JPH0611615A - 位相差板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 グルタルイミド構造単位５〜８０モル％とメ
タクリル酸メチル単位９５〜２０モル％とから構成され
るグルタルイミドアクリル樹脂からなることを特徴とす
る位相差板である。 【効果】 本発明の位相差板は、白黒ＳＴＮ型液晶デイ
プレイの補償用位相差板をはじめとする、良好な光学的
性質、耐熱性が求められる分野、また溶剤を使用する加
工の必要な用途等に好適である。また、光学的性質と耐
溶剤性に優れた、光路差光線入射角依存性のない位相差
板の製造に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明性、耐久性、耐熱
性、耐溶剤性に優れた位相差基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック位相差板は最近の光学技術
の発展に伴いその重要性を増しており、例えば白黒ＳＴ
Ｎ型液晶デスプレイにおいて、液晶固有の複屈折にとも
なう着色を補償して無色化する補償用位相差板として使
用されている。このような位相差板として、従来ポリカ
ーボネートの異方性フィルムまたはシートが使用されて
いた。しかしながら、ポリカーボネート樹脂の位相差フ
ィルムは、光学素子において特に重要な特性である透明
性、耐光性などの光学的性質がいまひとつ劣り、また耐
溶剤性に乏しく使用場面が制限される等の欠点があっ
た。一方、透明性、耐光性、耐溶剤性に優れた位相差板
としては、メタクリル酸メチルと他の単量体、例えばア
クリル酸エステル、スチレン、無水マレイン酸、マレイ
ミド、Ｎ−置換マレイミドなどとの共重合樹脂であるい
わゆるアクリル樹脂の位相差板が知られているが、耐熱
性が低い問題があった。（特願平１−１５７０９４） 更に、入射角による光路差変化を改良した位相差板とし
て、ポリカーボネート樹脂の位相差板に代表される固有
複屈折値が正である位相差板と、負である位相差板を組
合せた位相差板が提案されており（特願平１−１５９９
８１）、この用途に、ポリカーボネート樹脂の位相差板
の欠点を改良した正の固有複屈折性の位相差板が求めら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来の問題点の解決にあり、すなわち透明性、耐光性、耐
熱性、耐溶剤性に優れた位相差板の開発であり、更にこ
れらの性質を備えた正の固有複屈折性を有する位相差板
の開発である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題の
解決に関し鋭意検討した結果、グルタルイミド構造単位
を有するある種の樹脂を一軸延伸あるいはアンバランス
二軸延伸して作製した位相差板が、透明性、耐光性、耐
溶剤性、耐熱性に優れていること、また正の固有複屈折
性の位相差板も得られることを見い出し本発明を完成し
た。

【０００５】すなわち、本発明の目的は、下記一般式
［１］で表されるグルタルイミド構造単位５〜８０モル
％とメタクリル酸メチル単位９５〜２０モル％とから構
成されるグルタルイミドアクリル樹脂からなることを特
徴とする位相差板によって達成される。

【０００６】

【化２】 （ただし、式［１］において、Ｒは水素、炭素数が１〜
８のアルキル基、炭素数が５〜１０のシクロアルキル基
または炭素数が６〜１０のアリール基を表わす。）

【０００７】

【作用】本発明の位相差板は、透明性、耐光性に優れて
いるのみならず、従来のアクリル系の位相差板、すなわ
ちメタクリル酸メチルとアクリル酸アルキルの共重合体
である汎用のいわゆるアクリル樹脂、メタクリル酸メチ
ルとスチレンの共重合樹脂、メタクリル酸チメルと無水
マレイン酸あるいはＮ−置換マレイミドとスチレンの共
重合樹脂など、アクリル共重合樹脂系の位相差板と異な
り、耐熱性に優れている。例えば、３０分加熱時、光路
差強度変化が０．５％以内に留る温度で比較した場合、
従来のアクリル樹脂位相差板のなかで最も耐熱性の良好
なものの１つである、メタクリル酸メチル単位７６重量
％、無水マレイン酸単位１０重量％、スチレン単位１４
重量％からなるアクリル共重合樹脂の位相差板は１１０
℃であるのに対し、Ｒが水素であり、グルタルイミド構
造単位の含有量が２５モル％の樹脂からなる本発明の位
相差板では１４０℃にも達する。

【０００８】更に本発明の位相差板は耐溶剤整位にも優
れている。例えば、印刷インクに使用される酢酸ブチル
およびトルエンに対する耐性試験においてポリカーボネ
ート樹脂の位相差板は白化するのに対し、本発明の位相
差板に変化は認められず、例えば印刷の必要な用途に使
用することができるなど多様な用途に対応できる。

