JPH01118805A - 位相差板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規な位相差板に関するものである。

〔従来技術〕

位相差板とは、複屈折性を存するフィルム又はシート状
物である。位相差板を透過した光は、互いに直交する二
方向の屈折率が違うために透過後において直交する光線
の位相差が生じる。

位相差板として、現在市販され実用に供されているもの
として入射光線の波長λに対して２λの位相差を生じる
機能を有するいわゆるχλ板がある。二〇スλ板は、酢
酸セルロース系のフィルムを一軸方向に延伸処理したも
のである。

２λ板は、直線偏光板の光学主軸に対して、４５度傾け
て貼り合わせると円偏光板となり、反Ｍ光をカットする
防眩機能があるので、ＶＤＴフィルターをはじめとして
、各種の防眩材料に使用されている。

スλ板を構成する高分子材料としては、上記のセルロー
ス系樹脂以外にも塩化ビニル系樹脂（特公昭４５−３４
４７７号公報、特開昭５６−１２５７０２号公報等）、
ポリカーボネート系樹脂（特公昭４１−１２１９０号公
報、特開昭５６−１３０７０３号公報等）、アクリロニ
トリル系樹脂（特開昭５６−１３０７０２号公報等）、
スチレン系樹脂（特開昭５６−１２５７０３号公報）、
ポリオレフィン系樹脂（特開昭６０−２４５０２号公報
等）等のものが提案されているが、いずれもレターデー
ションの測定値が１３５ｎｍ付近のいわゆるＡλ板であ
る。

なおレターデーション値（以下にＲ値と称することがあ
る。）とは、フィルム又はシートの厚さｄと該フィルム
の複屈折率Δｎの積、すなわちＲ＝ΔｎＸｄで表される
。

一方、特開昭５３−１３１８５３号公報、特開昭６０−
２６３２２号公報に記載されているように、液晶表示体
に位相差板を適用しようとする試みもなされている。こ
れらについては、Ａλ板基以外位相差板が必要となるこ
とが考えられる。すなわち、入射光線の波長λに対して
、λの位相差を生じる位相差板（λ板）、偏光面の回転
を可能ならしめる入射光線の波長λに対して％λの位相
差を生じる位相差板（＋Ａλ板）等である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

位相差板は、各種光学用途への適用が検討されているに
もかかわらず、満足な品質すなわち液晶表示体に適用し
た場合に色ムラの生じない位相差板が存在しないのが現
状である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、適切なレターデーション値を有し、かつ光学
的にも色ムラの少ない新規な位相差板を製造するために
研究を重ねた結果完成されたものである。

本発明は、ポリビニルアルコール又はその誘導体からな
るフィルム又はシートを一軸方向に延伸し、硼酸を含む
水溶液および／又はアルデヒドを含む水溶液で処理した
のち、該フィルム又はシートの両面又は片面に光学的に
無配向で、かつ透明な高分子フィルム又はシートを貼合
して形成される光学的色ムラの極めて少ない位相差板に
関するものである。

本発明で使用されるポリビニルアルコールについて特に
制限はないが耐湿熱性および耐熱性の点から、高ケン化
度で高重合度のものが良い。

すなわちケン化度は９５％以上好ましくは９９％以上、
さらに好ましくは９９．５％以上であって、重合度は１
０．００以上であることが好ましい。ポリビニルアルコ
ールの誘導体については、ポリビニルアルコールを酸の
存在下でアルデヒド類と縮合させたいわゆるポリビニル
アセタール樹脂が一般的に用いられる。ポリビニルアセ
クール樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ
ビニルホルマール樹脂等が用いられる。

コレラのポリビニルアルコール又はそ′の誘導体樹脂を
位相差板とするには公知の製膜手段、すなわちキャスト
法、押出法、カレンダー法で原反フィルム又はシートに
成形したのち、一軸方向に適度に延伸する必要がある。

光学主軸が一定で、かつ光学的色ムラが少ない位相差板
を得るためには原反フィルム又はシートは、厚み精度が
良好であり、できるだけ光学的に均質なものが要求され
る。フィルム又はシートに成形時にグイライン等が発生
することは好ましくない。

