JPH06138320A - Ｐｖａ系フィルム及び光学用フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学的均質性に優れたＰＶＡ（ポリビニルア
ルコール）系フィルム、ＰＶＡ系偏光膜及びＰＶＡ系位
相差膜を提供する。 【構成】 複屈折率楕円体の長軸のフィルムの長手方向
に対する傾き角度（θ）の絶対値の最大値（Ｍθ）が５
度以下であり、かつ傾き角度（θ）の局所的変化率（Ｒ
θ）が１度以下であるＰＶＡ系フィルム。ＰＶＡ系フィ
ルムを用いた偏光膜は、複屈折率楕円体の長軸の偏光膜
延伸方向に対する傾き角度（Ｚ）の絶対値の最大値（Ｍ
Ｚ）が１度以下であり、かつ傾き角度（Ｚ）の局所的変
化率（ＲＺ）が０．２度以下である。ＰＶＡ系フィルム
を用いた位相差膜は、複屈折率楕円体の長軸の位相差膜
の延伸方向に対する傾き角度（Φ）の絶対値の最大値
（ＭΦ）が３度以下であり、かつ傾き角度（Φ）の局所
的変化率（ＲΦ）が０．５度以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
（以下、ＰＶＡと略記する）系フィルム、ＰＶＡ系偏光
膜及びＰＶＡ系位相差膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】光の透過機能及び遮蔽機能を有する偏光
板、並びに光の位相修正機能を有する位相差板は、光の
スイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）の基本的な構成要素である。このＬＣＤ
の適用分野は初期の頃の電卓、時計等の小型機器から、
ラップトップパソコン、ワープロ、液晶カラープロジェ
クター、液晶テレビ等の高品位でかつ大型化が要求され
る機器へと拡大されてきている。このような状況下にお
いて、偏光板及び位相差板に関しては、従来品よりも光
学的均質性が優れた大型製品が要求されている。従来、
偏光板及び位相差板に使用されるＰＶＡ系フィルムは、
キャスティング法（溶液流延法）により製造され（たと
えば、特公昭５１−２３９８１号公報参照）、光学的均
質性が低いものであった。したがって、従来のＰＶＡ系
フィルムを原反として作られたＰＶＡ偏光膜及びＰＶＡ
位相差膜のような光学用フィルムは光学的むらが大きい
ものであった。特に大型のＰＶＡ偏光膜及びＰＶＡ位相
差膜はその両端部に大きい光学的むらを生じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるＰ
ＶＡ系フィルムには以下のような問題があった。 １）従来のＰＶＡ系フィルムは、部分的に分子配向が異
なった状態を有していた。この分子配向むらは複屈折率
によって測定される。従来のＰＶＡ系フィルムは、特に
フィルムの幅方向の両端部の複屈折率が中央部よりも高
くなっており、したがって平均複屈折率（△ｎ）が高
く、かつ複屈折率むら（Ｒｎ）も大きいという問題があ
った。 ２）従来のＰＶＡ系フィルムには、厚さむら（Ｒｔ）が
大きく、特に広幅のＰＶＡ系フィルムの場合には厚さむ
ら（Ｒｔ）が問題となっていた。 ３）フィルムの長さ方向に大きな分子配向を有している
場合には、偏光膜などに加工する際にフィルムの長さ方
向に延伸する場合の延伸可能な延伸倍率（以下、「最大
延伸倍率」と略記する）が低下したり、得られた偏光膜
などに光学的むらが生じていた。 ４）従来のＰＶＡ系フィルムは、複屈折率楕円体の長軸
のフィルムの長さ方向（製膜方向）に対する傾き角度
（以下、光軸の傾き角度と略記する）が大きく、その局
所的変化率も大きかった。

【０００４】また、従来のＰＶＡ系フィルムを原反とし
たＰＶＡ偏光膜及びＰＶＡ位相差膜には以下のような問
題が生じていた。 １）従来の複屈折率むら（Ｒｎ）が大きいＰＶＡ系フィ
ルムを原反として使用した場合には、染色工程における
染色むらや延伸工程における延伸むらが生じやすく、そ
の結果、従来のＰＶＡ偏光膜は、二色性比むら（△Ｒ
ｄ）、透過度むら（Ｒｙ）が大きかった。ＰＶＡ位相差
膜の場合も同様であり、従来の複屈折率むら（Ｒｎ）大
きいＰＶＡ系フィルムを原反として使用した従来のＰＶ
Ａ位相膜は、位相差むら（Ｒｅ）が大きかった。 ２）従来の厚さむら（Ｒｔ）が大きいＰＶＡ系フィルム
を原反に使用した場合には、延伸工程で均一に延伸を行
なうことがむづかしく、その結果、従来のＰＶＡ偏光膜
は、二色性比むら（△Ｒｄ）や透過度むら（Ｒｙ）が大
きく、また従来の位相差膜は位相差むら（Ｒｅ）が大き
かった。 ３）フィルムの幅方向の両端部において複屈折率が高い
ＰＶＡ系フィルムを原反として使用した場合には、広幅
のＰＶＡ偏光膜の両端部の二色性比むら（△Ｒｄ）や透
過度むら（Ｒｙ）が大きく、特に大型のＬＣＤでは問題
があった。また、広幅のＰＶＡ位相差膜の両端部の位相
差むら（Ｒｅ）が大きかった。 ４）光軸の傾き角度（θ）が大きいＰＶＡ系フィルムを
使用した場合には、延伸後に得られた偏光膜の光軸の傾
き角度が不均一となり、クロスニコル下での光線透過率
むらが大きかった。また、ＰＶＡ位相差膜の場合には、
位相差むらが大きかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、鋭意検討した結果、本発明は第１発明として、複屈
折率楕円体の長軸のフィルムの長さ方向に対する傾き角
度（θ）の絶対値の最大値（Ｍθ）が５度以下であり、
かつ傾き角度（θ）の局所的変化率（Ｒθ）が１度以下
であるＰＶＡ系フィルムを提供するものである。

