KR102085861B1 - 위상차 필름 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
상이한 수지의 복수의 층을 구비하고, 각 층의 면내 지상축이 폭 방향에서 균일한 위상차 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 위상차 필름의 제조방법은, 수지 A의 층 a와 수지 B의 층 b를 구비하는 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및 제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖고, 수지 A의 유리전이온도 TgA와 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB의 관계를 만족시키고, 제 1 연신 공정에서, 제 2 연신 공정에 의해 수지 B의 층 b에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 제 1 연신 필름의 수지 B의 층 b에 생기는 조건에서 연신을 행하고, 제 2 연신 공정에서, 제 2 연신 필름의 수지 A의 층 a의 분자 배향각이 제 2 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위로 되는 조건에서 연신을 행한다.
본 발명의 위상차 필름의 제조방법은, 수지 A의 층 a와 수지 B의 층 b를 구비하는 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및 제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖고, 수지 A의 유리전이온도 TgA와 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB의 관계를 만족시키고, 제 1 연신 공정에서, 제 2 연신 공정에 의해 수지 B의 층 b에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 제 1 연신 필름의 수지 B의 층 b에 생기는 조건에서 연신을 행하고, 제 2 연신 공정에서, 제 2 연신 필름의 수지 A의 층 a의 분자 배향각이 제 2 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위로 되는 조건에서 연신을 행한다.
Description
본 발명은 위상차 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 액정 셀, 및 이 액정 셀을 협지하도록 배치되는 한 쌍의 편광판(즉, 입사측 편광판 및 출사측 편광판)을 구비한다. 상기 한 쌍의 편광판은, 예컨대 VA 모드 및 IPS 모드 등의 일반적인 액정 표시 모드의 경우에는, 통상 편광판의 흡수축이 직교하도록 배치된다. 이와 같은 액정 표시 장치는, 통상 무전계(無電界) 시에는 흑표시(광의 투과를 차단)로 된다.
또한, 상기와 같은 액정 표시 장치의 광학 보상을 행하기 위해, 액정 표시 장치에는 광학 보상 필름이 설치되는 경우가 있다. 이와 같은 광학 보상 필름으로서는, 예컨대 상이한 리타데이션을 갖는 필름을 2매 이상 접합한 위상차 필름을 들 수 있다(특허문헌 1 참조).
그러나, 필름을 접합하여 제조되는 위상차 필름은 제조가 번잡하다. 구체적으로는, 접합하는 필름끼리의 면내 지상축(遲相軸)의 관계를 조정하는 공정, 필름끼리를 접합하는 공정 등이 필요해져, 제조에 요하는 공정수가 많아지는 경향이 있다.
그래서, 제조를 간단히 행하기 위해, 공연신을 이용한 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 상이한 재료로 형성된 복수의 층을 구비하는 적층체를 준비하고, 이 적층체를 적절한 조건에서 연신하는 방법을 들 수 있다(특허문헌 2, 3).
특허문헌 2, 3에 기재된 바와 같은 방법에 있어서, 연신 전의 적층체는, 예컨대 공유연법(共流延法) 또는 공압출법에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 적층체를 연신하면, 그 적층체에 포함되는 층도 동시에 연신되기 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술과 같이 필름마다 개별적으로 연신 처리를 행할 필요가 없고, 나아가 면내 지상축의 관계를 조정할 필요가 없다. 그 때문에, 특허문헌 2, 3에 기재된 방법에 의해 위상차 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
그런데, 최근에는 액정 표시 장치에 대한 요구 수준이 고도로 되어 오고 있기 때문에, 특허문헌 2, 3에 기재된 방법으로 제조된 위상차 필름을 광학 보상 필름으로서 이용한 액정 표시 장치에서는, 흑표시 시에 고도한 요구에 응할 수 있을 정도로는 정면 휘도를 저감할 수 없는 경우가 있었다. 그래서 본 발명자는 더한층의 검토를 행한 바, 종래의 공연신을 이용한 기술에 있어서는, 장척의 위상차 필름을 제조한 경우에, 그 위상차 필름의 폭 방향 단부(端部)에서 각 층의 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋날 가능성이 있다는 것이 판명되었다. 예컨대, 각 층의 면내 지상축의 관계가 폭 방향 중앙부에서는 평행하거나 직교하는 위상차 필름이어도, 폭 방향 단부에 가까운 위치에서는 각 층의 면내 지상축의 관계가 평행하지도 않고 직교하지도 않게 되는 경우가 있다. 이와 같은 현상은, 위상차 필름 전체로서의 위상차 및 지상축 방향이 설계대로 얻어지고 있던 경우이더라도 생길 수 있기 때문에, 종래의 기술 상식으로부터는 발견할 수 없는 과제였다.
