JPH0677084B2

JPH0677084B2 - 位相差板

Info

Publication number: JPH0677084B2
Application number: JP62278080A
Authority: JP
Inventors: 公成中村; 豊和岡田; 仁菊井; 圭三一ノ瀬
Original assignee: 住友化学工業株式会社
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1987-11-02
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPH01118805A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は新規な位相差板に関するものである。

〔従来技術〕

位相差板とは、複屈折性を有するフィルム又はシート状
物である。位相差板を透過した光は、互いに直交する二
方向の屈折率が違うために透過後において直交する光線
の位相差が生じる。

位相差板として、現在市販され実用に供されているもの
として入射光線の波長λに対して1/4λの位相差を生じ
る機能を有するいわゆる1/4λ板がある。この1/4λ板
は、酢酸セルロース系のフィルムを一軸方向に延伸処理
したものである。

1/4λ板は直線偏光板の光学主軸に対して45度傾けて貼
り合わせると円偏光板となり、反射光をカットする防眩
機能があるので、VDTフィルターをはじめとして、各種
の防眩材料に使用されている。

1/4λ板を構成する高分子材料としては、上記のセルロ
ース系樹脂以外に塩化ビニル系樹脂（特公昭45−34477
号公報、特開昭56−125702号公報等）、（ポリカーボネ
ート系樹脂（特公昭41−12190号公報、特開昭56−13070
3号公報等）、アクリロニトリル系樹脂（特開昭56−130
702号公報等）、スチレン系樹脂（特開昭56−125703号
公報）、ポリオレフィン系樹脂（特開昭60−24502号公
報等）等のものが提案されているが、いずれもレターデ
ーションの測定値が135nm付近のいわゆる1/4λ板であ
る。なおレターデーション値（以下にＲ値と称すること
がある。）とは、フィルム又はシートの厚さｄと該フィ
ルムの被屈折率Δｎの積、すなわちＲ＝Δｎ×ｄで表さ
れる。

一方特開昭53−131853号公報、特開昭60−26322号公報
に記載されているように、液晶表示体に位相差板を適用
しようとする試みもなされている。これらについては、
1/4λ板以外の位相差板が必要となることが考えられ
る。すなわち、入射光線の波長λに対して、λの位相差
を生じる位相差板（λ板）、偏光面の回転を可能ならし
める入射光線の波長λに対して1/2λの位相差を生じる
位相差板（1/2λ板）等である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

位相差板は、各種光学用途への適用が検討されているに
もかかわらず、満足な品質すなわち液晶表示体に適用し
た場合に色ムラの生じない位相差板が存在しないのが現
状である。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、適切なレターデーション値を有し、かつ光学
的にも色ムラの少ない新規な位相差板を製造するために
研究を重ねた結果完成されたものである。

すなわち本発明は、ポリビニルアルコール又はその誘導
体からなるフィルム又はシートを一軸方向に延伸し、硼
酸を含む水溶液及び／又はアルデヒドを含む水溶液で処
理したのち、該フィルム又はシートの両面又は片面に光
学的に無配向で、かつ透明な高分子フィルム又はシート
を貼合して形成されたものであって、直交ニコル下にそ
の光学主軸が45度になるように配置して測定したときの
色差（ΔE^*）が20以下であることを特徴とする位相差板
に関するものである。

本発明で使用されるポリビニルアルコールについて特に
制限はないが耐湿熱性および耐熱性の点から、高ケン化
度で高重合度のものが良い。すなわちケン化度は95％以
上好ましくは99％以上、さらに好ましくは99.5％以上で
あって、重合度は1000以上であることが好ましい。ポリ
ビニルアルコールの誘導体については、ポリビニルアル
コールを酸の存在下でアルデヒド類と縮合させたいわゆ
るポリビニルアセタート樹脂が一般的に用いられる。ポ
リビニルアセタール樹脂としては、ポリビニルブチラー
ル樹脂、ポリビニルホルマール樹脂等が用いられる。

これらのポリビニルアルコール又はその誘導体樹脂を位
相差板とするには公知の製膜手段、すなわちキャスト
法、押出法、カレンダー法で原反フィルム又はシートに
成形したのち、一軸方向に適度に延伸する必要がある。

光学主軸が一定で、かつ光学的色ムラが少ない位相差板
を得るためには原反フィルム又はシートは、厚み精度が
良好であり、できるだけ光学的に均質なものが要求され
る。フィルム又はシートに成形時にダイライン等が発生
することは好ましくない。

本発明においては光学的に色ムラが小さい位相差板を得
るためには、延伸前のフィルム幅Ａと延伸後のフィルム
幅Ｂとから定義されるネックイン率（100×（Ａ−Ｂ）/
A）を出来るだけ小さく、好ましくは20％以下に制御す
る。

