JPWO2017150495A1 - 延伸フィルム及びその製造方法、円偏光板、並びに表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
前記収縮性フィルム(B)及び前記接着層(C)を剥離する工程と、を含む、延伸フィルムの製造方法。
〔2〕 前記熱可塑樹脂が、脂環式ポリオレフィンを含む樹脂である、〔1〕記載の延伸フィルムの製造方法。
〔3〕 前記収縮性フィルム(B)が、ポリエステルを含む原料フィルムを延伸することにより得られたものである、〔1〕又は〔2〕に記載の延伸フィルムの製造方法。
〔4〕 前記複層フィルム(D)の延伸が、テンター延伸機を用いてテンター延伸法により行われるものである、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
〔5〕 前記テンター延伸機の出口部における前記複層フィルム(D)の引取張力が、100N/mより大きく400N/m未満である、〔4〕に記載の延伸フィルムの製造方法。
〔6〕 熱可塑性樹脂からなる長尺の延伸フィルムであって、前記延伸フィルムの、少なくとも1300mm幅の部分において、
フィルム長手方向に対する面内の配向角θの平均値θaが、40°<θa<80°であり、
前記配向角θの最大値θmaxと最小値θminとの差θmax−θminが、2°以下であり、
NZ係数の平均値NZaが、0<NZa<1.00であり、かつ、
前記NZ係数の最大値NZmaxと前記NZ係数の最小値NZminとの差NZmax−NZminが、0.10未満である、延伸フィルム。
〔7〕 前記NZ係数の平均値NZaが、0.20より大きく、0.8以下である、〔6〕に記載の延伸フィルム。
〔8〕 〔6〕又は〔7〕に記載の延伸フィルムを備える、円偏光板。
〔9〕 〔8〕記載の円偏光板から切り出された円偏光フィルム片を備える、表示装置。
本発明の延伸フィルムは、熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムである。熱可塑性樹脂としては、熱可塑性の重合体と、必要に応じて任意の成分を含む樹脂を用いうる。熱可塑性の重合体としては、例えば、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、脂環式ポリオレフィンなどが挙げられる。これらの中でも、特に機械強度及び耐熱性の観点から、ポリカーボネート、ポリエステル、脂環式ポリオレフィンが好ましく、脂環式ポリオレフィンがより好ましく、主鎖に脂環構造を有する脂環式ポリオレフィンが特に好ましい。
熱可塑性樹脂は、前記の重合体に加えて、任意の成分を含みうる。任意の成分の例を挙げると、顔料、染料等の着色剤;可塑剤;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;微粒子;界面活性剤等が挙げられる。これらの成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(I)特定部分における、延伸フィルムの、フィルム長手方向に対する面内の配向角θの平均値θaが、40°<θa<80°である。
(II)特定部分における、延伸フィルムの、前記配向角θの最大値θmaxと最小値θminとの差θmax−θminが、2°以下である。
(III)特定部分における、延伸フィルムのNZ係数の平均値NZaが、0<NZa<1.00である。
(IV)特定部分における、延伸フィルムのNZ係数の最大値NZmaxとNZ係数の最小値NZminとの差NZmax−NZminが、0.10未満である。
以下、前記の要件(I)〜(IV)について詳細に説明する。
測定対象部分において、延伸フィルムの配向角θを、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定する。この測定を、フィルム長手方向に1m間隔で、5回実施する。得られた測定値の平均を計算して、前記の測定対象部分における、延伸フィルムの面内の配向角θの平均値θaを求める。
測定対象部分において、延伸フィルムの面内の配向角θを、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定する。この測定値のうち、配向角θの最大値θmax及び最小値θminを特定する。そして、最大値θmaxから最小値θminを減算して、前記の測定対象部分における、延伸フィルムの配向角θの最大値θmaxと最小値θminとの差θmax−θminを求める。
測定対象部分において、延伸フィルムのNZ係数を、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定する。この測定を、フィルム長手方向に1m間隔で、5回実施する。得られた測定値の平均を計算して、前記の測定対象部分における、延伸フィルムのNZ係数の平均値NZaを求める。
