JP7036159B2 - 厚み位相差(Rth)が負の値を有するフィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献2、3に開示されている方法では、熱収縮性フィルムなどの部材が必要であり、また、用いる熱収縮性フィルムの特性(バラツキ)が屈折率の制御に影響を与えるため品質の安定化が容易ではない等という問題があった。
特許文献4に開示されている方法では、厚み精度は良好なものの、製造するフィルムを薄膜化していくと冷却ロールと金属スリーブロールとが直接接触しロール表面に傷などの欠陥を生じさせる懸念があった。また、特許文献3には、nz、特に厚み位相差(Rth)の制御については何ら記載も示唆もない。
本発明の実施形態の一例に係るフィルムの製造方法(「本フィルム製造方法」と称する)は、ガラス転移温度が80℃以上でかつ、固有複屈折が正である樹脂を主成分とする組成物(「本樹脂組成物」と称する)を加熱溶融してシート状に押出す溶融押出工程、及び、冷却ロール(A)と特定のタッチロール(B)とで前記押出されたシート状物を挟圧させる挟圧工程を含むフィルムの製造方法であって、前記固有複屈折が正である樹脂を主成分とする組成物からなる層の厚み位相差(Rth)が負の値を有するフィルム(「本フィルム」と称する)の製造方法である。
一方、厚み位相差(Rth)とは、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、Rth={(nx+ny)/2-nz}×dによって求められるものである。
本工程では、後に記載するガラス転移温度が80℃以上でかつ、固有複屈折が正である樹脂、その他の原料を、例えばタンブラーミキサー、オムニミキサー等の混合機でプレブレンドした後、必要に応じて、得られた混合物を押出混練して本樹脂組成物を調製すればよい。
また、設備構造および必要性に応じて、ベント口に減圧機を接続し、水分や低分子量物質を除去してもよい。
本工程では、前記溶融押出工程で押出されたシート状物を冷却ロール(A)と特定のタッチロール(B)とで挟圧し、冷却ロールに密着させながら引き取り、連続したシート状物に成形するのが好ましい。図1に本発明の一実施形態でフィルムを製造するために用意した製造装置の概略構成図を示した。また、図2に本発明の一実施形態であるタッチロール(B)の断面模式図を示した。
冷却ロール(A)のサイズについては特に制限されるものではないが、通常、直径が100mm~2500mmであり、200mm~1000mmが好ましく、250mm~600mmがより好ましい。また、通常、幅は、5000mm以下であり、800mm~2500mmが好ましく、1000~1800mmがより好ましい。
図1では、冷却ロール4の後段に、さらに第2の冷却ロール5が配置されている。冷却ロールの数は、採取するフィルムの材質や成形温度および厚み等に応じて適宜選択すればよい。
式(1): 100MPa≧E´(B-2)>E´(B-1)
なお、貯蔵弾性率は、粘弾性測定装置を用い、振動周波数10Hz、ひずみ0.1%、昇温速度3℃/分で測定した値である。
固有複屈折の正である樹脂とは、重合体の分子鎖が一軸配向した層(例えば、フィルム)において、当該層の主面に垂直に入射した光のうち、当該層における分子鎖が配向する方向(配向軸)に平行な振動成分に対する層の屈折率n1から、配向軸に垂直な振動成分に対する層の屈折率n2を引いた値(n1-n2)が正である樹脂である。固有複屈折の値は、各々の重合体について、その分子構造に基づく計算により求めることができる。なお、樹脂組成物の固有複屈折の正負は、当該樹脂組成物に含まれる各重合体によって生じる複屈折の総計により決定される。また、本発明において主成分とは、層中の組成物成分として、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上含むことをいう。
脂環式ジヒドロキシ化合物としては、国際公開第2007/148604号公報に記載の脂環式ジヒドロキシ化合物に由来する単量体単位を挙げることができる。本発明においては、耐熱性や光学特性から5員環構造又は6員環構造を含むものが好ましい。6員環構造は共有結合によって椅子形又は舟形に固定されていてもよい。中でも、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール及びペンタシクロペンタデカンジメタノールを好適に例示することができる。これらの中でも、シクロヘキサンジメタノール又はトリシクロデカンジメタノールが経済性および耐熱性などからより好ましい。
上記の脂環式構造含有重合体樹脂は、例えば特開2002-321302号公報等に開示されている公知の重合体から選択することができる。
このようにして得られる本フィルムは、ガラス転移温度が80℃以上でかつ、固有複屈折が正である樹脂を主成分とする組成物(本樹脂組成物)からなる層を含み、その層の厚み位相差(Rth)が負の値を有することを特徴とするフィルムであり、このフィルムは液晶表示の画質改善に有効な光学補償フィルム等として有用である。
本フィルムの厚みが5μm以上であれば、フィルムとしての強度を十分に確保することができ、後加工や二次加工を行う際に破断などが生じるのを防ぐことができるため好ましい。他方、フィルムの厚みが200μm以下であれば、構成部材としての厚みを抑えることができるため好ましい。
光弾性係数とは、弾性体が外力を受けたとき一時的に光学的異方体となって複屈折を生じ、外力を除いたあと元に戻る光弾性効果を示す物質において複屈折差の応力依存性を表す定数である。即ち、複屈折差(Δn)と光弾性係数との関係は次式で表される。
Δn=C・σ (Cは光弾性係数、σは応力を表す)