一軸方向に延伸する方法としては、テンター法による横
一軸延伸法、ロール間圧縮延伸法、周速の異なるロール
を使用する縦一軸延伸法等の一軸延伸方法を採用するこ
とができる。

なかでもロール間圧縮延伸法、周速の異なるロールを使
用する縦一軸延伸法は、ポリビニルアルコール又はその
誘導体からなるフィルム又はシートを一軸方向に延伸す
るのに適した方法である。延伸は乾式でも湿式でもいず
れを用いてもよい。

延伸されたフィルム又はシートを本発明の位相差板とす
るには硼酸を含む水溶液および／又はアルデヒドを含む
水溶液等で処理をし、耐久化を図るとともに所定のレタ
ーデーションになるように調整を行う。硼酸処理の条件
はポリビニルアルコールフィルム又はシートの延伸条件
および厚み等によって異なるが、硼酸濃度としては、１
〜15重量％、好ましくは４〜10重量％、又処理温度とし
ては30〜80℃好ましくは40〜75℃程度である。硼酸処理
濃度が１％以下、温度が30℃以下の場合は処理効果が小
さく、又硼酸濃度が15％以上、温度80℃以上の場合は該
フィルム又はシートがもろくなったり切断したりするの
で好ましくない。処理時間は、該フィルムのレターデー
ションが目的とする範囲になるように調整する。

さらに耐久性を向上させる為、又はレターデーションを
コントロールする為にアルデヒドを含む水溶液での処理
を併用して、あるいは単独で行うことも有用である。用
いるアルデヒドを例示すれば、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒ
ド、バレルアルデヒド、カプロンアルデヒド、ヘプトア
ルデヒド、ラウリンアルデヒド等の脂肪族飽和アルデヒ
ド類、グリオキザール、スクシンジアルデヒド等の脂肪
族ジアルデヒド類、アクロレイン、クロトンアルデヒド
等の脂肪族不飽和アルデヒド類、ベンズアルデヒド、ト
ルアルデヒド、サリチルアルデヒド等の芳香族アルデヒ
ド類等が用いられる。これらのアルデヒドは、硫酸等の
酸性水溶液にして反応させることができる。

以上のようにして、光学的色ムラが少なく、かつ耐久性
の良好なポリビニルアルコール又はその誘導体からなる
フィルム又はシートが得られる。しかしこのフィルム又
はシートは延伸軸方向に沿って裂け易いという欠点をも
っている。そこで本発明は、このようにして得られたポ
リビニルアルコールフィルム又はシートの両面又は片面
に光学的に無配向でかつ透明な高分子フィルム又はシー
トを接着剤等を用いて貼合することにより上記欠点を解
消した。

本発明に用いる光学的に無配向でかつ透明な高分子フィ
ルムの例として三酢酸セルロース、二酢酸セルロース等
のセルロース系フィルム、ポリカーボネート系フィル
ム、ポリメチルメタアクリレート系フィルム、ポリスチ
レン系フィルム、ポリエチレンテレフタレート等のポリ
エステル系フィルム、ポリサルフォン系フィルム、ポリ
エーテルサルフォン系フィルム等があげられる。これら
のフィルムの表面にSiO₂等を形成し水蒸気バリヤ一層を
形成したものはなお一層有用である。

本発明に用いる接着剤としては、ウレタン系、アクリル
系、エポキシ系等の接着剤で透明性がよく、硬化後に収
縮や配向等がかからないものであれば何でもよい。又、
接着力をあげる為に該フィルムの表面にコロナ処理等を
実施してもよい。さらにセルロース系フィルムの場合に
は表面をケン化処理し、水溶性の接着剤を用いてもよ
い。

本発明でいう光学的な色ムラは、以下に定義されるΔE^*
で定量的に表示することができる。すなわち直交ニコル
下にその光学的主軸が45度になるように配置したときの
L^*、a^*、b^*の値をJIS・Ｚ・8729（L^*、a^*、b^*表色系お
よびL^*、u^*、v^*表色系による物体色の表示方法）に従っ
て分光光度計又は分光計により測定する。ｎ個の異なっ
た場所のサンプルの上記L^*、a^*、b^*から以下の式により
（ΔE^*）i,jを計算する。