【０００９】また、従来のメタクリル酸メチルを主成分
とするいわゆるアクリル樹脂の位相差板は全て負の固有
複屈折性、すなわち延伸方向の屈折率が減少する性質を
示し、正の固有複屈折性、すなわち延伸により延伸方向
の屈折率が増大する性質を示す位相差板は得られていな
かった。ところが、驚くべきことに例えば一般式［１］
においてＲが水素またはメチル基である本発明の位相差
板は、アクリル系の樹脂の位相差板であるにもかかわら
ず正の固有複屈折性を示し、光学的性質、耐溶剤性、耐
熱性に優れた正の位相差板が可能となった。

【００１０】これを正の位相差板とし、負の位相差板と
して従来のメタクリル酸メチルの共重合体樹脂の位相差
板を組合せることで、従来の正の位相差板としてポリカ
ーボネートを使用したものの欠点を改良した、透明性、
耐光性、耐溶剤性に優れた、光路差の入射角依存性の少
ない位相差板が可能となった。更に、正の固有複屈折性
は、必要に応じて、一般式［１］のＲを変えることによ
り、負にすることができ、本発明の正の負の位相差板を
組合せることで更に耐熱性にも優れた、光路差の入射角
依存性の少ない位相差板が可能である。

【００１１】本発明のフィルムまたはシートの基体樹脂
であるグルタルイミドアクリル樹脂（以下、グルタルイ
ミド樹脂と略記する）は、グルタルイミド構造単位とメ
タクリル酸メチル単位とからなることを必須とする。グ
ルタルイミド構造のＲは水素、炭素数が１〜８のアルキ
ル基、炭素数が５〜１０のシクロアルキル基または炭素
数が６〜１０のアリール基であり、水素、メチル基、シ
クロヘキシル基、フェニル基が好ましいものとして挙げ
られ、特に水素、メチル基が好ましい。炭素数が多いと
耐熱性が劣る。

【００１２】グルタルイミド構造単位の含有量は５〜８
０％、好ましくは１０〜７５％であり、含有量が少ない
と樹脂のＴｇが低下し、本発明の位相差板の耐熱性が達
成できない。含有量が多すぎると、加工性が劣り、延伸
中に破断するなど位相差板の製造が困難となる。また樹
脂の製法上、アミド構造等がポリマー鎖中に残存するよ
うになり、成形中に着色するなど好ましくない。

【００１３】メタクリル酸メチル単位は透明性、また耐
光性等の本発明の位相差板の特長の達成に必要である。

【００１４】本発明の効果を損わない範囲で他のメタク
リル酸エステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
など他の単量体単位を含んでいてもよい。

【００１５】グルタルイミド樹脂の分子量は６〜１５万
（ポリスチレン換算）であることが好ましい。分子量が
低いと機械的強度が不足し、大きすぎると延伸性など成
形性が劣り、好ましくない。

【００１６】グルタルイミド樹脂に、本発明の効果を損
わない範囲で、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防
止剤、および滑剤などの樹脂改質剤を添加、あるいは他
の樹脂をブレンドすることができる。

【００１７】グルタルイミド樹脂は、例えば、メタクリ
ル酸メチルとＮ−置換メタクリルアミドあるいは／およ
びメタクリルアミドをメタノール中でラジカル重合し、
得られた共重合体を、ナトリウムメトキシドの存在下環
化することにより製造できる。具体的には、特開平２−
１５３９０４号の方法が好ましい製造例として挙げられ
る。

【００１８】本発明の位相差板は、グルタルイミド樹脂
を例えば、押出成形により未延伸フィルムまたはシート
を作製し、これを延伸することにより製造することがで
きる。

【００１９】要求される光路差強度、光路差の角度依存
性に合せて、自由巾一軸延伸、一定巾一軸延伸、アンバ
ランス二軸延伸の中から延伸方法は選択される。延伸温
度は、樹脂のＴｇより１０℃高い温度からＴｇより４０
℃高い温度の範囲が適当であり、低すぎると延伸が困難
で、高すぎると光路差強度が低いものとなる。延伸倍率
は１．０５〜３．５倍から選択され、特に１．２〜２．
５倍が好適である。小さすぎると光路差強度の制御が困
難で、また大きすぎると破断しやすくなりまた光路差強
度のムラも大きくなる。延伸速度は、通常１００〜５０
００％／分が使用される。一般に延伸終了後速やかに冷
却される。

【００２０】本発明の位相差板の光路差は、用途に合せ
て選択される。例えば、光路差微調整用は５〜５０nm、
１／４λ板は約１５０nm、液晶デスプレイ位相差補償用
途では１５０〜７００nmの範囲のものがよく使用され
る。

