JP4512413B2 - Manufacturing method of optical film - Google Patents
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本発明は、例えば、位相差板などに用いられる光学フィルムの製造方法に関し、より詳細には、光学品質の均一性に優れており、配向角度がフィルムの長手方向に対して傾斜している光学フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an optical film used for, for example, a retardation plate, and more specifically, an optical film having excellent optical quality uniformity and an orientation angle inclined with respect to the longitudinal direction of the film. The present invention relates to a film manufacturing method .
合成樹脂フィルムよりなる位相差板は、様々な液晶表示装置において、波長変換素子や視野角改善素子として用いられている。通常、位相差板は偏光板と積層された状態で用いられている。 A retardation plate made of a synthetic resin film is used as a wavelength conversion element or a viewing angle improvement element in various liquid crystal display devices. Usually, the phase difference plate is used in a state of being laminated with a polarizing plate.
上記位相差板は、一般に、熱可塑性樹脂フィルムをロール間延伸やテンター延伸することにより製造されている。そのため、連続的に延伸されて製造された長尺状の熱可塑性樹脂フィルムの光学軸はフィルムの長手方向か、長手方向と直交する方向となる。ところが、偏光板と位相差板とを貼り合わせる場合には、多くの場合、偏光板の光学軸と位相差板の光学軸とが直交でもなく、平行でもない所定の角度をなすように貼り合わされている。従って、あらかじめ製品のサイズよりも少し大きめのサイズの偏光板と位相差板とを裁断して用意しておき、これらの光学軸同士が所定の角度で交差するように貼り合わせた後、所定寸法となるように端部が切断されている。この方法では、大き目の偏光板を得るための裁断工程、大きめの位相差板を得るための裁断工程、及び両者を貼り合わせる工程を個別に行う必要があった。そのため、作業工程が煩雑であり、生産性が低く、また廃棄される部分も多くなるのでコストが高くならざるを得なかった。 The retardation plate is generally produced by stretching a thermoplastic resin film between rolls or tenter. Therefore, the optical axis of the long thermoplastic resin film produced by continuously stretching is the longitudinal direction of the film or the direction perpendicular to the longitudinal direction. However, in many cases, when the polarizing plate and the retardation plate are bonded, the optical axis of the polarizing plate and the optical axis of the retardation plate are bonded so as to form a predetermined angle that is neither orthogonal nor parallel. ing. Accordingly, a polarizing plate slightly larger than the size of the product and a retardation plate are prepared by cutting in advance, and these optical axes are bonded so that they intersect at a predetermined angle. The ends are cut so that In this method, it is necessary to individually perform a cutting step for obtaining a large polarizing plate, a cutting step for obtaining a large retardation plate, and a step of bonding them together. Therefore, the work process is complicated, the productivity is low, and the number of parts to be discarded increases, so the cost has to be high.
このような問題を解決するために、フィルムの長手方向に直交方向でもなく、平行方向でもない方向に配向させる方法が種々提案されている。例えば、下記の特許文献1や2に記載の方法では、向かい合う左右のクリップ間の距離の差とフィルムの幅とを調整することにより、最終的な斜行角度を設定しておき、それによって長手方向に対して斜め方向に配向したフィルムを得る方法が開示されている。しかしながら、この方法では、上記の初期状態で対応している左右のクリップ間部分以外で斜め方向に張力が生じることになる。そのため、位相差、配向角度及びNz係数がばらつかざるを得ず、配向軸は長手方向に対して傾斜されているものの、光学品質の均一なフィルムを得ることはできなかった。
In order to solve such a problem, various methods have been proposed in which the film is oriented in a direction that is neither perpendicular to the longitudinal direction of the film nor parallel. For example, in the methods described in
また、下記の特許文献3や4に記載の方法では、左右のクリップの移動速度に差を設けて斜め方向に延伸することにより、長手方向に対して配向軸が傾斜しているフィルムが得られている。しかしながら、この方法では、フィルムの幅が拡げられる部分が存在する、斜め延伸ゾーンが設けられているため、斜め方向だけでなく、横方向の張力が加わり、やはり均一な光学品質のフィルムを得ることができなかった。
Further, in the methods described in
さらに、特許文献5〜7に記載の方法においても、同じくフィルムの左右側縁の移動速度差を利用して斜め方向に延伸が行われているが、速度差に起因するシワや厚みムラが生じがちであった。従って、やはり均一な光学品質のフィルムを得ることは困難であった。
Furthermore, even in the methods described in
加えて、特許文献6に記載の方法では、同心円状の屈曲部の内外周でフィルム側縁が進む距離の違いを利用しているため、屈曲中は斜め方向と横方向の力が同時に働き、従って、それによっても光学品質が均一になり難かった。 In addition, in the method described in Patent Document 6, since the difference in distance traveled by the film side edge on the inner and outer circumferences of the concentric bent portion is utilized, the force in the oblique direction and the lateral direction work simultaneously during bending, Therefore, it is difficult to achieve uniform optical quality.
