JP2009083176A - Manufacturing method of stretched sheet and manufacturing method of anisotropic optical sheet - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a stretched sheet capable of preventing the getting-out of shape of the stereoscopic structure of the surface of a sheet before and after stretching by suppressing the occurrence of bowing at stretching. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the stretched sheet has a process for uniaxially stretching a resin sheet 21 cut into a predetermined width in its longitudinal direction between the first roll 31 installed on the inlet side of a stretching unit 24 and the second roll 32 installed on the outlet side of a stretching oven. A first process for preheating the resin sheet 21 to a stretching temperature, a second process for stretching the preheated resin sheet 21 at the stretching temperature and a third process for cooling the stretched resin sheet 21P are continuously performed in this order within the stretching oven. When the stretching magnification of the resin sheet 21 in the second process is defined as P, the sheet width of the resin sheet 21 is defined as W and the oven length of the stretching oven, where the second process is executed, is defined as L, the relation of L≥W×P is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、樹脂シートの長さ方向に延伸する工程を有する延伸シートの製造方法に関し、更に詳しくは、延伸方向と平行な稜線方向を有する立体構造が表面に形成された樹脂シートを延伸して光学異方性を付与する延伸シートの製造方法および異方性光学シートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a stretched sheet having a step of stretching in the length direction of the resin sheet. More specifically, the present invention relates to a method of stretching a resin sheet having a three-dimensional structure having a ridge line direction parallel to the stretch direction formed on the surface. The present invention relates to a method for producing a stretched sheet that imparts optical anisotropy and a method for producing an anisotropic optical sheet.

一般的に、高分子シート又はフィルムからなる基材の延伸には、基材走行方向であるMD(Machine Direction)方向にのみ延伸するロール延伸と、基材幅方向であるTD(Transverse Direction)方向にのみ延伸するテンターが用いられている。基材に求められる特性が一軸延伸で得られる場合はどちらか一方を、二軸延伸が必要な場合は両者を直列に組み合わせ、逐次二軸延伸として延伸シート又はフィルムの製造が行われている(例えば下記特許文献1,2参照)。   In general, for stretching a substrate made of a polymer sheet or film, roll stretching that stretches only in the MD (Machine Direction) direction, which is the substrate running direction, and TD (Transverse Direction) direction, which is the substrate width direction. A tenter that only stretches is used. Either one is obtained when the properties required for the substrate are obtained by uniaxial stretching, and when biaxial stretching is required, both are combined in series, and a stretched sheet or film is manufactured as sequential biaxial stretching ( For example, see Patent Documents 1 and 2 below).

また、基材種によっては、MD及びTDを同時に延伸する必要があるものもあり、その場合には同時二軸延伸が用いられている。しかし、この同時二軸延伸は延伸条件設定の難易度が高いため、現状は特定の基材にのみ用いられている。   In addition, depending on the type of substrate, there are some which require MD and TD to be stretched simultaneously, and in that case, simultaneous biaxial stretching is used. However, since the simultaneous biaxial stretching has a high degree of difficulty in setting the stretching conditions, the present state is used only for specific substrates.

ロール延伸の一例を図6に示す。この方式は、一定温度に加熱された予熱ロール(2A,2B,2C,2D)により加熱された樹脂シート1を、延伸ロール(3E,3F,3F,3H)に速度差をつけて、各ロール間で延伸を行う。それ以降は、必要に応じて熱固定ロール(4I,4J)、冷却ロール(5K,5L)等が付加される。また近年では、光学フィルム用途として、図7に示すように、延伸ロール3Gを取り外し、延伸ロール3F−3H間でIRヒータ6により加熱し延伸する方式も用いられている。   An example of roll stretching is shown in FIG. In this method, the resin sheet 1 heated by a preheating roll (2A, 2B, 2C, 2D) heated to a constant temperature is set to a stretching roll (3E, 3F, 3F, 3H) with a speed difference. Stretch between. After that, heat fixing rolls (4I, 4J), cooling rolls (5K, 5L) and the like are added as necessary. In recent years, as an optical film application, as shown in FIG. 7, a method of removing the stretching roll 3G and heating and stretching the stretching roll 3F-3H with an IR heater 6 is also used.

このロール延伸は、樹脂シートの温度が下がらぬように極めて小さいロール間ギャップの範囲で延伸を行うため、ロール上で樹脂シートの滑りが発生しスクラッチが入り易い。また、ロールと樹脂シートの摩擦が発生するため、幅方向(反延伸方向)を拘束する力となる。このため、例えばプリズム形状等の立体構造が表面に形成された樹脂シートを延伸した場合、当該立体構造の形状を維持することができない。また、図8に示すように、TD方向(幅方向)にボーイングと呼ばれる弓状の曲がり7が発生し、この改善が問題となる。   Since this roll stretching is performed within a very small gap between the rolls so that the temperature of the resin sheet does not decrease, the resin sheet slips on the roll and is easily scratched. Moreover, since the friction between the roll and the resin sheet is generated, it becomes a force that restrains the width direction (anti-stretch direction). For this reason, for example, when a resin sheet on which a three-dimensional structure such as a prism shape is formed is stretched, the shape of the three-dimensional structure cannot be maintained. Further, as shown in FIG. 8, an arcuate bend 7 called bowing occurs in the TD direction (width direction), and this improvement becomes a problem.

