその一方側の保護層を上述した光学機能フィルムとすることにより、例えば液晶表示装置の視野角特性を改善する光学補償機能を有する偏光フィルムとすることができる。
【０１１８】
上記偏光層としては、特に限定されないが、例えばヨウ素系偏光層、二色性染料を用いる染料系偏光層やポリエン系偏光層などを用いることができる。ヨウ素系偏光層や染料系偏光層は、一般にポリビニルアルコールを用いて製造される。
【０１１９】
５．光学機能フィルムの製造方法
本発明の光学機能フィルムの製造方法としては、上記構成を有するものを製造できる方法であれば特に限定されないが、例えば、後述する「Ｂ．光学機能フィルムの製造方法」の項に記載する方法により製造することができる。
【０１２０】
Ｂ．光学機能フィルムの製造方法
次に、本発明の光学機能フィルムの製造方法について説明する。本発明の光学機能フィルムの製造方法は、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、上記光学フィルムを延伸することにより、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層とを有する光学機能フィルムを製造することを特徴とするものである。
【０１２１】
次に、本発明の光学機能フィルムの製造方法について図を参照しながら説明する。図３は、本発明の光学機能フィルムの製造方法の一例を示す概略図である。図３に例示するように、本発明の光学機能フィルムの製造方法は、セルロース誘導体からなる基材１’上に、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物３を含み光学的一軸性を示す光学機能層２’が形成された光学フィルム２０を用い（図３（ａ)）、これをｘ方向に一軸延伸することにより（図３（ｂ））、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材１上に、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物３を含み、かつ、光学的二軸性を示す光学機能層２が形成された光学機能フィルム１０を形成する方法である。
【０１２２】
本発明によれば、セルロース誘導体かなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、これを延伸することにより、上記基材を面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものとすることができる。
さらに延伸により、上記ランダムホモジニアス配向を変則ランダムホモジニアス配向に変化させることができるため、上記光学機能層に光学的二軸性を付与することができる。
したがって、本発明によれば、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、上記基材上に、変則ランダムホモジニアス配向した棒状化合物を含み、光学的二軸性を示す光学機能層が形成された光学機能フィルムを容易に形成できるため、光学特性設計の自由度の高い光学機能フィルムを簡易的に製造することができる。
【０１２３】
以下、本発明の光学機能フィルムの製造方法について詳細に説明する。
【０１２４】
１．光学フィルム
まず、本発明の光学機能フィルムの製造方法に用いられる光学フィルムについて説明する。本発明に用いられる光学フィルムは、セルロース誘導体からなる基材と、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示す光学機能層とを有するものである。
【０１２５】
（１）基材
上記光学フィルムに用いられる基材は、セルロース誘導体からなるものであり、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成するための、いわゆる配向膜としての機能を有するものである。
【０１２６】
上記光学フィルムに用いられる基材は、セルロース誘導体からなるものであれば特に限定されるものではないが、なかでも光学的に負のＣプレートとしての性質を有するものであることが好ましい。ここで、本発明において「光学的に負のＣプレートとしての性質を有する」とは、基材シートの面内の任意のＸ方向および面内でＸ方向に垂直なＹ方向の屈折率をｎｘ，ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたときに、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、または、ｎｙ＞ｎｘ＞ｎｚの関係が成立することを意味するものとする。
【０１２７】
上記光学フィルムに用いられる基材として光学的に負のＣプレートとしての性質を有するものを用いるのは次の理由によるものである。すなわち、上述したように本発明における基材は、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成するための、いわゆる配向膜として機能するものであるが、基材が光学的に負のＣプレートとしての性質を有さなければ上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成することができないからである。
【０１２８】
本発明において、光学的に負のＣプレートとしての性質を有する基材上に、上記棒状化合物を含む光学機能層を形成することにより、上記棒状化合物がランダムホモジニアス配向を形成する機構については明らかではないが、次のような機構に基づくものと考えられる。
すなわち、例えば基材が高分子材料から形成される場合について考えると、基材が光学的に負のＣプレートとしての性質を有する場合、基材を構成する高分子材料は、面内方向において特定の規則性を有さず、大部分はランダムに配列していると考えられる。このような面内方向に大部分がランダムに配列した高分子材料を表面に有する基材上に上記棒状化合物を付与すると、上記棒状化合物は、基材中に一部浸透し、分子軸がランダムに配列した高分子材料の分子軸に沿うように配列すると考えられる。このような機構により、光学的に負のＣプレートを有する基材は、ランダムホモジニアス配向を形成する配向膜としての機能を示すものと考えられる。
【０１２９】
上述したような機構により、上記基材は上記棒状化合物のランダムホモジニアス配向を形成する配向膜としての機能を有すると考えられるため、上記光学フィルムに用いられる基材は、棒状化合物に対して配向規制力を有し、かつ、光学的に負のＣプレートとしての性質を発現する基材の構成材料が基材表面に存在する構成を有するものでなければならない。したがって、光学的に負のＣプレートとしての性質を有するものであったとしても、基材上に光学機能層を形成した場合に、上記棒状化合物が、上記棒状化合物に対して配向規制力を有する基材の構成材料と接することができないものは、上記光学フィルムにおける基材として用いることができない。
