JP2008170716A - Method of manufacturing retardation film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、液晶表示装置などに組み込まれ、液晶表示装置のコントラストを向上し、かつ視野角を拡大するために用いられる位相差フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a retardation film that is incorporated in, for example, a liquid crystal display device and used to improve the contrast of the liquid crystal display device and expand the viewing angle.
近年、液晶表示装置は、パーソナルコンピューターの表示装置や液晶テレビ等の用途に広く普及している。液晶表示装置の一つとして、施光効果を利用したTN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置が挙げられる。しかしながら、TNモードの液晶表示装置では、視野角が狭く、応答速度が遅いという問題があった。
この問題を解決するため、複屈折効果を利用したVA(Vertically Aligned)モードの液晶表示装置が提案されている。さらに、VAモードの液晶表示装置として、視野角依存性を改善したMVA(Multi−domain Vertically Alignment)モードの液晶表示装置が提案されている。MVAモードの液晶表示装置では、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が設けられている。この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が改善されている。
In recent years, liquid crystal display devices have been widely used in applications such as personal computer display devices and liquid crystal televisions. As one of liquid crystal display devices, there is a TN (twisted nematic) mode liquid crystal display device using a light application effect. However, the TN mode liquid crystal display device has a problem that the viewing angle is narrow and the response speed is slow.
In order to solve this problem, a VA (Vertically Aligned) mode liquid crystal display device using a birefringence effect has been proposed. Further, as a VA mode liquid crystal display device, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode liquid crystal display device with improved viewing angle dependency has been proposed. In the MVA mode liquid crystal display device, a domain regulating means including a projection having an inclined surface is provided on the inner surface of the substrate constituting the liquid crystal cell. By dividing the alignment direction of the liquid crystal molecules into two or more directions by this domain regulating means and uniformizing the amount of light passing through the liquid crystal cell, the viewing angle dependency, which greatly varies the display luminance depending on the expected angle, is improved. Yes.
しかしながら、視野角依存性が改善された上記MVAモードの液晶表示装置であっても、液晶表示面を斜め45度の角度から見た場合に、やはりコントラストが低下する問題点があった。このような問題点を解決するために、液晶表示装置には位相差フィルムが用いられている。
上記位相差フィルムには、ポリカーボネートやポリサルホンに代表されるような透明性及び耐熱性に優れている合成樹脂フィルムが多く用いられている。これらの特性に加えて光弾性係数、波長分散性及び水蒸気透過率等の特性に優れている環状オレフィン系樹脂フィルムも用いられてきている。
However, even in the MVA mode liquid crystal display device with improved viewing angle dependency, there is still a problem that the contrast is lowered when the liquid crystal display surface is viewed at an angle of 45 degrees. In order to solve such a problem, a retardation film is used in the liquid crystal display device.
As the retardation film, a synthetic resin film excellent in transparency and heat resistance, such as polycarbonate and polysulfone, is often used. In addition to these properties, cyclic olefin resin films having excellent properties such as photoelastic coefficient, wavelength dispersibility, and water vapor transmission rate have been used.
ところで、厚み方向の屈折率よりも長さ方向及び幅方向の屈折率が大きくされた二軸性位相差フィルムが、上記VAモードやMVAモードの液晶表示装置の視野角を改善するのに有効であることが知られている。
位相差フィルムとしての機能を十分に発揮するためには、液晶パネルの複屈折との合わせ込みが必要であり、位相差フィルムには適切なリタデーションを有することが強く求められている。リタデーションはフィルムの屈折率と厚みによって制御される。
By the way, a biaxial retardation film in which the refractive index in the length direction and the width direction is larger than the refractive index in the thickness direction is effective in improving the viewing angle of the VA mode or MVA mode liquid crystal display device. It is known that there is.
In order to fully exhibit the function as a retardation film, it is necessary to combine with the birefringence of the liquid crystal panel, and the retardation film is strongly required to have an appropriate retardation. Retardation is controlled by the refractive index and thickness of the film.
上記二軸性位相差フィルムを製造する方法として、下記の特許文献1には、縦延伸工程の後にテンター延伸機等を用いた横延伸工程を行う逐次二軸延伸法が提案されている。
しかし、上記VAモードやMVAモードの液晶表示装置の視野角を改善するのに十分な品質を得る方法は示されていなかった。特に、近年、液晶表示装置のコンパクト化や薄型化が求められてきており、それに伴い位相差フィルムにも薄膜化が求められてきている。しかしながら、位相差フィルムを薄膜化すると厚みの低下に伴いリタデーションも低下してしまい、所望のリタデーションの値に到達できないという不具合が生じるという問題があった。また、位相差フィルムにおいては、リターデーションバラツキやリターデーションムラが表示品質を低下させ、色むらを発生させるため問題となっている。この原因として、従来より、延伸前フィルムにおける厚みの精度不良が原因の一つと考えられている。延伸により得られた位相差補償フィルムにおいて、上記厚みむらに起因するリターデーションムラが生じることとなる。
As a method for producing the biaxial retardation film, the following Patent Document 1 proposes a sequential biaxial stretching method in which a transverse stretching step using a tenter stretching machine or the like is performed after the longitudinal stretching step.