【０００６】本発明における光軸の傾き角度（θ）の絶
対値の最大値（Ｍθ）と傾き角度（θ）の局所的変化率
（Ｒθ）は、偏光顕微鏡を用いて、ＰＶＡ系フィルムの
光軸の傾き角度（θ）を測定し算出される。ＰＶＡ系フ
ィルムの光軸の傾き角度（θ）は、ＰＶＡ系フィルムを
２０℃、相対湿度６５％の環境下で６時間調湿した後、
ＰＶＡ系フィルムの製膜方向を偏光顕微鏡の直交ニコル
のポラライザーの振動方向に正確に合致させた後、試料
ステージを回転させて、ＰＶＡ系フィルムの屈折率楕円
体の長軸がポラライザーの振動方向に合致するまでの回
転角度を読みとり、光軸の傾き角度（θ）とする。

【０００７】光軸の傾き角度（θ）の絶対値の最大値
（Ｍθ）は、ＰＶＡ系フィルムの製膜方向（以下、ＭＤ
方向と略記する）の少なくとも１点の幅方向（以下、Ｔ
Ｄ方向と略記する）について、１ｍｍから１ｃｍ範囲の
ピッチを選択し、上記測定方法により測定された光軸の
傾き角度（θ）の絶対値の最大値である。

【０００８】傾き角度（θ）の局所的変化率（Ｒθ）
は、光軸の傾き角度（θ）の絶対値（Ｍθ）の測定方法
と同様にして測定された任意の５ｃｍ幅の範囲内におけ
る光軸の傾き角度（θ）の最大値と最小値の差の絶対値
である。上記測定方法及び以下の他の項目の測定方法に
おいては、ＰＶＡ系フィルムの実用に供されない部分は
測定点から除かれる。

【０００９】本発明における（Ｍθ）は５度以下であ
り、より好ましくは３度以下、更により好ましくは２．
０度以下である。また、本発明における（Ｒθ）は１度
以下であり、より好ましくは０．５度以下である。（Ｍ
θ）が５度を越える場合、または（Ｒθ）が１度を越え
る場合には、ＰＶＡ系フィルムを原反として使用したＰ
ＶＡ系偏光膜及びＰＶＡ系位相差膜は、延伸方向に対す
る光軸の傾き角度の絶対値の最大値及び傾き角度の局所
的変化率が大きくなり、光学的品質が低下する。

【００１０】本発明のＰＶＡ系フィルムのその他の構成
要件については特に制限はない。本発明において用いら
れるＰＶＡ系重合体の重合度は、１０００以上が好まし
く、１０００〜２００００がより好ましく、１５００〜
１００００がさらに好ましく、３０００〜１００００が
特に好ましい。ＰＶＡ系重合体のけん化度は、特に制限
はないが、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上
がより好ましく、９５モル％以上が更により好ましい。

【００１１】本発明のＰＶＡ系重合体は、ビニルエステ
ル系モノマーの重合体をけん化することにより得られ
る。ビニルエステル系モノマーとしては、ギ酸ビニル、
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、
カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビ
ニル、２，２，４，４−テトラメチルバレリアン酸ビニ
ル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル及びバーサティ
ック酸ビニルなどが挙げられる。これらのなかでも酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バー
サティック酸ビニルが単独もしくは混合物として好まし
く使用される。

【００１２】また、本発明のＰＶＡ系重合体の立体構造
としては、一般的にはアタクチック構造のものが使用さ
れるが、アイソタクチック構造またはシンジオタクチッ
ク構造に富んだものも使用される。また、上記のビニル
エステル系モノマーと共重合可能なモノマーを共重合す
ることも差し支えなく、これらの共重合可能なモノマー
としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブ
テンなどのオレフィン類；アクリル酸及びその塩；アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロ
ピル、アクリル酸ｉ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、ア
クリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸オクタデシルなどのアクリル酸エステル類；メ
タクリル酸及びその塩、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸
ｉ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸
ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２
−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデジル、メタクリル
酸オクタデシルなどのメタクリル酸エステル類；アクリ
ルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジアセ
トンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン
酸及びその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン
及びその塩またはその４級塩、Ｎ−メチロールアクリル
アミド及びその誘導体などのアクリルアミド誘導体；メ
タクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エ
チルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスル
ホン酸及びその塩、メタクリルアミドプロピルジメチル
アミン及びその塩またはその４級塩、Ｎ−メチロールメ
タクリルアミド及びその誘導体などのメタクリルアミド
誘導体；メチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエ
ーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニ
ルエーテル、ｉ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビ
ニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビ
ニルエーテルなどのビニルエーテル類；アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなどのニトリル類；塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン
などのハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリルな
どのアリル化合物；マレイン酸及びその塩またはそのエ
ステル；イタコン酸及びその塩またはそのエステル；ビ
ニルトリメトキシシランなどのビニルシリル化合物；酢
酸イソプロペニルなどが挙げられる。これらの共重合可
能なモノマーの含有量としては、１０モル％以下が好ま
しく、５モル％以下がより好ましい。

【００１３】ＰＶＡ系重合体の可塑剤としては、グリセ
リン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール系
可塑剤及びこれらの混合物が挙げられ、これらの多価ア
ルコール系可塑剤のなかでもグリセリンが好ましい。可
塑剤を添加しても、添加しなくても良いが、可塑剤を添
加する場合には、ＰＶＡ系重合体１００重量部に対して
２〜２０重量部程度添加する。

