JP4347466B2

JP4347466B2 - Optical film and liquid crystal display element

Info

Publication number: JP4347466B2
Application number: JP27202699A
Authority: JP
Inventors: 吉弘熊谷
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP2001091746A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的に正の一軸性を示す液晶表示素子用光学フィルムおよび当該フィルムを備えた液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）−ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)−ＬＣＤ等に代表される液晶表示素子は、薄型、軽量、低電圧駆動、低消費電力等の特徴を有するが故に、ブラウン管に代わる高性能のディスプレイとして、携帯用テレビ、デジタルカメラ、液晶付きビデオカメラなどの携帯用電子機器やノート型パソコン、液晶モニターなどに広く使われている。これら液晶表示素子の多くは、液晶セルの複屈折性に起因する表示の着色や、コントラストの低下の問題、あるいは視野角特性の問題を改善するため、ポリマー材料や液晶材料からなる複屈折性の光学フィルムが備えている。
現在製造あるいは開発されている複屈折性光学フィルムは、一軸性の屈折率構造を有するものがあり、この種の光学フィルムは光学軸がフィルム面内にあるものとフィルム法線方向にあるものとに分類され、さらに軸性が正のものと負の物とに分類される。
光学軸がフィルム面内にあるものとしては、ＳＴＮ−ＬＣＤに用いられている色補償用の光学フィルムが一般的な例として挙げられる。色補償用の光学フィルムは、ポリマーフィルムを延伸処理する方法で通常製造され、このものは光学的に正の一軸性を示すフィルムとして知られている。また、光学軸がフィルム法線方向にあるものの例としては、Ｈａｒｒｉｓらの光学的に負の一軸性を示す光学フィルムが挙げられる。このフィルムは、ポリマー溶液を適当な基板に塗布して乾燥させ、ポリマーを面配向させて製造されている。こうして製造されるフィルムは、ＴＦＴ−ＬＣＤの視野角改良用の光学フィルムとして使用することができる(例えば、米国特許第５３４４９１６、５４８０９６４、５５８０９５０号等参照）。そして、Ｈａｒｒｉｓらは、光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に負の一軸性を示すフィルム材料として、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等を開示している。しかし、光学軸をフィルム法線方向に有し、かつ光学的に正の一軸性を示すフィルムやその製法について、Ｈａｒｒｉｓらはこれを少しも教示していない。
一方、光学軸をフィルム法線方向に有し、かつ光学的に正の一軸性フィルムとしては、液晶材料をホメオトロピック配向させた後、その配向を固定化した光学フィルムが知られている（例えば、特開平６−３３１８２６号公報や特許第２８５３０６４号等参照）。しかしながら、この種の光学フィルムを製造する従来法では、使用する液晶材料の複屈折性が大きいため、少しでも膜厚ムラが生じると、それがそのまま厚み方向のリターデーションムラになりやすいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ビニルカルバゾール系高分子を用いた、耐熱性に優れかつ均一性の高く、フィルム法線方向に光学軸を有する正の一軸性光学フィルムを提供することにある。
本発明の別の目的は、屈折率分布の制御が容易で均一性が高く、フィルム法線方向に光学軸を有する光学的に正の一軸性を示す光学フィルムを製造する方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、液晶ディスプレイの複屈折性を補償できる結果、色味や視野角特性が良好で、しかも製造が容易な液晶表示素子を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の液晶表示素子用光学フィルムは、フィルム法線方向に光学軸を有する光学的に正の一軸性を示し、その素材がビニルカルバゾール系高分子からなることを特徴とする。
上記の液晶表示素子用光学フィルムは、ビニルカルバゾール系高分子溶液を基板上に塗布した後、その塗布膜を乾燥させることにより製造することができる。
また、本発明の液晶表示素子は、フィルム法線方向に光学軸を有する光学的に正の一軸性フィルムであって、ビニルカルバゾール系高分子からなる光学フィルムを備えていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の光学フィルムは、光学軸をフィルム法線方向に有する正の一軸性フィルムである。光学軸をフィルム法線方向に有する正の一軸性フィルムとは、光学軸がｚ軸方向にあるフィルムで、主屈折率ｎｘ及びｎｙがほぼ同一であり、且つｎｚがｎｘ、ｎｙよりも大きい関係を満たすフィルムである（ポジティブＣフィルムとも呼ばれる）。
本発明においては、ｎｘ、ｎｙおよびｎｚは、それぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３方向の主屈折率を意味し、ｘ方向とｙ方向とは互いに直交するフィルム面内方向、ｚ方向はフィルム膜厚方向とするものである。
主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの値は、用いるビニルカルバゾール系高分子材料やフィルム膜厚およびフィルム製造条件に依存してほぼ決まってくる値である。従って、それら材料や膜厚、製造条件を調節することにより、光学的に重要なパラメータである厚み方向のリターデーション値（（ｎｚ−ｎｘ）と膜厚ｄの積で得られる値）を、適宜制御することができる。
本発明の光学フィルムは、厚み方向の屈折率と面内方向の屈折率との差、すなわち、ｎｚ−ｎｘ（またはｎｚ−ｎｙ）は、ある程度大きいことが好ましく、通常０．００１以上、好ましくは０．００２以上、さらに好ましくは０．００４以上であることが望ましい。該屈折率差が小さい場合には、厚み方向のリターデーション値を所望値とするために、フィルムの膜厚を厚くしなければならなくなる。このため、例えば、液晶表示素子等へ付設する際にフィルム厚みが問題になる可能性がある。
本発明の光学フィルムでは、厚み方向のリターデーション値、すなわち、（ｎｚ−ｎｘ）×ｄで与えられる値は特に限定されるものではないが、通常１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、さらに好ましくは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが望ましい。１０ｎｍ未満の場合には、光学フィルムとしての機能に欠ける恐れがある。また、２０００ｎｍを越える光学フィルムの製造は不可能でないが、塗布膜の作成時及びその乾燥時にムラが発生する恐れがあり、これに原因してフィルムの厚み方向のリターデーション値が不均一になる恐れがある。
