JPH04195103A - 位相差フィルム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、リターデーションの視野角依存性の小さい、
液晶表示体用の新規な位相差フィルムに関する。

［従来の技術］ 近年、ワードプロセッサーでは液晶表示体の白黒化が進
み、パーソナルコンピュータやポータプルテレビではカ
ラー液晶表示体が実用化されている。このような白黒あ
るいはカラー表示の主流として用いられているのがＳＴ
Ｎ　（スーパーツィステッド・ネマティック）方式の液
晶表示体である。

ＳＴＮ方式は、高次時分割駆動大容量化を可能にしたが
、液晶分子のねじれ角が大きいために、液晶セルに対し
電圧無印加状態での外観の色相が白ではなく緑色から黄
赤色となっている。また、選択電圧印加状態での色相が
黒色ではなく青色である。したがって、色彩的に見にく
いとともにカラー化も困難であった。現在、このような
色消しの方法として、染料による色補正、２層液晶セル
方式、複屈折性フィルムからなる位相差補償素子を用い
る方法が提案されている。中でも位相差補償素子すなわ
ち位相差フィルムを用いる方式が液晶表示体の軽量化と
コストの低減から有利であり、実用化が進んでいる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のＳＴＮ方式の色消しに用いられる位相差フィルム
には、液晶表示体の面に垂直な方向から見た場合だけで
なく斜めから見た場合の色消しの特性も要求される。さ
らに、この特性は斜めから見た場合の位相差フィルムの
りタープ−ジョンの角度依存性（視野角依存性）による
影響が大きい。

しかし、従来の位相差フィルムでは視野角依存性が大き
く、ＳＴＮ方式の液晶表示体を斜めから見た場合の色消
しの特性を満足するものは得られていない。これに対し
て、位相差フィルムを構成する高分子材料の分子の配向
状態を制御して視野角依存性を改善しようとする試みも
あるが、（特開平２．−１６０２０４公報）大面積化と
生産性に問題があると考えられる。

本発明はこのような問題点を解決し、視野角依存性が小
さく、ＳＴＮ方式の液晶表示体に組み込んだ場合に視角
範囲を広くできる位相差フィルムを提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記の目的を達成するために、位相差フ
ィルムを構成する高分子材料の３次元方向の屈折率特性
とりタープ−ジョンの角度依存性の関係について鋭意検
討したところ、それぞれの単量体を単独で重合して得ら
れる高分子材料（ホモポリマ）から形成されるフィルム
を、一軸方向に延伸配向した場合、フィルムの複屈折Δ
ｎｉがそれぞれ正および負となる単量体を共重合させて
フィルムを作成し、ざらに一軸方向に延伸配向させるこ
とにより、視野角依存性に優れた位相差フィルムが得ら
れることを見い出し、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は２成分以上の単量体の共重合体から
構成されるフィルムを一軸方向に延伸配向させて形成さ
れる複屈折性を有する光学異方性フィルムであって、該
共重合体の構成成分としてΔｎｉが正である高分子材料
の単量体および負である高分子材料の単量体をそれぞれ
少なくとも１成分以上含むことを特徴とする位相差フィ
ルムに関する。

ただし、Δｎｉは該共重合体の構成成分であるそれぞれ
の単量体を単独で重合して得られる高分子材料を、一軸
方向に延伸配向させたフィルムにおける複屈折であり、
（１）式で定義される。

Δｎｉ　　＝ｎａ＋　　　ｎｉ　　　　　　　　　　　
　　　（１）（式（１）においてｎ　ａ　ｌ、ｎ、ｌは
該単量体を単独で重合して得られる高分子材料からなる
フィルムの、フィルム平面内の延伸軸方向および延伸軸
に垂直な方向の屈折率をそれぞれ示す。）すなわち、上
記の単量体から得られたΔｎ１が正である高分子材料は
延伸軸方向の屈折率ｎ　ａ　ｉが大きい。反対にΔｎｉ
が負である高分子材料は延伸軸と垂直方向の屈折率ｎｇ
＋が大きい。

