JPH0315005A - Optical phase difference plate and production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
[産業上の利用分野J
本発明は、光$リ御素子において用いられるプラスチッ
ク製の光学位相差板に関し、特に白黒表示液晶ディスプ
レイの画面の着色を防止するための位相補慣用として適
した光学位相差板に関する.[従米の技術J
透過型の白黒表示液晶ディスプレイにおいては、まず入
射光は裏面の偏光板を通過して直線偏光となり、次に液
晶層に入って楕円偏光に変化する.この楕円偏光のまま
偏光板を通って出射すると、惰円偏光の度合は波長によ
って異なるため、透過光の強さが相異し、表示に着色が
生じてしまう.従って、着色を防止するためには楕円偏
光を再び直線偏光に戻すための位相補信が必要であり、
表示用の液晶層に更に位相補償用の液晶層を重ねて白黒
表示を得ることが行なわれているが、重量や価格の点で
問題があった。このため、位相捕償用の液晶層の代わり
に透明なプラスチックフィルムで分子配向したものを光
学位相差板として用一ることが要望されている.
ここで光学位相差板とは、複屈折性を有するフィルムま
たはシート状物であり、光線が透過した場合に互いに直
交する2方向の屈折率の違(1により、互いに直交する
光線の位相差を生じるものである.
上記白黒表示液晶ディスプレイの着色防止のための位相
捕慣用としては、出射波長と入射波長λとの位相差が入
射波長人となるいわゆるλ板であることが必要である.
λ板については各種光学用途への適用が検討されている
が、満足なものが存在しないのが現状である.λ板につ
レ1て提案されているものとしては、例えば、1軸方向
に延伸した複屈折性を有する光学異方性フィルム又はシ
ートを、その光学的主軸が直交するように2枚又はそれ
以上重ねる方法(特開昭63−167304号公報)、
あるいは重ね合わせない1枚のλ板につり1てのものが
ある(特開昭63−189804号公!l).また、光
源の波長のバラツキに対応したものとして複屈折性結晶
を光学紬に対し傾斜面で切断した位相差板があり(特開
昭62−218905号公報)、これは複屈折性材料を
くさび型に加工した位相差板である。
[発明が解決しようとする課題1
本発明は、特殊な形状などに加工することなく、厚さの
均一な一枚のフィルム又はシートであって、透明度が高
く、且つそれを保持でき、レターデーシ3ン値Rが50
0〜650n−の範囲内で任意の一定な値を保持する位
相差を有しλ板として用いることのできる光学位相差板
を提供しようとするものである.
互いに直交する位相差δは、
δ=(27r/A )(Tle − 7to)d =(
:)r/A )−ΔTl−dで表される。ここでdは位
相差板の厚さ、TleとTtoは直交或分に対する屈折
率、λは入射光の波長である.Δnは複屈折率であり、
ΔTl = (71 e − n o )である。
また、レターデーション値Rは、R=Δn−d(単位n
*)で表されるものである。
入射光の波長が変わる場合、位相差が変化するので、入
射光の波長に応じて位相差板を調整することが必要にな
る.自然光の平均波長は550n一であるが、一般によ
く用いられるナトリウムD線の平均波長は589nmで
ある.λ板を得ようとする場合、レターデーシ3ン値が
入射光線の波長と同一となることが必要であり、液晶デ
ィスプレイで用いる位相差板はレターデーシタン値Rが
500〜6500一の範囲内となることが要求される.
液晶ディスプレイにおいて用いられる光学位相差板の厚
さdは50〜200μ瞳程度であるから、上記レターデ
ーシ3ン値Rとdに応じて所望の複屈折率Δnが定めら
れる.
上記のようなλ板としての用途を考えた場合、フィルム
またはシートを構威するプラスチックスの複屈折率Δn
が正で大きい値のものであることが必要となる.
従来、透明なプラスチックスで分子配向したものとして
は、ポリカーボネートやポリビニルアルコールが知られ
ている.
ボリ77化ビニリデン(PVDF)に代表されるフッ化
ビニリデン系FJ4脂は分子配向性があり、P■叶の延
伸フィルムは、延伸方向の屈折率をn I1、延伸方向
に垂直な方向の屈折率をn土とすると複屈折率ΔTI=
(71+1−T’l)は大きな正の値を示すことに加え
て、耐候性、耐薬品性及び防塵性等の優れた特性を有す
るが、PVDFは結晶性であり、透明性が不十分なので
PVDF単独成分のフィルムでは光学位相差板としては
使用されていなかった。
一方、ポリメタクリル酸メチル(PHM^)に代表され
るメタクリル酸メチル系樹脂は、複屈折率Δnは只の値
を示すが、非結晶性で透明性に優れている.
本発明者はこの点に着目し、フッ化ビニリデン系樹脂と
メタクリル酸メチル系樹脂の混合系において、透明性と
所望の複屈折率を有するものであって、光学位相差板に
適した特性のものを見出すべく研究を行った.
従米、P■叶とPMM^の混合系について、PVDFの
含有量が35重量%以下の!l或では透明性が良いが、
これよりPVDFが多くなると透明性が急激に低下する
との報告がある(USP 3459834,1969)
。しかし、PVDFが35重景%以下の11戒のフィル
ムまたはシートは、たとえ透明性を有するとしてもPV
DF,lが少ないのでλ板として用いるのに十分な複屈
折率を有するには至らない。
また、PVDFとPMM^の混合系において、Pv叶が
14〜60重量%の組成のものについて、PVDF/P
MM^の配合比、延伸倍率および延伸温度に上り複屈折
率Δnが変化することについての報告がある(Bern
dR, lIal+n and Joachim II
, Wendorff, ”POLYMER’″,Vo
l.26,ρpl619 − 1622(1985))
。しかし、この文献においては、PVDFが60重量%
より多いm或のらのについての報告がなく、通常はPV
DFの組戊比が多いほど透明性は低下すると考えられて
いたので、PVDFがより多いm或のものを透明性が要
求される用途に用いることはこの文献からは予期できな
い上、λ板としての用途についても考慮されていない。
またレターデーシジン値がlIi?rlllの!I過と
ともに変化することなく保持されるかどうかについても
不明である.本発明者の研究によれば、PVDFとPM
I4^混合系の組成物を或形、延伸したのみで製造され
たフィルムまたはシートは、レターデーション値が当初
の値を保持できないぽかりでなく、組戊によっては透明
性も時間の経過とともに低下することが判明したからで
ある。従って、この文献からは、λ板として使用できる
光学位相差板を予測することはできない.
本発明は、PVDF/PHMAの混合系のフィルムまた
はシートにおいて、透明性を艮期間にわたって保持し、
レターデーシ3ン値Rが500〜650nmの範囲内の
ある値を長期間にわたって保持するフィルムまたはシー
トを見出し、λ板として使用可能な光学位相差板を提供
すべくなされたものである。
[課題を解決するための千段J
本願発明にかかる光学位相差板は、フッ化ビニリデン系
樹脂とメタクリル酸メチル系樹脂の混合割合が重量比で
65/35以上85/15以下のm戒からなる延伸配向
されたフィルムまたはシートであり、フッ化ビニリデン
系樹脂の結晶構造がβ型構遺を主とし、前記フィルムま
たはシートが寸法安定性を有し、レターデーシシン値R
が500〜650nmの範囲内であることを特徴とする
光学位相差板である.ここで、フッ化ビニリデン系樹脂
の結晶構造がβ型構造を主とするとは、赤外線吸収スペ
クトルでβ型vt造の結晶分率が50%以上、すなわち
a型構遺の結晶分率が50%より少ないことを意味し、
β型vt造の結晶分率を好ましくは60%以上、より好
ましくは70%以上とする.
その測定法はS. Osak iらの方法(Journ
al orPolymer Science Vol.
l3,1071−1083(1975)に記載の方法)
に基づき次のように露出する。すなわち、赤外線吸収ス
ペクトルの波数530cm− ’のところにα型構造の
結晶についてのピークがあり、波数510cm−’のと
ころにβ型構造の結晶についてのピークがある.各ピー
クの位置の啜収から、α型構遣についての吸光度は、
D sxo=lofl+oc I o/ I )53。
β型構遣についての吸光度は、
D s+o=lOf+o( r o/ I )s+。
となり、β型構遺の結晶分率は次の式で計算することが
できる。
上記本発明にかかる光学位相差板は、次のようにして9
i造することが″Cきる。すなわち、本願発明にかかる
光学位相差板の製造方法は、7ツ化ビニリデン系樹脂と
メタクソル酸メチル系樹脂の混合割合が重量比で65/
35以上85/15以下の組成からなる混合物を均一に
混練し、溶融押出によりフィルムまたはシートに成形後
急沿して、そのフィルムまたはシート中のフッ化ビニリ
デン系a{Jfflの結晶構造がβ型構遺を主とするよ
うにした後、前記フィルムまたはシートに25〜150
℃で延伸処理を行い、該延伸処理後に50〜160℃で
加熱処理を行うことを′vf徴とするものである.
本発明において、フッ化ビニリデンl{脂としては、フ
ッ化ビニリデンホモボリマーはもちろん、フッ化ビニリ
デンをvt或Jjl1位として50モル%以上合有する
共重合体、更にこれら重合体の2種以上のボリマーブレ
ンドであってもよい.フッ化ビニリデンと共重合可能な
好適なものとしては、四フッ化エチレン、六フッ化プロ
ピレン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、フ
ッ化ビニル等が挙げられる.
