JPH09239812A

JPH09239812A - 光学フィルムの製造方法及び光学フィルム

Info

Publication number: JPH09239812A
Application number: JP8051628A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Miura; 明久三浦; Yasumasa Okada; 安正岡田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光学的に均質で、特に複屈折位相差のバラツ
キが小さく、かつ厚み精度に優れた未延伸光学フィル
ム、及び位相差補償板として使用可能な優れた光学的特
性を有する延伸光学フィルム。【解決手段】Ｔダイから溶融状態で押し出した膜状の
熱可塑性樹脂を冷却ロール上で冷却固化して光学フィル
ムを製造する方法において、（１）Ｔダイから溶融状態
で膜状の熱可塑性樹脂を押し出し、温度調節した金属製
冷却ロールと、圧力制御された複数のロールで弛まない
ように張力をかけた無端金属ベルトとの間で、円弧状に
狭圧し、（２）次いで、冷却したフィルムを剥離手段に
より金属製冷却ロールから剥離させ、該光学フィルムを
一軸または二軸方向に延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学フィルムの製
造方法に関し、さらに詳しくは、光学特性（複屈折位相
差）及び厚みが全面で均一な未延伸光学フィルム及び延
伸光学フィルムの製造方法、及びこれらの製造方法によ
り得られる光学フィルムに関する。本発明の未延伸光学
フィルムは、特に位相差補償板原反として好適であり、
延伸光学フィルムは、位相差補償板として好適である。
更に、本発明は、延伸光学フィルムからなる位相差補償
板を組み込んだ液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超ねじれネマチック（ＳＴＮ）型液晶デ
ィスプレイ（液晶表示素子）には、駆動用のＳＴＮに複
屈折が発現するフィルムを位相差補償板（位相差板）と
して積層したＲＦ（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｆｉｌ
ｍ）−ＳＴＮがある。液晶層を通過して楕円偏光になっ
た光が複屈折が発現するフィルムを通過すると、楕円偏
光の主軸が一定の方向に回転したり、楕円率が増減する
ことで、観察面側の偏光板での光の透過状態を光の透過
しない黒色状態と全波長で光の透過する白色状態にして
いる。この黒色状態での光の透過光量と白色状態での透
過光量との比（白色光量／黒色光量）をコントラストと
呼び、コントラストが高いほど優れた液晶ディスプレイ
といえる。高コントラストを得る手法として、第１のセ
ルでの表示を第２のセルで保証するダブルセル方式があ
るが、高コストで重量も非常に重くなり、実用には適し
ていない。第２のセルの代わりに位相差補償フィルムを
用いたＲＦ−ＳＴＮが、重量面、価格面で他の方法に比
べ優れている。近年、ＲＧＢのマイクロカラーフィルタ
ーを付与したカラーＳＴＮ方ディスプレイが開発されて
いる。

【０００３】従来より、このような位相差板として、高
精度に作製された高分子材料からなるフィルムが使用さ
れている。位相差板は、液晶にて発生した光学歪を補償
する役割をもつため、その補償精度は、全面のバラツキ
で、（設定値）±５ｎｍ以内（測定波長５８９ｎｍ）と
いう高い精度が要求されている。従来、位相差板は、例
えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）、ポリスルホン（ＰＳｆ）、ポリアリレー
ト樹脂等の原反（未延伸フィルムまたはシート）を一軸
または二軸方向に延伸し、配向させることにより得てい
る。ところが、市販されている押出原反（押出フィルム
またはシート）は、フィルム面内に応力が残留してお
り、かつ、バラツキがある。押出原反を延伸した後も、
延伸フィルムに応力のバラツキが保持されるため、複屈
折位相差のバラツキが±５ｎｍ以内という目標値を達成
することができない。

【０００４】位相差板に応力のバラツキがあると、液晶
の光学歪を完全に補償することができないために、意図
しない発色が確認される。赤であるべき箇所が黄色にな
ったり、青であるべき箇所が緑になったりする。白黒表
示の液晶では、黄色や青色が見えることがある。ひどい
場合には、使用に耐えられない。また、複屈折位相差
（以下、位相差）は、フィルム内の配向度合いに比例す
るだけではなく、厚みにも比例する。同じ配向度で厚み
が異なる場合、厚みが厚い方が位相差は大きくなる。従
って、厚みも極力等しくする必要がある。このため、位
相差板により光学的な補償を行うためには、設定値に極
力等しい位相差を全面で獲得し、かつ、厚みも等しくす
る必要がある。位相差板は、通常、原反となるＰＣフィ
ルムやＰＶＡフィルム、ＰＳｆフィルムなどの未延伸フ
ィルム（シートを含む）を延伸して、フィルムを配向さ
せることにより所望の位相差を得ている。光学フィルム
の原反として用いられる未延伸フィルムの作製方法とし
ては、以下のように様々な方法が提案されている。しか
しながら、これら従来法には、それぞれ欠点があって、
必ずしも満足できるものではなかった。

