JP5699439B2 - 光学補償膜及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高い位相差性能を発現する光学補償膜及びその製造方法に関するものである。

液晶ディスプレイは、マルチメディア社会における最も重要な表示デバイスとして、携帯電話からコンピューター用モニター、ノートパソコン、テレビまで幅広く使用されている。液晶ディスプレイには表示特性向上のため多くの光学フィルムが用いられている。

特に光学補償フィルムは、正面や斜めから見た場合のコントラスト向上、色調の補償などに大きな役割を果たしている。従来の光学補償フィルムとしては、ポリカーボネートや環状ポリオレフィン、セルロース系樹脂の延伸フィルムが用いられている。しかしながらこれらのフィルムには延伸工程が必要となること、延伸工程での位相差の均一性を求めることが困難となる、等の課題がある。また、特に大面積のフィルムにおいては、延伸により発現する位相差の制御を行うことがよりいっそう困難となる。

この延伸による課題を解決する方法として、塗工（コーティング）により未延伸での光学補償機能を発現させる光学補償膜の検討がなされている。

アクロン大学のハリス及びチェンは、剛直棒状のポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（エステル−イミド）よりなる光学補償膜を提案しており（例えば特許文献１、２参照。）、これらの材料は、自発的な分子配向性を有していることから塗工により延伸工程を経ることなく位相差を発現するという特徴がある。

更に、ポリイミドの塗工性（溶剤への溶解性）を向上したポリイミドからなる光学補償膜（例えば特許文献３参照）、ディスコティック液晶化合物を偏光板の保護フィルムに塗工した偏光板（例えば特許文献４参照。）、等が提案されている。

また、フェニルマレイミド−イソブテン共重合体からなる延伸フィルム（例えば特許文献５参照）が提案されている。

この他、マレイミド系樹脂として脂肪族マレイミド樹脂からなる塗工膜により光学補償する方法（例えば特許文献６参照）が提案されている。

米国特許第５３４４９１６号公報 特表平１０−５０８０４８号公報 特開２００５−０７０７４５号公報 特許第２５６５６４４号公報 特開２００４−２６９８４２号公報 特開２００８−２８７２２６号公報

しかし、特許文献１〜３において提案された方法で用いられるポリマーは、芳香族ポリマーであることから位相差の波長依存性が大きく、液晶表示素子の光学補償膜として用いた場合に色ずれなど画質低下の課題を有するものであった。

また、特許文献４に提案されているディスコティック液晶化合物を用いる方法は、液晶化合物を均一に配向させることが必要となり塗工プロセスが煩雑化する、配向ムラが大きい等の課題を有するばかりか、該液晶化合物も芳香族化合物が主体となることから位相差の波長依存性が大きいという品質上の課題も有するものであった。

特許文献５で得られるような延伸フィルムは、塗工するだけでは位相差は発現しない（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）。

特許文献６で得られる塗工膜による光学補償性能は十分とはいえず、より性能に優れた光学補償膜が求められている。

そこで、本発明はより薄膜化した性能に優れた光学補償膜を提供することを目的とするものであり、さらに詳しくは、特定の樹脂と特定の溶剤組成からなる樹脂溶液を塗工することでより薄膜化した光学補償膜においてその面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００７以上を発現する光学補償膜を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の樹脂と特定の溶剤からなる溶液を塗工して得られる膜が光学補償機能を有する膜、特に液晶表示素子用の光学補償に好適な塗工型光学補償膜となることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明は、マレイミド系樹脂と溶剤としてニトリル系溶剤を必須成分として、ＭＥＫおよびトルエンの混合溶剤からなる溶液を用いた光学補償膜に関するものであり、この溶液を塗工して得られる光学補償膜の面内の直交する任意の２軸をｘ軸、ｙ軸とし、面外方向をｚ軸とし、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚとした際の３次元屈折率関係がｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚであり、面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００７以上であることを特徴とする。

