JPH0411203A - 位相差フイルム - 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、位相差フィルムに関するものであり、さらに
詳しくは、位相差斑が少なく、任意のリタデーションが
容易に得られ、耐溶剤性に優れ、斜め方向からの視認性
が良好な位相差フィルムに関するものである。

［従来の技術］ 近年、ワープロやパソコン、液晶テレビ等、液晶表示装
置の使用範囲が拡大しているが、その主役のひとつがＳ
ＴＮ　（スーパーツィステッド・ネマティック）型方式
である。従来、液晶表示装置には液晶分子のねじれ角が
９０°のＴＮ（ツィステッド・ネマティック）型方式が
用いられてきた。

しかし、液晶表示装置の高次時分割駆動大容量化に対し
ＴＮ型方式では対応困難となった。この高次時分割駆動
大容量化に対応する方式とじて、ＳＴＮ型方式が考案さ
れた。ＳＴＮ型方式は、液晶分子のねじれ角をＴＮ型方
式の９０°から１８０〜２７０°へ大きくし、さらに複
屈折効果を利用したことにより、高次時分割駆動大容量
化が可能となった。

ところが、ＳＴＮ型方式では、表示が着色し視認性とコ
ントラスト比が低下しカラー化が困難であった。この色
消しの方法として、染料添加、２層液晶方式などが考え
られたが、前者は、透過率が低下し表示が暗くなる、後
者は、表示体が厚くなったり重くなったりコスト等の問
題がある。これらの問題を解決するのが、複屈折性を有
する高分子フィルムを利用して位相差を補償し色を消す
位相差フィルム方式である。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の位相差フィルム方式に使用される位相差フィルム
には、表面方向の位相差斑が極めて少ないことが要求さ
れている。しかし、従来の位相差フィルムは、位相差斑
が大きく液晶表示装置に組み込んだ場合、色斑を生じ表
示品質を下げていた。

更に、任意のりタープ−ジョンを得ようとした場合、延
伸倍率等の延伸条件を変えることによって得られるが、
目的のりタープ−ジョンを正確に得ることが、非常に困
難であり、製造する度にリターデーションの外れたもの
しか得られていないのが現状である。

一方、位相差フィルムを液晶表示装置に組み込む際には
、感圧接着剤を使用して液晶セルまたは、偏光フィルム
と貼り合わせるが、感圧接着剤中には溶剤が残存してい
る場合があり、従来のポリカーボネート製の位相差フィ
ルムでは、残存溶剤によって白濁、変形が発生していた
。

更に、斜め方向から液晶表示装置を見た場合、位相差フ
ィルムのりタープ−ジョンが増加する方向にあって、表
示の着色、色の反転等の問題がある。

本発明の目的は、これら従来技術の諸欠点を解消せしめ
、位相差斑が少な（、耐溶剤性、視認性に優れた位相差
フィルムを提供することにある。

口課題を解決するための手段］ かかる本発明の目的は、ポリエステルの無定形フィルム
を延伸後、酸またはアルカリによって減量して得られる
位相差フィルムであって、偏光顕微鏡によるリターデー
ションの測定値が２００〜１５００ｎｍの範囲であって
、リターデーション変動指数が１０ｎｍ／ｍｍ以下であ
り、かつ光線透過率が７５％以上であることを特徴とす
る位相差フィルムにより達成される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の延伸とは、１軸延伸及び２軸延伸のことをいう
。１軸延伸は、例えば、幅が拘束された一定幅延伸、幅
の拘束されない自由幅延伸等がある。延伸方向は、縦方
向でも横方向でも良い。２軸延伸は、例えば、逐次延伸
及び同時２軸延伸等がある。更に、延伸後のフィルムを
再度延伸しても良い。以上のような延伸方法があるが、
本発明の場合特に限定されるものでなく、任意に選ぶこ
とができる。