일반적으로, 복수의 층을 구비하는 필름을 연신하는 것에 의해 당해 필름에 포함되는 층을 공연신한 경우, 그들 층은 모두 동일 조건에서 연신될 것이다. 그 때문에, 공연신을 이용한 제조방법에서는, 예컨대 일부의 층만이 다른 층과는 별도의 조건에서 연신되는 것에 의해 의도한 방향과는 상이한 방향으로 면내 지상축을 발현하는 일은 없다고 생각되고 있었다. 그 때문에, 얻어지는 위상차 필름에 있어서 각 층의 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋나는 일은 없다고 생각되고 있었다. 따라서, 공연신을 이용한 위상차 필름의 제조방법에 있어서 각 층의 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋나는 것은 의외의 일이었다.
전술한 각 층의 면내 지상축의 관계의 어긋남은, 각 층의 분자 배향 방향이 위상차 필름의 폭 방향에서 균일하게 되어 있지 않은 것에 의해 생긴 것이다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 창안된 것으로, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층을 구비하는 장척의 위상차 필름으로서, 상기 층의 분자 배향 방향이 폭 방향에서 균일한 위상차 필름 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 복수의 층을 구비하는 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및 제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖는 위상차 필름의 제조방법에 있어서, 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정 사이에서의 보잉(bowing)의 상쇄, 또는 제 2 연신 공정의 온도 구배의 이용에 의해, 각 층의 분자 배향 방향이 폭 방향에서 균일한 위상차 필름이 얻어진다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 이하와 같다.
〔1〕 열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비하는 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및
제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖고,
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고,
제 1 연신 공정에서, 제 2 연신 공정에 의해 열가소성 수지 B의 층 b에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 제 1 연신 공정에 의해 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 B의 층 b에 생기는 조건에서 연신을 행하고,
제 2 연신 공정에서, 제 2 연신 필름의 열가소성 수지 A의 층 a의 분자 배향각이 제 2 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위로 되는 조건에서 연신을 행하는, 위상차 필름의 제조방법.
〔2〕 열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비하는 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및
제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖고,
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고,
제 1 연신 공정에서, 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 A의 층 a의 보잉의 형상 및 열가소성 수지 B의 층 b의 보잉의 형상이 양쪽 모두 길이 방향에서 동일 방향으로 볼록해지는 조건에서 연신을 행하고,
제 2 연신 공정에서, (i) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 상류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 저온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하고, (ii) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 하류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 고온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하는, 위상차 필름의 제조방법.
〔3〕 제 1 연신 공정에서, 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 A의 층 a의 보잉의 형상 및 열가소성 수지 B의 층 b의 보잉의 형상이 양쪽 모두 길이 방향에서 동일 방향으로 볼록해지는 조건에서 연신을 행하고,
제 2 연신 공정에서, (i) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 상류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 저온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하고, (ii) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 하류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 고온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하는, 〔1〕에 기재된 위상차 필름의 제조방법.
〔4〕 열가소성 수지 A의 고유 복굴절이 음이고,
열가소성 수지 B의 고유 복굴절이 양인, 〔1〕∼〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름의 제조방법.
〔5〕 제 1 방향이 폭 방향이고,
제 2 방향이 길이 방향인, 〔1〕∼〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름의 제조방법.
〔6〕 제 1 연신 필름을 권취하여 필름 롤을 얻는 공정, 및
필름 롤로부터 제 1 연신 필름을 인출하는 공정을 갖고,
제 2 연신 공정에서, 필름 롤로부터 인출된 제 1 연신 필름을, 제 1 연신 공정에서의 반송 방향과는 반대 방향으로 반송하면서 연신하는, 〔1〕∼〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름의 제조방법.
〔7〕 〔1〕∼〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 위상차 필름.
〔8〕 장척의 위상차 필름으로서,
열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비하고,
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고,
층 a와 층 b가 직접 접하고 있고,
150mm 이상의 폭을 갖고,
층 a 및 층 b 중 한쪽의 분자 배향각이 위상차 필름의 전체 폭에서 폭 방향에 대해 89.5° 내지 90.5°의 범위에 있고,
층 a 및 층 b 중 다른쪽의 분자 배향각이 위상차 필름의 전체 폭에서 폭 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위에 있는 위상차 필름.