本発明の光学フィルムの膜厚は、通常０．２μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上５０μｍ以下であることが望ましい。フィルム膜厚が０．２μｍ未満の場合には、フィルムの複屈折値（ｎｚ−ｎｘ）にもよるが、概してリターデーション値が小さくなるため、光学フィルムとしての機能に欠ける恐れがある。また、２００μｍを越えるフィルムの作成した場合は、フィルムの膜厚が不均一になる恐れがある。
【０００６】
上記の如き光学パラメーターを有する本発明の光学フィルムは、ビニルカルバゾール系高分子から形成される。ビニルカルバゾール系高分子は、ガラス転移温度が高く、耐熱性の高い光学フィルムを得ることが可能である。
本発明で言うビニルカルバゾール系高分子とは、ビニルカルバゾール又はビニルカルバゾール誘導体のホモポリマー、ビニルカルバゾール及び／又はビニルカルバゾール誘導体を含むコポリマー、上記のホモポリマー及び／又はコポリマーと他のポリマーとのブレンド物をそれぞれ意味する。
そして、ビニルカルバゾールとは、カルバゾールにビニル基が結合した化合物を意味し、これには、１−ビニルカルバゾール、２−ビニルカルバゾール、３−ビニルカルバゾール、４−ビニルカルバゾール、あるいは９−ビニルカルバゾール（またはＮ−ビニルカルバゾール）が包含される。また、ビニルカルバゾール誘導体とは、１位、２位、３位又は４位にビニル基を有する各ビニルカルバゾールにおいて、それぞれのＮ位に、例えば、炭素数が１から１８のアルキル置換基やフェニル基に代表される芳香族系置換基を有するビニルカルバゾール誘導体並びに上記した各ビニルカルバゾールにおいて、そのビニル基以外の任意に水素に置換基が結合したビニルカルバゾール誘導体を意味し、上記した置換基としては、メチル、エチル等炭素数が１から１８のアルキル基、フェニル基等の芳香族系置換基、ニトロ基、フルオロ、クロロ、ブロモ等のハロゲン系置換基、カルボキシル基、アミノ基等が挙げられる。なお、本発明はこれらに何ら制限されるものではない。
上記したビニルカルバゾールおよびビニルカルバゾール誘導体のそれぞれのホモポリマーは、本発明で言うビニルカルバゾール系高分子の一つである。
また、ビニルカルバゾール及び／又はビニルカルバゾール誘導体を含むコポリマーには、上記したビニルカルバゾール及び／又はビニルカルバゾール誘導体から選ばれる任意のモノマーをＶＣｚで表示すると、ＶＣｚ／アクリル酸、ＶＣｚ／アクリル酸メチル、ＶＣｚ／アクリル酸エチル、ＶＣｚ／メタクリル酸、ＶＣｚ／メタクリル酸メチル、ＶＣｚ／メタクリル酸エチル、ＶＣｚ／アクリロニトリル、ＶＣｚ／メタクリロニトリル、ＶＣｚ／無水マレイン酸、ＶＣｚ／Ｎ−フェニルマレイミド、ＶＣｚ／スチレン、ＶＣｚ／α−メチルスチレン、ＶＣｚ／２−メチルスチレン、ＶＣｚ／３−メチルスチレン、ＶＣｚ／４−メチルスチレン、ＶＣｚ／４−メトキシスチレン、ＶＣｚ／４−クロロスチレン、ＶＣｚ／４−ニトロスチレン、ＶＣｚ／４−アミノスチレン、ＶＣｚ／４−カルボキシルスチレン、ＶＣｚ／４−フェニルスチレン、ＶＣｚ／２、５−ジクロロスチレン、ＶＣｚ／ビニルナフタレン、ＶＣｚ／ビニルシンナメート、ＶＣｚ／ビニルピリジン、ＶＣｚ／ビニルピロリドン、ＶＣｚ／ビニルイミダゾール、ＶＣｚ／Ｎ−ビニルフタルイミド、ＶＣｚ／ビニルフェノール、ＶＣｚ／ブタジエン、ＶＣｚ／イソプレン等で例示される２元系コポリマー、種類の異なる２種のＶＣｚからなる２元系コポリマー、さらには、ＶＣｚ／スチレン／無水マレイン酸、ＶＣｚ／スチレン／アクリロニトリル、ＶＣｚ／α−メチルスチレン／メチルメタクリレート等で例示される３元系以上のコポリマーが含まれる。各コポリマーは、ランダム共重合体であるか、ブロック共重合体であるか、グラフト共重合体であるか、交互共重合体であるかを問わない。
また、本発明のビニルカルバゾール系高分子として使用できるブレンド物には、上記したホモポリマー同士のブレンド物、コポリマー同士のブレンド物、ホモポリマーとコポリマーのブレンド物、ホモポリマー及び／又はコポリマーと別の種類のポリマーとのブレンド物が含まれる。そして、別の種類のポリマーとしては、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（４−フェニルスチレン）、ポリ（２，５−ジクロロスチレン）、ポリビニルナフタレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルシンナメート、ポリビニルイミダゾール、ポリ（Ｎ−ビニルフタルイミド）などが例示できる。
これらブレンド物は、微視的には相分離していても、巨視的には透明であって、フィルム法線方向に光軸を持つ正の一軸性を示すフィルムを与える限り、いずれも本発明のビニルカルバゾール系高分子として使用可能である。
【０００７】
本発明の光学フィルムは、ビニルカルバゾール系高分子を溶剤に溶かした溶液を基板上に塗布し、塗膜を乾燥させることによって製造することができる。
ちなみに、塗膜から溶剤が蒸発する過程では、フィルム面内に異方性は生じないが、溶剤の蒸発によって膜厚方向に大きく塗膜が収縮が起こるため、面内と膜厚方向とで異方性が生じ、結果的にフィルム法線方向に光学軸を有する正の一軸性が発現する。
ビニルカルバゾール系高分子を溶解させる溶媒は、ビニルカルバゾール系高分子を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノールなどのフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1、2-ジメトキシベンゼンなどの芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、t-ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、2-メチル-2、4-ペンタンジオール、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化炭素などの単独溶媒又はこれらの混合溶媒が使用可能である。
溶液中のビニルカルバゾール系高分子の濃度は、通常０．５重量％%以上４０重量％以下、好ましくは１重量％以上３０重量％以下、さらに好ましくは２重量％以上２０重量％以下である。
ビニルカルバゾール系高分子の溶液には、本発明の効果を損なわない範囲において例えば界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、顔料、密着性向上剤等の各種添加剤を加えることもできる。
【０００８】
ビニルカルバゾール系高分子溶液が塗布される基板は、最終的に得られる光学フィルムが光学的に正の一軸性を示すフィルムとなる基板であれば特に限定されない。ガラス基板、プラスチックフィルム等のプラスチック基板、ステンレスベルトやステンレスドラム等の金属基板等を用いることができる。中でも後に述べる偏光板との貼り合わせを考えると、プラスチック基板またはステンレスベルトやステンレスドラムを用いることが望ましい。
プラスチックフィルムとして、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等から形成されるフィルムを挙げることができる。これらプラスチックフィルムは、光学的に等方性であっても、異方性であっても差し支えない。
基板に使用されるプラスチックフィルムの中でも、耐溶剤性や耐熱性の観点からポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの各フィルムが特に望ましい。
