JPH03194503A - 位相差補償シート - 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、液晶表示装置に用いられる位相差補償シート
として良好に使用できる。均一な複屈折特性を有する異
方性配向シートに関するものである。

〔従来の技術］ Ｓ　Ｔ　Ｎ　（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａ
ｔｉｃ）液晶デイスプレィにおいて白黒表示を実現する
ためには、ＳＴＮ液晶の複屈折性による着色を除く必要
性がある。

この方法として、光学補償用の液晶セルをさらに重ねて
液晶の着色を消す２層セル方式が実用化されているが、
光学補償用液晶セルは高価であり、また装置が厚く重く
なり、光線の透過率が低下し、より強い光源を必要とす
るなどの欠点を有する。

この様な２層セル方式の欠点を解決する方法として、光
学補償用の液晶セルと同等の光学的特性をもった高分子
シートで置き換える方法があるが、この様な光学特性を
もった高分子シート（以後、位相差補償シートと呼ぶ）
は、複屈折特性を持ち透明度の高いシートであることが
必要である。

表示の色ムラはシートの厚さ、複屈折特性の均一性で決
まるため、この位相差補償シートの均一性が重要となる
。

従来の位相差補償シートの製造方法としては、ベースと
なるシートを加熱後又は、加熱しなから引張延伸法等で
延伸成形することによって作られる。

縦方向と横方向の延伸割合の差で光の複屈折率差（Δｎ
）を持たせる。これに、シートの厚みｔを掛けた数値、
レターデーションＲ−△ｎ−ｔを補償する液晶セルと同
じに合わせる。

位相差補償シートには、レターデーションＲのバラツキ
が、正確にコントロールされることが必要であり、Ｒの
バラツキは±５％以下、好ましくは±２％以下、更に好
ましくは±１％以下のシートが要求されている。

延伸成形によって得られる配向シートの配向度の大きさ
は、ベースとなるシートの樹脂の違いにより延伸成形の
際の加熱温度依存性に差があり、均一な配向度を持った
配向シートを得ることは困難であった。

均一な複屈折特性をもった位相差補償シートを得るため
には、均一な配向度と均一な厚みをもった配向シートを
得る必要があり、従来の方法では均一な複屈折特性をも
った大面積のシートを得ることは困難であった。

〔発明が解決すべき課題］ 本発明の目的は、上記の様な問題点を解決した均一な複
屈折特性をもった位相差補償シートを提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は （１）重量平均分子量が１５万以上５０万未満の高分子
量アクリル系ポリマーを主体とする透明樹脂の異方性配
向シートからなる位相差補償シートである。

また、本発明の好ましい実施態様としては（２）高分子
量アクリル系ポリマーの重量平均分子量が、２０万以上
３５万以下である前記第１項に記載の位相差補償シート （３）高分子量アクリル系ポリマーを５０重重量以上含
有する透明樹脂の異方性配向シートからなる前記第１項
、第２項に記載の位相差補償シト （４）異方性配向シートが二軸方向に配向されたシトで
あり、シート面内で延伸倍率が最大な方向（以後、主配
向方向と呼ぶ）での延伸倍率りの平均値りとシート面内
で主配向方向に垂直な方向での延伸倍率ｄの平均値ｄの
比Ｄ／ｄの値が、１．１≦Ｄ／ｄ≦５．０を満たす前記
第１．２．３項に記載の位相差補償シート （５）異方性配向シートが一軸方向に配向されたシトで
あり、シート面内で主配向方向の延伸倍ト （６）異方性配向シートがロール圧延又は圧縮延伸成形
法によって延伸成形された前記第１項ないし第５項に記
載の位相差補償シート などが挙げられる。

以下に本発明について詳細に説明する。

本発明者らは、各種ポリマーシートを用いて、異方性配
向シートを試作したところ、延伸成形によって得られる
配向シートの配向度の大きさは、ベースとなるシートの
分子量の大きさの違いにより、延伸成形の際の加熱温度
依存性に差があり、ベースとなるシートの分子量が小さ
い程、配向シトの配向度の加熱温度依存性が大きく、逆
に、ベースとなるシートの分子量が大きい程、配向シト
の配向度の加熱温度依存性が小さくなることを見出した
。