Δｎｉは、該共重合体から最終的５得られる位相差フィ
ルムの延伸倍率範囲において実質的に正または負であれ
ばよく、Δｎｉの大きさは限定されない。

本発明でいう共重合体とは、化学構造の異なる複数種の
単量体が結合した高分子材料であればよく、結合様式、
共重合組成等は限定されない。たとえば、ランダム共重
合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等のいずれ
でもよい。

上記の単量体は特に限定されるものではないが、たとえ
ばΔｎｉが正の高分子材料の単量体とじては、エチレン
、プロピレン、イソプレン等のポリオレフィン系高分子
の単量体、塩化ビニル、フ、。

化ビニル、フッ化ビニリデン、４フツ化エチレン等の含
ハロゲン高分子の単量体、酢酸ビニル系高分子の単量体
、エチレングリコールおよびテレフタル酸等のポリエス
テル系高分子の単量体、ε−カプロラクタム、アジピン
酸およびヘキサメチレンジアミン等のポリアミド系高分
子の単量体、アクリル酸エステル系高分子の単量体、ポ
リメタクリル酸エステル系高分子の単量体、ポリカーボ
ネート系高分子の単量体、ポリ（２，６ジメチル１゜４
フエニレンオキサイド）等のポリエーテル系高分子の単
量体およびこれらの変性物があげられる。

一方、Δｎ１が負の高分子材料の単量体としては、スチ
レン、α−メチルスチレン等のポリスチレン系高分子の
単量体、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、α
−フルオロメチルメタクリレート、ベンジルメタクリレ
ート等があげられる。

上記の共重合体から得られるフィルムの延伸方法は、分
子を一方向に配向させ、複屈折性を発現できる方法であ
れば特に限定されない。ロールおよび／またはテンター
による一軸延伸法または二軸延伸法、インフレーション
法いずれでも良いか、ロールおよび／またはテンターに
よる一軸延伸法が特に好ましい。

本発明の位相差フィルムは３次元方向の屈折率が下記式
（２）乃至（５）の関係を満たすことが好ましい。

ｎβ〈ｎア　≦ｎ　、　　　　　　　　　　　　　（２
）ｎβ≦ｎ、＜ｎ。　　　　　　　　　（３）ｎβ　＞
ｎ、　≧ｎ　、　　　　　　　　　　　　　（４）ｎ、
≧ｎ、＞ｎｌＩ　　　　　　　　　　　　（５）（式（
２）乃至（５）においてｎａｚｎｌはそれぞれフィルム
平面内の延伸軸方向および延伸軸に垂直な方向の屈折率
を示し、ｎ、≠ｎ６である。ｎ？はフィルムの厚さ方向
の屈折率を示す。）すなわち、ｎ７がｎ、またはｎ、の
いずれか大きい値よりさらに大きい場合、およびｎ６ま
たはｎ、のいずれか小さい値よりさらに小さい場合はり
タープ−ジョンの視野角依存性が大きく、ＳＴＮ方式の
液晶表示体の視角範囲を十分に広げることができない。

本発明の位相差フィルムの厚さの範囲は、好ましくは１
〜５００μであり、より好ましくは４〜２５０μである
。この範囲より薄い場合は皺、破断、張力むらによるリ
ターデーションむらの発生等、取扱い上好ましくない。

また、この範囲より厚い場合は液晶表示体の薄型化、連
続加工性等の問題が生じ、好ましくない。

本発明の位相差フィルムは、たとえば以下のような方法
により製造することができるがこれに限定されるもので
はない。

Δｎｉが正および負の高分子材料の単量体としてブタジ
ェンおよびスチレンを用いて、共重合体を調製し、フィ
ルムに製膜するが、この方法としてたとえば以下の方法
がある。

該共重合体を乾燥し、押し出し機において加熱溶融した
後、Ｔダイスリットから押し出して無定形フィルムを得
る。また、該共重合体を溶媒に溶解し、ガラス、ステン
レス等の平板上に流延した後、乾燥して無定形フィルム
を得ることもできる。

