JPH02186302A - プラスチック光学位相フィルム - Google Patents
プラスチック光学位相フィルムInfo
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- JPH02186302A JPH02186302A JP1006422A JP642289A JPH02186302A JP H02186302 A JPH02186302 A JP H02186302A JP 1006422 A JP1006422 A JP 1006422A JP 642289 A JP642289 A JP 642289A JP H02186302 A JPH02186302 A JP H02186302A
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- Japan
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- film
- pvdf
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
プラスチック光学位相フィルム、特に白黒表示液晶デイ
スプレィの光学補償フィルムに適する素子に関し、 光学異方性を有する高分子材料によって、諸問題を解消
できる光学位相素子を実現することを目的とし、 ポリ弗化ビニリデン（以下ｒ ＰＶＤＦ Ｊと呼ぶ）が
３０〜８５重量％含有されるＰＶＤＦとポリメチルメタ
クリレート（以下ｒＰＭＭＡＪと呼ぶ）の固溶体からな
り、該固溶体中の極性基が一定方向に配向するよう、一
軸方向に延伸して形成されるフィルム状体であって、レ
タデーションＲが５５０〜６５０ ｎｒｓの範囲にある
構成とする。
スプレィの光学補償フィルムに適する素子に関し、 光学異方性を有する高分子材料によって、諸問題を解消
できる光学位相素子を実現することを目的とし、 ポリ弗化ビニリデン（以下ｒ ＰＶＤＦ Ｊと呼ぶ）が
３０〜８５重量％含有されるＰＶＤＦとポリメチルメタ
クリレート（以下ｒＰＭＭＡＪと呼ぶ）の固溶体からな
り、該固溶体中の極性基が一定方向に配向するよう、一
軸方向に延伸して形成されるフィルム状体であって、レ
タデーションＲが５５０〜６５０ ｎｒｓの範囲にある
構成とする。
（産業上の利用分野〕
レーザを光源とする光通信の発展とともに、これに使用
される光スィッチ、光変調器など各種の光制御素子も改
良が進んでいる。また光制御素子は、光通信に限らず、
液晶表示素子やプラズマデイスプレィなどの表示機器に
も広く使用されている０本発明は、光制御素子のうちプ
ラスチック光学位相フィルム、特に白黒表示液晶デイス
プレィの光学補償フィルムに適する素子に関する。
される光スィッチ、光変調器など各種の光制御素子も改
良が進んでいる。また光制御素子は、光通信に限らず、
液晶表示素子やプラズマデイスプレィなどの表示機器に
も広く使用されている０本発明は、光制御素子のうちプ
ラスチック光学位相フィルム、特に白黒表示液晶デイス
プレィの光学補償フィルムに適する素子に関する。
位相板のような光学素子は、表示機器においても広く用
いられている。
いられている。
例えば、単純マトリックス方式をとる液晶表示装置につ
いて言えば、電気光学特性が急峻なため５ＴＮ（Ｓｕｐ
ｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を使用し
て表示が行われているが、液晶が光学的異方性を示すた
めに着色して表示されることから、そのままでは白黒表
示ができないという問題がある。
いて言えば、電気光学特性が急峻なため５ＴＮ（Ｓｕｐ
ｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を使用し
て表示が行われているが、液晶が光学的異方性を示すた
めに着色して表示されることから、そのままでは白黒表
示ができないという問題がある。
すなわち、偏光板を通すことにより円偏光を直線偏光に
して液晶セルに入射すると、液晶は光学的異方性をもつ
ために、光は楕円偏光となって液晶セルを出射するが、
この際の楕円偏光の度合は波長により異なってくる。
して液晶セルに入射すると、液晶は光学的異方性をもつ
ために、光は楕円偏光となって液晶セルを出射するが、
この際の楕円偏光の度合は波長により異なってくる。
そのため、この出射光を光学位相板に入射させ、先に液
晶セルが入射光に対して行ったと逆の作用をさせて直線
偏光に戻し、この直線偏光を検光子を通して出射させ、
画像表示を行なうことで、白黒表示を得ている。
晶セルが入射光に対して行ったと逆の作用をさせて直線
偏光に戻し、この直線偏光を検光子を通して出射させ、
画像表示を行なうことで、白黒表示を得ている。
ここで、光学位相板は、今まで酸性二水素燐酸カリ（Ｋ
ＨｔＰＯａ略称ＫＤＰ）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏｌ）のような異方性光学、結晶を使用して構成されて
いる。