本発明において光学的に色ムラが小さい位相差板を得る
ためには、延伸前のフィルム幅Ａと延伸後のフィルム幅
Ｂとから定義されるネックイン率（１００Ｘ　（Ａ−Ｂ
）／Ａ）を２０％以下に抑えることが好ましい。

一軸方向に延伸する方法としては、テンター法による横
一軸延伸法、ロール間圧縮延伸法、周速の異なるロール
を利用する縦一軸延伸法等の一軸延伸方法を採用するこ
とができる。

延伸されたフィルム又はシートを本発明の位相差板とす
るには硼酸を含む水溶液および／又はアルデヒドを含む
水溶液等で処理をし、耐久化を図るとともに所定のレタ
ーデーションになるように調整を行う、硼酸処理の条件
はポリビニルアルコールフィルム又はシートの延伸条件
および厚み等によって異なるが、硼酸濃度としては、１
〜１５重景％、好ましくは４〜１０重量％、又処理温度
としては３０〜８０°Ｃ好ましくは４５〜７５°Ｃ程度
である。硼酸処理濃度が１％以下、温度が３０°Ｃ以下
の場合は処理効果が小さ（、又硼酸濃度が１５％以上、
温度８０°Ｃ以上の場合は該フィルム又はシートがもろ
くなったり切断したりするので好ましくない、処理時間
は該フィルムのレターデーションが目的とする範囲にな
るように調整する。

さらに耐久性を向上させる為、又はレターデーションを
コントロールする為にアルデヒドを含む水溶液での処理
を併用して、あるいは単独で行うことも有用である。用
いるアルデヒドを例示すれば、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒ
ド、バレルアルデヒド、カプロンアルデヒド、ヘプトア
ルデヒド、ラウリンアルデヒド等の脂肪族飽和アルデヒ
ド類、グリオキザール、スクシンジアルデヒド等の脂肪
族ジアルデヒド類、アクロレイン、クロトンアルデヒド
等の脂肪族不飽和アルデヒド類、ベンズアルデヒド、ト
ルアルデヒド、サリチルアルデヒド等の芳香族アルデヒ
ド類等が用いられる。これらのアルデヒドは、硫酸等の
酸性水溶液にして反応させることができる。

以上のようにして、光学的色ムラが少なく、かつ耐久性
の良好なポリビニルアルコール又はその誘導体からなる
フィルム又はシートが得られる。しかしこのフィルム又
はシートは延伸軸方向に沿って裂は易いという欠点をも
っている。

そこで本発明は、このようにして得られたポリビニルア
ルコールフィルム又はシートの両面又は片面に光学的に
無配向でかつ透明な高分子フィルム又はシートを接着剤
等を用いて貼合することにより上記欠点を解消した。

本発明に用いる光学的に無配向でかつ透明な高分子フィ
ルムの例として三酢酸セルロース、二酢酸セルロース等
のセルロース系フィルム、ポリカーボネート系フィルム
、ポリメチルメタア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、ポリエ
ーテルサルフォン系フィルム等があげられる。これらの
フィルムの表面にＳｉｎ！等を形成し水蒸気バリヤー層
を形成したものはなお一層有用である。

本発明に用いる接着剤としては、ウレタン系、アクリル
系、エポキシ系等の接着剤で透明性がよく、硬化後に収
縮や配向等がかからないものであれば何でもよい、又、
接着力をあげる為に該フィルムの表面にコロナ処理等を
実施してもよい、さらにセルロース系フィルムの場合に
は表面をケン化処理し、水溶性の接着剤を用いてもよい
。

本発明でいう光学的な色ムラは、以下に定義されるΔＥ
”で定量的に表示することができる。

すなわち直交ニコル下にその光学的主軸が４５度になる
ように配置したときのＬ”、ａｌｌ、ｂｌの値をＪＩＳ
−Ｚ・８７２９　（Ｌ”　ａ”　　ｂ”表色系およびＬ
′″ｕ　１１　　ｖ　１１表色系による物体色の表示方
法）に従って分光光度計又は分光計により測定する。ｎ
個の異なった場所のサンプルの上記し“、ａ”１．ｂ”
から以下の式により（ΔＥ”）ｉｎ　　ｊを計ゴγする
。

