JP4566275B2

JP4566275B2 - 位相差フィルム、積層偏光フィルム、および液晶表示装置

Info

Publication number: JP4566275B2
Application number: JP2009520580A
Authority: JP
Inventors: 昭彦内山; 雄平小野; 十峰松尾; 諭北澤
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: TW200919035A; WO2009001799A1; JPWO2009001799A1

Description

本発明は各種の光学装置、特に液晶表示装置に好適に用いられる位相差フィルム、当該位相差フィルムを用いた積層偏光フィルム、および液晶表示装置に関する。

従来より、光学的異方性を有するフィルムは、位相差フィルム、光学補償フィルム、視野角拡大フィルム等として広く利用され、液晶表示装置の光学性能の向上に著しく貢献してきた。本明細書においては、位相差フィルム、光学補償フィルム、視野角拡大フィルム等の光学的異方性を有するフィルムであって各種の光学装置に用いうるフィルム全てを、「位相差フィルム」として定義することとする。

このような位相差フィルムについては、要求される各種性能の向上にあたり、すでに各種の提案がなされている。とりわけ、液晶表示装置の視野角を改善する技術は、位相差フィルムにとって重要な位置づけであり、多くの提案がなされている。

例えば、特許文献１〜４には、位相差フィルムの面内に平行または直交し、互いに直交する３つの方向の主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚ、以下、三次元屈折率という）を制御することが記載されている。具体的には、特許文献１〜４には、厚さ方向の主屈折率（ｎ_ｚ）を、面内の２つの主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）のいずれか一方よりも大きく、かつ、残りの一方よりも小さくすることが記載されている。このように３つの方向の主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚ）を制御すれば、位相差フィルムの位相差の視野角依存性を制御することができ、結果として、液晶表示装置の広視野角化を実現することができる。

しかしながら、特許文献１〜４に記載された方法は、位相差フィルムを構成する高分子の配向による複屈折（以下、分子配向性複屈折という）を利用するものであるため、得られる位相差フィルムの性能には限界があった。また、厚さ方向の主屈折率（ｎ_ｚ）を面内の２つの主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）の中間値とするためには、非常に複雑な延伸方法を採用する必要があった。そして、このような主屈折率を有する位相差フィルムを得るためには、複雑な延伸方法を用いていることから、位相差値の細かな制御には大きな困難性を伴い、また、位相差の波長依存性についても十分に制御できないという問題があった。

液晶表示装置の広視野角化を実現するための別の方法として、複数の位相差フィルムを粘着剤等で貼り合わせることにより、目的の効果を達成しようとする方法も提案されている。例えば特許文献５には、面内に光学軸を有する正の１軸性光学フィルムと、面内に光学軸を有する負の１軸性光学フィルムとを積層することにより、位相差フィルムの視野角依存性を改良する技術が記載されている。特許文献５の方法によれば、複雑な延伸方法を採用することなく、位相差の制御を行うことが可能となる。

しかしながら、特許文献５に記載された方法も、分子配向性複屈折のみを利用した方法であるため、得られる位相差フィルムの性能には限界があった。また、得られる光学特性は、正の１軸性光学フィルムと負の１軸性光学フィルムの２種類の光学特性の混合結果となることから、光学特性、特に位相差の波長分散を自由に制御することは困難であった。

液晶表示装置の広視野角化を実現するためのさらに別の方法として、特許文献６には、単層では位相差を発現しない屈折率の異なる２種の無機材料からなる等方性の層を交互に積層し、繰り返し多層構造を形成することにより、面内と厚さ方向とに位相差を与えて複屈折を発現する（以下、構造性複屈折という）方法が記載されている。特許文献６に記載された積層位相差フィルムは、構造性複屈折を利用して、負のＣプレート（すなわち、面内の２つの主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）が等しく、かつ表面に対する法線方向の主屈折率（ｎ_ｚ）が面内の２つの主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）よりも小さいプレート）を液晶表示装置に利用しようとするものである。特許文献６には、ツイストネマチック（ＴＮ）型の液晶表示装置に当該フィルムを採用して、液晶表示装置の視野角を改良する例が記載されている。

しかしながら、特許文献６に記載された方法は、構造性複屈折のみを利用した方法であるため、得られる位相差フィルムの性能には限界があった。また、特許文献６に記載された方法では、負の１軸異方性の多層構造体しか得ることができなかった。

光学分野に用いられる位相差フィルムには、さらなる性能の向上、および、より高度な位相差の制御が強く求められており、これらの要求はいまだ尽きることがない。

特開平０２−１６０２０４号公報特開平０４−１２７１０３号公報特開平０５−１５７９１１号公報特開平０７−２３０００７号公報特開平０３−０２４５０２号公報米国特許第５，１９６，９５３号明細書

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、本発明の１つの目的は、三次元屈折率を自由に制御することができ、かつ位相差の波長依存性についても十分に制御することができ、それによって液晶表示装置に採用した場合に高いレベルでの広視野角化を実現することのできる位相差フィルムを提供することにある。

また、本発明の他の１つの目的は、広視野角化を実現することのできる積層偏光フィルム、および、視野角が大幅に拡大した液晶表示装置を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、下記に示す本発明に想到した。

本発明の位相差フィルムは、平均屈折率の異なる少なくとも２種の層を構成単位とする繰り返し多層構造を含み、ここで、前記繰り返し多層構造は、構造性複屈折を発現し、前記少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が下記式（２０）または（２１）を満足する層Ａであり、前記少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の他の層は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が下記式（２２）または（２３）を満足する層Ｂである：
ｎ _ｚ＞ｎ _ｘ＝ｎ _ｙ（２０）
ｎ _ｚ ≧ｎ _ｘ＞ｎ _ｙ（２１）
ｎ _ｘ＞ｎ _ｙ＝ｎ _ｚ（２２）
ｎ _ｘ ≧ｎ _ｙ＞ｎ _ｚ（２３）

本発明の積層偏光フィルムは、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとが積層されてなる。

本発明液晶表示装置は、本発明の位相差フィルムを具備してなる。

本発明の位相差フィルムは、分子配向性複屈折と構造性複屈折との両者を同時に使用しているので、著しく向上した位相差の制御性を有する。すなわち、本発明の位相差フィルムは、従来得られなかったまたは得ることが難しかった位相差に関する特性を得ることを可能にし、また位相差フィルムに求められる幅広い要求に対応することを可能にするための新規な構成を有する位相差フィルムである。

したがって例えば本発明の位相差フィルムによれば、複雑な配向処理を行うことなく、厚さ方向の主屈折率（ｎ_ｚ）を面内の２つの主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）の中間の値とすることができる。

また例えば、本発明の位相差フィルムによれば、分子配向性複屈折と構造性複屈折との両者を同時に使用することで、位相差の波長依存性についても十分に制御することができ、すわなち、本発明の位相差フィルムによれば、面内位相差値（Ｒ（λ）値）と厚さ方向位相差値（Ｒｔｈ（λ）値）とを、別個独立に制御することが可能となる。

また、本発明の位相差フィルムは、構造性複屈折を発現するための繰り返し多層構造を構成する層として、平均屈折率の異なる層であって、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層と三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層を用いるため、リタデーション、特に面内のリタデーション（Ｒ値）の波長依存性を自由に制御することが可能となり、その結果、波長増大とともにリタデーション絶対値が増大する、いわゆる逆分散の位相差フィルムを得ることも可能となる。

本発明の位相差フィルムは、多様な光学的特性を提供することを可能にするものである。したがって、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを積層すれば、高いレベルの視野角拡大性能を有する積層偏光フィルムを得ることができる。

また、本発明の位相差フィルムと液晶セルとを組み合わせることにより、表示性能、特に視野角特性を著しく改善した液晶表示装置を得ることができる。

＜位相差フィルム＞
本発明の位相差フィルムは、構造性複屈折と分子配向性複屈折の両者を同時に使用するものである。具体的には、本発明の位相差フィルムは、平均屈折率の異なる少なくとも２種の層を構成単位とする繰り返し多層構造を含み、ここで、当該繰り返し多層構造は、構造性複屈折を発現し、少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａであり、かつ少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の他の層は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂである。

なお、構造性複屈折を効果的に発現させるためには、各層の膜厚は光の波長よりも十分に小さい必要があり、その結果、本発明の位相差フィルムは、繰り返し多層構造に起因する内部反射が、可視光領域において実質的に存在しない位相差フィルムである。

ここで、本発明においては、位相差フィルム、光学補償フィルム、視野角拡大フィルム等の光学的異方性を有するフィルムであって各種の光学装置に用いうるフィルムの全てを、「位相差フィルム」として定義することとする。

［従来の位相差フィルムとの比較］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造の構成単位となる各層の厚みは、構造性複屈折を発現するとともに、多層構造に起因する内部反射を可視光領域において実質的に存在させないために、可視光の波長よりも十分に小さくする必要がある。本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造の構成単位となる各層の厚みは非常に薄いので、本発明の位相差フィルムは、繰り返し多層構造を形成して初めて位相差フィルムとしての機能を発現するものである。

また、従来の位相差フィルムにおいても、複数の位相差フィルムを積層させて用いる場合があったが、この場合においても、構造性複屈折と分子配向性複屈折の両方を同時に利用して高度な光学的異方性を制御するものではなかった。したがって、本発明の位相差フィルムと、位相差フィルムを単に複数枚積層させて使用する従来技術の位相差フィルムとでは、設計思想が根本的に異なっている。

［分子配向性複屈折と構造性複屈折］
本発明における「分子配向性複屈折」とは、分子あるいは原子の配向または配列により発現される、屈折率の光の伝播方向による相違、すなわち複屈折であり、高分子や液晶等の配向、結晶性物質による配向等により発現する光学的異方性である。

分子配向性複屈折による光学的異方性を有する場合には、媒質を屈折率楕円体で近似し、三次元屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙおよびｎ_ｚで表記した場合に、この３つの屈折率のうち少なくとも１つの屈折率が他の２つの屈折率と異なっている状態となる。位相差フィルムでは、この３つの屈折率のうち、面内の屈折率であるｎ_ｘおよびｎ_ｙの値が異なる状態となれば、面内において分子配向性複屈折が存在する状態となる。

一方、「構造性複屈折」とは、上記の分子配向性複屈折とは異なり、分子あるいは原子レベルでは配向していなくても、屈折率の異なる媒体が光の波長よりも十分に小さいサイズの繰り返し構造体を形成することにより発現する光学的異方性を指す。

本発明において、構造性複屈折を発現させるためには、平均屈折率の異なる少なくとも２種の層の繰り返し多層構造を形成する必要がある。さらに、この繰り返し多層構造においては、屈折率の異なる層間の界面が、フィルム表面に略平行であることが好ましい。

［位相差フィルムの光学的異方性発現の原理］
以下に、本発明の位相差フィルムの光学的異方性の発現原理を記す。

なお、本発明に関して、１軸性の位相差フィルムの場合には、屈折率楕円体近似における異常光屈折率方位を「光学軸」方位と定義する。一方で、２軸性の場合には、本発明においては「光学軸」を定義しない。また、いずれの場合においても、媒質面内の最大屈折率方位を「遅相軸」と呼ぶ。

本発明の位相差フィルムは、構造性複屈折と分子配向性複屈折を高度に融合して用いている。このため、本発明の位相差フィルムは、他の従来の位相差フィルム、例えば構造性複屈折を有する部分と分子配向性複屈折を有する部分が同時に存在していたとしても、それらが光学的に独立して存在し、光学的に単純な２つの光学的異方性媒質の組み合わせとなって作用する他の従来の位相差フィルムとは、構造が大きく異なっている。本発明の位相差フィルムでは、構造性複屈折と分子配向性複屈折とが高度に融合し、その結果、得られる繰り返し多層構造は光学的に１つの光学的異方性媒質となる。そしてこれは、本発明のような繰り返し多層構造を用いることで初めて実現することができるものである。

本発明の位相差フィルムは、１つの光学的異方性媒質であることから、測定波長が決定されれば３つの三次元屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚ）のみで光学的異方性を表現することができ、そして、この三次元屈折率を自由に制御することができる。したがって、従来は得ることが困難であった、あるいは、従来は得ることが不可能であった特性の位相差フィルムについても、制御して得ることができる。

ここで、本発明との対比説明のために、前述の特許文献６に記載されている多層構造について説明する。図２は、特許文献６に記載されている多層構造の概略図である。特許文献６における多層構造は、各層が光学的に等方性の構造である。ここで図２において、２１はＨ層（光学等方層）であり、２２はＬ層（光学等方層）であり、２３は光学等方性である層のみからなる繰り返し多層構造であり、２４は多層構造２３の屈折率楕円体である。

図２に示される構成の光学的異方性媒質の屈折率異方性は、以下の式（１１）および（１２）で表される。これらの式の根拠は、「有効媒質近似理論」を基にしている。この理論は、光の波長よりも十分に小さい繰り返し多層構造においては、屈折率が平均化されるというものである。各層の膜厚が光の波長より十分に小さく、かつ、屈折率の異なる２種の層の繰り返し多層構造を形成し、かつ、各層間の界面が媒体の表面に平行である際には、以下の式（１１）および（１２）が成立することが知られている。

ここで、ｎ_ｏ、ｎ_ｅはそれぞれ、図２の媒質２３の常光屈折率、異常光屈折率である。

図２の２４は、媒質２３の屈折率楕円体を表しており、屈折率楕円体２４で示したｎ_ｏ、ｎ_ｅの方向は、媒質２３のｎ_ｏ、ｎ_ｅの方向と一致する。ｄ_Ｈ、ｄ_Ｌ、ｎ_Ｈ、ｎ_Ｌはそれぞれ、Ｈ層の膜厚２１、Ｌ層の膜厚２２、Ｈ層の屈折率、Ｌ層の屈折率を示す。式（１１）、（１２）から数学的に明らかであるが、２つの層の屈折率が異なる条件下においては、以下の式（１３）が成り立つ。

式（１３）は、図２の媒質２３が三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する１軸異方性を示すことを表す。

次に、本発明の位相差フィルムの多層構造の模式図を、図１に記す。ここで図１において、１１は第１の層であり、１２は第２の層であり、１３は本発明の位相差フィルムにおける繰り返し多層構造であって、平均屈折率の異なる２種の層１１および１２が交互に積層されており、１４は繰り返し多層構造１３の屈折率楕円体であり、１５は、第１の層の屈折率楕円体であり、１６は第２の層の屈折率楕円体である。