ＨｔＰＯａ略称ＫＤＰ）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏｌ）のような異方性光学、結晶を使用して構成されて
いる。
しかしながら、これらの材料について結晶成長を行い、
これに切断と研磨を行って無機の素子を形成するには、
多大な時間と労力を要し、かなり高価な素子となる。そ
のため、液晶表示の白黒表示を実用化し普及させるには
、光学位相板のコストダウンが必要となる。加えて、面
積の大きな素子は製造が難しいという問題がある。
これに切断と研磨を行って無機の素子を形成するには、
多大な時間と労力を要し、かなり高価な素子となる。そ
のため、液晶表示の白黒表示を実用化し普及させるには
、光学位相板のコストダウンが必要となる。加えて、面
積の大きな素子は製造が難しいという問題がある。
また、液晶セルを２層重ねて白黒表示を得るこれまでの
白黒パネルは、重くて厚くかつ高価となり、しかも反射
型にすると暗すぎた。
白黒パネルは、重くて厚くかつ高価となり、しかも反射
型にすると暗すぎた。
このため、補償パネルを薄型、軽量化すると共に、コス
トの低減を図り、かつ明るい表示を可能とすることが要
望されている。
トの低減を図り、かつ明るい表示を可能とすることが要
望されている。
ところで、製造が容易で安価な高分子材料にも、光学異
方性を有するものがあるため、本発明の技術的課題は、
光学異方性を有する高分子材料によって、前記のような
諸問題を解消できる光学位相素子を実現することにある
。
方性を有するものがあるため、本発明の技術的課題は、
光学異方性を有する高分子材料によって、前記のような
諸問題を解消できる光学位相素子を実現することにある
。
第１図は本発明によるプラスチック光学位相フィルムの
基本原理を説明する図である。
基本原理を説明する図である。
本発明の光学位相フィルムは、ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの
固溶体からなるが、そのうちＰＶＤＦが３０〜８５重量
％含有されている。
固溶体からなるが、そのうちＰＶＤＦが３０〜８５重量
％含有されている。
そして、該固溶体中の極性基が一定方向に配向するよう
、一軸方向に延伸して形成される。
、一軸方向に延伸して形成される。
また、第１図に示すように、レタデーションＲが５５０
〜６５０ ｎｍの範囲にあるものとする。なお本発明に
おいて、フィルム状体とは、シート状のものも含むもの
とする。
〜６５０ ｎｍの範囲にあるものとする。なお本発明に
おいて、フィルム状体とは、シート状のものも含むもの
とする。
ＰＶＤＦの分子内に大きな双極子モーメントをもつ原子
団をもっており、これに電界を加えるか、あるいは延伸
することにより一方向に配向する性質を有している０本
発明は、この性質を利用するものである。
団をもっており、これに電界を加えるか、あるいは延伸
することにより一方向に配向する性質を有している０本
発明は、この性質を利用するものである。
すなわち、ＰＶＤＦは、第２図に示すような構造式とな
っており、Ｃ−Ｆ結合をもつため、大きな双極子モーメ
ントを有している。
っており、Ｃ−Ｆ結合をもつため、大きな双極子モーメ
ントを有している。
ところで、ＰＶＤＦにはα型結晶とβ型結晶の二種類が
あり、α型は単位格子を構成する極性基の配向方向が互
い違いに逆向きとなっているため、打ち消し合い、単位
格子は極性をもっていない。
あり、α型は単位格子を構成する極性基の配向方向が互
い違いに逆向きとなっているため、打ち消し合い、単位
格子は極性をもっていない。
しかし、β型は単位格子を構成する極性基の総てが一定
方向に配向しているため、高い誘電率をもつ極性結晶を
構成している。
方向に配向しているため、高い誘電率をもつ極性結晶を
構成している。
そしてα型をβ型とするには、ガラス転移温度以上の温
度で高電界を加えるか、一軸または二輪延伸すればよい
ことが知られている。
度で高電界を加えるか、一軸または二輪延伸すればよい
ことが知られている。
一方、光学素子としては、光透過率がすぐれていること
が必要条件であるが、ＰＶＤＦは光透過率が約１２％と
極めて少なく、光学材料としては使用することができな
い。
が必要条件であるが、ＰＶＤＦは光透過率が約１２％と
極めて少なく、光学材料としては使用することができな
い。
本発明の発明者らは、特願昭６２−２５５６８３号にお
いて、プラスチック光ファイバのクラッドまたは平板状
のライトガイドに適する材料として、ＰＶＤＰとＰＭＭ
Ａとの固溶体を用いることを提案している。
いて、プラスチック光ファイバのクラッドまたは平板状
のライトガイドに適する材料として、ＰＶＤＰとＰＭＭ
Ａとの固溶体を用いることを提案している。
すなわち、従来プラスチック光ファイバのコアとしては
耐熱性の優れたポリカーボネート（略称ＰＣ）を、また
クラッドとしてはＰＣよりも屈折率の少ないＰＭＭＡが
使用されているが、ＰＣの伸度が９０％程度であるのに
対し、ＰＭＭＡの伸度は５％程度しかなく、したがって
外部応力によって容易に折損してしまう。
