JP2009116339A - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正面だけでなく斜めから観測してもクロスニコル状態での光漏れが少なく、優れた偏光特性を発現する偏光板を得ることができる光学フィルム、その製造方法及び上記光学フィルムを使用した偏光板を提供する。
【解決手段】非晶性熱可塑性樹脂が溶融押出成形されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムは、厚みが１００μｍ未満であり、フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下であり、フィルムの法線方向から進相軸及び遅相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションＲｓ（４０）及びＲｆ（４０）がＲ（０）＋６ｎｍ以下であり、光軸ズレが±１０度以下である光学フィルム、上記樹脂がノルボルネン系樹脂である上記光学フィルム、シート状に押し出された上記樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度を上記樹脂のＴｇ＋５０℃以上とする上記光学フィルムの製造方法、及び、上記光学フィルムが偏光子の少なくとも片面に積層されてなる偏光板。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の表示部材に使用される光学フィルム、その製造方法及び上記光学フィルムを使用した偏光板に関し、より詳細には、ＬＣＤに使用する偏光子を保護する目的で使用される光学フィルム、その製造方法及び上記光学フィルムを使用した偏光板に関する。

ＬＣＤに使用される偏光板は、液晶セルの少なくとも片面に配置されており、偏光子とその両面に積層された偏光子を保護するための保護フィルムとから構成されている。従来、上記偏光子としては、ヨウ素または二色性染料が吸着された延伸ポリビニルアルコールフィルムが使用されており、上記保護フィルムとしては、未処理のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムやアルカリ処理したＴＡＣフィルム等が使用されてきた。

一方、フィルムの成形方法としては溶液キャスト法や溶融押出法が汎用されているが、上記保護フィルムをはじめとする光学フィルムにおいては、光学物性をはじめとする種々のフィルム物性において極めて高い精度を要求されるとともに、フィルムの均一性や外観が格別重要視されることから、溶液キャスト法を採用するしかないのが実態であった。

しかしながら、このような溶液キャスト法で得られたＴＡＣフィルムを偏光子の保護フィルムとして作製した偏光板には、ＴＡＣフィルムの複屈折及び光軸ズレが大きいために、クロスニコルに配置したときに光漏れが発生する等の偏光特性上の問題点がある。

このような問題点を解決するために種々の試みがなされており、例えば、特許文献１には、偏光フィルムの片側または両側にレターデーション値が３ｎｍ以下の透明保護層を有する偏光板が提案されている。

しかし、上記特許文献１に提案されている偏光板には、クロスニコル状態での正面から観測したときの光漏れはやや改善されるものの、斜めから観測したときの光漏れを解消することは困難であるという問題点がある。
特開平６−５１１２０号公報

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、正面だけでなく斜めから観測してもクロスニコル状態での光漏れが少なく、優れた偏光特性を発現する偏光板を得ることができる光学フィルム、その製造方法及び上記光学フィルムを使用した偏光板を提供することにある。

請求項１に記載の発明による光学フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂が溶融押出成形されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムは、厚みが１００μｍ未満であり、光学フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下であり、光学フィルムの法線方向から進相軸方向及び遅相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションＲｓ（４０）及びレターデーションＲｆ（４０）がＲ（０）＋６ｎｍ以下であり、かつ、光軸ズレが±１０度以下であることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明による光学フィルムは、上記請求項１に記載の光学フィルムにおいて、非晶性熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂であることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明による光学フィルムは、上記請求項１または請求項２に記載の光学フィルムが偏光子を保護するための保護フィルムとして使用されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明による光学フィルムの製造方法は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルムの溶融押出成形による製造方法であって、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋５０℃以上とすることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明による光学フィルムの製造方法は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルムの溶融押出成形による製造方法であって、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させた直後の厚みをＡ、前記ダイスのリップクリアランスをＢとすると、Ｂ／Ａの値を、前記フィルムの厚みが７０μｍ以上、１００μｍ未満の場合には１０以下とし、５０μｍ以上、７０μｍ未満の場合には１５以下とし、５０μｍ未満の場合には２０以下とし、かつ、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋３０℃以上とすることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明による光学フィルムの製造方法は、上記請求項４または請求項５に記載の光学フィルムの製造方法において、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、前記ダイス出口から冷却ロールとフィルムとの接点の直前までのエアギャップにおいてフィルムを保温することを特徴とする。