以下、本発明の光学補償膜について詳細に説明する。

本発明の光学補償膜は、マレイミド系樹脂と、ニトリル系溶剤１０〜４０重量％、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）０〜３０重量％およびトルエン５０〜７０重量％よりなる混合溶剤、からなる溶液を塗工して得られる光学補償膜であって、該光学補償膜の面内の直交する任意の２軸をｘ軸、ｙ軸とし、面外方向をｚ軸とし、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚとした際の３次元屈折率関係がｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚであり、下記式（１）で示される面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００７以上であることを特徴とする光学補償膜である。
ΔＰ＝（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ （１）
本発明の光学補償膜に用いる溶剤は、ニトリル系溶剤１０〜４０重量％、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）０〜３０重量％およびトルエン５０〜７０重量％よりなる混合溶剤であり、特にニトリル系溶剤１０〜４０重量％を用いることを特徴とし、ニトリル系溶剤が１０重量％未満である場合はマレイミド系樹脂溶液の粘度が上昇したり、最も溶解性が悪い場合にはゲル化を生じ、４０重量％を超える場合には溶解性が悪く白濁を生じる。

ここで、ニトリル系溶剤としては例えばアセトニトリル、ブチロニトリル、プロピオニトリル等が挙げられ、そのなかでも特にアセトニトリルが好ましく、これらの一種以上を用いることができる。

本発明の光学補償膜に用いるマレイミド系樹脂としては、例えばＮ−置換マレイミド重合体樹脂、Ｎ−置換マレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂等が挙げられ、該マレイミド系樹脂を構成するＮ−置換マレイミド残基単位としては、例えば下記一般式（ａ）で示されるＮ−置換マレイミド残基単位を挙げることができる。

（ここで、Ｒ_１は、炭素数１〜１８の直鎖状アルキル基，炭素数１〜１８の分岐状アルキル基，炭素数１〜１８の環状アルキル基、ハロゲン基、エーテル基、エステル基、アミド基を示す。）
一般式（ａ）で示されるＮ−置換マレイミド残基単位におけるＲ_１は、炭素数１〜１８の直鎖状アルキル基，炭素数１〜１８の分岐状アルキル基，炭素数１〜１８の環状アルキル基、ハロゲン基、エーテル基、エステル基、アミド基であり、炭素数１〜１８の直鎖状アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、クロロエチル基、メトキシエチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ラウリル基等が挙げられ、炭素数１〜１８の分岐状アルキル基としては、例えばイソプロピル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられ、炭素数１〜１８の環状アルキル基としては、例えばシクロヘキシル基等が挙げられ、ハロゲン基としては、例えば塩素、臭素、フッ素、ヨウ素等が挙げられる。これらの１種又は２種以上が挙げられ、特に位相差量が大きく、溶剤への溶解性、機械的強度に優れる光学補償膜となることから、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基が好ましい。

該Ｎ−置換マレイミド残基単位の具体的例示としては、例えばＮ−メチルマレイミド残基単位、Ｎ−エチルマレイミド残基単位、Ｎ−クロロエチルマレイミド残基単位、Ｎ−メトキシエチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド残基単位、Ｎ−イソプロピルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド残基単位、Ｎ−イソブチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド残基単位、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−ラウリルマレイミド残基単位等の１種又は２種以上が挙げられ、特に位相差量が大きく、溶剤への溶解性、機械的強度に優れる光学補償膜となることから、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド残基単位、Ｎ−イソブチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド残基単位、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド残基単位が好ましい。

該Ｎ−置換マレイミド重合体樹脂としては、例えばＮ−メチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−エチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−クロロエチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−メトキシエチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−イソプロピルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−イソブチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ラウリルマレイミド重合体樹脂等を挙げることができる。

該Ｎ−置換マレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂としては、例えばＮ−メチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−エチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−クロロエチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−メトキシエチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−イソプロピルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−イソブチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ラウリルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂等を挙げることができる。

その中でも、特に製膜時の成膜性に優れ、光学補償機能、耐熱性に優れた光学補償膜となることからＮ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド重合体樹脂、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂であることが好ましい。

また、本発明の光学補償膜を構成するマレイミド系樹脂は、本発明の目的を逸脱しない限りにおいてＮ−置換マレイミド残基単位、無水マレイン酸残基単位以外の残基単位を含有するものであってもよく、該残基単位としては、例えばスチレン残基単位、α−メチルスチレン残基単位等のスチレン類残基単位；アクリル酸残基単位；アクリル酸メチル残基単位、アクリル酸エチル残基単位、アクリル酸ブチル残基単位等のアクリル酸エステル類残基単位；メタクリル酸残基単位；メタクリル酸メチル残基単位、メタクリル酸エチル残基単位、メタクリル酸ブチル残基単位等のメタクリル酸エステル類残基単位；酢酸ビニル残基単位、プロピオン酸ビニル残基単位、ピバリン酸ビニル残基単位、ラウリン酸ビニル残基単位、ステアリン酸ビニル残基単位等のビニルエステル類残基単位；アクリロニトリル残基単位；メタクリロニトリル残基単位等の１種又は２種以上を挙げることができる。