図１に示すような本発明の繰り返し多層構造において、層を形成するいずれの媒質も光学的異方性が屈折率楕円体により近似でき、かつ、有効媒質近似が適用できる場合、繰り返し多層構造の三次元屈折率は、式（１１）および（１２）を拡張して、以下の式（１４）〜（１６）ように導出される。

式中、
ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚ：図１における繰り返し多層構造１３の三次元屈折率であり、それぞれ屈折率楕円体１４の直交座標のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸方向：繰り返し多層構造１３の面内に光学的異方性が存在する場合には、面内の遅相軸方向
ｙ軸方向：繰り返し多層構造１３の面内におけるｘ軸方向に垂直な方位（すなわち、ｘ軸およびｙ軸で形成される平面は、繰り返し多層構造１３の表面に平行）
ｚ軸方向：繰り返し多層構造１３の面に対する法線方向
ｎ_ｎｘ、ｎ_ｎｙ、ｎ_ｎｚ：図１における三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層１１についての、屈折率楕円体１５で示される三次元屈折率であり、それぞれ直交座標のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向における屈折率（層１１の面内に光学的異方性が存在する場合には、その屈折率が最大の方位となる軸である遅相軸は、ｘ軸またはｙ軸のいずれかに平行であると定義する）
ｎ_ｐｘ、ｎ_ｐｙ、ｎ_ｐｚ：図１における三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層１２についての、屈折率楕円体１６で示される三次元屈折率であり、それぞれ直交座標のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向における屈折率（層１２の面内に光学的異方性が存在する場合には、その屈折率が最大の方位となる軸である遅相軸は、ｘ軸またはｙ軸のいずれかに平行であると定義する）
ａ、ｂ：それぞれ三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層１１および三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層１２の膜厚（ｎｍ）

本発明においては特に断りが無い限り、１つの繰り返し多層構造の三次元屈折率の定義は、上記のとおりとする。

すなわち、上記式（１４）〜（１６）で示されているように、本発明の位相差フィルムでは、層構造と各層の分子配向性複屈折の双方によって繰り返し多層構造の光学的異方性が決定されている。したがって、本発明によれば、これら双方の特性を用いることにより、従来には実現が非常に困難であった特異的な光学的異方性を得ることが可能となる。

さらに、上記式（１４）〜（１６）は波長に依存している。層構造による構造性複屈折と各層の分子配向性複屈折とは一般に、互いに異なる波長分散特性を有していることから、これら双方を制御することにより、従来には実現しえなかった波長分散特性を得ることが可能となる。

これに対して、上記記載のように、各層すべてが光学的に等方性である特許文献６に記載された繰り返し多層構造では、式（１３）で表される異方性しか得ることができない。このため、特許文献６に記載された繰り返し多層構造では、本発明の繰り返し多層構造と比べて、異方性の制御性に欠けることが理解できる。

なお、本発明によるより具体的な光学的異方性の例については、後述する設計例および実施例において詳述する。

＜繰り返し多層構造＞
本発明の位相差フィルムは、平均屈折率の異なる少なくとも２種の層を構成単位とする繰り返し多層構造を含む。本発明においては、繰り返し多層構造によって、構造性複屈折を発現する。

［繰り返し多層構造を構成する層の種類の数］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰返し多層構造は、平均屈折率の異なる少なくとも２種の層を構成単位としていればよく、互いに屈折率の異なる３種以上の層を構成単位として含んでもよい。しかしながら、光学的異方性の制御性の容易さ、特に作成上の容易さの観点から、１つの繰り返し多層構造における平均屈折率の異なる層の種類は、２種であることが好ましい。

上記した図２および式（１４）〜（１６）は、２種の平均屈折率の異なる層を構成単位とする繰り返し多層構造の場合について示している。繰り返し多層構造が、２種の屈折率の異なる層Ａと層Ｂのみを含む場合には、層Ａと層Ｂの配列としては、（ＡＢ）（ＡＢ）（ＡＢ）・・・・（ＡＢ）のように、常に層Ａと層Ｂの順番が同じ場合、（ＡＢ）（ＢＡ）（ＡＢ）・・・・（ＢＡ）のように、層Ａと層Ｂの順番が規則的あるいはランダムに異なる場合が挙げられ、本発明の光学性能を得る上では、いずれの配列であってもよい。ここで、（）内は最小繰り返し単位を示しているが、位相差制御性の観点からは、最小繰り返し単位における層Ａと層Ｂの順列は、１つの繰り返し多層構造では一定であることが好ましい。

図３は、３種の層が構成単位となる繰り返し多層構造を示す図である。ここでこの図３において、３１は第１の層であり、３２は第２の層であり、３３は第３の層であり、３４は本発明の位相差フィルムにおける繰り返し多層構造であり、３５は繰り返し多層構造３４の屈折率楕円体であり、３６は第ｋ層（ｋ＝１〜３）の屈折率楕円体である。

３種以上の層の繰り返し多層構造の構成は、例えば３種の屈折率の異なる層Ａ、層Ｂ、層Ｃがあるとすれば、（Ａ／Ｂ／Ｃ）／（Ａ／Ｂ／Ｃ）／（Ａ／Ｂ／Ｃ）／・・・（Ａ／Ｂ／Ｃ）、（Ａ／Ｂ／Ｃ）／（Ｂ／Ｃ／Ａ）／（Ａ／Ｂ／Ｃ）／・・・（Ｃ／Ｂ／Ａ）等である。すなわち、上記同様に（）内は最小繰り返し単位を示しているが、最小繰り返し単位における層Ａ、層Ｂ、層Ｃの順列は問わない。しかしながら、製造の容易性や位相差制御性の観点から、最小繰り返し単位の順列は、繰り返し多層構造においてすべて同じであることが好ましい。

ここで、平均屈折率の異なる２種の層の繰り返し多層構造についての式である上記式（１４）〜（１６）を、平均屈折率の異なるｎ種類の層の繰り返し多層構造に拡張すると、下記の式（１７）〜（１９）が得られる。

式中、
ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚ：図３における繰り返し多層構造３４についての、屈折率楕円体３５で示される三次元屈折率であり、それぞれ直交座標のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向における屈折率
ｘ軸方向：繰り返し多層構造３４の面内に光学的異方性が存在する場合には、面内の遅相軸方向
ｙ軸方向：繰り返し多層構造３４の面内におけるｘ軸方向に垂直な方位（すなわち、ｘ軸およびｙ軸で形成される平面は、繰り返し多層構造３４の表面に平行となる）
ｚ軸方向：繰り返し多層構造３４の面に対する法線方向
ｎ_ｋｘ、ｎ_ｋｙ、ｎ_ｋｚ：図３における第ｋ層（例えば、図中３１、３２または３３）についての、屈折率楕円体３６で示される三次元屈折率であり、それぞれ直交座標のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向における屈折率（第ｋ層の面内に光学的異方性が存在する場合には、その遅相軸は、ｘ軸またはｙ軸のいずれかに平行であると定義する）
ｄ_ｋ：第ｋ層の膜厚（ｎｍ）。

［層間ブレンド領域］
繰り返し多層構造の各層の間に、各層を形成する材料が混ざり合ったブレンド領域が存在してもよい。特に多層溶融押出によって繰返し多層構造を作成した場合には、押出条件や用いた材料等によっては、このような領域が存在する場合がある。ただし、ブレンド領域の膜厚は光の波長より十分小さい必要がある。光の波長より十分小さくない場合には内部反射やヘイズを生じる場合がある。

ブレンド領域の厚みは、走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡などの電子顕微鏡で繰返し多層構造の断面を観察することによって、確認することができる。例えば、透過電子顕微鏡による透過電子数の厚み方向のラインプロファイルによって、各層厚みとブレンド領域厚みを確認することができる。

ブレンド領域においては２つの材料のブレンド比率は厚み方向に対してほぼ線形に変化していると考えられる。したがって、ブレンド領域の光学異方性は線形に変化する構成分率により記述できることから、ブレンド領域が存在する場合においては式（１１）および（１２）はそれぞれ、下記式（１１‘）及び（１２’）のように表される。

式中、
ｄ_Ｂ：ブレンド領域の膜厚

同様に式（１４）〜（１６）もブレンド領域を考慮した場合には、それぞれ下記式（１４‘）〜（１６‘）のように変形できる。

式中、
ｄ_Ｂ：ブレンド領域の膜厚

この考え方はさらにｎ種類の層の繰返し多層構造においても各層間にブレンド領域があるとして適用することができ、前記式（１７）〜（１９）はそれぞれ、下記式（１７‘）〜（１９’）のように変形できる。

式中、
ｄ_ｋ：第ｋ層の膜厚（ｎｍ）
ｂ_ｋ：第ｋ層と第ｋ−１層の間に存在するブレンド領域の膜厚（ｎｍ）

ブレンド領域の膜厚は、例えば多層溶融押出法を用いて繰り返し多層構造を作る場合、多層化した後でダイから押し出すまでの滞留時間、層流の状態等により調整可能である。また、ブレンド領域の膜厚は、各層を形成する材料の相溶性等によっても調整可能である。

ブレンド領域の存在により密着性が向上したり、各層の層厚の変動に対して位相差フィルム全体の光学特性が変動しにくくなったりする効果がある。しかし、上式（１４’）〜（１６’）、および（１７’）〜（１９’）から明らかなように、ブレンド領域が多くなるにつれ構造性複屈折は小さくなるため、各層を形成する材料の屈折率や目的とする光学特性を満足する範囲でブレンド領域の厚みを調整することが好ましい。

また、ブレンド領域が多くなった結果、単独材料の層がなくなりブレンド領域のみとなり、繰り返し多層構造が、屈折率勾配の連続体となってもよい。その場合においても式（１１’）および（１２’）は、ブレンド領域の中で高屈折率材料のブレンド比率が最も高い部分の屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率材料のブレンド比率が最も高い部分の屈折率をｎ_Ｌとすることにより、同様に扱う事ができる。式（１４‘）〜（１６’）および式（１７‘）〜（１９’）においても同様に扱える。

［繰り返し多層構造の構成単位となる層の厚み］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造の構成単位となる層の厚みは、位相差制御性の観点から、層の種類の数によらず、１つの繰り返し多層構造における各層の膜厚を層の種類ごとに略同一とすることが好ましい。

また、同じ種類の層については、同じ種類の層の膜厚の平均である平均値からのずれが、±５０％以下の範囲となるようにすることが好ましい。この平均値からのずれは、より好ましくは±４０％以下、さらに好ましくは±３０％以下、最も好ましくは±１０％以下である。

なお、各層の厚みは、走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡等の電子顕微鏡により、繰り返し多層構造の断面を観察することで確認することができる。また、上記式（１４）〜（１６）、および式（１７）〜（１９）から明らかなように、繰り返し多層構造における異なる種類の層の厚みの比は、繰り返し多層構造全体の三次元屈折率にとって重要である。

［繰り返し多層構造の構成単位となる層の光学的異方性］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造を構成する層の光学的異方性は、位相差制御性の観点から、層の種類ごとにできるだけ一定であることが好ましい。各層の光学的異方性については、それぞれの膜厚が光の波長よりも十分小さいことから直接観測することは一般に困難ではある。しかしながら、前述したように、各層の膜厚は、電子顕微鏡等による測定平均値を求めることができる。したがって、各層を形成する材料の固有物性である屈折率波長分散、複屈折率波長分散、繰り返し多層構造の各層の膜厚、層数、面内位相差値（Ｒ値（ｎｍ））、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ値（ｎｍ））の波長分散データから、上記式（１４）〜（１６）もしくは上記式（１７）〜（１９）、またはブレンド層が存在する場合には、上記式（１４’）〜（１６’）もしくは上記式（１７’）〜（１９’）を用いることにより、各層の平均的な光学的異方性を求めることができる。

なお、面内位相差値（Ｒ値（ｎｍ））は、下記の式（４０’）で定義される。
Ｒ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）ｄ（４０’）

また、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ（ｎｍ））は、下記式（４０）で定義される。

また、前述の「有効媒質近似理論」の考え方によれば、１つの繰り返し多層構造については、式（１４）〜（１６）もしくは式（１７）〜（１９）、またはブレンド層が存在する場合には、上記式（１４’）〜（１６’）もしくは上記式（１７’）〜（１９’）で表されるように、波長を特定すれば、１組の三次元屈折率により、その光学的異方性を表すことができる。したがって、本発明において、繰り返し多層構造の面内位相差値（Ｒ値）、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ値）、厚み方向の配向指標（Ｎｚ値）等の三次元屈折率を用いたパラメータは、特に断りの無い限り、１つの繰り返し多層構造についての数値であるとする。

［繰り返し多層構造の厚み］
１つの繰り返し多層構造の膜厚は、１〜３００μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜２００μｍ、さらに好ましくは１０〜１５０μｍ、最も好ましくは２０〜１００μｍである。繰り返し多層構造の膜厚が薄すぎると、十分な光学的異方性が得られない場合があり、一方で、厚すぎると、フィルムとしてロール状にできないといった問題が生じる場合がある。

［繰り返し多層構造の数］
本発明の位相差フィルムにおける繰り返し多層構造の数は、１つのみであってもよいが、異なる材料、異なる各層の厚み比率等を有する繰り返し多層構造が、複数積層されて含まれていてもよい。複数の繰り返し多層構造を含む場合には、材料としては同一の２種の層からなり、繰り返し構造の厚み比率のみが異なるか、厚み比率と層数が異なる複数の繰り返し多層構造が積層された構造であることがより好ましい。

図４は、層の材料として、Ａ、Ｂの２種のみを用い、厚み比率がαの繰り返し多層構造４１と、厚み比率がβの繰り返し多層構造４２が積層された位相差フィルム４３である。

図４においては、繰り返し多層構造を２つとしたが、本発明においては２つ以上の繰り返し多層構造を含んでいてもよく、用途に応じて最適化すればよい。ただし、多層構造の数が増加するに伴って位相差フィルムの厚みが増加してしまうことから、繰り返し多層構造の数としては、好ましくは５つ以下、より好ましくは３つ以下、最も好ましくは２つ以下である。

なお、複数の繰り返し多層構造を有する位相差フィルムであっても、例えば、公知のフィードブロックを用いた多層溶融押出法にて膜厚を制御することで、一度に成形することが可能である。

