KR101624348B1 - 위상차판 - Google Patents

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KR101624348B1
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다쿠 하타노
슌스케 야마나카
?스케 야마나카
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니폰 제온 가부시키가이샤
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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Abstract

(과제) 본 발명은 고온 환경하에 방치해 두어도 액정 표시 장치의 복굴절 보상에 변동이 생기지 않는 위상차판을 제공한다.
(해결수단) 본 발명은, 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 A층과 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 B층을 포함하여 이루어지는 적층 필름으로 이루어지는 것으로서, 상기 Ts(A)와 상기 Ts(B)의 차이가 5℃ 이상이고, 한 방향을 X축, X축에 대하여 면 내에서 직교하는 방향을 Y축 및 두께 방향을 Z축으로 하여, 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신했을 때에, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX의 위상이, 연신 전보다 늦는 연신 온도 Tα와 연신 전보다 빠른 연신 온도 Tβ가 있고, 또한 파장 550㎚의 광이 입사각 0도로 입사했을 때의 리타데이션을 Re(㎚), 파장 550㎚의 광이 입사각 40도로 입사했을 때의 리타데이션을 R40(㎚)이라고 하면, 0.92≤R40/Re≤1.08을 만족하는 위상차판에 관한 것이다.

Description

위상차판{RETARDATION FILM}
본 발명은 위상차판에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고온 환경하에 방치해 두어도 액정 표시 장치의 복굴절 보상에 변동이 생기지 않는 위상차판에 관한 것이다.
액정 표시 장치 색조의 각도 의존성을 작게 하기 위해, 입사각 0도에서의 리타데이션 Re와, 입사각 40도에서의 리타데이션 R40이, 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족하는 위상차판이나, 면 내의 지상축 방향의 굴절률 nx와, 그에 면 내에서 직교하는 방향의 굴절률 ny와, 두께 방향의 굴절률 nz가, nx>nz>ny의 관계를 만족하는 위상차판이 제안되어 있다.
예컨대, 특허문헌 1에는, 폴리카보네이트 수지 필름을 일축 연신하여 제 1 이방성 필름을 얻는 한편, 폴리스타이렌 수지 필름을 일축 연신하여 제 2 이방성 필름을 얻어, 제 1 이방성 필름과 제 2 이방성 필름을 연신 방향이 직각이 되도록 포갬으로써, nx>nz>ny의 관계를 만족하는 위상차판을 얻는 것이 기재되어 있다.
또한 특허문헌 2에는, 폴리카보네이트 수지 필름을 일축 연신하여 제 1 이방성 필름을 얻는 한편, 폴리스타이렌 수지 필름을 일축 연신하여 제 2 이방성 필름을 얻어, 제 1 이방성 필름과 제 2 이방성 필름을 연신 방향이 직각이 되도록 포갬으로써, (Re-Re40)/Re≤0.07이 된 위상차판을 얻는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 수지 필름을 연신 처리할 때에, 그 수지 필름의 한 면 또는 양면에 수축성 필름을 접착하여 적층체를 형성하고, 그 적층체를 가열 연신 처리하여 상기 수지 필름의 연신 방향과 직교하는 방향의 수축력을 부여함으로써, 0<(nx-nz)/(nx-ny)<1의 관계를 만족하는 위상차판을 얻는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 4에는, 폴리카보네이트 수지를 용융 압출하여 로드봉을 얻고, 그 로드봉을 둥글게 잘라 원판을 얻고, 그 원판으로부터 직방형의 판을 잘라내고, 그 직방형의 판을 일축 연신함으로써, 0.92≤Re40/Re≤1.08의 위상차판을 얻는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 평3-24502호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 평3-141303호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 평5-157911호 공보
특허문헌 4: 일본 특허공개 평2-160204호 공보
그러나, 상기 특허문헌에 기재된 위상차판은 고온 환경하에 방치되어 있으면 리타데이션값이 변동하여, 복굴절 보상에 편차(declination)가 생기는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은 고온 환경하에 방치해 두어도 액정 표시 장치의 복굴절 보상에 변동이 생기지 않는 위상차판을 제공하는 것이다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 검토한 결과, 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 A층과 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 B층을 포함하여 이루어지는 적층 필름으로 이루어지는 것으로서, 상기 Ts(A)와 상기 Ts(B)의 차이가 5℃ 이상이고, 연신 가능한 온도 범위에서 일축 연신한 후의 위상차가 연신 전의 위상차에 대하여 특정한 관계를 만족시키고, 또한 파장 550㎚의 광이 입사각 0도로 입사했을 때의 리타데이션 Re(㎚) 및 파장 550㎚의 광이 입사각 40도로 입사했을 때의 리타데이션 R40(㎚)이 특정한 관계를 만족하는 위상차판은, 고온 환경하에 방치해 두어도 액정 표시 장치의 복굴절 보상에 변동이 생기지 않는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 지견에 근거하여 더욱 검토를 진행시켜 완성하기에 이른 것이다.
즉, 본 발명은 이하의 형태를 포함한다.
(1) 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 A층과 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 B층을 포함하여 이루어지는 적층 필름으로 이루어지는 것으로서,
상기 Ts(A)와 상기 Ts(B)의 차이가 5℃ 이상이고,
한 방향을 X축, X축에 대하여 면 내에서 직교하는 방향을 Y축, 두께 방향을 Z축으로 하여, 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신했을 때에, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX의 위상이, 연신 전보다 늦은 연신 온도 Tα와 연신 전보다 빠른 연신 온도 Tβ를 갖고, 또한
파장 550㎚의 광이 입사각 0도로 입사했을 때의 리타데이션을 Re(㎚), 파장 550㎚의 광이 입사각 40도로 입사했을 때의 리타데이션을 R40(㎚)이라고 하면, 0.92≤R40/Re≤1.08을 만족하는, 위상차판.
(2) A층과 B층이 직접 접하고 있는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 위상차판.
(3) 상기 A층의 총 두께/상기 B층의 총 두께의 비가 1/5~1/10인 (1) 또는 (2)에 기재된 위상차판.