さらに、請求項７に記載の発明による光学フィルムの製造方法は、上記請求項４〜請求項６のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法において、冷却ロールとフィルムとの接点において、フィルムを冷却ロールに対して押圧することにより、または、フィルムを冷却ロール側から吸引することにより、冷却ロールに対してフィルムを密着させることを特徴とする。

請求項８に記載の偏光板は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルムが偏光子の少なくとも片面に積層されてなることを特徴とする。

本発明の光学フィルムに用いられる非晶性熱可塑性樹脂とは、透明性を有し、かつ、殆ど結晶構造をとりえない無定形状態を保って溶融押出成形が可能な樹脂であり、そのガラス転移温度（Ｔｇ）は、樹脂によって異なるため特に限定されないが、総じて１００℃以上のものである。

上記非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂や、オレフィンと無水マレイン酸やＮ−アルキルマレイミド等との共重合体などのオレフィン系樹脂；メチルメタクリレートの（共）重合体や、ノルボルネン骨格を有するアルコールとアクリル酸をエステル化して得られるアクリル酸エステルの（共）重合体などのアクリル系樹脂；ポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリサルホン系樹脂；ポリイミド系樹脂等が挙げられ、なかでもノルボルネン系樹脂が好適に用いられる。これらの非晶性熱可塑性樹脂は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。なお、ここで（共）重合体とは、単独重合体または共重合体を言う。

非晶性熱可塑性樹脂としてノルボルネン系樹脂を用いることにより、より透明性に優れ、観測方向の如何を問わずクロスニコル状態での光漏れが極めて少なく、より優れた偏光特性を発現する偏光板を得るに適する光学フィルムを得ることができる。

上記ノルボルネン系樹脂としては、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂が好ましく、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体の水素添加物、ノルボルネン系モノマーと他の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。これらのノルボルネン系樹脂は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。

上記ノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を有するものであれば特に限定されないが、耐熱性、低線膨張率等に優れた成形品が得られることから、三環体以上の多環ノルボルネン系モノマーを用いることが好ましい。

上記ノルボルネン系モノマーの具体例としては、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環体；ジシクロペンタジエン、ジヒドロキシペンタジエン等の三環体；テトラシクロドデセン等の四環体；シクロペンタジエン三量体等の五環体；テトラシクロペンタジエン等の七環体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等の置換体；さらにこれらのエステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ピリジル基、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、無水酸基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の炭素、水素以外の元素を含有する基、いわゆる極性基を有する置換体等が挙げられ、なかでも、入手が容易であり、反応性に優れ、得られる成形品の耐熱性が優れることから、三環体、四環体及び五環体のノルボルネン系モノマーが好適に用いられる。これらのノルボルネン系モノマーは、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。

上記ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体の水素添加物としては、上記ノルボルネン系モノマーを公知の方法で開環重合させた後、残留している二重結合が水素添加されているものが広く用いられる。これは、ノルボルネン系モノマーの単独重合体であっても良いし、異種のノルボルネン系モノマーの共重合体であっても良い。

また、上記ノルボルネン系モノマーと他のオレフィン系モノマーとの付加共重合体としては、ノルボルネン系モノマーとα−オレフィンとの共重合体が挙げられる。上記α−オレフィンとしては、炭素数２〜２０、好ましくは２〜１０のα−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン等が挙げられ、なかでも、共重合性が高いことから、エチレンが好ましく、他のα−オレフィンをノルボルネン系モノマーと共重合させる場合にも、エチレンが存在している方が共重合性が高められる。

これらのノルボルネン系樹脂は公知であり、商業的に入手できる。公知のノルボルネン系樹脂の具体例としては、例えば、特開平１−２４０５１７号公報に記載されているものが挙げられ、商業的に入手できるノルボルネン系樹脂の具体例としては、例えば、ジェイエスアール社製の商品名「アートン」シリーズ、日本ゼオン社製の商品名「ゼオノア」シリーズ、三井化学社製の商品名「アペル」シリーズ等が挙げられる。

