JP2007033750A - 位相差フィルムとその製造方法、およびこのフィルムを用いた複合偏光板、偏光板 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置の視野角依存性やコントラストを改善することのできる位相差フィルムのＮｚ係数の低下を抑制できる製造方法、および該フィルムを用いた複合偏光板、偏光板を提供する。
【解決手段】非晶性熱可塑性樹脂フィルムを長手方向に搬送しながら少なくとも横方向に延伸して位相差フィルムを製造する方法であって、延伸する際の横延伸工程において、搬送方向のフィルム上の任意の地点において対応する左右の拡幅角度を等角とするとともに、θ１の拡幅角度を有する第１の延伸ゾーン１と、θ２の拡幅角度を有する第２の延伸ゾーン２との間に、θ１とθ２のいずれの角度よりも小さいθ３の拡幅角度を有する緩和ゾーン３を配置し、緩和ゾーン３の平均雰囲気温度を、第１の延伸ゾーンおよび第２の延伸ゾーンのいずれの平均雰囲気温度よりも低く設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置のコントラストおよび視野角の改善に用いられる位相差フィルムとその製造方法、およびこのフィルムを用いた複合偏光板、偏光板に関する。

近年、液晶表示装置がパーソナルコンピュータの表示装置等として広く普及してきており、このような液晶表示装置の一つとして、ＴＮモード液晶表示装置が挙げられる。

しかしながら、ＴＮモード液晶表示装置は、視野角が狭いといった問題点があった。

そこで、ＴＮモード液晶表示装置のような施光モードではなく、複屈折モードを利用したＶＡモード液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１には、液晶セルを構成する基板内面に傾斜面を有する突起等からなるドメイン規制手段を設けたＭＶＡモード液晶表示装置が記載されている。このＭＶＡモード液晶表示装置では、ドメイン規制手段によって液晶分子の配向方向を２方向以上に分割して、液晶セルを通過してくる光量を均一化させることにより、見込み角度によって表示輝度が大きく異なる視野角依存性を改善している。

しかしながら、上記ＭＶＡモード液晶表示装置であっても、液晶表示面の上下（垂直）方向及び左右（水平）方向に対して斜め４５°から液晶表示面を見ると、コントラストが低下するといった問題点は依然として存在している。

ところで、この視野角依存性を改善するために、Ｎｚ係数が１以上である二軸性位相差フィルムを用いることが有効であることが知られている。そして、Ｎｚ係数が１以上である二軸性位相差フィルムの製造方法としては、テンター延伸機等を用いた横一軸延伸法（例えば、特許文献２参照。）、横延伸工程後に縦延伸工程を行う逐次二軸延伸法、または縦延伸工程後に横延伸工程を行う逐次二軸延伸法（例えば、特許文献３参照。）などが従来から提案されている。
特開平１１−２４２２２５号公報 特開２００２−２１５３３２号公報 特開２００２−１４８４３８号公報

しかしながら、上記横一軸延伸法や逐次二軸延伸法における横延伸工程において、フィルムが延伸ゾーンを通過する際に、フィルム幅方向の延伸に伴ってフィルム長さ方向に収縮張力が発生し、フィルム長さ方向の屈折率が減少し、その結果、Ｎｚ係数が低下してしまい、所望のＮｚ係数に到達できないといった問題があった。

一方、従来から、横延伸工程において、延伸工程を多段化する手法が提案されているが、この延伸工程の多段化により、フィルム面内の均一性を向上させ、光軸精度や位相差バラツキを改善することはできるものの、Ｎｚ係数が低下するという問題を解決することはできなかった。

本発明は、このような事情に鑑み創案されたもので、液晶表示装置の視野角依存性やコントラストを改善することのできる位相差フィルムのＮｚ係数の低下を抑制できる製造方法、およびこのフィルムを用いた複合偏光板、偏光板を提供するものである。

上記の目的を達成するため、本発明は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを長手方向に搬送しながら少なくとも横方向に延伸して位相差フィルムを製造する方法であって、前記延伸する際の横延伸工程において、搬送方向のフィルム上の任意の地点において対応する左右の拡幅角度を等角とするとともに、θ１の拡幅角度を有する第１の延伸ゾーンと、θ２の拡幅角度を有する第２の延伸ゾーンとの間に、θ１とθ２のいずれの角度よりも小さいθ３の拡幅角度を有する緩和ゾーンを配置し、前記緩和ゾーンの平均雰囲気温度を、第１の延伸ゾーンおよび第２の延伸ゾーンのいずれの平均雰囲気温度よりも低く設定したことを特徴とする。