次に、TD方向に一軸延伸を行うテンター装置の概略を図9に示す。この方式は、走行する樹脂シート1の幅方向の両端をクリップ8A,8Bでクランプして延伸を行う。クリップ8A,8Bはそれぞれ、樹脂シート1の両端に対向して設置されたレール9A,9Bに沿って走行可能であるとともに、樹脂シート1の長さ方向に沿って所定ピッチでそれぞれ複数設置されている。テンターは、延伸前の樹脂シートを幅方向に伸ばすため大型の製品を製作するには有効な手段である。なお、例えば特許文献3には、プリズムシートをテンターによって延伸し、シート面内に屈折率の異方性を付与するプリズムシートの製造方法が開示されている。   Next, FIG. 9 shows an outline of a tenter device that performs uniaxial stretching in the TD direction. In this method, both ends of the traveling resin sheet 1 in the width direction are clamped by clips 8A and 8B to perform stretching. Each of the clips 8A and 8B can run along the rails 9A and 9B installed opposite to both ends of the resin sheet 1, and a plurality of the clips 8A and 8B are installed at a predetermined pitch along the length direction of the resin sheet 1. Yes. The tenter is an effective means for producing a large product because the resin sheet before stretching is stretched in the width direction. For example, Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a prism sheet in which a prism sheet is stretched by a tenter and anisotropy of refractive index is imparted within the sheet surface.

しかし、上述のテンターを用いた延伸では、クリップ8A,8Bによる樹脂シートの長さ方向の拘束が、樹脂シートの反延伸方向である長さ方向の収縮を妨げるように作用するため、延伸したシートには図示するようにボーイング10が大きくなる。   However, in the stretching using the tenter described above, the restraint in the length direction of the resin sheet by the clips 8A and 8B acts so as to prevent contraction in the length direction, which is the anti-stretching direction of the resin sheet. As shown in FIG.

一方、一部の基材に用いられている同時二軸延伸の概要を図10に示す。この方式は、前述したテンターと同様に基材幅方向の両端をクリップでクランプし、TD方向及びMD方向に同時に延伸する。基本的に、MDの延伸倍率を1.0倍にするとTD一軸と同様の動作となる。   On the other hand, FIG. 10 shows an outline of simultaneous biaxial stretching used for some base materials. In this method, the both ends in the substrate width direction are clamped with clips in the same manner as the tenter described above, and stretched simultaneously in the TD direction and the MD direction. Basically, when the MD draw ratio is set to 1.0, the operation is the same as that of the TD uniaxial.

しかし、TDテンターのクリップがほぼ隙間なく密着しているのに対し、同時二軸はMD方向の収縮を考慮し間隔が大きいため、延伸時にネックインと呼ばれるクビレ11が発生する。このネックインが発生することによりシートの完成寸法が小さくなることが、この方式の大きな課題である。   However, while the clips of the TD tenter are in close contact with each other with almost no gap, the simultaneous two axes take into account the contraction in the MD direction and the interval is large, so that a neck 11 called neck-in occurs during stretching. A major problem with this method is that the completed size of the sheet is reduced by the occurrence of this neck-in.

特開平7−108598号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-108598 特開2000−263642号公報JP 2000-263642 A WO2006/071621号公報WO 2006/071621

以上で述べた延伸方式は、いずれの方式もボーイングと呼ばれる弓状の曲がりが発生する。このため、表面にプリズム形状を有する樹脂シートを延伸する場合、延伸されたシート面内で一定の形状を維持することは困難である。   In any of the stretching methods described above, an arcuate bend called bowing occurs. For this reason, when extending | stretching the resin sheet which has a prism shape on the surface, it is difficult to maintain a fixed shape within the extended sheet | seat surface.

図11に示すとおり、代表的なプリズムシート12は、一定の底角θを有する直線的な斜面13a,13bによりプリズム13が構成されている。そのため、プリズム13の頂点部分に複屈折を発現させるには、図中D1で示すプリズム13の稜線方向に延伸する必要があり、反対に、図中D2で示すプリズム13の配列方向に延伸しても頂点部は伸びず、図12に模式的に示すようにプリズム形状が変形してしまう。   As shown in FIG. 11, in a typical prism sheet 12, a prism 13 is configured by linear inclined surfaces 13 a and 13 b having a certain base angle θ. Therefore, in order to develop birefringence at the apex portion of the prism 13, it is necessary to extend in the ridge line direction of the prism 13 indicated by D1 in the figure, and conversely, it is extended in the arrangement direction of the prism 13 indicated by D2 in the figure. However, the apex does not extend, and the prism shape is deformed as schematically shown in FIG.

また、プリズム稜線方向(D1)の延伸でも、一方向に延伸したことによる反延伸方向(D2)の収縮を妨げる方向に力が働いた場合、同様にプリズム形状の変形が発生する。例えば、ロール延伸時にロールと基材の間の摩擦により発生する力が、基材の反延伸方向の収縮を妨げるように作用する。また、テンターを用いた延伸では、クリップによる基材の長さ方向の拘束が、基材の反延伸方向の収縮を妨げるように作用する。   Further, even in the extension in the prism ridge line direction (D1), when a force acts in a direction that prevents contraction in the anti-extension direction (D2) due to extension in one direction, the prism shape is similarly deformed. For example, a force generated by friction between the roll and the base material during roll stretching acts so as to prevent shrinkage of the base material in the anti-stretch direction. Further, in stretching using a tenter, the restraint in the length direction of the base material by the clip acts so as to prevent shrinkage in the anti-stretching direction of the base material.

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、延伸時のボーイングの発生を抑制して、延伸前後におけるシート表面の立体構造の形状の崩れを防止できる延伸シートの製造方法および異方性光学シートの製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problem, and suppresses the occurrence of bowing during stretching, and prevents the collapse of the shape of the three-dimensional structure of the sheet surface before and after stretching, and the production of an anisotropic optical sheet. It is an object to provide a method.

以上の課題を解決するに当たり、本発明の延伸シートの製造方法は、延伸炉の入口側に設置された第1ロールと、延伸炉の出口側に設置された第2ロールとの間で、所定幅に裁断された樹脂シートをその長さ方向に一軸延伸する工程を有する延伸シートの製造方法であって、上記延伸炉の内部では、樹脂シートを延伸温度に予熱する第1工程と、予熱した樹脂シートを延伸温度にて延伸する第2工程と、延伸した樹脂シートを冷却する第3工程がこれらの順に連続して行われ、樹脂シートの延伸倍率をP、樹脂シートのシート幅をW、上記第2工程を実施する延伸炉の炉長をLとしたときに、L≧W×Pの関係を満たすことを特徴とする。   In solving the above problems, the method for producing a stretched sheet of the present invention is a predetermined method between a first roll installed on the inlet side of the stretching furnace and a second roll installed on the outlet side of the stretching furnace. A method for producing a stretched sheet comprising a step of uniaxially stretching a resin sheet cut into a width in the length direction, wherein the resin sheet is preheated with a first step in which the resin sheet is preheated to a stretching temperature. The second step of stretching the resin sheet at the stretching temperature and the third step of cooling the stretched resin sheet are successively performed in these order, the stretching ratio of the resin sheet is P, the sheet width of the resin sheet is W, When the length of the drawing furnace for carrying out the second step is L, the relationship L ≧ W × P is satisfied.