（ΔＥ”）ｉ、ｊ −（（（ΔＬ”）ｉ、ｊ）”＋（（Δａ”）ｉｎ　　ｊ
）”＋（（Δｂ”　　）ｉ、ｊ）２）＋ｚ＊ただし くΔＬ”　）　ｉ、　ｊ−（ｔ、”　）　１−（Ｌ”　
）　ｊ（Δａ”）ｉ、ｊ＝（ａ”　）ｉ−（ａ”　）ｊ
（Δｂ”　）ｉ、３＝Ｃｂ”　）ｉ　−（ｂ”　）ｊｉ
ツｌ〜ｎ ｊ＝１〜ｎ ｆ−ｊ この（ΔＥ”）ｉｎ　　ｊのなかで最大の値をΔＥ１と
する。測定数ｎは多い方が好ましいが、通常は無作為に
１０点のサンプルをとって測定し、上式により計算する
。このΔＥ１が２０以上では直交ニコル下で色ムラ、虹
模様が肉眼で観察され、光学用フィルムとしては使用で
きない、ΔＥ１は２０以下好ましくは、１０以下にする
必要がある。

〔発明の効果〕

このようにして得られた位相差板は、従来のものと比較
して光学的に色ムラの少ないものであるから、光学フィ
ルターをはじめとする各種光学用途、液晶表示体の用途
等の新規用途に使用することが出来る。

液晶表示体に適用する場合の一例を以下に示す。

（１）ＴＮ型液晶表示装置の上偏光板の上側に、位相差
板を配置すれば、偏光サングラスを通してみたとき、ど
の方向からみても虹模様等はなく、従来の楕円偏光板を
用いた場合に比べて表示品質は著しく向上する。

（２）ＴＮ型液晶表示装置の上偏光板の下側に、位相差
板を配置すれば、液晶層の干渉色を大画面にわたって均
一に無くすることができ、表示品質が著しく向上する。

（３）複屈折モード型の液晶表示装置においては、液晶
層に起因する着色が生じる。複屈折モード型液晶表示装
置の上偏光板の下側に、位相差板を適切に配置すれば、
液晶層に起因する着色を大画面にわたって、均一に別の
色（例えばグレイ色）にかえることができて表示品質が
向上する。

なお本発明は液晶表示体用のレターデーションが７００
ｎｍ以下の位相差仮に特に適している。

〔実施例〕

以下実施例により、本発明を説明する。なお実施例にお
けるＲ値の測定は偏光顕微鏡に備えつけたセナルモシコ
ンペンセーターを使用し、光源にはハロゲンランプを用
いた。ΔＥ９は分光光度計を用い、前述の明細書に記載
の方法で測定、計算した。

実施例　１ 厚さ７５μｍの未配向のポリビニルアルコールフィルム
（クラレビニロン：ＶＦ−９Ｐ７５Ｒ）を表面温度１３
０°Ｃの駆動する一対の延伸ロールを使用し、線圧２０
０　ｋｇ　／　ｃｍの圧力下で延伸した。フィルムは１
５μｍに薄肉化され、ネックイン率は１３％であった。

得られた延伸フィルムの両端を固定して、６５°Ｃの７
．５重量％硼酸水溶液に３分間浸漬した。乾燥後、該フ
ィルムの両面に８０μｍの三酢酸セルロースフィルム（
フジタック、富士フィルム社製）をウレタン系接着剤を
用いて貼合した。該フィルムは、Ｒ値が約５８５ｎｍ、
ΔＥ”　は９．７で均質な品質を有し、光学的色ムラは
ほとんど観察されず、本発明の位相差板として使用可能
であった。

実施例　２ 実１１　例１と同じポリビニルアルコールフィルムを延
伸ロールの表面温度を１００°Ｃとして同様に延伸を実
施し、１８μｍの延伸フィルムを得た。

該延伸フィルムの両端を固定して、６５°Ｃの７．５重
量％硼酸水溶液に２分間浸漬した。乾燥後、該フィルム
の両面に８０μｍの三酢酸セルロースをウレタン系接着
剤を用いて貼合した。