【０００５】（１）押出機のＴダイから膜状に溶融押出
した溶融押出樹脂を冷却ロールにて冷却する方法が提案
されている（特開平４−２７５１２９号公報、特開平４
−１６６３１９号公報、特開平４−１１８２１３号公
報）。しかし、冷却ロールを使用する方法では、複数の
冷却ロール間（例えば、押出機側から各冷却ロールを
１、２、３とした場合に、１と２、及び２と３の間）で
応力が発生してしまう。加熱したフィルムは、熱膨張し
ており、冷却とともに収縮する。このため複数の冷却ロ
ールを用いて冷却する冷却方法では、各ロール間で収縮
応力が発生し、そのまま冷却すると引張応力が残留して
しまう。この際、各冷却ロールの速度ＶをＶ₁＞Ｖ₂＞Ｖ
₃（添え字は、上記ロールに対応）として応力を残留さ
せない方法が提案されているが、速度比を大きく取りす
ぎるとフィルムが弛んでムラムラになってしまう。フィ
ルムが弛まない程度に速度比をほぼフィルムの収縮分と
同程度に設定したとしても、多少の張力があるため応力
が残留してしまう。残留応力を完全に除去するために
は、装置の温度調節機構や回転機構の精度を非常に厳密
にする必要があり、装置として非常に高額なものとな
る。一般に市販されている程度の精度のロール／ロール
成形機で作製したフィルムでは、応力が残留し、かつ、
応力ムラが残留する。応力が残留すると、延伸等の後処
理を行う際の予備加熱の加熱ムラ（例えば、熱風のム
ラ）により、応力緩和が温度毎に変わるなどの現象が起
き、延伸の直前でフィルムに残留している応力が不均一
になってしまう等の不具合が生じる。残留応力は、機械
送り方向（ＭＤ方向）の配向が原因であるが、フィルム
幅方向に延伸を行う横延伸を行う際には、ＭＤ方向の配
向をフィルム幅方向（ＭＤに対して直交方向）に再配列
を行わなければならず、フィルムに負担がかかるだけで
なく、設定位相差値に配向させるのが難しい。

【０００６】（２）無端金属ベルトを上下に設置し、そ
の間にＴダイからの押出樹脂を流し込み挟圧する方法が
提案されている（特開平３−７５１１０号公報）。しか
し、この方法では、ベルトを駆動させるロールとＭＤ方
向に次のロールの間（図２の領域〈ア〉）では、厚み方
向にベルトとベルトとの間で圧力をかけることができな
い。駆動ロールと対面する駆動ロールとが接近する箇所
（図２の領域〈イ〉）では、圧力を十分に加えることが
できるが、駆動ロールがある箇所と無い箇所で、厚み方
向に加わる応力が変化するため、好ましくない。また、
ある程度圧力を加えられないと、フィルムにベルトの鏡
面が転写されずにムラとなり好ましくない。ベルトは、
主にステンレス製であり、熱膨張係数の違いから硬質Ｃ
ｒ等の鍍金処理が難しい。このため、ベルトに傷が付き
やすく使用には注意を要する。押しつけ力不足により、
ステンレスでは、樹脂の滑りが勝り、擦り傷ができた
り、密着不足のために均等な冷却が難しい。圧力を一定
値で保つ方法として、ロール本数を増やして水平度を確
保したものや、ベルト裏面よりオイルを用いて全面に均
等に圧力をかける方法も提案されているが、非常に高価
なものであり、実用的ではない。

【０００７】（３）Ｔダイからの押出樹脂をロールとロ
ールで挟圧する方法が提案されている（特開昭５７−２
７２５号公報、特開平２−６１８９９号公報）。しか
し、この方法では、挟圧後の冷却方法が前述のロールの
みの冷却方式と同じであるため、前述と同様の不具合が
生じる。

【０００８】（４）樹脂を溶剤に溶かし、無端ベルトま
たはベースフィルム上に流延し、乾燥後、剥離させる溶
剤キャスト法が提案されている（特開平４−３０１４１
５号公報）。しかし、この方法では、溶剤を完全に揮発
させることは難しく、このため残留した溶剤が樹脂の粘
弾性を変化させ、延伸時、応力ムラとなる。溶剤が残っ
ているほど応力が緩和されやすい。溶剤が残留したフィ
ルムを延伸すると、残留溶剤が少ない箇所は位相差が高
く、残留溶剤が多い箇所は位相差が低くなる。

【０００９】（５）インフレーション法、射出成形、ブ
ロー成形法等による製膜法が知られている。しかし、イ
ンフレーションやブロー成形では、厚み精度を上記目標
内に入れることは、ほぼ不可能である。インフレーショ
ンでは、厚み精度を向上できないために、ダイ（金型）
を回転させ、厚みムラを移動させることで、最終的な巻
き姿を均一にしているのが現状である。最終的に一様に
見えるだけで、部分的なフィルム幅方向は、（設定値）
±１０％に入っていれば良いという程度である。射出成
形法では、フィルムを作成するのは困難で、また、応力
を残留させずに成形するのは、ほぼ不可能である。

【００１０】最近、ポリプロピレン（ＰＰ）の鏡面成形
方法として、Ｔダイから溶融状態で押出された膜状の樹
脂をキャストドラムと無端金属ベルトとの間で円弧状に
挟圧する方法が提案されている（特開平６−１７０９１
９号公報、特開平６−１６６０８９号公報）。しかし、
これらの公報に開示されている方法や装置を表記の通り
にＰＣ等の位相差板原反に適用すると、満足な位相差板
原板を得ることができない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
的に均質で、特に複屈折位相差のバラツキが小さく、か
つ厚み精度に優れた未延伸光学フィルムを提供すること
にある。本発明の他の目的は、このような未延伸光学フ
ィルムを延伸することにより、位相差板として使用可能
な優れた光学的特性を有する延伸光学フィルムを提供す
ることにある。

