JP6153440B2 - 位相差フィルムおよびその製造方法、ならびに該位相差フィルムを含む円偏光板 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記位相差フィルムは、80℃で240時間加熱後の寸法収縮率が2.0%以下である。
1つの実施形態においては、上記位相差フィルムは、X線回折法(XR)で測定される結晶化度が25%以上である。
1つの実施形態においては、上記位相差フィルムは、面内位相差Re(590)が3000nm以上である。
本発明の別の局面によれば、上記の位相差フィルムの製造方法が提供される。この方法は、フィルムの左右端部を、それぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること;該フィルムを予熱すること;該左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して変化させて、該フィルムを斜め延伸すること;該斜め延伸の後、該左右のクリップのクリップピッチを一定とした状態で、該フィルムを熱処理して結晶化させること;および、該フィルムを把持するクリップを解放すること;を含む。
1つの実施形態においては、上記熱処理は100℃〜280℃の温度で行われる。
1つの実施形態においては、上記斜め延伸は、(i)前記左右のクリップのうちの一方のクリップのクリップピッチを増大させ、かつ、他方のクリップのクリップピッチを減少させること、および、(ii)該減少したクリップピッチを該拡大したクリップピッチと同じピッチまで増大させ、それぞれのクリップのクリップピッチを所定のピッチとすること、を含む。
本発明のさらに別の局面によれば、長尺状の円偏光板が提供される。この円偏光板は、上記の長尺状の位相差フィルムと、該位相差フィルムの一方の側に配置された長尺状の偏光子とを含む。
本発明の実施形態による位相差フィルムは、長尺状である。本明細書において「長尺状」とは、幅に対する長さの比が10以上の細長形状をいう。位相差フィルムの幅に対する長さの比は、好ましくは30以上であり、より好ましくは100以上である。1つの実施形態においては、位相差フィルムはロール状に巻回されている。
本発明の実施形態による位相差フィルムの製造方法は、延伸対象のフィルムの左右端部を、それぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること(工程A:把持工程);該フィルムを予熱すること(工程B:予熱工程);該左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して変化させて、該フィルムを斜め延伸すること(工程C:延伸工程);必要に応じて、該左右のクリップのクリップピッチを一定とした状態で、該フィルムを熱処理して結晶化させること(工程D:結晶化工程);および、該フィルムを把持するクリップを解放すること(工程E:解放工程);を含む。以下、上記ポリエステル系樹脂フィルムから上記位相差フィルムを作製する一例について、各工程を詳細に説明する。
最初に、図1〜図3を参照して、本工程を含む本発明の製造方法に用いられ得る延伸装置について説明する。図1は、本発明の製造方法に用いられ得る延伸装置の一例の全体構成を説明する概略平面図である。図2および図3は、それぞれ、図1の延伸装置においてクリップピッチを変化させるリンク機構を説明するための要部概略平面図であり、図2はクリップピッチが最小の状態を示し、図3はクリップピッチが最大の状態を示す。延伸装置100は、平面視で、左右両側に、フィルム把持用の多数のクリップ20を有する無端ループ10Lと無端ループ10Rとを左右対称に有する。なお、本明細書においては、フィルムの入口側から見て左側の無端ループを左側の無端ループ10L、右側の無端ループを右側の無端ループ10Rと称する。左右の無端ループ10L、10Rのクリップ20は、それぞれ、基準レール70に案内されてループ状に巡回移動する。左側の無端ループ10Rは反時計廻り方向に巡回移動し、右側の無端ループ10Rは時計廻り方向に巡回移動する。延伸装置においては、シートの入口側から出口側へ向けて、把持ゾーンA、予熱ゾーンB、延伸ゾーンC、結晶化ゾーンD、および解放ゾーンEが順に設けられている。なお、これらのそれぞれのゾーンは、延伸対象となるフィルムが実質的に把持、予熱、斜め延伸、結晶化および解放されるゾーンを意味し、機械的、構造的に独立した区画を意味するものではない。また、それぞれのゾーンの長さの比率は、実際の長さの比率と異なることに留意されたい。
予熱ゾーン(予熱工程)Bにおいては、左右の無端ループ10R、10Lは、上記のとおりポリエステル系樹脂フィルムの初期幅に対応する離間距離で互いに略平行となるよう構成されているので、基本的には横延伸も縦延伸も行わず、フィルムが加熱される。ただし、予熱によりフィルムのたわみが起こり、オーブン内のノズルに接触するなどの不具合を回避するために、わずかに左右クリップ間の距離(幅方向の距離)を広げてもよい。
延伸ゾーン(延伸工程)Cにおいては、左右のクリップ20のクリップピッチをそれぞれ独立して変化させて、フィルムを斜め延伸する。斜め延伸は、例えば図示例のように、左右のクリップ間の距離(幅方向の距離)を拡大させながら行われ得る。以下、具体的に説明する。なお、以下の説明では、便宜上、延伸ゾーンCを、入口側延伸ゾーン(第1の斜め延伸ゾーン)C1と出口側延伸ゾーン(第2の斜め延伸ゾーン)C2とに分けて記載する。第1の斜め延伸ゾーンC1および第2の斜め延伸ゾーンC2の長さはおよび互いの長さの比は、目的に応じて適切に設定され得る。