【００２１】本発明の位相差板の厚みは、本質的に制限
されるものではないが、製造上、またた取扱性から１０
μ〜１mm、特に２０μ〜５００μが好ましい。厚みが薄
いと成形中破断しやすく、また厚みが薄すぎても、厚す
ぎても使用における取扱が厄介なものとなる。

【００２２】尚、本発明においては２５４μ未満の厚み
のものをフィルム、２５４μ以上のものをシートと区別
した。

【００２３】以下に本発明の説明において用いた特性値
の測定方法を示す。

【００２４】・光路差測定法：偏光顕微鏡（日本光学工
業（株）製、ＬＡＢＯＰＨＯＴ−ＰＯＬ）を使用し常法
に従い測定した。 ・透明性：全光線透過率、ヘイズで評価。

【００２５】ＡＳＴＭ Ｄ１００３により測定した。

【００２６】・耐熱性：所定温度に保たれた強制音風循
環式恒温オーブン内で３０分間加熱し、光路差強度変化
を測定した。

【００２７】・分子量：ＧＰＣ測定により、ポリスチレ
ンの分子量標準品と比較し求めた（ポリスチレン換
算）。

【００２８】・耐溶剤性評価：印刷インクの溶剤として
使用される酢酸ブチル、トルエンを選び、溶剤中に試片
の一端を０．１〜０．２秒浸漬後直ちに取りだし、空気
中に放置乾燥した。白化、その他変化の有無で評価し
た。

【００２９】

【実施例】本発明を実施例により具体的に説明する。 実施例１ タグラフ式二軸延伸試験機｛東洋精機（株）製｝によ
り、１７０℃の延伸温度、１０００％／分の延伸速度、
１．７５倍の延伸倍率で一定巾一軸延伸し、４０１μの
厚みの位相差板を作製した。この位相差板の光路差は４
３９nmであった。

【００３０】透明性は全光線透過率が９３％、ヘイズが
０．３％と良好であった。１４０℃で３０分間加熱して
も光路差は４３８nmとほとんど変化しなかった。酢酸ブ
チルおよびトルエンに対する耐溶剤性は白化その他の変
化もなく良好であった。

【００３１】また、歪検査器｛東芝硝子（株）製、ＳＶ
Ｐ−１０−Ｐ型｝の鋭敏色板法で延伸方向と色変化の関
係をポリカーボネートの位相差板と比較したところ、正
の固有複屈折性の位相差板であった。 比較例１ メタクリル酸メチル単位７６重量％、無水マレイン酸単
位１０重量％、スチレン単位１４重量％からなるアクリ
ル共重合樹脂（分子量、１２万）を２５０℃の押出温度
でシリンダー径が２０mmの押出機で押出成形し、約５０
０μの未延伸シートを作製した。実施例１と同様にし
て、１４０℃の延伸温度、１０００％／分の延伸速度、
１．５倍の延伸倍率で一定巾一軸延伸し、３３２μの厚
みの位相差板を作製した。この位相差板の光路差は１３
８nmであった。１１０℃、３０分間の加熱で１３７nmに
変化し、１２０℃では１２４nmに低下した。 比較例２ ポリカーボネート樹脂｛出光石油化学（株）製、Ａ−２
５００｝を２８０℃の押出温度でシリンダー径が２０nm
の押出機で押出成形し、約７００μの未延伸シートを作
製した。これをパラタグラフ式二軸延伸危試験機｛東洋
精機（株）製｝により、１８０℃の延伸温度、１０００
％／分の延伸速度、１．７５倍の延伸倍率で一定巾一軸
延伸し、３９７μの厚みを位相差板を作製した。この位
相差板の光路差は４０１nmであった。透明性は全光線透
過率が９０％、ヘイズが０．７％と劣った。また、酢酸
ブチルおよびトルエンによる耐溶剤性試験で白化した。 実施例２ グルタルイミド環のＲが水素で、グルタルイミド構造単
位の含有量が１５モル％、メタクリル酸メチル単位が８
５モル％であり、分子量が７．５万であるグルタルイミ
ド樹脂（Ｔｇが１３８℃）を２７５℃の押出温度でシリ
ンダー径が２０mmの押出機で押出成形し、約２００μの
未延伸シートを作製した。実施例１と同様にして、１６
０℃の延伸温度、１０００％／分の延伸速度、１．７５
倍の延伸倍率で一定巾一軸延伸し、１１７μの厚みの位
相差板を作製した。この位相差板の光路差は１４８nmで
あった。透明性は全光線透過率が９３％、ヘイズが０．
１％と良好であった。酢酸ブチルおよびトルエンに対す
る耐溶剤性は白化その他の変化もなく良好であった。１
３０℃で３０分間加熱したが光路差は１４７nmとほとん
ど変化がなかった。 実施例３ グルタルイミド環のＲがメチル基で、グルタルイミド構
造単位の含有量が６８モル％、メタクリル酸メチル単位
が３２モル％であり、分子量が９．５万であるグルタル
イミド樹脂を２８０℃の押出温度でシリンダー径が２０
mmの押出機で押出成形し、約４００μの未延伸シートを
作製した。実施例１と同様にして、１６０℃の延伸温
度、１０００％／分の延伸速度、１．５倍の延伸倍率で
一定巾一軸延伸し、２６６μの厚みの位相差板を作製し
た。この位相差板の光路差は２４５nmであった。透明性
は全光線透過率が９３％、ヘイズが０．３％と良好であ
った。酢酸ブチルおよびトルエンに対する耐溶剤性を白
化その他の変化もなく良好であった。１３０℃で３０分
間加熱したが光路差は２４５nmと変化がなかった。 実施例４ 実施例１に使用の樹脂から実施例１と同様の操作により
約２５０μの厚みの未延伸シートを作製した。これを、
１７０℃の延伸温度、１０００％／分の延伸速度２．０
倍の延伸倍率で一定巾一軸延伸し、１２７μの厚みの位
相差板を作製した。この位相差板の光路差は１８１nmで
あった。透明性は全光線透過率が９３％、ヘイズが０．
３％と良好であった。１４０℃で３０分間加熱しても光
路差は１８０nmとほとんど変化しなかった。

