JPH0511113A

JPH0511113A - 位相差板の製造方法

Info

Publication number: JPH0511113A
Application number: JP16558491A
Authority: JP
Inventors: Hironori Tabata; 博則田畑
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-19

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連続
的に製造可能にすること。【構成】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
伸した後、テンター延伸機で延伸状態を保持したままフ
ィルムに亀裂を延伸方向に入れ、その熱可塑性樹脂のガ
ラス転移点（Ｔｇ）以上に加熱す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】本発明は光学用途に利用される位
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
分子フィルムであ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60-2450
2）等のフィルムを一軸延伸して作成できることが知ら
れている。延伸方法としては縦一軸延伸、横一軸延伸、
ロール圧延延伸法が知られており、またネックイン率１
０％以下で延伸されたテンター延伸の位相差フィルム
（特開平2- 42406）についても報告されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これまでのテンター延
伸機で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、斜めからみ
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。本発明はテンター延伸機により視野角の広い位相
差板の製造を可能にするものである。

【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
延伸した後、テンター延伸機でその熱可塑性樹脂のガラ
ス転移点（Ｔｇ）以上で延伸方向を保持したままフィル
ムに亀裂を亀裂長さの３．０倍以下の間隔で延伸方向に
入れることにより視野角の広い位相差板を提供する製造
方法である。

【０００６】以下詳細に説明する。位相差板とは、延伸
した高分子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
（位相差補償する）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。

【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。

【０００９】一例として、ｘｚ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）

【００１０】

【数１】

【００１１】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。

【００１２】図１より、完全一軸延伸（ｎｚ＝ｎｙ）の
方がレターデーション値の変化が少なく、かつ、視野角
が広くなることがわかる。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。

【００１３】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。言い換
えると、延伸方向と垂直な方向の拘束をなくすことによ
り（例えば縦一軸延伸で延伸間距離を広く取りネックイ
ン延伸させる方法）、一軸性が高くなる。

【００１４】しかし、テンター延伸機で延伸した場合、
延伸方向と直交する方向がテンタークリップにより拘束
されており、一軸性の高いフィルムが作れなかった（視
野角が狭い）。

【００１５】そこで、テンター延伸機で延伸した一軸性
の高くないフィルムの延伸方向と直交する方向の応力を
緩和するため、鋭意検討した。その結果、テンター延伸
機で延伸したフィルムを、テンター延伸機を用いて以下
の処理を行う。テンタークリップでフィルムを掴ませた
後、フィルムがそのフィルムのガラス転移点（Ｔｇ）以
上に加熱される前に、フィルムに延伸方向に平行に適当
な間隔で亀裂を入れ延伸状態を保持したまま、フィルム
の亀裂させた部分で収縮（ネックイン）を生じさせる
（アニール処理）。この処理により上述の延伸方向と直
交する方向の応力を緩和させることに成功した（視野角
の広い位相差板となる）。

【００１６】また、テンター延伸機で延伸したフィルム
を、テンター延伸機を用いてテンタークリップでフィル
ムを掴ませた後、フィルムがそのフィルムのガラス転移
点（Ｔｇ）以上に加熱された直後に、フィルムに延伸方
向に平行に適当な間隔で亀裂を入れ、そのまま延伸状態
を保持して加熱し、フィルムの亀裂させた部分で収縮
（ネックイン）を生じさせる（アニール処理）ようにし
てもよい。

【００１７】本発明においては、テンター延伸機で延伸
する工程と、テンター延伸機でフィルムに亀裂を入れ収
縮（ネックイン）させる工程（アニール処理）は別工程
でも連続工程でも良い。

【００１８】この収縮（ネックイン）を生じさせるため
にはその熱可塑性樹脂のＴｇ以上で延伸状態を保持しな
ければならない。熱可塑性樹脂のＴｇよりも低い温度で
は収縮（ネックイン）が生じず視野角の広い位相差板に
はならない。

【００１９】また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。

【００２０】本発明では、このアニール処理において、
Ｔｇ以上の温度で加熱されることにより生じる応力の緩
和（屈折率の均一化）と幅方向の収縮により、幅方向の
応力が減少し、その結果、幅方向の屈折率が小さくな
り、縦（長手）方向と幅方向の屈折率差が大きくなる現
象（レターデーション値の増加）が生じている。従っ
て、アニール処理後のレターデーション値は、処理条件
（温度、時間）により、アニール前のレターデーション
値よりも大きい場合もあれば、小さい場合もある。