また、該マレイミド系樹脂としては、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと記す。）により測定した溶出曲線より得られる標準ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が１×１０^３以上のものであることが好ましく、特に機械特性に優れ、製膜時の成形加工性に優れた光学補償膜となることから２×１０^４以上２×１０^５以下であることが好ましい。

本発明の光学補償膜を構成するマレイミド系樹脂の製造方法としては、該マレイミド系樹脂が得られる限りにおいて如何なる方法により製造してもよく、例えばＮ−置換マレイミド類、無水マレイン酸、場合によってはＮ−置換マレイミド類と共重合可能な単量体を併用しラジカル重合あるいはラジカル共重合を行うことにより製造することができる。この際のＮ−置換マレイミド類としては、例えばＮ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−クロロエチルマレイミド、Ｎ−メトキシエチルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−イソブチルマレイミド、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ラウリルマレイミド等の１種又は２種以上が挙げられ、共重合可能な単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸エステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリロニトリル；メタクリロニトリル等の１種又は２種以上を挙げることができる。

また、ラジカル重合法としては、公知の重合方法で行うことが可能であり、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、沈殿重合法、乳化重合法等のいずれもが採用可能である。

ラジカル重合法を行う際の重合開始剤としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物；２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−ブチロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレート、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）等のアゾ系開始剤が挙げられる。

そして、溶液重合法、懸濁重合法、沈殿重合法、乳化重合法において使用可能な溶媒として特に制限はなく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶媒；メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶媒；シクロヘキサン；ジオキサン；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）；アセトン；メチルエチルケトン；ジメチルホルムアミド；酢酸イソプロピル；水；Ｎ−メチルピロリドン等が挙げられ、これらの混合溶媒も挙げられる。

また、ラジカル重合を行う際の重合温度は、重合開始剤の分解温度に応じて適宜設定することができ、一般的には４０〜１５０℃の範囲で行うことが好ましい。

本発明の光学補償膜のマレイミド系樹脂とニトリル系溶剤１０〜４０重量％、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）０〜３０重量％およびトルエン５０〜７０重量％よりなる混合溶剤の割合は、マレイミド系樹脂１０〜２０重量％、混合溶剤８０〜９０重量％が好ましい。

本発明の光学補償膜は、マレイミド系樹脂と特定の溶剤からなる溶液を塗工して得られる光学補償膜であって、該光学補償膜の面内で直交する任意の２軸をｘ軸、ｙ軸とし、面外方向をｚ軸とし、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ（ｎｘ、ｎｙが異なる場合、最も小さい屈折率をｎｘとする）、ｚ軸方向の屈折率をｎｚとした際の３次元屈折率関係がｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚであり、未延伸で膜の厚み方向の屈折率が小さくなるという特異な挙動を示し、単層膜にて面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００７以上を発現することを見出している。

また、ラジカル懸濁重合にて該マレイミド系樹脂を合成した場合、まれに微量の重合分散剤が残留することがあるが、そうした場合にもニトリル系溶剤を所定量用いることで該マレイミド系樹脂溶液として良好な溶解性、溶液調整を可能にする。しかし、ニトリル系溶剤が１０重量％未満の場合には該マレイミド系樹脂溶液の粘度が上昇するおそれがあり、最も溶解性が悪い場合にはゲル化を生じることもあり、重合処方によって残留する分散剤濃度によりその程度が異なる。

また、本発明の光学補償膜の面外位相差量（Ｒｔｈ）は、該マレイミド系樹脂の塗工膜の厚みおよび樹脂溶液の組成により容易に制御することが可能であり、位相差フィルムとしての適応が期待できる光学補償膜となることから、測定波長５８９ｎｍの光で測定した際の下記式（２）で示される面外位相差量（Ｒｔｈ）が３０〜２０００ｎｍの範囲にあることが好ましく、さらに液晶表示素子の視野角改善効果に優れたものとなることから５０〜１０００ｎｍ、特に８０〜５００ｎｍの範囲にあることが好ましい。
Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ （２）
（ここで、ｄは光学補償膜の膜厚（ｎｍ）を示す。）
本発明の光学補償膜は、液晶表示素子に用いた際に色ずれの小さい液晶表示素子となることから位相差量の波長依存性が小さいものであることが好ましく、さらに４０度傾斜させ測定波長４５０ｎｍの光で測定した位相差量（Ｒ４５０）と測定波長５８９ｎｍの光で測定した位相差量（Ｒ５８９）の比で示される位相差量の波長依存性（Ｒ４５０／Ｒ５８９）が１．１以下が好ましく、特に１．０８以下が好ましい。