ここで、本発明の高分子量アクリル系ポリマーを主体と
する透明樹脂を延伸成形した異方性配向シートと低分子
量ポリマーを延伸成形した異方性配向シートとを比較す
る。

高分子量アクリル系ポリマーの場合、分子鎖の絡みが強
く延伸成形の際の加熱温度に差が生じても、延伸倍率及
び異方性が等しければ、分子の配向度に差が生じにくい
。これに対して低分子量ポリマーの場合、分子鎖の絡み
が少なくすぬけが生じやすく、延伸成形の際の加熱温度
に差が生じたとき、延伸倍率異方性が等しくても、分子
の配向度に差が生じやすい。

この結果、均一な配向度をもった配向シートを得ようと
したとき、低分子量ポリマーの場合精密な加熱温度制御
をする必要がある。

均一な複屈折特性をもった位相差補償シートを得るため
には、均一な配向度をもった配向シートを得る必要があ
る。この点で、高分子量アクリル系ポリマーを主体とし
た透明樹脂の異方性配向シ−トからなる位相差補償シー
トは、均一な複屈折特性を有することを見出し、本発明
に至った。

本発明に述べる高分子量アクリル系ポリマーは、前述の
様に、その分子量が大きいもの程、異方性配向シートの
複屈折特性の均一性の点で好ましい。

本発明で用いる高分子量アクリル系ポリマーとしては、
粘度法により測定した重量平均分子量が、１５万以上で
あり、好ましくは２０万以上３５万以下である。重量平
均分子量は次式から計算した値である。

（７７）　−４，８５Ｘ１０−ｈＸＭ’−”［η］　：
極限粘度（２５°Ｃ、クロロホルム溶液）Ｍ　：重量平
均分子量 重量平均分子量が５０万以上になると、スクリュー押出
成形によるシート成形が困難になる。本発明の位相差補
償シートでは、Δｎ−ｔのバラツキを小さくする上で、
ΔΩとＬのバラツキを小さくすることが必須である。ま
ず、延伸前の樹脂シートの厚みのバラツキを小さくする
ことが必要であり、押出成形により正確な厚みの樹脂シ
ートをつくることが必要である。重量平均分子量が５０
万以上のアクリル樹脂シートはセルキャスト法等により
成形されるが、この方法で該シートの厚みを正確にコン
トロールすることは困難である。すなわち、セルキャス
ト法では、ガラス板２枚でつくられたガラスセルの中へ
メチルメタクリレート等の七ツマ−を流し込んで重合さ
せてシート成形するが、ガラス板の表面にうねりがあり
、±１％以下の厚みバラツキの正確な厚み精度のシート
を成形することは一般に困難である。正確な厚み精度の
アクリル樹脂のシートは、溶融押出成形された樹脂を、
芯が正確に合せられた鏡面ロールにより均一厚みにする
方法などによって良好に成形できた。したがって、位相
差補償シートには、溶融押出成形できる範囲で、分子量
が大きいポリマーが好ましく、検討の結果、重量平均分
子量が１５万以上５０万未満、好ましくは２０万以上３
５万以下の高分子量アクリル系ポリマーを主体とする透
明樹脂が好ましいことを発見し、本発明に至った。

一般に熱可塑性樹脂の重量平均分子量は１５万未満の重
合体が多く使用されており、１５万以上の樹脂は少なく
、２０万以上の樹脂は非常にまれである。重量平均分子
量１５万以上５０万未満の、厚み精度の良好なシートは
、例えば特公昭６１−４６３０５号公報等に示される方
法、すなわち、艶付はロールのロール振れの少ない成形
法などにより良好に成形される。

高分子量アクリル系ポリマーは、透明性に優れ本発明の
位相差補償シートとして良好に使用できる。

本発明の高分子量アクリル系ポリマーとは、メチルメタ
アクリレート（以後ＭＭＡと略称）を主体とした高分子
量アクリルポリマーのことであり、ポリメチルアクリレ
ート（以後ＰＭＭＡと略称）、ＭＭＡとアルキルアクリ
レートの共重合体（Ｃ。

（ＭＭＡ−ＡＡ））　、ＭＭＡ−スチレン共重合体（Ｃ
ｏ　　（ＭＭＡ−３ｔ））　、ＭＭＡ−無水マレイン酸
−スチレン系三元共重合体（Ｃｏ　（ＭＭＡ−ＭＡＨ−
３Ｌ　）　、ＭＭＡ−アクリルアミド共重合体（Ｃｏ　
　（ＭＭＡ−ＭＭＡｍｉｄｅ）等による高分子量アクリ
ル系ポリマーは、良好に使用できる。