本発明で用いられる非晶性熱可塑性樹脂には、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じて、成形中の非晶性熱可塑性樹脂の劣化防止や成形された光学フィルムの耐熱性、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や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の１種類もしくは２種類以上が添加されていても良い。

上記非晶性熱可塑性樹脂が溶融押出成形されてなる本発明の光学フィルムは、厚みが１００μｍ未満であることが必要である。光学フィルムの厚みが１００μｍ以上であると、この光学フィルムを用いて作製した偏光板をＬＣＤに使用した際にＬＣＤの薄型化や小型化を図ることが困難となる。

本発明でいうレターデーション（位相差）とは、複屈折と厚みとの積を意味し、回転検光子法により、波長５９０ｎｍの光で測定した値である。

図１は、光学フィルムの法線方向から測定したレターデーションＲ（０）及び光学フィルムの法線方向から進相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションＲｓ（４０）を示す斜視図である。

図１に示すように、本発明におけるレターデーションＲ（０）とは、光学フィルムの法線方向から測定したレターデーションの値であり、また、本発明におけるレターデーションＲｓ（４０）とは、光学フィルムの法線方向から進相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションの値である。

さらに、本発明におけるレターデーションＲｆ（４０）とは、光学フィルムの法線方向から遅相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションの値である。なお、遅相軸は通常フィルム面内において最も屈折率の大きい方向に一致し、進相軸は上記遅相軸に直交する方向に一致する。

本発明の光学フィルムは、上記レターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下であることが必要であり、好ましくは５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３ｎｍ以下である。光学フィルムの上記Ｒ（０）が１０ｎｍを超えると、ＬＣＤを正面から見た時にコントラストが低下する。

また、本発明の光学フィルムは、上記レターデーションＲｓ（４０）及びレターデーションＲｆ（４０）が上記Ｒ（０）＋６ｎｍ以下であることが必要であり、好ましくはＲ（０）＋５ｎｍ以下であり、さらに好ましくはＲ（０）＋２ｎｍ以下である。光学フィルムの上記Ｒｓ（４０）及びＲｆ（４０）のいずれか一方または双方がＲ（０）＋６ｎｍを超えると、ＬＣＤを斜めから見た時にコントラストが低下する。

さらに、本発明の光学フィルムは、光軸ズレが±１０度以下であることが必要である。光学フィルムの光軸ズレが±１０度を超えると、この光学フィルムを用いて作製した偏光板をＬＣＤに使用した際に表示ムラが発生する。

本発明の光学フィルムは、偏光板を構成する偏光子を保護するための保護フィルムとし好適に使用される。一般に偏光子は引き裂きの力が加わると割れやすく、また、高湿度下においては脱色や変形等を起こしやすいために、これらから偏光子を保護する目的で保護フィルムが積層される。しかし、保護フィルムとして前記したようなＴＡＣフィルムを使用すると光漏れ等の偏光特性上の不具合が発生するという問題点があるが、本発明の光学フィルムを使用することにより、上記光漏れ等の偏光特性上の不具合の発生を効果的に抑制することができる。

次に、本発明の光学フィルムの製造方法は、上記本発明の光学フィルムの溶融押出成形による製造方法であって、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋５０℃以上とすることを特徴とし、好ましくはＴｇ＋８０℃以上とすることである。

上記溶融押出成形は、Ｔダイを用いて行うことが好ましい。上記Ｔダイの種類は、特に限定されず、例えば、ストレートマニホールドタイプ、ハンガーマニホールドタイプ、コートハンガータイプ、フィッシュテールタイプ等の一般的に使用される各種Ｔダイで良い。

また、Ｔダイによるダイライン等のフィルム表面の欠陥を少なくするために、ダイ滞留部が極力少なくなるような構造の金型を使用することが好ましく、さらに、ダイ内部やリップにキズ等が極力ないものを使用することが好ましい。

図２は、ダイスの出口からの距離とフィルム温度との関係を示す図である。図２に示すように、ダイスから押し出されたフィルムの冷却ロールとの接点直前におけるフィルム温度をＴｇ＋５０℃以上とすることにより、この状態で非晶性熱可塑性樹脂からフィルムが変形されたとしても、樹脂における応力は小さくなり、得られる光学フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）を１０ｎｍ以下とすることができる。

