CN114730039B - 相位差膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种相位差膜,其为长条状,上述相位差膜在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴,NZ系数大于0且小于1。相位差膜优选为1/2波片或1/4波片,更优选由固有双折射值为正的树脂形成。此外,相位差膜优选由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成,更优选具有结晶性的聚合物为二环戊二烯的开环聚合物的氢化物。

Description

相位差膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及相位差膜及其制造方法。
背景技术
一直以来,提出有使用了树脂的膜的制造技术(专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/065222号(对应公报:美国专利申请公开第2018/284333号说明书);
专利文献2:日本特开2016-212171号公报;
专利文献3:日本特开2017-107177号公报(对应公报:美国专利申请公开第S2018348419号说明书)。
发明内容
发明要解决的问题
相位差膜是使用树脂制造的膜之一。相位差膜由于在面内方向和厚度方向中的至少一个方向具有延迟,所以一般来说要求在面内方向和厚度方向中的至少一个方向具有大的双折射。
面内方向的双折射与厚度方向的双折射的平衡能够用NZ系数来表示。例如,如果得到NZ系数小于1.0的相位差膜,则通过该相位差膜能够改善显示装置的视角特性等显示品质。
关于NZ系数小于1.0的相位差膜,在例如专利文献1中提出了其制造方法。但是,在专利文献1所记载的制造方法中,需要制造具有多层的膜,实施收缩工序和加热工序。因此,控制项目变多,或者工序数变多,因而存在制造方法变得复杂的倾向。
此外,在专利文献1中公开了制造单片相位差膜的具体例,但是从能够采用卷对卷法高效地制造的观点出发,作为相位差膜,要求为长条状。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种视角特性优异的长条状的相位差膜及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究。其结果是,本发明人发现通过将具有规定的NZ系数的树脂膜沿斜向进行拉伸,从而可得到在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1的长条状的相位差膜,结果能够解决上述问题,以至完成了本发明。
即,本发明包含下述技术方案。
[1]一种相位差膜,其为长条状,
上述相位差膜在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴,NZ系数大于0且小于1。
[2]根据[1]所述的相位差膜,其为1/2波片或1/4波片。
[3]根据[1]或[2]所述的相位差膜,其由固有双折射值为正的树脂形成。
[4]根据[1]~[3]中的任一项所述的相位差膜,其由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成。
[5]根据[4]所述的相位差膜,其中,上述具有结晶性的聚合物为二环戊二烯的开环聚合物的氢化物。
[6]根据[1]~[5]中的任一项所述的相位差膜,其中,上述相位差膜的面内方向的双折射Re/d为3.0×10-3以上且2.0×10-2以下。
[7]根据[1]~[6]中的任一项所述的相位差膜,其中,上述相位差膜的厚度方向的延迟Rth为-30nm以上且30nm以下。
[8]根据[4]或[5]所述的相位差膜,其中,通过X射线衍射法测定的结晶度为10%以上。
[9]一种相位差膜的制造方法,上述相位差膜在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1、且为长条状,所述相位差膜的制造方法包括:
工序1,准备NZ系数小于0的膜F0,以及
工序2,将上述膜F0斜向拉伸。
[10]根据[9]所述的相位差膜的制造方法,其中,上述工序1包括使树脂膜与溶剂接触从而使上述树脂膜的NZ系数改变来得到上述膜F0的工序。
[11]根据[10]所述的相位差膜的制造方法,其中,上述溶剂为烃系溶剂。
发明效果
根据本发明,能够提供一种视角特性优异的长条状的相位差膜及其制造方法。
附图说明
图1是示意性地示出可以在实施方式1的相位差膜的制造方法的工序1中使用的装置的侧视图。
图2是示意性地示出可以在实施方式1的相位差膜的制造方法的工序2中使用的斜向拉伸机的俯视图。
图3是示意性地示出可以在任意的工序中使用的纵向拉伸机的俯视图。
具体实施方式
以下,示出实施方式和例示物对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下示出的实施方式和例示物,在不脱离本发明的权利要求书及其等同的范围的范围内能够任意地变更来实施。
在以下的说明中,只要没有特别说明,膜的面内延迟Re为“Re=(nx-ny)×d”所表示的值。此外,只要没有特别说明,膜的面内方向的双折射为“(nx-ny)”所表示的值,因此用“Re/d”表示。此外,只要没有特别说明,膜的厚度方向的延迟Rth为“Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d”所表示的值。此外,只要没有特别说明,膜的厚度方向的双折射为“[{(nx+ny)/2}-nz]”所表示的值,因此用“Rth/d”表示。进而,只要没有特别说明,膜的NZ系数为“(nx-nz)/(nx-ny)”所表示的值,因此用“0.5+Rth/Re”表示。nx表示在与膜的厚度方向垂直的方向(面内方向)中的提供最大折射率的方向的折射率。ny表示在膜的上述面内方向中的与nx的方向正交的方向的折射率。nz表示膜的厚度方向的折射率。d表示膜的厚度。只要没有特别说明,测定波长为590nm。
在以下的说明中,只要没有特别说明,固有双折射为正的材料是指拉伸方向的折射率大于与拉伸方向垂直的方向的折射率的材料。此外,只要没有特别说明,固有双折射为负的材料是指拉伸方向的折射率小于与拉伸方向垂直的方向的折射率的材料。固有双折射的值能够根据介电常数分布来计算。
在以下的说明中,只要没有特别说明,长条的膜的斜向表示该膜的面内方向中的与该膜的宽度方向既不平行也不垂直的方向。
在以下的说明中,“长条”的膜是指相对于宽度具有5倍以上的长度的膜,优选相对于宽度具有10倍或其以上的长度的膜,具体而言是指具有可卷绕成卷状而保管或搬运的程度的长度的膜。对于长度的上限没有特别限制,但通常相对于宽度为10万倍以下。
在以下的说明中,长条的膜的长度方向通常与生产线中的膜输送方向平行。此外,MD方向(machine direction)为生产线中的膜的输送方向,通常与长条的膜的长度方向平行。进而,TD方向(transverse direction)为与膜面平行的方向中的与上述MD方向垂直的方向,通常与长条的膜的宽度方向平行。
在以下的说明中,只要没有特别说明,要素的方向“平行”、“垂直”以及“正交”可以包含不损害本发明的效果的范围内例如±5°的范围内的误差。
[本发明的相位差膜的概要]
本发明的相位差膜为在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1的长条状的相位差膜。
本发明的相位差膜由于在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴,NZ系数大于0且小于1,所以能够减少倾斜方向的反射。其结果是,能够实现视角特性优异的相位差膜。此外,本发明的相位差膜由于为长条状所以能够采用卷对卷法高效地制造。
[本发明的相位差膜的制造方法的概要]
本发明的相位差膜的制造方法为制造在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1的长条状的相位差膜的方法。本发明的相位差膜的制造方法包括准备NZ系数小于0的膜F0的工序1和将膜F0斜向拉伸的工序2。
一直以来,难以制造NZ系数大于0且小于1的相位差膜,但是通过将NZ系数小于0的膜斜向拉伸,能够用简单的方法制造NZ系数大于0且小于1的相位差膜。因此,根据本发明,能够简单地制造NZ系数大于0且小于1、且在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴的视角特性优异的相位差膜。
[实施方式1]
以下,对本发明的实施方式1的相位差膜及其制造方法进行更具体说明。
