KR101640281B1 - 위상차판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

고유 복굴절 값이 정인 수지 A와 고유 복굴절 값이 부인 수지 B를 공압출 또는 공유연하여 수지 A를 함유하는 a층과 수지 B를 함유하는 b층을 포함하는 적층체를 형성하는 공정과, 상기 적층체를 온도 T1에서 한 방향으로 연신하는 공정과, 그 후 온도 T1보다 낮은 온도 T2에 있어서 상기 연신 방향과는 대략 직교하는 방향으로 연신하는 공정을 거쳐서, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta 및 b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb가 0nm<Rea<50nm, 50nm<Rta<100nm, 100nm<Reb<150nm 및 -100nm<Rtb<-40nm를 만족시키는 위상차판을 제조한다. 이에 의해, 제조 공정이 간편한 새로운 제조 방법으로 제조할 수 있는 위상차판을 제공한다.

Description

위상차판의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING WAVE PLATE}

본 발명은 위상차판 및 그 제조 방법 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치의 광학 보상에 바람직한 위상차판 및 그 제조 방법 및 그 위상차판을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 일반적으로, 액정셀과, 이 액정셀을 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 편광판(입사측 편광판 및 출사측 편광판)을 구비하여 구성된다. 한 쌍의 편광판은, VA 모드나 IPS 모드 등의 일반적인 액정 표시 모드의 경우에는, 통상, 크로스 니클(cross nicole) 배치, 즉, 각 편광판이 갖는 흡수축이 대략 직교하도록 배치되고, 무전계시에는 흑 표시(광의 투과를 차단)로 되도록 설계되어 있다.

그러나 이러한 액정 표시 장치를 경사 방향으로부터 관찰한 경우에는, 한 쌍의 편광판의 흡수축이 외견상 직교보다도 큰 각도(둔각)로 되는 것에 의해, 그 결과 광 누출이 발생하는 경우가 있다. 즉, 액정 표시 장치를 경사 방향으로부터 관찰한 경우의 흑 표시가, 정면 방향으로부터 관찰한 경우의 흑 표시에 비해 불완전하게 되기 때문에, 액정 표시 장치를 경사 방향으로부터 관찰한 경우에는, 액정 표시 장치를 정면 방향으로부터 관찰한 경우에 비해 콘트라스트가 저하되는 경우가 있다.

그래서, 이러한 광 누출을 저감하기 위해서, 액정 표시 장치에 있어서는, 통상, 한 쌍의 편광판의 사이에, 이들의 편광판에 기인하는 광 누출을 보상(이하, 적절히, 「편광판 보상」이라고 칭함)하기 위한 위상차판이 마련된다. 편광판 보상 기능을 실현하는 수단으로서, 종래, 면내의 지상축 방향의 굴절률 n_x와, 그것에 면내에서 직교하는 방향의 굴절률 n_y와, 두께 방향의 굴절률 n_z가, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키는 위상차판을, 상기 한 쌍의 편광판의 사이에 두는 것이 제안되어 있다. 예컨대, 특허 문헌 1에는, 수지 필름을 연신할 때에, 그 수지 필름의 한 면 또는 양면에 수축성 필름을 접착하여 적층체를 형성하고, 그 적층체를 가열 연신하여 상기 수지 필름의 연신 방향과 직교하는 방향의 수축력을 부여함으로써, 0<(n_x-n_z)/(n_x-n_y)<1의 관계를 만족시키는 위상차판을 얻는 것이 기재되어 있다.

(선행 기술 문헌)

(특허 문헌)

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 평 5-157911호 공보(대응 미국 특허: US 5,245,456)

그러나 특허 문헌 1의 기술에서는, 특정한 필름을 준비하여 특수한 처리를 실시하기 때문에, 위상차판의 제조 방법이 번거롭다고 하는 과제가 있다. 또한, 특허 문헌 1의 기술에서는, 적층체를 수축시켜 얻어지기 때문에, 폭이 넓은 위상차판을 제조하기 어렵다고 하는 과제도 있다.

본 발명의 목적은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 폭이 넓고, 또한 간편하게 제조할 수 있는 위상차판, 그 위상차판을 제조하는 제조 방법, 및, 그 위상차판을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해에, 본 발명자는 예의 검토한 결과, 고유 복굴절 값이 정인 수지 A와 부인 수지 B를 공압출(共押出 : coextruding) 또는 공유연(共流延 : co-flow-casting)하여 얻어지는 적층체에 대하여, 상이한 온도에서 대략 직교하는 다른 방향으로 각각 연신한다고 하는 간단한 방법에 의해, 편광판 보상 기능을 발휘하는 데 적합한 리터데이션(위상차라고도 함)을 갖는 위상차판을 제조할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 이하의〔1〕 내지 〔5〕를 요지로 한다.

〔1〕 위상차판의 제조 방법으로서,

고유 복굴절 값이 정인 수지 A와, 고유 복굴절 값이 부인 수지 B를 공압출 또는 공유연하여, 수지 A를 함유하는 a층과 수지 B를 함유하는 b층을 포함하는 적층체를 형성하는 공정과,

상기 적층체를 온도 T1에서 한 방향으로 연신하는 제 1 연신 공정과,

상기 제 1 연신 공정 후에, 온도 T1보다 낮은 온도 T2에 있어서 상기 연신 방향에 대략 직교하는 다른쪽 방향으로 연신하여, 위상차판을 얻는 제 2 연신 공정을 구비하며,

상기 위상차판은, 연신 처리가 실시된 a층의 면내 리터데이션 Rea, 연신 처리가 실시된 a층의 두께 방향의 리터데이션 Rta, 연신 처리가 실시된 b층의 면내 리터데이션 Reb, 연신 처리가 실시된 b층의 두께 방향의 리터데이션 Rtb로 하여, 식 1 내지 식 4, 즉,

을 만족하는 위상차판의 제조 방법.

〔2〕 수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A와 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B가 Tg_A>Tg_B+5℃의 관계를 만족하는 〔1〕에 기재된 위상차판의 제조 방법.

〔3〕 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차판.

〔4〕 각 흡수축이 대략 직교하도록 배치되는 한 쌍의 편광판과, 상기 한 쌍의 편광판의 사이에 마련되는 액정셀을 구비하는 액정 표시 장치로서,

상기 한 쌍의 편광판 중 어느 하나와 상기 액정셀의 사이에 배치되는 〔3〕에 기재된 위상차판을 구비하는 액정 표시 장치.

〔5〕 상기 액정셀의 표시 모드가 인플레인(in plain) 스위칭 방식인 〔4〕에 기재된 액정 표시 장치.

본 발명의 위상차판 및 그 제조 방법에 의하면, 한 쌍의 편광판에 기인하는 광 누출을 보상할 수 있는, 비교적 폭이 넓은 위상차판을 간편하게 제조할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 간편하게 제조할 수 있는 본 발명의 위상차판을 구비하기 때문에, 비용 절감을 실현할 수 있다.

도 1은, a층을 구성하는 수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A가 높고, b층을 구성하는 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B가 낮은 것으로 가정한 경우에, 위상차판 제조용 적층체의 a층 및 b층을 각각 연신했을 때의 위상차 Δ의 온도 의존성과, 위상차판 제조용 적층체(여기서는, a층+b층)를 연신했을 때의 위상차 Δ의 온도 의존성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 1에서 제조한 위상차판(1)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 실시예 1에서 측정된 콘트라스트 등고선도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예 2에서 제조한 위상차판(2)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 실시예 2에서 측정된 콘트라스트 등고선도이다.
도 6은, 본 발명의 실시예 3에서 제조한 위상차판(3)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 실시예 3에서 측정된 콘트라스트 등고선도이다.
도 8은, 비교예 1에서 제조한 위상차판(4)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 도면이다.
도 9는, 비교예 1에서 측정된 콘트라스트 등고선도이다.
도 10은, 본 발명의 실시예 4에서 제조한 위상차판(5)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 도면이다.
도 11은, 본 발명의 실시예 4에서 측정된 콘트라스트 등고선도이다.
도 12는, 본 발명의 실시예 5에서 제조한 위상차판(5)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 실시예 5에서 측정된 콘트라스트 등고선도이다.

이하, 예시물이나 실시형태를 열거하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하에 열거하는 예시물이나 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지 및 그 균등의 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 또한, 후술하는 수지 A의 부호「A」, 수지 B의 부호「B」, a층의 부호「a」 및 b층의 부호「b」는, 어느 것이나 그 부호가 부여된 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서 부여된 부호이며, 요소의 구별 이외의 의미를 갖는 것은 아니다.