基板となるプラスチックフィルムの厚みは、通常２０μｍ以上、好ましくは２５μｍ以上、特に好ましくは５０μｍ以上である。２０μｍより薄い場合は基板となるフィルム強度が弱いために製造時に切れてしまう等の問題が発生する恐れがある。
基板上にビニルカルバゾール系高分子溶液を塗布する方法としては、当該分野で公知の手法を適宜採用することができ、例えば、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、マイヤーバーコート法、ドクターブレード法、ナイフコート法、ダイコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、オフセットグラビアコート法、リップコート法、スプレーコート法等を採用することができる。これらの塗布方法によりビニルカルバゾール系高分子溶液を、所望するフィルム膜厚となるように基板上に塗布し、乾燥させることによって本発明の光学フィルムを得ることができる。乾燥温度は、ビニルカルバゾール系高分子や溶媒の種類等に応じて適宜選択され、一概に規定することはできないが、通常４０℃以上２５０℃以下、好ましくは５０℃以上２００℃以下である。塗膜の乾燥は、一定温度下において行っても良いし、段階的に温度を上昇させながら行っても良い。乾燥時間も適宜選択されるとこではあるが、通常１０秒以上３０分以下、好ましくは３０秒以上２０分以下、さらに好ましくは２分以上１５分以下である。
【０００９】
以上の工程により得られる本発明の光学フィルムは、フィルム自体が自己支持性を有するものであれば基板から剥離し、そのまま光学フィルムとして各種の用途に用いることができる。また自己支持性を持っていない場合には、製造工程において用いた基板が透明であれば、その基板付きの光学フィルムとして使用することができる。また、フィルム製造時に使用した基板から別の基板（以下、第２の基板という）にフィルムを転写し、第２の基板付き光学フィルムとして使用することもできる。フィルムの転写は、通常、基板上に形成されている光学フィルムと第２の基板とを、接着剤又は粘着剤を介して貼り合わせた後、フィルム製造時に用いた基板をフィルム面から剥離除去する方法で行われる。
転写に用いられる第２の基板は、適度な平面性を有するものであれば特に限定されないが、透明なガラスやプラスチックフィルム等が望ましい。透明プラスチックフィルムの例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、トリアセチルセルロース、ノルボルネン系樹脂、エポキシ樹脂等のフィルムを挙げることができる。第２の基板は光学的に等方性であることが好ましいが、光学フィルムの用途によっては、光学的異方性を有する基板を第２の基板に用いることができる。このような光学的異方性を有する第２の基板の例としては、上記したプラスチックフィルムを延伸処理等して得られる位相差フィルムが挙げられる。また、液晶配向が固定化された液晶フィルム、光散乱性を有する光散乱フィルム、回折能を有する回折フィルムまたは偏光フィルム等を第２の基板としても用いることもできる。
【００１０】
本発明の光学フィルムは、フィルム単独または必要に応じて他の光学フィルム、例えば、他の屈折率構造を有する位相差フィルム、液晶フィルム、光散乱フィルム、回折フィルム、偏光フィルム等と組合せた積層体として各種の光学用途、具体的には、各種液晶表示素子の光学補償部材として利用することができる。例えば、工業的に製造されているヨウ素系や染料系の偏光フィルムと光学フィルムとを組み合わせることにより、液晶表示素子の複屈折性を補償、調整する機能を有する偏光板とすることができる。
ここでいう液晶表示素子には、例えばＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）セル、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）セル、ＩＰＳ（Ｉｎ−ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）セル、ＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｈｎｅｄ）セル、ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＡｌｉｇｈｎｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）セル、ＨＡＮ（ＨｙｂｒｉｄＡｌｉｇｈｎｅｄＮｅｍａｔｉｃ）セル、ＡＳＭ（ＡｘｉａｌｌｙＳｙｍｍｅｔｒｉｃＡｌｉｇｈｎｅｄＭｉｃｒｏｃｅｌｌ）セル、強誘電、反強誘電セル及びこれらに規則正しい配向分割を行ったもの、ランダムな配向分割を行ったもの等の、各種のセルが含まれる。本発明の光学フィルムが組み込まれる液晶表示素子は、単純マトリックス方式、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）電極やＴＦＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＤｉｏｄｅ）電極等を用いたアクティブマトリックス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であってもよい。また、本発明の光学フィルムは、バックライトシステムを備えた透過型・半透過型の液晶表示素子や、反射板を備えた反射型の液晶表示素子、さらには投写型の液晶表示素子等にも組み込むことができる。
液晶表示素子における光学フィルムの設置箇所は、特には限定されないが、通常は偏光板と駆動セルとの間であって、駆動セルの上側および／または下側の位置に、一枚若しくは複数枚の光学フィルムを配置するのが一般的である。この場合、光学フィルムは、屈折率構造が異なる位相差フィルム、液晶フィルム、回折フィルム、光散乱フィルム、レンズシート等と組み合わせて設置することも可能である。
【００１１】
【実施例】
以下に実施例を述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお実施例で用いた各分析法は以下の通りである。
(屈折率測定)
アタゴ社製アッベ屈折計 Type-4T を用いて５８９ｎｍ（ナトリウムＤ線）における屈折率を測定した。
(膜厚測定)
ソニー社製デジタルマイクロメーターＭ−３０及び日本真空技術社製表面形状測定装置Ｄｅｋｔａｋ３０３０ＳＴ型を併用した。
実施例１
ポリ（９−ビニルカルバゾール）（アルドリッチケミカル製、重量平均分子量約１１０万）をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させ、１２重量％となるようポリマー溶液を調製した。なお、界面活性剤として、メガファックＦ−１４４Ｄ（商品名、大日本インキ社製）をポリマーに対して０．１部添加した。このポリマー溶液を厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基板上にスピンコート法で塗布し、６０℃で１ｈ、１００℃で１５分乾燥することで、ＰＥＴ基板上にポリ（９−ビニルカルバゾール）フィルムを作製した。
このポリ（９−ビニルカルバゾール）フィルム一部をＰＥＴ基板から剥離し、膜厚及び面内、厚み方向の屈折率を測定し、厚み方向のリターデーションを算出したところ、表１に示したように光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に正の一軸性を示すフィルムとなっていることが分かった。
