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WO1993000598A1 - Phase plate - Google Patents

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WO1993000598A1
WO1993000598A1 PCT/JP1992/000803 JP9200803W WO9300598A1 WO 1993000598 A1 WO1993000598 A1 WO 1993000598A1 JP 9200803 W JP9200803 W JP 9200803W WO 9300598 A1 WO9300598 A1 WO 9300598A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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phase plate
plate according
stretching
sheet
film
Prior art date
Application number
PCT/JP1992/000803
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nobukazu Takahashi
Tsutomu Hani
Teiji Kohara
Tadao Natsuume
Original Assignee
Nippon Zeon Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16056505&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO1993000598(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nippon Zeon Co., Ltd. filed Critical Nippon Zeon Co., Ltd.
Priority to US08/167,949 priority Critical patent/US5543948A/en
Priority to EP92912970A priority patent/EP0591536B1/en
Priority to DE69213238T priority patent/DE69213238T2/de
Publication of WO1993000598A1 publication Critical patent/WO1993000598A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Definitions

  • the present invention relates to a phase plate, and more particularly, to an optically uniform phase plate having a stretched oriented film made of a thermoplastic saturated norbornene resin in a birefringent layer.
  • a high multi-brake drive display in which the twist angle of liquid crystal molecules is made larger than the conventional 90 degrees has been put to practical use.
  • it is called a supersonic mode (STN mode)
  • STN mode supersonic mode
  • SBE mode and STN mode are known.
  • STN mode the combination of steep molecular orientation deformation due to voltage application and the optical birefringence effect is combined with a retardation (refraction anisotropy of liquid crystal and cell gap) to obtain better display characteristics.
  • the product- ⁇ n ⁇ d) and the azimuth of the polarizer are optimized.
  • black-and-white display has been achieved by using a phase plate to compensate for the phase difference of transmitted light caused by the birefringence effect. If necessary, color filters can be added to achieve full color.
  • phase plate is a plate made of a birefringent material used to change the relative phase of a polarized light component, and an alignment film made of synthetic resin is used as a birefringent layer.
  • the structure of the phase plate include a single-layer structure composed of one birefringent layer, a multilayer structure in which two or more birefringent layers having the same or different birefringence are laminated, and a structure having a protective layer (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-1588701).
  • the phase plate for liquid crystal displays has clear colors and fine images.
  • the entire surface of the birefringent layer is optically uniform and that the optical characteristics do not change even when the temperature or humidity changes.
  • the entire surface of the birefringent layer is optically uniform and that the optical characteristics do not change even when the temperature or humidity changes.
  • a heat resistance temperature of 0 eC or more is required.
  • various film-forming resins such as a phenoxyether-type crosslinkable resin, an epoxy resin, a polycarbonate resin, an arylate resin, and a polycarbonate resin have been used.
  • phenoxy ether-type crosslinkable resins have difficulty in uniform stretching and have insufficient moisture resistance. Since it has a hygroscopicity of about weight%, the retardation stability decreases due to changes in the humidity of the operating environment.
  • Polycarbonate resin acrylate resins and the like have high heat resistance, so the stretching temperature is high, which makes it difficult to control the stretching temperature, making it difficult to produce an optically uniform phase plate.
  • a film in which a sheet produced by a solution casting method is stretched and oriented has excellent surface smoothness, but has poor productivity, and has a problem that it cannot be used depending on the use environment due to residual solvent.
  • extrusion molding using a T-die is used for carbonate resins.
  • the thickness unevenness on the entire surface can be controlled only to about 6 to 8 / m due to shrinkage during the formation.
  • An object of the present invention is to provide a phase plate for a liquid crystal display in which the entire surface of the birefringent layer is optically uniform and is optically uniform even when the temperature, humidity, or the like changes.
  • the present inventors have conducted intensive studies to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and as a result, an alignment film obtained by stretching a sheet of a thermoplastic saturated norbornene-based resin produced by a melting method has a liquid crystal display.
  • the inventors have found that they have excellent properties as a phase plate for use, and have completed the present invention based on the findings.
  • a phase plate comprising, as a birefringent layer, a film obtained by stretching and orienting a thermoplastic saturated norbornene-based resin sheet prepared by a melting method.
  • thermoplastic saturated norbornene resin of the present invention is a resin known in JP-A-3-14882, JP-A-3-122137, JP-A-63,807, etc.
  • examples include ring-opening polymers of norbornene monomers, hydrogenated products thereof, addition polymers of norbornene monomers, and addition polymers of norbornene monomers and olefins.
  • Norbornene-based monomers are also known in the above-mentioned publications such as JP-A-2-227424 and JP-A-2-276842, for example, norbornene dicyclopentadiene and dimethanooctahydro.
  • Substituents and the like can be mentioned.
  • norbornene More specifically, for example, norbornene, 5-methyl-2-norbornene, 5-dimethyl-2-norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene, 5-ethylidene-2-norbornene, etc.
