JP3440608B2

JP3440608B2 - 耐久性位相差板

Info

Publication number: JP3440608B2
Application number: JP04390995A
Authority: JP
Inventors: 邦彦尾崎; 敏則町田
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 2003-08-25
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: JPH08240710A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノートブック型パーソ
ナルコンピューターや車載テレビジョンを代表とする、
コンピューター，事務機，テレビジョン，時計，電卓等
の液晶表示機器用耐久性位相差板、光学測定機器等の光
学機器用耐久性位相差板など、液晶表示機器分野，光学
測定機器分野に使用される耐久性位相差板に関する。

【０００２】

【従来の技術】位相差板は、互いに直交する２方向の屈
折率が異なる（複屈折性を有する）ため、それを光が通
過した後直行する光線に位相差が生じる。この機能を利
用して、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍ
ａｔｉｃ）型液晶ディスプレイ（ＳＴＮ−ＬＣＤ）の楕
円偏光による着色防止や、この着色現象を逆に利用した
反射型カラーＳＴＮ型液晶ディスプレイの色ズレ調整の
ために用いられている。また、直線偏光と円偏光との相
互変換素子として、レーザー光線のビームスプリッター
にも用いられている。

【０００３】その中でも市場の成長率が非常に大きな値
を示し、デジタル情報機器のパーソナル化とマルチメデ
ィア普及の鍵となると期待されている液晶表示機器での
位相差板は非常に重要な構成部品の一つである。このよ
うに、用途が広がるにつれて位相差板に要求される機
能、特にリタデーション値の温度、湿度に対する耐久性
の要求レベルも高くなってきている。ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）またはその誘導体に代表される、親水性
プラスチックから成るフィルムまたはシートを１軸延伸
して成る位相差板は、耐湿性に劣るために高湿度下、特
に高温多湿の雰囲気下に曝されるとリターデーション
値，寸法，重量等の位相差板としての性質が大きく変動
し、親水性フィルムまたはシート単独では使用する事が
出来ないという問題点が有る。

【０００４】そのため、この親水性フィルムまたはシー
トの片面または両面に３酢酸セルロース（ＴＡＣ），２
酢酸セルロース等のセルロース系フィルム，ポリカーボ
ネート系フィルム，ポリメチルメタクリレート系フィル
ム，ポリスチレン系フィルムポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）等のポリエステル系フィルム，ポリサルフ
ォン系フィルム，ポリアリレート系フィルム等の厚さ５
０から２００μｍ程度の高分子フィルムを保護層として
形成して位相差板として使用されているが、前記の用に
使用用途の範囲が広がるにつれて、使用される環境も過
酷になり防湿性の点で充分満足できるものではなかっ
た。また、５０μｍ以上のフィルムまたはシートと積層
するため、その全厚が厚くなり、液晶表示パネルとして
使用する場合に視野角が狭くなるという問題点があっ
た。

【０００５】一方、公開特許公報平５−２０３８０９に
は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムの１軸
延伸フィルムまたはシートの両面または片面に金属酸化
物の保護層を形成する事により、この問題点を解決する
方法が提案されているが、充分な保護機能を発揮する為
には金属酸化物層による着色が避けられず、光線透過率
が低くなるという問題点があった。特に、水蒸気の吸収
を低く抑える効果が高い１酸化珪素を原料とした場合、
褐色に着色してしまうため、色ズレの原因と成ってしま
う問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
ビニルアルコール系フィルムを代表とする、親水性１軸
延伸フィルムを用いた位相差板の温度，湿度などの環境
に対する耐久性を向上させ、さらに、光線透過率も向上
させた耐久性位相差板を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリビニルア
ルコール系フィルムを代表とする、親水性１軸延伸フィ
ルムを用いた位相差板の片面または両面に、バリヤ層と
して真空薄膜形成技術によって、珪素酸化物と、フッ化
マグネシウム、フッ化カルシウムまたはフッ化アルミニ
ウムから選ばれる金属フッ化物とからなる薄膜層を少な
くとも１層設けることにより達成される。また、本発明
は、親水性プラスチックの１軸延伸フィルムまたはシー
トの片面または両面に、厚さ３０μｍ以下の透明フィル
ムの片面または両面に真空薄膜形成技術によって、珪素
酸化物と、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムまた
はフッ化アルミニウムから選ばれる金属フッ化物とから
なる薄膜層を形成することにより達成される。また、本
発明は、親水性プラスチックの１軸延伸フィルムまたは
シートの片面または両面に、厚さ３０μｍ以下の透明フ
ィルムを積層してなる位相差板の片面または両面に真空
薄膜形成技術によって、珪素酸化物と、フッ化マグネシ
ウム、フッ化カルシウムまたはフッ化アルミニウムから
選ばれる金属フッ化物とからなる薄膜層を形成すること
により達成される。本発明において親水性プラスチック
の１軸延伸フィルムまたはシートとは、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ），ＰＶＡを酸の存在下でアルデヒド類
と反応させた例えばポリビニルブチラール樹脂，ポリビ
ニルホルマール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂お
よびその他の共重合によるＰＶＡ誘導体，エチレン酢酸
ビニル共重合体けん化物等を１軸に延伸したものが挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。また、こ
れらの樹脂にほう素などの添加物を含んだものでもかま
わない。