본 발명의 위상차 필름의 제조방법에 의하면, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층을 구비하는 장척의 위상차 필름으로서, 상기 층의 분자 배향 방향이 폭 방향에서 균일한 위상차 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 위상차 필름은, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층을 구비하는 장척의 위상차 필름으로서, 상기 층의 분자 배향 방향이 폭 방향에서 균일하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 연신 전 필름을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 제 1 실시형태에서, 각도차 D1 및 각도차 D2의 조합을 플로팅한 좌표계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 14는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 15는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17은 음의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 A 및 양의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 B를 이용한 연신 전 필름의 층 a 및 층 b를 각각 어떤 연신 배율 및 연신 속도로 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션의 온도 의존성과, 연신 전 필름을 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ의 온도 의존성의 일례를 나타내는 것이다.
도 18은 각 실시예 및 비교예에서의 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값을, 각도차 D1을 가로축으로 하고 각도차 D2를 세로축으로 한 좌표계에 플로팅한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 제 1 실시형태에서, 각도차 D1 및 각도차 D2의 조합을 플로팅한 좌표계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름을 제 1 방향으로서의 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 14는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 15는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로서의 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17은 음의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 A 및 양의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 B를 이용한 연신 전 필름의 층 a 및 층 b를 각각 어떤 연신 배율 및 연신 속도로 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션의 온도 의존성과, 연신 전 필름을 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ의 온도 의존성의 일례를 나타내는 것이다.
도 18은 각 실시예 및 비교예에서의 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값을, 각도차 D1을 가로축으로 하고 각도차 D2를 세로축으로 한 좌표계에 플로팅한 그래프를 나타내는 도면이다.
이하, 예시물 및 실시형태를 들어 본 발명에 대해 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하에 드는 예시물 및 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그의 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, 고유 복굴절이 양이라는 것은, 연신 방향의 굴절률이 그것에 직교하는 방향의 굴절률보다도 커지는 것을 의미한다. 또한, 고유 복굴절이 음이라는 것은, 연신 방향의 굴절률이 그것에 직교하는 방향의 굴절률보다도 작아지는 것을 의미한다. 고유 복굴절의 값은 유전율 분포로부터 계산할 수 있다.
또한, 필름 또는 층의 면내 리타데이션은, 특별히 부정하지 않는 한, (nx-ny)×d로 표시되는 값이다. 또한, 필름 또는 층의 두께 방향의 리타데이션은, 특별히 부정하지 않는 한, {(nx+ny)/2-nz}×d로 표시되는 값이다. 또, 필름 또는 층의 Nz 계수는, 특별히 부정하지 않는 한, (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 값이다. 여기서, nx는 필름 또는 층의 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)이고 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는 필름 또는 층의 상기 면내 방향이고 nx의 방향에 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 필름 또는 층의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는 필름 또는 층의 막 두께를 나타낸다. 특별히 부정하지 않는 한, 상기 리타데이션의 측정 파장은 550nm이다. 상기 리타데이션은 시판되는 위상차 측정장치(예컨대, 오지계측기기사제 「KOBRA-21ADH」, 포토닉라티스사제 「WPA-micro」) 또는 세나몬법을 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 필름 또는 층의 지상축이란, 특별히 부정하지 않는 한, 면내의 지상축을 나타낸다.
또한, 「편광판」, 「1/4 파장판」이란, 강직한 부재뿐만 아니라, 예컨대 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
또한, 구성 요소의 방향이 「평행」, 「수직」 또는 「직교」란, 특별히 부정하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내, 예컨대 통상 ±5°, 바람직하게는 ±2°, 보다 바람직하게는 ±1°의 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 좋다.
또, 「장척」이란, 폭에 대해 적어도 5배 이상의 길이를 갖는 것을 말하며, 바람직하게는 10배 또는 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반될 정도의 길이를 갖는 것을 말한다.
또한, MD 방향(machine direction)은 제조 라인에 있어서의 필름의 흐름 방향이며, 통상은 장척 필름의 길이 방향 및 세로 방향과 평행하다. 또, TD 방향(traverse direction)은 필름면에 평행한 방향이고, MD 방향에 수직인 방향이며, 통상은 장척 필름의 폭 방향 및 가로 방향과 평행하다. 또한, 이하의 설명에서, 특별히 부정하지 않는 한, 「길이 방향」이란 필름의 길이 방향을 가리키고, 「폭 방향」이란 필름의 폭 방향을 가리킨다.
[1. 제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제조방법은, 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖는다. 또한, 제 2 방향은 제 1 방향에 직교하는 방향이다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 방향으로서 폭 방향으로 연신을 행하고, 제 2 방향으로서 길이 방향으로 연신을 행한다.