【００２１】本発明における亀裂は、フィルムの幅方向
のいずれの場所に存在しても良く、また、亀裂の長さに
制限はない（亀裂がフィルムの全幅に及んでも良い）。
本発明における亀裂の間隔は、亀裂の長さの３．０倍以
下が良く（好ましくは１．０倍以下）、その値よりも大
きいと視野角が狭い位相差板となる本発明で用いられる
熱可塑性樹脂フィルムフィルムとは、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。

【００２２】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。延伸条件に関しては、所望のレター
デーション値になるように延伸温度、延伸速度、延伸倍
率、ヒートセット条件を適宜選択すれば良い。

【００２３】

【作用】本発明によれば、テンター延伸機で延伸方向を
保持したままフィルムに亀裂を延伸方向に入れ、その熱
可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上で加熱している
から、延伸方向と直交する方向に収縮して応力が緩和さ
れ、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。

【００２４】

【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幅４３０ｍｍ、厚さ１００μｍのポリサルホンフィルム
をテンター延伸機で、初期テンタークリップ間距離４０
０ｍｍ、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。延伸後の有
効製品幅は５４０ｍｍであった。

【００２５】次に延伸したフィルムを有効延伸幅にスリ
ットし、そのフィルムをテンター延伸機でフィルムの延
伸状態を保持（テンタークリップ間距離５２０ｍｍ）し
て、加熱する前に長さ５２０ｍｍ、間隔３６０ｍｍ（亀
裂長さの０．６９倍）で幅方向に亀裂をいれ、テンター
延伸機によりフィルムに収縮（ネックイン）を生じさせ
た。

【００２６】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。

【００２７】評価の結果、Ｒ値は５３５．５ｎｍ、視野
角特性は１２．３であった。実施例２亀裂間隔を３１２ｍｍ（テンタークリップ間距離の０．
６倍）にした他は実施例１と同様にしてフィルムを作成
した。

【００２８】実施例１と同様に評価した結果、Ｒ値は５
２１．６ｎｍ、視野角特性は１２．５であった。実施例３亀裂間隔を４３２ｍｍ（テンタークリップ間距離の０．
８倍）にした他は実施例１と同様にしてフィルムを作成
した。

【００２９】実施例１と同様に評価した結果、Ｒ値は４
５６．６ｎｍ、視野角特性は１６．８であった。実施例４幅４３０ｍｍ、厚さ１００μｍのポリカーボネートフィ
ルムをテンター延伸機で、初期テンタークリップ間距離
４００ｍｍ、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。延伸後
の有効製品幅は６６０ｍｍであった。

【００３０】次に延伸したフィルムを有効延伸幅にスリ
ットし、そのフィルムをテンター延伸機でフィルムの延
伸状態を保持（テンタークリップ間距離６４０ｍｍ）し
て、加熱する前に長さ５２０ｍｍ、間隔３６０ｍｍ（亀
裂長さの０．６９倍）で幅方向に亀裂をいれ、テンター
延伸機によりフィルムに収縮（ネックイン）を生じさせ
た。

【００３１】実施例１と同様に評価した結果、Ｒ値は５
０５ｎｍ、視野角特性は１２．４であった。比較例１１００μｍ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亀裂間隔を３０００ｍｍ（亀裂長さの５．５６倍）にし
た他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。

【００３３】実施例１と同様に評価した結果、Ｒ値は３
６５．６ｎｍ、視野角特性は２９．７であった。比較例３実施例４と同様にし亀裂を入れずに延伸後の加熱を行っ
た。

【００３４】実施例１と同様に評価を行った。Ｒ値は４
０２．３ｎｍ、視野角特性は２９．６であった。実施例
の位相差板が、比較例の位相差板に比べて、視野角特性
に優れていることがわかる。

【００３５】

【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。

Claims

【特許請求の範囲】

【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
延伸した後、テンター延伸機で延伸状態を保持したまま
フィルムに亀裂を亀裂長さの３．０倍以下の間隔で延伸
方向に入れ、その熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）
以上で加熱することを特徴とする位相差板の製造方法。
【請求項２】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
延伸した後、テンター延伸機でその熱可塑性樹脂のガラ
ス転移点（Ｔｇ）以上で延伸状態を保持したままフィル
ムに亀裂を亀裂長さの３．０倍以下の間隔で延伸方向に
入れることを特徴とする位相差板の製造方法。