本発明の延伸シートの製造方法においては、延伸炉内部において樹脂シートの延伸処理を実施する部位の炉長を、樹脂シートのシート幅(W)と延伸倍率(P)の積以上の長さに設定することで、当該樹脂シートの反延伸方向である幅方向への収縮が阻害されないようにしている。これにより、樹脂シートのボーイングの発生を効果的に抑えることが可能となる。   In the method for producing a stretched sheet of the present invention, the furnace length of the portion where the resin sheet is stretched in the stretching furnace is set to a length greater than or equal to the product of the sheet width (W) and the stretch ratio (P) of the resin sheet. By setting, the shrinkage | contraction to the width direction which is the anti-stretching direction of the said resin sheet is not inhibited. Thereby, generation | occurrence | production of the bow of a resin sheet can be suppressed effectively.

また、本発明の延伸シートの製造方法は、延伸炉の入口側に設置された第1ロールと、延伸炉の出口側に設置された第2ロールとの間で、所定幅に裁断された樹脂シートをその長さ方向に一軸延伸する工程を有する延伸シートの製造方法であって、樹脂シートは、少なくとも一方の面に、長さ方向に稜線方向を有する立体構造が多数形成された透光性のシートからなり、上記延伸炉の内部では、樹脂シートを延伸温度に予熱する第1工程と、予熱した樹脂シートを延伸温度にて延伸する第2工程と、延伸した樹脂シートを冷却する第3工程がこれらの順に連続して行われ、樹脂シートの延伸倍率をP、樹脂シートのシート幅をW、上記第2工程を実施する延伸炉の炉長をLとしたときに、L≧W×Pの関係を満たすことを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the extending | stretching sheet | seat of this invention is resin cut | judged by predetermined width between the 1st roll installed in the entrance side of the extending furnace, and the 2nd roll installed in the exit side of the extending furnace. A method for producing a stretched sheet comprising a step of uniaxially stretching a sheet in its length direction, wherein the resin sheet has a translucency in which a large number of three-dimensional structures having a ridge line direction in the length direction are formed on at least one surface A first step of preheating the resin sheet to the stretching temperature, a second step of stretching the preheated resin sheet at the stretching temperature, and a third step of cooling the stretched resin sheet. The steps are carried out successively in these order, where the stretch ratio of the resin sheet is P, the sheet width of the resin sheet is W, and the furnace length of the stretching furnace for performing the second step is L, L ≧ W × It is characterized by satisfying the relationship of P.

本発明の延伸シートの製造方法においては、延伸炉内部において樹脂シートの延伸処理を実施する部位の炉長を、樹脂シートのシート幅(W)と延伸倍率(P)の積以上の長さに設定することで、当該樹脂シートの反延伸方向である幅方向への収縮が阻害されないようにしている。これにより、樹脂シートのボーイングの発生を効果的に抑えることができるとともに、シート表面の立体構造の形状の崩れを防止できる。   In the method for producing a stretched sheet of the present invention, the furnace length of the portion where the resin sheet is stretched in the stretching furnace is set to a length greater than or equal to the product of the sheet width (W) and the stretch ratio (P) of the resin sheet. By setting, the shrinkage | contraction to the width direction which is the anti-stretching direction of the said resin sheet is not inhibited. Thereby, the occurrence of bowing of the resin sheet can be effectively suppressed, and the collapse of the shape of the three-dimensional structure on the sheet surface can be prevented.

シート表面に形成される立体構造としては、プリズム体やレンチキュラーレンズ体など、偏向性あるいは集光性を有する立体構造が挙げられる。この立体構造は、シートの一方の面だけに限られず、シート両面に形成されていてもよい。これにより、プリズムシートやレンチキュラーレンズシート等の延伸シートからなる光学シートを高精度に製造することができる。   Examples of the three-dimensional structure formed on the sheet surface include a three-dimensional structure having a deflecting property or a light collecting property, such as a prism body or a lenticular lens body. This three-dimensional structure is not limited to one side of the sheet, and may be formed on both sides of the sheet. Thereby, the optical sheet which consists of extending | stretching sheets, such as a prism sheet and a lenticular lens sheet, can be manufactured with high precision.

そして、本発明の異方性光学シートの製造方法は、延伸炉の入口側に設置された第1ロールと、延伸炉の出口側に設置された第2ロールとの間で、所定幅に裁断された樹脂シートをその長さ方向に一軸延伸することで、樹脂シートの幅方向と長さ方向に関して屈折率の異方性をもたせる異方性光学シートの製造方法であって、樹脂シートは、少なくとも一方の面に、長さ方向に稜線方向を有する立体構造が多数形成された透光性のシートからなり、延伸炉の内部では、樹脂シートを延伸温度に予熱する第1工程と、予熱した樹脂シートを延伸温度にて延伸する第2工程と、延伸した樹脂シートを冷却する第3工程がこれらの順に連続して行われ、樹脂シートの延伸倍率をP、樹脂シートのシート幅をW、上記第2工程を実施する延伸炉の炉長をLとしたときに、L≧W×Pの関係を満たすことを特徴とする。   And the manufacturing method of the anisotropic optical sheet of this invention is cut | judged by predetermined width between the 1st roll installed in the entrance side of the drawing furnace, and the 2nd roll installed in the exit side of the drawing furnace. The resin sheet is a method for producing an anisotropic optical sheet having a refractive index anisotropy with respect to the width direction and the length direction of the resin sheet by uniaxially stretching the resin sheet in the length direction. It consists of a translucent sheet in which a number of three-dimensional structures having a ridge line direction in the length direction are formed on at least one surface, and in the inside of the drawing furnace, the first step of preheating the resin sheet to the drawing temperature was preheated. The second step of stretching the resin sheet at the stretching temperature and the third step of cooling the stretched resin sheet are successively performed in these order, the stretching ratio of the resin sheet is P, the sheet width of the resin sheet is W, The length of the drawing furnace that performs the second step When is L, and satisfies a relationship of L ≧ W × P.

