CN101932446B - 拉伸膜、其制造方法、以及液晶显示装置 - Google Patents

拉伸膜、其制造方法、以及液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种拉伸膜，其是由包含热塑性树脂1的B1层、包含苯乙烯类树脂的A层及包含热塑性树脂2的B2层依次层叠而成的、宽度超过1000mm的长条形拉伸膜，其中，A层在上述拉伸膜中所占的比例为45重量％以下，且在至少1000mm的宽度方向上，相对于该宽度方向的取向角θ的平均值为0°±1°、取向角θ的偏差在0.5°以下，且Nz系数值在-3.5～-0.5范围。

Description

拉伸膜、其制造方法、以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及拉伸膜、其制造方法、以及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有高画质、薄型、轻量、低耗电量等特点，因而被广泛应用于电视、个人电脑、汽车导航仪等。在液晶显示装置中，在液晶盒的上下设置2片起偏器，并使这2片偏振片的透射轴垂直相交，通过对液晶盒施加电压来使液晶分子的取向发生变化，从而使画面中显示出图像。在扭转向列相模式的液晶显示装置中，大多为下述构成：施加电压时，液晶分子呈垂直取向状态，呈黑显示。而在平面开关(IPS)模式的液晶显示装置中，大多为下述构成：没有施加电压时，液晶分子朝一定方向取向，施加电压时，取向方向旋转45度，呈白显示。
在设置2片起偏器、并使这2片起偏器的透射轴分别指向上下方向和左右方向地相互垂直相交的液晶显示装置中，从上下左右方向观看画面时能够获得鲜明的对比度。然而，一旦从偏离上下左右的方向斜着观察画面时，由于入射侧起偏器的透射轴和出射侧起偏器的透射轴在表观上不再垂直相交，因而直线偏光无法被完全阻挡，会发生漏光，进而导致无法获得完全的黑显示、对比度下降。为此，进行了下述尝试：在液晶显示装置中引入光学补偿部件，以防止画面对比度的降低。
近来，上述光学补偿部件的开发及其改善得到了较以前更为广泛的关注，例如，日本专利申请公开第2004-133313号公报中公开了下述光学层叠体：该光学层叠体是在包含固有双折射值为负的材料作为主成分的A层的至少一面上层叠包含透明树脂作为主成分的B层而得到的层叠体，其面内方向的延迟Re的偏差在±10nm以内。此外，日本专利申请公开第2005-274725号公报中公开了下述光学层叠体：该光学层叠体是在由固有双折射值为负的树脂形成A层的至少一面上层叠由透明树脂形成且实质上无取向的B层而得到的光学层叠体，其中，将A层的面内方向的延迟Re设定为大于B层的面内方向的延迟Re的值。另外，日本专利申请公开第2007-72201号公报中公开了下述各向异性膜：该各向异性膜是包含50重量％以上苯乙烯类树脂的拉伸膜，其中，将特定温度下的加热收缩应力、面内方向的延迟、取向角的变化范围规定在了指定范围。
由于上述专利文献中所使用的苯乙烯类树脂具有高透明性和负的固有双折射值，因而被认为是用于获得所需光学特性的有效材料。然而，使用这类材料的膜非常脆、在为了获得所需光学特性而进行拉伸时的连续传送过程中经常会发生断裂、皱褶等，不仅加工性(延展性)不良，同时还存在加工后拉伸膜的耐久性下降的问题。此外，还存在难以缩小面内方向的延迟Re的变化范围及取向角θ的变化范围，难以制造光学均一性优异的拉伸膜的问题。
针对这些问题，在前述的日本专利申请公开第2007-72201号公报中，通过将(维卡温度+30℃)下的加热收缩应力在传送(流れ)(MD)方向和宽度(TD)方向的差值设定为0.5～8.0MPa等尝试进行了改善，但尚不充分。另外，在前述的日本专利申请公开第2004-133313号公报、前述的日本专利申请公开第2005-274725号公报中，通过在包含苯乙烯类树脂的层的至少一面上层叠透明树脂层后进行拉伸等尝试进行了改善，尽管这些方法可以说是有效的技术，但仍存在进一步改善的余地。
此外，为了消除视场角依赖性，期待一种用来制造下述光学部件的拉伸膜，所述光学部件在用于IPS模式的液晶显示装置时尤其适用，所述IPS方式的液晶显示装置是将电场方向由传统的纵方向变更为横方向、并在液晶分子与基板面平行的状态下进行开关的液晶显示装置。
本发明鉴于上述背景而完成，其目的在于提供一种延展加工性、耐久性、光学均一性优异的拉伸膜。
此外，本发明的目的还在于提供一种用以制造适于在IPS模式的液晶显示装置中使用的光学部件的拉伸膜、及显示特性良好的IPS模式的液晶显示装置。
发明内容