【００３２】また、歪検査器｛東芝硝子（株）製、ＳＶ
Ｐ−１０−Ｐ型｝の鋭敏色板法で延伸方向と色変化の関
係をポリカーボネートの位相差板と比較したところ、正
の固有複屈折性の位相差板であった。

【００３３】これを比較例１に使用したアクリル樹脂か
ら１４０℃、２倍の延伸倍率で一定巾一軸延伸により作
製した厚みが１９８μで光路差が１８３nmの固有複屈折
性の位相差板に延伸方向が直交するように接着し、光路
差が３６３nmの積層位相差板を作製した。この積層位相
差板は、光線の入射角度を本発明の位相差板の延伸方向
側に垂直より４５度傾けても光路差は３５７nmと光路差
の角度依存性の少ないものであった。

【００３４】一方、組合せに使用した位相差板を光線の
入射角度を延伸方向側に垂直より４５度傾けた場合、本
発明の位相差板の光路差は１８１nmから１３４nm、また
負のアクリル位相差板の光路差は１８３nmから１３７nm
となり光線の入射角度により光路差が変化するものであ
った。

【００３５】組合せ位相差板の透明性は全光線透過率が
９１％、ヘイズが０．５％と良好であった。酢酸ブチル
およびトルエンに対する耐溶剤性は白化その他の変化も
なく良好であった。 比較例３ ポリカーボネート樹脂｛出光石油化学（株）製、Ａ−２
５００｝から１８０℃、２倍の延伸倍率で一定巾一軸延
伸により作製した厚みが１８０μで光路差が１８３nmの
ポリカーボネート位相差板と、実施例４で作製した光路
差が１８３nmの固有複屈折性が負の位相差板とを、延伸
方向が直交するように接着し、光路差が３６３nmの積層
位相差板を作製した。この積層位相差板は、光線の入射
角度をポリカーボネート位相差板の延伸方向側に垂直よ
り４５度傾けても光路差は３４８nmで光路差の角度依存
性の少ないものであったが、透明性は全光線透過率が８
８％、ヘイズが０．９％と劣った。また、酢酸ブチルお
よびトルエンによる耐溶剤性試験で白化した。 実施例５ 実施例１に使用の樹脂から実施例１と同様の操作により
約１２０μの厚みの未延伸シートを作製した。これを、
１７０℃の延伸温度、１０００％／分の延伸速度、２．
２倍の延伸倍率で自由巾一軸延伸し、７４μの厚みの位
相差板を作製した。この位相差板の光路差は１４２nmで
あった。１４０℃で３０分間加熱しても光路差の変化は
認められなかった。 実施例６ 実施例１に使用の樹脂から実施例１と同様の操作により
約５００μの厚みの未延伸シートを作製した。これを、
１８０℃の延伸温度、１０００％／分の延伸速度で、最
初に１．１倍、次いで最初の延伸方向の直角方向に２．
５倍の延伸倍率で逐次延伸を行ない、１８４μの厚みの
位相差板を作製した。この位相差板の光路差は１０５nm
であった。１４０℃で３０分間加熱しても光路差の変化
は認められなかった。 実施例７ グルタイミド環のＲがフェニル基で、グルタルイミド構
造単位の含有量が１５モル％、メタクリル酸メチル単位
が８５モル％であり、分子量が８万であるグルタルイミ
ド樹脂を２８５℃の押出温度でシリンダー径が２０nmの
押出機で押出成形し、約２００μの未延伸シートを作製
した。実施例１と同様にして、１９０℃の延伸温度、５
００％／分の延伸速度、１．３倍の延伸倍率で一定巾一
軸延伸し、１６４μの厚みの位相差板を作製した。この
位相差板の光路差は４３nmであった。１４０℃で３０分
間加熱したが光路差に変化は認められなかった。