次にこの無定形フィルムを５０〜２５０℃に加熱して１
．２〜４．０倍に延伸して位相差フィルムとする。さら
に、必要に応じて熱処理、コロナ処理、プラズマ処理等
の表面処理を行なっても良い。延伸時の加熱温度は該高
分子材料混合物の特性により異なり、一義的には言えな
いが、通常該共重合体のガラス転移温度と融点の間で選
択することが好ましい。延伸倍率は所定のりタープ−ジ
ョンが得られれば任意に設定できる。このようにして得
られた位相差フィルムは、最後に使用上の簡便さから粘
着剤を塗布して製品とする。

［実施例］ 以下、本発明を実施例で説明する。

本発明におけるリターデーションは５７０ｎｍにおける
値を日本光学製位相差測定装置ＮＰＤＭ−１０００型で
測定した。また、屈折率はＡＳＴＭ　　Ｄ５４２−５０
に準じて、アタゴ（株）製アツベ型屈折率計１−Ｔ型を
用いて測定した。

視野角依存性はフィルム面の法線方向から測定したりタ
ープ−ジョンをＲ８、法線方向からｎ。

またはｎ、の軸上を４０°傾斜させた斜め方向から測定
したりタープ−ジョンをＲ４ｏとしたとき、その比Ｒ４
０／　Ｒｏで評価した。

実施例１ ■、３ブタジェン（東京化成■製）から、液状の両末端
水酸基のポリブタジェンを重合し、調製した。次にこの
ポリブタジェンに５重量％のトリレン２．４ジイソシア
ネートを添加、混合し、製膜原液をガラス板上に流延し
、６０℃で４８時間加熱してフィルムを作製した。次に
フィルムを表１に示す条件で一軸延伸し、延伸状態で屈
折率を測定した。表１に示すように、ポリブタジェンは
Δｎｉが正であった。スチレン（東京化成■製）につい
ても同様に重合し、ポリスチレンを得た。

このポリスチレンを２５０℃でＴダイスリットから押し
出してフィルムを作成し、表１に示す条件で一軸延伸し
た。ポリスチレンはΔｎｔが負であった。

次に、１，３ブタジエンとスチレンを重量比で２０　：
　８０になるように共重合した原料樹脂を、上記のポリ
スチレンと同一の条件で製膜し、１５０℃で１．５倍に
延伸し、リターデーションが３０８ｎｍの位相差フィル
ムを得た。表２に示すように斜め方向から測定したりタ
ープ−ジョンもほとんど変化せず、良好な視野角依存性
を示した。

さらに液晶表示体に組み込んだ場合、視野角の依存性は
非常に小さくなり、４０°の方向からの画面も明瞭であ
った。

実施例２ メチルメタクリレート（東京化成■製）を塊状重合して
得たポリメチルメタクリレートを実施例１のポリスチレ
ンと同様にしてフィルムを作成し、表１に示す条件で一
軸延伸した。ポリメチルメタクリレートはΔｎ１が負で
あった。

Δｎｉが正である１、３ブタジエンとΔｎｉが負である
スチレンにパラヒドロキシスチレンを加えて共重合した
。１，３ブタジエンと、パラヒドロキシスチレンを含む
スチレン成分の重量比は１：２になるようにした。また
、共重合体中のバラヒドロキシスチレンは重量比で１〜
５％であった。

次に、得られたブタジェン−スチレン共重合体の水酸基
にトリレン２．４ジイソシアネートを反応させ、イソシ
アネート基を導入して精製した。次に、Δｎｉが負であ
るメチルメタクリレートを、１−アミノエチルメルカプ
タンを連鎖移動剤として溶液重合して、片末端アミノ基
のポリメチルメタクリレートを得た。最後に、イソシア
ネート基を有するブタジェン−スチレン共重合体と片末
端アミノ基のポリメチルメタクリレートの高分子間反応
により、ブタジェン−スチレン−メチルメタクリレート
３元共重合体を得た。

得られた共重合体から実施例１の共重合体と同様の方法
で、フィルムを作製した。

次にこのフィルムを１５０℃で１．５倍に一軸延伸し、
リターデーションが６４３ｎｍの位相差フィルムを得た
。表２に示すように斜め方向から測定したりタープ−ジ
ョンもほとんど変化せず、良好な視野角依存性を示した
。