他方、下記の特許文献8には、具体的な延伸方法は記載されていないが、特許文献8の図面中に記載の延伸方法では、延伸ゾーン中の円弧部において横方向の応力と斜め方向の
応力とが生じるおそれがあった。従って、やはり均一な光学品質のフィルムを得ることはできない。
On the other hand, although the specific stretching method is not described in
また、特許文献9にも、斜め方向に延伸されたフィルムの製造方法が開示されているが、特許文献9に記載の製造方法では、斜め方向の延伸応力だけでなく、拡幅による横方向の応力も作用するため、均一な光学品質のフィルムを得ることは困難であった。
上記のように、従来の延伸方法では、いずれも配向軸をフィルム長手方向に対して斜め方向に傾斜させることは可能であったとしても、光学品質の均一なフィルムを得ることは非常に困難であった。また、上述した先行技術に記載のいずれの延伸方法においても、フィルム面内に所望の傾斜角度方向の力だけでなく、横方向などの他の方向にも力が作用するため、二軸性が生じ、Nz係数の小さい一軸性に優れた光学フィルムを得ることは困難であった。 As described above, in any of the conventional stretching methods, it is very difficult to obtain a film having a uniform optical quality even though it is possible to incline the orientation axis in an oblique direction with respect to the film longitudinal direction. there were. In any of the stretching methods described in the prior art described above, not only the force in the desired inclination angle direction but also the other direction such as the lateral direction acts on the film surface, so that the biaxiality is It was difficult to obtain an optical film having a small Nz coefficient and excellent uniaxiality.
本発明は、上述した従来技術の現状に鑑み、配向軸がフィルム長手方向に対して傾斜されているだけでなく、光学品質の均一性に優れた光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional state of the art, and aims to provide a method for producing an optical film that is not only inclined with respect to the film longitudinal direction but also excellent in optical quality uniformity. To do.
本願発明に係る光学フィルムの製造方法は、長尺状の熱可塑性樹脂フィルムを長手方向に搬送しつつ余熱ゾーンにおいて余熱する工程と、前記余熱ゾーンの下流側に配置された延伸ゾーンにおいて、前記余熱ゾーンから前記延伸ゾーン内に延びており、互いの距離が一定とされており、かつ幅方向片側に向かって少なくとも1回以上あるいは無限回屈曲されている第1のレール及び第2のレール上を走行する第1,第2のクリップにより前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部を把持し、前記第1,第2のレール上を前記第1,第2のクリップを結ぶ方向が前記余熱ゾーンから延伸ゾーンに要求される前記熱可塑性樹脂フィルムの搬送方向と直交する方向を維持したまま前記第1,第2のクリップを前記第1,第2のレール上で走行させて前記熱可塑性樹脂フィルムを分子に配向を与える延伸工程とを備え、それによって配向角度の最大値と最小値との差が1°以下であり、フィルムの分子配向軸がフィルム長手方向に対して傾斜されている光学フィルムを得る、光学フィルムの製造方法である。The method for producing an optical film according to the present invention includes the step of preheating in a preheating zone while conveying a long thermoplastic resin film in the longitudinal direction, and the preheating in the stretching zone disposed on the downstream side of the preheating zone. On the first rail and the second rail that extend from the zone into the extension zone, have a constant distance from each other, and are bent at least once or infinitely toward one side in the width direction. The width direction both ends of the thermoplastic resin film are gripped by the traveling first and second clips, and the direction connecting the first and second clips on the first and second rails is from the preheating zone. The first and second clips are allowed to travel on the first and second rails while maintaining the direction orthogonal to the conveyance direction of the thermoplastic resin film required for the stretching zone. A stretching step for orienting the thermoplastic resin film to molecules, whereby the difference between the maximum and minimum orientation angles is 1 ° or less, and the molecular orientation axis of the film is inclined with respect to the longitudinal direction of the film An optical film manufacturing method for obtaining an optical film.
好ましくは、第1,第2のクリップを前記第1,第2のレール上を走行させるに際し、第1,第2のロール上において第1,第2のクリップを加速させる。その場合には、長尺上の熱可塑性樹脂フィルムの長手方向の延伸倍率を調整することができ、それによって分子の配向角度をより高精度に調整することができる。Preferably, when the first and second clips run on the first and second rails, the first and second clips are accelerated on the first and second rolls. In that case, the longitudinal stretch ratio of the long thermoplastic resin film can be adjusted, whereby the molecular orientation angle can be adjusted with higher accuracy.