However, no method has been shown for obtaining a quality sufficient to improve the viewing angle of the VA mode or MVA mode liquid crystal display device. In particular, in recent years, liquid crystal display devices have been required to be compact and thin, and accordingly, retardation films have also been required to be thin. However, when the retardation film is thinned, the retardation also decreases as the thickness decreases, and there is a problem in that the desired retardation value cannot be reached. Further, in the retardation film, retardation variation and retardation unevenness are problematic because the display quality deteriorates and color unevenness occurs. As a cause of this, it has been conventionally considered that one of the causes is an inaccurate thickness of the pre-stretched film. In the retardation compensation film obtained by stretching, the retardation unevenness due to the thickness unevenness occurs.
一方、特許文献2には、無延伸フィルム段階での厚み精度を規定して一軸延伸し、リターデーションのバラツキを小さくする方法が提案されている。
しかしながら、本発明者らは、逐次二軸延伸方法においては、一軸延伸法に比べてリターデーションバラツキやリターデーションムラが大きくなる傾向を経験しているが、上記公報はもとよりそれらを押さえる手段は知られていなかった。
However, the present inventors have experienced a tendency that retardation variation and retardation unevenness tend to be larger in the sequential biaxial stretching method than in the uniaxial stretching method. It was not done.
本発明の目的は、上述した現状の問題点に鑑み、薄膜でありながら、光学特性に優れた非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルム、及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a retardation film made of an amorphous thermoplastic resin that is excellent in optical properties while being a thin film, and a method for producing the same, in view of the above-described problems.
本発明に係る位相差フィルムの製造方法は、
平均厚みが100μm以上、長さ方向の厚みバラツキが10mあたり1μm以下、長さ方向の5mmあたりの厚みムラが0.2μm以下である長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを、下記(1)〜(5)を満足するように、長さ方向に1.1倍以上に延伸した後、幅方向に2倍以上延伸して、遅相軸を幅方向に略一致させることを特徴とする。
(1)0nm≦R0≦200nm
(2)50nm≦Rth≦300nm
(3)d≦50μm
(4)フィルム長さ方向R0バラツキ≦10nm/10m
(5)フィルム長さ方向R0ムラ≦1nm/5mm
また、非晶性熱可塑性樹脂フィルムが溶融押出法によって成膜されたものであることを特徴とする。
なお、R0はフィルム面内のリタデーション、Rthはフィルム厚さ方向のリタデーション、dはフィルムの厚さを示す。
The method for producing a retardation film according to the present invention includes:
A long amorphous thermoplastic resin film having an average thickness of 100 μm or more, a thickness variation in the length direction of 1 μm or less per 10 m, and a thickness unevenness of 5 μm in the length direction of 0.2 μm or less is represented by the following (1 ) To (5), the film is stretched 1.1 times or more in the length direction, and then stretched 2 times or more in the width direction so that the slow axis substantially coincides with the width direction. .
(1) 0 nm ≦ R 0 ≦ 200 nm
(2) 50 nm ≦ Rth ≦ 300 nm
(3) d ≦ 50 μm
(4) Film length direction R 0 variation ≦ 10 nm / 10 m
(5) Film length direction R 0 unevenness ≦ 1 nm / 5 mm
Moreover, the amorphous thermoplastic resin film is formed by a melt extrusion method.
R 0 represents retardation in the film plane, Rth represents retardation in the film thickness direction, and d represents film thickness.
フィルムの平均厚みが100μm以上である非晶性熱可塑性樹脂フィルムを、長さ方向に1.1倍以上に延伸した後、幅方向に2倍以上延伸することで、所望のリタデーションを有し、かつ、薄膜であって、幅方向に遅相軸を有する位相差フィルムとすることができる。更に、延伸前フィルムの長さ方向の厚みバラツキ及び厚みムラが特定範囲にある場合には、得られる位相差フィルムの長さ方向のリターデーションのバラツキやムラを精度よく小さな範囲に制御することが可能となり、得られる位相差フィルムは上記VAモードやMVAモードの液晶表示装置の視野角を改善するのに十分有効であり、かつ、色ムラ等の光学的な品質低下も発生しない。また、厚みが50μm以下であるために、液晶テレビ等の薄膜化に寄与できる。 An amorphous thermoplastic resin film having an average thickness of 100 μm or more is stretched 1.1 times or more in the length direction and then stretched twice or more in the width direction, thereby having a desired retardation. And it can be set as the phase difference film which is a thin film and has a slow axis in the width direction. Furthermore, when the thickness variation and thickness variation in the length direction of the pre-stretch film are in a specific range, the retardation variation and variation in the length direction of the obtained retardation film can be accurately controlled within a small range. The resulting retardation film is sufficiently effective to improve the viewing angle of the VA mode or MVA mode liquid crystal display device, and does not cause optical quality deterioration such as color unevenness. Further, since the thickness is 50 μm or less, it can contribute to thinning of a liquid crystal television or the like.
