JP4577528B2 - 長尺の斜め延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は長尺の斜め延伸フィルムの製造方法、位相差板の製造方法、および該位相差板を備える液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置において、着色防止、視野角拡大などの光学補償のために、種々の位相差板が用いられている。一般に、液晶表示装置に用いられる位相差板は、方形状であり、その辺に対して傾斜した方向に配向軸を有している。液晶表示装置では、このような位相差板を偏光板と積層することにより、位相差板の配向軸と偏光板の偏光透過軸とが所望の角度となるように配置させている。
ところで、上記のような、辺に対して傾斜した方向に配向軸を有する位相差板を製造する方法としては、透明な樹脂フィルム（原料フィルム）を、縦延伸または横延伸により配向させて長尺の延伸フィルムを得た後、その延伸フィルムの辺に対して所定の角度で、方形状に裁断する方法が広く知られている。しかしながら、この方法では、最大面積が得られるように裁断しても、裁断ロスが必ず生じ、延伸フィルムの利用効率が低いという問題があった。一方、所定の角度で斜めに配向された長尺の延伸フィルムでは、辺に対して平行に切り取ることができ、延伸フィルムの利用効率が高くなる。

斜めに配向軸が配向したフィルムを延伸によって得る方法は、従来から知られている。例えば、特許文献１には、フィルムの両端を、所定走行区間内におけるチャックの走行距離が異なるように配置されたテンターレール上を走行する２列のチャック間に把持し、走行させることによって、フィルム長手方向と斜交する方向に延伸する斜め延伸フィルムの製法が開示されている。
特許文献２には、連続的に供給されるポリマーフィルムの両端を保持手段により保持し、該保持手段をフィルムの長手方向に進行させつつ張力を付与して延伸する光学用ポリマーフィルムの延伸方法において、ポリマーフィルムの一方端の実質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡Ｌ１およびポリマーフィルムのもう一端の実質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡Ｌ２と、二つの実質的な保持解除点の距離Ｗが、｜Ｌ２−Ｌ１｜＞０．４Ｗ の関係を満たし、かつポリマーフィルムの支持性を保ち、揮発分率が５％以上の状態を存在させて延伸したのち、収縮させながら揮発分率を低下させることを特徴とする光学用ポリマーフィルムの延伸方法が開示されている。

また、特許文献３には、熱可塑性樹脂からなる長尺状フィルムを延伸することにより得られ、光軸（配向軸）が長尺状フィルムの流れ方向に平行でも垂直でもない方向とされている長尺状光学フィルムの製造方法であって、前記フィルムが実質的に延伸される領域内において、対向しているフィルムの幅方向両端の移動速度の大きさが等しくかつ移動距離が異なり、フィルムの幅方向両端を保持する一対の治具の内、少なくとも一方がフィルム面に対して波打った形状のレール上を移動されるように延伸を行うことを特徴とする長尺状光学フィルムの製造方法が開示されている。さらに特許文献３ではこの延伸工程を数回繰り返したり、予め縦方向または横方向に延伸した後、この延伸工程を行ってもよいと述べている。
しかしながら、これらの斜め延伸方法では斜めに皺や撚りが生じやすい。そのために巾方向の厚さが均一で、１０°以上８５°以下の斜め方向に配向軸が均一に配向した、広幅なフィルムを得ることが実質的に不可能であった。そのために斜め（フィルムの幅方向や長手方向から大きく外れた方向）に配向軸が配向した、長尺で広幅の光学フィルムを工業的に大量生産することができなかった。

特開平２−１１３９２０号公報 特開２００２−８６５５４号公報（米国特許第６，７４６，６３３号） 特開２００３−２３２９２８号公報

本発明の目的は、巾方向の厚さが均一で、１０°以上８５°以下の斜め方向に配向軸が均一に配向した、広幅な長尺の延伸フィルムまたは位相差フィルムを製造する方法、その製法によって得られる位相差フィルム、およびその位相差フィルムを備える液晶表示装置を提供することにある。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、縦延伸の後、斜め延伸を行う二段延伸を行うにあたり、縦延伸及び斜め延伸それぞれで生じる平均レタデーションの大きさの大小関係、並びに斜め延伸の延伸角度を制御することにより、具体的には、縦延伸して得られた、平均レターデーションＲｅ₁のフィルムを、平均レターデーションがほぼゼロに近い原料フィルムから平均レターデーションＲｅ₂（Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さい）の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件で、幅方向に対して斜交する角度θｅの方向に延伸することによって、幅方向から１０°以上８５°以下の方向且つ前記θｅより大きな角度の方向に配向軸を有し、皺や撚りが生じず、巾方向の厚さが均一な斜め延伸フィルムが得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。

かくして、本発明によれば、
（１） ａ）長尺の原料フィルムを縦延伸して平均レターデーションＲｅ₁の縦延伸フィルムを得る工程；および該縦延伸フィルムを幅方向に対して斜交する角度θｅの方向に延伸する工程を含み、
ｂ）前記の角度θｅ方向に延伸する工程は、前記の長尺の原料フィルムから平均レターデーションＲｅ₂（Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さい）の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件で行われる
幅方向から１０°以上８５°以下の角度θｓの方向に配向軸を有する長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
（２）前記角度θｅの方向に延伸する工程の延伸温度が、縦延伸する工程の延伸温度よりも高い、前記（１）に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
（３）前記角度θｅの方向に延伸する工程の延伸倍率が、縦延伸する工程の延伸倍率よりも小さい、前記（１）又は（２）に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
が提供される。

