CN104204874B - 相位差板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种相位差板的制造方法,其包括下述工序:形成叠层体的工序,所述叠层体具备树脂层a、树脂层b及树脂层c,所述树脂层a含有特性双折射为正的树脂A,所述树脂层b设置于所述树脂层a的一面、且含有特性双折射为负的树脂B,所述树脂层c设置于所述树脂层b的与所述树脂层a相反侧的面、且含有特性双折射为正的树脂C;第一拉伸工序,于温度T1将所述叠层体沿一个方向以拉伸倍率3倍以上进行拉伸;以及第二拉伸工序,在所述第一拉伸工序之后,在比温度T1低的温度T2向与所述拉伸方向大致正交的其它方向拉伸,得到相位差板。所述树脂C含有特性双折射为正的聚合物X、并含有特性双折射为负的聚合物Y的交联粒子。
Description
技术领域
本发明涉及一种相位差板的制造方法。
背景技术
用于例如液晶显示装置的光学补偿等的相位差板要求可以减少因观察角度引起的显示装置的色调变化,目前已开发出各种各样的技术。例如在专利文献1中记载了一种通过对叠层体进行拉伸来制造相位差板的技术,所述叠层体依次具备含有特性双折射为正的树脂A的树脂层a、含有特性双折射为负的树脂B的树脂层b、以及含有特性双折射为正的树脂C的树脂层c。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2011-39338号公报
发明内容
发明要解决的问题
利用如上所述的制造方法,可以制造例如三维相位差板。所述三维相位差板是指NZ系数为0以上且1以下的相位差板。为了使NZ系数在上述范围,通常要求使含有特性双折射为正的树脂的树脂层分别比含有特性双折射为负的树脂的树脂层薄。此外,也要求使2个含有特性双折射为正的树脂的树脂层中的一个树脂层比另一个树脂层更薄。
因此,在三维相位差板中,含有特性双折射为正的树脂的树脂层中的一层的厚度通常特别薄。例如,如果使用聚碳酸酯树脂作为特性双折射为正的树脂、使用聚苯乙烯树脂作为特性双折射为负的树脂来制造三维相位差板,则与含有特性双折射为负的树脂的树脂层的厚度相比,含有特性双折射为正的树脂的树脂层中较薄的层的厚度通常约为1/20以下。
另一方面,对于相位差板,通常要求减薄其厚度。为了减薄相位差板,可考虑例如减薄用于制造相位差板的叠层体的厚度。但是,为了减薄叠层体的厚度,该叠层体中所含的各树脂层的厚度也要减薄。这样,在用于制造三维相位差板的叠层板中,要求使含有特性双折射为正的树脂的树脂层中较薄的层的厚度比以往更薄。但是,近年来,薄膜化已经发展到高水平,如果要使含有特性双折射为正的树脂的树脂层的厚度更薄,则难以进行稳定的制造。例如在进行进一步的薄膜化的情况下,可能导致含有特性双折射为正的树脂的树脂层中较薄的层在拉伸时破损。另外,还存在下述可能:叠层体中的含有固定双折射为正的树脂的树脂层中较薄的层的厚度变得不均匀,因此,相位差板中的含有特性双折射为正的树脂的树脂层中较薄的层的厚度也变得不均匀。
有关在保持含有特性双折射为正的树脂的树脂层的厚度均匀的同时减薄厚度的方面,如果是含有特性双折射为正的树脂的树脂层和含有特性双折射为负的树脂的树脂层的厚度为同等程度的叠层体,则可考虑例如通过挤出速度快的挤出成型法来制造。然而,对于用于制造三维相位差板的叠层体而言,如上所述,含有特性双折射为正的树脂的树脂层和含有特性双折射为负的树脂的树脂层的厚度相差甚远。因此,以现有技术难以使厚度更薄。
另外,如果不考虑相位差板的制造效率,则也可以考虑例如通过使熟练者慎重地进行制造操作来制造薄且各树脂层的厚度均匀的相位差板。然而,从工业生产的角度出发,难以稳定且高效地制造一定品质的产品。
本发明是鉴于上述课题而完成的,目的在于提供一种可以稳定地制造比以往更薄的相位差板的相位差板制造方法。
解决问题的方法
本发明人为了解决上述课题而进行了深人研究,结果发现,通过使含有特性双折射为正的树脂的树脂层包含特性双折射为负的聚合物的交联粒子,可以加厚拉伸前的叠层体并且可以提高拉伸倍率,因此可以减薄具有所期望的光学特性的相位差板的厚度,进而完成了本发明。
即,本发明如下所述。
[1]一种相位差板的制造方法,其包括下述工序:
形成叠层体的工序,所述叠层体具备树脂层a、树脂层b及树脂层c,所述树脂层a含有特性双折射为正的树脂A,所述树脂层b设置于所述树脂层a的一面、且含有特性双折射为负的树脂B,所述树脂层c设置于所述树脂层b的与所述树脂层a相反侧的面、且含有特性双折射为正的树脂C;
第一拉伸工序,于温度T1将所述叠层体沿一个方向以拉伸倍率3倍以上进行拉伸;以及
第二拉伸工序,在所述第一拉伸工序之后,在比温度T1低的温度T2向与所述拉伸方向大致正交的其它方向拉伸,得到相位差板,
所述树脂C含有特性双折射为正的聚合物X、并含有特性双折射为负的聚合物Y的交联粒子。
[2]如[1]所述的制造方法,其中,所述树脂层c的厚度比所述树脂层a的厚度薄。
[3]如[1]或[2]所述的制造方法,其中,所述相位差板的NZ系数为0以上且1以下。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的制造方法,其中,所述聚合物Y为聚苯乙烯类聚合物。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的制造方法,其中,所述树脂A的玻璃化转变温度TgA比所述树脂B的玻璃化转变温度TgB高。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的制造方法,其中,利用共挤出法形成所述叠层体。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的制造方法,其中,在所述叠层体中,将单轴拉伸方向设为X轴、将在膜面内与单轴拉伸方向正交的方向设为Y轴、以及将膜厚方向设为Z轴时,相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光,垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光的相位在于温度T1沿X轴方向进行单轴拉伸时延迟,在于与温度T1不同的温度T2沿X轴方向进行单轴拉伸时超前。
发明的效果
根据本发明的相位差板的制造方法,可以稳定地制造比现有薄的相位差板。
附图说明
图1是表示在假定构成树脂层a及c的树脂A及C的玻璃化转变温度TgA及TgC高、构成树脂层b的树脂B的玻璃化转变温度TgB低的情况下,对树脂层a及c和树脂层b进行拉伸时的延迟△的温度依赖性、和对拉伸前叠层体进行拉伸时的延迟△的温度依赖性的一个例子的图。
具体实施方式
下面,举出例示物及实施方式对本发明详细地进行说明。但本发明并不限定于以下举出的例示物及实施方式,也可以在不脱离本发明的权利要求书及其均等范围的范围内进行任意变更后实施。
后述的树脂A的符号“A”、树脂B的符号“B”、树脂C的符号“C”、树脂层a的符号“a”、树脂层b的符号“b”、及树脂层c的符号“c”均是为了将附加有该符号的要素与其它要素区别开而附加的符号,并不具有区别要素以外的含义。
另外,所述的特性双折射为正,是指拉伸方向的折射率比与其正交的方向的折射率大,所述的双折射为负,是指拉伸方向的折射率比与其正交的方向的折射率小。特性双折射的值也可以由介电常数分布计算。