本発明による酸またはアルカリによる減量とは、ポリエ
ステルの加水分解処理による減量処理である。減量処理
に使用される酸としては、例えばトリクロロ酢酸９重ク
ロム酸硫酸混合液等が挙げられる。また、減量処理に使
用されるアルカリとしては、アミン類やナトリウム、カ
リウム、セシウム、リチウム等の水酸化物等が挙げられ
る。更に第４級アンモニウム塩等、例えばラウリル−ジ
メチル−ベンジル−アンモニウムクロライド等の減量促
進剤を併用しても良い。処理温度は、特に限定されない
が、４０°Ｃ以上が好ましい。濃度、処理時間、処理温
度は、目標とする減量の割合によって、その度に調整す
れば良い。

本発明では、酸またはアルカリによる減量により任意の
りタープ−ジョンを得ることができる。

リターデーションは、フィルムの面方向の最大の屈折率
と最小の屈折率の差で表わされる複屈折に厚さを乗じる
ことによって求められる。減量によって、フィルムの厚
さを調整することにより、任意のりタープ−ジョンを得
ることができる。

本発明でいう無定形フィルムとは、実質的に配向を受け
ていないプラスチックフィルムを意味する。プラスチッ
クフィルムは、その配向を屈折率に置き換えて表わすこ
とができる。即ち、配向を受けた場合、全く配向を受け
ていない時の屈折率から変化する。本発明において使用
される無定形フィルムとしては、屈折率が全く配向を受
けていない時の屈折率から−０，００５０〜＋０．００
５０の範囲で変化したプラスチックフィルムが挙げられ
る。

本発明で用いられるポリエステルとは、エステル結合を
主鎖の主要な結合鎖とする高分子の総称であるか、特に
好ましいポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレン２，６ナフタレート、ポリエチレ
ンα、β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン４．４
′−ジカルボキシレト、ポリブチレンテレフタレートな
どであり、これらの中でも、品質、経済性などを総合的
に勘案すると、ポリエチレンテレフタレートが最も好ま
しい。そのため、以後は、ポリエチレンテレフタレート
をポリエステルの代表として記述を進める。

本発明でいうポリエチレンテレフタレート（以後ＰＥＴ
と略称する。）とは、８０モル％以上、好ましくは９０
モル％以上、更に好ましくは９５モル％以上がエチレン
テレフタレートを繰り返し単位とするものである。尚、
酸成分および／またはグリコール成分の一部は下記のよ
うな第３成分と置きかえることができる。

酸成分− イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１５
−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカル
ボン酸、４．４’−ジフェニルジカルボン酸、４４′−
ジフェニルスルホンジカルボン酸、４，４−ジフェニル
エーテルジカルボン酸、ｐ−βヒドロキシエトキシ安息
香酸、アジピン酸、アゼライン酸、セパチン酸、ヘキサ
ヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ε−
オキシカプロン酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピ
ロメリット酸、α１　β−ビスフェノキシエタン−４，
４′ジカルボン酸、α、β−ビス（２−クロルフェノキ
シ）エタン−４，４′　−ジカルボン酸、５−ナトリウ
ムスルホイソフタル酸 一グリコール成分− プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメ
チレングリコール、デカメチレングリコル、ネオペンチ
レンゲリコール、１，１−シクロヘキサンジメタツール
、１，４−シクロヘキサンジメタツール、２．２−ビス
（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、ビ
ス（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）スルホン、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペン
タエリスリトール、トリメチロールプロパン、ポリエチ
レングリコルなど。

また、このＰＥＴの中に公知の添加剤、例えは、耐熱安
定剤、耐酸化安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、有機
の易滑剤、顔料、染料、有機または無機の微粒子、充填
剤、離型剤、帯電防止剤、核剤などを配合してもよい。

上記に述べたようなＰＥＴの極限粘度（２５℃のオルソ
クロロフェノール中で測定）は、０．４０〜１．２０が
好ましく、より好ましくは０．５０〜０．８０、さらに
好ましくは０．５５〜０．７５ｄｌ／ｇの範囲である。