これは、非晶性熱可塑性樹脂は、樹脂の温度が高温になればなるほど、変形した時に応力を発生し難いためである。従って、製膜時において樹脂に変形を与える際に、適切な温度制御を行うことにより発生する樹脂の応力は小さくなり、得られる光学フィルムの歪みも小さくなって、法線方向のレターデーションＲ（０）が発生し難くなる。

冷却ロールとフィルムとの接点直前におけるフィルム温度をＴｇ＋５０℃以上、好ましくはＴｇ＋８０℃以上とする具体的な方法については、特に限定されず、例えば金型の温度を制御する方法などが考えられる。この場合、金型温度を上げ過ぎると樹脂によっては熱劣化するが、熱劣化しない程度の温度条件を採用することにより、法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下の光学フィルムを確実に得ることができる。また、上記接点直前におけるフィルム温度をＴｇ＋５０℃以上、好ましくはＴｇ＋８０℃以上とするために、エアギャップを狭める方法を用いることができる。この場合には、ダイライン及びフィルムの厚み精度を十分に考慮してエアギャップの大きさを設定すれば良い。

また、本発明の光学フィルムの製造方法は、前記本発明の光学フィルムの溶融押出成形による製造方法であって、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させた直後の厚みをＡ、前記ダイスのリップクリアランスをＢとすると、Ｂ／Ａの値を、前記フィルムの厚みが７０μｍ以上、１００μｍ未満の場合には１０以下とし、５０μｍ以上、７０μｍ未満の場合には１５以下とし、５０μｍ未満の場合には２０以下とし、かつ、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋３０℃以上とすることを特徴とし、好ましくはＴｇ＋５０℃以上、さらに好ましくはＴｇ＋８０℃以上とすることである。

図３は、ダイスリップと冷却ロールとの間における光学フィルム成形工程を示す略図的断面図である。図３に示すように、上記製造方法においては、リップクリアランスがＢであるダイス１から非晶性熱可塑性樹脂からなる溶融樹脂を押し出し、冷却ロール３に供給する。冷却ロール３の外表面にフィルム２を密着させる直前のフィルム２温度は、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、Ｔｇ＋３０℃以上、好ましくはＴｇ＋５０℃以上、さらに好ましくはＴｇ＋８０℃以上とする。また、上記冷却ロール３に密着させた直後のフィルム２の厚みをＡとした場合、Ｂ／Ａの値を、フィルム２の厚みに対応して上記のように設定する。上記Ｂ／Ａの値を上記特定の値とするためには、目標とする光学フィルム２の厚みに対して、ダイス１のリップクリアランスＢを調整する方法を用いる
ことができる。

もっとも、溶融粘度の高い非晶性熱可塑性樹脂を押し出す際には、ダイス１のリップに掛かる樹脂の圧力により、リップクリアランスＢを小さくすることができないことがある。その場合には、樹脂温度を上昇させて溶融粘度を低くする方法や樹脂の押出量を少なくする方法により、リップクリアランスＢを小さくすれば良い。

Ｂ／Ａ比すなわちドロー比が、上記特定の値よりも大きくなると、エアギャップにおいて樹脂の温度が低くなりがちとなり、樹脂が伸長されると、得られる光学フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍを超えることがある。

上記のように、Ｂ／Ａ比を２０以下とし、かつ、フィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋３０℃以上、好ましくはＴｇ＋５０℃以上、さらに好ましくはＴｇ＋８０℃以上とすることにより、エアギャップにおいて樹脂に発生する応力が低減され、それによって法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下の光学フィルムを得ることができる。

また、本発明の光学フィルムの製造方法においては、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、前記ダイス出口から冷却ロールとフィルムとの接点の直前までのエアギャップにおいてフィルムを保温することが好ましい。

すなわち、上記冷却ロールとフィルムとの接点の直前までのフィルム温度の制御を、エアギャップにおいてフィルムを保温することにより行う。このような方法は、金型温度を変更する方法に比べ、フィルム温度の制御を高精度に行うことが可能であり、特にノルボルネン系樹脂のような温度制御を高精度に行うことが求められる樹脂に効果的である。また、金型温度を過度に上昇させる必要がないため、樹脂の劣化を抑制することができるという利点もある。