また、メタクリル酸メチル系樹脂は、メタクリル酸メチ
ルホモポリマーの他、メタクリル酸メチル単量体を構成
単位として70モル%以上と、アクリル酸エステルある
いは、メタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル
を30モル%以下含有する共重合体、更にはこれら重合
体の249以上よりなるボリマーブレンドを含む.なお
、上記共重合体中アクリル酸エステルとしてはアクリル
酸メチル、アクリル酸エチルまたはアクリル酸プロビル
等、メタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステルと
してはメタクリル酸エチルまたはメタクリル酸プロビル
等が好適なものとして例示される.この他に少量の第三
成分を含めることもできる.フッ化ビニリデン系樹脂/
メタクリル酸メチル系樹脂の混合系のフィルムまたはシ
ートにおいては、複屈折率Δnは、フッ化ビニリデン系
樹脂/メタクリル酸メチル系tirfrrIの混合割合
及び延伸倍率で変化する.フッ化ビニリデンM樹W1/
メタクリル酸メチル系樹脂の混合割合は複屈折率の大き
いフッ化ビニリデン系樹脂の量が多いほど、混合系の複
屈折率Δnが大きくなり得る.I/ターデーション値R
を500〜650nmの範囲とするには、フッ化ビニリ
デン系樹脂の混合割合ができるだけ多いことが望ましい
.さらに、500〜650問の範囲とされたレターデー
シ3ン値Rがその値を安定に保持するためにも、フッ化
ビニリデン系樹脂の混合割合ができるだけ多いことが望
ましい.
一方、透明性に関しては、上記のフッ化ビニリデン系F
JINとメタクリル酸メチル系樹脂を種々の混合割合で
、均一に混練し、フィルム状またはシート状に溶融威形
、急冷し、90℃で延伸処理後、加熱処理を行って製?
Lされたフィルムまたはシートは、第1図に示すような
光線透過率を有することカt’ll!11 L タ,
fjS1 図ii、iHI11処理l150μm<7)
J!7さのシートを100℃で10分間加熱処理を行っ
たらのについて、メタクリル酸メチル系樹脂の重量%に
対する光線透過率を示すグラフである.fjS1図にお
いては、メタクリル酸メチル系樹脂100重量%すなわ
ちフッ化ビニリデン系樹脂が0重蛍%のm威のものから
、フッ化ビニリデン系樹脂量が増加して行くとはじめ光
線透過率が徐々に低下するが、フッ化ビニリデン′A6
{1]ff50重量%付近で光線透過率が極小値となり
、フッ化ビニリデン系樹脂が50重量%を越えると光線
透過率は再び向上し、7−/化ビニリデン系樹脂が70
ffi量%付近で厖大値を示している.fjS1図にお
いて注目すべき点は、延伸処理後に加熱処理を行ったも
のであるのにもがかわらず、フッ化ビニリデン系樹脂が
58〜85ffl量%の範囲で、シートが非常に高い光
線透過率を有することである。
また、本発明者の実験によれば、上記延伸処理後加熱処
理を施す前のシートは、fP12図に示すような光線透
過率を有する.すなわち、フッ化ビニリデン系樹脂が5
0重量%の付近で極小値を持つことなく、フッ化ビニリ
デン系樹m量が80重量%の付近までシートはメタクリ
ル酸メチル系樹Jffll00重量%の場合と同程度の
高い光線透過率を有する.従って、透明性のみの要件が
らすれば、加熱処理はむしろ望ましくないかに見える.
一般には、フッ化ビニリデン系樹脂配合系においては、
加熱処理はフッ化ビニリデン系樹脂の結晶性を促進し透
明性を低下すると考えられるからである.しかし、加熱
処理を施さないシートも経時的変化により、例えば常温
に1ケ月〜数ケ月程度放置すると結晶化が進み、第1図
に示すような光線透過率に変化する.常温より高い温度
で使用される場合には、これが更に加速される。
すなわち、延伸前のシート中のフッ化ビニリデン系樹脂
の結晶構造がβ型を主とするように、フッ化ビニリデン
系樹脂とメタクリル酸メチルi 81 1Jffを均一
に混練して成形後急沿した後、25〜150℃で延伸さ
れたシートにおいては、フッ化ビニリデン系用1M58
〜85迅量%の組戒範囲において、透明性が阻害されな
い領域があることがt−q明した.そして上記特定の!
11成範囲のものを用いる限りにおいては、加熱処理の
有無は透明性に影響を与えな〜1.
ところが、本発明者によって、延伸処理後の加熱処理は
、後記するようにレターデーシタン値を向上させ、7ツ
化ビニリデン系樹脂65〜85重量%の組成範囲であれ
ば、レターデーション値を一定に保持する効果もあるこ
とが発見された。このため、本発明にがかるgI遣方法
においては、延伸処理後の加熱処理を必須の工程として
採用し、フッ化ビニリデン系樹脂が65〜85重量%の
ものに加熱処理を施すことによって、レターデーシタン
値と透明性の双ノjの条件を満足し、λ板としての用途
に好適なフィルムまたはシートを得ることに成功した.
まず、透明性の条件につν・では、第1図から、フッ化
ビニリデン系樹脂/メタクリノレ酸メチノレ系街rmの
配合割合が重量比で、58/42以上85/15以下、
望ましくは70/30付近とすることが光線透過率力C
90%より大きい透明性の優れた7イノレムまた1よシ
ートを得るための条件であることがわh・る.上記IJ
l威範囲で光ノダ透過率が90%より大きい透明性が得
られる埋山は次のように考えられる.メタクリル酸メチ
ル系樹脂は非品質であり透明性が優れているのに対して
、フッ化ビニリデン系樹脂には結晶が微細なβ型構造の
結晶と結晶径が数μ一〜数10μmの大きい球晶構造ま
でに戊長ずるα型構遺の結晶とがあり、α型構造の結晶
の生長は透明性を阻害することカl知られているが、上
記組或範囲の場合、フッ化ビニリデン系用脂とメタクリ
ル酸メチル系樹脂が十分均一に混合されることによって
、フッ化ビニリデン系樹1mのα型構遺の結晶の生成が
メタクリル酸メチル系用脂に阻害されるためと考えられ
る。すなわち、上記領域は、β型構遣の結晶が安定化す
る特殊な領域であるためと考えられる。この領域では、
α型hη造の結晶は全く存在しない訳ではないが、赤外
線吸収スペクトルによる結晶分率で見る限りではα型h
η造の結晶はわずかであり、50%より少ない。
すなわち、フッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がβ型構
造が主となる組威範囲において光線透過率の高いフィル
ムまたはシートが得られ、且つその組戒範囲においては
、フッ化ビニリデン系樹脂の混合割合が高いので所望の
複屈折率のものを得ることができる。
尚、上記においては、画面の明1rFjに影響する光線
透過率によって透明性を述べたが、画像の鮮明度に影響
する公価についても、本発明にがかる光学位相差板は曇
価が2%より小さく、鮮明な画像が得られる.
前記したように混合系の組戒においてはフッ化ビニリデ
ン系樹脂の量が多いほど複屈折率Δnが大きくなるが、
威形されたフィルムまたはシートが未延伸の場合には、
レターデーション値を500〜650nmの範囲内とす
るには複屈折率Δnの大きさが不十分である。成形され
たフィルムまたはシートに延伸処理を行うことによって
、結晶の配向度を大きくしてΔnを大きくすることが必
要である。しかし、いかに延伸倍率を大きくしてビター
デーシコン値尺が所望の値となる複屈折率となるように
しても、その値が経時的に大きく変化しては実用上意味
がない.本発明者の知見によれば、延伸処理後に熱処理
をして寸法安定性をもたらしても、例えば7ツ化ビニリ
デン系樹脂とメタクリル酸メチル系樹脂との組成比が5
0750あるいは60/40の時には、70℃50時問
後に、それぞれ15%、5%のレターデーション値の変
化が認められるのである.
本発明者はフッ化ビニリデン系樹脂が多いほど延伸処J
!I!後の加熱処理によりレターデーション航がより安
定になること、そしてフッ化ビニリデン系O{脂とメタ
クリル酸メチル系樹脂の混合割合がm,+H比で85/
35以上であればレターテ゛−シコン値がほぼ一定に保
持されることを見出し、本発明の構成であれば、90%
以上の透明性ら併せて満たすことを知見して本発明を完
威したものである。
フッ化ビニリデン系樹脂とメタクリル酸メチル系樹+1
ffの望ましい混合割合は、重量比で70730以上8
0/20以下である.
なお、本発明において寸法安定性とは、フィルム又はシ
ートを延伸熱処理後、40℃24時問後における、延伸
方向の収縮率が2%以内であると定義する.実験によれ
ば、加熱処理を行わない場合には収縮率が10%以上に
もなるのに対し、加熱処理を行った場合には2%以内で
ある.
