JPH0511111A - 位相差板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示を斜めからみた場合の着色を防止
し、視野角の広い液晶表示が可能となる位相差板を製造
すること。 【構成】 熱可塑性樹脂フィルムをテンター延伸機で
横一軸に延伸する工程と、縦（長手）方向にフィルムを
弛緩させ針状物により弛緩状態及び横延伸状態を保持し
た後、上記熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移点（Ｔ
ｇ）以上で加熱する工程とからなる位相差板の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示板に好適に用い
られる位相差板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】位相差板とは光の複屈折性を有する高分
子フィルムからなり液晶表示の鮮明化（着色防止）に用
いられている。

【０００３】位相差板としてはこれまで、セルロース系
樹脂（特開昭63- 167363）、塩化ビニル系樹脂（特公昭
45-34477、特開昭56- 125702）、ポリカーボネート系樹
脂（特公昭41-12190、特開昭56- 130703）、アクリルニ
トリル系樹脂（特開昭56- 130702）、スチレン系樹脂
（特開昭56- 125703）、オレフィン系樹脂（特開昭60-2
4502）等のフィルムを一軸延伸して作成できることが知
られており、延伸方法としては縦一軸延伸（特開平2-19
1904）、横一軸延伸（特開平2- 42406）が報告されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これまでの横一軸延伸
により作成された位相差板は、液晶表示に対し垂直な方
向から見た場合の着色は防止できるものの、斜めから見
た場合は着色が残る（視野角が狭い）という問題点があ
った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、熱可塑性樹脂フィルムを延伸して位相差
板を製造する方法において、テンター延伸機で横一軸に
延伸する工程と、延伸したフィルムを縦（長手）方向に
弛緩させ針状物により弛緩状態と横延伸状態を保持した
後、その熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移点（Ｔｇ）
以上で延伸フィルムを加熱する工程からなる位相差板の
製造方法により、視野角特性の良好な位相差板を提供す
るものである。

【０００６】以下詳細に説明する。位相差板とは、延伸
した熱可塑性樹脂フィルムの複屈折性（延伸による分子
配向により延伸方向とそれに直交する方向の屈折率が異
なるため生じる）を利用し、液晶で生じた位相差を解消
させる（位相差補償）ものである。この位相差補償性能
はレターデーション値と呼ばれΔｎ×ｄで表される。こ
こでΔｎは屈折率の異方性、ｄはフィルムの肉厚であ
る。レターデーション値は測定波長によって異なり、レ
ターデーション値＝測定波長となるレターデーション値
をＲ値と呼び位相差補償性能の代用特性としている。

【０００７】入射光とフィルム面に対する法線との為す
角が増大すると、レターデーション値は変化し（延伸方
向を軸に回転させた場合と延伸方向に垂直な軸で回転さ
せた場合とで増減は異なる）、液晶表示の着色が生じ
る。

【０００８】位相差板のような光学異方体は、３次元方
向の屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）が一様でなく、屈折率
楕円体で表現される。そして各方向の屈折率の関係は、
例えばｘを延伸軸とするとｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚ（固有複屈
折率が負のフィルムでは不等号の向きは逆）であり、完
全一軸延伸の場合、ｎｙ＝ｎｚとなる。一例として、ｘ
ｚ面内でｚ軸からθ（視角）傾斜した方向からみた複屈
折（Δｎｘｚ）、レターデーション値（Ｒｘｚ）を考え
るとそれぞれ以下の式で表される。（電子材料１９９１
年２月号Ｐ４０参照）

【０００９】

【数１】

【００１０】ここで、ｄは厚さ、ｎは平均屈折率であ
る。 （１）、（２）式から得られるθとレターデーション値
の変化率の関係を図１に示す。このレターデーション値
の変化率が小さいほど視野角が広いのである。

【００１１】図１より、完全一軸延伸の方がレターデー
ション値の変化が少なく視野角が広いことがわかる。そ
して分子の配向に二軸性が存在すると、上述のレターデ
ーション値の変化は大きく視野角が非常に狭くなること
がわかる。

【００１２】分子配向の一軸性を高めるためには、延伸
方向と垂直な方向に発生する応力（縮小しようとする応
力）を出来るだけ小さくすることが必要である。テンタ
ー延伸機では、延伸の際延伸方向と直交する方向が拘束
されており、延伸方向と直交する方向に応力が生じてい
る。