在没有特殊说明的情况下,膜或层的面内延迟(面内相位差)是以(nx-ny)×d表示的值。另外,在没有特殊说明的情况下,膜或层的厚度方向的延迟(厚度方向的相位差)是以{∣nx+ny∣/2-nz}×d表示的值。在此,nx表示与膜或层的厚度方向垂直的方向(面内方向)中、膜或层的拉伸方向的折射率,ny表示上述面内方向中、与nx方向正交的方向的折射率,nz表示厚度方向的折射率,d表示膜或层的厚度。另外,在进行多次拉伸的情况下,将第1次拉伸中的拉伸方向设为nx方向,在第2次以后的拉伸中也将该方向作为nx方向。延迟可使用市售的相位差测定装置(例如PHOTONIC LATTICE公司制“WPA-micro”)或赛纳蒙(Senarmont)法进行测定。另外,它们的测定波长只要没有特别说明,则为590nm。
此外,在没有特殊说明的情况下,膜或层的NZ系数是以(Nx-Nz)/(Nx-Ny)表示的值。在此,Nx表示与膜或层的厚度方向垂直的方向(面内方向)中、提供最大折射率的方向的折射率,Ny表示上述面内方向中、与Nx方向正交的方向的折射率,Nz表示厚度方向的折射率,d表示膜或层的厚度。另外,它们的测定波长只要没有特别说明,则为590nm。
此外,所述“长条”是指,相对于宽度,具有至少5倍以上的长度,优选具有10倍或其以上的长度,具体而言,是指具有可卷绕成卷状进行保管或输送的程度的长度。
另外,所述“大致正交”是指,所成的角度通常为85°以上、优选为89°以上,通常为95°以下、优选为91°以下。
另外,所述“大致平行”是指,除了所成的角度为0°的情况(真正平行的情况)以外,所成的角度在±5°的范围内、优选在±1°的范围内。
此外,所述“偏振片”及“相位差板”不仅包含刚直的构件,也包含例如像树脂制的膜那样具有挠性的构件。
[1.概要]
本发明的相位差板的制造方法具备以下工序:形成具备含有特性双折射为正的树脂A的树脂层a、设置于上述树脂层a的一面且含有特性双折射为负的树脂B的树脂层b、以及设置于上述树脂层b的与上述树脂层a相反侧的面且含有特性双折射为正的树脂C的树脂层c的叠层体(以下也适当称为“拉伸前叠层体”)的工序(叠层体形成工序);于温度T1将上述拉伸前叠层体沿一个方向以拉伸倍率3倍以上进行拉伸的第一拉伸工序;以及在上述第一拉伸工序之后,在比温度T1低的温度T2向与上述拉伸方向大致正交的其它方向进行拉伸,从而得到相位差板的第二拉伸工序。这里,上述树脂C含有特性双折射为正的聚合物X、和特性双折射为负的聚合物Y的交联粒子。根据该制造方法,可以稳定地制造比以往薄的相位差板。根据本发明的制造方法可获得这样的优点的原因并未确定,但根据本发明人的研究,可推测如下。
(i)在本发明的相位差板的制造方法中,通过将依次具备含有树脂A的树脂层a、含有树脂B的树脂层b及含有树脂C的树脂层c的拉伸前叠层体进行拉伸,从而得到相位差板。这里,树脂层c中所含的树脂C除聚合物X以外,还含有聚合物Y的交联粒子。由于为交联粒子,因此,即使拉伸树脂层c,聚合物Y的交联粒子也不会表现出明显的折射率各向异性。因此,即使使树脂层c仅加厚聚合物Y的交联粒子的部分,由于在拉伸后树脂层c所表现出的延迟不会过度变大,因此,可适当地控制所得相位差板的延迟。因此,在拉伸前叠层体中,可根据聚合物Y的交联粒子的量而加厚树脂层c。如果加厚树脂层c,则树脂层c的强度变强,因此可以提高拉伸倍率。由于可以这样地提高拉伸倍率,因此,可以减薄相位差板的厚度。
(ii)树脂C的特性双折射为正。因此,在所制造的相位差板的树脂层c中,会基于树脂C所具有的正的固有双折射而表现出延迟。为了基于该正的特性双折射而表现出延迟,树脂C含有固有双折射为正的聚合物X。
但树脂C中也如上上述地含有聚合物Y的交联粒子。聚合物Y的特性双折射为负。因此,在拉伸树脂层c时,尽管比未交联的聚合物Y小,但聚合物Y的交联粒子会表现出折射率各向异性。因此,在拉伸树脂层c的情况下,由聚合物X表现出的折射率各向异性仅被削弱聚合物Y的交联粒子所表现出的折射率各向异性的部分。
因此,即使聚合物Y的交联粒子仅使树脂层c加厚将由聚合物X表现出的折射率各向异性削弱的部分,在拉伸后也不会导致树脂层c所表现出的延迟过度变大,因此,可适当地控制所得相位差板的延迟。因此,在拉伸前叠层体中,可根据聚合物Y的交联粒子的量加厚树脂层c。如果加厚树脂层c,则树脂层的强度变强,因此可以提高拉伸倍率。由于可以这样地提高拉伸倍率,因此,可以减薄相位差板的厚度。
(iii)通常,在拉伸前叠层体的树脂层c中,聚合物Y的交联粒子的分散状态均匀。但是,如果对拉伸前叠层体进行拉伸,则交联粒子的分散状态在拉伸方向变疏,在与拉伸方向垂直的方向变密。因此,在拉伸后的树脂层c中会产生分布双折射(例如参照日本特开2000-313816号公报)。基于该分布双折射,也会削弱树脂层c的双折射各向异性。因此,即使使树脂层c仅加厚因分布双折射而削弱折射率各向异性的部分,由于在拉伸后树脂层c中所表现出的延迟不会过度变大,因此,可适当地控制所得相位差板的延迟。因此,在拉伸前叠层体中,可根据分布双折射的作用而加厚树脂层c。如果加厚树脂层c,则树脂层c的强度变强,因此可提高拉伸倍率。由于可以这样地提高拉伸倍率,因此,可以减薄相位差板的厚度。
(iv)一般而言,树脂层b中所含有的特性双折射为负的树脂B的强度弱。然而,由于在本发明的拉伸前叠层体中,用树脂层a及树脂层c保护了树脂层b,因此,即使提高拉伸倍率,树脂层b也不易破损。因此,可以提高拉伸倍率,因此,可以减薄相位差板的厚度。
(v)由于可以加厚树脂层c的厚度,因此,可抑制因树脂层c的拉伸而引起的破损。另外,由于在拉伸前叠层体中,也可以比以往加厚树脂层c,因此,可以防止由于过度减薄树脂层c而导致膜厚变得不均匀。因此,由于在相位板中可以抑制树脂层c的厚度变得不均匀或发生破损,因此,根据本发明的相位差板的制造方法,可稳定地制造薄的相位差板。
[2.叠层体形成工序]
在叠层体形成工序中,形成拉伸前叠层体。拉伸前叠层体优选使用树脂A、树脂B及树脂C,利用共挤出法或共流延法制造,其中,优选共挤出法。
[2.1.树脂A]
树脂A为特性双折射为正的树脂。通常使用特性双折射为正的热塑性树脂作为树脂A。
由于树脂A的特性双折射为正,因此,通常树脂A含有特性双折射为正的聚合物。作为该聚合物的例子,可以举出:聚乙烯、聚丙烯等烯烃聚合物;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯聚合物;聚苯硫醚等聚芳硫醚聚合物;聚乙烯醇聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚芳酯聚合物、纤维素酯聚合物、聚醚砜聚合物、聚砜聚合物、聚芳砜聚合物、聚氯乙烯聚合物、降冰片烯聚合物、棒状液晶聚合物等。这些聚合物可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。另外,聚合物可以为均聚物,也可以为共聚物。这些聚合物中,从延迟的表现性、低温下的拉伸性、以及树脂层a与树脂层a以外的层之间的粘接性的观点考虑,优选聚碳酸酯聚合物。
作为聚碳酸酯聚合物,只要为具有由碳酸酯键(-O-C(=O)-O-)形成的重复单元的聚合物就可以使用任意的聚合物。作为聚碳酸酯聚合物的例子,可以举出:双酚A聚碳酸酯、支链双酚A聚碳酸酯、o,o,o’,o’-四甲基双酚A聚碳酸酯等。
树脂A也可以含有配合剂。作为配合剂的例子,可以举出:润滑剂;层状晶体化合物;无机微粒;抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、近红外线吸收剂等稳定剂;增塑剂;染料、颜料等着色剂;抗静电剂;等等。其中,润滑剂、紫外线吸收剂可提高挠性及耐候性,故优选。另外,配合剂可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。
