JP2003094468A

JP2003094468A - 光学用ポリカーボネートフイルム及びその製造法

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Publication number: JP2003094468A
Application number: JP2001293124A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Namita; 快之波多
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴＦＴ型や階調表示のＦＳＴＮ型のように高
コントラストを実現した液晶表示装置の高コントラスト
特性を実質的に損なうことなく、かつ生産性に優れた光
学用フイルムを提供する。【解決手段】流延法又は溶融押出法で製造されるポリ
カーボネートフイルムをその製造工程の途中でフイルム
面に磁界をかけたり、製造後のフイルムに温度と磁界を
かけることによってフィルム異方性を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光学用途に用いら
れるフイルムであって、保護フィルム、特に液晶表示装
置に用いられる偏光子用保護フィルム、位相差フイルム
用支持体等として有用に使用される光学用フィルム及び
その製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、需要が拡大している液晶表示装置
には偏光フィルムが使用されている。偏光フィルムは、
ポリビニルアルコールにヨウ素、二色性染料を吸着、配
向させたものを偏光素子とし、この偏光素子を保護フィ
ルムで被覆したものである。この保護フィルムに用いる
素材としては、複屈折が小さい、すなわち光学的異方性
の小さい素材であることが望ましい。このため、光学的
異方性の小さいセルローストリアセテート、ポリエステ
ル、ポリカーボネート等のフィルムが用いられてきた。
特に、溶液流延法により製膜した酢酸セルロースエステ
ルフイルム、ポリカーボネートフィルムは、平面性に優
れる薄膜を形成できることから、多く用いられてきた。

【０００３】溶液流延法、溶融押し出し法により製膜し
たポリカーボネートフィルムは、芳香族基を含むポリマ
ーからなっているために、透明性、耐熱性は高いが、僅
かな配向により屈折率異方性が生じ、光学的異方性の点
で、溶液流延法の酢酸セルロースエステルフイルムに較
べ劣り、光学的等方性を要求される用途に用いることが
難しい。

【０００４】溶融押し出し法で製膜のポリカーボネート
フィルムは、平面性に優れるが、溶融フイルムを冷却ド
ラムに接触させて冷却、固化する過程でフイルム長手方
向に配向が生じるため、この寄与による正面レターデー
ション値（ＲMT）及び厚み方向レターデーション値（Ｒ
TH）が大きくなる。また溶液流延法による製膜のポリカ
ーボネートフィルムは、平面性に優れるが、乾燥過程で
フィルム厚み方向に素材の面配向が生じるため、この寄
与による厚み方向レターデーション値（ＲTH）が大きく
なる。これら正面レターデーション値（ＲMT）及び厚み
方向レターデーション値（ＲTH）が大きくなると、高コ
ントラストを実現した液晶表示装置の視覚特性に影響を
与え、無視することが出来なくなる。溶融押し出し法の
場合、ポリカーボネート溶融樹脂がダイスより長手方向
に押し出されて、冷却、固化の過程で、長手方向に配向
するからである。生産性をあげるために、溶融押し出し
法のポリカーボネートフイルムの製膜ラインスピードを
上げようとすると、より一層長手方向に配向する。溶液
流延法の場合、乾燥過程で、フィルムの長手および幅手
方向に収縮しようとして収縮応力が発生し、素材の面配
向が生じるため、これらの影響を少しでも排除しよう
と、収縮応力を打ち消すべく、長手方向に引き取り張力
をかけ、幅手方向は両端を把持して収縮しないよう工夫
している。また生産性をあげるために、溶液流延法のポ
リカーボネートフイルムの製膜ラインスピードを上げよ
うとすると、乾燥時間を短縮せねばならず、例えば、乾
燥温度を上げて、溶媒の蒸発スピードを上げる必要があ
る。溶媒の蒸発スピードを上げると、平面性が損なわれ
ると同時に、乾燥過程でフィルム厚み方向に、著しく素
材の面配向を生じるため、この寄与による厚み方向レタ
ーデーション値（ＲTH）が大きくなる。

【０００５】一方、液晶セルの高コントラストを実質的
に損なうことなく適用できる偏光フイルム及び楕円偏光
フイルムが求められている。この目的を達成するために
は、溶液流延法の乾燥過程で、極力収縮応力のかからな
いよう、ゆっくりと乾燥する事が行われている。又、溶
融押し出し法の冷却、固化の過程で、長手方向に配向し
ないよう、長手方向の引き取り張力を抑えて巻き取る事
が行われている。これら溶液流延法、溶融押し出し法の
製膜スピードを上げることによって、縦、横両方向に発
生する応力で面配向するので、これら配向をキャンセル
するような物理的力を外部より付与してやれば良いとも
考えられ、更には、製膜されたポリカーボネートフイル
ムに外部からレターデーション値（ＲTH）を低下するよ
う処理することも考えられるが、ポリカーボネートフイ
ルムではその制御が容易でなく、製造適性も充分とはい
えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＴＦ
Ｔ型や階調表示のＦＳＴＮ型のように高コントラストを
実現した液晶表示装置の高コントラスト特性を実質的に
損なうことなく、かつ生産性に優れた光学用フイルム、
およびその製造法を提供することにある。

【０００７】

〔ｎMDは長手方向に平行な方向でのフィルム屈折率、ｎTDは長手方向に垂直な方向でのフィルム屈折率、ｎTHは厚み方向でのフィルム屈折率、ｄはフィルム厚み（ｎｍ）である。従って、流延法の場合、ｎMDは流延方向に平行な方向でのフィルム屈折率を、ｎTDは流延方向に垂直な方向でのフィルム屈折率を、溶融押し出し法の場合、ｎMDは押し出し方向に平行な方向でのフィルム屈折率、ｎTDは押し出し方向に垂直な方向でのフィルム屈折率を表す。〕

（６）偏光素子と該偏光素子の少なくとも一方が（１）
から（４）項に記載のフィルム異方性を制御する製造法
を用いた光学用フィルムとからなることを特徴とする偏
光フィルム。（７）偏光素子と該偏光素子の少なくとも一方が（５）
項に記載の光学用フィルムとからなることを特徴とする
偏光フィルム。（８）前記（７）項に記載の偏光フイルムと位相差フイ
ルムとを積層してなることを特徴とする楕円偏光フイル
ム。