このような上記光学フィルムに用いることができない基材としては、例えば高分子材料のみからなり、光学的に負のＣプレートとしての機能を有する支持体と、上記支持体上に屈折率異方性を有する光学異方性材料を含む位相差層が積層された構成を有する基材を挙げることができる。このような構成を有する基材においては、上記支持体を構成する上記高分子材料が上記棒状化合物に対する配向規制力を有する基材の構成材料となるが、上記位相差層上に上記光学機能層を形成した場合、上記位相差層の存在により、上記棒状化合物が上記高分子材料と接することができない。したがって、このような構成を有する基材は、光学的に負のＣプレートとしての性質を有していたとしても上記光学フィルムに用いられる基材には含まれない。
【０１３０】
上記光学フィルムに用いられる基材の光学的に負のＣプレートとしての性質は、上記光学機能層に用いる棒状化合物の種類や、本発明により製造される光学機能フィルムに求める光学的特性等に応じて適宜選択して用いればよい。なかでも本発明においては、上記基材の厚み方向レターデーション（Ｒｔｈ）が、２．５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２０ｎｍ〜７５ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記基材の厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）が、上記範囲内にあることにより、上記棒状化合物の種類を問わず、上記光学機能層においてランダムホモジニアス配向を形成することが容易になるからである。また、上記基材のＲｔｈが上記範囲内であることにより均質なランダムホモジニアス配向を形成することができるからである。
ここで、Ｒｔｈの定義、および測定方法については、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３１】
また、均質なランダムホモジニアス配向を形成するという観点からは、Ｒｔｈが上記範囲内であることに加え、面内レターデーション（Ｒｅ）が、０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０ｎｍ〜１２５ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３２】
ここで、上記光学フィルムに用いられる基材の透明度および厚みについては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
また、上記光学フィルムに用いられる基材を構成する材料は、上記光学特性を有するものであれば特に限定されない。具体的に用いられる材料としては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の「基材」の項において例示した材料と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３４】
（２）光学機能層
上記光学フィルムに用いられる光学機能層について説明する。上記光学フィルムに用いられる光学機能層は、上記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的一軸性を示すものである。
【０１３５】
上記光学機能層におけるランダムホモジニアス配向について説明する。上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において「異方性」、「分散性」および「面内配向性」の３つの特徴を有する変則ランダムホモジニアス配向について説明したが、上記光学フィルムの光学機能層におけるランダムホモジニアス配向は、上記「異方性」に替えて、「不規則性」を有するものである。したがって、上記光学フィルムの光学機能層におけるランダムホモジニアス配向は、「不規則性」、「分散性」および「面内配向性」の３つの特徴をするものであるということができる。
ここで、上記「不規則性」とは、光学機能層の表面に対して垂直方向から光学機能層を正視した場合において、棒状化合物の配列方向がランダムであることを意味するものである。
【０１３６】
上記「不規則性」について図を参照しながら説明する。図４は上述した図３(ａ）に例示する光学フィルム２０の光学機能層の表面に対して垂直方向Ａから光学フィルム２０を正視した場合の概略図である。図４に示すように、上記「不規則性」とは、光学機能層２’の表面に対して垂直方向から本発明の光学フィルム２０を正視した場合に、光学機能層２’において棒状化合物３がランダムに配列していることを示すものである。
ここで、本発明においては上記棒状化合物３の配列方向を説明するのに、図４中のａで表す分子長軸方向（以下、分子軸と称する。）を基準として考えるものとする。したがって、上記棒状化合物の配列方向がランダムであることは、上記光学機能層に含まれる棒状化合物３の分子軸ａがランダムに向いていることを意味するものである。
【０１３７】
図４に例示するような配列状態の他に、棒状化合物がコレステリック構造を有する場合であっても、上記分子軸ａの方向が全体としてランダムになるため、形式的には上記「不規則性」に該当するが、上記「不規則性」は、コレステリック構造に起因する形態は含まないものである。
【０１３８】
次に、上記「不規則性」の確認方法について説明する。上記「不規則性」は、上記光学フィルムを構成する光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）評価、および、コレステリック構造に起因する選択反射波長の有無を評価することにより確認することができる。
すなわち、上記光学フィルムを構成する光学機能層のＲｅ評価により棒状化合物がランダムに配向をしていることを確認でき、選択反射波長の有無により棒状化合物がコレステリック構造を形成していないことを確認することができる。
【０１３９】
上記棒状化合物がランダムに配向していることは、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）の値が、上記棒状化合物の配向状態がランダムであることを示す範囲内であることにより確認することができる。なかでも本発明においては、光学機能層の面内レターデーション（Ｒｅ）が、０ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることが好ましい。ここで、上記Ｒｅの定義および測定方法については、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４０】
また、上記棒状化合物がコレステリック構造を有しないことは、例えば、株式会社島津製作所製紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３１００等）を用い、上記光学フィルムを構成する光学機能層が、選択反射波長を有していないことを確認することにより評価できる。コレステリック構造を有する場合は、その特徴としてコレステリック構造の螺旋ピッチに依存する選択反射波長を有するからである。