以下、図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
本発明に係る光学フィルムの製造方法により得られる光学フィルムは、配向角度の最大値と最小値の差が1°以下であり、フィルムの分子配向軸が長手方向に対して傾斜していることを特徴とする。ここで、光学フィルムを構成する樹脂フィルムとしては、様々な熱可塑性樹脂フィルムを用いることができる。 The optical film obtained by the method for producing an optical film according to the present invention has a difference between the maximum value and the minimum value of the orientation angle of 1 ° or less, and the molecular orientation axis of the film is inclined with respect to the longitudinal direction. Features. Here, various thermoplastic resin films can be used as the resin film constituting the optical film.
本発明によれば、熱可塑性樹脂フィルムを長手方向に対して分子配向軸を傾斜するように延伸することにより光学フィルムが得られる。 According to this invention , an optical film is obtained by extending | stretching a thermoplastic resin film so that a molecular orientation axis may incline with respect to a longitudinal direction.
本発明により得られる光学フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムを延伸することにより得られるが、使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、マレイミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルホン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエチレンテレフタレート、セルロースエステル、ポリノルボルネンなどの適宜の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、上記熱可塑性樹脂には、可塑剤や紫外線吸収剤などの添加剤が適宜添加されていてもよい。 The optical film to be more obtained in the present invention is obtained by stretching a thermoplastic resin film, the thermoplastic resin used, for example, maleimide, polycarbonate, polysulfone, polyether sulfone, polystyrene, polyolefin, polyvinyl An appropriate thermoplastic resin such as alcohol, polyvinylidene fluoride, poly (meth) acrylate, polyethylene terephthalate, cellulose ester, or polynorbornene can be used. In addition, additives, such as a plasticizer and an ultraviolet absorber, may be appropriately added to the thermoplastic resin.
なお、使用される上記熱可塑性樹脂フィルムの製造方法自体は特に問わない。すなわち、溶融押出成形、溶液キャスティング成形、カレンダー法などの様々な一般的なフィルム成形方法により熱可塑性樹脂フィルムを用いることができる。また、延伸前の熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、30〜200μm程度の範囲が好ましい。30μm以下では、延伸後に厚みが薄くなり、フィルムの強度が不足したり、腰が弱くなってハンドリングが困難となることがあり、200μmを超えると、後述する製造方法においてフィルムを把持するクリップが高い張力のために外れやすくなることがある。また、液晶表示装置の薄型化に不利となる。 In addition, the manufacturing method itself of the thermoplastic resin film used is not particularly limited. That is, the thermoplastic resin film can be used by various general film forming methods such as melt extrusion molding, solution casting molding, and calendar method. The thickness of the thermoplastic resin film before stretching is preferably in the range of about 30 to 200 μm. If it is 30 μm or less, the thickness becomes thin after stretching, the film strength may be insufficient, or the waist may be weak and handling may be difficult. If it exceeds 200 μm, the clip for gripping the film in the manufacturing method described later is high. May be easily removed due to tension. Further, it is disadvantageous for thinning the liquid crystal display device.
本発明により得られる光学フィルムでは、上記のように、配向角度の最大値と最小値との差が1°以下、もしくは位相差の最大値と最小値との差が10nm以下、あるいは配向角の最大値と最小値との差が1°以下でありかつ位相差の最大値と最小値との差が10nm以下とされているため、光学的品質がフィルム面ライン方向において均一であり、従って、光学的特性の均一な位相差板などの光学素子を得ることができる。このような光学的品質が均一な本発明の光学フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムを例えば以下の製造方法により延伸することにより得ることができる。 In the optical film to be more obtained in the present invention, as described above, the difference between the maximum value and the minimum value of the orientation angle of 1 ° or less, or the difference between the maximum value and the minimum value of the phase difference is 10nm or less, or orientation angle Since the difference between the maximum value and the minimum value is 1 ° or less and the difference between the maximum value and the minimum value of the phase difference is 10 nm or less, the optical quality is uniform in the film surface line direction. In addition, an optical element such as a retardation plate having uniform optical characteristics can be obtained. Such an optical film of the present invention having uniform optical quality can be obtained by stretching a thermoplastic resin film by, for example, the following production method.
なお、配向角度の最大値と最小値との差が1°を超えると、あるいは位相差の最大値と最小値との差が10nmを超えると、偏光板と貼り合わせて液晶表示装置に組み込んだ場合に、それぞれの光軸が所望の角度からずれることによる表示ムラとなったり、位相差ムラに起因する表示ムラとなるなど、表示画質が低下する。 When the difference between the maximum value and the minimum value of the orientation angle exceeds 1 ° or when the difference between the maximum value and the minimum value of the phase difference exceeds 10 nm, it is bonded to the polarizing plate and incorporated into the liquid crystal display device. In this case, the display image quality deteriorates, such as display unevenness caused by deviation of each optical axis from a desired angle or display unevenness caused by phase difference unevenness.
本発明においては、好ましくは、配向角の最大値と最小値との差が1°以下でありかつ位相差の最大値と最小値との差が10nm以下であり、より好ましくは5nm以下とされる。 In the present invention, preferably, difference between the maximum value and the minimum value of the maximum value the difference between the minimum value is not less than 1 ° and a phase difference of Oriented angle is not less 10nm or less, and more preferably 5nm or less Is done.