本発明の光学補償膜は、液晶表示素子に用いた際に画質の特性が良好なものとなることから、ＪＩＳ Ｋ ７３６１−１（１９９７年版）を準拠し測定した光線透過率が８５％以上であることが好ましく、特に９０％以上であることが好ましい。また、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００年版）を準拠し測定したヘーズ（曇り度）が２％以下であることが好ましく、特に１％以下であることが好ましい。

本発明の光学補償膜は、液晶表示素子に用いた際の品質の安定性から耐熱性が高いものであることが好ましく、用いるマレイミド系樹脂のガラス転移温度が１００℃以上であるものが好ましく、さらに１２０℃以上であるものが好ましく、特に１３５℃以上であるものが好ましい。

本発明の光学補償膜は、面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００７以上であり、好ましくは０．００７〜０．１である。

本発明の光学補償膜は、マレイミド系樹脂と溶剤としてニトリル系溶剤、ＭＥＫおよびトルエンの混合溶剤を用いた光学補償膜に関するものであり、この液を塗工して得られる光学補償膜の面内の直交する任意の２軸をｘ軸、ｙ軸とし、面外方向をｚ軸とし、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚとした際の３次元屈折率関係がｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚであり、面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００７以上を発現することを特徴とし、好ましい製造方法として、ガラス基板、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂製フィルム基材にマレイミド系樹脂とニトリル系溶剤、ＭＥＫおよびトルエンの混合溶剤からなる溶液を塗工し乾燥することにより製造する方法が挙げられ、マレイミド系樹脂としては特に上記一般式（ａ）で示されるマレイミド残基単位よりなるマレイミド系樹脂であることが好ましい。

乾燥条件は、室温から１８０℃の温度で乾燥する方法が好ましい。

塗工方法は、マレイミド系樹脂を溶媒に溶解した溶液をガラス基板、あるいはセルロース系樹脂製フィルム上に塗工後、加熱等により溶媒を除去する方法である。その際の塗工方法としては、例えばドクターブレード法、バーコーター法、グラビアコーター法、スロットダイコーター法、リップコーター法、コンマコーター法等が用いられる。工業的には薄膜塗工はグラビアコーター法、厚膜塗工はコンマコーター法が一般的である。

塗工の際に使用する溶剤としては、ニトリル系溶剤、トルエンおよびＭＥＫを含有する混合溶剤からなり、マレイミド系樹脂１０〜２０重量％に対して混合溶剤８０〜９０重量％配合することができ、またこの溶剤１００重量％はニトリル系溶剤１０〜４０重量％含まれることを必須として残る溶剤がＭＥＫ０〜３０重量％およびトルエン５０〜７０重量％の混合溶剤であることが好ましい。ニトリル系溶剤としては、例えばアセトニトリル、ブチロニトリル、プロピオニトリルなどが挙げられ、これらの一種以上を用いることができる。

溶液塗工においては、より容易に高い透明性を有し、且つ厚み精度、表面平滑性に優れた光学補償膜が得られることから、溶液粘度１０〜１００００ｃｐｓとすることが好ましく、特に１０〜５０００ｃｐｓをすることが好ましい。

この際のマレイミド系樹脂の塗工厚さは、塗工膜の厚み方向の位相差量により決められ、その中でも優れた表面平滑性、視野角改良を有する光学補償膜が得られることから、乾燥後１〜２００μｍが好ましく、さらに好ましくは５〜１００μｍ、特に好ましくは１０〜５０μｍである。