  • Polar group substituents such as halogen; dicyclopentadiene, 2,3-dihydroxycyclopentadiene, etc .; dimeta-noctahdronaphtherene, alkyl and Z or alkylidene substituents thereof, and polar group substituents such as halogen, for example, 6—methyl 1,4: 5,8—dimethanone 1,4,4a, 5,6,7,8,8a—Doknahydronaphthalene, 6—ethyl 1,4: 5,8—di Methano-1,4,4a, 5,6,7,8,8a—Citahydronaphthalene, 6-ethylidene 1,4: 5,8—Dimethanone 1,4,4a, 5,6,7,8 , 8 a—Oktahi dronaphthalene, 6 —Kuroguchi 1,4: 5,8—Jim 1,4,4a, 5,6,7,8,8a—Kutahi dronaphthalene, 6—Cyana
  • thermoplastic saturated norbornene resin used in the present invention has a number average molecular weight of usually 255,000 to 100,000, preferably measured by gel 'permeation' chromatography (GPC) method using a toluene solvent. It is in the range of 30,000 to 80,000, more preferably 350,000 to 70,000. If the number average molecular weight is too small, the mechanical strength will be poor, and if it is too large, the operability during resin synthesis, sheet preparation and stretching will be poor.
  • thermoplastic saturated norbornene resin used in the present invention has a glass transition temperature (T g) Normal 90 ° C or higher, it is desirable that preferably 1 1 0 or more on, and more preferably 1 30 e C or higher .
  • the hydrogenation ratio is usually 90% or more from the viewpoint of heat deterioration resistance and light deterioration resistance. It is preferably at least 95%, more preferably at least 99%.
  • Thermoplastic saturated norportene resins are excellent in transparency, heat resistance, moisture resistance, chemical resistance and the like. In particular, those having a hygroscopicity of usually 0.05% or less, preferably 0.01% or less can be easily obtained. Also, the photoelastic coefficient, 3 ⁇ 9 X 1 0 _ 13 cm 2 / dyne and rather small, a preferred material for the manufacture of optically uniform oriented film.
  • thermoplastic saturated norbornene-based resin used in the present invention may optionally contain various additives such as a phenol-based or phosphorus-based antioxidant, an antistatic agent, and an ultraviolet stabilizer.
  • the oriented film used in the present invention is formed by first forming a thermoplastic saturated norbornene-based resin into a sheet and stretching and orienting the sheet. Is done.
  • the sheet is formed by a melt forming method.
  • the melt molding method include a melt extrusion method such as a method using a T-die and an inflation method, a calendar method, a hot press method, and an injection molding method.
  • a melt extrusion method using a T-die which has a small thickness unevenness, is capable of adjusting to a thickness of about 50 to 500 m, and is capable of sheeting the absolute value of the retardation and its variation, is preferable. .
  • the conditions of the melt molding method are the same as those used for polycarbonate resin having the same level of g.
  • the resin Xu It is preferable to select conditions that allow cooling.
  • the die in order to reduce surface defects such as die lines, the die must have a structure that minimizes the stagnation area, and it is necessary to use a die that has as few internal scratches as possible. preferable.
  • the surface of these sheets can be further polished as necessary to further improve the surface accuracy.
  • the sheet before stretching is usually set to a thickness of about 50 to 500 Aim, but the smaller the thickness unevenness is, the more preferable it is, within ⁇ 8%, preferably within ⁇ 6%, more preferably within ⁇ 6%. Within 4%. Further, the absolute value of the retardation is 50 nm or less, preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less on the entire surface. If the thickness unevenness of the sheet is large, the variation of the retardation of the stretched oriented film becomes large.
  • the stretch-oriented film used in the present invention is obtained by stretching a sheet in a uniaxial direction.
  • the molecules are oriented by stretching.
  • the obtained stretch-oriented film has a certain retardation.
  • a substantial -axial stretching for example, after stretching within a range that does not affect the orientation of the molecules, It may be biaxial stretching in which the fibers are oriented in a uniaxial direction so that they are oriented.
  • the stretching ratio is 1.3 to 10 times, preferably 1.5 to 8 times, and a predetermined retardation may be set in this range. If the stretching ratio is too low, the absolute value of the retardation does not increase and does not reach the predetermined value, and if it is too high, the film may be broken.
  • Stretching is usually, T g ⁇ of the resin constituting the sheet (T g + 50) e C , it is carried out preferably in a temperature range of from T g ⁇ (T g + 40) . If the stretching temperature is too low, the film will break, and if it is too high, the molecule will not be oriented, and the desired phase plate cannot be obtained.
  • the film thus obtained has a certain degree of retardation in which the molecules are oriented by stretching.
  • the stretched oriented film has an absolute retardation at a wavelength of 55 O nm of 30 to 1 OOO nm, preferably 50 to 800 nm. Have the desired retardation value.
  • the retardation can be controlled by the retardation of the sheet before stretching, the stretching ratio, the stretching temperature, and the thickness of the stretched oriented film.
  • the absolute value of the retardation tends to increase as the film has a larger stretching ratio.Therefore, by changing the stretching ratio, a stretched and oriented film having a desired retardation is obtained. be able to.
  • the variation in retardation is preferably as small as possible.
  • the variation in the retardation at a wavelength of 550 nm is usually as small as 50 nm or less, preferably ⁇ 30 nm or less, more preferably ⁇ 20 nm or less. Things.