耐熱性の優れたポリカーボネート（略称ＰＣ）を、また
クラッドとしてはＰＣよりも屈折率の少ないＰＭＭＡが
使用されているが、ＰＣの伸度が９０％程度であるのに
対し、ＰＭＭＡの伸度は５％程度しかなく、したがって
外部応力によって容易に折損してしまう。
そこで、この問題を解決するためにＰＭＭＡにＰＶＤＦ
を添加した固溶体を用いるもので、これにより伸度の問
題を解決すると共に耐熱性も向上している。
を添加した固溶体を用いるもので、これにより伸度の問
題を解決すると共に耐熱性も向上している。
本発明は、逆にＰＶＤＦを主とし、これにＰＭＭＡを添
加することにより、光学的異方性を保持しながら光透過
率やコントラストなどの表示品質を改良するものである
。
加することにより、光学的異方性を保持しながら光透過
率やコントラストなどの表示品質を改良するものである
。
第３図はＰＭＭＡとｐｖ叶との分率（重量％混合比率）
に対する光透過率を示す図である。 ＰＶＤＦのみの光
透過率は、先に記したように約１２％に過ぎないが、Ｐ
ＭＭＡの添加量が増すに従って光透過率は急激に増加し
、ＰＶＤＦ ８ ＰＭＭＡ＝８０％：２０％を超すと、
光透過率は５０％以上となる。すなわち、プラスチック
光学位相板を構成するには、ＰＶＤＦの分率がなるべく
大きく、しかも光透過率の高いことが必要であるが、そ
のためにはＰＶＤＦの含有量が、８０〜８５％以下が望
ましい。
に対する光透過率を示す図である。 ＰＶＤＦのみの光
透過率は、先に記したように約１２％に過ぎないが、Ｐ
ＭＭＡの添加量が増すに従って光透過率は急激に増加し
、ＰＶＤＦ ８ ＰＭＭＡ＝８０％：２０％を超すと、
光透過率は５０％以上となる。すなわち、プラスチック
光学位相板を構成するには、ＰＶＤＦの分率がなるべく
大きく、しかも光透過率の高いことが必要であるが、そ
のためにはＰＶＤＦの含有量が、８０〜８５％以下が望
ましい。
第４図はＰＭＭＡとＰＶＤＦとの分率に対する熱変形温
度と伸度との関係を示している０本発明のプラスチック
光学位相フィルムは、ＰＶＤＦとＰＭＭＡからなる固溶
体中の極性基が一定方向に配向されるように、一軸方向
に延伸して形成されるため、延伸性に富んでいることが
望ましい。第４図から明らかなように、一軸延伸または
二軸延伸法によって光学的異方性をもつ位相板を形成す
るには、ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの固溶体からなるプラス
チック光学位相フィルムにおいて、ＰＶＤＦの含有率が
８５％〜３０％の混合物が光学位相板として適している
。ＰＶＤＦの分率が７０％付近が最も伸度が良いが、伸
度が良ずぎてロールの痕跡が残るという問題がある。
度と伸度との関係を示している０本発明のプラスチック
光学位相フィルムは、ＰＶＤＦとＰＭＭＡからなる固溶
体中の極性基が一定方向に配向されるように、一軸方向
に延伸して形成されるため、延伸性に富んでいることが
望ましい。第４図から明らかなように、一軸延伸または
二軸延伸法によって光学的異方性をもつ位相板を形成す
るには、ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの固溶体からなるプラス
チック光学位相フィルムにおいて、ＰＶＤＦの含有率が
８５％〜３０％の混合物が光学位相板として適している
。ＰＶＤＦの分率が７０％付近が最も伸度が良いが、伸
度が良ずぎてロールの痕跡が残るという問題がある。
第３図と第４図を総合すると、光透過率と延伸性の双方
とも良い材料としては、ＰＶＤＦの分率が３０〜８５％
程度のものが好ましい。
とも良い材料としては、ＰＶＤＦの分率が３０〜８５％
程度のものが好ましい。
第１図は、光学位相フィルムにおけるレタデーション（
？！屈折率）Ｒとコントラストとの関係を示す図である
。この図から明らかなように、レタデーシッンＲが５５
０〜６５０の範囲が、より鮮明なコントラストが得られ
る。なお、 レタデーシゴンＲ＝Δｎｄ の関係式で表される。ここに、Δｎは固有複屈折、ｄは
厚さである。
？！屈折率）Ｒとコントラストとの関係を示す図である
。この図から明らかなように、レタデーシッンＲが５５
０〜６５０の範囲が、より鮮明なコントラストが得られ
る。なお、 レタデーシゴンＲ＝Δｎｄ の関係式で表される。ここに、Δｎは固有複屈折、ｄは
厚さである。
次に本発明によるプラスチック光学位相フィルムが実際
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。ＰＶ
ＤＦ ： ＰＭＭＡ＝７０％：３０％の割合の混合物を
ガラス製のるつぼに入れ、試料溶融時に気泡が入るのを
防ぐために、減圧装置に入れて装置内の空気を排気した
状態で、この組成比の熱変形温度である１５０°Ｃで２
倍に一軸延伸し、厚さが１５０ μｍルタデーションの
値が６００ ｎｍの位相フィルムを得た。
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。ＰＶ
ＤＦ ： ＰＭＭＡ＝７０％：３０％の割合の混合物を
