JP2000147257A - 位相差フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 きずやしわ等による外観不良がなく、位相差
変動の少ない位相差フィルムをゾーン延伸法によって製
造する方法を提供する。 【解決手段】 樹脂フィルム１を加熱延伸することによ
り位相差フィルム２を製造する方法であって、予熱工
程、延伸工程及び冷却工程の三つの工程からなり、該延
伸工程には略垂直方向に設けられたゾーン延伸法が用い
られ、前記予熱工程及び延伸工程において樹脂フィルム
１を熱輻射型の熱供給装置によって加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高品質の位相差フ
ィルムの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイとしては、ＴＦＴ液晶
ディスプレイとＳＴＮ液晶ディスプレイとが一般的であ
る。ＴＦＴ液晶ディスプレイは、ＴＮモードを用いたア
クティブマトリックス方式の表示素子で、液晶層は９０
度のねじれ角を有しており、複屈折を持たず、白黒表示
のために位相差フィルムを必要としない。昨今は、ＴＮ
モードの視野角を改善する目的で、ある種の位相差フィ
ルムが用いられることがある。

【０００３】ＳＴＮ液晶ディスプレイは、液晶層のねじ
れ角を大きく（１８０〜２７０度）取ることによって、
パッシブマトリックス方式で大容量の表示を可能にした
表示素子である。液晶層のねじれ角を大きく取ることに
よって、液晶層は複屈折を発現し、位相差板なしでは着
色してしまうため、位相差フィルムを用いて白黒表示を
行っている。

【０００４】ＳＴＮ液晶ディスプレイとＴＦＴ液晶ディ
スプレイとの表示品質を比べると、ＳＴＮ液晶ディスプ
レイは、コントラスト、明るさの面で劣っているもの
の、価格面でメリットがあった。しかしながら、昨今は
ＴＦＴ液晶ディスプレイの価格が低下しているため、Ｓ
ＴＮ液晶ディスプレイは表示品質の高品質化が望まれて
おり、そのためには位相差フィルムの高品質化が必要で
ある。

【０００５】上記位相差フィルムは、ポリカーボネー
ト、ポリサルフォン、ポリビニルアルコール等の樹脂フ
ィルムを所定の温度に加熱し延伸することによって製造
される。延伸方法としては、例えば、横一軸延伸のテン
ター延伸、縦一軸延伸の近接ロール間延伸、ゾーン延伸
等が挙げられる。

【０００６】これらの中で、テンター延伸は、所定の温
度に設定されたゾーン内で樹脂フィルムの両サイドをチ
ャックで掴み、フィルムを移送しながら幅方向に延伸す
る方法であり、近接ロール間延伸は、所定の温度に設定
された加熱ニップロール間で入口側のロール回転数よ
り、出口側のロール回転数を大きくすることによって、
延伸する方法である。

【０００７】また、ゾーン延伸は、ニップロール間を十
分に長くとり、ゾーンで加熱しながら延伸を行う。ゾー
ン内のフィルム支持としては複数のロールを使用する方
法と、エアフロート方式とがある。エアフロート方式で
は、上下に配置されたノズルより排出されるエアの圧力
をバランスさせ、樹脂フィルムをサインカーブ状に保
ち、非接触状態で支持する方式である。

【０００８】上記テンター延伸で作られた位相差フィル
ムは、幅方向が主に延伸されているが、延伸方向と直交
する方向にも若干延伸されており、２軸方向に延伸され
た位相差フィルムとなる。これは延伸方向と直交する方
向の収縮が妨げられるためである。そのため、位相差の
角度依存性が悪くなり、ＳＴＮ液晶ディスプレイに搭載
した際にディスプレイの視野角特性が悪くなる。また、
得られた位相差フィルムの端部にチャックの跡が残るた
め、端部を切り落とす必要があり、位相差フィルムの歩
留りが悪くなるという問題点があった。