作为紫外线吸收剂,例如可以举出:羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、丙烯腈类紫外线吸收剂、三嗪类化合物、镍络盐类化合物、无机粉末等。作为优选的紫外线吸收剂的具体例,可以举出:2,2’-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2,4-二叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮等。作为特别优选的紫外线吸收剂,可以举出:2,2’-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)。
配合剂的量可以在不显著破坏本发明的效果的范围内适当确定。例如可以在使拉伸前叠层体的1mm厚的总光线透射率保持80%以上的范围。
树脂A的重均分子量优选调整至能够使用树脂A来实施熔融挤出法或溶液流延法的范围。
树脂A的玻璃化转变温度TgA通常为80℃以上,优选为90℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为110℃以上,特别优选为120℃以上。通过使玻璃化转变温度TgA高至上述程度,可以减少树脂A的取向松弛。玻璃化转变温度TgA的上限没有特别限制,但通常为200℃以下。
树脂A在后述树脂B的玻璃化转变温度TgB下的断裂伸长率优选为50%以上,更优选为80%以上。如果断裂伸长率在该范围,则可以通过拉伸而稳定地制作相位差板。需要说明的是,断裂伸长率通过使用JIS7127记载的试验片型1B的试验片、以拉伸速度100mm/分钟而求得。另外,树脂A的断裂伸长率的上限没有特别限制,但通常为200%以下。
[2.2.树脂B]
树脂B是特性双折射为负的树脂。通常使用特性双折射为负的热塑性树脂作为树脂B。
由于树脂B的特性双折射为负,因此,树脂B通常含有特性双折射为负的聚合物。作为该聚合物的例子,可以举出:包含苯乙烯或苯乙烯衍生物的均聚物或与其它单体形成的共聚物的聚苯乙烯类聚合物;聚丙烯腈聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、或它们的多元共聚聚合物等。另外,作为聚苯乙烯类聚合物中所含的其它单体的优选例,例如可以举出:丙烯腈、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯及丁二烯。这些聚合物可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。这些聚合物中,从延迟的表现性高的观点考虑,优选聚苯乙烯类聚合物,进一步,从耐热性高的方面考虑,特别优选苯乙烯或苯乙烯衍生物与马来酸酐形成的共聚物。此时,相对于苯乙烯类聚合物100重量份,聚合马来酸酐而形成的结构单元(马来酸酐单元)的量优选为5重量份以上,更优选为10重量份以上,特别优选为15重量份以上,优选为30重量份以下,更优选为28重量份以下,特别优选为26重量份以下。
树脂B也可以含有配合剂,作为其例子,可以举出与树脂A可以含有的配合剂同样的配合剂。另外,配合剂可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。
配合剂的量可以在不显著破坏本发明的效果的范围内适当确定。例如可以在使拉伸前叠层体的1mm厚的总光线透射率保持80%以上的范围。
树脂B的重均分子量优选调整至能够使用树脂B来实施熔融挤出法或溶液流延法的范围。
树脂B的玻璃化转变温度TgB通常为80℃以上,优选为90℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为110℃以上,特别优选为120℃以上。通过使玻璃化转变温度TgB高至上述程度,可以减少树脂B的取向松弛。玻璃化转变温度TgB的上限没有特别限制,但通常为200℃以下。
树脂B在上述树脂A的玻璃化转变温度TgA下的断裂伸长率优选为50%以上,更优选为80%以上。如果断裂伸长率在该范围,则可以通过拉伸稳定地制作本发明的相位差板。树脂B的断裂伸长率的上限没有特别限制,但通常为200%以下。
树脂A的玻璃化转变温度TgA和树脂B的玻璃化转变温度TgB之差的绝对值优选大于5℃,更优选为8℃以上,优选为40℃以下、更优选为20℃以下。通过使上述玻璃化转变温度之差的绝对值高于上述范围的下限值,可以提高延迟的表现的温度依赖性。另一方面,通过使上述玻璃化转变温度之差的绝对值在上述范围的上限值以下,可以使玻璃化转变温度高的树脂的拉伸变得容易,提高相位差板的平面性。另外,上述的玻璃化转变温度TgA优选比玻璃化转变温度TgB高。因此,通常优选使树脂A和树脂B满足TgA>TgB+5℃的关系。
[2.3.树脂C]
树脂C是特性双折射为正的树脂。通常使用特性双折射为正的热塑性树脂作为树脂C。另外,树脂C含有特性双折射为正的聚合物X、和特性双折射为负的聚合物Y的交联粒子。
作为聚合物X,例如可以举出:在树脂A的说明中例示的特性双折射为正的聚合物。其中,作为聚合物X,从延迟的表现性、低温下的拉伸性、以及树脂层c与树脂层c以外的层之间的粘接性的观点考虑,优选聚碳酸酯聚合物。另外,聚合物X可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。
作为聚合物Y,例如可以举出:在树脂B的说明中例示的特性双折射为负的聚合物。其中,作为聚合物Y,从延迟的表现性高的观点考虑,优选聚苯乙烯类聚合物。另外,聚合物Y可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。
聚合物Y的交联粒子是由聚合物Y的交联物而形成的粒子。这样的聚合物Y的交联粒子例如可通过使苯乙烯在二乙烯基苯的存在下进行悬浮聚合来制造。
将聚合物X的量设为100重量份,聚合物Y的交联粒子的量通常为0.01重量份以上,优选为0.1重量份以上,更优选为0.3重量份以上,通常为30重量份以下,优选为20重量份以下,更优选为10重量份。通过使聚合物Y的交联粒子的量在上述范围的下限值以上,可以抑制树脂层c所表现出的延迟,通过使其量在上限值以下,可以抑制浊度。
聚合物Y的体积平均粒径通常为0.1μm以上,优选为0.2μm以上,更优选为0.3μm以上,通常为1.5μm以下,优选为1.2μm以下,更优选为0.9μm以下。通过使聚合物Y的交联粒径在上述范围的下限值以上,可抑制二次凝聚,通过使其粒径在上限值以下,可以抑制在挤出成型时被聚合物过滤器捕集。
树脂C也可以含有配合剂,作为其例子,可以举出与树脂A可以含有的配合剂同样的配合剂。另外,配合剂可以单独使用1种,也可以以任意比率组合使用2种以上。
配合剂的量可以在不显著破坏本发明的效果的范围内适当确定。例如可以在使拉伸前叠层体的1mm厚的总光线透射率保持80%以上的范围。
树脂C的重均分子量优选调整至能够使用树脂C来实施熔融挤出法或溶液流延法的范围。
基于与在树脂A的项中所说明的同样的理由,可以使树脂C的玻璃化转变温度TgC处于与树脂A的玻璃化转变温度TgA同样的范围。
另外,基于与在树脂A的项中所说明的同样的理由,可以使树脂C在树脂B的玻璃化转变温度TgB下的断裂伸长率处于与树脂A在树脂B的玻璃化转变温度TgB下的断裂伸长率同样的范围。
此外,基于与在树脂B的项中所说明的同样的理由,可以使树脂C的玻璃化转变温度TgC和树脂B的玻璃化转变温度TgB之差的绝对值处于与树脂A的玻璃化转变温度TgA和树脂B的玻璃化转变温度TgB之差的绝对值同样的范围。
通常,聚合物Y的交联粒子不会对树脂C的玻璃化转变温度TgC造成很大的影响。这是因为由于形成交联粒子的聚合物Y被交联,因此,具有即使在高温下也可维持交联粒子的粒子形状的性质。该方面与认为例如将未交联的聚合物Y混合在聚合物X中的树脂中聚合物Y的分子量及量影响该树脂的玻璃化转变温度是对照的。因此,在调整树脂C的玻璃化转变温度TgC的情况下,优选对聚合物X进行控制。