【０１４１】
なお、上記ランダムホモジニアス配向が有する「分散性」および「面内配向性」については、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４２】
上記光学フィルムにおける光学機能層が示す光学的一軸性とは、光学的に等方的な光学軸を１本有することを意味するものである。ここで、本発明における光学的一軸性とは、光学的に等方的な光学軸を１本有することを意味するものである。上記光学機能層が光学的一軸性を示すことは、光学機能層の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進軸方向の屈折率をｎｙ、および、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合に、ｎｘ＝ｎｙ≠ｎｚの関係が成立すること確認することにより評価することができる。
ここで、上記ｎｘ、ｎｙおよびｎｚに上記関係が成立することは、例えば、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。
【０１４３】
また、上記光学フィルムにおける光学機能層に含まれる棒状化合物や、光学機能層に関するその他の事項についても、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項に記載した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４４】
（３）光学フィルムの作成方法
次に、本発明に用いられる光学フィルムの製造方法について説明する。本発明に用いられる光学フィルムの製造方法は、上述した基材上に、ランダムホモジニアス配向を有する光学機能層を形成できる方法であれば特に限定されないが、通常、上記基材上に、上記棒状化合物を溶媒に溶解して調製した光学機能層形成用組成物を塗工する方法が用いられる。このような方法によれば、上記棒状化合物を溶媒と共に上記基材中へ染み込ませることが可能となるため、上記棒状化合物と、上記基材を構成する材料との相互作用を強めることができる結果、上記棒状化合物の変則ランダムホモジニアス配向を形成し易くなるからである。以下、このような光学フィルムの製造方法について説明する。
【０１４５】
上記光学機能層形成用組成物は、通常、棒状化合物と、溶媒とからなり、必要に応じて他の化合物を含んでもよい。なお、上記光学機能層形成用組成物に用いられる棒状化合物、および基材については、上記「１．基材」および「２．光学機能層」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４６】
上記光学機能層形成用組成物に用いられる溶媒としては、上記棒状化合物を所望の濃度に溶解できるものであれば特に限定されない。このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、およびジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、本発明に用いられる溶媒は、１種類でもよく、２種類以上の溶媒の混合溶媒でもよい。
【０１４７】
本発明においては上記の溶媒の中でも、ケトン系溶媒を用いることが好ましく、なかでもシクロヘキサノンが好適に用いられる。
【０１４８】
上記光学機能層形成用組成物中における上記棒状化合物の含有量は、上記光学機能層形成用組成物を基材上に塗布する塗工方式等に応じて、上記光学機能層形成用組成物の粘度を所望の値にできる範囲内であれば得に限定されない。なかでも本発明においては、上記棒状化合物の含有量が、上記光学機能層形成用組成物中、２０質量％〜９０質量％の範囲内が好ましく、特に３０質量％〜８０質量％の範囲内が好ましく、なかでも４０質量％〜７０質量％の範囲内であることが好ましい。
【０１４９】
上記光学機能層形成用組成物中には、必要に応じて光重合開始剤を含んでもよい。特に紫外線照射により光学機能層を硬化させる処理を実施する場合には、光重合開始剤を含むことが好ましい。本発明に用いられる光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製Ｎ１７１７、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本発明では、これらの光重合開始剤を１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１５０】
さらに、上記光重合開始剤を用いる場合には、光重合開始助剤を併用することができる。このような光重合開始助剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン等の３級アミン類や、２−ジメチルアミノエチル安息香酸、４−ジメチルアミド安息香酸エチル等の安息香酸誘導体を例示することができるが、これらに限られるものではない。
【０１５１】
上記光学機能層形成用組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸とを縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミノ基エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等が挙げられる。上記光学機能層形成用組成物に対するこれら化合物の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で決定することができる。上記のような化合物を添加することにより光学機能層の機械強度が向上し、安定性が改善される場合がある。
【０１５２】
上記光学機能層形成用組成物には、必要に応じて上記以外の他の化合物を含んでもよい。他の化合物としては、本発明の光学機能フィルムの用途等に応じて、光学機能層の光学的性質を害さないものであれば特に限定されるものではない。
【０１５３】
上記光学機能層形成用組成物を配向層上に塗工する塗布方式としては、所望の平面性を達成できる方法であれば、特に限定されるものではない。具体的には、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗布方法などを例示することができるが、これに限られるものではない。
【０１５４】
上記光学機能層形成用組成物の塗膜の厚みについても、所望の平面性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、通常、０．１μｍ〜５０μｍの範囲内が好ましく、特に０．５μｍ〜３０μｍの範囲内が好ましく、なかでも０．５μｍ〜１０μｍの範囲内が好ましい。光学機能層形成用組成物の塗膜の厚みが上記範囲より薄いと光学機能層の平面性を損なってしまう場合があり、また厚みが上記範囲より厚いと、溶媒の乾燥負荷が増大し、生産性が低下してしまう可能性があるからである。