【００１３】そこで本発明では、テンター延伸により生
じた延伸方向と垂直な方向の応力を、フィルムを延伸方
向と直交する方向に弛緩させ（図３）、その弛緩状態を
維持しかつ延伸方向を保持したまま、その熱可塑性樹脂
のガラス転移点（Ｔｇ）以上まで加熱することにより緩
和させ、一軸性の高い位相差板の提供を可能とするもの
である。

【００１４】この弛緩量は鋭意検討した結果、延伸後の
フィルムの長さに対し、（１００−（１／延伸倍率の平
方根）×１００）％〜（１００−（１／延伸倍率の平方
根）×１００）×０．８％の範囲にすると、視野角特性
の特に優れた位相差フィルムが作成できることが見いだ
された。（１００−（１／延伸倍率の平方根）×１０
０）％よりも大きい弛緩量ではフイルムにしわが発生し
良好なサンプルが得られにくい。（１００−（１／延伸
倍率の平方根）×１００）×０．８％よりも弛緩量が小
さくなると視野角特性が劣ってくる。

【００１５】また、加熱温度については、ガラス転移点
（Ｔｇ）よりも温度が低いと応力緩和が生じず視野角特
性が改善されない。また、横延伸状態を保持しなければ
（たるみが生じると）レターデーション値が急激に減少
し、その減少量を制御することは困難であり、所望のレ
ターデーション値の位相差板を得ることが難しい。また
フィルムのたるみ量が大きいとレターデーション値が０
の位相差板になることもある。

【００１６】本発明では、フィルムの縦（長手）方向の
弛緩状態を作り出す方法において特に制約はないが、ピ
ンチロールにより過剰にフィルムを供給する方法が好適
である。そして、フィルムの弛緩状態と横延伸状態の保
持は弛緩状態のフィルムの幅両端部を針状物に突き刺す
ことにより行う。

【００１７】具体的な装置としては、布の幅だしに用い
られる装置等が挙げられる。この装置（ピン式アニール
装置）はテンター延伸機のテンタークリップの代わりに
ピン（針状物：図２）でフィルムの耳部を保持するもの
で、フィルムを過剰に供給し、過剰に供給されたフィル
ムの耳部をピンに突き刺す機構を備えたものである（図
４）。

【００１８】本発明で用いられるテンター延伸機は汎用
のもので良く特に制約を受けるものではない。本発明で
用いられる熱可塑性樹脂フィルムとは、セルロース系樹
脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アク
リルニトリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリスチレン
系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ポリサルホン
系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエーテルサルホン
系樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂フィルムの
製造方法としては溶剤キャスト法、カレンダー法、また
は押出法のいずれでもよい。

【００１９】そして、延伸（弛緩）条件に関しては、所
望のレターデーション値になるように延伸（弛緩）温
度、延伸（弛緩）速度、延伸倍率、ヒートセット条件
（温度、時間）を適宜選択すれば良い。

【００２０】

【作用】本発明によれば、テンター延伸により生じた延
伸方向と垂直な方向の応力を、延伸したフィルムを延伸
方向と直交する方向に弛緩させ、その弛緩状態を維持し
かつ延伸状態を保持したまま、その熱可塑性樹脂のＴｇ
以上まで加熱することにより上記応力を緩和させている
ので、一軸性の高い位相差板となり、視野角の広いもの
が得られる。

【００２１】また、本発明においては、針状物により延
伸したフィルムの弛緩状態と横延伸状態を保持している
から、フィルムの縦（長手）方向の弛緩状態及び横延伸
状態を保持したままで、応力の緩和を均一且つ良好に行
うことができ、一軸性の高いフィルムとすることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下実施例にて本発明を詳細に説明する。 実施例１ １００μｍのポリサルホンフィルム（Ｔｇ＝１９０℃）
をテンター延伸機で、延伸温度１９５℃、延伸倍率１．
３５倍で延伸した。その時のＲ値は４１３ｎｍであっ
た。

【００２３】次に延伸したフィルムをピン式アニール装
置で２０５℃、縦（長手）方向の弛緩量を延伸後のフィ
ルムの長さの１３．９％（弛緩量＝（１００−（１／延
伸倍率の平方根）×１００）％）で弛緩させた（加熱時
間３７ｓｅｃ）。

【００２４】作成されたフィルムは厚みが均一で良好な
ものであった。次に作成されたフィルムの評価を行っ
た。視野角特性としては、フィルムを延伸軸、及び延伸
軸と直交する軸（フィルム面内）を軸とし、４５度回転
させた時のレターデーション値（５９０ｎｍ）と０度の
時のレターデーション値の差の絶対値を０度の時のレタ
ーデーション値（５９０ｎｍ）で除した値に１００をか
けた値の大きい方を代用特性とした。この値が小さい方
が視野角特性が良いと言える。評価の結果、Ｒ値は５０
１．６ｎｍ、視野角特性は１２．３であった。