測定対象部分において、延伸フィルムのNZ係数を、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定する。この測定値のうち、NZ係数の最大値NZmax及び最小値NZminを特定する。そして、最大値NZmaxから最小値NZminを減算して、前記の測定対象部分における、延伸フィルムのNZ係数の最大値NZmaxと最小値NZminとの差NZmax−NZminを求める。
測定対象部分において、延伸フィルムの面内レターデーションReを、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定する。この測定を、フィルム長手方向に1m間隔で、5回実施する。得られた測定値の平均を計算して、前記の測定対象部分における、延伸フィルムの面内レターデーションReの平均値Reaを求める。
測定対象部分における、延伸フィルムの面内レターデーションReを、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定する。この測定値の内、面内レターデーションReの最大値Remax及び最小値Reminを特定する。そして、最大値Remaxから最小値Reminを減算して、前記の測定対象部分における、延伸フィルムの面内レターデーションReの最大値Remaxと最小値Reminとの差Remax−Reminを求める。
ここで、飽和吸水率は、フィルムの試験片を23℃の水中に24時間浸漬し、増加した質量の、浸漬前の試験片の質量に対する百分率で表される値である。
光線透過率は、JIS K0115に準拠して、分光光度計(日本分光社製、紫外可視近赤外分光光度計「V−570」)を用いて測定しうる。また、ヘイズは、JIS K7361−1997に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 NDH−300A」を用いて測定しうる。
延伸フィルムの幅方向の厚みムラは、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm以下であり、理想的には0μmである。ここで、延伸フィルムの厚みムラとは、延伸フィルムの厚みの最大値と最小値との差を言う。延伸フィルムの厚みムラを前記の範囲に収めることにより、延伸フィルムの巻き取りを良好に行うことができる。
上述した延伸フィルムは、
熱可塑性樹脂からなる延伸前フィルム(A);収縮性フィルム(B);並びに、延伸前フィルム(A)と熱可塑性フィルム(B)との間に設けられて、延伸前フィルム(A)と収縮性フィルム(B)とを接着する接着層(C);を備える長尺の複層フィルム(D)を、延伸する工程と、
収縮性フィルム(B)及び接着層(C)を剥離する工程と
を含む製造方法によって、製造しうる。
複層フィルム(D)を用意する工程では、通常、長尺の延伸前フィルム(A)及び長尺の収縮性フィルム(B)を用意し、用意した延伸前フィルム(A)と収縮性フィルム(B)とを接着層(C)を介して貼り合わせる。
長尺の複層フィルム(D)を用意した後で、複層フィルム(D)を延伸する工程を行う。この工程では、通常、テンター延伸機を用いたテンター延伸法によって、延伸を行う。
図1に示すように、この例に示すテンター延伸機100は、図示しない繰出しロールから繰り出される複層フィルム(D)10を、図示しないオーブンによる加熱環境下で、その斜め方向に延伸するための装置である。
図示しない繰出しロールから複層フィルム(D)10を繰り出し、その複層フィルム(D)10をテンター延伸機100に連続的に供給する。
テンター延伸機100は、その入口部130において複層フィルム(D)10の両端部11及び12を把持具110L及び110Rによって順次把持する。両端部11及び12を把持された複層フィルム(D)10は、把持具110L及び110Rの走行に伴って搬送される。ここで、本例に示すテンター延伸機100の把持具110L及び110Rを案内するレール120L及び120Rは、左右非対称な形状に設定されている。そのため、テンター延伸機100の入口部130において複層フィルム(D)10の進行方向A1に対して垂直な方向に相対していた一組の把持具110L及び110Rは、テンター延伸機100の出口部140において、一方(本例では右側)の把持具110Rが他方(本例では左側)の把持具110Lよりも先行するので、斜め方向への延伸が行われる。延伸後の複層フィルム(D)10は、テンター延伸機100の出口部140において把持具110L及び110Rから開放され、必要に応じてフィルム方向の両端部11及び12をトリミングされた後、ロール状に巻き取られて回収される。
