JP3962034B2 - 位相差フィルムの製造方法 - Google Patents
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また、該位相差フィルムを偏光子と積層して偏光板を構成する場合、偏光子の透過軸と位相差フィルムの遅相軸とが、平行になるように配置する必要があるところ、該偏光子は、帯状のシートを長手方向に延伸することにより透過軸が幅方向に形成されたものが一般的であるため、このような偏光子と位相差フィルムとを連続的に貼り合わせようとすれば、帯状の位相差フィルムに幅方向に遅相軸を形成させておくことが好ましい。
所定の延伸倍率に幅方向延伸させるには、生産効率の観点より、目的とする延伸倍率にテンター延伸により延伸させることが好ましい。しかし、テンター延伸により延伸させた場合には、面内の配向軸が幅方向によって異なるというボーイング現象が起こりやすく、幅方向に均一な配向軸を有する位相差フィルムを作製することは困難である。
また、本発明の位相差フィルムの製造方法により得られた位相差フィルムは、幅方向における配向角分布が略均一のものとなるため、該位相差フィルムを備えた液晶表示装置及び自発発光型表示装置は、偏光板の偏光子の透過軸と位相差フィルムの遅相軸とが、略平行になるように配置された高性能のものである。
本発明は、位相差フィルムを製造する方法であり、特にnx>ny>nzの複屈折層を有する二軸配向性の位相差フィルムを製造する方法である。
すなわち、本発明の位相差フィルムの製造方法は、帯状のフィルムを長手方向に走行させながら、テンター延伸により幅方向に延伸させる位相差フィルムの製造方法であって、前記フィルムとして帯状の基材に成膜材料を塗工して塗膜を形成したものを用い且つ該フィルムの走行方向に対するテンター開き角度θを0<θ≦5°として延伸することを特徴とするものである。
本明細書においては、nx、ny及びnzはそれぞれ、x方向、y方向及びz方向の3方向の主屈折率であり、x方向は複屈折層の面内において最大の屈折率を示す方向である、y方向は面内においてx方向と直交する方向であり、z方向はフィルムの厚み方向とする。
また前記置換アリール基としては、例えば、ハロゲン化アリール基を挙げることができる。fは、0〜4までの整数であり、g及びhは、それぞれ0〜3及び1〜3までの整数である。また、g及びhは、1より大きいことが好ましい。
その中でも、R10及びR11は、それぞれ独立に、ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
前記ハロゲンとしては、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素を挙げることができる。
また、前記置換フェニル基としては、例えば、ハロゲン、C1〜3アルキル基、及びC1〜3ハロゲン化アルキル基からなる群から選択される少なくとも一種類の置換基を有する置換フェニル基を挙げることができる。
前記芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、複素環式芳香族テトラカルボン酸二無水物、2,2'−置換ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
前記2,2'-置換ビフェニルテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、2,2'-ジブロモ-4,4',5,5'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2'-ジクロロ-4,4',5,5'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-4,4',5,5'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
乾燥時間は通常10秒間〜60分間、好ましくは30秒間〜30分間とすることができる。30秒未満であると、溶媒が多量に残って製品の信頼性に問題を生じる場合があり、30分以上であると工業生産性に適しない。
ここで、テンター延伸とは、対をなすレールを備え、該レールが帯状のフィルム(基材)の走行方向下流側に向けて幅方向にレール幅がテーパー状に広げられたレール拡幅部を有するテンター延伸機を用い、基材の幅方向両端部を前記レールに沿わせて走行させることにより、帯状のフィルム(基材)を幅方向に延伸させることをいう。
図1は、テンター延伸機の一例を示した概略図である。
前記クリップ2は、左右の各レール3に沿って走行するようになっている。
また、前記1対のレール3は、フィルム(基材)を受け入れる基材走行路Rの入口側(走行方向上流側)に配設された入口側ガイド部6と、フィルム(基材)走行方向下流側に向かって拡幅するように配されたレール拡幅部4と、横延伸されたフィルム(基材)を、次工程の巻き取り機(図示せず)に送る出口側ガイド部7とを有している。
前記クリップ2は、基材走行路Rの入口側ガイド部6でフィルム(基材)をクリップし、該フィルム(基材)を把持したままの状態でレール拡幅部4に導かれる。
前記レール拡幅部4では、各クリップ2がレール3のレール拡幅部4の拡幅された部分に沿って走行するに伴い基材の両側のクリップ2間の間隔が徐々に拡幅され、これに伴い基材が横方向に延伸されることになる。
さらに、各クリップ2は横延伸された基材をクリップしたままの状態で、さらに走行し基材走行路Rの出口側ガイド部7まで導かれる。このようにして横延伸された基材が作製される。
前記テンター開き角を0<θ≦5度とすることによって、横延伸時にに生じるボーイング現象が抑制されるため、配向角分布のバラツキを低減することができる。
なお、テンター開き角(θ)とは、帯状のフィルム(基材)の長手方向(走行方向)とレール拡幅部におけるレールの指向方向とのなす角度を意味する。