本発明の位相差フィルムは、偏光顕微鏡によるリターデ
ーションの測定値が２００〜１５００ｎｍの範囲にある
。より好ましい範囲は、２３０〜１２００ｎｍである。

この範囲にあるのは、液晶セルのりタープ−ジョンがこ
の範囲にあるためである。液晶表示装置の表示の着色を
解消するには、例えば、液晶セルに同リターデーション
の位相差フィルムを各々の主軸に対し９０°になるよう
に重ね合わせれば、液晶表示装置に組み込んだ場合、表
示の着色を消すことができる。この範囲をはずれた場合
、液晶セルと同リターデーションのものがなく、液晶表
示装置の表示が着色し好ましくない。

本発明の位相差フィルムは、リターデーションが上述の
範囲にあるとともにその変動指数が１０ｎ　ｍ　／　ｍ
　ｍ以下であることが重要である。より好ましくは、０
〜５　ｎ　ｍ　／　ｍ　ｍの範囲である。このリターデ
ーション変動指数とは、リターデーションのフィルム表
面方向の斑の程度を示すもので、１ｍｍの間をおいた２
点のりタープ−ジョンの差である。前述の範囲よりリタ
ーデーション変動指数が大きいと液晶表示装置に組み込
んだ場合、表示の色斑となり好ましくない。

本発明の位相差フィルムの光線透過率は、７５％以上、
好ましくは８０％以上、特に好ましくは８５％以上であ
る。この値より光線透過率が低い場合は、液晶表示装置
の画面が暗くなったりコントラストが下がったりなどし
て視認性上問題となる。

本発明の位相差フィルムの厚さは、１〜５００μの範囲
が好ましく、特に４〜２５０μの範囲が好ましい。厚さ
がこの範囲より小さければ、皺、破れ等、取り扱い性が
悪い。厚さがこの範囲より大きければ、液晶表示装置が
厚くなったり、液晶表示装置を斜めから見た時に表示の
色が反転し易くなる等の問題がある。

本発明の位相差フィルムは、延伸後所定の減量処理を施
すことにより得ることのできるポリエステルフィルム１
枚のみで構成することもできるが、これらを２枚以上積
層して構成しても良い。２枚以上積層すれば、リターデ
ーションを任意に変えることができる。例えば、２枚の
場合それぞれの主配向軸を直交させれば、この位相差フ
ィルムのりタープ−ジョンは、各フィルムのりタープ−
ジョンの差になる。また、それぞれの主配向軸を平行に
して積層すると、この位相差フィルムのりタープ−ジョ
ンは、各フィルムのりタープ−ジョンの和になる。ここ
で、位相差フィルムの主配向軸とは、面方向で最も分子
が配向されている軸である。更に、この位相差フィルム
で前述のりタープ−ジョンの和と差の間のりタープ−ジ
ョンを得ようとすれば、各フィルムの主軸を０°〜９０
°の範囲で交差すると任意の値が得られる。位相差フィ
ルムのりタープ−ジョンの自由度が大きく少品種で様々
なりタープ−ジョンを持った位相差フィルムを容易に得
られることから、延伸したポリエステルフィルムが２枚
以上積層されていることが好ましい。

本発明では、位相差フィルムの主配向軸方向の屈折率よ
りも小さな屈折率の層を少なくとも片側に設けているこ
とが好ましい。ここで、位相差フィルムの主配向軸方向
とは、面方向で最も分子が配向されている軸方向である
。位相差フィルムで表示の着色を修正している液晶表示
装置を斜め方向から見た場合、垂直方向から見た場合よ
りも位相差フィルム中を通過する光の光路が長くなる。

リターデーションは、前記のように複屈折にフィルムの
厚さを乗じることにより得られるが、斜め方向から見た
場合には、厚さが厚くなることと同様になり、リターデ
ーションが太き（なって表示が着色したり色が反転した
りする。位相差フィルムの表面に主配向軸方向の屈折率
よりも小さな屈折率の層を積層することにより、位相差
フィルムを透過する光は屈折によってより垂直方向に修
正される。修正されることにより位相差フィルムを光が
透過する際の光路が短くなり、斜め方向から液晶表示装
置を見た時の表示が着色したり色の反転する角度が深く
なって、斜め方向からの視認性が向上する。積層する層
の屈折率は、１．３０〜１．４９の範囲にあるのが好ま
しく、より好ましくは１．３２〜１．４５の範囲である
。