かかる寸法安定性をもたらすための加熱処理の温度は、
50℃以上160℃以下とし、好ましくは70〜145
℃である。50℃よりも低い温度では、偏光顕微銚で測
定したレターデーシ3ン値が経時的に変化するおそれが
あり、また160℃よりも高い温度での加熱はフィルム
またはシートが軟化するので操作上問題があり、これ以
上高い温度に加熱してもレターデーション値は向上しな
いからである.熱処理温度は、光学位相差板の捜用温度
よりも高い温度であることが望ましい.一度一定温度で
加熱処理すると、本発明構威蒐囲においてはそれよりも
低い温度ではレターデーシ3ン値には変化がなく、ほぼ
一定の値を示す。
この加熱処理によりレターデーション値が向上する埋山
は、フッ化ビニリデン系樹脂の結晶化度の増大とフッ化
ビニリデン1{脂の非晶部分の分子配向度の向上に基づ
く複屈折率の増加によるものと考えられる.
延伸倍率が小さくても加熱処理により複屈折率が大きく
なるため、本発明による場合には、厚さが100μ一以
下の薄いフィルムまたはシートによっても所望のレター
デーション値を得ることができる。
本発明にかかる光学位相差板の製造方法においては、ま
ず原料である前記のフッ化ビニリデン系樹脂とメタクリ
ル酸メチル系樹脂の混合割合が重量比で65/35以上
85715以下の組成がらなる混合物を均一に混練する
.ここで、「均一に」とは、溶融押出によりフィルムま
たはシートに成形後急冷した際、そのフィルムまたはシ
ート中のフッ化ビニリデン系a!脂の結晶構造が前記し
た赤外線吸収スペクトルでβ型構造を主とする程度に十
分に混練する意である。混線の度合が低いとα型構造を
呈するが、混線の程度が高いほどβ型構造となる。
具体的には、一般的に樹脂の均一混合方法として知られ
ている方法、例えばヘンシェルミキサーサイフロプレン
グーまたは■ブレンr一等で両方の樹脂を均一に混合し
た後、単軸または2軸の押出磯等により樹脂,ll成物
がよく混練されるように押出成のL/D、圧縮比、混線
性を考慮したスクリュー等を適宜に設定して溶融混練し
、混合物のベレットを製造し、このベレットを原料とす
る方法、あるいは、フッ化ビニリデン系樹脂粒子内ヘメ
タクリル酸メチル系モノマーを粒子内重合するなどの方
法により行うことができる,
上記方法により得られたものを次にロール、通常のTダ
イ法(Tグイを用いた押出法)、インフレーション法(
リンググイを用いた押出法)、混練が良くなし得る型の
押出磯の使用などによって、フィルム又はシートに溶融
或形しフィルムまたはシートを得る.
このフィルムまたはシートは溶融押出による戒形後、急
伶される.急伶の程度は延伸ボIのフィルムまたはシー
ト中のフッ化ビニリデン系樹Lmの結晶構造がβ型構造
を主とするようになされる。β型構遣の結晶分率は、望
ましくは60%以上であり、特に望ましくは70%以上
である。
急冷は、室温に放置するよりは急激な伶却を強制的に加
えるもので、具体的には、80゜C以下、好ましくは4
0℃以下、より好ましくは25℃以下の液体または固体
の冷媒にフィルムまたはシートの少なくとも一方の面を
接触させて冷却する方法が採用される.フィルムまたは
シートの厚さが厚いほど中心部が急冷されにくいので冷
媒の温度はより低いものとする必要がある。また、フッ
化ビニリデン系樹脂の混合比が多いほど、より低温での
急冷を行うべきである。通常、急冷は水伶によれば十分
であるが、10℃以下の冷媒による急冷が望ましい。
このようにして得られた未延伸のフィルムまたはシート
をロールまたはテンタ一方式等の延伸磯により延伸する
.延伸の際の温度は25℃以上1.50℃以下とする。
25℃未満では、延伸時に配向斑を発生しやすく、また
150℃を超えると、溶融状態に近付くため延伸が困難
となるからである.奸ましくは60〜140゜C1より
好ましくは80〜130℃である。80℃、特に60℃
を下凹るとレターデーシaンの安定性にやや欠け、13
0℃、特に140℃を上回ると配向度が上がりにくく加
工性に難があるためである.
延伸は、フッ化ビニリデン系樹脂が溶融あるり)は非溶
融の状態、望ましくは非溶融の状態であるフィルムまた
はシートに対してなされる.また延伸は1紬延伸または
2紬延伸である.延伸倍率は、レターデーション値がフ
ィルムまたはシートの配向度に基づく複屈折率とフィル
ムまたはシートの厚さの積であることからレターデーシ
aン値が500〜650問の範囲となるように定められ
る.1紬延伸の場合は、延伸方向に1を上回るが、3倍
以下での延伸倍率、好ましくはl.05〜2.0倍、よ
り好ましくは1.1−1.5倍とする.2IIII延伸
の場合は、縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率の積が
1.3〜9.5、好ましくは1.5〜6.0となるよう
にする。
延伸処理後の加熱処理は、好ましくは加熱処理の少なく
とも最終時においてはフィルムまたはシートが緊張状態
となるように応力(張力)を加えながら行う.且つ加熱
処理後の冷却過程でも緊張状態を維持するようにする。
これは、フィルムまたはシートの変形を防ぎ、形状を一
定に保つためである.加熱処理での初期段階ではフィル
ムまたはシートに応力(張力)を加えながら或いは加え
ることなく行う.
加熱処理の温度は前記した通り、50℃以上160℃以
下、好ましくは70℃以上145℃以下であり、加熱処
理時間は、1秒以上、望ましくは3秒以上、更に望まし
くは10秒以上とする.上記温度範囲で低温度程、また
同一温度では応力を加えている程艮時間を要.するが、
1時間以上の加熱はそれ以上加熱しても効果に変わりが
ないのが通當である。
100℃よりも低い温度では30分以内、100℃〜1
20℃で10分以内、120℃以上で5分以内程度の加
熱で十分効果が得られる.熱処理後に必要に応じてアニ
ーリングしてもよい.
[作用1
本発明の光学位相差板の製造方法においては、フフ化ビ
ニリデン系樹脂とメタクリル酸メチル系樹脂を65/3
5以上85/15以下の特定の配合割合で均一に混練し
たものを溶融戊形、延伸処理さらに加熱処理するため、
寸法安定性を有すると同時に、レターデーション値が5
00〜650nmの範囲内のある値に保持されるフィル
ムまたはシートを得ることができる。そして、上記特定
の配合割合の組威においては、原料の均一混練と急冷の
効果により、フッ化ビニリデン系樹脂のα型構遣の結晶
生艮が阻止され、β型構遺が主として安定に保持される
ので、延伸処理後の加熱処理によってもフィルムまたは
シートの透明性が害されることなく、90%より大きい
光線透過率が維持される。
以下に実施例及び比較例を示す.各実施例、比較例にお
いて、レターデーション値Rは、オリンパス光学工業社
製ベレック式コンベンセーターを用いてナトリウムD#
i(平均波長589n+i )下で測定した複屈折率と
シートのrI.さの積から算出した.また、光線透過率
及び曇価は、JIS−K7105により東京電色社製の
ModelTC−113型によって測定した。[Industrial Field of Application J] The present invention relates to a plastic optical retardation plate used in an optical control element, and in particular to an optical retardation plate suitable for use in phase correction to prevent coloring of the screen of a black-and-white liquid crystal display. Regarding the retardation plate. [Jubei Technology J] In a transmissive monochrome liquid crystal display, the incident light first passes through a polarizing plate on the back side and becomes linearly polarized light, then enters the liquid crystal layer and changes to elliptically polarized light. If this elliptically polarized light is emitted through a polarizing plate as is, the degree of circularly polarized light differs depending on the wavelength, so the intensity of the transmitted light will differ, causing coloration on the display. Therefore, in order to prevent coloring, phase interpolation is necessary to return the elliptically polarized light to linearly polarized light.
A black and white display has been obtained by layering a phase compensation liquid crystal layer on top of the display liquid crystal layer, but this has been problematic in terms of weight and cost. For this reason, it is desired to use a transparent plastic film with oriented molecules as an optical retardation plate instead of a liquid crystal layer for phase trapping. Here, an optical retardation plate is a film or sheet-like material that has birefringence, and when a light ray passes through it, the difference in refractive index in two mutually orthogonal directions (1) In order to prevent discoloration of the above-mentioned black and white liquid crystal display, it is necessary to use a so-called λ plate in which the phase difference between the output wavelength and the input wavelength λ is equal to the input wavelength.
Although the application of λ plates to various optical applications is being considered, there is currently no satisfactory product. For example, what has been proposed for the λ plate is two or more optically anisotropic films or sheets with birefringence stretched in the uniaxial direction so that their optical principal axes are perpendicular to each other. A method of overlapping (Japanese Unexamined Patent Publication No. 167304/1983),
Alternatively, there is one λ plate that is not superimposed on each other (Japanese Unexamined Patent Publication No. 189804/1989!). In addition, there is a retardation plate that is made by cutting a birefringent crystal on an inclined plane with respect to an optical pongee (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-218905), which deals with variations in the wavelength of the light source. It is a retardation plate processed into a mold. [Problem to be Solved by the Invention 1] The present invention is a single film or sheet having a uniform thickness without being processed into a special shape, has high transparency, can maintain its transparency, and has a letter size of 3. value R is 50
The present invention aims to provide an optical retardation plate that can be used as a λ plate and has a retardation that maintains an arbitrary constant value within the range of 0 to 650 n-. The mutually orthogonal phase difference δ is as follows: δ=(27r/A)(Tle − 7to)d=(
:)r/A)-ΔTl-d. Here, d is the thickness of the retardation plate, Tle and Tto are the refractive indexes for orthogonal angles, and λ is the wavelength of the incident light. Δn is the birefringence, and ΔTl = (71 e − no). Moreover, the retardation value R is R=Δn-d (unit n
*). When the wavelength of the incident light changes, the phase difference changes, so it is necessary to adjust the retardation plate according to the wavelength of the incident light. The average wavelength of natural light is 550 nm, but the average wavelength of the commonly used sodium D line is 589 nm. When trying to obtain a λ plate, it is necessary that the retardation value R be the same as the wavelength of the incident light beam, and the retardation plate used in liquid crystal displays must have a retardation value R within the range of 500 to 6500. It is required to become.