また、テンター延伸機100において延伸が行われる延伸ゾーンには、フィルム幅方向において延伸温度に傾斜を付けてもよい。これにより、製造される延伸フィルムのフィルム幅方向の厚みムラを、更に効果的に抑制できる。
上述した延伸によって得られた複層フィルム(D)は、延伸前フィルム(A)を延伸することによって得られた延伸フィルム、延伸された収縮性フィルム(B)、及び、延伸フィルム及び収縮性フィルム(B)を接着する接着層(C)を備える。よって、複層フィルム(D)から収縮性フィルム(B)及び接着層(C)を剥離して除去することにより、所望の延伸フィルムが得られる。
上述した延伸フィルムの製造方法は、所望の延伸フィルムが得られる限り、更に任意の工程を含みうる。例えば、延伸フィルムの製造方法は、製造した延伸フィルムに表面処理を施す工程、製造した延伸フィルムをロール状に巻き取って回収する工程、を含んでいてもよい。
本発明の延伸フィルムは、それ単独あるいは他の部材と組み合わせて用いうる。延伸フィルムの用途の例としては、位相差板、視野角補償フィルムなどが挙げられる。中でも、延伸フィルムは、偏光子と組み合わせて円偏光板を得るために用いることが好ましい。
上述した円偏光板は、表示装置に適用しうる。このような表示装置は、上述した長尺の円偏光板から切り出された円偏光フィルム片を備える。円偏光フィルム片が含む延伸フィルムの配向角θ、NZ係数等の光学特性が面内において均一であるので、この表示装置は、通常、表示品位が良好である。このような表示装置としては、例えば、液晶表示装置、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)表示装置などが挙げられる。
〔配向角の評価方法〕
高速レターデーション測定装置(大塚電子社製「RE−200」)を用いて、延伸フィルムの全幅において、延伸フィルムの面内の配向角θを、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定した。この測定を、フィルム長手方向に1m間隔で、5回実施した。得られた測定値の平均を計算して、この延伸フィルムの面内の配向角θの平均値θaを求めた。また、フィルム幅方向の全測定値のうち、最大値θmaxから最小値θminを減算して、その差θmax−θminを配向角θのバラツキとして求めた。
高速レターデーション測定装置(大塚電子社製「RE−200」)を用いて、延伸フィルムの全幅において、延伸フィルムの面内レターデーションReを、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定した。この測定を、フィルム長手方向に1m間隔で、5回実施した。得られた測定値の平均を計算して、この延伸フィルムの面内レターデーションReの平均値Reaを求めた。
ポラリメータ(Axometrics社製「AXOSCAN」)を用いて、延伸フィルムの全幅において、延伸フィルムのNZ係数を、フィルム幅方向に5cm間隔で、測定した。この測定を、フィルム長手方向に1m間隔で、5回実施した。得られた測定値の平均を計算して、この延伸フィルムのNZ係数の平均値NZaを求めた。また、フィルム幅方向の全測定値のうち、最大値NZmaxから最小値NZminを減算して、その差NZmax−NZminをNZ係数のバラツキとして求めた。
テンター延伸機の入口において、複層フィルム(D)の右側端部を把持する把持具及び左側端部を把持する把持具のうち、向かい合う一対の把持具を選択して、マーキングを施した。選択した把持具を結んだ直線は、テンター延伸機の入口における複層フィルム(D)の搬送方向と垂直となっていた。選択した把持具は、テンター延伸機の内部を通過し、テンター延伸機の出口側の直線部分に達した。この出口側の直線部分において、選択した把持具を結んだ直線と、複層フィルム(D)の幅方向とがなす角度を測定し、延伸角度θLとした。
製造された延伸フィルムを観察し、下記の基準で評価した。
良:全幅にわたってシワの発生が無い状態で、延伸フィルムの製造が可能であった。
不良:部分的あるいは全体にシワが発生し、外観を著しく損なった。
市販の有機EL表示装置(LG化学社製の55インチ有機EL−TVパネル)を用意した。この有機EL表示装置の最表面に搭載されている円偏光板を除去し、代わりに、実施例又は比較例で製造した円偏光フィルム片を、円偏光フィルム片の偏光子が視認側となる向きで、粘着剤を用いて貼り付けた。その後、外光の下で観察し、下記の基準で評価した。
良:表示面の傾斜方向から見ても、反射率が低く抑えられ、視認性が良好である。
不良:表示面の傾斜方向から見ると、反射率が高く、視認性に劣る。