进而,树脂C除含有聚合物Y的交联粒子以外,优选使用与树脂A同样的树脂。因此,聚合物X及配合剂优选含有与树脂A所含有的聚合物及配合剂相同的物质,另外,它们的量也优选与树脂A同量。由此,可以抑制拉伸前叠层体或相位差板产生弯曲或翘曲。
[2.4.拉伸前叠层体的形成方法]
优选利用共挤出法形成拉伸前叠层体。共挤出法是将熔融状态的多个树脂挤出而成型的方法。共挤出法在制造效率方面以及不会使溶剂等挥发性成分残留在拉伸前叠层体中的方面优异。
另外,由于聚合物Y发生交联,因此,即使在使树脂C达到熔融状态的情况下,交联粒子也能够在保持粒子形状的状态下分散在树脂C内。此时,由于交联粒子的分散性良好,因此,树脂C不易产生浊度。与此相对,假设使用含有聚合物X和未交联的聚合物Y的树脂实施共挤出法,则聚合物X和聚合物Y会发生相分离而产生聚合物X或聚合物Y的凝聚块,树脂C有可能发生白浊。因此,使用聚合物Y的交联粒子有在共挤出法中防止浊度而提高透明性的意义。
作为共挤出的方法,例如可以举出:共挤出T型模法、共挤出吹塑法、共挤出层压法等。这些方法中,优选共挤出T型模法。共挤出T型模法有进料块方式及多歧管方式。其中,从可以减少树脂层a及树脂层c的厚度偏差的方面考虑,特别优选多歧管方式。
在采用共挤出T型模法的情况下,具有T型模的挤出机中的树脂的熔融温度优选在比各树脂的玻璃化转变温度(Tg)高80℃的温度以上,更优选在高100℃的温度以上,另外,优选在高180℃温度的以下,更优选在高150℃温度以下。通过使挤出机中的树脂的熔融温度为上述范围的下限值以上,可以充分地提高树脂的流动性,通过使其熔融温度在上限值以下,可以防止树脂的劣化。
通常,使从模头的开口部挤出的片状的熔融树脂与冷却鼓密合。使熔融树脂与冷却鼓密合的方法没有特别限制,例如可以举出:气刀方式、真空箱方式、静电密合方式等。
冷却鼓的数量没有特别限制,通常为2个以上。另外,作为冷却鼓的配置方法,例如可以举出直线型、Z型、L型等,没有特别限制。另外,使从模头的开口部挤出的熔融树脂通过冷却鼓的方法也没有特别限制。
根据冷却鼓的温度不同,所挤出的片状树脂对冷却鼓的密合情况发生变化。如果提高冷却鼓的温度,则密合变得良好,但如果过度提高温度,则有可能导致片状的树脂无法从冷却鼓剥离、卷绕在鼓上。因此,如果将从模中挤出的树脂A、树脂B及树脂C中的与鼓接触的层的树脂的玻璃化转变温度设为Tg,则冷却鼓的温度优选为(Tg+30)℃以下,进一步优选为(Tg-5)℃~(Tg-45)℃的范围。由此,可以防止滑移、损伤等不良情况。
这里,优选使拉伸前叠层体中的残留溶剂的含量少。作为达到此目的的方法,例如可以举出:(1)减少作为原料的树脂的残留溶剂;(2)在将拉伸前叠层体成型之前将树脂预干燥等方法。预干燥例如可以将树脂制成颗粒等形态,用热风干燥机等进行。干燥温度优选为100℃以上,干燥时间优选为2小时以上。通过进行预干燥,可以减少拉伸前叠层体中的残留溶剂,进而可以防止所挤出的片状树脂的发泡。
[2.5.拉伸前叠层体]
拉伸前叠层体依次具备含有树脂A的树脂层a、含有树脂B的树脂层b及含有树脂C的树脂层c。另外,树脂层a优选为由树脂A构成的层,树脂层b优选为树脂B构成的层,树脂层c优选为由树脂c构成的层。通常,树脂层a和树脂层b直接接触,另外,树脂层b和树脂层c也直接接触。
树脂层a、树脂层b及树脂层c的厚度可根据应制造的相位差板的延迟进行设定。但是,树脂层c的厚度优选比树脂层a的厚度薄。即,特别优选使较薄的树脂层c中包含聚合物Y的交联粒子。其理由在于,特别是可以通过使较薄的树脂层c中包含交联粒子而加厚该树脂层c的厚度,因而不会使拉伸前叠层体中树脂层c的厚度变得不均匀。另外,其理由还在于,即使提高拉伸前叠层体的拉伸倍率,树脂层也不易破损。
例如,在树脂A和树脂C除聚合物Y的交联粒子以外相同的情况下,树脂层a的厚度与树脂层c的厚度之比即“树脂层a的厚度/树脂层c的厚度”优选为1.5/1以上。另外,从保持树脂层c的厚度精度的观点考虑,“树脂层a的厚度/树脂层c的厚度”优选为10/1以下。
此外,在制造三维相位差板作为相位差板的情况下,通常,树脂层b的厚度比树脂层a及树脂层c的厚度之和厚。例如,在使用含有聚碳酸酯聚合物的树脂作为树脂A及树脂C、使用含有聚苯乙烯类聚合物的树脂作为树脂B来制造三维相位差板的情况下,树脂层a及树脂层c的厚度的总和、与树脂层b的厚度的总和之比((树脂层a的厚度的总和+树脂层c的厚度的总和)/树脂层b的厚度的总和)通常为1/15以上,优选为1/10以上,另外,通常为1/4以下。由此,可增大延迟的表现的温度依赖性。
另外,拉伸前叠层体的总厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,特别优选为30μm以上,优选为500μm以下,更优选为300μm以下,特别优选为250μm以下。通过使拉伸前叠层体为上述范围的下限以上,可表现出充分的延迟、或提高机械强度,通过为上述范围的上限以下,可以使相位差板具有充分的柔软性,从而提高操作性。
拉伸前叠层体具有如下的性质:通过在温度T1及T2这样的不同温度下沿着相互大致正交的不同方向进行拉伸,在树脂层a、树脂层b及树脂层c的各层中会根据各温度T1及T2以及拉伸方向而产生延迟。在利用本发明的相位差板的制造方法制造三维相位差板的情况下,利用该性质来制造相位差板。此时,通过将树脂层a产生的延迟、树脂层b产生的延迟及树脂层c产生的延迟加以合成,可以使相位差板的NZ系数为0以上且1以下。
树脂层a、树脂层b及树脂层c中通过拉伸而产生的延迟的大小,由拉伸前叠层体的厚度、拉伸温度及拉伸倍率等决定。因此,优选根据所要表现的偏振片补偿功能等光学功能来确定拉伸前叠层体的具体构成。
其中,对于拉伸前叠层体而言,在将向着某一方向的拉伸方向(即单轴拉伸方向)设为X轴、将在膜面内相对于单轴拉伸方向正交的方向设为Y轴、以及将膜厚度方向设为Z轴时,垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光(以下适宜称作“XZ偏振光”)相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光(以下适宜称为“YZ偏振光”)的相位优选满足下述要件(以下适宜称为“要件P”):
在温度T1下沿X轴方向进行单轴拉伸时延迟,
在与温度T1不同的温度T2下沿X轴方向进行单轴拉伸时超前。
上述要件P要在将拉伸前叠层体的面内各个方向中的至少一个方向设为X轴的情况下满足。通常,由于拉伸前叠层体为各向同性(即不具有各向异性)的未加工卷材膜(原反フィルム),因此,如果在将面内的一个方向设为X轴时使其满足要件P,则在将其它任意方向设为X轴时也能够满足要件P。
在通过单轴拉伸而使X轴表现为慢轴的膜中,相对于YZ偏振光,XZ偏振光的相位延迟。相反,在通过单轴拉伸而使X轴表现为快轴的膜中,相对于YZ偏振光,XZ偏振光的相位超前。
如上所述,在满足要件P的情况下,拉伸前叠层体成为慢轴或快轴的表现方式依赖于拉伸温度的膜。这样的延迟表现的温度依赖性可通过例如调整树脂A、树脂B及树脂C的光弹性系数以及各层的厚度比等关系来加以调整。
面内的延迟是用折射率nx与折射率ny之差(=nx-ny)乘以厚度d而求得的值,所述折射率nx是拉伸方向即X轴方向的折射率,所述折射率ny是与拉伸方向正交的方向即Y轴方向的折射率。将树脂层a、树脂层b及树脂层c叠层时的叠层体的延迟由树脂层a的延迟、树脂层b的延迟及树脂层c的延迟合成而成。因此,为了通过高温度T1及低温度T2下的拉伸而使包含树脂层a、树脂层b及树脂层c的叠层体的延迟的符号变得相反,优选对树脂层a、树脂层b及树脂层c的厚度进行调整,使得:(i)通过低温度T2下的拉伸,玻璃化转变温度高的树脂所表现出的延迟的绝对值小于玻璃化转变温度低的树脂所表现出的延迟的绝对值,(ii)通过高温度T1下的拉伸,玻璃化转变温度低的树脂所表现出的延迟的绝对值小于玻璃化转变温度高的树脂所表现出的延迟的绝对值。