ＰＥＴ基板上のポリ（９−ビニルカルバゾール）フィルムを、アクリル系紫外線硬化型接着剤にて、厚み８０μｍの光学的に等方なトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムと貼り合わせた後、ＰＥＴ基板を取り去ることで、ポリ（９−ビニルカルバゾール）層、接着層、ＴＡＣ層からなる積層体を作成した。
実施例２
ポリ（９−ビニルカルバゾール）（アルドリッチケミカル製、重量平均分子量約１１０万）をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させ、１２重量％となるようポリマー溶液を調製した。なお、可塑剤としてジオクチルフタレートをポリマーに対し１０部、界面活性剤として、メガファックＦ−１４４Ｄ（商品名、大日本インキ社製）をポリマーに対して０．１部添加した。このポリマー溶液を厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基板上にスピンコート法で塗布し、６０℃で１ｈ、１００℃で１５分乾燥することで、ＰＥＴ基板上にポリ（９−ビニルカルバゾール）フィルムを作製した。
このポリ（９−ビニルカルバゾール）フィルム一部をＰＥＴ基板から剥離し、膜厚及び面内、厚み方向の屈折率を測定し、厚み方向のリターデーションを算出したところ、表１に示したように光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に正の一軸性を示すフィルムとなっていることが分かった。
実施例３
ポリ（９−ビニルカルバゾール）（アルドリッチケミカル製、重量平均分子量約１１０万）とポリカーボネート（＝ポリ（ビスフェノールＡカーボネート）、アルドリッチケミカル製、重量平均分子量約６４０００）を９：１の比率でＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させ、１２重量％となるようポリマーブレンド溶液を調製した。なお、界面活性剤として、メガファックＦ−１４４Ｄ（商品名、大日本インキ社製）をポリマーに対して０．１部添加した。このポリマー溶液を厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基板上にスピンコート法で塗布し、６０℃で１ｈ、１００℃で１５分乾燥することで、ＰＥＴ基板上にポリ（９−ビニルカルバゾール）／ポリスチレンブレンドフィルムを作製した。
このポリ（９−ビニルカルバゾール）／ポリスチレンブレンドフィルムの一部をＰＥＴ基板から剥離し、膜厚及び面内、厚み方向の屈折率を測定し、厚み方向のリターデーションを算出したところ、表１に示したように光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に正の一軸性を示すフィルムとなっていることが分かった。
実施例４
１００ｍｌの三つ口フラスコに精製した９−ビニルカルバゾール（東京化成製）０．１８ｍｏｌとスチレン（東京化成社製）０．０２ｍｏｌ、トルエン８０ｍｌ、ＡＩＢＮ６０ｍｇを加え、窒素中１００℃でラジカル重合させた。２時間後反応溶液をメタノールに注いで沈殿させ、さらに２度再沈殿を繰り返して９−ビニルカルバゾール−スチレン共重合体を得た（重量平均分子量約３０万、ＧＰＣ）。
この共重合体をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させ、１２重量％となるようポリマー溶液を調製した。このポリマー溶液を厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基板上にスピンコート法で塗布し、６０℃で１ｈ、１００℃で１５分乾燥することで、ＰＥＴ基板上にポリ（９−ビニルカルバゾール）／ポリスチレン共重合体フィルムを作製した。
このポリ（９−ビニルカルバゾール）／ポリスチレン共重合体フィルムの一部をＰＥＴ基板から剥離し、膜厚及び面内、厚み方向の屈折率を測定し、厚み方向のリターデーションを算出したところ、表１に示したように光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に正の一軸性を示すフィルムとなっていることが分かった。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【発明の効果】
本発明の光学フィルムは、ビニルカルバゾール系高分子からなり、光学軸をフィルム法線方向に有する光学的に正の一軸性を示すフィルムであるので、位相差フィルム等、各種光学用途への応用展開が可能である等、工業的に極めて有用である。
本発明の光学フィルムの製造法は、製造、屈折率分布の制御が容易で、均一性の高いフィルムを製造することができる。
本発明の液晶表示素子は、前記光学フィルムを含むので、液晶セルの複屈折性が補償され、性能が高く、容易に製造しうる液晶表示素子として有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionIsOptically positive uniaxialFor liquid crystal display elementsThe present invention relates to an optical film and a liquid crystal display element including the film.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display elements represented by STN (Super Twisted Nematic) -LCD (Liquid Crystal Display), TFT (Thin Film Transistor) -LCD, etc. have features such as thinness, light weight, low voltage drive, and low power consumption. As a high-performance display that replaces cathode ray tubes, it is widely used in portable electronic devices such as portable televisions, digital cameras, and video cameras with liquid crystals, notebook computers, and liquid crystal monitors. Many of these liquid crystal display elements have a birefringent property made of a polymer material or a liquid crystal material in order to improve the coloring of the display due to the birefringence of the liquid crystal cell, the problem of reduction in contrast, or the problem of viewing angle characteristics. Optical film is provided.