【００１２】本発明者らは、光学歪の無い厚みの均一な
未延伸フィルム、更には、延伸後の位相差が均一となる
位相差板の製造が可能な原反フィルムを開発するために
鋭意研究した結果、Ｔダイから溶融状態で膜状の熱可塑
性樹脂を押し出し、押し出した膜状の熱可塑性樹脂を、
該熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より２０℃高
い温度と３０℃低い温度との間の範囲内の温度に温度調
節した金属製冷却ロールと、圧力制御された複数のロー
ルで弛まないように張力をかけた無端金属ベルトとの間
で、円弧状に狭圧すると共に、好ましくは、無端金属ベ
ルトの最外周における線速が金属製冷却ロールの最外周
での線速より遅くならない速度で回転させ、次いで、冷
却したフィルムを剥離ロールにより金属製冷却ロールか
ら剥離させることにより、ＰＣ等のエンジニアリングプ
ラスチックを用いて、位相差板用原反として使用できる
未延伸フィルム（シート）の得られることを見いだし
た。すなわち、ベルト／ロール成形法（及び成形機）を
改良することで、安価に高精度の位相差板用原反を得る
ことができ、この方法により得られた原反を延伸するこ
とにより、高精度の位相差板を得ることができる。

【００１３】前述のように、従来法（３）のロール／ロ
ール押出成形法では、収縮応力が発生し不適である。従
来法（２）のベルト／ベルト押出成形法では、挟圧力に
強弱があり、また、圧力が弱いためにフィルムにムラが
生じやすく不適である。特殊機能を負荷して対応できな
いこともないが、製品コストと比較して、法外に高い装
置であり、実用的ではない。溶剤キャスト法では、溶剤
が完全に揮発しきれないために、延伸後応力ムラとな
る。本発明の方法によれば、従来の成形方法の欠点を克
服、改良し、優れた光学特性及び厚み精度をもつ位相差
板原反及び位相差板の供給が可能である。本発明は、こ
れらの知見に基づいて完成するに至ったものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、Ｔダイ
から溶融状態で押し出した膜状の熱可塑性樹脂を冷却ロ
ール上で冷却固化して光学フィルムを製造する方法にお
いて、（１）Ｔダイから溶融状態で膜状の熱可塑性樹脂
を押し出し、（２）押し出した膜状の熱可塑性樹脂を、
該熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より２０℃高
い温度と３０℃低い温度との間の範囲内の温度〔Ｔｇ＋
２０℃〜Ｔｇ−３０℃〕に温度調節した金属製冷却ロー
ルと、圧力制御された複数のロールで弛まないように張
力をかけた無端金属ベルトとの間で、円弧状に狭圧し、
（３）次いで、冷却したフィルムを剥離手段により金属
製冷却ロールから剥離させることを特徴とする光学フィ
ルムの製造方法が提供される。

【００１５】また、本発明によれば、以下の方法及び物
が提供される。１．前記（２）の工程の後、無端金属ベルトの最外周に
おける線速が金属製冷却ロールの最外周での線速より遅
くならない速度で回転させ、次いで、冷却したフィルム
を剥離手段により金属製冷却ロールから剥離させる前記
の製造方法。２．前記の製造方法で得られた光学フィルムを一軸また
は二軸方向に延伸することを特徴とする延伸光学フィル
ムの製造方法。３．フィルム厚みを１００μｍ相当に換算した際に、波
長５８９ｎｍの光源で測定した面内方向の複屈折位相差
が２０ｎｍ以下であり、厚みのバラツキ（Ｒｍａｘ）が
１０ｍｍ間隔以下の測定でフィルム幅方向及び機械送り
方向共に±２．０％以内である未延伸光学フィルム。４．フィルム厚みを１００μｍ相当に換算した際に、波
長５８９ｎｍの光源で測定した面内方向の複屈折位相差
のバラツキ（Ｒｍａｘ）が、１０ｍｍ間隔以下の測定
で、フィルム幅方向及び機械送り方向共に設定値に対
し、±５．０ｎｍ以内である延伸光学フィルム。５．前記の延伸光学フィルムからなる位相差補償板。６．前記の位相差補償板を組み込んだ液晶表示素子。

【００１６】本願発明において、「バラツキ」とは、実
際に使用する範囲（例えば、液晶ディスプレイに使用す
る場合、実際に画面として表される部分）のフィルムの
位相差あるいは厚みの平均値を中心値とおき、各点の測
定値が中心値よりどれだけズレているかを示すものであ
り、中心値に対し、プラス側とマイナス側のズレの最大
値（Ｒｍａｘ）を表記する。なお、中心値が明らかに測
定値と異なっている場合は、中心値を測定値とみなし、
また、測定中にゴミや異物等が混入していた場合、異常
値は取り除くものとする。更に、中心値を明らかに変化
させるように、端部が著しく大きなまたは小さな値を示
すフィルムを使用する場合、端部あるいは特異点とみな
せる部分を除いた部分での平均値を中心値とし、バラツ
キの対象も端部を除いた範囲での測定値とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法で使用する装置
の構成について、図１を参照しながら説明する。Ｔダイ
１から溶融状態で膜状に押し出した熱可塑性樹脂２を冷
却ロール３上に導いて冷却する。無端ベルト９は、初期
状態では２本のロール４と６で支えられており、ベルト
押しつけロール７は、冷却駆動ロール４とベルト引張ロ
ール６とのほぼ中間点に位置し、無端ベルト９とは接触
していない。このとき冷却駆動ロール４を冷却ロール３
の上方より接近させ、樹脂２を挟圧する。