［繰り返し多層構造に起因する内部反射］
本発明における位相差フィルムの反射は、「外部反射」と「内部反射」とに大別する。ここで「外部反射」とは、位相差フィルムの両表面と屈折率の異なる他の媒質との間で生じる反射であり、一般の位相差フィルムにおいても生じる現象である。一方で、「内部反射」とは、外部反射以外の反射、すなわち、フィルム表面以外における反射を指すものとする。したがって、繰り返し多層構造を含む本発明の位相差フィルムにおいては、「内部反射」とは、その多数の界面において生じる反射や干渉を指す。

本発明の位相差フィルムは、繰り返し多層構造に起因する内部反射が、可視光領域において実質的に存在しないことが必要である。具体的には、内部反射率で２％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１％以下、より好ましくは０．５％以下、最も好ましくは０．１％以下である。

なお、本発明における「内部反射率」は、測定波長５５０ｎｍでの値をいい、例えば、分光光度計を用いた反射率および透過率の測定結果に基づき、表面起因の外部反射を差し引いて求めることができる。

また、本発明の位相差フィルムは、可視光領域において、吸収が生じないことが好ましい。吸収は、用いる材料の吸収係数の波長依存性に依存するため、可視光に吸収がない材料を選択することが好ましい。

さらに、本発明の位相差フィルムは、可視光領域において、散乱が生じないことが好ましい。散乱は、位相差フィルムの偏光特性を劣化させるものであり、一般に、光の波長に近いサイズの構造に起因して発現する。本発明においては、繰り返し多層構造の界面が位相差フィルム表面に平行でなく、すなわち、繰り返し多層構造の界面が乱れている場合には、散乱が生じる場合がある。したがって、本発明においては、繰り返し多層構造を形成する各界面が、位相差フィルム表面に平行に揃うことが好ましい。なお、散乱を観察する手法としてはヘーズ測定が挙げられ、ヘーズ値としては好ましくは２％以下、より好ましくは１．５％以下、さらに好ましくは１％以下、最も好ましくは０．８％以下である。

［繰り返し多層構造の構成単位となる層の光学的厚み（ｎｄ（ｎｍ））］
本発明の位相差フィルムにおける内部反射を防ぐためには、繰り返し多層構造の構成単位となる各層の厚みを光の波長より十分に小さくする必要があるが、同時に、前述した最小繰り返し単位の厚みについても、光の波長より十分に小さくすることが好ましい。

ここで、干渉効果は、層の屈折率ｎと厚みｄとの積ｎｄ（光学的厚み）に依存するため、繰り返し多層構造の構成単位となる各層の光学的厚みｎｄ（ｎｍ）は、λ／５以下であることが好ましい。より好ましくはλ／１５以下、さらに好ましくはλ／２０以下、特に好ましくはλ／２５以下、最も好ましくはλ／３０以下である。ここで、λは、可視光の範囲である４００〜８００ｎｍを指すが、設計に際しては、最も視感度の高い５５０ｎｍで行うことが好ましい。

［分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａ］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造においては、多層構造を構成する少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層を、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａとする。

なお、前述の特許文献６に記載されている多層構造のように、繰り返し多層構造の構成単位となる各層の面内が等方性である場合には、式（１４）〜（１６）または式（１７）〜（１９）から明らかなように、得られる多層構造の法線方向にのみ光学軸を有する負の１軸性構造体しか作成することができない。

ここで、本発明において、式（２０）および（２１）はそれぞれ下記のとおりである。

ｎ_ｚ＞ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ（２０）
ｎ_ｚ≧ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ（２１）

式（２０）および（２１）において、ｎ_ｘおよびｎ_ｙは、層の面内に平行で、かつ、互いに直交する方向における屈折率であって、ｎ_ｘは、面内における最大の屈折率（遅相軸方位の屈折率）と定義する。また、ｎ_ｚは、層の面に対する法線方向における屈折率と定義する。なお、本発明においてより好ましくは、より複雑な光学的異方性が得られることから、層の面内に光学的異方性を有する状態を示す式（２１）を満足する。

上記式（１３）で示されるように、単純な光学等方性の層のみを構成単位とする繰り返し多層構造の構造体は、構造体の面内方向の屈折率よりも、面に対する法線方向における屈折率のほうが小さい。すわなち、繰り返し多層構造による構造性複屈折だけでは、法線方向における屈折率を面内方向の屈折率よりも大きくすることはできない。

これに対して本発明においては、式（２０）または（２１）、好ましくは式（２１）のような光学的異方性を有する層Ａを繰り返し多層構造の構成単位として導入することで、法線方向と面内方向の屈折率差を自由に制御することが可能となる。

［分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂ］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造においては、多層構造を構成する少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層を、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとする。

ここで、本発明において、式（２２）および（２３）はそれぞれ下記のとおりである。

ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＝ｎ_ｚ（２２）
ｎ_ｘ≧ｎ_ｙ＞ｎ_ｚ（２３）

なお、式（２２）および（２３）における三次元屈折率の定義は、上記式（２０）および（２１）における定義と同一とする。なお、本発明においてより好ましくは、より複雑な光学的異方性が得られることから、層の面内に光学的異方性を有する状態を示す式（２３）を満足する。

本発明においては、式（２２）または（２３）、好ましくは式（２３）のような層Ｂを繰り返し多層構造の構成単位として導入することで、面内の位相差をより自由に制御することが可能となり、面内の位相差の波長依存性をより自由に制御することが可能となる。

［三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとの組み合わせ］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造においては、多層構造を構成する少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層を、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａとし、少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層を、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとする。すなわち、本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造には、層Ａと層Ｂとが、構成単位として必ず含まれるものである。

ここで、通常の高分子からなる１枚の位相差フィルムのリタデーション絶対値は、波長増大とともに減少する傾向を示す。しかしながら、本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造の構成単位として、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの両者が存在することにより、リタデーション、特に面内のリタデーションの波長依存性を自由に制御することが可能となり、その結果、波長増大とともにリタデーション絶対値が増大する、いわゆる逆分散の位相差フィルムを得ることも可能となる。

本発明の繰返し多層構造においては、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂと、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａとを組合せている。これによれば例えば、それぞれの層の遅相軸を直交させた場合、すなわち例えば、層Ｂと、層Ａとを積層し、その後で延伸した場合には、それぞれの層が持つＲ値の差分と全体のＲ値がほぼ同じ値になるため、Ｒ値の分散を大きく変化させることができる。すなわち、Ｒ値の波長分散性は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂと、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａとを組合せることにより、等方と等方、負と負、負と等方、正と等方の光学的異方性を有する層の組合せと比較して、より広い範囲で制御することが出来る。

ここで、Ｒ値は正面入射された光によって定義されるものであり、具体的には式（４０’）で示されているように、正面入射された光に対する三次元屈折率であるｘ軸方向及びｙ軸方向の三次元屈折率（ｎ_ｘ及びｎ_ｙ）を用いて定義されるものである。式（１４）及び（１５）で示されているように、正面入射された光に対する三次元屈折率であるｘ軸方向及びｙ軸方向の三次元屈折率（ｎ_ｘ及びｎ_ｙ）は、構造複屈折による影響を等しく受けるので、構造性複屈折の影響を実質的に考慮せずに、Ｒ値の波長分散性を逆分散から通常の分散まで自由に制御することが出来る。

一方、Ｒｔｈ値は、斜め方向から入射された光によって定義されるものであり、具体的には式（４０）で示されているように、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向の３つの三次元屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚ）を用いて定義されるものである。式（１４）〜（１６）で示されているように、面方向の三次元屈折率であるｘ軸方向及びｙ軸方向の三次元屈折率（ｎ_ｘ及びｎ_ｙ）と、厚さ方向の三次元屈折率であるｚ軸方向の三次元屈折率（ｎ_ｚ）とは、互いに異なった様式で、構造複屈折による影響を受ける。したがってＲｔｈ値の波長分散性は、Ｒ値の波長分散性とは異なった様式で、すなわち分子配向性複屈折の影響だけでなく、構造複屈折による影響を考慮して、逆分散から通常の分散まで自由に制御することができる。

上記のように、Ｒ値に関する波長分散性と、Ｒｔｈ値に関する波長分散性とを異なった様式で制御できることにより、例えば、Ｒ値は逆分散を持ち、かつＲｔｈ値はそれとは逆の通常の分散を持つといった位相差フィルムを実現できる。このような特性を持った位相差フィルムのＲ値を４分の１波長とすることで、例えば半透過反射型の垂直配向液晶モードの表示装置において好適に用いられる。

具体的には、例えばＲ値は逆分散を持ち、かつＲｔｈ値はそれとは逆の通常の分散を持つといった位相差フィルムの設計の例は、後述する設計例１および３、実施例３、４および５に記載してある。すわなち、Ｒ（λ）およびＲｔｈ（λ）を上記目的に適うように、式（１４）〜（１６）において波長依存性を考慮して、それぞれのパラメータを決定し、そのパラメータを実現するような材料およびプロセスを選択すれば良い。

（遅相軸の配置）
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造においては、位相差制御性や位相差の大きさ確保の観点から、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂのそれぞれの面内における遅相軸は、互いに略直交に配置されていることが好ましい。また、繰り返し多層構造において、層Ａと層Ｂ以外に構成単位となる層が存在する場合には、面内の遅相軸は、層Ａまたは層Ｂの面内の遅相軸と略平行または略垂直に配置されていることが好ましい。

層Ａと層Ｂのそれぞれの面内における遅相軸のなす角度は、９０±３°の範囲であることが好ましく、より好ましくは９０±２°、さらに好ましくは９０±１°、最も好ましくは９０±０．５°の範囲である。

（面内の屈折率の差）
三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａの三次元屈折率が、上記式（２１）を満足する場合、または、三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの三次元屈折率が、上記式（２３）を満足する場合には、すわなち、面内に光学的異方性が存在する場合には、面内の屈折率であるｎ_ｘ、ｎ_ｙの関係が下記式（１）を満足することが好ましい。｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜が０．０００１以下の場合には、繰り返し多層構造において十分な面内異方性が得られず、０．１以上の場合には、位相差制御性が悪化する場合があるため好ましくない。

０．０００１＜｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜＜０．１（１）

（式中、
ｎ_ｘ：層Ａまたは層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｙ：層Ａまたは層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸）。

｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜の値は、より好ましくは、下記式（２６）を満足する範囲であり、さらに好ましくは、下記式（２７）を満足する範囲であり、最も好ましくは、下記式（２８）を満足する範囲である：
０．０００３＜｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜＜０．０５（２６）
０．０００５＜｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜＜０．０１（２７）
０．０００７＜｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜＜０．００７（２８）

［繰り返し多層構造を形成する層の数］
１つの繰り返し多層構造を形成する層の数は、１００層以上３００００層以下であることが好ましい。層の数が１００層未満であると、かなり大きな屈折率差が層間に存在しないと十分な構造性複屈折が得られない場合があり、一方で、想定される目的の達成を考慮した場合に、層の数が３００００層を超える光学設計は不要である。より好ましくは５００層以上２００００層以下であり、さらに好ましくは１０００層以上１５０００層以下であり、最も好ましくは２０００層以上１００００層以下である。

本発明の位相差フィルムは、複数の繰り返し多層構造を含むものであってもよいが、その場合の全層数は、同様の理由で、２００層以上１０００００層以下が好ましく、１０００層以上５００００層以下がより好ましく、３０００層以上３００００層以下がさらに好ましく、４０００層以上２００００層以下が最も好ましい。

［繰り返し多層構造における層間の平均屈折率の差］
１つの繰り返し多層構造における各層の平均屈折率差（三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａの平均屈折率と三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの平均屈折率との差）は、下記式（２）を満足することが好ましい。これは特に、繰り返し多層構造が、層Ａと層Ｂとの２種の層からなる場合に好ましい。

０．００１＜｜δｎ｜＜０．５（２）

平均屈折率差が０．００１以下では、十分な構造性複屈折を得るために層数を前述の好ましい範囲よりも増加させねばならない場合があり、一方で、平均屈折率差を０．５以上とすることは、特に高分子材料同士の組み合わせの場合には難しく、無機材料と有機材料との組み合わせ等が必要になり現実的ではない。さらに、構造性複屈折の大きさは、主として、層間膜厚比率と屈折率差に依存するが、平均屈折率差が０．５以上の値では、構造性複屈折の影響が分子配向性複屈折の影響に比べて大きくなりすぎ、このため、繰り返し多層構造の三次元屈折率の制御が困難となる。なお、ここでいう平均屈折率ｎと三次元屈折率との関係は、下記式（２９）で表される。

｜δｎ｜の値は、より好ましくは、下記式（３０）を満足する範囲であり、さらに好ましくは、下記式（３１）を満足する範囲であり、最も好ましくは、下記式（３２）を満足する範囲である。

０．０１＜｜δｎ｜＜０．３（３０）
０．０２＜｜δｎ｜＜０．２（３１）
０．０３＜｜δｎ｜＜０．１８（３１’）
０．０３＜｜δｎ｜＜０．１５（３２）
０．０５＜｜δｎ｜＜０．１２（３２’）
０．０７＜｜δｎ｜＜０．１（３２”）

なお、平均屈折率は、各層を形成する材料を光学的に等方としたフィルム状態で、アッベ屈折計やエリプソメータにより測定することができる。光学的異方性を有する状態であれば、同様の方法で三次元屈折率を測定し、上記式（２９）から平均屈折率を求めることができる。

［繰り返し多層構造の厚さ方向の配向指標（Ｎｚ値）］

上記記載のように、当該技術分野では、液晶表示装置の広視野角化に関して、下記の式（３’）に示すように、位相差フィルムの厚さ方向の主屈折率（ｎ_ｚ）を、位相差フィルムの面内の２つの主屈折率（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）の一方よりも大きくし、かつ残りの一方よりも小さくすることが行われている。
ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ＞ｎ_ｙ（３’）

この式（３’）で示される関係は、以下の式（４）に示すようにして定義される厚さ方向の配向指標（Ｎｚ値）を用いると、式（３）で示すことができる。

式中、
ｎ_ｘ：繰り返し多層構造のｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｙ：繰り返し多層構造のｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｚ：繰り返し多層構造のｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸｝

１＞Ｎｚ＞０（３）

ここで、厚さ方向の配向指標（Ｎｚ値）を用いて、式（２０）および（２１）を表すと、下記式（２５）が得られる。
Ｎｚ≦０（２５）

また、厚さ方向の配向指標（Ｎｚ値）を用いて、式（２２）および（２３）を表すと、下記式（２４）が得られる。
Ｎｚ≧１（２４）

したがって、上記式（３）で特定される範囲の厚さ方向の配向指標（Ｎｚ値）は、高分子フィルムの通常の延伸では得られないこととなる。そこで、現在では、厚さ方向の配向指標（Ｎｚ値）が上記式（３）を満足する位相差フィルムを得るためには、フィルム面に対する法線方向に応力を加えるといった特殊な延伸方法を実施しなければならない。このため、上記式（３）を満足する位相差フィルムは、現在では、延伸が困難である上、位相差の制御も大変困難であり、その結果、生産性に著しく劣り、かつ、位相差の波長分散制御も非常に困難なフィルムとなっている。

しかしながら、上記式（３）の特性を満足する位相差フィルムは、様々なタイプの液晶表示装置において、視野角拡大について絶大な効果を有することが知られている。そこで、産業界においては、位相差制御を容易に行える手段の提案が望まれていた。

本発明においては、繰り返し多層構造の構成単位として、上記式（２０）または（２１）を満足し、好ましくは式（２１）を満足する三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａ、および、上記式（２２）または（２３）を満足し、好ましくは式（２３）を満足する三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂを用いることで、位相差の制御性がよく、上記式（３）を満足する光学的異方性を有する位相差フィルムを得ることが可能となる。

［上記式（３）を満足するための繰り返し多層構造の好ましいパラメータ］
本発明の位相差フィルムに含まれる１つの繰り返し多層構造の光学的異方性について鋭意検討を実施したところ、繰り返し多層構造が三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとの２種の層からなる場合には、上記式（３）を満足するためには、以下の式（５）〜（７）を満足することが好ましいことがわかった。この式（５）は、上記式（３）に、構造複屈折に関する式（１４）〜（１６）を組み合わせることによって得られたものである。なお、ここでの測定波長は、最も人間の視感度の高い波長である５５０ｎｍとする。

ｎ_ｎｘ≦ｎ_ｎｚ（６）
ｎ_ｐｘ≧ｎ_ｐｚ（７）

式中、
ａ：層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｚ：層Ａのｚ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｚ：層Ｂのｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸

なお、前述したように、１つの繰り返し多層構造においては、各層の各パラメータにはある程度のばらつきが存在してもよいため、上記式（５）〜（７）は、各層の平均的な膜厚、光学的異方性により満足されればよい。平均的な膜厚は、例えば、透過電子顕微鏡で断面を観察し、各層について平均１００点の測定から求めることができる。また、各層の平均的な光学的異方性は、前述した通り、得られた平均膜厚等のデータから、上記式（１４）〜（１６）を用いて求めることができる。

［逆分散の位相差フィルムを得るためのパラメータ］
上記した通り、本発明の位相差フィルムは、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの両者が構成単位として存在する繰り返し多層構造を含むため、リタデーション、特に面内のリタデーションの波長依存性を自由に制御することが可能となり、その結果、波長増大とともにリタデーション絶対値が増大する、いわゆる逆分散の位相差フィルムを得ることもできる。

［面内のリタデーションに関する波長分散性］
本発明に関して、位相差フィルムが面内のリタデーションに関して逆分散性を有することは、下記の式（８’）によって示すことができる。
Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）＜１（８’）
λ、λ’：測定波長（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍであり、好ましくはλ＝４５０ｎｍ、かつλ’＝５５０ｎｍ）

したがって、逆分散の位相差フィルムを得るにあたっては、繰り返し多層構造が層Ａと層Ｂとの２種の層からなる場合には、以下の式（８）を満足することが好ましい。この式（８）は、上記式（８’）に、構造複屈折に関する式（１４）〜（１６）を組み合わせることによって得られるものである。

式中、
ａ：層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
λ（ｎｍ）：屈折率の測定波長であり、かつ４００≦λ＜λ’≦７００、好ましくはλ＝４５０ｎｍ、かつλ’＝５５０ｎｍ。

逆分散の位相差フィルムを得るにあたっては、繰り返し多層構造が三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとの２種の層からなる場合には、上記式（８）を満足し、さらに、層Ａおよび層Ｂが面内に分子配向性複屈折を有し、かつ、層Ａと層Ｂの面内の遅相軸が、互いに略直交に配置されていることが好ましい。この場合の略直交とは、遅相軸のなす角度が９０±３°の範囲であることが好ましく、より好ましくは９０±２°、さらに好ましくは９０±１°、最も好ましくは９０±０．５°の範囲である。

［繰り返し多層構造の面内位相差値（Ｒ値（ｎｍ））］
本発明の位相差フィルムに含まれる繰り返し多層構造の面内位相差値（Ｒ値（ｎｍ））は、位相差フィルムの液晶表示装置への適用を考慮した場合、下記式（１０）を満足することが好ましい。

１０ｎｍ＜Ｒ＜１０００ｎｍ（１０）

Ｒの値は、より好ましくは、下記式（３３）を満足し、さらに好ましくは下記式（３４）を満足し、最も好ましくは下記式（３５）を満足する。

２０ｎｍ＜Ｒ＜８００ｎｍ（３３）
３０ｎｍ＜Ｒ＜６００ｎｍ（３４）
４０ｎｍ＜Ｒ＜４００ｎｍ（３５）

［厚さ方向のリタデーションに関する波長分散性］
本発明に関して、位相差フィルムが厚さ方向のリタデーションに関して逆分散性を有することは、下記の式によって示すことができる。

Ｒｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）＜１
｛λ、λ’：測定波長（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍであり、好ましくはλ＝４５０ｎｍ、かつλ’＝５５０ｎｍ）｝

［面内および厚さ方向のリタデーションに関する波長分散性］
上記記載のように、本発明の位相差フィルムによれば、面内位相差値（Ｒ（λ）値）と厚さ方向位相差値（Ｒｔｈ（λ）値）とを、別個独立に制御することが可能となる。

［面内および厚さ方向のリタデーションに関する波長分散性−独立制御１］
これに関して、例えば本発明の位相差フィルムによれば、面内位相差値（Ｒ（λ）値）に関する波長分散性｛Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）｝と、厚さ方向位相差値（Ｒｔｈ（λ）値）に関する波長分散性｛Ｒｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）｝との差が、下記の式を満たすようにすることができる。

｜｛Ｒｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）｝−｛Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）｝｜≧０．１
｛λ、λ’：測定波長（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍであり、好ましくはλ＝４５０ｎｍ、かつλ’＝５５０ｎｍ）｝。

また、例えば本発明の位相差フィルムによれば、面内位相差値に関する波長分散性｛Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）｝と、厚さ方向位相差値に関する波長分散性｛Ｒｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）｝との差が、０．１５以上、０．２以上、または０．２５以上とすることができる。

これに関し、本発明の位相差フィルムに含まれる１つの繰り返し多層構造の光学的異方性について鋭意検討を実施したところ、繰り返し多層構造が、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとの２種の層からなり、かつ下記の式（２００）を満たす測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有することが好ましいことが分かった。この式（２００）は、上記式に、構造複屈折に関する式（１０）〜（１２）を組み合わせることによって得られたものである。またこの右辺の値は、例えば０．１５以上、０．２以上、または０．２５以上である。

（式中、
ａ：層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｚ：層Ａのｚ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｚ：層Ｂのｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸）。

［面内および厚さ方向のリタデーションに関する波長分散性−独立制御２］
また更に、例えば本発明の位相差フィルムによれば、Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）およびＲｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）のいずれか一方が１よりも大きい値であり、かつ他方が１より小さい値であるようにすること、すなわち面方向のリタデーションと厚さ方向のリタデーションのうちの一方が通常の波長分散性を示し、かつ他方が逆波長分散性を示すようにすることができる。ここで、測定波長λ、λ’は、４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍであり、好ましくはλ＝４５０ｎｍ、かつλ’＝５５０ｎｍ）である。

これに関し、本発明の位相差フィルムに含まれる１つの繰り返し多層構造の光学的異方性について鋭意検討を実施したところ、繰り返し多層構造が、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとの２種の層からなり、下記式（１００）および（１００’）の一方が１未満であり、かつ他方が１超である測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有することが好ましいことが分かった。この式（１００）および（１００’）は、上記式に、構造複屈折に関する式（１４）〜（１６）を組み合わせることによって得られたものである。

＜位相差フィルムの材料＞
本発明の位相差フィルムを構成する材料としては、繰り返し多層構造の構成単位となる分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａおよび三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂを形成できる材料を用いる限りにおいては、特に限定されるものではない。

繰り返し多層構造の構成単位となる分子配向性複屈折層Ａおよび層Ｂの材料としては、成形性の観点から、主として高分子を用いることが好ましい。高分子としては、結晶性、液晶性、非晶性のいずれであってもよいが、位相差制御性の観点から、非晶性高分子であることが好ましい。さらに、成形性の観点から、熱可塑性高分子であることが好ましい。

なお、層Ａおよび層Ｂの分子配向性複屈折は、位相差フィルムの製造効率が向上する観点から、高分子の分子配向によって発現させることが好ましい。

層Ａおよび層Ｂに用いられる高分子のガラス転移点温度としては、配向の長期保持性の観点から、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１２５℃以上、さらに好ましくは１３０℃以上、最も好ましくは１３５℃以上である。また、成形性の観点からガラス転移点温度の上限は１８０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１７０℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下、最も好ましくは１５０℃以下である。なお、ここでいうガラス転移点温度は、高分子だけではなく添加剤等を含めたみかけのガラス転移点温度を指す。ガラス転移点温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定することができる。

また、繰り返し多層構造の構成単位となる材料のガラス転移点温度は、略同一であることが好ましい。特に、層Ａと層Ｂの材料となる高分子のガラス転移点温度の差は、２０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１５℃以下、さらに好ましくは１０℃以下、最も好ましくは５℃以下である。

また、本発明の位相差フィルムにおいては、その効果を損なわない範囲において、層を形成する材料に、イルガノックス１０１０、１０７６（チバガイギー社製）等の公知の酸化防止剤、滑剤、リン酸エステル等の可塑剤、界面活性化剤、フェニルサリチル酸、２−ヒドロキシベンゾフェノン、トリフェニルフォスフェート等の紫外線吸収剤、帯電防止剤、ブルーイング剤等の添加剤を加えてもよい。また、ガラス転移点温度や複屈折率を調整する目的で、相溶性に優れる添加剤を添加してもよい。

［分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａの材料］
三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａは、位相差の制御性が容易となる観点から、分子分極率異方性が負である高分子を含むことが好ましい。

ここで、「分子分極率異方性が負である高分子」とは、高分子のガラス転移点温度をＴｇ（℃）とし、Ｔｇ±１０℃の範囲で縦１軸延伸を行った際に、フィルム面内の屈折率の最大方位が、延伸方向に略直交する性質を有する高分子と定義する。

分子分極率異方性が負である高分子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロイルモルフォリン、アクリル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリスチレン系、シンジオタクチックポリスチレン、水素添加されたポリスチレン、有機酸置換セルロース系、フェニル基を有する共重合オレフィンマレイミド系、フルオレン骨格を有するポリカーボネート系、スチレン−無水マレイン酸共重合体等のポリマー、ポリフェニレンオキサイドとポリスチレンとのブレンド、およびこれらのブレンド等を挙げることができる。

分子分極率異方性が負である高分子は、スチレン／無水マレイン酸の共重合モル比が７０／３０〜８６／１４のスチレンと無水マレイン酸との共重合体であり、特に光弾性係数が８×１０^−１２Ｐａ^−１以下の共重合体である。このような共重合体は、改良された耐熱位相差安定性を有し、光弾性係数が小さく、かつ三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する。例えば、スチレン／無水マレイン酸の共重合モル比が８５／１５のときには、ガラス転移温度を１３３℃かつ光弾性係数を５．４×１０^−１２Ｐａ^−１にすることができ、この比が７８／２２のときには、ガラス転移温度を１５０℃かつ光弾性係数を４．３×１０^−１２Ｐａ^−１にすることができ、またこの比が７４／２６のときには、ガラス転移温度を１５０℃かつ光弾性係数を２．８×１０^−１２Ｐａ^−１にすることができる。

［分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの材料］
三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂは、位相差の制御性が容易となる観点から、分子分極率異方性が正である高分子を含むことが好ましい。

ここで、「分子分極率異方性が正である高分子」とは、高分子のガラス転移点温度をＴｇ（℃）とし、Ｔｇ±１０℃の範囲で縦１軸延伸を行った際に、フィルム面内の屈折率の最大方位が、延伸方向に略平行である高分子と定義する。

分子分極率異方性が正である高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール系、変性ポリビニルアルコール系、有機シラノール系、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系、ポリカーボネート系、アモルファスポリオレフィン系、ノルボルネン骨格を有するポリマー、ノルボルネン骨格を有する環状オレフィン系ポリマー、有機酸置換セルロース系、ポリエーテルスルホン系、ポリアリレート系、オレフィンマレイミド系、フェニル基を有する共重合オレフィンマレイミド系、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系、ポリアリールエーテルケトン系、ポリアミドイミド系、ポリエステルイミド系、フルオレン骨格を有するポリカーボネート系、ポリフェニレンオキサイド系のポリマー、ポリフェニレンオキサイドとポリスチレンのアロイ、および、これらのブレンド等を挙げることができる。

［その他の層］
本発明の位相差フィルムは、繰り返し多層構造の構成単位となる、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａおよび三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂ以外の層を有していてもよい。すなわち、繰り返し多層構造以外に他の層を有していてもよいし、あるいは、繰り返し多層構造において、層Ａおよび層Ｂ以外に他の層を有していてもよい。

このような他の層の材料としては、本発明の効果を損なわない限りにおいては、特に限定されるものではなく、公知の材料から適宜選択して用いることができる。

例えば、位相差フィルム自身の機械的強度を改善する目的で、繰返し多層構造の両面に保護フィルム（Ｘ）を積層することができる。ここでこの保護フィルム（Ｘ）は、破断強度１０〜５０ＭＰａ、破断伸度３００〜１５００％、面衝撃破壊エネルギー５×１０^−４Ｊ／μｍ以上、かつ−４０℃での周波数１Ｈｚにおける動的貯蔵弾性率及び動的損失弾性率１×１０^５〜２×１０^８Ｐａの熱可塑樹脂組成物（Ｐ）で作られており、かつ光学的に略等方性であってよい。