実施例３ ブチルメタクリレート（東京化成■製）およびα−フル
オロメチルアクリレートを溶液重合して得たポリブチル
メタクリレートおよびポリα−フルオロメチルアクリレ
ートを実施例１のポリスチレンと同様にしてフィルムを
作成し、表１に示す条件で一軸延伸した。ポリブチルメ
タクリレートはΔｎｉが正、ポリα−フルオロメチルア
クリレートΔｎｉが負であった。

次に、ブチルメタクリレートおよびα−フルオロメチル
アクリレートを溶液重合して、重量比で３７：６３にな
るようにした共重合体原料樹脂から実施例１の共重合体
と同様の方法で、フィルムを作製した。

次にこのフィルムを１００℃で２．５倍に一軸延伸し、
リターデーションが３１９ｎｍの位相差フィルムを得た
。表２に示すように斜め方向から測定したりタープ−ジ
ョンもほとんど変化せず、良好な視野角依存性を示した
。

比較例１ 市販のポリカーボネートフィルム（ゼネラルエレフトリ
ック社製、“レキサン”）を１７０℃で１．５倍に一軸
延伸し、リターデーションが４２０ｎｍの位相差フィル
ムを得た。表１に示すようにΔｎ１は正であった。表２
に示すように、斜め方向から測定したりタープ−ジョン
変化が大きく、視野角依存性は良好でない。

比較例２ 表１に示すように、Δｎｉが負であるポリスチレンを実
施例１と同様にしてフィルムに製膜し、１５０℃で１．
５倍に一軸延伸し、リターデーションが５６２ｎｍの位
相差フィルムを得た。表２に示すように斜め方向から測
定したりタープ−ジョン変化が大きく、視野角依存性は
良好でない。

比較例３ 表１に示すように、Δｎｉが正のポリブタジェンを実施
例１と同様にして製膜、一軸延伸し、リターデーション
が１２２ｎｍの位相差フィルムを得た。表２に示すよう
に斜め方向から測定したりタープ−ジョン変化が太き（
、視野角依存性は良好でない。

以上の結果より本発明の位相差フィルムは視野角特性に
おいて優れていることがわかる。

［発明の効果］ 本発明は視野角特性に優れる液晶表示装置に好適な位相
差フィルムを工業的に提供するものであり、本発明の位
相差フィルムによってワードプロセッサー、パーソナル
コンピュータ、ポータプルテレビ車載用デイスプレィ等
の視認性を向上させることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２成分以上の単量体の共重合体から構成されるフィ
   ルムを一軸方向に延伸配向させて形成される複屈折性を
   有する光学異方性フィルムであって、該共重合体の構成
   成分としてΔｎ＿ｉが正である高分子材料の単量体およ
   び負である高分子材料の単量体をそれぞれ少なくとも１
   成分以上含むことを特徴とする位相差フィルム。 ただし、Δｎ＿ｉは該共重合体の構成成分であるそれぞ
   れの単量体を単独で重合して得られる高分子材料を、一
   軸方向に延伸配向させたフィルムにおける複屈折であり
   、（１）式で定義される。 Δｎ＿ｉ＝ｎ＿α＿ｉ−ｎ＿β＿ｉ（１） （式（１）においてｎ＿α＿ｉ、ｎ＿β＿ｉは該単量体
   を単独で重合して得られる高分子材料からなるフィルム
   の、フィルム平面内の延伸軸方向および延伸軸に垂直な
   方向の屈折率をそれぞれ示す。） ２、３次元方向の屈折率が下記式（２）乃至（５）の関
   係を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の位相差フィルム。 ｎ＿β＜ｎ＿γ≦ｎ＿α（２） ｎ＿β≦ｎ＿γ＜ｎ＿α（３） ｎ＿β＞ｎ＿γ≧ｎ＿α（４） ｎ＿β≧ｎ＿γ＞ｎ＿α（５） （式（２）乃至（５）においてｎ＿α、ｎ＿βはそれぞ
   れフィルム平面内の延伸軸方向および延伸軸に垂直な方
   向の屈折率を示し、ｎ＿β≠ｎ＿αである。ｎ＿γはフ
   ィルムの厚さ方向の屈折率を示す。）