【００１８】冷却ロール３には、熱伝導率が高く、高精
度の鏡面仕上げがなされている金属ロールが用いられ
る。冷却駆動ロール４は、ロール表面がシリコンゴムの
ような柔らかい材質の場合には、シリコンゴム層が変形
し回復しないような状態でなければ、無端ベルト９を挟
んで、冷却ロール３との隙間をゼロにしてもよい。この
ときの冷却ロール３と冷却駆動ロール４の中心点の距離
を便宜的にゼロとすると、上記状態であればマイナスで
あってもよい。詳述すると、（ロール間距離）＝（冷却
ロール３の半径）＋（冷却駆動ロール４の半径）＋（無
端ベルト９の厚み）であり、この距離にある場合を便宜
的にゼロとする。これより距離が開く場合をマイナス、
狭い場合をプラスと呼ぶ。他方、冷却駆動ロール４が金
属ロールの場合、ロール間距離はマイナスが好ましい。
冷却駆動ロール４が金属製である場合、シリコンゴムロ
ールのようには変形しないため、ロール間距離をプラス
にしすぎると破損するためである。

【００１９】冷却駆動ロール４を冷却ロール３の上方よ
り下降させて挟圧し、所定の挟圧量に設定する。このと
き、特開平６−１７０９１９号公報に記載の装置と同等
の装置で検討したところ、冷却ロール３を駆動させてし
まうと、微妙な樹脂の収縮やロール速度のムラにより、
樹脂内に不均一な応力ムラが残留することが確認され
た。このため冷却ロール３は、独立駆動させずに連れ回
りにするのが良いことが分かった。ただし、成形開始時
には、冷却ロール３が駆動しないと通紙等の問題がある
ので駆動させる必要がある。この点から、冷却ロール３
は、クラッチ付きのプーリー等に変更し、冷却駆動ロー
ル４が勝る場合のみ連れ回りする機構にするのがよい。
別の方法としては、高精度なダイレクト駆動にし、上記
公報に記載のような何１０ｍ／分オーダーの制御ではな
く、０．００の小数点２桁すなわち何ｃｍ／分オーダー
まで制御する必要があることが分かった。いずれにして
も、無端金属ベルト９の最外周における線速が金属製冷
却ロール３の最外周での線速より遅くならない速度で回
転させることが好ましい。冷却ロール３の連れ回り駆動
で挟圧開始後、ベルト押しつけロール７を下降させ、冷
却ロール３に無端ベルト９を円弧状に抱かせる。無端ベ
ルト９の抱かせ量は、剥離ロール５に接触しない範囲と
する。

【００２０】冷却後、樹脂２を冷却ロール３から剥離す
るが、冷却ロール３を硬質Ｃｒ鍍金処理してある場合、
ＰＣのようなエンジニアリングプラスチックは、十分に
密着しているため、特開平６−１７０９１９号公報に記
載のように、無端ベルト９が冷却ロール３から離れると
同時に樹脂２が剥離するようなことはない。このため
に、樹脂２を剥離するための剥離ロール５を設置する必
要がある。樹脂２を剥離する場合は、樹脂が十分に冷却
されていることが好ましい。樹脂温がそのガラス転移温
度（Ｔｇ）より十分に低ければ、剥離ロール５は、ある
程度離れていてもよい。しかし、冷却駆動ロール４の回
転速度が速い、すなわち引取成形速度が速い場合、樹脂
が十分に冷却されないことがあり、この点を考慮し、剥
離ロール５は、極力冷却ロール３に接近させた方がよ
い。剥離ロール５をシリコンゴムロール等の柔らかい材
質にした場合、剥離ロール５は、冷却ロール３に密着さ
せてもよい。また、剥離ロールは、冷却ロール３と同温
度で温調してもよいし、低い温度で冷却してもよい。微
妙な応力ムラを緩和させるために、剥離ロール５の後に
配置したロール８を温調し、アニール処理を行ってもよ
いが、特に応力が残留していなければ温調しなくてもよ
い。なお、この実施態様では、剥離ロールを用いたが、
剥離ロールにかえて、エアー吹き付けによるエアナイフ
様による剥離、無端ベルトによる剥離など、その他の剥
離手段を用いてもよい。また、特開平６−１６６０８９
号公報に記載のように、剥離後、水冷しない方がよい。
水冷では、水温を安定化させるのは容易ではなく、微妙
な温度ムラや水流の影響があるため、冷却状態に著しい
変化が生じ応力ムラが生じる。冷却は、ロールやベルト
以外では空冷が好ましい。