(4) 상기 고유 복굴절값이 양인 재료는 폴리카보네이트 수지이고, 상기 고유 복굴절값이 음인 재료는 폴리스타이렌 수지인 (1)~(3) 중 한 항에 기재된 위상차판.
(5) 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 미연신 필름 a와 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 미연신 필름 b를 포함하여 이루어지는 적층체를 얻는 공정,
상기 적층체를, 상기 Ts(A) 및 상기 Ts(B) 중 낮은 쪽의 온도보다 5℃ 이상 높은 온도 T1(℃)에서 제 1 방향으로 공연신하는 제 1 연신 공정, 및
상기 Ts(A) 또는 상기 Ts(B) 중 높은 쪽의 온도보다 낮고 또한 T1과는 다른 온도 T2(℃)에서 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 공연신하는 제 2 연신 공정을 포함하는 (1)~(4) 중 한 항에 기재된 위상차판의 제조 방법.
(6) 온도 T2가 상기 Ts(A) 또는 Ts(B)의 어느 쪽보다도 낮은 (5)에 기재된 위상차판의 제조 방법.
본 발명의 위상차판을 이용하면, 고온 환경하에 방치해 두어도 복굴절 보상에 변동이 생기지 않아, 내구성이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 위상차판은, 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 A층과 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 B층을 포함하여 이루어지는 적층 필름으로 이루어지는 것이다. 또, A층 및 B층은 각각 1층 또는 2층 이상 갖고 있어도 좋다.
A층에 이용되는 재료는, 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)이다. 상기 재료로는 열가소성 수지 A가 통상 이용된다. 양의 고유 복굴절이란, 연신 방향의 굴절률이 그에 직교하는 방향의 굴절률보다 커지는 것을 의미한다. 고유 복굴절은 유전율 분포로부터 계산할 수도 있다.
열가소성 수지 A로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리페닐렌설파이드 등의 폴리아릴렌설파이드 수지; 폴리바이닐알코올 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리알릴레이트 수지, 셀룰로스에스터 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리설폰 수지, 폴리알릴설폰 수지, 폴리염화바이닐 수지, 노보넨 수지, 봉상 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. 본 발명에 있어서는, 이들 중에서도, 위상차 발현성, 저온에서의 연신성, 및 다른 층과의 접착성의 관점에서 폴리카보네이트 수지가 바람직하다.
상기 열가소성 수지 A의 하중 변형 온도 Ts(A)는 바람직하게는 80℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 110℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 하중 변형 온도가 상기 하한치보다 낮으면, 배향 완화하기 쉬워진다.
B층에 이용되는 재료는, 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)이다. 그 재료로는 열가소성 수지 B가 통상 이용된다. 음의 고유 복굴절이란, 연신 방향의 굴절률이 그에 직교하는 방향의 굴절률보다 작아지는 것을 의미한 다. 고유 복굴절은 유전율 분포로부터 계산할 수도 있다.
열가소성 수지 B로는, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체의 단독 중합체 또는 다른 모노머와의 공중합체를 포함하는 폴리스타이렌 수지; 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 또는 이들의 다원 공중합 폴리머 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. 폴리스타이렌 수지에 포함되는 다른 모노머로는, 아크릴로나이트릴, 무수 말레산, 메틸메타크릴레이트, 및 뷰타다이엔을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이들 중에서도, 위상차 발현성이 높다는 점에서 폴리스타이렌 수지가 바람직하고, 또한 내열성이 높다는 점에서 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 무수 말레산의 공중합체가 특히 바람직하다.
상기 열가소성 수지 B의 하중 변형 온도 Ts(B)는 바람직하게는 80℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 110℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 하중 변형 온도가 상기 하한치보다도 낮으면, 배향 완화하기 쉬워진다.
열가소성 수지 A의 하중 변형 온도 Ts(A)와 열가소성 수지 B의 하중 변형 온도 Ts(B)의 차이의 절대값은 5℃ 이상이고, 바람직하게는 5~40℃이며, 보다 바람직하게는 8~20℃이다. 하중 변형 온도의 차이가 너무 작으면, 위상차 발현의 온도 의존성이 작아진다. 하중 변형 온도의 차이가 너무 크면, 하중 변형 온도가 높은 열가소성 수지의 연신을 하기 어려워져, 위상차판의 평면성이 저하되기 쉽다. 또, 상기 열가소성 수지 A의 하중 변형 온도 Ts(A)는 열가소성 수지 B의 하중 변형 온도 Ts(B)보다 높은 것이 바람직하다.
온도 Ts(B)에 있어서의 열가소성 수지 A의 파단 신도, 및 온도 Ts(A)에 있어서의 열가소성 수지 B의 파단 신도가 모두 50% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 특히 바람직하다. 파단 신도가 이 범위에 있는 열가소성 수지이면, 연신에 의해 안정적으로 위상차 필름을 작성할 수 있다. 파단 신도는 JIS K7127에 기재된 타입 1B의 시험편을 이용하여 인장속도 100㎜/분으로 구한다.
열가소성 수지 A 및/또는 열가소성 수지 B에는, 1㎜ 두께에서의 전체 광선 투과율 80% 이상을 유지할 수 있는 것이면, 배합제가 첨가되어 있어도 좋다.
첨가되는 배합제는 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 윤활제; 층상 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. 배합제의 양은 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다. 특히, 윤활제나 자외선 흡수제를 첨가함으로써 가요성이나 내후성을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.
윤활제로는, 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등의 무기 입자; 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로스아세테이트, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 등의 유기 입자를 들 수 있다. 본 발명에서는, 윤활제로서 유기 입자가 바람직하다.
자외선 흡수제로는, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산에스터계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수 제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 바람직한 자외선 흡수제로는, 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'-테트라하이드록시벤조페논을 들 수 있고, 특히 바람직한 것으로는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀)을 들 수 있다.
본 발명의 위상차판은,　한 방향을 X축, X축에 대하여 면 내에서 직교하는 방향을 Y축, 두께 방향을 Z축으로 하여, 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신했을 때에, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX의 위상이, 연신 전보다 늦은 연신 온도 Tα와 연신 전보다 빠른 연신 온도 Tβ가 있다. 즉, 본 발명의 위상차판은, 일축 연신했을 때에 생기는 위상차의 연신 전의 위상차에 대한 증감이 연신 온도에 의존하고 있는 것이다.