本发明人等发现：在由包含苯乙烯类树脂的层的两面层叠热塑性树脂层而得到的层叠膜中，将包含苯乙烯类树脂的A层规定在指定量以下，在此基础上，对该膜进行同时双向拉伸，可制造出拉伸加工性、耐久性、光学均一性优异、且能够在用作IPS方式的液晶显示装置的相位差板等时实现优异的显示特性的拉伸膜。本发明人等基于该发现而完成了本发明。
即，本发明的第1方面提供一种拉伸膜，该拉伸膜是由包含热塑性树脂1的B1层、包含苯乙烯类树脂的A层及包含热塑性树脂2的B2层依次层叠而成且宽度超过1000mm的长条形(长尺)拉伸膜，其中，A层在上述拉伸膜中所占的比例在45重量％以下，且在至少1000mm的宽度方向上，相对于该宽度方向(以宽度方向为基准)的取向角θ的平均值为0°±1°，取向角θ的偏差在0.5°以下，且Nz系数值在-3.5～-0.5范围。此时，上述A层的比例优选在35重量％以下。
另外，此时，Nz系数值的偏差优选在0.2以下、面内方向的延迟Re优选在80nm以下、面内方向的延迟Re的偏差优选在3nm以下、且上述B1层及上述B2层中至少一层的延迟Re优选在0nm～15nm范围。此外，优选上述B1层的平均厚度与上述A层的平均厚度之比(B1层/A层)为2/1～1/1、上述B2层的平均厚度与上述A层的平均厚度之比(A层/B2层)为1/1～1/2，且该拉伸膜雾度优选大于1％且在5％以下。这里，所述雾度指的是：入射光中的总光线透射率与扩散光线透射率之比。
本发明的第2方面提供一种IPS模式的液晶显示装置，该装置具备使用上述本发明第1方面的拉伸膜制造得到的相位差板等光学部件。
本发明的第3方面提供上述本发明第1方面的拉伸膜的制造方法，该制造方法包含下述步骤：通过熔融共挤出来获得由包含热塑性树脂1的b1层、包含苯乙烯类树脂的a层及包含热塑性树脂2的b2层依次层叠而成的未拉伸的层叠体c的步骤；对上述层叠体进行同时双向拉伸的步骤。此时，拉伸温度优选低于上述苯乙烯类树脂的维卡软化温度+20℃。并且，长度方向的拉伸倍率优选为宽度方向拉伸倍率的1.0～1.5倍。
根据本发明，可提供一种拉伸加工性、耐久性、光学均一性优异、并且用于制造适于在IPS方式的液晶显示装置中使用的光学部件的拉伸膜。此外，可提供一种显示特性良好的IPS方式的液晶显示装置。
发明的具体实施方式
本发明的拉伸膜是由包含热塑性树脂1的B1层、包含苯乙烯类树脂的A层及包含热塑性树脂2的B2层依次层叠而成且宽度超过1000mm的长条形拉伸膜，其中，上述A层所占的比例在45重量％以下，且在至少1000mm的宽度方向上，相对于该宽度方向的该拉伸膜的取向角θ的平均值为0°±1°，取向角θ的偏差在0.5°以下，且Nz系数值在-3.5～-0.5范围。需要指出的是，这里所述的长条形是指：相对于膜的宽度，具有至少5倍程度以上的长度，优选具有10倍或10倍以上的长度；具体指的是，具有能够卷绕成辊状以实现保存或搬运程度的长度。
A层是包含苯乙烯类树脂的层。苯乙烯类树脂是固有双折射值显示为负值的热塑性树脂。这里，所述固有双折射值显示为负值的树脂是指，分子取向方向的折射率小于其它方向的折射率的树脂，例如，可列举在对使用该树脂的成形体进行拉伸时，拉伸方向的折射率变得最小的树脂。所述固有双折射值(Δn0)是根据下述式[1]求出的值。
Δn0＝(2π/9)(Nd/M){(na2+2)2/na}(α1-α2)…[1]
其中，π为圆周率、N为阿伏伽德罗数、d为密度、M为分子量、na为平均折射率、α1为高分子的分子链轴方向的极化率、α2为高分子的垂直于分子链轴方向的极化率。
本发明的所述A层中所含的苯乙烯类树脂是具有苯乙烯单元结构作为其部分或全部重复单元的树脂，可列举聚苯乙烯、或下述苯乙烯类单体与其它单体的共聚物等，其中，所述苯乙烯类单体包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、对硝基苯乙烯、对氨基苯乙烯、对羧基苯乙烯、对苯基苯乙烯等单体；所述其它单体包括乙烯、丙烯、丁二烯、异戊二烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、N-苯基马来酰亚胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、乙酸乙烯酯等单体。其中，优选使用聚苯乙烯、由苯乙烯与N-苯基马来酰亚胺形成的共聚物、或由苯乙烯与马来酸酐形成的共聚物作为苯乙烯类树脂。
A层在拉伸膜中所占的比例优选在45重量％以下、更优选在35重量％以下。为了获得理想的光学特性，A层所占比例的下限在20重量％左右。