また、本発明によれば、
（４）ａ）長尺の原料フィルムを縦延伸することにより得られた、平均レターデーションＲｅ₁の縦延伸フィルムの巻回体から、該縦延伸フィルムを引き出す工程；該縦延伸フィルムの幅方向の両端を把持手段により把持する工程；予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンを通過させて該縦延伸フィルムを幅方向に対して斜交する角度θｅの方向に延伸して斜め延伸フィルムを得る工程；該斜め延伸フィルムの両端を把持手段から解放する工程；および該斜め延伸フィルムを巻芯に巻き取る工程を含み、
ｂ）前記の角度θｅ方向に延伸する工程は、前記の長尺の原料フィルムから平均レターデーションＲｅ₂（Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さい）の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件で行われ、
ｃ）前記把持手段の走行速度がフィルム両端で略等しい、
幅方向から１０°以上８５°以下の角度θｓの方向に配向軸を有する長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
が提供される。

本発明の好適な態様として、
（５）固定ゾーンのフィルム走行方向が予熱ゾーンのフィルム走行方向から角度θ１傾いており、該θ１がθｅ以下である、前記（４）に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
が提供される。

さらに、本発明によれば、
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の方法で得られる長尺の斜め延伸フィルム。（７）前記（６）に記載の長尺の斜め延伸フィルムと長尺の偏光子とを、それらの長手方向を揃えて積層させてなる長尺の積層フィルム。
（８）前記（６）に記載の長尺の斜め延伸フィルムを、その長手方向に対して垂直または平行な方向に沿って、所定の大きさに切り取ることを含む位相差板の製造方法。
（９）前記（７）に記載の長尺の積層フィルムを所定の大きさに切り取ることを含む偏光板の製造方法。
（１０）前記（８）に記載の方法により得られた位相差板を備える液晶表示装置。
（１１）前記（９）に記載の方法により得られた偏光板を備える液晶表示装置。
（１２）反射型表示方式の液晶パネルを備える前記（１０）または（１１）に記載の液晶表示装置。
が提供される。

本発明の製造方法によれば、巾方向の厚さが均一で、幅方向に対して１０°以上８５°以下の方向、好ましくは１２°以上８５°以下の方向、より好ましくは４０°以上８５°以下の方向、特に好ましくは５１°以上８５°以下の方向に配向軸が均一に配向した、広幅な長尺の斜め延伸フィルムを容易に得ることができる。斜めに配向軸が配向した長尺の延伸フィルムは、液晶表示装置などの位相差板として、好適である。具体的には、偏光板などの液晶表示装置に用いられる他の長尺の光学素子と、ある特定の角度で配向軸を傾けて重ねる際に、長手方向に対して斜めに配向軸を有する延伸フィルムを用いれば、他の長尺の光学素子と、ロール・トウ・ロールによる重ね合わせができる。長尺のフィルムの幅方向（ＴＤ方向）または長手方向（ＭＤ方向）に平行に配向軸を有するフィルムでは、斜めにトリミングする必要があったために廃棄部分が多かった。本発明の製造方法によって得られる、ＭＤ方向に対して斜めに配向軸を有する延伸フィルムでは、ＭＤ方向またはＴＤ方向に平行にトリミングできるので、フィルムの廃棄部分が少なく、生産性に優れている。また、本発明の製造方法で得られる位相差板は、液晶表示装置、特に反射型の液晶表示装置に用いた場合に、その表示画面の視野角が広くなり、表示画面のコントラストの低下や着色を防止することができる。

本発明の製造方法を好適に実施できるテンター延伸機の一例を示す概念図。 図１の延伸機におけるレール部分の把持手段を示した図。 図１の延伸機におけるレール配置を説明するための図。

符号の説明

１：フィルム
１０：恒温室
１１：レール
１２：把持手段
１３：予熱ゾーンと延伸ゾーンとの境目
１４：延伸ゾーンと固定ゾーンとの境目
２１：引き出しロール
２２：巻き取りロール
４７：予熱ゾーンのフィルム走行方向
４９：固定ゾーンのフィルム走行方向
Ｓ１，Ｓ２：延伸開始点
Ｅ１，Ｅ２：延伸終了点

本発明の幅方向から１０°以上８５°以下の角度θｓの方向に配向軸を有する長尺の斜め延伸フィルムの製造方法は、ａ）長尺の原料フィルムを縦延伸して平均レターデーションＲｅ₁の縦延伸フィルムを得る工程、および該縦延伸フィルムを幅方向に対し斜交する角度θｅの方向に延伸する工程を含み、ｂ）前記の角度θｅ方向に延伸する工程は、前記の長尺の原料フィルムから平均レターデーションＲｅ₂（Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さい）の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件で行われる方法である。