  • the in-plane variation and thickness unevenness of the retardation can be reduced by using the small unstretched sheet and by applying equal stress to the sheet during stretching.
  • a uniform temperature distribution preferably ⁇ 5.
  • the temperature was controlled within ⁇ 0. 5 e C ring It is desirable to stretch at the boundary.
  • phase plate of the present invention includes parts for a polarizing microscope, parts for a liquid crystal display, and the like.
  • the basic structure thereof is as follows: (1) a single-layer birefringent layer of the stretched oriented film;
  • the refractive layer has a multilayer structure composed of a plurality of birefringent films including two or more stretch-oriented films.
  • a normal birefringent film bonded with the optical axis aligned, or a laminated film with the optical axis at a fixed angle depending on the purpose may be used.
  • a multilayer film having various retardations can be obtained by utilizing the additivity of the retardation.
  • the number of layers is about 2-6.
  • Adhesives used for laminating include emulsion type adhesives, ultraviolet curable adhesives, thermosetting adhesives, hot melt adhesives and the like.
  • phase plate for a liquid crystal display of the present invention include: (3) a structure in which an optically isotropic protective layer (for example, an optically isotropic polycarbonate film) is laminated on at least one surface of the birefringent layer. (4) A peelable sheet via a pressure-sensitive adhesive layer (for example, an acrylic pressure-sensitive adhesive layer) on at least one surface of the birefringent layer or the optically isotropic protective layer. Adhesive type that can be easily laminated to a liquid crystal cell, etc. by peeling off the release sheet, or (5) The phase plate is laminated with the polarizing plate and integrated with the polarizing plate Examples of the phase plate, and the like.
  • an optically isotropic protective layer for example, an optically isotropic polycarbonate film
  • the birefringent stretch-oriented film made of thermoplastic saturated norbornene resin is not only resistant to temperature changes, but also has excellent moisture resistance and water resistance. You.
  • a protective layer made of a moisture-resistant and water-resistant resin is provided as needed to protect a driving liquid crystal cell, but the phase plate for a liquid crystal display of the present invention is used.
  • sufficient moisture resistance and water resistance can be obtained without providing at least one such protective layer, and the structure can be simplified.
  • the number average molecular weight was measured by the GPC method using toluene as a solvent.
  • T g The glass transition temperature (T g) was measured by a DSC method using a part of the sheet before stretching as a sample.
  • the retardation was measured using a Belek compensator with a wavelength of 550 nm.
  • Polycarbonate resin (GE Corporation, trade name: Lexan 131-111) is melt extruded from a 30-mm wide T-die using a single screw extruder with a 40 mm full-flight screw. Then, a sheet was produced by winding the sheet with three cooling rolls having a diameter of 300 mm. At this time, the resin temperature at the die is 285, the temperature of the cooling roll Is 1st, 2nd, 3rd roll in order of 120. C, 120. C, 100. C
  • the part with a width of 2 O mm is cut off, and T g 14 1 e C, average thickness 120 jm, thickness unevenness ⁇ 8 i £ m, lettering
  • the average sheet thickness was 15 nm, and the in-plane variation was ⁇ 20 nm.
  • the obtained unstretched sheet was controlled at 15.5 ⁇ 3 and stretched in a uniaxial direction at a stretch ratio of 1.5 times to obtain a stretched film.
  • the average thickness was 80 ⁇ m
  • the thickness unevenness was ⁇ 6 im
  • the average of the retardation was 550 nm
  • the in-plane variation was ⁇ 90 nm.
  • MTD 6-Methyl-1,4,5,8-Dimethanone 1,4,4a, 5,6,7,8,8a-Octahidronaphthalene
  • MTD 6-Methyl-1,4,5,8-Dimethanone 1,4,4a, 5,6,7,8,8a-Octahidronaphthalene
  • triethyl as a polymerization catalyst 10 parts of a 15% solution of aluminum in cyclohexane, 5 parts of triethylamine, and 10 parts of a 20% solution of titanium tetrachloride in cyclohexane are added, and ring-opening polymerization is performed in cyclohexane to obtain a polymer.
  • the ring-opened polymer was hydrogenated with a nickel catalyst to obtain a polymer solution.
  • This polymer solution was coagulated in isopropropyl alcohol and dried to obtain a powdery resin.
  • the powdered resin of Reference Example 1 was melted at 2 5 0 e C, Perret,: / Doo the rows of ivy.
  • a sheet was produced using this pellet in the same manner as in Comparative Example 1.
  • the resin temperature at the die was 275 eC
  • the temperature of the cooling roll was 1 2 0 in order of 1, 2nd, 3rd roll. C, 120 C, 100. Since the thickness of the sheet before stretching was uneven at both ends, the 2 O mm wide part was cut off, and the surface was observed visually and with an optical microscope, but no foaming, streaks, or scratches were observed. .
  • T g is 139
  • average thickness is 150 ⁇
  • thickness unevenness is ⁇ 4 m or less
  • light transmittance is 90.5%
  • letter dawn is 22 nm on average
  • in-plane 22 nm and the in-plane variation was 10 nm in soil.
