CN104160306A - 光学相位差板用聚酯膜卷及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学相位差板用聚酯膜卷,其是将膜卷绕而成的,所述膜,相对于膜宽度方向的取向主轴的倾斜角度(取向角)偏差为6°以内,宽度为1200mm以上且小于2000mm,面内相位差值延迟为50~200nm,相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟的偏差为20nm以下,局部的相位差不均小于10nm,厚度为2μm以上且10μm以下。所述聚酯膜卷能够合适地应用于光学相位差板用途。
Description
技术领域
本发明涉及在液晶显示用途等的部件中能够与偏光板组合地适合使用的光学相位差板用聚酯膜卷。
背景技术
近年,利用偏光板的显示设备的普及不断发展,但是在这些设备中,如果佩戴偏光眼镜则由于观看的角度而导致画面变暗这样的问题受到关注。
其原因是,通过偏光眼镜中的偏光膜的偏光轴和配置在显示设备视认者侧的偏光板的偏光轴的方向之间的错位产生的透光率的差。
该问题可能在佩戴偏光眼镜进行观察的机会多的、汽车导航、PND、飞机座舱、PDA、手机、鱼群探测器等中发生,但是近年在使画面的角度旋转而操作的智能手机、平板电脑等设备中是特别可能发生的问题。此外,在这些设备中,如果使用现有的厚膜,则也存在满足不了轻量化需求这样的问题。
对于这些问题,提出了通过在显示设备的视认者侧偏光板的外侧(视认者侧)设置具有双折射性的光学相位差板(λ/4相位板、λ/2相位差板),从而使来自显示设备的光由直线偏光成为圆偏光的方法(例如参照专利文献1)。
专利文献2、3中示出了在λ/4相位差板中使用的膜的实例,所使用的树脂,可以举出聚碳酸酯系、聚乙烯醇系、聚苯乙烯系、聚甲基丙烯酸甲酯系、诸如聚丙烯的聚烯烃系、聚芳酯系、聚酰胺系、以诸如降冰片烯的环状烯烃为单体的环状聚烯烃系等。
另一方面,由聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂形成的膜,特别是双轴取向聚酯膜,虽然具有优异的尺寸稳定性、刚性,但是由于因取向导致的对双折射的贡献比其它树脂大,所以在作为λ/4相位差板、λ/2相位差板应用时,能够比专利文献2、3所记载的相位差板薄膜化,液晶设备能够轻量化,但是到目前为止伴随具体实施例的技术还没有被公开。
对于双轴取向聚酯膜,由于是在把持端部的状态下进行加热拉伸,所以制造的膜的中央部因自重、热收缩应力而在重力方向、制造工序的进行方向上受到拉伸而垂下,从而发生由工序内的膜构成悬垂线(悬链曲线)引起的弯曲(bowing)这样的现象,产生膜宽度方向的双折射的偏差、膜宽度方向的取向主轴倾斜(以下记为取向角)的偏差。
因此,如果作为光学相位差板使用,则由于面内相位差在各位置上不均匀,所以除了存在色调变得不均匀的问题之外,由于膜的光轴在各宽度位置上角度散乱,从而与偏光板的轴的角度关系也变得不固定,所以存在不能作为λ/4相位差板使用这样的问题。
由于该弯曲导致的取向角偏差对应于距制膜过程中的膜的中心的距离以二次函数增大,所以大宽度和抑制在远离膜中心的位置处的取向角的偏差成为大的问题。
对于这样的问题,在双轴取向聚酯膜中可以采取通过以下那样的技术的现有对策。在专利文献4中公开了通过使拉伸后的膜在长度方向上松弛来抑制弯曲的膜。然而,专利文献4所记载的膜是厚度30μm水平的膜,如果进行薄膜化,则厚度不均变大,由于面内相位差在各位置上不均匀,所以难以应用。
另外,作为双轴取向聚酯膜中的被薄膜化了的膜,可以举出专利文献5所举出的那样的磁性材料用途的聚酯膜,在这些技术中,在使面内相位差成为适合λ/4相位差板的条件方面是不充分的。
为了应对这些问题,过去虽然在偏光板脱模用膜等用途中采用仅使用所制造的膜的中心部分的方法,但是生产率变差,而且随着液晶设备的尺寸变大,难以采集相应的宽度宽的膜。
在显示设备中强烈要求难以发生因上述取向角、面内相位差不均匀而产生的颜色不均、对比度不均,但是在近年不断普及的智能手机、平板电脑等设备中,由于显示设备和视认者的距离非常近,所以变得容易辨别局部的颜色不均,成为问题。为了抑制该局部颜色不均,已知有像专利文献6那样的改进热塑性树脂膜的拉伸方法从而抑制膜面内距离1cm的2点间相位差不均的技术,但由于在实用上小于1cm的范围的局部相位差不均成为问题,所以尚不能获得实用上能够令人满意的相位差板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-10523号公报