〔1.1. 연신 전 필름〕
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 연신 전 필름을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 연신 전 필름(100)은 열가소성 수지 B의 층 b(110), 열가소성 수지 B와는 상이한 열가소성 수지 A의 층 a(120), 및 열가소성 수지 B의 층 b(130)를 이 순서로 구비한다. 또한, 열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB는 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고 있다.
본 실시형태에 있어서, 연신 전 필름(100)의 열가소성 수지 A의 층 a(120) 및 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)에 있어서는, 분자는 배향되어 있지 않다. 또한, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B의 구체적인 종류는 임의이지만, 본 실시형태에서는, 열가소성 수지 A로서 고유 복굴절이 음인 수지를 이용하고, 열가소성 수지 B로서 고유 복굴절이 양인 수지를 이용하고 있다.
〔1.2. 준비 공정〕
제 1 실시형태에 있어서는, 제 1 연신 공정에 앞서서 준비 공정을 행한다. 준비 공정에서는, 제 1 연신 공정에서의 연신 조건을 설정하기 위해 이용하는 정보를 준비한다. 이 정보는, 제 1 연신 공정에서, 제 2 연신 공정에 의해 층 b(110 또는 130)에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이, 제 1 연신 공정에 의해 제 1 연신 필름의 층 b(110 또는 130)에 생기는 조건을 특정하기 위한 정보이다. 이 정보는, 구체적으로는, (I) 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 얻어진 제 1 연신 필름의 층 b에 있어서, 폭 방향의 일단(一端)으로부터 소정 거리(L)의 지점에서의 분자 배향 방향과 타단(他端)으로부터 소정 거리(L)의 지점에서의 분자 배향 방향의 각도차 D1과, (II) 그 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로 연신하여 얻어진 제 2 연신 필름의 층 b에 있어서, 폭 방향의 한쪽 단부로부터 소정 거리(L)의 지점에서의 분자 배향 방향과 다른쪽 단부로부터 소정 거리(L)의 지점에서의 분자 배향 방향의 각도차 D2의 상관 정보이다. 이 상관 정보는 다음과 같이 하여 준비한다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 연신 전 필름(100)을 제 1 방향으로서의 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 준비 공정에서는, 우선, 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 제조한다. 이 연신은 제 1 연신 공정에서의 연신과 기본적으로는 마찬가지의 조건에서 행한다. 본 실시형태에서는, 연신 전 필름(100)의 폭 방향 단부를 파지하는 파지자(도시하지 않음)와, 그 파지자를 안내하는 레일(도시하지 않음)을 구비하는 텐터 연신기를 이용하여 연신을 행한다.
도 3은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 연신 전 필름(100)을 제 1 방향으로서의 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
폭 방향(TD)으로 연신한 것에 의해, 연신 전 필름(100)을 연신하여 제조된 제 1 연신 필름(200)에 있어서, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에 포함되는 분자는 모두 폭 방향(TD)으로 배향된다. 그 때문에, 층 a(120)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A1C로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향에 평행해진다. 또, 층 b(110 및 130)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A2C로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 평행해진다. 그러나, 통상은 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에는 보잉이 생긴다. 그 때문에, 층 a(120)의 폭 방향의 단부 근방에서는 화살표 A1OS 및 A1DS로 나타내는 바와 같이, 또한 층 b(110 및 130)의 폭 방향 단부 근방에서는 화살표 A2OS 및 A2DS로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 대해 경사진다.
여기서 「보잉」이란, 필름 또는 층을 연신하는 것에 의해 그 필름 또는 층에 포함되는 분자가 배향되는 경우에, 분자 배향 방향이 필름 또는 층의 폭 방향 중앙부와 폭 방향 단부에서 상이한 현상을 말한다. 필름 또는 층을 연신한 경우, 그 필름 또는 층에 포함되는 모든 분자는 균일하게 배향되는 것이 이상적이다. 그러나, 현실적으로는, 온도, 연신을 위해 가해지는 외력, 반송을 위한 장력, 필름 또는 층 자체에 의한 수축력 등의 요소의 영향에 의해 분자 배향 방향은 폭 방향에서 상이한 경우가 있다. 그 때문에, 연신에 의해 분자가 배향되는 경우, 분자 배향 방향은 필름 또는 층의 폭 방향에서 분포가 생기기 때문에, 보잉이 발생하는 것으로 생각된다.