  • the sheet before stretching was controlled at 140 ⁇ 2 ° C. and stretched in a uniaxial direction at a stretching ratio of 2.5 to obtain a stretched oriented film.
  • the average thickness of the stretched and oriented film was 55 ⁇ m, the thickness unevenness was ⁇ 1.5 ⁇ m, the retardation was 580 nm on average, and the in-plane variation was ⁇ 20 nm.
  • phase plate that is optically uniform and has excellent heat resistance and moisture resistance.
  • the phase plate of the present invention can be used for components of a polarization microscope, components of a liquid crystal display, and the like.

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Description

明 細 書 位相板 技術分野
本発明は、 位相板に関し、 さらに詳しく は、 熱可塑性飽和ノルボ ルネン系樹脂から成る延伸配向フィルムを複屈折性層に持つ光学的 に均一な位相板に関する。 背景技術
液晶ディスプレイの高精細大面積化を達成するために、 液晶分子 のねじれ角を従来の 9 0度より大きく した高マルチブレクス駆動デ ィスブレイが実用化されている。 一般にスーパーッイス トネマチヅ クモード （ S T N系モード） と呼ばれ、 S B Eモードや S T Nモー ドなどが知られている。 この S T N系モードでは、 電圧印加による 急峻な分子配向変形と光学的な複屈折効果を組み合わせ、 さらに優 れた表示特性が得られるように、 レターデーシヨン （液晶の屈折率 異方性とセルギヤップの積- Δ n · d ) や偏光子の方位角の最適化 を計っている。 近年、 S T Nモードにおいて、 位相板を用いて複屈 折効果により生じた透過光の位相差を補償する方式などにより、 白 黒表示が達成されるようになった。 また、 必要ならばカラーフィル ターを附加してフルカラー化することもできる。
ところで、 このような位相板は、 偏光された光の成分の相対位相 を変えるのに用いられる複屈折性の材料で作られた板であり、 合成 樹脂製の配向フィ ルムが複屈折性層として用いられている。 位相板 の構造としては、 1つの複屈折性層からなる単層構造、 複屈折性が 同一または異なる 2層以上の複屈折層を積層した多層構造、 保護層 を有するものなどがある （例えば、 特開平 2— 1 5 8 7 0 1号） 。 例えば、 液晶ディスプレイ用位相板は、 鮮明な色彩と精細な画像 を得るために、 複屈折性層の全面が光学的に均一であるとともに、 温度や湿度の変化によっても光学的特性が変化しないことが必要で ある。 特に、 自動車搭載用の液晶ディスブレイ ' パネルに用いる場 合には、 過酷な条件での使用が予測されるため、 少なく とも 6 0 eC 以上、 好ましくは 8 0で以上、 より好ましくは 1 0 0 eC以上の耐熱 温度が要求される。
従来、 このような位相板の合成樹脂材料として、 フエノキシエー テル型架橋性樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 ァリ レ 一卜樹脂、 ボリカーボネート樹脂などの各種フィルム形成性樹脂が 使用されてきた。
しかしながら、 フヱノキシエーテル型架橋性樹脂やエポキシ樹 脂、 ポリカーボネート樹脂、 ァリ レー卜樹脂などは、 均一な延伸が 困難なうえ、 耐湿性が不十分であり、 0. 1〜0. 2重量％程度の 吸湿性を有するため、 使用環境の湿度変化により レターデーション 安定性が低下する。 また、 ボリカーボネート樹脂ゃァリ レート樹脂 などは、 耐熱性が高いため、 延伸温度が高温であり、 そのため延伸 温度の制御が困難で、 光学的に均一な位相板の製造が難しい。
溶液流延法により製造したシートを延伸配向したフィルムは、 表 面の平滑性に優れるが、 生産性が悪く、 また、 溶媒が残留するため 使用環境によっては用いることができないという問題があり、 ボリ カーボネート樹脂などでは Tダイを用いた押し出し成形法などが用 いられている。 しかし、 1 0 0〜2 0 0 μ mの厚さのシートを形成 する場合、 形成中の収縮等により、 全面での厚さムラが 6〜8 / m 程度にしか制御できない。
さらに、 これらの合成樹脂配向フィルムは、 その光弾性係数が、 通常、 50〜； L 0 0 X 1 0 -13 c m2 Zd y n eと大きいため、 僅 かな応力により レターデーショ ン値が大きく変化するという問題が ある。 また、 延伸前のシートに厚さムラが生じるが、 そのまま延伸 後のレターデーショ ンのバラツキに反映する。 このよ うに、 従来公知の合成樹脂配向フィルムから成る位相板 は、 液晶ディスプレイ用として充分満足できるものではなく、 その 改善が求められている。 発明の開示