Since the thickness d of an optical retardation plate used in a liquid crystal display is about 50 to 200 μ pupil, the desired birefringence Δn is determined according to the retardation values R and d. When considering the use as a λ plate as described above, the birefringence Δn of the plastic that makes up the film or sheet is
It is necessary that the value is positive and large. Conventionally, polycarbonate and polyvinyl alcohol are known as transparent plastics with molecular orientation. Vinylidene fluoride-based FJ4 resin, represented by vinylidene poly77ide (PVDF), has molecular orientation, and the stretched film of P■Ko has a refractive index in the stretching direction of nI1 and a refractive index in the direction perpendicular to the stretching direction. If n soil is the birefringence ΔTI=
In addition to showing a large positive value, (71+1-T'l) has excellent properties such as weather resistance, chemical resistance, and dust resistance, but PVDF is crystalline and has insufficient transparency. Films containing only PVDF have not been used as optical retardation plates. On the other hand, methyl methacrylate resins, typified by polymethyl methacrylate (PHM^), have a mediocre birefringence Δn, but are amorphous and have excellent transparency. The present inventor focused on this point and developed a mixed system of vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin that has transparency and a desired birefringence, and has characteristics suitable for an optical retardation plate. I did research to find out. For the mixed system of Jumai, P■ Kano and PMM^, the PVDF content is 35% by weight or less! Transparency is good in some cases, but
There is a report that transparency decreases rapidly when the amount of PVDF increases (USP 3459834, 1969).
. However, even if a film or sheet with a PVDF of 35% or less is transparent, the PVDF is
Since DF,l is small, it does not have enough birefringence to be used as a λ plate. In addition, in the mixed system of PVDF and PMM^, for those with a composition of Pv leaf of 14 to 60% by weight, PVDF/P
There is a report that the birefringence Δn changes with the blending ratio of MM^, stretching ratio, and stretching temperature (Bern
dR, IIal+n and Joachim II
, Wendorff, ``POLYMER''', Vo
l. 26, ρpl619-1622 (1985))
. However, in this document, PVDF is 60% by weight.
There are no reports of more m or no, usually PV
It was thought that the higher the composition ratio of DF, the lower the transparency, so it cannot be expected from this document that a material with a larger amount of PVDF would be used for applications that require transparency, and it is not suitable for use as a λ plate. There is no consideration given to the use of Also, the letter decisin value is lIi? rllll's! It is also unclear whether it will be maintained without changing over time. According to the research of the present inventor, PVDF and PM
Films or sheets produced by simply stretching the I4^ mixed composition in a certain shape do not have a gap in which the retardation value cannot maintain the original value, and depending on the composition, the transparency also decreases over time. This is because it has been found that Therefore, it is not possible to predict an optical retardation plate that can be used as a λ plate from this document. The present invention provides a PVDF/PHMA mixed film or sheet that maintains transparency over a period of time,
The present inventors have discovered a film or sheet whose retardation value R maintains a certain value in the range of 500 to 650 nm for a long period of time, and has made it to provide an optical retardation plate that can be used as a λ plate. [Sendan J for Solving the Problems The optical retardation plate according to the present invention has a mixing ratio of vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin in a weight ratio of 65/35 or more and 85/15 or less. The crystal structure of the vinylidene fluoride resin is mainly a β-type structure, the film or sheet has dimensional stability, and has a retardation value R.
is in the range of 500 to 650 nm. Here, when the crystal structure of vinylidene fluoride resin is mainly β-type structure, it means that the crystal fraction of β-type VT structure is 50% or more in the infrared absorption spectrum, that is, the crystal fraction of A-type structure is 50% or more. means less;
The crystal fraction of β-type VT structure is preferably 60% or more, more preferably 70% or more. The measurement method is S. The method of Osaki et al.
al or Polymer Science Vol.
13, 1071-1083 (1975))
Based on the following exposure: That is, there is a peak for crystals with an α-type structure at a wave number of 530 cm-' in the infrared absorption spectrum, and a peak for crystals with a β-type structure is at a wave number of 510 cm-'. From the collection of the positions of each peak, the absorbance for the α configuration is Dsxo=lofl+ocIo/I)53. The absorbance for the β-type configuration is D s+o=lOf+o(ro/I)s+. Therefore, the crystal fraction of the β-type structure can be calculated using the following formula. The optical retardation plate according to the present invention is manufactured as follows.
In other words, in the method for manufacturing an optical retardation plate according to the present invention, the mixing ratio of the vinylidene heptatide resin and the methyl methaxolate resin is 65% by weight.
A mixture having a composition of 35 or more and 85/15 or less is uniformly kneaded, formed into a film or sheet by melt extrusion, and then steeply rolled to form a film or sheet in which the crystal structure of vinylidene fluoride a {Jffl is β type. After making the structure the main part, the film or sheet is coated with 25 to 150
The 'vf' characteristic refers to stretching at 50°C to 160°C, followed by heat treatment at 50 to 160°C. In the present invention, vinylidene fluoride l {As the fat, vinylidene fluoride homopolymer, copolymers containing 50 mol% or more of vinylidene fluoride at the Vt or Jjl position, and two or more of these polymers are used. It may also be a polymer blend. Suitable materials copolymerizable with vinylidene fluoride include tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, trifluorochloroethylene, vinyl fluoride, and the like. In addition to the methyl methacrylate homopolymer, the methyl methacrylate-based resin contains 70 mol% or more of methyl methacrylate monomer as a constituent unit and 30 mol% of acrylic ester or methacrylic ester other than methyl methacrylate. Copolymers containing the following, and furthermore, polymer blends consisting of 249 or more of these polymers. In addition, examples of suitable acrylic esters in the above-mentioned copolymer include methyl acrylate, ethyl acrylate, and probyl acrylate, and examples of methacrylic esters other than methyl methacrylate include ethyl methacrylate and probyl methacrylate. Ru. In addition, a small amount of a third component can also be included. Vinylidene fluoride resin/
In a film or sheet of a mixed methyl methacrylate resin, the birefringence Δn changes depending on the mixing ratio of vinylidene fluoride resin/methyl methacrylate tirfrrI and the stretching ratio. Vinylidene fluoride M tree W1/
As for the mixing ratio of the methyl methacrylate resin, the larger the amount of the vinylidene fluoride resin having a large birefringence, the larger the birefringence Δn of the mixed system. I/tardation value R
In order to keep the wavelength in the range of 500 to 650 nm, it is desirable that the mixing ratio of vinylidene fluoride resin be as large as possible. Furthermore, in order to stably maintain the letter score R, which is set in the range of 500 to 650 questions, it is desirable that the mixing ratio of the vinylidene fluoride resin be as high as possible. On the other hand, regarding transparency, the above vinylidene fluoride F
It is made by uniformly kneading JIN and methyl methacrylate resin at various mixing ratios, melting and shaping into a film or sheet, quenching, stretching at 90°C, and then heat treatment.
The treated film or sheet must have a light transmittance as shown in FIG. 11 L Ta,
fjS1 Figure ii, iHI11 treatment l150μm<7)
J! This is a graph showing the light transmittance versus weight percent of methyl methacrylate resin when a 7-inch sheet was heat-treated at 100° C. for 10 minutes. In the fjS1 diagram, the light transmittance gradually changes from 100% by weight of the methyl methacrylate resin, that is, 0 weight% of the vinylidene fluoride resin, as the amount of the vinylidene fluoride resin increases. However, vinylidene fluoride'A6
{1] FF The light transmittance reaches a minimum value around 50% by weight, and when the vinylidene fluoride resin exceeds 50% by weight, the light transmittance increases again, and the 7-/vinylidene fluoride resin reaches a minimum value of 70% by weight.
It shows a huge value near ffi amount%. What is noteworthy in the fjS1 diagram is that although the sheet was heat-treated after stretching, the vinylidene fluoride resin content was in the range of 58 to 85 ffl, and the sheet had a very high light transmittance. It is to have. Further, according to the inventor's experiments, the sheet before being subjected to the heat treatment after the stretching treatment has a light transmittance as shown in the fP12 diagram. That is, vinylidene fluoride resin has 5
Without having a minimum value near 0% by weight, the sheet has a light transmittance as high as that of methyl methacrylate based resin Jffll00% by weight up to 80% by weight of vinylidene fluoride based resin. Therefore, considering only the requirement of transparency, heat treatment seems to be rather undesirable.