직선 편광 ΨX는 ΨX=sin(ωt+θ)로 표시된다. 직선 편광 ΨY는 ΨY=sin(ωt)로 표시된다. θ는 본 발명의 위상차판에 있어서의 직선 편광 ΨX와 직선 편광 ΨY의 위상차이다. ω는 각속도이며, t는 시간이다. 본 발명의 위상차판을 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신하면, ΨY에 대하여 ΨX가 Δθ만큼 위상이 변화한다. 즉, 연신 후의 직선 편광 ΨX'는 ΨX'=sin(ωt'+θ-Δθ)로 표시된다. 연신 후의 직선 편광 ΨY'는 ΨY'=sin(ωt')로 표시된다. t'는 시간이다. ΨY'=ΨY로 했을 때에, 본 발명의 위상차판은 상기 Δθ가 플러스가 되는 연신 온도 Tα와, Δθ가 마이너스가 되는 연신 온도 Tβ를 갖고 있다.
위상차는 상기 X축 방향의 굴절률 nX와 상기 Y축 방향의 굴절률 nY의 차이(=nX-nY)에 두께 d를 곱하여 구해지는 값이다. A층과 B층을 적층했을 때의 위상차는 A층의 위상차와 B층의 위상차로부터 합성된다.
Δθ가 플러스가 되는 연신 온도 Tα와 Δθ가 마이너스가 되는 연신 온도 Tβ를 갖기 위해서는, 높은 온도 TH에서의 일축 연신에 의해 생기는, 하중 변형 온도가 높은 재료로 이루어지는 층의 위상차의 변화 ΔθH가 하중 변형 온도가 낮은 재료로 이루어지는 층의 위상차의 변화 ΔθL보다 커지고, 낮은 온도 TL에서의 일축 연신에 의해 생기는, 하중 변형 온도가 높은 재료로 이루어지는 층의 위상차의 변화 ΔθH가 하중 변형 온도가 낮은 재료로 이루어지는 층의 위상차의 변화 ΔθL보다 작아지도록, A층 및 B층의 두께를 조정하는 것이 바람직하다.
위상차의 변화 Δθ가 플러스로부터 마이너스 또는 마이너스로부터 플러스로 변하는 온도는, 통상, 〔Ts(A) 또는 Ts(B) 중 높은 쪽의 온도〕와, 〔{Ts(A) 또는 Ts(B) 중 낮은 쪽의 온도}-10℃〕의 사이에 있는 것이 바람직하다.
A층의 총 두께/상기 B층의 총 두께의 비는 바람직하게는 1/5~1/10, 보다 바람직하게는 1/6~1/9이다. A층이 너무 두꺼워져도, B층이 너무 두꺼워져도, 위상차 발현의 온도 의존성이 작아진다.
A층 및 B층의 두께는, 시판중인 접촉식 두께 측정기를 이용하여 필름의 총 두께를 측정하고, 이어서 두께 측정 부분을 절단하여 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 각 층의 두께비를 구하고, 그 비율로부터 A층 및 B층의 두께를 계산한다. 이상의 조작을 필름의 MD 방향 및 TD 방향에서 일정 간격마다 행하여, 두께의 평균값 및 격차를 구했다.
또, 두께의 격차는, 상기에서 구한 측정값의 산술 평균값 Tave를 기준으로 하고, 측정된 두께 T 중에서 최대값을 Tmax, 최소값을 Tmin으로 하여, 이하의 식으로부터 산출한다.
두께의 격차(㎛)=Tave-Tmin, 및
Tmax-Tave 중의 큰 쪽.
A층 및 B층의 두께의 격차가 전체 면에서 1㎛ 이하인 것에 의해, 색조의 격차가 작아진다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화도 균일해진다.
A층 및 B층의 두께의 격차를 전체 면에서 1㎛ 이하로 하기 위해서는, (1) 압출기 내에 메시가 20㎛ 이하인 폴리머 필터를 마련한다; (2) 기어 펌프를 5rpm 이상으로 회전시킨다; (3) 다이스 주위에 격벽 수단을 배치한다; (4) 에어갭을 200㎜ 이하로 한다; (5) 필름을 냉각롤 상에 캐스팅할 때에 에지피닝을 행한다; 및 (6) 압출기로서 이축 압출기 또는 스크류 형식이 더블플라이트형인 단축 압출기를 이용한다; 를 행한다.
본 발명의 위상차판은 A층 및 B층 이외의 층을 갖고 있어도 좋다. 예컨대, A층과 B층을 접착하는 접착층, 필름의 미끄러짐성을 좋게 하는 매트층이나, 내충격성 폴리메타크릴레이트 수지층 등의 하드코팅층이나, 반사 방지층, 방오층 등을 들 수 있다.
상기와 같이 A층과 B층은 접착제층을 통해서 적층되어 있어도 좋지만, A층과 B층이 직접 접하여 적층되어 있는 것이 적층체 및 위상차판의 성형성, 위상차판의 내구성의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 위상차판의 총 두께는 바람직하게는 20~300㎛이고, 보다 바람직하게는 30~200㎛이며, 특히 바람직하게는 40~150㎛이다. 20㎛보다 얇으면, 기계적 강도가 약해질 우려가 있다. 300㎛보다 두꺼우면, 유연성이 악화되어 핸들링에 지장을 초래할 우려가 있다.
본 발명의 위상차판은 파장 550㎚의 광이 입사각 0도로 입사했을 때의 리타데이션을 Re(㎚), 파장 550㎚의 광이 입사각 40도로 입사했을 때의 리타데이션을 R40(㎚)이라고 하면, 0.92≤R40/Re≤1.08을 만족하는 것이다.
본 발명의 위상차판은 파장 550㎚의 광이 입사각 0도로 입사했을 때의 리타데이션 Re가 50~400㎚인 것이 바람직하고, 100~350㎚인 것이 보다 바람직하다. 또, Re 및 R40은 평행니콜 회전법[왕자계측기기사 제품, KOBRA-WR]을 이용하여 파장 550㎚에서 측정한 값이다.