本实施方式的相位差膜为在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1的长条状的相位差膜。
[构成相位差膜的树脂]
相位差膜可由树脂构成。构成相位差膜的树脂包含聚合物。作为构成相位差膜的树脂,优选包含具有结晶性的聚合物的树脂。在此,“具有结晶性的聚合物”是指具有熔点Tm(即,使用差示扫描量热仪(DSC)能够观测到熔点)的聚合物。在以下的说明中,有时将具有结晶性的聚合物称为“结晶性聚合物”。此外,有时将包含结晶性聚合物的树脂称为“结晶性树脂”。该结晶性树脂优选为热塑性树脂。
此外,作为构成相位差膜的树脂,优选固有双折射值为正的树脂。只要没有特别说明,固有双折射值为正的树脂是指拉伸方向的折射率大于与拉伸方向垂直的方向的折射率的树脂。固有双折射的值能够根据介电常数分布来计算。
在本实施方式中,构成相位差膜的树脂所包含的聚合物为结晶性聚合物,更优选具有正的固有双折射。
[结晶性聚合物]
结晶性聚合物优选含有脂环式结构。通过使用含有脂环式结构的结晶性聚合物,能够使相位差膜的机械特性、耐热性、透明性、低吸湿性、尺寸稳定性以及轻质性良好。含有脂环式结构的聚合物表示在分子内含有脂环式结构的聚合物。这样的含有脂环式结构的聚合物可以是例如能够通过使用环状烯烃作为单体的聚合反应而得到的聚合物或其氢化物。
作为脂环式结构,可举出例如环烷烃结构和环烯烃结构。从容易得到热稳定性等特性优异的相位差膜的观点出发,在这些中,优选环烷烃结构。1个脂环式结构所包含的碳原子数优选为4个以上,更优选为5个以上,优选为30个以下,更优选为20个以下,特别优选为15个以下。通过使1个脂环式结构所包含的碳原子数在上述范围内,从而可使机械强度、耐热性以及成型性高度地平衡。
在含有脂环式结构的结晶性聚合物中,含有脂环式结构的结构单元相对于全部结构单元的比例优选为30重量%以上,更优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上。通过如上所述增加含有脂环式结构的结构单元的比例,能够提高耐热性。含有脂环式结构的结构单元相对于全部结构单元的比例可设为100重量%以下。此外,在含有脂环式结构的结晶性聚合物中,除了含有脂环式结构的结构单元以外的剩余部分没有特别限定,可以根据使用目的而适当选择。
作为含有脂环式结构的结晶性聚合物,可举出例如下述的聚合物(α)~聚合物(δ)。从容易得到耐热性优异的相位差膜的观点出发,在这些中,优选聚合物(β)。
聚合物(α):具有结晶性的环状烯烃单体的开环聚合物。
聚合物(β):具有结晶性的聚合物(α)的氢化物。
聚合物(γ):具有结晶性的环状烯烃单体的加成聚合物。
聚合物(δ):具有结晶性的聚合物(γ)的氢化物。
具体而言,作为含有脂环式结构的结晶性聚合物,更优选具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物以及具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物的氢化物。其中,特别优选具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物的氢化物。在此,二环戊二烯的开环聚合物是指来自二环戊二烯的结构单元相对于全部结构单元的比例通常为50重量%以上、优选为70重量%以上、更优选为90重量%以上、进一步优选为100重量%的聚合物。
二环戊二烯的开环聚合物的氢化物优选间同二单元组的比例高。具体而言,二环戊二烯的开环聚合物的氢化物中的重复单元的间同二单元组的比例优选为51%以上,更优选为70%以上,特别优选为85%以上。间同二单元组的比例高表示间同立构规整性高。因此,存在间同二单元组的比例越高,二环戊二烯的开环聚合物的氢化物的熔点越高的倾向。
间同二单元组的比例能够基于后述的实施例中记载的13C-NMR波谱分析来确定。
作为上述聚合物(α)~聚合物(δ),可使用通过国际公开第2018/062067号所公开的制造方法而得到的聚合物。
结晶性聚合物的熔点Tm优选为200℃以上,更优选为230℃以上,优选为290℃以下。通过使用具有这样的熔点Tm的结晶性聚合物,能够得到成型性与耐热性的平衡更加优异的相位差膜。
通常,结晶性聚合物具有玻璃化转变温度Tg。结晶性聚合物的具体的玻璃化转变温度Tg没有特别限定,通常为85℃以上,通常为170℃以下。
聚合物的玻璃化转变温度Tg和熔点Tm能够使用以下方法进行测定。首先,通过加热使聚合物熔解,用干冰急速冷却熔解的聚合物。接着,使用该聚合物作为试验物,使用差示扫描量热仪(DSC)以10℃/分钟的升温速度(升温模式)测定聚合物的玻璃化转变温度Tg和熔点Tm。
结晶性聚合物的重均分子量(Mw)优选为1000以上,更优选为2000以上,优选为1000000以下,更优选为500000以下。具有这样的重均分子量的结晶性聚合物的成型加工性与耐热性的平衡优异。
结晶性聚合物的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.0以上,更优选为1.5以上,优选为4.0以下,更优选为3.5以下。在此,Mn表示数均分子量。具有这样的分子量分布的结晶性聚合物的成型加工性优异。
聚合物的重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)能够利用将四氢呋喃作为展开溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)作为聚苯乙烯换算值来进行测定。
相位差膜所包含的结晶性聚合物的结晶度没有特别限制,通常高至某种程度以上。具体的结晶度的范围优选为10%以上,更优选为15%以上,特别优选为30%以上。结晶度的上限可设为例如70%以下。
结晶性聚合物的结晶度能够通过X射线衍射法进行测定。
结晶性聚合物可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
结晶性聚合物在结晶性树脂中的比例优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。在结晶性聚合物的比例为上述范围的下限值以上的情况下,能够提高相位差膜的双折射的显现性和耐热性。结晶性聚合物的比例的上限可以为100重量%以下。
结晶性树脂除了包含结晶性聚合物以外还可以包含任意的成分。作为任意的成分,可举出例如:酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等抗氧化剂;受阻胺系光稳定剂等光稳定剂;石油系蜡、费托蜡(Fischer-Tropsch蜡)、聚亚烷基蜡等蜡;山梨糖醇系化合物、有机磷酸的金属盐、有机羧酸的金属盐、高岭土及滑石等成核剂;二氨基茋衍生物、香豆素衍生物、唑系衍生物(例如,苯并唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并咪唑衍生物以及苯并噻唑衍生物)、咔唑衍生物、吡啶衍生物、萘二甲酸衍生物及咪唑啉酮衍生物等荧光增白剂;二苯甲酮系紫外线吸收剂、水杨酸系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂等紫外线吸收剂;滑石、二氧化硅、碳酸钙、玻璃纤维等无机填充材料;着色剂;阻燃剂;阻燃助剂;防静电剂;增塑剂;近红外线吸收剂;滑剂;填料;以及软质聚合物等结晶性聚合物以外的任意的聚合物等。任意的成分可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
[相位差膜的NZ系数]
本实施方式的相位差膜的NZ系数大于0且小于1。相位差膜的NZ系数优选为0.2以上,更优选为0.4以上,优选为0.8以下,更优选为0.6以下。具有大于0且小于1的NZ系数的相位差膜在设置于显示装置的情况下能够改善该显示装置的视角、对比度、画质等显示品质。相位差膜的NZ系数能够根据相位差膜的用途任意地设定。
相位差膜的NZ系数能够根据该膜的面内延迟Re和厚度方向的延迟Rth通过计算来求出。膜的面内延迟Re和厚度方向的延迟Rth能够使用相位差计(AXOMETRICS株式会社制“AxoScan OPMF-1)”进行测定。
[相位差膜的慢轴]
本实施方式的相位差膜在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴。慢轴相对于膜宽度方向的角度能够在本实施方式的制造方法的工序2(斜向拉伸工序)中通过调节拉伸方向进行调节。相位差膜的慢轴的方向能够根据相位差膜的用途任意地设定。
[相位差膜的其它特性]