〔1. 본 발명의 위상차판의 제조 방법〕

본 발명의 위상차판은, 고유 복굴절 값이 정인 수지 A와, 고유 복굴절 값이 부인 수지 B를 공압출 또는 공유연하여, 수지 A를 함유하는 a층과 수지 B를 함유하는 b층을 포함하는 적층체(이하, 적절히「위상차판 제조용 적층체」라고 함)를 형성하는 공정(적층체 형성 공정)과, 위상차판 제조용 적층체를 온도 T1에서 한 방향으로 연신하는 제 1 연신 공정과, 제 1 연신 공정 후에 온도 T1보다 낮은 온도 T2에 있어서 상기 연신 방향과는 대략 직교하는 다른쪽 방향으로 연신하는 제 2 연신 공정을 행하는 제조 방법에 의해 제조된다.

〔1-1. 적층체 형성 공정〕

적층체 형성 공정에서는, 고유 복굴절 값이 정인 수지 A와 고유 복굴절 값이 부인 수지 B를, 공압출 또는 공유연에 의해 위상차판 제조용 적층체를 형성하지만, 후술하는 관점에서 공압출 방법이 바람직하다. 여기서, 고유 복굴절 값이 정이다라고 하는 것은, 연신 방향의 굴절률이 그것에 직교하는 방향의 굴절률보다도 커지는 것을 의미하고, 고유 복굴절 값이 부이다라고 하는 것은, 연신 방향의 굴절률이 그것에 직교하는 방향의 굴절률보다도 작게 되는 것을 의미한다. 고유 복굴절 값은 유전율 분포로부터 계산할 수도 있다.

(i. 수지 A)

수지 A는 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 수지 A에 포함되는 중합체의 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 중합체; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 중합체; 폴리페닐렌설파이드 등의 폴리아릴렌설파이드 중합체; 폴리바이닐알코올 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 폴리알릴레이트 중합체, 셀룰로스에스테르 중합체, 폴리에테르설폰 중합체, 폴리설폰 중합체, 폴리아릴설폰 중합체, 폴리염화바이닐 중합체, 노보넨 중합체, 막대 형상(rod-like) 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 중합체는 1 종류를 단독으로 이용하더라도 좋고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용하더라도 좋다. 또한, 중합체는 단독 중합체라도 좋고 공중합체라도 좋다. 이들 중에서도, 위상차 발현성, 저온에서의 연신성, 및 a층과 a층 이외의 층의 접착성의 관점에서 폴리카보네이트 중합체가 바람직하다.

수지 A는 배합제를 포함하고 있더라도 좋다. 배합제의 예를 들면, 윤활제; 층 형상 결정 화합물; 무기 미립자; 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 내후 안정제, 자외선 흡수제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 가소제; 염료나 안료 등의 착색제; 대전 방지제; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 윤활제나 자외선 흡수제는, 가요성이나 내후성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또 배합제의 양은, 본 발명의 효과를 현저히 손상하지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있고, 예컨대, 위상차판 제조용 적층체의 1mm 두께에서의 전체 광선 투과율이 80% 이상을 유지할 수 있는 범위로 하면 된다.

윤활제로서는, 예컨대, 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등의 무기 입자; 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로스아세테이트, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 등의 유기 입자 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 윤활제로서는 유기 입자가 바람직하다.

자외선 흡수제로서는, 예컨대, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 산화물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 바람직한 자외선 흡수제의 구체예를 들면, 2,2’-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀), 2-(2’-하이드록시-3’-tert-뷰틸-5’-메틸페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2,4-다이-tert-뷰틸-6-(5-클로로벤조트라이아졸-2-일)페놀, 2,2’-다이하이드록시-4,4’-다이메톡시벤조페논, 2,2’,4,4’-테트라하이드록시벤조페논 등을 들 수 있고, 특히 바람직한 것으로서는, 2,2’-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀)을 들 수 있다.

또한, 배합제는 1 종류를 단독으로 이용하더라도 좋고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용하더라도 좋다.

수지 A의 중량 평균 분자량은, 수지 A를 용융 압출법이나 용액 유연법 등의 방법에 의해 실시할 수 있는 범위로 조정하는 것이 바람직하다.

수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A는, 통상 80℃ 이상, 바람직하게는 90℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 더 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 유리 전이 온도 Tg_A가 이와 같이 높은 것에 의해, 수지 A의 배향 완화를 저감할 수 있다. 또한, 유리 전이 온도 Tg_A의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200℃ 이하이다.

후술하는 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B에서의 수지 A의 파단 연신율(rupture elongation)은, 50% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람하다. 파단 연신율이 이 범위에 있으면, 연신에 의해 안정적으로 본 발명의 위상차판을 제작할 수 있다. 또 파단 연신율은, JIS K7127에 기재된 시험편 타입 1B의 시험편을 이용하여, 인장 속도 100mm/분에 의해서 구한다.

(ii. 수지 B)

수지 B는 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 수지 B에 포함되는 중합체의 예를 들면, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체의 단독 중합체 또는 다른 모노머와의 공중합체를 포함하는 폴리스타이렌계 중합체; 폴리아크릴로나이트릴 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 중합체, 또는 이들의 다원 공중합 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 상기 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 공중합시키는 상기 다른 모노머로서는, 예컨대, 아크릴로나이트릴, 무수말레산, 메틸메타크릴레이트, 및 뷰타다이엔을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 또한, 이들의 중합체는 1 종류를 단독으로 이용하더라도 좋고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용하더라도 좋다. 이들 중에서도, 위상차 발현성이 높다고 하는 관점에서, 폴리스타이렌계 중합체가 바람직하고, 내열성이 더 높다고 하는 점에서, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 무수말레산의 공중합체가 특히 바람직하다.

수지 B는 배합제를 포함하고 있더라도 좋다. 그 예로서는, 수지 A가 포함하고 있더라도 좋은 배합제와 마찬가지의 것을 들 수 있다. 배합제의 양은, 본 발명의 효과를 현저히 손상하지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있고, 예컨대, 위상차판 제조용 적층체의 1mm 두께에서의 전체 광선 투과율이 80% 이상을 유지할 수 있는 범위로 하면 된다. 또한, 배합제는 1 종류를 단독으로 이용하더라도 좋고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용하더라도 좋다.

수지 B의 중량 평균 분자량은, 수지 B를 용융 압출법이나 용액 유연법 등의 방법에 의해 실시할 수 있는 범위로 조정하는 것이 바람직하다.

수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B는, 통상 80℃ 이상, 바람직하게는 90℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 더 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 유리 전이 온도 Tg_B가 이와 같이 높은 것에 의해, 수지 B의 배향 완화를 저감할 수 있다. 또한, 유리 전이 온도 Tg_B의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200℃ 이하이다.

수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A에서의 수지 B의 파단 연신율은, 50% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지 B의 파단 연신율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200% 이하이다. 파단 연신율이 이 범위에 있는 수지이면, 연신에 의해 안정적으로 본 발명의 위상차판을 제작할 수 있다.

수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A와, 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B의 차이의 절대치는, 바람직하게는 5℃보다 크고, 보다 바람직하게는 8℃ 이상이며, 바람직하게는 40℃ 이하, 보다 바람직하게는 30℃ 이하, 특히 바람직하게는 20℃ 이하이다. 상기 유리 전이 온도의 차이의 절대치가 지나치게 작으면 위상차 발현의 온도 의존성이 작게 되는 경향이 있다. 한편, 상기 유리 전이 온도의 차이의 절대치가 지나치게 크면 유리 전이 온도가 높은 수지의 연신이 하기 어렵게 되어, 위상차판의 평면성이 저하되기 쉽게 될 가능성이 있다. 또한, 상기 유리 전이 온도 Tg_A는, 유리 전이 온도 Tg_B보다도 높은 것이 바람직하다. 따라서, 수지 A와 수지 B는 통상은 Tg_A>Tg_B+5℃의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

(iii. 적층체 형성 방법)

상술한 고유 복굴절 값이 정인 수지 A와 고유 복굴절 값이 부인 수지 B를 공압출 또는 공유연하여, 필름 형상의 위상차판 제조용 적층체를 형성한다. 이렇게 하여 위상차판 제조용 적층체를 얻고, 얻어진 위상차판 제조용 적층체를 연신하여 위상차판을 제조하도록 함으로써, 통상은, 얻어지는 위상차판에 있어서 a층 및 b층이 접착층을 거치지 않고 직접적으로 접하게 되기 때문에, 위상차판의 두께를 얇게 하는 것이 가능해져, 광학적 기능의 발현의 관점에서 유리하게 된다.

본 발명에서는 공압출 방법을 적합하게 이용할 수 있지만, 이 공압출 방법으로서는, 공압출 T 다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등을 들 수 있다. 공압출은, 제조 효율이나, 성형되는 필름 중에 용제 등의 휘발성 성분을 잔류시키지 않는다고 하는 관점에서 우수한 성형 방법이다. 이들 중에서도, 공압출 T 다이법이 바람직하다. 공압출 T 다이법에는 피드 블록 방식 및 멀티매니폴드 방식이 있지만, a층의 두께의 편차를 적게 할 수 있다는 점에서 멀티매니폴드 방식이 특히 바람직하다.