これに関し、保護フィルムに関する各種の測定値は下記のようにして測定されるものである。

（１）破断強度
破断強度は、ＪＩＳＣ２１５１−１９９０に準拠した方法で２３℃において幅１０ｍｍの試料フィルムを、試長間１００ｍｍ、引張り速度２００ｍｍ／分の条件で引っ張り試験を行い、フィルムが破断した時の応力から求められる値である。

（２）破断伸度
破断伸度は、ＪＩＳＣ２１５１−１９９０に準拠した方法で２３℃において幅１０ｍｍの試料フィルムを、試長間１００ｍｍ、引張り速度２００ｍｍ／分の条件で引っ張り試験を行い、フィルムが破断した時の歪み（伸び率）から求められる値である。

（３）面衝撃破壊エネルギー（５０％衝撃破壊エネルギー）
面衝撃破壊エネルギーは、周囲を固定したサンプル中央にピン（サイズφ４．０ｍｍ）をセットし、その上から重錘（重量０．５ｋｇ）を落下させ、ＪＩＳＫ７２１１−１のデータ処理方法（ステアケース法）により、フィルム厚み当たりの破壊エネルギーを算出することによって得られる値である。

（４）動的貯蔵弾性率及び動的損失弾性率
レオメトリックス社製ＲＳＡ―ＩＩを用いて、引張モードにて測定温度−４０℃、周波数１Ｈｚにおいて測定される値である。

上記の破断強度、破断伸度、面衝撃破壊エネルギー、動的貯蔵弾性率、及び動的損失弾性率の値から理解されるように、保護フィルム（Ｘ）のための熱可塑樹脂組成物（Ｐ）は、比較的大きい機械的強度及び弾性を有する。このような保護フィルムを用いることによって、本発明の位相差フィルムのハンドリング時やヒートショック試験時等における耐割れ性を改良することができる。

熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）は、破断強度が１０ＭＰａ以上であり、２０ＭＰａ以上であることが好ましい。破断強度が１０ＭＰａを下回ると、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）で作られた位相差フィルム用保護フィルムを有する積層位相差フィルムにおいての延伸において、フィルムに亀裂が生ずるおそれがあり、またこの熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）から得られる位相差フィルム用保護フィルムが、位相差フィルムのための保護フィルムとして十分に機能しないことがある。

熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）は、破断伸度が３００％以上であり、５００％以上であることが好ましい。破断伸度が３００％を下回ると、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）で作られた位相差フィルム用保護フィルムを有する積層位相差フィルムにおいての延伸において、フィルムに亀裂が生ずるおそれがあり、またこの熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）から得られる位相差フィルム用保護フィルムが、位相差フィルムのための保護フィルムとして十分に機能しないことがある。

熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）では、面衝撃破壊エネルギーが、５×１０^−４Ｊ／μｍ以上、特に８×１０^−４Ｊ／μｍ以上である。面衝撃破壊エネルギーが小さい場合には、この熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）から得られる位相差フィルム用保護フィルムが、位相差フィルムのための保護フィルムとして十分に機能しないことがある。

熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の−４０℃での周波数１Ｈｚにおける動的貯蔵弾性率及び動的損失弾性率は共に、１×１０^５〜２×１０^８Ｐａであり、５×１０^５〜５×１０^７Ｐａであることが好ましい。これらの値が１×１０^５Ｐａを下回ると、フィルムを巻き取った場合の貼り付きが大きくなるおそれがある。熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）で作られる位相差フィルム用保護フィルムは、本発明の積層位相差フィルムの両側に存在するので、位相差フィルム用保護フィルムの貼り付きを抑制することは重要である。また、これらの値が、２×１０^８Ｐａを超えると、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）で作られる位相差フィルム用保護フィルムを有する積層位相差フィルムにおいて、ヒートサイクルテストで割れが生じるおそれがある。

熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の未延伸時の光弾性係数は、好ましくは−１０×１０^−１２〜＋１０×１０^−１２／Ｐａ、さらに好ましくは−７×１０^−１２〜＋７×１０^−１２／Ｐａ、とりわけ好ましくは−５×１０^−１２〜＋５×１０^−１２／Ｐａである。未延伸時の光弾性係数がこの範囲にあることにより、偏光板保護フィルム、位相差フィルム等の光学用途に好適に用いることができる。

熱可塑樹脂組成物（Ｐ）は、上記の条件を満たすいずれの熱可塑樹脂組成物であってもよいが、その例としては、エチレン系共重合樹脂（Ｂ−１）、スチレンからなる重合体ブロックとブタジエンからなる重合体ブロック若しくはイソプレンからなる重合ブロックとを有する共重合体、又はその共重合体の水素化物重合体（Ｂ−２）を含有するものが好適に挙げられる。

保護フィルム（Ｘ）は、光学的に略等方性であり、例えば下記の式を満たす：
｜Ｒ（Ｘ）｜≦２０ｎｍ、特に１０ｎｍ、より特に５ｎｍ
（式中、
Ｒ（Ｘ）：波長４００〜７００ｎｍの光で測定した保護フィルム（Ｘ）の面内レターデーション（位相差フィルム用保護フィルムが複数存在する場合には全ての位相差フィルム用保護フィルムの面内レターデーションの総和））。

＜位相差フィルムの製造方法＞
本発明の位相差フィルムにおける分子配向性複屈折による光学的異方性の発現にあたっては、光学的異方性の制御が容易となる観点から、延伸処理を採用することが好ましい。

延伸処理は、１軸延伸あるいは２軸延伸のいずれであってもよく、２軸延伸の場合には、逐次２軸延伸あるいは同時２軸延伸のいずれであってもよい。また、延伸方法としては、特に制限されるものではなく、例えば、ロール間で延伸する縦１軸延伸、テンターを用いる横１軸延伸、あるいはそれらを組合せた同時２軸延伸、逐次２軸延伸等公知の方法を用いることができる。

延伸温度については、用いる高分子のガラス転移点付近が好ましく、例えば、熱可塑性高分子を用いる場合には、ガラス転移点温度（Ｔｇ）に対して、（Ｔｇ−２０℃）〜（Ｔｇ＋３０℃）の範囲とすることが好ましく、より好ましくは（Ｔｇ−１０℃）〜（Ｔｇ＋２０℃）の範囲である。また、本発明の位相差フィルムは、複数種の構成単位からなる多層の繰り返し構造を含むため、延伸温度としては、最もＴｇの高い層に合わせて適宜設定することが好ましい。

また、延伸前の多層構造の形成にあたっては、多層構造を形成することのできる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、多層スピンコート法、多層溶液キャスト法、多層溶融押出法等を挙げることができる。

本発明の位相差フィルムのより好ましい成形法としては、高分子からなる材料を用いて多層溶融押出法によって多層膜を成形し、引き続き、当該多層膜を延伸する方法が挙げられる。この方法によれば、複雑な多層構造であっても、溶融押出後はあたかも１枚のフィルムとして扱うことが可能となり、その結果、複雑な光学的異方性を容易に得ることが可能となる。さらに、この方法によれば、繰り返し多層構造を構成する各層は、高分子の分子配向により面内に分子配向性複屈折を発現し、かつ、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層と三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層の遅相軸が、互いに略直交した繰り返し多層構造を容易に製造することができる。

多層溶融押出法としては、特に限定されるものではなく、例えば特許３２６４９５８に記載されているような公知の方法を採用することができる。多層溶融押出法としては、例えば、マルチマニホールド法、フィードブロック法等が挙げられるが、本発明においては、フィードブロック法を採用することが好ましい。

多層溶融押出にあたっては、用いる高分子の溶融粘度がほぼ同じであることが好ましい。溶融粘度が著しく異なる場合には、多層構造を形成することが困難となる場合がある。本発明においては、温度２５０℃、剪断速度１８０ｓｅｃ^−１で測定した溶融粘度が、１００〜６０００Ｐａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは２００〜４０００Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは３００〜２０００Ｐａ・ｓ、最も好ましくは４００〜１８００Ｐａ・ｓの範囲である。溶融粘度が上記範囲から外れると、繰り返し多層構造の製膜が不安定となる場合がある。

また、多層溶融押出し工程において、多層構造を形成する材料間の溶融粘度差が大きい場合には層構造を形成する事が困難となる場合がある。溶融粘度差は小さいほうが好ましく、例えば、温度２５０℃、せん断速度１８０ｓｅｃ^−１で測定した溶融粘度差が、５０００Ｐａ・ｓ以下である事が好ましく、より好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下、さらに好ましくは２０００Ｐａ・ｓ以下、最も好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下である。溶融粘度が上記範囲から外れると、繰返し多層構造の製膜が不安定となる場合がある。ただし、粘度差がある材料を用いる場合であっても流路の形状によりせん断速度を変えることにより安定的な繰り返し多層構造の製膜が可能となる場合もある。

多層溶融押出法では、Ｔダイを用いて樹脂を押し出し、その後、冷却ロールに送る方法が好ましく用いられる。押し出し時の樹脂温度としては、樹脂の流動性、熱安定性等を勘案して適宜設定することができる。また、繰り返し多層構造における界面の剥離を防止するため、多層溶融押出に用いられる高分子は、互いに接着性が良好であるものとすることが好ましい。

＜位相差フィルムの設計例＞
以下、設計例を記して、本発明を実施するための最良の形態をさらに詳細に説明する。各設計例においては、材料として実在の高分子を用い、当該高分子のパラメータを用いて設計を行った。

［設計例１］
（Ａ層）材料：共重合ポリカーボネート
共重合ポリカーボネートは負の分子分極率異方性を有するため、延伸により三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する光学的異方性を発現する。計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表１に示す。

（Ｂ層）材料：エチレン−ノルボルネン共重合体
エチレン−ノルボルネン共重合体は正の分子分極率異方性を有するため、延伸により三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する光学的異方性を発現する。計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表２に示す。

（多層体）
表３に記載した条件にて、Ａ層とＢ層からなる交互多層膜（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／・・・・Ａ／Ｂ）を有効媒質近似理論に基づいて計算した。計算結果を表３および表４に示す。ここで、表４中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ｂ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

表３および表４から明らかなように、Ｎｚ値はすべての計算波長において上記（３）を満足していない。

また、リタデーションの波長分散を示すＲ（４５０）／Ｒ（５５０）、Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）、Ｒｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）、Ｒｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）に注目すると、Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）、およびＲ（６５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）は、それぞれにおいて異なる値を示している。Ｎｚ値についても、３つの波長それぞれで異なる値を示す。

単一の層からなる位相差フィルム、特に液晶表示装置において広く用いられている高分子の延伸法により作製される位相差フィルムにおいては、Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）、およびＲ（６５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）は、一般に同じ値を与える。また、単一の層からなる位相差フィルムにおいては、Ｎｚ値は波長に依存せず、一般的に一定である。

Ｒ値は、正面入射光の場合のフィルムの光学的異方性の情報であり、一方、Ｒｔｈ値、Ｎｚ値は、斜め入射時のフィルムの光学的異方性の情報を示している。したがって、設計例１の位相差フィルムは、正面入射時と斜め入射時の光学的異方性の波長分散が異なることを示しており、従来の位相差フィルムでは不可能であった、正面入射時と斜め入射時の光学的異方性の波長分散を独立に制御できることを示している。これは、本発明の位相差フィルムが、構造性複屈折と分子配向性複屈折の両方を併用しているために実現できる、従来には存在しなかった特異的な特徴の１つであり、この特性を利用すれば、例えば、垂直配向型液晶等を用いた液晶表示装置において、視野角性能を向上させることが可能となる。

さらに、本設計例についての有効媒質近似理論の成立性を確認するために、上記と全く同じ多層体について、４×４のジョーンズ行列計算を実施した。比較方法としては、表３に示される多層構造の有効媒質近似による屈折率楕円体と、Ａ層およびＢ層を各々２０００層、計４０００層を積層した多層構造体に、各種偏光を入射して出射される偏光を比較する方法を採用した。その結果、両者ほぼ一致することが確認され、本設計例においては有効媒質近似が有効であることが確認された。

［設計例２］
（Ａ層）材料：ポリスチレン共重合体
ポリスチレン共重合体は負の分子分極率異方性を有するため、延伸により三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する光学的異方性を発現する。計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表５に示す。

（Ｂ層）設計例１と同一材料であるエチレン−ノルボルネン共重合体
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表６に示す。

（多層体）
表７に記載した条件にて、Ａ層とＢ層からなる交互多層膜（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／・・・・Ａ／Ｂ）を有効媒質近似理論に基づいて計算した。計算結果を表７および表８に示す。ここで、表８中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ａ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

表７および表８の計算結果から明らかなように、Ｎｚ値はすべての計算波長において上記式（３）を満足している。また、上記式（５）〜（７）についても満足している。

また、位相差の波長分散を示すＲ（４５０）／Ｒ（５５０）、Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）、Ｒｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）、Ｒｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）に注目すると、Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）、およびＲ（６５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（６５０）／Ｒｔｈ（５５０）は、それぞれにおいて異なる値を示している。Ｎｚ値についても、３つの波長それぞれで異なる値を示す。

［設計例３］
（Ａ層）材料：設計例１と同一材料である共重合ポリカーボネート
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表９に示す。

（Ｂ層）材料：設計例１と同一材料であるエチレン−ノルボルネン共重合体
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を表１０示す。

（多層体）
表１１に記載した条件にて、Ａ層とＢ層からなる交互多層膜（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／・・・・Ａ／Ｂ）を有効媒質近似理論に基づいて計算した。計算結果を表１１および表１２に示す。ここで、表１２中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ｂ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

表１１および表１２の計算結果から明らかなように、Ｎｚ値はすべての計算波長において上記（３）を満足していない。

さらに、Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）とＲｔｈ（４５０）／Ｒｔｈ（５５０）とを詳細に比較すると、後者は１より大きくいわゆる通常のリタデーションの分散であるが、前者は１よりも小さくなっており、波長の増大と共にＲｔｈが小さくなる、いわゆる逆分散となっている。これは、正面入射時と斜め入射時の光学的異方性の波長分散を、独立に制御できることを示している。

［設計例４］
（Ａ層）材料：設計例２と同一材料であるポリスチレン共重合体
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表１３に示す。