（ΔE^*）i,j ＝（（（ΔL^*）i,j）Δ² ＋（（Δa^*）i,j）² ＋（（Δb^*）i,j）²）^1/2 ただし（ΔL^*）i,j＝(L^*)i-(L^*)j （Δa^*）i,j＝(a^*)i-(a^*)j （Δb^*）i,j＝(b^*)i-(b^*)j ｉ＝１〜ｎｊ＝１〜ｎｉ≠ｊこの（ΔE^*）i,jのなかで最大の値をΔE^*とする。測定
数ｎは多い方が好ましいが、通常は無作為に10点のサン
プルをとって測定し、上式により計算する。このΔE^*が
20以上では直交ニコル下で色ムラ、虹模様が肉眼で観察
され、光学用フィルムとしては好ましくない。

ΔE^*は20以下、好ましくは10以下にする必要がある。

〔発明の効果〕

このようにして得られた位相差板は、従来のものと比較
して光学的に色ムラの少ないものであるから、光学フィ
ルターをはじめとする各種光学用途、液晶表示体の用途
等の新規用途に使用することが出来る。

液晶表示体に適用する場合の一例を以下に示す。

（１）TN型液晶表示装置の上偏光板の上側に、位相差板
を配置すれば、偏光サングラスを通してみたとき、どの
方向からみても虹模様等はなく、従来の楕円偏光板を用
いた場合に比べて表示品質は著しく向上する。

（２）TN型液晶表示装置の上偏光板の下側に、位相差板
を配置すれば、液晶層の干渉色を大画面にわたって均一
に無くすることができ、表示品質が著しく向上する。

（３）複屈折モード型の液晶表示装置例えばSTN型液晶
表示装置等においては、液晶層に起因する着色が生じ
る。複屈折モード型液晶表示装置の上偏光板の下側に、
位相差板を適切に配置すれば、液晶層に起因する着色を
大画面にわたって、均一に別の色（例えばグレイ色）に
かえることができて表示品質が向上する。

なお本発明は液晶表示体用のレターデーションが700nm
以下の位相差板に特に適している。

〔実施例〕

以下実施例により、本発明を説明する。なお実施例にお
けるＲ値の測定は偏光顕微鏡に備えつけたセナルモンコ
ンペンセーターを使用し、光源にはハロゲンランプを用
いた。ΔE^*は分光光度計を用い、前述の明細書に記載の
方法で測定、計算した。

実施例１厚さ75μｍの未配向のポリビニルアルコールフィルム
（クラレビニロン:VF−9P75R）を表面温度130℃の駆動
する一対の延伸ロールを使用し、線圧200Kg/cmの圧力下
で延伸した。フィルムは15μｍに薄肉化され、ネックイ
ン率は13％であった。得られた延伸フィルムの両端を固
定して、65℃の7.5重量％硼酸水溶液に３分間浸漬し
た。乾燥後、該フィルムの両面に80μｍの三酢酸セルロ
ースフィルム（フジタック、富士フィルム社製）をウレ
タン系接着剤を用いて貼合した。該フィルムはＲ値が約
585nm、ΔE^*は9.7で均質な品質を有し、光学的色ムラの
ほとんど観察されない耐久性に優れた位相差板が得られ
た。耐久性試験は40℃、湿度90％におけるレターデーシ
ョンの変化と色ムラをみた。

実施例２実施例１と同じポリビニルアルコールフィルムを延伸ロ
ールの表面温度を100℃として同様に延伸を実施し、18
μｍの延伸フィルムを得た。

該延伸フィルムの両端を固定して、65℃の7.5重量％硼
酸水溶液に２分間浸漬した。

乾燥後、該フィルムの両面に80μｍの三酢酸セルロース
フィルムをウレタン系接着剤を用いて貼合した。該フィ
ルムはＲ値が約535nm、ΔE^*は8.5で均質な品質を有し、
光学的色ムラのほとんど観察されない耐久性に優れた位
相差板が得られた。

実施例３実施例２で得た硼酸処理フィルムの両面に、表面をケン
化処理した三酢酸セルロースフィルムをポリビニルアル
コールを含む水系接着剤を用いて貼合した。該フィルム
はＲ値が約530nm、ΔE^*は8.3で均質な品質を有し、光学
的色ムラのほとんど観察されない位相差板が得られた。

実施例４実施例２で得られた硼酸処理フィルムをベンズアルデヒ
ド1.5重量％、硫酸10重量％、界面活性剤として臭化セ
チルトリメチルアンモニウム0.2重量％の70℃水溶液に
３分間浸漬した。乾燥後、該フィルムの両面に80μｍの
三酢酸セルロースフィルムをウレタン系接着剤を用いて
貼合した。該フィルムはＲ値が約480nm、ΔE^*は9.2で均
質な品質を有し、光学的色ムラのほとんど観察されない
耐久性に優れた位相差板が得られた。

