透明フィルム、偏光板、及び液晶表示装置
【課題】波長依存性及び視野角依存性の双方の軽減に寄与する新規な透明フィルムを提供する。
【解決手段】フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルムである。
但し、Ｎｚ＝０．５＋Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）であり、式中、Ｒｔｈ（５５０）及びＲｅ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける、厚み方向のレターデーション及び面内レターデーションである。
【解決手段】フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルムである。
但し、Ｎｚ＝０．５＋Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）であり、式中、Ｒｔｈ（５５０）及びＲｅ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける、厚み方向のレターデーション及び面内レターデーションである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の光学補償フィルム、偏光板の保護フィルム等として用いられる新規な透明フィルム、ならびに該透明フィルムを利用した、偏光板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶表示装置は、液晶セルとその両側に一対の偏光子を有する。この一対の偏光子は、互いの透過軸を直交にして、いわゆる直交偏光子として、配置されるのが一般的である。しかし、直交偏光子は、その表面に対して法線方向の入射光に対しては、直交偏光子として機能し得るが、法線方向から傾いた斜め方向からの入射光に対しては、透過軸の交差角が直角からずれているため、直交偏光子として機能し得ない。このことが、透過型液晶表示装置において斜め方向の光漏れを生じさせ、視野角に依存したコントラストの低下及び色味変化といった視野角特性の低下の原因となっている。
【０００３】
ところで、ポリビニルアルコールフィルム等からなる偏光子は、単独の部材として液晶表示装置に用いられるのではなく、その両面に、偏光子を保護する保護フィルムが貼り合わせられた偏光板として液晶表示装置内に組み込まれるのが一般的である。そこで、かかる保護フィルムに所定の光学特性をもたせることによって、広視野角化する試みがなされている。その一例として、「偏光子に、面内位相差＝２５０〜３００ｎｍ、ＮZ＝０．１〜０．４なる複屈折特性を有する二軸性位相差板を重ねてなる広視野角偏光板」、及び「偏光子に、面内位相差＝２５０〜３００ｎｍ、ＮZ＝０．６〜１．１なる複屈折特性を有する二軸性位相差板を重ねてなる広視野角偏光板」が提案されている（特許文献１）。特許文献１の実施例では、かかる広視野角偏光板の２枚を直交配置で液晶セルの両側に配置した透過型液晶表示装置について、広視野角化されたことが示されている。
特許文献１に記載の偏光板の広視野角化技術では、入射光を上記所定の複屈折性を有する二軸性の位相差板に、２回通過させる必要がある。そのため、液晶表示装置の設計上の制約があったり、又は所定の光学特性の位相差板を互いの光軸の位置関係を精密に制御して２枚積層するという煩雑な工程が必要になる等、生産性の観点で好ましくない。
【０００４】
一方、入射光を一枚の位相差板に通過させるだけで、偏光子の視野角依存性を補償しようとする試みもあるが、かかる場合には波長依存性の問題が生じる。これは、偏光板の保護フィルムとして通常用いられているトリアセチルアセテートフィルム等のレターデーションが、波長依存性を示すことに起因するものである。例えば、可視光波長域４００〜７００ｎｍの中央である波長５５０ｎｍ（Ｇ）の入射光について、保護フィルムを通過することによって消光点に変換するように保護フィルムの光学特性を調整しても、４５０ｎｍ（Ｂ）及び６５０ｎｍ（Ｒ）の入射光については、消光点からずれた偏光状態に変換されてしまい、結果として視野角に依存した色味変化やコントラストの低下を生じることになる。
【特許文献１】特開２００１−３５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、上記問題点が解決された、全可視光域に対応可能な広帯域であり且つ広視野角の新規な偏光板を提供することを課題とする。
また、本発明は、かかる偏光板の保護フィルムとして、また液晶表示装置の光学補償フィルムとして、波長依存性及び視野角依存性の双方の軽減に寄与する新規な透明フィルムを提供することを課題とする。
また、本発明は、視野角に依存したコントラストの低下及び色味変化が軽減された、視野角特性が良好な液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］ フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルム：
但し、Ｎｚ＝０．５＋Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）であり、式中、Ｒｔｈ（５５０）及びＲｅ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける、厚み方向のレターデーション及び面内レターデーションである。
［２］ セルロースアシレートを主成分として含有する［１］の透明フィルム。
［３］ 脂環式構造含有重合体樹脂を主成分として含有する［１］の透明フィルム。
［４］ 面内に光学異方性を持ち、フィルム面の法線方向のＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ１）が略０であり、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向で入射された光線におけるＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ２）の絶対値が略等しく、且つ０でないことを特徴とする透明フィルム。
［５］ 前記ＣＲＥ２が０〜２０ｎｍである［４］の透明フィルム。
［６］ Ｎｚ値が互いに異なる２以上の層からなる多層構造を有する［１］の透明フィルム。
［７］ ポリマーフィルムと、その両面にそれぞれ、同一又は異なる液晶組成物からなる光学異方性層を少なくとも一層ずつ有する［６］の透明フィルム。
［８］ 偏光膜、及び［１］〜［７］のいずれかの透明フィルムを有する偏光板。
［９］ 液晶セル、及び［８］の偏光板を有する液晶表示装置。
［１０］ 液晶セル、及び少なくとも一つの偏光膜を有する液晶表示装置であって、前記偏光膜と前記液晶セルとの間に［１］〜［７］のいずれかの透明フィルムを有する液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、広帯域であり且つ広視野角の新規な偏光板を提供することができる。また、本発明によれば、かかる偏光板の保護フィルムとして、また液晶表示装置の光学補償フィルムとして、波長依存性及び視野角依存性の双方の軽減に寄与する新規な透明フィルムを提供することができる。また、本発明によれば、視野角に依存したコントラストの低下及び色味変化が軽減された、視野角特性が良好な液晶表示装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
以下、本発明について説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また実質的に直交もしくは平行とは、厳密な角度±１０°の範囲を意味する。
また、本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレターデーション及び厚さ方向のレターデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
【０００９】
測定されるフィルムが１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式（２１）及び式（２２）よりＲｔｈを算出することもできる。
【００１０】
【数１】
式中、上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。
また式中、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。
【００１１】
測定されるフィルムが１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ｏｐｔｉｃ ａｘｉｓ）がないフィルムの場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−５０度から＋５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：
セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）がさらに算出される。
【００１２】
なお、本明細書において、光学特性等を示す数値や数値範囲については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値又は数値範囲であると解釈されるものとする。
【００１３】