【００２１】各部材は、鏡面で構成されていることが好
ましく、また、硬質Ｃｒ鍍金等の処理が施されていても
よい。但し、無端ベルト９は、Ｃｒ鍍金等の処理を施す
と、熱膨張係数の違いなどから、剥離する可能性がある
ため注意を要する。ステンレス等の基材をそのまま使用
した方が確実である。無端ベルト９と冷却ロール３との
材質の違いにより、不具合がある場合は、冷却ロール３
の滑り性を上げるために、冷却ロール３にセラミック処
理をしたり、タングステンカーバイト（ＷＣ）処理を行
ったりしてもよい。エンボス加工処理にて樹脂２の冷却
ロール３への接触面積を減らして滑り性を向上させる方
法もあるが、エンボスが転写し、透明性の高い光学フィ
ルムを得ることができなくなるおそれがあるため、成形
温度を低くするなどの注意が必要である。

【００２２】冷却ロール３及び無端ベルト９の成形温度
は、Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ−３０℃であることが必要であ
る。例えば、ＰＣの場合は、Ｔｇが約１４０℃であるの
で、１１０℃〜１６０℃の範囲である。Ｔｇ＋２０℃以
上では、樹脂２が十分に冷却されないために、剥離ロー
ル５からロール８の間で発生した応力を残留させてしま
う。Ｔｇ−３０℃より小さな温度では、Ｔダイ１より出
た直後の樹脂２が冷却ロール３に触れた瞬間に著しく収
縮し、冷却ロール３とのごく僅かな接触タイミングのズ
レが、フィルムを波状にするため、平滑性の良いフィル
ムが得らなくなる。特開平６−１７０９１９号公報に記
載のポリプロピレン（ＰＰ）シートの成形のように、Ｔ
ｇが−１０℃の樹脂を成形温度９０℃で成形するような
ことは、ＰＣ他のエンジニアリングプラスチックでは不
適である。

【００２３】成形速度は、２ｍ／分以上が好ましい。こ
れより低い成形速度では、各ロールを回転させるモータ
ーが安定的に回転しないため、好ましくない。厚み精度
は、市販のβ線厚み測定機を用いて厚みバラツキを測定
し、ヒートブロック方式やリップヒータ方式、ロボット
方式等のリップ間隙制御方法にフィードバックできる機
構を導入すればよい。人の経験によるリップ制御ではお
およそ±５％程度の制御であり、熟練工員でも±３％が
限界である。このため±２％以下を達成するためには、
測定を含む自動制御機構を導入すれば容易である。

【００２４】Ｔダイからの樹脂の吐出方向は、特に規定
されないが、垂直に吐出して、最初の接触位置を無端ベ
ルト９側にするか、冷却ロール３側にするか、あるいは
同時に接触するか、予め試験をして最適の位置を決定し
て押し出すのがよい。図１に示したように、斜めに吐出
してもよいが、重力により樹脂が垂れるために、無端ベ
ルト９側に先に接触させることは難しい。また、水平に
押し出してもよい。無端ベルト９の長さは、特に規定さ
れないが、屈曲により著しく疲労したりしなければよ
い。光学フィルムの無端ベルト９の繋ぎ目に当たる部分
は製品として使用できないために、歩留まりの点から、
無端ベルト９は、長い方が良いが、あまり長すぎると、
弛んだり、放冷して温度が下がり安定しない場合がある
ので注意を要する。

【００２５】このようにして作製した未延伸フィルムを
位相差板として使用するためには、一軸延伸または二軸
延伸、あるいは熱風炉内で延伸するゾーン延伸処理を行
えばよい。一軸延伸は、縦一軸、横一軸どちらであって
もよい。二軸延伸は、同時二軸でも逐次二軸でもよい。
後処理無しで高視野角が得られるため、一軸延伸あるい
はゾーン延伸が好ましい。延伸倍率は、所望の複屈折位
相差が得られる範囲とし、通常は、１．１倍以上であ
る。厚み方向の配向処理を行わない限り、延伸方向
（Ｘ）、延伸直交方向（Ｙ）、厚み方向（Ｚ）の屈折率
は、ｎ_X＞ｎ₀＞ｎ_Y＝ｎ_Z（但し、ｎ₀は、樹脂固有の屈
折率）が好ましい。

【００２６】本発明の方法で作製したフィルムは、膜状
の溶融樹脂２を無端ベルト９及び冷却ロール３と両面か
ら冷却を行うために、表裏面で冷却温度に差が無く、均
等な冷却を行うため、得られたフィルムの屈折率は、ｎ
_X＝ｎ_Y≒ｎ₀≒（＞）ｎ_Zとなる。これを、例えば成形温
度Ｔｇ＋２０〜Ｔｇ＋３０℃で縦一軸延伸処理を行う
と、屈折率は、ほぼｎ_X＞ｎ₀＞ｎ_Y＝ｎ_Zとなり、良好な
視野角が得られる。これに対し、従来の技術を用いた、
例えばロールのみの冷却では、仮に平滑性の高いフィル
ムであっても、冷却ロール側は加熱冷却、反対側は空冷
されるため、冷却状態に差ができ、その結果、屈折率は
ｎ_X＞ｎ₀＞ｎ_Y＞ｎ_Zとなってしまう。この関係は延伸後
も保持されて、ｎ_X＞ｎ₀＞ｎ_Y＞ｎ_Zとなり、位相差板と
しての視野角は不良となる。