本発明の目的は、 複屈折性層の全面が光学的に均一であり、 か つ、 温度や湿度などが変化しても光学的に均一な液晶ディスプレイ 用位相板を提供することにある。
本発明者らは、 前記従来技術の有する問題点を克服するために鋭 意研究した結果、 溶融法で作製した熱可塑性飽和ノルボルネン系樹 脂のシートを延伸して得た配向フィルムが液晶ディスブレイ用位相 板として優れた性質を有していることを見い出し、 その知見に基づ いて本発明を完成するに到った。
かく して、 本発明によれば、 溶融法で作成した熱可塑性飽和ノル ボルネン系樹脂シートを延伸配向して成るフィルムを複屈折性層と して有することを特徴とする位相板が提供される。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の内容について詳述する。
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂
本発明の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、 特開平 3 - 1 48 82号ゃ特開平 3 - 1 22 1 3 7号、 特開平 4一 63807号など で公知の樹脂であり、 具体的には、 ノルボルネン系モノマーの開環 重合体、 その水素添加物、 ノルボルネン系モノマーの付加型重合 体、 ノルボルネン系モノマーとォレフィ ンの付加型重合体などが挙 げられる。
ノルボルネン系モノマーも、 上記公報ゃ特開平 2 - 227424 号、 特開平 2 - 2 7 6 84 2号などで公知のものであって、 例え ば、 ノルボルネンゃジシクロペンタジェン、 ジメタノォクタヒ ドロ ナフタレン、 それらのアルキル、 アルキリデン、 または芳香族置換 誘導体、 およびこれらの置換または非置換体のハロゲン、 水酸基、 エステル基、 アルコキシ基、 シァノ基、 アミ ド基、 イミ ド基、 シリ ル基等の極性基置換体などが挙げられる。
より具体的には、 例えば、 ノルボルネン、 5—メチルー 2—ノル ボルネン、 5—ジメチルー 2—ノルボルネン、 5—ェチルー 2—ノ ルボルネン、 5—プチルー 2—ノルボルネン、 5—ェチリデンー 2 一ノルボルネン等、 これらのハロゲン等の極性基置換体； ジシクロ ペンタジェン、 2 , 3—ジヒ ドロジシクロペンタジェン等；ジメタ ノォクタヒ ドロナフ夕レン、 そのアルキルおよび Zまたはアルキリ デン置換体、 およびハロゲン等の極性基置換体、 例えば、 6—メチ ルー 1 , 4 : 5， 8—ジメタノー 1 , 4 , 4 a , 5 , 6 , 7 , 8 , 8 a—ォク夕ヒ ドロナフタレン、 6—ェチルー 1， 4 : 5 , 8—ジ メタノ一 1， 4 , 4 a , 5 , 6 , 7， 8， 8 a—才クタヒドロナフ タレン、 6—ェチリデンー 1 , 4 : 5， 8—ジメタノー 1 , 4 , 4 a, 5 , 6 , 7 , 8 , 8 a—ォクタヒ ドロナフタレン、 6—クロ口 一 1， 4 : 5， 8—ジメ夕ノー 1 , 4， 4 a , 5 , 6 , 7 , 8， 8 a—才クタヒ ドロナフタレン、 6—シァノー 1 , 4 : 5 , 8—ジメ タノ一 1 , 4， 4 a , 5 , 6， 7 , 8 , 8 a -ォクタヒ ドロナフタ レン、 6—ピリジルー 1， 4 : 5， 8 -ジメタノ一 1 , 4， 4 a, 5 , 6， 7， 8 , 8 a—ォクタヒ ドロナフタレン、 6—メ トキシカ ルポ二ルー 1， 4 : 5 , 8—ジメタノー 1， 4 , 4 a , 5 , 6 , 7 ， 8 , 8 a—ォクタヒ ドロナフタレン等； シクロペンタジェンの 3 〜4量体、 例えば、 4 , 9 : 5 , 8—ジメタノ - 3 a , 4 , 4 a , 5， 8 , 8 a , 9， 9 a -ォクタヒドロー 1 H—べンゾインデン、 4 , 1 1 : 5 , 1 0 : 6 , 9—卜 リメタノ一 3 a , 4 , 4 a , 5， 5 a , 6， 9 , 9 a , 1 0 , 1 0 a， 1 1 , 1 1 a—ドデカヒ ドロ 一 1 H—シクロべンタアントラセン ； 等が挙げられる。
本発明においては、 本発明の目的を損なわない範囲内において、 開環重合可能な他のシクロォレフィ ン類を併用することができる。 このようなシクロォレフイ ンの具体例としては、 例えば、 シクロべ ンテン、 シクロォクテン、 5 , 6—ジヒ ドロジシクロペン夕ジェン などのごとき反応性の二重結合を 1個有する化合物が例示される。 本発明で使用する熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、 トルエン 溶媒によるゲル ' パーミエーシヨ ン ' クロマ トグラフ （GP C) 法 で測定した数平均分子量が通常 2 5 , 000〜 1 00 , 000、 好 ましくは 30 , 000〜 80 , 000、 より好ましくは 35 , 00 0〜70， 000の範囲のものである。 数平均分子量が小さすぎる と機械的強度が劣り、 大きすぎると樹脂の合成時、 シートの作製時 や延伸加工時の操作性が悪くなる。