この発明によれば、緩和ゾーンの平均雰囲気温度を第１の延伸ゾーンおよび第２の延伸ゾーンの平均雰囲気温度よりも低く設定しているので、第１および第２の延伸ゾーンにおいてフィルム長さ方向における収縮張力の発生を阻害することができ、フィルム長さ方向の屈折率の減少を抑え、その結果、Ｎｚ係数の低下を抑制することが可能になる。

ここで、緩和ゾーンの平均雰囲気温度は、第１の延伸ゾーンおよび第２の延伸ゾーンの平均雰囲気温度よりも低ければよい。また、延伸ゾーンの温度は、延伸する樹脂によっても異なるが、通常は、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ−２０℃からＴｇ＋５０℃が好ましく、より好ましくは、Ｔｇ−１０℃からＴｇ＋３０℃である。この非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、示差走査熱量計によって測定されたものをいう。

第１の延伸ゾーンの拡幅角度θ１および第２の延伸ゾーンの拡幅角度θ２は、プラスの角度であればよく、通常は、０〜３０°が好ましい。また、緩和ゾーンの拡幅角度θ３は、第１の延伸ゾーンの拡幅角度θ１および第２の延伸ゾーンの拡幅角度θ２よりも小さければよく、マイナスの角度であってもよい。通常は、−３０°〜３０°が好ましい。

なお、拡幅角度は、横延伸工程で用いる横延伸機（テンター）において、フィルム搬送方向に対する左右いずれかのレール開き角をいう。

また、上記構成の位相差フィルムの製造方法において、Ｎｚ係数を１以上に設定すると、液晶表示装置の視野角依存性を好適に改善することができる。

さらに、上記方法により製造された位相差フィルムを偏光板に積層し、一体化して複合偏光板を構成することもできる。

さらにまた、上記方法により製造された位相差フィルムを接着剤を介して偏光子に積層し、一体化して偏光板を構成することもできる。

このように、本発明に係る位相差フィルムは、偏光子の保護フィルムとして用いることもできる。

本発明によれば、液晶表示装置の視野角依存性やコントラストを改善することのできる位相差フィルムのＮｚ係数の低下を抑制できる製造方法、およびこのフィルムを用いた複合偏光板、偏光板を提供することが可能になる。

本発明は、図１に示すように、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを横一軸延伸または逐次二軸延伸により延伸する際の横延伸工程において、搬送方向のフィルム上の任意の地点において対応する左右の拡幅角度を等角とするとともに、θ１の拡幅角度を有する第１の延伸ゾーン１と、θ２の拡幅角度を有する第２の延伸ゾーン２との間に、θ１とθ２のいずれの角度よりも小さいθ３の拡幅角度を有する緩和ゾーン３を配置し、緩和ゾーン３の平均雰囲気温度を、第１の延伸ゾーン１および第２の延伸ゾーン２のいずれの平均雰囲気温度よりも低く設定したものである。

また、横延伸工程では、横延伸機（テンター）を用い、この場合のテンターのレール開き角を、第１の延伸ゾーンではθ１、第２の延伸ゾーンではθ２、緩和ゾーンではθ３に設定している。

このような方法で、位相差フィルムを製造すると、Ｎｚ係数を１以上にすることができ、液晶表示装置の視野角依存性を好適に改善することが可能となる。

またこの方法により製造された位相差フィルムを偏光板に積層し、一体化して複合偏光板を構成することもでき、あるいは、位相差フィルムを保護フィルムとして用い、接着剤を介して偏光子に積層し、一体化して偏光板を構成することもできる。

次に、本発明に係る製造方法により位相差フィルムを製造する例について、本発明の特定事項を適用した実施例１、２と、本発明の特定事項から外した比較例１，２について説明する。

実施例１，２および比較例１、２の非晶性熱可塑性樹脂フィルムには、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア＃１４２０Ｒ」）を製膜して得た厚さ１００μｍのフィルムを用いた。

また、得られた位相差フィルムを自動複屈折測定装置（王子計測機器社製、商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」）を用いて光学測定を行い、面内位相差Ｒｅ，Ｎｚ係数の値を評価した。

なお、屈折率をｎｘ、ｎｙ（フィルム面内）、ｎｚ（フィルム厚さ方向）、フィルム厚さをｄとするとき
Ｒｅ＝｜ｎｘ−ｎｙ｜／ｄ （ｎｍ）
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝（Ｒth／Ｒｅ）＋０．５
と表される。（Ｒthは、厚さ方向の位相差）