专利文献2:日本特开2010-262155号公报
专利文献3:日本特开2007-171978号公报
专利文献4:日本特开2004-358742号公报
专利文献5:日本特开2005-163020号公报
专利文献6:日本特开平09-138307号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题是提供一种聚酯膜卷,其能够解决上述背景技术的问题,能够合适地应用于光学相位差板用途。
解决问题的手段
为了解决上述问题进行了悉心研究,结果发现通过具有以下特性能够解决上述问题,以至于完成本发明。
(1)一种光学相位差板用聚酯膜卷,其特征在于,是将膜卷绕而成的,所述膜,相对于膜宽度方向的取向主轴的倾斜角度(取向角)偏差为6°以内,宽度为1200mm以上且小于2000mm,面内相位差值延迟为50~200nm,并且相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟的偏差为20nm以下,厚度为2μm以上且10μm以下。
(2)一种光学相位差板用聚酯膜卷,其特征在于,是将膜卷绕而成的,所述膜,相对于膜宽度方向的取向主轴的倾斜角度(取向角)偏差为10°以内,宽度为2000mm以上,面内相位差值延迟为50~200nm,并且相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟的偏差为20nm以下,厚度为2μm以上且10μm以下。
(3)根据(1)或(2)所述的光学相位差板用聚酯膜卷,在膜卷的整个宽度及长度方向1200mm以上的范围,局部的相位差不均小于10nm。
(4)一种制造(1)~(3)中任一项所述的光学相位差板用聚酯膜卷的方法,在卷绕膜卷的工序中,膜的输送速度为50m/分钟以上且小于200m/分钟。
发明效果
根据本发明,能够抑制取向主轴的倾斜角度(取向角)、面内相位差值延迟的偏差,通过规定包含局部的面内相位差不均在内的相位差值的范围,可以提供能够提高生产收率性的光学相位差板用聚酯膜卷。
具体实施方式
下面,对进一步本发明的实施方式所涉及的光学相位差板用聚酯膜卷进行详细说明。对于能够在本实施方式中合适地使用的聚酯,只要是通过分子取向能够形成高强度膜的聚酯就没有特别限定,但是优选主要包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。特别优选为在价格方面也有优势的聚对苯二甲酸乙二醇酯。在使用聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,作为对苯二甲酸乙二醇酯以外的聚酯共聚物成分,在不损害目标膜物性的范围内,可以使用例如二乙二醇、丙二醇、新戊二醇、聚乙二醇、对亚二甲苯基二甲醇、1,4-环己烷二甲醇等二醇成分,己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、5-磺基钠间苯二甲酸等二羧酸成分,偏苯三酸、均苯四酸等多官能二羧酸成分,对氧基乙氧基苯甲酸等。
所涉及的聚酯例如可以通过以下所示的方法制造。例如,通过使酸成分和二醇成分直接发生酯化反应,然后将该反应生成物在减压下加热从而除去剩余的二醇成分并进行缩聚,从而制造的方法;使用二烷基酯作为酸成分,使其和二醇成分发生酯交换反应,然后通过以与上述同样的方式操作进行缩聚,从而制造的方法等。此时,根据需要,也可以使用例如碱金属、碱土类金属、锰、钴、锌、锑、锗、钛化合物作为反应催化剂。上述聚酯的固有粘度为0.4~0.9,优选为0.5~0.7,进一步优选为0.55~0.65。
适用于本实施方式的光学相位差板用聚酯膜卷(以下存在称为聚酯膜卷或者简称为膜卷的情况)的聚酯膜也可以是含有聚酯(聚合物1)和聚酰亚胺(聚合物2)的聚合物合金膜。这里所称的聚合物合金是指高分子多成分系的情况,也可以是通过共聚形成的嵌段共聚物,也可以是通过混合等形成的聚合物共混物。从拉伸性、生产率的角度考虑,优选不具有共聚等分子性键的聚合物共混物。