相位差膜通常在面内方向和厚度方向中的一个或两个方向具有大的双折射。具体而言,相位差膜通常能够满足1.0×10-3以上的面内方向的双折射Re/d和1.0×10-3以上的厚度方向的双折射的绝对值|Rth/d|中的一者或两者。
详细而言,相位差膜的面内方向的双折射Re/d通常为1.0×10-3以上,优选为3.0×10-3以上,特别优选为5.0×10-3以上。对上限没有限制,可以为例如2.0×10-2以下、1.5×10-2以下、或1.0×10-2以下。但是,在相位差膜的厚度方向的双折射的绝对值|Rth/d|为1.0×10-3以上的情况下,即使相位差膜的面内方向的双折射Re/d处于上述范围以外,也能够成为优选的相位差膜。
此外,相位差膜的厚度方向的双折射的绝对值|Rth/d|通常为1.0×10-3以上,优选为3.0×10-3以上,特别优选为5.0×10-3以上。对上限没有限制,可以为例如2.0×10-2以下、1.5×10-2以下、或1.0×10-2以下。但是,在相位差膜的面内方向的双折射Re/d为1.0×10-3以上的情况下,即使相位差膜的厚度方向的双折射的绝对值|Rth/d|处于上述范围以外,也能够成为优选的相位差膜。
相位差膜的面内延迟Re的值能够根据相位差膜的用途进行设定。
在一个例子中,相位差膜的具体的面内延迟Re的值优选为100nm以上,更优选为110nm以上,特别优选为120nm以上,并且优选为180nm以下,更优选为170nm以下,特别优选为160nm以下。在该情况下,相位差膜能够作为1/4波片发挥作用。
在另一例子中,相位差膜的具体的面内延迟Re的值优选为230nm以上,更优选为250nm以上,特别优选为255nm以上,并且优选为320nm以下,更优选为300nm以下,特别优选为295nm以下。在该情况下,相位差膜能够作为1/2波片发挥作用。
相位差膜的厚度方向的延迟Rth的值能够根据相位差膜的用途进行设定。相位差膜的具体的厚度方向的延迟Rth优选为-30nm以上,更优选为-15nm以上,优选为30nm以下,更优选为15nm以下。
本实施方式的相位差膜的雾度通常小于1.0%,优选小于0.8%,更优选小于0.5%,理想的为0.0%。像这样雾度小的相位差膜在设置于显示装置的情况下,能够提高在该显示装置所显示的图像的清晰度。膜的雾度可以使用雾度计(例如日本电色工业株式会社制“NDH5000”)进行测定。
相位差膜为光学膜,因此优选具有高透明性。相位差膜的具体的全光线透过率优选为80%以上,更优选为85%以上,特别优选为88%以上。相位差膜的全光线透过率可使用紫外可见分光光度计在波长400nm~700nm的范围进行测定。
相位差膜的厚度d能够根据相位差膜的用途适当地设定。相位差膜的具体的厚度d优选为5μm以上,更优选为10μm以上,特别优选为15μm以上,优选为200μm以下,更优选为100μm以下,特别优选为50μm以下。在相位差膜的厚度d为上述范围的下限值以上的情况下,能够使操作性良好,或者能够提高强度。此外,在相位差膜的厚度d为上述范围的上限值以下的情况下,容易卷绕长条的相位差膜。
[相位差膜所包含的溶剂]
本实施方式的相位差膜在通过包含后述的溶剂处理工序的制造方法进行制造的情况下可包含溶剂。
在溶剂处理工序中,进入膜中的溶剂的全部或一部分可以进入到构成膜的树脂所包含的聚合物的内部。因此,即使以溶剂的沸点以上进行干燥,也难以容易地完全除去溶剂。因而,使用包含溶剂处理工序的制造方法制造的相位差膜可包含溶剂。
作为上述的溶剂,可举出甲苯、柠檬烯、十氢化萘等烃系溶剂;二硫化碳等。在这些中,优选烃系溶剂。溶剂的种类可以是1种,也可以是2种以上。
相对于相位差膜的重量100%的该相位差膜所包含的溶剂的比率(溶剂含有率)优选为10重量%以下,更优选为5重量%以下,特别优选为0.1重量%以下,可以超过0重量%。
相位差膜的溶剂含有率能够通过在实施例中说明的测定方法进行测定。
本实施方式的相位差膜能够通过以下说明的相位差膜的制造方法来制造。
[相位差膜的制造方法]
本实施方式的相位差膜的制造方法包括准备NZ系数小于0的膜F0的工序1和将膜F0斜向拉伸的工序2。
以下,一边参照图1~图3一边对本实施方式的相位差膜的制造方法进行具体说明。图1是示意性地示出可以在实施方式1的相位差膜的制造方法的工序1中使用的装置的侧视图。图2是示意性地示出可以在实施方式1的相位差膜的制造方法的工序2中使用的斜向拉伸机的俯视图。图3是示意性地示出可以在任意的工序中使用的纵向拉伸机的俯视图。
[本实施方式的相位差膜的制造方法的概要]
准备长条的树脂膜,一边将掩蔽膜贴合于该树脂膜,一边卷绕成卷,由此得到树脂膜的卷111。接着,如图1所示,从自树脂膜的卷111送出的膜11剥离掩蔽膜12,向由A1所示的方向输送长条的树脂膜1。一边用在从厚度方向夹着膜11的位置配置的夹辊101A、101B按压掩蔽膜12,一边将其卷绕成卷112。
接着,将树脂膜1通过充满溶剂的浴槽102而使树脂膜1与溶剂接触后,输送到加热装置103内而使其干燥,得到溶剂处理后的膜10。通过使树脂膜1与溶剂接触,树脂膜1的NZ系数改变,NZ系数变成小于0。也就是说,通过使树脂膜1与溶剂接触而得到膜F0(工序1)。
一边将在工序1中得到的膜F0(溶剂处理后的膜10)与从卷113送出的掩蔽膜13贴合一边进行卷绕,得到溶剂处理后的膜的卷110。溶剂处理后的膜10与掩蔽膜13的贴合一边用在从厚度方向夹着膜的位置配置的夹辊104A、104B进行按压一边进行。
接着,从自溶剂处理后的膜的卷110送出的膜剥离掩蔽膜,输送溶剂处理后的膜10。通过图2所示的拉伸机200将该溶剂处理后的膜10斜向拉伸(工序2)。通过将溶剂处理后的膜10(膜F0)斜向拉伸,从而溶剂处理后的膜的NZ系数改变,NZ系数变成大于0且小于1。此外,在拉伸处理后的膜中,相对于膜宽度方向的平均取向角为10°以上且80°以下。拉伸处理后的膜30(拉伸膜30)一边贴合于掩蔽膜一边进行卷绕,得到拉伸膜的卷40。拉伸膜30可以直接用作相位差膜。
以下,对本实施方式的制造方法的各工序进行说明。
[工序1]
工序1是准备NZ系数小于0的膜F0的工序。对于准备膜F0的方法,没有限制。工序1可以包括例如通过使树脂膜与溶剂接触从而使树脂膜的NZ系数改变来得到膜F0的工序(溶剂处理工序)。
工序1可以通过图1所示的装置来进行。图1的装置100具有夹辊101A、101B、104A和104B、使树脂膜1与溶剂接触的浴槽102、以及使与溶剂接触后的树脂膜干燥的加热装置103。
[溶剂处理工序]
溶剂处理工序是使树脂膜与溶剂接触从而使树脂膜的NZ系数改变来得到膜F0的工序。
在溶剂处理工序中,通过使树脂膜与溶剂接触,其NZ系数改变,由此进行溶剂处理工序后的树脂膜(溶剂处理后的膜)的NZ系数变成小于0。能够得到这样的效果的机理可以推测如下。但是,本发明的技术范围并不被下述的机理所限制。
当使树脂膜与溶剂接触时,该溶剂浸入到树脂膜中。由于浸入的溶剂的作用,膜中的聚合物的分子产生微布朗运动,膜的分子链发生取向。
在此,树脂膜除了作为主表面的正面和背面以外还具有侧部的端面,但是树脂膜的表面积几乎全部被正面和背面所占据。因此,溶剂通过上述的正面或背面向厚度方向的浸入速度大。因此,上述的聚合物的分子的取向能够以该聚合物的分子在厚度方向取向的方式进行。
[树脂膜]
在溶剂处理工序中使用的树脂膜是成为制造相位差膜的材料的膜。因此,构成树脂膜的树脂可以与“1.相位差膜”中说明的构成相位差膜的树脂相同。从能够容易地制造NZ系数大于0且小于1的相位差膜的观点出发,构成树脂膜的树脂所包含的聚合物为结晶性聚合物,优选具有正的固有双折射。
在树脂膜所包含的树脂为包含结晶性聚合物的树脂的情况下,优选该树脂所包含的结晶性聚合物的结晶度小。具体的结晶度优选小于10%,更优选小于5%,特别优选小于3%。当与溶剂接触前的树脂膜所包含的结晶性聚合物的结晶度低时,利用与溶剂的接触而使大量的结晶性聚合物的分子在厚度方向取向,因此能够在宽范围内进行NZ系数的调节。
树脂膜的面内方向的延迟Re优选为20nm以下,更优选为10nm以下,特别优选为0。树脂膜的厚度方向的延迟Rth优选为20nm以下,更优选为10nm以下,特别优选为0。通过与溶剂接触前的树脂膜的Re和Rth分别在上述范围内,能够容易地使与溶剂接触后的树脂膜的NZ系数小于0。
树脂膜优选溶剂的含量小,更优选不含溶剂。相对于树脂膜的重量100%的该树脂膜所包含的溶剂的比率(溶剂含有率)优选为1%以下,更优选为0.5%以下,特别优选为0.1%以下,理想的是0.0%。通过与溶剂接触前的树脂膜所包含的溶剂的量少,从而利用与溶剂的接触而使大量的聚合物的分子在厚度方向取向,因此能够在宽的范围内进行NZ系数的调节。
树脂膜的溶剂含有率能够根据密度进行测定。