【００２５】実施例２ １００μｍのポリサルホンフィルム（Ｔｇ＝１９０℃）
をテンター延伸機で、延伸温度１９５℃、延伸倍率１．
３５倍で延伸した。その時のＲ値は４１３ｎｍであっ
た。

【００２６】次に延伸したフィルムをピン式アニール装
置で２０５℃、長手方向の弛緩量を延伸後のフィルムの
長さの１１．２％（弛緩量＝（１００−（１／延伸倍率
の平方根）×１００）×０．８０４％）で弛緩させた
（加熱時間３７ｓｅｃ）。厚みが均一で良好なフィルム
が作成された。

【００２７】次に作成されたフィルムの評価を実施例１
と同様に行った。評価の結果、Ｒ値は４６０．６ｎｍ、
視野角特性は１３．９であった。 実施例３ １００μｍのポリカーボネートフィルム（Ｔｇ＝１４９
℃）をテンター延伸機で、延伸温度１５５℃、延伸倍率
１．７０倍で延伸した。その時のＲ値は４１３ｎｍであ
った。

【００２８】次に延伸したフィルムをピン式アニール装
置で１５５℃、長手方向の弛緩量を延伸後のフィルムの
長さの１１．２％（弛緩量＝（１００−（１／延伸倍率
の平方根）×１００）×０．８０４％）で弛緩させた
（加熱時間３７ｓｅｃ）。厚みが均一で良好なフィルム
が作成された。

【００２９】次に作成されたフィルムの評価を実施例１
と同様に行った。評価の結果、Ｒ値は５００．６ｎｍ、
視野角特性は１３．９であった。 実施例４ １００μｍのポリサルホンフィルムをテンター延伸機
で、延伸温度１９５℃、延伸倍率１．３５倍で延伸し
た。その時のＲ値は４１３ｎｍであった。

【００３０】次に延伸したフィルムをで２０５℃、長手
方向の弛緩量を延伸後のフィルムの長さの１０．０％
（弛緩量＝（１００−（１／延伸倍率の平方根）×１０
０）×０．７２０４％）で弛緩させた（加熱時間３７ｓ
ｅｃ）。厚みが均一で良好なフィルムが作成された。

【００３１】次に作成されたフィルムの評価を実施例１
と同様に行った。評価の結果、Ｒ値は４３３．２ｎｍ、
視野角特性は２０．１であった。 比較例１ １００μｍのポリサルホンフィルムをテンター延伸機
で、延伸温度１９５℃、延伸倍率１．３５倍で延伸し
た。

【００３２】作成したサンプルの評価を実施例１と同様
に評価した。Ｒ値は４１３ｎｍ、視野角特性は３１．６
であった。 比較例２ １００μｍのポリカーボネートフィルムをテンター延伸
機で、延伸温度１５５℃、延伸倍率１．７０倍で延伸し
た。

【００３３】作成したサンプルの評価を実施例１と同様
に評価した。Ｒ値は４１３ｎｍ、視野角特性は３１．６
であった。実施例の位相差板が、応力緩和を行わない比
較例の位相差板と比べて、視野角特性に優れていること
がわかる。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、液晶表示を斜めからみた
場合の着色が防止され、視野角の広い液晶表示が可能と
なる位相差板が連続的に作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】横軸を視角θ、縦軸をレターデーション値の変
化率にとりｎｚとｎｙの大小関係の影響をプロットした
グラフである。

【図２】ピンアニール装置のピン（針状物）を示した斜
視図である。

【図３】フィルムの弛緩状態が保持されている様子を示
した説明図である。

【図４】ピン式アニール装置の機構を示した説明図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂フィルムを延伸して位相差
   板を製造する方法において、テンター延伸機で横一軸に
   延伸する工程と、延伸したフィルムを縦方向に弛緩させ
   針状物により弛緩状態及び横延伸状態を保持した後、そ
   の熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移点（Ｔｇ）以上で
   延伸フィルムを加熱する工程からなる位相差板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 テンター延伸機で横一軸に延伸した熱可
   塑性樹脂フィルムの縦方向の弛緩量を、延伸後のフィル
   ムの縦方向の長さに対し、（１００−（１／延伸倍率の
   平方根）×１００）％〜（１００−（１／延伸倍率の平
   方根）×１００）×０．８％の範囲とすることを特徴と
   する請求項１記載の位相差板の製造方法。