【０１５５】
上記光学機能層形成用組成物の塗膜の乾燥方法は、加熱乾燥方法、減圧乾燥方法、ギャップ乾燥方法等、一般的に用いられる乾燥方法を用いることができる。また、本発明における乾燥方法は、単一の方法に限られず、例えば残留する溶媒量に応じて順次乾燥方式を変化させる等の態様により、複数の乾燥方式を採用してもよい。
【０１５６】
上記棒状化合物として重合性材料を用いる場合、上記重合性材料を重合する方法は、特に限定されるものではなく、上記重合性材料が有する重合性官能基の種類に応じて任意に決定すればよい。なかでも本発明においては、活性放射線の照射により硬化させる方法が好ましい。活性放射線としては、重合性材料を重合することが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光を使用することが好ましく、なかでも、波長が１５０〜５００ｎｍ、好ましくは２５０〜４５０ｎｍ、さらに好ましくは３００〜４００ｎｍの照射光を用いることが好ましい。
【０１５７】
この照射光の光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）などが例示できる。なかでも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ灯等の使用が推奨される。また、照射強度は、光重合開始剤の含有量等によって適宜調整して照射することができる。
【０１５８】
２．光学フィルムの延伸方法
次に、本発明の光学機能フィルムの製造方法において上記光学フィルムを延伸する方法について説明する。
【０１５９】
上記延伸方法としては、上記光学フィルムを構成する基材を、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立するものにでき、かつ、上記ランダムホモジニアス配向を変則ランダムホモジニアス配向に変化させることにより光学機能層に光学的二軸性を付与できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、二軸延伸法であってもよく、または、一軸延伸法であってもよいが、本発明においては一軸延伸法が好ましい。
【０１６０】
上記一軸延伸法としては、フィルムの流れ方向に延伸する方法であってもよく、または、フィルムの流れ方向間隔を固定し、フィルムの幅方向に延伸する方法であってもよい。
【０１６１】
上記光学フィルムを延伸する延伸倍率は、本発明により製造する光学機能フィルムに求める光学的特性に応じて任意に調整すればよい。
【０１６２】
３．光学機能フィルム
次に、本発明の製造方法により製造される光学機能フィルムについて説明する。本発明により製造される光学機能フィルムは、少なくとも光学的にＡプレートまたはＢプレートとしての性質を有する基材と、上記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層とを有するものである。
このような本発明により製造される光学機能フィルムについては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６３】
Ｃ．偏光板
次に、本発明の偏光板について説明する。本発明の偏光板は、上記本発明に係る光学機能フィルムが偏光板保護フィルムとして用いられたものである。
すなわち、本発明の偏光板は、上記本発明に係る光学機能フィルムと、上記光学機能フィルムのいずれかの面上に形成された偏光子と、上記偏光子上に形成された偏光板保護フィルムと、を有することを特徴とするものである。
【０１６４】
このような本発明の偏光板について図を参照しながら説明する。図５は本発明の偏光板の一例を示す概略断面図である。図５に例示するように本発明の偏光板２０は、光学機能フィルム１０と、上記光学機能フィルム１０上に形成された、偏光子１１と、上記偏光子１１上に形成された偏光板保護フィルム１２とを有するものである。
このような例において、本発明の偏光板２０は、上記光学機能フィルム１０として本発明の光学機能フィルム１０が用いられていることを特徴とするものである。
【０１６５】
本発明によれば、上記本発明の光学機能フィルムが用いられていることにより、液晶表示装置の視野角補償機能を有し、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。
【０１６６】
なお、上記図５においては、偏光子が光学機能フィルムの基材上に形成されている例を示したが、本発明の偏光板はこのような態様に限定されるものではない。したがって、本発明の偏光板は、光学機能フィルムの光学機能層上に偏光子が形成され、されに当該偏光子上に偏光板保護フィルムが配置された構成を有するものであってもよい。
【０１６７】
本発明の偏光板は、少なくとも上記光学機能フィルム、偏光子、および、偏光板保護フィルムを有するものである。
以下、本発明の偏光板に用いられる各構成について説明する。
【０１６８】
なお、本発明に用いられる光学機能フィルムについては、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６９】
１．偏光板保護フィルム
まず、本発明に用いられる偏光板保護フィルムについて説明する。本発明に用いられる偏光板保護フィルムは、本発明の偏光板において偏光子が空気中の水分等に曝されることを防止する機能と、偏光子の寸法変化を防止する機能とを有するものである。
【０１７０】
本発明に用いられる偏光板保護フィルムは、本発明の偏光板において上記偏光子を保護することができ、かつ、所望の透明性を有するものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる偏光板保護フィルムは、可視光領域における透過率が８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
ここで、上記偏光板保護フィルムの透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【０１７１】
本発明に用いられる偏光板保護フィルムを構成する材料としては、例えば、セルロース誘導体、シクロオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、アモルファスポリオレフィン、変性アクリル系ポリマー、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル類等を挙げることができる。
なかでも本発明においては、上記樹脂材料としてセルロース誘導体またはシクロオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
【０１７２】