本発明に用いられる長尺の原料フィルムは、透明樹脂からなる長尺フィルムである。長尺とは、フィルム又は積層体の幅に対し少なくとも５倍程度以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍もしくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻回されて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。透明樹脂とは、所望の波長に対して透明な樹脂である。透明樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、透明樹脂は、固有複屈折値が正である樹脂であることが好ましい。透明樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、脂環構造を有するオレフィンポリマー（脂環式オレフィンポリマー）などが挙げられる。これらのうち脂環式オレフィンポリマーが好適である。

脂環構造を有するオレフィンポリマーとしては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、および、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
ノルボルネン系樹脂としては、ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との開環共重合体またはそれらの水素化物、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との付加共重合体またはそれらの水素化物等を挙げることができる。

本発明に用いる透明樹脂は、ガラス転移温度が、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００〜２５０℃である。また、透明樹脂の光弾性係数の絶対値は、１０×１０^-12Ｐａ^-1以下であることが好ましく、７×１０^-12Ｐａ^-1以下であることがより好ましく、４×１０^-12Ｐａ^-1以下であることが特に好ましい。光弾性係数Ｃは、複屈折をΔｎ、応力をσとしたとき、Ｃ＝Δｎ／σ で表される値である。光弾性係数がこのような範囲にある透明樹脂を用いると、本発明方法により得られる斜め延伸フィルムを液晶表示装置に適用した場合に、液晶表示装置の表示画面の端部の色相が変化する現象を抑えることができる。

本発明に用いる透明樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤が適宜配合されたものであってもよい。
なお、本発明に用いられる原料フィルムは、単層フィルムであっても、多層フィルムであってもよい。また、原料フィルムは巻芯に巻き取られた巻回体で供給することが好ましい。

本発明の製造方法においては、先ず、前記長尺の原料フィルムを縦延伸する。縦延伸は原料フィルムの長手方向に平行な方向にフィルムを延伸することである。縦延伸の方法は特に制限されず、例えば、ロール間の回転速度差によって延伸する方法などが挙げられる。
縦延伸によって、配向軸の方向が長手方向に略平行になり、平均レターデーションＲｅ ₁の縦延伸フィルムが得られる。縦延伸フィルムの配向軸の平均配向角度はフィルム幅方向に対して通常は８５°を超え９０°以下、好ましくは８９°を超え９０°以下である。縦延伸フィルムは巻芯に巻き取り巻回体にし、次の工程に供給することが好ましい。縦延伸における延伸温度Ｔ₁、延伸倍率Ｒ₁、速度Ｖ₁等の延伸条件は、特に制限されないが、延伸温度Ｔ₁は好ましくはＴｇ−２０℃以上Ｔｇ＋３０℃以下、延伸倍率Ｒ₁は好ましくは１．０１倍以上１０．０倍以下、速度Ｖ₁は好ましくは１ｍｍ／ｍｉｎ以上２００ｍｍ／ｍｉｎ以下である。なお、Ｔｇは原料フィルムを構成する透明樹脂のガラス転移温度である。なお、本明細書において、角度は劣角（小さい方の角度）で表記している。

次に、この縦延伸フィルムを幅方向に対して斜交する角度θｅの方向に延伸する。この斜交する角度θｅに延伸する条件は、長尺の原料フィルムから平均レターデーションＲｅ ₂の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件である。ここで、Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さく、好ましくはＲｅ₁の０．５倍より小さい。このような条件で延伸することで、前記角度θｅより大きく且つ角度θｅとは大きく異なる方向に配向軸を持つ、面内方向のレターデーション（Ｒｅ）ムラや厚さムラが小さく、配向軸が均一に配向した斜め延伸フィルムを得ることができる。

したがって、本発明方法では、角度θｅを角度θｓよりも小さくできる。該角度θｅをより小さくすれば、本発明方法により得られる斜め延伸フィルムのＲｅのムラ、配向角のムラ、及び厚さのムラを１３００ｍｍ以上の広幅に渡ってより小さくすることができる。

Ｒｅ₂がＲｅ₁より小さくなるようにするには、角度θｅの方向に延伸する工程の延伸温度を縦延伸する工程の延伸温度よりも高くする；角度θｅの方向に延伸する工程の延伸倍率を縦延伸する工程の延伸倍率よりも小さくする；延伸速度や延伸手法（一軸延伸か二軸延伸）を調整する；またはこれらの条件を組み合わせる。
なお、縦延伸の延伸倍率は長手方向の長さ変化量から求め、斜め延伸の延伸倍率は、幅方向の長さ変化量から求める。

該角度θｅは、好ましくは５°以上４５°以下、より好ましくは５°以上３０°以下、さらに好ましくは５°以上１５°以下である。角度θｅは、長尺の原料フィルムから幅方向に対して角度φの方向に配向軸を持つフィルムを得ることができる角度である。角度φは、好ましくは５°以上４５°以下、より好ましくは５°以上３０°以下、さらに好ましくは５°以上１５°以下である。角度θｅまたは角度φがこのような範囲にあると、本発明方法により得られる斜め延伸フィルムの面内方向のレターデーション（Ｒｅ）のムラ、配向角のムラ、及び厚さのムラを１３００ｍｍ以上の広幅に渡って小さくすることができる。