結晶化ゾーン(結晶化工程)Dにおいては、左右のクリップ20のクリップピッチを一定とした状態で、斜め延伸したポリエステル系樹脂フィルムを熱処理して結晶化させる。具体的には、左右のクリップ20のクリップピッチをともにP2とした状態で、フィルムを搬送しながら加熱する。結晶化工程は、必要に応じて行われ得る。
最後に、フィルムを把持するクリップを解放して、位相差フィルムが得られる。なお、斜め延伸後のフィルムの幅W2が、得られる位相差フィルムの幅に対応する(図4)。斜め延伸が横延伸を含まない場合には、得られる位相差フィルムの幅はフィルムの初期幅に実質的に等しい。
A.概略
本発明の位相差フィルムは、非常に高い製造効率で偏光板と貼り合わせることができる。詳細は以下のとおりである。本発明の位相差フィルムは、長尺状であり、かつ、斜め方向(上記のとおり、長尺方向に対して例えば45°の方向)に遅相軸を有する。多くの場合、長尺状の偏光子は長尺方向または幅方向に吸収軸を有するので、本発明の位相差フィルムを用いれば、遅相軸が偏光板の吸収軸に対して例えば45°の角度となるよう貼り合わせる場合に(例えば、円偏光板を作製する場合に)、いわゆるロールトゥロールを利用することができ、きわめて優れた製造効率を実現できる。なお、ロールトゥロールとは、長尺のフィルム同士をロール搬送しながら、その長尺方向を揃えて連続的に貼り合わせる方法をいう。
B−1.長尺状の偏光子の作製
上記のとおり、長尺状の本発明の位相差フィルムと長尺状の偏光子とを(好ましくはロールトゥロールにより)貼り合わせることにより、長尺状の円偏光板を作製することができる。長尺状の偏光子としては、長尺方向または幅方向のいずれかに吸収軸を有する偏光フィルムを採用することができる。具体的には、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系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等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、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ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでも、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素などの二色性物質を吸着させて一軸延伸した長尺偏光フィルムが、偏光二色比が高く特に好ましい。これら長尺偏光フィルムの厚さは特に制限されないが、一般的に、1〜80μm程度である。
上記(I)および(II)に記載の本発明の長尺状の位相差フィルムと上記B−1に記載の長尺状の偏光子とを、上記図6を参照して説明したようにして連続的に送り出し、次いで、それぞれの長手方向を揃えた状態で連続的に貼り合わせ、長尺状の円偏光板が得られる。このようにして得られた長尺状の円偏光板は、所望の寸法に切断して用いられ得る。なお、長尺状の位相差フィルムと長尺状の偏光子とは、代表的には、粘着剤または接着剤を介して貼り合わせられ得る。粘着剤または接着剤としては、得られる円偏光板の光学特性を損なわないかぎり、任意の適切な粘着剤または接着剤を使用することができる。
実施例および比較例で得られた位相差フィルムの中央部を、一辺が当該フィルムの幅方向と平行となるようにして幅50mm、長さ50mmの正方形状に切り出して試料を作成した。この試料を、ミュラーマトリクス・ポラリメーター(Axometrics社製 製品名「Axoscan」)を用いて測定し、波長550nm、23℃における配向角θを測定した。なお、配向角θは測定台に試料を平行に置いた状態で測定した。
(2)面内位相差Re
上記(1)と同様にして、Axometrics社製 製品名「Axoscan」を用いて、波長590nm、23℃で測定した。
(3)厚み
マイクロゲージ式厚み計(ミツトヨ社製)を用いて測定した。
(4)寸法変化
実施例および比較例で得られた位相差フィルムを100mm×100mmに裁断した。当該裁断したフィルムをミツトヨ社製:CNC画像測定機 QuickVision(QV606)を用いて正確に寸法を測定した。その後、80℃の加熱オーブンに240時間入れた後、フィルムを取り出し、再度正確に寸法を測定し、寸法の変化を求めた。
(5)結晶化度
実施例および比較例で得られた位相差フィルムについて、二次元検出器搭載X線回折装置(Bruker AXS社製、D8 DISCOVER with GADDS)を用いてX線回折測定を行い、散乱プロファイルを得た。得られた散乱プロファイルをフィッティングにより結晶性回折線と非晶ハローピークに分離した。得られた各ピークの積分強度より結晶化度Xcを下記式(1)より求めた。
Xc=Ic/(Ic+Ia)×100 ・・・式(1)
Ic:結晶性散乱強度
Ia:非晶性散乱強度
(6)ロールトゥロールによる円偏光板の作製