（Ｂ層）材料：設計例１と同一材料であるエチレン−ノルボルネン共重合体
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表１４に示す。

（多層体）
表１５に記載した条件にて、Ａ層とＢ層からなる交互多層膜（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／・・・・Ａ／Ｂ）を有効媒質近似理論に基づいて計算した。計算結果を表１５および表１６に示す。ここで、表１６中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ａ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

表１５および表１６の計算結果から明らかなように、Ｎｚ値はすべての計算波長において、上記式（３）を満足している。また、上記式（５）〜（７）についても満足している。

［設計例５］
（Ａ層）材料：設計例２と同一材料であるポリスチレン共重合体
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表１７に示す。

（Ｂ層）材料：設計例１と同一材料であるエチレン−ノルボルネン共重合体
計算に用いた３つの波長（４５０、５５０、６５０ｎｍ）における三次元屈折率を、表１８に示す。

（多層体）
表１９に記載した条件にて、Ａ層とＢ層からなる交互多層膜（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／・・・・Ａ／Ｂ）を有効媒質近似理論に基づいて計算した。計算結果を表１９および表２０に示す。ここで、表２０中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ａ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

表１９および表２０の計算結果から明らかなように、Ｎｚ値はすべての計算波長において上記（３）を満足していない。

＜位相差フィルムの用途＞
［積層位相差フィルム］
本発明の位相差フィルムは、それ単独でも十分に位相差フィルムとして機能するが、必要に応じて他の位相差フィルムと組合せて用いても良い。

［積層偏光フィルム］
本発明の位相差フィルムは、偏光フィルムと積層して、積層偏光フィルムとしてもよい。図５に、積層偏光フィルムの例を示す。ここで、この図５において、５１は偏光フィルムであり、５２は本発明の位相差フィルムであり、５３は本発明の積層偏光フィルムの光学配置であり、５４は吸収軸であり、５５は位相差フィルム面内の遅相軸であり、５６は本発明の積層偏光フィルムである。

なお、液晶表示装置の視野角拡大を目的として積層偏光フィルムを用いる場合には、偏光フィルムの偏光軸と本発明の位相差フィルムの面内遅相軸とは、平行また直交させて配置することが好ましい。

偏光フィルムの偏光軸と本発明の位相差フィルムの面内遅相軸とが平行である場合には、これらのなす角度は、０±２°の範囲にばらつきが入ることが好ましく、より好ましくは０±１°、さらに好ましくは０±０．５°、最も好ましくは０±０．３°である。

偏光フィルムの偏光軸と本発明の位相差フィルムの面内遅相軸とが直交である場合には、これらのなす角度は、９０±２°の範囲にばらつきが入ることが好ましく、より好ましくは９０±１°、さらに好ましくは９０±０．５°、最も好ましくは９０±０．３°である。

なお、より高いレベルで液晶表示装置の視野角を拡大させるためには、偏光板の偏光軸と本発明の位相差フィルムの遅相軸とが、平行または直交に配置され、かつ、下記式（３６）および上記式（３）を満足することが好ましい。さらに、ここで用いる位相差フィルムは、１つの繰り返し多層構造のみからなることが好ましい。

１００ｎｍ＜Ｒ＜３５０ｎｍ（３６）

特に高いレベルでの視野角の拡大を求める場合には、偏光板の偏光軸と本発明の位相差フィルムの遅相軸とが、平行または直交に配置され、かつ、下記式（３７）および（３８）を満足することが好ましい。

１５０ｎｍ＜Ｒ＜３００ｎｍ（３７）
０．２＜Ｎｚ＜０．８（３８）

偏光フィルムとしては、特に限定されるものではなく、所定の偏光状態の光を得ることができる適宜なものを選択して用いうる。とりわけ、直線偏光状態の透過光を得ることのできるものを用いることが好ましい。

偏光フィルムに偏光フィルム用保護フィルムが存在する場合には、偏光フィルム用保護フィルムの光学的異方性はできるだけ小さいことが好ましく、具体的には面内位相差で１０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以下であり、最も好ましくは５ｎｍ以下である。また、Ｒｔｈ（λ）は７０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは、３０ｎｍ以下、最も好ましく２０ｎｍ以下である。

さらに、偏光フィルム用保護フィルムのフィルム面内における遅相軸は、偏光フィルムの吸収軸と直交または平行に配置することが好ましく、偏光フィルムの連続生産を行う観点から、平行であることがより好ましい。

かかる本発明の積層偏光フィルムにおいては、本発明の位相差フィルムそのものが偏光フィルム用保護フィルムを兼ねてもよい。これにより、偏光フィルム用保護フィルムの使用を省略することができ、偏光フィルム用保護フィルムの光学的異方性によるばらつきの影響を排除することができ、光学性能をより向上させることが可能となる。

偏光フィルムと位相差フィルムの積層に際しては、必要に応じて接着剤等を介して固定することができる。なお、軸関係のズレ防止等の観点から、偏光フィルムと位相差フィルムとは接着固定することが好ましい。接着には、透明な接着剤を使用することができ、その種類は特に限定されるものではない。光学特性の変化を防止する観点等からは、硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、さらに、長時間の硬化処理や乾燥処理を要しないものが望ましい。また、加熱や加湿条件下において、剥離等を生じさせないものが好ましい。

なお、上記の偏光フィルム、位相差フィルム、偏光フィルム用保護フィルム、接着剤層等の各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式等により紫外線吸収機能をもたせることもできる。

［液晶表示装置］
また、本発明の位相差フィルムや積層偏光フィルムを液晶表示装置に用いることで、視野角特性等が著しく向上した液晶表示装置を得ることができる。用いることのできる液晶表示装置としては、特に限定されるものではなく、ＩＰＳ、ＶＡ、ＴＮ、ＯＣＢモード等各種方式に適用することが可能である。

図６は、本発明の液晶表示装置の一例として、ＩＰＳモード液晶表示装置の場合の好ましい光学フィルムの配置である。位相差フィルムとしては、本発明の１つの繰り返し多層構造からなるＲ値がλ／２（ｎｍ）、かつ、Ｎｚ値０．５のものを用いた。ここで、この図６において、６１は偏光フィルムであり、６２はＩＰＳ液晶セルであり、６３は本発明の位相差フィルムであり、６４は偏光フィルムであり、６５は吸収軸であり、６６は液晶層の遅相軸であり、６７は本発明の位相差フィルムの遅相軸であり、６８は吸収軸である。

［位相差フィルムの光弾性係数］
本発明の位相差フィルムの光弾性係数は、公知のエリプソメータ等を用いて測定される。光弾性係数の絶対値が大きいと液晶表示装置に組み込んだ場合に、位相差値のずれが発生し、コントラスト低下や液晶表示装置の暗状態において光漏れが画面においてまばらに生じ、光学的な斑が発生する場合がある。波長５５０ｎｍの光で測定して、光弾性係数の絶対値が１５×１０^−１２Ｐａ^−１以下であることが好ましい。より好ましくは１０×１０^−１２Ｐａ^−１以下、さらに好ましくは５×１０^−１２Ｐａ^−１以下である。繰返し多層構造において用いられる層Ａと層Ｂを形成する材料の光弾性係数の符号が互いに異なっていることがより好ましい。これは、互いの光弾性係数の符号が異なることにより互いの光弾性係数を相殺して、光弾性係数の絶対値を小さくすることが出来るためである。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜測定・評価方法＞
実施例においては、以下の項目について、以下の方法によって測定・評価を実施した。

（１）面内位相差値（Ｒ（λ）値（ｎｍ））、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ（λ）値（ｎｍ））、及び厚み方向の配向指標（Ｎｚ（λ）値）
面内位相差値（Ｒ（λ）値）、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ（λ）値）、および、厚み方向の配向指標（Ｎｚ値）は、分光エリプソメータ（日本分光（株）製、商品名：Ｍ１５０）を用いた測定により求めた。Ｒ値は、入射光線とフィルム表面とが直交する状態で測定した。また、Ｒｔｈ値およびＮｚ値を求めるにあたっては、入射光線とフィルム表面とがなす角度を変化させ、各角度における位相差値を測定し、公知の屈折率楕円体の式を用いてカーブフィッティングすることにより、三次元屈折率であるｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚの数値演算を行った。なお、その際、別のパラメータとして平均屈折率ｎが必要となるが、これはアッベ屈折計（（株）アタゴ社製、商品名：アッベ屈折計２−Ｔ）または、プリズムカプラ法（プリズムカプラメトリコン社製、商品名：プリズムカプラＭＯＤＥＬ２０１０）により測定した値を使用した。得られた三次元屈折率を、下記式（４）および（４０）に代入することにより、それぞれＮｚ値およびＲｔｈ値を得た。なお、本実施例においては、特に断りが無い場合には測定波長は５５０ｎｍとする。

（２）ガラス転移点温度（Ｔｇ）
ガラス転移点温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名：ＤＳＣＱ１０）により測定した。

（３）フィルムの厚み
電子マイクロ膜厚計（アンリツ社製）により測定した。

（４）フィルムの全光線透過率及びヘイズ値
濁度計（日本電色工業（株）製、型式：ＮＤＨ−２０００型）を用いて測定した。

（５）各層膜厚の測定
ミクロトーム（ライカマイクロシステムズ（株）製、商品名：ＵＬＴＲＡＣＵＴ−Ｓ）で位相差フィルムの断面の薄膜切片（厚さ約６０ｎｍ）を作成した。次にこの切片を透過型電子顕微鏡（ＦＥＩ製、商品名：ＴＥＣＮＡＩ−Ｇ２）を用いて加速電圧１２０ｋＶにて観察・撮影し、写真から各層の厚みを測定した。ブレンド領域の厚みについてはフィルムの厚み方向の透過電子数のラインプロファイルから測定した。

（６）前記式（１）、（５）、（８）の関係検証方法
（６−ｉ）繰返し多層構造の各層を形成する単独の樹脂の物性測定
溶融押出法または溶液キャスト法を用いて、Ａ層およびＢ層を単独でフィルム化したものの平均屈折率の分散（ｎ（４５０）、ｎ（５５０）、ｎ（６５０）：（）内は測定波長（ｎｍ）を表す。）をアッベ屈折計（（株）アタゴ社製、商品名：アッベ屈折計２−Ｔ）またはプリズムカプラ法（プリズムカプラメトリコン社製、商品名：プリズムカプラＭＯＤＥＬ２０１０）で測定した。次にこれらフィルムをそれぞれのガラス転移温度＋１０℃において縦一軸延伸し、複屈折率の分散値（Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）、Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）：（）内は測定波長（ｎｍ）を表す。）を分光エリプソメータ（日本分光（株）製、商品名：Ｍ１５０）で測定した。

（６−ｉｉ）繰返し多層構造からなる位相差フィルムのＲ，Ｒｔｈの分散測定
分光エリプソメータ（日本分光（株）製、商品名：Ｍ１５０）で測定した。測定波長は４５０、５５０、６５０ｎｍとした。

（６−ｉｉｉ）繰返し多層構造の各層膜厚測定
前記（５）と同様に測定し、Ａ、Ｂ層およびブレンド層の平均厚みを決定する。

（６−ｉｖ）繰り返し多層構造における各層の三次元屈折率波長分散の決定
電子顕微鏡の観察結果から、繰返し多層構造中にブレンド層が存在しないとみなされる場合には、式（１４）〜（１６）または、式（１７）〜（１９）を用い、一方、ブレンド層が存在する場合には、式（１４‘）〜（１６’）または、式（１７‘）〜（１９’）を用いる。これら関係式と、上記（６−ｉ）〜（６−ｉｉｉ）にて得られたデータを用いて繰り返し多層構造における各層の三次元屈折率波長分散を求める。

（６−ｖ）式（１）、（５）、（８）の関係式の検証
前記（６−ｉ）〜（６−ｉｖ）の過程で得られたデータを用いて式（１）、（５）、（８）の関係式を検証する。

（７）溶融粘度測定
溶融粘度の測定は、（株）東洋精機製作所製の商品名キャピログラフ１Ｂを用いて実施した。試験温度２５０℃、せん断速度は１８０ｓｅｃ^−１とした。

＜実施例１＞
［繰り返し多層構造の光学設計］
前述の設計例と同様に、表２１〜２４に記すように、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとを構成単位とする繰り返し多層構造を設計し、その設計に基づき繰り返し多層構造を作成した。ここで、表２４中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ａ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

（１）三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａを形成する材料の調製
下記化学式（Ｉ）で表されるモノマー（（株）興人製、商品名：ＡＣＭＯ）を用い、開始剤（チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ社製、商品名：イルガキュア１８４）をモノマー対比０．１質量％混合し、得られた混合物１００ｇを三角フラスコに入れ、封管した。引き続き、水銀ランプを光源として、光強度３０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外光を２分間照射し、重合を行うことによりポリマーを得た。得られたポリマーのガラス転移点温度は、１４０℃であった。得られたポリマーに水を加えて１質量％水溶液とし、これをスピンコート用溶液Ａとした。

テフロン（登録商標）樹脂製の鋳型（フィルム形状となるように設計された鋳型）に、上記と同一の混合比の開始剤入りのモノマーを流し込み、窒素雰囲気下において、上記と同一の条件のＵＶ重合法により、厚さ１５０μｍのフィルムを作成した。得られたフィルムについて、縦１軸延伸機にて、幅３０ｍｍ、チャック間距離５０ｍｍ、延伸温度１４０℃、延伸倍率２倍で１軸延伸を行い、延伸フィルムを得た。得られた延伸フィルムは、膜厚１００μｍ、Ｒ値＝４００ｎｍであり、Ｎｚ値＝０の三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する光学的異方性を有していた。すわなち、得られたポリマーは、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する分子分極率異方性を有していた。得られた延伸フィルムの三次元屈折率波長分散データを、表２１に示す。

（２）三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂを形成する材料の調製
三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する材料として、フルオレン骨格を有する共重合ポリカーボネートを重合した。ポリカーボネートの重合は、公知のホスゲンを用いた界面重縮合法を用いた。具体的には、攪拌機、温度計、および、還流冷却器を備えた反応槽に、水酸化ナトリウム水溶液およびイオン交換水を仕込み、これに下記化学式（ＩＩ）と（ＩＩＩ）で表される構造を有するモノマーをそれぞれ、５０対５０のモル比で溶解し、さらに、少量のハイドロサルファイトを加えた。