上記セルロース誘導体としては、例えば、上記「Ａ．光学機能フィルム」の項において光学異方性フィルムに用いられる透明基板を構成するセルロース誘導体として説明したものと同様のものを用いることができる。
【０１７３】
一方、上記シクロオレフィン系樹脂としては、環状オレフィン（シクロオレフィン）からなるモノマーのユニットを有する樹脂であれば特に限定されるものではない。このような上記環状オレフィンからなるモノマーとしては、例えば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマー等を挙げることができる。
また、本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂としては、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）のいずれであっても好適に用いることができる
【０１７４】
本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂は上記環状オレフィンからなるモノマーの単独重合体であってもよく、または、共重合体であってもよい。
【０１７５】
また、本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂は、２３℃における飽和吸水率が１質量％以下であるものが好ましく、なかでも０．１質量％〜０．７質量％の範囲内であるものが好ましい。このようなシクロオレフィン系樹脂を用いることにより、本発明の偏光板を吸水による光学特性の変化や寸法の変化がより生じにくいものとすることができるからである。
ここで、上記飽和吸水率は、上記吸水率は、ＡＳＴＭＤ５７０に準拠し２３℃の水中で１週間浸漬して増加重量を測定することにより求められる。
【０１７６】
さらに、本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂は、ガラス転移点が１００℃〜２００℃の範囲内であるものが好ましく、特に１００℃〜１８０℃の範囲内であるものが好ましく、なかでも１００℃〜１５０℃の範囲内であるものが好ましい。ガラス転移点が上記範囲内であることにより、本発明の偏光板を耐熱性および加工適性により優れたものにできるからである。
【０１７７】
本発明に用いられるシクロオレフィン系樹脂からなる偏光板保護フィルムの具体例としては、例えば、Ｔｉｃｏｎａ社製 Ｔｏｐａｓ、ジェイエスアール社製 アートン、日本ゼオン社製 ＺＥＯＮＯＲ、日本ゼオン社製 ＺＥＯＮＥＸ、三井化学社製 アペル等を挙げることができる。
【０１７８】
本発明に用いられる偏光板保護フィルムとしては、上記セルロース誘導体からなるもの、および、上記シクロオレフィン系樹脂からなるもののいずれであっても好適に用いることができるが、なかでも本発明においてはシクロオレフィン系樹脂からなるものを用いることが好ましい。その理由は次の通りである。すなわち、本発明の偏光板は、一方の偏光板保護フィルムとして上記本発明に係る光学機能フィルムが用いられたものであるが、上記本発明に係る光学機能フィルムは、セルロース誘導体からなる透明基板が用いられた光学異方性フィルムが用いられているものである。したがって、上記偏光板保護フィルムとして、上記セルロース誘導体からなるものを用いると、本発明の偏光板における両面の偏光板保護フィルムがセルロース誘導体からなるものになり、その結果として、光学特性の耐久性等が損なわれてしまう恐れがある。
この点、上記シクロオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂からなる偏光板保護フィルムを用いることにより、本発明の偏光板を、片面にシクロオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂からなる偏光板保護フィルムが用いられ、他の面にセルロース誘導体が用いられた本発明の位相フィルムが用いられることになるため、上述したような懸念が少ないからである。
【０１７９】
本発明における偏光板保護フィルムの構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。
また、複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
【０１８０】
２．偏光子
次に、本発明に用いられる偏光子について説明する。本発明に用いられる偏光子は、本発明の偏光板に偏光特性を付与する機能を有するものである。
【０１８１】
本発明に用いられる偏光子は、本発明の偏光板に所望の偏光特性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的に液晶表示装置の偏光板に用いられるものを特に制限なく用いることができる。本発明においては、このような偏光子として、通常、ポリビニルアルコールフィルムが延伸されてなり、ヨウ素を含有する偏光子が用いられる。
【０１８２】
３．偏光板の製造方法
本発明の偏光板の製造方法としては、上記構成を有する偏光板を製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、通常、上記偏光子に接着剤を介して、上記偏光板保護フィルムと、上記光学機能フィルムとを貼り合わせる方法が用いられる。
また、上記光学機能フィルムと、上記偏光子とは、通常、上記光学機能フィルムの遅相軸の方向と、上記偏光子の吸収軸の方向とが互いに直行するように貼り合わされる。
なお、上記偏光板保護フィルム、上記光学機能フィルム、および、上記偏光子を貼り合わせる方法については、一般的に液晶表示装置に用いられる偏光板を製造する際に用いられる方法を用いることができる。このような方法としては、例えば、特許第３１３２１２２号公報に記載された方法等を用いることができる。
【０１８３】
また、本発明のような偏光板を工業的に作製する場合、通常、長尺に形成された偏光子、偏光板保護フィルム、および、光学機能フィルムを用い、長尺の状態でこれらを貼り合わせることにより、ロール状に巻き取られた形態の偏光板を製造する方法が用いられる。このような方法により本発明の偏光板を製造する場合、上記偏光子として、吸収軸の方向が長手方向に対して平行であるものを用い、上記光学機能フィルムとしては遅相軸の方向が長手方向に対して垂直であるものを用いることにより、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌプロセスで効率よく本発明の偏光板を製造することができる。
【０１８４】
本発明の偏光板の好ましい使用形態としては、上記光学機能フィルムを液晶セル側に、また上記偏光板保護フィルムを液晶セルとは反対側に向く様に配置するものである。このような態様で使用することにより、偏光板の耐久性と偏光板製造時における水分の排出とを両立することができる。