以下、本発明の詳細を説明する。
本発明に用いられる非晶性熱可塑性樹脂フィルムを構成する非晶性熱可塑性樹脂としては、透明性に優れるものが好ましく、例えば、ポリカーボネート系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、ポリスチレン系、環状オレフィン系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系、ポリ塩化ビニル系、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系、ポリアリレート系、ポリアミド系などの高分子が挙げられる。これらの高分子は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
Details of the present invention will be described below.
As the amorphous thermoplastic resin constituting the amorphous thermoplastic resin film used in the present invention, those having excellent transparency are preferable. For example, polycarbonate-based, polysulfone-based, polyethersulfone-based, polystyrene-based, cyclic olefin Polymer, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, polyvinyl chloride, polyacrylic such as polymethylmethacrylate, polyarylate, polyamide and the like. These polymers may be used alone or in combination of two or more.
上記環状オレフィン系高分子の中でも、ノルボルネン系樹脂は光弾性係数が小さく、外部応力に対するリターデーション安定性に優れることから好ましい。
上記ノルボルネン系樹脂としては、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環(共)重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体、ノルボルネン系モノマー同士の付加(共)重合体及びこれらの誘導体等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
これらのうち、開環を伴う(共)重合体には必然的に不飽和結合が残留し、また付加(共)重合体であってもモノマーの種類によっては不飽和結合が残留することがある。このような場合、熱履歴による酸化劣化や紫外線等による着変色といった耐久性を重視する観点から、これらの不飽和結合を水素添加しておくことが好ましい。
Among the above-mentioned cyclic olefin polymers, norbornene resins are preferable because they have a small photoelastic coefficient and excellent retardation stability against external stress.
Examples of the norbornene resin include ring-opening (co) polymers of norbornene monomers, addition copolymers of norbornene monomers and olefin monomers, addition (co) polymers of norbornene monomers and derivatives thereof Etc. Norbornene-type resin may be used independently and 2 or more types may be used together.
Of these, unsaturated bonds necessarily remain in (co) polymers with ring opening, and even in addition (co) polymers, unsaturated bonds may remain depending on the type of monomer. . In such a case, it is preferable to hydrogenate these unsaturated bonds from the viewpoint of emphasizing durability such as oxidative degradation due to thermal history and discoloration due to ultraviolet rays.
上記非晶性熱可塑性系樹脂には、位相差フィルムの機能を阻害しない範囲において、成形中の非晶性熱可塑性系樹脂の劣化防止や位相差フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系等の酸化防止剤;ラクトン系等の熱劣化防止剤;ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、アクリロニトリル系等の紫外線吸収剤;脂肪族アルコールのエステル系、多価アルコールの部分エステル系、部分エーテル系等の滑剤;アミン系等の帯電防止剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。添加剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 In the above-mentioned amorphous thermoplastic resin, the deterioration of the amorphous thermoplastic resin during molding and the heat resistance, ultraviolet resistance, smoothness, etc. of the retardation film, as long as the function of the retardation film is not impaired. In order to improve the resistance, phenol-based, phosphorus-based antioxidants; lactone-based thermal degradation inhibitors; benzophenone-based, benzotriazole-based, acrylonitrile-based UV absorbers; aliphatic alcohol ester-based, polyvalent Various additives such as alcohol partial ester-based and partial ether-based lubricants; amine-based antistatic agents and the like may be added. An additive may be used independently and 2 or more types may be used together.
本発明では、延伸前の長尺状フィルムとして平均厚みが100μm以上、長さ方向の厚みバラツキが10mあたり1μm以下、長さ方向の5mmあたりの厚みムラが0.2μm以下であるものを使用する必要がある。 In the present invention, a long film before stretching having an average thickness of 100 μm or more, a thickness variation in the length direction of 1 μm or less per 10 m, and a thickness unevenness of 5 mm in the length direction of 0.2 μm or less is used. There is a need.
上記非晶性熱可塑性樹脂を用いて、実質的無延伸の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを成膜する方法としては、従来から汎用されている方法が用いられる。具体的には、非晶性熱可塑性樹脂を溶解し得る溶剤溶液を適宜の担持体上に流延した後、溶剤を乾燥するとともに担持体から剥離してフィルムを得る溶液キャスト法や、非晶性熱可塑性樹脂を押出機に供給して溶融、混練し、押出機の先端に取り付けた金型からフィルム状に押し出してフィルムを得る溶融押出法が挙げられ、コストが安く、環境負荷が小さいことから後者の方法が好ましく用いられる。 As a method of forming a substantially non-stretched amorphous thermoplastic resin film using the amorphous thermoplastic resin, a conventionally used method is used. Specifically, after casting a solvent solution capable of dissolving the amorphous thermoplastic resin on an appropriate support, the solvent is dried and peeled off from the support to obtain a film, or an amorphous A melt extrusion method that supplies a thermoplastic thermoplastic resin to an extruder, melts and kneads it, and extrudes it into a film form from a die attached to the tip of the extruder, resulting in low cost and low environmental impact Therefore, the latter method is preferably used.