本発明の異方性光学シートの製造方法においては、延伸炉内部において樹脂シートの延伸処理を実施する部位の炉長を、樹脂シートのシート幅(W)と延伸倍率(P)の積以上の長さに設定することで、当該樹脂シートの反延伸方向である幅方向への収縮が阻害されないようにしている。これにより、樹脂シートのボーイングの発生を効果的に抑えることができるとともに、シート表面の立体構造の形状の崩れを防止でき、更に面内の光学的異方性(複屈折)の均一化を図ることが可能となる。   In the method for producing an anisotropic optical sheet of the present invention, the furnace length of the portion where the resin sheet is stretched inside the stretching furnace is equal to or greater than the product of the sheet width (W) and the stretching ratio (P) of the resin sheet. By setting the length, the shrinkage of the resin sheet in the width direction, which is the anti-stretching direction, is not inhibited. Thereby, the occurrence of bowing of the resin sheet can be effectively suppressed, the collapse of the shape of the three-dimensional structure of the sheet surface can be prevented, and the in-plane optical anisotropy (birefringence) can be made uniform. It becomes possible.

以上述べたように、本発明によれば、延伸時におけるボーイングの発生を抑制することができ、形状精度に優れた延伸シートを製造することができる。また、シート表面に形成された立体構造の形状を崩すことなく安定した延伸処理が可能となる。更に、延伸処理によって面内屈折率の異方性を付与するに際して、シート面内における光学的異方性の均一化を図ることができる。   As described above, according to the present invention, the occurrence of bowing during stretching can be suppressed, and a stretched sheet having excellent shape accuracy can be produced. Moreover, the stable extending | stretching process is attained, without destroying the shape of the three-dimensional structure formed in the sheet | seat surface. Furthermore, when the in-plane refractive index anisotropy is imparted by the stretching treatment, the optical anisotropy in the sheet plane can be made uniform.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1および図2は本発明の実施形態において使用されるロール延伸装置20の概略構成を示す側面図および要部平面図である。図示するロール延伸装置20は、所定幅に裁断された樹脂シート又はフィルム(以下「樹脂シート」と総称する。)21をその長さ方向(X軸方向)に走行させながら、この長さ方向(X軸方向)に延伸するための装置である。   1 and 2 are a side view and a main part plan view showing a schematic configuration of a roll stretching apparatus 20 used in the embodiment of the present invention. The roll stretching apparatus 20 shown in the figure is configured so that a resin sheet or film (hereinafter, collectively referred to as “resin sheet”) 21 cut to a predetermined width travels in the length direction (X-axis direction). It is an apparatus for extending in the X-axis direction).

ロール延伸装置20は、延伸ユニット24と、延伸ユニット24の入口側に設置された巻出しユニット27と、延伸ユニット24の出口側に設置された巻取りユニット29とを備えている。巻出しユニット27は、樹脂シート21をロール状態から巻き出す巻出しロール26と、樹脂シート21を挟持して延伸ユニット24へ供給する第1ロール31及びそのバックアップロール31aを備えている。また、巻取りユニット29は、延伸した樹脂シート21Pを巻き取る巻取りロール28と、樹脂シート21を挟持して巻取りロール28へ案内する第2ロール32及びそのバックアップロール32aを備えている。   The roll stretching apparatus 20 includes a stretching unit 24, an unwinding unit 27 installed on the inlet side of the stretching unit 24, and a winding unit 29 installed on the outlet side of the stretching unit 24. The unwinding unit 27 includes an unwinding roll 26 that unwinds the resin sheet 21 from a roll state, a first roll 31 that sandwiches the resin sheet 21 and supplies the resin sheet 21 to the stretching unit 24, and a backup roll 31a thereof. The winding unit 29 includes a winding roll 28 that winds the stretched resin sheet 21P, a second roll 32 that sandwiches the resin sheet 21 and guides it to the winding roll 28, and a backup roll 32a thereof.

樹脂シート21は、第1ロール31と第2ロール32とによってその長さ方向(X軸方向)の両端が支持された状態で走行し、延伸ユニット24の内部においてその長さ方向に延伸される。樹脂シート21の延伸は、第1ロール31の回転速度よりも第2ロール32の回転速度を速くすることによって行われ、延伸倍率はこれら第1,第2ロール31,32の回転速度差で決定される。   The resin sheet 21 travels in a state where both ends in the length direction (X-axis direction) are supported by the first roll 31 and the second roll 32 and is stretched in the length direction inside the stretching unit 24. . The stretching of the resin sheet 21 is performed by making the rotation speed of the second roll 32 faster than the rotation speed of the first roll 31, and the stretching ratio is determined by the difference between the rotation speeds of the first and second rolls 31 and 32. Is done.