【０００８】まず、本発明のポリカーボネートフイルム
に関連して、下記（式１）で示されるレターデーション
値（ＲTH）について説明する。ＲTH＝｛（ｎMD＋ｎTD）／２−ｎTH｝×ｄ（式１）〔ｎMDは長手方向に平行な方向でのフィルム屈折率、ｎ
TDは長手方向に垂直な方向でのフィルム屈折率、ｎTHは
厚み方向でのフィルム屈折率、ｄはフィルム厚み（ｎ
ｍ）である。従って、流延法の場合、ｎMDは流延方向に
平行な方向でのフィルム屈折率を、ｎTDは流延方向に垂
直な方向でのフィルム屈折率を、溶融押し出し法の場
合、ｎMDは押し出し方向に平行な方向でのフィルム屈折
率、ｎTDは押し出し方向に垂直な方向でのフィルム屈折
率を表す。〕一般に、光学的に一軸異方性をもった物質に光が入射す
ると、位相速度の異なる互いに直交する直線偏光が伝搬
するため、２つの屈折光が現れる。このような現象を複
屈折といい、複屈折の大きさは、光学軸に平行な方向で
の屈折率（ｎp）と光学軸に垂直な方向での屈折率（ｎv
）との差によるので、 Δｎ＝ｎp −ｎv （式２）を複屈折という。この複屈折（Δｎ）と厚み（ｄ）の
積、Ｒｅ＝Δｎ×ｄ（式３）をレターデーション値（Ｒｅ）といい、物質の光学異方
性を表す指標として用いられる。

【０００９】一般に、フイルムのレターデーション値と
しては、図１に示すようにフイルム面に対して垂直方向
から測定した場合のフイルム面内で直交する２つの屈折
率の差の絶対値（以下「正面複屈折」という。）に基づ
いて下記（式４）のように表される。以下、これを正面
レターデーション値（ＲMT）という。ＲMT＝｜ｎMD−ｎTD｜ｘｄ（式４）ポリカーボネートフイルムは、この正面レターデーショ
ン値が極めて低いものとして知られ、液晶表示装置に用
いる偏光板保護フイルムとしての需要が大きい。しかし
ながら、液晶表示装置の偏光板としての用途の場合、液
晶表示装置の表示面に垂直な方向での光学異方性のみな
らず、表示面に対して任意の角度における光学異方性を
も考慮する必要がある。この場合、フイルム面内で直交
する２つの屈折率（ｎMD、ｎTD）に加えてフイルム面に
垂直な方向の屈折率（ｎTH）の寄与も考慮する必要があ
る。このため、フイルムの光学異方性は（式１）に示す
レターデーション値（ＲTH：以下「厚み方向レターデー
ション」という。）を考慮する必要がある。

【００１０】ところで、式（１）から、レターデーショ
ン値（ＲTH）は、ＲTH＝｜｛（ｎMD＋ｎTD）／２−ｎTH｝｜×ｄ（式１）〔ｎMDは長手方向に平行な方向でのフィルム屈折率、ｎ
TDは長手方向に垂直な方向でのフィルム屈折率、ｎTHは
厚み方向でのフィルム屈折率、ｄはフィルム厚み（ｎ
ｍ）である。〕と定義され、レターデーション値（ＲT
H）を小さくするには、屈折率項の｜｛（ｎMD＋ｎTD）
／２−ｎTH｝｜とフイルム厚みｄの両者を共に小さくす
る必要がある。ポリカーボネートフイルムの機械的強度
を保持するには、フイルム厚みを厚くして強度を稼ぐ必
要があり、フイルムの薄膜化に自ずから限界がある。従
って、レターデーション値（ＲTH）を小さくするには、
屈折率項の｜｛（ｎMD＋ｎTD）／２−ｎTH｝｜を極力小
さく、すなわち出来るだけ光学異方性の少ないフイルム
とする必要がある。先に述べたように、生産性をあげる
ために、フイルム製膜ラインスピードを上げると、流延
法の場合、乾燥時間を短縮せねばならず、例えば、溶媒
量を減らして、高濃度ドープキャストで乾燥時間を短縮
するとか、乾燥温度を上げて、溶媒の蒸発スピードを上
げ、乾燥時間を短縮する必要がある。溶媒の蒸発スピー
ドを上げると、平面性が損なわれると同時に、乾燥過程
でフィルム厚み方向に、著しく素材の面配向を生じて、
厚み方向レターデーション値（ＲTH）が大きくなって、
液晶セルの高コントラスト性能を損なう。溶融押し出し
法の場合、溶融フイルムの冷却、固化の過程で、ポリカ
ーボネート溶融樹脂がダイスより長手方向に押し出され
て、より一層長手方向に配向し、正面レターデーション
値（ＲMT）が大きくなると同時に、厚み方向レターデー
ション値（ＲTH）も大きくなる。以上のことから、フイ
ルム製造ラインのスピードアップによる生産性向上と、
レターデーション値（ＲMT，ＲTH）を極力小さくして制
御することとは二律相反し、同時に達成することは難し
い。