공압출 T 다이법을 채용하는 경우, T 다이를 갖는 압출기에 있어서의 수지의 용융 온도는, 각 수지의 유리 전이 온도(Tg)보다도, 80℃ 높은 온도 이상으로 하는 것이 바람직하고, 100℃ 높은 온도 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 또한, 180℃ 높은 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 150℃ 높은 온도 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 압출기에서의 용융 온도가 과도하게 낮으면, 수지의 유동성이 부족하게 될 우려가 있고, 반대로 용융 온도가 과도하게 높으면, 수지가 열화할 가능성이 있다.

통상, 다이스의 개구부로부터 압출된 시트 형상의 용융 수지는, 냉각 드럼에 밀착시키도록 한다. 용융 수지를 냉각 드럼에 밀착시키는 방법은, 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 에어 나이프(Air knife) 방식, 진공 박스 방식, 정전 밀착 방식 등을 들 수 있다.

냉각 드럼의 수는 특별히 제한되지 않지만, 통상은 2개 이상이다. 또한, 냉각 드럼의 배치 방법으로서는, 예컨대, 직선형, Z형, L형 등을 들 수 있지만 특별히 제한되지 않는다. 또한 다이스의 개구부로부터 압출된 용융 수지의 냉각 드럼으로의 통과법도 특별히 제한되지 않는다.

냉각 드럼의 온도에 따라, 압출된 시트 형상의 수지의 냉각 드럼으로의 밀착 정도가 변화한다. 냉각 드럼의 온도를 높이면 밀착은 잘 되지만, 온도를 지나치게 낮추면 시트 형상의 수지가 냉각 드럼으로부터 벗겨지지 않고, 드럼에 감겨 붙는 문제가 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 냉각 드럼 온도는, 다이스로부터 밀어내는 수지 중 드럼에 접촉하는 층의 수지의 유리 전이 온도를 Tg라고 하면, 바람직하게는 (Tg+30)℃ 이하, 보다 바람직하게는 (Tg-5)℃ 내지 (Tg-45)℃의 범위로 한다. 그와 같이 하는 것에 의해 미끄러짐이나 손상 등의 문제를 방지할 수 있다.

위상차판 제조용 적층체 중의 잔류 용제의 함유량은 적게 하는 것이 바람직하다. 그를 위한 수단으로서는, (1) 원료로 되는 수지의 잔류 용제를 적게 하고; (2) 위상차판 제조용 적층체를 성형하기 전에 수지를 예비 건조하는; 등의 수단을 들 수 있다. 예비 건조는, 예컨대, 수지를 펠렛(pellet) 등의 형태로 하여, 열풍 건조기 등으로 실시된다. 건조 온도는 100℃ 이상이 바람직하고, 건조 시간은 2시간 이상이 바람직하다. 예비 건조를 행하는 것에 의해, 위상차판 제조용 적층체 중의 잔류 용제를 저감시키는 것이 가능하여, 압출된 시트 형상의 수지의 발포를 더 방지할 수 있다.

(iv. 위상차판 제조용 적층체)

위상차판 제조용 적층체는, 정의 고유 복굴절 값을 갖는 수지 A를 함유하는 a층과 부의 고유 복굴절 값을 갖는 수지 B를 함유하는 b층을 포함하며, 온도 T1 및 T2라고 하는 상이한 온도에서 서로 대략 직교하는 상이한 각도로 연신함으로써 a층 및 b층 각각에 있어서 각 온도 T1 및 T2 및 연신 방향에 따라서 위상차가 생긴다. 이와 같이 하여 a층에 생긴 위상차와 b층에 생긴 위상차가 합성되고, 본 발명의 위상차판에서는 a층 및 b층의 적층체 전체적으로, 면내의 지상축 방향의 굴절률 n_x와, 그것에 면내에서 직교하는 방향의 굴절률 n_y와, 두께 방향의 굴절률 n_z로 했을 때에, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키는 위상차판으로 할 수 있고, 이에 의해, 편광판 보상 기능을 발현하도록 되어 있다.

연신에 의해 a층 및 b층에 발생하는 위상차의 크기는, 위상차판 제조용 적층체의 구성(예컨대, 각 층의 수 및 두께 등), 연신 온도, 및 연신 배율 등에 따라 결정된다. 그 때문에, 위상차판 제조용 적층체의 구성은, 발현시키고자 하는 편광판 보상 기능 등의 광학적 기능에 따라 정하면 된다. 본 발명의 위상차판에 있어서 식 1 내지 식 4에서 규정되는 위상차가 발현되도록 위상차판 제조용 적층체의 구성 및 연신시의 연신 온도 및 연신 배율 등을 결정하면, 통상은, 본 발명의 위상차판에 있어서 편광판 보상 기능이 발현되게 된다. 따라서, 위상차판 제조용 적층체의 구성은 여러 가지로 설정할 수 있다.

그 중에서도, 위상차판 제조용 적층체는, 임의의 한 방향으로의 연신 방향(즉, 1축 연신 방향)을 X축, 1축 연신 방향에 대하여 필름 면내에서 직교하는 방향을 Y축, 및 필름 두께 방향을 Z축으로 했을 때에, 필름 면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ 면에 있는 직선 편광(이하, 적절히「XZ 편광」이라고 함)의, 필름 면에 수직으로 입사하며 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ 면에 있는 직선 편광(이하, 적절히「YZ 편광」이라고 함)에 대한 위상이,

온도 T1 및 T2 중의 한쪽(통상은 온도 T1)에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 지연되고,

온도 T1 및 T2 중의 다른쪽(통상은 온도 T2)에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 앞선다고 하는,

요건(이하, 적절히「요건 P」라고 함)을 만족시키는 것이 바람직하다.

상기 요건 P는, 위상차판 제조용 적층체의 면내의 다양한 방향 중, 적어도 하나의 방향을 X축으로 한 경우에 만족되면 된다. 통상, 위상차판 제조용 적층체는 등방인 원반 필름이기 때문에, 면내의 하나의 방향을 X축으로 했을 때에 요건 P를 만족시키면, 다른 임의의 방향을 X축으로 했을 때도 요건 P를 만족시킬 수 있다.

1축 연신에 의해서 X축에 지상축(遲相軸)이 나타나는 필름에서는, XZ 편광은 YZ 편광에 대하여 위상이 지연된다. 반대로 1축 연신에 의해서 X축에 진상축(進相軸)이 나타나는 필름에서는, XZ 편광은 YZ 편광에 대하여 위상이 앞선다.

본 발명에 따른 위상차판 제조용 적층체는 이들의 성질을 이용한 적층체이며, 통상, 지상축 또는 진상축이 나타나는 방법이 연신 온도에 의존하는 필름이다. 이러한 위상차의 발현의 온도 의존성은, 예컨대, a층 및 b층에 있어서의 수지 A 및 수지 B의 광탄성 계수 및 각 층의 두께 비 등의 관계를 조정함으로써 조정할 수 있다.

면내의 위상차는, 연신 방향인 X축 방향의 굴절률 n_X와 연신 방향에 직교하는 방향인 Y축 방향의 굴절률 n_Y의 차이(=|n_X-n_Y|)에 두께 d를 곱하여 구해지는 값이다. a층과 b층을 적층했을 때의 적층체의 위상차는, a층의 위상차와 b층의 위상차로부터 합성된다. 그래서, 높은 온도 T1 및 낮은 온도 T2에 있어서의 연신에 의해서 a층과 b층을 포함하는 적층체의 위상차의 부호가 반대로 되도록 하기 위해서, (i) 낮은 온도 T2에 있어서의 연신에서, 유리 전이 온도가 높은 수지가 발현하는 위상차의 절대치가 유리 전이 온도가 낮은 수지가 발현하는 위상차의 절대치보다도 작게 되고, (ii) 높은 온도 T1에 있어서의 연신에서, 유리 전이 온도가 낮은 수지가 발현하는 위상차의 절대치가 유리 전이 온도가 높은 수지가 발현하는 위상차의 절대치보다도 작게 되도록, a층 및 b층의 두께를 조정하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 한 방향으로의 연신(즉, 1축 연신)에 의해서 a층 및 b층의 각각에 발현되는 X축 방향의 굴절률 N_X와 Y축 방향의 굴절률 N_Y의 차이와, a층의 두께와, b층의 두께를 조정함으로써, 요건 P(즉, XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이, 온도 T1 및 T2의 한쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 지연되고, 온도 T1 및 T2의 다른쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 앞선다고 하는 요건)를 만족시키는 위상차판 제조용 적층체를 얻을 수 있다.