본 발명의 위상차판은, 60℃, 90% RH, 100시간의 열처리에 의해, 세로 방향 및 가로 방향에 있어서, 바람직하게는 0.5% 이하, 보다 바람직하게는 0.3% 이하의 수축률을 갖고 있어도 좋다. 수축률이 이 범위를 초과하면, 고온ㆍ고습 환경하에서 사용했을 때에 수축 응력에 의해 위상차판의 변형, 표시 장치로부터의 박리가 생길 우려가 있다.
본 발명의 위상차판은, 전체 광선 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다. 85% 미만이면 광학부재에 적합하지 않게 된다. 상기 광선 투과율은 JIS K0115에 준거하여 분광 광도계(일본분광사 제품, 자외가시근적외분광광도계 「V-570」)를 이용하여 측정했다.
본 발명의 위상차판은 그 헤이즈가 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 헤이즈가 높으면, 표시 화상의 선명도가 저하하는 경향이 있다. 여기서, 헤이즈는 JIS K7361-1997에 준거하여 닛폰덴쇼쿠공업사 제품 「탁도계 NDH-300A」를 이용하여 5부분 측정하고, 그로부터 구한 평균값이다.
본 발명의 위상차판은 ΔYI가 5 이하인 것이 바람직하고, 3 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 ΔYI가 상기 범위에 있으면, 착색이 없어 시인성이 좋아진다. ΔYI는 ASTM E313에 준거하여, 닛폰덴쇼쿠공업사 제품 「분광 색차계 SE2000」을 이용하여 측정하고, 같은 측정을 5회 행하여, 그 산술 평균값으로 하여 구한다.
본 발명의 위상차판은 JIS 연필경도에서 H 또는 그 이상의 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이 JIS 연필경도의 조정은 수지 종류의 변경이나 수지의 층 두께의 변경 등에 의해 행할 수 있다. JIS 연필경도는 JIS K5600-5-4에 준거하여 각종 경도의 연필을 45도 기울여, 위에서 500g중의 하중을 걸어 필름표면을 긁어, 상처가 나기 시작하는 연필의 경도이다.
본 발명의 위상차판은 그 제조 방법에 의해 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 위상차판의 바람직한 제법은, 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 미연신 필름 a와 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 미연신 필름 b를 포함하여 이루어지는 적층체를 얻는 공정, 상기 적층체를, 상기 Ts(A) 및 상기 Ts(B) 중 낮은 쪽의 온도보다 5℃ 이상 높은 온도 T1(℃)에서 제 1 방향으로 공연신하는 제 1 연신 공정, 및 상기 Ts(A) 또는 상기 Ts(B) 중 높은 쪽의 온도보다 낮고 또한 T1과는 다른 온도 T2(℃)에서 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 공연신하는 제 2 연신 공정을 포함하는 방법이다.
상기 미연신 필름 a 및 미연신 필름 b를 구성하는 재료로는, 상술한 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B를 이용할 수 있다.
본 발명의 위상차판의 제조 방법에 이용되는 적층체는, 한 방향을 X축, X축에 대하여 면 내에서 직교하는 방향을 Y축, 두께 방향을 Z축으로 했을 때에, 주면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대한, 주면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광의 위상이, 온도 T1에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 늦고, 온도 T2에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 빠른 것이 바람직하다.
일축 연신에 의해 X축에 지상축이 나타나는 필름에서는, 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대하여 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광은 위상이 늦다. 반대로, 일축 연신에 의해 X축에 진상축이 나타나는 필름에서는, 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대하여 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광은 위상이 빠르다. 본 발명에 바람직하게 이용되는 적층체는, 지상축 또는 진상축의 나타나는 방법이 연신 온도에 의존하는 필름이다.
이러한 위상차 발현에 온도 의존성을 갖는 필름은, 양의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 A로 이루어지는 필름 a의 층(a층)과 음의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 B로 이루어지는 필름 b의 층(b층)을, 열가소성 수지의 고유 복굴절 및 각 수지층의 두께비 등의 관계를 조정하여 적층함으로써 얻을 수 있다.
본 발명의 위상차판의 제조 방법에 이용되는 적층체는, 열가소성 수지 A로 이루어지는 a층(미연신 필름 a) 및 열가소성 수지 B로 이루어지는 b층(미연신 필름 b)을 각각 1층 또는 2층 이상 갖고 있어도 좋다.
위상차는 연신 방향인 X축 방향의 굴절률 nX와 연신 방향에 직교하는 방향인 Y축 방향의 굴절률 nY의 차이(=nX-nY)에 두께 d를 곱해서 구해지는 값이다. 열가소성 수지 A로 이루어지는 a층과 열가소성 수지 B로 이루어지는 b층을 적층했을 때의 위상차는, a층의 위상차와 b층의 위상차로부터 합성된다. 높은 온도 TH 및 낮은 온도 TL에서의 연신에 의해, a층과 b층으로 이루어지는 적층체의 위상차의 부호가 반대가 되도록 하기 위해, 낮은 온도 TL에서의 연신으로, 하중 변형 온도가 높은 수지가 발현하는 위상차의 절대값이 하중 변형 온도가 낮은 수지가 발현하는 위상차의 절대값보다 작아지고, 높은 온도 TH에서의 연신으로, 하중 변형 온도가 낮은 수지가 발현하는 위상차의 절대값이 하중 변형 온도가 높은 수지가 발현하는 위상차의 절대값보다도 작아지도록, a층 및 b층의 두께를 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 일축 연신에 의해 a층 및 b층의 각각에 발현하는 X축 방향의 굴절률 nX와 Y축 방향의 굴절률 nY의 차이와, a층의 두께의 총합과, b층의 두께의 총합을 조정함으로써, 적층체면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광의, 적층체면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대한 위상이, 온도 T1에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 늦고, 온도 T1과는 다른 온도 T2에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 빠른 적층체를 얻을 수 있다. 또, 온도 T1은 TH 또는 TL 중 어느 한쪽의 온도이고, 온도 T2는 T1과는 다른 TH 또는 TL 중 어느 한쪽의 온도이다.