【００２７】位相差板の視野角とは、正面の位相差値に
対して±１０％以内の数値範囲に入っている角度方向で
ある。正面を０°として、そこからの傾き角度を視野角
として表現する。例えば、５００ｎｍの位相差板で左右
に４０°傾けた場合の位相差が、４５０ｎｍから５５０
ｎｍであれば、視野角４０°と言う。一般に視野角は４
０°以上で良好と言える。厚みは、設定値に対して±２
％が好ましい。厚み変動比は、そのまま位相差変動比と
等しいため、極力低いことが望ましい。厚みが５％増加
すれば、配向度が一様であれば、位相差も５％増加す
る。斜め入射で起きる複屈折位相差は、単調増加（ある
いは減少）するため、厚みの変動は視野角に大きく影響
する。

【００２８】完全一軸配向（ｎ_X＞ｎ₀＞ｎ_Y＝ｎ_Z）した
フィルムの視野角は、最大で、±４３〜４５°程度であ
る。ここで、厚み変動が±２％以内であれば４０°の視
野角を確保できる。５％程度の厚み変動があると視野角
４０°は確保できない。視野角４０°を確保するために
は厚み変動は２％以内が良い。また厚み変動が２％以内
であると、配向度が同等であれば必然的に面内位相差の
変動も２％以内に入る。多少の配向ムラがあっても位相
差５％以内に入り、均一性の高いフィルムになる。

【００２９】以上のように複屈折屈折の測定から、本発
明の方法にて作製した延伸フィルムが位相差板に適して
いることを見いだした。本発明の製造法により作製した
未延伸フィルムは、位相差板の原反としては光学特性が
良好である。したがって、本発明の方法により作製した
原反を延伸し、配向させることで光学特性に優れた位相
差板を成形することができる。得られた該位相差板を組
み込むことで、視野角特性に優れた液晶ディスプレイが
供給できる。

【００３０】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明する。

【００３１】［実施例１］以下の条件で未延伸フィルム
及び延伸フィルムを作製した。未延伸フィルムの製造軸径５０ｍｍのフルフライトタイプの単軸押出機を使用
して、下記の条件で、ポリカーボネート樹脂の押出成形
を行い、フィルムを作製した。（１）ポリカーボネート樹脂：帝人化成（株）パンライ
トＫ−１２８５（２）押出量：３０ｋｇ／ｈ、吐出幅：８００ｍｍ樹
脂Ｔｇ：１４０℃ （３）樹脂温度：最高３２０℃ （４）冷却駆動ロール：シリコンゴムロール、ロール径
９００ｍｍ、面長１０００ｍｍ（５）無端ベルト：ステンレス製、ベルト幅１０００ｍ
ｍ（６）冷却ロール：硬質Ｃｒ鍍金処理、ロール径９０
０、面長１０００ｍｍ（７）成形速度：２０ｍ／分ただし、挟圧時の駆動は、冷却駆動ロールを主とし、冷
却ロール３は、クラッチ付きプーリーで構成された連れ
回り回転とした。（８）成形温度：１４０℃ （９）剥離ロール：硬質Ｃｒ鍍金、ロール径：２００ｍ
ｍ、ロール面長：１０００ｍｍ（１０）剥離ロール温度：１３５℃ （１１）挟圧量：本文中の便宜的表現でゼロ（１２）厚み測定：β線（Ｋｒ⁸⁵）厚み測定装置（１３）リップ間隙制御：ヒートボルト方式位相差の測定には、大塚電子（株）瞬間マルチ測光シス
テムＭＣＰＤシリーズを用い、厚みの測定には、東京精
密（株）のマイクロメーターを使用した。それぞれ１０
ｍｍ間隔で測定した。結果を一括して表１に示す。

【００３２】延伸フィルムの製造下記に示す延伸処理は、延伸後の位相差が等しくなるよ
う行った。上記未延伸フィルム原反を用いて、下記の条
件で縦一軸延伸を行った。予熱ロール（３本）：１８０℃ 延伸ロール（２本）：１７０℃−ロールに対し斜めに
通紙した近接延伸冷却ロール（２本）：１４０℃ 各ロール径：２００ｍｍロール面長：８００ｍｍ延伸速度：１ｍ／分延伸倍率：１．３８倍得られた延伸フィルムについて、位相差、厚み、視野
角、及び目視ムラの評価結果を一括して表１に示す。

【００３３】［実施例２］成形速度を３０ｍ／分に変え
たこと以外は実施例１と同様にして未延伸フィルムを作
製した。得られた未延伸フィルムを用いて、延伸倍率
１．５倍に変えたこと以外は実施例１と同様にして一軸
延伸フィルムを作製した。得られた延伸フィルムは、実
施例１の延伸フィルムに比べて、厚みが薄くなったが、
性能は同等であり、延伸後の特性も良好であった。これ
らの結果を一括して表１に示す。

【００３４】［比較例１］実施例１と同等の押出条件
で、引取装置をポリッシングロール（３本）タイプに変
更して成形した。（１）冷却ロール：硬質Ｃｒ鍍金処理、ロール径４００
ｍｍ、面長７００ｍｍ（２）温度条件：ロール１／１５０℃、ロール２／１４
０℃、ロール３／１３０℃ （３）成形速度：２０ｍ／分（４）回転速度比：全て同速度厚み制御機構は、全て実施例１と同様とした。この結
果、良好なフィルムは得られなかった。得られた未延伸
フィルムを実施例１と同条件で、但し延伸倍率を１．２
９倍に変更して一軸延伸した。原反の影響で良好な延伸
フィルムは得られなかった。これらの結果を一括して表
１に示す。