요건 P를 만족시키는 위상차판 제조용 적층체를 연신한 경우의 위상차의 발현에 대하여, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은, a층을 구성하는 수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A가 높고, b층을 구성하는 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B가 낮은 것으로 가정한 경우에, 위상차판 제조용 적층체의 a층 및 b층을 각각 연신했을 때의 위상차 Δ의 온도 의존성과, 위상차판 제조용 적층체(여기서는, a층+b층)를 연신했을 때의 위상차 Δ의 온도 의존성의 일례를 나타내는 것이다. 도 1에 나타내는 것과 같은 위상차판 제조용 적층체에서는, 온도 T_b에서의 연신에서는 a층에 있어서 발현되는 플러스의 위상차에 비해 b층에 있어서 발현되는 마이너스의 위상차 쪽이 크기 때문에, a층+b층에서는 마이너스의 위상차 Δ를 발현하게 된다. 한편, 온도 T_a에 있어서의 연신에서는 a층에 있어서 발현되는 플러스의 위상차에 비해 b층에 있어서 발현되는 마이너스의 위상차 쪽이 작기 때문에, a층+b층에서는 플러스의 위상차 Δ를 발현하게 된다. 따라서, 이러한 상이한 온도 T_a 및 T_b의 연신을 조합시키는 것에 의해, 각 온도에서의 연신에서 발생하는 위상차를 합성하여, 원하는 위상차를 갖고, 나아가서는 원하는 광학적 기능을 발휘하는 위상차판을 안정하게 실현할 수 있다.

위상차판 제조용 적층체의 구성의 예를 들면, 예컨대 수지 A가 폴리카보네이트계 수지이며, 수지 B가 스타이렌무수말레산 공중합체인 경우에는, a층의 두께와, b층의 두께의 비(a층의 두께/b층의 두께)는, 1/15 이상, 1/10 이상, 또는 1/9 이상으로 할 수 있고, 또한, 1/4 이하로 할 수 있다. a층이 너무 두껍게 되더라도, b층이 너무 두껍게 되더라도, 위상차 발현의 온도 의존성이 작게 되는 경향이 있다. 또한, 수지 A와 수지 B의 예시로서 전술한 바와 같은 재료를 이용했지만, 각 수지 A, B의 재료로서 전술한 것 이외의 재료를 이용한 경우에 있어서도, a층과 b층의 두께 비로서는 전술한 수치 범위로 할 수 있다.

위상차판 제조용 적층체의 총 두께는, 바람직하게는 10μm 이상, 보다 바람직하게는 20μm 이상, 특히 바람직하게는 30μm 이상이며, 바람직하게는 500μm 이하, 보다 바람직하게는 200μm 이하이며, 150μm 이하로 하는 것도 가능하다. 위상차판 제조용 적층체가 상기 범위의 하한보다도 얇으면 충분한 위상차를 얻기 어렵게 되고 기계적 강도도 약해지는 경향이 있고, 상기 범위의 상한보다도 두꺼우면 유연성이 악화하여, 핸들링에 지장을 초래할 가능성이 있다.

또, 위상차판 제조용 적층체에 있어서, a층 및 b층의 두께의 편차는 전면에서 1μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 본 발명의 위상차판의 색조의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 위상차판의 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있게 된다.

a층 및 b층의 두께의 편차를 전면에서 1μm 이하로 하기 위해서는, 예컨대, (1) 압출기 내에 체눈(mesh opening)이 20μm 이하인 폴리머 필터를 마련한다; (2) 기어 펌프를 5rpm 이상에서 회전시킨다; (3) 다이스 주위에 울타리 수단을 배치한다; (4) 공기 갭을 200mm 이하로 한다; (5) 필름을 냉각 롤 상에 캐스팅할 때에 에지 피닝을 행한다; 및 (6) 압출기로서 2축 압출기 또는 스크류 형식이 더블 플라이트(double flight)형인 단축 압출기를 이용한다; 등을 행하도록 하면 된다.

a층 및 b층의 두께는, 시판의 접촉식 두께 계측기를 이용하여, 필름의 총 두께를 측정하고, 이어서 두께 측정 부분을 절단하여 단면을 광학 현미경으로 관찰하며, 각 층의 두께 비를 구하여, 그 비율로부터 계산할 수 있다. 또한 이상의 조작을 필름의 MD 방향(필름의 흐름 방향) 및 TD 방향(필름의 폭 방향)에 있어서 일정 간격마다 행하여, 두께의 평균치 및 편차를 구할 수 있다.

또한, 두께의 편차는, 상기에서 측정한 측정치의 산술 평균치 T_ave를 기준으로 하고, 측정한 두께 T 중의 최대치를 T_max, 최소치를 T_min으로 하여, 이하의 식으로부터 산출한다.

두께의 편차(μm)=T_ave-T_min, 및

T_max-T_ave 중의 큰 쪽.

위상차판 제조용 적층체는, 전체 광선 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다. 85% 미만이면 본 발명의 위상차판이 광학 부재로서 적합하지 않게 될 가능성이 있다. 상기 광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여, 분광 광도계(일본 분광사 제품, 자외 가시 근적외 분광 광도계「V-570」)를 이용하여 측정할 수 있다.

위상차판 제조용 적층체의 헤이즈(haze)는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 헤이즈를 낮은 값으로 하는 것에 의해, 본 발명의 위상차판을 포함한 표시 장치의 표시 화상의 선명성을 높일 수 있다. 여기서, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여, 일본전색공업사 제품「탁도계 NDH-300A」를 이용하여, 5개소 측정하고, 그것으로부터 구한 평균치이다.

위상차판 제조용 적층체는, ΔYI가 5 이하인 것이 바람직하고, 3 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 ΔYI가 상기 범위에 있으면, 착색이 없어 시인성이 양호하게 된다. ΔYI는, ASTM E313에 준거하여, 일본전색공업사 제품「분광 색차계 SE2000」을 이용하여 측정한다. 마찬가지의 측정을 5회 행하고, 그 산술 평균치로 하여 구한다.

위상차판 제조용 적층체는, JIS 연필 경도로 H 또는 그 이상의 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이 JIS 연필 경도의 조정은, 수지의 종류의 변경이나 수지의 층 두께의 변경 등에 의해서 행할 수 있다. JIS 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 준거하여, 각종 경도의 연필을 45°기울여, 위로부터 500g중의 하중을 가하여 필름 표면을 긁어, 손상이 생기기 시작하는 연필의 경도이다.

위상차판 제조용 적층체의 외표면은, MD 방향으로 연장되는 불규칙하게 발생하는 선 형상 오목부나 선 형상 볼록부(소위 다이 라인)를 실질적으로 갖지 않고, 평탄한 것이 바람직하다. 여기서, 「불규칙하게 발생하는 선 형상 오목부나 선 형상 볼록부를 실질적으로 갖지 않고, 평탄」이라 함은, 가령 선 형상 오목부나 선 형상 볼록부가 형성되었다고 해도, 깊이가 50nm 미만 또는 폭이 500nm보다 큰 선 형상 오목부, 및 높이가 50nm 미만 또는 폭이 500nm보다 큰 선 형상 볼록부인 것이다. 보다 바람직하게는, 깊이가 30nm 미만 또는 폭이 700nm보다 큰 선 형상 오목부이며, 높이가 30nm 미만 또는 폭이 700nm보다 큰 선 형상 볼록부이다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 선 형상 오목부나 선 형상 볼록부에서의 광의 굴절 등에 근거하는, 광의 간섭이나 광 누출의 발생을 방지할 수 있고, 광학 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 불규칙하게 발생한다는 것은, 의도하지 않는 위치에 의도하지 않는 치수, 형상 등으로 형성된다는 것이다.

상술한 선 형상 오목부의 깊이나, 선 형상 볼록부의 높이, 및 이들의 폭은, 다음에 기술하는 방법으로 구할 수 있다. 위상차판 제조용 적층체에 광을 조사하고, 투과광을 스크린에 비추어, 스크린상에 나타나는 광의 명 또는 암의 줄무늬가 있는 부분(이 부분은 선 형상 오목부의 깊이 및 선 형상 볼록부의 높이가 큰 부분임)을 30mm 각으로 절단한다. 절단한 필름 조각의 표면을 삼차원 표면 구조 해석 현미경(시야 영역 5mm×7mm)을 이용하여 관찰하고, 이것을 3차원 화상으로 변환하여, 이 3차원 화상으로부터 단면 프로파일을 구한다. 단면 프로파일은 시야 영역에서 1mm 간격으로 구한다.

이 단면 프로파일에, 평균선을 그어, 이 평균선으로부터 선 형상 오목부의 바닥까지의 길이가 선 형상 오목부 깊이, 또한 평균선으로부터 선 형상 볼록부의 정상까지의 길이가 선 형상 볼록부 높이로 된다. 평균선과 프로파일의 교점 사이의 거리가 폭으로 된다. 이들 선 형상 오목부 깊이 및 선 형상 볼록부 높이의 측정치로부터 각각 최대치를 구하고, 그 최대치를 나타낸 선 형상 오목부 또는 선 형상 볼록부의 폭을 각각 구한다. 이상으로부터 구해진 선 형상 오목부 깊이 및 선 형상 볼록부 높이의 최대치, 그 최대치를 나타낸 선 형상 오목부의 폭 및 선 형상 볼록부의 폭을, 그 필름의 선 형상 오목부의 깊이, 선 형상 볼록부의 높이 및 그들의 폭으로 한다.