本实施方式所使用的聚合物2为分子链中具有酰亚胺基的聚酰亚胺。聚酰亚胺相对于聚酯具有被认为是源自于酰亚胺环和苯环的相互作用等的相互作用,另外,一般而言,具有比聚酯高的玻璃化转变温度。因此推定,膜在制造工序中在与作为主成分的聚合物1的玻璃化转变温度接近的温度下被拉伸的情况下,由于在拉伸温度附近分子运动性低的聚酰亚胺发挥一定程度抑制聚合物1因取向结晶化而拉伸性降低的作用,所以能够高倍率拉伸。
作为上述聚酰亚胺,优选含有例如下述通式所表示那样的结构单元。
其中,式中的R1表示选自下述化学式所示那样的脂肪族烃基、脂环族烃基、芳香族烃基中的一种或两种以上的基团。
另外,式中的R2表示选自下述化学式所示那样的脂肪族烃基、脂环族烃基、芳香族烃基中的一种或两种以上的基团。
所涉及的聚酰亚胺可以通过四羧酸和/或其酸酐与选自脂肪族伯单胺、芳香族伯单胺、脂肪族伯二胺和芳香族伯二胺中的一种或两种以上化合物脱水缩合而获得。
从熔融成型性、与聚酯的亲和性等方面考虑,特别优选下述通式所示那样的在聚酰亚胺构成成分中含有醚键的聚醚酰亚胺。
(其中,上述式中R3为具有6~30个碳原子的2价芳香族或脂肪族残基,R4为选自具有6~30个碳原子的2价芳香族残基、具有2~20个碳原子的亚烷基、具有2~20个碳原子的亚环烷基、和用具有2~8个碳原子的亚烷基链终止了的聚二有机硅氧烷基中的2价有机基团。)
作为上述R3、R4,可以举出,例如下述式群所示的芳香族残基。
在本实施方式中,从与聚酯的亲和性、成本、熔融成型性等角度考虑,优选作为2,2-二[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐和间苯二胺或对苯二胺的缩合物的、具有下述2个结构式中任一个所示的重复单元的聚合物。
(n为2以上的整数,优选为20~50的整数)
该聚醚酰亚胺为“ウルテム”(注册商标)的商品名,可以从ジーイープラスチックス公司获得。
本实施方式所使用的聚合物2,在上述化合物中,优选与聚合物1具有良好的亲和性。另外,这里所称具有良好的亲和性(相容性)是指,例如,使用由聚合物1和聚合物2形成的聚合物合金,以规定的混合比熔融混合而制作未拉伸或双轴拉伸膜,在使用透射型电子显微镜以3万~50万倍的倍率观察该膜截面的情况下,观察不到不是由有机粒子、无机粒子等添加物所引起的与投影面积等效圆直径(以下简称为等效圆直径)为50nm以上的结构(例如分散不良的聚合物区域等)。但是,判定亲和性的方法并不特别限定于此,根据需要,也可以通过利用温度调制型DSC(MDSC)观察单一的玻璃化转变点来判定为具有良好的亲和性。
适用于本实施方式的光学相位差板用聚酯膜卷的聚酯膜的雾度值优选为3%以下。优选为2%以下,进一步优选为1%以下。这是因为,如果雾度值大于3%,则在作为圆偏光板中的相位差膜使用的情况下,来自膜的散射光变大,成为在正交尼科耳状态下漏光的原因。
适用于本实施方式的膜可以为单层,也可以为由2层以上形成的复合膜,为了使膜的雾度值在上述范围,特别优选由3层复合膜形成的情况。在这种情况下,可以是两表面层侧的叠层部的粒子种类或粒子含量不同的A|B|C的构成,但是形成相同组成的A|B|A的构成在设备方面简易,从生产率的方面考虑也是优选的。此外,在使两层的叠层厚度实质上相同的情况下,品质的设计容易。另外,在一面上的叠层厚度优选为0.5~2.5μm,特别优选为0.8~1.5μm。
此外,通过在叠层面中含有惰性粒子,将基层部(中心层)中所含有的粒子优化,能够使膜的输送性、表面的平滑性以及雾度值在期望的范围。作为所含有的粒子的种类,优选球状二氧化硅、硅酸铝、二氧化钛、碳酸钙等无机粒子,另外作为其它有机系高分子粒子,优选交联聚苯乙烯树脂粒子、交联硅氧烷树脂粒子、交联丙烯酸系树脂粒子、交联苯乙烯-丙烯酸系树脂粒子、交联聚酯粒子、聚酰亚胺粒子、蜜胺树脂粒子等。也可以从它们中选择1种或2种以上使用。
通过在聚酯聚合工序的阶段添加这些惰性粒子,可以准备含有惰性粒子的聚合物。例如,通过形成作为聚酯的二醇成分的乙二醇的浆料,在缩聚前的酯交换后,或者在酯化后的低聚物阶段添加含有惰性粒子的浆料,然后进行缩聚反应,从而可以获得含有惰性粒子的聚合物。