这样,通过对下述要素进行调整,可获得满足要件P(即,相对于YZ偏振光,XZ偏振光的相位在于温度T1下沿X轴方向进行单轴拉伸时延迟、在于温度T2下沿X轴方向进行单轴拉伸时超前这样的要件)的叠层体,所述要素包括:通过朝着一个方向拉伸(即单轴拉伸)而在树脂层a、树脂层b及树脂层c的各个层中表现出的X轴方向的折射率nx与Y轴方向的折射率ny之差;树脂层a的厚度的总和;树脂层b的厚度的总和;以及树脂层c的厚度的总和。
结合附图对于对满足要件P的拉伸前叠层体进行拉伸时的延迟的表现进行具体说明。图1是表示在假定构成树脂层a及c的树脂A及C的玻璃化转变温度TgA及TgC高、构成树脂层b的树脂B的玻璃化转变温度TgB低的情况下,对树脂层a及c和树脂层b进行拉伸时的延迟△的温度依赖性、和对拉伸前叠层体进行拉伸时的延迟△的温度依赖性的一个例子的图。就图1所示的拉伸前叠层体而言,在温度Tb下进行拉伸时,与在树脂层a及c中表现出的正的延迟相比,在树脂层b中表现出的负的延迟大,因此,作为相位差板整体而表现出负的延迟△。另一方面,在温度Ta下进行拉伸时,与在树脂层a及c中表现出的正的延迟相比,在树脂层b中表现出的负的延迟小,因此,作为相位差板整体而表现出正的延迟△。因此,通过将这样的不同温度Ta及Tb下的拉伸加以组合,可以将在各温度下拉伸时所产生的延迟加以合成,从而稳定地实现具有所期望的延迟、进而可发挥出所期望的光学功能的相位差板。
另外,在拉伸前叠层体中,树脂层a、树脂层b及树脂层c的各厚度的偏差优选在整面中为1μm以下。由此,在将相位差板设置于显示装置的情况下,可以减少该显示装置的色调不均。另外,可以使长期使用后的色调变化均匀。
为了如上所述地使A层、B层及C层的膜厚的偏差在整面中为1μm以下,可如下述(1)~(6)那样操作。
(1)在挤出机内设置网眼为20μm以下的聚合物过滤器。
(2)使齿轮泵以5rpm以上旋转。
(3)在模头周围设置围栏装置。
(4)将气隙设为200mm以下。
(5)在将膜浇铸于冷却辊上时进行边缘固定(edge pinning)。
(6)使用双螺杆挤出机或螺杆形式为双头螺旋型的单螺杆挤出机作为挤出机。
对于各树脂层的厚度,可使用市售的接触式厚度计测定膜的总厚,接着将厚度测定部分切断,用光学显微镜观察剖面,求出各层的厚度比,根据其比率进行计算。另外,也可以将该操作在膜的MD(膜的流动方向)及TD方向(膜的宽度方面)每隔一定间隔地进行,求出厚度的平均值及偏差。
厚度的偏差以上述测定的测定值的算术平均值Tave为基准,将测定的厚度T之内的最大值设为Tmax、将最小值设为Tmin,由下式算出。
厚度的偏差(μm)=“Tmax-Tmin”及“Tmax-Tave”中的较大者。
在不显著破坏本发明的效果的情况下,拉伸前叠层体除了具有树脂层a、树脂层b及树脂层c以外,也可以具有其它任意层。作为任意层,例如可以举出:粘接各树脂层间的粘接层、使膜的滑动性良好的消光层、耐冲击性聚甲基丙烯酸酯树脂层等硬涂层、防反射层、防污层等。相对于通过共挤出而得到的拉伸前叠层体,任意层可以在其后设置,也可以在将树脂A、树脂B及树脂C共挤出时将任意层的形成材料与树脂A、树脂B及树脂C共挤出。
拉伸前叠层体的总光线透射率优选为85%以上。这是为了使得到的相位差板成为适于作为光学构件的材料。另外,理想的上限为100%。上述光线透射率可依据JIS K0115、使用分光光度计(日本分光公司制,紫外可见近红外分光光度计“V-570”)进行测定。
拉伸前叠层体的浊度优选为5%以下,更优选为3%以下,特别优选为1%以下。通过将浊度设为低值,可以提高所制造的安装有相位差板的显示装置的显示图像的鲜明性。另外,理想的下限为零。在此,浊度为依据JISK7361-1997、使用日本电色工业公司制“浊度计NDH-300A”测定5个部位而求出的它们的平均值。
拉伸前叠层体的△YI优选为5以下,更优选为3以下。如果该△YI在上述范围,则没有着色且可见性良好。另外,理想的下限为零。△YI依据ASTM E313、使用日本电色工业公司制“分光色差计SE2000”进行测定。进行五次同样的测定并求出其算术平均值。
优选拉伸前叠层体的外表面平坦,实质上不具有沿MD方向延伸的不规则地产生的线状凹部或线状凸部(所谓的分模线)。这里,所述“平坦,实质上不具有不规则地产生的线状凹部或线状凸部”是指,即使形成了线状凹部或线状凸部,它们也是深度低于50nm或者宽度大于500nm的线状凹部、或者是高度低于50nm或者宽度大于500nm的线状凸部。更优选为深度低于30nm或者宽度大于700nm的线状凹部、或高度低于30nm或者宽度大于700nm的线状凸部。通过采用这样的构成,可以防止因光在线状凹部或线状凸部的折射等而产生的光的干涉或漏光,可以提高光学性能。另外,所述的“不规则地产生”是指,在非有意的位置以非有意的尺寸、形状等形成。
上述的线状凹部的深度、线状凸部的高度及它们的宽度可以利用如下所述的方法求得。对拉伸前叠层体照射光,将透射光映射于屏幕,将屏幕上呈现的具有光的明条纹或暗条纹的部分(该部分为线状凹部的深度及线状凸部的高度大的部分)以30mm见方切取。利用三维表面结构分析显微镜(视野范围5mm×7mm)对切取的膜片的表面进行观察,并将其转换为三维图像,由该三维图像求出剖面轮廓,剖面轮廓在视野范围中以1mm间隔求得。
在该剖面轮廓上引平均线。从该平均线至线状凹部的底部的长度为线状凹部深度,另外,从该平均线至线状凸部的顶部的长度为线状凸部高度。平均线和轮廓的交点间的距离为宽度。由这些线状凹部深度及线状凸部高度的测定值分别求出最大值,并分别求出显示其最大值的线状凹部或线状凸部的宽度。将以上求得的线状凹部深度及线状凸部高度的最大值、显示其最大值的线状凹部的宽度及线状凸部的宽度作为该膜的线状凹部的深度、线状凸部的高度及它们的宽度。
可以将拉伸前叠层体的TD方向的尺寸设为例如500mm~2000mm。另外,拉伸前叠层体的MD方向的尺寸没有限制,但优选为长条的膜。
[3.第一拉伸工序]
在第一拉伸工序中,于温度T1将拉伸前叠层体沿一个方向进行拉伸。即,将拉伸前叠层体在温度T1下进行单轴拉伸。如果在温度T1下进行拉伸,则在树脂层a、树脂层b及树脂层c的各个层中,根据拉伸前叠层体的构成、拉伸温度T1及拉伸倍率等而产生延迟,而作为树脂层a、树脂层b及树脂层c的整体也产生延迟。此时,例如在拉伸前叠层体满足要件P的情况下,XZ偏振光相对于YZ偏振光的相位延迟。
温度T1以能够获得所期望的延迟的方式设定于适当的温度。例如在树脂A的玻璃化转变温度TgA及树脂C的玻璃化转变温度TgC高于树脂B的玻璃化转变温度TgB的情况下,温度T1优选如下地设定。即,以树脂A的玻璃化转变温度TgA、树脂B的玻璃化转变温度TgB、树脂C的玻璃化转变温度TgC为基准,优选使温度T1高于TgB,更优选高于TgB+5℃,进一步优选高于TgB+10℃,另外,优选比TgA及TgC中任一较高的温度+40℃低,更优选比TgA及TgC中任一较高的温度+20℃低。如果使温度T1高于上述温度范围的下限,则可以将树脂层b的面内延迟Reb及厚度方向的延迟Rtb稳定地控制在所期望的范围。另外,如果使温度T1低于上述温度范围的上限,则可以将树脂层a的面内延迟Rea及厚度方向的延迟Rta、以及树脂层c的面内延迟Rec及厚度方向的延迟Rtc稳定地控制在所期望的范围。