また、 本発明で使用する熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、 ガラス転移温度 （T g) が通常 90°C以上、 好ましく は 1 1 0 以 上、 より好ましくは 1 30 eC以上であることが望ましい。
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂がノルボルネン系モノマーの開 環重合体を水素添加して得られるものである場合、 水素添加率は、 耐熱劣化性、 耐光劣化性などの観点から、 通常 90 %以上、 好まし くは 95 %以上、 より好ましくは、 99 %以上とする。
熱可塑性飽和ノルポルネン系樹脂は、 透明性、 耐熱性、 耐湿性、 耐薬品性等に優れている。 特に、 吸湿性は、 通常 0. 05%以下、 好ま しく は 0. 0 1 %以下のものを容易に得るこ とができる。 ま た、 その光弾性係数は、 3〜9 X 1 0 _13 c m2 / d y n eと小さ く、 光学的に均一な配向フィルムの製造に好適な材料である。
本発明で用いる熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂には、 所望によ り、 フ ノール系やリ ン系などの老化防止剤、 耐電防止剤、 紫外線 安定剤などの各種添加剤を添加してもよい。
シート
本発明で用いる配向フィ ルムは、 まず、 熱可塑性飽和ノルボルネ ン系樹脂をシートに成形し、 該シートを延伸配向することにより作 成される。
本発明においては、 溶融成形法によりシートを成形する。 溶融成 形法としては、 Tダイを用いた方法ゃィンフレーシヨ ン法などの溶 融押し出し法、 カ レンダ一法、 熱プレス法、 射出成形法などがあ る。 中でも、 厚さムラが小さく、 5 0〜5 0 0 m程度の厚さに加 ェしゃすく、 かつ、 レターデーシヨ ンの絶対値およびそのパラツキ をシー卜作できる Tダイを用いた溶融押し出し法が好ましい。
溶融成形法の条件は、 同程度ので gを有するボリカーボネート樹 脂に用いられる条件と同様である。 例えば、 Tダイを用いる溶融押 し出し法では、 樹脂温度 2 4 0〜3 0 0 程度で、 引き取りロール の温度を 1 0 0〜 1 5 0 eC程度の比較的髙温として、 樹脂を徐冷で きる条件を選択することが好ましい。 また、 ダイライン等の表面の 欠陥を小さくするためには、 ダイには滞留部が極力少なくなるよう な構造が必要であり、 ダイの内部ゃリ ッブにキズ等が極力無いもの を用いることが好ましい。
また、 これらのシートは必要に応じて表面を研磨することによ り、 更に表面精度を上げることができる。 '
延伸前のシートは、 通常 5 0〜5 0 0 Ai m程度の厚さとするが、 厚さムラは小さいほど好ましく、 全面において ± 8 %以内、 好まし くは ± 6 %以内、 より好ましくは ± 4 %以内である。 また、 レター デーションの絶対値が全面で 5 0 n m以下、 好ましくは 3 0 n m以 下、 より好ましくは 2 0 n m以下である。 シートの厚さムラが大き いと、 延伸配向フィルムのレターデーションのバラツキが大きくな る。
延伸配向フィルム
本発明で用いる延伸配向フィルムは、 シートを一軸方向に延伸す ることにより得られる。 延伸により分子が配向される。 得られた延 伸配向フィルムは一定のレターデーシヨ ンを持つ。 なお、 実質的な —軸延伸、 例えば、 分子の配向に影響のない範囲で延伸した後、 分 子を配向させるベく一軸方向に延伸する二軸延伸であってもよい。 延伸倍率は、 1. 3〜 1 0倍、 好ましく は 1. 5〜8倍であり、 この範囲で所定のレターデーシヨンとなるようにすればよい。 延伸 倍率が低すぎるとレターデーショ ンの絶対値が上がらずに所定の値 とならず、 高すぎると破断することもある。
延伸は、 通常、 シートを構成する樹脂の T g〜 （T g + 50 ) eC、 好ましくは T g〜 （T g + 40) の温度範囲で行なわれる。 延伸温度が低すぎると破断し、 高すぎると分子配向しないため、 所 望の位相板が得られない。
このようにして得たフィルムは、 延伸により分子が配向されて、 一定の大きさのレターデーシヨ ンを持つ。 位相板に用いるためには 延伸配向フィルムは、 波長 55 O nmのレターデーションの絶対値 が 3 0〜 1 O O O nm、 好ましく は 50〜800 nmのものであ り、 目的に応じてこの範囲内の所望のレターデーショ ン値を持たせ るようにする。 レターデーシヨンは、 延伸前のシートのレターデー シヨ ンと延伸倍率、 延伸温度、 延伸配向フィルムの厚みにより制御 することができる。 延伸前のシートが一定の厚さの場合、 延伸倍率 が大きいフィルムほどレターデーショ ンの絶対値が大きくなる傾向 があるので、 延伸倍率を変更することによつて所望のレターデーシ ヨンの延伸配向フィルムを得ることができる。
レターデーションのバラツキは小さいほど好ましく、 本発明の延 伸配向フィルムは、 波長 550 nmのレダーデーショ ンのバラツキ が通常土 50 nm以下、 好ましくは ± 30 nm以下、 より好ましく は ± 2 0 nm以下の小さなものである。