【０００８】透明フィルムとは、厚さ３０μｍ以下で光
学的に等方性（複屈折性を持たない、または非常に小さ
い）で透明なフィルムの事であり、代表的には３酢酸セ
ルロース（ＴＡＣ），２酢酸セルロース等のセルロース
系フィルム，ポリカーボネート系フィルム，ポリメチル
メタクリレート系フィルム，ポリスチレン系フィルムポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル
系フィルム，ポリサルフォン系フィルム，ポリアリレー
ト系フィルム等が挙げられる。親水性プラスチックフィ
ルム位相差板の表面に形成する薄膜層、及び透明フィル
ムの表面に形成する薄膜層の真空薄膜形成技術として
は、真空蒸着，イオンプレーティング，スパッタリング
等の一般的にＰＶＤと呼称される方法やプラズマＣＶＤ
やマイクロウエーブＣＶＤ等の一般的にＣＶＤと呼称さ
れる方法が適用できる。真空蒸着の加熱方法としては、
その蒸着中にスプラッシュと呼称される蒸着飛沫が発生
しなければ、または支障なく取り除ける程度少なければ
特に制限はなく、高周波誘導加熱、抵抗加熱、電子線加
熱などの従来公知の加熱方法を用いることができる。親
水性プラスチックフィルム、透明フィルム、または親水
性プラスチックフィルムと透明フィルムの積層体の供給
方式としては、巻き取り連続方式，枚葉方式どちらでも
よい。真空蒸着の蒸発源としては一般的なルツボ方式で
もかまわないが、特開平１−２５２７６８号公報に示さ
れる蒸発原料を連続的に供給排出する方式も適用でき
る。

【０００９】薄膜層を構成する珪素酸化物としては、Ｓ
ｉＯ_X（Ｘ＝１．０以上、２．０未満）で称される範囲
内であれば特に限定されず、ＳｉＯ，Ｓｉ₂Ｏ₃，Ｓｉ
₃Ｏ ₄等が含まれる。また、物性に悪影響のない範囲で
あれば、酸化マグネシウムや酸化アルミニウムやフォル
ステライトやステアタイトと呼称される酸化マグネシウ
ムと酸化珪素との共酸化物を含んでも構わない。珪素酸
化物に、マグネシウム酸化物や珪素酸化物とマグネシウ
ム酸化物の共酸化物を併用する場合、その混合比は、珪
素酸化物／マグネシウム酸化物または共酸化物＝９９．
５〜８０モル％／０．５モル％〜２０モル％程度であ
る。

【００１０】薄膜層を構成する金属フッ化物は、フッ化
マグネシウム，フッ化カルシウムまたはフッ化アルミニ
ウムである。この中でもフッ化マグネシウム，フッ化カ
ルシウムが特に望ましい。薄膜層を構成する珪素酸化物
／金属フッ化物の組成比は、それぞれ９９．５〜８０モ
ル％／０．５〜２０モル％の範囲が望ましく、特に９５
〜９０モル％／５〜１０モル％の範囲が望ましい。薄膜
層は、薄膜の状態になったときに、結果的に珪素酸化物
と金属フッ化物がほとんど化合していれば良く、形成さ
れる膜の原料は珪素酸化物，金属フッ化物，シリコン，
有機珪素化合物等の無機化合物や有機化合物の単独また
は混合物の何れでも構わない。つまり、真空蒸着等の方
法により、珪素酸化物と金属フッ化物の混合物を原料と
し直接親水性プラスチックフィルム、透明フィルム、ま
たは親水性プラスチックフィルムと透明フィルムの積層
体の表面に薄膜層を形成させても、また金属または有機
金属化合物のような金属を含む化合物を酸化またはフッ
化させながら真空蒸着し薄膜層としても、また金属のフ
ッ化物と珪素を親水性プラスチックフィルム、透明フィ
ルム、または親水性プラスチックフィルムと透明フィル
ムの積層体の表面に真空蒸着により形成させ、後工程で
その蒸着層を酸化処理して薄膜層としても構わない。