Generally, in vinylidene fluoride resin formulation systems,
This is because heat treatment is thought to promote the crystallinity of vinylidene fluoride resin and reduce its transparency. However, even sheets that are not subjected to heat treatment will undergo crystallization and change in light transmittance as shown in Figure 1 due to changes over time, for example, if they are left at room temperature for one to several months. This is further accelerated when used at temperatures higher than room temperature. In other words, vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate are uniformly kneaded, molded, and sharply stretched so that the crystal structure of the vinylidene fluoride resin in the sheet before stretching is mainly β-type. , for sheets stretched at 25 to 150°C, 1M58 for vinylidene fluoride
It was revealed that there is a region where transparency is not inhibited in the range of ~85% speed. And the above specific!
As long as a material with a chemical composition of 1.1 to 1.1 is used, the presence or absence of heat treatment has no effect on transparency. However, the present inventor found that heat treatment after stretching improves the retardation value, as described later, and maintains a constant retardation value within the composition range of 65 to 85% by weight of the vinylidene heptatide resin. It was discovered that it also has the effect of holding For this reason, in the gI method according to the present invention, heat treatment after stretching treatment is adopted as an essential step, and by applying heat treatment to vinylidene fluoride resin containing 65 to 85% by weight, the letter pattern can be improved. We succeeded in obtaining a film or sheet that satisfies the twin conditions of citane value and transparency and is suitable for use as a λ plate. First, regarding the condition of transparency ν, from FIG.
The light transmittance power C is preferably around 70/30.
This is a condition for obtaining an excellent 7-inolem sheet with a transparency greater than 90%. The above IJ
The reason why transparency with a light transmittance of more than 90% can be obtained in the light range can be considered as follows. Methyl methacrylate resin is of poor quality and has excellent transparency, whereas vinylidene fluoride resin has fine crystals with a β-type structure and large spheres with a crystal diameter of several micrometers to several tens of micrometers. There are crystals with an α-type structure that elongate up to the crystal structure, and it is known that the growth of crystals with an α-type structure inhibits transparency, but in the case of the above range, vinylidene fluoride This is thought to be because the methyl methacrylate resin inhibits the formation of crystals of the α-type structure of the vinylidene fluoride resin 1m by sufficiently uniformly mixing the oil and the methyl methacrylate resin. In other words, this is considered to be because the above region is a special region in which the β-structured crystal is stabilized. In this area,
Although α-type hη crystals do not exist at all, as far as the crystal fraction in the infrared absorption spectrum shows, α-type hη crystals do not exist at all.
There are only a few crystals of η structure, less than 50%. In other words, a film or sheet with high light transmittance can be obtained in a composition range in which the crystal structure of the vinylidene fluoride resin is mainly a β-type structure, and in that composition range, the mixing ratio of the vinylidene fluoride resin can be reduced. Since it has a high birefringence, it is possible to obtain a desired birefringence. In the above, transparency has been described in terms of light transmittance that affects screen brightness 1rFj, but regarding the public price that affects image clarity, the optical retardation plate according to the present invention has a haze value of 2%. A smaller, clearer image can be obtained. As mentioned above, in a mixed system, the larger the amount of vinylidene fluoride resin, the larger the birefringence Δn,
If the shaped film or sheet is unstretched,
The birefringence Δn is insufficient to keep the retardation value within the range of 500 to 650 nm. It is necessary to increase the degree of crystal orientation and increase Δn by subjecting the formed film or sheet to a stretching process. However, no matter how high the stretching ratio is to obtain a birefringence that makes the bitterdesicon scale a desired value, it is practically meaningless if the value changes significantly over time. According to the findings of the present inventors, even if dimensional stability is achieved by heat treatment after stretching, for example, the composition ratio of vinylidene heptadide resin and methyl methacrylate resin is 5.
At 0750 or 60/40, a change in retardation value of 15% and 5%, respectively, was observed after 50 hours at 70°C. The inventor found that the more vinylidene fluoride resin there is, the more the stretching process J
! I! The retardation becomes more stable through the subsequent heat treatment, and the mixing ratio of vinylidene fluoride (O) fat and methyl methacrylate resin is 85/+H ratio.
It has been found that the letterform value is maintained almost constant when it is 35 or more, and with the configuration of the present invention, it is 90%
The present invention has been completed by discovering that the above-mentioned transparency can be satisfied. Vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin +1
The desirable mixing ratio of ff is 70730 or more in terms of weight ratio8
It is less than 0/20. In the present invention, dimensional stability is defined as a shrinkage rate in the stretching direction of 2% or less after stretching and heating a film or sheet at 40°C for 24 hours. According to experiments, the shrinkage rate is 10% or more without heat treatment, whereas it is less than 2% with heat treatment. The temperature of the heat treatment to provide such dimensional stability is
50°C or more and 160°C or less, preferably 70 to 145
It is ℃. At temperatures lower than 50°C, the retardation value measured with a polarized microscope may change over time, and heating at temperatures higher than 160°C may cause operational problems as the film or sheet will soften. This is because the retardation value will not improve even if heated to a higher temperature. The heat treatment temperature is preferably higher than the search temperature of the optical retardation plate. Once heat-treated at a constant temperature, in the structure of the present invention, the retardation value does not change at lower temperatures and remains approximately constant. The reason why the retardation value is improved by this heat treatment is due to the increase in the crystallinity of the vinylidene fluoride resin and the increase in the birefringence based on the improvement in the molecular orientation of the amorphous part of the vinylidene fluoride resin. It is considered a thing. Even if the stretching ratio is small, the heat treatment increases the birefringence, so in the case of the present invention, a desired retardation value can be obtained even with a thin film or sheet with a thickness of 100 μm or less. In the method for manufacturing an optical retardation plate according to the present invention, first, a mixture consisting of the vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin as raw materials in a weight ratio of 65/35 to 85715 is prepared. Knead evenly. Here, "uniformly" means that when a film or sheet is formed by melt extrusion and then rapidly cooled, the vinylidene fluoride a! The intention is to sufficiently knead the fat so that the crystal structure of the fat is mainly a β-type structure in the infrared absorption spectrum described above. When the degree of crosstalk is low, an α-type structure is exhibited, but as the degree of crosstalk is high, a β-type structure is exhibited. Specifically, after uniformly mixing both resins using a generally known method for uniformly mixing resins, such as a Henschel mixer sifro-pregnancy or a Bren r, a single- or twin-screw mixer is used. Melt-knead the mixture by appropriately setting the L/D, compression ratio, screws, etc. of the extrusion so that the resin and ll components are well kneaded using an extrusion rock etc., and manufacture pellets of the mixture. This can be carried out by a method using this pellet as a raw material, or by intra-particle polymerization of a methyl methacrylate monomer within the vinylidene fluoride resin particles.The material obtained by the above method is then rolled, usually T-die method (extrusion method using T-die), inflation method (
A film or sheet is obtained by melting or shaping into a film or sheet by extrusion method (using a linguine) or by using an extrusion mill of a type that allows good kneading. This film or sheet is formed by melt extrusion and then immediately released. The degree of sharpness is determined so that the crystal structure of the vinylidene fluoride tree Lm in the film or sheet of the stretched hole I is mainly a β-type structure. The crystal fraction of β-type structure is preferably 60% or more, particularly preferably 70% or more. Rapid cooling is a method of forcibly adding rapid cooling rather than leaving it at room temperature, and specifically, it is 80 degrees Celsius or less, preferably 40 degrees Celsius or less.
A method is employed in which at least one surface of the film or sheet is brought into contact with a liquid or solid refrigerant at a temperature of 0°C or lower, more preferably 25°C or lower. The thicker the film or sheet is, the more difficult it is for the center to be rapidly cooled, so the temperature of the refrigerant needs to be lower. Furthermore, the higher the mixing ratio of the vinylidene fluoride resin, the lower the temperature should be used for rapid cooling. Usually, quenching with water is sufficient, but quenching with a refrigerant of 10° C. or lower is preferable. The unstretched film or sheet thus obtained is stretched using a stretching mill such as a roll or tenter type. The temperature during stretching is 25°C or higher and 1.50°C or lower. If the temperature is less than 25°C, orientation unevenness tends to occur during stretching, and if the temperature exceeds 150°C, it approaches a molten state, making stretching difficult. The temperature is preferably 60 to 140°C, more preferably 80 to 130°C. 80℃, especially 60℃
If it is concave downward, the stability of the letter dacian will be slightly lacking, and 13
This is because when the temperature exceeds 0°C, especially 140°C, the degree of orientation is difficult to increase and processability is difficult. Stretching is performed on a film or sheet in which the vinylidene fluoride resin is in a molten or unmolten state, preferably in an unmolten state. The stretching is 1-tsumugi stretching or 2-tsumugi stretching. The stretching ratio is determined so that the retardation value is in the range of 500 to 650, since the retardation value is the product of the birefringence based on the degree of orientation of the film or sheet and the thickness of the film or sheet. In the case of 1 pongee stretching, the stretching ratio in the stretching direction is greater than 1 but not more than 3 times, preferably 1. 05 to 2.0 times, more preferably 1.1 to 1.5 times. In the case of 2III stretching, the product of the stretching ratio in the longitudinal direction and the stretching ratio in the lateral direction is set to be 1.3 to 9.5, preferably 1.5 to 6.0. The heat treatment after the stretching treatment is preferably carried out while applying stress (tension) so that the film or sheet is in a taut state at least at the final stage of the heat treatment. Moreover, the tension state is maintained even during the cooling process after the heat treatment. This is to prevent the film or sheet from deforming and to maintain a constant shape. The initial stage of heat treatment is performed with or without applying stress (tension) to the film or sheet. As mentioned above, the temperature of the heat treatment is 50°C or more and 160°C or less, preferably 70°C or more and 145°C or less, and the heat treatment time is 1 second or more, preferably 3 seconds or more, and more preferably 10 seconds or more. .. Within the above temperature range, the lower the temperature, or the more stress is applied at the same temperature, the longer it takes. But,
It is common that heating for one hour or more does not change the effect even if heated for longer. Within 30 minutes at temperatures lower than 100℃, 100℃~1
Heating at 20°C for less than 10 minutes and at 120°C or higher for less than 5 minutes is enough to achieve the desired effect. Annealing may be performed after heat treatment if necessary. [Effect 1] In the method for manufacturing an optical retardation plate of the present invention, vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin are mixed in a ratio of 65/3.
