JP2009192844A - 位相差板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとを共押出または共流延して、熱可塑性樹脂Aの層と熱可塑性樹脂Bの層とを含む積層フィルムを得、
該積層フィルムを少なくとも2回一軸延伸することによって熱可塑性樹脂Aの層の分子配向軸と熱可塑性樹脂Bの層の分子配向軸とを略直角に交わらせることを含む、位相差板の製造方法。
【選択図】図1
Description
特許文献2には、450nmにおけるレターデーションと波長550nmにおけるレターデーションとの比が1.00〜1.05の延伸フィルム、および450nmにおけるレターデーションと波長550nmにおけるレターデーションとの比が1.05〜1.20の延伸フィルムを貼り合わせてなる位相差板が記載されている。
この特許文献1や特許文献2では、貼り合わせ時に正確な軸合わせを要する。
また特許文献6には、ポリカーボネート樹脂のフィルムを一軸延伸し第一の異方性フィルムを得、一方でポリスチレン樹脂フィルムを一軸延伸し第二の異方性フィルムを得、第一の異方性フィルムと第二の異方性フィルムとを延伸方向が直角となるように重ね合わせることによって、(Re−Re40)/Re≦0.07となった位相差板を得たことが記載されている。
この特許文献5や特許文献6の製法は、貼り合わせ時に正確な軸合わせを要する。
特許文献7の製法は収縮力の正確な制御を要する。
更に、本発明の目的は波長450nmの光における入射角0度でのレターデーションR450、波長550nmの光における入射角0度でのレターデーションR550、および波長650nmの光における入射角0度でのレターデーションR650が、R450<R550<R650の関係を満たす位相差板または面内遅相軸方向の屈折率nxと、遅相軸に面内で直交する方向の屈折率nyと、厚さ方向の屈折率nzとが、0<(nx−nz)/(nx−ny)<1の関係を満たす位相差板を、簡便に、広い面積で、精度良く製造する方法を提供することである。
熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとを共押出または共流延して、熱可塑性樹脂Aの層と熱可塑性樹脂Bの層とを含む積層フィルムを得、該積層フィルムを少なくとも2回一軸延伸することによって、熱可塑性樹脂Aの層の分子配向軸と熱可塑性樹脂Bの層の分子配向軸とを略直角に交わらせると、R450<R550<R650の関係を満たす位相差板、または0<(nx−nz)/(nx−ny)<1の関係を満たす位相差板を、広い面積で、高精度で、容易に製造できることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいてさらに検討を進め、完成するに至ったものである。
(1)熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとを共押出または共流延して、熱可塑性樹脂Aの層と熱可塑性樹脂Bの層とを含む積層フィルムを得、
該積層フィルムを少なくとも2回一軸延伸することによって熱可塑性樹脂Aの層の分子配向軸と熱可塑性樹脂Bの層の分子配向軸とを略直角に交わらせることを含む、位相差板の製造方法。
(2)熱可塑性樹脂Aの荷重たわみ温度TsAと、熱可塑性樹脂Bの荷重たわみ温度TsBとの差の絶対値が、5℃以上である、(1)に記載の位相差板の製造方法。
(3)温度TsBにおける熱可塑性樹脂Aの破断伸度、および温度TsAにおける熱可塑性樹脂Bの破断伸度が共に、50%以上である、(1)または(2)に記載の位相差板の製造方法。
(4)熱可塑性樹脂Aが正または負の固有複屈折を有するものであり、熱可塑性樹脂Bが熱可塑性樹脂Aと同じ符号の固有複屈折を有するものである、(1)〜(3)のいずれかに記載の位相差板の製造方法。
(5)位相差板が、波長450nmの光における入射角0度でのレターデーションR450、波長550nmの光における入射角0度でのレターデーションR550、および波長650nmの光における入射角0度でのレターデーションR650が、R450<R550<R650の関係を満たすものである(4)に記載の位相差板の製造方法。
(6)熱可塑性樹脂Aが正または負の固有複屈折を有するものであり、熱可塑性樹脂Bが熱可塑性樹脂Aと異なる符号の固有複屈折を有するものである、(1)〜(3)のいずれかに記載の位相差板の製造方法。
(7)位相差板が、面内遅相軸方向の屈折率nxと、遅相軸に面内で直交する方向の屈折率nyと、厚さ方向の屈折率nzとが、0<(nx−nz)/(nx−ny)<1の関係を満たすものである(6)または(7)に記載の位相差板の製造方法。
(8)各回の一軸延伸における延伸温度が異なる温度である、(1)〜(7)のいずれかに記載の位相差板の製造方法。
(9)前記(1)〜(8)のいずれかに記載の製造方法によって得られた位相差板。
該積層フィルムを少なくとも2回一軸延伸することによって、熱可塑性樹脂Aの層の分子配向軸と熱可塑性樹脂Bの層の分子配向軸とを略直角に交わらせることを含むものである。