优选树脂膜的厚度根据要制造的相位差膜的厚度进行设定。通常,通过与溶剂接触,膜的厚度变大。另一方面,通过在工序2中进行拉伸,膜的厚度变小。因此,可以考虑工序2以后的工序中的厚度的变化来设定树脂膜的厚度。
在本实施方式中,作为树脂膜而使用长条的树脂膜。由此,能够使用卷对卷法连续地制造相位差膜,因此能够高效地提高相位差膜的生产率。
对于制造树脂膜的方法没有限制。从能够得到不含溶剂的树脂膜的观点出发,优选注射成型法、挤出成型法、压制成型法、吹胀成型法、吹塑成型法、压延辊成型法、注塑成型法、压缩成型法等树脂成型法。从容易控制厚度的观点出发,在这些中,优选挤出成型法。
例如,在通过挤出成形法制造由包含结晶性聚合物的树脂形成的树脂膜的情况下,其制造条件优选如下。料筒温度(熔融树脂温度)优选为Tm以上,更优选为“Tm+20℃”以上,优选为“Tm+100℃”以下,更优选为“Tm+50℃”以下。此外,被挤出成膜状的熔融树脂最初接触的冷却物没有特别限定,通常使用浇铸辊。该浇铸辊温度优选为“Tg-50℃”以上,优选为“Tg+70℃”以下,更优选为“Tg+40℃”以下。进而,冷却辊温度优选为“Tg-70℃”以上,更优选为“Tg-50℃”以上,优选为“Tg+60℃”以下,更优选为“Tg+30℃”以下。在以这样的条件制造树脂膜的情况下,能够容易地制造厚度1μm~1mm的原料膜。在此,“Tm”表示结晶性聚合物的熔点,“Tg”表示结晶性聚合物的玻璃化转变温度。
在本实施方式中,通过一边将掩蔽膜贴合于长条的树脂膜一边卷绕成卷,从而将形成为膜卷的膜提供给工序1。作为掩蔽膜,能够使用已知的掩蔽膜(例如,特里迪加株式会社制的FF1025、“FF1035”;Sun A.Kaken株式会社制的“SAT116T”、“SAT2038T-JSL”及“SAT4538T-JSL”;藤森工业株式会社制的“NBO-0424”、“TFB-K001”、“TFB-K0421”及“TFB-K202”;日立化成株式会社制的“DT-2200-25”及“K-6040”;寺冈制作所株式会社制的“6010#75”、“6010#100”、“6011#75”及“6093#75”)。
[溶剂]
在溶剂处理工序中,作为与树脂膜接触的溶剂,可使用能够浸入到该树脂膜中而不溶解树脂膜所包含的聚合物的溶剂。作为这种溶剂,可举出例如:甲苯、柠檬烯、十氢化萘等烃系溶剂;二硫化碳。在树脂膜由包含结晶性聚合物的树脂形成的情况下,从能够浸入到树脂膜中而不溶解结晶性聚合物的观点出发,作为溶剂,优选烃系溶剂。溶剂可以是1种,也可以是2种以上。
作为树脂膜与溶剂的接触方法,可举出例如将溶剂喷射到树脂膜的喷雾法;在树脂膜涂敷溶剂的涂敷法;在溶剂中浸渍树脂膜的浸渍法等。其中,从能够容易地进行连续的接触的观点出发,优选浸渍法。在图1中示出了浸渍法。
与树脂膜接触的溶剂的温度在溶剂能够维持液体状态的范围内是任意的,因此可在溶剂的熔点以上且沸点以下的范围设定。
对于使树脂膜与溶剂接触的时间,没有特别指定,优选为1秒以上,更优选为3秒以上,特别优选为5秒以上,优选为180秒以下,更优选为120秒以下,特别优选为60秒以下。通过使接触时间为上述范围的下限值以上,能够高效地通过与溶剂的接触来进行NZ系数的调节。另一方面,存在即使延长接触时间,NZ系数的调节量也没有很大变化的倾向。因此,通过使接触时间为上述范围的上限值以下,能够在不损害相位差膜的品质的情况下提高生产率。
溶剂处理工序可以包括从与溶剂接触后的树脂膜除去溶剂的工序。作为从与溶剂接触后的树脂膜除去溶剂的方法,可举出例如干燥、擦拭等。其中,从迅速地除去溶剂而得到具有稳定特性的相位差膜的观点出发,优选进行干燥。
在通过干燥从与溶剂接触后的树脂膜除去溶剂的情况下,对于该方法没有限制,例如可使用烘箱等加热装置来进行。具体而言,通过使与溶剂接触后的树脂膜在加热装置内输送规定时间,从而可以除去溶剂。
从迅速地进行干燥的观点出发,干燥温度优选为50℃以上,更优选为60℃以上,特别优选为80℃以上。此外,从抑制因热导致的取向驰豫而维持光学特性的均匀性的观点出发,干燥温度优选为Tg+100℃以下,更优选为Tg+80℃以下,特别优选为Tg+50℃以下。在此,“Tg”表示树脂膜所包含的聚合物的玻璃化转变温度。
与溶剂接触后的树脂膜的干燥时间优选为0.2分钟以上,更优选为0.5分钟以上,特别优选为0.8分钟以上,优选为10分钟以下,更优选为5分钟以下,特别优选为3分钟以下。通过使干燥时间为上述下限值以上,能够减少相位差膜的表面所残留的溶剂量,通过使干燥时间为上述上限值以下,能够缩短制造相位差膜所需的时间,提高制造效率。
溶剂处理工序也可以在对树脂膜施加张力的状态下进行。对树脂膜施加张力可以在使溶剂与树脂膜接触时和进行与溶剂接触后的树脂膜的干燥时中的任一者或两者中进行。特别是,通过在对与溶剂接触后的树脂膜施加张力的状态下进行干燥,能够高效地提高溶剂处理后的膜的光学特性的均匀性,因此优选。
在溶剂处理工序中,对树脂膜施加的张力的大小优选设定为树脂膜不会因该张力而被实质拉伸的范围。被实质拉伸是指向膜的任一方向的拉伸倍率为通常1.1倍以上。具体的张力的范围优选为2N/m以上,更优选为5N/m以上,特别优选为10N/m以上,并且优选为100N/m以下,更优选为70N/m以下,特别优选为50N/m以下。上述的张力的单位“N/m”表示每1m尺寸的膜在与张力方向垂直的方向上的张力的大小。在使树脂膜与溶剂接触时和进行与溶剂接触后的树脂膜的干燥时,张力的大小可以不同,也可以相同。
对树脂膜施加的张力的方向的数量可以是1个,也可以是多个。通常,张力施加在与树脂膜的厚度方向垂直的面内方向。因此,张力方向可以是1个或2个以上的面内方向。在使树脂膜与溶剂接触时和进行与溶剂接触后的树脂膜的干燥时,张力的方向可以不同,也可以相同。
在如上述那样对树脂膜施加张力的情况下,例如可以通过适合的保持件来保持树脂膜,通过该保持件拉伸树脂膜来施加张力。保持件可以是能够连续地保持树脂膜的边的全长的构件,也可以是空出间隔而能够断续地保持的构件。例如,也可以利用以规定的间隔排列的保持件来断续地保持树脂膜的边。
优选保持树脂膜的两边以上来对该树脂膜施加张力。在这种情况下,在被保持的边之间的区域对树脂膜施加张力,能够提高相位差膜的光学特性的均匀性。为了在较大的面积提高光学特性的均匀性,优选保持包含树脂膜的相向的两边的边来对该保持的边之间的区域施加张力。在本实施方式中,保持长条的树脂膜的位于宽度方向的端部的两边(即长边)来对上述两边之间的区域施加张力,由此能够在由该树脂膜得到的相位差膜的整面提高光学特性的均匀性。
作为保持件,优选在树脂膜的边以外的部分不接触树脂膜的构件。通过使用这样的保持件,能够得到平滑性更优异的相位差膜。
此外,作为保持件,优选在该保持件保持树脂膜的期间能够固定保持件彼此的相对位置的构件。这样的保持件由于保持件彼此的位置不会相对移动,因此容易抑制树脂膜的实质上的拉伸。作为优选的保持件,可举出例如设置在扩幅拉伸机能够把持膜的把持件。
膜F0的NZ系数小于0,优选为-1以下。通过具有这样的范围的NZ系数,能够容易地制造本发明的相位差膜。膜F0的NZ系数的下限没有特别限定,能够为例如-40以上。
膜F0的其它的光学特性可以适当地调节以得到期望的相位差膜。例如,膜F0的面内方向的延迟Re优选为300nm以下,更优选为200nm以下。膜F0的面内方向的延迟Re的下限没有特别限定,能够为例如0nm以上。膜F0的厚度方向的延迟Rth优选为-50nm以下,更优选为-150nm以下。膜F0的厚度方向的延迟Rth的下限没有特别限定,能够为例如-500nm以上。
通过进行工序1得到的膜F0被提供给接下来的工序(工序2)。
[工序2]
工序2是将膜F0斜向拉伸的工序。膜F0是通过进行工序1得到的膜,在本实施方式中,由工序1得到的溶剂处理后的膜10对应于膜F0。在此,“斜向拉伸”是指将长条的膜沿斜向进行拉伸。
通过将膜F0斜向拉伸,可得到在相对于膜宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1的相位差膜。
对于通过将膜F0斜向拉伸从而可得到NZ系数处于大于0且小于1的范围的膜的机理,推测如下。推测:通过将膜F0斜向拉伸,能够使膜的厚度方向的延迟Rth从负值向接近零的方向大幅度变化,并且同时能够提高Re的值,由此能够得到NZ系数处于大于0且小于1的范围的膜。
工序2例如可以通过图2所示的斜向拉伸机200来进行。在图2中,作为斜向拉伸机200的一例示例了扩幅拉伸机。扩幅拉伸机200是用于将从自送出卷110送出的膜剥离掩蔽膜而得到的溶剂处理后的膜10(膜F0)一边水平地输送一边在利用未图示的烘箱的加热环境下沿其斜向进行拉伸的装置。
扩幅拉伸机200具有能够分别把持溶剂处理后的膜10的两端部10A及10B的多个把持件210R及210L、以及为了引导上述的把持件210R及210L而设置在膜输送路径的两侧的一对导轨220R及220L。