本発明は、フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルムに関する。本発明の透明フィルムは、偏光子と組み合わされ、偏光子と液晶セルとの間に配置されることにより、液晶表示装置の斜め方向におけるコントラストの低下及び色味変化の軽減に寄与するものである。なお、「フィルム面の法線方向（フィルムの厚み方向）においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含む」ことについては、文献：Y. Takahashi, H. Watanabe and T. Kato, "Depth-Dependent Determination of Molecular Orientation for WV-Film", IDW'04 (2004) p.651.に述べられているような方法で確認することができる。具体的には、フィルムの厚み方向に均等に５点のＰ２のｘ、ｙ及びｚ成分を測定して、それから算出されるｎｘ、ｎｙ及びｎｚを用いて求めたＮｚの値が、０〜１の範囲で変化していること、例えば、５点各々についてＮｚ値が略０，０．２５，０．５，０．７５，１のように変化していることを意味する。また、フィルムのＮｚの「単調増加及び単調減少」については、その増加率及び減少率が変動していてもよく、また増減しない範囲があってもよいが、単調増加には少なくとも減少する範囲はなく、また単調減少には少なくとも増加する範囲はないものとする。好ましくは増加率が一定の単調増加、又は減少率が一定の単調減少である。
【００１４】
本発明の透明フィルムの一態様として、Ｎｚ値が互いに異なる２以上の層からなる多層構造を有する透明フィルムが挙げられる。より具体的には、ポリマーフィルムと、その両面にそれぞれ、同一又は異なる液晶組成物からなる光学異方性層を少なくとも一層ずつ有し、一方の光学異方性層のＮｚが０、ポリマーフィルムのＮｚが０．５、他方の光学異方性層のＮｚが１．０である透明フィルムも本発明の一態様である。ポリマーフィルムの一方の面上にそれぞれＮｚが互いに異なる光学異方性層を複数形成すること、及び／又は支持しているポリマーフィルムについてもＮｚが互いに異なるポリマーフィルムの多層構造体とすれば、Ｎｚが０〜１の範囲で微小な変化率で単調増加（又は単調減少）する透明フィルムを作製することができる。
【００１５】
本発明の透明フィルムを有する偏光板の一例を図１に示す。図１の偏光板１０は、ヨウ素等によって染色されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム等からなる偏光子１２、及びその表面にセルロースアシレートフィルム等からなる保護フィルム１４及び１６を有する。保護フィルム１６は、本発明の透明フィルムであり、上記所定の光学特性を満足する。偏光板１０を、液晶表示装置に組み込む場合は、他の偏光板とともに液晶セルを挟んで、且つ本発明の透明フィルムである保護フィルム１６を液晶セル側にして、偏光板の互いの吸収軸を直交にして配置する。
なお、本発明の透明フィルムは、必ずしも偏光子の保護フィルムとして偏光子の表面に直接貼り合せる必要はない。例えば、本発明の透明フィルムは光学補償フィルムとして偏光子と液晶セルとの間に配置してもよい。偏光子と本発明の透明フィルムとの間に、偏光子の保護フィルムが配置されている場合は、該保護フィルムは、位相差がない、等方性のフィルムであるのが好ましい。
【００１６】
次に、図面を参照して、本発明の透明フィルム及び偏光板の作用について説明する。図２〜図５は、それぞれポアンカレ球を、Ｓ２軸の正の方向から見た図である。ポアンカレ球は偏光状態を記述する三次元マップで、球の赤道上は楕円率が０の直線偏光の偏光状態を表している。図２中の点Ｐは、斜め方向から入射した光が偏光子を通過して直線偏光となった、その偏光状態を示している。偏光状態点Ｐが、Ｓ１軸上の消光点である偏光状態点Ｑに変換されれば、直交偏光子の視野角依存性は解消される。従って、偏光子の液晶セル側に配置された保護フィルムを通過することによって、偏光状態が点Ｐから点Ｑに変換されるように、保護フィルムの複屈折性を調整すればよい。位相差領域を通過することによる偏光状態の変化は、ポアンカレ球上では、光学特性に応じて決定される特定の軸の回りに、特定の角度回転させることで表される。偏光状態点Ｐから偏光状態点Ｑへの変換の一例としては、図３に示す通り、保護フィルムとして１／２波長板を用いて、Ｓ２軸を回転軸として、πだけ回転することによる変換がある。なお、回転角度は、通過した位相差領域の位相差に比例し、且つ入射光の波長の逆数に反比例する。
【００１７】
ところで、セルロースアシレートフィルム等、保護フィルムとして用いられているフィルムの多くは、その屈折率（ｎ）が、入射光の波長に対して一様ではなく、通常、長波長になる程小さくなる傾向があるので、その結果、位相差についても、入射光が長波長である程小さくなるという波長依存性がある。このような、屈折率の波長依存性の影響に加えて、上記した通り、回転角度がλの逆数に比例することから、ポアンカレ球上で示される偏光状態の遷移は、長波長の光ほど回転角度が小さくなってしまう。そのため、一枚の位相差板によって、図３に示す偏光状態の変換を、Ｒ光（６５０ｎｍ）、Ｇ光（５５０ｎｍ）、及びＢ光（４５０ｎｍ）のいずれについても行うことは困難であり、例えば、中心波長のＧ光（５５０ｎｍ）について、消光点への変換を可能とする保護フィルムを用いても、図４に示す通り、Ｒ光及びＢ光については、消光点からのずれが生じる。
【００１８】
そこで、本発明では、図３に示した様な、フィルムの複屈折性のみを利用した偏光状態の変換ではなく、フィルムの複屈折性とともに旋光性を利用して、偏光状態を変換することにより、上記波長依存性を軽減している。本発明の透明フィルムは、フィルム面の法線方向においてＮｚ値が０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含む。かかる領域は、例えば、極微小な膜厚の層が無限大の数だけ積層された積層体であって、隣接する層間でＮｚが極微小だけ増減している積層体として近似できる。入射側の最表層のＮｚ＝１、出射側の最表層のＮｚ＝０として、この仮想積層体に入射した光の偏光状態の変換を表すと、まず、第１層ＬNz=0で直線偏光は該層の複屈折性の影響を受けるが、その際の変換の軌跡は、点ＰにおけるＳ２軸と平行な軸を回転軸とする回転として表される。第２層ではＮｚが微小減少しているので、回転軸は、Ｓ１軸上において点ＰからＳ１＝０の方向に微小だけずれた点におけるＳ２軸と平行な軸となる。第３、第４層・・・となるにつれ、Ｎｚは減少して回転軸はＳ１＝０の方向に移動し、Ｎｚ＝０．５の層ＬNz=0.5では、回転軸はＳ２軸となる。最後に、出射側の最表層ＬNz=1では、回転軸は、消光点ＱにおけるＳ２軸と平行な軸となる。
【００１９】
その間の偏光状態の変換の軌跡を隣接する層間のＮｚの増減ΔＮｚについて、ΔＮｚ→０として近似すると、図５の様に表すことができる。図５中に示した偏光状態の変換の軌跡は、図５中、破線で示した、いわゆる旋光性を表すローリングコーンが、その中心を、Ｓ１軸上の点ＰからＳ１＝０の方向へ、さらに負の方向へと移動させながら、一回転して消光点Ｑに達するのと同一の軌跡をたどっている。屈折率の波長分散性は、旋光性を表すローリングコーンの回転にも影響するが、図４に示した複屈折性のみを利用した回転と比較して、偏光状態が消光点Ｑに達した際の、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の分離が小さくなり、波長分散性を軽減できる。なお、透明フィルムのＲｅ（面内リタデーションの総和）はポアンカレ球上の動きとして、ローリングコーンを３６０°回転させるために必要になり、５６０ｎｍ程度必要となる。実際には５１０〜６１０ｎｍの範囲で従来例に対して効果がある。
【００２０】
本発明の透明フィルムを、別の観点から表現すると、フィルムの法線方向の入射光に対しては旋光性を生じさせないが、斜め方向の入射光に対しては旋光性を生じさせるフィルムとして表現することができる。より具体的には、本発明の透明フィルムは、他の観点から、フィルム面の法線方向から入射した光に対して測定されたＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ１）が略０であり、フィルム面に対して互いに異なる複数の斜め方向から入射した光に対して測定された（ＣＲＥ２）の絶対値が略等しく、且つ０でないことを特徴とする透明フィルムと表現することができる。ここで、フィルム面に対して互いに異なる複数の斜め方向は、例えば、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向として定義することができる。ここで、この4方向から入射したときのＣＲＥ２の絶対値が略等しいということは、遅相軸方向が単純に捩れているフィルムでは満足することはできず、かかるフィルムと本発明の透明フィルムとは明らかに異なる。本発明の透明フィルムは、厚さ方向にＮｚが異なる分布になっていて、その結果、フィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向では符号は異なるが、絶対値が等しくなっている。前記４方向から入射した光に対するＣＲＥ２の絶対値は、それぞれ３２〜３８ｎｍであるのが好ましい。なお、略等しいとは、完全に同一であるか、又は値の差が５ｎｍ以下であることをいうものとする。
【００２１】
フィルムのＣＲＥ（ＣＲＥ１及びＣＲＥ２）は、例えば、Axometrics社のミューラマトリクスポラリメータ"AxoScan"によって測定することができる。また、ＣＲＥの詳細については、文献：S. Y . Lu and R. A. Chipman, J. Opt Soc. Am A. 13 (1996) 1106.に記載されている。
【００２２】
本発明の透明フィルムの原料については特に制限されない。例えば、延伸複屈折ポリマーフィルムであっても、液晶性化合物を特定の配向状態に固定することによって形成された光学異方性層であってもよい。また、透明フィルムは単層構造に限定されるものではなく、複数の層を積層した多層構造を有していてもよい。多層構造の態様では、各層の素材は同種であっても異種であってもよい。例えば、ポリマーフィルムと液晶組成物からなる光学異方性層との積層体であってもよい。多層構造の態様では、厚さを考慮すると、高分子の延伸フィルムの積層体よりも、塗布によって形成された層を含む塗布型の層を含む多層体が好ましい。