도 1은, 적층체의 a층(하중 변형 온도가 높은 열가소성 수지 A로 이루어지는 층) 및 b층(하중 변형 온도가 낮은 열가소성 수지 B로 이루어지는 층)을 각각 단독으로 연신했을 때의 위상차의 온도 의존성과, 적층체(a층+b층)를 연신했을 때의 위 상차의 온도 의존성을 나타내는 것이다. 온도 Tb에서의 연신에서는 a층의 연신에 의해 발현하는 플러스의 위상차에 비해 b층의 연신에 의해 발현하는 마이너스의 위상차 쪽이 크므로, 적층체(a층+b층)의 연신에서는 마이너스의 위상차 Δ를 발현하게 된다. 한편, 온도 Ta에서의 연신에서는 a층의 연신에 의해 발현하는 플러스의 위상차에 비해 b층의 연신에 의해 발현하는 마이너스의 위상차 쪽이 작으므로, 적층체(a층+b층)의 연신에서는 플러스의 위상차 Δ를 발현하게 된다.
예컨대, 미연신 필름 a가 폴리카보네이트계 수지이고, 미연신 필름 b가 스타이렌-무수 말레산 공중합체인 경우는, 미연신 필름 a의 두께의 총합과 미연신 필름 b의 두께의 총합의 비는 1:5~1:15인 것이 바람직하고, 1:5~1:10인 것이 보다 바람직하다. 미연신 필름 a가 너무 두꺼워져도, 미연신 필름 b가 너무 두꺼워져도, 위상차 발현의 온도 의존성이 작아진다.
적층체의 총 두께는 바람직하게는 10~500㎛이고, 보다 바람직하게는 20~200㎛이며, 특히 바람직하게는 30~150㎛이다. 10㎛보다 얇으면, 충분한 위상차를 얻기 어려워져 기계적 강도도 약해진다. 500㎛보다 두꺼우면, 유연성이 악화되어 핸들링에 지장을 초래할 우려가 있다.
a층 및 b층의 두께는, 시판중인 접촉식 두께 측정기를 이용하여 적층체의 총 두께를 측정하고, 이어서 두께 측정 부분을 절단하여 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 각 층의 두께비를 구하고, 그 비율로부터 a층 및 b층의 두께를 계산한다. 이상의 조작을 적층체의 MD 방향 및 TD 방향에서 일정 간격마다 행하여, 두께의 평균값 및 격차를 구했다.
또, 두께의 격차는 상기한 바와 같이 측정한 측정값의 산술 평균값 Tave를 기준으로 하고, 측정한 두께 T 중에서 최대값을 Tmax, 최소값을 Tmin으로 하여, 이하의 식으로부터 산출한다.
두께의 격차(㎛)=Tave-Tmin, 및
Tmax-Tave 중의 큰 쪽.
a층 및 b층의 두께의 격차가 전체 면에서 1㎛ 이하인 것에 의해, 색조의 격차가 작아진다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화도 균일해진다.
a층 및 b층의 두께의 격차를 전체 면에서 1㎛ 이하로 하기 위해서는, (1) 압출기 내에 메시가 20㎛ 이하인 폴리머 필터를 마련한다; (2) 기어 펌프를 5rpm 이상으로 회전시킨다; (3) 다이스 주위에 격벽 수단을 배치한다; (4) 에어갭을 200㎜ 이하로 한다; (5) 필름을 냉각롤 상에 캐스팅할 때에 에지피닝을 행한다; 및 (6) 압출기로서 이축 압출기 또는 스크류 형식이 더블플라이트형인 단축 압출기를 이용한다; 를 행한다.
적층체를 얻는 방법으로는, 예컨대, 공압출 T다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등의 공압출 성형법; 드라이 라미네이션 등의 필름 라미네이션 성형법, 및 수지 필름 표면에 수지 용액을 코팅하는 등의 코팅 성형법 또는 공유연법 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 제조 효율이나 적층체 중에 용제 등의 휘발성 성분을 잔류시키지 않는다는 관점에서 공압출 성형법이 바람직하다. 공압출 성형법 중에서도 공압출 T다이법이 바람직하다. 공압출 T다이법에는 피드블록 방식 및 멀티매니폴드 방식이 있지만, A층의 두께 격차를 적게 할 수 있는 점에서 멀티매니폴드 방식이 특히 바람직하다.
적층체를 얻는 방법으로서, 공압출 T다이법을 채용하는 경우, T다이를 갖는 압출기에 있어서의 수지 재료의 용융 온도는, 열가소성 수지 A의 유리전이온도(Tg)보다 80~180℃ 높은 온도로 하는 것이 바람직하고, 상기 유리전이온도보다 100~150℃ 높은 온도로 하는 것이 보다 바람직하다. 압출기에서의 용융 온도가 과도하게 낮으면, 수지 재료의 유동성이 부족할 우려가 있고, 반대로 용융 온도가 과도하게 높으면, 수지가 열화될 가능성이 있다.
압출 온도는 사용하는 열가소성 수지 A에 따라 적절히 선택하면 좋다. 압출기 내의 온도로, 수지 투입구는 Tg~(Tg+100)℃, 압출기 출구는 (Tg+50)℃~(Tg+170)℃, 다이스 온도는 (Tg+50)℃~(Tg+170)℃로 하는 것이 바람직하다.
압출 성형법에서는 다이스의 개구부로부터 압출된 시트상 용융 수지 재료를 냉각 드럼에 밀착시킨다. 용융 수지 재료를 냉각 드럼에 밀착시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 에어나이프 방식, 배큠박스 방식, 정전밀착 방식 등을 들 수 있다.