略直角とは、熱可塑性樹脂Aの層の分子が配向している方向と、熱可塑性樹脂Bの層の分子が配向している方向が成す角度がおよそ直角である事をさす。該角度は70度〜110度である事が好ましく、80度〜100度がより好ましく、85度〜95度が最も好ましい。
添加される配合剤は特に限定されず、例えば、滑剤;層状結晶化合物;無機微粒子;酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤;可塑剤;染料や顔料などの着色剤;帯電防止剤;などが挙げられる。配合剤の量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜定めることができる。特に滑剤や紫外線吸収剤を添加することで可撓性や耐候性を向上させることができるので好ましい。
積層フィルムは、熱可塑性樹脂Aの層(A層)と熱可塑性樹脂Bの層(B層)とを含む。該積層フィルムは、熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとを共押出または共流延して得ることができる。
製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出成形法が好ましい。共押出成形法の中でも、共押出Tダイ法が好ましい。共押出Tダイ法にはフィードブロック方式およびマルチマニホールド方式があるが、層Aの厚さのばらつきを少なくできる点でマルチマニホールド方式が特に好ましい。
厚さのばらつき(μm)=Tave−Tmin、及び
Tmax−Tave のうちの大きい方。
ここで、アッベ数とは、光の波長の違いによる屈折率の違い(分散)の現れやすさをしめすもので、下記式で表される。
νD=(nD−1)/(nF−nC)
ここで、νDはアッベ数。、nC、nD、nFは、それぞれC線(波長656nm)、D線(589nm)波長およびF線(波長486nm)に対する屈折率である。
温度T1でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、
温度T1とは異なる温度T2でX軸方向に一軸延伸したときには進む、ものであることが好ましい。
位相差板〔2〕製造用の積層フィルムは、遅相軸または進相軸の現れる方向が延伸温度に依存するフィルムである。
本発明においては、次に、前記位相差板製造用の積層フィルムを少なくとも2回一軸延伸する。各回における延伸温度は異なる温度とすることが好ましい。また延伸方向は、各回で異なる方向にする。そして、熱可塑性樹脂Aの層の分子配向軸と、熱可塑性樹脂Bの層の分子配向軸とを略直角に交わらせる。
位相差板〔1〕製造用の積層フィルムでは、いずれの温度で延伸しても、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光の、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光に対する位相が遅れるかまたは進むかの一方になる。
位相差板〔2〕製造用の積層フィルムでは、温度T1で延伸すると、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光の、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光に対する位相が遅れる。一方、温度T2で一軸延伸したときにはフィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光の、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光に対する位相が進む。
TsB>TsAであるとき、温度T2は、好ましくはTsA+3℃以上かつTsB+5℃以下であり、より好ましくはTsA+5℃以上かつTsB+3℃以下である。また温度T1は、好ましくはTsA+3℃以下であり、より好ましくはTsA以下である。第一回目の一軸延伸においては温度T2で行うことが好ましい。
熱可塑性樹脂の固有複屈折が正の場合:配向軸は、面内で屈折率が最大となる方向。
熱可塑性樹脂の固有複屈折が負の場合:配向軸は、面内で屈折率が最大となる方向と直交する方向。
偏光板は、偏光子とその両面に貼り合わせられた保護フィルムとからなるものである。該保護フィルムに代えて、本発明の製造方法によって得られた位相差板を偏光子に直接貼り合わせて位相差板を保護フィルムとして用いることもできる。保護フィルムが省略されるので液晶表示装置を薄くすることができる。
高速分光エリプソメトリ(J.A.Woollam社製、製品名「M−2000U」)を用い、面内で屈折率が最大となる方向を求め、下記に示す固有複屈折値の符号との関係から配向軸を決定した。
固有複屈折が正の場合:配向軸は、面内で屈折率が最大となる方向
固有複屈折が負の場合:配向軸は、面内で屈折率が最大となる方向と直交する方向