延伸ユニット24は、入口側から順に、予熱部24A、延伸部24B及び冷却部24Cが設置された延伸炉で構成されている。予熱部24Aは、延伸ユニット24へ供給された樹脂シート21を所定の延伸温度に予熱する(第1工程)。延伸温度としては、樹脂シート21のガラス転移点をTg[℃]としたとき、例えば、Tg+10℃以上、Tg+30℃以下の温度とされる。延伸部24Bは、延伸温度に加熱された樹脂シート21をその長さ方向に延伸する(第2工程)。冷却部24Cは、延伸した樹脂シート21PをTg以下の所定温度にまで冷却する(第3工程)。樹脂シート21は、これら予熱部24A、延伸部24B及び冷却部24Bを連続的に供給される。なお必要に応じて、延伸部24Bと冷却部24Cとの間に熱固定部が設置される。   The stretching unit 24 includes a stretching furnace in which a preheating unit 24A, a stretching unit 24B, and a cooling unit 24C are installed in this order from the entrance side. The preheating unit 24A preheats the resin sheet 21 supplied to the stretching unit 24 to a predetermined stretching temperature (first step). The stretching temperature is, for example, a temperature of Tg + 10 ° C. or higher and Tg + 30 ° C. or lower when the glass transition point of the resin sheet 21 is Tg [° C.]. The stretching unit 24B stretches the resin sheet 21 heated to the stretching temperature in the length direction (second step). The cooling unit 24C cools the stretched resin sheet 21P to a predetermined temperature equal to or lower than Tg (third step). The resin sheet 21 is continuously supplied with the preheating unit 24A, the extending unit 24B, and the cooling unit 24B. If necessary, a heat fixing unit is installed between the extending unit 24B and the cooling unit 24C.

本実施形態では、樹脂シート21の延伸倍率をP、樹脂シート21の幅をWとしたときに、延伸部24Bの炉長(L)が、L≧W×Pの関係を満たすように設定されている。これにより、後述するように、樹脂シート21の延伸時におけるその幅方向のボーイングの発生を抑制するようにしている。   In the present embodiment, when the stretching ratio of the resin sheet 21 is P and the width of the resin sheet 21 is W, the furnace length (L) of the stretching portion 24B is set to satisfy the relationship L ≧ W × P. ing. Thereby, as will be described later, the occurrence of bowing in the width direction when the resin sheet 21 is stretched is suppressed.

樹脂シート21は、透光性の高分子シート又はフィルムからなる。特に、樹脂シート21は、結晶性又は半結晶性高分子の樹脂材料からなり、例えば結晶化度が10%以下のアモルファス状態の高分子シート又はフィルムが用いられている。   The resin sheet 21 is made of a translucent polymer sheet or film. In particular, the resin sheet 21 is made of a crystalline or semi-crystalline polymer resin material. For example, an amorphous polymer sheet or film having a crystallinity of 10% or less is used.

図3Aは、樹脂シート21の表面形態を示す概略斜視図である。樹脂シート21の表面には、樹脂シート21の長さ方向(X軸方向)に稜線方向を有する立体構造21aが、樹脂シート21の走行方向(X軸方向)に多数配列されている。立体構造21aは、樹脂シート21の長さ方向から見たときの形状が例えば頂角90度の二等辺三角形からなるプリズム形状を有する。そして、樹脂シート21は、ロール延伸装置20によって長さ方向(プリズム稜線方向)に所定の延伸倍率で延伸されることで、図3Bに示すように立体構造21aが形状的に相似縮小されるとともに、立体構造21aの配列ピッチが微細化される。なお、立体構造21aは上述のプリズム体に限られず、シリンドリカルレンズ等のレンチキュラーレンズ体であってもよい。   FIG. 3A is a schematic perspective view showing the surface form of the resin sheet 21. On the surface of the resin sheet 21, a large number of three-dimensional structures 21 a having a ridge line direction in the length direction (X-axis direction) of the resin sheet 21 are arranged in the running direction (X-axis direction) of the resin sheet 21. The three-dimensional structure 21a has a prism shape made up of, for example, an isosceles triangle having an apex angle of 90 degrees when viewed from the length direction of the resin sheet 21. Then, the resin sheet 21 is stretched at a predetermined stretching ratio in the length direction (prism ridge line direction) by the roll stretching device 20, so that the three-dimensional structure 21 a is reduced in shape similarly as shown in FIG. 3B. The arrangement pitch of the three-dimensional structure 21a is made finer. The three-dimensional structure 21a is not limited to the prism body described above, and may be a lenticular lens body such as a cylindrical lens.

一般的に、高分子シートをその長さ方向(MD方向)に延伸する場合、図4に示すような挙動を示す。ここで、延伸前の高分子シートの幅をW、長さをL、厚さをTとし、長さ方向にP倍延伸するときに、反延伸方向(幅方向)を拘束しない場合には、延伸後の寸法Wa、La、Taは以下の通りとなる。
Wa=W・(1/√P)、La=L・P、Ta=T・(1/√P) …(1)
In general, when a polymer sheet is stretched in the length direction (MD direction), the behavior shown in FIG. 4 is exhibited. Here, when the width of the polymer sheet before stretching is W, the length is L, the thickness is T, and when the film is stretched P times in the length direction, when the anti-stretch direction (width direction) is not restricted, The dimensions Wa, La, and Ta after stretching are as follows.
Wa = W · (1 / √P), La = L · P, Ta = T · (1 / √P) (1)

(1)式に示したように、延伸後のシートの体積は、延伸前のそれと変化しない。また、図4はシートが所定サイズにカットされた枚葉の状態を示しているが、シートが連続的なウェブ状態でも同様の挙動を示す。この場合、シートの長さ方向の両端を支持するロールの挟持作用によって、延伸時における幅方向(反延伸方向)の自由な収縮が阻害されると、ボーイングと呼ばれる曲がりが発生し、シート表面に形成されている立体構造の形状精度の面内不均一化をもたらす。   As shown in the equation (1), the volume of the sheet after stretching does not change from that before stretching. FIG. 4 shows the state of a single sheet in which the sheet is cut to a predetermined size, but the same behavior is exhibited even when the sheet is in a continuous web state. In this case, if free shrinkage in the width direction (anti-stretch direction) during stretching is hindered by the sandwiching action of the rolls that support both ends in the length direction of the sheet, bending called bowing occurs, and the sheet surface In-plane nonuniformity of the shape accuracy of the three-dimensional structure formed is brought about.