【０１８５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１８６】
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。
【０１８７】
１．実施例１
（光学フィルムの作製）
棒状化合物として光重合性液晶化合物（下記化合物（Ｉ）と化合物（ＩＩ）の混合物）をシクロヘキサノン及びシクロペンタノンの混合溶媒に１５質量％溶解させ、ＴＡＣフィルム（富士フィルム製、商品名ＴＦ８０ＵＬ）にバーコーティングにより乾燥後の塗工量が２．７ｇ／ｍ２になるように塗工した。次いで、４０℃１分、８０℃１分間加熱して溶剤を乾燥除去するとともに該液晶化合物を基材表面の高分子と混合配向させた。さらに、塗工面に紫外線を照射することにより、上記光重合性液晶化合物を固定化し、光学フィルムを作製した。
【０１８８】
【化５】
【０１８９】
作製した光学フィルムと、上記ＴＡＣフィルムについて、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法によりＲｔｈおよびＲｅを測定した。ここで、上記、Ｒｅ、Ｒｔｈの測定には、王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨを用いた。また、上記ヘイズの測定には日本電色工業株式会社製、商品名：ＮＤＨ２０００を用いた。さらに、上記選択反射波長の有無の確認には、株式会社島津製作所製 商品名：ＵＶ−３１００ＰＣを用いた。その結果、Ｒｔｈ＝１０４ｎｍ、Ｒｅ＝０ｎｍであった。また、ヘイズは０．２％であり、さらに、株式会社島津製作所製紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３１００）により、位相差フィルムが選択反射波長を有さないことを確認した。これにより、作製した光学フィルムの位相差層においては、上記化合物（Ｉ）および（ＩＩ）がランダムホモジニアス配向を形成していることを確認した。
【０１９０】
（光学フィルムの延伸）
次に、上記光学フィルムをホットプレート上で１６０度で５分間加熱し、延伸倍率が１．３０倍となるように延伸することにより、光学機能フィルムを作製した。作製した光学機能フィルムをサンプルとして、以下の項目の評価を行った。
【０１９１】
（１）光学的二軸性
作製した光学機能フィルムの位相差を自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）により３次元屈折率を測定した。その結果、ｎｘ＝１．６０、ｎｙ＝１．５８、および、ｎｚ＝１．５２であった。
【０１９２】
（２）変則ランダムホモジニアス配向
作製した光学機能フィルムと、上記ＴＤ８０ＵＦについて、王子計測機器株式会社製 ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法によりＲｔｈおよびＲｅを測定した。ここで、上記、Ｒｅ、Ｒｔｈの測定には、王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨを用いた。また、上記ヘイズの測定には日本電色工業株式会社製、商品名：ＮＤＨ２０００を用いた。さらに、上記選択反射波長の有無の確認には、株式会社島津製作所製 商品名：ＵＶ−３１００ＰＣを用いた。測定結果から光学機能層のＲｔｈおよびＲｅを算出した結果、Ｒｔｈ＝１０４．８ｎｍ、Ｒｅ＝１１５．２ｎｍ、Ｎｚ係数が１．４１であった。また、ヘイズは０．４％であった。
さらに、紫外可視近赤外分光光度計（株式会社島津製作所製 ＵＶ−３１００）により、光学機能フィルムが選択反射波長を有さないことを確認した。
【０１９３】
（３）密着性試験
作製した光学機能フィルムについて基材と光学機能層との密着性を調べるために、剥離試験を行った。剥離試験としては、得られたサンプルに１ｍｍ角の切れ目を碁盤目状に入れ、接着テープ（ニチバン株式会社製、セロテープ（登録商標））を液晶面に貼り付け、その後テープを引き剥がし、目視により観察した。その結果、密着度は１００％であった。
密着度（％）＝（剥がれなかった部分／テープを貼り付けた領域）×１００
【０１９４】
（４）耐湿熱試験−１
サンプルを９０℃の熱水に６０分間浸し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。
【０１９５】
（５）耐湿熱試験−２
サンプルを８０℃、湿度９５％の環境下において、２４時間静置し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。また、試験後に屈折率異方性材料の染み出しも、白濁も見られなかった。
【０１９６】
（６）耐水試験
サンプルを室温（２３．５℃）下で純水に1日浸し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。
【０１９７】
（７）耐アルカリ性試験
サンプルを５５℃下でアルカリ水溶液（１．５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液)に３分間浸し、水洗、乾燥し、上述した方法により光学特性及び密着性を測定した。その結果、試験前後で光学特性及び密着性の変動は見られなかった。また、着色も見られなかった。
【０１９８】
（８）ラマンピーク強度比
サンプルにおける光学機能層の面内方向および厚み方向のラマン分光スペクトルをレーザーラマン分光光度計（日本分光ＮＲＳ−３０００）を用いて測定した。測定条件は、露光時間は１５秒、積算回数８回、励起波長５３２．１１ｎｍとした。
ここで、面内方向のラマン分光スペクトルは、直線偏光の電場振動面が光学機能層の面内の遅相軸方向および進相軸方向と一致するように測定光を入射することにより、面内の進相軸方向および面内の進相軸方向のそれぞれについて測定した。次いで、得られたスペクトルから、１６０５ｃｍ−１および２９４２ｃｍ−１におけるピーク強度からラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）を算出した。
【０１９９】
また、厚み方向のラマン分光スペクトルは、直線偏光の電場振動面が光学機能層の厚み方向の切断面において、厚み方向に対して平行方向および垂直方向になるように測定光を入射することにより、厚み方向の切断面における厚み方向に対して平行方向および垂直方向のそれぞれについてラマン分光スペクトルを測定した後、１６０５ｃｍ−１および２９４２ｃｍ−１のピーク強度とから算出することによって求めた。その結果を、以下の表１に示す。
なお、表１には、基材および延伸前の光学フィルムについてのラマンピーク強度比も示した。
【０２００】
【表１】
【０２０１】
ここで、表１中「遅相軸方向切断面」とは、光学機能フィルムの面内の遅相軸方向と平行な方向に光学機能フィルムを切断した際の切断面を意味するものである。一方、「進相軸方向切断面」とは、光学機能フィルムの面内の遅相軸方向と垂直な方向に光学機能フィル有無を切断した際の切断面を意味するものである。