〔1-2. 제 1 연신 공정〕

제 1 연신 공정에서는, 위상차판 제조용 적층체를 온도 T1에서 한 방향으로 연신한다. 즉, 위상차판 제조용 적층체를 온도 T1에서 1축 연신한다. 온도 T1에서 연신하면, a층 및 b층의 각각에 있어서, 위상차판 제조용 적층체의 구성, 연신 온도 T1 및 연신 배율 등에 따라 위상차가 생기고, a층 및 b층을 포함하는 위상차판 제조용 적층체 전체적으로도 위상차가 생긴다. 이 때, 예컨대, 위상차판 제조용 적층체가 요건 P를 만족하는 경우에는, XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은, 지연되거나, 또는 앞서게 된다.

온도 T1은, 수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A 및 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B를 기준으로 하여, Tg_B보다 높은 것이 바람직하고, Tg_B+5℃보다 높은 것이 보다 바람직하며, 또한, Tg_A+40℃보다 낮은 것, Tg_A+20℃보다 낮은 것, 또는 Tg_A+10℃보다 낮은 것으로 할 수 있다. 온도 T1을 상기 온도 범위의 하한보다도 높게 하면 b층의 위상차 Reb 및 Rtb를 원하는 범위에 안정하게 수용할 수 있고, 온도 T1을 상기 온도 범위의 상한보다도 낮게 하면 a층의 위상차 Rea 및 Rta를 원하는 범위에 안정하게 수용할 수 있다.

1축 연신은, 종래 공지된 방법으로 행할 수 있다. 예컨대, 롤 사이의 원주 속도(circumferential velocity)의 차이를 이용하여 세로 방향(통상은 MD 방향에 일치함)으로 1축 연신하는 방법이나, 텐터를 이용하여 가로 방향(통상은 TD 방향에 일치함)으로 1축 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 세로 방향으로 1축 연신하는 방법으로서는, 예컨대, 롤 사이에서의 IR 가열 방식이나 플로팅(float) 방식 등을 들 수 있고, 그 중에서도 광학적인 균일성이 높은 위상차판이 얻어지는 점에서 플로팅 방식이 적합하다. 한편, 가로 방향으로 1축 연신하는 방법으로서는, 텐터법을 들 수 있다.

연신시에는, 연신 불균일이나 두께 불균일을 작게 하기 위해서, 연신 구역에 있어서 필름 폭 방향으로 온도 차이가 있도록 하더라도 좋다. 연신 구역에 있어서 필름 폭 방향으로 온도 차이가 있도록 하기 위해서는, 예컨대, 온풍 노즐의 개방도를 폭 방향에서 조정하거나, IR 히터를 폭 방향으로 배열하여 가열 제어하거나 하는 등, 공지의 방법을 이용할 수 있다.

〔1-3. 제 2 연신 공정〕

제 1 연신 공정의 후, 제 2 연신 공정을 행한다. 제 2 연신 공정에서는, 제 1 연신 공정에서 한 방향으로 연신한 위상차판 제조용 적층체를, 제 1 연신 공정에서의 연신 방향에 대략 직교하는 다른쪽 방향으로 연신한다. 여기서, 본 발명에 있어서, 대략 직교한다고 하는 것은, 제 1 연신 공정에서의 연신 방향과 제 2 연신 공정에서의 연신 방향이 이루는 각도가, 통상 85°이상, 바람직하게는 89°이상, 통상 95°이하, 바람직하게는 91°이하인 것을 말한다.

또 제 2 연신 공정에서는, 온도 T1보다도 낮은 온도 T2에 있어서 위상차판 제조용 적층체를 연신한다. 즉, 위상차판 제조용 적층체를 상대적으로 낮은 온도 T2에 있어서 1축 연신한다. 온도 T2에서 연신하면, a층 및 b층의 각각에 있어서, 위상차판 제조용 적층체의 구성, 연신 온도 T2 및 연신 배율 등에 따라 위상차가 생기고, a층 및 b층을 포함하는 위상차판 제조용 적층체 전체적으로도 위상차가 생긴다. 이 때, 예컨대, 위상차판 제조용 적층체가 요건 P를 만족시키는 것이면, 제 1 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이 지연된 경우에는 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 앞서고, 제 1 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이 앞선 경우에는 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 지연되게 된다.

온도 T2는, 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B를 기준으로 하여, Tg_B-20℃보다 높은 것이 바람직하고, Tg_B-10℃보다 높은 것이 보다 바람직하며, 또한, Tg_B+5℃보다 낮은 것이 바람직하고, Tg_B보다 낮은 것이 보다 바람직하다. 연신 온도 T2를 상기 온도 범위의 하한보다도 높게 하면 연신시에 위상차판 제조용 적층체가 파단하거나 백탁(白濁)하거나 하는 것을 방지할 수 있고, 연신 온도 T2를 상기 온도 범위의 상한보다도 낮게 하면 b층의 위상차 Reb 및 Rtb를 원하는 범위에 안정하게 수용할 수 있다.

또, 온도 T1과 온도 T2의 차이는, 통상 5℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상이다. 온도 T1과 온도 T2의 차이를 상기한 바와 같이 크게 함으로써 위상차판에 편광판 보상 기능을 안정하게 발현시킬 수 있다. 또한, 온도 T1과 온도 T2의 차이의 상한에 제한은 없지만, 공업 생산성의 관점에서는 100℃ 이하이다.

제 2 연신 공정에서의 1축 연신은, 제 1 연신 공정에서의 1축 연신에서 채용할 수 있는 방법과 마찬가지의 방법을 적용할 수 있다. 단 제 2 연신 공정에서의 1축 연신은, 제 1 연신 공정에서의 1축 연신보다도 작은 연신 배율로 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제 1 연신 배율은 2배 내지 4배, 제 2 연신 배율은 1.1배 내지 2배인 것이 바람직하다.

제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 방향의 조합은, 예컨대, 제 1 연신 공정에서 세로 방향으로 연신하고 제 2 연신 공정에서 가로 방향으로 연신하거나, 제 1 연신 공정에서 가로 방향으로 연신하고 제 2 연신 공정에서 세로 방향으로 연신하거나, 제 1 연신 공정에서 경사 방향으로 연신하고 제 2 연신 공정에서 그것에 대략 직교하는 경사 방향으로 연신하거나 하면 된다. 그 중에서도, 제 1 연신 공정에서 가로 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 세로 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 연신 배율이 작은 제 2 연신 공정에서의 연신을 세로 방향으로 행하도록 함으로써, 얻어지는 위상차판의 전체 폭에 걸쳐 광축의 방향의 편차를 작게 할 수 있기 때문이다. 또한, 세로 방향과 가로 방향은, 통상은 대략 직교한다.

상술한 바와 같이 위상차판 제조용 적층체에 대하여 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정을 행하는 것에 의해, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정의 각각에 있어서 a층 및 b층에 연신 온도, 연신 방향 및 연신 배율 등에 따른 위상차가 생긴다. 이 때문에, 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정을 거쳐서 얻어지는 본 발명의 위상차판에서는, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정의 각각에 있어서 a층 및 b층에 생긴 위상차가 합성되는 것에 의해, 편광판 보상 기능 등의 광학적 기능을 발현하기에 충분한 위상차가 생기게 된다.

상술한 위상차판의 제조 방법은, 종래의 방법과 비교하여 공정이 간편하기 때문에, 생산성의 향상을 기대할 수 있다.

예컨대, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는 수지 필름에 대하여 수축성 필름에 의한 수축력을 부여함으로써 원하는 위상차판을 얻고 있었지만, 수축의 방향 및 정도의 제어가 번거로웠다. 또한, 수축성 필름을 이용하는 방법에서는 수축력의 크기가 수축성 필름의 막 두께나 수축시의 조건 등에 따라 변동하기 때문에 수축의 정밀도 조정이 곤란하며, 폭이 넓은 위상차판을 제조하는 것이 어려웠다. 이에 비하여, 상술한 위상차판의 제조 방법에서는 위상차판 제조용 적층체에 대하여 연신을 행하는 것만으로 좋기 때문에, 공정이 간단하며 제조 방법으로서 간편하다. 또한, 상술한 위상차판의 제조 방법이면 수축은 필요하지 않아 연신만을 행하면 되고, 또한 연신은 정밀도 조정이 비교적 용이하기 때문에, 위상차판의 광폭화가 용이하다.

또한, 예컨대, 상이한 위상차를 갖는 필름을 개별적으로 준비하고, 그들을 접합하여 편광판 보상 기능을 갖는 위상차판을 제조하는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우에는 접합 각도를 정밀하게 조정하게 되어, 그 조정이 번거로웠다. 또한, 접합을 위해 접착제를 이용하면 접착제의 경화를 위한 장치 및 시간을 마련하게 되어, 번거로웠다. 이에 비하여, 상술한 위상차판의 제조 방법이면, 위상차판 제조용 적층체를 준비한 후에 연신을 행하고 있기 때문에 접합 각도의 조정이 불필요하며, 제조에 필요한 수고가 적고 간편하기 때문에, 생산성의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 접합 각도의 조정이 불필요하기 때문에 지상축의 방향 정밀도의 향상이 용이하여, 제품의 고품질화도 기대할 수 있다.