実施例および比較例で得られた位相差フィルムと長尺状の偏光子と斜め延伸された長尺状のシクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン社製、製品名「ZD12−141158−E1330」)とをロールトゥロールにより貼り合わせ、位相差フィルム/偏光子/シクロオレフィン系フィルムの3層構造を有する長尺状の円偏光板を作製した。ロールトゥロールによる円偏光板の作製が可能なものを○、不可能なものを×とした。なお、長尺状の偏光子は、ポリビニルアルコール樹脂からなる長尺状のフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸して作製した。
(7)偏光サングラスによる視認性
上記(6)で得られた円偏光板を所定のサイズに切り出し、市販の有機ELテレビ(LG Display社製、製品名「15EL9500」)にあらかじめ貼り合わされていた偏光板を剥がした後、当該切り出した円偏光板を貼り合わせた。貼り合わせは、円偏光板のシクロオレフィン系フィルム面に塗布されたアクリル系粘着剤を介して行った。円偏光板が貼られた有機ELテレビに画像を出力させ、市販の偏光サングラスをかけて画像の見栄えを目視確認した。判断基準は以下のとおりである。
○・・・色付きや干渉縞がなく、正常に視認できる
△・・・テレビを見る角度によっては干渉縞が見える
×・・・角度によらず干渉縞が見える、または画像が色づいて見える
(ポリエステル系樹脂フィルム)
ポリエステル系樹脂フィルムとして、変性ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱樹脂株式会社製、商品名「ノバクリアSI−026」、厚み200μm)を用いた。変性PETは、シクロヘキサンジメタノール由来の繰り返し単位を含む共重合体である。
上記のポリエステル系樹脂フィルムを、図1〜図4に示すような装置を用い、図5に示すようなクリップピッチのプロファイルで、予熱処理、斜め延伸および結晶化処理に供し、位相差フィルムを得た。具体的には、以下のとおりである:ポリエステル系樹脂フィルム(厚み200μm、幅550mm)を延伸装置の予熱ゾーンで87℃に予熱した。予熱ゾーンにおいては、左右のクリップのクリップピッチは125mmであった。次に、フィルムが第1の斜め延伸ゾーンC1に入ると同時に、右側クリップのクリップピッチの増大を開始し、第1の斜め延伸ゾーンC1において125mmから187.5mmまで増大させた。クリップピッチ変化率は1.5であった。第1の斜め延伸ゾーンC1において、左側クリップのクリップピッチについてはクリップピッチの減少を開始し、第1の斜め延伸ゾーンC1において125mmから90mmまで減少させた。クリップピッチ変化率は0.72であった。次に、フィルムが第2の斜め延伸ゾーンC2に入ると同時に、左側クリップのクリップピッチの増大を開始し、第2の斜め延伸ゾーンC2において90mmから187.5mmまで増大させた。一方、右側クリップのクリップピッチは、第2の斜め延伸ゾーンC2において187.5mmのまま維持した。また、上記斜め延伸と同時に、幅方向にも2.83倍の延伸を行った。なお、斜め延伸は87℃で行った。
次いで、結晶化ゾーンにおいて、結晶化処理を行った。具体的には、左側クリップおよび右側クリップのクリップピッチをともに187.5mmに維持したまま、190℃で1分間熱処理した。
ポリエステル系樹脂フィルムとして非晶質PETフィルム(三菱樹脂株式会社製、商品名「ノバクリアSG−007」、厚み200μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして位相差フィルム(厚み52μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
ポリエステル系樹脂フィルムとして厚みの異なる非晶質PETフィルム(三菱樹脂株式会社製、商品名「ノバクリアSI−026」、厚み125μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして位相差フィルム(厚み33μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
結晶化処理を行わなかったことおよび延伸温度を92℃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(厚み57μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
結晶化処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして位相差フィルム(厚み57μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
ポリエステル系樹脂フィルムの代わりにシクロオレフィン系樹脂フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZF14−100」、厚み100μm、幅420mm)を用いた。