本発明では、延伸前の非晶性熱可塑性樹脂フィルムとして溶融押出フィルムが好ましく用いられる。図1は、溶融押出により非晶性熱可塑性樹脂フィルムを成膜する装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示すように、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを成膜する際には、先ず押出機1から溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂が押し出され、金型2に供給される。金型2から半溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂がフィルム状に吐出され、冷却ロール4に接触することで冷却、固化される。なお、5はタッチロールであり、冷却ロール4にフィルム3を密着させるために設けられている。このようにして固化されたフィルム3は、ロール6,7を経て巻き取られる。
In the present invention, a melt-extruded film is preferably used as the amorphous thermoplastic resin film before stretching. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for forming an amorphous thermoplastic resin film by melt extrusion.
As shown in FIG. 1, when forming an amorphous thermoplastic resin film, first, a molten amorphous thermoplastic resin is extruded from the extruder 1 and supplied to the mold 2. A semi-molten amorphous thermoplastic resin is discharged from the mold 2 in the form of a film and is cooled and solidified by contacting the cooling roll 4. In addition, 5 is a touch roll and is provided in order to adhere the film 3 to the cooling roll 4. The film 3 thus solidified is wound up through
ここで、上記金型2の出口からフィルム3が冷却ロール4に接する接点までの距離、すなわちエアギャップは短いほうが好ましい。エアギャップが短いほうが、外乱による厚みばらつきを低減することができる。すなわち、適正な厚みプロファイルを有するフィルムを安定的に製造することが出来る。好ましいエアギャップは70mm以下である。 Here, the distance from the outlet of the mold 2 to the contact point where the film 3 contacts the cooling roll 4, that is, the air gap is preferably short. The shorter the air gap, the more the thickness variation due to disturbance can be reduced. That is, a film having an appropriate thickness profile can be stably produced. A preferable air gap is 70 mm or less.
また、フィルム3が冷却ロール4に接触する際に、冷却ロール4とフィルム3との間に空気が入らないことが望ましく、かつ冷却速度が全面で均一であることが望ましい。従って、上記接点の下流側近傍において、タッチロール5などの押圧手段によりフィルム3を冷却ロール4側に押圧することが望ましい。
押圧手段としては、タッチロール5に限定されず、エアナイフや静電ピニングなどを用いてもよい。もっとも、安定性に優れ、フィルム3を均一に冷却ロール4に圧接させ得るため、弾性材料からなる表面を有するタッチロールを用いることが望ましい。
Further, when the film 3 comes into contact with the cooling roll 4, it is desirable that air does not enter between the cooling roll 4 and the film 3, and it is desirable that the cooling rate is uniform over the entire surface. Therefore, it is desirable to press the film 3 toward the cooling roll 4 by pressing means such as the
The pressing means is not limited to the
冷却ロール4の温度は、フィルム3を構成する樹脂の種類によっても異なるが、用いられている樹脂のガラス転移温度Tgとしたとき、Tg−10℃〜Tg−100℃の範囲であることが望ましい。なお、本明細書全体を通して使用するガラス転移温度Tgは、示差走査熱量計によって測定されるものをいう。
フィルムの平滑性と透明性とを確保するために、冷却ロール4の表面粗さは、JIS B 0601に定義されているRy値で0.5μm以下が好ましく、0.3μm以下とすることがより好ましい。上記冷却ロール4は様々な材料で構成され得るが、好ましくは金属からなり、例えば炭素鋼やステンレス鋼などにより構成されているものが好適に用いられる。金属からなる冷却ロール4を用いた場合、冷却ロール4の温度を速やかに一定温度に維持することができ、かつフィルム3を効率よく冷却することができる。
また、フィルムの長さ方向の厚み精度を高めるためにロールの偏心振れは小さい方が望ましい。具体的には30μm以下が望ましく、10μm以下が更に望ましい。
The temperature of the cooling roll 4 varies depending on the type of resin constituting the film 3, but is preferably in the range of Tg-10 ° C to Tg-100 ° C when the glass transition temperature Tg of the resin used is used. . In addition, the glass transition temperature Tg used throughout this specification means what is measured with a differential scanning calorimeter.