用来构成本发明的拉伸膜的B1层包含热塑性树脂1，在该实施方式中，该B1层实质上是无取向且透明的层。此外，B2层包含热塑性树脂2，在该实施方式中，该B2层实质上是无取向且透明的层。作为热塑性树脂1及热塑性树脂2，将它们分别形成厚1mm的试验片后所测定的总光线透射率优选在70％以上、更优选80％以上、尤其优选90％以上。作为这类热塑性树脂1、2，可列举例如：丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚芳酯树脂、聚酰亚胺树脂、链状聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚砜树脂、聚氯乙烯树脂、二乙酸纤维素树脂、三乙酸纤维素树脂、脂环族烯烃树脂等。这其中，作为热塑性树脂1、2，优选脂环族烯烃树脂、甲基丙烯酸类树脂。其中，当热塑性树脂1、2为甲基丙烯酸类树脂时，整个膜的光弹性可达到3×10-12m2/N以下，不会发生边缘故障等问题。需要指出的是，用来构成B1层的热塑性树脂1和用来构成B2层的热塑性树脂2可以是相同树脂也可以是不同树脂。
甲基丙烯酸类树脂是含有甲基丙烯酸烷基酯单元作为主要单体单元的聚合物树脂。作为甲基丙烯酸类树脂，可列举：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等具有碳原子数1～4的烷基的甲基丙烯酸烷基酯的均聚物；烷基的氢被OH基、COOH基或NH2基等官能团取代而得到的具有碳原子数1～4的烷基的甲基丙烯酸烷基酯的均聚物；或甲基丙烯酸烷基酯与苯乙烯、乙酸乙烯酯、α、β-单烯键式不饱和羧酸、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸烷基酯等除甲基丙烯酸烷基酯以外的其它烯键式不饱和单体形成的共聚物。上述树脂可单独使用一种，也可以将2种以上组合使用。这其中，优选丙烯酸烷基酯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物。在优选的甲基丙烯酸类树脂中，优选含有50～100重量％的具有任选被官能团取代的碳原子数1～4的烷基的甲基丙烯酸烷基酯单元、更优选含50～99.9重量％、进一步优选含50～99.5重量％；丙烯酸烷基酯单元的含量优选0～50重量％，更优选0.1～50重量％，进一步优选0.5～50重量％。
脂环族烯烃树脂是主链和/或侧链中具有脂环结构的非晶性热塑性树脂。作为脂环族烯烃树脂中的脂环结构，可列举饱和脂环烃(环烷烃)结构、不饱和脂环烃(环烯烃)结构等，而从机械强度、耐热性等方面考虑，优选环烷烃结构。对于构成脂环结构的碳原子数并无特殊限制，通常为4～30个、优选5～20个，进一步优选5～15个，此时，机械强度、耐热性、及成膜特性可取得高度平衡，因此更为优选。
用来构成脂环族烯烃树脂的具有脂环结构的重复单元的比例优选在55重量％以上、更优选70重量％以上、尤其优选90重量％以上。脂环族烯烃树脂中的具有脂环族结构的重复单元的比例在该范围时，从透明性及耐热性方面考虑为优选。
作为脂环族烯烃树脂，可列举降冰片烯树脂、单环的环状烯烃树脂、环状共轭二烯树脂、乙烯基脂环族烃树脂、及上述树脂的氢化物等。这其中，由于降冰片烯树脂具有良好的透明性和成形性，因此可优选使用。
作为降冰片烯树脂，可列举例如：具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物或具有降冰片烯结构的单体与其它单体的开环共聚物、或它们的氢化物；具有降冰片烯结构的单体的加成聚合物或具有降冰片烯结构的单体与其它单体的加成共聚物、或它们的氢化物等。这其中，从透明性、成形性、耐热性、低吸湿性、尺寸稳定性、轻量性等方面考虑，尤其优选使用具有降冰片烯结构的单体的开环(共)聚合物的氢化物。
用来构成B1层的热塑性树脂1及用来构成B2层的热塑性树脂2的玻璃化转变温度Tg(b)(热塑性树脂的种类不同时，为Tg(b1)、Tg(b2))优选在40℃以上、更优选60℃以上。
在不破坏本发明的效果的范围内，还可以根据需要在上述构成A层的苯乙烯类树脂、构成B1层的热塑性树脂1及构成B2层的热塑性树脂2中添加抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、分散剂、氯捕获剂、阻燃剂、结晶成核剂、强化剂、抗粘连剂、防雾剂、脱模剂、颜料、有机或无机填充剂、中和剂、爽滑剂、分解剂、金属钝化剂、防污染剂、抗菌剂、及其它树脂、热塑性弹性体等公知添加剂。相对于构成A层的苯乙烯类树脂、构成B1层的热塑性树脂1、或构成B2层的热塑性树脂2各100重量份，上述添加剂的添加量为：通常0～50重量份、优选0～30重量份。