該フィルムはＲ値が約５３５ｎｍ、ΔＥ９は８．５で均
質な品質を有し、光学的色ムラはほとんど観察されず本
発明の位相差板として使用可能であった。

実施例　３ 実施例２で得た硼酸処理フィルムをベンズアルデヒド１
．５重量％、硫酸１０重量％、界面活性剤として臭化セ
チルトリメチルアンモニウム０、２　重量％の７０°Ｃ
水溶液に３分間浸漬した。

乾燥後、該フィルムの両面に８０μｍの三酢酸セルロー
スフィルムをウレタン系接ｉ　剤ヲ用いて貼合した。該
フィルムはＲ値が約４８０　ｎｍ、ΔＥ＊は９．２で均
質な品質を有し、光学的色ムラはほとんど観察されず本
発明の位相差板として使用可能であった。

実施例　４ 実施例１で得た延伸フィルムの両端を固定してベンズア
ルデヒド２．０重量％、硫酸１０重量％、界面活性剤と
して臭化セチルトリメチルアンモニウム０．２重量％の
７０°Ｃ水溶液に５分間浸漬した。乾燥後、該フィルム
の両面にコロナ処理した１００μｍのポリカーボネート
フィルムをエポキシ系接着剤を用いて貼合した。該フィ
ルムはＲ値が約４７０ｎｍ、ΔＥ１は１０．５で均質な
品質を有し、光学的色ムラはほとんど観察されず本発明
の位相差板として使用可能であった。

比較例　１ 実施例１で使用した未配向のポリビニルアルコールフィ
ルムを用いて湿潤延伸法で延伸フィルムを作製した。４
０°Ｃの水槽の前後に各一対の駆動ピンチロール群を設
は周速度比をかえながら２６μｍの湿式延伸ポリビニル
アルコール配向フィルムを得た。得られた延伸フィルム
は３２％のネックインを生じるとともに直交ニコル下で
観察すると鮮明な縦筋状の模様が見られΔＥ″を測定す
ると２９であった。本発明の位相差板用延伸フィルムと
して使用不可能であった。

比較例　２ 実施例１で使用した未配向のポリビニルアルコールフィ
ルムを５５０ｍｍ幅に両耳をスリット仕上げした後、乾
式ロール間引張延伸法で延伸フィルムを作製した。装置
は多段ロール式引張延伸機であった。予熱ロールは、外
径２８０ｍｍ、面長６００ｍｍの金属ロールが４本と同
一仕様の延伸ロールが２本の縦延伸機である。

なお延伸ロールには各々すべり防止のピンチロールが設
置されている。

予熱ロール、延伸ロールとも１４０°Ｃにおいて機械倍
率（延伸ロール周速度比）３．３倍の延伸を施し延伸フ
ィルムを得た。このときのネックイン率は２．５％であ
った。直交ニコル下でこの延伸フィルムを観察したとこ
ろ鮮明な縦筋模様が見られ八Ｅ＊を測定すると２２であ
った。

本発明の位相差板用の延伸フィルムとして使用不可能で
あった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアルコール又はその誘導体からなるフ
   ィルム又はシートを一軸方向に延伸し、硼酸を含む水溶
   液および／又はアルデヒドを含む水溶液で処理したのち
   、該フィルム又はシートの両面又は片面に光学的に無配
   向で、かつ透明な高分子フィルム又はシートを貼合して
   形成されることを特徴とする位相差板。
2. （２）前記一軸方向に延伸されたフィルム又はシートの
   ネックイン率が２０％以下である特許請求の範囲第１項
   記載の位相差板。
3. （３）前記位相差板のレターデーションの測定値が７０
   ０ｎｍ以下の範囲にある特許請求の範囲第１項記載の位
   相差板。
4. （４）前記位相差板のレターデーションの測定値が７０
   ０ｎｍ以下の範囲であって、かつ該位相差板を直交ニコ
   ル下にその光学主軸が４５度になるように配置して測定
   したときの色差（ΔＥ＾＊）が２０以下である特許請求
   の範囲第１項記載の位相差板。