〔1-4. 그 밖의 공정〕

본 발명의 위상차판의 제조 방법에 있어서는, 상술한 적층체 형성 공정, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정 이외에 그 밖의 공정을 행하도록 하더라도 좋다.

예컨대, 위상차판 제조용 적층체를 연신하기 전에, 위상차판 제조용 적층체를 미리 가열하는 공정(예열 공정)을 마련하더라도 좋다. 위상차판 제조용 적층체를 가열하는 수단으로서는, 예컨대, 오븐형 가열 장치, 라디에이션 가열 장치, 또는 액체 중에 담그는 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도 오븐형 가열 장치가 바람직하다. 예열 공정에 있어서의 가열 온도는, 통상은 연신 온도-40℃ 이상, 바람직하게는 연신 온도-30℃ 이상이며, 통상은 연신 온도+20℃ 이하, 바람직하게는 연신 온도+15℃ 이하이다. 또 연신 온도란, 가열 장치의 설정 온도를 의미한다.

또, 예컨대, 제 1 연신 공정 및/또는 제 2 연신 공정 후에, 연신한 필름을 고정 처리하더라도 좋다. 고정 처리에 있어서의 온도는, 통상은 실온 이상, 바람직하게는 연신 온도-40℃ 이상이며, 통상은 연신 온도+30℃ 이하, 바람직하게는 연신 온도+20℃ 이하이다.

〔2. 본 발명의 위상차판〕

상술한 제조 방법에 의해, 본 발명의 위상차판이 얻어진다. 본 발명의 위상차판은, 적어도 수지 A를 함유하는 a층과 수지 B를 함유하는 b층을 포함하는 적층 구조를 갖는 위상차판이다. 또한, 본 발명의 위상차판의 a층 및 b층에서는, 제 1 및 제 2 연신 공정에서 연신 처리가 실시된 것에 의해 위상차가 발현되고 있다. 구체적으로는, 본 발명의 위상차판은, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb가, 이하의 식 1 내지 4를 만족하는 위상차판이다.

이하, 식 1 내지 4에 대하여 더 상세하게 설명한다.

본 발명의 위상차판의 a층의 면내 리터데이션 Rea는, 통상 0nm보다 크고, 바람직하게는 5nm보다 크며, 보다 바람직하게는 10nm보다 크고, 통상 50nm 미만, 바람직하게는 45nm 미만, 보다 바람직하게는 40nm 미만이다.

본 발명의 위상차판의 a층의 두께 방향의 리터데이션 Rta는, 통상 50nm보다 크고, 바람직하게는 60nm보다 크며, 보다 바람직하게는 70nm보다 크고, 통상 100nm 미만, 바람직하게는 95nm 미만, 보다 바람직하게는 90nm 미만이다.

본 발명의 위상차판의 b층의 면내 리터데이션 Reb는, 통상 100nm보다 크고, 바람직하게는 110nm보다 크고, 보다 바람직하게는 120nm보다 크고, 통상 150nm 미만, 바람직하게는 145nm 미만, 보다 바람직하게는 140nm 미만이다.

본 발명의 위상차판의 b층의 두께 방향의 리터데이션 Rtb는, 통상 -100nm보다 크고, 바람직하게는 -90nm보다 크며, 보다 바람직하게는 -80nm보다 크고, 통상 -40nm 미만, 바람직하게는 -50nm 미만, 보다 바람직하게는 -60nm 미만이다.

a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb가 상기 범위에 수용되는 것에 의해, 본 발명의 위상차판은 편광판 보상 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 이들 리터데이션 Rea, Rta, Reb 및 Rtb를 조정하는 경우, 예컨대, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에서의 연신 배율 및 연신 온도를 조정하면 된다.

각 층의 면내 리터데이션(Rea 및 Reb)은, |Nx-Ny|×Th(상기 식에서, Nx는 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타내고, Ny는 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 Nx의 방향에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내며, Th는 막 두께를 나타냄)로 표시되는 값이다. 또한, 각 층의 두께 방향의 리터데이션(Rta 및 Rtb)은, {|Nx+Ny|/2-Nz}×Th(상기 식에서, Nx는 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타내고, Ny는 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 Nx의 방향에 직교하는 방향의 굴절률이며, Nz는 두께 방향의 굴절률을 나타내고, Th는 막 두께를 나타냄)로 표시되는 값이다. 또한, 리터데이션은 어느 것도 파장 550nm의 광에 대한 평가로 한다.

상기 각 리터데이션 Rea, Rta, Reb 및 Rtb는, J.A.Woollam사 제품 분광 엘립소미터(elipsometer) M-2000U에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 위상차판은, 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re가, 바람직하게는 0.92 이상, 보다 바람직하게는 0.95 이상이며, 바람직하게는 1.08 이하, 보다 바람직하게는 1.05 이하이다. Re와 R₄₀이 이러한 관계를 만족시키는 것에 의해, 본 발명의 위상차판을 구비한 표시 장치에 있어서의 관찰 각도에 의한 색조의 변화를 적게 할 수 있다.

본 발명의 위상차판은, 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re가, 50nm 이상인 것이 바람직하고, 100nm 이상인 것이 보다 바람직하며, 또한, 400nm 이하인 것이 바람직하고, 350nm 이하인 것이 보다 바람직하다.

여기서, 입사각 0°란 위상차판의 법선 방향이며, 입사각 40°란 위상차판의 법선 방향으로부터 40°경사진 각도이다. R₄₀의 측정에 있어서, 관찰 각도를 기울이는 방향은 특별히 한정되지 않고, 어느 한 방향으로 기울인 경우의 R₄₀의 값이 상기 요건을 만족하면 된다.

또한, 리터데이션 Re와 R₄₀을 측정하는 파장은, 가시 광선 영역 내의 어느 하나의 파장으로 할 수 있고, 바람직하게는 550nm로 할 수 있다.

상기 입사각 0°및 40°에 있어서의 리터데이션 Re 및 R₄₀은, 왕자계측기사 제품 KOBRA-WR을 이용하여, 평행 니콜 회전법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 위상차판은, 면내의 지상축 방향의 굴절률 n_x와 그것에 면내에서 직교하는 방향의 굴절률 n_y와 두께 방향의 굴절률 n_z가 n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

여기서, 굴절률 n_x, n_z 및 n_y는, Re 및 R₄₀, 위상차판의 두께, 및 위상차판의 평균 굴절률 n_ave에 의해 산출된다. n_ave는 다음식에 의해 결정한다.

본 발명의 위상차판은, 60℃, 90%RH, 100시간의 열처리에 의해서, 세로 방향 및 가로 방향에서 수축하는 것이더라도 좋지만, 그 수축률은, 바람직하게는 0.5% 이하, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이다. 수축률이 과대하게 되면, 고온·고습 환경하에서 본 발명의 위상차판을 사용했을 때에, 수축 응력에 의해서 위상차판의 변형이 생기고, 표시 장치로부터 박리될 가능성이 있다.

본 발명의 위상차판의 두께는, a층 및 b층의 두께의 합계로서, 10μm 이상이 바람직하고, 30μm 이상이 보다 바람직하며, 또한, 200μm 이하가 바람직하고, 150μm 이하가 보다 바람직하다.

또한, a층 및 b층의 두께의 편차가 전면에서 1μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 색조의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있게 된다. 이것을 실현하는 데에는, 위상차판 제조용 적층체에 있어서 a층 및 b층의 두께의 편차를 전면에서 1μm 이하로 하면 된다.

본 발명의 위상차판은, 그 전체 광선 투과율, 헤이즈, ΔYI, JIS 연필 경도, 및 외표면이 선 형상 오목부나 선 형상 볼록부를 실질적으로 갖지 않고 평탄한 것이 바람직한 점에 대해서는, 위상차판 제조용 적층체와 마찬가지이다.

본 발명의 위상차판은, a층 및 b층 이외에 그 밖의 층을 갖더라도 좋다. 그 밖의 층의 예로서는, a층과 b층을 접착하는 접착층, 필름의 윤활성을 좋게 하는 매트층, 내충격성 폴리메타크릴레이트 수지층 등의 하드 코팅층, 반사 방지층, 오염 방지층 등을 들 수 있다.

본 발명의 위상차판은, 그 폭 방향의 치수를 1500mm 내지 2000mm로 할 수 있다.

〔3. 액정 표시 장치〕

본 발명의 위상차판은 우수한 편광판 보상 기능을 갖기 때문에, 그 단독으로 또는 다른 부재와 조합하여, 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.

액정 표시 장치는, 통상, 각 흡수축이 대략 직교하도록 배치되는 한 쌍의 편광판(광입사측 편광판과 광출사측 편광판)과, 상기 한 쌍의 편광판의 사이에 마련되는 액정셀을 구비한다. 여기서 대략 직교한다고 하는 것은, 흡수축이 이루는 각도가, 통상 85°이상, 바람직하게는 89°이상, 통상 95°이하, 바람직하게는 91°이하인 것을 말한다.