この斜め延伸工程を具体的に理解できるようにするために、斜め延伸工程の一例を示す図を参酌して説明する。
図１は本発明の製造方法を好適に実施できるテンター延伸機の一例を示す概念図である。図２は図１の延伸機におけるレール部分の把持手段を示した図である。図３は図１の延伸機におけるレール配置を説明するための図である。角度θｅは、延伸終了点Ｅ１とＥ２とを結んだ線と固定ゾーンにおけるフィルム幅方向とがなす角度の小さい方（劣角）である。延伸終了点の定義は後述する。

図１に示すテンター延伸機は、引き出しロール（縦延伸フィルム巻回体）２１と、巻き取りロール２２と、予熱ゾーンＡ、延伸ゾーンＢおよび固定ゾーンＣからなる恒温室１０と、フィルムを搬送するための把持手段が走行するレール１１と把持手段１２（図１および図３では把持手段の図示を省略している。）とを少なくとも備えている。
把持手段１２は、引き出しロール２１から引き出された縦延伸フィルムの両端を把持し、予熱ゾーンＡ、延伸ゾーンＢおよび固定ゾーンＣからなる恒温室内に縦延伸フィルムを導き斜め延伸する。そして、巻き取りロール２２の手前で斜め延伸フィルムを開放する。把持手段から開放された斜め延伸フィルムは巻き取りロール２２によって巻き取られる。左右一対のレール１１は、末端のない連続した無限軌道を有し、上記のように走行した把持手段を、恒温室の出口側から入口側に戻すようになっている。

縦延伸フィルム１は、予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンからなる恒温室内を通過している間に、把持手段からの張力によって延伸される。
予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンは、それぞれ独立に温度を設定でき、それぞれのゾーンでは温度が、通常、一定に保たれている。各ゾーンの温度は適宜選択できるが、フィルムを構成する透明樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）に対して、予熱ゾーンはＴｇ〜Ｔｇ＋３０（℃）、延伸ゾーンはＴｇ〜Ｔｇ＋２０（℃）、固定ゾーンはＴｇ〜Ｔｇ＋１５（℃）である。
本発明においては巾方向の厚さムラの制御のために延伸ゾーンにおいて巾方向に温度差を付けてもよい。特に本発明においては把持手段付近の温度をフィルム中央部よりも高めにすることが好ましい。延伸ゾーンにおいて巾方向に温度差をつけるには、温風を恒温室内に送り込むノズルの開度を巾方向で差を付けるように調整する方法や、ヒーターを巾方向に並べて加熱制御するなどの公知の手法を用いることができる。予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンの長さは適宜選択でき、通常、延伸ゾーンの長さに対して、予熱ゾーンの長さが通常１００〜１５０％、固定ゾーンの長さが通常５０〜１００％である。

把持手段１２は、例えば、配置の変形が可能なレール１１上を走行する。レール１１は、フィルムが所望の角度θｅで延伸されるように、配置される。図１においては、このレールの配置を、フィルム走行方向が下記に述べる方向になるように、設定されている。なお、本発明においてフィルム走行方向は、フィルム引き出しロールからフィルム巻き取りロールまでのフィルム幅方向の中点を結んだ線の接線の方向である。
予熱ゾーンと延伸ゾーンとの境目１３および延伸ゾーンと固定ゾーンとの境目１４には、フィルムが通過できるスリットを有する仕切板が設置されている。予熱ゾーンと延伸ゾーンとの境目および延伸ゾーンと固定ゾーンとの境目、すなわち、仕切板は、固定ゾーンのフィルム走行方向４９に対して直角になっていることが好ましい。

予熱ゾーンＡは、予熱ゾーンのフィルム走行方向４７に直角な方向のフィルム長さを実質的に変えずにフィルムを温めながらフィルムを搬送するゾーンである。予熱ゾーンのフィルム走行方向は、ロールからフィルムが引きだされる方向に平行な方向であり、通常、引き出しロールの回転軸と直交している。

延伸ゾーンＢは、延伸ゾーンのフィルム走行方向に直角な方向のフィルム長さを大きくしながらフィルムを搬送するゾーンである。延伸ゾーンにおけるフィルム走行方向は、延伸ゾーンが図１のように傾きを変えずに一定の角度で広がったレール配置においては、予熱ゾーンと延伸ゾーンの境目におけるフィルムの中点から延伸ゾーンと固定ゾーンの境目におけるフィルムの中点に結んだ直線の方向である。
図１では延伸ゾーンのフィルム走行方向は予熱ゾーンのフィルム走行方向４７と一致しているが、ずれていてもよい。ずらす場合は図１中、予熱ゾーンのフィルム走行方向よりも上向きにずらすことが好ましい。

固定ゾーンＣは、固定ゾーンのフィルム走行方向４９に直角な方向のフィルム長さを実質的に変えずにフィルムを冷ましながらフィルムを搬送するゾーンである。固定ゾーンのフィルム走行方向４９は、ロールにフィルムが巻き取られる方向に平行な方向であり、通常、巻き取りロールの回転軸と直交している。

本発明の製造方法では、予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンにおけるフィルム面が互いに略平行であることが好ましい。すなわち、引き出しロールから出たフィルムは、捩れずに、平らなままで、予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンを通過し、巻き取りロールに巻き取られるのが好ましい。