本発明の光学補償膜は、ガラス基板又はセルロース系樹脂製フィルム等の基板と積層した光学補償フィルムとすることもできる。

本発明の光学補償膜は、偏光板と積層して用いることもできる。

また、本発明の光学補償膜は熱安定性を高めるために酸化防止剤が配合されていても良い。該酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、その他酸化防止剤が挙げられ、これら酸化防止剤はそれぞれ単独又は併用して用いても良い。そして、相乗的に酸化防止作用が向上することからヒンダードフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤を併用して用いることが好ましく、その際には例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤１００重量部に対してリン系酸化防止剤を１００〜５００重量部で混合して使用することが特に好ましい。また、酸化防止剤の添加量としては、本発明の光学補償膜を構成するマレイミド系樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．５〜１重量部の範囲であることが好ましい。

さらに、紫外線吸収剤として、例えばベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、ベンゾエートなどの紫外線吸収剤を必要に応じて配合していてもよい。

また、製膜の際の塗膜レベリング（平滑性）を向上させるためのレベリング剤として知られる公知の添加剤を必要に応じて配合することができる。レベリング剤としては例えばシリコン系レベリング剤などが挙げられる。

本発明の光学補償膜は、発明の主旨を越えない範囲で、その他ポリマー、高分子電解質、導電性錯体、無機フィラー、顔料、染料、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤等が配合されたものであってもよい。

本発明の光学補償膜は、塗工するだけで光学補償機能を発現し、従来のニトリル系溶剤を含まない溶液処方に比べて高い位相差性能を有するものであり、その光学補償機能の制御も容易であることから液晶表示素子、特にＶＡ−モードの液晶テレビのコントラストや視角特性の改良に有効な光学補償膜として有用なものである。

以下に本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら制限されるものではない。

〜マレイミド系樹脂（共重合体）の組成〜
核磁気共鳴測定装置（日本電子製、商品名ＪＮＭ−ＧＸ２７０）を用い、プロトン核磁気共鳴分光（^１Ｈ−ＮＭＲ）スペクトル分析より求めた。

〜数平均分子量（Ｍｎ）の測定〜
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）（東ソー株式会社製、商品名ＨＬＣ−８０２Ａ）を用い、ジメチルホルムアミドを溶剤とし標準ポリスチレン換算値として求めた。

〜ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定〜
示差走査型熱量計（セイコー電子工業（株）製、商品名ＤＳＣ２０００）を用い、１０℃／ｍｉｎ．の昇温速度にて測定した。

〜光線透過率の測定〜
透明性の一評価として、ＪＩＳ Ｋ ７３６１−１（１９９７年版）に準拠して光線透過率の測定を行った。

〜ヘーズの測定〜
透明性の一評価として、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００年版）に準拠してヘーズの測定を行った。

〜屈折率の測定〜
ＪＩＳ Ｋ ７１４２（１９８１年版）に準拠してアッベ屈折率計（アタゴ製）を用いて測定した。

〜３次元屈折率の計算〜
試料傾斜型自動複屈折計（王子計測機器（株）製、商品名ＫＯＢＲＡ−ＷＲ）を用いて仰角を変えて測定波長５８９ｎｍの光で３次元屈折率を測定した。さらに、３次元屈折率より下記式（１）で示される面外方向複屈折（ΔＰ）、下記式（２）で示される面外位相差量（Ｒｔｈ）および下記式（３）で示される面内位相差量（Ｒｅ）をそれぞれ算出した。
ΔＰ＝（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ （１）
Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ （２）
（ここで、ｄは光学補償膜の膜厚（ｎｍ）を示す。）
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ （３）
（ここで、ｄは光学補償膜の膜厚（ｎｍ）を示す。）
位相差量の波長依存性（Ｒ４５０／Ｒ５８９）は、４０度傾斜させ測定波長４５０ｎｍの光で測定した位相差量（Ｒ４５０）と測定波長５８９ｎｍの光で測定した位相差量（Ｒ５８９）の比で示した。

合成例１（Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂の製造例１）
ガラス封管中に、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド３２．４ｇ、重合開始剤としてジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレート０．０５４ｇを仕込み、窒素置換後、重合温度６０℃、重合時間５時間の条件にてラジカル重合反応を行なった。反応後、クロロホルムを加えポリマー溶液とした後に、過剰のメタノールと混合することにより重合体を析出させた。得られた重合体を濾過後、メタノールで十分洗浄し８０℃にて乾燥し２０ｇのＮ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂を得た。得られたＮ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂の数平均分子量は１２００００であった。また、ガラス転移温度（以下、Ｔｇと称する）は１８５℃であった。

