JP4543915B2 - 樹脂フィルム - Google Patents
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Description
本発明の課題は、ロール・トウ・ロールによる加工によっても、貼り合わせ部の密着性が低くならず、面内レターデーション分布が広くならず、高い生産歩留まりで液晶表示装置用光学フィルムの生産ができる、樹脂フィルムを提供することである。
本発明の樹脂フィルムは、前記のような効果を奏するので、本発明樹脂フィルムを用いることによって、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、反射防止フィルム、液晶セル基板などの光学フィルムを高い生産効率で得ることができる。
さらに、d)TCとTEの差の絶対値がTWの0.020〜2%であり、
(2)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布において、平均レターデーションReavが50nm以下で、最大レターデーションRemax及び最小レターデーションReminが平均レターデーションReavの70〜130%であり、又は/及び
(3)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布において、中央の遅相軸の方向と両端の遅相軸の方向とのぶれが±50度以内である。
又、好適な態様の樹脂フィルムは、さらに、(4)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布において、平均レターデーションReavが50nm超であり、又は/及び
(5)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布において、
中央の遅相軸の方向と両端の遅相軸の方向とのぶれが±5度以内である。
本発明の樹脂フィルムは、長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の厚み分布において、幅方向両端から全幅長の10%の領域における平均厚みTEがTWより小さい、好ましくはTEがTwよりTWの0.001〜1%小さく、さらに好ましくはTEがTwよりTWの0.005〜0.8%小さい。
ここで、TCは図1に示すごとく、フィルム全幅長の1/2の位置(すなわち、幅方向中央)から左右に全幅長の10%に相当する長さ分離れた位置までの領域(RC)における厚みの平均値である。TEは図1に示すごとく、フィルム幅の左右両端の位置から中央側に全幅長の10%に相当する長さ分離れた位置までの領域(RE1及びRE2)間における厚みの平均値である。TWは、全幅長における厚みの平均値である。TWは、特に限定されないが、通常10〜2000μm、好ましくは40〜1000μm、さらに好ましくは50〜500μmである。
まず、フィルムの幅方向に厚み計を走査してフィルムの厚みを測定する。その走査測定をフィルム長さ方向で異なる位置4カ所で行う。その4カ所の測定値を幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、アベレージプロファイルを得る。この厚みのアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の厚み分布」とした。長さ方向4カ所の位置は、長さ方向の全長に応じて、樹脂フィルム全体の厚み分布を表すことができる間隔で適宜選択することができる。樹脂フィルムが長さ方向100m以上の長尺状である場合は、長さ方向100m毎に前記アベレージプロファィルを求め、求めた全アベレージプロファイルを幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、トータルアベレージプロファイルを得、この厚みのトータルアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の厚み分布」とした。測定に用いられる厚み計としては赤外線厚み計、X線厚み計などが挙げられる。
Reavが50nmを超える場合には、最大レターデーションRemax及び最小レターデーションReminが平均レターデーションReavの90〜110%が好ましく、特に95〜105%が好ましい。
まず、フィルムの幅方向にレターデーション測定器を走査してフィルムの面内レターデーションを測定する。その走査測定をフィルム長さ方向で異なる位置で4カ所で行う。その4カ所の測定値を幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、アベレージプロファイルを得る。この面内レターデーションのアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布」とした。長さ方向4カ所の位置は、長さ方向の全長に応じて、樹脂フィルム全体の面内レターデーション分布を表すことができる間隔で適宜選択することができる。樹脂フィルムが長さ方向100m以上の長尺状である場合は、長さ方向100m毎に前記アベレージプロファィルを求め、求めた全アベレージプロファイルを幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、トータルアベレージプロファイルを得、この面内レターデーションのトータルアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布」とした。