本発明の製造方法では、ｃ）前記把持手段の走行速度がフィルム両端で略等しい。図２には、向かい合う一対の把持手段間に破線を記した。延伸は延伸開始点付近で始まり延伸終了点付近で終了する。延伸開始点とは、上記一対の把持手段間の間隔が広がり始める点であり、図２ではＳ１およびＳ２である。延伸終了点とは、上記一対の把持手段の間隔が一定になり始める点であり、図２ではＥ１およびＥ２である。
把持手段の走行速度は適宜選択できるが、通常、１０〜１００ｍ／分である。左右一対の把持手段の走行速度の差は、走行速度の通常１％以下、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．１％以下である。

本発明の斜め延伸フィルムの製造方法は、図３に示すように、ｃ）固定ゾーンのフィルム走行方向４９が予熱ゾーンのフィルム走行方向４７から角度θ１傾いている。図３では下側にレールが屈曲しているが、図３の予熱ゾーンのフィルム走行方向の線を軸に線対称にした、上側に屈曲しているものであってもよい。角度θ１は、角度θｅ以下が好ましく、（θｅ−４°）以上θｅ以下がさらに好ましい。

延伸ゾーンは、フィルム走行方向が変化せずに直線状になっていてもよいし、段階的または連続的にフィルム走行方向が変化していてもよい。レールの開き角度は延伸倍率に応じて適宜選択できる。

固定ゾーンの走行方向は、図３に示すようにθ１の角度で予熱ゾーンの走行方向から傾いている。このために、図中の上側把持手段は下側把持手段よりも遠回りすることになる。このために、図２中で、上側把持手段がＥ１に達したときに、それに対応する下側把持手段はＥ２に達している。固定ゾーンのフィルム幅方向から見たときにＥ２はＥ１よりも先の位置に進んでいることになる。

以上のようにして恒温室内を通過したフィルムは、巻き取りロールの手前で把持手段から開放され、巻き取りロールに巻き取られる。このようにして得られたフィルムは、幅方向に対して、１０°以上８５°以下、好ましくは４０°以上８５°以下、より好ましくは５１°以上８５°以下の角度θｓ傾いた配向軸を有する。しかも、厚さ及び配向角が幅方向で均一である。

また、把持手段からの張力が、幅方向に均一に、フィルムに掛かるので、分子配向によって生じる複屈折が、幅方向で均一である。本発明の製法によれば、平均レターデーションＲｅ（＝（ｎ_x−ｎ_y）×ｄ；ｎ_xおよびｎ_yはフィルムの面内主屈折率、ｄはフィルムの厚さ）が、１００〜３００ｎｍのものを容易に得ることができる。また、角度φを小さくするか又はＲｅ₁及びＲｅ₂を大きくすることによって大きなＮｚ係数を持った斜め延伸フィルムを得ることができ、逆に角度φを大きくするか又はＲｅ₁及びＲｅ₂を小さくすることによって小さなＮｚ係数を持った斜め延伸フィルムを得ることができる。なお、Ｎｚ係数とは、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎ_z、としたとき、（ｎ_x−ｎ_z）／（ｎ_x−ｎ_y）で表される値である。

本発明の製法により得られる長尺の斜め延伸フィルムは、その幅が、好ましくは１３００ｍｍ以上、より好ましくは１４５０ｍｍ以上である。

本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムの平均厚さは、機械的強度などの観点から、好ましくは３０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜６０μｍ、特に好ましくは３０〜５０μｍである。
また、本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムの巾方向の厚さムラは最大値と最小値の差で、通常３μｍ以下、好ましくは２μｍ以下である。厚さムラがこのような範囲にあると、本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムを長尺で巻き取ることができる。

本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムは、Ｒｅのムラが通常１０ｎｍ以内、好ましくは５ｎｍ以内、さらに好ましくは２ｎｍ以内である。本発明では、Ｒｅのムラを上記範囲にすることができるので、液晶表示装置用に用いた場合に表示品質を良好なものにすることが可能になる。ここで、Ｒｅのムラは、光入射角０°（入射光線と本発明の斜め延伸フィルム表面が直交する状態）の時のＲｅを斜め延伸フィルムの幅方向に測定したときの、そのＲｅの最大値と最小値との差である。

本発明の製法により得られる延伸フィルムのＮｚ係数は、１．５以上が好ましく、２．０を超えることがより好ましく、２．１以上であることが特に好ましい。
また、Ｎｚ係数の上限値は、好ましくは１０であり、より好ましくは５であり、さらに好ましくは３である。
Ｎｚ係数を１．５以上とするためには、Ｒｅ₁が１５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、且つＲｅ₂がＲｅ₁の０．４倍以上１倍未満となるように設定する。さらにこのとき、θｅが５°以上３０°以下であることが好ましい。
Ｎｚ係数を、２．０を超える範囲とするためには、Ｒｅ₁が２５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、且つＲｅ₂がＲｅ₁の０．５倍以上１倍未満となるように設定する。さらにこのとき、θｅが５°以上２０°以下であることが好ましい。Ｎｚ係数を２．１以上とするためには、Ｒｅ₁が２５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、且つＲｅ₂がＲｅ₁の０．７倍以上１倍未満となるように設定する。さらにこのとき、θｅが５°以上２０°以下であることが好ましい。