次に、本発明の位相差フィルムの製造方法の具体例を述
べる。重合過程に析出した、いわゆる析出粒子と無機微
粒子（例えば、粒径１μｍのコロイダルシリカ）を含有
するＰＥＴを常法に従って、乾燥溶融押出し、押出され
たシート状溶融体を冷却固化せしめて、無定形ＰＥＴフ
ィルムを作る。

このフィルムを８０〜１２０°Ｃに加熱して、長手方向
に、１．２〜５倍延伸して１軸配向フイルムとする。次
いで、２軸配向フイルムを得る場合はこのフィルムを９
０〜１３０℃に加熱しつつ、幅方向に、１．５〜４．５
倍延伸する。引き続いて、該１軸配向フイルムもしくは
該２軸配向フイルムを１８０〜２４０℃の熱処理ゾーン
中へ導いて、１〜１０秒間熱処理する。この熱処理中に
、幅方向に３〜１２％の弛緩処理をする方がよい。熱処
理されたフィルムを、中間冷却ゾーンを経て徐々に冷却
し、室温まで至った時点で、巻取機で巻き取り、ミルロ
ールとする。次に、このミルロールをスリッターにかけ
て、希望の幅、長さのフィルム製品ロールとする。更に
この製品ロールからフィルムを巻き出し、濃度０．５〜
５．０％、温度５０〜１２０℃の水酸化ナトリウム浴に
導いて、３０秒〜３０分間処理する。次いで、水洗しＯ
６１〜１０％濃度の酢酸浴で中和処理を行なう。再度水
洗を行ない、３０〜１００℃で乾燥して巻取機で巻き取
り製品ロールとする。

かくして得られたフィルムは、１枚で使用する場合は、
任意の主配向軸の角度に合わせてカットし位相差フィル
ムとする。２枚以上貼り合わせて使用する場合は、各フ
ィルムの主配向軸を任意の角度に合わせて積層後カット
し位相差フィルムとする。これら位相差フィルムをＳＴ
Ｎ液晶セルに組み込み駆動回路を取り付けて、液晶表示
装置とする。

［作用］ 本発明は、ポリエステルを素材とすることで、耐溶剤性
に優れた位相差フィルム得ることができた。更に、酸ま
たはアルカリで減量することにより、位相差フィルムの
りタープ−ジョンを容易に任意の値を得ることが可能と
なり、その上、位相差フィルムのりタープ−ジョン斑を
極めて少なくすることに成功したものである。

また、位相差フィルムの外面に位相差フィルムの主配向
軸方向の屈折率よりも低い層を設けたことにより、斜め
方向からの視認性を良好とすることができた。

［特性の測定方法および効果の評価方法コ本発明におけ
る特性の測定方法および効果の評価方法は次のとおりで
ある。

（１）リターデーション コンペンセーターを装着した偏光顕微鏡で測定を行なっ
た。偏光顕微鏡は、日本光学工業（株）製ＬＡＢＯＰＨ
ＯＴ−ＰＯＬ、　　コンペンセーターは、日本光学工業
５ｏｌｅｉ　１−Ｂａｂｉｎｅ−ｔコンペンセーターを
使用した。測定光は、ハロゲン光である。

（２）リターデーション変動指数 測定するサンプルフィルム上に測定点を採り、その点を
基点として１ｍｍ間隔で直線上に１１点を連続に採りリ
ターデーシヨンを各点で測定した。

リターデーションの測定方法は、（１）項に準する。次
いで、隣合った点のりタープ−ジョンの差を出し、更に
全体の平均を計算してリターデーション変動指数を求め
た。計算式は、次の通りである。