フィルムの幅方向に複屈折計を走査してフィルムの遅相軸の方向を測定する。その走査測定をフィルム長さ方向で異なる位置で4カ所で行う。その4カ所の測定値を幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、アベレージプロファイルを得る。この遅相軸のアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布」とした。
長さ方向4カ所の位置は、長さ方向の全長に応じて、樹脂フィルム全体の遅相軸分布を表すことができる間隔で適宜選択することができる。樹脂フィルムが長さ方向100m以上の長尺状である場合は、長さ方向100m毎に前記アベレージプロファィルを求め、求めた全アベレージプロファイルを幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、トータルアベレージプロファイルを得、この遅相軸のトータルアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布」とした。
そこで、フラットダイ押出成形法によって本発明の樹脂フィルムを得る方法を説明する。
押出機は樹脂を加熱混練し一定押出量でダイよりフィルム形状で溶融体を押し出す。押出機とダイとの間にスクリーンやフィルタを入れて、ゲルや異物を除去することが好ましい。また使用される樹脂は、押出機に投入する前に乾燥し、水や揮発性溶剤の含有量を減らしておくことがフィッシュアイや気泡の発生を防止する上で好ましい。
押し出された溶融体を定速で回転するロールで引き取り冷却して成形する。ロールの温度、レイアウトなどは特に制限されない。フラットダイとしては、樹脂の分配流路の構造別に、Tダイ、コートハンガーダイ、フィッシュテールダイなどが挙げられる。
押出樹脂温度は、樹脂のガラス転移温度Tgより、通常、+80℃〜+180℃高い温度である。リップ部の間隔の調整は、チョークバーとチョークバー調節ボルトによって行うことができる。チョークバー調節ボルトを右回転または左回転させることでチョークバーが溶融樹脂の流路を狭めまたは広めることができる。さらにヒートスリーブの温度を調整し、ヒートスリーブの熱による膨張または収縮を利用してリップ部の間隔の微調整を行うことが好ましい。ヒートスリーブの温度調整は、公知のプロセス制御、例えばPID制御によって行うことができる。
そして、成形されたフィルムの両端を切り除くことによって本発明の樹脂フィルムが得られる。得られた樹脂フィルムはロールに巻き取ることができる。
また、実施例及び比較例における測定及び評価は下記の方法で行った。
フィルムの幅方向に非接触式の赤外線厚み計を走査してフィルムの厚みを測定する。その走査測定をフィルム長さ方向で異なる位置4カ所で行う。その4カ所の測定値を幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、アベレージプロファイルを得る。この厚みのアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の厚み分布」とした。長さ方向4カ所の位置は長さ方向の2m間隔とした。長尺樹脂フィルム長さ方向100m毎に前記アベレージプロファィルを求め、求めた全アベレージプロファイルを幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、トータルアベレージプロファイルを得、この厚みのトータルアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の厚み分布」とした。
自動複屈折計[王子計測器(株)、KOBRA-21]を用いて、波長550nmでの面内遅相軸の方向を求め、面内遅相軸方向の屈折率nx、面内で遅相軸に垂直な方向の屈折率ny、厚さ方向の屈折率nzをフィルムの幅方向に走査して測定する。その走査測定をフィルム長さ方向で異なる位置で4カ所で行う。その4カ所の測定値を幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、アベレージプロファイルを得る。この遅相軸のアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布」とした。長さ方向4カ所の位置は2m間隔とした。長尺樹脂フィルム長さ方向100m毎に前記アベレージプロファィルを求め、求めた全アベレージプロファイルを幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、トータルアベレージプロファイルを得、この遅相軸のトータルアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布」とした。
高速分光エリプソメーター[J.A.Woolam社、M-2000U]を用いて、波長
550nmの光で幅方向に走査して測定する。その走査測定をフィルム長さ方向で異なる位置で4カ所で行う。その4カ所の測定値を幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、アベレージプロファイルを得る。この面内レターデーションのアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布」とした。長さ方向4カ所の位置は2m間隔とした。長尺樹脂フィルム長さ方向100m毎に前記アベレージプロファィルを求め、求めた全アベレージプロファイルを幅方向の同位置で重ね合わせ、平均値を求めて、トータルアベレージプロファイルを得、この面内レターデーションのトータルアベレージプロファイルを「長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布」とした。