合成例２（Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂の製造例２）
攪拌機、冷却管、窒素導入管および温度計を備えた５００ｍＬの４口フラスコに、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（信越化学製、商品名メトローズ６０ＳＨ−５０）０．６ｇ、蒸留水１８６ｇ、Ｎ−ブチルマレイミド１００ｇ（０．６５モル）、および油溶性ラジカル重合開始剤であるｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート０．３３ｇ（０．００２２モル）を入れ、窒素バブリングを１時間行なった後、５５０ｒｐｍで攪拌しながら５０℃で１２時間保持することにより懸濁重合を行なった。懸濁重合反応の終了後、フラスコの中の懸濁重合により得られたＮ−ブチルマレイミド重合体粒子を濾過後、蒸留水５００ｍＬで４回およびメタノール５００ｍＬで４回洗浄を行うことによりＮ−ブチルマレイミド重合体樹脂を得た（収率：６１％）。得られたＮ−ブチルマレイミド重合体樹脂の数平均分子量は９８，０００であった。Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂にはヒドロキシプロピルメチルセルロースが２４０ｐｐｍ残留するものであった。

合成例３（Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド重合体樹脂の製造例）
ガラス封管中に、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド４０ｇ、重合開始剤として、ジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレート０．０５ｇを仕込み、窒素置換後、重合温度６０℃、重合時間５時間の条件にてラジカル重合反応を行なった。反応後、クロロホルムを加えポリマー溶液とした後に、過剰のメタノールと混合することにより重合体を析出させた。得られた重合体を濾過後、メタノールで十分洗浄し８０℃にて乾燥し３２ｇのＮ−ｎ−ヘキシルマレイミド重合体樹脂を得た。得られたＮ−ｎ−ヘキシルマレイミド重合体樹脂の数平均分子量は１６００００であった。また、Ｔｇは１４８℃であった。

合成例４（Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド重合体樹脂の製造例）
ガラス封管中に、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド２８ｇ、重合開始剤として、ジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレート０．０３２ｇを仕込み、窒素置換後、重合温度６０℃、重合時間５時間の条件にてラジカル重合反応を行なった。反応後、クロロホルムを加えポリマー溶液とした後に、過剰のメタノールと混合することにより重合体を析出させた。得られた重合体を濾過後、メタノールで十分洗浄し８０℃にて乾燥し１５ｇのＮ−ｎ−オクチルマレイミド重合体樹脂を得た。得られたＮ−ｎ−オクチルマレイミド重合体樹脂の数平均分子量は２７００００であった。また、Ｔｇは１３８℃であった。

合成例５（Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂の製造例）
ガラス封管中に、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド２６ｇ、無水マレイン酸２．４ｇ、重合開始剤として、ジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレート０．０３６ｇを仕込み、窒素置換後、重合温度６０℃、重合時間５時間の条件にてラジカル重合反応を行なった。反応後、クロロホルムを加えポリマー溶液とした後に、過剰のメタノールと混合することにより重合体を析出させた。得られた重合体を濾過後、メタノールで十分洗浄し８０℃にて乾燥し１９ｇのＮ−ｎ−オクチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂を得た。得られたＮ−ｎ−オクチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂は、無水マレイン酸残基を２０重量％含有するものであり、数平均分子量は１２００００であった。また、Ｔｇは１５０℃であった。

実施例１
合成例１で得られたＮ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂を７０重量％のトルエンと３０重量％のアセトニトリルからなる混合溶剤に溶解し、１５％樹脂固形分溶液を調整した。溶液の状態は良好であった。この溶液を用いてコーターにより厚さ１００μmのガラス基板に塗工し、室温で２４時間乾燥して幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得た。得られた塗工膜の物性を以下に示す。

得られた塗工膜は、光線透過率９１．８％、ヘーズ０．５％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１７２３、ｎｙ＝１．５１７２３、ｎｚ＝１．５０７２２であり、ΔＰ＝０．０１００、Ｒｔｈ＝１１０ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０５であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例２
溶剤をトルエン６５重量％、ＭＥＫ５重量％、アセトニトリル３０重量％とした以外は、実施例１と同様の方法により幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得、物性を評価した。

溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜は、光線透過率９２．０％、ヘーズ０．３％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１７０８、ｎｙ＝１．５１７０８、ｎｚ＝１．５０７５４であり、ΔＰ＝０．００９５、Ｒｔｈ＝１０５ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０６であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例３
溶剤をトルエン５５重量％、ＭＥＫ１５重量％、アセトニトリル３０重量％とした以外は、実施例１と同様の方法により幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得、物性を評価した。

溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜は、光線透過率９１．７％、ヘーズ０．３％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１６９６、ｎｙ＝１．５１６９６、ｎｚ＝１．５０７７８であり、ΔＰ＝０．００９２、Ｒｔｈ＝１０１ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであった。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０６であり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例４
溶剤をトルエン６５重量％、アセトニトリル３５重量％とした以外は、実施例１と同様の方法により幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得、物性を評価した。

溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜は、光線透過率９１．２％、ヘーズ０．９％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１６９０、ｎｙ＝１．５１６９０、ｎｚ＝１．５０７９０であり、ΔＰ＝０．００９０、Ｒｔｈ＝９９ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０６であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例５
溶剤をトルエン６０重量％、アセトニトリル１０重量％およびＭＥＫ３０重量％とした以外は、実施例１と同様の方法により幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得、物性を評価した。

溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜は、光線透過率９１．２％、ヘーズ０．９％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１６２６、ｎｙ＝１．５１６２６、ｎｚ＝１．５０９１７であり、ΔＰ＝０．００７１、Ｒｔｈ＝７８ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０６であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例６
合成例２のＮ−ｎ−ブチルマレイミド重合体樹脂を用いて溶剤をトルエン７０重量％、アセトニトリル２５重量％およびＭＥＫ５重量％とした以外は、実施例１と同様の方法により幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得、物性を評価した。

溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜は、光線透過率９１．２％、ヘーズ０．９％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１６８１、ｎｙ＝１．５１６８１、ｎｚ＝１．５０８０８であり、ΔＰ＝０．００８７、Ｒｔｈ＝９６ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０６であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例７
合成例３で得られたＮ−ｎ−ヘキシルマレイミド重合体樹脂を用いた以外は実施例１と同様にしてコーターによりガラス基板に塗工し、室温で２４時間乾燥して幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得た。溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜の物性を以下に示す。

得られた塗工膜は、光線透過率９１．０％、ヘーズ０．９％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５２０８２、ｎｙ＝１．５２０８２、ｎｚ＝１．５１３５５であり、ΔＰ＝０．００７３、Ｒｔｈ＝８０ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０５であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例８
合成例４で得られたＮ−ｎ−オクチルマレイミド重合体樹脂を用いた以外は実施例１と同様にしてコーターによりガラス基板に塗工し、室温で２４時間乾燥して幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得た。溶液の状態は良好であった。
得られた塗工膜の物性を以下に示す。

得られた塗工膜は、光線透過率９２．２％、ヘーズ０．５％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１４２６、ｎｙ＝１．５１４２６、ｎｚ＝１．５０７１７であり、ΔＰ＝０．００７１、Ｒｔｈ＝７８ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０６であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例９
合成例５で得られたＮ−ｎ−オクチルマレイミド−無水マレイン酸共重合体樹脂を用いた以外、実施例２と同様にしてコーターによりガラス基板に塗工し、室温で２４時間乾燥して、幅１２０ｍｍ、厚み１２μｍの塗工膜を得た。溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜の物性を以下に示す。

得られた塗工膜は、光線透過率９２．２％、ヘーズ０．８％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５０７８２、ｎｙ＝１．５０７８２、ｎｚ＝１．５００５７であり、ΔＰ＝０．００７３、Ｒｔｈ＝８７ｎｍ、Ｒｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０５であった。

これらの結果、得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜として薄膜にて良好な機能を有する。

実施例１０
実施例１において基材としてガラス基板の代わりに厚さ８０μm、平均屈折率１．４９、Ｒｔｈ＝４０ｎｍであるセルロース系樹脂製フィルムを用いた以外は同様の方法により幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得、物性を評価した。

溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜フィルム（塗工膜＋基材）は、光線透過率９１．８％、ヘーズ０．５％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１７２３、ｎｙ＝１．５１７２３、ｎｚ＝１．５０７２２であり、ΔＰ＝０．０１００、Ｒｔｈ＝１１０ｎｍおよびＲｅ＝０ｎｍであり、良好なΔＰとＲｔｈを示した。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０５であった。

これらの結果、得られた塗工膜フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さく光学補償膜と基材を有する光学補償フィルムとして薄膜にて良好な機能を有する。