【００１４】本発明のＰＶＡ系フィルムの厚さは特に制
限はないが、２０〜１００μｍが好ましく、５０〜１０
０μｍがさらに好ましく、６０〜８０μｍが特に好まし
い。本発明のＰＶＡ系フィルムの長さおよび幅には特に
制限はない。ＰＶＡ系フィルムの幅の下限としては５０
ｃｍ以上が好ましく、８０ｃｍ以上がより好ましく、１
００ｃｍ以上が特に好ましい。ＰＶＡ系フィルムの幅の
上限としては３ｍ以下が好ましく、２．５ｍ以下がより
好ましい。ＰＶＡ系フィルムの長さとしては１ｍ以上が
好ましく、１０ｍ以上がより好ましい。

【００１５】本発明のＰＶＡ系フィルムは、局所的な光
学むら及び厚さむらが小さいことが特徴であり、該ＰＶ
Ａ系フィルムの製造方法としては、ＰＶＡ系重合体溶液
からなる原液をキャスティング用基材上に流延し、乾燥
して得られたフィルムを上記キャスティング用基材から
剥離する時のフィルムの含水率を１０重量％（以下、重
量％をｗｔ％と略記することがある。）未満に設定し、
キャスティング用基材からフィルムを剥離する時の含水
率むらを１重量％以下とし、キャスティング用基材から
フィルムを剥離する時のフィルムの剥離張力を０．０２
５ｋｇ／ｍｍ²以下とし、かつキャスティング基材から
のフィルムの剥離ラインを直線状（好ましくはＴＤ方向
に平行な直線状）にすることにより得られる。ＰＶＡ系
フィルムを熱処理する場合には、熱処理機内でのフィル
ムの張力（熱処理時のフィルムの張力）を０．０２５ｋ
ｇ／ｍｍ² 以下にすることが好ましい。

【００１６】本発明におけるフィルムの含水率は、フィ
ルムをキャスティング用基材から剥離した直後、外気湿
度の影響を受けない様にして少なくとも５点以上の点で
フィルムを採取し、赤外線真空乾燥機を用いて、フィル
ム約２ｇを２Torrの減圧下で５０℃、２時間乾燥し、乾
燥前後のフィルムの重量測定を行い、次式で算出される
値の平均値である。 含水率＝｛（乾燥前の重量−乾燥後の重量）／（乾燥前
の重量）｝×１００ 本測定方法は、フィルムに含まれるグリセリン等の可塑
剤が蒸発しない条件である。

【００１７】本発明における含水率むらは、剥離直後の
フィルムの少なくとも５点以上の任意の点の含水率を記
の測定方法により測定し、その測定された含水率の最大
値と最小値の差である。

【００１８】本発明における剥離張力は、キャスティン
グ用基材からフィルムを剥離する時のフィルムの剥離張
力を測定し、次式で算出される。 剥離張力＝（剥離時のフィルム全幅の張力）／｛（フィ
ルムの平均厚さ）×（フィルムの全幅）｝

【００１９】本発明における熱処理時のフィルム張力
は、熱処理時のフィルムの張力を測定し、次式で算出さ
れる。 熱処理時張力＝（熱処理時のフィルム全幅の張力）／
｛（フィルムの平均厚さ）×（フィルムの全幅）｝

【００２０】キャスティング用基材からフィルムを剥離
する時のフィルムの含水率は、１０重量％未満であれば
特に制限はないが、３重量％以上１０重量％未満が好ま
しく、５〜８重量％がより好ましい。キャスティング用
基材からフィルムを剥離する時のフィルムの含水率むら
は、１．０重量％以下にすることが必要であり、０．７
重量％以下が好ましく、０．５重量％以下がより好まし
い。キャスティング用基材からフィルムを剥離する時の
フィルムの剥離張力は、０．０２５ｋｇ／ｍｍ² 以下に
することが必要であり、０．０１２ｋｇ／ｍｍ² 以下が
好ましい。熱処理時のフィルムの張力は０．０２５ｋｇ
／ｍｍ² 以下にすることが必要であり、０．０１２ｋｇ
／ｍｍ² 以下が好ましい。

【００２１】キャスティング用基材からフィルムを剥離
する時の含水率が１０重量％以上の場合には、フィルム
ＴＤ方向の両端部において大きな剥離むらを生じ、両端
部の複屈折率が高くなり、中央部においても複屈折率む
らが大きくなり、厚薄むらが生じ、光軸の傾き角度の絶
対値及び傾き角度の局所的変化率が大きくなる。剥離時
の含水率が３重量％未満の場合には、フィルムのカール
が増し、その後の製造工程において取扱いが難しくなる
場合がある。キャスティング用基材からフィルムを剥離
する時の含水率むらが１重量％を越える場合には、含水
率むらによる局所的な剥離むらを生じ、複屈折率むらを
生じる。キャスティング用基材からフィルムを剥離する
時のフィルムの剥離張力が０．０２５ｋｇ／ｍｍ² を越
える場合には、複屈折率が高くなりやすく、フィルムを
長さ方向に延伸する場合に、フィルムの最大延伸倍率が
低下し、光軸の傾き角度の絶対値及び傾き角度の局所的
変化率が大きくなる。

【００２２】上記の条件で製膜するためのキャスティン
グ乾燥装置としては、ドラム式製膜機、ベルト式製膜機
などがあり、熱処理装置としてはドラム式熱処理機、熱
風式熱処理機などが挙げられる。本発明におけるＰＶＡ
系フィルムの製造プロセスの一例を以下に示す。

【００２３】図１は本発明のＰＶＡ系フィルムの製造に
用いられるベルト型製膜機１１を示す。このベルト型製
膜機１１は、ダイ１０を有している。ダイ１０には、Ｐ
ＶＡ系重合体水溶液からなる原液Ｌが供給される。上記
ダイ１０は、幅方向（図１の紙面に垂直な方向に長いス
リット状の開口を有しており、この開口から原液Ｌを幅
方向に均一な厚みで、キャスティング用基材としてのベ
ルト１３上に流し出すものである。