另外,对于添加前的惰性粒子的浆料,根据需要,通过砂磨机等进行分散处理、通过离心沉降处理分离粗大粒子或者进行高精度过滤,能够使粒径分布均匀化,能够除去粗大粒子,可以有效果用于减少膜的粗大突起。
在适用于本实施方式的膜中,优选含有0.2~1.0质量%的惰性粒子,进一步优选含有0.3~0.8质量%的惰性粒子,所述惰性粒子的平均粒径为0.3~1.5μm、优选为0.8~1.3μm。并且,通过使基层部含有0.01~0.1质量%同种的惰性粒子、调节基层部的粒子含量等,能够优化膜的输送性、表面的平滑性以及雾度值。
适用于本实施方式的光学相位差板用聚酯膜卷的膜,面内相位差值延迟(面内相位差值Re)为50~200nm,优选为70~180nm。在面内相位差值延迟小于50nm或者超过200nm的情况下,由于与可见光波长范围(360~750nm)的1/4不相当,所以不能发挥作为λ/4相位差膜的功能。
面内相位差Re(nm)可以由膜长度方向的折射率nx和宽度方向的折射率ny以及膜厚度d(μm)通过以下式(1)来定义。
Re=|nx-ny|/d (1)
从式(1)可以明显看出,在适用于本实施方式的聚酯膜中,为了使面内相位差在规定的范围内,只要能够控制长度方向和宽度方向的折射率的差值以及厚度即可。
从上述方面以及由聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂形成的膜、特别是双轴取向聚酯膜的折射率的差值的角度考虑,适用于本实施方式的膜厚度为2μm以上且10μm以下是重要的。优选为3μm以上且8μm以下。如果膜厚度大于10μm,则在适用于本实施方式的聚酯膜中难以实现所要求的面内相位差值延迟。另外,如果小于2μm,则膜的加工性变差,难以适用于光学相位差板用途。
另外,对于折射率差及厚度中存在偏差的膜,在作为相位差板使用时,由于导致在各部位所看到的颜色有所不同的现象,所以在适用于本实施方式的聚酯膜中,相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟的偏差(膜整个宽度上的面内相位差延迟最大值和最小值的差值)为20nm以下,优选为10nm以下,局部的相位差不均(任意相邻的1cm以内的2点之间面内相位差延迟的差)小于10nm。在局部的相位差不均为10nm以上的情况下,显示设备的视认者能够识别局部颜色不均,不能获得在实用上令人满意的相位差板。
作为测定适用于本实施方式的聚酯膜的相对于宽度方向的面内相位差的装置的实例,可以举出后述实施例所使用的KOBRA-WPR(王子计测机器社生产)。本说明书中所称相对于宽度方向的面内相位差值延迟是指,使用所涉及的测定装置测定的值,本实施方式中的宽度方向内的面内相位差值延迟的偏差被定义为在膜整个宽度上测定时的最大值和最小值的差值。
另外,作为测定适用于本实施方式的聚酯膜的局部的相位差不均的装置,可以举出后述的KOBRA-CCD(王子计测机器社生产)。本说明书中所称局部的相位差不均是指使用所涉及的测定装置测定的值,本实施方式中的局部的相位差不均被定义为测定部位的任意相邻的1cm以内的2点间面内相位差值延迟的最大值和最小值的差值。
适用于本实施方式的聚酯膜具有下述a~b中任一项的性质。
a.相对于宽度方向的取向主轴的倾斜角度(取向角)偏差为6°以内,并且宽度为1200mm以上且小于2000mm。
b.相对于宽度方向的取向主轴的倾斜角度(取向角)偏差为10°以内,并且宽度为2000mm以上。
这里,取向主轴的倾斜可以定义为滞后轴的方向,通过在全方位上使超声波脉冲透过膜,测定其传播速度来评价取向性,从而能够测定取向主轴的倾斜(取向角)。另外,将取向主轴的倾斜与膜宽度方向平行时定为取向角为0度,将对于膜面顺时针旋转的倾斜表示为+,逆时针旋转表示为-。该取向角的偏差在上述各宽度中只要在上述规定的范围即可,但是对于该取向角,优选倾斜的符号是相同的。另外,该“倾斜的符号是相同的”是指,在进行了取幅的膜两端,通过上述测定倾斜显示同符号的状态。
取向角偏差被定义为按照前述所测定的膜内任意位置的取向角的最大值和最小值的差值的绝对值,但是在取向角偏差超过6°的情况下(宽度为1200mm以上且小于2000mm)或者在取向角偏差超过10°的情况下(宽度为2000mm以上),在与偏光板贴合时,由于不能维持偏光板的吸收轴和光学相位差用膜的滞后轴的角度关系,所以存在产生不透光的位置的情况。