ノルボルネン系樹脂(日本ゼオン社製「ZEONOR1420R」、ガラス転移点=137℃)のペレットを、100℃で5時間乾燥した。該ペレットを押出機に供給し、押出機内で溶融させ、ポリマーパイプ及びポリマーフィルターを経て、Tダイからキャスティングドラム上にシート状に押出し、冷却して、厚み90μm、幅900mmの長尺の延伸前フィルム(A)を得た。製造された延伸前フィルム(A)は、ロール状に巻き取って回収した。
ポリエステル(イーストマン社製「PET−G 6763」)のペレットを、120℃で5時間乾燥した。該ペレットを押出機に供給し、押出機内で溶融させ、樹脂温度260℃の条件でポリマーパイプ及びポリマーフィルターを経て、Tダイからキャスティングドラム上にシート状に押出し、冷却して、厚み60μm、幅1500mmの原料フィルムを得た。
延伸前フィルム(A)及び収縮性フィルム(B)をロールから巻き出し、接着剤(日東電工社製のアクリル系粘着剤「CS9621」)を用いて常法にて貼り合せて、延伸前フィルム(A)、接着層(C)及び収縮性フィルム(D)をこの順に備える長尺の複層フィルム(D)を得た。この複層フィルム(D)は、ロール状に巻き取って回収した。
(1−1.延伸フィルムの製造)
レールに沿って走行しうる把持具を備えたテンター装置を用意し、このテンター装置を繰出角度θi=45°、延伸角度θL=38°に設定した。また、テンター装置のレールパターンを、配向角θの平均値θa=45°の延伸フィルムが得られるように調節した。
得られた延伸フィルムの配向角θ、面内レターデーションRe、NZ係数及び面状を、上述した方法で評価した。結果を表1に示す。表1から分かるように、得られた延伸フィルムは、フィルム幅方向において均一であった。
フィルム長手方向に偏光吸収軸を有する長尺の偏光板(サンリッツ社製「HLC2−5618S」、厚さ180μm)と、前記の長尺の延伸フィルムとを、ロールtoロールで貼り合わせて、幅1330mmの長尺の円偏光板を得た。この円偏光板から、評価用の有機EL表示装置の表示面に合わせた寸法の円偏光フィルム片を切り出し、上述した方法で、表示特性を評価した。評価の結果、表示面の全面、全方位にわたり反射率が抑えられ、良好な表示特性であった。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。
複層フィルム(D)の延伸温度及び延伸倍率を、表1に示すように変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。また、テンター延伸機の出口での引取張力を、表1に示すように変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。また、複層フィルム(D)の延伸角度θL及びテンター延伸機の出口での引取張力を、表1に示すように変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。評価の結果、延伸フィルムのNZ係数は1.00を超え、幅方向のばらつきが大きかった。また、円偏光板を用いた表示装置の性能は、不良であった。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。評価の結果、延伸時のシワが酷く、延伸フィルムのNZ係数及び配向角θは幅方向において大きくばらついていた。また、円偏光板を用いた表示装置の性能は、不良であった。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。また、複層フィルム(D)の延伸温度及び延伸倍率を、表1に示すように変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。評価の結果、延伸フィルムのNZ係数は1.00を超え、円偏光板を用いた表示装置の性能は、不良であった。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。また、複層フィルム(D)の延伸角度θL及び延伸温度、並びに、テンター延伸機の出口での引取張力を、表1に示すように変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。評価の結果、延伸フィルムのNZ係数は1.00を超え、円偏光板を用いた表示装置の性能は、不良であった。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。また、複層フィルム(D)の延伸角度θL及び延伸温度、並びに、テンター延伸機の出口での引取張力を、表1に示すように変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。評価の結果、延伸フィルムのNZ係数は幅方向において大きくばらついていた。また、シワの発生により、延伸フィルムの面状は不良であった。さらに、円偏光板を用いた表示装置の性能は、不良であった。