【００３６】

【発明の効果】グルタルイミド構造単位とメタクリル酸
メチル単位とかならなるグルタルイミド樹脂の位相差板
により、透明性、耐久性、耐熱性、耐溶剤性に優れた位
相差板が可能となった。また、アクリル系の正の固有複
屈折性の位相差板が可能となった。本発明の位相差板
は、白黒ＳＴＮ型液晶デスプレイの補償用位相差板をは
じめとする、良好な光学的性質、耐熱性が求められる分
野、また溶剤を使用する加工の必要な用途等に好適であ
る。また、光学的性質と耐溶剤性に優れた、光路差の光
線入射角度依存性のない位相差板の製造に使用できる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年４月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明性、耐久性、耐熱
性、耐溶剤性に優れた位相差板に関する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】更に本発明の位相差板は耐溶剤性にも優れ
ている。例えば、印刷インクに使用される酢酸ブチルお
よびトルエンに対する耐性試験においてポリカーボネー
ト樹脂の位相差板は白化するのに対し、本発明の位相差
板に変化は認められず、例えば印刷の必要な用途に使用
することができるなど多様な用途に対応できる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】本発明の位相差板の厚みは、本質的に制限
されるものではないが、製造上、また取扱性から１０μ
〜１ｍｍ、特に２０μ〜５００μが好ましい。厚みが薄
いと成形中破断しやすく、また厚みが薄すぎても、厚す
ぎても使用における取扱が厄介なものとなる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】・耐熱性：所定温度に保たれた強制温風循
環式恒温オーブン内で３０分間加熱し、光路差強度変化
を測定した。

【００２９】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【実施例】本発明を実施例により具体的に説明する。 実施例１グルタルイミド環のＲが水素で、グルタルイミド構造単
位の含有量が２５モル％、メタクリル酸メチル単位が７
５モル％であり、分子量が９万であるグルタルイミド樹
脂（Ｔｇが１５０℃）を２８０℃の押出温度でシリンダ
ー径が２０ｍｍの押出機で押出成形し、約７００μの未
延伸シートを作製した。これをパン タグラフ式二軸延伸
試験機｛東洋精機（株）製｝により、１７０℃の延伸温
度、１０００％／分の延伸速度、１．７５倍の延伸倍率
で一定巾一軸延伸し、４０１μの厚みの位相差板を作製
した。この位相差板の光路差は４３９ｎｍであった。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】これを比較例１に使用したアクリル樹脂か
ら１４０℃、２倍の延伸倍率で一定巾一軸延伸により作
製した厚みが１９８μで光路差が１８３ｎｍの負の固有
複屈折性の位相差板に延伸方向が直交するように接着
し、光路差が３６３ｎｍの積層位相差板を作製した。こ
の積層位相差板は、光線の入射角度を本発明の位相差板
の延伸方向側に垂直より４５度傾けても光路差は３５７
ｎｍと光路差の角度依存性の少ないものであった。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２６日

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】・耐熱性：所定温度に保たれた強制温風循
環式恒温オーブン内で３０分間加熱し、光路差強度変化
を測定した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 好史 新潟県北蒲原郡中条町倉敷町２番28号 株 式会社クラレ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式［１］で表されるグルタルイ
   ミド構造単位５〜８０モル％とメタクリル酸メチル単位
   ９５〜２０モル％とから構成されるグルタルイミドアク
   リル樹脂からなることを特徴とする位相差板。 【化１】 （ただし、式［１］において、Ｒは水素、炭素数が１〜
   ８のアルキル基、炭素数が５〜１０のシクロアルキル基
   または炭素数が６〜１０のアリール基を表わす。）
2. 【請求項２】 一般式［１］におけるＲが水素またはメ
   チル基であり、固有複屈折性が正である請求項１に記載
   の位相差板。