냉각 드럼의 수는 특별히 제한되지 않지만, 통상은 2개 이상이다. 또한, 냉각 드럼의 배치 방법으로는, 예컨대, 직선형, Z형, L형 등을 들 수 있지만 특별히 제한되지 않는다. 또한, 다이스의 개구부로부터 압출된 용융 수지의 냉각 드럼으로의 통과 방법도 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서는, 냉각 드럼의 온도에 따라, 압출된 시트상 수지 재료의 냉각 드럼에 대한 밀착 상태가 변화한다. 냉각 드럼의 온도를 올리면 밀착은 좋아지지만, 온도를 너무 올리면 시트상 수지 재료가 냉각 드럼으로부터 떨어지지 않고, 드럼에 감겨 붙는 불량이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 냉각 드럼 온도는 바람직하게는 다이스로부터 압출하는 열가소성 수지 A의 유리전이온도를 Tg라고 하면, (Tg+30)℃ 이하, 더 바람직하게는 (Tg-5)℃~(Tg-45)℃의 범위로 한다. 그렇게 함으로써 미끄러짐이나 스크래치 등의 불량을 방지할 수 있다.
또한, 필름 중의 잔류 용제의 함유량을 적게 하는 것이 바람직하다. 그것을 위한 수단으로서는, (1) 원료가 되는 열가소성 수지의 잔류 용제를 적게 한다; (2) 필름을 성형하기 전에 수지 재료를 예비 건조한다; 등의 수단을 들 수 있다. 예비건조는, 예컨대, 수지 재료를 펠렛 등의 형태로 하여, 열풍 건조기 등으로 행해진다. 건조 온도는 100℃ 이상이 바람직하고, 건조 시간은 2시간 이상이 바람직하다. 예비 건조를 행함으로써, 필름 중의 잔류 용제를 저감시킬 수 있어, 추가로 압출된 시트상 수지 재료의 발포를 막을 수 있다.
상기 적층체를 연신하기 전에, 적층체를 예열하는 공정을 마련하여도 좋다. 적층체를 가열하는 수단으로서는, 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, 통상, 연신 온도-40℃ ~ 연신 온도+20℃, 바람직하게는 연신 온도-30℃ ~ 연신 온도+15℃이다. 연신 온도는 가열 장치의 설정 온도를 의미한다.
(제 1 연신 처리)
본 발명에 있어서는, 우선, 상기 적층체를, 상기 Ts(A) 및 상기 Ts(B) 중 낮은 쪽의 온도보다 5℃ 이상 높은 온도 T1(℃)에서 제 1 방향으로 일축 공연신한다.
Ts(A)>Ts(B)일 때, 온도 T1은 Ts(B)보다 5℃ 이상 높은 온도, 보다 바람직하게는 Ts(B)보다 5~15℃ 높은 온도로 한다.
Ts(B)>Ts(A)일 때, 온도 T1은 Ts(A)보다 5℃ 이상 높은 온도, 보다 바람직하게는 Ts(A)보다 5~15℃ 높은 온도로 한다.
제 1 연신 처리는 종래 공지된 방법으로 행할 수 있다. 예컨대, 롤사이의 주속의 차이를 이용하여 세로 방향으로 일축 연신하는 방법이나, 텐터를 이용하여 가로 방향으로 일축 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 세로 방향으로 일축 연신하는 방법으로는, 롤사이에서의 IR 가열 방식이나, 플로트 방식 등을 들 수 있다. 광학적인 균일성이 높은 위상차판을 얻을 수 있는 점에서 플로트 방식이 적합하다. 가로 방향으로 일축 연신하는 방법으로는, 텐터법을 들 수 있다.
연신 불균일이나 두께 불균일을 작게 하기 위해, 연신 범위에 있어서 필름 폭 방향으로 온도 차이가 생기도록 할 수 있다. 연신 범위에 있어서 필름 폭 방향으로 온도 차이를 생기게 하기 위해서는, 온풍 노즐의 개도(開度)를 폭 방향으로 조정하거나, IR 히터를 폭 방향에 나란히 놓고 가열 제어하거나 하는 등의 공지된 수법을 이용할 수 있다.
(제 2 연신 처리)
다음으로, 상기 Ts(A) 또는 상기 Ts(B) 중 높은 쪽의 온도보다 낮은 온도 T2(℃)에서 제 2 방향으로 일축 공연신한다. 온도 T2는 온도 T1과 다른 온도이면 특별히 제한되지 않지만, 온도 T1보다 낮은 것이 바람직하다. 또한, 온도 T2는 상기 Ts(A) 또는 Ts(B)의 어느 쪽보다도 낮은 것이 보다 바람직하다.
제 2 연신 처리에서는, 제 1 연신 처리에서 채용할 수 있는 방법을 그대로 적용할 수 있다. 제 2 연신 처리는, 제 1 연신 처리의 연신 배율보다 작은 연신 배율로 행하는 것이 바람직하다.
제 1 연신 처리에 있어서의 제 1 방향과 제 2 연신 처리에 있어서의 제 2 방향은, 89도~91도 범위의 각도로 교차하는 관계가 되어 있는 것이 바람직하다.
제 1 연신 처리 및/또는 제 2 연신 처리 후에, 연신한 필름을 고정 처리하여도 좋다. 고정 처리에 있어서의 온도는, 통상, 실온 ~ 연신 온도+30℃, 바람직하게는 연신 온도-40℃ ~ 연신 온도+20℃이다.
본 발명의 위상차판은, 복굴절의 고도의 보상이 가능하므로, 그 단독으로 또는 다른 부재와 조합하여, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, FED(전계방출) 표시 장치, SED(표면전계) 표시 장치 등에 적용할 수 있다.
액정 표시 장치는, 광입사측 편광판과 액정셀과 광출사측 편광판이 이 순서로 배치된 액정 패널을 구비하는 것이다. 본 발명의 위상차판을 액정셀과 광입사측 편광판의 사이 및/또는 액정셀과 광출사측 편광판의 사이에 배치함으로써 액정 표시 장치의 시인성을 대폭 향상시킬 수 있다. 액정셀의 구동 방식으로는, IPS(In Plane Switching) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드, CPA(Continuous Pinwheel Alignment) 모드, HAN(Hybrid Alignment Nematic) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, OCB(Optical Compensated Bend) 모드 등을 들 수 있다.
본 발명의 위상차판은 액정셀 또는 편광판에 접합시켜도 좋다. 상기 위상차판을 편광판의 양면에 접합시켜도 좋고, 한 면에만 접합시켜도 좋다. 또한, 상기 위상차판을 2장 이상 이용하여도 좋다. 접합에는 공지의 접착제를 이용할 수 있다.