In order to uniformly knead the mixture with a specific blending ratio of 5 or more and 85/15 or less, it is melt-shaped, stretched, and then heat-treated.
Dimensional stability and retardation value of 5
It is possible to obtain a film or sheet that maintains a certain value within the range of 00 to 650 nm. At the above-mentioned specific composition ratio, the effect of uniform kneading and rapid cooling of the raw materials prevents the crystallization of the α-type structure of the vinylidene fluoride resin, and the β-type structure is mainly maintained stably. Therefore, the transparency of the film or sheet is not impaired even by the heat treatment after the stretching treatment, and a light transmittance of more than 90% is maintained. Examples and comparative examples are shown below. In each Example and Comparative Example, the retardation value R was measured using a Berek convensator manufactured by Olympus Optical Industries, Ltd.
i (average wavelength 589n+i) and the rI. Calculated from the product of . Moreover, the light transmittance and haze value were measured using Model TC-113 manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd. according to JIS-K7105.
【実施例11
ポリフッ化ビニリデンじ1羽化学工業製、商品名KFボ
リマー# 1100)及びポリメタクリル酸メチル(協
和〃ス化学工業製、商品名パラペツ}IIR一1000
)各々80/20の重量分率で調合し、サイコロブレン
ダーを用いて10分間ブレンドし、単紬押出磯で溶融混
練して一旦混合ペレットを作成し、更にこのベレットを
Tグイスを用いてシート状に押出し、内部を水で循環し
ている冷却ロールに通して急伶し、170μ一の厚さの
未延伸シートを作威した。
この未延伸シート中のPVDFのβ型vt造の結晶分率
は70%であり、レターデーシ3ン値は220nmであ
った。引き続き90℃で1.3倍の1軸延伸を施した結
果、厚さが130μ鶴で、レターデーション値が41O
n一のシートとなった.更に該シートを緊張下で80℃
から100℃の範囲において45分間加熱処理を行った
ところ、各加熱処理温度について、レターデーション値
が500〜650nmの苑囲内の特定の値となり、λ板
として使用できるシートを得た.これらのシートの光線
透過率はいずれら94%以上であり、曇価はいずれも0
.3%以下であり、極めて透明性に優れているものであ
った。測定結果を表1に示した。
また、これらのシートにおけるPVDFのβ型構造の結
晶分率は75〜85%の範囲内にあった。
これらのシートはいずれも40℃24時間後におり1て
、収縮率が1.5%以下であり、寸法安定性を有してい
た.更に、上記のシートを恒温乾燥磯に入れ70℃50
時間後に、レターデーション値、光線透過率及1/曇価
を測定した結果、殆ど変化がなかった。
[実施例2I
実施例1と同様にして厚さ160μ懐の未延伸のシート
を作成し、これに1軸延伸の条件を90℃で1.l5倍
に設定したところ、延伸処理後のシートの厚さは140
μ鴇であり、P■叶のβ型構遣の結晶分率は72%であ
り、レターデーション値は345nmであった.このシ
ートを実施例1と同様の緊張下で110゜C〜130゜
Cの範囲において10分間加熱処理を行ったところ、各
加熱処理温度につb)て、レターデーション値が500
〜650nmの範囲内の数値となり、λ板として使用で
きるシートを得た.このシートの光線透過率はいずれも
94%以上、量価はI/1ずれら0.3%以下であった
.測定結果を表1に示す.また、これらのシートにおけ
るPVDFのβ型構遺の結晶分率は75〜85%の範囲
内にあった.これらのシートはいずれも40℃24時間
後におり1て、収縮率が1.5%以下であり、寸法安定
性を有していた。更に、上記のシートを恒温乾燥磯に入
れ70℃50時間後に、レターデーション値、光線透過
率及び曇価を測定した結果、殆ど変化がなかった.
[実施例3】
ボリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルの重量
分率を70730とした池は実施例1と同様にして厚さ
が174μ一の未延伸シートを作戒した。
この未延伸シート中のPVDFのβ型構遺の結晶分軍は
78%であり、レターデーシaン値は190namであ
った.この未延伸シートに80℃で1.15倍の1軸延
伸を施した結果、厚さが150μmで、レターデーショ
冫値は417nmとなった。この延伸されたシートを緊
張下で80℃〜100℃の範囲の温度で45分問加熱処
理を行ったところ、各加熱温度について、レターデーシ
ョン値が500〜650n一の範囲内の特定の値を有し
、λ板として使用できるシートを得た。このシートの光
線透過率はいずれも94%以上、曇価はいずれら0.3
%以下であった.測定結果を表1に示す.
また、これらのシートにおけるPVDFのβ型構遺の結
晶分率は80〜95%の蒐囲内にあった。
これらのシートはいずれも40℃24時間後において、
収縮率が1.5%以下であり、寸法安定性を有していた
。更に、上記のシートを恒温乾燥磯に入れ70℃50時
間後のレターテ゛−ション値、光線透過率及び曇価を測
定した結果、レターデーシaン値の変化率は1.5〜2
.5%に留まり、他は殆ど変わらなかった。
[実施例4]
ボリフッ化ビニリテ゛ンとポリメタクリル酸メチルの重
量分率を65/35とした他は実施例1と同様にして厚
さが130μ体の未廷伸シートを作處した.この未延伸
シート中のPVDFのβ型結晶分率は76%であり、レ
ターデーシラン値は160n鵠であった.この未延伸シ
ートに75℃で1.3倍の1軸延伸を施した結果、厚さ
が100μ鴇で、レターデーション値,は345n一と
なった.この延伸されたシートを緊弓長下で80℃〜1
20℃のylAlII1の温度で10分間加熱処理を行
ったところ、各加熱温度について、レターデーション値
が500〜600nmの範囲内の特定の値を有するλ板
として使用できるシートを得た。これらのシートの光線
透過率はいずれも94%以上、曇価はいずれも0.4%
以下であった。測定結果を表1に示す。
また、これらのシートにおけるPVDFのβ型構造の結
晶分率は80〜95%の範囲内にあった。
これらのシートはいずれも40℃24時間後におレ1て
、収縮率が1.5%以下であり、寸法安定性を有してい
た。更に、上記のシートを恒温乾燥磯に入れ70℃50
時開後に、レターデーション値、光線透過率及び曇価を
測定した結果、レターデーション値の変化率は2.0〜
3.0%に留まり、他は殆ど変わらなかった.
]比較例1]
ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルの重量
分率を90710とした他は実施例1と同様にして厚さ
が150μ鴎の未延伸シートを作威した.この未延伸シ
ート中のPVDFのβ型構造の結晶分率は28%であり
、レターデーシ3ン値は290nmであった.この未延
伸シー゛トに110℃で1.10倍の1袖延伸を施した
結果、厚さが140μ一で、480nmのレターデーシ
ョン値を示した.この延伸されたシートを緊張下で14
5℃、45分間の加熱処理を行ったところ、590nm
のレターデーシ3ン値を有するシートが得られた.更に
このシートの70℃50時問後における、レターデーシ
ョン値、光線透過率及び曇価を測定した結果、殆ど変化
がなかった.しかし、このシートは光線透過率が85%
と低く、その上、曇価が3.5%と非常に高く、液晶デ
ィスプレイの画面の着色防止のための光学位相差板とし
て用いることのできないものであった.シートの特性値
を表1に示した。
また、これらのシートにおけるPVDFのβ型構遣の結
晶分率はいずれも60%以下であった.[Example 11] Polyvinylidene fluoride (manufactured by Kagaku Kogyo, trade name: KF Polymer #1100) and polymethyl methacrylate (manufactured by Kyowa Kagaku Kogyo, trade name: Parapetsu) IIR-1000
) Each was mixed at a weight fraction of 80/20, blended for 10 minutes using a dice blender, melted and kneaded using a single pongee extrusion to create mixed pellets, and then this pellet was shaped into a sheet using a T-shaped tool. The sample was extruded and passed through a cooling roll with water circulating inside to give an unstretched sheet with a thickness of 170 μm. The crystal fraction of β-type VT structure of PVDF in this unstretched sheet was 70%, and the retardation value was 220 nm. Subsequently, the film was uniaxially stretched 1.3 times at 90°C, resulting in a film with a thickness of 130μ and a retardation value of 41O.