高分子量アクリル系ポリマーを生体とする透明樹脂に、
含有できる高分子量アクリル系ポリマー以外のポリマー
は、高分子量アクリル系ポリマーと混合した時に、透明
となるポリマーであれば特に限定するものではない。

例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタ
アクリレート、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデ
ン、ＰＥＴ等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６
６、ナイロン４６等のナイロン、ポリエチレンポリプロ
ピレン等のポリオレフィン等、及びこれ等の樹脂のブレ
ンド、共重合体等である。

特にこれらの中で、スチレン−アクリロニトリル共重合
体（ＡＳ樹脂）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等
が良好に使用できる。

各種ポリマーの異方性配向シートによる位相差補償シー
トを比較すると、ポリマーの光弾性係数の違いにより、
位相差補償シートの複屈折率差（Δｎ）に差が生じる。

光弾性係数の大きなポリマーのもの程、配向度が低（で
も大きな複屈折率差が得られ、逆に、光弾性係数の小さ
いポリマのもの程、配向度か高くてもあまり大きな複屈
折率差を得ることができない。

高分子ｉ１ＰＭＭＡによる異方性配向シートは複屈折特
性が均一であり、また全光線透過率も高く、位相差補償
シートとして有用であるが、Ｐ　ＭＭＡは光弾性係数が
小さく、所望のレターデーションＲ＝△ｎ−ｔを得るた
めには、シートの厚みＬを厚くする必要性がある。

これを解決する手段として、光弾性係数を大きくするモ
ノマーを共重合するか、光弾性係数の大きいポリマーを
ブレンドすることが有効である。

アクリル樹脂にブレンドして、透明になる光弾性係数が
大きい樹脂としてＡＳ樹脂が特に有用である。この場合
、ＡＳ樹脂は、スチレン／アクリロニトリルのモノマー
重量比は７５／２５〜９０　／１０が好ましい。

本発明に述べる高分子量アクリル系ポリマーを主体とす
る透明樹脂とは、高分子量アクリル系ポリマーを５０重
量％以上含有する透明樹脂のことである。

高分子量アクリル系ポリマーを主体とする透明樹脂の異
方性配向シートからなる位相差補償シトにおいて、均一
な複屈折特性を得るためには、高分子量アクリル系ポリ
マーを５０重量％以上含有することが好ましい。

高分子量アクリル系ポリマーの含有率が、５０重量％未
満の場合、延伸成形の際の加熱温度の違いにより、得ら
れる異方性配向シートの配向度に差が生じやすく、均一
な複屈折特性をもった位相差補償シートを得ることは困
難である。

均一な複屈折特性をもった位相差補償シートを得るため
には、高分子量アクリル系ポリマーを６０重量％以上含
有することがより好ましく、高分子量アクリル系ポリマ
ーを７０重量％以上含有することがさらに好ましい。

本発明に述べるシートとは、シートあるいはフィルムを
意味し、一般には０．００５〜５＋ｒ＋＋ｎ厚程度のシ
ートである。

本発明に述べる異方性配向シートとは、−軸方向または
二軸方向に配向したシートを言い、後述の方法で求めた
Ｄとｄが等しくない。

また、主配向方向とはシート面内で延伸倍率が最大な方
向である。この主配向方向を求める方法は第１図（ａ）
に示した様に、延伸後のシートに円及びその中心○を描
き、そのシートを加熱収縮させた後の図形、同図（ｂ）
において、中心からの距離が最少になる点Ｐと中心０を
結ぶ直線ＯＰの方向が主配向方向である。