但し、Ｒ：リターデーション変動指数 ｒ１　：各測定点のりタープ−ジョンの値（３）屈折率 ＡＳＴＭ　　Ｄ５４２−５０に準じて、アツベの屈折計
で屈折率を測定した。アツベの屈折計は、アタゴ（株）
製１−Ｔを用いた。

（４）光線透過率 波長４００ｎｍ〜７００　ｎｍの範囲で測定を行ない、
その光線透過率の平均を求めた。測定は、日立製作所（
株）製分光光度計Ｕ−３４００を用いた。

（５）表示の着色の評価 前記した方法で透過型液晶表示装置を作り、これを駆動
させて正面から肉眼で観察して着色の程度を判定し、次
のように評価した。

良好　：表示に着色なし 不良　：表示に着色有り （６）液晶表示装置の包理の評価 前記した方法で透過型液晶表示装置を作り、これを正面
から肉眼で観察して包理の程度を判定し、次の３等級に
区分して評価した。

等級Ａ：全く包理なし 等級Ｂ：微かに包理があるか、用途によっては使用しう
る。

等級Ｃ：包理がひどく、実用に耐えない。

（７）耐溶剤性評価 トルエン、メチルエチルケトンの２種類の有機溶剤中に
、３０秒間浸漬した後、溶剤を乾燥除去して肉眼で白濁
、平面性悪化、溶解跡などの変化を観察した。

良好　：変化なし 不良　：変化有り （８）光線透過率の液晶表示装置の評価（５）項と同様
に透過型液晶表示装置を作り、これを駆動させて正面か
ら肉眼で観察して、コントラスト、画面の暗さを次のよ
うに評価した。

良好　：表示が見やすい 不良　：画面が暗くて表示が見にくい。または、コント
ラストが低く表示が見に くい。

（９）斜め方向からの視認性の評価 （５）項と同様に透過型液晶表示装置を作り、斜め方向
から肉眼で観察して次のように評価した。

評価Ａ：積層層を設けていない位相差フィルムを使用し
た液晶表示装置を観察し て、表示が着色または、色が反転し た角度より、更に深い角度で初めて 着色、色の反転がある。

評価Ｂ：積層層を設けていない位相差フィルムを使用し
た液晶表示装置を観察し て、表示が着色または、色が反転し た角度と同等または、浅い角度で着 色、色の反転がある。

［実施例コ 以下、実施例および比較例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。

実施例１ 粒径０．０１０〜０．０５０μｍの析出粒子（重合工程
中に析出した粒子）を０．０１重量％および粒径的０．
８０μｍの二酸化珪素粒子を０゜０２重量％含有するＰ
ＥＴペレット（極限粘度０゜６３ｄｌ／ｇ）を充分に真
空乾燥した後、押出機に供給して、２８０℃で溶融押出
し、５μｍ力・ｙトの金属焼結フィルターで濾過した後
、Ｔ字型口金からシート状に押出し、これを表面温度５
０°Ｃの冷却ドラムに巻きつけて冷却固化せしめた。こ
の間のシートと冷却ドラム表面との密着性を向上させる
ため、シート側にワイヤー電極を配置して、これに６０
００Ｖの直流電圧を印加した。か（して得られた無定形
ＰＥＴフィルムを、９５℃に加熱して、長手方向に３．
５倍延伸して、１軸延伸フイルムとした。この１軸延伸
フイルムを、９８℃で予熱し、次いで、１０５℃に加熱
しつつ幅方向に３，９倍延伸した。次いで、このフィル
ムを２２５℃の熱風中に導き入れ、１秒間、緊張熱固定
した後、同じ温度雰囲気内で幅方向に元のフィルム幅の
８％収縮を許容し、次いで、再度、同じ温度雰囲気内で
、約１秒間緊張熱固定し、次に、１８０°Ｃ，１５０℃
、１００℃の各ゾーンを通して徐々に冷却していき、最
終的に室温まで冷却し、これを巻取機に導いて、巻き上
げてミルロールとした。次に、このミルロールをスリッ
ターにかけて、フィルム幅６００ｍｍにスリットしてフ
ィルム製品ロールとした。かくして得られた厚さ９．５
μｍのフィルムを、温度９０℃、濃度５．０％の水酸化
ナトリウム浴に６２５秒間浸漬抜水洗し、続いて３．０
％の酢酸溶液で中和後頁に水洗して、４０℃の雰囲気中
で乾燥せしめた。このフィルムを適宜の大きさにカット
して位相差フィルムを作った。