ガラス製のるつぼに入れ、試料溶融時に気泡が入るのを
防ぐために、減圧装置に入れて装置内の空気を排気した
状態で、この組成比の熱変形温度である１５０°Ｃで２
倍に一軸延伸し、厚さが１５０ μｍルタデーションの
値が６００ ｎｍの位相フィルムを得た。
第５図は、かかる方法で作製した位相フィルムについて
、位相フィルムのレタデーションと液晶のコントラスト
比（ＯＮ状態（白）とＯＦＦ状態（黒）の明るさ比）と
の関係を測定した結果である。レタデーションが５５０
〜６５０ ｎｒａでは、コントラストが良いことがわか
る。なお、レタデーションは、フィルム厚、ｄを一定と
し、Δｎを変化させて測定した。固有複屈折Δｎは、フ
ィルムの延伸と関係する値である。
、位相フィルムのレタデーションと液晶のコントラスト
比（ＯＮ状態（白）とＯＦＦ状態（黒）の明るさ比）と
の関係を測定した結果である。レタデーションが５５０
〜６５０ ｎｒａでは、コントラストが良いことがわか
る。なお、レタデーションは、フィルム厚、ｄを一定と
し、Δｎを変化させて測定した。固有複屈折Δｎは、フ
ィルムの延伸と関係する値である。
第６図はＣＩＥ （国際照明委員会）で規定する色度図
であり、白丸はオン状態における色、黒丸はオフ状態に
おける色である。また各白丸、黒丸の隣の数値は、レタ
デーシゴンＲの値を示しており、第５図における各試料
に対応している。この図から明らかなように、レタデー
シッンが５１０と小さい場合は、ＯＦＦ状態で青みがか
った黒となるが、肉眼ではほとんど黒に見え、実用上差
支えなかった。特にレタデーシッンが５５０〜６５０の
範囲においては、白黒の状態が良好に判別できる。
であり、白丸はオン状態における色、黒丸はオフ状態に
おける色である。また各白丸、黒丸の隣の数値は、レタ
デーシゴンＲの値を示しており、第５図における各試料
に対応している。この図から明らかなように、レタデー
シッンが５１０と小さい場合は、ＯＦＦ状態で青みがか
った黒となるが、肉眼ではほとんど黒に見え、実用上差
支えなかった。特にレタデーシッンが５５０〜６５０の
範囲においては、白黒の状態が良好に判別できる。
また、色のコントラストをより良くするために、前記固
溶体中に有機蛍光色素（例えば、ペリレン系色素など）
を含有させても良い。
溶体中に有機蛍光色素（例えば、ペリレン系色素など）
を含有させても良い。
以上のように、本発明の構成によれば、ポリカーボネー
トフィルムのような補償フィルムに比較して高透明で、
かつ複屈折分布が均一で、コントラストも良く、表示品
質に優れた光学位相フィルムを、低コストで量産するこ
とが可能となる。
トフィルムのような補償フィルムに比較して高透明で、
かつ複屈折分布が均一で、コントラストも良く、表示品
質に優れた光学位相フィルムを、低コストで量産するこ
とが可能となる。
特に１枚の薄いプラスチックフィルムで構成できるため
、薄型かつ軽量で面積の広い光学位相フィルムを実現で
き、液晶表示装置における光学補償フィルムとして最適
である。
、薄型かつ軽量で面積の広い光学位相フィルムを実現で
き、液晶表示装置における光学補償フィルムとして最適
である。
第１図は本発明によるプラスチック光学位相フィルムの
基本原理を説明する図、 第２図はＰＶＤＦの構造式を示す図、 第３図はＰＭＭＡとＰＶＤＦの分率と光透過率との関係
を示す図、 第４図はＰＭＭＡとＰＶＤＦの分率に対する熱変形温度
と伸度との関係を示す図、 第５図は位相板の複屈折（レタデーシッン）と液晶パネ
ルのコントラスト比の関係を示す図、第６図は第５図の
状態における色度図である。 特許出願人 富士通株式会社 復代理人 弁理士 福 島 康 文 ＠２凹 第４（！ｌ
基本原理を説明する図、 第２図はＰＶＤＦの構造式を示す図、 第３図はＰＭＭＡとＰＶＤＦの分率と光透過率との関係
を示す図、 第４図はＰＭＭＡとＰＶＤＦの分率に対する熱変形温度
と伸度との関係を示す図、 第５図は位相板の複屈折（レタデーシッン）と液晶パネ
ルのコントラスト比の関係を示す図、第６図は第５図の
状態における色度図である。 特許出願人 富士通株式会社 復代理人 弁理士 福 島 康 文 ＠２凹 第４（！ｌ
Claims (2)
- （１）、ポリ弗化ビニリデンが３０〜８５重量％含有さ
れるポリ弗化ビニリデンとポリメチルメタクリレートの
固溶体からなり、 該固溶体中の極性基が一定方向に配向するよう、一軸方
向に延伸して形成されるフィルム状体であって、 レタデーションＲが５５０〜６５０ｎｍの範囲にあるこ
とを特徴とするプラスチック光学位相フィルム。 - （２）、前記固溶体中に蛍光色素を含有させ、調色した
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のプラ
スチック光学位相フィルム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006422A JPH02186302A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | プラスチック光学位相フィルム |