【００２３】
用いる原料、その配合量、製造条件などを選択し、これらの値を所望の範囲に調整することで、Ｎｚ値が上記条件を満足する透明フィルムとして作製することができる。具体的には、波長分散の異なる２種類以上のポリマー（例えば、互いに主鎖方向の吸収波長が異なる複数種のポリマー）を混合する；紫外域または赤外域に吸収のある添加剤を添加して可視光の波長分散を制御する；紫外域または赤外域に吸収のある添加剤であって、構造的にフィルムの厚さ方向、延伸方向又は非延伸方向に配向するものをフィルム中に添加する；塗布または貼合によりポリマー層の多層体（例えば、互いに複屈折率が異なるポリマー層の多層体）とする；フィルム製造工程で厚さ方向に不均一な温度分布または紫外線の強度分布を与えることにより配向性または材料の均一性を制御する；こと等により、本発明の透明フィルムを作製することができる。本発明の透明フィルムの作製に用いる材料としては、特に制限されることはなく、セルロースアシレート及び脂環式構造含有重合体樹脂（ノルボルネン系ポリマー等）を主成分として用いるのが好ましい。
【００２４】
また、本発明は、本発明の透明フィルムを有する偏光板にも関する。本発明の偏光板は、偏光子の一方の保護フィルムとして、即ち、偏光子の表面に接触して本発明の透明フィルムが貼り合わされているのが好ましい。本発明の偏光板を液晶表示装置に組み込む場合は、本発明の透明フィルムを液晶セル側にして配置するのが好ましい。
【００２５】
偏光板の特性については、二色性（ディアテニュエーション）ベクトルＤや偏光能（ポラリザンス）ベクトルＰで記述することができる。
二色性（ディアテニュエーション）ベクトルＤとは、ポアンカレ球上において、透過光量が最大となるような偏光状態を表し、偏光能（ポラリザンス）ベクトルＰとは、ポアンカレ球上において、無偏光を入射した時の出射偏光状態を表す。二色性ベクトルＤ＝（Ｄｈ，Ｄ４５，Ｄｒ）、偏光能ベクトルＰ＝（Ｐｈ，Ｐ４５，Ｐｒ）で表されるベクトルである。計測器として、デュアル・ローテート・リターダー方式の偏光測定器を用いると、偏光膜と、複屈折性のポリマーフィルムとの積層体のＤ及びＰが測定できるので好ましい。デュアル・ローテート・リターダー方式の偏光測定器は、測定ヘッドが、偏波を作り出す偏光ジェネレータと、偏波を検出する偏光アナライザとを含み、双方のヘッドが、高速回転する波長板と偏光子とで構成されている偏光測定器である。市販品として、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のミュラーマトリクス・ポラリメータがあり、これを用いることができる。
また、二色性ベクトル及び偏光能ベクトルを、それぞれベクトルの大きさを１に規格化して単位ベクトル化した、規格化二色性ベクトルＤ’＝（Ｄｈ’，Ｄ４５’，Ｄｒ’）および規格化偏光能ベクトルＰ’＝（Ｐｈ’，Ｐ４５’，Ｐｒ’）で記述することもできる。これらの詳細については、Y.Ootani :O plus E 29 p.20 (2007))及びS-Y.Lu and R.A.Chipman : J.Opt.Soc.Am.A 13 p.1106(1996))に記載されている。
本発明の偏光板は、Ｐ’でその特性を記述した場合には、偏光板のＰ４５’の絶対値｜Ｐ４５’｜が０．９以上、望ましくは０．９９以上程度を示す、広視角偏光板である。
【００２６】
本発明の透明フィルム又は偏光板は、種々のモードの液晶表示装置に用いることができる。例えば、ＩＰＳモード、ＶＡモード、ＴＮモード、ＯＣＢモード、等の種々のモードの液晶表示装置に用いることができる。
【００２７】
本発明の透明フィルムのいくつかの例について、実際に、その効果を確認した結果を以下の表に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
比較例は、フィルムの厚さ方向においてＮｚ値が０．５で均一なフィルムであり、本発明と比較するために示した例である。例１〜６はいずれも、厚さ方向にＮｚ値が０〜１に変化するフィルムであり、且つ面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍを満足する、本発明の透明フィルムの例である。なお、例１〜６はいずれも、ＣＲＥ１が０で、且つ４つの方向から入射した光に対して測定されたＣＲＥ２が０でなく且つ等しいことが表中の値から理解できる。
例１〜６はいずれも、比較例と比較して黒状態の透過率（％）が低く、コントラストが改善されていることが理解できる。
【００３０】
同様に透明フィルムに偏光膜を積層させた状態、すなわち偏光板の形態で、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射し、及び前記透明フィルムを偏光膜の出射側に位置させて、規格化偏光能ベクトルＰ’＝（Ｐｈ’，Ｐ４５’，Ｐｒ’）を計測した。Ｐ’は単位ベクトルなのでベクトルの大きさの最大値が１であることも考慮して、例１〜６の偏光板のＰ４５’の絶対値｜Ｐ４５’｜は、次表より０．９９以上１未満であることが理解できる。
【００３１】
【表２】
【実施例】
【００３２】
次に、実際に以下に記載の通り透明フィルム及び偏光板をそれぞれ作製し、ＩＰＳモードの液晶表示装置に用い、その効果を確認した実施例について説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
［比較例１］
＜フィルム１の作製＞
長さ１００ｍ、幅１８０ｍｍ、厚さ１１０μｍでＲｅが０ｎｍであるポリカーボネートの両面に１６５度での寸法変化率（ＭＤ／ＴＤ）が１．１５のポリエステルフィルムをアクリル系粘着層を介し接着し、ロール延伸機にてロール速比０．９７の条件で、かつロールの温度を１６５度とした常温雰囲気で処理してポリカーボネートを収縮させた後、ポリエステルフィルムを剥離した。このフィルムを温度１６３度の雰囲気下で幅方向に１．１倍に延伸し、フィルム１を得た。
自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、Ｒｅの光入射角度依存性を測定し、これらの光学特性を算出したところ、Ｒｅが２７５ｎｍ、Ｎｚが０．５であり、遅相軸が長手方向とは直交方向にあることを確認した。フィルム１について、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏＳｃａｎを用いて波長５５０ｎｍで正面におけるＣＲ１、極角６０°で方位角４５度、１３５度、２２５度、３１５度におけるＣＲ２を測定した結果、ＣＲ１及び全ての方位角におけるＣＲ２がいずれも０ｎｍであった。
【００３３】
＜比較例用偏光板１の作製＞
厚さ８０μｍのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して５倍に延伸し、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコールには、クラレ製ＰＶＡ−１１７Ｈ）を用いた。この偏光膜の片面に比較例用フィルム１を、他方の面には保護フィルムとして富士フイルム社製タックフィルムＴＤ８０Ｕを重ね合わせて貼り付け、比較例用偏光板１を作製した。
この比較例用偏光板１の規格化偏光能ベクトルＰ’をＡｘｏｓｃａｎで測定した。フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射させ、比較例用フィルム１を偏光膜の出射側に位置させて測定した、規格化偏光能ベクトルＰ’の成分Ｐ４５’の絶対値は０．９９４であった。
【００３４】
［実施例１］
＜透明フィルム１０の作製＞
比較例１で作製したフィルム１の片面に光学異方性層１、及び他方の面に光学異方性層２を、下記の方法でそれぞれ形成し、本発明の実施例の透明フィルム１０を作製した。
＜棒状液晶組成物からなる光学異方性層１の形成＞
（配向膜の形成）
以下の組成の配向膜塗布液を調製した。
下記の高分子化合物Ｐ ４質量部
トリエチルアミン ２質量部
デコナール ＥＸ−５２１の５％水溶液
（ナガセ化成工業株式会社のエポキシ化合物） ８．１質量部
水 ５７質量部
メタノール ２９質量部
【００３５】
【化１】
【００３６】
この配向膜塗布液をフィルム１の片面に塗布し、２５℃で３０秒間、１２０℃の温風で１２０秒間乾燥した。乾燥後の配向膜の厚みは１．５μｍであった。次に、形成した膜に、透明光学フィルムＡの長手方向と同じ方向にラビング処理した。
【００３７】
（光学異方性層１の形成）
下記組成の光学異方性層用塗布液を調製した。
下記の棒状液晶性化合物（例示化合物 ＩＶ−２） ３８．１質量％
下記の増感剤 Ａ ０．３８質量％
下記の光重合開始剤 Ｂ １．１４質量％
下記の配向制御剤 Ｃ ０．１９質量％
グルタルアルデヒド ０．０４質量％
メチルエチルケトン ６０．１５質量％
【００３８】
【化２】
【００３９】
【化３】
【００４０】
【化４】
【００４１】
【化５】
【００４２】
上記形成した配向膜のラビング処理面に、調製した光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて連続的に塗布、乾燥、及び加熱（配向熟成）し、さらに紫外線照射して、棒状液晶性分子を水平配向状態に固定し、光学異方性層１（厚さ１．１μｍ）を形成した。
【００４３】
形成した光学異方性層１をガラス基板に転写し、複屈折特性を測定した所、Ｎｚ値は１、Ｒｅ値は１４３ｎｍであった。遅相軸は、フィルムの長手方向（ラビング方向）と直交する方向であった。
【００４４】
＜円盤状液晶組成物からなる光学異方性層２の形成＞
（配向膜の形成）