上記エアギャップにおけるフィルムの保温温度は、樹脂のＴｇ＋３０℃以上であり、好ましくは樹脂のＴｇ＋５０℃以上であり、さらに好ましくは樹脂のＴｇ＋８０℃以上である。特に、上記フィルムの保温温度を樹脂のＴｇ＋８０℃以上とすることにより、光学フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）を１０ｎｍ以下は勿論のこと、３ｎｍ以下に抑えることができる。

上記エアギャップにおけるフィルムの保温手段は、特に限定されず、ダイスやエアギャップ条件を変えることなく、エアギャップの任意の位置にヒーターや保温ボックスのような適宜の保温装置を取り付ければ良い。また、保温するエアギャップの長さは、特に限定されず、通常３０〜１５０ｍｍで良い。

さらに、本発明の光学フィルムの製造方法においては、冷却ロールとフィルムとの接点において、フィルムを冷却ロールに対して押圧することにより、または、フィルムを冷却ロール側から吸引することにより、冷却ロールに対してフィルムを密着させることが好ましい。

このように冷却ロールとフィルムとの接点において冷却ロールに対してフィルムを密着させることにより、冷却ロールに対するフィルムの接点がフィルム全面で安定化するので、得られる光学フィルムは光軸ズレのばらつきがより小さいものとなる。

本発明の光学フィルムの製造方法において、ダイスから出た溶融樹脂を引き落として、冷却ロールに密着させて製膜する際の接点安定化方法は、特に限定されず、例えば、エアチャンバー、バキュームノズル、静電ピニング、タッチロール等の幅方向に均一な力を与えることができる通常の装置を用いれば良い。

また、本発明の光学フィルムの製造方法において、冷却ロールの温度は、用いられる非晶性熱可塑性樹脂の種類によっても異なるため特に限定されないが、総じて樹脂のＴｇ〜樹脂のＴｇ−１００℃の範囲であることが好ましい。

次に、本発明の偏光板は、上述した本発明の光学フィルムが偏光子の少なくとも片面に積層されてなるものであり、好ましくは両面に積層されてなるものである。

本発明の光学フィルムが偏光子の片面にのみ積層される場合、ＬＣＤの組立てに当たっては液晶セル側に本発明の光学フィルムが配されることが好ましい。これによって、正面及び斜めから観測したときの光漏れが少なくなり、正面のみならず斜めから観測しても高コントラストのＬＣＤを得ることができる。

また、偏光子の他方の面（液晶セルと反対側の偏光子面）には、本発明の光学フィルム以外の透明性が高い樹脂フィルムを積層しても良く、樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂フィルムは、溶融押出成形、溶液キャスト成形のどちらで製膜されていても良いし、一軸延伸や二軸延伸が施されていても良い。

上記偏光子としては、偏光子の機能を有するフィルム（シートも含む）であれば特に限定されることなく使用でき、例えば、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）フィルムにヨウ素を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸したＰＶＡ・ヨウ素系偏光子、ＰＶＡフィルムに二色性の高い直接染料を拡散吸着させた後、一軸延伸したＰＶＡ・染料系偏光子、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビニル樹脂の脱塩酸処理物のようなポリエン配向偏光子等が挙げられる。

上記ＰＶＡは、酢酸ビニルのみを重合したポリ酢酸ビニル樹脂を鹸化して製造されたものだけでなく、酢酸ビニルに少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等も含む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等の共重合可能成分を共重合させたものが鹸化されたものでも良い。

本発明の光学フィルムと偏光子とを積層する方法としては、特に限定されず、一般的に使用される方法として、例えば、ウェットラミネーション法等が挙げられる。

上記ウェットラミネーション法としては、乾燥後の厚み、塗工の円滑性等を考慮して、例えば、接着剤を水により適当な濃度（例えば０．０１〜５０重量％）に希釈して塗工液を調製した後、公知の塗工機（例えばグラビアコーターやマイクログラビアコーター等）を用いてフィルム上に塗工もしくは滴下した後、対ロールで余分な塗工液をしごきながらラミネートし、熱風等で乾燥させて接着する方法が挙げられる。

上記接着剤としては、乾燥後に透明性を示す接着剤または粘着剤であれば良く、特に限定されるものではないが、例えば、ウレタン系接着剤やＰＶＡ系接着剤等が高い接着性能や耐久性を有することから好ましく用いられる。