액정 표시 장치에 본 발명의 위상차판을 마련하는 경우, 상기 한 쌍의 편광판 중 어느 하나와 액정셀의 사이에 본 발명의 위상차판을 마련한다. 이 때, 본 발명의 위상차판은, 액정셀보다도 광입사측에 마련하더라도 좋고, 액정셀보다도 광출사측에 마련하더라도 좋고, 액정셀보다도 광입사측 및 광출사측의 양쪽에 마련하더라도 좋다. 통상, 이들 한 쌍의 편광판, 본 발명의 위상차판 및 액정셀은 액정 패널로서 일체로 마련되고, 이 액정 패널에 광원으로부터 광을 조사하여 액정 패널의 광출사측에 존재하는 표시면에 화상이 표시되도록 되어 있다. 이 때, 본 발명의 위상차판이 우수한 편광판 보상 기능을 발휘하기 때문에, 액정 표시 장치의 표시면을 경사 방향으로부터 본 경우의 광 누출을 저감하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 위상차판은, 통상, 편광판 보상 기능의 이외에도 우수한 광학적 기능을 갖기 때문에 액정 표시 장치의 시인성을 더 향상시키는 것이 가능하다.

액정셀의 표시 모드로서는, 예컨대, 인플레인 스위칭(IPS) 방식, 수직 정렬(VA) 방식, 멀티도메인 수직 정렬(MVA) 방식, 연속 핀휠 정렬(CPA) 방식, 하이브리드 정렬 네마틱(HAN) 방식, 트위스티드 네마틱(TN) 방식, 수퍼 트위스티드 네마틱(STN) 방식, 광학 보상 대역(OCB) 방식, 전체 상 모드 방식 등을 들 수 있다. 그 중에서도 인플레인 스위칭 방식 및 수직 정렬 방식이 바람직하고, 인플레인 스위칭 방식이 특히 바람직하다. 인플레인 스위칭 방식의 액정셀은 시야각이 넓지만, 본 발명의 위상차판을 적용하는 것에 의해 시야각을 더 넓히는 것이 가능하다.

본 발명의 위상차판은 액정셀 또는 편광판에 접합하더라도 좋다. 접합에는 공지된 접착제를 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 위상차판은 1장을 단독으로 이용하더라도 좋고, 2장 이상을 이용하더라도 좋다.

또한, 본 발명의 위상차판을 액정 표시 장치에 마련하는 경우, 별도의 위상차판과 더 조합하여 이용하더라도 좋다. 예컨대, 본 발명의 위상차판을 수직 정렬 방식의 액정셀을 구비한 액정 표시 장치에 마련하는 경우, 한 쌍의 편광판의 사이에, 본 발명의 위상차판에 부가하여 시야각 특성을 개선하기 위한 별도의 위상차판을 마련하도록 하더라도 좋다.

〔4. 그 밖의 사항〕

본 발명의 위상차판은, 상술한 이외의 용도에 이용하는 것도 가능하다.

예컨대, 본 발명의 위상차판의 면내 리터데이션 Re를 120nm 내지 160nm로 하는 것에 의해 본 발명의 위상차판을 1/4 파장판으로 하고, 이 1/4 파장판을 직선 편광자와 조합하면, 원 편광판으로 할 수 있다. 이 때, 1/4 파장판의 지상축과 직선 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 45±2°로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 위상차판을 편광판의 보호 필름으로서 이용하는 것도 가능하다. 편광판은, 통상, 편광자와 그 양면에 접합된 보호 필름을 구비한다. 본 발명의 위상차판을 편광자에 접합하면, 본 발명의 위상차판을 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 이 경우, 보호 필름이 생략되기 때문에 액정 표시 장치를 얇게 할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치에서는, 전방위 콘트라스트가 통상 60 이상이며, 80 이상인 것이 보다 바람직하고, 170 이상인 것이 더 바람직하다. 이러한 수치인 것에 의해, 경사 방향에서 본 경우의 표시 품위를 높일 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지 및 그 균등의 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서, 편광판으로서 편광판[(주) 산릿츠, LLC2-9518]을 이용했다. 액정셀로서, 두께 3.349μm, 파장 550nm의 복굴절 Δn=0.11, 프리틸트각 0도인 것을 이용했다.

〔평가 방법〕

(1) 두께의 측정 방법

필름의 막 두께는, 접촉식의 두께 계측기를 이용하여 측정했다.

필름을 구성하는 각 층의 층 두께는, 필름을 에폭시 수지에 포함시켜 매립한 후, 미크로톰(야마토공업사 제품, 제품명「RUB-2100」)을 이용하여 슬라이스하고, 주사 전자 현미경을 이용하여 단면을 관찰해서, 측정했다.

(2) 리터데이션의 측정 방법

필름의 a층측 표면, b층측 표면에 대하여, J.A.Woollam사 제품 분광 엘립소미터 M-2000U를 이용하여, 측정 파장 550nm에서, 필름의 긴 방향의 굴절률 Nx, 폭 방향의 굴절률 Ny 및 두께 방향의 굴절률 Nz를 각각 측정하여, 그 층의 두께 Th(nm)로부터 다음 식에 의해서 계산했다.

(3) 액정 표시 장치의 시야각 특성

광학 이방체를, 인플레인 스위칭(IPS) 모드의 액정 표시 장치의 액정셀에 인접하는 위치에 배치하여, 표시 특성을 육안에 의해 관찰했다. 또한, 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 백 표시 휘도와 흑 표시 휘도의 비를 나타내는 콘트라스트를 구하여, 콘트라스트 등고선도로 하여 표시했다.

〔제조예 1〕

2종 2층의 공압출 성형용의 필름 성형 장치를 준비하고, 폴리카보네이트 수지(아사히화성사 제품, 원더라이트 PC-110, 유리 전이 온도 145℃)의 펠렛을, 더블 플라이트형의 스크류를 구비한 한쪽의 1축 압출기에 투입하여, 용융시켰다.

스타이렌무수말레산 공중합체 수지(NovaChemicals사 제품, DylarkD332, 유리 전이 온도 135℃)의 펠렛을 더블 플라이트형의 스크류를 구비한 또 한쪽의 1축 압출기에 투입하여, 용융시켰다.

용융된 260℃의 폴리카보네이트 수지를 체눈 10μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 통해서 멀티매니폴드 다이(다이스 립의 표면 조도 Ra : 0.1μm)의 한쪽의 매니폴드에, 용융된 260℃의 스타이렌무수말레산 공중합체 수지를 체눈 10μm의 리프 디스크(leaf disk) 형상의 폴리머 필터를 통해서 또 한쪽의 매니폴드에, 각각 공급했다.

폴리카보네이트 수지 및 스타이렌무수말레산 공중합체 수지를 그 멀티매니폴드 다이로부터 260℃에서 동시에 압출하여 필름 형상으로 했다. 그 필름 형상 용융 수지를 표면 온도 130℃로 조정된 냉각 롤에 캐스팅하고, 이어서 표면 온도 50℃로 조정된 2개의 냉각 롤 사이를 통과시켜, 폴리카보네이트 수지층(a층: 16μm)과 스타이렌무수말레산 공중합체 수지층(b층: 180μm)으로 이루어지는 폭 1350mm이고 두께 196μm인 위상차판 제조용의 적층체(1)를 얻었다(적층체 형성 공정).

〔실시예 1〕

제조예 1에서 얻어진 적층체(1)를 텐터 가로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 150℃, 연신 배율 2.7로 가로 방향으로 연신하였다(제 1 연신 공정). 계속해서, 연신된 필름을 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 128℃, 연신 배율 1.25로 세로 방향으로 연신하여, 위상차판(1)을 얻었다(제 2 연신 공정).

얻어진 위상차판(1)에 대하여, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 얻어진 위상차판(1)은, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키고 있었다. 또한, 위상차판(1)의 제조에 이용한 적층체(1)는 상기 요건 P를 만족시키고 있었다. 또한, 얻어진 위상차판(1)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 것을 도 2에 나타낸다.

또한, 얻어진 위상차판(1)을, IPS 모드의 액정 표시 장치의 액정셀에 인접하는 위치에 배치하여, 표시 특성을 육안으로 평가하면, 화면을 정면으로부터 본 경우에도, 전방위로부터 극각 80°이내의 기울어진 방향에서 본 경우도, 표시는 양호하고 또한 균일했다. 이 액정 표시 장치에 대하여 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 얻어진 전방위 콘트라스트를 표 1에, 콘트라스트 등고선도를 도 3에 나타낸다.

〔실시예 2〕

제조예 1에서 얻어진 적층체(1)를 텐터 가로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 150℃, 연신 배율 2.7로 가로 방향으로 연신하였다(제 1 연신 공정). 계속해서, 연신된 필름을 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 130℃, 연신 배율 1.35로 세로 방향으로 연신하여, 위상차판(2)을 얻었다(제 2 연신 공정).