本発明の製法により得られる斜め延伸フィルム中の残留揮発性成分の含有量は特に制約されないが、好ましくは０．１重量％以下、より好ましくは０．０５重量％以下、さらに好ましくは０．０２重量％以下である。残留揮発性成分の含有量が０．１重量％を超えると、経時的に光学特性が変化するおそれがある。揮発性成分の含有量を上記範囲にすることにより、寸法安定性が向上し、平均Ｒｅや厚さ方向の平均レターデーション（Ｒｔｈ）の経時変化を小さくすることができ、さらに本発明の斜め延伸フィルムを有する偏光板や液晶表示装置の劣化を抑制でき、長期的にディスプレイの表示を安定で良好に保つことができる。残留揮発性成分は、フィルム中に微量含まれる分子量２００以下の物質であり、例えば、残留単量体や溶媒などが挙げられる。残留揮発性成分の含有量は、フィルム中に含まれる分子量２００以下の物質の合計として、フィルムをガスクロマトグラフィーにより分析することにより定量することができる。

本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムの飽和吸水率は好ましくは０．０３重量％以下、さらに好ましくは０．０２重量％以下、特に好ましくは０．０１重量％以下である。飽和吸水率が上記範囲であると、平均Ｒｅや厚さ方向の平均レターデーション（Ｒｔｈ）の経時変化を小さくすることができ、さらに本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムを有する偏光板や液晶表示装置の劣化を抑制でき、長期的にディスプレイの表示を安定で良好に保つことができる。
飽和吸水率は、フィルムの試験片を一定温度の水中に一定時間、浸漬し、増加した質量の浸漬前の試験片質量に対する百分率で表される値である。通常は、２３℃の水中に２４時間、浸漬して測定される。本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムにおける飽和吸水率は、例えば熱可塑性樹脂中の極性基の量を減少させることにより、前記値に調節することができるが、好ましくは、極性基を持たない樹脂であることが望まれる。

本発明の製法により得られた長尺の斜め延伸フィルムと、長尺の偏光子とを積層することによって長尺の積層フィルムを得ることができる。
本発明に用いられる偏光子は、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。その他に、グリッド偏光子や異方性多層フィルムなどの反射性偏光子が挙げられる。偏光子の厚さは、通常５〜８０μｍである。

本発明の製法により得られる斜め延伸フィルムを偏光子の両面に積層させても片面に積層させてもよく、また積層する数にも特に限定はなく、２枚以上積層させてもよい。
偏光子の片面のみに、斜め延伸フィルムを積層した場合は、残りの片面に偏光子の保護を目的として、適宜の接着層を介して保護フィルムを積層してもよい。

保護フィルムとしては、適宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れる樹脂を有するフィルム等が好ましく用いられる。その樹脂の例としては、トリアセチルセルロースの如きアセテート重合体、脂環式オレフィンポリマー、ポリオレフィン重合体、ポリカーボネート重合体、ポリエチレンテレフタレートの如きポリエステル重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ポリスチレン重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ポリスルホン重合体、ポリエーテルスルホン重合体、ポリアミド重合体、ポリイミド重合体、アクリル重合体等が挙げられる。

本発明の長尺の積層フィルムを得るための好適な製造方法は、斜め延伸フィルム巻回体および偏光子巻回体からそれぞれ同時にフィルムを引き出しながら、該斜め延伸フィルムと該偏光子とを密着させることを含む方法である。斜め延伸フィルムと偏光子との密着面には接着剤を介在させることができる。斜め延伸フィルムと偏光子とを密着させる方法としては、二本の平行に並べられたロールのニップに斜め延伸フィルムと偏光子を一緒に通し圧し挟む方法が挙げられる。

本発明の長尺の斜め延伸フィルムまたは長尺の積層フィルムは、その使用形態に応じて所望の大きさに切り出して、位相差板または偏光板として用いられる。この場合、長尺のフィルムの長手方向に対して、垂直または平行な方向に沿って切り出すことが好ましい。

本発明の液晶表示装置は、前記の長尺の斜め延伸フィルムまたは長尺の積層フィルムから切り出された位相差板または偏光板を備えるものである。本発明の液晶表示装置の一例としては、偏光透過軸を電圧の調整で変化させることができる液晶パネルと、それを挟むように配置される本発明の偏光板とで構成されるものが挙げられる。また、本発明の位相差板は、光学補償、偏光変換などのために液晶表示装置に用いられる。なお、液晶表示装置には、液晶パネルに光を送りこむために、表示面の裏側に、透過型液晶表示装置ではバックライト装置が、反射型液晶表示装置では反射板が、通常備えられている。なお、バックライトに用いられる光源としては、冷陰極管、水銀平面ランプ、発光ダイオード、ＥＬなどが挙げられる。本発明の液晶表示装置としては、反射型表示方式の液晶パネルを備える反射型液晶表示装置が好ましい。液晶パネルはその表示モードによって特に制限されない。例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、バーティカルアラインメント（ＶＡ）モード、マルチドメインバーティカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードなどを挙げることができる。本発明の液晶表示装置には、その他に、プリズムアレイシート、レンズアレイシート、拡散シート、光拡散板、導光板、輝度向上フィルム等の適宜な部品を適宜な位置に１層または２層以上配置することができる。