In order to ensure the smoothness and transparency of the film, the surface roughness of the cooling roll 4 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less in terms of the Ry value defined in JIS B 0601. preferable. Although the said cooling roll 4 can be comprised with various materials, Preferably it consists of a metal, for example, what is comprised by carbon steel, stainless steel, etc. is used suitably. When the cooling roll 4 made of metal is used, the temperature of the cooling roll 4 can be quickly maintained at a constant temperature, and the film 3 can be efficiently cooled.
Further, in order to increase the thickness accuracy in the length direction of the film, it is desirable that the roll has a small eccentric runout. Specifically, it is preferably 30 μm or less, and more preferably 10 μm or less.
金型2の温度がばらついていると樹脂の流動性が変化するので、金型2の温度は安定していることが望ましい。好ましくは、金型2のフィルム3を構成する溶融樹脂に接触する部分の温度は、設定温度±0.5℃以内、より好ましくは設定温度±0.2℃以内に保たれていることが望ましい。
また、一般に、ロール温度は樹脂の固化点に大きく影響を与える。従って、冷却ロール4を様々な温度に温度調節できる構造を有するように、冷却ロール4の軸芯部に温度調節機構を連結もしくは内蔵する構造を有することが望ましい。好ましい温度調節手段としては、シーズヒーターを軸芯部に組み込んで冷却ロール4を適当な温度に設定するように加熱する電気加熱方式の温度調節手段、あるいは誘導発熱コイルによる電磁誘導作用による温度調節手段、軸芯部に設けられた流路に温度制御用の熱媒体を循環させて冷却ロールを設定温度に加熱する熱媒体循環加熱方式などの温度調節手段が用いられ得る。特に好ましいのは、熱媒体循環加熱方式であり、熱媒体としては気体を用いてもよく、水または油などの液体を用いてもよい。とりわけ、熱容量が大きい水や油などの液体を用いることが望ましい。このような熱媒体流路の好適な例としては、内部に二条スパイラル構造または四条スパイラル構造を有するものが挙げられる。
Since the fluidity of the resin changes when the temperature of the mold 2 varies, it is desirable that the temperature of the mold 2 is stable. Preferably, the temperature of the portion that contacts the molten resin constituting the film 3 of the mold 2 is desirably kept within a set temperature ± 0.5 ° C, more preferably within the set temperature ± 0.2 ° C. .
In general, the roll temperature greatly affects the solidification point of the resin. Therefore, it is desirable to have a structure in which a temperature adjusting mechanism is connected to or built in the shaft core portion of the cooling roll 4 so that the temperature of the cooling roll 4 can be adjusted to various temperatures. As a preferred temperature adjusting means, a temperature adjusting means of an electric heating system in which a sheathed heater is incorporated in the shaft core portion and heated so as to set the cooling roll 4 to an appropriate temperature, or a temperature adjusting means by electromagnetic induction action by an induction heating coil. Further, temperature adjusting means such as a heat medium circulation heating method in which a heat medium for temperature control is circulated through a flow path provided in the shaft core portion to heat the cooling roll to a set temperature can be used. Particularly preferred is a heat medium circulation heating method, and a gas or a liquid such as water or oil may be used as the heat medium. In particular, it is desirable to use a liquid such as water or oil having a large heat capacity. Preferable examples of such a heat medium flow path include those having a two-row spiral structure or a four-row spiral structure inside.
上記長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを用いて位相差フィルムを製造するには、非晶性熱可塑性樹脂フィルムをそのガラス転移温度Tg近傍の温度で延伸することによって、ポリマー分子を所定方向に配向させればよい。
以下に、非晶性熱可塑性樹脂フィルムをそのガラス転移温度Tg付近の温度領域において、先ずフィルム長さ方向(以下、縦方向とも記載する)に延伸する方法を詳細に説明する。
In order to produce a retardation film using the above-described long amorphous thermoplastic resin film, a polymer molecule is predetermined by stretching the amorphous thermoplastic resin film at a temperature near its glass transition temperature Tg. What is necessary is just to orientate in a direction.
Below, the method of extending | stretching an amorphous thermoplastic resin film to a film length direction (henceforth a longitudinal direction hereafter) first in the temperature range of the glass transition temperature Tg vicinity is demonstrated in detail.