【００３５】［比較例２］比較例１と同等の成形条件
で、冷却ロールの速度を変更した。（１）冷却ロール：硬質Ｃｒ鍍金処理、ロール径４００
ｍｍ、面長７００ｍｍ（２）温度条件：ロール１／１５０℃、ロール２／１４
０℃、ロール３／１３０℃ （３）成形速度：２０ｍ／分（４）回転速度比：押出機から見て遠くのロールほど、
直前のロールに比較して−１％（第１ロール：２０．０
ｍ／分、第２ロール：１９．８ｍ／分、第３ロール１
９．６ｍ／分）厚み制御機構は、全て実施例１と同様とした。この結
果、良好なフィルムは得られなかった。得られた未延伸
フィルムを実施例１と同条件で、但し延伸倍率を１．３
１倍に変更して一軸延伸した。原反の影響で良好な延伸
フィルムは得られなかった。これらの結果を一括して表
１に示す。

【００３６】［比較例３］実施例１と同等の押出条件
で、引取装置をベルト／ベルトタイプに変更して成形し
た。（１）冷却ベルト：ステンレス製、ベルト平坦部３００
ｍｍ、面長８００ｍｍ（２）温度条件：前方部１５０℃、後方部１３０℃（途
中のロールにて温調）（３）成形速度：２０ｍ／分（４）上下速度比：上下ベルト共に同速度厚み制御機構は、全て実施例１と同様とした。この結
果、位相差は低いものの、位相差のバラツキがあり、良
好なフィルムは得られなかった。得られた未延伸フィル
ムを実施例１と同条件で、但し延伸倍率を１．３３倍に
変更して一軸延伸した。原反の影響で良好な延伸フィル
ムは得られなかった。これらの結果を一括して表１に示
す。

【００３７】［比較例４］溶剤キャスト法でＰＣフィル
ム（原反）を作製した。（１）樹脂：帝人化成（株）ポリカーボネート樹脂、パ
ンライトＫ−１２８５（２）溶剤：ＣＨ₂Ｃｌ₂（純正化学（株）特級）（３）樹脂濃度：２５ｗｔ％（４）ベースフィルム：ＰＥＴフィルム（帝人化成
（株）グレードＯＸ）（５）塗工幅：７００ｍｍ（６）塗工厚み：３００ｍｍ（７）乾燥炉：各２ｍ（８）乾燥温度：４０℃、８０℃、１２０℃ （９）送り速度：１ｍ／分（１０）乾燥後フィルム厚み：７５μｍこの結果、良好なフィルムが得られた。延伸条件は、溶
剤が僅かではあるが残っているため、実施例１よりも延
伸温度を約１０℃下げて行った。別途、追加乾燥を行い
乾燥重量と比較した（残揮発成分約１％）。延伸倍率を
２．０倍、延伸速度を１．５ｍ／分に変更した。しか
し、溶剤の影響で良好なフィルムは得られなかった。結
果を表１に示す。

【００３８】［比較例５］実施例１と同一の成形条件
で、β線測定での自動厚み制御機構を停止し、意図的
に、リップ制御ボルトを押し込み手動にて±３％以上の
厚みムラを作成した。得られた未延伸フィルムを実施例
１と同条件で、但し延伸倍率を１．３９倍に変更して一
軸延伸した。原反の影響で位相差にバラツキが生じ、良
好な延伸フィルムは得られなかった。これらの結果を一
括して表１に示す。

【００３９】［比較例６］実施例１と同一の成形条件
で、但し、成形温度を１７５℃に変更して未延伸フィル
ムを作製した。この結果、溶融樹脂が冷却しきれないた
めに、主ロール１あるいは剥離ロール５で引張応力が残
留し（延伸され）位相差が大きくなった。また、剥離ロ
ールから引き取るためのピンチロールまでの距離が長い
ため、不均一な延伸となった。特に剥離ロール直後でし
わが発生し、縦方向に筋のような位相差ムラが発生し
た。得られた未延伸フィルムを実施例１と同条件で、但
し延伸倍率を１．３２倍に変更して一軸延伸した。原反
の影響で、縦方向ムラ起因する位相差バラツキが増大
し、良好な延伸フィルムは得られなかった。これらの結
果を一括して表１に示す。

【００４０】［比較例７］実施例１と同一の成形条件
で、但し成形温度を１０５℃に変更して未延伸フィルム
を作製した。この結果、溶融樹脂が急激に冷却しきれな
いために、主ロール１に接触すると共に急激に冷却が開
始され、挟圧直前で樹脂が波状に変形しているのが確認
できた。このため、不均一な挟圧となり、厚みムラが発
生した。得られた未延伸フィルムを実施例１と同条件
で、但し延伸倍率を１．３９倍に変更して一軸延伸を行
った。原反の影響で、縦方向ムラ起因する位相差バラツ
キが増大し、良好な延伸フィルムは得られなかった。こ
れらの結果を表１に示す。