本発明の製法で得られた斜め延伸フィルムは、液晶表示装置以外に、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ＦＥＤ（電界放出）表示装置、ＳＥＤ（表面電界）表示装置に適用することができる。

本実施例では以下の方法で評価を行った。
（平均厚さ、厚さムラ）
スナップゲージ（ミツトヨ社製、ＩＤ−Ｃ１１２ＢＳ）を用いてフィルムの幅方向５ｃｍ間隔で厚さを測定し平均値を求めた。厚さムラは、厚さの最大値と最小値の差とした。（平均配向角、配向角ムラ）
偏光顕微鏡（ＮＩＣＯＮ社製、ＢＸ５１）を用いてフィルムの幅方向５ｃｍ間隔で面内の遅相軸を測定し、遅相軸の方向と幅方向との成す角度（配向角）の平均値を求めた。配向角ムラは配向角の最大値と最小値の差とした。
（平均Ｒｅ、平均Ｎｚ係数）
位相差計（王子計測社製、ＫＯＢＲＡ２１−ＡＤＨ）を用いてフィルム幅方向５ｃｍ間隔で式（１）及び（２）に従ってＲｅ及びＮｚ係数を測定し平均値を求めた。Ｒｅムラは、Ｒｅの最大値と最小値との差とした。
Ｒｅ＝（ｎ_x−ｎ_y）・ｄ ・・ （１）
Ｎｚ＝（ｎ_x−ｎ_z）／（ｎ_x−ｎ_y） ・・ （２）
３次元屈折率ｎ_x、ｎ_y、ｎ_z、厚さｄ

実施例１
ノルボルネン系樹脂のペレット（日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＯＲ１４２０）をＴダイ式フィルム押出成形機で成形して、幅１０００ｍｍ、厚さ１３０μｍの長尺の未延伸フィルム（Ａ）を得た。未延伸フィルム（Ａ）はロールに巻き取った。
次いで、未延伸フィルム（Ａ）をロールから引き出し、縦延伸機に供給し、表１に示す延伸条件で縦延伸し、表２に示す特性の縦延伸フィルム（Ｂ）を得た。縦延伸フィルム（Ｂ）はロールに巻き取った。
更に、縦延伸フィルム（Ｂ）をロールから引き出し、図１〜３に示すテンター延伸機に供給し、表１に示す延伸条件で縦延伸フィルム（Ｂ）の幅方向に対して斜め１０°方向に延伸し、斜め延伸フィルム（Ｃ）を得、さらにロールに巻き取って斜め延伸フィルム巻回体を得た。フィルム（Ｃ）は、幅方向に対して平均配向角７５°の配向軸を有していた。フィルム（Ｃ）の特性を表２に示した。

実施例２
実施例１で得られた長尺の縦延伸フィルム（Ｂ）をロールから引き出し、テンター延伸機に供給し、表１に示す延伸条件で縦延伸フィルム（Ｂ）の幅方向に対して斜め１０°方向に延伸し、斜め延伸フィルム（Ｄ）を得、さらにロールに巻き取って斜め延伸フィルム巻回体を得た。フィルム（Ｄ）は幅方向に対して平均配向角４５°の配向軸を有し、且つ表２に示す特性を有していた。

実施例３
実施例１で得られた長尺の縦延伸フィルム（Ｂ）をロールから引き出し、テンター延伸機に供給し、表１に示す延伸条件で縦延伸フィルム（Ｂ）の幅方向に対して斜め１５°方向に延伸し、斜め延伸フィルム（Ｅ）を得、さらにロールに巻き取って斜め延伸フィルム巻回体を得た。フィルム（Ｅ）は幅方向に対して平均配向角７５°の配向軸を有し、且つ表２に示す特性を有していた。

比較例１
特開平２−１１３９２０に記載の手法に準じて、実施例１で得られた長尺の未延伸フィルム（Ａ）を、表１に示す角度、温度、延伸倍率に設定したテンター延伸機に供給し、斜め延伸フィルム（Ｆ）を得た。フィルム（Ｆ）は、一面にシワが残り、ロールに巻き取ることができなかった。延伸フィルム（Ｆ）の特性を表２に示す。

比較例２
実施例１で得られた長尺の未延伸フィルム（Ａ）を、表１に示す角度、温度、延伸倍率に設定したテンター延伸機に供給し、斜め延伸フィルム（Ｇ）を得た。フィルム（Ｇ）は、一面にシワが残り、ロールに巻き取ることができなかった。延伸フィルム（Ｇ）の特性を表２に示す。

比較例３
実施例１で得られた、長尺の縦延伸フィルム（Ｂ）をロールから引き出し、テンター延伸機に供給し、表１の延伸条件で縦延伸フィルム（Ｂ）の幅方向に対して斜め１０°方向に延伸し、斜め延伸フィルム（Ｈ）を得、さらにロールに巻き取って斜め延伸フィルム巻回体を得た。フィルム（Ｈ）の幅方向に対する平均配向角は８°であった。その他の特性を表２に示した。