フィルム１のもう片面に、下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで２０ｍｌ／ｍ2塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にフィルム１の遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
下記の変性ポリビニルアルコール １０質量部
水 ３７１質量部
メタノール １１９質量部
グルタルアルデヒド ０．５質量部
テトラメチルアンモニウムフルオライド ０．３質量部
【００４５】
【化６】
【００４６】
（光学異方性層２の形成）
次に、配向膜のラビング処理面に、下記のディスコチック液晶性化合物１．８ｇ、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）０．２ｇ、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）０．０６ｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇ、空気界面側垂直配向剤（Ｐ−６）０．０１ｇを、３．９ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、＃４のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、１２５℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコチック液晶化合物を配向させた。次に、１００℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、３０秒間ＵＶ照射しディスコチック液晶化合物を架橋した。その後、室温まで放冷した。この様にして、光学異方性層２を形成した。
【００４７】
【化７】
【００４８】
【化８】
【００４９】
形成した光学異方性層２をガラス基板に転写し、複屈折特性を測定した所、Ｎｚ値は０、Ｒｅ値は１４２ｎｍであった。遅相軸の方向は、配向膜のラビング方向と平行であった。
【００５０】
このようにして、フィルム１の片面に光学異方性層１、もう片面に光学異方性層２を設けた透明フィルム１０を作製した。この透明フィルム１０の面内リタデーションＲｅを波長５５０ｎｍで測定した所、５６０ｎｍであった。即ち、この透明フィルム１０は、厚さ方向にＮｚ値が、０〜１に単調増加し（光学異方性層２はＮｚ＝０、フィルム１はＮｚ＝０．５、光学異方性層１はＮｚ＝１）、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５６０ｎｍである本発明の実施例の透明フィルムである。
【００５１】
作製した透明フィルム１０をＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏＳｃａｎを用いて波長５５０ｎｍで正面におけるＣＲ１を測定した所、ＣＲ１＝０であった。また、極角６０°で方位角４５度、１３５度、２２５度、３１５度におけるＣＲ２を測定の結果、方位角４５度および２２５度のＣＲ２＝３２ｎｍであり、方位角１３５度および３１５度のＣＲ２＝−３２ｎｍであった。すなわち、方位角４５度、１３５度、２２５度、３１５度におけるＣＲ２の絶対値は略等しく３２ｎｍであった。
【００５２】
＜偏光板１０の作製＞
厚さ８０μｍのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して５倍に延伸し、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコールには、クラレ製ＰＶＡ−１１７Ｈ）を用いた。この偏光膜の片面に透明フィルム１０を、もう片面には保護フィルムとして富士フイルム社製タックフィルムＴＤ８０Ｕを重ね合わせて貼り付け、偏光板１０を作製した。なお、透明フィルム１０を偏光膜に重ね合わせるときには、位相差膜１０の光学異方性層１の面と偏光膜を接触させて重ね合わせた。
この偏光板１０の規格化偏光能ベクトルＰ’をＡｘｏｓｃａｎで測定した。フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射させ、透明フィルム１０を偏光膜の出射側に位置させて測定した、規格化偏光能ベクトルＰ’の成分Ｐ４５’の絶対値は０．９９５であった。
【００５３】
［実施例２］
＜偏光板１１の作製＞
透明フィルム１０を偏光膜に重ね合わせるときに、透明フィルム１０の光学異方性層２の面と偏光膜を接触させて貼り合わせた以外は、実施例１と全く同じ方法で、実施例２の偏光板１１を作製した。
この偏光板１１の規格化偏光能ベクトルＰ’をＡｘｏｓｃａｎで測定した。フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射させ、透明フィルムを偏光膜の出射側に位置させて測定した、規格化偏光能ベクトルＰ’の成分Ｐ４５’の絶対値は０．９９５であった。
【００５４】
［液晶表示装置への実装と評価］
比較例１、実施例１、及び実施例２でそれぞれ作製した偏光板１、１０及び１１を用い、液晶表示装置をそれぞれ作製した。
具体的には偏光板１、１０及び１１のそれぞれと、従来の偏光板（偏光板の保護層タックフィルムには富士フイルム社製のＺ−タックを使用）とで、ＩＰＳ型液晶セルをはさみ、液晶表示装置を作製した。偏光板１、１０及び１１のフィルム１、透明フィルム１０及び１１がそれぞれ液晶セル側になるよう注意してはさんだ。また、液晶セルをはさむ２つの偏光板の面内吸収軸は直交し、かつ偏光板１、１０及び１１それぞれの面内吸収軸がＩＰＳ型液晶セルの面内遅相軸と平行になるようにはさんだ。ＩＰＳ型液晶セルは、複屈折が３００ｎｍで、電圧無印加状態で水平配向になるように作製した。液晶にはメルク社のＺＬＩ−４７９２を用いた。
このようにして作製した液晶表示装置の電圧無印加状態すなわち黒状態の透過率を極角６０度、方位角４５度で測定したところ、比較例１の偏光板１を用いた液晶表示装置の場合は０．０３５％だったのに対し、実施例１の偏光板１０を用いた液晶表示装置の場合は０．０２％、実施例２の偏光板１１を用いた液晶表示装置の場合は０．０２％であった。これらより、比較例１の偏光板１と比較して、本発明の実施例である偏光板１０及び１１は黒状態の透過率が小さく、よりコントラストが改善されたことが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の偏光板の一例の断面模式図である。
【図２】ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐ及びその消光点Ｑを示した模式図である。
【図３】ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐからその消光点Ｑへの従来の変換例の軌跡を示した模式図である。
【図４】ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐからその消光点Ｑへの従来の変換例の軌跡を、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれについて示した模式図である。
【図５】本発明の透明フィルムを利用した、ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐからその消光点Ｑへの変換例の軌跡を、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれについて示した模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 偏光板
１２ 偏光子
１４ 保護フィルム
１６ 本発明の透明フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の光学補償フィルム、偏光板の保護フィルム等として用いられる新規な透明フィルム、ならびに該透明フィルムを利用した、偏光板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶表示装置は、液晶セルとその両側に一対の偏光子を有する。この一対の偏光子は、互いの透過軸を直交にして、いわゆる直交偏光子として、配置されるのが一般的である。しかし、直交偏光子は、その表面に対して法線方向の入射光に対しては、直交偏光子として機能し得るが、法線方向から傾いた斜め方向からの入射光に対しては、透過軸の交差角が直角からずれているため、直交偏光子として機能し得ない。このことが、透過型液晶表示装置において斜め方向の光漏れを生じさせ、視野角に依存したコントラストの低下及び色味変化といった視野角特性の低下の原因となっている。
【０００３】
ところで、ポリビニルアルコールフィルム等からなる偏光子は、単独の部材として液晶表示装置に用いられるのではなく、その両面に、偏光子を保護する保護フィルムが貼り合わせられた偏光板として液晶表示装置内に組み込まれるのが一般的である。そこで、かかる保護フィルムに所定の光学特性をもたせることによって、広視野角化する試みがなされている。その一例として、「偏光子に、面内位相差＝２５０〜３００ｎｍ、ＮZ＝０．１〜０．４なる複屈折特性を有する二軸性位相差板を重ねてなる広視野角偏光板」、及び「偏光子に、面内位相差＝２５０〜３００ｎｍ、ＮZ＝０．６〜１．１なる複屈折特性を有する二軸性位相差板を重ねてなる広視野角偏光板」が提案されている（特許文献１）。特許文献１の実施例では、かかる広視野角偏光板の２枚を直交配置で液晶セルの両側に配置した透過型液晶表示装置について、広視野角化されたことが示されている。
特許文献１に記載の偏光板の広視野角化技術では、入射光を上記所定の複屈折性を有する二軸性の位相差板に、２回通過させる必要がある。そのため、液晶表示装置の設計上の制約があったり、又は所定の光学特性の位相差板を互いの光軸の位置関係を精密に制御して２枚積層するという煩雑な工程が必要になる等、生産性の観点で好ましくない。