【０００９】上記近接ロール間延伸では、ロール間隔が
接近しているため、樹脂フィルムがフリー状態になって
いる長さが短いため、幅方向の収縮の自由度が小さくな
り、幅方向の収縮率が低くなる。位相差の角度依存性は
テンター延伸に比べて改善できるが、角度依存性はまだ
大きい状態である。また、短区間延伸では、位相差の均
一性のよいものを作ることは難しい。さらに、延伸開始
点ではネックインが生じ、これによって樹脂フィルムの
流れ方向に略平行なうねりが発生し、これが出口側のニ
ップロールに巻き込まれると樹脂フィルムに折れじわが
入ることがあった。

【００１０】これに対して、ゾーン延伸は、ニップロー
ル間隔を十分に長く取っているので、幅方向の収縮を妨
げる力は小さく、十分に幅方向の収縮率を稼ぐことがで
き、位相差の角度依存性を低減することができる。しか
し、ゾーン内の樹脂フィルムの支持方法によって、外観
が低下したり、位相差の均一性に問題があった。

【００１１】複数のロールを用いた支持方法では、ガラ
ス転移点（Ｔｇ）以上の温度となっている樹脂フィルム
がロール間で張りついたり、融着が発生するため、ロー
ルから樹脂フィルムが離れる際に、部分的に樹脂フィル
ムが引き延ばされる結果、位相差の不均一、樹脂フィル
ムの平坦性が悪くなる等の問題点があった。また、延伸
開始点ではネックインが生じ、これによって樹脂フィル
ムの流れ方向に略平行なうねりが発生し、このうねりが
ロール上でしわとなることがある。

【００１２】また、エアフロート方式では、複数のロー
ルを用いた場合に発生する、張りつき、融着、しわ等の
問題は起こらないが、これとは別に以下の問題点が発生
する。変形しない温度で、平坦な樹脂フィルムをゾーン
内でサインカーブ状に安定させることは比較的容易に可
能であるが、Ｔｇ以上の温度のゾーン内では、延伸開始
点でネックインによって樹脂フィルムの流れ方向に略平
行なうねりが発生するため、樹脂フィルムは平坦でなく
なり、かつ樹脂フィルムは比較的容易に変形可能となる
ため、大きな張力が掛かった状態で樹脂フィルムをサイ
ンカーブ状に安定させることが困難となり、延伸開始点
付近でばたつきが生じる。

【００１３】ばたつきの発生によって、延伸時の張力は
不安定となり、流れ方向での位相差のばらつきが大きく
なってしまう。また、幅方向の位相差も若干ばらつきが
大きくなる。樹脂フィルムのばたつきは位相差特性の問
題だけでなく、樹脂フィルムがノズルと接触することに
よってきずが入ることによって、外観上の問題を生じる
ことがある。また、ゾーン延伸でゾーンの熱供給を熱風
で行う場合は、樹脂フィルム全体に比較的均一な熱供給
がなされる。

【００１４】樹脂フィルムが幅方向の厚みのパターンあ
るいは残留揮発分（溶剤キャスト法で作られたフィルム
の場合）のパターンをもっている場合は、均一な熱供給
では、厚みのパターンや残留揮発分のパターンはそれぞ
れに対応した位相差パターンとなり、樹脂フィルムのも
つ特性によって幅方向の位相差のばらつきが変化してし
まう。また、幅方向に厚みのパターンがある場合は、幅
方向だけでなく、流れ方向にも影響が出ることがあり、
流れ方向の位相差変動を大きくしてしまうこともある。
このような場合は、樹脂フィルムに供給する熱量を幅方
向にコントロールすることは困難である。