在本发明中，利用波长400～700nm的光测定的A层的面内方向的延迟(以下称为面内延迟)Re(A)(nm)优选在30nm～70nm范围内，B1层及B2层中的至少一层的面内延迟Re(B2)(nm)优选在0nm～15nm范围内，且可以使|Re(A)|＞|Re(B1)+Re(B2)|。通过使|Re(A)|＞|Re(B1)+Re(B2)|，可有效利用含有经过光学调节后固有双折射值为负的苯乙烯类树脂的A层的光学特性。而当|Re(A)|≤|Re(B1)+Re(B2)|时，可能无法获得充分的光学补偿效果。这里，所述面内延迟Re是指：面内慢轴方向的折射率nx和在面内与上述慢轴相垂直方向的折射率ny之差乘以膜(各层)的平均厚度D所得的值，即，Re＝(nx-ny)×D。
在本实施方式中，就B1层或B2层而言，所谓实质上无取向是指：在B1层或B2层内相互垂直的x方向与y方向的折射率nBx与nBy的差值小，且当在A层内相互垂直的x方向与y方向的折射率分别设为nAx、nAy、A层的厚度为dA、B1层或B2层的厚度设为dB时，|(nAx-nAy)dA|+|(nBx-nBy)dB|的值为|(nAx-nAy)dA|的值的1.1倍以下。更优选|Re(B1)+Re(B2)|在20nm以下、进一步优选在10nm以下、尤其优选在5nm以下。如果|Re(B1)+Re(B2)|超过20nm，则可能导致拉伸膜无法获得充分的光学补偿功能。
作为A层、B1层及B2层的层叠体的拉伸膜的面内延迟Re(nm)的平均值优选在80nm以下、其偏差优选在3nm以下。
拉伸膜的面内延迟Re利用自动双折射仪在拉伸膜的宽度方向上以50mm间隔进行测定。该测定是沿拉伸膜的传送(流れ)方向在1000mm长度范围内以50mm的间隔进行，对全部测定结果取平均值并将其作为面内延迟Re的平均值。将各测定结果的最大值与最小值的差值作为面内延迟Re的偏差。
此外，作为A层、B1层及B2层的层叠体的拉伸膜的Nz系数的偏差优选在0.2以下。这里，厚度方向的折射率设为nz、与厚度方向垂直的面内相互垂直的2个方向的折射率设为nx、ny(其中，nx＞ny)时，Nz系数以Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示。
拉伸膜的Nz系数利用自动双折射仪在拉伸膜的宽度方向上以50mm间隔进行测定。该测定是沿拉伸膜的传送(流れ)方向在1000mm长度范围内以50mm的间隔进行，将全部测定结果的平均值作为Nz系数。此外，Nz系数的偏差为Nz系数的最大值与最小值之差。
在本发明中，优选B1层的平均厚度与A层的平均厚度之比(B1层/A层)为2/1～1/1、B2层的平均厚度与A层的平均厚度之比(A层/B2层)为1/1～1/2。另外，可以使作为A层、B1层及B2层的层叠体的拉伸膜的总厚度设置为80～120μm。此外，作为A层、B1层及B2层的层叠体的拉伸膜的雾度优选大于1％且在5％以下。这里，所述雾度指的是：入射光中的平行光线透射率与扩散光线透射率之比。此外，作为A层、B1层及B2层的层叠体的拉伸膜在长度方向上的撕裂强度优选在1N/mm以上。
在本发明中，分别将构成A层的苯乙烯类树脂及构成B层的热塑性树脂的玻璃化转变温度设为Tg(a)(℃)、Tg(b)(℃)(当构成B1层、B2层的热塑性树脂的种类不同时，设为Tg(b1)、Tg(b2))时，优选Tg(a)＞Tg(b)+8℃、更优选Tg(a)＞Tg(b)+20℃、进一步优选Tg(a)＞Tg(b)+24℃。此时，存在Tg(b1)和Tg(b2)这2个温度时，上述关系式中的Tg(b)采用Tg(b1)与Tg(b2)中的温度较高者为基准。
此外，分别将构成A层的苯乙烯类树脂及构成B层的热塑性树脂的维卡软化温度设为Teg(a)(℃)、Teg(b)(℃)(当构成B1层、B2层的热塑性树脂的种类不同时，设为Teg(b1)、Teg(b2))时，优选Teg(a)＞Teg(b)+15℃、更优选Teg(a)＞Teg(b)+20℃、进一步优选Teg(a)＞Teg(b)+25℃。此时，存在Teg(b1)和Teg(b2)这2个温度时，上述关系式中的Teg(b)采用Teg(b1)与Teg(b2)中的温度较高者为基准。
对包含苯乙烯类树脂的未拉伸树脂层(a层)和分别层叠在其两面的包含热塑性树脂的未拉伸树脂层(b1层、b2层)层叠而成的未拉伸层叠体c进行共拉伸时，如果在温度Tg(a)(℃)附近进行拉伸，则可使包含苯乙烯类树脂的A层显示出充分且均一的双折射特性。此时，在对包含热塑性树脂的未拉伸树脂层(b1层、b2层)进行拉伸时，由于是在比其玻璃化转变温度Tg(b)或维卡软化温度Teg(b)高20℃以上的温度下进行拉伸，而此时高分子基本未发生取向，因而其处于实质上无取向的状态。
根据需要，可以对本发明的拉伸膜的B1层和/或B2层的表面进行粗糙化。对于粗糙化方法并无特殊限制，可列举例如电晕放电处理、压花加工、喷砂、蚀刻、微粒吸附等。通过对B1和/或B2层的表面进行粗糙化，可使粘接性得以提高。