【０００４】
一方、入射光を一枚の位相差板に通過させるだけで、偏光子の視野角依存性を補償しようとする試みもあるが、かかる場合には波長依存性の問題が生じる。これは、偏光板の保護フィルムとして通常用いられているトリアセチルアセテートフィルム等のレターデーションが、波長依存性を示すことに起因するものである。例えば、可視光波長域４００〜７００ｎｍの中央である波長５５０ｎｍ（Ｇ）の入射光について、保護フィルムを通過することによって消光点に変換するように保護フィルムの光学特性を調整しても、４５０ｎｍ（Ｂ）及び６５０ｎｍ（Ｒ）の入射光については、消光点からずれた偏光状態に変換されてしまい、結果として視野角に依存した色味変化やコントラストの低下を生じることになる。
【特許文献１】特開２００１−３５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、上記問題点が解決された、全可視光域に対応可能な広帯域であり且つ広視野角の新規な偏光板を提供することを課題とする。
また、本発明は、かかる偏光板の保護フィルムとして、また液晶表示装置の光学補償フィルムとして、波長依存性及び視野角依存性の双方の軽減に寄与する新規な透明フィルムを提供することを課題とする。
また、本発明は、視野角に依存したコントラストの低下及び色味変化が軽減された、視野角特性が良好な液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］ フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルム：
但し、Ｎｚ＝０．５＋Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）であり、式中、Ｒｔｈ（５５０）及びＲｅ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける、厚み方向のレターデーション及び面内レターデーションである。
［２］ セルロースアシレートを主成分として含有する［１］の透明フィルム。
［３］ 脂環式構造含有重合体樹脂を主成分として含有する［１］の透明フィルム。
［４］ 面内に光学異方性を持ち、フィルム面の法線方向のＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ１）が略０であり、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向で入射された光線におけるＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ２）の絶対値が略等しく、且つ０でないことを特徴とする透明フィルム。
［５］ 前記ＣＲＥ２が０〜２０ｎｍである［４］の透明フィルム。
［６］ Ｎｚ値が互いに異なる２以上の層からなる多層構造を有する［１］の透明フィルム。
［７］ ポリマーフィルムと、その両面にそれぞれ、同一又は異なる液晶組成物からなる光学異方性層を少なくとも一層ずつ有する［６］の透明フィルム。
［８］ 偏光膜、及び［１］〜［７］のいずれかの透明フィルムを有する偏光板。
［９］ 液晶セル、及び［８］の偏光板を有する液晶表示装置。
［１０］ 液晶セル、及び少なくとも一つの偏光膜を有する液晶表示装置であって、前記偏光膜と前記液晶セルとの間に［１］〜［７］のいずれかの透明フィルムを有する液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、広帯域であり且つ広視野角の新規な偏光板を提供することができる。また、本発明によれば、かかる偏光板の保護フィルムとして、また液晶表示装置の光学補償フィルムとして、波長依存性及び視野角依存性の双方の軽減に寄与する新規な透明フィルムを提供することができる。また、本発明によれば、視野角に依存したコントラストの低下及び色味変化が軽減された、視野角特性が良好な液晶表示装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
以下、本発明について説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また実質的に直交もしくは平行とは、厳密な角度±１０°の範囲を意味する。
また、本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレターデーション及び厚さ方向のレターデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
【０００９】
測定されるフィルムが１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式（２１）及び式（２２）よりＲｔｈを算出することもできる。
【００１０】
【数１】
式中、上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。
また式中、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。
【００１１】
測定されるフィルムが１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ｏｐｔｉｃ ａｘｉｓ）がないフィルムの場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−５０度から＋５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：
セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）がさらに算出される。
【００１２】
なお、本明細書において、光学特性等を示す数値や数値範囲については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値又は数値範囲であると解釈されるものとする。
【００１３】
本発明は、フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルムに関する。本発明の透明フィルムは、偏光子と組み合わされ、偏光子と液晶セルとの間に配置されることにより、液晶表示装置の斜め方向におけるコントラストの低下及び色味変化の軽減に寄与するものである。なお、「フィルム面の法線方向（フィルムの厚み方向）においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含む」ことについては、文献：Y. Takahashi, H. Watanabe and T. Kato, "Depth-Dependent Determination of Molecular Orientation for WV-Film", IDW'04 (2004) p.651.に述べられているような方法で確認することができる。具体的には、フィルムの厚み方向に均等に５点のＰ２のｘ、ｙ及びｚ成分を測定して、それから算出されるｎｘ、ｎｙ及びｎｚを用いて求めたＮｚの値が、０〜１の範囲で変化していること、例えば、５点各々についてＮｚ値が略０，０．２５，０．５，０．７５，１のように変化していることを意味する。また、フィルムのＮｚの「単調増加及び単調減少」については、その増加率及び減少率が変動していてもよく、また増減しない範囲があってもよいが、単調増加には少なくとも減少する範囲はなく、また単調減少には少なくとも増加する範囲はないものとする。好ましくは増加率が一定の単調増加、又は減少率が一定の単調減少である。
【００１４】
本発明の透明フィルムの一態様として、Ｎｚ値が互いに異なる２以上の層からなる多層構造を有する透明フィルムが挙げられる。より具体的には、ポリマーフィルムと、その両面にそれぞれ、同一又は異なる液晶組成物からなる光学異方性層を少なくとも一層ずつ有し、一方の光学異方性層のＮｚが０、ポリマーフィルムのＮｚが０．５、他方の光学異方性層のＮｚが１．０である透明フィルムも本発明の一態様である。ポリマーフィルムの一方の面上にそれぞれＮｚが互いに異なる光学異方性層を複数形成すること、及び／又は支持しているポリマーフィルムについてもＮｚが互いに異なるポリマーフィルムの多層構造体とすれば、Ｎｚが０〜１の範囲で微小な変化率で単調増加（又は単調減少）する透明フィルムを作製することができる。
【００１５】
本発明の透明フィルムを有する偏光板の一例を図１に示す。図１の偏光板１０は、ヨウ素等によって染色されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム等からなる偏光子１２、及びその表面にセルロースアシレートフィルム等からなる保護フィルム１４及び１６を有する。保護フィルム１６は、本発明の透明フィルムであり、上記所定の光学特性を満足する。偏光板１０を、液晶表示装置に組み込む場合は、他の偏光板とともに液晶セルを挟んで、且つ本発明の透明フィルムである保護フィルム１６を液晶セル側にして、偏光板の互いの吸収軸を直交にして配置する。
なお、本発明の透明フィルムは、必ずしも偏光子の保護フィルムとして偏光子の表面に直接貼り合せる必要はない。例えば、本発明の透明フィルムは光学補償フィルムとして偏光子と液晶セルとの間に配置してもよい。偏光子と本発明の透明フィルムとの間に、偏光子の保護フィルムが配置されている場合は、該保護フィルムは、位相差がない、等方性のフィルムであるのが好ましい。
【００１６】