そこで本実施形態では、ロール延伸装置20における延伸ユニット24の延伸部24Bの炉長Lを上述のように、樹脂シート21のシート幅Wと延伸倍率Pとの積(W×P)以上の大きさとなるように設定している。これにより、図2に示したように、延伸部24Bにおいて樹脂シート21に作用する引っ張り応力S1がシート長さ方向に平行となり、第1ロール31(及び31a)と第2ロール32(及び32a)の挟持作用によって樹脂シート21の幅方向の収縮が阻害されないようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the furnace length L of the stretching section 24B of the stretching unit 24 in the roll stretching apparatus 20 is larger than the product (W × P) of the sheet width W of the resin sheet 21 and the stretching ratio P as described above. It is set to be. Thereby, as shown in FIG. 2, the tensile stress S1 acting on the resin sheet 21 in the extending portion 24B is parallel to the sheet length direction, and the first roll 31 (and 31a) and the second roll 32 (and 32a). Thus, the shrinkage in the width direction of the resin sheet 21 is not hindered by the sandwiching action.

具体的に、シート幅200mmのPEN(ポリエチレンナフタレート)製の樹脂シートをその長さ方向に4倍延伸するにあたり、延伸部24Bの炉長Lを800mmに設定して実際に延伸処理を施したところ、ボーイングの発生を抑制できたことが確認された。また、シート表面に形成したプリズム形状が延伸前後において相似関係が確保されていることも確認された。なお、ボーイング抑制の観点から、延伸部24Bの炉長Lは長いほど好ましい。   Specifically, when a resin sheet made of PEN (polyethylene naphthalate) having a sheet width of 200 mm was stretched four times in the length direction, the furnace length L of the stretching portion 24B was set to 800 mm and actually stretched. However, it was confirmed that the occurrence of Boeing could be suppressed. It was also confirmed that the prism shape formed on the sheet surface had a similar relationship before and after stretching. In addition, from the viewpoint of suppressing bowing, the furnace length L of the extending portion 24B is preferably as long as possible.

したがって本実施形態によれば、樹脂シート21の延伸時において、反延伸方向である幅方向の拘束をなくし、シート長さ方向の延伸量に応じたシート幅方向の収縮を確保することが可能となる。これにより、ボーイングの発生が効果的に抑制されることになる。また、上述の延伸処理によって延伸プリズムシート21Pを作製されるので、延伸方向と反延伸方向とで屈折率が相違する光学的異方性を備えたプリズムシート(異方性光学シート)21Pを得ることができる。特に、プリズム稜線方向の延伸時にプリズム配列方向の適正な収縮動作を確保することができるので、屈折率異方性の面内均一化を図ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, at the time of stretching the resin sheet 21, it is possible to eliminate the restraint in the width direction that is the anti-stretching direction, and to ensure the contraction in the sheet width direction according to the stretching amount in the sheet length direction. Become. Thereby, generation | occurrence | production of a bowing is suppressed effectively. In addition, since the stretched prism sheet 21P is produced by the stretching process described above, a prism sheet (anisotropic optical sheet) 21P having optical anisotropy having different refractive indexes in the stretching direction and the anti-stretching direction is obtained. be able to. In particular, since an appropriate contraction operation in the prism arrangement direction can be ensured at the time of stretching in the prism ridge direction, in-plane uniformity of refractive index anisotropy can be achieved.

ここで、樹脂シート21の構成材料としては、延伸方向に屈折率が大となる高分子材料と、延伸方向に屈折率が小となる高分子材料があるが、何れの材料も使用可能である。延伸方向に屈折率が大となる高分子材料としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)及びこれらの混合物又はPET−PENコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。一方、延伸方向に屈折率が小となる高分子材料としては、メタクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。   Here, as a constituent material of the resin sheet 21, there are a polymer material having a large refractive index in the stretching direction and a polymer material having a small refractive index in the stretching direction, and any material can be used. . Examples of the polymer material having a refractive index large in the stretching direction include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), a mixture thereof, or a copolymer such as PET-PEN copolymer, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyester, polyfluoride. And vinylidene chloride, polypropylene, polyamide and the like. On the other hand, examples of the polymer material whose refractive index is small in the stretching direction include methacrylic resins, polystyrene resins, styrene-methyl methacrylate copolymers, and mixtures thereof.

また、上述のようにして製造される延伸シート21Pの面内屈折率異方性(複屈折)の大きさは特に限定されないが、後述するように、液晶表示装置用のプリズムシートに当該延伸シート21Pが用いられる場合には、複屈折は大きい方が好ましい。具体的に、複屈折の大きさは、0.05以上、好ましくは1.0以上、更に好ましくは2.0以上である。   Further, the size of the in-plane refractive index anisotropy (birefringence) of the stretched sheet 21P manufactured as described above is not particularly limited, but as will be described later, the stretched sheet is used as a prism sheet for a liquid crystal display device. When 21P is used, it is preferable that the birefringence is large. Specifically, the magnitude of birefringence is 0.05 or more, preferably 1.0 or more, more preferably 2.0 or more.

本実施形態においては、樹脂シート21(21P)の構成材料として、PETやPENなどの延伸方向に屈折率が大となる樹脂材料が用いられている。上記延伸処理により、延伸シート21Pには、X軸方向(プリズム稜線方向)の面内屈折率(nx)の方が、Y軸方向(プリズム配列方向)の面内屈折率(ny)よりも大きい屈折率異方性(nx>ny)を有している。このような構成の延伸プリズムシート21Pは、プリズム21aの形成面を出射する光について、プリズム稜線方向の偏光成分の出射光量よりも、プリズム配列方向の偏光成分の出射光量の方が多いという光学特性を備える。   In the present embodiment, as the constituent material of the resin sheet 21 (21P), a resin material having a large refractive index in the extending direction, such as PET or PEN, is used. By the stretching process, the stretched sheet 21P has an in-plane refractive index (nx) in the X-axis direction (prism ridge line direction) larger than an in-plane refractive index (ny) in the Y-axis direction (prism arrangement direction). Refractive index anisotropy (nx> ny). The stretched prism sheet 21P having such a configuration has an optical characteristic that the light emitted from the formation surface of the prism 21a has more light emitted from the polarization component in the prism array direction than the light emitted from the polarization component in the prism ridge direction. Is provided.