次に、これに塩化メチレンを加え、２０℃でホスゲンを約６０分かけて吹き込んだ。さらに、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて３０℃で約３時間攪拌して反応を終了させた。反応終了後、有機相を分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比は、仕込み量比とほぼ同一であり、ガラス転移点温度は２０５℃であった。

多層構造体を形成するポリマー同士のガラス転移点温度を合わせる目的で、下記化学式（ＩＶ）の構造を主成分とするリン酸エステル系化合物（大八化学工業（株）製、商品名：ＰＸ２００）と得られたポリカーボネート共重合体との比率が、それぞれ３０質量％、７０質量％となるように、メチレンクロライドに双方を溶解させ、濃度２０質量％のドープ溶液を調製した。

得られたドープ溶液を用いて、溶液キャスト法にてガラス上に製膜し、４０℃で１０分間、恒温乾燥機に入れた後、ガラスからフィルムを剥離させた。引き続き、フィルムを長方形の金枠に挟み、さらに８０℃で１０分間、１４０℃で１時間の順に恒温乾燥機にて乾燥させた。得られたフィルムのガラス転移点温度を測定したところ、１２０℃であり、膜厚は１４８μｍであった。

得られたフィルムにつき、縦１軸延伸機にて、幅３０ｍｍ、チャック間距離５０ｍｍ、延伸温度１４０℃、延伸倍率２倍で１軸延伸を行った。得られた延伸フィルムは、膜厚が１００μｍ、Ｒ値＝９０ｎｍ、Ｎｚ値＝１であった。得られた延伸フィルムの三次元屈折率波長分散データを、表２２に示す。

次に、得られたポリカーボネート共重合体と上記のリン酸エステル系化合物（大八化学工業（株）製、商品名：ＰＸ２００）の比率を、それぞれ７０質量％、３０質量％としてトルエン中に溶解させ、固形分濃度０．１５質量％のトルエン溶液を調製し、これをスピンコート用溶液Ｂとした。

（３）１つの繰り返し多層構造からなる位相差フィルムの作成
表２３に記載した条件にて、スピンコート法により、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとを構成単位とする交互多層膜を作成した。具体的には、上記で得られたスピンコート用溶液ＡとＢとを、表面研磨処理したガラス基板（直径１５ｃｍ）上に、交互にスピンコート法により積層させた。なお、各層を塗布する前には、表面処理として、ＵＶオゾン処理を１５０秒間実施した。ＵＶオゾン処理にあたっては、アイグラフィック（株）製、商品名：アイＵＶオゾン洗浄装置ＯＣ−２５０６１５−Ｄ＋Ａ、および、商品名：アイオゾン分解装置ＯＣＡ−１５０Ｌ−Ｄを使用した。スピンコートにおける塗布量は、スピンコート用溶液Ａを３ｍｌ、溶液Ｂを７ｍｌとし、回転条件としては、回転数を４０００回転／分、時間を２０秒とした。

得られた繰り返し多層膜をガラスから剥離し、縦１軸延伸機にて、幅３０ｍｍ、チャック間距離５０ｍｍ、延伸温度１４０℃、延伸倍率２倍で１軸延伸を実施することにより、位相差フィルムを得た。

（４）位相差フィルムの評価
得られた位相差フィルムは、Ｒ値＝２７３ｎｍ、膜厚９２μｍ、Ｎｚ値＝０．８の２軸性位相差フィルムであった。なお、全光線透過率は９１％、ヘーズは０．５％であった。

また、分光光度計（（株）日立製作所製、商品名：Ｕ４０００）を用いて、透過率、反射率を測定したところ、５５０ｎｍの測定波長において、内部反射率はほぼ０％であった。

さらに、透過電子顕微鏡を用いて位相差フィルム断面を観察し、厚みがほぼ設計通りとなっていることを確認した。

ここで、スピンコート用溶液Ａ、溶液Ｂから形成された層を、それぞれＡ層、Ｂ層とし、上記式（１４）〜（１６）を用いて、各層の平均的な光学的異方性を求めた。本位相差フィルムの多層構造における各層の光学的異方性は、直接測定することは困難であるが、先述したように、Ａ層、Ｂ層を形成する材料の固有物性である屈折率波長分散、複屈折率波長分散、繰り返し多層構造の各層の膜厚、層数、Ｒ値、Ｒｔｈ値の波長分散データから、上記式（１４）〜（１６）を用いて、各層の平均的な光学的異方性を求めることができる。その結果、ほぼ設計通りとなっており、さらに、上記式（５）〜（７）を満足することを確認した。

＜実施例２＞
［繰り返し多層構造の光学設計］
前述の設計例と同様に、表２５〜２８に記すように、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとを構成単位とする繰り返し多層構造を設計し、その設計に基づき繰り返し多層構造を作成した。ここで、表２８中のａ、ｂは、それぞれＡ層、Ｂ層の膜厚である。なお、Ａ層の面内の遅相軸方位とＢ層の面内の遅相軸方位は、略直交するように設定し、かつ、Ｂ層の遅相軸方位と繰り返し多層構造の面内の遅相軸方位が、一致するように設定した。

（１）三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａを形成する材料の調製
実施例１と同様に重合ポリマーを得て、引き続き、スピンコート用溶液Ａを作製した。

また、実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのフィルムを作成し、得られたフィルムについて、縦１軸延伸機にて、幅３０ｍｍ、チャック間距離５０ｍｍ、延伸温度１４６℃、延伸倍率２倍で１軸延伸を行い、延伸フィルムを得た。得られた延伸フィルムは、膜厚９９μｍ、Ｒ値＝９０ｎｍであり、Ｎｚ値＝０の三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する光学的異方性を有していた。すわなち、得られたポリマーは、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する分子分極率異方性を有していた。得られた延伸フィルムの三次元屈折率波長分散データを、表２５に示す。

（２）三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂを形成する材料の調製
実施例１と同様にして、ガラス転移点温度２０５℃の共重合ポリカーボネートを得た。

続いて、多層構造体を形成するポリマー同士のガラス転移点温度を合わせる目的で、下記化学式（ＩＶ）の構造を主成分とするリン酸エステル系化合物（大八化学工業（株）製、商品名：ＰＸ２００）と得られたポリカーボネート共重合体との比率が、それぞれ２０質量％、８０質量％となるように、メチレンクロライドに双方を溶解させ、濃度２０質量％のドープ溶液を調製した。

得られたドープ溶液を用いて、溶液キャスト法にてガラス上に製膜し、４０℃で１０分間、恒温乾燥機に入れた後、ガラスからフィルムを剥離させた。引き続き、フィルムを長方形の金枠に挟み、さらに８０℃で１０分間、１４０℃で１時間の順に恒温乾燥機にて乾燥させた。得られたフィルムのガラス転移点温度を測定したところ、１４０℃であり、膜厚は１４９μｍであった。

得られたフィルムにつき、縦１軸延伸機にて、幅３０ｍｍ、チャック間距離５０ｍｍ、延伸温度１４６℃、延伸倍率２倍で１軸延伸を行った。得られた延伸フィルムは、膜厚が１００μ、Ｒ値＝２３０ｎｍ、Ｎｚ値＝１であった。得られた延伸フィルムの三次元屈折率波長分散データを、表２６に示す。

次に、得られたポリカーボネート共重合体と上記のリン酸エステル系化合物（大八化学工業（株）製、商品名：ＰＸ２００）の比率を、それぞれ８０質量％、２０質量％としてトルエン中に溶解させ、固形分濃度０．３５質量％のトルエン溶液を調製し、これをスピンコート用溶液Ｂとした。

表２７に記載した条件にて、スピンコート法により、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂとを構成単位とする交互多層膜を作成した。具体的には、上記で得られたスピンコート用溶液ＡとＢとを、表面研磨処理したガラス基板（直径１５ｃｍ）上に、交互にスピンコート法により積層させた。なお、各層を塗布する前には、表面処理として、ＵＶオゾン処理を１５０秒間実施した。ＵＶオゾン処理にあたっては、アイグラフィック（株）製、商品名：アイＵＶオゾン洗浄装置ＯＣ−２５０６１５−Ｄ＋Ａ、および、商品名：アイオゾン分解装置ＯＣＡ−１５０Ｌ−Ｄを使用した。スピンコートにおける塗布量は、スピンコート用溶液Ａを３ｍｌ、溶液Ｂを７ｍｌとし、回転条件としては、回転数を４０００回転／分、時間を２０秒とした。

得られた繰り返し多層膜をガラスから剥離し、縦１軸延伸機にて、幅３０ｍｍ、チャック間距離５０ｍｍ、延伸温度１４６℃、延伸倍率２倍で１軸延伸を実施することにより、位相差フィルムを得た。

（４）位相差フィルムの評価
得られた位相差フィルムは、Ｒ値＝２５ｎｍ、膜厚７２μｍ、Ｎｚ値＝１３、Ｒｔｈ値＝３０８の２軸性位相差フィルムであった。なお、全光線透過率は９１％、ヘーズは０．５％であった。

ここで、スピンコート用溶液Ａ、溶液Ｂから形成された層を、それぞれＡ層、Ｂ層とし、上記式（１４）〜（１６）を用いて、各層の平均的な光学的異方性を求めた。その結果、ほぼ設計通りとなっていることを確認した。

＜実施例３＞
繰返し多層構造のうち、三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂを形成する高分子としてエチレンーノルボルネン共重合骨格を有するシクロオレフィン共重合体（Ｂ３）である商品名：トパス６０１３（トパスアドバンスポリマー社製）を用い、一方、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａを形成する材料としては、スチレン−無水マレイン酸共重合体（Ａ３）である商品名：ダイラークＤ３３２（ノバケミカル社製）を用いた。これら高分子材料は、それぞれ乾燥した後、押出機に供給した。高分子材料（Ａ３）および（Ｂ３）の溶融粘度は、それぞれ５００Ｐａ・ｓ、７００Ｐａ・ｓであった。

それぞれの高分子材料（Ａ３）および（Ｂ３）は、押出機にて２６０℃の溶融状態とし、ギヤポンプおよびフィルタを介した後、２０１層のフィードブロックにて合流させ、さらに４個のスタティックミキサーを通過させることにより各層の厚みが等しくなるような３２０１層の構造とした。この積層状態を保持したままダイへと導き、キャスティングドラム上にキャストして、高分子材料（Ａ３）および（Ｂ３）が交互に積層された総数３２０１層の未延伸多層フィルムを作製した。このとき高分子材料（Ａ３）および（Ｂ３）の押出し量が５８：４２になるように調整した。なお、フィードブロックで合流させてダイから押し出されるまでの滞留時間は約８秒であった。

このようにして得られた未延伸多層フィルムを１４０℃で一軸２．５倍延伸することにより繰返し多層構造を有する位相差フィルムを得た。この位相差フィルムの厚みは１２０μｍで、三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの膜厚は平均４１ｎｍで、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａの膜厚は平均３０ｎｍで、ブレンド領域は３ｎｍ以下でほとんど観測されなかった。得られた多層位相差フィルムの特性を表２９に示す。正面入射ではリタデーションＲの波長分散が逆分散特性である一方、Ｒｔｈの波長分散は短波長ほど大きいといった通常の波長分散となっており、従来の位相差フィルムでは極めて困難であったＲとＲｔｈの分散を独立に制御できることが示された。

また、前記（６）の（ｉ）の方法で実施した繰返し多層構造の各層を形成する単独の樹脂の光学物性を表３０に記す。上記（６）の方法で求めた繰返し多層構造の各層のパラメータから求めた、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの平均の面内の屈折率差である｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜を表３１に記す。なお、層Ａの面内の遅相軸は延伸方向と略直交し、層Ｂの面内の遅相軸は延伸方向と略平行である。また、位相差フィルム全体における面内の遅相軸方位は延伸方向に略平行である。

上記式（８）の左辺は、０．８１６と１より小さく式（８）を満足することがわかった。

＜実施例４＞
（１）三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａを形成する材料の調製
スチレン重合体（三洋化成工業（株）製ハイマーＳＴ−９５）９５０重量部をシクロヘキサン３２５０重量部に溶解し、このポリマー溶液をステンレス製オートクレーブに仕込み、続いてメチルｔ−ブチルエーテル６５０重量部、ニッケル／シリカ・アルミナ触媒（アルドリッチ製Ｎｉ担持量６５重量％）８０重量部を加え、水素圧９．８１ＭＰａ、１８０℃で３時間水添反応を行い、水素化率９９．９モル％である、Ｔｇ＝１４８℃である水素添加ポリスチレン（Ａ４）を得た。溶融粘度は、７００Ｐａ・ｓであった。

（２）三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂを形成する材料の調製
実施例１の（２）における調製において、モノマー仕込み比を（ＩＩ）：（ＩＩＩ）＝３０：７０とした以外は同様の方法にてＴｇ＝１３０℃である熱可塑性樹脂（Ｂ４）を得た。溶融粘度は、９００Ｐａ・ｓであった。

（３）多層構造体の作成
前記熱可塑性樹脂（Ａ４）および（Ｂ４）をそれぞれ乾燥した後、押出機に供給した。
それぞれの熱可塑性樹脂は、押出機にて２８０℃の溶融状態とし、ギヤポンプおよびフィルタを介した後、２０１層のフィードブロックにて合流させ、さらに４個のスタティックミキサーを通過させることにより各層の厚みが等しくなるような３２０１層の構造とした。この積層状態を保持したままダイへと導き、キャスティングドラム上にキャストして、熱可塑性樹脂（Ａ４）と熱可塑性樹脂（Ｂ４）が交互に積層された総数３２０１層の未延伸多層フィルムを作製した。このとき熱可塑性樹脂（Ｂ４）と熱可塑性樹脂（Ａ４）の押出し量が３２：６８になるように調整した。なお、フィードブロックで合流させてダイから押し出されるまでの滞留時間は約４０秒であった。

このようにして得られた未延伸多層フィルムを１５０℃で一軸２．３倍延伸することにより繰返し多層構造からなる位相差フィルムを得た。この位相差フィルムの厚みは約１２０μｍで、熱可塑性樹脂Ｂ４の層は平均９ｎｍで、熱可塑性樹脂Ａ４の層は平均３６ｎｍで、ブレンド領域は平均１５ｎｍであった。得られた多層位相差フィルムの特性を表３２に示す。正面入射ではリタデーションＲの波長分散が逆分散特性である一方、Ｒｔｈの波長分散は短波長ほど大きいといった通常の波長分散となっており、従来の位相差フィルムでは極めて困難であったＲとＲｔｈの分散を独立に制御できることが示された。