フィルム原反ロールから巻き出された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを縦方向に延伸する方法としては、ロール間ネックイン延伸法、近接ロール延伸法等が適用できるが、リタデーションを制御し易く、フィルムに傷や皺等の不良が発生しにくいといった利点を有するロール間ネックイン延伸法を採用することが望ましい。ロール間ネックイン延伸法とは、フィルム幅に比して十分に長い延伸ゾーンを挟んで位置する二対のニップロールで搬送中のフィルムを挟持するとともに、上流側のニップロールの周速に対して下流側のニップロールの周速を大きくすることによって、所望の延伸倍率を得る方法である。なお、このとき、フィルムの幅方向の両端部は拘束を受けない自由端とされており、縦方向の延伸に伴って幅方向にネックイン現象を呈する。 As a method of stretching a long amorphous thermoplastic resin film unwound from a film roll in the longitudinal direction, a neck-in-stretch method between rolls, a proximity roll stretching method, etc. can be applied, but the retardation is controlled. It is desirable to adopt a roll-to-roll neck-in stretching method that has the advantage that it is easy to perform and that defects such as scratches and wrinkles are less likely to occur in the film. Neck-in stretching between rolls means that the film being transported is sandwiched between two pairs of nip rolls located across a stretching zone that is sufficiently longer than the film width, and downstream of the peripheral speed of the upstream nip roll. This is a method of obtaining a desired draw ratio by increasing the peripheral speed of the side nip roll. At this time, both end portions in the width direction of the film are free ends that are not restrained, and exhibit a neck-in phenomenon in the width direction along with stretching in the longitudinal direction.
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムを縦方向に延伸する際のフィルムの温度は、位相差フィルムに付与したい補償位相差量によって適宜に調整されるが、低いと、延伸時にフィルムが破断する虞れがある一方、高いと、所望のリタデーションを得ることが困難となることがあるので、(未延伸フィルムのガラス転移温度Tg−20℃)〜(未延伸フィルムのガラス転移温度Tg+50℃)が好ましく、(未延伸フィルムのガラス転移温度Tg−10℃)〜(未延伸フィルムのガラス転移温度Tg+40℃)がより好ましい。 The temperature of the film when the amorphous thermoplastic resin film is stretched in the longitudinal direction is appropriately adjusted depending on the amount of compensation retardation to be applied to the retardation film, but if low, the film may be broken during stretching. On the other hand, if it is high, it may be difficult to obtain a desired retardation. Therefore, (glass transition temperature Tg-20 ° C. of unstretched film) to (glass transition temperature Tg + 50 ° C. of unstretched film) is preferable, (Glass transition temperature Tg-10 ° C. of unstretched film) to (Glass transition temperature Tg + 40 ° C. of unstretched film) is more preferable.
また、この時の延伸倍率は、小さ過ぎると、引き続く横延伸(幅方向への延伸)によってもRthの増大が制約されるため、1.1倍以上とされるのが好ましい。逆に大き過ぎると、所望のR0を得るために横延伸の倍率を極めて大きくする必要が生じるので1.5倍以下とするのが好ましい。 Further, if the draw ratio at this time is too small, the increase in Rth is restricted by the subsequent transverse stretching (stretching in the width direction), and therefore, it is preferably 1.1 times or more. On the other hand, if it is too large, it is necessary to make the transverse stretching ratio very large in order to obtain the desired R 0, and therefore it is preferably 1.5 times or less.
そして、上述の要領で得られた縦一軸延伸フィルムは、熱緩和による正面リタデーションR0の低下を防止するために、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg未満であって、延伸温度より5℃以上低い温度に冷却固定され、ロール状に巻き取られるか、次工程へ搬送される。 The longitudinally uniaxially stretched film obtained in the above-described manner is less than the glass transition temperature Tg of the amorphous thermoplastic resin and 5% from the stretching temperature in order to prevent a decrease in the front retardation R0 due to thermal relaxation. It is cooled and fixed at a temperature lower than 0 ° C. and wound up in a roll or conveyed to the next step.
次に、得られた縦一軸延伸フィルムを、フィルムの幅方向(以下、横方向とも記載する)に延伸する方法を詳細に説明する。このとき、前記縦一軸延伸されたフィルムは、そのまま横延伸工程に搬送されてもよいし、一旦ロール状に巻き取られた後、再度巻き出されて横延伸工程へ搬送されてもよい。
横延伸工程へ搬送されてきた縦一軸延伸フィルムをその横方向に延伸する方法としては、フィルムの幅方向の両端部をテンタークリップ等の任意の把持手段によって把持し、この把持手段を互いに離間する方向に徐々に変位させながら走行させるテンター延伸機を用いるのが望ましい。
Next, a method for stretching the obtained longitudinally uniaxially stretched film in the width direction of the film (hereinafter also referred to as a transverse direction) will be described in detail. At this time, the longitudinally uniaxially stretched film may be transported to the lateral stretching process as it is, or after being wound up into a roll shape, it may be unwound again and transported to the lateral stretching process.
As a method of stretching the longitudinally uniaxially stretched film conveyed to the transverse stretching step in the lateral direction, both ends in the width direction of the film are gripped by arbitrary gripping means such as a tenter clip, and the gripping means are separated from each other. It is desirable to use a tenter stretching machine that runs while being gradually displaced in the direction.