Some birefringent optical films that are currently manufactured or developed have a uniaxial refractive index structure, and this type of optical film has an optical axis in the film plane and a film normal direction. In addition, it is further classified into a positive one and a negative one.
As an example in which the optical axis is in the film plane, an optical film for color compensation used in STN-LCDs can be given as a general example. An optical film for color compensation is usually produced by a method of stretching a polymer film, and this is known as a film exhibiting optically positive uniaxiality. An example of the optical axis in the normal direction of the film is an optical film exhibiting optically negative uniaxiality as described by Harris et al. This film is manufactured by applying a polymer solution to a suitable substrate and drying it so that the polymer is surface-oriented. The film thus manufactured can be used as an optical film for improving the viewing angle of TFT-LCD (see, for example, US Pat. Nos. 5,344,916, 5480964, 5580950, etc.). Harris et al. Disclose polyimide, polyamide, polyester, polyamideimide, polyesterimide, and the like as a film material having an optical axis in the film normal direction and exhibiting optically negative uniaxiality. However, Harris et al. Do not teach this at all about a film having an optical axis in the normal direction of the film and exhibiting optically positive uniaxiality and its manufacturing method.
On the other hand, as an optically positive uniaxial film having an optical axis in the film normal direction, an optical film in which the alignment is fixed after liquid crystal material is homeotropically aligned (for example, JP-A-6-331826 and Japanese Patent No. 2853064). However, in the conventional method of manufacturing this type of optical film, since the liquid crystal material used has a large birefringence, if even a slight film thickness unevenness occurs, it tends to cause a retardation unevenness in the thickness direction as it is. there were.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a positive uniaxial optical film that uses a vinylcarbazole polymer and has excellent heat resistance and high uniformity, and has an optical axis in the film normal direction.
Another object of the present invention is to provide a method for producing an optical film that is easy to control the refractive index distribution, has high uniformity, and has an optical axis in the normal direction of the film and exhibits optically positive uniaxiality. is there.
Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display element which has good color and viewing angle characteristics and can be easily manufactured as a result of compensating for the birefringence of the liquid crystal display.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the present inventionFor liquid crystal display elementsThe optical film is optically positive uniaxial with an optical axis in the normal direction of the film, and the material is made of a vinyl carbazole polymer.
  aboveFor liquid crystal display elementsThe optical film can be produced by applying a vinylcarbazole polymer solution on a substrate and then drying the applied film.
  In addition, the liquid crystal display element of the present invention is an optically positive uniaxial film having an optical axis in the normal direction of the film, and includes an optical film made of a vinylcarbazole polymer.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The optical film of the present invention is a positive uniaxial film having an optical axis in the film normal direction. A positive uniaxial film having an optical axis in the film normal direction is a film in which the optical axis is in the z-axis direction, the main refractive indices nx and ny are substantially the same, and nz is greater than nx and ny. (Also called a positive C film).
In the present invention, nx, ny and nz mean the main refractive indexes in the three directions of the x direction, the y direction and the z direction, respectively. This is the film thickness direction.
The values of the main refractive indexes nx, ny, and nz are values that are substantially determined depending on the vinyl carbazole polymer material used, the film thickness, and the film manufacturing conditions. Therefore, by adjusting the material, film thickness, and manufacturing conditions, the retardation value in the thickness direction (a value obtained by the product of (nz−nx) and film thickness d), which is an optically important parameter, is appropriately set. Can be controlled.
In the optical film of the present invention, the difference between the refractive index in the thickness direction and the refractive index in the in-plane direction, that is, nz-nx (or nz-ny) is preferably large to some extent, usually 0.001 or more, preferably It is desirable that it is 0.002 or more, more preferably 0.004 or more. When the refractive index difference is small, the film thickness must be increased in order to obtain a desired retardation value in the thickness direction. For this reason, when attaching to a liquid crystal display element etc., a film thickness may become a problem, for example.
In the optical film of the present invention, the retardation value in the thickness direction, that is, the value given by (nz−nx) × d is not particularly limited, but is usually 10 nm to 2000 nm, preferably 50 nm to 1000 nm, More preferably, it is 100 nm or more and 500 nm or less. If it is less than 10 nm, the function as an optical film may be lacking. In addition, although it is not impossible to produce an optical film having a thickness exceeding 2000 nm, there is a risk that unevenness may occur when the coating film is formed and when the coating film is dried, resulting in a non-uniform retardation value in the thickness direction of the film. There is a fear.