【００１１】本発明は、ポリカーボネートフイルムを製
膜して、光学異方性の少ない光学用フイルム及びその製
造法を提供する事を目的とし、フィルム異方性を適宜制
御することを特徴とする光学用フイルム及びその製造法
を提供しようとするものである。すなわち、ポリカーボ
ネートドープ溶液の流延以降の固化、剥離、乾燥の製造
工程で、フイルム面に、０．０１Ｔ（テスラ）以上の磁
束密度をかけて、フィルム異方性を制御するか、ポリカ
ーボネート樹脂の溶融押出し以降の冷却、固化、巻き取
りの製造工程で、フイルム面に、０．０１Ｔ（テスラ）
以上の磁束密度をかけて、フィルム異方性を制御する
か、或いは、光学異方性を有するポリカーボネートフイ
ルム面に磁界をかけながら加熱処理して、光学異方性の
制御されたポリカーボネートからなる光学用フイルム及
びその製造法を提供しようとするものである。図２に示
す通り、一般に溶液流延法による製膜では、乾燥過程で
溶媒が除かれるにつれフイルムの厚みは流延当初の１／
５〜１／１０となり、フイルム厚み方向に直交するポリ
マーの配向が進んで厚み方向の屈折率（ｎTH）が小さく
なり、結果として厚み方向のレターデーション値（ＲT
H）は大きくなる。レターデーション値（ＲTH）は、溶
媒により異なるが、通常の製造法で作製された市販のセ
ルローストリアセテートフイルムのレターデーション値
（ＲTH）は６０〜１５０ｎｍ、ポリカーボネートフイル
ムは２２０ｎｍもある。これに対し、本発明の製造法で
作製のポリカーボネートフイルムは、（１）流延法の冷
却固化、剥離、乾燥の過程で、フイルム面に磁界をかけ
て、フィルム異方性を適宜制御できる。（２）溶融押出
し以降の溶融フイルムの冷却、固化、剥離、巻き取りの
過程で、フイルム面に磁界をかけて、フィルム異方性を
適宜制御できる。（３）ポリカーボネートフイルムのフ
イルム面に、磁界をかけながら、加熱処理してフィルム
異方性を適宜制御する事が出来る。すなわち、本発明の
製造法を用いて、製膜したポリカーボネートフイルムの
レターデーション値（ＲTH）を適宜制御でき、その絶対
値が０〜５０ｎｍと、光学異方性の極めて少ない光学用
フイルムを提供することも出来る。しかも、（式４）に
示す正面レターデーション値と（式１）に示す厚み方向
レターデーション値との差の絶対値が０〜５０ｎｍとフ
イルム全体としても光学異方性が少ない光学用フイルム
を提供するものである。本発明の主たる目的は、「ポリ
カーボネートフイルムのフィルム異方性を適宜制御す
る」ものであるが、上記（１）、（２）、（３）を実施
すると、同時にポリカーボネートフイルムをロール状に
巻き取った時に、巻癖がつきにくく、巻癖改良効果の大
きいポリカーボネートフイルムが得られる。

【００１２】本発明で用いるポリカーボネートは、特に
限定されるものではなく、主としてビスフェノールがカ
ーボネート結合に結合されている芳香族系ポリカーボネ
ートの総称でその製造法は特には限定されないが、一般
にはホスゲン法あるいはジフェニルカーボネート法によ
り製造される。用いられるビスフェノールとしてはビス
フェノールＡが代表的である。また、ビスフェノールＡ
に対して共重合比５〜３０ｍｏｌ％でパーヒドロイソホ
ロン骨格からなるビスフェノール成分を共重合させたポ
リカーボネート。さらに、ビスフェノールＡに対して共
重合比５〜３０ｍｏｌ％でフルオレン骨格からなるビス
フェノール成分を共重合させた芳香族ポリカーボネート
である。

【００１３】これらのポリカーボネートの平均分子量は
３０，０００以上である。３０，０００未満であるとフ
イルムの力学的強度が弱く好ましくない。また分子量の
上限は約１００，０００である。これ以上になると溶液
が高粘度になりすぎて製膜性が著しく損なわれるので好
ましくない。

【００１４】本発明のポリカーボネート樹脂には必要に
応じて例えばトリフェニルフォスファイト、トリス（ノ
ニルフェニル）フォスファイト、ジステアリルペンタエ
リスリトールジフォスファイト、ジフェニルハイドロジ
ェンフォスファイト、イルガノックス１０７６［ステア
リル−β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔーブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネート］等のような安定剤、
例えば２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニ
ル）ベンゾトリアゾール２−（２’−ヒドロキシ−
３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾト
リアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−４’−オクトキ
シフェニル）ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４
−オクトキシベンゾフェノン等のような耐候剤、着色
剤、帯電防止剤、離型剤、滑剤等の添加剤をフイルムの
透明性を損なわない範囲で加えてもよい。

【００１５】本発明のポリカーボネートフイルムの厚み
は、光学補償フイルム製造プロセスや他の位相差板や液
晶セルとの貼り合わせ工程におけるハンドリング性やレ
ターデーション値を考慮すると、５０〜１５０μｍの範
囲が好ましい。

【００１６】本発明におけるフィルム異方性を制御する
光学用フイルムの製造法について、実施態様に沿って説
明するが、必ずしも以下の記載に限定されるものではな
い。

【００１７】（１）第１のフィルム異方性を制御する光
学用フイルムの製造法は、ポリカーボネートを溶解して
かつ低沸点の、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタ
ン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン等
のハロゲン系溶媒、１，３−ジオキソラン、１，４−ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル系溶
媒、アニソール等の芳香族エーテル系溶媒、シクロヘキ
サノン等のケトン系溶媒等を用いて溶解し、さらに、該
ポリカーボネートと安定剤、耐候剤、着色剤、帯電防止
剤、離型剤、滑剤等の固形分とを合わせた溶液濃度は、
ポリカーボネートの分子量にも依存するが、１０〜３５
重量％、好ましくは１２〜３０重量％の範囲になるよう
に調製して用いられる。濃度がこの上限を越えると、溶
液の安定性が落ちたり、溶液粘度が高くなり過ぎて、均
一製膜が困難になるため好ましくない。また下限を下回
ると、流延工程で外部擾乱による影響を受けやすく、そ
のために表面均一性が低下して好ましくない。調製した
ポリカーボネート溶液は、流延機より鏡面状態に仕上げ
た流延用支持体、例えば、ドラムまたはバンド上に押出
し、固化して後、流延用支持体から剥離、乾燥して、ポ
リカーボネートフイルムを成形し、流延以降の固化、剥
離、乾燥の製造工程で、フイルム面に、０．０１Ｔ（テ
スラ）以上の磁束密度をかけて、フィルム異方性を制御
する方法である。