比較例４
実施例１で得られた、長尺の縦延伸フィルム（Ｂ）をロールから引き出し、テンター延伸機に供給し、表１の延伸条件で縦延伸フィルム（Ｂ）の幅方向に対して斜め２３°方向に延伸し、斜め延伸フィルム（Ｉ）を得、さらにロールに巻き取って斜め延伸フィルム巻回体を得た。フィルム（Ｉ）の幅方向に対する平均配向角は２０°であったが、配向角ムラが大きい結果となった。その他の特性を表２に示した。

比較例１〜２の結果から、幅方向に対して平均配向角４５°以上の斜め延伸フィルムを得ようとしても、皺が発生し、光学フィルムとして使用できないことが分かる。また、比較例１〜４の結果から、Ｒｅ₂がＲｅ₁以上であると、角度θeに略等しい方向に配向軸が発現していることがわかる。また、このとき、配向角が大きくなると、得られる延伸フィルムの物性のばらつきが大きくなることがわかる（比較例１〜２、４）。

一方、本発明の方法によれば幅方向に対して平均配向角４５°以上の斜め延伸フィルム（実施例１〜３）を皺を生じさせずに製造することができることがわかる。また、斜め延伸工程における延伸角度θeが小さくても、得られる延伸フィルムの配向角を大きくすることができ、且つ、縦延伸工程における延伸方向と、斜め延伸工程における延伸方向との間の方向に、延伸フィルムの配向軸を精度よく発現させることができる。さらに、得られる延伸フィルムは、広幅で厚さムラやＲｅムラが小さい。

Claims (17)

1. ａ）長尺の原料フィルムを縦延伸して平均レターデーションＲｅ₁の縦延伸フィルムを得る工程、および該縦延伸フィルムを幅方向に対して斜交する角度θｅの方向に延伸する工程を含み、
   ｂ）前記の角度θｅ方向に延伸する工程は、前記の長尺の原料フィルムから平均レターデーションＲｅ₂（Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さい）の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件で行われる
   幅方向に対して１０°以上８５°以下の角度θｓ傾いた方向に配向軸を有する長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
2. 前記角度θｅの方向に延伸する工程の延伸温度が、縦延伸する工程の延伸温度よりも高い、請求項１に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
3. 前記角度θｅの方向に延伸する工程の延伸倍率が、縦延伸する工程の延伸倍率よりも小さい、請求項１又は２に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
4. ａ）長尺の原料フィルムを縦延伸することにより得られた、平均レターデーションＲｅ₁の縦延伸フィルムの巻回体から該縦延伸フィルムを引き出す工程；該縦延伸フィルムの幅方向の両端を把持手段により把持する工程；予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび固定ゾーンを通過させて該縦延伸フィルムを幅方向に対して斜交する角度θｅの方向に延伸して斜め延伸フィルムを得る工程；該斜め延伸フィルムの両端を把持手段から解放する工程；および該斜め延伸フィルムを巻芯に巻き取る工程を含み、
   ｂ）前記の角度θｅ方向に延伸する工程は、前記の長尺の原料フィルムから平均レターデーションＲｅ₂（Ｒｅ₂はＲｅ₁より小さい）の長尺の斜め延伸フィルム試験体が得られる条件で行われ、
   ｃ）前記把持手段の走行速度がフィルム両端で略等しい、
   幅方向に対して１０°以上８５°以下の角度θｓ傾いた方向に配向軸を有する長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
5. 前記斜め延伸フィルムを巻芯に巻き取る工程をさらに含み、
   前記縦延伸フィルムを引き出す方向が斜め延伸フィルムを前記巻芯に巻き取る方向に対して傾いている、請求項４に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
6. 前記固定ゾーンのフィルム走行方向が予熱ゾーンのフィルム走行方向に対して角度θ１傾いており、該θ１がθｅ以下である、請求項４に記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
7. 幅方向に対して５１°以上８５°以下の角度θｓ傾いた方向に配向軸を有する請求項１〜６のいずれかに記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
8. 長尺の原料フィルムが、脂環式オレフィンポリマーからなる、請求項１〜７のいずれかに記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
9. 長尺の原料フィルムが、溶融押出成形法で得られたものである、請求項１〜８のいずれかに記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
10. 残留揮発性成分の含有量が０．１重量％以下である、請求項１〜９のいずれかに記載の長尺の斜め延伸フィルムの製造方法。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の方法で得られる長尺の斜め延伸フィルム。
12. 請求項１１に記載の長尺の斜め延伸フィルムと長尺の偏光子とを、それらの長手方向を揃えて積層させてなる長尺の積層フィルム。
13. 請求項１１に記載の長尺の斜め延伸フィルムを、その長手方向に対して垂直または平行な方向に沿って、所定の大きさに切り取ることを含む位相差板の製造方法。
14. 請求項１２に記載の長尺の積層フィルムを所定の大きさに切り取ることを含む偏光板の製造方法。
15. 請求項１３に記載の方法により得られた位相差板を備える液晶表示装置。
16. 請求項１４に記載の方法により得られた偏光板を備える液晶表示装置。
17. 反射型表示方式の液晶パネルを備える請求項１５または１６に記載の液晶表示装置。

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