【００２４】上記ベルト型製膜機１１は、一対のローラ
１２，１２間に架け渡されて走行する無端状の上記ベル
ト１３を有し、上記ダイ１０から流れ出た原液をベルト
１３上に流延させるとともに乾燥させるものである。上
記ベルト１３は、たとえばステンレススチールからな
り、その外周表面は鏡面仕上げがなされている。このベ
ルト１３の外周及び内周には、それぞれ、ベルト１３の
進行方向に空間を仕切る仕切壁１４が設けられている。
上記ベルト１３の外周面及び内周面には、温風機（図に
おいては温風機の記載は省略されている）から８０℃〜
１７０℃の熱風Ｈが吹き付けられて、原液の乾燥を促進
している。また、剥離の際のフィルム強度を上げる目的
で、最も下流のゾーン１４Ａにおいては、フィルムＦを
常温の風Ｃにより冷却してもよい。右側のローラ１２の
付近には、剥がしローラ１５が設けられており、所定含
水率まで乾燥したフィルムＦが、剥がしローラ１５によ
りベルト１３から剥がされる。フィルムＦは、図１の熱
処理機１６、調湿機１７及び検査機１８を経て、ワイン
ダ１９に巻き取られる。上記熱処理機１６は、１００〜
１７０℃程度の熱風をフィルムＦに吹き付けて、フィル
ムＦの結晶度などを変化させるものである。上記調湿機
１７は、フィルムＦの水分を、たとえば５重量％程度に
調整するものである。上記検査機１８は、物理的な欠
陥、異物、厚み及び水分などを検査するものである。

【００２５】つぎに、このベルト型製膜機１１を用いた
場合の製造方法について説明する。濃度むらのないＰＶ
Ａ系重合体水溶液からなる原液Ｌは、一定の速度でダイ
１０に送られ、ベルト１３上に流出する。ベルト１３上
に流れ出た原液Ｌは、図１のベルト１３が矢印Ａ方向に
走行することにより流延され、ベルト１３上において、
熱風Ｈにより乾燥が促進される。ここで、ベルト１３
は、後述のドラムと異なり、長くすることができるの
で、乾燥時間を長くとって、ベルト１３上でフィルムＦ
を十分に乾燥させることができる。したがって、フィル
ムＦの含水率を容易に１０重量％未満まで小さくし、剥
離時の含率率むらを１重量％以下に小さくし、ベルト
（キャスティング用基材）１３からフィルムＦを剥離す
る時のフィルムＦの剥離張力を０．０２５ｋｇ／ｍｍ²
以下に小さくし、かつベルト１３からのフィルムＦの剥
離ラインを直線状（好ましくはＴＤ方向に平行な直線
状）にして、フィルムＦをベルト１３から容易に剥がす
ことができる。そのため、複屈折率が均一でかつ低くな
る。しかも、複屈折率が幅方向に均一で、かつ低いフィ
ルムＦが得られるので、光学用フィルムの製造工程にお
けるフィルムの延伸性が向上する。

【００２６】また、図１のベルト型製膜機１１はそのベ
ルト１３を長くすることに特に制約はないから、ベルト
１３を長くすることによって、乾燥時間を長くできる。
したがって、フィルムＦを十分乾燥させながら、ベルト
速度を速くして、ラインの生産能力を上げることができ
る。ベルト１３の走行速度は、５〜５０ｍ／分程度の範
囲で適宜選択される。また、ベルト１３上での滞留時間
は、１〜１０分程度の範囲で適宜選択される。

【００２７】また、このベルト型製膜機１１のように、
ベルト１３の走行方向に仕切り壁１４を設けて、熱風Ｈ
をベルト１３に当てた場合は、各仕切壁１４間において
熱風Ｈの温度を変えることができる。そのため、フィル
ムＦの乾燥状態（乾燥段階）に応じた最適な温度を選択
することができる。これにより、更にフィルムの延伸性
を向上させることがてきる。

【００２８】図２はドラム型製膜機２１を示す。同図に
おいて、図１のベルト型の場合と同一の工程を経て得ら
れた原液Ｌをダイ１０へ定量供給し、ドラム型のロール
２２上でフィルムを成形し、乾燥ロール２３にて乾燥さ
せて、ＰＶＡ系フィルムＦを製造する。フィルムＦは、
熱処理機１６、調湿機１７及び検査機１８を経て、ワイ
ンダ１９に巻き取られる。

【００２９】本発明において、ＰＶＡ系重合体の溶媒と
しては、水が好ましく用いられる。しかし、防爆型の製
膜装置を用いる場合には、溶媒として、ジメチルスルホ
キシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、Ｎ−メチルピロリドン、炭素数１〜１０のジアミン
化合物、炭素数１〜１０のトリアミン化合物などの有機
溶媒を用いてもよく、これらの有機溶媒のなかでも、ジ
メチルスルホキシドが好ましい。また、これらの溶媒の
混合物でもよい。

【００３０】本発明は第２発明として、複屈折率楕円体
の長軸の偏光膜の延伸方向に対する傾き角度（Ｚ）の絶
対値の最大値（ＭＺ）が１度以下であり、かつ角度
（Ｚ）の局所的変化率（ＲＺ）が０．２度以下であるＰ
ＶＡ系偏光膜を提供する。

【００３１】本発明におけるＭＺとＲＺはＰＶＡ系偏光
膜の複屈折率楕円体の長軸の偏光膜延伸方向に対する傾
き角度（Ｚ）を測定し算出される。本発明におけるＺ
は、偏光顕微鏡を用いて第１発明の説明の欄に記載した
光軸の傾き角度（θ）の測定方法と同様にして、測定さ
れる。