次に、図面を参照して、本発明の透明フィルム及び偏光板の作用について説明する。図２〜図５は、それぞれポアンカレ球を、Ｓ２軸の正の方向から見た図である。ポアンカレ球は偏光状態を記述する三次元マップで、球の赤道上は楕円率が０の直線偏光の偏光状態を表している。図２中の点Ｐは、斜め方向から入射した光が偏光子を通過して直線偏光となった、その偏光状態を示している。偏光状態点Ｐが、Ｓ１軸上の消光点である偏光状態点Ｑに変換されれば、直交偏光子の視野角依存性は解消される。従って、偏光子の液晶セル側に配置された保護フィルムを通過することによって、偏光状態が点Ｐから点Ｑに変換されるように、保護フィルムの複屈折性を調整すればよい。位相差領域を通過することによる偏光状態の変化は、ポアンカレ球上では、光学特性に応じて決定される特定の軸の回りに、特定の角度回転させることで表される。偏光状態点Ｐから偏光状態点Ｑへの変換の一例としては、図３に示す通り、保護フィルムとして１／２波長板を用いて、Ｓ２軸を回転軸として、πだけ回転することによる変換がある。なお、回転角度は、通過した位相差領域の位相差に比例し、且つ入射光の波長の逆数に反比例する。
【００１７】
ところで、セルロースアシレートフィルム等、保護フィルムとして用いられているフィルムの多くは、その屈折率（ｎ）が、入射光の波長に対して一様ではなく、通常、長波長になる程小さくなる傾向があるので、その結果、位相差についても、入射光が長波長である程小さくなるという波長依存性がある。このような、屈折率の波長依存性の影響に加えて、上記した通り、回転角度がλの逆数に比例することから、ポアンカレ球上で示される偏光状態の遷移は、長波長の光ほど回転角度が小さくなってしまう。そのため、一枚の位相差板によって、図３に示す偏光状態の変換を、Ｒ光（６５０ｎｍ）、Ｇ光（５５０ｎｍ）、及びＢ光（４５０ｎｍ）のいずれについても行うことは困難であり、例えば、中心波長のＧ光（５５０ｎｍ）について、消光点への変換を可能とする保護フィルムを用いても、図４に示す通り、Ｒ光及びＢ光については、消光点からのずれが生じる。
【００１８】
そこで、本発明では、図３に示した様な、フィルムの複屈折性のみを利用した偏光状態の変換ではなく、フィルムの複屈折性とともに旋光性を利用して、偏光状態を変換することにより、上記波長依存性を軽減している。本発明の透明フィルムは、フィルム面の法線方向においてＮｚ値が０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含む。かかる領域は、例えば、極微小な膜厚の層が無限大の数だけ積層された積層体であって、隣接する層間でＮｚが極微小だけ増減している積層体として近似できる。入射側の最表層のＮｚ＝１、出射側の最表層のＮｚ＝０として、この仮想積層体に入射した光の偏光状態の変換を表すと、まず、第１層ＬNz=0で直線偏光は該層の複屈折性の影響を受けるが、その際の変換の軌跡は、点ＰにおけるＳ２軸と平行な軸を回転軸とする回転として表される。第２層ではＮｚが微小減少しているので、回転軸は、Ｓ１軸上において点ＰからＳ１＝０の方向に微小だけずれた点におけるＳ２軸と平行な軸となる。第３、第４層・・・となるにつれ、Ｎｚは減少して回転軸はＳ１＝０の方向に移動し、Ｎｚ＝０．５の層ＬNz=0.5では、回転軸はＳ２軸となる。最後に、出射側の最表層ＬNz=1では、回転軸は、消光点ＱにおけるＳ２軸と平行な軸となる。
【００１９】
その間の偏光状態の変換の軌跡を隣接する層間のＮｚの増減ΔＮｚについて、ΔＮｚ→０として近似すると、図５の様に表すことができる。図５中に示した偏光状態の変換の軌跡は、図５中、破線で示した、いわゆる旋光性を表すローリングコーンが、その中心を、Ｓ１軸上の点ＰからＳ１＝０の方向へ、さらに負の方向へと移動させながら、一回転して消光点Ｑに達するのと同一の軌跡をたどっている。屈折率の波長分散性は、旋光性を表すローリングコーンの回転にも影響するが、図４に示した複屈折性のみを利用した回転と比較して、偏光状態が消光点Ｑに達した際の、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の分離が小さくなり、波長分散性を軽減できる。なお、透明フィルムのＲｅ（面内リタデーションの総和）はポアンカレ球上の動きとして、ローリングコーンを３６０°回転させるために必要になり、５６０ｎｍ程度必要となる。実際には５１０〜６１０ｎｍの範囲で従来例に対して効果がある。
【００２０】
本発明の透明フィルムを、別の観点から表現すると、フィルムの法線方向の入射光に対しては旋光性を生じさせないが、斜め方向の入射光に対しては旋光性を生じさせるフィルムとして表現することができる。より具体的には、本発明の透明フィルムは、他の観点から、フィルム面の法線方向から入射した光に対して測定されたＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ１）が略０であり、フィルム面に対して互いに異なる複数の斜め方向から入射した光に対して測定された（ＣＲＥ２）の絶対値が略等しく、且つ０でないことを特徴とする透明フィルムと表現することができる。ここで、フィルム面に対して互いに異なる複数の斜め方向は、例えば、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向として定義することができる。ここで、この4方向から入射したときのＣＲＥ２の絶対値が略等しいということは、遅相軸方向が単純に捩れているフィルムでは満足することはできず、かかるフィルムと本発明の透明フィルムとは明らかに異なる。本発明の透明フィルムは、厚さ方向にＮｚが異なる分布になっていて、その結果、フィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向では符号は異なるが、絶対値が等しくなっている。前記４方向から入射した光に対するＣＲＥ２の絶対値は、それぞれ３２〜３８ｎｍであるのが好ましい。なお、略等しいとは、完全に同一であるか、又は値の差が５ｎｍ以下であることをいうものとする。
【００２１】
フィルムのＣＲＥ（ＣＲＥ１及びＣＲＥ２）は、例えば、Axometrics社のミューラマトリクスポラリメータ"AxoScan"によって測定することができる。また、ＣＲＥの詳細については、文献：S. Y . Lu and R. A. Chipman, J. Opt Soc. Am A. 13 (1996) 1106.に記載されている。
【００２２】
本発明の透明フィルムの原料については特に制限されない。例えば、延伸複屈折ポリマーフィルムであっても、液晶性化合物を特定の配向状態に固定することによって形成された光学異方性層であってもよい。また、透明フィルムは単層構造に限定されるものではなく、複数の層を積層した多層構造を有していてもよい。多層構造の態様では、各層の素材は同種であっても異種であってもよい。例えば、ポリマーフィルムと液晶組成物からなる光学異方性層との積層体であってもよい。多層構造の態様では、厚さを考慮すると、高分子の延伸フィルムの積層体よりも、塗布によって形成された層を含む塗布型の層を含む多層体が好ましい。
【００２３】
用いる原料、その配合量、製造条件などを選択し、これらの値を所望の範囲に調整することで、Ｎｚ値が上記条件を満足する透明フィルムとして作製することができる。具体的には、波長分散の異なる２種類以上のポリマー（例えば、互いに主鎖方向の吸収波長が異なる複数種のポリマー）を混合する；紫外域または赤外域に吸収のある添加剤を添加して可視光の波長分散を制御する；紫外域または赤外域に吸収のある添加剤であって、構造的にフィルムの厚さ方向、延伸方向又は非延伸方向に配向するものをフィルム中に添加する；塗布または貼合によりポリマー層の多層体（例えば、互いに複屈折率が異なるポリマー層の多層体）とする；フィルム製造工程で厚さ方向に不均一な温度分布または紫外線の強度分布を与えることにより配向性または材料の均一性を制御する；こと等により、本発明の透明フィルムを作製することができる。本発明の透明フィルムの作製に用いる材料としては、特に制限されることはなく、セルロースアシレート及び脂環式構造含有重合体樹脂（ノルボルネン系ポリマー等）を主成分として用いるのが好ましい。
【００２４】
また、本発明は、本発明の透明フィルムを有する偏光板にも関する。本発明の偏光板は、偏光子の一方の保護フィルムとして、即ち、偏光子の表面に接触して本発明の透明フィルムが貼り合わされているのが好ましい。本発明の偏光板を液晶表示装置に組み込む場合は、本発明の透明フィルムを液晶セル側にして配置するのが好ましい。
【００２５】
偏光板の特性については、二色性（ディアテニュエーション）ベクトルＤや偏光能（ポラリザンス）ベクトルＰで記述することができる。
二色性（ディアテニュエーション）ベクトルＤとは、ポアンカレ球上において、透過光量が最大となるような偏光状態を表し、偏光能（ポラリザンス）ベクトルＰとは、ポアンカレ球上において、無偏光を入射した時の出射偏光状態を表す。二色性ベクトルＤ＝（Ｄｈ，Ｄ４５，Ｄｒ）、偏光能ベクトルＰ＝（Ｐｈ，Ｐ４５，Ｐｒ）で表されるベクトルである。計測器として、デュアル・ローテート・リターダー方式の偏光測定器を用いると、偏光膜と、複屈折性のポリマーフィルムとの積層体のＤ及びＰが測定できるので好ましい。デュアル・ローテート・リターダー方式の偏光測定器は、測定ヘッドが、偏波を作り出す偏光ジェネレータと、偏波を検出する偏光アナライザとを含み、双方のヘッドが、高速回転する波長板と偏光子とで構成されている偏光測定器である。市販品として、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のミュラーマトリクス・ポラリメータがあり、これを用いることができる。
また、二色性ベクトル及び偏光能ベクトルを、それぞれベクトルの大きさを１に規格化して単位ベクトル化した、規格化二色性ベクトルＤ’＝（Ｄｈ’，Ｄ４５’，Ｄｒ’）および規格化偏光能ベクトルＰ’＝（Ｐｈ’，Ｐ４５’，Ｐｒ’）で記述することもできる。これらの詳細については、Y.Ootani :O plus E 29 p.20 (2007))及びS-Y.Lu and R.A.Chipman : J.Opt.Soc.Am.A 13 p.1106(1996))に記載されている。