The film thickness of the optical film of the present invention is usually 0.2 μm or more and 200 μm or less, preferably 0.5 μm or more and 100 μm or less, more preferably 1 μm or more and 50 μm or less. When the film thickness is less than 0.2 μm, although depending on the birefringence value (nz−nx) of the film, since the retardation value is generally small, the function as an optical film may be lacking. Moreover, when the film exceeding 200 micrometers is produced, there exists a possibility that the film thickness of a film may become non-uniform | heterogenous.
[0006]
The optical film of the present invention having the optical parameters as described above is formed from a vinyl carbazole polymer. The vinyl carbazole polymer has a high glass transition temperature and can provide an optical film having high heat resistance.
The vinyl carbazole polymer referred to in the present invention is a homopolymer of vinyl carbazole or a vinyl carbazole derivative, a copolymer containing vinyl carbazole and / or a vinyl carbazole derivative, a blend of the above homopolymer and / or copolymer and another polymer. Means each.
Vinyl carbazole means a compound in which a vinyl group is bonded to carbazole, and includes 1-vinyl carbazole, 2-vinyl carbazole, 3-vinyl carbazole, 4-vinyl carbazole, or 9-vinyl carbazole (or N-vinylcarbazole). In addition, the vinyl carbazole derivative means that each vinyl carbazole having a vinyl group at the 1-position, 2-position, 3-position or 4-position has, for example, an alkyl substituent or phenyl group having 1 to 18 carbon atoms at each N-position. In the vinyl carbazole derivative having an aromatic substituent represented by the above and each of the above vinyl carbazoles, it means a vinyl carbazole derivative in which a substituent is bonded to any hydrogen other than the vinyl group. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms such as methyl and ethyl, aromatic substituents such as phenyl groups, halogen substituents such as nitro groups, fluoro, chloro and bromo, carboxyl groups and amino groups. The present invention is not limited to these.
Each of the above-mentioned homopolymers of vinyl carbazole and vinyl carbazole derivatives is one of the vinyl carbazole polymers referred to in the present invention.
In addition, in a copolymer containing vinyl carbazole and / or a vinyl carbazole derivative, when an arbitrary monomer selected from the above-mentioned vinyl carbazole and / or vinyl carbazole derivative is represented by VCz, VCz / acrylic acid, VCz / methyl acrylate, VCz / Ethyl acrylate, VCz / methacrylic acid, VCz / methyl methacrylate, VCz / ethyl methacrylate, VCz / acrylonitrile, VCz / methacrylonitrile, VCz / maleic anhydride, VCz / N-phenylmaleimide, VCz / styrene, VCz / Α-methylstyrene, VCz / 2-methylstyrene, VCz / 3-methylstyrene, VCz / 4-methylstyrene, VCz / 4-methoxystyrene, VCz / 4-chlorostyrene, VCz / 4-nitrostyrene, V z / 4-aminostyrene, VCz / 4-carboxylstyrene, VCz / 4-phenylstyrene, VCz / 2, 5-dichlorostyrene, VCz / vinylnaphthalene, VCz / vinylcinnamate, VCz / vinylpyridine, VCz / vinylpyrrolidone , VCz / vinylimidazole, VCz / N-vinylphthalimide, VCz / vinylphenol, VCz / butadiene, VCz / isoprene and the like, binary copolymers composed of two different types of VCz, Includes a ternary or higher copolymer exemplified by VCz / styrene / maleic anhydride, VCz / styrene / acrylonitrile, VCz / α-methylstyrene / methyl methacrylate and the like. Each copolymer may be a random copolymer, a block copolymer, a graft copolymer, or an alternating copolymer.
In addition, blends that can be used as the vinyl carbazole polymer of the present invention include blends of homopolymers, blends of copolymers, blends of homopolymers and copolymers, homopolymers and / or copolymers, and Includes blends with different types of polymers. As another type of polymer, polystyrene, poly (α-methylstyrene), poly (4-phenylstyrene), poly (2,5-dichlorostyrene), polyvinyl naphthalene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyvinyl cinnamate , Polyvinyl imidazole, poly (N-vinylphthalimide) and the like.
Even if these blends are microscopically phase-separated, they are macroscopically transparent, and as long as they give a film exhibiting positive uniaxiality having an optical axis in the normal direction of the film, all of the blends are in accordance with the present invention. It can be used as a vinyl carbazole polymer.
[0007]
The optical film of the present invention can be produced by applying a solution obtained by dissolving a vinylcarbazole polymer in a solvent onto a substrate and drying the coating film.
Incidentally, in the process of evaporation of the solvent from the coating film, no anisotropy occurs in the film surface, but the coating film contracts greatly in the film thickness direction due to the evaporation of the solvent. As a result, positive uniaxiality having an optical axis in the film normal direction is developed.
The solvent for dissolving the vinyl carbazole polymer is not particularly limited as long as it can dissolve the vinyl carbazole polymer. For example, chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, tritrichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, Halogenated hydrocarbons such as orthodichlorobenzene, phenols such as phenol and parachlorophenol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, t-butyl alcohol, glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol , Dipropylene glycol, 2-methyl-2,4-pentanediol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, triethylamine, dimethylformamide, dimethylacetamide, acetonitrile, butyronitrile A single solvent such as carbon disulfide or a mixed solvent thereof can be used.
The concentration of the vinyl carbazole polymer in the solution is usually 0.5% by weight or more and 40% by weight or less, preferably 1% by weight or more and 30% by weight or less, and more preferably 2% by weight or more and 20% by weight or less.
Various additives such as surfactants, plasticizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, dyes, pigments, adhesion improvers and the like are added to the vinyl carbazole polymer solution as long as the effects of the present invention are not impaired. You can also.