図1は、本発明に係る光学フィルムの製造方法の一例を説明するための模式的平面図で
ある。実施形態では、図1に模式的に示す製造装置1が用いられる。この製造装置1は、熱可塑性樹脂フィルムをロールから巻き出す巻き出し部1aと、延伸部1bと、巻き取り部1cとを有する。
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an example of a method for producing an optical film according to the present invention. In the embodiment , a
長尺状の熱可塑性樹脂フィルムは、その長手方向に沿って巻き出し部1aから巻き取り部1cに向かって搬送される。 The long thermoplastic resin film is conveyed from the unwinding portion 1a toward the winding portion 1c along the longitudinal direction.
延伸部1bでは、搬送される熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端が、クリップ6,7により把持される。
In the extending
図1に示すように、延伸部1bにおいては、一点鎖線で示した対応するクリップ6,7と、2本のレール4,5とが配置されている。レール4,5は互いの間の距離(対応するクリップ間距離)が一定とされた状態で巻き出し部1a側から巻き取り部1c側に延ばされている。但し、レール4,5は、少なくとも1回以上、あるいは無限回屈曲されている。図1では、下流側に向かって、屈曲点A1,A2,A3でレール4,5が屈曲されている。すなわち、レール4,5は、それぞれ、3個の屈曲点を有する。
As shown in FIG. 1, in the extending
他方、2,3はクリップ把持装置であり、該クリップ把持装置2,3によりクリップ6,7は支持されている。レール4,5上をクリップ6,7が走行するように構成されている。クリップ6,7は、図示しない駆動装置によりレール4,5上を走行するように構成されているが、クリップ6,7は、熱可塑性樹脂フィルムの幅方向端部を把持するように構成されている。延伸部1bに至る前の初期状態では対応するクリップ6,7を結ぶ直線は、熱可塑性樹脂フィルムの長手方向と直交されている。すなわち、対応するクリップ6,7は、初期状態すなわち延伸前の状態では、熱可塑性樹脂フィルムの長手方向においては同じ位置に配置されている。なお、図1では、延伸前の部分に参照番号2,3を付して、一対のクリップを図示しているが、実際には、熱可塑性樹脂フィルムの長手方向に沿って、多数の対をなすクリップ6,7が配置されることになる。なお、8,9はクリップ開放装置、10,11は冷却装置を示す。
On the other hand, 2 and 3 are clip holding devices, and the
延伸部1bでは、上流側から予熱ゾーン6a、延伸ゾーン6b及び冷却ゾーン6cが順に配置されている。屈曲点A1〜A3は、斜め方向に延伸するために設けられているものであるため、延伸ゾーン6b内に配置されている。
In the extending | stretching
延伸に際しては、対をなすクリップ6,7が熱可塑性樹脂フィルムの幅方向端部を把持した状態で上記レール4,5上を移動される。そのため、予熱ゾーン6aで予熱された後、延伸ゾーン6bにおいて屈曲点A1,A2及びA3を通過するに連れて、対をなすクリップ6,7で把持されている熱可塑性樹脂フィルムは斜め方向に延伸される。すなわち、図1の第1延伸,第2延伸、及び第3延伸が行われ、熱可塑性樹脂フィルムの分子配向軸がフィルム長手方向に対して傾斜されることになる。そして、冷却ゾーン6cにおいて傾斜された配向が冷却により固定される。しかる後、開放工程を経て、巻き取り部1cにおいて、斜め方向に延伸された本発明の光学フィルムが巻き取られることになる。
At the time of stretching, the pair of
上記屈曲点A1〜A3における屈曲角度は任意であり、屈曲角度は一定であってもよく、屈曲角度は長手方向に沿って変化していってもよい。屈曲点は1点以上存在すればよいが、屈曲点の数が多ければ多いほど好ましく、ある屈曲点と、次の屈曲点との間の距離が小さければ小さいほど好ましい。従って、上記レール4,5の平面形状は円弧状に近ければ近いほど好ましく、より一層均一な光学特性を有する光学フィルムを得ることができる。
The bending angles at the bending points A1 to A3 are arbitrary, the bending angle may be constant, and the bending angle may change along the longitudinal direction. One or more bending points may be present, but the larger the number of bending points, the better. The smaller the distance between a certain bending point and the next bending point, the more preferable. Therefore, the plane shape of the
なお、前述したように、対をなすクリップ6,7はレール4,5上において多数組配置
されるが、各レール4,5において配置されている前後のクリップ間のピッチは小さければ小さいほど好ましい。好ましくは、レール長手方向に沿う上記クリップ間ピッチは200mm以下とされる。クリップ間ピッチが小さければ小さいほど、フィルムの長手方向においても光学フィルム品質を均一化することができ、望ましい。
As described above, a large number of pairs of
対をなす左右のクリップ6,7の移動速度は等しくされており、すなわち対応する左右のクリップ6,7は同速で移動される。この場合、移動速度は一定であってよく、フィルム長手方向前方にいくに従って加速されてもよい。加速した場合には、フィルムが長手方向に延伸されることになり、このフィルム長手方向の延伸倍率は、所望とする配向角にもよるが、1〜2.5倍程度が好ましい。長手方向の延伸倍率が2.5倍を超えると、長手方向への配向が強くなりすぎ、フィルム長手方向における光学特性の均一性が妨げられるおそれがある。
The moving speeds of the paired left and
次に、上記延伸方法の原理を説明する。 Next, the principle of the stretching method will be described.