本発明の偏光板は、Ｐ’でその特性を記述した場合には、偏光板のＰ４５’の絶対値｜Ｐ４５’｜が０．９以上、望ましくは０．９９以上程度を示す、広視角偏光板である。
【００２６】
本発明の透明フィルム又は偏光板は、種々のモードの液晶表示装置に用いることができる。例えば、ＩＰＳモード、ＶＡモード、ＴＮモード、ＯＣＢモード、等の種々のモードの液晶表示装置に用いることができる。
【００２７】
本発明の透明フィルムのいくつかの例について、実際に、その効果を確認した結果を以下の表に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
比較例は、フィルムの厚さ方向においてＮｚ値が０．５で均一なフィルムであり、本発明と比較するために示した例である。例１〜６はいずれも、厚さ方向にＮｚ値が０〜１に変化するフィルムであり、且つ面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍを満足する、本発明の透明フィルムの例である。なお、例１〜６はいずれも、ＣＲＥ１が０で、且つ４つの方向から入射した光に対して測定されたＣＲＥ２が０でなく且つ等しいことが表中の値から理解できる。
例１〜６はいずれも、比較例と比較して黒状態の透過率（％）が低く、コントラストが改善されていることが理解できる。
【００３０】
同様に透明フィルムに偏光膜を積層させた状態、すなわち偏光板の形態で、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射し、及び前記透明フィルムを偏光膜の出射側に位置させて、規格化偏光能ベクトルＰ’＝（Ｐｈ’，Ｐ４５’，Ｐｒ’）を計測した。Ｐ’は単位ベクトルなのでベクトルの大きさの最大値が１であることも考慮して、例１〜６の偏光板のＰ４５’の絶対値｜Ｐ４５’｜は、次表より０．９９以上１未満であることが理解できる。
【００３１】
【表２】
【実施例】
【００３２】
次に、実際に以下に記載の通り透明フィルム及び偏光板をそれぞれ作製し、ＩＰＳモードの液晶表示装置に用い、その効果を確認した実施例について説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
［比較例１］
＜フィルム１の作製＞
長さ１００ｍ、幅１８０ｍｍ、厚さ１１０μｍでＲｅが０ｎｍであるポリカーボネートの両面に１６５度での寸法変化率（ＭＤ／ＴＤ）が１．１５のポリエステルフィルムをアクリル系粘着層を介し接着し、ロール延伸機にてロール速比０．９７の条件で、かつロールの温度を１６５度とした常温雰囲気で処理してポリカーボネートを収縮させた後、ポリエステルフィルムを剥離した。このフィルムを温度１６３度の雰囲気下で幅方向に１．１倍に延伸し、フィルム１を得た。
自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、Ｒｅの光入射角度依存性を測定し、これらの光学特性を算出したところ、Ｒｅが２７５ｎｍ、Ｎｚが０．５であり、遅相軸が長手方向とは直交方向にあることを確認した。フィルム１について、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏＳｃａｎを用いて波長５５０ｎｍで正面におけるＣＲ１、極角６０°で方位角４５度、１３５度、２２５度、３１５度におけるＣＲ２を測定した結果、ＣＲ１及び全ての方位角におけるＣＲ２がいずれも０ｎｍであった。
【００３３】
＜比較例用偏光板１の作製＞
厚さ８０μｍのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して５倍に延伸し、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコールには、クラレ製ＰＶＡ−１１７Ｈ）を用いた。この偏光膜の片面に比較例用フィルム１を、他方の面には保護フィルムとして富士フイルム社製タックフィルムＴＤ８０Ｕを重ね合わせて貼り付け、比較例用偏光板１を作製した。
この比較例用偏光板１の規格化偏光能ベクトルＰ’をＡｘｏｓｃａｎで測定した。フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射させ、比較例用フィルム１を偏光膜の出射側に位置させて測定した、規格化偏光能ベクトルＰ’の成分Ｐ４５’の絶対値は０．９９４であった。
【００３４】
［実施例１］
＜透明フィルム１０の作製＞
比較例１で作製したフィルム１の片面に光学異方性層１、及び他方の面に光学異方性層２を、下記の方法でそれぞれ形成し、本発明の実施例の透明フィルム１０を作製した。
＜棒状液晶組成物からなる光学異方性層１の形成＞
（配向膜の形成）
以下の組成の配向膜塗布液を調製した。
下記の高分子化合物Ｐ ４質量部
トリエチルアミン ２質量部
デコナール ＥＸ−５２１の５％水溶液
（ナガセ化成工業株式会社のエポキシ化合物） ８．１質量部
水 ５７質量部
メタノール ２９質量部
【００３５】
【化１】
【００３６】
この配向膜塗布液をフィルム１の片面に塗布し、２５℃で３０秒間、１２０℃の温風で１２０秒間乾燥した。乾燥後の配向膜の厚みは１．５μｍであった。次に、形成した膜に、透明光学フィルムＡの長手方向と同じ方向にラビング処理した。
【００３７】
（光学異方性層１の形成）
下記組成の光学異方性層用塗布液を調製した。
下記の棒状液晶性化合物（例示化合物 ＩＶ−２） ３８．１質量％
下記の増感剤 Ａ ０．３８質量％
下記の光重合開始剤 Ｂ １．１４質量％
下記の配向制御剤 Ｃ ０．１９質量％
グルタルアルデヒド ０．０４質量％
メチルエチルケトン ６０．１５質量％
【００３８】
【化２】
【００３９】
【化３】
【００４０】
【化４】
【００４１】
【化５】
【００４２】
上記形成した配向膜のラビング処理面に、調製した光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて連続的に塗布、乾燥、及び加熱（配向熟成）し、さらに紫外線照射して、棒状液晶性分子を水平配向状態に固定し、光学異方性層１（厚さ１．１μｍ）を形成した。
【００４３】
形成した光学異方性層１をガラス基板に転写し、複屈折特性を測定した所、Ｎｚ値は１、Ｒｅ値は１４３ｎｍであった。遅相軸は、フィルムの長手方向（ラビング方向）と直交する方向であった。
【００４４】
＜円盤状液晶組成物からなる光学異方性層２の形成＞
（配向膜の形成）
フィルム１のもう片面に、下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで２０ｍｌ／ｍ2塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にフィルム１の遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
下記の変性ポリビニルアルコール １０質量部
水 ３７１質量部
メタノール １１９質量部
グルタルアルデヒド ０．５質量部
テトラメチルアンモニウムフルオライド ０．３質量部
【００４５】
【化６】
【００４６】
（光学異方性層２の形成）
次に、配向膜のラビング処理面に、下記のディスコチック液晶性化合物１．８ｇ、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）０．２ｇ、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）０．０６ｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇ、空気界面側垂直配向剤（Ｐ−６）０．０１ｇを、３．９ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、＃４のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、１２５℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコチック液晶化合物を配向させた。次に、１００℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、３０秒間ＵＶ照射しディスコチック液晶化合物を架橋した。その後、室温まで放冷した。この様にして、光学異方性層２を形成した。
【００４７】
【化７】
【００４８】
【化８】
【００４９】
形成した光学異方性層２をガラス基板に転写し、複屈折特性を測定した所、Ｎｚ値は０、Ｒｅ値は１４２ｎｍであった。遅相軸の方向は、配向膜のラビング方向と平行であった。
【００５０】
このようにして、フィルム１の片面に光学異方性層１、もう片面に光学異方性層２を設けた透明フィルム１０を作製した。この透明フィルム１０の面内リタデーションＲｅを波長５５０ｎｍで測定した所、５６０ｎｍであった。即ち、この透明フィルム１０は、厚さ方向にＮｚ値が、０〜１に単調増加し（光学異方性層２はＮｚ＝０、フィルム１はＮｚ＝０．５、光学異方性層１はＮｚ＝１）、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５６０ｎｍである本発明の実施例の透明フィルムである。
【００５１】
作製した透明フィルム１０をＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏＳｃａｎを用いて波長５５０ｎｍで正面におけるＣＲ１を測定した所、ＣＲ１＝０であった。また、極角６０°で方位角４５度、１３５度、２２５度、３１５度におけるＣＲ２を測定の結果、方位角４５度および２２５度のＣＲ２＝３２ｎｍであり、方位角１３５度および３１５度のＣＲ２＝−３２ｎｍであった。すなわち、方位角４５度、１３５度、２２５度、３１５度におけるＣＲ２の絶対値は略等しく３２ｎｍであった。
【００５２】
＜偏光板１０の作製＞