【０２０２】
また、上記ラマン分光スペクトルの一例を図６に示す。図６は、光学機能フィルム全体の面内方向のラマン分光スペクトルであり、図６（ａ）は遅相軸方向に直線偏光の電場振動面が一致するように測定光を入射して測定したもの、図６（ｂ）は、進相軸方向に直線偏光の電場振動面が一致するように測定光を入射して測定したものである。上記ラマンピーク強度比は、１６０５ｃｍ−１および２９４２ｃｍ−１のピーク強度をスペクトルから読み取り、これらの値から算出したものである。
【０２０３】
２．実施例２
下記式（Ａ）に示される側鎖型ポリマー５０質量％と、下記式（Ｂ）で示される光重合性液晶５０質量％の液晶混合物、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュア９０７、光重合性化合物に対して５質量％）を、シクロヘキサノン溶液に固形分２０％になるように溶解させ、更にレベリング剤を添加することにより位相差層形成用塗工液を得た。当該位相差層形成用塗工液を上記実施例１で作製した光学機能フィルム上に塗工した後、１００℃で１分間乾燥し、そのまま室温まで冷却することにより、上記液晶混合物をホメオトロピック配向させた。さらに１００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶにて硬化させ、上記光学異方性層上に厚み１μｍの位相差層を形成することにより、位相差層付き光学機能フィルムを作製した。
【０２０４】
【化６】
【０２０５】
３．比較例１
両端に重合可能なアクリレート基を有すると共に、中央部のメソゲンと上記アクリレートの間にスペーサを有する液晶材料（下記式ＩＩＩ）を７５重量部、光重合開始剤としてイルガキュアＩｒｇ１８４（Ｃｈｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）を1重量部、溶剤としてのトルエン２５重量部を混合して、さらにカイラル剤として両末端に重合可能なアクリレート基を有するカイラル剤（下記式ＩＶ）を１０重量部加えて光学機能層形成用塗工液を調製した。
【０２０６】
【化７】
【０２０７】
面内レターデーション（Ｒｅ）を有さない厚み８０μｍのシクロオレフィン系ポリマーからなる基材（ＪＳＲ株式会社製、商品名：アートン）を用い、上記光学機能層形成用塗工液を、上記基材上にスピンコーティング法を用いて塗布した。次に、光学機能層形成用塗工液を塗布したフィルムをホットプレート上で１００℃、５分間加熱し、残存溶剤を除去し、ツイスト配向した液晶構造を発現させた。次に、塗膜に紫外線を照射し（２０ｍＪ／ｃｍ２、波長３６５ｎｍ）、液晶材料がカイラルネマチック（コレステリック）配列した４．０μｍ厚の光学機能層を得た。このとき、上記液晶材料の螺旋ピッチは１８０ｎｍであり、光学機能層の反射波長は２８０ｎｍであった。
なお、上記光学機能層が形成された基材を１４５℃で１分間加熱し、１．５倍に延伸した結果、基材と光学機能層との間で、剥離が発生し、光学機能フィルムを作製することができなかった。
【０２０８】
４．比較例２
光学異方性フィルムとしてＲｅ＝１２０ｎｍのノルボルネン系樹脂からなる基板（日本ゼオン社製 商品名：ゼオノア）を用い、当該異方性フィルム上に実施例２と同様の方法により位相差層を形成することによって光学機能フィルムを作製した。
【０２０９】
５．評価
各光学機能フィルムを片側の偏光板保護フィルムとして用いて偏光板を作製し、温度９０℃、湿度９０％ＲＨの環境下に１００時間放置するという環境試験を行い、額縁ムラ評価を行った。額縁ムラ評価は黒表示時の光漏れを目視にて評価した。その結果、実施例１及び２で作成したフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた場合、前記環境試験前後で黒表示時光漏れについて偏光板全面において目視で有意な変化は見られなかった。
ここで、実施例１、２の光学機能フィルムを用いて偏光板を作成する際には、他方の偏光板保護フィルムとして、シクロオレフィン系樹脂からなる偏光板保護フィルムを用いることができた。
しかしながら、比較例１、２において作製した光学機能フィルムを用いて偏光板を作製する際には、水分透過性の関係上、他方の偏光板保護フィルムとしてトリアセチルセルロースからなる偏光板保護フィルムを用いる他なかった。
【０２１０】
【表２】
【符号の説明】
【０２１１】
１、１’ … 基材
２、２’ … 光学機能層
３ … 棒状化合物
１０ … 光学機能フィルム
１１ … 偏光子
１２ … 偏光板保護フィルム
２０ … 光学フィルム
１０１ … 液晶セル
１０２Ａ、１０２Ａ’、１０２Ｂ、１０２Ｂ’ … 偏光板
１０３ … 位相差フィルム
１１１ … 偏光子
１１２ａ、１１２ｂ … 偏光板保護フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース誘導体からなる基材と、前記基材上に直接形成され、棒状化合物を有する光学機能層とを有し、光学的二軸性を示す光学機能フィルムであって、
前記棒状化合物が前記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とする、光学機能フィルム。
【請求項２】
面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙ、および、厚み方向の屈折率ｎｚにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係が成立することを特徴とする、請求項１に記載の光学機能フィルム。
【請求項３】
面内レターデーション（Ｒｅ）が７０ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の光学機能フィルム。
【請求項４】
厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）が７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項５】
Ｎｚ係数が１．０〜２．５の範囲内であることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項６】
前記棒状化合物が、重合性官能基を有するものであることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項７】
前記棒状化合物が、重合性官能基とメソゲン基とが炭素数４以上のアルキル鎖を介して結合された構造を有するものであることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項８】
前記棒状化合物が、液晶性材料であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項９】