本发明的拉伸膜的雾度可通过调节上述添加剂的添加量或进行粗糙化处理进行调整。
由于本发明的拉伸膜通过在包含苯乙烯类树脂的A层的两面上层压包含热塑性树脂的B1层、B2层而得到，且A层在拉伸膜中所占的比例为45重量％以下，因此，可防止因各层收缩率不同而引起层叠体发生翘曲。此外，在构成A层的苯乙烯类树脂中混合紫外线吸收剂、抗氧剂等添加剂时，可防止在共挤出或共拉伸时发生添加剂挥发、在层叠体中发生添加剂渗出。通过在易受氧化的构成A层的苯乙烯类树脂中混合抗氧剂，可以有效防止树脂劣化。
在本发明的拉伸膜中，还可以在A层和B1层、B2层之间设置粘接剂层。粘接剂层可以由对构成光学层叠体的A层和B1层、B2层均显示亲和性的材料形成。可列举例如：乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物等乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-苯乙烯共聚物等乙烯类共聚物或其它烯烃类聚合物。此外，还可以使用通过氧化、皂化、氯化、氯磺酰化等对这些聚合物(共聚物)进行改性而得到的改性物。粘接剂层的厚度优选为1～50μm、更优选2～30μm。当本发明的拉伸膜中包含上述粘接剂层时，粘接剂的玻璃化转变温度或软化点Tg(d)优选低于上述Tg(a)及Tg(b)、更优选比Tg(a)及Tg(b)低15℃以上。
本发明的拉伸膜的制造方法由下述步骤构成：通过熔融共挤出获得由包含热塑性树脂1的b1层、包含苯乙烯类树脂的a层以及包含热塑性树脂2的b2层依次层叠而成的未拉伸的层叠体c的步骤；对该未拉伸的层叠体c进行同时双向拉伸的步骤。
作为用以获得未拉伸的层叠体c的方法，可适当采用下述公知方法：共挤出T型模法、共挤出吹胀法、共挤出层压法等利用共挤出进行成形的方法，干式层压等膜层压成形方法，以及对基体材料树脂膜涂布树脂溶液这样的涂布成形方法等。其中，考虑到制造效率、以及为了使膜中不残留溶剂等挥发性成分，优选利用共挤出进行成形的方法。作为挤出温度，可根据所使用的构成A层的苯乙烯类树脂、构成B1层的热塑性树脂1及构成B2层的热塑性树脂2、以及根据需要而使用的粘接剂的种类来适当选择。未拉伸的层叠体c为长条形多层膜，其宽度为1000mm以上。
未拉伸的层叠体c的拉伸可采用例如缩放式的同时双向拉伸装置进行，所述缩放式的同时双向拉伸装置具有分别沿着一对导轨移动的多个夹子(夹持工具)。该同时双向拉伸装置在夹持膜的夹子之间拉开间隔沿纵方向(传送方向)进行拉伸，同时，根据导轨的扩展角度沿横方向(宽度方向)进行拉伸。而对于利用辊间圆周速度之差沿纵方向进行拉伸之后、用夹子夹持其两端部并利用拉幅机沿横方向进行拉伸的依次双向拉伸法而言，由于要在沿纵方向进行拉伸之后使树脂暂时冷却，并且为了在其后沿横方向进行拉伸，又要再次进行加热，因而会因发生热松弛而导致在进行纵方向拉伸时获得的所需的光学特性在进行横方向拉伸时发生变化，难以显示出理想的特性；而对于同时双向拉伸而言，则不会出现这样的问题，可获得具有良好光学特性的拉伸膜。
未拉伸的层叠体c的拉伸温度优选在苯乙烯类树脂的维卡软化温度-4℃以上、更优选在苯乙烯类树脂的维卡软化温度+4℃以上。此外，未拉伸的层叠体c的拉伸温度优选低于苯乙烯类树脂的维卡软化温度+20℃、更优选低于苯乙烯类树脂的维卡软化温度+10℃。这是由于，通过将拉伸温度设定在该范围，可以进行良好的拉伸(操作性)。此外，长度方向的拉伸倍率优选为宽度方向拉伸倍率的1.0～1.5倍范围。
这里，可通过对进行同时双向拉伸时膜的传送速度(线路速度)进行调整以使所制造的拉伸膜出现目标面内延迟Re。优选在12～16m/min范围内对该传送速度调节。这是由于，如果传送速度低于12m/min时，则会促进颈缩(ボ一イング)(取向角分布的混乱)；而如果超过16m/min，则会促进反颈缩(逆ボ一イング)。
对于取向角的分布，可以对拉伸条件(微拉伸、热定型温度、拉取张力)进行微调整，以使该分布尽量平坦，即，使相对于宽度方向(以宽度方向为基准)的取向角θ的平均值为0°±1°、取向角θ的偏差在0.5°以下。
这里，所述微拉伸指的是：在同时双向拉伸装置的烘箱内结束对膜的拉伸之前使膜发生少量拉伸或收缩(最终拉伸倍率不变)；所述热定型温度指的是：为了使设置在同时双向拉伸装置的烘箱出口外侧附近的膜稳定化所需的加热区间的温度(低于拉伸温度的温度)；而所述拉取张力是指在从同样的烘箱出口外侧附近直到对膜进行卷绕的区间内作用在膜的传送方向上的张力。
微拉伸可通过调整同时双向拉伸装置的拉幅机的导轨曲线来实现。