【００１８】フイルム面にかける磁界の強さは、乾燥処
理する温度、時間に依存し特に限定されないが、磁束密
度の大きさが最大４０Ｔ（テスラ）程度で、好ましく
は、０．０１〜３０Ｔ（テスラ）、更に好ましくは、
０．０２〜３０Ｔ（テスラ）、最も好ましくは、０．１
〜２０Ｔ（テスラ）の磁場をかけながら、３０秒〜３０
分間程度、固化、剥離、乾燥の製造工程を通過させるこ
とで、異方性を制御する方法である。磁場をかけながら
製造工程を通過させる時間は、乾燥温度、印加する磁束
密度に依存するが、３０秒以上３０分間以下が好まし
い。製造工程を通過させる時間、すなわち、磁場をかけ
ながら加熱乾燥する時間は、３０分間を越えて、その目
的を達成する事は可能であるが、３０分間程度でその効
果が収斂し、３０分を越えて２時間程度まで加熱乾燥処
理してもあまり効果がない。磁界の印加は、流延以降の
固化、剥離、乾燥の製造工程のどこでかけても良い。す
なわち、全工程で印加しても良いし、工程の一部で印加
しても良い。その組み合わせは自由であるが、固化しな
い内にかけ、剥離する直前まで磁界を印加するのが好ま
しい。磁界を印加する方向は、磁力線が支持体面に垂直
であっても良いし、斜めでも、また、水平であっても良
いが、磁界を印加した結果として、ポリカーボネートフ
イルムの異方性を、適宜目的とする範囲内に制御出来る
ように調整することは言うまでもない。ポリカーボネー
トフイルムを成形する流延法において、その製造の容易
さから磁界を印加する方向は、磁力線が支持体面に垂直
であることが良い。

【００１９】このような、ソルベントキャスト法におけ
る流延および乾燥方法については、米国特許２３３６３
１０号、同２３６７６０３号、同２４９２０７８号、同
２４９２９７７号、同２４９２９７８号、同２６０７７
０４号、同２７３９０６９号、同２７３９０７０号、英
国特許６４０７３１号、同７３６８９２号各明細書、特
公昭４５−４５５４号、同４９−５６１４号、特開昭６
０−１７６８３４号、同６２−１１５０３５号各公報に
セルローストリアセテートフイルムについて詳細に記載
されている。

【００２０】（２）第２のフィルム異方性を制御する光
学用フイルムの製造法は、ポリカーボネート溶融樹脂
を、通常の押出し法製膜設備、すなわち単軸または双軸
押出し機よりコートハンガー型ダイを経由して、フイル
ム状に冷却ドラム上に押出し、冷却ドラム（熱媒により
温度調節が可能）、引取りロールを経て巻取機（巻取張
力調整可能）で巻き取るポリカーボネートフイルム溶融
押出し製膜法において、押出し以降の冷却、固化、冷却
ドラム上よりの剥離、巻き取りの製造工程で、フイルム
面に、０．０１Ｔ（テスラ）以上の磁束密度をかけて、
フィルム異方性、特にポリカーボネートフイルムの厚み
方向レターデーション値（ＲTH）を制御することを特徴
とする光学用フイルムの製造法である。

【００２１】押出し製膜法によりプラスチックフイルム
を製造する場合、光学的歪みが発生する機構は完全に解
明されているわけではないが、一般に、次の（ａ）〜
（ｃ）の因子が複雑に絡み合い分子が配向した結果とし
て発現するものと考えられている。すなわち；（ａ）製
膜ダイ内で流動する溶融樹脂が流れ方向（本発明でいう
長手方向）の剪断応力をうけ、分子が長手方向に配向す
る。（ｂ）ダイと冷却ドラムとの間で溶融フイルムが長
手方向のドラフトと張力の影響を受け、分子が長手方向
に配向する。（ｃ）冷却ドラムに接触した溶融フイルム
が冷却ドラムにて冷却固化する際に熱収縮が生じるが、
収縮が拘束されると拘束された方向に収縮応力が発生
し、これに応じて分子が配向する。

【００２２】本発明のフィルム異方性を制御したポリカ
ーボネートフイルムを得るには、厚み方向レターデーシ
ョン値（ＲTH）を制御する必要がある。先にも述べたよ
うに、厚み方向レターデーション値（ＲTH）を制御する
には、屈折率項の｜｛（ｎMD＋ｎTD）／２−ｎTH｝｜を
同時に制御する必要がある。最も理想的な例は、ｎMD、
ｎTD、ｎTHを限りなくゼロに近づけた厚み方向レターデ
ーション値（ＲTH）がゼロの無配向フイルムである。か
かるポリカーボネートフイルムを得るには、例えば巻取
機の張力を調整して長手方向の張力を可能な限り低めに
設定するとか、それに加えて例えば、フイルム状に押出
された『溶融フイルム』が冷却ドラムに接触し固化する
際に、このフイルムに幅手方向の張力を発生させること
及び／又は幅手方向にフイルムを拘束して発生する幅手
方向の熱収縮応力を十分フィルム面に作用させるといっ
た方法がある。

【００２３】溶融フイルムを冷却ドラムに接触させて、
冷却、固化して幅手方向の配向を制御する方法に、次の
（ｉ）〜（ｖ）の方法がある。すなわち；（ｉ）静電ワ
イヤーにより冷却過程のフイルム両端部に静電気を荷電
させることにより、フイルム両端部を冷却ドラムに密着
させる方法。（ii）エアーナイフ（銅製等金属製のパイ
プの先端をスリット状に加工し、先端部から圧空を吹き
付ける）にて冷却過程のフイルム両端部にエアーを吹き
付けることにより、フイルム両端部を冷却ドラムに密着
させる方法。（iii）エアーナイフにてフイルムが幅手
方向に伸長し、かつ冷却ドラムに密着するよう冷却過程
のフイルム両端部にフイルム面に垂直よりやや外側に向
けてエアーを吹き付ける方法。(iv)押えロール（内部に
冷媒を循環出来る機構を有した金属製またはゴム製ロー
ル等）にて冷却過程のフイルム両端部を冷却ドラムに圧
着させる方法。（ｖ）エアーナイフと静電ワイヤーを併
用して冷却過程のフイルムを冷却、固化する方法であ
る。しかしながら、上述の方法をフィルム面に作用させ
て、ある程度目的は達成できるが、猶目標に程遠く、不
十分である。