편광판은 편광자와 그 양면에 접합된 보호 필름으로 이루어지는 것이다. 상기 보호 필름 대신에, 본 발명의 위상차판을 편광자에 직접 접합시켜 위상차판을 보호 필름으로 하여 이용할 수도 있다. 보호 필름이 생략되므로 액정 표시 장치를 얇게 할 수 있다.
[실시예]
실시예를 나타내면서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되는 것이 아니다. 또, 부 및 %는 특별히 언급이 없는 한 중량기준이다.
(투명 필름의 막 두께)
필름의 막 두께는, 접촉식 두께 측정기를 이용하여 측정했다.
필름을 구성하는 각 층의 층 두께는, 필름을 에폭시 수지에 포매(包埋)한 후, 마이크로톰(야마토공업사 제품, 제품명 「RUB-2100」)을 이용하여 슬라이스하고, 주사 전자 현미경을 이용하여 단면을 관찰하여 측정했다.
(광선 투과율)
JIS K0115에 준거하여 분광 광도계(일본분광사 제품, 자외가시근적외 분광 광도계 「V-570」)를 이용하여 측정했다.
(하중 변형 온도)
수지의 하중 변형 온도는 JIS K7191에 준거하여 시험편을 작성하여 측정했다.
(Re, R40)
평행니콜 회전법(왕자계측기기사 제품, KOBRA-WR)을 이용하여 파장 590㎚에서의 Re, R40, 및 필름 길이 방향에 대한 지상축의 각도를 측정했다. 같은 측정을, 위상차 필름의 폭 방향으로 같은 간격으로 10점 측정하여 평균값을 산출했다.
또한, 하기 식에 의해, 적층 필름의 평균 굴절률 nave를 구했다.
nave=Σ(ni×Li)/ΣLi
ni : i층 수지의 굴절률
Li : i층의 막 두께
또한, 상기 Re, R40, nave, 필름의 막 두께로부터, 적층 필름의 nx, ny, nz를 산출했다.
(내구성 시험)
위상차판을 80℃의 오븐에 500시간 방치하여, 방치 후의 위상차판의 Re, R40을 측정했다.
<제조예 1>
2종 2층의 공압출 성형용 필름 성형 장치를 준비하고, 폴리카보네이트 수지(아사히화성사 제품, 원더라이트 PC-110, 하중 변형 온도 145도)의 펠렛을, 더블플라이트형 스크류를 구비한 한쪽의 일축 압출기에 투입하여 용융시켰다.
스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지(NovaChemicals사 제품, DylarkD332, 하중 변형 온도 135℃)의 펠렛을 더블플라이트형 스크류를 구비한 다른 한쪽의 일축 압출기에 투입하여 용융시켰다.
용융된 260℃의 폴리카보네이트 수지를 메시 10㎛의 리프디스크 형상의 폴리머 필터를 통해서 멀티매니폴드 다이(다이슬립의 표면조도 Ra : 0.1㎛)의 한쪽의 매니폴드에, 용융된 260℃의 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지를 메시 10㎛의 리프디스크 형상의 폴리머 필터를 통해서 다른 한쪽의 매니폴드에 각각 공급했다.
폴리카보네이트 수지 및 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지를 상기 멀티매니폴드 다이로부터 260℃에서 동시에 압출하여 필름상으로 했다. 그 필름상 용융 수지를 표면 온도 130℃로 조정된 냉각롤에 캐스팅하고, 이어서 표면 온도 50℃로 조정된 2개의 냉각롤 사이를 통해서, 폴리카보네이트 수지층(A층 : 20㎛)과 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지층(B층 : 160㎛)으로 이루어지는 폭 1350㎜이고 또한 두께 180㎛인 적층체 E1을 얻었다.
<제조예 2>
DylarkD332 대신에 폴리스타이렌 수지(일본폴리스타이렌사 제품, HF44, 하중 변형 온도 73℃)를 이용하고, A층의 두께를 80㎛, B층의 두께를 80㎛로 한 것 외에 는 제조예 1과 같이 하여, 폴리카보네이트 수지층(A층 : 80㎛)-폴리스타이렌 수지층(B층 : 80㎛)으로 이루어지는 폭 1350㎜이고 또한 두께 160㎛인 적층체 E2를 얻었다.
적층체 E1 및 E2를, 70℃, 80℃, 120℃, 130℃, 135℃, 140℃, 145℃ 및 150℃의 연신 온도에서 1.25배로 필름 길이 방향으로 일축 연신했다. 일축 연신 방향을 X축, X축에 대하여 필름면 내에서 직교하는 방향을 Y축, 필름 두께 방향을 Z축으로 했을 때에, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대한, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광의 위상의 지연을 표 1에 나타낸다. 적층체 E1은, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대한, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광의 위상이, 130℃에서는 빠르고, 135℃에서는 늦었다. 적층체 E1은, 130℃와 135℃의 사이에, 위상이 나타나는 방법이 마이너스로부터 플러스로 변하는 온도를 갖는 것을 알 수 있다. 적층체 E2는, 모든 연신 온도에서 위상이 늦었다.
Figure 112009016439141-pat00001
[실시예 1]
제조예 1에서 얻어진 적층체 E1을 세로 일축 연신기에 공급하여, 연신 온도 145℃, 연신 배율 1.5로 세로 방향으로 연신했다. 이어서, 세로 일축 연신된 필름을 텐터 연신기에 공급하고, 연신 온도 130℃, 연신 배율 1.25로 가로 방향으로 연신하여 위상차판 R1을 복수매 얻었다.
위상차판 R1을 표 2에 기재된 온도에서, 한 방향(예컨대, 세로 연신했을 때의 방향에 대하여 0도의 방향 : X축)으로 1.25배로 연신하여, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY'에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX'의 위상의 지연을 측정하여, 연신 전의 직선 편광 ΨY에 대한 직선 편광 ΨX의 위상의 지연으로부터의 변화량을 측정했다.