把持件210R及210L设置成能够沿着导轨220R及220L行进。此外,把持件210R及210L设置成与前后的把持件210R及210L保持一定间隔且能够以一定速度行进。进而,把持件210R及210L设置成可以在扩幅拉伸机200的入口部230把持依次供给到扩幅拉伸机200的溶剂处理后的膜10的宽度方向的两端部10A及10B,并能够在扩幅拉伸机200的出口部240放开。
导轨220R及220L具有与应制造的相位差膜的慢轴的方向及拉伸倍率等条件相应的非对称的形状。图2所示的扩幅拉伸机200设置有导轨220R及220L之间的间隔越向下游越宽的拉伸区250。在该拉伸区250中,导轨220R及220L的形状被设定为由该导轨220R及220L引导的把持件210R及210L向左方弯曲溶剂处理后的膜10的行进方向从而输送溶剂处理后的膜10的形状,一个把持件210R的移动距离比另一个把持件210L的移动距离长。在此,只要没有特别说明,长条的膜的行进方向是指该膜的宽度方向的中点的移动方向。此外,只要没有特别说明,“右”和“左”表示从输送方向的上游观察下游的情况下的朝向。
导轨220R及220L具有无端状的连续轨道以使把持件210R和210L能够环绕规定的轨道。因此,扩幅拉伸机200具有能够使在扩幅拉伸机200的出口部240放开溶剂处理后的膜10的把持件210R及210L依次返回到入口部230的结构。
在工序2中,使用了这样的扩幅拉伸机200的溶剂处理后的膜10的拉伸如下进行。
从送出卷110送出膜,将剥离了掩蔽膜(未图示)后得到的溶剂处理后的膜10连续地供给到扩幅拉伸机200。
扩幅拉伸机200在其入口部230通过把持件210R及210L依次把持溶剂处理后的膜10的两端部10A及10B。两端部10A和10B被把持的溶剂处理后的膜10随着把持件210R及210L的行进而被输送。如上述那样,在本例的扩幅拉伸机200中,以使溶剂处理后的膜10的行进方向向左方弯曲的方式设定导轨220R及220L的形状。因此,一侧的把持件210R一边把持溶剂处理后的膜10一边行进的轨道的距离比另一侧的把持件210L一边把持溶剂处理后的膜10一边行进的轨道的距离长。因此,对于在扩幅拉伸机200的入口部230处在与溶剂处理后的膜10的行进方向垂直的方向相对的一组把持件210R及210L,由于在扩幅拉伸机200的出口部240处左侧的把持件210L领先于右侧的把持件210R,因此将溶剂处理后的膜10沿斜向拉伸,得到长条的拉伸膜30(参照图2的虚线LD1、LD2以及LD3)。得到的拉伸膜30在扩幅拉伸机200的出口部240处被把持件210R及210L放开并卷绕,作为卷40而被回收。
工序2中的拉伸倍率优选为1.1倍以上,更优选为1.2倍以上,优选为5倍以下,更优选为2倍以下。通过使拉伸倍率为上述范围的下限值以上,能够增大拉伸方向的折射率。此外,通过使拉伸倍率为上述上限值以下,能够容易地控制拉伸膜的慢轴的方向。
工序2中的拉伸温度T1优选为Tg℃以上,更优选为Tg+2℃以上,特别优选为Tg+5℃以上,优选为Tg+40℃以下,更优选为Tg+35℃以下,特别优选为Tg+30℃以下。在此,“Tg”是指溶剂处理后的膜10所包含的聚合物的玻璃化转变温度。此外,在该扩幅拉伸机200中工序2中的拉伸温度T1是指扩幅拉伸机200的拉伸区250中的温度。通过使工序2中的拉伸温度T1为上述范围,能够使溶剂处理后的膜10所包含的分子可靠地取向,因此能够容易地得到具有所期望的光学特性的拉伸膜30。
由于在工序2中被拉伸,拉伸膜30所包含的分子取向。因此,拉伸膜30具有慢轴。因为在工序2中沿斜向进行拉伸,所以拉伸膜30的慢轴显现在拉伸膜的斜向。具体而言,拉伸膜30在相对于其宽度方向为5°~85°的范围内具有慢轴。
拉伸膜30的慢轴的具体方向可以根据想要制造的波片的慢轴的方向来设定。
由于拉伸膜30的慢轴通过将膜10沿斜向进行拉伸而显现,所以拉伸膜30的慢轴的具体方向可以根据上述的工序2中的拉伸条件进行调节。例如,通过对来自送出卷110的溶剂处理后的膜10的送出方向D20与拉伸膜30的卷绕方向D30所成的送出角度进行调节,从而能够调节拉伸膜30的慢轴的方向。在此,溶剂处理后的膜10的送出方向D20表示从送出卷110送出的溶剂处理后的膜10的行进方向。此外,拉伸膜30的卷绕方向D30表示作为卷40而被卷绕的拉伸膜30的行进方向。
进行了工序2后得到的拉伸膜30可以直接作为本发明的相位差膜,也可以将通过进行进一步的工序(例如纵向延伸工序等)而得到的膜作为本发明的相位差膜。
[任意工序]
本实施方式的制造方法也可以在进行工序2之前包括进行用于将溶剂处理后的膜加热到拉伸温度的预热处理的工序。通常,预热温度和拉伸温度相同,但也可以不同。相对于拉伸温度T1,预热温度优选为T1-10℃以上,更优选为T1-5℃以上,并且优选为T1+5℃以下,更优选为T1+2℃以下。预热时间为任意的,优选为1秒以上,更优选为5秒以上,并且优选为60秒以下,更优选为30秒以下。
此外,本实施方式的制造方法能够在进行工序2之前或在进行工序2之后包括将膜纵向拉伸的工序。在此,“纵向延伸”是指将长条的膜在长度方向进行拉伸。
纵向拉伸能够使用例如图3所示的辊拉伸机300来进行。在图3中示出了将进行工序2而得到的拉伸膜30进一步纵向拉伸的例子,也可以使用该拉伸机将进行工序2之前的膜(溶剂处理后的膜10)纵向延伸后进行工序2。
如图3所示,辊拉伸机300是用于将从卷40送出的膜30沿其长度方向进行拉伸的装置。纵向拉伸工序也可以在利用未图示的烘箱的加热环境下进行。
辊拉伸机300从输送方向的上游依次具有上游辊310和下游辊320作为能够将膜30沿长度方向输送的夹辊。在此,下游辊320的旋转速度设定得比上游辊310的旋转速度快。
使用上述的辊拉伸机300的膜30的拉伸如下进行。
从卷40送出膜30,将该膜30连续供给到辊拉伸机300。
辊拉伸机300将所供给的膜30按照上游辊310和下游辊320的顺序输送。此时,下游辊320的旋转速度比上游辊310的旋转速度快,因此进行膜30沿长度方向的拉伸。在利用辊拉伸机300的拉伸中,膜30的宽度方向的两端部31和32没有被约束。因而,通常随着在长度方向的拉伸,膜30的宽度缩小,因此能够得到比膜30宽度小的膜50。该膜50作为在长度方向和斜向这两个方向上被拉伸的双轴拉伸膜而得到。
然后,根据需要而将膜50其的两端部修整后进行卷绕,作为卷60而被回收。
纵向拉伸工序中的拉伸倍率优选小于工序2中的拉伸倍率。由此,对于在斜向具有慢轴的膜,能够在抑制褶皱的产生的同时进行拉伸。纵向拉伸工序中的拉伸温度可以考虑工序2中的拉伸温度和作为目标物的相位差膜的面内延迟来设定。
本实施方式的制造方法也可以在工序2之后包括除去附着于拉伸膜(相位差膜)的溶剂的工序。作为从拉伸膜除去溶剂的方法,可举出与在工序1中说明的溶剂的除去方法相同的方法。
根据本实施方式的制造方法,能够制造长条的相位差膜,相位差膜的制造方法也可以包括将像这样制造的长条的相位差膜切出为所期望的形状的工序。
[本实施方式的相位差膜的用途]
本实施方式的相位差膜和通过本实施方式的制造方法制造的相位差膜在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴,NZ系数大于0且小于1。因此,本实施方式的相位差膜能够作为1/2波片或1/4波片来使用。在具有将本实施方式的相位差膜作为1/2波片和1/4波片中的任一者或两者来使用的圆偏振片的显示装置中,能够降低倾斜方向的反射率。当用本实施方式的相位差膜构成1/2波片和1/4波片这两者时,能够使降低倾斜方向的反射率的效果更优异。
[本实施方式的效果]
本实施方式的相位差膜在相对于其宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴,NZ系数大于0且小于1,因此能够减少倾斜方向的反射。其结果是,能够实现视角特性优异的相位差膜。此外,由于本实施方式的相位差膜为长条状,所以能够使用卷对卷法高效地制造。
此外,在本实施方式的相位差膜的制造方法中,通过将膜F0斜向拉伸,从而能够通过简单的方法制造NZ系数大于0且小于1的相位差膜。因此,根据本实施方式,能够简单地制造NZ系数大于0且小于1、在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴的视角特性优异的相位差膜。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行具体说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施例,在不脱离本发明的权利要求书及其等同的范围的范围内可以任意地变更实施。