面内レターデーション（Ｒｅ）の波長依存性が正分散型であることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項１０】
前記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、前記光学機能層における面内の遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることを特徴とする、請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項１１】
前記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、前記光学機能層の厚み方向の切断面における、厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項１２】
セルロース誘導体からなる基材と、前記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的に一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、
前記光学フィルムを延伸することにより、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、前記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層と、を有する光学機能フィルムを製造することを特徴とする、光学機能フィルムの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルムと、前記光学機能フィルムのいずれかの面上に形成された偏光子と、前記偏光子上に形成された偏光板保護フィルムと、を有することを特徴とする、偏光板。
【請求項１】
セルロース誘導体からなる基材と、前記基材上に直接形成され、棒状化合物を有する光学機能層とを有し、光学的二軸性を示す光学機能フィルムであって、
前記棒状化合物が前記光学機能層内で変則ランダムホモジニアス配向を形成していることを特徴とする、光学機能フィルム。
【請求項２】
面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙ、および、厚み方向の屈折率ｎｚにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係が成立することを特徴とする、請求項１に記載の光学機能フィルム。
【請求項３】
面内レターデーション（Ｒｅ）が７０ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の光学機能フィルム。
【請求項４】
厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）が７５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項５】
Ｎｚ係数が１．０〜２．５の範囲内であることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項６】
前記棒状化合物が、重合性官能基を有するものであることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項７】
前記棒状化合物が、重合性官能基とメソゲン基とが炭素数４以上のアルキル鎖を介して結合された構造を有するものであることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項８】
前記棒状化合物が、液晶性材料であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項９】
面内レターデーション（Ｒｅ）の波長依存性が正分散型であることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項１０】
前記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、前記光学機能層における面内の遅相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、面内の進相軸方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることを特徴とする、請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項１１】
前記棒状化合物が、２以上の複数のベンゼン環が結合された棒状の主骨格を有するものであり、かつ、前記光学機能層の厚み方向の切断面における、厚み方向に対して垂直方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）が、厚み方向に対して平行方向のラマンピーク強度比（１６０５ｃｍ−１／２９４２ｃｍ−１）の１．１倍以上であることを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルム。
【請求項１２】
セルロース誘導体からなる基材と、前記基材上に直接形成され、ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、かつ、光学的に一軸性を示す光学機能層とを有する光学フィルムを用い、
前記光学フィルムを延伸することにより、面内方向における遅相軸方向の屈折率ｎｘ、面内方向における進相軸方向の屈折率ｎｙおよび厚み方向の屈折率ｎｚに、ｎｘ≠ｎｙ、または、ｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚの関係が成立する基材と、前記基材上に直接形成され、変則ランダムホモジニアス配向を形成した棒状化合物を含み、さらに光学的二軸性を示す光学機能層と、を有する光学機能フィルムを製造することを特徴とする、光学機能フィルムの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１までのいずれかの請求項に記載の光学機能フィルムと、前記光学機能フィルムのいずれかの面上に形成された偏光子と、前記偏光子上に形成された偏光板保護フィルムと、を有することを特徴とする、偏光板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２５０１０４（Ｐ２０１０−２５０１０４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０００３９（Ｐ２００９−１０００３９）
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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