実施例５実施例１で得た延伸フィルムの両端を固定してベンズア
ルデヒド2.0重量％、硫酸10重量％、界面活性剤として
臭化セチルトリメチルアンモニウム0.2重量％の70℃水
溶液に５分間浸漬した。乾燥後、該フィルムの両面にコ
ロナ処理した100μｍのポリカーボネートフィルムをエ
ポキシ系接着剤を用いて貼合した。該フィルムはＲ値が
約470nm、ΔE^*は10.5で均質な品質を有し、光学的色ム
ラのほとんど観察されない耐久性の優れた位相差板が得
られた。

実施例６実施例５で得た処理フィルムの両面に、表面をケン化処
理した三酢酸セルロースフィルムをポリビニルアルコー
ルを含む水系接着剤を用いて貼合した。該フィルムはＲ
値が約465nm、ΔE^*は9.9で均質な品質を有し、光学的色
ムラのほとんど観察されない位相差板が得られた。

実施例７実施例１で使用した未配向のポリビニルアルコールフィ
ルムを35℃の水槽の前後に各一対の駆動ピンチロール群
を多数設け、周速度比をかえながら25μｍの湿式延伸ポ
リビニルアルコール配向フィルムを得た（ネックイン率
18％）。該延伸フィルムを50℃の４重量％硼酸水溶液に
３分間浸漬処理した。乾燥後、その両面に表面ケン化処
理した三酢酸セルロースフィルムをポリビニルアルコー
ルを含む水系接着剤を用いて貼合した。該フィルムはＲ
値が約320nm、ΔE^*は16.8であり、耐久性に優れた位相
差板であった。

実施例８実施例１で使用した未配向のポリビニルアルコールフィ
ルムを140℃の多段ロールからなる乾式ロール間引張延
伸法で延伸を実施した（ネックイン率19％）。該フィル
ムを60℃の５重量％硼酸水溶液に３分間浸漬処理した。
乾燥後、その両面に表面ケン化処理した三酢酸セルロー
スフィルムをポリビニルアルコールを含む水系接着剤を
用いて貼合した。該フィルムはＲ値が約410nm、ΔE^*は1
9.2である位相差板が得られた。

比較例１実施例１で使用した未配向のポリビニルアルコールフィ
ルムを用いて湿潤延伸法で延伸フィルムを作製した。40
℃の水槽の前後に各一対の駆動ピンチロール群を設け周
速度比をかえながら26μｍの湿式延伸ポリビニルアルコ
ール配向フィルムを得た。得られた延伸フィルムは32％
のネックインを生じるとともに直交ニコル下で観察する
と鮮明な縦筋状の模様が見られΔE^*を測定すると29であ
った。

得られたフィルムは耐久性試験（40℃、湿度90％）にお
いてもレターデーションの低下が大きく、位相差板とし
て実用性に乏しいものであった。

比較例２実施例１で使用した未配向のポリビニルアルコールフィ
ルムを550mm幅に両耳をスリット仕上げした後、乾式ロ
ール間引張延伸法で延伸フィルムを作製した。装置は多
段ロール式引張延伸機であった。予熱ロールは、外径28
0mm、両長600nmの金属ロールが４本と同一使様の延伸ロ
ールが２本の縦延伸機である。なお延伸ロールには各々
すべり防止のピンチロールが設置されている。

予熱ロール、延伸ロールとも140℃において機械倍率
（延伸ロール周速度比）3.3倍の延伸を施し延伸フィル
ムを得た。このときのネックイン率は25％であった。直
交ニコル下でこの延伸フィルムを観察したところ鮮明な
縦筋模様が見られΔE^*を測定すると22であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊井仁大阪府高槻市塚原２丁目10番１号住友化学工業株式会社内 (72)発明者一ノ瀬圭三大阪府高槻市塚原２丁目10番１号住友化学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭56−130701（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−95503（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリビニルアルコール又はその誘導体から
なるフィルム又はシートを一軸方向に延伸し、硼酸を含
む水溶液及び／又はアルデヒドを含む水溶液で処理した
のち、該フィルム又はシートの両面又は片面に光学的に
無配向で、かつ透明な高分子フィルム又はシートを貼合
して形成されたものであって、直交ニコル下にその光学
主軸が45度になるように配置して測定したときの色差
（ΔE^*）が20以下であることを特徴とする位相差板。
【請求項２】前記一軸方向に延伸されたフィルム又はシ
ートのネックイン率が20％以下である特許請求の範囲第
１項記載の位相差板。
【請求項３】前記位相差板のレターデーションの測定値
が700nm以下の範囲にある特許請求の範囲第１項記載の
位相差板。