【００２４】本発明は、ポリカーボネートフイルムの溶
融押出し製膜法において、押出し以降の冷却ドラムでの
冷却、固化、剥離、及び巻き取りの製造工程で、フイル
ム面に、０．０１Ｔ（テスラ）以上の磁束密度をかけ
て、フィルム異方性を制御することを特徴とする光学用
フイルムの製造法である。

【００２５】フイルム面にかける磁界の強さは、処理す
る温度、時間に依存し特に限定されないが、磁束密度の
大きさが最大４０Ｔ（テスラ）程度で、好ましくは、
０．０１〜３０Ｔ（テスラ）、更に好ましくは、０．０
２〜３０Ｔ（テスラ）、最も好ましくは、０．１〜２０
Ｔ（テスラ）の磁場をかけながら、３秒〜３分間程度、
冷却、固化、剥離、乾燥の製造工程を通過させること
で、異方性を制御する方法である。磁界の印加は、溶融
押出し以降の冷却、固化、冷却ドラム上よりの剥離、巻
き取りの製造工程のどこでかけても良い。すなわち、全
工程で印加しても良いし、工程の一部で印加しても良
い。その組み合わせは自由であるが、溶融フイルムが固
化しない内に磁界をかけるのが好ましく、溶融押し出し
以降、冷却ドラムに接触して剥離するまでの間、磁界を
印可するのが好ましい。磁界を印加する方向は、磁力線
が支持体面に垂直であっても良いし、斜めでも、また、
水平であっても良いが、磁界を印加した結果として、ポ
リカーボネートフイルムの異方性を、適宜目的とする範
囲内に制御出来るように調整することは言うまでもな
い。ポリカーボネートフイルムを成形する溶融押し出し
法において、その製造の容易さから磁界を印加する方向
は、磁力線が支持体面に垂直であることが良い。

【００２６】本発明のポリカーボネートフイルムは、通
常の巻取機で製品としてそのまま巻き取ることが可能で
あるが、フイルムの表面保護や巻取性向上等の目的でマ
スキングフイルムを挿入して巻き取ったり、フイルム両
端にエンボス加工を施しながら巻き取ることが欠点のな
い製品が得られ易いので好ましい。

【００２７】（３）第３のフィルム異方性を制御する光
学用フイルムの製造法は、ポリカーボネートフイルム
を、（Ｔｇ−３０℃）からＴｇの温度範囲で、フイルム
面に、０．０１Ｔ（テスラ）以上の磁束密度をかけなが
ら、３０分以上加熱処理してフィルム異方性を制御する
事を特徴とする光学用フイルム製造方法である。（ここ
で、Ｔｇは、ポリカーボネートフイルムのガラス転移温
度（℃）を表す）

【００２８】フイルム面にかける磁界の強さは、加熱処
理する温度、時間に依存し特に限定されないが、磁束密
度の大きさが最大４０Ｔ（テスラ）程度で、好ましく
は、０．０１〜３０Ｔ（テスラ）、更に好ましくは、
０．０２〜３０Ｔ（テスラ）、最も好ましくは、０．１
〜２０Ｔ（テスラ）の磁場をかけながら、３０分以上加
熱処理して、異方性を制御する方法である。加熱処理時
間は、加熱処理温度、印加する磁束密度に依存するが、
３０分以上５００時間以下が好ましい。加熱処理時間
は、５００時間を越えて加熱して、その目的を達成する
事は可能であるが、工業レベルでの加熱処理時間は、５
００時間でその効果が収斂し、５００時間を越えて加熱
処理してもあまり効果がない。ポリカーボネートフイル
ムのロールに磁界をかけながら加熱処理する場合は、磁
力線がロール支持体面の各部に、任意の角度で印加され
るので、フィルム各部のフイルム異方性を同レベルに制
御することは難しく、好ましくない。

【００２９】磁界を印加しながら製造する方法は、ポリ
カーボネートフイルムをロールより巻き出し、搬送しな
がら、熱をかけて、磁界をフイルム面に印加して製造し
ても良いし、枚葉を静置した状態、又は移動させなが
ら、熱をかけて、フイルム面に磁界を印加して製造する
ことも出来る。フイルム面に磁界を印加する方向は、磁
力線が支持体面に垂直であっても良いし、斜めでも、ま
た、水平であっても良いが、磁界を印加した結果とし
て、ポリカーボネートフイルムの異方性を、適宜目的と
する範囲内に制御出来るように調整する。

【００３０】これら請求項１〜請求項４に記載の光学用
フイルムの製造法を用いて、下記（式１）で定義するレ
ターデーション値（ＲTH）が０ｎｍ＜ＲTH≦５０ｎｍ
の範囲にあるポリカーボネートからなる光学用フイル
ムが得られる。ＲTH＝｜｛（ｎMD＋ｎTD）／２−ｎTH｝｜×ｄ（式１）〔ｎMDは長手方向に平行な方向でのフィルム屈折率、ｎ
TDは長手方向に垂直な方向でのフィルム屈折率、ｎTHは
厚み方向でのフィルム屈折率、ｄはフィルム厚み（ｎ
ｍ）である。〕厚み方向レターデーション値（ＲTH）が（式１）の範囲
にあるポリカーボネートフイルムは、液晶表示装置の偏
光板用途で、液晶セルの高コントラスト性能に極めて優
れた性能を発揮する。

【００３１】磁場発生の手段としては、ソレノイドコイ
ルに代表されるコイル等の外、永久磁石等であってもよ
い。また、間欠的に磁場を発生する手段（パルス磁場手
段）であってもよい。