| CA000600146A CA1317716C (en) | 1988-06-02 | 1989-05-18 | Plastic optical phase sheet |
| EP89305477A EP0347063B1 (en) | 1988-06-02 | 1989-05-31 | Liquid crystal display device and plastic optical phase sheet |
| DE68923739T DE68923739T2 (de) | 1988-06-02 | 1989-05-31 | Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Kunststoffilm mit optischer Phase. |
| KR1019890007409A KR920001116B1 (ko) | 1988-06-02 | 1989-05-31 | 플라스틱 광학 위상판 및 그 제조공정 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006422A JPH02186302A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | プラスチック光学位相フィルム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8136860A Division JP2835831B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | Ｓｔｎ液晶ディスプレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02186302A true JPH02186302A (ja) | 1990-07-20 |
| JPH0466482B2 JPH0466482B2 (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=11637938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1006422A Granted JPH02186302A (ja) | 1988-06-02 | 1989-01-13 | プラスチック光学位相フィルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02186302A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278694A (en) * | 1990-01-11 | 1994-01-11 | The Dow Chemical Company | Optically dissimilar composition for polymeric reflective bodies |
| JPH10339810A (ja) * | 1996-05-09 | 1998-12-22 | Sumitomo Chem Co Ltd | 光学異方体フィルムおよび液晶表示装置 |
| KR100444413B1 (ko) * | 1996-05-09 | 2005-01-17 | 스미또모 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 광학이방성필름및액정디스플레이장치 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP1006422A patent/JPH02186302A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278694A (en) * | 1990-01-11 | 1994-01-11 | The Dow Chemical Company | Optically dissimilar composition for polymeric reflective bodies |
| JPH10339810A (ja) * | 1996-05-09 | 1998-12-22 | Sumitomo Chem Co Ltd | 光学異方体フィルムおよび液晶表示装置 |
| KR100444413B1 (ko) * | 1996-05-09 | 2005-01-17 | 스미또모 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 광학이방성필름및액정디스플레이장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0466482B2 (ja) | 1992-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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