【００１１】酸化処理の方法としては親水性プラスチッ
クフィルム、透明フィルム、または親水性プラスチック
フィルムと透明フィルムの積層体の使用可能温度範囲内
で処理を行う方法なら特に限定されず、蒸着中の酸素ガ
ス導入法、放電処理法、酸素プラズマ法、熱酸化法等が
あげられる。薄膜層の厚さは、要求される環境耐久性に
合わせて選定されるが、５０〜１５００オングストロー
ムが望ましい。さらに望ましくは１００〜１０００オン
グストロームであり、３００〜６００オングストローム
が特に望ましい。形成される薄膜層は、最終的に得られ
る層の必要機能が得られていれば、２重積層や多重積層
でもよく、異種類の珪素酸化物や金属フッ化物を積層し
ても構わない。

【００１２】また、本発明により得られた耐久性位相差
板は、その表面に反射防止層，防眩処理層，ハードコー
ト層，紫外線遮断層，粘着層を設けたものであってもか
まわない。また、偏光フィルム，反射板，ハードコート
フィルム，半透明フィルム，反射防止フィルム，防眩フ
ィルム，紫外線遮断フィルム，粘着フィルム等の他のフ
ィルムと積層したものであってもかまわない。本発明の
薄膜層を持つ耐久性位相差板が、湿度に対する高度な耐
久性を有し、それが、高温領域に於いても安定している
理由を説明する。珪素酸化物及び金属フッ化物からなる
薄膜層は、水分子や酸素分子に対し非常に高度なバリヤ
性を有し、なおかつ温度や湿度に対するバリヤ性能の変
化が非常に少ない。

【００１３】薄膜層の水蒸気バリヤ性能が、親水性プラ
スチック位相差板への水分子の接触を極端に少なくし、
水蒸気に曝される事により水に膨潤，溶解，加水分解さ
れてしまい、寸法の変化，延伸配向特性の劣化，曇化等
の劣化を招いてしまう事を防止する。また、バリヤ層で
ある薄膜層が無機質だけで構成されているため、高分子
膜のバリヤ層に比べて、この機能が温度変化に対して非
常に安定している為である。

【００１４】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はその要旨をこえない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。なお実施例で得ら
れた位相差板の試験方法は以下のとおりである。水蒸気バリヤ性試験：ＡＳＴＭＦ−１２４９に準じ
て、水蒸気透過率測定器（モダンコントロールズ社製
「ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ−ＴＷＩＮ」）を用いて４０
℃、９０％ＲＨの条件にて測定した。光線透過率試験：多光源分光測色計（スガ試験機株式会
社製：ＨＧＭ−２Ｋ）を用い、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準
じて全光線透過率を測定した。

【００１５】リターデーション値測定：バビネ型コンペ
ンセーター付きの偏光顕微鏡（ニコンＰＯＨ−Ｉ型）を
用いて補償法にて測定した。光源は白色光を用いた。〔実施例１〕厚さ７５μｍの無延伸ポリビニルアルコー
ルフィルム（クラレ株式会社製：ビニロンＶＦ−９Ｘ７
５Ｒ）を１軸に１．３倍に延伸し分子配向をさせ、１９
０℃で１５秒間熱処理して位相差板を作成した。この位
相差板の両面に、特開平１−２５２７６８号公報に記載
された蒸発原料を連続的に供給排出する方式の抵抗加熱
方式の真空蒸着装置を用い、珪素，二酸化珪素，フォル
ステライト（ＳｉＯ₂・２ＭｇＯ：二酸化珪素と酸化マ
グネシウムの共酸化物），フッ化マグネシウムの混合物
（混合比４４モル％：４４モル％：４モル％：８モル
％）を蒸発原料として、１３５０℃で真空蒸着し（薄膜
層の厚みは約４００オングストローム）、耐久性位相差
板を得た。その時の真空度は３×１０^-4ｔｏｒｒであっ
た。

【００１６】この耐久性位相差板の水蒸気バリヤ性能及
び光線透過率を測定した。測定結果を表１に示す。ま
た、この耐久性位相差板を６０℃，９０％ＲＨの環境に
１０００時間曝露し、その曝露前後でのリターデーショ
ン値を測定した。測定結果を表２に示す。〔実施例２〕ホスゲンとビスフェノールＡの縮合により
得られた、分子量５万のポリカーボネートを２塩化メチ
レンに溶解し、１０％の溶液とした。これをクロームメ
ッキされたスチールドラム上に流延し、剥ぎ取って乾燥
し、厚さ１８μｍの透明フィルムを得た。このフィルム
の片面に、加熱方式を電子線加熱方式に変更した以外は
実施例１と同様の真空蒸着装置を用い、一酸化珪素とフ
ッ化カルシウムの混合物（混合比９３モル％：７モル
％）を１２８０℃で加熱真空蒸着した（薄膜層の厚みは
約５００オングストローム）し、バリヤ性透明フィルム
を得た。その時の真空度は２×１０^-4ｔｏｒｒであっ
た。