図5は、上述した構成の延伸シート21Pをプリズムシートとして用いた液晶表示装置40の概略構成図である。この液晶表示装置40は、液晶表示パネル41と、この液晶表示パネル41を挟む第1偏光板42A及び第2偏光板42Bと、プリズムシート21Pと、拡散シート43と、バックライトユニット44とを備えている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device 40 using the stretched sheet 21P having the above-described configuration as a prism sheet. The liquid crystal display device 40 includes a liquid crystal display panel 41, a first polarizing plate 42A and a second polarizing plate 42B sandwiching the liquid crystal display panel 41, a prism sheet 21P, a diffusion sheet 43, and a backlight unit 44. ing.

プリズムシート21Pは、上述のロール延伸装置20によって製造された延伸シートを所定幅に裁断してなるもので、液晶表示装置40の正面輝度を向上させるための輝度向上フィルムとして用いられる。プリズムシート21Pは、バックライトユニット44からの照明光(バックライト光)を拡散出射する拡散シート43の光出射面側に配置され、プリズム21aの形成面が液晶表示パネル41側に向けられることで、拡散シート43からの出射光を正面方向に集光する機能を果たす。   The prism sheet 21 </ b> P is formed by cutting the stretched sheet manufactured by the roll stretching device 20 into a predetermined width, and is used as a brightness enhancement film for improving the front brightness of the liquid crystal display device 40. The prism sheet 21P is disposed on the light emission surface side of the diffusion sheet 43 that diffuses and emits the illumination light (backlight light) from the backlight unit 44, and the formation surface of the prism 21a is directed to the liquid crystal display panel 41 side. The light emitted from the diffusion sheet 43 is concentrated in the front direction.

また、液晶表示パネル41を挟む一対の偏光板42A,42Bはそれぞれの透過軸a,bが互いに直交するように配置されている。図示の例では、プリズムシート21Pは、バックライトユニット44側に位置する第1偏光板42Aの透過軸aに対して、プリズムシート21Pのプリズム配列方向(Y軸方向)がほぼ平行となるように配置されている。   Further, the pair of polarizing plates 42A and 42B sandwiching the liquid crystal display panel 41 are arranged so that the transmission axes a and b are orthogonal to each other. In the illustrated example, the prism sheet 21P is arranged so that the prism array direction (Y-axis direction) of the prism sheet 21P is substantially parallel to the transmission axis a of the first polarizing plate 42A located on the backlight unit 44 side. Has been placed.

この例では、プリズム稜線方向(X軸方向)に屈折率が大となる光学的異方性を有するプリズムシート21Pを用いる場合に特に効果的であり、出射光量の多い方の偏光成分を効率よく液晶表示パネル41へ入射させることができることから、正面輝度の向上を図れるようになる。   This example is particularly effective when the prism sheet 21P having optical anisotropy having a large refractive index in the prism ridge direction (X-axis direction) is used. Since the liquid crystal display panel 41 can be made incident, the front luminance can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.

例えば以上の実施形態では、表面に立体構造21aが形成された高分子シート又はフィルムからなる基材の延伸方法について説明したが、表面に立体構造が形成されない平坦な高分子シート又はフィルムからなる基材の延伸処理に対しても本発明は適用可能であり、このような基材を用いても延伸時におけるボーイングを効果的に抑制することができる。   For example, in the above embodiment, a method for stretching a substrate made of a polymer sheet or film having a three-dimensional structure 21a formed on the surface has been described. However, a group made of a flat polymer sheet or film having no three-dimensional structure formed on the surface is described. The present invention can also be applied to the stretching treatment of a material, and even when such a base material is used, bowing during stretching can be effectively suppressed.

本発明の実施形態において用いられるロール延伸装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the roll extending | stretching apparatus used in embodiment of this invention. 本発明の実施形態において用いられるロール延伸装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of the roll extending | stretching apparatus used in embodiment of this invention. 本発明の実施形態において用いられる樹脂シートの構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the resin sheet used in embodiment of this invention. 延伸前後における基材(高分子シート)の幅、長さ、厚さの寸法変化を説明する図である。It is a figure explaining the dimensional change of the width | variety of a base material (polymer sheet) before and behind extending | stretching, length, and thickness. 本発明の実施形態において作製された異方性光学シートをプリズムシートとして用いた液晶表示装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the liquid crystal display device which used the anisotropic optical sheet produced in embodiment of this invention as a prism sheet. 従来のロール延伸装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional roll extending | stretching apparatus. 従来の他のロール延伸装置の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the other conventional roll extending | stretching apparatus. 従来のロール延伸装置の問題点を説明する要部の概略平面図である。It is a schematic plan view of the principal part explaining the problem of the conventional roll extending | stretching apparatus. 従来のテンター装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional tenter apparatus. 従来の他のテンター装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other conventional tenter apparatus. プリズムシートの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a prism sheet. 従来の延伸方法によって作製したプリズムシートのプリズム形状が崩れた様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the prism shape of the prism sheet produced with the conventional extending | stretching method collapsed.