热定型温度可以设定在(拉伸温度-30℃)以上且低于拉伸温度的温度范围内。发生颈缩(ボ一イング)时，通常可利用如上所述的微拉伸进行调整，但也可以通过提高热定型温度或降低拉取张力来进行调整。此外，同样地，在发生反颈缩(逆ボ一イング)时，也可以通过降低热定型温度或提高拉取张力来使取向角分布变得平坦，以实现微调整。
通过将上述本发明的拉伸膜和偏振片层叠，能够获得可用于液晶显示装置等的光学元件。作为偏振片，可采用下述偏振片：介由适当粘接层在由含有二色性物质的聚乙烯醇类偏光膜等形成的起偏器的一侧或两侧粘接作为保护层的透明保护膜而得到的偏振片。作为起偏器，可采用下述起偏器：例如，按照适当顺序及方式对由聚乙烯醇或部分缩甲醛化聚乙烯醇等传统的适当乙烯醇类聚合物形成的膜实施利用由碘、二色性染料等构成的二色性物质进行的染色处理、拉伸处理、交联处理等适当的处理而获得的起偏器，在对该材料入射自然光时，该材料可透射直线偏光。尤其优选具有优异透光率及偏光度的材料。起偏器的厚度通常为5～80μm，并并不限于此。
作为设置于起偏器的一侧或两侧的作为透明保护层的保护膜材料，可使用适当的透明膜。其中，优选使用由透明性及机械强度、热稳定性、水分屏蔽性等优异的聚合物形成的膜等。作为所述聚合物，可列举诸如三乙酸纤维素这样的乙酸酯树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、链状聚烯烃树脂、脂环族烯烃树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂等，其中，从双折射小的观点出发，优选乙酸酯树脂或脂环族烯烃树脂，从透明性、低吸湿性、尺寸稳定性、轻量性等方面考虑，尤其优选脂环族烯烃树脂。透明保护膜可以为任意厚度，但出于偏振片的薄型化等目的，其厚度通常在500μm以下、优选5～300μm、尤其优选5～150μm。
本发明的拉伸膜与偏振片可通过采用粘接剂或粘结剂等适当的粘接方式将二者贴合来进行层叠。作为粘接剂或粘结剂，可列举例如丙烯酸类、聚硅氧烷类、聚酯类、聚氨酯类、聚醚类、橡胶类等。这其中，考虑到耐热性及透明性等方面，优选丙烯酸类的粘接剂或粘结剂。在层叠拉伸膜和偏振片时，要使拉伸膜的慢轴与起偏器的透射轴相互平行或垂直。作为层叠方法，可列举公知的方法，例如，可列举：分别将拉伸膜及偏振片裁切成需要的大小后进行层叠的方法、利用辊对辊(roll-to-roll)法来层叠长条形拉伸膜及长条形偏振片的方法。该拉伸膜可兼任所层叠的偏振片的透明保护膜，因而可实现元件的薄型化。该光学元件的厚度通常为100～700μm、优选200～600μm。
可使用至少1片利用上述本发明的拉伸膜制造的光学膜(相位差板等)来获得液晶显示装置。作为将光学膜设置在液晶显示装置中的实施方式，可列举在偏振片与液晶盒之间设置光学膜的实施方式、在偏振片的与液晶盒相反一侧设置光学膜的实施方式。在上述的在偏振片与液晶盒之间设置光学膜的实施方式中，还可以将上述的由光学膜和偏振片形成的光学元件设置在液晶盒中。
液晶显示装置可形成为具有下述适当结构的装置，所述适当结构是在液晶盒的一侧或两侧设置偏振片而形成的透射型或反射型、或透射-反射两用型等传统结构。作为液晶盒所采用的液晶模式，可列举：平面开关(IPS)方式、垂直取向(VA)方式、多畴垂直取向(MVA)方式、连续焰火状排列(CPA)方式、扭转向列相(TN)方式、超扭转向列相(STN)方式、混合排列向列相(HAN)方式、光学补偿弯曲(OCB)方式等。这其中，尤其优选采用IPS方式。
在IPS方式中，使用了朝水平方向均匀取向的液晶分子、和透射轴相对于画面正面分别指向上下和左右方向且相互呈垂直位置关系的2片起偏器，因此，当从偏离上下左右的方向斜着观察画面时，2根透射轴仍处于垂直相交的位置关系，而均匀取向的液晶层也很少会出现类似扭转方式液晶层所产生的那样的双折射，因而可获得充分的对比度。
与此相对，在从45度的方位角方向斜着观察画面时，2片起偏器的位置关系使它们的透射轴所成的角度从90度偏离，因而直线偏光无法被完全屏蔽，会发生漏光，进而导致无法获得完全的黑显示、对比度下降。通过在IPS方式的液晶显示装置的2片起偏器之间设置由上述本发明的拉伸膜形成的光学膜，可进行对由液晶盒中的液晶引起的相位差的补偿和对2片起偏器的透射轴的垂直设置的补偿。由此，能够有效补偿由透射光引发的双折射，防止光的泄漏，在所有方位角上获得高对比度。该效果可以认为在其它方式的液晶显示装置中也同样能够获得，但在上述IPS方式中尤为显著。
就液晶显示装置而言，在形成液晶显示装置时，例如可以在适当位置设置1层或2层以上棱镜阵列片、透镜阵列片、光扩散板、背光源或亮度提高膜等适当部件。
实施例