また、上記光学フィルムを積層する際には、フィルムの接着力をより向上させる目的で、光学フィルムの接着面にコロナ放電処理や紫外線照射処理等の一般的な表面処理を施すことが好ましい。

以上述べたように、本発明の光学フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂が溶融押出成形されてなり、法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下、法線方向から進相軸方向及び遅相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションＲｓ（４０）及びＲｆ（４０）がＲ（０）＋６ｎｍ以下となされているので、この光学フィルムを用いて作製した偏光板をクロスニコル状態に配置し、正面及び斜めから観測した際の光漏れが少なく、優れた偏光特性を発現する。また、本発明の光学フィルムは、厚みが１００μｍ未満、光軸ズレが±１０度以下となされているので、この光学フィルムを用いて作製した偏光板やこの偏光板を使用したＬＣＤの薄型化や小型化を図ることが可能であるとともに、該ＬＣＤは表示ムラを発生しない。すなわち、本発明の光学フィルムは、上記優れた特性を兼備するものであり、偏光板作製用として好適に用いられる。

また、本発明の光学フィルムの製造方法によれば、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度を樹脂のＴｇ＋５０℃以上（特定の局面においては、樹脂のＴｇ＋３０℃以上）とするので、光学フィルムの上記Ｒ（０）を１０ｎｍ以下とすることが可能であり、上記優れた特性を兼備する光学フィルムを効率的かつ簡便に得ることができる。

さらに、本発明の偏光板は、上記本発明の光学フィルムが偏光子の少なくとも片面に積層されてなるので、クロスニコル状態で正面及び斜めから観測したときの光漏れが少なく、優れた偏光特性を発現するとともに、表示ムラがなく、薄型化や小型化が図れたＬＣＤを得ることが可能であり、ＬＣＤ作製用として好適に用いられる。

本発明をさらに詳しく説明するため以下に実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

１．使用した非晶性熱可塑性樹脂及びフィルム
（１）ノルボルネン系樹脂‥‥商品名「ゼオノア１６００」、Ｔｇ：１６８℃、日本ゼオン社製。

（２）ノルボルネン系樹脂‥‥商品名「アートンＧ６２」、Ｔｇ：１７３℃、ジェイエスアール社製。

（３）オレフィン−Ｎ−アルキルマレイミド樹脂‥‥商品名「ＴＩ−１６０α」、Ｔｇ：１４０℃、東ソー社製。

（４）ＴＡＣキャストフィルム‥‥商品名「フジタッククリア」、厚み：８０μｍ、富士写真フィルム社製。

２．使用した溶融押出成形装置
（１）押出機‥‥φ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２８の単軸押出機、金型温度（押出温度）は２８５〜３２０℃で調整した。

（２）Ｔダイ‥‥幅５００ｍｍ、コートハンガータイプ。

（３）エアーギャップ‥‥７０〜８５ｍｍで調整した。

（４）冷却ロール‥‥温度１４０℃、エアチャンバーを取り付けたもの。

（実施例１）
非晶性熱可塑性樹脂としてノルボルネン系樹脂「ゼオノア１６００」を用い、上記溶融押出成形装置により、金型温度：３１０℃、Ｔダイのリップクリアランス：８００μｍ、エアギャップ：８０ｍｍ、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋５５℃、冷却ロールに密着させた直後のフィルム厚み：５０μｍの条件で、Ｔダイから上記ノルボルネン系樹脂の溶融押出を行い、冷却ロールで巻き取って、厚み５０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

（実施例２）
非晶性熱可塑性樹脂としてノルボルネン系樹脂「アートンＧ６２」を用い、金型温度：３２０℃、Ｔダイのリップクリアランス：８００μｍ、エアギャップ：７０ｍｍ、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋６０℃としたこと以外は実施例１の場合と同様にして、厚み５０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

（実施例３）
金型温度：３１５℃、Ｔダイのリップクリアランス：８００μｍ、エアギャップ：８０ｍｍ、エアギャップにおいてフィルムから３０ｍｍ離れた位置にヒーターを設置してフィルムを保温し、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋１１０℃としたこと以外は実施例２の場合と同様にして、厚み５０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