在以下的说明中,只要没有特别说明,表示量的“%”和“份”为重量基准。此外,只要没有特别说明,以下说明的操作在常温和常压的条件下进行。进而,在以下的说明中,只要没有特别说明,延迟和双折射的测定波长为590nm。
[评价方法]
(聚合物的重均分子量Mw和数均分子量Mn的测定方法)
聚合物的重均分子量Mw和数均分子量Mn使用凝胶渗透色谱(GPC)系统(东曹株式会社制“HLC-8320”)作为聚苯乙烯换算值来进行测定。在测定时,使用H型柱(东曹株式会社制)作为柱,使用四氢呋喃作为溶剂。此外,测定时的温度为40℃。
(聚合物的氢化率的测定方法)
聚合物的氢化率以邻二氯苯-d4作为溶剂,在145℃通过1H-NMR测定进行测定。
(玻璃化转变温度Tg和熔点Tm的测定方法)
聚合物的玻璃化转变温度Tg和熔点Tm的测定如下进行。首先,通过加热使聚合物熔解,用干冰急速冷却熔解的聚合物。接着,使用该聚合物作为试验物,使用差示扫描量热仪(DSC)以10℃/分钟的升温速度(升温模式)测定聚合物的玻璃化转变温度Tg和熔点Tm。
(聚合物的间同二单元组的比例的测定方法)
聚合物的间同二单元组的比例的测定如下进行。将邻二氯苯-d4作为溶剂,在200℃使用反转门控去耦(inverse-gated decoupling)法进行聚合物的13C-NMR测定。在该13C-NMR测定的结果中,以邻二氯苯-d4的127.5ppm的峰为基准位移,鉴定来自全同二单元组的43.35ppm的信号和来自间同二单元组的43.43ppm的信号。基于它们的信号的强度比求出聚合物的间同二单元组的比例。
(膜的厚度的测定方法)
膜的厚度使用接触式厚度计(三丰株式会社制Code No.543-390)进行测定。
(相位差膜的溶剂含有率的测定方法)
从在各实施例及比较例中使用的长条的树脂膜(溶剂处理工序之前的树脂膜)切出长130mm×宽130mm的矩形的参照用膜,对于该参照用膜,通过热重量分析(TGA:氮气氛下,升温速度10℃/分钟,30℃~300℃)测定其重量。从30℃的参考用膜的重量WO(30℃)减去300℃的参照用膜的重量WO(300℃)来求出300℃的参照用膜的重量减少量ΔWO。该参照用膜是使用熔融挤出法制造后被拉伸的膜,因此不包含溶剂。由此,在后述的式(X)中采用该参照用膜的重量减少量ΔWO作为参照。
此外,从在各例中制造的长条的相位差膜切出长130mm×宽130mm的矩形的膜,通过与上述相同的热重量分析(TGA:氮气氛下,升温速度10℃/分钟,30℃~300℃)测定其重量。从30℃的相位差膜的重量WR(30℃)减去300℃的相位差膜的重量WR(300℃)来求出300℃的相位差膜的重量减少量ΔWR
根据上述的300℃的参照用膜的重量减少量ΔWO和300℃的相位差膜的重量减少量ΔWR,通过以下的式(X)算出相位差膜的溶剂含有率。
溶剂含有率(%)={(ΔWR-ΔWO)/WR(30℃)}×100(X)
(延迟和NZ系数的测定方法)
膜的面内延迟Re、厚度方向的延迟Rth以及NZ系数通过AXOMETRICS株式会社制AxoScan OPMF-1进行测定。此时,测定以波长590nm进行。此外,根据得到的面内延迟Re和厚度方向的延迟Rth来算出NZ系数。
(结晶度的测定)
膜的结晶度通过X射线衍射法进行测定。使用D8 DISCOVER(BRUKER株式会社制)作为测定装置。
(通过目视评价反射强度)
准备具有平面状的反射面的镜子。将该镜子以反射面为水平且朝上的方式放置。在该镜子的反射面上以偏光膜侧朝上的方式贴付圆偏振片。
然后,在晴天用太阳光照射圆偏振片的状态下,以目视的方式观察镜子上的圆偏振片。观察在圆偏振片的极角45°、方位角0°~360°的倾斜方向进行。
在倾斜方向的观察中,对反射率和色调是否因方位角而变化进行评价。
由20名观察者进行上述的目视评价,每个人对所有的实施例及比较例的结果进行排序,给出相当于其名次的分数(第1为6分、第2为5分、…最后一名为1分)。关于各实施例及比较例,将每个人评分的合计分数按照得分顺序进行排列,在其分数范围内从上位组按照A、B、C、D的顺序进行评价。分数范围是进行了等分的范围(A:91~120分,B:61~90分,C:31~60分,D:0~30分)。
(基于模拟的反射率的计算方法)
使用技研新阳株式会社制“LCDMaster”作为模拟用的软件,将各实施例和比较例中制造的圆偏振片模型化,计算反射率。
在模拟用的模型中设定了以下结构:在具有平面状的反射面的镜子的上述反射面,以1/4波片侧与镜子接触的方式贴付圆偏振片。因此,在使用1/2波片和1/4波片的模型(圆偏振片A、圆偏振片C、圆偏振片D、圆偏振片F)中,设定了在厚度方向依次设置偏光膜、1/2波片、1/4波片和镜子的结构,在仅使用1/4波片的模型(圆偏振片B、圆偏振片E)中设定了在厚度方向依次设置偏光膜、1/4波片和镜子的结构。
然后,在上述的模型中,在上述圆偏振片的倾斜方向计算从D65光源向圆偏振片照射光时的反射率。在此,在倾斜方向、极角45°中,在方位角0°~360°的范围内,在每隔5°的方位角方向进行计算,采用该计算值的平均值作为该模型化的圆偏振片的倾斜方向的反射率。在该模拟中,对于实际在偏光膜的表面产生的表面反射成分,从反射率中去掉。
[制造例1:包含二环戊二烯的开环聚合物的氢化物的结晶性树脂的制造]
将金属制的耐压反应器充分地干燥后,进行氮置换。在该金属制耐压反应器中加入154.5份的环己烷、42.8份的二环戊二烯(内型体含有率为99%以上)的浓度70%的环己烷溶液(作为二环戊二烯的量为30份)以及1.9份的1-己烯,加热到53℃。
将0.014份的四氯化钨苯酰亚胺(四氢呋喃)络合物溶解于0.70份的甲苯,制备溶液。在该溶液中加入0.061份的浓度19%的二乙基乙醇铝/正己烷溶液,搅拌10分钟,制备催化剂溶液。将该催化剂溶液加入到耐压反应器中,引发开环聚合反应。然后,保持53℃并且使反应进行4小时,得到二环戊二烯的开环聚合物的溶液。得到的二环戊二烯的开环聚合物的数均分子量(Mn)及重均分子量(Mw)分别为8750和28100,由此求出的分子量分布(Mw/Mn)为3.21。
在200份的得到的二环戊二烯的开环聚合物的溶液中加入0.037份的作为终止剂的1,2-乙二醇,加热到60℃,搅拌1小时,使聚合反应终止。在其中加入1份的类水滑石化合物(协和化学工业株式会社制“kyoward(注册商标)2000”),加热到60℃,搅拌1小时。然后,加入0.4份的过滤助剂(昭和化学工业株式会社制“Radio Light(注册商标)#1500”),使用PP褶筒式过滤器(ADVANTEC东洋株式会社制“TCP-HX”),过滤分离吸附剂和溶液。
在200份的过滤后的二环戊二烯的开环聚合物的溶液(聚合物量为30份)中加入100份的环己烷,添加0.0043份的氯氢羰基三(三苯基膦)钌,在氢压6MPa、180℃进行4小时的氢化反应。由此,得到了包含二环戊二烯的开环聚合物的氢化物的反应液。在该反应液中,氢化物析出而成为浆料溶液。
使用离心分离器将上述的反应液所包含的氢化物与溶液分离,在60℃减压干燥24小时,得到28.5份的具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物的氢化物。该氢化物的氢化率为99%以上、玻璃化转变温度Tg为93℃、熔点(Tm)为262℃、间同二单元组的比例为89%。
在100份的得到的二环戊二烯的开环聚合物的氢化物中混合1.1份的抗氧化剂(四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷,巴斯夫日本株式会社制“Irganox(注册商标)1010”)后,投入至具有4个内径3mmΦ的模头孔的双轴挤出机(产品名“TEM-37B”,东芝机械株式会社制)。通过热熔融挤出成型将二环戊二烯的开环聚合物的氢化物和抗氧化剂的混合物成型为股状后,用线料切粒机进行切碎,得到颗粒形状的结晶性树脂。该结晶性树脂是固有双折射值为正的树脂。
双轴挤出机的运行条件如下所示。
·筒体设定温度:270~280℃
·模头设定温度:250℃
·螺杆转速:145rpm
[实施例1]
(1-1)树脂膜的制造
使用具有T模头的热熔融挤出膜成型机将在制造例1中制造的颗粒形状的结晶性树脂进行成型,以规定的速度将约600mm宽的树脂膜卷绕成卷,使用这样的方法得到树脂膜的卷。在本例中,调节线速度,以树脂膜的厚度为18μm的方式进行成型。此外,在卷绕成卷时,一边用掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)进行保护一边进行卷绕。对于树脂膜,测定了Re、Rth及NZ系数,结果是,Re为1.7nm,Rth为1.9nm,NZ系数为1.6。