図2に模式的に示すように、屈曲点が点Aの1箇所だけである場合、巻き出し方向をx軸、該x軸に直交する方向をy軸とし、フィルム11の面内においてx軸及びy軸に直交する方向に応力σx,σy及びτxyが生じている場合、面内の任意の微小要素面におけるx軸に対する主応力角度θmは、下記の式(1)で表わされる。
θm=(1/2)×tan−1{2×τxy/(σx−σy)} ・・・(1)
As schematically shown in FIG. 2, when the bending point is only one point A, the unwinding direction is the x axis, the direction orthogonal to the x axis is the y axis, and the x axis is in the plane of the
θ m = (1/2) × tan −1 {2 × τ xy / (σ x −σ y )} (1)
分子の配向軸の角度は、主応力角度θmとほぼ同じ角度となり、屈曲点Aにおいて、σx及びσyはほとんど働かず、τxy、すなわち剪断応力が支配的となる延伸が行われる。そのため、式(1)より、θm=45°前後の方向がほぼ主応力角度となり、巻き出し方向すなわちx軸方向に対し、常にほぼ45°の角度をなす方向に延伸することができる。 The angle of the orientation axis of the molecule is substantially the same as the principal stress angle θ m, and at the bending point A, σ x and σ y hardly work, and τ xy , that is, stretching in which shear stress is dominant is performed. Therefore, from the formula (1), the direction around θ m = 45 ° is substantially the principal stress angle, and the film can be stretched in a direction that always forms an angle of approximately 45 ° with respect to the unwinding direction, that is, the x-axis direction.
よって、進行方向が巻き出し方向x軸に対して角度α(°)をなす場合、フィルムの配向角θ(°)は、下記の式(2)で表わされる値となる。
θ≒45−α(但し、α<45) ・・・(2)
Therefore, when the traveling direction forms an angle α (°) with respect to the unwinding direction x-axis, the orientation angle θ (°) of the film is a value represented by the following formula (2).
θ≈45−α (where α <45) (2)
また、上記屈曲点Aにおいてフィルムの長手方向に延伸することにより、より高い位相差を実現することができる。この際、配向角度は式(1)より、フィルムの長手方向に対して小さい角度をなすことになり、フィルム進行方向の延伸倍率を調整することにより傾斜角度を細かく調整することができる。すなわち、例えば前述したクリップ6,7を加速させることによりフィルム長手方向に延伸し、上記フィルム進行方向の延伸倍率を調整すれば、傾斜角度を微調整することもできる。
Further, by stretching the film at the bending point A in the longitudinal direction of the film, a higher retardation can be realized. At this time, the orientation angle is a small angle with respect to the longitudinal direction of the film from the formula (1), and the inclination angle can be finely adjusted by adjusting the draw ratio in the film traveling direction. That is, for example, by accelerating the
よって、上記屈曲点Aに相当する屈曲部を連続的に配置すれば、延伸中に常に一定の斜め方向の角度にのみ延伸し得ることがわかる。また、前述した先行技術では、拡幅部を設けたりする必要があったのに対し、本発明では、上記拡幅部を必要としないため、斜め方向以外の応力、特に幅方向の応力はほとんど加わらない。従って、配向角や位相差のばらつきの少ない光学品質が均一である光学フィルムを得ることができる。さらに、上記のように、フィルム分子配向軸を所望の傾斜角度に微妙にかつ高精度に調整することも可能となる。 Therefore, it can be seen that if the bent portions corresponding to the bending point A are continuously arranged, the film can always be stretched only at a certain angle in the oblique direction during stretching. In addition, in the above-described prior art, it is necessary to provide a widened portion, whereas in the present invention, since the widened portion is not required, stress other than the oblique direction, particularly stress in the width direction is hardly applied. . Therefore, it is possible to obtain an optical film having uniform optical quality with little variation in orientation angle and retardation. Furthermore, as described above, it is possible to adjust the film molecular orientation axis to a desired tilt angle delicately and with high accuracy.