【００１５】エアフロート方式のもう一つの問題点は、
製造する位相差フィルムのもつ位相差を延伸倍率によっ
て調整する場合、延伸倍率によって張力が変化し、エア
フロートによる樹脂フィルムのパスの形状も変化する。
そのため、ノズルの風速を一定にした場合はノズルと樹
脂フィルムとの間の距離が変化し、延伸倍率が高くなっ
た場合は、ノズルに樹脂フィルムが接触し、きずが入る
ことがあった。きずが入るのを防止するためには、ノズ
ル間距離やノズル風速を変化させて対応しようとする
と、風速によって樹脂フィルムに掛かる張力変化や、樹
脂フィルム走行の安定性等に影響が生じるため、位相差
値の異なる位相差フィルムを製造する場合は、各々の条
件を最適化する必要がある。

【００１６】また、ゾーンが水平でかつロール間隔が長
い場合は、樹脂フィルムの自重によってロール間で弛み
が生じることがある。これをエアフロート方式によって
フィルムの走行を安定させる場合は、上下のノズルの風
速をバランスさせる必要があり、延伸状態で安定させる
ことは、さらにプロセスを複雑にするという問題点があ
った。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、きずやしわ等による外観不良がなく、位相差変
動の少ない位相差フィルムをゾーン延伸法によって製造
する方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の位相差フィルム
の製造方法は、樹脂フィルムを加熱延伸することにより
位相差フィルムを製造する方法であって、予熱工程、延
伸工程及び冷却工程の三つの工程からなり、該延伸工程
には略垂直方向に設けられたゾーン延伸法が用いられ、
前記予熱工程及び延伸工程において樹脂フィルムを熱輻
射型の熱供給装置によって加熱することを特徴とする。

【００１９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の位相差フィルムの製造方法は、予熱工程、延伸工
程及び冷却工程の三つの工程からなる。樹脂フィルム
を、予熱工程、延伸工程及び冷却工程を順次通過させる
ことにより、位相差フィルムを得ることができる。ここ
で用いられる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリカー
ボネート、ポリサルフォン、ポリビニルアルコール等の
樹脂フィルムが挙げられる。

【００２０】上記予熱工程における予熱方法としては、
所定の温度に設定された加熱ロールを用いる方法、所定
の温度に設定された予熱ゾーンを通過させる方法等が挙
げられる。予熱ゾーンにおける熱供給の方法としては、
熱風型の他、遠赤外線パネル、ハロゲンランプ等の静的
な熱供給装置が用いられる。

【００２１】しかし、予熱ゾーンと後述の延伸ゾーンと
の間にゾーンを分割するロール等がない場合は、熱風型
の加熱方法では、樹脂フィルムにばたつきを発生するこ
とがあり、延伸ゾーンの張力を変動させる原因となるの
で、遠赤外線パネル、ハロゲンランプ等の輻射型の熱供
給装置を用いることが好ましい。

【００２２】上記冷却工程における冷却方法としては、
冷却ロールを用いる方法や冷却ゾーンを通過させる方法
等が挙げられる。延伸ゾーンとの分離ができない場合
は、冷却ロールを用いることが好ましい。

【００２３】上記延伸工程における延伸方法としては、
位相差の角度依存性が小さいことからゾーン延伸法が用
いられる。また、延伸ゾーンの向きは略垂直方向に設け
られたものが用いられる。延伸ゾーンの長さは短くなる
と、延伸時に幅方向の収縮が妨害されて収縮率が小さく
なり、位相差の角度依存性が大きくなる。また、延伸ゾ
ーンの長さは長くなると、延伸ゾーンの後半に緩和が始
まり、高位相差品を製造できなくなる。従って、延伸ゾ
ーンの長さは、１〜５ｍが好ましい。

【００２４】また、上記延伸ゾーンの向きを略垂直方向
に設けることによって、樹脂フィルムの自重による幅方
向の変形を低減でき、位相差の均一性を向上させること
ができる。