【００３２】本発明における該ポリカーボネートフイル
ムからなる支持体を規定する物性値の評価方法を以下に
記す。

【００３３】ポリカーボネートフイルムのガラス転移温
度（Ｔｇ）は、差動走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、試料
フイルム１０ｍｇを、窒素気流中で１０℃／分で昇温し
ていったとき、ベースラインから偏奇しはじめる温度と
新たなベースラインに戻る温度の算術平均、もしくはＴ
ｇに吸熱ピークが現れる時は、この吸熱ピークの最大値
を示す温度をＴｇ（℃）として定義する。

【００３４】

【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて説明する
が、これに限定されるものではない。（実施例１〜５、比較例１〜２）ホスゲンとビスフェノ
ールＡの縮合によって得られた分子量３．８万のポリカ
ーボネートをメチレンクロライドに溶解し２０％の溶液
とした。これをステンレスバンド上に均一に流延し、フ
イルム面に垂直に、表１に記載の磁束密度[単位：Ｔ
（テスラ）]をステンレスバンド上から剥離が可能にな
るまで、記載の時間（処理時間）かけながら、溶媒を蒸
発させ、ステンレスバンド上から連続的に剥離した。そ
の後、多数のロール間を２０℃で搬送させながら、１４
０℃に設定したピンテンターによりフイルム巾方向の両
側を把持し、乾燥を終了させ膜厚８０μｍのフィルムを
得た。フイルムの搬送においてはメチレンクロライドの
急激な蒸発による収縮を抑え、収縮応力による分子配向
を抑えるためフイルムがピンテンターオーブン内にある
時には巾方向が常時たるんでおり、いわゆる懸垂線を描
くようにレール幅を調整した。このレール幅の縮小率は
３．５％であった。得られたポリカーボネートフイルム
のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１５８℃であった。

【００３５】このフイルムのＲｅ値（ＲMT）を測定した
ところフイルム幅方向で２〜９ｎｍの間で変動してい
た。

【００３６】表１に、実施例、比較例に基づいて製膜し
たフイルムのレターデーション値を示す。ここで、比較
例１は、磁界をかけない以外は、実施例１−５、比較例
２と全く同じ製膜条件である。なお、ＲMTは、フイルム
正面レターデーション値、ＲTHは、フイルム厚み方向の
レターデーション値をそれぞれ示す。レターデーション
値は、エリプソメーター（島津製作所のＡＥＰ−１０
０）により測定した。フイルム厚み方向のレターデーシ
ョン値はレターデーション値の角度依存性の測定値から
計算によりｎTHを求めることにより決定した。

【００３７】

【表１】

【００３８】得られたポリカーボネートフィルムを打ち
抜きして二枚のフィルムを作製し、これらの片面にポリ
ウレタン系接着剤を塗布して、ポリビニルアルコールと
二色性染料とからなる偏光素子（３０μｍ）の両面に接
着することにより偏光フィルムを作製した。

【００３９】以上の方法で得られた偏光フィルムは、磁
束密度を０．０１Ｔ（テスラ）以上をかけて流延法で製
膜したポリカーボネートフィルムを使用しており、正面
レターデーション（ＲMT）値が２〜９ｎｍの範囲にあ
り、その厚み方向のレターデーション（ＲTH）値は、い
ずれも５０ｎｍ以下で、その数値が小さいもの程、｜Ｒ
MT−ＲTH｜値も小さくなる傾向（０〜４５ｎｍ）にあ
り、光学的異方性に優れた光学用フイルムが得られた。
偏光フィルムとした時、値の小さいものほど、液晶セル
の高コントラスト性能の良好な偏光フイルムが得られ
た。

【００４０】（実施例６〜１０、比較例３〜４）帝人化
成（株）製ポリカーボネート樹脂（パンライト（商標
名）Ｋ−１２８５、分子量＝２８，０００、ＤＳＣ法に
よるガラス転移温度（Ｔｇ）＝１４５℃）を、充填塔型
乾燥機にて乾燥温度１３０℃で、乾燥時間５時間乾燥し
たものを原料とし、単軸押出機より、樹脂温度２８０
℃、樹脂押出し量１００Kg/hr.で、Ｔダイより押し出
し、フイルム状に押出されたポリカーボネート溶融フイ
ルムが冷却ドラムに接触し固化する過程のフイルム両端
部に、エアーナイフ（銅製パイプの先端をスリット状に
加工したものの内部から圧空を吹き付ける装置）と静電
ワイヤー（印加電圧＝１４ｋＶ；印加有効長さ＝４５ｍ
ｍ）を併用してフイルムを幅手方向に伸長させつつフイ
ルムの両端部を冷却ドラムに密着させ、しかる後冷却ド
ラムより剥離する方法を用いて、製膜速度７．０m/min.
で、１２００ｍｍ幅の製品フイルムを引取りロール系を
経て巻取機（張力調整可能）で巻き取り、膜厚１２５μ
ｍのポリカーボネートフイルムを製造した。なお、フイ
ルム状に押出されたポリカーボネート溶融フイルムが冷
却ドラムに接触し、固化、剥離するまでの間、フイルム
面に垂直に、表２に記載の磁束密度[単位：Ｔ（テス
ラ）]を、記載の時間（処理時間）かけた。

【００４１】このフイルムのＲｅ値を測定したところフ
イルム幅方向で２〜９ｎｍの間で変動していた。

【００４２】表２に、実施例、比較例に基づいて製膜し
たフイルムのレターデーション値を示す。ここで、比較
例３は、磁界をかけない以外は、実施例６−１０、比較
例４と全く同じに製膜したものである。なお、、ＲMT
は、フイルム正面レターデーション値、ＲTHは、フイル
ム厚み方向のレターデーション値をそれぞれ示す。レタ
ーデーション値は、エリプソメーター（島津製作所のＡ
ＥＰ−１００）により測定した。フイルム厚み方向のレ
ターデーション値はレターデーション値の角度依存性の
測定値から計算によりｎTHを求めることにより決定し
た。