上記延伸部1bは、予熱ゾーン6a、延伸ゾーン6bと、冷却ゾーン6cとをこの順序で配置した構成を有するが、予熱ゾーン6aの温度は、熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移点Tgとしたとき、Tg−50℃〜Tg+50℃の範囲とすることが好ましい。Tg−50℃未満では、延伸に先立ちフィルムが十分に加熱されないため、加熱延伸ゾーンにおける延伸を円滑に行うことができないことがあり、Tg+50℃を超えると、熱可塑性樹
脂フィルムが柔らかくなりすぎ、加熱延伸ゾーンにおいてやはり高精度に延伸を行うことができなくなる。
The stretching
延伸ゾーン6bにおける温度は、Tg以上、融点以下であることが好ましい。Tg未満では、延伸を円滑に行うことができず、融点を超えると延伸操作自体が不可能となる。より好ましくは、Tg〜Tg+20℃の範囲とされる。 The temperature in the stretching zone 6b is preferably Tg or more and the melting point or less. If it is less than Tg, stretching cannot be performed smoothly, and if the melting point is exceeded, the stretching operation itself becomes impossible. More preferably, it is set as the range of Tg-Tg + 20 degreeC.
冷却ゾーン6cにおける温度は、分子配向を固定し得る温度なら特に限定されないが、一般的にTg以下の温度とされる。 The temperature in the cooling zone 6c is not particularly limited as long as it can fix the molecular orientation, but is generally set to a temperature equal to or lower than Tg.
なお、上記のように、斜め方向に分子を配向させるように延伸を行った場合、延伸中に光学品質が均一であっても、冷却ゾーン6cにおける冷却に際して発生する収縮応力が配向角と平行にならないため、冷却ゾーン6cにおいて光学品質がばらつくおそれがある。すなわち、冷却固化の瞬間に均一であった配向角や位相差がばらつき、最終的な光学品質が不均一になるおそれがある。そのため、延伸ゾーン6bと、冷却ゾーン6cとの境界線を、フィルムの配向角度に対して直交する方向に設定することが好ましく、それによってフィルム配向角度に対して直交する方向における光学品質の均一性を高めることができる。 As described above, when stretching is performed so that molecules are oriented in an oblique direction, even if the optical quality is uniform during stretching, the contraction stress generated upon cooling in the cooling zone 6c is parallel to the orientation angle. Therefore, the optical quality may vary in the cooling zone 6c. That is, the orientation angle and phase difference that are uniform at the instant of cooling and solidification vary, and the final optical quality may be nonuniform. Therefore, it is preferable to set the boundary line between the stretching zone 6b and the cooling zone 6c in a direction orthogonal to the film orientation angle, thereby making the optical quality uniform in the direction orthogonal to the film orientation angle. Can be increased.
予熱ゾーン6a及び延伸ゾーン6bにおける加熱手段は特に限定されず、例えば熱風式ヒーター、パネルヒーター、ハロゲンヒーターなどの適宜の加熱装置、熱媒を通した配管を用いた加熱装置などを挙げることができる。中でも、加熱延伸ゾーン6bと冷却ゾーン6cとの境界における温度制御を高精度に行い得るため、熱風式加熱装置が好ましい。 The heating means in the preheating zone 6a and the stretching zone 6b is not particularly limited, and examples thereof include an appropriate heating device such as a hot air heater, a panel heater, and a halogen heater, and a heating device using a pipe through which a heat medium passes. . Especially, since the temperature control in the boundary of the heating extending | stretching zone 6b and the cooling zone 6c can be performed with high precision, a hot air type heating apparatus is preferable.
なお、延伸ゾーン6bと冷却ゾーン6cとは、実質的に熱可塑性樹脂フィルムが延伸されるゾーン及び延伸により生じた配向を冷却固定するゾーンを意味する。従って、延伸ゾーン6bと冷却ゾーン6cは、機械的や構造的に独立したゾーンを意味するものでは必ずしもなく、熱可塑性樹脂フィルムが延伸可能な温度となっているゾーン、及び配向固定可能な温度以下となっているゾーンを意味するものである。 The stretching zone 6b and the cooling zone 6c mean a zone in which the thermoplastic resin film is substantially stretched and a zone in which the orientation generated by the stretching is cooled and fixed. Therefore, the stretching zone 6b and the cooling zone 6c do not necessarily mean mechanically and structurally independent zones, and are not limited to a zone at which the thermoplastic resin film can be stretched, and a temperature at which the orientation can be fixed. It means the zone that is.