【００３２】ＭＺは、ＰＶＡ系偏光膜の延伸方向の少な
くとも１点の延伸方向の直角方向について、１ｍｍから
１ｃｍの範囲のピッチを固定して、上記測定方法により
測定されたＺの絶対値の最大値である。

【００３３】ＲＺは、上記のＭＺの測定方法と同様の方
法により測定された任意の５ｃｍ幅の範囲における最大
値と最小値の差の絶対値である。

【００３４】本発明におけるＭＺは１度以下であり、好
ましくは０．５度以下であり、かつＲＺは０．２度以下
であり、好ましくは０．１度以下である。ＭＺが１度を
越える場合またはＲＺが０．２度を越える場合には、Ｐ
ＶＡ系偏光膜をクロスニコル下で使用した場合に、光も
れ及び局所的な透過度むらを生じることから、品質上好
ましくない。

【００３５】本発明のＰＶＡ系偏光膜のその他の構成要
件については特に制限はない。本発明において用いられ
る二色性物質としては、ヨウ素のほか、いわゆる二色性
染料が単独または混合して用いられる。二色性物質の含
有率は、偏光膜として要求される偏光度及び透過度を満
たすべく、０．０１〜１重量％の範囲に調整される。本
発明におけるＰＶＡ系偏光膜中の二色性物質以外の配合
成分に関しては特に制限はないが、染色工程及び延伸工
程で添加されるホウ酸及び金属イオン（亜鉛、コバルト
等）が挙げられ、その含有量に関しても特に制限はな
い。本発明におけるＰＶＡ系偏光膜の膜厚は特に制限は
ないが、５〜５０μｍが好ましく、１０〜４０μｍがよ
り好ましい。本発明の偏光膜の幅および長さには特に制
限はない。偏光膜の幅の下限としては２５ｃｍ以上が好
ましく、５０ｃｍ以上がより好ましい。偏光膜の長さと
しては１ｍ以上が好ましく、１０ｍ以上がより好まし
い。

【００３６】本発明は第３発明として、上記第１発明の
ＰＶＡ系フィルムを原反として使用して、ＰＶＡ系偏光
膜を製造する方法を提供する。本発明におけるＰＶＡ系
偏光膜の製造条件は、上記の構成要件以外には特に制限
はないが、以下にその好ましい態様を示す。原反のＰＶ
Ａ系フィルムを膨潤、染色、一軸延伸、ホウ酸化合物処
理、乾燥して偏光膜を作製する。染色は延伸の前、延伸
中、延伸後のいずれも可能である。染料としては沃素−
沃化カリあるいは二色性染色等が使用できる。

【００３７】一軸延伸は温水中で行なってもよく、また
は吸水後のフィルムを空気中で行なってもよい。本発明
の原反のＰＶＡ系フィルムは、従来のフィルムよりも延
伸倍率を大きくとることができ、一軸方向に３倍以上、
好ましくは４倍以上、より好ましくは５倍以上延伸する
ことが好ましい。延伸時の温度としては２０〜２００
℃、延伸速度としては温度条件によっても異なるが、原
反のＰＶＡ系フィルムの元の長さを基準として１０〜１
０００％／分から選ぶのが普通である。

【００３８】ホウ酸化合物処理に用いられるホウ酸化合
物としては、ホウ酸及びホウ砂が挙げらる。水溶液のホ
ウ酸化合物の濃度としては１〜８重量％、ホウ酸化合物
水溶液の温度としては２０〜６０°Ｃの範囲から適宜選
択される。ホウ酸化合物処理時の浴中に沃素化合物を混
合させるのが実用上好ましい。ホウ酸化合物処理された
一軸延伸フィルムは、温度５０〜２００°Ｃ、１〜５分
の条件で乾燥を兼ねた加熱処理が施される。

【００３９】本発明において原反として使用されるＰＶ
Ａ系フィルムは、光軸の傾き角度の絶対値の最大値が小
さく、かつ傾き角度の局所的変化率が小さいことから、
ＰＶＡ系偏光膜に加工された後にも、ＰＶＡ系偏光膜の
光軸の傾き角度の絶対値の最大値が小さく、かつ傾き角
度の局所的変化率が小さくなり、その結果、光学性能が
均質になるものと推定される。

【００４０】本発明は第４発明として、複屈折率楕円体
の長軸の位相差膜の延伸方向に対する傾き角度（Φ）の
絶対値の最大値（ＭΦ）が３度以下であり、かつ傾き角
度（Φ）の局所的変化率（ＲΦ）が０．５度以下である
ＰＶＡ系位相差膜を提供する。

【００４１】本発明におけるＭΦとＲΦは、ＰＶＡ系位
相差膜の複屈折率楕円体の位相差膜の延伸方向に対する
傾き角度（Φ）を測定し算出される。本発明におけるΦ
は、偏光顕微鏡を用いて第１発明の説明の欄に記載した
光軸の傾き角度（θ）と同様にして、測定される。

【００４２】ＭΦはＰＶＡ系位相差膜の延伸方向の少な
くとも１点の延伸方向の直角方向について、１ｍｍから
１ｃｍの範囲のピッチを固定して、第１発明の欄に記載
された傾き角度の測定方法により測定されたΦの絶対値
の最大値である。

【００４３】ＲΦは、上記のＭΦの測定方法と同様の方
法により測定された任意の５ｃｍ幅の範囲における最大
値と最小値の差の絶対値である。

【００４４】本発明における最大傾き角度（ＭΦ）は３
度以下、好ましくは２度以下、さらに好ましくは１．５
度以下である。また本発明における局所的変化率（Ｒ
Φ）は０．５度以下、好ましくは０．３度以下、さらに
好ましくは０．２度以下である。最大傾き角度（ＭΦ）
が３度を越える場合または局所的変化率（ＲΦ）が０．
５度を越える場合には、ＰＶＡ系位相差膜の局所的な光
学むらが大きくなり好ましくない。