実施例２ 実施例１の位相差フィルムの両面に屈折率１゜３９５８
、厚さ２０μの無定形フッ化アクリレートフィルムを貼
り合わせた。

実施例３ 水酸化ナトリウム浴の浸漬時間を３１０秒間に変更する
以外は、実施例１と全く同じ方法で位相差フィルムを作
った。この位相差フィルムの両面に屈折率１．３９５８
、厚さ２０μの無定形）・ソ化アクリレートフィルムを
貼り合わせた。

比較例１ 実施例１で水酸化ナトリウム処理以降を行なわないで位
相差フィルムとした。この位相差フィルムの両面に屈折
率１．３９５８、厚さ２０μの無定形フッ化アクリレー
トフィルムを貼り合わせた。

比較例２ 実施例１でＰＥＴペレットが含有する二酸化珪素粒子を
０．５０重量％に変更する以外は、実施例１と全く同じ
方法で位相差フィルムを作った。

この位相差フィルムの両面に屈折率１．３９５８、厚さ
２０μの無定形フッ化アクリレートフィルムを貼り合わ
せた。

比較例３ 実施例３で厚さ９．５μのフィルムを３２．３μに変更
する以外は、実施例２と全く同じ方法で位相差フィルム
を作った。この位相差フィルムの両面に屈折率１．３９
５８、厚さ２０μの無定形フッ化アクリレートフィルム
を貼り合わせた。

比較例４ 押出製膜で厚さ１００μ、１０１００ｍｍＸ１００の大
きさの無定形ポリカーボネートフィルムを得た。この無
定形ポリカーボネートフィルムを１７０℃で２゜０倍に
延伸し、位相差フィルムとした。この位相差フィルムの
両面に屈折率１．３９５８、厚さ２０μの無定形フッ化
アクリレートフィルムを貼り合わせた。

表１に実施例１〜・３．比較例１〜４の結果をまとめて
示す。比較例１〜４のように、本発明の請求範囲外の場
合、位相差戻、耐溶剤性、視認性を全て満足した位相差
フィルムは得られなかった。

［発明の効果］ 本発明は、位相差フィルムをポリエステルフィルムで形
成するとともに、そのリターデーション値および変動指
数ならびに光線透過率を特定数値範囲内に入るようにし
たので、この位相差フィル顕著な実用効果を奏するもの
である。本位相差フィルムは、有機溶剤系の粘着剤を直
接コーチイムを組み込んだ液晶表示装置は、表示に包理
がな☆視認性に優れたものとなすことができるというン
グでき、しかも容易に目標のりタープ−ジョンが得られ
るため、各種のデイスプレィ用途に好適である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステルの無定形フィルムを延伸後、酸また
   はアルカリによって減量して得られる位相差フィルムで
   あって、偏光顕微鏡によるリターデーションの測定値が
   ２００〜１５００ｎｍの範囲にあって、リターデーショ
   ン変動指数が１０ｎｍ／ｍｍ以下であり、かつ光線透過
   率が７５％以上であることを特徴とする位相差フィルム
   。
2. （２）２枚以上の位相差フィルムが積層されてなる請求
   項１記載の位相差フィルム。
3. （３）位相差フィルムの少なくとも片側の外面に屈折率
   がＮ＿Ｍ＿Ｄ＞Ｎ＿Ｌなる層を積層してなる請求項１記
   載の位相差フィルム。 ここで、Ｎ＿Ｍ＿Ｄは位相差フィルムの主配向軸方向の
   屈折率、Ｎ＿Ｌは積層した層の屈折率。