比較例１
実施例１において、溶剤としてアセトニトリルのみを用いて１５％樹脂固形分溶液を調整したが、溶解できず溶液は白濁状態であったため製膜できなかった。

比較例２
実施例１において、溶剤としてトルエンのみを用いて１５％樹脂固形分溶液を調整したが、溶解できず溶液は高粘度、白濁状態であったため製膜できなかった。

比較例３
溶剤としてＭＥＫのみを用いて１５％樹脂固形分溶液を調整した以外は実施例１と同様にしてコーターによりガラス基板に塗工し、室温で２４時間乾燥して、幅１２０ｍｍ、厚み１１μｍの塗工膜を得た。溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜の物性を以下に示す。

得られた塗工膜は、光線透過率９２．２％、ヘーズ０．８％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１５７８、ｎｙ＝１．５１５７８、ｎｚ＝１．５１０１４であり、ΔＰ＝０．００５６、Ｒｔｈ＝６２ｎｍ、Ｒｅ＝０ｎｍであった。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０５であり、ΔＰが小さく、位相差量も小さかった。

得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さいが、ニトリル系溶剤を用いなかったため実施例１と比較してより位相差性能が低い。

比較例４
実施例５において、溶剤としてトルエン６０重量％とＭＥＫ４０重量％を用いて１５％樹脂固形分溶液とした以外は同様にしてコーターによりガラス基板に塗工し、室温で２４時間乾燥して、幅１２０ｍｍ、厚み１２μｍの塗工膜を得た。溶液の状態は良好であった。

得られた塗工膜の物性を以下に示す。

得られた塗工膜は、光線透過率９２．２％、ヘーズ０．８％であり、３次元屈折率はｎｘ＝１．５１５０７、ｎｙ＝１．５１５０７、ｎｚ＝１．５１１５７であり、ΔＰ＝０．００３５、Ｒｔｈ＝４２ｎｍ、Ｒｅ＝０ｎｍであった。さらに位相差量の波長依存性を示すＲ４５０／Ｒ５８９は１．０５であり、ΔＰが小さく、位相差量も小さかった。

得られた塗工膜は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、波長依存性が小さいが、ニトリル系溶剤を用いなかったため実施例１と比較してより位相差性能が低い。

比較例５
合成例２のポリｎ−ブチルマレイミドを用いて溶剤をトルエン６０重量％、ＭＥＫ４０重量％として溶液調整したが、ニトリル系溶剤を用いなかったため溶液は溶解できず高粘度ゲル状態であったため製膜できなかった。

Claims (9)

1. Ｎ−ｎ−ブチルマレイミドであるマレイミド系樹脂と、ニトリル系溶剤２５〜４０重量％、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）０〜３０重量％およびトルエン５０〜７０重量％よりなる混合溶剤、からなる溶液を塗工して得られる未延伸膜である光学補償膜であって、該光学補償膜の面内の直交する任意の２軸をｘ軸、ｙ軸とし、面外方向をｚ軸とし、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚとした際の３次元屈折率関係がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚであり、下記式（１）で示される面外方向複屈折（ΔＰ）が０．００８７〜０．１であることを特徴とする光学補償膜。
   ΔＰ＝（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ （１）
2. ニトリル系溶剤がアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルより選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学補償膜。
3. 測定波長５８９ｎｍの光で測定した際の下記式（２）で示される面外位相差量（Ｒｔｈ）が３０〜２０００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学補償膜。
   Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ （２）
   （ここで、ｄは光学補償膜の膜厚（ｎｍ）を示す。）
4. ４０度傾斜させ測定波長４５０ｎｍの光で測定した位相差量（Ｒ４５０）と測定波長５８９ｎｍの光で測定した位相差量（Ｒ５８９）の比で示される位相差量の波長依存性（Ｒ４５０／Ｒ５８９）が、１．１以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学補償膜。
5. 液晶表示素子用光学補償膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学補償膜。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光学補償膜と基材からなることを特徴とする光学補償フィルム。
7. 基材がガラス基板又はセルロース系樹脂製フィルムであることを特徴とする請求項６に記載の光学補償フィルム。
8. Ｎ−ｎ−ブチルマレイミドであるマレイミド系樹脂と、ニトリル系溶剤２５〜４０重量％、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）０〜３０重量％およびトルエン５０〜７０重量％よりなる混合溶剤、からなる溶液を基材上に塗工することを特徴とする光学補償膜の製造方法。
9. 室温から１８０℃までの温度において乾燥することを特徴とする請求項８に記載の光学補償膜の製造方法。