另外,由于使取向角产生的弯曲现象是工序内的膜构成悬垂线(悬链曲线)所引起的现象,所以产生距制成的膜中心的距离越远则取向角越增加的行为。该行为通常大多近似于二次函数,为了形成取向角偏差最小的膜,最优选进行制作的中间产品卷的中心成为宽度方向中心的取幅,从而形成本实施方式的膜卷。然而,在该取幅中,产品仅能采用中心部分。此外,近年随着液晶设备的大画面化,光学相位差用膜的取幅也不断变大。取幅依赖于液晶设备的画面尺寸,但是如果取向角偏差大,则如前所述在与偏光板贴合时,由于不能维持偏光板的吸收轴和光学相位差用膜的滞后轴的角度关系,所以在取幅方面受到制约。具体而言,在从光学相位差用膜卷上方与偏光板组合时,以与滞后轴的角度(取向角)符合的方式确定形成叶片(片)时的长度方向,但是如果取向角偏差大,则该角度需要根据在制作成光学相位差用膜时的宽度位置而进行变化。因此,如果切出角度的变动大,则由于在从膜卷切出时形成余料,不能作为光学用相位差膜使用的面积比例变大,所以产生生产率变差的问题。因此,使一定的宽度以上的情况下的取向角的偏差限制在一定的范围是重要的。对于本实施方式中的膜宽度和其取向角偏差,如前所述,在宽度为1200mm以上且小于2000mm时只要取向角偏差为6°以内,优选为5°以内,或者在宽度为2000mm以上时只要取向角偏差为10°以内,优选为8°以内,就能够解决上述问题。对于宽度的上限,如上所述,虽然受到取幅的影响,但是如果考虑膜加工性和加工后的生产率,则优选为3000mm以下。
下面,进一步对制造适用于本实施方式的聚酯膜的方法进行详细说明。将上述的聚酯根据需要进行干燥提供至挤出机,通过过滤器对聚合物进行过滤。由于非常小的异物也会成为膜缺陷,所以对于该过滤器,例如使用捕集95%以上5μm以上异物的高精度过滤器是有效的。接着,使用T型口模等以片状熔融挤出,在流延辊上冷却固化后形成未拉伸膜。
熔融挤出的聚合物片与流延辊上接触并冷却,但是能够冷却的聚合物的热量由于流延辊的部件的热传导度的原因而受到制约,在到聚合物片内部为止还未完全冷却的情况下,在所获得的未拉伸膜中产生取向不均(非晶不均)。由于该取向不均(非晶不均)导致局部的相位差不均,所以例如将流延辊速度设为低速,从而延长聚合物片的冷却时间是有效的。对于流延辊速度,在下一工序以后卷绕被拉伸了的膜的工序中膜的输送速度优选在50m/分钟以上且小于200m/分钟的范围,进一步优选在50m/分钟以上且150m/分钟的范围。
通过将该未拉伸膜在90~130℃的拉伸温度下进行拉伸,获得本实施方式的光学相位差板用双轴取向聚酯膜。在拉伸工序中,可以逐次拉伸,也可以同时双轴拉伸。在制造适用于本实施方式的聚酯膜时,由于要求抑制导致面内相位差值的偏差的厚度不均,所以特别优选能够抑制低的纵拉伸倍率时的长度方向上厚度不均的同时双轴拉伸工艺。
在制造适用于本实施方式的聚酯膜时,以1阶段或分为多阶段以2.5~5倍实施长度方向的拉伸,然后或者利用同时双轴拉伸工艺同时地在宽度方向上拉伸为3~6倍。这里,对于在各步骤中实施的拉伸工序的倍率的比率,优选长度方向拉伸倍率/宽度方向拉伸倍率小于1.0的工序。其理由是因为,通过提高宽度方向的取向,能够抑制拉伸工序中的弯曲。
另外,在制造适用于本实施方式的聚酯膜时,优选不包括在宽度方向拉伸中在长度方向上的松弛工序。这是因为,虽然长度方向上的松弛工序是专利文献4所记载的那样用于抑制弯曲的有效的方法,但是由于适用于本实施方式的聚酯膜为厚度10μm以下的膜,所以应用时厚度不均变大,面内相位差在各位置上不均匀。
在制造适用于本实施方式的聚酯膜时,如果拉伸工序中的拉伸温度低于90℃,拉伸倍率大于6倍,则膜容易发生破裂,所以优选拉伸温度为90℃以上,拉伸倍率小于6倍。
此外,在第1次在宽度方向拉伸时的拉伸温度优选为90℃以上且小于100℃,拉伸开始后的拉伸工序中的升温速度优选小于10℃/秒。其理由是因为,在开始形成横取向的初期阶段,如果施加过剩的热,则因热而导致取向进行,由于不能充分进行横取向,所以不能采用通过提高宽度方向的取向来抑制拉伸工序中的弯曲的制造工艺。