【００１７】実施例１で作成したＰＶＡ１軸延伸位相差
板の両面に、上記のバリヤ性薄膜透明フィルムをポリエ
ステル系ラミネート接着剤（東洋モートン株式会社製：
ＡＤ−５８５）と硬化剤（東洋モートン株式会社製：Ｃ
ＡＴ−１０）（重量混合比＝１００／８、乾燥塗布量３
ｇ／ｍ²）で蒸着層を内側にして積層して、耐久性位相
差板を得た。この耐久性位相差板の水蒸気バリヤ性能及
び光線透過率を測定した。測定結果を表１に示す。ま
た、この耐久性位相差板を６０℃，９０％ＲＨの環境に
１０００時間曝露し、その曝露前後でのリタデーション
値を測定した。測定結果を表２に示す。〔実施例３〕実施例１で作成したＰＶＡ１軸延伸位相差
板の両面に、実施例２で作成した薄膜透明フィルムを実
施例２と同じ接着剤を用いて同一の条件で積層し、位相
差板を得た。

【００１８】この位相差板の両面にスパッタリング装置
を用い、珪素，二酸化珪素，フッ化アルミニウム（混合
比４８モル％：４８モル％：４モル％）をスパッタリン
グし、耐久性位相差板を得た。（薄膜層の厚みは約２５
０オングストローム）。その時の真空度は５×１０^-2ｔ
ｏｒｒであった。この耐久性位相差板の水蒸気バリヤ性
能及び光線透過率を測定した。測定結果を表１に示す。
また、この耐久性位相差板を６０℃，９０％ＲＨの環境
に１０００時間曝露し、その曝露前後でのリタデーショ
ン値を測定した。測定結果を表２に示す。〔比較例１〕実施例１で作成したポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）１軸延伸フィルムに厚さ８５μｍの３酢酸セ
ルロース（ＴＡＣ）フィルムを実施例２と同様の接着剤
を用いて同一の条件で積層し、位相差板を得た。この位
相差板の水蒸気バリヤ性能及び光線透過率を測定した。
測定結果を表１に示す。また、この耐久性位相差板を６
０℃，９０％ＲＨの環境に１０００時間曝露し、その曝
露前後でのリタデーション値を測定した。測定結果を表
２に示す。〔比較例２〕蒸発原料を一酸化珪素に変更した以外、実
施例１と同様の方法で位相差板を作成した。その時の真
空度は１×１０^-4 tｏｒｒであった。

【００１９】得られた位相差板の水蒸気バリヤ性能及び
光線透過率を測定した。測定結果を表１に示す。また、
この耐久性位相差板を６０℃，９０％ＲＨの環境に１０
００時間曝露し、その曝露前後でのリタデーション値を
測定した。測定結果を表２に示す。〔比較例３〕蒸発原料をフッ化マグネシウムに変更した
以外、実施例２と同様の方法で位相差板を作成した。そ
の時の真空度は４×１０^-4ｔｏｒｒであった。得られた
位相差板の水蒸気バリヤ性能及び光線透過率を測定し
た。測定結果を表１に示す。また、この耐久性位相差板
を６０℃，９０％ＲＨの環境に１０００時間曝露し、そ
の曝露前後でのリタデーション値を測定した。測定結果
を表２に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】注１）ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１ａｔｍ注２）％

【００２２】

【表２】

【００２３】注３）ｎｍ

【００２４】

【発明の効果】本発明により、親水性プラスチックの１
軸延伸フィルムまたはシートに、真空薄膜形成技術によ
って珪素酸化物及び金属フッ化物からなるバリヤ性薄膜
を設けることにより、環境耐久性が向上し、温度，湿
度，光などの環境が過酷な条件下での使用や長期間の使
用安定性が要求される用途に使用が可能になった。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性プラスチックの１軸延伸フィルムま
たはシートの片面または両面に、真空薄膜形成技術によ
って、珪素酸化物と、フッ化マグネシウム、フッ化カル
シウムまたはフッ化アルミニウムから選ばれる金属フッ
化物とからなる薄膜層を形成してなる耐久性位相差板。
【請求項２】親水性プラスチックの１軸延伸フィルムま
たはシートの片面または両面に、厚さ３０μｍ以下の透
明フィルムの片面または両面に真空薄膜形成技術によっ
て、珪素酸化物と、フッ化マグネシウム、フッ化カルシ
ウムまたはフッ化アルミニウムから選ばれる金属フッ化
物とからなる薄膜層を形成してなる耐久性位相差板。
【請求項３】親水性プラスチックの１軸延伸フィルムま
たはシートの片面または両面に、厚さ３０μｍ以下の透
明フィルムを積層してなる位相差板の片面または両面に
真空薄膜形成技術によって、珪素酸化物と、フッ化マグ
ネシウム、フッ化カルシウムまたはフッ化アルミニウム
から選ばれる金属フッ化物とからなる薄膜層を形成して
なる耐久性位相差板。