本発明に係る製造方法によれば、上記余熱ゾーン及び延伸ゾーンにおいて余熱工程及び延伸工程が上記と同様に実施され、フィルムの分子配向軸がフィルム長手方向に対して傾斜されているだけでなく、配向角の最大値と最小値との差が1°以下であるため、光学品質の均一性に優れている光学フィルムを得ることができる。従って、本発明により得られる光学フィルムを、例えば、位相差板の原反フィルムとして用いた場合、光学フィルムを偏光板の原反フィルムにフィルムの長手方向を一致させて積層した場合であっても、両者の配向軸が交差するように配置された積層構造を容易に得ることができる。従って、例えば液晶表示装置の波長変換素子や視野角改善素子を得るに際し、工程及びコストの低減を図ることができ、かつ波長変換素子や視野角改善素子の光学特性の向上を図ることができる。 According to the production method of the present invention, the preheating step and the stretching step are performed in the same manner as described above in the preheating zone and the stretching zone, and not only the molecular orientation axis of the film is inclined with respect to the film longitudinal direction, Since the difference between the maximum value and the minimum value of the orientation angle is 1 ° or less, an optical film having excellent optical quality uniformity can be obtained . Thus, an optical film more obtained in the present invention, for example, when used as a raw film of the retardation plate, a case of stacking by matching the longitudinal direction of the film original film of the polarizing plate and the optical film In addition, it is possible to easily obtain a laminated structure in which both orientation axes intersect. Therefore, for example, when obtaining a wavelength conversion element or a viewing angle improvement element of a liquid crystal display device, the process and cost can be reduced, and the optical characteristics of the wavelength conversion element and the viewing angle improvement element can be improved.
本発明では、光学フィルムが長尺状フィルムとして提供されるので、該光学フィルムをその長さ方向に沿って偏光板の原反フィルムなどと長手方向を一致させて積層し、容易にかつ効率よく位相差板と偏光板との積層構造などを得ることができる。従って、波長変換素子や視野角改善素子などの素子のコストの低減、製造工程の簡略化及び光学品質の向上を図ることが可能となる。 In the present invention, an optical film is provided as an elongated film Runode, the optical film along its longitudinal direction and laminated to match the longitudinal direction and the like raw film of the polarizing plate, easily and efficiently A laminated structure of a retardation plate and a polarizing plate can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the cost of elements such as a wavelength conversion element and a viewing angle improvement element, simplify the manufacturing process, and improve the optical quality.
以下、本発明の具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。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 described in more detail with reference to specific examples of the present invention. In addition, this invention is not limited to a following example.
(実施例1)
本実施例では、図1に示した前述の延伸装置1を用いて熱可塑性樹脂フィルムを延伸し、光学フィルムを作製した。熱可塑性樹脂フィルムとして、ポリノルボルネン(日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア#1420R」、Tg=142℃)を押出成形機に供給し、230℃で押出成形して得られた幅400mm及び厚さ60μmのポリノルボルネンフィルムを用意した。該ポリノルボルネンフィルムを上記延伸装置により延伸し、位相差フィルムを得た。
Example 1
In this example, a thermoplastic resin film was stretched using the above-described
図1に示した延伸装置1においては、対をなす左右のクリップ6,7に把持されたポリノルボルネンフィルムを、予熱ゾーン6aにおいて、熱風加熱装置により130℃に昇温し、次に延伸ゾーン6bに導いた。延伸ゾーン6bでは熱風加熱装置により140℃に昇温し、左右のレール4,5は3回屈曲しており、かつ左右の対応する屈曲点を結ぶ直線が屈曲する前のフィルム搬送方向に対して直交するように左右同じ形状の2本のレール4,5を配置しておいた。この左右2本のレール4,5上をポリノルボルネンフィルムの幅方向両端を把持した多数対のクリップ6,7を移動させ、ポリノルボルネンフィルムに配向を与えた。なお、前後のクリップ間ピッチは160mmとした。また、ポリノルボルネンフィルムの進行方向に対する延伸倍率が1.7倍となるようにクリップ6,7の移動速度を設定した。
In the
上記のようにして配向を与えられたポリノルボルネンフィルムを、熱風加熱装置により100℃の温度に設定された冷却ゾーン6cにおいて、ポリノルボルネンフィルムに与えられた配向方向に対して略直交方向に風を吹き付けて冷却し、配向を固定した。 The polynorbornene film provided with the orientation as described above is blown in a direction substantially orthogonal to the orientation direction given to the polynorbornene film in the cooling zone 6c set at a temperature of 100 ° C. by a hot air heating device. The orientation was fixed by cooling by spraying.
上記のようにして配向が固定されたポリノルボルネンフィルムを巻き取り部1cにおいて巻き取り、位相差フィルムを得た。 The polynorbornene film, the orientation of which was fixed as described above, was wound up at the winding portion 1c to obtain a retardation film.
得られた位相差フィルムについて幅方向中央部と幅方向両端から50mmの2つの地点、及び幅方向の中間部の2つの地点の合計5点において、自動複屈折計(王子計測機器社製、商品名「KOBRA−21ADH」)により配向角度及び位相差を測定した。配向角度及び位相差のばらつきは、上記5点において測定された値のうちの最大値と最小値との差とした。 About the obtained retardation film, an automatic birefringence meter (manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.) at a total of five points, two points 50 mm from the width direction center and both ends in the width direction, and two points of the middle part in the width direction. The orientation angle and phase difference were measured by the name “KOBRA-21ADH”). The variation in the orientation angle and the phase difference was defined as the difference between the maximum value and the minimum value among the values measured at the above five points.