另外,在制造适用于本实施方式的聚酯膜时,从第1次拉伸后到进入热处理工序之前,优选不设置冷却工序。这是因为,虽然对于专利文献5所举出的那样的磁性材料用途的聚酯膜,作为抑制弯曲引起的品质偏差的方法,在进入热处理工序之前,设置冷却工序,但是在该方法中,横方向的取向变得过强,为了使面内相位差在适合光学相位差板用的范围,需要使膜薄,难以满足加工性。
然后,经由热处理工序制造适用于本实施方式的聚酯膜。对于热处理的环境温度,为了使膜物性稳定,膜上下的温度差为1~20℃,优选为1~10℃,进一步优选为1~5℃。如果膜上下的温度差大于20℃,则存在膜的宽度方向的物性、特别是机械特性或热收缩率变得不均匀的情况。在上述热处理中,根据需要,也可以进行松弛处理。此时,可以为横方向和长度方向中的任一方向,但是也可以在横方向和长度方向上同时进行,也可以将这二者组合进行。对于松弛率,相对于膜的整个宽度优选为1~20%,进一步优选为1~10%,这对获得热尺寸稳定性优异的膜是有效的。
然后,获得将经过了热处理工序的前述膜卷绕了的中间产品(中间产品卷),最后使其符合所需要的采集宽度而切开,从而获得本实施方式的聚酯膜卷。
在适用于本实施方式的聚酯膜中,上述那样取向角偏差成为关键。由于弯曲导致产生取向角偏差,所以以使中间产品卷的宽度方向中心与膜卷的中心一致的方式对称地进行采集是使取向角偏差最小的采集方法。另一方面,如果以不包含中心位置而包含中间产品卷的某一端部的方式非对称地采集膜卷,则成为使取向角偏差最大的采集方法(在这种情况下,取向角的符号成为相同的)。适用于本实施方式的聚酯膜,由于取向角偏差小,所以制成的中间产品卷的膜宽度中能够使用的宽度的比例大,在形成膜卷时生产率升高。
由本实施方式的聚酯膜卷获得的聚酯膜,由于通过双轴拉伸获得的薄膜化和强力化,成为厚度远远比以往薄的相位差板,在安装到各种液晶显示设备中时能够实现节省空间化。此外,通过使从液晶显示器释放出的偏光成为椭圆偏光或圆偏光,在佩戴偏光眼镜的状态下,即使使用液晶显示设备,相对于其设备的旋转方向(以纵型、横型使用)的变化,也能够抑制光量不均、色调的变化,在操作设备时能够持续确保视认性。
实施例
实施例和比较例中的特性值的测定方法如下所述。
(1)采集宽度
将采集到的测定对象的膜铺展在台子上,使用金尺(JIS1级)测定宽度。
(2)取向主轴的倾斜(取向角)、取向角偏差
使用野村商事生产的SONIC SHEET TESTER(SST-250)进行测定。以相对于成为试料的膜的宽度在相同位置的方式重叠30张,从两端部以A4尺寸切出试样,测定试样的中点(105mm)。为了修正切出试样时的角度误差,在表面和背面进行测定,将表面和背面的测定结果的绝对值平均后的值作为测定值,将取向主轴与膜宽度方向平行时定为取向角为0度,相对于膜面顺时针旋转的倾斜评价为+,逆时针旋转评价为-。
对于取向角偏差,在成为对象的采集取幅中,将最大值和最小值的差值的绝对值作为测定结果。
(3)膜厚度
根据JIS C2151(1990),使用测微计(ミツトヨOMM-25)进行测定。相对于成为试料的膜的宽度方向均等地测定3点,将其平均值作为测定结果。
(4)相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟(nm)
使用王子计测机器社生产的KOBRA-WPR进行测定。在成为对象的采集取幅中,切出成为试料的膜,放置到装置中。启动相位差测定软件KOBRA-RE,将“测定法”设定为“标准”,用波长586.9nm的光实施测定,对于输入的膜厚度,输入上述(3)中测定的值从而计算出Re(nm),将其作为测定值。对于测定,在成为对象的采集取幅中,使用从两端和中央切出的试样进行,确认该测定值的变动范围。
对于面内相位差值延迟的偏差,在成为对象的采集取幅中,将最大值和最小值的差值作为测定结果。
(5)局部的面内相位差值延迟(nm)
使用王子计测机器社生产的KOBRA-CCD进行测定。在成为对象的采集取幅中,将从膜卷整个宽度中采集的试样配置在以正交尼科尔状态和平行尼科尔状态对置的2块偏光板之间,光从一方侧以直角与膜接触,从光的入射方向的相反侧通过目视观察,确认颜色不均的有无。将确认了颜色不均的部位的膜切出,使用KOBRA-CCD对颜色不均部分和正常部分的面内相位差值延迟进行测定。
将局部的相位差不均定为测定部位的任意相邻的1cm以内的2点间的面内相位差值延迟的最大值和最小值的差值。
(6)膜长度方向的厚度不均