膜成型机的运行条件如下所示。
·筒体温度设定:280℃~300℃
·模头温度:270℃
·浇铸辊温度:80℃
(1-2)溶剂处理工序(工序1)
从在(1-1)中得到的树脂膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,输送树脂膜。将该树脂膜通过充满作为溶剂的甲苯的浴槽,使甲苯与树脂膜接触。与溶剂的接触时间为7秒。使与溶剂接触的树脂膜以在加热至110℃的烘箱内加热约1分钟的方式通过该烘箱,得到溶剂处理后的膜。在进行本工序的期间,对树脂膜施加20N/m的张力。一边用新的掩蔽膜(特里迪加制“FF1025”)进行保护一边卷绕溶剂处理后的膜,得到溶剂处理后的膜的卷。对于溶剂处理后的膜,测定了Re、Rth、NZ系数和厚度,结果是,Re为7nm,Rth为-202nm,NZ系数为-28.4,厚度为23μm。溶剂处理后的膜的慢轴为与膜的长度方向平行的方向。
(1-3)斜向拉伸工序(工序2)
从在(1-2)中得到的溶剂处理后的膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,输送溶剂处理后的膜。使用图2所示的扩幅拉伸机对该溶剂处理后的膜进行斜向拉伸,得到长条的拉伸膜(相位差膜)。拉伸条件为拉伸倍率1.5倍、拉伸温度130℃。得到的拉伸膜的慢轴与膜的宽度方向所成的平均取向角为15°。在对得到的相位差膜的宽度方向的两端进行修整后,一边为了保护而贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕,得到相位差膜的卷。测定了相位差膜的Re、Rth、NZ系数、厚度和溶剂含有率,结果是,Re为140nm,Rth为-5nm,NZ系数为0.5,厚度为15μm,溶剂含有率为1%。测定了相位差膜的结晶度,结果为22%。
[实施例2]
(2-1)树脂膜的制造
在实施例1的(1-1)中,调节线速度,以树脂膜的厚度为35μm的方式进行成型,除此以外,进行与实施例1的(1-1)相同的操作,得到树脂膜的卷。
(2-2)溶剂处理工序
在实施例1的(1-2)中,使用在(2-1)中得到的树脂膜的卷来代替在(1-1)中得到的树脂膜的卷,并且在进行工序1的期间使对树脂膜施加的张力为40N/m,除此以外,进行与实施例1的(1-2)相同的操作,得到溶剂处理后的膜的卷。对于溶剂处理后的膜,测定了Re、Rth、NZ系数和厚度,结果是,Re为114nm,Rth为-299nm,NZ系数为-2.1,厚度为44μm。溶剂处理后的膜的慢轴是与膜的长度方向平行的方向。
(2-3)斜向拉伸工序
从在(2-2)中得到的溶剂处理后的膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,输送溶剂处理后的膜。使用图2所示的扩幅拉伸机对该溶剂处理后的膜进行斜向拉伸,得到长条的相位差膜。拉伸条件为拉伸倍率1.3倍、拉伸温度130℃。得到的相位差膜的慢轴与膜的宽度方向所成的平均取向角为75°。在对得到的相位差膜的宽度方向的两端进行修整后,一边为了保护而贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕,得到相位差膜的卷。测定了该相位差膜的Re、Rth、NZ系数、厚度和溶剂含有率,结果是,Re为270nm,Rth为10nm,NZ系数为0.5,厚度为34μm,溶剂含有率为1%。测定了相位差膜的结晶度,结果为20%。
[实施例3]
在实施例1的(1-3)中,使用在实施例1的(1-2)中得到的溶剂处理后的膜的卷,以相位差膜的慢轴与膜的宽度方向所成的平均取向角为45°的方式进行拉伸,除此以外,进行与实施例1的(1-3)相同的操作,得到相位差膜。在对得到的相位差膜的宽度方向的两端进行修整后,一边为了保护而贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕,得到相位差膜的卷。测定了该相位差膜的Re、Rth、NZ系数、厚度和溶剂含有率,结果是,Re为135nm,Rth为6nm,NZ系数为0.5,厚度为15μm,溶剂含有率为1%。测定了相位差膜的结晶度,结果为22%。
[比较例1]
从在实施例1的(1-1)中得到的树脂膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,输送树脂膜。使用图2所示的扩幅拉伸机对该树脂膜进行斜向拉伸,得到长条的相位差膜。拉伸条件为拉伸倍率2.5倍、拉伸温度110℃。得到的相位差膜的慢轴与膜的宽度方向所成的平均取向角为45°。在对得到的相位差膜的宽度方向的两端进行修整后,一边为了保护而贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕,得到相位差膜的卷。测定了该相位差膜的Re、Rth、NZ系数、厚度和溶剂含有率,结果是,Re为140nm,Rth为79nm,NZ系数为1.1,厚度为20μm,溶剂含有率为0%。测定了相位差膜的结晶度,结果为0%。
[比较例2]
(C2-1)树脂膜的制造
使用具有T模头的热熔融挤出膜成型机对包含降冰片烯聚合物的树脂(日本瑞翁株式会社制,“ZEONOR(注册商标)”,玻璃化转变温度Tg=126℃)的颗粒进行成型,以规定的速度将约600mm宽的树脂膜卷绕成卷,使用这样的方法得到树脂膜的卷。在本例中,调节线速度,以树脂膜的厚度为80μm的方式进行成型。此外,在卷绕成卷时,一边用掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)进行保护一边卷绕。构成得到的树脂膜的树脂为固有双折射值为正的树脂。该树脂为包含非晶性聚合物的树脂。
膜成型机的运行条件如下所示。
·筒体温度设定:270℃~290℃
·模头温度:270℃
·浇铸辊温度:100℃
(C2-2)斜向拉伸工序
从在(C2-1)中得到的树脂膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,输送树脂膜。使用图2所示的扩幅拉伸机对该树脂膜进行斜向拉伸,得到长条的相位差膜。拉伸条件为拉伸倍率4倍、拉伸温度120℃。得到的相位差膜的慢轴与膜的宽度方向所成的平均取向角为15°。在对得到的相位差膜的宽度方向的两端进行修整后,一边为了保护而贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕,得到相位差膜的卷。测定了该相位差膜的Re、Rth、NZ系数、厚度和溶剂含有率,结果是,Re为140nm,Rth为78nm,NZ系数为1.1,厚度为20μm,溶剂含有率为0%。测定了相位差膜的结晶度,结果为0%。
[比较例3]
(C3-1)斜向拉伸工序
从在(C2-1)中得到的树脂膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,输送树脂膜。使用图2所示的扩幅拉伸机对该树脂膜进行斜向拉伸,得到长条的斜向拉伸膜。拉伸条件为拉伸倍率1.5倍、拉伸温度140℃。得到的斜向拉伸膜的慢轴与膜的宽度方向所成的平均取向角为45°。一边为了保护而对斜向拉伸膜贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕,得到斜向拉伸膜的卷。测定了该斜向拉伸膜的Re、Rth、NZ系数、厚度和溶剂含有率,结果是,Re为190nm,Rth为115nm,NZ系数为1.1,厚度为47μm,溶剂含有率为0%。
(C3-2)纵向拉伸工序
从在(C3-1)中得到的斜向拉伸膜的卷拉出膜,从该膜剥离掩蔽膜,对斜向拉伸膜实施自由纵向单轴拉伸。该自由纵向单轴拉伸使用图3所示的辊拉伸机进行。拉伸方向为膜长度方向,拉伸倍率为1.4倍,拉伸温度为125℃。然后,对自由纵向单轴拉伸后的膜的宽度方向的两端进行修整,得到长条的相位差膜。得到的相位差膜的慢轴与宽度方向所成的平均取向角为75°、NZ系数为1.15、面内延迟Re为260nm、厚度为40μm。测定了相位差膜的结晶度,结果为0%。一边为了保护而对得到的相位差膜贴付新的掩蔽膜(特里迪加株式会社制“FF1025”)一边进行卷绕。
在表1中示出制造实施例和比较例的相位差膜时的条件(溶剂的种类、干燥温度、张力、拉伸倍率、拉伸温度)、和进行各工序后得到的膜的物性值(Re、Rth、NZ系数、厚度、平均取向角)。在表1中,“结晶性COP”是指结晶性的含有脂环式结构的聚合物,“非晶性COP”是指非晶性的含有脂环式结构的聚合物,“取向角”是指“相对于膜的宽度方向的平均取向角”。在表1中,“斜向拉伸处理后的膜”是指进行了斜向拉伸工序后的拉伸膜,在实施例1~3和比较例1~2中对应于相位差膜,在比较例3中对应于斜向拉伸膜。表1中的“溶剂含量”是指在实施例和比较例中制造的相位差膜的溶剂含量。