【００４５】本発明のＰＶＡ系位相差膜のその他の構成
要件については特に制限はなく、ＰＶＡ系位相差膜の膜
厚は５〜７０μｍ程度が好ましい。本発明の位相差膜の
幅および長さには特に制限はない。位相差膜の幅の下限
としては４０ｃｍ以上が好ましく、６０ｃｍ以上がより
好ましい。位相差膜の長さとしては１ｍ以上が好まし
く、１０ｍ以上がより好ましい。ＰＶＡ系位相差膜の配
合成分としては特に制限はないが、ホウ酸、ホウ砂、紫
外線吸収剤または安定剤などが添加されていてもよい。

【００４６】本発明は第５発明として、上記第１発明の
ＰＶＡ系フィルムを原反として使用して、ＰＶＡ系位相
差膜を製造する方法を提供する。本発明におけるＰＶＡ
系位相差膜の製造方法としては、上記の構成要件以外に
は特に制限はないが、以下にその好ましい態様を記載す
る。

【００４７】原反のＰＶＡ系フィルムを一軸延伸、乾
燥、熱固定して、ＰＶＡ系位相差膜を作製する。ＰＶＡ
系フィルムを２０〜５０℃の水中で膨潤し、２０〜５０
℃の空気中、あるいは水中で１．０１〜３倍に一軸方向
に延伸し、５０〜１００℃で乾燥し、５０〜２００℃で
熱固定する方法、あるいはＰＶＡ系フィルムを２０〜１
００℃に予熱し、８０〜１８０℃の空気中で１．０１〜
３倍に一軸方向に延伸し、５０〜２００℃で熱固定する
方法が挙げられる。

【００４８】予熱装置としては、ロール予熱、熱風予熱
装置等が挙げられ、延伸装置としては二本ロールあるい
は多段延伸装置、テンタータイプ延伸装置等が用いられ
る。本発明のＰＶＡ系フィルムは、光軸の傾きの絶対値
の最大値が小さく、かつ傾きの局所的変化率が小さいた
めに、均一に延伸が可能であり、延伸むらによる位相差
むらを生じにくいことから、光学的に均質なＰＶＡ位相
差膜を得ることができるものと推定される。

【００４９】

【実施例】以下の実施例において本発明をより具体的に
説明する。なお、以下の実施例及び比較例におけるフィ
ルム、偏光膜及び位相差膜の物性は、以下の方法により
測定した。また、以下の測定において、フィルム、偏光
膜及び位相差膜の耳部はサンプリングから除外した。

【００５０】平均複屈折率（△ｎ）及び複屈折率むら
（Ｒｎ）：フィルムの幅方向に５ｃｍピッチでサンプリ
ングを行ない、２０℃、相対湿度６５％の環境下で６時
間調湿した後、リタデーション測定器（神崎製紙（株）
製のＫＯＢＲＡ−２１（商品名））を使用して、リタデ
ーションを測定するとともに、同一の場所についてマイ
クロメータを用いてフィルムの厚さを測定した。つぎ
に、リタデーションの測定値をフィルムの厚さの測定値
で割ることにより、複屈折率を計算した。サンプルの各
点について複屈折率を求めて、その平均値を平均複屈折
率（△ｎ）とし、サンプルの各点の複屈折率の最大値と
最小値の差を求めて、複屈折率むら（Ｒｎ）とした。

【００５１】平均厚さ（ｔ）及び厚さむら（Ｒｔ）：フ
ィルムの幅方向に等間隔で全幅５点及びフィルムの長さ
方向に１ｍの等間隔で５点の合計１０点のサンプリング
を行い、２０℃、相対湿度６５％の環境下で６時間調湿
した後、接触式フィルム厚み連続式測定器（安立電気
（株）製）を使用して、直径３ｍｍのダイヤモンド球の
検出端に、３０ｇの測定荷重を加え、１．５ｍ／ｍｉｎ
の引取り速度で、フィルムの厚さを測定した。つぎに、
１０点のサンプルの測定値から、平均値を計算して平均
厚さ（ｔ）とし、１０点のサンプルの測定値の最大値と
最小値の差を求めて、厚さむら（Ｒｔ）とした。

【００５２】含水率及び含水率むら：上記の第１発明の
説明の欄に記載した方法により、ＰＶＡ系フィルムを幅
方向について５ｃｍピッチで採取して測定し、算出し
た。

【００５３】最大延伸倍率：３５℃のホウ酸４重量％水
溶液中で、１５ｃｍ幅のＰＶＡ系フィルムのサンプルを
用いて、延伸速度０．２６ｍ／ｍｉｎで延伸した時の延
伸可能な最大延伸倍率を示した。

【００５４】光軸の傾き角度（θ）の絶対値の最大値
（Ｍθ）及び傾き角度（θ）の局所的変化率（Ｒθ）：
上記の第１発明の説明の欄に記載した測定方法により、
フィルムのＭＤ方向の１点を選び、そのＴＤ方向に１ｃ
ｍピッチで（θ）を測定し算出した。

【００５５】単体透過率（Ｙ）及び偏光度（Ｖ）：日本
電子機械工業会規格ＥＤ−２５２１に準じて、ＪＩＳ規
格Ｚ−８７０１「２度視野ＸＹＺ系による色の表示方
法」を適用し、「透過物体の三刺激値」の中の刺激値
（Ｙ）を透過率とした。標準光源はＣ光源、波長域は３
８０〜７８０ｎｍ、分光光度計は島津製ＵＶ−２２００
を用いた。 単体透過率（Ｙ）：偏光板１枚の光の透過率を測定し
た。 偏光度（Ｖ）：次式により求めた。 Ｖ＝（（Ｙpara−Ｙcross ）／（Ｙpara＋Ｙcross ））^0.5 Ｙparaは２枚の偏光板をその配向方向が平行になるよう
に重ねた場合の透過率であり、Ｙcross は２枚の偏光板
をその配向方向が直交するように重ねた場合の透過率で
ある。