使用安立电气生产的膜厚度连续测定器在长度方向上测定15m,从记录的膜厚度图表中测定最大厚度和最小厚度的差作为厚度不均(μm)。测定条件如下所述。
构成:K-306C广范围电子测微计、K-310C记录器、送膜装置
检出器:3R红宝石端子、测定力:15g±5g
膜宽度:45mm、测定长度:15m、送膜速度:3m/分钟
(7)膜的雾度值
根据JIS K7105(1981),以膜长度方向4cm×膜宽度方向3.5cm的尺寸切出而作为试样,使用雾度计(スガ试验机生产的HGM-2DP(C光用))进行测定。相对于膜宽度方向均等地测定3点,将其平均值作为测定结果。
(8)热收缩率
在膜表面以宽度10mm、测定长度约100mm的方式画2根线,在23℃下测定这2根线间的距离,将其记为L0。将该膜试样在100℃的烘箱中在1.5g的负荷下放置30分钟,然后再次在23℃下测定2根线之间的距离,将其记为L1,通过下式求得热收缩率。
热收缩率(%)={(L0-L1)/L0}×100
对于膜的长度方向和宽度方向分别进行3个位置的测定,求得平均值。
实施例1:
使作为对苯二甲酸41.1质量份和乙二醇的反应物的二-β-羟基乙基对苯二甲酸酯(以下称为BHT)46.4质量份预先在255℃的熔融状态下保存,此外,在保持反应槽温度的情况下一边定量提供由45.3质量份对苯二甲酸和19.5质量份乙二醇形成的浆料,一边将水馏出,从而进行酯化反应。反应开始后,在4小时40分钟后终止酯化,将作为其反应生成物的BHT移至缩聚反应槽,添加0.02质量份三甲基磷酸酯。然后,添加0.06质量份醋酸镁、0.001质量份醋酸锂、0.02质量份三氧化锑,历时40分钟减压至25Pa,并加热至290℃,升温进行缩聚反应,实施直到固有粘度达到0.62为止。反应结束后,通过位于缩聚反应槽底部的口模在冷水中以条状排出,通过挤出切割机以圆柱状进行造粒,获得均聚聚酯颗粒1。
通过将该均聚聚酯颗粒1进行固相聚合,获得固有粘度0.85(dl/g)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)颗粒(Tg80℃),将50质量份该PET颗粒和50质量份General Electric(GE)公司生产的固有粘度0.68(dl/g)的“ウルテム”1010(Tg216℃)(PEI)提供至被加热至290℃的同方向旋转型排气式双轴混炼挤出机,制作成含有50质量%PEI的PET/PEI共混物片料。
另外,在100质量份对苯二甲酸二甲酯和70质量份乙二醇中,作为酯交换反应催化剂,以换算成镁原子数成为40ppm的方式添加醋酸镁4水盐,一边逐渐从150℃升温至225℃一边反应,然后,以换算成磷原子数成为10ppm的方式添加二乙基磷酰乙酸乙酯。此外,5分钟后,历时15分钟以相对于反应组合物成为1.0%质量的方式添加平均粒径0.06μm的球状二氧化硅粒子的EG浆料,所述球状二氧化硅粒子的EG浆料通过如下方式形成:通过预过滤器的绝对过滤精度为3.0μm、主过滤器的绝对过滤精度为1.0μm的过滤器预先对粒子的EG溶液进行过滤而得。此外,5分钟后,加入0.03质量份三氧化锑,移至缩聚反应容器,升温至290℃,最终在25Pa的高减压下进行缩聚反应,获得IV0.61的聚酯颗粒2。
另外,将98质量份上述均聚聚酯颗粒1和平均粒径0.3μm的球状交联聚苯乙烯粒子的10质量%水浆料20质量份(球状交联聚苯乙烯为2质量份)提供至被加热至280℃的同方向旋转型排气式双轴混炼挤出机,将排气孔保持在1kPa以下的减压度从而除去水分,获得含有2质量份平均粒径0.3μm的球状交联聚苯乙烯粒子的固有粘度0.61的聚酯颗粒3。
然后,将6质量份通过上述造粒操作制作的PET/PEI共混物片料以及74质量份上述均聚聚酯颗粒1和20质量份上述聚酯颗粒2的混合原料在160℃下减压干燥3小时,然后提供至被加热至270℃的挤出机A。
另外,对于上述的球状二氧化硅粒子,使用通过以下方式获得的球状二氧化硅粒子:投入钠水玻璃和水调制硅酸钠水溶液,然后在回流下加入硫酸水溶液,通过在继续回流下熟化获得二氧化硅溶胶,使用超滤膜进行浓缩,然后加入乙二醇使用旋转蒸发器在100℃下进行溶剂置换,作为二氧化硅溶胶而得到球状二氧化硅粒子。