レターデーシヨ ンの面内でのバラツキや厚さムラは、 それらの小 さな延伸前のシートを用いるほか、 延伸時にシートに応力が均等に かかるようにすることにより、 小さくすることができる。 そのため には、 均一な温度分布下、 好ましくは ± 5。C以内、 さらに好ましく は ± 2 以内、 特に好ましくは ± 0. 5eC以内に温度を制御した環 境で延伸することが望ましい。
用途
本発明の位相板の用途としては、 偏光顕微鏡の部品、 液晶ディス ブレイの部品等がある。
液晶ディスプレイ用位相板
本発明の位相板を液晶ディスブレイ用位相板として使用する場 合、 その基本的な構造としては、 （ 1 ) 上記延伸配向フィルムの単 層の複屈折性層からなるもの、 および （ 2 ) 複屈折性層が、 上記延 伸配向フィルムを 2枚以上含む複数の複屈折性フィルムからなる多 層構造を有しているものがある。 多層構造を有する場合は、 通常の 光軸を揃えて複屈折性フィルムを貼り合わせたもののほか、 目的に 応じて光軸が一定の角度になるように貼り合わせたものでもよい。 例えば、 異なるレターデーションを有する複数の延伸配向フィルム を光軸方向を同一方向に合わせて積層すると、 レターデーションの 加成性を利用して、 多種のレターデーシヨ ンを有する多層フィルム が得られる。 積層枚数は 2〜6枚程度である。 積層するのに用いる 接着剤には、 ェマルジヨン型接着剤、 紫外線硬化型接着剤、 熱硬化 型接着剤、 ホッ トメルト接着剤等がある。
本発明の液晶ディスプレイ用位相板の他の構造としては、 （ 3 ) 複屈折性層の少なく とも片面に光等方性保護層 （例えば、 光等方性 ボリカーボネートフィルムなど） が積層された構造を有するもの、 ( 4 ) 複屈折性層または光等方性保護層の少なく とも一方の面上 に、 感圧性接着剤層 （例えば、 アクリル系感圧性接着剤層など） を 介して剥離性シートを積層した貼着型のもの （剥離性シートを剥す ことにより、 液晶セルなどに容易に貼着することができる） 、 ある いは （ 5 ) 位相板が偏光板と積層一体化して偏光板付き位相板とな つているもの、 などを挙げることができる。
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂から成る複屈折性の延伸配向フ イルムは、 温度変化に強いのみでなく、 耐湿性、 耐水性に優れてい る。 従来の液晶ディスプレイでは、 駆動用液晶セルの保護のため、 必要に応じて耐湿性、 耐水性を有する樹脂から成る保護層を設ける ことがあつたが、 本発明の液晶ディスブレイ用位相板を用いると、 そのような保護層の少なく とも 1層を設けなく とも充分な耐湿性、 耐水性が得られ、 構造を簡略化することもできる。
実施例
以下に参考例、 実施例および比較例を挙げて、 本発明をさらに具 体的に説明するが、 本発明は、 これらの実施例のみに限定されるも のではない。 なお、 以下の例において、 部および％は、 特に断りの ない限り重量基準である。
以下の例において、 物性の測定方法は、 次のとおりである。
( 1 ) 数平均分子量は、 トルエンを溶媒とする G P C法により測定 した。
(2 ) 水素添加率は、 — NMRにより測定した。
(3) ガラス転移温度 （T g) は、 延伸前シートの一部を試料とし て用い D S C法により測定した。
( 4 ) レターデーシヨンは、 波長 550 nmのべレク · コンペンセ イタ一により測定した。
( 5 ) シートおよびフィルムの厚みは、 ダイヤル式厚みゲージによ り測定した。
(6 ) 光線透過率は、 分光光度計により、 波長 400〜700 nm の範囲について波長を連続的に変化させて測定し、 最小の透過率を その延伸前シートまたは延伸配向フィルムの光線透過率とした。 比較例 1
ボリカーボネート樹脂 （G E社製、 商品名レキサン 1 3 1 — 1 1 1 ) を 40 mmのフルフライ ト型スクリ ユーを有する単軸押出機を 用いて、 幅 30 O mmの Tダイから、 溶融押し出しし、 直径 300 mmの 3本構成の冷却ロールで巻き取ることにより、 シートを作製 した。 この際のダイ部での樹脂温度は 285 、 冷却ロールの温度 は、 第 1、 第 2、 第 3ロールの順に 1 2 0。C、 1 2 0。C、 1 0 0。C であった。
両端は厚さが不均一となるため、 幅 2 O mmの部分は切り落とし て、 T g 1 4 1 eC、 平均厚さ 1 2 0 j m、 厚さムラ ± 8 i£m、 レタ —デーシヨ ンが平均で 1 5 n m、 その面内でのバラツキが ± 2 0 nmの延 ί申前のシー卜を得た。
得られた延伸前シートを 1 5 5 ± 3でに制御し、 1 . 5倍の延伸 倍率で一軸方向に延伸し、 延伸フィルムを得た。 平均厚さは 8 0 μ m、 厚さムラは ± 6 i m、 レターデーシヨンが平均で 5 5 0 nm、 その面内でのバラツキは ± 9 0 n mであった。
この延伸フィルムを 8 0 で 2時間保持した後、 室温まで降温し て測定したところ、 レターデーシヨンの絶対値は、 平均で 540 η mであり、 80でに保持する以前と比較して、 変化率は 2 %であつ
7し o
参考例 1