[表1]
表1
[制造例A]圆偏振片A的制造
(A-1)光学层叠体的制造
从在实施例1中制造的相位差膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,得到的相位差膜,将该相位差膜作为1/4波片来使用。此外,从在实施例2中制造的相位差膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,得到的相位差膜,将该相位差膜作为1/2波片来使用。
将1/2波片和1/4波片以彼此的长度方向平行的方式经由粘接剂层(日东电工制“CS9621”)进行贴合。由此,得到从厚度方向观察贴合成1/2波片的慢轴与1/4波片的慢轴以60°交叉的长条的光学层叠体。
(A-2)圆偏振片的制造
作为长条的线性起偏器,准备偏光膜(三立株式会社制“HLC2-5618S”,厚度180μm,在相对于宽度方向为0°的方向具有偏振光透射轴的起偏器)。将该偏光膜的一侧的面与在(A-1)中得到的光学层叠体的1/2波片侧的面经由粘合剂层(日东电工制“CS9621”)以使偏光膜的长度方向与光学层叠体的长度方向平行的方式贴合。由此,得到具有(偏光膜)/(粘合剂层)/(1/2波片)/(粘合剂层)/(1/4波片)的层构成的长条的圆偏振片。对于这样得到的圆偏振片,使用上述方法进行反射强度和反射率的评价。
[制造例B]圆偏振片B的制造
(B-1)相位差膜的准备
通过从在实施例3中制造的相位差膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,从而准备相位差膜。
(B-2)圆偏振片的制造
在制造例A的(A-2)中,使用在(B-1)中准备的相位差膜代替在(A-1)中得到的光学层叠体作为1/4波片,除此以外,进行与制造例A的(A-2)相同的操作,得到具有(偏光膜)/(粘合剂层)/(1/4波片)的层构成的长条的圆偏振片B。对于这样得到的圆偏振片B,使用上述方法进行反射强度和反射率的评价。
[制造例C]圆偏振片C的制造
(C-1)光学层叠体的制造
在制造例A的(A-1)中,作为1/4波片,使用从在比较例2中制造的相位差膜的卷拉出膜并连续地剥离掩蔽膜而得到的相位差膜代替从实施例1的相位差膜的卷得到的相位差膜,除此以外,进行与制造例A的(A-1)相同的操作,得到长条的光学层叠体。
(C-2)圆偏振片的制造
在制造例A的(A-2)中,使用在(C-1)中得到的光学层叠体来代替在(A-1)中得到的光学层叠体,除此以外,进行与制造例A的(A-2)相同的操作,得到具有(偏光膜)/(粘合剂层)/(1/2波片)/(粘合剂层)/(1/4波片)的层构成的长条的圆偏振片C。对于这样得到的圆偏振片C,使用上述方法进行反射强度和反射率的评价。
[制造例D]圆偏振片D的制造
(D-1)光学层叠体的制造
在制造例A的(A-1)中,作为1/2波片,使用从在比较例3中制造的相位差膜的卷拉出膜并连续地剥离掩蔽膜而得到的相位差膜代替从实施例2的相位差膜的卷得到的相位差膜,除此以外,进行与制造例A的(A-1)相同的操作,得到长条的光学层叠体。
(D-2)圆偏振片的制造
在制造例A的(A-2)中,使用在(D-1)中得到的光学层叠体来代替在(A-1)中得到的光学层叠体,除此以外,进行与制造例A的(A-2)相同的操作,得到具有(偏光膜)/(粘合剂层)/(1/2波片)/(粘合剂层)(1/4波片)的层构成的长条的圆偏振片D。对于这样得到的圆偏振片D,使用上述方法进行反射强度和反射率的评价。
[制造例E]圆偏振片E的制造
(E-1)相位差膜的准备
通过从在比较例1中制造的相位差膜的卷拉出膜,连续地剥离掩蔽膜,从而准备相位差膜。
(E-2)圆偏振片的制造
在制造例A的(A-2)中,作为1/4波片,使用在(E-1)中准备的相位差膜代替在(A-1)中得到的光学层叠体,除此以外,进行与制造例A的(A-2)相同的操作,得到具有(偏光膜)/(粘合剂层)/(1/4波片)的层构成的长条的圆偏振片E。对于这样得到的圆偏振片E,使用上述方法进行反射强度和反射率的评价。
[制造例F]圆偏振片F的制造
(F-1)光学层叠体的制造
在制造例A的(A-1)中,变更以下几点,除此以外,进行与制造例A的(A-1)相同的操作,得到长条的光学层叠体。
·作为1/4波片,使用从在比较例2中制造的相位差膜的卷拉出膜并连续地剥离掩蔽膜而得到的相位差膜代替从实施例1的相位差膜的卷得到的相位差膜。
·作为1/2波片,使用从在比较例3中制造的相位差膜的卷中拉出膜并连续地剥离掩蔽膜而得到的相位差膜代替从实施例2的相位差膜的卷得到的相位差膜。
(F-2)圆偏振片的制造
在制造例A的(A-2)中,使用在(F-1)中得到的光学层叠体来代替在(A-1)中得到的光学层叠体,除此以外,进行与制造例A的(A-2)相同的操作,得到具有(偏光膜)/(粘合剂层)/(1/2波片)/(粘合剂层)(1/4波片)的层构成的长条的圆偏振片F。对于这样得到的圆偏振片F,使用上述方法进行反射强度和反射率的评价。
在表2中将各圆偏振片的评价结果与在制造圆偏振片时使用的相位差膜及其物性值(Re、Rth、NZ系数)一并示出。
[表2]
表2
从表2示出的结果明确可知,使用了本发明的相位差膜的圆偏振片的倾斜方向的反射率低。由此可知,根据本发明,能够提供视角特性优异的长条状的相位差膜及其制造方法。
[其它实施方式]
(1)在上述实施方式和实施例中,示出了通过对膜F0进行斜向拉伸从而得到相对于膜宽度方向具有10°以上且80°以下的慢轴、NZ系数大于0且小于1的相位差膜的制造方法,但本发明的相位差膜不限定于使用该制造方法制造的相位差膜。例如,也可以准备NZ系数为1以上的膜,采用使该膜与溶剂接触后进行拉伸的方法,制造相对于膜宽度方向具有10°以上且80°以下的慢轴、NZ系数大于0且小于1的相位差膜。
附图标记说明
1:树脂膜;
10:溶剂处理后的膜(膜F0);
11:从卷送出的膜;
12、13:掩蔽膜;
30:拉伸膜(相位差膜);
40:拉伸膜的卷;
50:膜(将拉伸膜30纵向拉伸而得到的膜);
60:膜50的卷;
100:装置(进行工序1的装置);
101A、101B、104A、104B:夹辊;
102:浴槽;
103:加热装置;
110:溶剂处理后的膜的卷;
111:树脂膜的卷;
112:卷(卷绕了掩蔽膜的卷);
113:掩蔽膜的卷;
200:扩幅拉伸机;
210R、210L:把持件;
220R、220L:导轨;
230:入口部;
240:出口部;
250:拉伸区;
300:辊拉伸机(纵向拉伸机);
310:上游辊;
320:下游辊。

Claims (9)

1.一种相位差膜的制造方法,所述相位差膜在相对于宽度方向为10°以上且80°以下的角度具有慢轴、NZ系数大于0且小于1、且为长条状,所述相位差膜的制造方法包括:
工序1,准备NZ系数小于0的膜F0,以及
工序2,将所述膜F0斜向拉伸,
所述工序1包括使树脂膜与溶剂接触从而使所述树脂膜的NZ系数改变来得到所述膜F0的工序,
所述树脂膜的面内方向的延迟Re为20nm以下,
所述树脂膜的厚度方向的延迟Rth为20nm以下。
2.根据权利要求1所述的相位差膜的制造方法,其中,所述溶剂为烃系溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜为1/2波片或1/4波片。
4.根据权利要求1或2所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜由固有双折射值为正的树脂形成。
5.根据权利要求1或2所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成。
6.根据权利要求5所述的相位差膜的制造方法,其中,所述具有结晶性的聚合物为二环戊二烯的开环聚合物的氢化物。
7.根据权利要求1或2所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜的面内方向的双折射Re/d为3.0×10-3以上且2.0×10-2以下。
8.根据权利要求1或2所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜的厚度方向的延迟Rth为-30nm以上且30nm以下。
9.根据权利要求5所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜的通过X射线衍射法测定的结晶度为10%以上。
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