另外,对于上述球状交联聚苯乙烯粒子,通过以下方法制造:通过无皂乳液聚合合成种粒子,使用溶胀助剂使其溶胀,吸收聚合性单体使其聚合。作为使聚合性单体吸收的方法,采用了在合成了种粒子的水溶性分散体中一次性添加这些单体的方法。
另一方面,将挤出机B也同样地加热至270℃,将6质量份通过上述造粒操作制作的PET/PEI共混物片料以及78质量份上述均聚聚酯颗粒1和20质量份上述聚酯颗粒3的混合原料在160℃下减压干燥3小时,然后提供。
分别在挤出机A、B中,通过5μm以上捕集效率95%的高精度过滤器进行过滤,然后通过矩形的2层用合流块进行合流层叠,以由前述挤出机A提供的聚酯:由前述挤出机B提供的聚酯以厚度比计成为6:1的方式层叠2层。然后,经由保持在285℃的狭缝模头,使用静电施加流延法在表面温度25℃的流延辊上冷却固化,获得未拉伸膜。将该未拉伸膜导入同时双轴拉伸拉幅机,在95℃的温度下在长度方向和宽度方向上同时地拉伸3.50倍×3.65倍。该拉伸工序中的升温速度为1℃/秒以下。接着,以不经过冷却工序的方式在190℃的温度下在长度方向和宽度方向同时地再拉伸至1.20倍×1.35倍。然后,在215℃的温度下热处理5.5秒,然后在宽度方向进行1.75%的松弛处理。然后,以130m/分钟的膜输送速度卷绕,制作成5m宽的中间产品卷。以表1所记载的评价卷采集宽度由中间产品卷切开并卷绕,制作厚度5μm的聚酯膜卷用于评价。在对所制作的评价卷(本实施方式的聚酯膜卷)进行特性评价时,从5m宽的中间产品卷中以包含其端部的方式以表1所记载的宽度采集评价卷,切出试样膜而采集,进行特性值的测定、评价,所获得的结果如表1所示。
表1
实施例2、比较例1:
除了按照表1的记载变更拉伸条件、冷却条件、热处理温度等制膜条件以外,与实施例1同样地实施。所获得的膜的特性如表1所示。
实施例3~4、比较例2:
将99质量份上述均聚聚酯颗粒1和20质量份上述聚酯颗粒2的混合原料在160℃下减压干燥3小时,然后提供至挤出机A,以逐次双轴方式按照表1变更拉伸条件、冷却条件、热处理温度等制膜条件,除此之外,与实施例1同样地实施,获得双轴取向聚酯膜。所获得的膜的特性如表1所示。
实施例、比较例中的膜的作为相位差板用的评价:
装载1块与平面照明装置(HF-SL-100WLCG;电通产业生产)的发光面相符大小的偏光板,将作为观察对象的同尺寸的实施例和比较例的膜形成叠层的状态,接通平面照明装置的电源,形成直线偏光通过对象膜的状态。在该状态下,进一步加载其它同大小的偏光板,仅将加载在对象膜上的偏光板旋转0~360°进行观察,在旋转过程中对通过评价对象的膜的光,观察各位置的不均和色调的变化。
在实施例1~4的膜中,各位置的不均、色调的变化少,确认能够合适地作为光学相位差用膜使用。另一方面,在比较例1、2的膜中,由于各位置的不均、色调的变化大,所以确认不适合作为光学相位差用膜使用。
产业可利用性
本发明所涉及的光学相位差板用聚酯膜卷能够作为构成液晶显示用部件等的材料广泛地使用。
Claims (4)
1.一种光学相位差板用聚酯膜卷,其特征在于,是将膜卷绕而成的,
所述膜,相对于膜宽度方向的取向主轴的倾斜角度即取向角的偏差为6°以内,宽度为1200mm以上且小于2000mm,面内相位差值延迟为50~200nm,并且相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟的偏差为20nm以下,厚度为2μm以上且10μm以下。
2.一种光学相位差板用聚酯膜卷,其特征在于,是将膜卷绕而成的,
所述膜,相对于膜宽度方向的取向主轴的倾斜角度即取向角的偏差为10°以内,宽度为2000mm以上,面内相位差值延迟为50~200nm,并且相对于膜宽度方向的面内相位差值延迟的偏差为20nm以下,厚度为2μm以上且10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的光学相位差板用聚酯膜卷,在膜卷的整个宽度及长度方向1200mm以上的范围,局部的相位差不均小于10nm。
4.一种制造权利要求1~3中任一项所述的光学相位差板用聚酯膜卷的方法,在卷绕膜卷的工序中,膜的输送速度为50m/min以上且小于200m/min。
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