（実施例４）
Ｔダイのリップクリアランス：５００μｍ、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋７８℃としたこと以外は実施例２の場合と同様にして、厚み５０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

（実施例５）
Ｔダイのリップクリアランス：５００μｍ、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋６０℃、冷却ロールに密着させた直後のフィルム厚み：４０μｍとしたこと以外は実施例２の場合と同様にして、厚み４０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

（実施例６）
非晶性熱可塑性樹脂としてオレフィン−Ｎ−アルキルマレイミド樹脂「ＴＩ−１６０α」を用い、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋８８℃としたこと以外は実施例１の場合と同様にして、厚み５０μｍ、幅４３０μｍの光学フィルムを作製した。

（比較例１）
ＴＡＣキャストフィルム「フジタッククリア」をそのまま用いた。

（比較例２）
ノルボルネン系樹脂「アートンＧ６２」をトルエンに溶解して樹脂分が３５重量％のノルボルネン系樹脂溶液を調製した。次に、このノルボルネン系樹脂溶液を表面が平滑なポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルム（厚み：１２５μｍ）上にキャストし、８０℃で５分間乾燥させた後、ＰＥＴフィルムから剥離した。次いで、この剥離したノルボルネン系樹脂フィルムを、キャスト製膜ラインにおいて１００℃、１３０℃及び１６０℃の３段階で各５分間乾燥して、乾燥後の厚み５０μｍのキャストフィルムを作製した。

（比較例３）
金型温度：２８５℃、エアギャップ：８５ｍｍ、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋４２℃としたこと以外は実施例２の場合と同様にして、厚み５０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

（比較例４）
Ｔダイのリップクリアランス：１０００μｍ、冷却ロールとの接点直前のフィルム温度：樹脂のＴｇ＋３５℃としたこと以外は実施例２の場合と同様にして、厚み５０μｍ、幅４３０ｍｍの光学フィルムを作製した。

実施例１〜実施例６及び比較例１〜比較例４で得られたフィルムのレターデーション及び光軸ズレを以下の方法で測定した。その結果は表１に示した。

〔レターデーション及び光軸ズレの測定方法〕
新王子計測機器社製の商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」を用いて、波長５９０ｎｍの光で、フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）、フィルムの法線方向から進相軸方向に４０度傾いた方向のレターデーションＲｓ（４０）、フィルムの法線方向から遅相軸方向に４０度傾いた方向のレターデーションＲｆ（４０）及び光軸を測定した。なお、上記レターデーション及び光軸の測定は、フィルムの幅方向に対しては両端をそれぞれ幅方向寸法の１０％切除した後に５０ｍｍピッチの全点について行い、また、フィルムの長さ方向（流れ方向）に対しては１ｍピッチの３点について行い、Ｒ（０）、Ｒｓ（４０）、Ｒｆ（４０）についてはこれらの測定値の平均を求め、光軸ズレはフィルムの長さ方向を基準として絶対値の最も大きな値で示した。

次に、これらのフィルムを用いて、以下の方法で偏光板を作製した。

〔偏光子の作製〕
ＰＶＡ（鹸化度：９９モル％）の未延伸フィルム（厚み：７５μｍ）を室温の水で洗浄した後、縦一軸方向に５倍延伸を行い、この延伸状態を保持したままでヨウ素０．５重量％及びヨウ化カリウム５重量％を含有する水溶液中に浸漬した後、さらにホウ酸１０重量％及びヨウ化カリウム１０重量％を含有する５０℃の水溶液中で５分間架橋処理を行って、偏光子を作製した。

〔偏光板の作製〕
先ず、上記で得られた偏光子と積層する側の各フィルム表面にコロナ放電処理を施した。コロナ放電処理後の各フィルム表面の水による接触角は４２〜４４度であった。また、２液混合型水性ウレタン系接着剤（商品名「ＥＬ−４３６Ａ／Ｂ」、東洋モートン社製）のＡ剤／Ｂ剤＝１０／３（重量比）の混合物を固形分が１０重量％となるように水で希釈して、接着剤溶液を調製した。次に、ワイヤーバー＃８を用いて、上記接着剤溶液を各フィルムのコロナ放電処理面に塗工し、偏光子の一方の面に貼り付けた後、同様の操作を偏光子の他方の面に対しても行って、偏光子の両面に各フィルムを積層した。次いで、この積層体を４５℃の恒温槽中で７２時間保持し、乾燥、養生を行って、偏光板を作製した。