【００２５】上記延伸ゾーンにおける熱供給の方法とし
ては、遠赤外線パネル、ハロゲンランプ等の輻射型の熱
供給装置が用いられる。熱供給の方法として熱風型を用
いると、延伸ゾーン内で樹脂フィルムのばたつきが生じ
たり、樹脂フィルムのもつ厚みパターンや残留揮発分の
パターンに対して、細かい対応ができなくなることがあ
る。樹脂フィルムのばたつきは、延伸張力を変動させ
て、流れ方向に位相差変動を起こしたり、ノズルと接触
して樹脂フィルムに傷をつけることがある。

【００２６】また、熱風型の加熱で、Ｔｇ以上の温度の
樹脂フィルムにばたつきが発生している場合、樹脂フィ
ルムの幅方向に掛かる風圧が不均一となることがあり、
幅方向における位相差の均一性を低下させる。これに対
して、遠赤外線パネル、ハロゲンランプ等の輻射型の熱
供給装置を使用する場合は、幅方向に複数枚に分割して
設置することによって、樹脂フィルムのもつ厚みパター
ンや残留揮発分のパターンにも細かな対応が可能とな
る。

【００２７】上記幅方向に分割して設置する場合は、熱
供給装置を樹脂フィルムの流れ方向に一列に並べること
はせずに、互い違いとなるように配列することが好まし
い。また、熱供給装置と樹脂フィルムとの間隔は、熱供
給装置が供給する熱量及びその分布に応じて適宜最適化
することができるが、延伸開始点付近では、樹脂フィル
ムのネックインによって流れ方向に略平行なうねりが発
生するため、樹脂フィルムと熱供給装置とが接触しない
程度の間隔とすることが好ましい。

【００２８】本発明の製造方法において、予熱温度、延
伸温度、冷却温度は延伸する樹脂フィルムによって、適
宜適温に設定することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、実施例を掲げて、本発明の
製造方法を更に詳しく説明するが、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。

【００３０】（実施例１）図１に模式図を示した延伸設
備１０を使用して、樹脂フィルム１（７０μｍ厚、５０
０ｍｍ幅のポリカーボネートフィルム）を延伸倍率１．
３倍となるように延伸加工し、位相差フィルム２を得
た。延伸設備１０としては、上方から略垂直方向に予熱
ゾーン４、延伸ゾーン５及び冷却ゾーン６が順次設けら
れ、予熱ゾーン４の入口側及び冷却ゾーン６の出口側
に、ニップロール３ａ，３ｂ及び７ａ，７ｂをそれぞれ
有するものを使用した。上記予熱ゾーン４及び延伸ゾー
ン５の長さは、それぞれ５００ｍｍ及び１０００ｍｍで
あり、冷却ゾーン６には３本の冷却ロール６ａ，６ｂ及
び６ｃを略垂直方向に配置した。

【００３１】上記予熱ゾーン４には、熱供給装置として
４枚の遠赤外線パネル４１を配置し、延伸ゾーン５に
は、熱供給装置として１２枚の遠赤外線パネル５１を配
置し、予熱ゾーン４の温度を１００℃、延伸ゾーン５の
温度を１５０℃に設定した。また、上記冷却ロール６
ａ、６ｂ及び６ｃの温度を、１４０℃、１２０℃及び１
００℃にそれぞれ設定した。

【００３２】（実施例２）予熱ゾーン４の温度を１００
℃、延伸ゾーン５の温度を１６５℃、冷却ロール６ａ、
６ｂ及び６ｃの温度を、１４５℃、１２５℃及び１００
℃にそれぞれ設定し、ポリサルフォンフィルム（６５μ
ｍ厚、５００ｍｍ幅）を延伸倍率１．３５倍となるよう
に延伸加工したこと以外は、実施例１と同様にして位相
差フィルムを得た。