フィルムを横方向に延伸する際の延伸倍率は、低過ぎると、縦方向に向いていた遅相軸の方向を横方向にできなかったり、所望のフィルム厚みを達成できなかったり、必要な遅相軸精度が確保できず表示品質の低下を招いたりすることがあり、逆に高過ぎると、フィルムの破断が起こり易くなるため、2倍以上であって、5倍以下、好ましくは4倍以下、より好ましくは3.5倍以下とされる。 If the draw ratio when the film is stretched in the transverse direction is too low, the slow axis direction oriented in the machine direction cannot be made transverse, the desired film thickness cannot be achieved, or the necessary slow phase Axis accuracy cannot be secured and display quality may be deteriorated. On the other hand, if it is too high, the film is liable to break, so it is 2 times or more and 5 times or less, preferably 4 times or less. More preferably, it is 3.5 times or less.
また、横方向に延伸する際のフィルムの温度は、位相差フィルムに付与したい補償位相差量によって適宜に調整されるが、低いと、延伸時にフィルムが破断する虞れがある一方、高いと、所望の正面リタデーションを得ることが困難となることがあるので、基本的には縦延伸工程よりも高くない温度であって、ガラス転移温度Tg−20℃〜ガラス転移温度Tg+35℃が好ましく、ガラス転移温度Tg−10℃〜ガラス転移温度Tg+25℃がより好ましい。 Further, the temperature of the film when stretched in the transverse direction is appropriately adjusted depending on the amount of compensation retardation to be imparted to the retardation film, but if low, the film may be broken during stretching, whereas if high, Since it may be difficult to obtain a desired frontal retardation, the temperature is basically not higher than that in the longitudinal stretching step, and a glass transition temperature Tg-20 ° C to a glass transition temperature Tg + 35 ° C is preferable. The temperature Tg-10 ° C to the glass transition temperature Tg + 25 ° C is more preferable.
そして、上述の要領で、縦延伸終了後のフィルムを横方向に延伸して得られた位相差フィルムは、熱緩和による正面リタデーションR0及び厚み方向リタデーションRthの低下を防止するために、ガラス転移温度Tg未満の温度であって、横延伸温度より5℃以上低い温度に冷却固定される。
In the above-described manner, the retardation film obtained by stretching the film after the longitudinal stretching in the transverse direction is subjected to a glass transition in order to prevent a decrease in the front retardation R 0 and the thickness direction retardation Rth due to thermal relaxation. The temperature is lower than the temperature Tg, and is cooled and fixed at a
このようにして得られる横延伸フィルムの幅方向両端部のテンタークリップにて挟持されていた部分は延伸されていないため、この部分を含むフィルム両端部はスリットして除去し、所望の幅の位相差フィルムを得る。 Since the portion sandwiched between the tenter clips at both ends in the width direction of the laterally stretched film thus obtained is not stretched, both ends of the film including this portion are removed by slitting to obtain a desired width position. A phase difference film is obtained.
なお、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの長さ方向の厚みバラツキ及び延伸後の位相差フィルムの長さ方向のリタデーションバラツキの測定は、フィルムの中央に50mm間隔で長さ10mの範囲を測定し、その最大値−最小値から求める。
また、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの長さ方向の厚みムラ及び延伸後の位相差フィルムの長さ方向のリタデーションムラの測定は、フィルムの中央に1mm間隔で長さ1mの範囲を測定し、5mm区間の最大値−最小値をムラとし、全区間の厚みムラの最大値から求める。
In addition, the measurement of the thickness variation in the length direction of the amorphous thermoplastic resin film and the retardation variation in the length direction of the retardation film after stretching was performed by measuring a range of 10 m in length at 50 mm intervals in the center of the film, The maximum value is obtained from the minimum value.
In addition, the measurement of the thickness variation in the length direction of the amorphous thermoplastic resin film and the retardation variation in the length direction of the retardation film after stretching is performed by measuring a range of 1 m in length at 1 mm intervals in the center of the film, The maximum value-minimum value in the 5 mm section is regarded as unevenness, and it is obtained from the maximum thickness unevenness in all sections.
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific examples of the present invention. In addition, this invention is not limited to a following example.
非晶性熱可塑性樹脂として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1420」)を用い、これを一軸押出機に供給して混練溶融し、一軸押出機の先端に取り付けたTダイから溶融押出を行って、平均厚みが120μmの長尺状のフィルムを得た。フィルムの長さ方向の厚みバラツキは0.8μmであり、厚みムラは0.15μmであった。なお、樹脂のガラス転移温度Tgを示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、商品名「DSC220C」)によって測定したところ、135.5℃であった。
得られた長尺ロール状の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを連続的に巻き出し、ロール間ネックイン延伸機を用いてその長さ方向(縦方向)に延伸を行った。フィルムを連続的に145℃に加熱し、延伸倍率が1.45倍になるようにこの温度で延伸し、延伸終了後23℃まで徐々に冷却して、縦一軸延伸フィルムをロール状に巻き取った。
次いで、上記長尺ロール状の縦一軸延伸フィルムを連続的に巻き出し、テンター延伸機を用いてその幅方向(横方向)に延伸を行った。フィルムを連続的に145℃に加熱し、延伸倍率が2.60倍になるようにこの温度で延伸し、その後23℃まで徐々に冷却してロール状に連続的に巻き取り、縦横逐次延伸位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムの厚みは37.2μmであった。
A saturated norbornene-based resin (trade name “ZEONOR 1420” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as an amorphous thermoplastic resin, which is supplied to a single screw extruder, kneaded and melted, and attached to the tip of the single screw extruder. Was subjected to melt extrusion to obtain a long film having an average thickness of 120 μm. The thickness variation in the length direction of the film was 0.8 μm, and the thickness unevenness was 0.15 μm. In addition, it was 135.5 degreeC when the glass transition temperature Tg of resin was measured with the differential scanning calorimeter (The Seiko Electronics Co., Ltd. make, brand name "DSC220C").