上記で得られた偏光板の光漏れを以下の方法で評価した。その結果も表１に示した。

〔光漏れの評価方法〕
図４は、クロスニコル状態に配置した２枚の偏光板の一方の吸収軸に対し、偏光板面内で±４５度回転した方向であって、法線方向から４０度傾斜した入射方向を示す斜視図である。図４に示すように、クロスニコル状態に配置した２枚の偏光板の一方の吸収軸に対し、偏光板面内で±４５度回転した方向であって、法線方向から４０度傾斜した入射方向２ケ所から目視観察して、光漏れの多少を評価した。

表１から明らかなように、本発明による実施例１〜実施例６の光学フィルムを用いて作製した偏光板は、いずれも正面だけでなく斜めから観測してもクロスニコル状態での光漏れが少なく、優れた偏光特性を発現した。

これに対し、比較例１のＴＡＣキャストフィルムを用いて作製した偏光板は、正面から観測したときの光漏れは少なかったが、斜めから観測したときの光漏れが多く、偏光特性が劣っていた。また、キャスト法で製膜した比較例２の光学フィルム、Ｒ（０）が１０ｎｍを超えており、光軸ズレも±１０度を超えていた比較例３の光学フィルム及びＲ（０）が１０ｎｍを超えていた比較例４の光学フィルムを用いて作製した偏光板は、いずれも正面及び斜めから観測したときの光漏れが多く、偏光特性が悪かった。

光学フィルムの法線方向から測定したレターデーションＲ（０）及び光学フィルムの法線方向から進相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションＲｓ（４０）を示す斜視図である。 ダイスの出口からの距離とフィルム温度との関係を示す図である。 ダイスリップと冷却ロールとの間における光学フィルム成形工程を示す略図的断面図である。 クロスニコル状態に配置した２枚の偏光板の一方の吸収軸に対し、偏光板面内で±４５度回転した方向であって、法線方向から４０度傾斜した入射方向を示す斜視図である。

符号の説明

１ ダイス
２ フィルム
３ 冷却ロール
Ａ 冷却ロールに密着させた直後のフィルム厚み
Ｂ ダイスのリップクリアランス

Claims (8)

1. 非晶性熱可塑性樹脂が溶融押出成形されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムは、厚みが１００μｍ未満であり、光学フィルムの法線方向のレターデーションＲ（０）が１０ｎｍ以下であり、光学フィルムの法線方向から進相軸方向及び遅相軸方向に４０度傾いた方向から測定したレターデーションＲｓ（４０）及びレターデーションＲｆ（４０）がＲ（０）＋６ｎｍ以下であり、かつ、光軸ズレが±１０度以下であることを特徴とする光学フィルム。
2. 非晶性熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
3. 偏光子を保護するための保護フィルムとして使用されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学フィルム。
4. 溶融押出成形によるフィルムの製造方法であって、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋５０℃以上とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
5. 溶融押出成形によるフィルムの製造方法であって、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させた直後の厚みをＡ、前記ダイスのリップクリアランスをＢとすると、Ｂ／Ａの値を、前記フィルムの厚みが７０μｍ以上、１００μｍ未満の場合には１０以下とし、５０μｍ以上、７０μｍ未満の場合には１５以下とし、５０μｍ未満の場合には２０以下とし、かつ、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、冷却ロールとフィルムとの接点直前のフィルム温度をＴｇ＋３０℃以上とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
6. 押出機に取り付けられたダイスからシート状に押し出された非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを冷却ロールに密着させる際に、前記ダイス出口から冷却ロールとフィルムとの接点の直前までのエアギャップにおいてフィルムを保温することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光学フィルムの製造方法。
7. 冷却ロールとフィルムとの接点において、フィルムを冷却ロールに対して押圧することにより、または、フィルムを冷却ロール側から吸引することにより、冷却ロールに対してフィルムを密着させることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
8. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルムが偏光子の少なくとも片面に積層されてなることを特徴とする偏光板。

Images