另外,由于可以加厚拉伸前叠层体中树脂层c的厚度,因此,即使将拉伸前叠层体以比以往高的拉伸倍率进行拉伸,也不易产生树脂层c的破损或厚度的不均匀。因此,在第一拉伸工序中,可以以通常3倍以上、优选3.3倍以上、更优选3.5倍以上的高拉伸倍率进行拉伸。由于可以以如上所述的高拉伸倍率进行拉伸,因此可以减薄所得相位差板的厚度。另外,从稳定地制造相位差板的观点考虑,上限通常为6倍以下、优选为5倍以下、更优选为4倍以下。
单轴拉伸可以通过以往公知的方法进行。例如可以举出:利用辊间的圆周速度差沿纵向(通常与MD方向一致)进行单轴拉伸的方法;使用拉幅机沿横向(通常与TD方向一致)进行单轴拉伸的方法等。作为沿纵向进行单轴拉伸的方法,例如可以举出:在辊间进行的IR加热方式及浮动方式等。其中,从可得到光学均匀性高的相位差板的方面考虑,优选浮动方式。另一方面,作为沿横向进行单轴拉伸的方法,可以举出拉幅机法。
拉伸时,为了减少拉伸不均及厚度不均,也可以在拉伸区域在膜的宽度方向上赋予温度差。为了在拉伸区域在膜的宽度方向上赋予温度差,可以采用例如在宽度方向调整暖风喷嘴的开度、或将IR加热器沿宽度方向排列进行加热控制等公知的方法。
[4.第二拉伸工序]
在第一拉伸工序之后进行第二拉伸工序。在第二拉伸工序中,将在第一拉伸工序中沿一个方向进行了拉伸的拉伸前叠层体沿着与第一拉伸工序中的拉伸方向大致正交的其它方向进行拉伸。
另外,在第二拉伸工序中,在比温度T1低的温度T2下对拉伸前叠层体进行拉伸。即,将拉伸前叠层体在相对较低的温度T2下进行单轴拉伸。如果在温度T2下进行拉伸,则在树脂层a、树脂层b及树脂层c的各个层中根据拉伸前叠层体的构成、拉伸温度T2及拉伸倍率等而产生延迟,作为树脂层a、树脂层b及树脂层c的整体也产生延迟。此时,如果例如拉伸前叠层体满足要件P,则通过第二拉伸工序中的拉伸,XZ偏振光相对于YZ偏振光的相位超前。
温度T2以能够获得所期望的延迟的方式设定于适当的温度。例如在树脂A的玻璃化转变温度TgA及树脂C的玻璃化转变温度TgC高于树脂B的玻璃化转变温度TgB的情况下,温度T2优选如下地设定。即,以树脂B的玻璃化转变温度TgB为基准,优选使温度T2高于TgB-20℃,更优选高于TgB-10℃,另外,优选低于TgB+5℃,更优选低于TgB。如果使温度T2高于上述温度范围的下限,则可以防止在拉伸时拉伸前叠层体断裂或发生白浊,如果使温度T2低于上述温度范围的上限,则可以将树脂层b的面内延迟Reb及厚度方向的延迟Rtb稳定地控制在所期望的范围。
另外,温度T1与温度T2之差通常为5℃以上,优选为10℃以上。通过如上所述地加大温度T1与温度T2之差,可以使相位差板稳定地表现出偏振片补偿功能。需要说明的是,温度T1与温度T2之差的上限没有限制,但从工业生产性的观点考虑为100℃以下。
第二拉伸工序中的单轴拉伸可以应用与能够在第一拉伸工序中的单轴拉伸中采用的方法同样的方法。但是,第二拉伸工序中的单轴拉伸优选以比第一拉伸工序中的单轴拉伸小的拉伸倍率进行。具体而言,第二拉伸工序中的拉伸倍率优选为1.1倍~2倍,更优选为1.1倍~1.5倍。
第一拉伸工序及第二拉伸工序中的拉伸方向的组合可以是:例如,在第一拉伸工序中沿纵向拉伸、在第二拉伸工序中沿横向拉伸,或在第一拉伸工序中沿横向拉伸、在第二拉伸方向中沿纵向拉伸,或在第一拉伸工序中沿斜向拉伸、在第二拉伸工序中沿与其大致正交的的斜向拉伸。这里的所述斜向表示与纵向及横向这两者均不平行的方向。其中,优选在第一拉伸工序中沿横向拉伸、在第二拉伸工序中沿纵向拉伸。通过使拉伸倍率小的第二拉伸工序中的拉伸沿纵向进行,可以在所得相位差板的整板范围内减小光轴方向的偏差。
通过如上所述地对拉伸前叠层体实施第一拉伸工序和第二拉伸工序,可以在第一拉伸工序及第二拉伸工序的各工序中,在树脂层a及树脂层b产生与拉伸温度、拉伸方向及拉伸倍率等相应的延迟。因此,在经由第一拉伸工序和第二拉伸工序得到的相位差板中,通过合成在第一拉伸工序及第二拉伸工序的各工序中在树脂层a、树脂层b及树脂层c上产生的延迟,可产生所期望的延迟。因此,利用第二拉伸工序,可以得到具有所期望的延迟的相位差板。
另外,通过对具备树脂层a、树脂层b及树脂层c的拉伸前叠层体进行共拉伸,与将分别经过拉伸后的树脂层a、树脂层b及树脂层c贴合而制造相位差板的情况相比,可以缩短制造工序,降低制造成本。另外,含有特性双折射值为负的树脂B的树脂层b不易单独进行拉伸,有时会产生拉伸不均、断裂等,但通过用树脂层a及树脂层c加以保护,可稳定地进行共拉伸,并且可以减小树脂层b的厚度不均。
[5.其它工序]
在本发明的相位差板的制造方法中,在能够得到所期望的相位差板的情况下,也可以在上述的叠层体形成工序、第一拉伸工序及第二拉伸工序以外进行任意的工序。
例如也可以在对拉伸前叠层体进行拉伸之前设置将拉伸前叠层体预先加热的工序(预热工序)。作为对拉伸前叠层体进行加热的方式,例如可以举出:烘箱型加热装置、辐射加热装置、或浸渍在液体中等。其中,优选烘箱型加热装置。在预热工序中的加热温度通常为拉伸温度-40℃以上、优选为拉伸温度-30℃以上,通常为拉伸温度+20℃以下、优选为拉伸温度+15℃以下。另外,所述拉伸温度是指加热装置的设定温度。
另外,例如也可以在第一拉伸工序及第二拉伸工序的一者或两者之后对经过拉伸的膜进行固定处理。固定处理中的温度通常为室温以上、优选为拉伸温度-40℃以上,通常为拉伸温度+30℃以下、优选为拉伸温度+20℃以下。
此外,例如也可以进行在所得相位差板的表面设置例如消光层、硬涂层、防反射层、防污层等的工序。
[6.相位差板]
通过上述的制造方法,可得到相位差板。作为经由上述第一拉伸工序及第二拉伸工序而得到的相位差板,根据各拉伸工序的拉伸条件,可考虑如下的两种形式:(1)拉伸后的树脂层a的慢轴、拉伸后的树脂层b的慢轴及拉伸后的树脂层c的慢轴之间相互大致平行的形式;(2)拉伸后的树脂层a及树脂层c的慢轴与拉伸后的树脂层b的慢轴之间大致正交的形式。其中,通常为(1)拉伸后的树脂层a的慢轴、拉伸后的树脂层b的慢轴及拉伸后的树脂层c的慢轴之间相互大致平行的形式。
另外,通过上述的制造方法制造的相位差板优选为三维相位差板。即,所制造的相位差板的NZ系数优选为0以上、更优选为0.3以上、特别优选为0.5以上,优选为1以下,更优选为0.9以下、特别优选为0.8以下。这样的三维相位差板安装于显示装置时,可表现出优异的光学补偿功能。
相位差板也可以为通过60℃、90%RH、100小时的热处理而在纵向及横向上发生收缩的材料。其中,其收缩率优选为0.5%以下、更优选为0.3%以下。通过如上所述地减小收缩率,在高温高湿环境下使用相位差板时,可以抑制因收缩应力引起的变形导致相位差板从显示装置剥离。
相位差板的厚度以树脂层a、树脂层b及树脂层c的总厚度计,通常为10μm以上,优选为30μm以上,通常为200μm以下,优选为150μm以下。此外,优选树脂层a、树脂层b及树脂层c的厚度的偏差在整面中为1μm以下。由此,可以减少显示装置中色调的不均。另外,可以使长期使用后的色调变化均匀。为了实现该目的,可以使拉伸前叠层体中树脂层a、树脂层b及树脂层c的厚度不均在整面中为1μm以下。
对于相位差板而言,在其总光线透射率、浊度、△Yl、JIS铅笔硬度、以及优选外表面平坦、实质上不具有线状凹部或线状凸部的方面,与拉伸前叠层体相同。
相位差板也可以具有除了树脂层a、树脂层b及树脂层c以外的任意层。作为任意层的例子,可以举出与在拉伸前叠层体的项中所说明的同样的层。
另外,可以使相位差板的宽度方向的尺寸为1000mm~2000mm。
[7.液晶显示装置]
利用本发明的制造方法制造的相位差板通常具有优异的偏振片补偿功能。因此,该相位差板可以单独或与其它构件组合而应用于液晶显示装置、有机电致发光显示装置、等离子体显示装置、FED(场致发射)显示装置、SED(表面电场)显示装置等显示装置。