[0008]
The substrate on which the vinyl carbazole polymer solution is applied is not particularly limited as long as the finally obtained optical film is a substrate that is an optically positive uniaxial film. A glass substrate, a plastic substrate such as a plastic film, a metal substrate such as a stainless belt or a stainless drum, or the like can be used. Among these, considering the pasting with the polarizing plate described later, it is desirable to use a plastic substrate, a stainless steel belt or a stainless steel drum.
As plastic films, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, poly (4-methylpentene-1), polyimide, polyamideimide, polyamide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetherketone, polyketonesulfide, polyethersulfone, polysulfone A film formed from polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacetal, polycarbonate, polyarylate, acrylic resin, polyvinyl alcohol, polypropylene, cellulose plastics, epoxy resin, phenol resin, etc. Can be mentioned. These plastic films may be optically isotropic or anisotropic.
Among the plastic films used for the substrate, polypropylene, polyethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate films are particularly desirable from the viewpoints of solvent resistance and heat resistance.
The thickness of the plastic film to be the substrate is usually 20 μm or more, preferably 25 μm or more, particularly preferably 50 μm or more. If the thickness is less than 20 μm, the strength of the film serving as the substrate is so weak that there is a risk of problems such as breakage during manufacture.
As a method of applying a vinylcarbazole polymer solution on a substrate, a method known in the art can be appropriately employed. For example, a spin coating method, a roll coating method, a printing method, a dip pulling method, a curtain coating method. Mayer bar coating method, doctor blade method, knife coating method, die coating method, gravure coating method, micro gravure coating method, offset gravure coating method, lip coating method, spray coating method and the like can be employed. The optical film of the present invention can be obtained by applying a vinylcarbazole polymer solution on a substrate so as to have a desired film thickness by these application methods and drying the solution. The drying temperature is appropriately selected according to the type of the vinylcarbazole polymer and the solvent, and cannot be generally defined, but is usually 40 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Drying of the coating film may be performed at a constant temperature or may be performed while increasing the temperature stepwise. Although the drying time is appropriately selected, it is usually 10 seconds or longer and 30 minutes or shorter, preferably 30 seconds or longer and 20 minutes or shorter, and more preferably 2 minutes or longer and 15 minutes or shorter.
[0009]
The optical film of the present invention obtained by the above steps can be peeled off from the substrate as long as the film itself has self-supporting properties, and can be used as it is for various applications. Moreover, when it does not have self-supporting property, if the board | substrate used in the manufacturing process is transparent, it can be used as an optical film with the board | substrate. Alternatively, the film can be transferred from the substrate used at the time of film production to another substrate (hereinafter referred to as a second substrate) and used as an optical film with a second substrate. In the transfer of the film, usually, the optical film formed on the substrate and the second substrate are bonded together with an adhesive or an adhesive, and then the substrate used at the time of film production is peeled off from the film surface. Done in the way.
The second substrate used for transfer is not particularly limited as long as it has an appropriate flatness, but transparent glass, plastic film, and the like are desirable. Examples of transparent plastic films include films of polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyolefin, triacetyl cellulose, norbornene resin, epoxy resin, and the like. be able to. The second substrate is preferably optically isotropic, but a substrate having optical anisotropy can be used as the second substrate depending on the use of the optical film. Examples of the second substrate having such optical anisotropy include a retardation film obtained by stretching the above-described plastic film. In addition, a liquid crystal film in which liquid crystal alignment is fixed, a light scattering film having light scattering properties, a diffraction film having a diffraction ability, a polarizing film, or the like can be used as the second substrate.
[0010]
The optical film of the present invention is a laminate obtained by combining a film alone or other optical film as required, for example, a retardation film having another refractive index structure, a liquid crystal film, a light scattering film, a diffraction film, a polarizing film, etc. As various optical uses, specifically, it can be used as an optical compensation member for various liquid crystal display elements. For example, a polarizing plate having a function of compensating and adjusting the birefringence of a liquid crystal display element can be obtained by combining an industrially produced iodine-based or dye-based polarizing film and an optical film.
Examples of the liquid crystal display element include a STN (Super Twisted Nematic) cell, a TN (Twisted Nematic) cell, an IPS (In-Plane Switching) cell, a VA (Vertical Aligned Aligned Cell), and an OCB (Optically Allocated ACE) cell. (Hybrid Aligned Nematic) cell, ASM (Axial Symmetrical Aligned Microcell) cell, ferroelectric, antiferroelectric cell, and those with regular alignment division and those with random alignment division are included. It is. The liquid crystal display element incorporating the optical film of the present invention can be driven by any of a simple matrix method, an active matrix method using a TFT (Thin Film Transistor) electrode, a TFD (Thin Film Diode) electrode, or a plasma address method. There may be. The optical film of the present invention is also applicable to transmissive / semi-transmissive liquid crystal display elements equipped with a backlight system, reflective liquid crystal display elements equipped with a reflector, and projection liquid crystal display elements. Can be incorporated.
The installation location of the optical film in the liquid crystal display element is not particularly limited, but it is usually between the polarizing plate and the driving cell, and one or a plurality of sheets at the upper and / or lower positions of the driving cell. It is common to arrange an optical film. In this case, the optical film can be installed in combination with a retardation film, a liquid crystal film, a diffraction film, a light scattering film, a lens sheet, or the like having a different refractive index structure.
[0011]
【Example】
Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto. The analytical methods used in the examples are as follows.
(Refractive index measurement)
The refractive index at 589 nm (sodium D line) was measured using an Abbe refractometer Type-4T manufactured by Atago.
(Film thickness measurement)
A digital micrometer M-30 manufactured by Sony and a surface shape measuring device Dektak 3030ST manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. were used in combination.