本実施例及び比較例では、リーフディスク形状のポリマーフィルター(ろ過精度30μm)が設置され、ダイリップの先端部がクロムめっきされた平均表面粗さRa=0.04μmであるコートハンガータイプのダイを有する短軸押出機を用いた。これらの押出機の下流には、膜厚計が設置されており、フィルム幅方向の厚み分布を測定できるようになっている。そして、この厚み分布の測定値に基づいて、目標の幅方向厚みプロファイルになるように、オンラインフィードバック制御によりTダイのリップ間隔を調整できるようになっている。本実施例で用いたダイにはリップ間隔を調整するためのチョークバー及びヒートスリーブが設置され、このチョークバー及びヒートスリーブをオンライン制御によって調整することでリップ間隔を微調整することができる。
ノルボルネン系重合体(商品名:ZEONOR 1420R、日本ゼオン社製、ガラス転移温度:136℃、飽和吸水率:0.01重量%未満)のペレットを、空気を流通させた熱風乾燥器を用いて110℃で4時間乾燥した。前記ペレットを260℃で押出機を用いて溶融押出しして、目標厚み130μm、中央部の厚みが大きく端部の厚みが小さく、中央部厚みと端部厚みとの差が0.3μmになるように制御して、幅1400mmのフィルム材Aを得た。このフィルム材Aの幅方向両端から50mmをそれぞれ切除して、ロールに巻き取り、幅1300mm、長さ1000mの樹脂フィルムAを得た。
押出成形中に測定した、樹脂フィルムAの幅方向厚み分布(アベレージプロファイル)の一例を図1に示す。図1の縦軸は厚み(nm)、横軸は幅(mm)である。幅方向厚み分布、幅方向面内レターデーション分布、及び幅方向遅相軸方向分布を樹脂フィルム長さ方向に100m間隔で測定し、それぞれのトータルアベレージプロファイルを求めた。
トータルアベレージプロファイルから、樹脂フィルムAの平均厚みTWは130.01μm、幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCは130.02μm、幅方向両端から全幅長の10%の領域の平均厚みTEは129.72μm、Tmaxは130.31μm、Tminは129.27μmであった。
この樹脂フィルムAをロールから、別のロールに、巻き取り速度20m/分で巻き直した。この巻き直しを3回繰り返して行った。3回巻き直し後の樹脂フィルムAの面内レターデーションの分布を測定した。最大レターデーションRemaxは9.8nm、最小レターデーションReminは7.3nm、平均レターデーションReavは8.36nmであった。中央の遅相軸の方向は幅方向に対して0.4度、両端の遅相軸の方向は幅方向に対して37.7度であった。巻き直しによっても、巻き皺の発生がなく、レターデーションの分布、遅相軸の分布はほとんど変化しなかった。
中央部の厚みと端部の厚みが等しくフラットになるように制御してフィルム材Bを得た他は実施例1と同様にして樹脂フィルムBを得た。押出成形中に測定した、樹脂フィルムBの幅方向厚み分布(アベレージプロファイル)の一例を図2に示す。図2の縦軸は厚み(nm)、横軸は幅(mm)である。
樹脂フィルムBの平均厚みTWは130.01μm、幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCは129.94μm、幅方向両端から全幅長の10%の領域の平均厚みTEは129.95μm、Tmaxは130.43μm、Tminは129.57μmであった。
この樹脂フィルムBをロールから、別のロールに、巻き取り速度20m/分で巻き直した。この巻き直しを3回繰り返して行った。3回巻き直し後の樹脂フィルムBの面内レターデーションの分布を測定した。最大レターデーションRemaxは11.1nm、最小レターデーションReminは7.7nm、平均レターデーションReavは8.72nmであった。中央の遅相軸の方向は幅方向に対して0.2度、両端の遅相軸の方向は幅方向に対して46.5度であった。巻き直しによってレターデーションの分布、遅相軸の分布が大きく変化していた。また巻き直し後のフィルムには巻き皺が発生していた。
目標厚み132μm、中央部厚みと端部厚みとの差が0.5μmになるように制御して、押出機でフィルム材Cを得た他は実施例1と同様にして全幅1300mmで中央部の厚みが大きく端部の厚みが小さい樹脂フィルムCを得た。押出成形中に測定した、樹脂フィルムCの幅方向厚み分布(アベレージプロファイル)の一例を図3に示す。図3の縦軸は厚み(nm)、横軸は幅(mm)である。
樹脂フィルムCの平均厚みTWは131.82μm、幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCは131.97μm、幅方向両端から全幅長の10%の領域の平均厚みTEは131.52μm、Tmaxは132.24μm、Tminは131.30μmであった。
この樹脂フィルムCをロールから、別のロールに巻き取り速度20m/分で巻き直した。この巻き直しを3回繰り返して行った。3回巻き直し後の樹脂フィルムCの面内レターデーションの分布を測定した。最大レターデーションRemaxは8.4nm、最小レターデーションReminは7.1nm、平均レターデーションReavは7.56nmであった。中央の遅相軸の方向は幅方向に対して0.3度、両端の遅相軸の方向は幅方向に対して34.4度であった。巻き直しによっても、巻き皺の発生がなく、レターデーションの分布、遅相軸の分布はほとんど変化しなかった。
中央部の厚みと端部の厚みが等しくフラットになるように制御してフィルム材Dを得た他は実施例2と同様にして樹脂フィルムDを得た。押出成形中に測定した、樹脂フィルムDの幅方向厚み分布(アベレージプロファイル)を図4に示す。図4の縦軸は厚み(nm)、横軸は幅(mm)である。