以下，列举实施例对本发明进行更为详细的说明。在下述实施例及比较例中，利用下述方法进行了拉伸膜的评价。
(1)膜的厚度(μm)
将层叠膜(未拉伸的层叠体或拉伸膜)包埋在环氧树脂中之后，使用切片机[大和光机工业(株)，RUB-2100]将其切片成0.05μm厚度，再利用透射型电子显微镜对截面进行观察，由此对各层的厚度及整个膜的厚度(总厚度)进行了测定。该测定沿传送方向以50mm间隔、在1000mm长度范围内进行。然后，分别对各层的厚度、总厚度的全部测定结果求算了平均值。
(2)长度方向的撕裂强度(N/mm)
基于JIS K7128-2(Elmendorf式撕裂法)，利用拉伸试验机[Imada公司制造，ZP-5N(商品名)]对拉伸膜中央部位的长度方向沿垂直于慢轴的方向进行拉伸，并测量了发生断裂时刻的强度，以此作为撕裂强度。
(3)连续传送性
在拉伸装置内对长条形拉伸膜进行实际传送，并对其是否发生断裂、褶皱及断裂、褶皱的发生程度进行了考察。
(4)取向角θ及其偏差
利用偏光显微镜[Olympus公司制造，偏光显微镜BX51]，以50mm间隔沿拉伸膜的宽度方向对膜的面内慢轴(与膜的宽度方向所成的角度)进行了测定。该测定沿拉伸膜的传送方向、以50mm间隔、在1000mm长度范围内进行。对全部测定结果取平均值，并以此作为取向角θ的平均值。另外，将取向角的最大值与最小值之差作为取向角θ的偏差。
(5)Nz系数及其偏差
利用自动双折射仪[王子计测机器(株)，KOBRA-21ADH]，在波长590nm下沿拉伸膜的宽度方向以50mm间隔进行了测定。该测定沿拉伸膜的传送方向、以50mm间隔、在1000mm长度范围内进行。对全部测定结果取平均值，并以此作为Nz系数。另外，将Nz系数的最大值与最小值之差作为Nz系数的偏差。
(6)面内延迟Re及其偏差
利用自动双折射仪[王子计测机器(株)，KOBRA-21ADH]，在波长590nm下沿拉伸膜的宽度方向以50mm间隔进行了测定。该测定沿拉伸膜的传送方向、以50mm间隔、在1000mm长度范围内进行。对全部测定结果取平均值，并以此作为面内延迟Re的平均值。另外，将面内延迟Re的最大值与最小值之差作为面内延迟Re的偏差。
对于B1层及B2层的面内延迟，通过另外制作b1层及b2层的单层膜、然后在与对未拉伸的层叠体进行拉伸时相同的条件下对其进行拉伸，并对单层膜进行测定。按照与拉伸膜的测定方法相同的方法进行了面内延迟的测定。
(7)拉伸膜的雾度值
基于JIS K7361-1997、使用雾度计[日本电色工业公司制造，NDH-300A]进行了测定。这里，改变测定点进行了5次同样测定，求出它们的算术平均值并以此作为雾度值。
(8)耐久试验
将由拉伸膜形成的光学膜贴合在偏振片上后，将拉伸膜的与偏振片相反一侧的表面粘接在玻璃基板上，在-40℃～+85℃范围内重复进行500次冷却/加热，考察有无浮起(浮き)、剥离、破损等。
(9)IPS方式中的显示特性
使用将由拉伸膜形成的光学膜贴合在偏振片上而得到的光学元件替换市售的平面开关(IPS)模式液晶显示装置的入射侧偏振片，并针对经过替换后的液晶显示装置，用肉眼对从正面观察画面时和从斜向观察画面时的情况进行了确认。在表1中，“○”代表良好、“△”代表较好、“×”代表不良。
(实施例1)
利用共挤出成形获得了具有由含橡胶粒子的甲基丙烯酸类树脂[玻璃化转变温度105℃、维卡软化温度103℃]构成的b1层、b2层、由苯乙烯-马来酸酐共聚物[Nova Chemicals Japan(株)、DYLARK D332、玻璃化转变温度130℃、维卡软化温度130℃、低聚物成分含量3重量％]构成的a层的b1层(70μm)-a层(40μm)-b2层(70μm)的未拉伸层叠体c。在拉伸温度134℃、拉伸速度107％/分钟、MD(传送方向)拉伸倍率1.6倍、TD(宽度方向)拉伸倍率1.2倍下对所得未拉伸层叠体c进行同时双向拉伸，从而获得了宽1200mm、厚(总厚度)94μm的拉伸膜。此时，为了使取向角分布平坦，实施了拉取张力控制及热定型温度控制，即，使表1中的对应项目显示为“有”。
如表1所示，所得拉伸膜的机械强度(撕裂强度、连续传送性)、光学特性(取向角、取向角的偏差、Nz系数、Nz系数的偏差)均非常良好。利用辊对辊法层叠该拉伸膜与透射轴位于长度方向的偏振片而得到了卷状体，将从该卷状体上切下的光学元件贴合在玻璃基板上后进行耐久试验，结果为良好“OK”。另外，用该光学元件替换市售的平面开关(IPS)模式液晶显示装置的入射侧的偏振片后，肉眼确认所得液晶显示装置的显示特性时，无论从正面还是斜向观察画面，均获得了良好且均匀的显示。
(实施例2)
除了如表1所示使a层(A层)的比例、TD拉伸倍率、未拉伸层叠体的各层厚度与实施例1不同以外，进行了与实施例1相同的操作。获得了良好的机械强度、光学特性、耐久性、显示特性。