よって、(nx−nz)×dの値を相対的には大きく変化させることなく、面内のレタデーション値((nx−ny)×d)を延伸段階で大幅に制御することができる。尚、前記一軸延伸を行った場合は、通常、延伸方向が前記x方向(3方向の主屈折率のうち最大の屈折率を有する方向)となり、前記二軸延伸を行った場合は、延伸倍率の大きい方向が前記x方向となる。
冷却速度や手段は特に制限されない。ただし、冷却前に急激に延伸時の張力を解放すると、得られたフィルムにしわが入りやすいため、該張力を解放する前に、冷却工程の一部又は全部を実施することが好ましい。
液晶表示装置の形式は特に限定されず、例えばSTN(Super Twisted Nematic)セル、TN(Twisted Nematic)セル、VA(Vertical Aligned)セル、OCB(Optically Controled Birefringence)セル、HAN(Hybrid Aligned Nematic)セル、及びこれらに規則正しい配向分割を施したもの、ランダムな配向分割を行ったもの等の、各種のセルを含むものとすることができ、また、単純マトリックス方式、TFT(Thin Film Transistore)電極やMIM(Metal Insulator Metal)電極等を用いたアクティブマトリックス方式、セルの面内方向に駆動電圧を印加するIPS(In-Plane Switching)方式、プラズマアドレッシング方式等の各種の駆動方式を採るものとすることができる。また、バックライトシステムを備えた透過型のもの、あるいは反射板を供えた反射型のもの、さらには投射型のものとすることもできる。
自動複屈折計(王子計測機器製 KOBRA-21ADH)を用いて測定した。
測定に用いた波長590nm、測定温度25℃で測定した。
波長700〜900nmの光干渉法より計算(大塚電子製 自記分光光度計MCPD-2000)した。
複屈折層の成膜材料として、下記式(30)で表されるポリイミドの粉末を、2,2'-ビス(3,4-ジカルボキフェニル)ヘキサフルオロプロパン及び2,2'-ビス(トリフオロメチル)-4,4'-ジアミノビフェニルから合成した。
尚、下記式(30)で表されるポリイミドの重量平均分子量は134,000、ガラス転移温度Tg=300℃である。
式(36)のポリイミド粉末を、メチルイソブチルケトンに10重量%添加、攪拌して溶解させ、ポリイミド溶液を作製した。基材には、変性ポリエステルウレタン(東洋紡製、バイロンUR-1400)を0.8μmの厚さに塗工したトリアセチルセルロース基材(厚み80μm、富士フィルム製)を用いた。
前記トリアセチルセルロース基材の変性ポリエステルウレタン塗工側に前記ポリイミド溶液を塗工し、120℃で乾燥し、ポリイミド膜を形成させた。前記トリアセチルセルロース基材の幅は、1330mmであり、塗工幅は、1250mmとした。また、前記ポリイミド膜の厚みは、3.3μmであった。該ポリイミド膜の屈折率は、nx=ny>nzで負の一軸性を有しており、厚み方向の位相差は、200nmであった。また、該ポリイミド膜のガラス転移温度は、300℃であった。
ポリイミドを塗工した基材を150℃で、テンター延伸機(日本製鋼所製)を用いて横延伸した。
図2にテンター開き角と横延伸の状態を表す平面図を示す。
図2に示すように前記テンター延伸機のテンター開き角2.75°、延伸倍率=1.172倍及び延伸後の緩和率=0.965倍と一定にして延伸を行った。
尚、延伸倍率は、W2(横延伸後緩和前の基材幅)÷W1(延伸前の基材幅)で求めた。
また、緩和とは、延伸した後に同じ方向に収縮させる操作のことをいい、緩和率は、W3(緩和後の基材幅)÷W2(延伸後緩和前の基材幅)で求めた。
尚、面内位相差及び厚み位相差は、延伸処理後のポリイミドを塗工した基材を測定値したものである。また、面内位相差及び厚み位相差の数値範囲の求め方は、測定した7点の平均を出して、該平均値と最大値・最小値の範囲を出したものである。
図2に示すようにテンター延伸機のテンター開き角を4.12°とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。配向角分布は1.0°、面内位相差(△nd)=55.1±2nm、厚み位相差(Rth)=254±6nmであった。
図2に示すようにテンター延伸機のテンター開き角を8.19°とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。配向角分布は3.0°、面内位相差(△nd)=54.4±3nm、厚み位相差(Rth)=257±6nmであった。
2 クリップ
3 レール
4 レール拡幅部
5 加熱手段
6 入口側ガイド部
7 出口側ガイド部
θ テンター開き角
R 基材走行路
W1 延伸前の基材幅
W2 横延伸後緩和前の基材幅
W3 緩和後の基材幅
Claims (3)
- 帯状のフィルムを長手方向に走行させながら、テンター延伸により幅方向に延伸させる位相差フィルムの製造方法であって、
前記フィルムとして帯状の基材に成膜材料を塗工して塗膜を形成したものを用い且つ該フィルムの走行方向に対するテンター開き角度θを0<θ≦5°として延伸することを特徴とする位相差フィルムの製造方法。 - 前記成膜材料が、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミド−イミド及びポリエステル−イミドから選ばれる少なくとも1種のポリマーであることを特徴とする請求項1記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記延伸された基材を延伸方向とは逆方向に収縮させる緩和工程を実施することを特徴とする請求項1又は2に記載の位相差フィルムの製造方法。
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