It became n-1 seat. Further, the sheet was heated at 80°C under tension.
When heat treatment was performed for 45 minutes at a temperature ranging from The light transmittance of these sheets is 94% or more, and the haze value is 0.
.. It was 3% or less, and had extremely excellent transparency. The measurement results are shown in Table 1. Moreover, the crystal fraction of the β-type structure of PVDF in these sheets was within the range of 75 to 85%. All of these sheets had a shrinkage rate of 1.5% or less after being heated at 40°C for 24 hours, and had dimensional stability. Furthermore, the above sheet was placed in a constant temperature drying oven at 70℃50.
After a period of time, the retardation value, light transmittance, and 1/haze value were measured, and as a result, there was almost no change. [Example 2I An unstretched sheet with a thickness of 160 μm was prepared in the same manner as in Example 1, and uniaxially stretched at 90° C. for 1. When the setting was set to 15 times, the thickness of the sheet after stretching was 140
The crystal fraction of β-type structure of P■ leaf was 72%, and the retardation value was 345 nm. When this sheet was heat treated for 10 minutes in the range of 110°C to 130°C under the same tension as in Example 1, the retardation value was 500 at each heat treatment temperature.
The value was within the range of ~650 nm, and a sheet that could be used as a λ plate was obtained. The light transmittance of this sheet was 94% or more in all cases, and the weight value was 0.3% or less with an I/1 deviation. The measurement results are shown in Table 1. In addition, the crystal fraction of β-type structure of PVDF in these sheets was within the range of 75 to 85%. All of these sheets had a shrinkage rate of 1.5% or less after being heated at 40° C. for 24 hours, and had dimensional stability. Further, the above sheet was placed in a constant temperature drying oven at 70°C for 50 hours, and the retardation value, light transmittance, and haze value were measured, and as a result, there was almost no change. [Example 3] An unstretched sheet having a thickness of 174 μm was prepared in the same manner as in Example 1, with the weight fraction of polyvinylidene fluoride and polymethyl methacrylate being 70,730. The crystal fraction of the β-type structure of PVDF in this unstretched sheet was 78%, and the retardance a value was 190 nm. This unstretched sheet was uniaxially stretched 1.15 times at 80° C., resulting in a thickness of 150 μm and a retardation value of 417 nm. When this stretched sheet was heated under tension at a temperature in the range of 80°C to 100°C for 45 minutes, the retardation value was determined to be a specific value within the range of 500 to 650n for each heating temperature. A sheet that can be used as a λ plate was obtained. The light transmittance of this sheet is 94% or more, and the haze value is 0.3.
% or less. The measurement results are shown in Table 1. Further, the crystal fraction of the β-type structure of PVDF in these sheets was within the range of 80 to 95%. Both of these sheets after 24 hours at 40°C.
The shrinkage rate was 1.5% or less, and the product had dimensional stability. Furthermore, the retardation value, light transmittance, and haze value were measured after placing the above sheet in a constant temperature drying oven for 50 hours at 70°C. As a result, the change rate of the retardation a value was 1.5 to 2.
.. It remained at 5%, with almost no other changes. [Example 4] A 130 μm thick sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that the weight fraction of polyfluorinated vinylite and polymethyl methacrylate was changed to 65/35. The β-type crystal fraction of PVDF in this unstretched sheet was 76%, and the retardation silane value was 160n. This unstretched sheet was uniaxially stretched 1.3 times at 75°C, resulting in a thickness of 100 μm and a retardation value of 345 nm. This stretched sheet was heated at 80°C to 1
When heat treatment was performed at a temperature of ylAlII1 of 20° C. for 10 minutes, a sheet usable as a λ plate having a specific retardation value within the range of 500 to 600 nm was obtained for each heating temperature. The light transmittance of these sheets is 94% or more, and the haze value is 0.4%.
It was below. The measurement results are shown in Table 1. Moreover, the crystal fraction of the β-type structure of PVDF in these sheets was within the range of 80 to 95%. All of these sheets had a shrinkage rate of 1.5% or less after being heated at 40° C. for 24 hours, and had dimensional stability. Furthermore, the above sheet was placed in a constant temperature drying oven at 70℃50.
As a result of measuring the retardation value, light transmittance, and haze value after opening, the change rate of the retardation value was 2.0 ~
It remained at 3.0%, with almost no other changes. Comparative Example 1] An unstretched sheet having a thickness of 150 μm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight fraction of polyvinylidene fluoride and polymethyl methacrylate was 90,710. The crystal fraction of the β-type structure of PVDF in this unstretched sheet was 28%, and the retardation value was 290 nm. This unstretched sheet was stretched once at 110° C. by a factor of 1.10, and as a result, the thickness was 140 μm and the retardation value was 480 nm. This stretched sheet was put under tension for 14
After heat treatment at 5°C for 45 minutes, 590nm
A sheet with a letter decimal value of 3 was obtained. Furthermore, the retardation value, light transmittance, and haze value of this sheet after being heated at 70°C for 50 hours were measured, and as a result, there was almost no change. However, this sheet has a light transmittance of 85%.
Moreover, the haze value was extremely high at 3.5%, and it could not be used as an optical retardation plate for preventing coloring of the screen of a liquid crystal display. Table 1 shows the characteristic values of the sheet. Furthermore, the crystal fraction of the β-type structure of PVDF in these sheets was all below 60%.
【比較例21
ボリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルの重量
分率を60740とした他は実施例1と同様にして厚さ
が130μ鵡の未延伸シートを作成した.この未延伸シ
ート中のPVDFのβ型vtaの結晶分率は76%であ
り、レターデーション値は140nmであった.この未
延伸シートに75℃で1.3倍の1紬延伸を施した結果
、厚さが100μ慟で、レターデーション値は300n
sとなった.この延伸されたシートを緊張下で120℃
で10分間加熱処理を行ったところ、レターデーシaン
値が480nmであり、光線透過率は93%、曇価は0
.7%であった。シートの特性iffを表1に示した.
また、このシートにおけるPv叶のβ型構造の結晶分率
は80%であった.
更にこのシートの、40℃24時間後の収縮率は1.5
%以下であり寸法安定性を有していた。しかし、上記の
シートを恒温乾燥磯に入れ70℃50時間後におけるレ
ターデーション値、光線透過率及び曇価を測定した結果
、レターデーション値の変化率は5%であった.
[比較例31
ポリ7ツ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルの重量
分率を50750とした他は実施例1と同様にして厚さ
が200μ一の未延伸シートを作成した。
この未延伸シート中のPVDFのβ型構造の結晶分率は
78%であり、レターデーション値は70nmであった
.この未延伸シートに50℃で2倍の1紬延伸を施した
結果、厚さが100μ糧で、240n一のレターデーシ
ョン値を示した.この延伸されたシートを緊張下で13
0℃、45分問の加熱処理を行ったところ、650na
のレターデーション値を有するシートが得られたが、こ
のシートは光線透過率が30%と低く、このシートの7
0℃50時問後におけるレターデーション値は750n
mとなり、約15%ら増大してしまった.その上、40
℃24時間後において、収縮率が3.5%であり、液晶
ディスプレイの画面の着色防止のための光学位相差板と
して用いることのできないものであった.シートの特性
値を表1に示した.また、これらのシートにおけるPV
DFのβ型構遣の結晶分率は延伸処理後加熱処理をしな
いもので83%、加熱処理をしたもので45%であり、
β型構造が安定化していないものであった.
[実施例5J
ボリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルの重量
分率を85715とした他は実施例1と同様にして厚さ
が170μ一の未延伸シートを得た.この未延伸シート
中のPVDFのβ型構造の結晶分率は65%であった。
この未延伸シートに100℃で1.2倍の1ld+延伸
を施したところ、厚さが140μmで、レターデーショ
ン値は360nmとなり、光線透過率は90%であり、
曇価は1.0%であった.この延伸されたシートを緊張
下で100℃、10分間の加熱処理を行ったところ、1
1 V D Fのβ型構造の結晶分率は76%であり、
レターデーション値は520nmとなった.シートの特
性埴を表1に示した。
このシートの40℃24時IIlI後においての収縮率
は、1%であり、本発明で定義する寸法安定性を有して
いた。また、上記のシートを恒温乾燥機に入れ70℃5
0時間後のレターデーション値、光線透過率及V曇価を
測定したところ、当初の値と殆ど変わらなかった。
[実施例6〕
実施例1と同じ,IlIIRで厚さ200μ1の未延伸
シートを作威した。このシート中のPVDFのβ型構造
の結晶分率は80%であ0、レターデーション値は80
ns+であった。このシートを縦力向に80℃で1.3
倍に1軸延伸した後、引き続き横方向に90℃で1.5
倍に延伸し、厚さ釣100μ一の2紬延伸シートを得た
。この2軸延伸シートは、延伸完了後、100℃で約3
%の緩和熱処理が施された。熱処理後のシートの1!1
さは105μ瞳でレターデーション値Rは590rv+
であり、光線透過率は94%を示し、40℃24時間後
の収縮率は1%以内であり、また、β型構遺の結晶分率
は80%以上であった.
表 1
実施例PVDF/PMM^延イI1処理厚さNo.