上記のシクロオレフィン系樹脂フィルムを、図1〜図4に示すような装置を用い、図5に示すようなクリップピッチのプロファイルで、予熱処理および斜め延伸に供し、位相差フィルムを得た。具体的には、予熱ゾーンで150℃に予熱した。予熱ゾーンにおいては、左右のクリップのクリップピッチは125mmであった。次に、フィルムが第1の斜め延伸ゾーンC1に入ると同時に、右側クリップのクリップピッチの増大を開始し、第1の斜め延伸ゾーンC1において125mmから165mmまで増大させた。クリップピッチ変化率は1.32であった。第1の斜め延伸ゾーンC1において、左側クリップのクリップピッチについてはクリップピッチの減少を開始し、第1の斜め延伸ゾーンC1において125mmから108.75mmまで減少させた。クリップピッチ変化率は0.87であった。次に、フィルムが第2の斜め延伸ゾーンC2に入ると同時に、左側クリップのクリップピッチの増大を開始し、第2の斜め延伸ゾーンC2において90mmから165mmまで増大させた。一方、右側クリップのクリップピッチは、第2の斜め延伸ゾーンC2において165mmのまま維持した。また、上記斜め延伸と同時に、幅方向にも2倍の延伸を行った。なお、延伸後に結晶化処理は行わなかった。
上記のようにして位相差フィルム(厚み41μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
斜め延伸の代わりにテンター延伸機を用いて横延伸(延伸倍率:4.0倍)を行ったこと以外は実施例2と同様にして位相差フィルム(厚み50μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
斜め延伸の代わりに熱ロールを用いて縦一軸延伸(延伸倍率:4.0倍)を行ったこと、および、延伸前の厚みが100μmのフィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして位相差フィルム(厚み50μm)を得た。得られた位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
ポリエステル系樹脂フィルムとして結晶化処理がなされた逐次二軸延伸PETフィルム(三菱樹脂株式会社製、商品名「T602E25N」、厚み23μm)を用い、位相差フィルムとして使用した。この位相差フィルムを上記(1)〜(7)の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例によれば、特定のポリエステル系樹脂フィルムを用い、かつ、特定の斜め延伸と結晶化処理とを組み合わせることにより、優れた軸精度で斜め方向に遅相軸を有し、かつ、非常に大きい複屈折を有する長尺状の位相差フィルムを実際に作製することができた。一方、結晶化処理を行わずに得られた比較例1および2の位相差フィルムは、複屈折が実施例のフィルムに比べて顕著に小さかった。シクロオレフィンフィルムを用いて得られた比較例3の位相差フィルムは、複屈折が実施例のフィルムに比べて段違いに小さかった。縦延伸、横延伸または二軸延伸で得られた比較例4〜6の位相差フィルムは、ロールトゥロールによる円偏光板の作製が不可能であった。さらに、比較例の位相差フィルムは、全体として、偏光サングラスによる視認性が実施例の位相差フィルムに比べて劣っていた。
10R 無端ループ
20 クリップ
30 クリップ担持部材
70 基準レール
90 ピッチ設定レール
100 延伸装置
Claims (6)
- ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、およびそれらのブレンドから選択されるポリエステル系樹脂で構成されており、
該変性ポリエチレンテレフタレートが、シクロヘキサンジメタノール由来の繰り返し単位、ジエチレングリコール由来の繰り返し単位、およびイソフタル酸由来の繰り返し単位のいずれかを含み、
遅相軸の方向が幅方向の全域にわたって長尺方向に対して30°〜60°の範囲にあり、複屈折Δnxyが0.085以上であり、
80℃で240時間加熱後の寸法収縮率が2.0%以下である、
長尺状の位相差フィルム。 - X線回折法(XRD)で測定される結晶化度が25%以上である、請求項1に記載の位相差フィルム。
- 面内位相差Re(590)が3000nm以上である、請求項1または2に記載の位相差フィルム。
- フィルムの左右端部を、それぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること;該フィルムを予熱すること;該左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して変化させて、該フィルムを斜め延伸すること;該斜め延伸の後、該左右のクリップのクリップピッチを一定とした状態で、該フィルムを熱処理して結晶化させること;および、該フィルムを把持するクリップを解放すること;を含み、
該斜め延伸が、
(i)該左右のクリップのうちの一方のクリップのクリップピッチを増大させ、かつ、他方のクリップのクリップピッチを減少させること、および
(ii)該減少したクリップピッチを該増大したクリップピッチと同じピッチまで増大させ、それぞれのクリップのクリップピッチを所定のピッチとすること
を含む、請求項1から3のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。 - 前記熱処理が100℃〜280℃の温度で行われる、請求項4に記載の位相差フィルムの製造方法。
- 請求項4または5に記載の位相差フィルムの製造方法によって長尺状の位相差フィルムを得ること、および
該長尺状の位相差フィルムと長尺状の偏光板とを搬送しながら、その長尺方向を揃えて連続的に貼り合わせることを含む、円偏光板の製造方法。
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