（実施例１）
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を、緩和ゾーン３の雰囲気温度を１４０℃、拡幅角度θ３を０°、第１および第２の延伸ゾーン１、２の雰囲気温度をいずれも１５０℃、拡幅角度θ１、θ２をいずれも１２．２°とし、トータルの延伸倍率１．６倍になるようにテンター延伸機を用いて横一軸延伸した。

得られた位相差フィルムの光学測定を行ったところ、Ｒｅ＝９９ｎｍ、Ｎｚ＝１．５０であった。

（比較例１）
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を、緩和ゾーン３の雰囲気温度１５０℃、拡幅角度θ３を０°、第１および第２の延伸ゾーン１、２の雰囲気温度をいずれも１５０℃、拡幅角度θ１、θ２をいずれも１２．２°として、緩和ゾーンと延伸ゾーンの雰囲気温度を同程度に設定して、トータルの延伸倍率１．６倍になるようにテンター延伸機を用いて横一軸延伸した。

得られた位相差フィルムの光学測定を行ったところ、Ｒｅ＝９３ｎｍ、Ｎｚ＝１．４５となり、実施例１と比較してＮｚ係数が低下した。

（実施例２）
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を、１４５℃、倍率１．４倍となるように縦一軸延伸を行った。

次に、そのフィルムを、緩和ゾーン３の雰囲気温度１３５℃、拡幅角度θ３を０°、第１および第２の延伸ゾーン１、２の雰囲気温度をいずれも１４１℃、拡幅角度θ１、θ２をいずれも７．７°とし、トータルの延伸倍率１．４倍になるようにテンター延伸機を用いて横延伸を行い、逐次二軸延伸した。

得られた位相差フィルムの光学測定を行ったところ、Ｒｅ＝１２．８ｎｍ、Ｎｚ＝１８．７６であった。

（比較例２）
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を、１４５℃、倍率１．４倍となるように縦一軸延伸を行った。

次に、そのフィルムを、緩和ゾーン３の雰囲気温度１４１℃、拡幅角度θ３を０°、第１および第２の延伸ゾーン１、２の雰囲気温度をいずれも１４１℃、拡幅角度θ１、θ２をいずれも７．７°とし、緩和ゾーンと延伸ゾーンの雰囲気温度を同程度に設定して、トータルの延伸倍率１．４倍になるようにテンター延伸機を用いて横延伸を行い、逐次二軸延伸した。

得られた位相差フィルムの光学測定を行ったところ、Ｒｅ＝２８．０ｎｍ、Ｎｚ＝８．３３となり、実施例２と比較してＮｚ係数が低下した。

このような評価に基づき、実施例１、２はＮｚ係数の低下が抑制されているが、比較例１、２はＮｚ係数の低下が十分に抑制されていないと考える。

以上、本発明の実施の形態について、製造条件の一例としての実施例について説明したが、上述した実施例に限られるものではない。

本発明は、液晶表示装置の視野角依存性やコントラストを改善することのできる位相差フィルムのＮｚ係数の低下を抑制できる製造方法、および該フィルムを用いた複合偏光板、偏光板に適用できる。

本発明に係る位相差フィルムを製造する横延伸工程を説明する模式図である。

符号の説明

１ 第１の延伸ゾーン
２ 第２の延伸ゾーン
３ 緩和ゾーン

Claims (4)

1. 非晶性熱可塑性樹脂フィルムを長手方向に搬送しながら少なくとも横方向に延伸して位相差フィルムを製造する方法であって、
   前記延伸する際の横延伸工程において、搬送方向のフィルム上の任意の地点において対応する左右の拡幅角度を等角とするとともに、θ１の拡幅角度を有する第１の延伸ゾーンと、θ２の拡幅角度を有する第２の延伸ゾーンとの間に、θ１とθ２のいずれの角度よりも小さいθ３の拡幅角度を有する緩和ゾーンを配置し、
   前記緩和ゾーンの平均雰囲気温度を、第１の延伸ゾーンおよび第２の延伸ゾーンのいずれの平均雰囲気温度よりも低く設定したことを特徴とする位相差フィルムの製造方法。
2. Ｎｚ係数を１以上に設定したことを特徴とする請求項１記載の方法により製造される位相差フィルム。
3. 請求項２記載の位相差フィルムを偏光板に積層し、一体化したことを特徴とする複合偏光板。
4. 請求項２記載の位相差フィルムを接着剤を介して偏光子に積層し、一体化したことを特徴とする偏光板。
   
   

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