μ醜1 80/20
1.3倍 1302
3
4
5
85/15
1.3倍
1.2倍
140
■
90710 1.1倍 140
〃
2
60740 1.3倍 100
3
50750 2倍
1oo
加熱処理
℃
加熱処理前
80℃45分
90℃45分
100℃45分
加熱処理前
110℃10分
120℃10分
130℃10分
加熱処理前
80℃45分
(資)”0 45分
100℃45分
加熱処理11月
80″ClO分
100℃10分
120″CIO分
加熱処理前
加熱処理前
145℃45分
加熱処理前
120℃10分
加熱処理前
130℃45分
R
光線通過率曇価
94.4
94.4
94.4
94.3
94.3
94,3
94.3
94.3
94.4
94.4
94.4
94.3
94.2
94.2
94.2
94.0
90.O
85.0
85.0
93.5
93.0
94.0
30.5
[発明の効果】
本発明によれば、厚さの均一な1枚のフィルムまたはシ
ートであって、90%より大きい光線透過率を維持し、
更に寸法安定性を有し、レターデーション値Rが500
〜650n一の範囲内にあって且つそのレターデーショ
ン値が一定に保持される光学位相差板が得られるので、
白黒表示の液晶ディスプレイにおける着色防止のための
位相補償用λ板として好適に使用することができ、従米
の液晶層による位相補慣に比べて、装置の重量が軽く、
且つ低価格のものが提供できる.Comparative Example 21 An unstretched sheet having a thickness of 130 μm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight fraction of polyvinylidene fluoride and polymethyl methacrylate was 60,740. The crystal fraction of β-type VTA of PVDF in this unstretched sheet was 76%, and the retardation value was 140 nm. This unstretched sheet was stretched 1.3 times at 75°C, resulting in a thickness of 100μ and a retardation value of 300n.
It became s. This stretched sheet was heated at 120°C under tension.
When heat-treated for 10 minutes at
.. It was 7%. The sheet characteristics iff are shown in Table 1. In addition, the crystal fraction of the Pv leaf β-type structure in this sheet was 80%. Furthermore, the shrinkage rate of this sheet after 24 hours at 40°C was 1.5.
% or less and had dimensional stability. However, the retardation value, light transmittance, and haze value were measured after 50 hours at 70°C by placing the above-mentioned sheet in a constant-temperature drying oven. As a result, the rate of change in retardation value was 5%. Comparative Example 31 An unstretched sheet having a thickness of 200 μm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight fraction of polyvinylidene heptadide and polymethyl methacrylate was 50,750. The crystal fraction of the β-type structure of PVDF in this unstretched sheet was 78%, and the retardation value was 70 nm. When this unstretched sheet was stretched twice at 50°C, it had a thickness of 100 μm and a retardation value of 240 nm. This stretched sheet was held under tension for 13 minutes.
When heat treatment was performed at 0℃ for 45 minutes, the result was 650 na.
A sheet with a retardation value of
Retardation value after 50 hours at 0℃ is 750n
m, an increase of about 15%. Besides, 40
After 24 hours at ℃, the shrinkage rate was 3.5%, and it could not be used as an optical retardation plate for preventing coloring of the screen of a liquid crystal display. The characteristic values of the sheet are shown in Table 1. Also, the PV in these sheets
The crystal fraction of the β-type structure of DF was 83% without heat treatment after stretching, and 45% with heat treatment.
The β-type structure was not stabilized. [Example 5J An unstretched sheet having a thickness of 170 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the weight fraction of polyvinylidene fluoride and polymethyl methacrylate was 85,715. The crystal fraction of the β-type structure of PVDF in this unstretched sheet was 65%. When this unstretched sheet was stretched 1.2 times by 1ld+ at 100°C, the thickness was 140 μm, the retardation value was 360 nm, and the light transmittance was 90%.
The haze value was 1.0%. When this stretched sheet was heated under tension at 100°C for 10 minutes, the result was 1
The crystal fraction of β-type structure of 1 V D F is 76%,
The retardation value was 520 nm. Table 1 shows the characteristics of the sheet. The shrinkage rate of this sheet after 24 hours at 40° C. was 1%, and it had dimensional stability as defined in the present invention. Also, put the above sheet in a constant temperature dryer at 70℃5.
When the retardation value, light transmittance and V haze value were measured after 0 hours, they were almost the same as the initial values. [Example 6] As in Example 1, an unstretched sheet with a thickness of 200 μl was produced using IlIIR. The crystal fraction of the β-type structure of PVDF in this sheet is 80%, which is 0, and the retardation value is 80.
It was ns+. This sheet was heated at 80°C in the longitudinal direction to 1.3
After being uniaxially stretched to 100%, it was then stretched at 90°C to
This was stretched twice to obtain a stretched sheet with a thickness of 100 μm. After completion of stretching, this biaxially stretched sheet is heated to about 3
% relaxation heat treatment was applied. 1!1 of the sheet after heat treatment
The pupil size is 105μ and the retardation value R is 590rv+.
The light transmittance was 94%, the shrinkage rate after 24 hours at 40°C was within 1%, and the crystal fraction of the β-type structure was over 80%. Table 1 Example PVDF/PMM^ Rolling I1 Processing Thickness No.
μ Ugly 1 80/20
1.3 times 1302 3 4 5 85/15 1.3 times 1.2 times 140 ■ 90710 1.1 times 140 〃 2 60740 1.3 times 100 3 50750 2 times 1oo Heat treatment ℃ 80℃ 45 minutes before heat treatment 90℃ 45 minutes 100℃ 45 minutes Before heat treatment 110℃ 10 minutes 120℃ 10 minutes 130℃ 10 minutes Before heat treatment 80℃ 45 minutes ℃10 minutes 120'' CIO minutes Before heat treatment Before heat treatment 145℃ 45 minutes Before heat treatment 120℃ 10 minutes Before heat treatment 130℃ 45 minutes R Light transmission rate Haze value 94.4 94.4 94.4 94.3 94 .3 94,3 94.3 94.3 94.4 94.4 94.4 94.3 94.2 94.2 94.2 94.0 90.O 85.0 85.0 93.5 93.0 94.0 30.5 [Effects of the Invention] According to the present invention, a single film or sheet having a uniform thickness maintains a light transmittance of more than 90%,
Furthermore, it has dimensional stability and has a retardation value R of 500.
Since it is possible to obtain an optical retardation plate whose retardation value is within the range of ~650n-1 and whose retardation value is kept constant,
It can be suitably used as a phase compensation lambda plate to prevent coloring in black-and-white liquid crystal displays, and the device is lighter in weight than conventional phase compensation systems using liquid crystal layers.
Moreover, it can be provided at a low price.
?tS1図は、フッ化ビニリデン系樹脂とメタクリル酸
メチル系樹脂を種々の混合割合で均一に混練し、シート
状に溶融戊形し、延伸処理の後に加熱処理を行ったシー
トについて、メタクリル酸メチル系樹脂の重呈%に対す
る光線透過率を示すグラフである.
第2図は、第1図のシートの加熱処理を行う前のシート
について、メタクリル酸メチル系樹脂の重量%に対する
光線透過率を示すグラフである。
尤楳造通牢
(o/o)
犬樺41境率
(%)? The tS1 diagram shows the results of sheets obtained by uniformly kneading vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin at various mixing ratios, melting and shaping the resin into a sheet, and heat-treating the sheet after stretching. It is a graph showing light transmittance versus resin weight percentage. FIG. 2 is a graph showing the light transmittance relative to the weight percent of the methyl methacrylate resin for the sheet shown in FIG. 1 before being subjected to the heat treatment. Yu Uzotsu Prison (o/o) Inukaba 41 boundary rate (%)
Claims (2)
樹脂の混合割合が重量比で65/35以上85/15以
下の組成からなる延伸配向されたフィルムまたはシート
であり、フッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がβ型構造
を主とし、前記フィルムまたはシートが寸法安定性を有
し、レターデーション値Rが500〜650nmの範囲
内であることを特徴とする光学位相差板。(1) A stretched or oriented film or sheet having a composition in which the mixing ratio of vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin is 65/35 or more and 85/15 or less by weight, and the crystals of vinylidene fluoride resin An optical retardation plate characterized in that the structure is mainly a β-type structure, the film or sheet has dimensional stability, and a retardation value R is within a range of 500 to 650 nm.
樹脂の混合割合が重量比で65/35以上85/15以
下の組成からなる混合物を均一に混練し、溶融押出によ
りフィルムまたはシートに成形後急冷して、そのフィル
ムまたはシート中のフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造
がβ型構造を主とするようにした後、前記フィルムまた
はシートに25〜150℃で延伸処理を行い、該延伸処
理後に50〜160℃で加熱処理を行うことを特徴とす
る光学位相差板の製造方法。(2) A mixture of vinylidene fluoride resin and methyl methacrylate resin in a weight ratio of 65/35 to 85/15 is uniformly kneaded, formed into a film or sheet by melt extrusion, and then rapidly cooled. After the crystal structure of the vinylidene fluoride resin in the film or sheet is made to be mainly β-type structure, the film or sheet is stretched at 25 to 150°C, and after the stretching process, A method for manufacturing an optical retardation plate, characterized in that heat treatment is performed at ~160°C.
Priority Applications (1)
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JP2055828A JPH0315005A (en) | 1989-03-10 | 1990-03-07 | Optical phase difference plate and production thereof |
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