【００４３】

【表２】

【００４４】表２から明らかなように、実施例６〜１０
のポリカーボネートフイルムは光学特性が良好で、製品
幅が１ｍ以上のフイルムを安定的に製造することができ
た。なお、冷却ドラムの温度は、原料ポリカーボネート
樹脂のＴｇ−０〜−４０℃の範囲、特にＴｇ−５〜−３
０℃の範囲に設定すると、フイルムサンプルの屈折率主
軸がより狭い範囲で幅手方向に揃ったプラスチックフイ
ルムが得られた。これに対して、磁界をかけない以外
は、実施例６−１０、比較例４と全く同じようにに製膜
した比較例３は、正面レターデーション（ＲMT）値が約
１０ｎｍ程度と大きく、その厚み方向のレターデーショ
ン（ＲTH）値も、２２０ｎｍ程度と大きく、｜ＲMT−Ｒ
TH｜値も２１０程度と大きく、光学的異方性に劣る光学
用フイルムが得られた。た。

【００４５】得られたポリカーボネートフィルムを打ち
抜きして二枚のフィルムを作製し、これらの片面にポリ
ウレタン系接着剤を塗布して、ポリビニルアルコールと
二色性染料とからなる偏光素子（３０μｍ）の両面に接
着することにより偏光フィルムを作製した。

【００４６】以上の方法で得られた偏光フィルムは、磁
束密度を０．０１Ｔ（テスラ）以上をかけて溶融押出し
法で製膜したポリカーボネートフィルムを使用してお
り、正面レターデーション（ＲMT）値が３〜６ｎｍの範
囲にあり、その厚み方向のレターデーション（ＲTH）値
は、いずれも７〜５０ｎｍの範囲にあり、その数値が小
さいもの程、｜ＲMT−ＲTH｜値も小さく、光学的異方性
に優れた光学用フイルムが得られた。偏光フィルムとし
た時、値の小さいものほど、液晶セルの高コントラスト
性能の良好な偏光フイルムが得られた。

【００４７】（実施例１１〜１５、比較例１、５〜７）
先に得られた比較例１のサンプルを、空気オーブン中で
縦、横両方向を拘束して、ポリカーボネートフイルム面
に垂直に、すなわち、厚み方向に、磁束密度７．０Ｔ
（テスラ）の磁界をかけながら、表３に記載の加熱処理
温度、処理時間をかけて処理した。すなわち、実施例１
１〜１５，比較例５，７は、厚み方向に垂直に磁界をか
けながら、比較例６は磁界をかけずに、ガラス転移温度
で加熱処理した。ここで、比較例１のポリカーボネート
フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）が１５８℃であった
ので、実施例１１〜１４、比較例５〜６は、ガラス転移
温度（Ｔｇ）で、実施例１５は、（Ｔｇ−３０）℃で、
比較例７は、（Ｔｇ−３５）℃で、加熱処理した。

【００４８】表３に、実施例、比較例に基づいて製膜し
たポリカーボネートフィルムフイルムの、フイルム正面
レターデーション測定値（ＲMT）及びフイルム厚み方向
レターデーション測定値（ＲTH）を示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】得られたポリカーボネートフィルムを打ち
抜きして二枚のフィルムを作製し、これらの片面にポリ
ウレタン系接着剤を塗布して、ポリビニルアルコールと
二色性染料とからなる偏光素子（３０μｍ）の両面に接
着することにより偏光フィルムを作製した。

【００５１】表３に記載の結果を取り纏めると、磁束密
度を７．０Ｔ（テスラ）かけながら、（Ｔｇ−３０）℃
からＴｇ℃の加熱処理温度範囲で、処理時間を３０分〜
５００時間かけたポリカーボネートフィルムは、その厚
み方向のレターデーション（ＲTH）が、いずれも５０ｎ
ｍ以下で、その数値が小さいもの程、｜ＲMT−ＲTH｜値
も小さくなる傾向にあり、光学的異方性に優れた光学用
フイルムが得られた。偏光フィルムとした時、｜ＲMT−
ＲTH｜値の小さいものほど、液晶セルの高コントラスト
性能の良好な偏光フイルムが得られた。

【００５２】（実施例１６〜２０、比較例１、８）先に
得られた比較例１のサンプルを、空気オーブン中で縦、
横両方向を拘束して、フイルム面に垂直に、すなわち厚
み方向に磁束密度を変えて磁界をかけながら、表４に記
載のガラス転移温度以下の加熱処理温度で、処理時間を
変えて処理した。ここで、比較例１のポリカーボネート
フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）が１５８℃であった
ので、実施例１６〜２０は、（Ｔｇ−１５）℃、すなわ
ち１４３℃の加熱処理温度で、３０分〜５００時間処理
した。比較例８は、磁束密度０．００５Ｔ（テスラ）の
磁界をかけながら、（Ｔｇ−１５）℃、すなわち１４３
℃の加熱処理温度で、３０分間加熱処理したものであ
る。

【００５３】表４に、実施例、比較例に基づいて製膜し
たポリカーボネートフイルムのフイルム正面レターデー
ション測定値（ＲMT）及びフイルム厚み方向レターデー
ション測定値（ＲTH）を示す。

【００５４】

【表４】

【００５５】得られたポリカーボネートフィルムを打ち
抜きして二枚のフィルムを作製し、これらの片面にポリ
ウレタン系接着剤を塗布して、ポリビニルアルコールと
二色性染料とからなる偏光素子（３０μｍ）の両面に接
着することにより偏光フィルムを作製した。

【００５６】この結果を取り纏めると、Ｔｇ℃以下の
（Ｔｇ−１５）℃、すなわち１４３℃の加熱処理温度
で、０．０１〜５．０Ｔ（テスラ）の磁束密度範囲で、
処理時間３０分〜５００時間かけたポリカーボネートフ
ィルムは、その厚み方向のレターデーション（ＲTH）値
が、いずれも５０ｎｍ以下で、その数値が小さいもの
程、｜ＲMT−ＲTH｜値も小さくなる傾向（０〜１０ｎ
ｍ）にあり、光学的異方性に優れた光学用フイルムが得
られた。偏光フィルムとした時、｜ＲMT−ＲTH｜値の小
さいものほど、液晶セルの高コントラスト性能の良好な
偏光フイルムが得られた。