위상차판 R1은, 145℃에서 연신했을 때에는 위상이 연신 전보다 97㎚ 늦고, 130℃에서 연신했을 때에는 위상이 연신 전보다 141㎚ 빨랐다. 상기 위상차판 R1은, R40/Re가 0.997이고, 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족하였다. 상기 위상차판 R1의 내구성 시험의 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서 가로 방향 연신 배율을 1.5로 변경한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 위상차판 R2를 얻었다.
위상차판 R2는, 145℃에서 연신했을 때에는 위상이 연신 전보다 80㎚ 늦고, 130℃에서 연신했을 때에는 위상이 연신 전보다 117㎚ 빨랐다. 상기 위상차판 R2는, R40/Re가 1.006이고, 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족하였다. 내구성 시험의 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서, 적층체 E1 대신에 적층체 E2를 이용하고, 가로 방향 연신 온도를 80℃로 변경한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 위상차판 R3을 얻었다. 위상차판 R3은, 모든 연신 온도에서의 위상이 연신 전보다 늦었다. 내구성 시험의 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
단층 압출 성형에 의해 두께 30㎛의 폴리카보네이트 수지(아사히화성사 제품, 원더라이트 PC-110, 하중 변형 온도 145도)제의 필름을 얻었다. 이 단층 필름을 세로 일축 연신기에 공급하여, 연신 온도 150℃, 연신 배율 1.2로 세로 방향으로 연신했다.
단층 압출 성형에 의해 두께 60㎛의 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지(NovaChemicals사 제품, DylarkD332, 하중 변형 온도 135℃)제의 필름을 얻었다. 이 단층 필름을 텐터 연신기에 공급하여, 연신 온도 135℃, 연신 배율 1.5로 가로 방향으로 연신했다.
얻어진 2장의 연신 필름을 아크릴계 접착제(두께 5㎛)로 접합하여 위상차판 R4를 얻었다.
위상차판 R4는, 모든 연신 온도에서의 위상이 연신 전보다 늦었다. 상기 위상차판 R4는, R40/Re가 1.006이고, 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족하였다. 내구성 시험의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112009016439141-pat00002
표 2에 나타내는 바와 같이, 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신했을 때에, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX의 위상이, 연신 전보다 늦는 연신 온도 Tα와 연신 전보다 빠른 연신 온도 Tβ가 있고, 또한 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족하는 위상차판(실시예 1 및 2)은, 80℃의 고온하에 방치한 후에도, R40 및 Re의 값의 저하가 작고, R40/Re의 값이 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 유지하고 있다. 그 결과, 고온 환경하에 방치해 두어도 액정 표시 장치의 복굴절 보상에 변동이 생기지 않아, 화상 품질이 유지되는 것을 알 수 있다.
이에 비하여, 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신했을 때에, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX의 위상이, 연신 전보다 늦는 연신 온도 Tα밖에 갖고 있지 않은 위상차판(비교예 2)은, 고온하에 방치하기 전에 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족시키고 있더라도, 80℃의 고온하에 방치한 후에 R40 또는 Re가 대폭으로 저하되어, R40/Re의 값이 0.92≤R40/Re≤1.08의 관계를 만족시키지 않게 되어 버린다. 그 결과, 액정 표시 장치의 복굴절 보상에 편차가 생겨, 화상의 품질이 열화되는 것을 알 수 있다.
도 1은 A층, B층, 및 A층과 B층의 적층체의 위상차의 온도 의존성을 나타내는 도면이다.

Claims (10)

  1. 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 A층과 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 B층을 포함하여 이루어지는 적층 필름으로 이루어지는 위상차판으로서,
    상기 Ts(A)와 상기 Ts(B)의 차이의 절대값이 5℃~40℃이고,
    면 내의 한 방향을 X축, X축에 대하여 면 내에서 직교하는 방향을 Y축, 두께 방향을 Z축으로 하여, 연신 가능한 온도 범위에서 X축 방향으로 연신 배율 1.25배로 일축 연신하여 측정했을 때에, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광 ΨY에 대한, 입사각 0도로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광 ΨX의 위상이, 연신 전보다 늦은 연신 온도 Tα와 연신 전보다 빠른 연신 온도 Tβ를 갖고, 또한
    파장 550㎚의 광이 입사각 0도로 입사했을 때의 리타데이션을 Re(㎚), 파장 550㎚의 광이 입사각 40도로 입사했을 때의 리타데이션을 R40(㎚)이라고 하면, 0.92≤R40/Re≤1.08을 만족하는
    위상차판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    A층과 B층이 직접 접하고 있는 것을 특징으로 하는 위상차판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 A층의 총 두께/상기 B층의 총 두께의 비가 1/5~1/10인 위상차판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고유 복굴절값이 양인 재료는 폴리카보네이트 수지이고, 상기 고유 복굴절값이 음인 재료는 폴리스타이렌 수지인 위상차판.
  5. 삭제
  6. 고유 복굴절값이 양이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(A)인 재료로 이루어지는 미연신 필름 a와 고유 복굴절값이 음이고 또한 하중 변형 온도가 Ts(B)인 재료로 이루어지는 미연신 필름 b를 포함하여 이루어지는 적층체를 얻는 공정,
    상기 적층체를, 상기 Ts(A) 및 상기 Ts(B) 중 낮은 쪽의 온도보다 5℃ 이상 높은 온도 T1(℃)에서 제 1 방향으로 공연신하는 제 1 연신 공정, 및
    상기 Ts(A) 또는 상기 Ts(B) 중 높은 쪽의 온도보다 낮고 또한 T1과는 다른 온도 T2(℃)에서 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 공연신하는 제 2 연신 공정
    을 포함하는 제 1 항에 기재된 위상차판의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    온도 T2가 상기 Ts(A) 또는 Ts(B)의 어느 쪽보다도 낮은 위상차판의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    미연신 필름 a가 폴리카보네이트계 수지이고, 미연신 필름 b가 스타이렌-무수 말레산 공중합체인 위상차판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    미연신 필름 a의 두께의 총합과 미연신 필름 b의 두께의 총합의 비가 1:5~1:15인 위상차판의 제조 방법.
  10. 삭제
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