また、前記（６）の（ｉ）の方法で実施した繰返し多層構造の各層を形成する単独の樹脂の光学物性を表３３に記す。上記（６）の方法で求めた繰返し多層構造の各層のパラメータから求めた、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの平均の面内の屈折率差である｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜を表３４に記す。なお、層Ａの面内の遅相軸は延伸方向と略直交し、層Ｂの面内の遅相軸は延伸方向と略平行である。また、位相差フィルム全体における面内の遅相軸方位は、延伸方向と略直交する。

上記式（８）の左辺は、０．８７１と１より小さく式（８）を満足することがわかった。

＜実施例５＞
実施例３と同様に２種類の熱可塑性樹脂として、高分子材料（Ａ３）および（Ｂ３）を準備した。これら熱可塑性樹脂は、それぞれ乾燥した後、押出機に供給した。

それぞれの熱可塑性樹脂は、押出機にて２６０℃の溶融状態とし、ギヤポンプおよびフィルタを介した後、２０１層のフィードブロックにて合流させ、さらに幅方向に４分割したものを厚み方向に再配置させるような４分割ダブリングを通過させることにより各層の厚みが等しくなるような８０１層の構造とした。この積層状態を保持したままダイへと導き、キャスティングドラム上にキャストして、熱可塑性樹脂（Ａ３）と熱可塑性樹脂（Ｂ３）が交互に積層された総数８０１層の未延伸多層フィルムを作製した。このとき熱可塑性樹脂（Ｂ３）と熱可塑性樹脂（Ａ３）の押出し量が６２：３８になるように調整した。なお、フィードブロックで合流させてダイから押し出されるまでの滞留時間は約３０秒であった。

このようにして得られた未延伸多層フィルムを１４０℃で一軸２．５倍延伸することにより多層位相差フィルムを得た。この多層位相差フィルムの厚みは約４０μｍで、熱可塑性樹脂Ｂ３の層は平均４２ｎｍで、熱可塑性樹脂Ａ３の層は平均１８ｎｍで、ブレンド領域は約２０ｎｍであった。得られた位相差フィルムの特性を表３５に示す。正面入射ではリタデーションＲの波長分散が逆分散特性である一方、Ｒｔｈの波長分散は短波長ほど大きいといった通常の波長分散となっており、従来の位相差フィルムでは極めて困難であったＲとＲｔｈの分散を独立に制御できることが示された。

上記（６）の方法で求めた繰返し多層構造の各層のパラメータから求めた、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの平均の面内の屈折率差である｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜を表３６に記す。なお、層Ａの面内の遅相軸は延伸方向と略直交し、層Ｂの面内の遅相軸は延伸方向と略平行である。また、位相差フィルム全体における面内の遅相軸方位は延伸方向に略平行である。

上記式（８）の左辺は、０．９５７と１より小さく式（８）を満足することがわかった。

＜実施例６＞
樹脂（Ｂ３）と（Ａ３）の押出量を４４：５６、フィードブロックで合流させてダイから押出されるまでの滞留時間を約３０秒とした以外は、実施例３と同様に未延伸多層フィルムを作成した。

このようにして得られた未延伸多層フィルムを１４０℃で横一軸２．０倍延伸することにより繰返し多層構造からなる位相差フィルムを得た。この位相差フィルムの厚みは約１２０μｍで、熱可塑性樹脂（Ｂ３）の層は平均１８ｎｍで、熱可塑性樹脂（Ａ３）の層は平均２７ｎｍで、ブレンド領域は１５ｎｍであった。得られた位相差フィルムの特性を表３７に示す。Ｎｚ＝０．５なる位相差フィルムが得られた。

上記（６）の方法で求めた繰返し多層構造の各層のパラメータから求めた、三次元屈折率が式（２０）または（２１）を満足する層Ａと三次元屈折率が式（２２）または（２３）を満足する層Ｂの平均の面内の屈折率差である｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜を表３８に記す。また、表３９より、式（５）を満足することがわかった。なお、層Ａの面内の遅相軸は延伸方向と略直交し、層Ｂ面内の遅相軸は延伸方向と略平行である。また、位相差フィルム全体における面内の遅相軸方位は延伸方向に略垂直である。

＜実施例７＞
繰返し多層構造の両側に機械特性を変えるために別の樹脂層を設けた以外は、実施例３と同様に多層押出により位相差フィルムを作成した。この別の樹脂層を形成する樹脂（Ｃ６）は、エチレン系共重合樹脂（住友化学（株）製商品名：アクリフトＷＨ２０６）を用いた。この樹脂の機械物性を表４０に記す。

繰返し多層構造を構成する２種類の熱可塑性樹脂（Ａ３）および（Ｂ３）は、押出機にて２６０℃の溶融状態とし、ギヤポンプおよびフィルタを介した後、２０１層のフィードブロックにて合流させ、さらに４個のスタティックミキサーを通過させることにより各層の厚みが等しくなるような３２０１層の構造とした。この積層状態を保持したままダイへと導き、さらに積層構造の両最外層に樹脂（Ｃ６）を合流させた後、キャスティングドラム上にキャストして、樹脂（Ｃ６）が総数３２０１層の繰返し多層構造の両面に積層されたフィルムを作製した。このとき熱可塑性樹脂Ｂ３と熱可塑性樹脂（Ａ３）の押出し量が５８：４２になるように調整した。なお、フィードブロックで合流させてダイから押し出されるまでの滞留時間は約８秒であった。

このようにして得られた未延伸多層フィルムを１４０℃で一軸２．５倍延伸することにより多層位相差フィルムを得た。この多層位相差フィルムの厚みは約１４０μｍで、樹脂（Ｃ６）からなる両最外層の厚みはそれぞれ１０μｍであり、光学特性および繰返し多層構造の各層の平均膜厚は実施例３のものとほぼ同じであった。

この実施例で作成した繰返し多層構造からなる位相差フィルムの機械物性を表４０に記す。

本発明の位相差フィルムは、分子配向性複屈折と繰り返し多層構造による構造性複屈折の両方を用いているため、従来の方法では実現困難であった光学的異方性および波長分散特性を実現することが可能となる。このため、本発明の位相差フィルムを単独で、あるいは偏光板や他の位相差フィルムと組合せて液晶表示装置に用いることにより、表示装置の高性能化、特に広視野角化に、極めて大きく貢献することができる。

本発明の位相差フィルムの繰り返し多層構造および屈折率楕円体の概略図各層が光学的に等方性である従来技術の繰り返し多層構造および屈折率楕円体の概略図３種の層が構成単位となる本発明の繰り返し多層構造および屈折率楕円体の概略図厚み比率の異なる２種の層を構成単位とする本発明の繰り返し多層構造の概略図本発明の積層偏光フィルムの構成概略図本発明の液晶表示装置の構成概略図

Claims

平均屈折率の異なる少なくとも２種の層を構成単位とする繰り返し多層構造を含み、
前記繰り返し多層構造は、構造性複屈折を発現し、
前記少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の層は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が下記式（２０）または（２１）を満足する層Ａであり：
ｎ _ｚ＞ｎ _ｘ＝ｎ _ｙ（２０）
ｎ _ｚ ≧ｎ _ｘ＞ｎ _ｙ（２１）
前記少なくとも２種の層のうち少なくとも１種の他の層は、分子配向性複屈折によって三次元屈折率が下記式（２２）または（２３）を満足する層Ｂである：
ｎ _ｘ＞ｎ _ｙ＝ｎ _ｚ（２２）
ｎ _ｘ ≧ｎ _ｙ＞ｎ _ｚ（２３）
位相差フィルム。
前記繰り返し多層構造が、下記式（２）を満足する、請求項１記載の位相差フィルム：
０．００１＜｜δｎ｜＜０．５（２）
（式中、δｎは、前記層Ａの平均屈折率と前記層Ｂの平均屈折率との差を示す）。
｛Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）｝および｛Ｒｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）｝の一方が１未満であり、かつ他方が１超である測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有する、請求項１または２記載の位相差フィルム。
下記式（８’）を満足する測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有する、請求項１〜３いずれかに記載の位相差フィルム：
Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）＜１（８’）
下記の関係を満たす測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有する、請求項１〜４いずれかに記載の位相差フィルム：
｜｛Ｒｔｈ（λ）／Ｒｔｈ（λ’）｝−｛Ｒ（λ）／Ｒ（λ’）｝｜≧０．１
前記層Ａおよび前記層Ｂが、面内に分子配向性複屈折による光学的異方性を有し、
前記層Ａおよび前記層Ｂの遅相軸は、互いに略直交に配置されている、請求項１〜５いずれか記載の位相差フィルム。
前記繰り返し多層構造の厚み方向の配向指標（Ｎｚ値（λ））が、下記式（３）を満足する、請求項１〜６いずれかに記載の位相差フィルム：
０＜Ｎｚ＜１（３）
｛式中、

（ｎ_ｘ：繰り返し多層構造のｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｙ：繰り返し多層構造のｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｚ：繰り返し多層構造のｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸｝
前記層Ａおよび／または前記層Ｂが、下記式（１）を満足する、請求項１〜７いずれか記載の位相差フィルム：
０．０００１＜｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜＜０．１（１）
（式中、
ｎ_ｘ：前記層Ａまたは前記層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｙ：前記層Ａまたは前記層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸）。
前記繰り返し多層構造の構成単位となる各層の光学的厚みｎｄ（ｎｍ）が、λ／５以下である、請求項１〜８いずれかに記載の位相差フィルム。
前記繰り返し多層構造を形成する層の数が、１００層以上３００００層以下である、請求項１〜９いずれかに記載の位相差フィルム。
前記層Ａおよび前記層Ｂの分子配向性複屈折が、層Ａおよび層Ｂを構成する高分子の分子配向により、それぞれ発現するものである、請求項１〜１０いずれかに記載の位相差フィルム。
前記層Ａが、分子分極率異方性が負である高分子を含むものである、請求項１〜１１いずれかに記載の位相差フィルム。
前記層Ｂが、分子分極率異方性が正である高分子を含むものである、請求項１〜１２いずれかに記載の位相差フィルム。
前記繰り返し多層構造の面内位相差値（Ｒ値（ｎｍ））が、下記式（１０）を満足する、請求項１〜１３いずれかに記載の位相差フィルム。
１０ｎｍ＜Ｒ＜１０００ｎｍ（１０）
前記分子配向性複屈折が、延伸により発現したものである、請求項１〜１４いずれかに記載の位相差フィルム。
高分子の多層溶融押出により多層膜を成形し、引き続き、当該多層膜を延伸して得られる、請求項１〜１５いずれかに記載の位相差フィルム。
光弾性係数の絶対値が１５×１０^−１２Ｐａ^−１以下であることを特徴とする、請求項１〜１６いずれかに記載の位相差フィルム。
前記位相差フィルムの両面に、破断強度１０〜５０ＭＰａ、破断伸度３００〜１５００％、面衝撃破壊エネルギー５×１０^−４Ｊ／μｍ以上、かつ−４０℃での周波数１Ｈｚにおける動的貯蔵弾性率及び動的損失弾性率１×１０^５〜２×１０^８Ｐａの熱可塑樹脂組成物（Ｐ）で作られており、かつ光学的に略等方性である保護フィルム（Ｘ）が積層されたことを特徴とする、請求項１〜１７いずれか記載の位相差フィルム。
前記層Ａが、スチレンと無水マレイン酸との共重合体を含むスチレン系樹脂から作られており、スチレン／無水マレイン酸の共重合モル比が７０／３０〜８６／１４であり、かつ光弾性係数が８×１０^−１２Ｐａ^−１以下であることを特徴とする、請求項１〜１８いずれか記載の位相差フィルム。
前記繰り返し多層構造が、前記層Ａと前記層Ｂとの２種の層からなり、下記式（１００）および（１００’）の一方が１未満であり、かつ他方が１超である測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有する、請求項１〜１９いずれか記載の位相差フィルム

（式中、
ａ：前記層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：前記層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：前記層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：前記層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｚ：前記層Ａのｚ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：前記層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：前記層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｚ：前記層Ｂのｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸）。
前記繰り返し多層構造が、前記層Ａと前記層Ｂとの２種の層からなり、かつ下記の式（２００）を満たす測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有する、請求項１〜２０いずれかに記載の位相差フィルム：

（式中、
ａ：前記層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：前記層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：前記層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：前記層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｚ：前記層Ａのｚ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：前記層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：前記層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｚ：前記層Ｂのｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸）。
前記繰り返し多層構造が、前記層Ａと前記層Ｂとの２種の層からなり、かつ下記式（８）を満足する測定波長λ（ｎｍ）およびλ’（ｎｍ）（４００ｎｍ≦λ＜λ’≦７００ｎｍ）を有するものである、請求項１〜２１いずれかに記載の位相差フィルム：

（式中、
ａ：前記層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：前記層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：前記層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：前記層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：前記層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：前記層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸）。
前記繰り返し多層構造が、前記層Ａと前記層Ｂとの２種の層からなり、かつ下記式（５）〜（７）を満足する、請求項１〜２２いずれかに記載の位相差フィルム：

ｎ_ｎｘ≦ｎ_ｎｚ（６）
ｎ_ｐｘ≧ｎ_ｐｚ（７）
（式中、
ａ：前記層Ａの一層の膜厚（ｎｍ）
ｂ：前記層Ｂの一層の膜厚（ｎｍ）
ｎ_ｎｘ：前記層Ａのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｙ：前記層Ａのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｎｚ：前記層Ａのｚ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｘ：前記層Ｂのｘ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｙ：前記層Ｂのｙ軸方向における三次元屈折率
ｎ_ｐｚ：前記層Ｂのｚ軸方向における三次元屈折率
ｘ軸：繰り返し多層構造の面内における繰り返し多層構造の遅相軸
ｙ軸：繰り返し多層構造の面内におけるｘ軸に直交する軸
ｚ軸：繰り返し多層構造の面に対する法線方位の軸）
請求項１〜２３いずれかに記載の位相差フィルムと偏光フィルムとが積層された積層偏光フィルム。
請求項１〜２３いずれかに記載の位相差フィルムを具備する液晶表示装置。