得られた位相差フィルムの配向角、配向角度のばらつき、位相差及び位相差のばらつきを下記の表1に示す。 Table 1 below shows the orientation angle of the obtained retardation film, the dispersion of the orientation angle, the retardation, and the dispersion of the retardation.
(実施例2)
使用する熱可塑性樹脂フィルムの材質をポリカーボネート(帝人化成社製、商品名「パ
ンライトC−1400」、Tg=160℃)に変更したこと、延伸ゾーンにおいて、左右のレールを3回屈曲させ、フィルム進行方向に対する延伸倍率を1.1倍としたこと、予熱ゾーンにおける温度を160℃、延伸ゾーンにおける温度を170℃、冷却ゾーンにおける温度を130℃としたこと以外は、実施例1と同様にして位相差フィルムを得、評価した。
(Example 2)
The material of the thermoplastic resin film used was changed to polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals, trade name “Panlite C-1400”, Tg = 160 ° C.), and the left and right rails were bent three times in the stretching zone, Except that the draw ratio with respect to the traveling direction was 1.1 times, the temperature in the preheating zone was 160 ° C, the temperature in the drawing zone was 170 ° C, and the temperature in the cooling zone was 130 ° C, the same as in Example 1. A retardation film was obtained and evaluated.
(実施例3)
延伸ゾーンにおける左右のレール4,5を、図3に示すように、曲率半径7500mmの円弧状のものに変更したこと、熱可塑性樹脂フィルムの進行方向に対する延伸倍率を1.4倍となるようにクリップの移動速度を設定したことを除いては、実施例1と同様にして位相差フィルムを得、評価した。
(Example 3)
As shown in FIG. 3, the left and
(比較例1)
延伸ゾーンにおいて内側のレール4における屈曲点の位置を外側のレール5の屈曲点の位置に対してフィルムの搬送方向の450mm上流側にずらした位置に配置し、曲率半径が900mmである一対のレールを用いたこと、フィルムの進行方向に対する延伸倍率が1.4倍となるようにクリップの移動速度を設定したこと以外は、実施例1と同様にして位相差フィルムを得、評価した。
(Comparative Example 1)
A pair of rails having a curvature radius of 900 mm, wherein the position of the bending point in the
(比較例2)
図4に示すように、延伸ゾーンにおいて、左右のレールを、曲率半径が7100mmの円弧状を有するように構成したこと以外は、比較例1と同様にして位相差フィルムを得、評価した。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 4, a retardation film was obtained and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that in the stretching zone, the left and right rails were configured to have an arc shape with a curvature radius of 7100 mm.
1…製造装置
1a…巻き出し部
1b…延伸部
1c…巻き取り部
2,3…クリップ把持装置
4,5…レール
6,7…クリップ
8,9…クリップ開放装置
10,11…冷却装置
A,A1,A2,A3…屈曲点
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記余熱ゾーンの下流側に配置された延伸ゾーンにおいて、前記余熱ゾーンから前記延伸ゾーン内に延びており、互いの距離が一定とされており、かつ幅方向片側に向かって少なくとも1回以上あるいは無限回屈曲されている第1のレール及び第2のレール上を走行する第1,第2のクリップにより前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部を把持し、前記第1,第2のレール上を前記第1,第2のクリップを結ぶ方向が前記余熱ゾーンから延伸ゾーンに要求される前記熱可塑性樹脂フィルムの搬送方向と直交する方向を維持したまま前記第1,第2のクリップを前記第1,第2のレール上で走行させて前記熱可塑性樹脂フィルムを分子に配向を与える延伸工程とを備え、それによって配向角度の最大値と最小値との差が1°以下であり、フィルムの分子配向軸がフィルム長手方向に対して傾斜されている光学フィルムを得る、光学フィルムの製造方法。In the stretching zone disposed on the downstream side of the preheating zone, the stretching zone extends from the preheating zone into the stretching zone, the mutual distance is constant, and at least once or infinitely toward one side in the width direction. The both ends of the thermoplastic resin film in the width direction are held by the first and second clips that run on the first and second rails that are bent and turned on the first and second rails. The first and second clips are connected to the first and second clips while maintaining the direction in which the direction connecting the first and second clips is orthogonal to the conveyance direction of the thermoplastic resin film required from the preheating zone to the stretching zone. And a stretching step of causing the thermoplastic resin film to run on the second rail and orienting the molecules, whereby the difference between the maximum value and the minimum value of the orientation angle is 1 ° or less. Obtaining an optical film molecular orientation axis of Lum is inclined relative to the longitudinal direction of the film, method for producing an optical film.
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