符号の説明Explanation of symbols

20…ロール延伸装置、21…樹脂シート、21a…立体構造(プリズム)、21P…延伸シート、プリズムシート(異方性光学シート)、24…延伸ユニット、24A…予熱部、24B…延伸部、24C…冷却部、31…第1ロール、32…第2ロール、40…液晶表示装置、41…液晶表示パネル、42A,42B…偏光板、43…拡散シート、44…バックライトユニット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Roll stretching apparatus, 21 ... Resin sheet, 21a ... Three-dimensional structure (prism), 21P ... Stretched sheet, prism sheet (anisotropic optical sheet), 24 ... Stretching unit, 24A ... Preheating part, 24B ... Stretching part, 24C DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cooling part, 31 ... 1st roll, 32 ... 2nd roll, 40 ... Liquid crystal display device, 41 ... Liquid crystal display panel, 42A, 42B ... Polarizing plate, 43 ... Diffusion sheet, 44 ... Backlight unit

Claims (6)

延伸炉の入口側に設置された第1ロールと、前記延伸炉の出口側に設置された第2ロールとの間で、所定幅に裁断された樹脂シートをその長さ方向に一軸延伸する工程を有する延伸シートの製造方法であって、
前記延伸炉の内部では、前記樹脂シートを延伸温度に予熱する第1工程と、予熱した樹脂シートを前記延伸温度にて延伸する第2工程と、延伸した樹脂シートを冷却する第3工程がこれらの順に連続して行われ、
前記樹脂シートの延伸倍率をP、前記樹脂シートのシート幅をW、前記第2工程を実施する前記延伸炉の炉長をLとしたときに、
L≧W×P
の関係を満たす
ことを特徴とする延伸シートの製造方法。
A step of uniaxially stretching a resin sheet cut into a predetermined width between a first roll installed on the inlet side of the stretching furnace and a second roll installed on the outlet side of the stretching furnace. A method for producing a stretched sheet having
Inside the stretching furnace, there are a first step of preheating the resin sheet to a stretching temperature, a second step of stretching the preheated resin sheet at the stretching temperature, and a third step of cooling the stretched resin sheet. Is performed in the order of
When the stretch ratio of the resin sheet is P, the sheet width of the resin sheet is W, and the furnace length of the stretching furnace for performing the second step is L,
L ≧ W × P
A stretched sheet manufacturing method characterized by satisfying the relationship:
延伸炉の入口側に設置された第1ロールと、前記延伸炉の出口側に設置された第2ロールとの間で、所定幅に裁断された樹脂シートをその長さ方向に一軸延伸する工程を有する延伸シートの製造方法であって、
前記樹脂シートは、少なくとも一方の面に、長さ方向に稜線方向を有する立体構造が多数形成された透光性のシートからなり、
前記延伸炉の内部では、前記樹脂シートを延伸温度に予熱する第1工程と、予熱した前記樹脂シートを前記延伸温度にて延伸する第2工程と、延伸した前記樹脂シートを冷却する第3工程がこれらの順に連続して行われ、
前記樹脂シートの延伸倍率をP、前記樹脂シートのシート幅をW、前記第2工程を実施する前記延伸炉の炉長をLとしたときに、
L≧W×P
の関係を満たす
ことを特徴とする延伸シートの製造方法。
A step of uniaxially stretching a resin sheet cut into a predetermined width between a first roll installed on the inlet side of the stretching furnace and a second roll installed on the outlet side of the stretching furnace. A method for producing a stretched sheet having
The resin sheet is composed of a translucent sheet in which a large number of three-dimensional structures having a ridge line direction in the length direction are formed on at least one surface,
Inside the stretching furnace, a first step of preheating the resin sheet to a stretching temperature, a second step of stretching the preheated resin sheet at the stretching temperature, and a third step of cooling the stretched resin sheet. Is performed sequentially in these order,
When the stretch ratio of the resin sheet is P, the sheet width of the resin sheet is W, and the furnace length of the stretching furnace for performing the second step is L,
L ≧ W × P
A stretched sheet manufacturing method characterized by satisfying the relationship:
前記立体構造は、プリズム体またはレンチキュラーレンズ体である
ことを特徴とする請求項2に記載の延伸シートの製造方法。
The method for producing a stretched sheet according to claim 2, wherein the three-dimensional structure is a prism body or a lenticular lens body.
延伸炉の入口側に設置された第1ロールと、前記延伸炉の出口側に設置された第2ロールとの間で、所定幅に裁断された樹脂シートをその長さ方向に一軸延伸することで、前記樹脂シートの幅方向と長さ方向に関して屈折率の異方性をもたせる異方性光学シートの製造方法であって、
前記樹脂シートは、少なくとも一方の面に、長さ方向に稜線方向を有する立体構造が多数形成された透光性のシートからなり、
前記延伸炉の内部では、前記樹脂シートを延伸温度に予熱する第1工程と、予熱した前記樹脂シートを前記延伸温度にて延伸する第2工程と、延伸した前記樹脂シートを冷却する第3工程がこれらの順に連続して行われ、
前記樹脂シートの延伸倍率をP、前記樹脂シートのシート幅をW、前記第2工程を実施する前記延伸炉の炉長をLとしたときに、
L≧W×P
の関係を満たす
ことを特徴とする異方性光学シートの製造方法。
Between the first roll installed on the entrance side of the stretching furnace and the second roll installed on the exit side of the stretching furnace, the resin sheet cut into a predetermined width is uniaxially stretched in the length direction. Then, a method for producing an anisotropic optical sheet having anisotropy of refractive index with respect to the width direction and the length direction of the resin sheet,
The resin sheet is composed of a translucent sheet in which a large number of three-dimensional structures having a ridge line direction in the length direction are formed on at least one surface,
Inside the stretching furnace, a first step of preheating the resin sheet to a stretching temperature, a second step of stretching the preheated resin sheet at the stretching temperature, and a third step of cooling the stretched resin sheet. Is performed sequentially in these order,
When the stretch ratio of the resin sheet is P, the sheet width of the resin sheet is W, and the furnace length of the stretching furnace for performing the second step is L,
L ≧ W × P
An anisotropic optical sheet manufacturing method characterized by satisfying the relationship:
前記透光性のシートとして、延伸方向に屈折率が大となる材料を用いる
ことを特徴とする請求項4に記載の異方性光学シートの製造方法。
5. The method for producing an anisotropic optical sheet according to claim 4, wherein a material having a refractive index that is large in a stretching direction is used as the translucent sheet.
前記透光性のシートとして、延伸方向に屈折率が小となる材料を用いる
ことを特徴とする請求項4に記載の異方性光学シートの製造方法。
The method for producing an anisotropic optical sheet according to claim 4, wherein a material having a refractive index that is small in the stretching direction is used as the translucent sheet.
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