【００５６】光軸の傾き角度（Ｚ）の絶対値の最大値
（ＭＺ）及び局所的変化率（ＲＺ）：上記の第２実施例
の説明の欄に記載した測定方法により、ＰＶＡ偏光膜の
延伸方向の１点を選び、その延伸方向の直角方向につい
て、１ｃｍピッチでＺを測定し算出した。

【００５７】位相差及び位相差むら（Ｒｅ）：ＰＶＡ位
相差膜の延伸方向の１点を選び、その延伸方向と直角方
向に５ｃｍピッチでサンプリングを行い、リタデーショ
ン測定器（神崎製紙（株）製のＫＯＢＲＡ−２１（商品
名））を使用して測定されたリタデーション（複屈折率
×膜厚）の平均値を位相差とし、リタデーションの測定
値の最大値と最小値の差を位相差むら（Ｒｅ）とした。

【００５８】光軸の傾き角度（Φ）の絶対値の最大値
（ＭΦ）及び局所的変化率（ＲΦ）：上記の第４発明の
説明の欄に記載した測定方法により、ＰＶＡ位相差膜の
延伸方向の１点を選び、その延伸方向と直角方向につい
て、１ｃｍピッチでΦを測定し算出した。

【００５９】実施例１ ＰＶＡ（重合度１７５０、けん化度９９．９モル％）１
００重量部とグリセリン１２重量部、さらに溶媒として
水を加え、含水率６０％ｗｂ（ウェットベースにおける
重量％、以下同じ）の均質な原液をダイへ定量供給し、
図１のベルト型製膜機１１にて厚さ７５μｍ、幅１．５
ｍのＰＶＡフィルムを製造し、熱処理機１６で熱処理を
施した。以下に、主な製造条件を示す。 製膜機：ステンレス製ベルト 長さ ２０ｍ ベルト速度 １０ｍ／分 乾燥湿度 １００〜１５０℃ 乾燥時間 １２０秒 フィルム剥離時の含水率 ８．５ｗｔ％ フィルム剥離時の含水率むら ０．６ｗｔ％ フィルムの剥離張力 ０．０１１ｋｇ／ｍｍ² フィルムの剥離ライン ＴＤ方向に平行な直線状 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．４ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．０ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら、平均複屈折率及び複屈折率むらが
小さく、光軸の傾き角度（θ）の絶対値の最大値（Ｍ
θ）が小さく、かつ（θ）の局所的変化率（Ｒθ）も小
さく、光学的に均質性が高いものであった。

【００６０】実施例２ ＰＶＡ（重合度２０００、けん化度９９．９モル％）１
００重量部に溶媒として水を加え、含水率６５％ｗｂの
均質な原液をダイへ定量供給し、図２のドラム型製膜機
２１にて厚さ７５μｍ、幅２．０ｍのフィルムを製造
し、熱処理機１６で熱処理を施した。以下に、主な製造
条件を示す。 ドラム型製膜機：キャストロール 直径 ２ｍ 回転速度 １．６ｍ／分 ロール温度 ９０℃ 乾燥時間 １９４秒 フィルム剥離時の含水率 ６．５ｗｔ％ フィルム剥離時の含水率むら ０．５ｗｔ％ フィルムの剥離張力 ０．０１０ｋｇ／ｍｍ² フィルムの剥離ライン ＴＤ方向に平行な直線状 熱処理機：熱風式 熱風温度 １５０℃ 処理時間 ２０秒 出口フィルムの含水率 １．２ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．２ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは実施例１と同様に光学的に均質性が高いもので
あった。

【００６１】実施例３ ＰＶＡ（重合度４０００、けん化度９９．９モル％）１
００重量部とグリセリン１２重量部、さらに溶媒として
水を加え、含水率７０％Ｗｂの均質な原液を定量供給
し、図１のベルト型製膜機１１にて厚さ７５μｍ、幅
１．５ｍのＰＶＡフィルムを製造し、熱処理機１６で熱
処理を施した。以下に、主な製造条件を示す。 製膜機：ステンレス製ベルト 長さ ２０ｍ ベルト速度 ８ｍ／分 乾燥湿度 １３０〜１５５℃ 乾燥時間 １４５秒 フィルム剥離時の含水率 ９．６ｗｔ％ フィルム剥離時の含水率むら ０．８ｗｔ％ フィルムの剥離張力 ０．０２４ｋｇ／ｍｍ² フィルムの剥離ライン ＴＤ方向に平行な直線状 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．２ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．５ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは実施例１と同様に光学的に均質性が高いもので
あった。

【００６２】比較例１ 実施例１と同じ原液をダイへ定量供給し、図２のドラム
型製膜機２１にて厚さ７５μｍ、幅２．０ｍのフィルム
を製造し、熱処理機１６で熱処理を施した。以下に、主
な製造条件を示す。 製膜機：キャストロール 直径 ２ｍ 回転速度 ５ｍ／分 ロール温度 ８５℃ 乾燥時間 ６２秒 フィルム剥離時の含水率 ３０．２ｗｔ％ フィルム剥離時の含水率むら ６．２ｗｔ％ フィルムの剥離張力 ０．０４５ｋｇ／ｍｍ² フィルムの剥離ライン のこぎりの刃状 乾燥ロール ロール湿度 ７０〜１１０℃ 乾燥時間 １００秒 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．８ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．２ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら平均複屈折率、及び複屈折率むらが
大きく、光軸の傾き角度（θ）の絶対値の最大値（Ｍ
θ）が大きく、かつ傾き角度（θ）の局所的変化率（Ｒ
θ）も大きく、光学的に均質性が低いものであった。