【００４１】［比較例８］実施例１と同条件で未延伸フ
ィルムを作製した。但し、冷却ロール３の最外周の線速
度を無端ベルト９の最外周の線速度より１％だけ速くな
るように、回転速度を設定した。この結果、樹脂の密着
性が不良となり、樹脂２が無端ベルト９から剥離した直
後から樹脂２の表面に丸や楕円の表面欠陥が確認され
た。明らかに目視で欠陥が確認で、光学フィルムとして
不適なものであった。延伸後も、表面欠陥は保持され、
やはり光学フィルムには不適である。結果を表１に示す
が、欠陥の無い箇所を測定した代表値であり、参考デー
タである。数値的には、実施例１とあまり変わらない。
（厚みや位相差は、１点測定で、平均値ではない。他の
データとは異なる。）

【００４２】視野角の測定上記で作成した各延伸フィルムをスーパーツイステッド
ネマチック液晶型液晶表示表示装置（ＳＴＮ−ＬＣＤ）
に実装して、視野角の特性を評価した。視野角度は、位
相差測定機で、試料を所定の角度を与えて測定し、フィ
ルム法線方向入射による面内方向複屈折位相差の±１０
％以内に入る角度範囲を示した。また、位相差板を実際
の液晶ディスプレイに組み込んで、目視観察を行った。
位相差板は、１枚のセル内に２枚使用した。

【００４３】図３に位相差板の配置関係を示した。ＳＴ
Ｎ型液晶の初期状態でのメソゲンの配列方向を０°と
し、印加時の液晶の回転方向を観察者側よりみて反時計
回りに２７０℃回転するものとする。以下、観察者側よ
りみて反時計回りをマイナス、時計回りをプラスと表示
する。各部材の配置は、液晶セルより観察者側の位相差
板の延伸方向をメソゲンの配列方向に対し＋３０°、偏
光板の偏光方向を＋１５０°になるよう設置した。同様
に、バックライト側の位相差板を＋９０°、偏光板を＋
６０°に配置し観察した。バックライトは、短辺一灯式
タイプに屈折率の異なるビーズをランダムに埋め込んだ
全方向拡散型の拡散フィルムを２枚設置した。ディスプ
レイの大きさは対角１０．４インチとした。結果を一括
して表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、光学特性（複屈折位相
差）及び厚みが全面で均一な未延伸光学フィルム及び延
伸光学フィルムの製造方法、及びこれらの製造方法によ
り得られる光学フィルムが提供される。本発明の未延伸
光学フィルムは、特に位相差補償板原反として好適であ
り、延伸光学フィルムは、位相差補償板として好適であ
る。また、本発明によれば、延伸光学フィルムからなる
位相差補償板を組み込んだ液晶表示素子が提供される。
本発明の製造方法によれば、Ｔダイからの溶融押出法に
より、安価に、優れた光学的特性を有する原反を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の説明図である。

【図２】従来のベルトとベルトの間にＴダイからの押出
樹脂を流し込み挟圧する方法を示す図である。

【図３】位相差板の配置関係を示す図である。

【符号の説明】

１Ｔダイ２樹脂３冷却ロール４冷却駆動ロール５剥離ロール６ベルト引張ロール７ベルト押しつけロール８ロール９無端ベルト１０Ｔダイ１１ロール１２無端ベルト（上）領域〈ア〉ロール間領域１３無端ベルト（下）１４樹脂１５駆動ロール領域〈イ〉ロール押え領域１６偏光板１７位相差板１８液晶セル１９位相差板２０偏光板２１拡散フィルム２２拡散フィルム２３導光板２４冷陰極間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 69:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 11:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｔダイから溶融状態で押し出した膜状の
熱可塑性樹脂を冷却ロール上で冷却固化して光学フィル
ムを製造する方法において、（１）Ｔダイから溶融状態
で膜状の熱可塑性樹脂を押し出し、（２）押し出した膜
状の熱可塑性樹脂を、該熱可塑性樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）より２０℃高い温度と３０℃低い温度との間の
範囲内の温度〔Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ−３０℃〕に温度調
節した金属製冷却ロールと、圧力制御された複数のロー
ルで弛まないように張力をかけた無端金属ベルトとの間
で、円弧状に狭圧し、（３）次いで、冷却したフィルム
を剥離手段により金属製冷却ロールから剥離させること
を特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の光学フィルムを一軸また
は二軸方向に延伸することを特徴とする延伸光学フィル
ムの製造方法。
【請求項３】フィルム厚みを１００μｍ相当に換算し
た際に、波長５８９ｎｍの光源で測定した面内方向の複
屈折位相差が２０ｎｍ以下であり、厚みのバラツキ（Ｒ
ｍａｘ）が１０ｍｍ間隔以下の測定でフィルム幅方向及
び機械送り方向共に±２．０％以内である光学フィル
ム。
【請求項４】請求項３記載の光学フィルムを一軸また
は二軸方向に延伸してなる延伸光学フィルムであって、
フィルム厚みを１００μｍ相当に換算した際に、波長５
８９ｎｍの光源で測定した面内方向の複屈折位相差のバ
ラツキ（Ｒｍａｘ）が、１０ｍｍ間隔以下の測定で、フ
ィルム幅方向及び機械送り方向共に、設定値に対し±
５．０ｎｍ以内である延伸光学フィルム。
【請求項５】請求項４記載の延伸光学フィルムからな
る位相差補償板。
【請求項６】請求項５記載の位相差補償板を組み込ん
だ液晶表示素子。