Example 1
Poly (9-vinylcarbazole) (manufactured by Aldrich Chemical, weight average molecular weight of about 1.1 million) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a polymer solution to 12% by weight. In addition, 0.1 part of Megafac F-144D (trade name, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) was added as a surfactant to the polymer. This polymer solution is applied on a 75 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film substrate by spin coating, and dried at 60 ° C. for 1 h and at 100 ° C. for 15 minutes, so that poly (9-vinylcarbazole) is formed on the PET substrate. A film was prepared.
As shown in Table 1, when a part of this poly (9-vinylcarbazole) film was peeled from the PET substrate, the film thickness, in-plane, and refractive index in the thickness direction were measured, and the retardation in the thickness direction was calculated. It was found that the film was optically positive uniaxial with an optical axis in the film normal direction.
After the poly (9-vinylcarbazole) film on the PET substrate is bonded to an optically isotropic triacetyl cellulose (TAC) film having a thickness of 80 μm with an acrylic ultraviolet curable adhesive, the PET substrate is removed. Thereby, the laminated body which consists of a poly (9-vinyl carbazole) layer, an adhesion layer, and a TAC layer was created.
Example 2
Poly (9-vinylcarbazole) (manufactured by Aldrich Chemical, weight average molecular weight of about 1.1 million) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a polymer solution to 12% by weight. In addition, 10 parts of dioctyl phthalate was added to the polymer as a plasticizer, and 0.1 part of Megafac F-144D (trade name, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) was added as a surfactant. This polymer solution is applied on a 75 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film substrate by spin coating, and dried at 60 ° C. for 1 h and at 100 ° C. for 15 minutes, so that poly (9-vinylcarbazole) is formed on the PET substrate. A film was prepared.
As shown in Table 1, when a part of this poly (9-vinylcarbazole) film was peeled from the PET substrate, the film thickness, in-plane, and refractive index in the thickness direction were measured, and the retardation in the thickness direction was calculated. It was found that the film was optically positive uniaxial with an optical axis in the film normal direction.
Example 3
N-methyl poly (9-vinylcarbazole) (manufactured by Aldrich Chemical, weight average molecular weight of about 1.1 million) and polycarbonate (= poly (bisphenol A carbonate), manufactured by Aldrich Chemical, weight average molecular weight of about 64,000) in a ratio of 9: 1 A polymer blend solution was prepared by dissolving in 2-pyrrolidone (NMP) to 12% by weight. In addition, as a surfactant, 0.1 part of Megafac F-144D (trade name, manufactured by Dainippon Ink, Inc.) was added to the polymer. This polymer solution is applied on a 75 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film substrate by spin coating, and dried at 60 ° C. for 1 h and at 100 ° C. for 15 minutes, so that poly (9-vinylcarbazole) is formed on the PET substrate. / Polystyrene blend film was prepared.
A part of this poly (9-vinylcarbazole) / polystyrene blend film was peeled off from the PET substrate, the film thickness, in-plane, and refractive index in the thickness direction were measured, and the retardation in the thickness direction was calculated. As shown, it was found that the film was optically positive uniaxial with an optical axis in the film normal direction.
Example 4
0.18 mol of purified 9-vinylcarbazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.02 mol of styrene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 80 ml of toluene and 60 mg of AIBN were added to a 100 ml three-necked flask, and radical polymerization was performed at 100 ° C. in nitrogen. After 2 hours, the reaction solution was poured into methanol for precipitation, and reprecipitation was repeated twice to obtain a 9-vinylcarbazole-styrene copolymer (weight average molecular weight of about 300,000, GPC).
This copolymer was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a polymer solution so as to be 12% by weight. This polymer solution is applied on a 75 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film substrate by spin coating, and dried at 60 ° C. for 1 h and at 100 ° C. for 15 minutes, so that poly (9-vinylcarbazole) is formed on the PET substrate. / A polystyrene copolymer film was prepared.
When a part of this poly (9-vinylcarbazole) / polystyrene copolymer film was peeled off from the PET substrate, the film thickness, in-plane, and refractive index in the thickness direction were measured, and the retardation in the thickness direction was calculated. As shown in FIG. 1, it was found that the film had an optically positive uniaxial property having an optical axis in the film normal direction.
[0012]
[Table 1]

[0013]
【The invention's effect】
The optical film of the present invention is composed of a vinyl carbazole polymer, and is an optically positive uniaxial film having an optical axis in the normal direction of the film, so that it can be applied to various optical uses such as a retardation film. It is extremely useful industrially.
The method for producing an optical film of the present invention makes it easy to produce and control the refractive index distribution, and can produce a highly uniform film.
Since the liquid crystal display element of the present invention contains the optical film, the birefringence of the liquid crystal cell is compensated, the performance is high, and it is useful as a liquid crystal display element that can be easily manufactured.

Claims

フィルム法線方向に光学軸を有する光学的に正の一軸性を示す液晶表示素子用光学フィルムであって、当該フィルムがビニルカルバゾール系高分子からなることを特徴とする液晶表示素子用光学フィルム。An optical film for a liquid crystal display device showing optically positive uniaxial property having an optical axis in a film normal direction, an optical film for a liquid crystal display device to which the film is characterized by comprising a vinylcarbazole polymer.

ビニルカルバゾール系高分子溶液を基板上に塗布し、溶媒を乾燥して製造されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子用光学フィルム。2. The optical film for a liquid crystal display element according to claim 1 , wherein the optical film for a liquid crystal display element is produced by applying a vinyl carbazole polymer solution on a substrate and drying the solvent.

フィルム法線方向に光学軸を有する光学的に正の一軸性フィルムであって、当該フィルムがビニルカルバゾール系高分子からなる光学フィルムを備えていることを特徴とする液晶表示素子。 A liquid crystal display element, comprising an optically positive uniaxial film having an optical axis in a film normal direction, wherein the film includes an optical film made of a vinylcarbazole polymer.