6—メチルー 1 ， 4 , 5， 8—ジメタノ ー 1 , 4 , 4 a , 5， 6 , 7 , 8 , 8 a -ォクタヒ ドロナフタレン （以下、 M T Dと略 記） に、 重合触媒としてト リェチルアルミニウムの 1 5 %シクロへ キサン溶液 1 0部、 ト リェチルァミン 5部、 および四塩化チタンの 2 0 %シクロへキサン溶液 1 0部を添加して、 シクロへキサン中で 開環重合し、 得られた開環重合体をニッケル触媒で水素添加してポ リマー溶液を得た。 このポリマー溶液をィソブロピルアルコール中 で凝固させ、 乾燥し、 粉末状の樹脂を得た。 この樹脂の数平均分子 量は 4 0 , 0 0 0、 水素添加率は 9 9. 8 %以上、 T gは 1 4 2 eCであった。
実施例 1
参考例 1の粉末状の樹脂を 2 5 0 eCで溶融し、 ペレ、:/ ト化を行な つた。 このペレツ トを用いて比較例 1 と同様にシートを作製した。 この際のダイ部での樹脂温度は 2 75 eC、 冷却ロールの温度は、 第 1、 第 2、 第 3ロールの順で 1 2 0。C、 1 2 0 C、 1 0 0。Cであつ この延伸前シートの両端は厚さが不均一となるため、 幅 2 O mm の部分は切り落とし、 表面を目視および光学顕微鏡で観察したが、 発泡、 スジ、 キズなどは観察されなかった。 T gは 1 3 9で、 平均 厚さは 1 5 0 μ πιで、 厚さムラは ± 4 m以下、 光線透過率は 9 0 . 5 %、 レターデーシヨ ンは平均で 2 2 n m、 面内で 2 2 nm、 そ の面内でのバラツキは土 1 0 n mであった。
この延伸前のシートを 1 4 0 ± 2 °Cに制御し、 2. 5倍の延伸倍 率で一軸方向に延伸し、 延伸配向フィ ルムを得た。
延伸配向フィルムの平均厚さは 5 5 μ m、 厚さムラは ± 1. 5 μ m、 レターデーシヨ ンは平均で 5 8 0 nm、 その面内でバラツキは ± 2 0 n mであった。
この延伸配向フイ ルムを 8 0 eCで 2時間保持した後、 室温まで降 温し、 レターデーシヨンを測定したところ、 平均で 5 75 nmであ り、 80 に保持する以前と比較して変化率は 1 %であった。 した がって、 この延伸配向フィルムは、 ポリカーボネート製のものと比 較すると、 温度変化に対するレターデーシヨ ン安定性に優れ、 レタ 一デーショ ンの面内でのパラツキが小さかった。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 光学的に均一であり、 耐熱性、 耐湿性に優れた 位相板が提供される。 本発明の位相板は、 偏光顕微鏡の部品、 液晶 ディスブレイの部品等に使用できる。

Claims

請求の範囲
1. 溶融法により成形した熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シ 一トを延伸配向してなるフィルムを複屈折性層として有することを 特徴とする位相板。
2. シートの成形に使用する熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂 、 数平均分子量が 2 5， 0 0 0〜； 1 0 0 , 0 0 0の範囲内で、 か つ、 ガラス転移温度が 9 0 eC以上である請求項 1記載の位相板。
3. 溶融法が Tダイを用いた溶融押し出し法である請求項 1ま たは 2記載の位相板。
4. 溶融法により成形した熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シ 一卜の厚さが 50〜 5 0 0 At mの範囲内である請求項 1ないし 3の いずれか 1項記載の位相板。
5. 延伸配向フィルムが、 熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シ ートを一軸方向に延伸倍率 1. 3〜1 0倍の範囲内で延伸配向して - なるフィ ルムである請求項 1ないし 4のいずれか 1項記載の位相 板。
6. 延伸配向フィルムの波長 5 5 0 n mにおけるレターデーシ ョン値が 3 0〜 1 0 0 0 n mの範囲内である請求項 1ないし 5のい ずれか 1項記載の位相板。
7. 延伸配向フィルムの波長 5 5 0 nmにおけるレターデーシ ョン値の面内でのバラツキが土 5 0 nm以下である請求項 1ないし 6のいずれか 1項記載の位相板。
8. 複屈折性層が、 延伸配向フィ ルムを 2枚以上積層した多層 構造を有する請求項 1ないし 7のいずれか 1項記載の位相板。
9. 多層構造が、 2枚以上の延伸配向フィルムの光軸方向を同 一方向に合わせて積層したものである請求項 8記載の位相板。
1 0. 複屈折性層の少なく とも片面に、 光等方性保護層が積層 されている請求項 1ないし 9のいずれか 1項記載の位相板。
1 1 . 少なく とも一方の最外層に、 感圧性接着剤層を介して剥 離性シートが積層されている請求項 1 ないし 1 0のいずれか 1項記 載の位相板。
1 2 . 偏光板を積層一体化してなる請求項 1 ないし 1 1のいず れか 1項記載の位相板。
1 3 . 液晶ディスプレイ用位相板である請求項 1 ないし 1 2の いずれか 1項記載の位相板。
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