(实施例3)
除了如表1所示使a层(A层)的比例、拉伸温度、MD拉伸倍率、TD拉伸倍率、未拉伸层叠体的各层厚度与实施例1不同以外，进行了与实施例1相同的操作。虽然其机械强度的连续传送性出现了间断性的部分断裂，但获得了良好的光学特性、耐久性、显示特性。
(比较例1)
除了将拉伸方法变更为依次双向拉伸(在纵拉伸之后进行横拉伸)、并如表1所示使MD拉伸倍率、TD拉伸倍率与实施例1不同以外，进行了与实施例1相同的操作。尽管其机械强度、耐久性良好，但光学特性、显示特性出现了劣化。
(比较例2)
除了将拉伸方法变更为纵向单向拉伸、并如表1所示使a层(A层)的比例、MD拉伸倍率、未拉伸层叠体的各层厚度与实施例1不同以外，进行了与实施例1相同的操作。尽管在机械强度的连续传送性上没有出现问题，但其撕裂强度发生了劣化。并且，光学特性也出现了劣化。另外，耐久性变得不良“NG”。由于耐久性显示为NG，因此没有实施对显示特性的评价。需要说明的是，表1中的“-”代表没有实施评价。
(比较例3)
除了将拉伸方法变更为依次双向拉伸(在横拉伸之后进行纵拉伸)以外，进行了与实施例1相同的操作。就机械强度的连续传送性而言，出现了间断性的裂纹。因此没有实施对撕裂强度、耐久性、显示特性的评价。表1中的“-”代表没有实施评价。
(比较例4)
除了将拉伸方法变更为横向单向拉伸、并如表1所示使a层(A层)的比例、MD拉伸倍率、TD拉伸倍率、未拉伸层叠体的各层厚度与实施例1不同以外，进行了与实施例1相同的操作。就机械强度的连续传送性而言，经常发生完全断裂。因此没有实施对撕裂强度、耐久性、显示特性的评价。表1中的“-”代表没有实施评价。
(比较例5)
除了没有实施拉取张力控制及热定型温度控制，即，使表1中的对应项目显示为“无”以外，进行了与实施例1相同的操作。不仅光学特性(尤其是取向角θ的偏差)发生了劣化，并且从正面观察的显示特性结果也稍稍发生了劣化，即，表1中对应的项目显示为“△”。
以上，为了使本发明易于理解而对实施方式及实施例进行了描述，但这些描述并非用来限定本发明。因此，本领域技术人员应该理解的是，上述实施方式及实施例中公开的各要素还包括属于本发明的技术范畴的全部设计变更及等同物。
需要说明的是，本发明与2007年11月27日提出的日本专利申请第2007-305977号中所含的主题相关联，上述专利申请中公开的全部内容作为参考事项已被清楚地引入到了本发明中。

Claims (12)

1.一种拉伸膜，其是由包含甲基丙烯酸类树脂1的B1层、包含苯乙烯类树脂的A层及包含甲基丙烯酸类树脂2的B2层依次层叠并进行同时双向拉伸而成且宽度超过1000mm的长条形拉伸膜，其中，
A层在上述拉伸膜中所占的比例为45重量％以下，
在至少1000mm的宽度方向上，
相对于该宽度方向的取向角θ的平均值为0°+1°，取向角θ的偏差在0.5°以下，
Nz系数值在-3.5～-0.5范围。
2.根据权利要求1所述的拉伸膜，其中，所述A层的比例为35重量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的拉伸膜，其中，Nz系数值的偏差为0.2以下。
4.根据权利要求1或2所述的拉伸膜，其中，面内方向的延迟Re的平均值为80nm以下。
5.根据权利要求1或2所述的拉伸膜，其中，面内方向的延迟Re的偏差为3nm以下。
6.根据权利要求1或2所述的拉伸膜，其中，所述B1层及所述B2层中至少一层的面内方向的延迟Re在0nm以上且5nm以下的范围。
7.根据权利要求1或2所述的拉伸膜，其中，所述B1层的平均厚度与所述A层的平均厚度之比即B1层/A层为2/1～1/1，所述B2层的平均厚度与所述A层的平均厚度之比即B2层/A层为2/1～1/1。
8.根据权利要求1或2所述的拉伸膜，其雾度大于1％且在5％以下。
9.一种IPS模式的液晶显示装置，该装置具备使用权利要求1～8中任一项所述的拉伸膜制造的光学部件。
10.制造权利要求1～8中任一项所述的拉伸膜的方法，该方法包括：
通过熔融共挤出获得未拉伸的层叠体c的步骤，所述未拉伸的层叠体c由包含甲基丙烯酸类树脂1的b1层、包含苯乙烯类树脂的a层及包含甲基丙烯酸类树脂2的b2层依次层叠而成；
对上述层叠体c进行同时双向拉伸的步骤。
11.根据权利要求10所述的拉伸膜制造方法，其中，拉伸温度比所述苯乙烯类树脂的维卡软化温度+20℃低。
12.根据权利要求10或11所述的拉伸膜制造方法，其中，长度方向的拉伸倍率是宽度方向的拉伸倍率的1.0～1.5倍。
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