【００５７】実施例２１〜２３，比較例１，９先に得られた比較例１のサンプルを、空気オーブン中で
縦、横両方向を拘束して、ポリカーボネートフィルム
面、すなわち、厚み方向に磁束密度５．０Ｔ（テスラ）
の磁界をかけながら、表５に記載の加熱処理温度、処理
時間を変えて処理した。ここで、比較例１のポリカーボ
ネートフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）が１５８℃で
あったので、（Ｔｇ−３０）℃からＴｇ℃の温度範囲、
すなわち、１２８℃から１５８℃の範囲で、５．０Ｔ
（テスラ）の磁場をかけながら、３０分から５００時間
加熱処理した。

【００５８】表５に、実施例、比較例に基づいて製膜し
たポリカーボネートフイルムのフイルム正面レターデー
ション測定値（ＲMT）及びフイルム厚み方向レターデー
ション測定値（ＲTH）を示す。

【００５９】

【表５】

【００６０】得られたポリカーボネートフィルムを打ち
抜きして二枚のフィルムを作製し、これらの片面にポリ
ウレタン系接着剤を塗布して、ポリビニルアルコールと
二色性染料とからなる偏光素子（３０μｍ）の両面に接
着することにより偏光フィルムを作製した。

【００６１】この結果を取り纏めると、（Ｔｇ−３０）
℃からＴｇ℃の温度範囲、すなわち、１２８℃から１５
８℃の範囲で、５．０Ｔ（テスラ）の磁場をかけなが
ら、３０分から５００時間加熱処理したポリカーボネー
トフィルムは、その厚み方向のレターデーション（ＲT
H）値が、いずれも５０ｎｍ以下で、その数値が小さい
もの程、｜ＲMT−ＲTH｜値も小さくなる傾向（０〜３３
ｎｍ）にあり、光学的異方性に優れた光学用フイルムが
得られた。偏光フィルムとした時、｜ＲMT−ＲTH｜値の
小さいものほど、液晶セルの高コントラスト性能の良好
な偏光フイルムが得られた。

【００６２】

【発明の効果】本発明のポリカーボネートフィルムの製
造法により、厚み方向の複屈折（ＲTH）が小さい光学的
異方性が極めて少ない光学用フイルムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フイルムの屈折率相互の関係とフイルム厚みと
を示す図である。

【図２】溶液流延法による乾燥工程によるフイルム厚み
の変化とそれに伴うポリマーの面配向の変化を模式的に
示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ 1/13363 1/13363 // Ｂ２９Ｋ 69:00 Ｂ２９Ｋ 69:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 69:00 Ｃ０８Ｌ 69:00 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA04 BA06 BB03 BB27 BC06 BC09 BC22 2H090 JB03 JB12 JB13 LA06 LA09 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FB02 KA01 KA02 LA16 4F071 AA50 AF29 AF31Y AG13 AG28 AG29 AG34 AH19 BA02 BB02 BC01 4F205 AA28 AG01 AM29 AR20 GA07 GB02 GC07 GN21 GN24 GN29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリカーボネートドープ溶液を、流延機よ
り流延用支持体上に押出し、固化して後、流延用支持体
から剥離、乾燥して巻き取る、ポリカーボネートフイル
ム流延製膜法において、流延以降の固化、剥離、乾燥の
製造工程で、フイルム面に、０．０１Ｔ（テスラ）以上
の磁束密度をかけて、フィルム異方性を制御することを
特徴とする光学用フイルムの製造法。
【請求項２】ポリカーボネート溶融樹脂を、押出し機よ
りフイルム状に冷却ドラム上に押出し、冷却、固化して
後、冷却ドラムから剥離して巻き取る、ポリカーボネー
トフイルム溶融押出し製膜法において、押出し以降の冷
却、固化、剥離、巻き取りの製造工程で、フイルム面
に、０．０１Ｔ（テスラ）以上の磁束密度をかけて、フ
ィルム異方性を制御することを特徴とする光学用フイル
ムの製造法。
【請求項３】ポリカーボネートフイルムを、（Ｔｇ−３
０℃）からＴｇの温度範囲で、フイルム面に、０．０１
Ｔ（テスラ）以上の磁束密度をかけながら、３０分以上
加熱処理してフィルム異方性を制御することを特徴とす
る光学用フイルムの製造法。（ここで、Ｔｇは、ポリカ
ーボネートフイルムのガラス転移温度（℃）を表す）
【請求項４】加熱処理時間が３０分以上５００時間以下
である請求項３に記載のフィルム異方性を制御すること
を特徴とする光学用フイルムの製造法。
【請求項５】請求項１〜請求項４に記載の光学用フイル
ムの製造法を用いたことを特徴とする、下記（式１）で
定義するレターデーション値（ＲTH）が０ｎｍ＜ＲTH
≦５０ｎｍの範囲にあるポリカーボネートからなる光
学用フイルム。ＲTH＝｜｛（ｎMD＋ｎTD）／２−ｎTH｝｜×ｄ（式１）〔ｎMDは長手方向に平行な方向でのフィルム屈折率、ｎ
TDは長手方向に垂直な方向でのフィルム屈折率、ｎTHは
厚み方向でのフィルム屈折率、ｄはフィルム厚み（ｎ
ｍ）である。従って、流延法の場合、ｎMDは流延方向に
平行な方向でのフィルム屈折率を、ｎTDは流延方向に垂
直な方向でのフィルム屈折率を、溶融押し出し法の場
合、ｎMDは押し出し方向に平行な方向でのフィルム屈折
率、ｎTDは押し出し方向に垂直な方向でのフィルム屈折
率を表す。〕
【請求項６】偏光素子と該偏光素子の少なくとも一方が
請求項１から請求項４に記載のフィルム異方性を制御す
る製造法を用いた光学用フィルムとからなることを特徴
とする偏光フィルム。
【請求項７】偏光素子と該偏光素子の少なくとも一方が
請求項５に記載の光学用フィルムとからなることを特徴
とする偏光フィルム。
【請求項８】請求項７に記載の偏光フイルムと位相差フ
イルムとを積層してなることを特徴とする楕円偏光フイ
ルム。