樹脂フィルムDの平均厚みTWは131.85μm、幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCは131.90μm、幅方向両端から全幅長の10%の領域の平均厚みTEは131.92μm、Tmaxは132.43μm、Tminは131.51μmであった。
この樹脂フィルムDをロールから、別のロールに巻き取り速度20m/分で巻き直した。この巻き直しを3回繰り返して行った。3回巻き直し後の樹脂フィルムDの面内レターデーションの分布を測定した。最大レターデーションRemaxは10.7nm、最小レターデーションReminは7.2nm、平均レターデーションReavは7.61nmであった。中央の遅相軸の方向は幅方向に対して0.3度、両端の遅相軸の方向は幅方向に対して47.7度であった。巻き直しによってレターデーションの分布、遅相軸の分布が大きく変化していた。また巻き直し後のフィルムには巻き皺が発生していた。
実施例1と同様にして、幅方向中央部の厚みが大きく、幅方向両端部の厚みが小さいフィルム材を得、このフィルム材を流れ方向に1.3倍の縦一軸延伸し、両端50mmをそれぞれ切除して全幅1050mmで中央部の厚みが大きく端部の厚みが小さい樹脂フィルムEを得た。
樹脂フィルムEの平均厚みTWは114.05μm、幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCは114.15μm、幅方向両端から全幅長の10%の領域の平均厚みTEは114.03μm、Tmaxは114.55μm、Tminは113.66μmであった。
この樹脂フィルムEをロールから、別のロールに、巻き取り速度20m/分で巻き直した。この巻き直しを3回繰り返して行った。3回巻き直し後の樹脂フィルムEの面内レターデーションの分布を測定した。最大レターデーションRemaxは338.8nm、最小レターデーションReminは337.3nm、平均レターデーションReavは338.4nmであった。中央の遅相軸の方向は幅方向に対して90度、両端の遅相軸の方向は幅方向に対して89度であった。巻き直しによっても巻き皺は発生せず、レターデーションの分布、遅相軸の分布はほとんど変化しなかった。
比較例1と同様にして、幅方向中央部の厚みと幅方向両端部の厚みが等しいフィルム材を得、この樹脂フィルム材を流れ方向に1.3倍の縦一軸延伸し、両端50mmをそれぞれ切除して樹脂フィルムFを得た。
樹脂フィルムFの平均厚みTwは114.06μm、幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCは113.97μm、幅方向両端から全幅長の10%の領域の平均厚みTEは114.25μm、Tmaxは114.86μm、Tminは113.64μmであった。
この樹脂フィルムFをロールから、別のロールに、巻き取り速度20m/分で巻き直した。この巻き直しを3回繰り返して行った。3回巻き直し後の樹脂フィルムFの面内レターデーションの分布を測定した。最大レターデーションRemaxは339.8nm、最小レターデーションReminは337.3nm、平均レターデーションReavは339.2nmであった。中央の遅相軸の方向は幅方向に対して89度、両端の遅相軸の方向は幅方向に対して87度であった。巻き直しによってレターデーションの分布、遅相軸の分布が大きく変化していた。また巻き直し後のフィルムには巻き皺が発生していた。
RE1、RE2:幅方向両端から全幅長の10%の領域
Claims (6)
- (1)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の厚み分布において、
a)最大厚みTmax及び最小厚みTminが平均厚みTWの95〜105%であり、
b)幅方向中央から全幅長の±10%の領域における平均厚みTCがTWより大きく、
c)幅方向両端から全幅長の10%の領域における平均厚みTEがTWより小さい、
ロールに巻き取られた樹脂フィルム。 - さらに、d)TCとTEの差の絶対値がTWの0.020〜2%である請求項1記載の樹脂フィルム。
- さらに、(2)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布において、平均レターデーションReavが50nm以下で、
最大レターデーションRemax及び最小レターデーションReminが平均レターデーションReavの70〜130%である請求項1または2記載の樹脂フィルム。 - さらに、(3)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布において、
中央の遅相軸の方向と両端の遅相軸の方向とのぶれが±50度以内である請求項1、2、または3記載の樹脂フィルム。 - さらに、(4)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布において、平均レターデーションReavが50nm超で、
最大レターデーションRemax及び最小レターデーションReminが平均レターデーションReavの90〜110%である請求項1または2記載の樹脂フィルム。 - さらに、(4)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の面内レターデーション分布において、平均レターデーションReavが50nm超で、
(5)長さ方向で異なる位置4カ所で測定した幅方向の遅相軸分布において、
中央の遅相軸の方向と両端の遅相軸の方向とのぶれが±5度以内である請求項1または2記載の樹脂フィルム。
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