液晶显示装置通常具备各个吸收轴大致正交的一对偏振片(光入射侧偏振片及光出射侧偏振片)、和设置于上述一对偏振片之间的液晶单元。在液晶显示装置中设置相位差板的情况下,可以在上述的一对偏振片之间设置相位差板。此时,相位差板可设置于相对于液晶单元的光入射侧,也可以设置于相对于液晶单元的光出射侧,还可以设置于相对于液晶单元的光入射侧及光出射侧的两侧。通常,上述的一对偏振片、相位差板及液晶单元作为液晶面板而一体地设置,从光源向该液晶面板照射光,从而在存在于液晶面板的光出射侧的显示面上显示图像。此时,由于相位差板可发挥优异的偏振片补偿功能,因此,可减少从斜向观看液晶显示装置的显示面时的漏光。另外,由于相位差板通常还具有除了偏振片补偿功能之外的其它优异的光学功能,因此可以进一步提高液晶显示装置的可见性。
作为液晶单元的驱动方式,例如可以举出:平面转换(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、混合排列向列(HAN)方式、扭转向列(TN)方式、超扭转向列(STN)方式、光学补偿弯曲(OCB)方式等。其中,优选平面转换方式及垂直取向方式,特别优选平面转换方式。平面转换方式的液晶单元视场角宽,但通过应用相位差板可进一步拓宽视场角。
相位差板也可以贴合于液晶单元或偏振片。贴合可以使用公知的粘接剂。
另外,相位差板可以单独使用1片,也可以使用2片以上。
此外,将相位差板设置于液晶显示装置时,也可以将利用本发明的制造方法制造的相位差板和其以外的相位差板组合使用。例如将利用本发明的制造方法制造的相位差板设置于具备垂直取向方式的液晶单元的液晶显示装置时,在一对偏振片之间,除了利用本发明的制造方法制造的相位差板以外,也可以设置用以改善视场角特性的其它相位差板。
[8.其它事项]
通过本发明的制造方法制造的相位差板也可用于上述以外的用途。例如,通过使相位差板的面内延迟Re达到120nm~160nm,可以将相位差板作为1/4波长板,如果将该1/4波长板与直线起偏镜组合,则可以制成圆偏振片。此时,优选1/4波长板的慢轴与直线偏振光镜的吸收轴所成的角度为45±2°。
另外,也可以将相位差板用作偏振片的保护膜。偏振片通常具备起偏镜和贴合于该起偏镜两面的保护膜。如果将相位差板贴合于起偏镜,则可以将相位差板用作保护膜。此时,由于可省略保护膜,因此可以减薄液晶显示装置。
实施例
下面,结合实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不限定于以下说明的实施例,也可以在不脱离本发明的权利要求书及其均等范围的范围内任意地变更来实施。
在以下的说明中,在没有特别说明的情况下,表示量的“%”及“份”为重量基准。另外,在没有特别说明的情况下,以下说明的操作在常温及常压的条件下进行。
[评价方法]
[利用显微镜的厚度测定]
将膜包埋于环氧树脂中之后,使用切片机(大和工业公司制“RUB-2100”)进行切片,使用扫描电子显微镜观察剖面,测定了该膜的树脂层a、树脂层b、树脂层c及膜整体的厚度。
[延迟的测定]
使用自动双折射仪(王子计测机器公司制“KOBRA-21ADH”)以测定波长590nm对相位差膜进行了面内延迟Re、厚度方向的延迟Rth及NZ系数的测定。
[实施例1]
[拉伸前膜的制作]
准备三种三层(由3种树脂形成由3层构成的膜的类型)的共挤出成型用膜成型装置。
将聚碳酸酯树脂(旭化成公司制“Wonderlite PC-115”,玻璃化转变温度145℃)的颗粒投入具备双头螺旋型螺杆的第一单螺杆挤出机,使其熔融。该聚碳酸酯树脂相当于特性双折射为正的树脂A。
另外,将苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂(NovaChemicals公司制“DylarkD332”,马来酸酐单元含量17重量%、玻璃化转变温度129℃)的颗粒投入具备双头螺旋型螺杆的第二单螺杆挤出机,使其熔融。该苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂相当于特性双折射为负的树脂B。
将聚碳酸酯树脂(旭化成公司制“Wonderlite PC-115”,玻璃化转变温度145℃)的颗粒100份和体积平均粒径0.8μm的交联聚苯乙烯粒子(积水化成品公司制“TechpolymerXX-11AJ”)5份投入第三单螺杆挤出机,使其熔融。该树脂相当于特性双折射为正的树脂C。
使熔融后的260℃的树脂A通过网眼5μm的褶状的聚合物过滤器并供给至多歧管模头(模唇的表面粗糙度Ra=0.1μm)的第一歧管。另外,使熔融后的260℃的树脂B通过网眼5μm的叶盘状的聚合物过滤器并供给至第二歧管。此外,使熔融后的260℃的树脂C通过网眼5μm的褶状的聚合物过滤器并供给至第三歧管。
将树脂A、树脂B及树脂C从上述多歧管模头于260℃同时挤出,制成由树脂层a、树脂层b及树脂层c构成的三层结构的膜状,所述树脂层a含有树脂A,所述树脂层b设置于上述树脂层a的一面且含有树脂B,所述树脂层c设置于上述树脂层b的与上述树脂层a相反侧的面且含有树脂C。将如上地共挤出为膜状的熔融树脂浇铸于表面温度调整为115℃的冷却辊,接着在表面温度调整为120℃的2根冷却辊间通过,得到了依次具备树脂层a、树脂层b及树脂层c的三层结构的拉伸前膜作为拉伸前叠层体(共挤出工序)。所得拉伸前膜的宽度为600mm。
对所得拉伸前膜进行了厚度测定。a层的厚度为22.4μm,b层的厚度为211.1μm,c层的厚度为9.8μm,整体的厚度为243.4μm。结果如表1所示。
[拉伸前膜的相位的评价]
将该拉伸前膜用拉幅拉伸机以拉伸温度152℃、拉伸倍率3.5倍进行了单轴拉伸。对于拉伸后的膜,将单轴拉伸方向设为X轴、将相对于单轴拉伸方向在膜面内正交的方向设为Y轴、以及将膜厚方向设为Z轴时,测定垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光的延迟Re,结果为114nm,可知相位延迟。
另外,对于上述拉伸前膜,除将拉伸温度设为130℃以外,同样地测定垂直入射至拉伸后的膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光的延迟Re,结果为-480nm,可知相位超前。
[拉伸前膜的拉伸]
将上述拉伸前膜供给于横向单轴拉幅拉伸机,以拉伸温度152℃、拉伸倍率3.50倍沿横向进行了拉伸(第一拉伸工序)。接着,利用辊间的圆周速度之差将经过拉伸的膜供给于进行单轴拉伸的纵向单轴拉伸机,以拉伸温度128℃、拉伸倍率1.26倍沿纵向进行拉伸,得到了依次具备树脂层A、树脂层B及树脂层C的三层结构的相位差膜(第二拉伸工序)。所得到的相位差膜的树脂层a的慢轴、树脂层b的慢轴及树脂层c的慢轴之间相互大致平行。
测定得到的相位差膜的厚度及延迟。A层的厚度为5.7μm,B层的厚度为53.7μm,C层的厚度为2.5μm,整体的厚度为61.9μm。另外,面内延迟Re为162nm,NZ系数为0.69。结果如表1所示。
[实施例2]
[拉伸前膜的制作]
利用与实施例1同样的方法,通过调节各层的熔融挤出速度而制作了a层的厚度为19.8μm、b层的厚度为200.2μm、c层的厚度为8.7μm、整体的厚度为228.6μm的拉伸前膜。结果如表1所示。
[拉伸前膜的相位的评价]
将该拉伸前膜与实施例1同样地进行单轴拉伸,测定了垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光的延迟Re。以拉伸温度151℃、拉伸倍率3.3倍进行单轴拉伸时的延迟Re为120nm,可知相位延迟。另外,以拉伸温度130℃、拉伸倍率3.3倍进行单轴拉伸时的延迟Re为-460nm,可知相位超前。