厚さ８０μｍのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して５倍に延伸し、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコールには、クラレ製ＰＶＡ−１１７Ｈ）を用いた。この偏光膜の片面に透明フィルム１０を、もう片面には保護フィルムとして富士フイルム社製タックフィルムＴＤ８０Ｕを重ね合わせて貼り付け、偏光板１０を作製した。なお、透明フィルム１０を偏光膜に重ね合わせるときには、位相差膜１０の光学異方性層１の面と偏光膜を接触させて重ね合わせた。
この偏光板１０の規格化偏光能ベクトルＰ’をＡｘｏｓｃａｎで測定した。フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射させ、透明フィルム１０を偏光膜の出射側に位置させて測定した、規格化偏光能ベクトルＰ’の成分Ｐ４５’の絶対値は０．９９５であった。
【００５３】
［実施例２］
＜偏光板１１の作製＞
透明フィルム１０を偏光膜に重ね合わせるときに、透明フィルム１０の光学異方性層２の面と偏光膜を接触させて貼り合わせた以外は、実施例１と全く同じ方法で、実施例２の偏光板１１を作製した。
この偏光板１１の規格化偏光能ベクトルＰ’をＡｘｏｓｃａｎで測定した。フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度の方向で光線を入射させ、透明フィルムを偏光膜の出射側に位置させて測定した、規格化偏光能ベクトルＰ’の成分Ｐ４５’の絶対値は０．９９５であった。
【００５４】
［液晶表示装置への実装と評価］
比較例１、実施例１、及び実施例２でそれぞれ作製した偏光板１、１０及び１１を用い、液晶表示装置をそれぞれ作製した。
具体的には偏光板１、１０及び１１のそれぞれと、従来の偏光板（偏光板の保護層タックフィルムには富士フイルム社製のＺ−タックを使用）とで、ＩＰＳ型液晶セルをはさみ、液晶表示装置を作製した。偏光板１、１０及び１１のフィルム１、透明フィルム１０及び１１がそれぞれ液晶セル側になるよう注意してはさんだ。また、液晶セルをはさむ２つの偏光板の面内吸収軸は直交し、かつ偏光板１、１０及び１１それぞれの面内吸収軸がＩＰＳ型液晶セルの面内遅相軸と平行になるようにはさんだ。ＩＰＳ型液晶セルは、複屈折が３００ｎｍで、電圧無印加状態で水平配向になるように作製した。液晶にはメルク社のＺＬＩ−４７９２を用いた。
このようにして作製した液晶表示装置の電圧無印加状態すなわち黒状態の透過率を極角６０度、方位角４５度で測定したところ、比較例１の偏光板１を用いた液晶表示装置の場合は０．０３５％だったのに対し、実施例１の偏光板１０を用いた液晶表示装置の場合は０．０２％、実施例２の偏光板１１を用いた液晶表示装置の場合は０．０２％であった。これらより、比較例１の偏光板１と比較して、本発明の実施例である偏光板１０及び１１は黒状態の透過率が小さく、よりコントラストが改善されたことが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の偏光板の一例の断面模式図である。
【図２】ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐ及びその消光点Ｑを示した模式図である。
【図３】ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐからその消光点Ｑへの従来の変換例の軌跡を示した模式図である。
【図４】ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐからその消光点Ｑへの従来の変換例の軌跡を、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれについて示した模式図である。
【図５】本発明の透明フィルムを利用した、ポアンカレ球状の任意の直線偏光状態点Ｐからその消光点Ｑへの変換例の軌跡を、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれについて示した模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 偏光板
１２ 偏光子
１４ 保護フィルム
１６ 本発明の透明フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルム：
但し、Ｎｚ＝０．５＋Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）であり、式中、Ｒｔｈ（５５０）及びＲｅ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける、厚み方向のレターデーション及び面内レターデーションである。
【請求項２】
セルロースアシレートを主成分として含有する請求項１に記載の透明フィルム。
【請求項３】
脂環式構造含有重合体樹脂を主成分として含有する請求項１に記載の透明フィルム。
【請求項４】
面内に光学異方性を持ち、フィルム面の法線方向のＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ１）が略０であり、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向で入射された光線におけるＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ２）の絶対値がそれぞれ略等しく、且つ０でないことを特徴とする透明フィルム。
【請求項５】
ＣＲＥ２の絶対値が３２〜３８ｎｍである請求項４に記載の透明フィルム。
【請求項６】
Ｎｚ値が互いに異なる２以上の層からなる多層構造を有する請求項１に記載の透明フィルム。
【請求項７】
ポリマーフィルムと、その両面にそれぞれ、同一又は異なる液晶組成物からなる光学異方性層を少なくとも一層ずつ有する請求項６に記載の透明フィルム。
【請求項８】
偏光膜、及び請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明フィルムを有する偏光板。
【請求項９】
液晶セル、及び請求項８に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶セル、及び少なくとも一つの偏光膜を有する液晶表示装置であって、前記偏光膜と前記液晶セルとの間に請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明フィルムを有する液晶表示装置。
【請求項１】
フィルム面の法線方向においてＮｚ値が、０〜１に単調増加又は単調減少している領域を含み、且つ波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅが５１０〜６１０ｎｍである透明フィルム：
但し、Ｎｚ＝０．５＋Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）であり、式中、Ｒｔｈ（５５０）及びＲｅ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける、厚み方向のレターデーション及び面内レターデーションである。
【請求項２】
セルロースアシレートを主成分として含有する請求項１に記載の透明フィルム。
【請求項３】
脂環式構造含有重合体樹脂を主成分として含有する請求項１に記載の透明フィルム。
【請求項４】
面内に光学異方性を持ち、フィルム面の法線方向のＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ１）が略０であり、フィルム面の法線方向から極角６０度で、且つフィルム面内の遅相軸を方位角０度としたときに方位角が４５度、１３５度、２２５度、及び３１５度の４方向で入射された光線におけるＣｉｒｃｕｌａｒ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ＣＲＥ２）の絶対値がそれぞれ略等しく、且つ０でないことを特徴とする透明フィルム。
【請求項５】
ＣＲＥ２の絶対値が３２〜３８ｎｍである請求項４に記載の透明フィルム。
【請求項６】
Ｎｚ値が互いに異なる２以上の層からなる多層構造を有する請求項１に記載の透明フィルム。
【請求項７】
ポリマーフィルムと、その両面にそれぞれ、同一又は異なる液晶組成物からなる光学異方性層を少なくとも一層ずつ有する請求項６に記載の透明フィルム。
【請求項８】
偏光膜、及び請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明フィルムを有する偏光板。
【請求項９】
液晶セル、及び請求項８に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶セル、及び少なくとも一つの偏光膜を有する液晶表示装置であって、前記偏光膜と前記液晶セルとの間に請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明フィルムを有する液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１４６０２０（Ｐ２００８−１４６０２０Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２７３４６（Ｐ２００７−２２７３４６）
【出願日】平成１９年９月３日（２００７．９．３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月３日（２００７．９．３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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