【００６３】比較例２ 実施例１と同じ原液をダイへ定量供給し、図１のベルト
型製膜機１１にて厚さ７５μｍ、幅１．５ｍのフィルム
を製造し、熱処理機１６で熱処理を施した。以下に、主
な製造条件を示す。 製膜機：ステンレス製ベルト 長さ ２０ｍ ベルト速度 １０ｍ／分 乾燥湿度 １００〜１５０℃ 乾燥時間 １２０秒 フィルム剥離時の含水率 １５．３ｗｔ％ フィルム剥離時の含水率むら １．２ｗｔ％ フィルムの剥離張力 ０．０３０ｋｇ／ｍｍ² フィルムの剥離ライン のこぎりの刃状 熱処理機：ロール熱処理 ロール温度 １４０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．６ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．０ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら、平均複屈折率、及び複屈折率むら
は比較的小さいが、光軸の傾き角度（θ）の絶対値の最
大値（Ｍθ）が大きく、かつ傾き角度（θ）の局所的変
化率（Ｒθ）が大きく、光学的に均質性が低いものであ
った。

【００６４】実施例４ 実施例１のＰＶＡフィルムを原反として使用し、湿式ヨ
ウ素先染め、二軸延伸により偏光膜を製造した。製造工
程として膨潤、染色、延伸、ホウ酸処理及び乾燥の工程
を通し、染色液の沃化カリウム／沃素の重量比率は１０
０に固定し、沃素濃度は偏光膜の単体透過率４３％をカ
バーするように１〜２０ｇ／リットルの間で適宜調整し
た。延伸浴にはホウ酸４重量％を添加し、最大延伸倍率
まで延伸した。ホウ酸処理浴にはホウ酸４重量％、沃化
カリ４重量％を添加した。乾燥は５０℃の熱風で行っ
た。上記の操作により、幅０．９ｍの偏光膜を得た。偏
光膜の物性を表２に示す。このＰＶＡ偏光膜は光軸の傾
き角度（Ｚ）の絶対値の最大値（ＭＺ）が小さく、かつ
傾き角度（Ｚ）の局所的変化率（ＲＺ）が小さいもので
あった。

【００６５】実施例５ 実施例３のＰＶＡフィルムを原反として、実施例４と同
様な方法で幅０．９ｍの偏光膜を得た。偏光膜の物性を
表２に示す。このＰＶＡ偏光膜は実施例４と同様に光学
的均質性が高いものであった。

【００６６】比較例３ 比較例１のＰＶＡフィルムを原反として、実施例４と同
様な方法で幅１．２ｍの偏光膜を得た。偏光膜の物性を
表２に示す。このＰＶＡ偏光膜はＭＺ及びＲＺが大き
く、光学的均質性が低いものであった。

【００６７】実施例６ 実施例１の原反を使用し、一軸延伸により位相差膜を製
造した。製造工程として膨潤、延伸、乾燥及び熱固定の
工程を通し、膨潤及び延伸は３５℃水中で、製品の位相
差膜の位相差が３５０ｎｍとなる様、延伸倍率を決定し
た。得られた幅１．２ｍの位相差膜の物性を表３に示
す。この位相差膜は光軸の傾き角度（Φ）の絶対値の最
大値（ＭΦ）が小さく、かつ傾き角度（Φ）の局所的変
化率（ＲΦ）が小さいものであった。

【００６８】比較例４ 比較例１の原反を使用し、実施例６と同様な方法により
位相差膜を製造した。得られた幅１．６ｍの位相差膜の
物性を表３に示す。この位相差膜はＭΦ及びＲΦが大き
く、光学的均質性が低いものであった。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光軸の傾き角度（θ）の絶対値の最大値（Ｍθ）が小さ
く、かつ傾き角度（θ）の局所的変化率（Ｒθ）が小さ
いＰＶＡ系フィルム原反を使用することにより、光軸の
乱れの少ないＰＶＡ系偏光膜及びＰＶＡ系位相差膜が提
供される。また、ＬＣＤの大型化に好適に対応可能な広
幅の光学的均質性の高いＰＶＡ系偏光膜及びＰＶＡ系位
相差膜が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィルムの製造装置の一例を示す
概略構成図である。

【図２】本発明に係るフィルムの製造装置の他例を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１１…ベルト型製膜機、２１…ドラム型製膜機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 義晃 愛媛県西条市朔日市892番地 株式会社ク ラレ内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複屈折率楕円体の長軸のフィルムの長さ
   方向に対する傾き角度（θ）の絶対値の最大値（Ｍθ）
   が５度以下であり、かつ傾き角度（θ）の局所的変化率
   （Ｒθ）が１度以下であるポリビニルアルコール系フィ
   ルム。
2. 【請求項２】 複屈折率楕円体の長軸の偏光膜の延伸方
   向に対する傾き角度（Ｚ）の絶対値の最大値（ＭＺ）が
   １度以下であり、かつ傾き角度（Ｚ）の局所的変化率
   （ＲＺ）が０．２度以下であるポリビニルアルコール系
   偏光膜。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のポリビニルアルコール
   系フィルムを原反として使用して請求項２に記載のポリ
   ビニルアルコール系偏光膜を製造することを特徴とする
   ポリビニルアルコール系偏光膜の製造方法。
4. 【請求項４】 複屈折率楕円体の長軸の位相差膜の延伸
   方向に対する傾き角度（Φ）の絶対値の最大値（ＭΦ）
   が３度以下であり、かつ傾き角度（Φ）の局所的変化率
   （ＲΦ）が０．５度以下であるポリビニルアルコール系
   位相差膜。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のポリビニルアルコール
   系フィルムを原反として使用して請求項４に記載のポリ
   ビニルアルコール系位相差膜を製造することを特徴とす
   るポリビニルアルコール系位相差膜の製造方法。