[拉伸前膜的拉伸]
将上述的拉伸前膜供给于横向单轴拉幅拉伸机,以拉伸温度151℃、拉伸倍率3.30倍沿横向进行了拉伸(第一拉伸工序)。接着,利用辊间的圆周速度之差将经过拉伸的膜供给于进行单轴拉伸的纵向单轴拉伸机,以拉伸温度124℃、拉伸倍率1.24倍沿纵向进行拉伸,得到了依次具备树脂层A、树脂层B及树脂层C的三层结构的相位差膜(第二拉伸工序)。所得到的相位差膜的树脂层a的慢轴、树脂层b的慢轴及树脂层c的慢轴之间相互大致平行。
测定得到的相位差膜的厚度及延迟。A层的厚度为5.4μm,B层的厚度为54.6μm,C层的厚度为2.4μm,整体的厚度为62.4μm。另外,面内延迟Re为162nm,NZ系数为0.69。结果如表1所示。
[实施例3]
[拉伸前膜的制作]
利用与实施例1同样的方法,通过调节各层的熔融挤出速度而制作了a层的厚度为18.0μm、b层的厚度为181.9μm、c层的厚度为7.9μm、整体的厚度为207.8μm的拉伸前膜。结果如表1所示。
[拉伸前膜的相位的评价]
将该拉伸前膜与实施例1同样地进行单轴拉伸,测定了垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光的延迟Re。以拉伸温度152℃、拉伸倍率3.00倍进行单轴拉伸时的延迟Re为112nm,可知相位延迟。另外,以拉伸温度130℃、拉伸倍率3.00倍进行单轴拉伸时的延迟Re为-420nm,可知相位超前。
[拉伸前膜的拉伸]
将上述的拉伸前膜供给于横向单轴拉幅拉伸机,以拉伸温度152℃、拉伸倍率3.00倍沿横向进行了拉伸(第一拉伸工序)。接着,利用辊间的圆周速度之差将经过拉伸的膜供给于进行单轴拉伸的纵向单轴拉伸机,以拉伸温度124℃、拉伸倍率1.23倍沿纵向进行拉伸,得到了依次具备树脂层A、树脂层B及树脂层C的三层结构的相位差膜(第二拉伸工序)。所得到的相位差膜的树脂层a的慢轴、树脂层b的慢轴及树脂层c的慢轴之间相互大致平行。
测定得到的相位差膜的厚度及延迟。A层的厚度为5.4μm,B层的厚度为54.6μm,C层的厚度为2.4μm,整体的厚度为62.4μm。另外,面内延迟Re为162nm,NZ系数为0.69。结果如表1所示。
[比较例1]
[拉伸前膜的制作]
除了未添加交联聚苯乙烯粒子以外,利用与实施例1同样的方法,通过调节各层的熔融挤出速度而制作了拉伸前膜。对所得拉伸前膜进行了厚度测定,a层的厚度为18μm,b层的厚度为182μm,c层的厚度为6μm,整体的厚度为206μm。结果如表1所示。
[拉伸前膜的相位的评价]
将该拉伸前膜与实施例1同样地进行单轴拉伸,测定了垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光的延迟Re。以拉伸温度152℃、拉伸倍率2.7倍进行单轴拉伸时的延迟Re为110nm,可知相位延迟。另外,以拉伸温度130℃、拉伸倍率2.7倍进行单轴拉伸时的延迟Re为-410nm,可知相位超前。
[拉伸前膜的拉伸]
将上述的拉伸前膜供给于横向单轴拉幅拉伸机,以拉伸温度152℃、拉伸倍率2.70倍沿横向进行了拉伸(第一拉伸工序)。接着,利用辊间的圆周速度之差将经过拉伸的膜供给用于进行单轴拉伸的纵向单轴拉伸机,以拉伸温度123℃、拉伸倍率1.19倍沿纵向进行拉伸,得到了依次具备树脂层A、树脂层B及树脂层C的三层结构的相位差膜(第二拉伸工序)。所得到的相位差膜的树脂层a的慢轴、树脂层b的慢轴及树脂层c的慢轴之间相互大致平行。
测定得到的相位差膜的厚度及延迟。A层的厚度为6.1μm,B层的厚度为61.8μm,C层的厚度为2.0μm,整体的厚度为69.9μm。另外,面内延迟Re为163nm,NZ系数为0.69。结果如表1所示。
[比较例2]
[拉伸前膜的制作]
利用与比较例1同样的方法,通过调节各层的熔融挤出速度而制作了a层的厚度为22.4μm、b层的厚度为211.0μm、c层的厚度为7.8μm、整体的厚度为241.3μm的拉伸前膜。结果如表1所示。
[拉伸前膜的相位的评价]
将该拉伸前膜与实施例1同样地进行单轴拉伸,测定了垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光的延迟Re。以拉伸温度152℃、拉伸倍率3.5倍进行单轴拉伸时的延迟Re为114nm,可知相位延迟。另外,以拉伸温度130℃、拉伸倍率3.5倍进行单轴拉伸时的延迟Re为-480nm,可知相位超前。
[拉伸前膜的拉伸]
将上述的拉伸前膜供给于横向单轴拉幅拉伸机,以拉伸温度152℃、拉伸倍率3.5倍沿横向进行了拉伸(第一拉伸工序)。接着,利用辊间的圆周速度之差将经过拉伸的膜供给于进行单轴拉伸的纵向单轴拉伸机,以拉伸温度128℃、拉伸倍率1.26倍沿纵向拉伸,尝试了得到依次具备树脂层A、树脂层B及树脂层C的三层结构的相位差膜。但是,膜表面产生皱纹而无法连续地得到均匀的膜(第二拉伸工序)。
由于得到的膜有未产生皱纹的部分,因此,将该部分作为了相位差膜。在该相位差膜中,树脂层a的慢轴、树脂层b的慢轴及树脂层c的慢轴之间相互大致平行。另外,A层的厚度为5.7μm,B层的厚度为53.7μm,C层的厚度为2.0μm,整体的厚度为61.4μm。另外,面内延迟Re为161nm,NZ系数为0.69。结果如表1所示。
[表1]
[表1.实施例及比较例的结果]
[讨论]
与未添加交联聚苯乙烯粒子的比较例1相比,在实施例1~实施例3中,可减薄相位差膜的厚度。此外,在未添加交联聚苯乙烯粒子的比较例2中强制性地减薄厚度时,无法稳定地制造相位差膜。由这些事项可以确认,通过本发明的制造方法首次能够稳定地制造厚度薄的相位差膜。
Claims (7)
1.一种相位差板的制造方法,其包括下述工序:
形成叠层体的工序,所述叠层体具备树脂层a、树脂层b及树脂层c,所述树脂层a含有特性双折射为正的树脂A,所述树脂层b设置于所述树脂层a的一面、且含有特性双折射为负的树脂B,所述树脂层c设置于所述树脂层b的与所述树脂层a相反侧的面、且含有特性双折射为正的树脂C;
第一拉伸工序,于温度T1将所述叠层体沿一个方向以拉伸倍率3倍以上进行拉伸;以及
第二拉伸工序,在所述第一拉伸工序之后,在比温度T1低的温度T2向与所述拉伸方向所成的角度为85°以上且95°以下的范围内的方向拉伸,得到相位差板,
所述树脂C含有特性双折射为正的聚合物X、并含有特性双折射为负的聚合物Y的交联粒子。
2.如权利要求1所述的制造方法,其中,所述树脂层c的厚度比所述树脂层a的厚度薄。
3.如权利要求1所述的制造方法,其中,所述相位差板的NZ系数为0以上且1以下。
4.如权利要求1所述的制造方法,其中,所述聚合物Y为聚苯乙烯类聚合物。
5.如权利要求1所述的制造方法,其中,所述树脂A的玻璃化转变温度TgA比所述树脂B的玻璃化转变温度TgB高。
6.如权利要求1所述的制造方法,其中,利用共挤出法形成所述叠层体。
7.如权利要求1所述的制造方法,其中,在所述叠层体中,将单轴拉伸方向设为X轴、将在膜面内与单轴拉伸方向正交的方向设为Y轴、以及将膜厚方向设为Z轴时,相对于垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于YZ面的直线偏振光,垂直入射至膜面且电矢量的振动面位于XZ面的直线偏振光的相位:
在于温度T1沿X轴方向进行单轴拉伸时延迟,
在于与温度T1不同的温度T2沿X轴方向进行单轴拉伸时超前。
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