【００３３】（比較例１）図２に模式図を示した延伸設
備２０を使用して、樹脂フィルム１１（７０μｍ厚、５
００ｍｍ幅のポリカーボネートフィルム、）を延伸倍率
１．３倍となるように延伸加工し、位相差フィルム２１
を得た。延伸設備２０としては、略水平方向に予熱ゾー
ン４０（５００ｍｍ長さ）、延伸ゾーン５０（１０００
ｍｍ長さ）及び冷却ゾーン６０が順次設けられ、予熱ゾ
ーン４０の入口側及び冷却ゾーン６０の出口側に、ニッ
プロール３０ａ，３０ｂ及び７０ａ，７０ｂをそれぞれ
有するものを使用した。また、冷却ゾーン６０には３本
の冷却ロール６０ａ，６０ｂ及び６０ｃを略水平方向に
配置した。

【００３４】上記予熱ゾーン４０及び延伸ゾーン５０で
は、上下にノズル４２及び５２を配置したエアフロート
方式を用い、予熱ゾーンの温度を１００℃、延伸ゾーン
の温度を１５２℃、冷却ロール６０ａ、６０ｂ及び６０
ｃの温度を、１４０℃、１２０℃及び１００℃にそれぞ
れ設定した。

【００３５】（比較例２）予熱ゾーン４０の温度を１０
０℃、延伸ゾーン５０の温度を１６７℃、冷却ロール６
０ａ、６０ｂ及び６０ｃの温度を、１４５℃、１２５℃
及び１００℃にそれぞれ設定し、ポリサルフォンフィル
ム（６５μｍ厚、５００ｍｍ幅）を延伸倍率１．３５倍
となるように延伸加工したこと以外は、比較例１と同様
にして位相差フィルムを得た。

【００３６】上記実施例及び比較例で得られた位相差フ
ィルムにつき、下記項目の評価を行い、その結果を表１
に示した。

【００３７】（１）平均位相差（幅方向） 延伸の開始点及び延伸が安定する延伸開始点から１０ｍ
離れた２箇所について、有効幅４００ｍｍの幅方向にお
ける位相差を５ｍｍ間隔で測定し、その平均値を求め
た。

【００３８】（２）位相差変動（幅方向） （１）の平均位相差を求めるために測定した、２箇所の
幅方向における位相差データの最大値と最小値のうち、
大きい方を位相差変動とした。

【００３９】（３）位相差変動（流れ方向） 位相差フィルムの幅方向における中央部の位相差を流れ
方向に５０ｍｍ間隔で測定し、その最大値と最小値の差
を求めた。

【００４０】（４）きず又はしわの有無 位相差フィルムの長さ１０ｍの全体を目視観察すること
により、きず又はしわの有無を評価した。

【００４１】（５）延伸加工時の張力変動 位相差フィルム作製時の張力を張力検出器によって測定
し、その最大値と最小値の差を求めた。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】本発明の位相差フィルムの製造方法は、
上述の構成であり、きずやしわ等による外観不良がな
く、位相差変動の少ない位相差フィルムを提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１及び２に使用される延伸設備の概要を
示す模式図である。

【図２】比較例１及び２に使用される延伸設備の概要を
示す模式図である。

【符号の説明】

１，１１ 樹脂フィルム ２，２１ 位相差フィルム ３ａ，３ｂ、７ａ，７ｂ ニップロール ３０ａ，３０ｂ、７０ａ，７０ｂ ニップロール ４，４０ 予熱ゾーン ４１，５１ 遠赤外線パネル ４２ ノズル ５，５０ 延伸ゾーン ６，６０ 冷却ゾーン ６ａ，６ｂ，６ｃ 冷却ロール ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 冷却ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂フィルムを加熱延伸することにより
   位相差フィルムを製造する方法であって、予熱工程、延
   伸工程及び冷却工程の三つの工程からなり、該延伸工程
   には略垂直方向に設けられたゾーン延伸法が用いられ、
   前記予熱工程及び延伸工程において樹脂フィルムを熱輻
   射型の熱供給装置によって加熱することを特徴とする位
   相差フィルムの製造方法。