얻어진 위상차판(2)에 대하여, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 얻어진 위상차판(2)은, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키고 있었다. 또한, 위상차판(2)의 제조에 이용한 적층체(1)는 상기 요건 P를 만족시키고 있었다. 또한, 얻어진 위상차판(2)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 것을 도 4에 나타낸다.

또한, 얻어진 위상차판(2)을, 전술한 요령으로 표시 특성을 육안으로 평가하면, 화면을 정면으로부터 본 경우에도, 전방위로부터 극각 80°이내의 기울어진 방향에서 본 경우도, 표시는 양호하고 또한 균일했다. 이 액정 표시 장치에 대하여 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 얻어진 전방위 콘트라스트를 표 1에, 콘트라스트 등고선도를 도 5에 나타낸다.

〔실시예 3〕

제조예 1에서 얻어진 적층체(1)를 텐터 가로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 153℃, 연신 배율 2.7로 가로 방향으로 연신하였다(제 1 연신 공정). 계속해서, 연신된 필름을 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 130℃, 연신 배율 1.35로 세로 방향으로 연신하여, 위상차판(3)을 얻었다(제 2 연신 공정).

얻어진 위상차판(3)에 대하여, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 얻어진 위상차판(3)은, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키고 있었다. 또한, 위상차판(3)의 제조에 이용한 적층체(1)는 상기 요건 P를 만족시키고 있었다. 또한, 얻어진 위상차판(3)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 것을 도 6에 나타낸다.

또한, 얻어진 위상차판(3)을, 전술한 요령으로 표시 특성을 육안으로 평가하면, 화면을 정면으로부터 본 경우에도, 전방위로부터 극각 80°이내의 기울어진 방향에서 본 경우도, 표시는 양호하고 또한 균일했다. 이 액정 표시 장치에 대하여 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 얻어진 전방위 콘트라스트를 표 1에, 콘트라스트 등고선도를 도 7에 나타낸다.

〔비교예 1〕

제조예 1에서 얻어진 적층체(1)를 텐터 가로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 150℃, 연신 배율 2.7로 가로 방향으로 연신하였다(제 1 연신 공정). 계속해서, 연신된 필름을 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 150℃, 연신 배율 1.25로 세로 방향으로 연신하여, 위상차판(4)을 얻었다(제 2 연신 공정).

얻어진 위상차판(4)에 대하여, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 얻어진 위상차판(4)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 것을 도 8에 나타낸다.

또한, 얻어진 위상차판(4)을, 전술한 요령으로 표시 특성을 육안으로 평가하면, 화면을 정면으로부터 본 경우는 표시는 양호하였지만, 극각 80°이내의 기울어진 방향에서 본 경우는, 광 누출이 크고 표시 성능은 현저히 뒤떨어지고 있었다. 이 액정 표시 장치에 대하여 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 얻어진 전방위 콘트라스트를 표 1에, 콘트라스트 등고선도를 도 9에 나타낸다.

〔실시예 4〕

스타이렌무수말레산 공중합체 수지층(b층)의 두께를 160μm로 한 것 이외에는 제조예 1과 완전히 마찬가지로 하여, 두께 176μm의 적층체(2)를 얻었다(적층체 형성 공정).

적층체(2)를 텐터 가로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 150℃, 연신 배율 2.7로 가로 방향으로 연신하였다(제 1 연신 공정). 계속해서, 연신된 필름을 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 128℃, 연신 배율 1.25로 세로 방향으로 연신하여, 위상차판(5)을 얻었다(제 2 연신 공정).

얻어진 위상차판(5)에 대하여, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 얻어진 위상차판(5)은, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키고 있었다. 또한, 위상차판(5)의 제조에 이용한 적층체(2)는 상기 요건 P를 만족시키고 있었다. 또한, 얻어진 위상차판(5)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 것을 도 10에 나타낸다.

또한, 얻어진 위상차판(5)을, 전술한 요령으로 표시 특성을 육안으로 평가하면, 화면을 정면으로부터 본 경우에도, 전방위로부터 극각 80°이내의 기울어진 방향에서 본 경우도, 표시는 양호하고 또한 균일했다. 이 액정 표시 장치에 대하여 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 얻어진 전방위 콘트라스트를 표 1에, 콘트라스트 등고선도를 도 11에 나타낸다.

〔실시예 5〕

폴리카보네이트 수지층(a층)의 두께를 20μm로 한 것 이외에는 제조예 1과 완전히 마찬가지로 하여, 두께 200μm의 적층체(3)를 얻었다(적층체 형성 공정).

적층체(3)를 텐터 가로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 150℃, 연신 배율 2.7로 가로 방향으로 연신하였다(제 1 연신 공정). 계속해서, 연신된 필름을 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 128℃, 연신 배율 1.25로 세로 방향으로 연신하여, 위상차판(6)을 얻었다(제 2 연신 공정).

얻어진 위상차판(6)에 대하여, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 얻어진 위상차판(6)은, n_x>n_z>n_y의 관계를 만족시키고 있었다. 또한, 위상차판(6)의 제조에 이용한 적층체(3)는 상기 요건 P를 만족시키고 있었다. 또한, 얻어진 위상차판(6)의 입사각 0°에 있어서의 리터데이션 Re와, 입사각 40°에 있어서의 리터데이션 R₄₀의 비 R₄₀/Re를 방위각 15° 단위로 플로팅한 것을 도 12에 나타낸다.

또한, 얻어진 위상차판(6)을, 전술한 요령으로 표시 특성을 육안으로 평가하면, 화면을 정면으로부터 본 경우에도, 전방위로부터 극각 80°이내의 기울어진 방향에서 본 경우도, 표시는 양호하고 또한 균일했다. 이 액정 표시 장치에 대하여 4×4 매트릭스를 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 얻어진 전방위 콘트라스트를 표 1에, 콘트라스트 등고선도를 도 13에 나타낸다.

(정리)

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 적층체 형성 공정, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정을 행하는 것에 의해, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb가 식 1 내지 4를 만족시키는 위상차판을 제조할 수 있다. 또한, a층의 면내 리터데이션 Rea 및 두께 방향의 리터데이션 Rta, 및, b층의 면내 리터데이션 Reb 및 두께 방향의 리터데이션 Rtb가 식 1 내지 4를 만족시키는 실시예 1 내지 5에 있어서는, 전방위 콘트라스트가 크므로 충분한 편광판 보상 기능이 발휘되어 있는 것을 알 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 위상차판 및 그 제조 방법은, 광학 용도에 임의로 이용할 수 있고, 특히, 액정 표시 장치에 이용하기에 적합하다.

Claims (5)

1. 위상차판의 제조 방법으로서,
   고유 복굴절 값이 정(正)인 수지 A와, 고유 복굴절 값이 부(負)인 수지 B를 공압출(共押出 : coextruding) 또는 공유연(共流延 : co-flow-casting)하여, 수지 A를 함유하는 a층과, 수지 B를 함유하는 b층을 포함하는 적층체를 형성하는 공정과,
   상기 적층체를 온도 T1에서 한 방향으로 연신하는 제 1 연신 공정과,
   상기 제 1 연신 공정 후에, 온도 T1보다 낮은 온도 T2에 있어서 상기 연신 방향과 이루는 각도가 85° 이상 95° 이하인 대략 직교하는 다른쪽 방향으로 연신하여, 위상차판을 얻는 제 2 연신 공정을 구비하며,
   상기 위상차판은, 연신 처리가 실시된 a층의 면내 리터데이션 Rea, 연신 처리가 실시된 a층의 두께 방향의 리터데이션 Rta, 연신 처리가 실시된 b층의 면내 리터데이션 Reb, 연신 처리가 실시된 b층의 두께 방향의 리터데이션 Rtb로 하여, 이하의 식 1 내지 식 4, 즉,
   

   

   
   를 만족하고,
   상기 Rea, Rta, Reb, 및 Rtb는 파장 550㎚의 광에 대한 리터데이션이고,
   상기 적층체를 어느 한 방향으로 연신했을 때, 그 연신 방향을 X축, 상기 연신 방향에 대해서 필름 면내에서 직교하는 방향을 Y축, 및 필름 두께 방향을 Z축으로 하면,
   상기 적층체의 필름면에 수직으로 입사하며 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ 면에 있는 직선 편광의, 필름면에 수직으로 입사하며 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대한 위상이, 상기 온도 T1 및 T2 중의 한쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 지연되고, 상기 온도 T1 및 T2 중의 다른쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 앞서는
   위상차판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   수지 A의 유리 전이 온도 Tg_A와 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B가 Tg_A>Tg_B+5℃의 관계를 만족하는 위상차판의 제조 방법.
   
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 온도 T1은 상기 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B보다 높은 위상차판의 제조 방법.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 온도 T2는, 상기 수지 B의 유리 전이 온도 Tg_B를 기준으로 하여, Tg_B-20℃보다 높은 위상차판의 제조 방법.

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