収縮性フィルム(B)を、表1に示す収縮率を有するものに変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして、延伸フィルム及び円偏光板の製造及び評価を行った。評価の結果、延伸フィルムのNZ係数は幅方向において大きくばらついていた。また、シワの発生により、延伸フィルムの面状は不良であった。さらに、円偏光板を用いた表示装置の性能は、不良であった。
上述した実施例及び比較例の結果を、下記の表1にまとめて示す。表1において、略称の意味は、下記のとおりである。
収縮率:収縮性フィルム(B)の収縮率。
MD:フィルム長手方向。
TD:フィルム幅方向。
Rea:延伸フィルムの面内レターデーションの平均値。
θa:延伸フィルムの配向角の平均値。
Δθ:延伸フィルムの配向角の最大値θmaxと最小値θminとの差θmax−θminであり、フィルム幅方向の配向角θのバラツキを表す。
NZa:延伸フィルムのNZ係数の平均値。
ΔNZ:延伸フィルムのNZ係数の最大値NZmaxと最小値NZminとの差NZmax−NZminであり、フィルム幅方向のNZ係数のバラツキを表す。
表1から分かるように、実施例1〜7においては、1330mm幅の全体において、斜め方向に遅相軸を有し、0<NZ係数<1.00という特定範囲のNZ係数を有し、且つ、配向角θ及びNZ係数のバラツキが小さい延伸フィルムを得ている。また、実施例1〜7において得られた延伸フィルムは、いずれも、延伸時におけるシワの発生が抑制されている。そして、これらの延伸フィルムを用いて製造した円偏光板を適用した表示装置においては、傾斜方向から見た場合における外光の反射が抑制されている。以上の結果から、本発明の製造方法により、円偏光板の製造に適した長尺の延伸フィルムを安定して製造できることが確認された。
11及び12 複層フィルム(D)のフィルム幅方向の端部
21 テンター延伸機の入口部において、相対している一組の把持具を結んだ直線
22 延伸が行われた後に出口側の直線部分に達した時、一組の把持具を結んだ直線
100 テンター延伸機
110L及び110R 把持具
120L及び120R レール
130 入口部
140 出口部
150 出口側の直線部分
160 出口部における延伸後の複層フィルム(D)の進行方向に垂直な方向
θi 繰出角度
θL 延伸角度
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂からなる延伸前フィルム(A)、空気中における140℃60秒の条件下でのフィルム長手方向の収縮率が10%以上40%以下でありフィルム幅方向の収縮率が5%以下である収縮性フィルム(B)、並びに、前記延伸前フィルム(A)と前記収縮性フィルム(B)とを接着する接着層(C)を備える長尺の複層フィルム(D)を、1.5倍未満の延伸倍率で、前記複層フィルム(D)の幅方向に対して45°±15°の方向に延伸する工程と、
前記収縮性フィルム(B)及び前記接着層(C)を剥離する工程と、を含む、延伸フィルムの製造方法。 - 前記熱可塑樹脂が、脂環式ポリオレフィンを含む樹脂である、請求項1記載の延伸フィルムの製造方法。
- 前記収縮性フィルム(B)が、ポリエステルを含む原料フィルムを延伸することにより得られたものである、請求項1又は2に記載の延伸フィルムの製造方法。
- 前記複層フィルム(D)の延伸が、テンター延伸機を用いてテンター延伸法により行われるものである、請求項1〜3のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
- 前記テンター延伸機の出口部における前記複層フィルム(D)の引取張力が、100N/mより大きく400N/m未満である、請求項4に記載の延伸フィルムの製造方法。
- 熱可塑性樹脂からなる長尺の延伸フィルムであって、前記延伸フィルムの、少なくとも1300mm幅の部分において、
フィルム長手方向に対する面内の配向角θの平均値θaが、40°<θa<80°であり、
前記配向角θの最大値θmaxと最小値θminとの差θmax−θminが、2°以下であり、
NZ係数の平均値NZaが、0<NZa<1.00であり、かつ、
前記NZ係数の最大値NZmaxと前記NZ係数の最小値NZminとの差NZmax−NZminが、0.10未満である、延伸フィルム。 - 前記NZ係数の平均値NZaが、0.20より大きく、0.8以下である、請求項6に記載の延伸フィルム。
- 請求項6又は7に記載の延伸フィルムを備える、円偏光板。
- 請求項8記載の円偏光板から切り出された円偏光フィルム片を備える、表示装置。
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