ここで言う加熱収縮とは、透明樹脂のガラス転移温度以
上、好ましくはガラス転移温度より１０°Ｃ以上高い温
度に配向シートを加熱して収縮させることである。

本発明で述べる主配向方向での延伸倍率りの平均値Ｄ、
主配向方向に垂直な方向での延伸倍率ｄの平均値ｄの求
め方は次の様である。

第２図（ａ）に示した様に、主配向方向に平行及び垂直
な方向に辺を持つ長方形の試験片を作り、この上に主配
向方向に平行及び垂直な線分を等間隔に各１０本以上描
く。そしてこのシートを加熱収縮させた後の図形、同図
（ｂ）各線分の長さで収縮前の線分の長さを割ることに
より各線分におけるＤ及びｄが求まる。すなわち、 Ｄ　ｎ　＝　Ａ　ｎ　Ｂ　ｎ　／　Ａ　’　ｎ　Ｂ　’
　　　（ｎ　＝　１〜１０）ｄ、＝ａ、、ｂ、／ａ’　
　　ｂ’　　　（ｎ＝１〜８）及び　ｄｑ　＝Ａ＋　Ａ
ｇｏ／Ａ’　ＩＡ’　＋。。

ｄ、。−Ｂ、Ｂ、。／Ｂ’＋Ｂ’＋。

である。こうして求めたり、ｄの平均値がり、　　ｄで
ある。

本発明の異方性配向シートにおいて、−軸方向に配向さ
れたシートとは、Ｄ＞１．０かつ　ｄ＝１．０のものを
いい、二軸方向に配向されたシートとは、Ｄ＞１．０か
つｄ　＞１．０のものをいう。

本発明において、異方性配向シートはＤ／ｄの値が、１
．１≦Ｄ／ｄ≦５．０を満たすことが好ましい。Ｄ／ｄ
＜１．１では異方性配向シートとならず、Ｄ／ｄ＞５．
０においては均一に延伸することが困難になる。更に好
ましくは、１．３≦Ｄ／ｄ≦４．０であり、最も好まし
くは、１．５≦Ｄ／ｄ≦３．５でである。

本発明の高分子量アクリル系ポリマーを主体とする透明
樹脂を延伸成形して異方性配向シートを得る方法として
は、引張延伸成形法、圧縮延伸成形法、ロール圧延成形
法、インフレーション成形法、ダイ内押出延伸成形法等
が有効である。

この中で、特開昭６０−１４９４２０号公報等に示した
圧縮延伸成形法、特開昭６０−１６８６２４号公報に示
したダイ内押出延伸成形法、ロール圧延成形法は特に有
効に使用できる。

〔実施例］ 実施例１〜７ 第１表、第２表に示すポリマー又はポリマーのブレンド
物のシートを用いて位相差補償シートを成形した。

（以下余白） 以上の７種の樹脂の実施例１〜３の２ｍｍｍｍ−トと実
施例４〜７の１鵬厚シートを、スクリュー押出機で加熱
可塑化し、特公昭６１−４６３０５号公報に示す艶付は
ロール仕上げを行い、厚み精度が厚みバラツキ±２％に
入る高精度シートを成形した。

次いで、該シートを１３０°Ｃ，１４０°Ｃ，１５０°
Ｃでロール圧延し、３．０倍に１軸延伸を行い、位相差
補償シートを成形した。結果を第３表に示した。第３表
より、重量平均分子量が１６万、２６万の本発明の樹脂
を用いた場合Δｎの変化率が小さく、良好な位相差補償
シートが得られた。

実施例８〜１４ 実施例１〜７で示した７種の樹脂シートを、同様に１３
０°Ｃ，１４０°Ｃ１１５０°Ｃで特開昭６０−１４９
４２０号公報などによる公知の圧縮延伸成形法により３
．０倍に１軸延伸成形し、Ｄ＝３．０　、　　ｄ＝１．
０の異方性配向シートを得た。該シートの複屈折特性は
第３表の結果とほぼ同等であった。第３図は、圧縮延伸
成形前の状態を示し、１はアクリル樹脂、２は上型、３
は下型を示す。　（ａ）はその断面図、は平面図を示す
。

（以下余白） （０） ４本イを日月の省しイ申シート言六、吟飴片〔発明の効
果〕 本発明により、液晶表示装置に用いられる位相差補償シ
ートとして良好に使用できる、極めて均一な複屈折特性
を有する異方性配向シートが得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の異方性配向シートの主配向方向を求め
る方法を示したものであり、第２図は延伸倍率のＤ及び
ｄの平均値り、ｄを求める方法を示したものである。 第３図は圧縮延伸成形法により異方性配向シートを得る
ための成形用金型の例を示したものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　重量平均分子量が１５万以上５０万未満の高分子量
   アクリル系ポリマーを主体とする透明樹脂の異方性配向
   シートからなる位相差補償シート。