なお、測定は、温度20℃±2℃、相対湿度60±5%の条件下で行い、面内で最大となる屈折率は、入射角度55度、60度および65度の3点における、波長領域400〜1000nmのスペクトルから算出したデータから、波長550nmにおける値とした。
フィルムをエポキシ樹脂に包埋したのち、ミクロトーム(大和工業社製、製品名「RUB−2100」)を用いてスライスし、走査電子顕微鏡を用いて断面を観察し、測定した。
屈折率nx、nz、およびnyは、分光エリプソメトリ(J.A.Woollam社製、製品名「M−2000U」)を用い、温度20℃±2℃、相対湿度60±5%の条件下で行い、屈折率は、入射角度55,60,65度の3点における、波長領域400〜1000nmのスペクトルから算出したデータから、波長550nmにおける値とした。
JIS K0115に準拠して、分光光度計(日本分光社製、紫外可視近赤外分光光度計「V−570」)を用いて測定した。
樹脂の荷重たわみ温度はJISK6717−2に準拠して試験片を作成し、測定した。
平行ニコル回転法(王子計測機器社製、KOBRA−WR)を用いて各波長におけるレターデーション、およびフィルム長手方向に対する遅相軸の角度を測定した。同様の測定を、位相差板の幅方向に等間隔で10点測定し、平均値を算出した。
アッベ屈折計(アタゴ社製、DR−M2)を用い、温度20℃±2℃、相対湿度60±5%の条件下で測定した。
二種三層の共押出成形用のフィルム成形装置を準備し、ポリカーボネート樹脂(旭化成社製、ワンダーライトPC−110、荷重たわみ温度145度、固有複屈折が正、アッベ数30)のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
ノルボルネン系重合体樹脂(日本ゼオン社製、ZEONOR1420R、荷重たわみ温度136℃、固有複屈折が正、アッベ数56)のペレットをダブルフライト型のスクリューを備えたもう一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
溶融された260℃のポリカーボネート樹脂を目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通してマルチマニホールドダイ(ダイスリップの表面粗さRa:0.1μm)の一方のマニホールドに、溶融された260℃のノルボルネン系重合体樹脂を目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通してもう一方のマニホールドにそれぞれ供給した。また接着剤層用のマニホールドに、溶融された260℃のSEBSを目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通して供給した。
製造例1で得られた積層フィルム1を縦一軸延伸機に供給し、延伸温度145℃、延伸倍率1.5で縦方向に延伸した。続いて、延伸されたフィルムをテンター延伸機に供給し、延伸温度125℃、延伸倍率1.25で横方向に延伸して、位相差板1を得た。
位相差板1のA層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、A層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略平行に存在している事を確認し、同様にしてB層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、B層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略直交する方向に存在している事を確認した。R450<R550<R650の関係を示すものであった。評価結果を表1に示す。
実施例1において横方向延伸延伸温度を145℃に変更した以外は実施例1と同様にして位相差板2を得た。
位相差板2のA層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、A層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略平行に存在している事を確認し、同様にしてB層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、B層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略平行に存在している事を確認した。R450>R550>R650の関係を示すものであった。評価結果を表1に示す。
二種二層の共押出成形用のフィルム成形装置を準備し、ポリカーボネート樹脂(旭化成社製、ワンダーライトPC−110、荷重たわみ温度145度)のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂(NovaChemicals社製、DylarkD332、荷重たわみ温度135℃、固有複屈折が負、アッベ数31)のペレットをダブルフライト型のスクリューを備えたもう一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