本フィルムの用途には特に制限はないが、光学異方性が非常に小さく、また引裂強度等の機械的強度にも優れることから、特に、本フィルムを偏光膜の少なくとも片面に配することで、偏光板の偏光膜の保護フィルムとして好適に用いることができる。
接着剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ポリビニルアルコール系やウレタン化合物等の水系接着剤、アクリル系化合物やエポキシ系化合物、オキサゾリン化合物等の活性エネルギー線硬化系接着剤が挙げられる。
本フィルムは、光学特性や、引裂強度等の機械的強度に優れ、偏光膜に対して密着性よく接着させることができ、偏光板を液晶から剥す際のハンドリング性にも優れることから、このような本フィルムを用いた本発明の偏光板は、偏光膜の保護効果、機能維持性に優れ、テレビ、パソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の液晶表示装置の偏光板として高品質な表示画面を実現することができ、また、液晶表示装置製造時の作業性にも優れる。
(株)パーキンエルマー製の示差走査熱量計、商品名「Pyris1 DSC」を用いて、JIS K7121に準じて、試料約10mgを加熱速度10℃/分で-40℃から200℃まで昇温し、200℃で1分間保持した後、冷却速度10℃/分で-40℃まで降温し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで昇温した時に測定されたサーモグラムからガラス転移温度(Tg)(℃)を求めた。なお、Tgの値は、少数第一位を四捨五入して記載した。
得られたフィルムについて、JIS K7105に準じてヘーズメーター(日本電色工業(株)社製、商品名:NDH-5000)を用いて、全光線透過率およびヘイズを測定した。また、下記の基準で判定した結果も記載した。
(全光線透過率)
◎:全光線透過率が92%以上
○:全光線透過率が90%以上、92%未満
△:全光線透過率が85%以上、90%未満
×:全光線透過率が85%未満
(ヘイズ)
◎:ヘイズが0.3%以下
○:ヘイズが0.3%を超え、1.0%以下
×:ヘイズが1.0%を超える
アイティ計測(株)製の粘弾性測定装置、商品名「粘弾性スペクトロメーターDVA-200」を用いて、試料(MD方向4mm、TD方向60mm)を振動周波数10Hz、ひずみ0.1%、昇温速度3℃/分、チャック間25mmで横方向について、-100℃から150℃まで測定し、得られたデータから20℃における貯蔵弾性率(E´)(MPa)を求めた。
得られたフィルムについて、位相差測定装置(王子計測機器(株)製、商品名:KOBRA-WR)を用いて測定した。また、下記の基準で判定した結果も記載した。なお、Rthは、入射角度0°の時と、40°のときの位相差より算出した。
○:Rthの値が負
×:Rthの値が正
(樹脂:P-1)
特開2008-024919号公報に準じた方法により得られた、ジヒドロキシ化合物であるイソソルビドに由来する単量体単位とトリシクロデカンジメタノールに由来する単量体単位のモル比率がイソソルビド/トリシクロデカンジメタノール=70/30モル%であるポリカーボネート共重合体。密度:1.36g/cm3、Tg:130℃、MFR(温度:230℃、荷重:37.3N):9.6g/10min、平均屈折率:1.5102、固有複屈折:0.03、光弾性係数:12×10-12Pa-1
ガラス転移温度が80℃以上でかつ、固有複屈折が正である樹脂として樹脂(P-1)100質量部をベント機能を有する同方向二軸押出機に供給し、樹脂温度220~255℃で溶融混練し、ギアポンプとフィルターパック(リーフディスクフィルター、メッシュサイズ5μm)を経由して255℃のTダイにてシート状の溶融体を作製し、エアギャップ65mmでステンレス製の冷却ロール(φ300mm、温度100℃)とタッチロール(φ200mm、外層;鏡面シリコーンゴム、E´=9.0MPa、厚み3mm、内層;シリコーン系スポンジゴム、E´=0.26MPa、厚み7mm)とで挟圧することで厚みが40μmのフィルムを作製し、後工程でマスキングフィルム(フタムラ化学(株)製、自己粘着OPPフィルム、商品名;太閤FSA、グレード;010M、厚み;30μm)をラミネートし、フィルムロール(長さ1000m)を得た。タッチ圧は、0.8MPaであった。得られたフィルムは外観が良好であり、また平面性にも優れていた。該フィルムを用いて評価した結果を表1に示す。
実施例1においてタッチロール(外層;鏡面シリコーンゴム、内層;シリコーン系スポンジゴム)の代わりにタッチロール(全層;鏡面シリコーンゴム)を用いた以外は同様にして厚みが40μmのフィルムロールを得た。得られたフィルムは外観が良好であり、また平面性にも優れていた。該フィルムを用いて評価した結果を表1に示す。
1a・・・フィルターパック
1b・・・Tダイ
2・・・フィルム
3・・・タッチロール
4,5・・・冷却ロール
6・・・軸体
7・・・内層(B-1)
8・・・外層(B-2)
Claims (4)
- ガラス転移温度が80℃以上でかつ、固有複屈折が正である脂環式構造含有重合体樹脂を90質量%以上含有する組成物からなる層を含み、その層の厚み位相差(Rth)が-100nm~-2nmであるフィルム。
- 前記厚み位相差(Rth)が-50nm~-5nmである、請求項1に記載のフィルム。
- 請求項1又は2に記載のフィルムを偏光膜の少なくとも片面に配してなる偏光板。
- 請求項3に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
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