The obtained long roll-shaped thermoplastic saturated norbornene resin film was continuously unwound and stretched in the length direction (longitudinal direction) using an inter-roll neck-in stretching machine. The film is continuously heated to 145 ° C., stretched at this temperature so that the stretch ratio is 1.45 times, gradually cooled to 23 ° C. after stretching, and the longitudinally uniaxially stretched film is wound into a roll It was.
Next, the long roll-shaped longitudinally uniaxially stretched film was continuously unwound and stretched in the width direction (lateral direction) using a tenter stretching machine. The film is continuously heated to 145 ° C. and stretched at this temperature so that the stretching ratio is 2.60 times, and then gradually cooled to 23 ° C. and continuously wound up in a roll shape, and the longitudinal and transverse sequential stretching positions A phase difference film was obtained. The thickness of the obtained retardation film was 37.2 μm.
(比較例1)
用いた延伸前フィルムの厚みバラツキが1.5μmであり、厚みムラが0.3μmであること以外、実施例1と同様にして位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムの厚みは37.3μmであった。
(Comparative Example 1)
A retardation film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness variation of the used film before stretching was 1.5 μm and the thickness unevenness was 0.3 μm. The thickness of the obtained retardation film was 37.3 μm.
(比較例2)
比較例1の延伸倍率を1.60倍としたこと以外は、比較例1と同様にして位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムの厚みは61.3μmであった。
(Comparative Example 2)
A retardation film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the draw ratio of Comparative Example 1 was 1.60. The thickness of the obtained retardation film was 61.3 μm.
(比較例3)
横方向の延伸を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムの厚みは99.7μmであった。
上記実施例及び比較例にて得られた位相差フィルムのリタデーションの測定を自動複屈折測定装置(王子計測機器社製、商品名「KOBRA−21ADH」)を用いて行った。また、フィルムの厚みはフィルム厚み測定器(セイコーEM社製接触式厚み測定器、商品名「Millitron1240」)を用いて測定した。結果を表1に示した。
(Comparative Example 3)
A retardation film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the transverse stretching was not performed. The thickness of the obtained retardation film was 99.7 μm.
The retardation of the retardation film obtained in the above Examples and Comparative Examples was measured using an automatic birefringence measuring apparatus (manufactured by Oji Scientific Instruments, trade name “KOBRA-21ADH”). The thickness of the film was measured using a film thickness measuring instrument (contact type thickness measuring instrument manufactured by Seiko EM, trade name “Millitron 1240”). The results are shown in Table 1.
1 押出機
2 金型
3 フィルム
4 冷却ロール
5 タッチロール
6,7 ロール
1 Extruder 2 Mold 3 Film 4
Claims (2)
(1)0nm≦R0≦200nm
(2)50nm≦Rth≦300nm
(3)d≦50μm
(4)フィルム長さ方向R0バラツキ≦10nm/10m
(5)フィルム長さ方向R0ムラ≦1nm/5mm
(但し、R0はフィルム面内のリタデーション、Rthはフィルム厚さ方向のリタデーション、dはフィルムの厚さを示す。) A long amorphous thermoplastic resin film having an average thickness of 100 μm or more, a thickness variation in the length direction of 1 μm or less per 10 m, and a thickness unevenness of 5 μm in the length direction of 0.2 μm or less is represented by the following (1 ) To (5), the film is stretched 1.1 times or more in the length direction and then stretched twice or more in the width direction to produce a retardation film in which the slow axis substantially coincides with the width direction. Method.
(1) 0 nm ≦ R 0 ≦ 200 nm
(2) 50 nm ≦ Rth ≦ 300 nm
(3) d ≦ 50 μm
(4) Film length direction R 0 variation ≦ 10 nm / 10 m
(5) Film length direction R 0 unevenness ≦ 1 nm / 5 mm
(However, R 0 is retardation in the film plane, Rth is retardation in the film thickness direction, and d is the thickness of the film.)
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JP2012053282A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for manufacturing optical sheet |
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- 2007-01-11 JP JP2007003629A patent/JP2008170716A/en active Pending
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