溶融された260℃のポリカーボネート樹脂を目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通してマルチマニホールドダイ(ダイスリップの表面粗さRa:0.1μm)の一方のマニホールドに、溶融された260℃のスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂を目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通してもう一方のマニホールドにそれぞれ供給した。
DylarkD332に代えてポリスチレン樹脂(日本ポリスチレン社製、HF44、荷重たわみ温度73℃、固有複屈折が負、固有複屈折が負、アッベ数31)を用い、A層の厚さを80μm、B層の厚さを80μmにした以外は製造例2と同様にしてポリカーボネート樹脂層(A層:80μm)とポリスチレン樹脂層(B層:80μm)からなる幅1350mmで且つ厚さ160μmの積層フィルム3を得た。
実施例1で用いた積層フィルム1に代えて積層フィルム2を用いた以外は実施例1と同様にして位相差板3を得た。
位相差板3のA層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、A層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略平行に存在している事を確認し、同様にしてB層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、B層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略直交する方向に存在している事を確認した。(nx−nz)/(nx−ny)は0.6849であった。評価結果を表2に示す。
実施例1で用いた積層フィルム1に代えて積層フィルム3を用い、横方向延伸温度を70℃に変えた以外は実施例1と同様にして位相差板4を得た。
位相差板4のA層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、A層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略直交する方向に存在している事を確認し、同様にしてB層の屈折率をエリプソメトリで測定したところ、B層の配向軸がフィルムの長手方向に対して略直交する方向に存在している事を確認した。(nx−nz)/(nx−ny)は2.3815であった。評価結果を表2に示す。
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとを共押出または共流延して、熱可塑性樹脂Aの層と熱可塑性樹脂Bの層とを含む積層フィルムを得、
該積層フィルムを少なくとも2回一軸延伸することによって熱可塑性樹脂Aの層の分子配向軸と熱可塑性樹脂Bの層の分子配向軸とを略直角に交わらせることを含む、位相差板の製造方法。 - 熱可塑性樹脂Aの荷重たわみ温度TsAと、熱可塑性樹脂Bの荷重たわみ温度TsBとの差の絶対値が、5℃以上である、請求項1に記載の位相差板の製造方法。
- 温度TsBにおける熱可塑性樹脂Aの破断伸度、および温度TsAにおける熱可塑性樹脂Bの破断伸度が共に、50%以上である、請求項1または2に記載の位相差板の製造方法。
- 熱可塑性樹脂Aが正または負の固有複屈折を有するものであり、熱可塑性樹脂Bが熱可塑性樹脂Aと同じ符号の固有複屈折を有するものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の位相差板の製造方法。
- 位相差板が、波長450nmの光における入射角0度でのレターデーションR450、波長550nmの光における入射角0度でのレターデーションR550、および波長650nmの光における入射角0度でのレターデーションR650が、R450<R550<R650の関係を満たすものである請求項4に記載の位相差板の製造方法。
- 熱可塑性樹脂Aが正または負の固有複屈折を有するものであり、熱可塑性樹脂Bが熱可塑性樹脂Aと異なる符号の固有複屈折を有するものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の位相差板の製造方法。
- 位相差板が、面内遅相軸方向の屈折率nxと、遅相軸に面内で直交する方向の屈折率nyと、厚さ方向の屈折率nzとが、0<(nx−nz)/(nx−ny)<1の関係を満たすものである請求項6または7に記載の位相差板の製造方法。
- 各回の一軸延伸における延伸温度が異なる温度である請求項1〜7のいずれか1項に記載の位相差板の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法によって得られた位相差板。
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