또한, 복수의 층을 구비하는 연신 전 필름(100)을 연신한 경우, 상이한 종류의 수지로 형성된 층 a(120)와 층 b(110 및 130)에서는, 일반적으로, 생기는 보잉의 형상이 상이하다. 여기서 보잉의 형상이란, 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향을 기준으로 하여 폭 방향의 각 지점에서의 분자 배향 방향을 곡선으로 나타낸 경우, 그 곡선의 형상을 말한다. 이 곡선에 있어서, 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향은 폭 방향에 평행하게 설정된다. 또한, 이 곡선에 있어서, 폭 방향의 각 지점에서의 당해 곡선의 방향과 폭 방향 중앙부에서의 곡선의 방향이 이루는 각도는, 폭 방향의 각 지점에서의 분자 배향 방향과 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향이 이루는 각도와 일치한다.
도 3에 있어서는, 열가소성 수지 A의 층 a(120)의 보잉의 형상을 파선(L1)으로 나타내고, 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상을 일점 쇄선(L2)으로 나타낸다. 이 실시형태에 있어서, 도 3에서 파선(L1) 및 일점 쇄선(L2)으로 나타내는 바와 같이, 층 a(120)의 보잉의 형상 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은 모두 하류 방향으로 볼록한 곡선 형상으로 되어 있지만, 그 보잉의 정도(폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향과 폭 방향 단부에서의 분자 배향 방향의 각도차의 크기)가 상이하다.
본 실시형태에 따른 준비 공정에서는, 전술한 바와 같이, 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)의 보잉에 착안하여 상관 정보를 조사한다. 그래서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 얻어진 제 1 연신 필름(200)에 있어서, 폭 방향의 일단(210)으로부터 소정 거리(L)(예컨대 50mm)의 지점(220)과 타단(230)으로부터 소정 거리(L)의 지점(240)을 선택한다. 이 지점(220) 및 지점(240) 각각에서, 제 1 연신 필름(200)의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향을 측정한다. 그리고, 제 1 연신 필름(200)의 지점(220)에서의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향과 지점(240)에서의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향의 각도차 D1을 계산한다. 본 실시형태와 같이 층 b가 2층 이상 있는 경우, 통상은 그들 층 b(110 및 130) 중의 적어도 1층에 대해 각도차 D1을 측정한다.
일반적으로, 열가소성 수지의 층의 어떤 지점에서의 분자 배향 방향은 그 지점의 면내 지상축 방향으로부터 조사할 수 있다. 구체적으로는, 고유 복굴절이 양인 열가소성 수지의 층의 어떤 지점에서의 분자 배향 방향은 그 지점의 면내 지상축의 방향과 일치한다. 또한, 고유 복굴절이 음인 열가소성 수지의 층의 어떤 지점에서의 분자 배향 방향은 그 지점의 면내 지상축과 90°의 각도를 이루는 방향이 된다.
그 후, 제조된 제 1 연신 필름(200)은 권취되어 필름 롤(250)이 얻어진다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 지점(220) 및 지점(240)에서의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향을 측정한 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 필름 롤(250)로부터 제 1 연신 필름(200)을 인출하고, 인출된 제 1 연신 필름(200)을 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 제조한다. 제 1 연신 필름(200)은 필름 롤(250)로부터 인출되고 있기 때문에, 이 길이 방향(MD)으로의 연신 시에, 제 1 연신 필름(200)은 폭 방향(TD)으로의 연신 시의 반송 방향과는 반대 방향으로 반송되면서 연신된다. 이 연신은, 제 2 연신 공정에서의 연신과 마찬가지의 조건에서 행한다. 본 실시형태에서는, 회전 속도가 상이한 복수개의 롤을 구비하는 세로 연신기를 이용하여 연신을 행하고 있다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 준비 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
길이 방향(MD)으로 연신한 것에 의해, 제 1 연신 필름(200)을 연신하여 제조된 제 2 연신 필름(300)에 있어서, 열가소성 수지 A의 층 a(120)에 포함되는 분자는 모두 폭 방향에 직교하도록 배향된다. 그 때문에, 층 a(120)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A3C로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 직교한다. 그러나, 폭 방향(TD)으로의 연신에 의해 보잉이 생긴 것, 및 길이 방향(MD)으로의 연신에 의해 보잉이 생기는 것에 의해, 통상은 층 a(120)의 폭 방향 단부 근방에서는, 화살표 A3OS 및 A3DS로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향에 대해 경사진다. 그 때문에, 폭 방향(TD) 및 길이 방향(MD)으로의 연신에 의해 생긴 층 a(120)의 전체 보잉의 형상은, 파선(L3)으로 나타내는 바와 같이, 곡선 형상으로 되어 있다.
또한, 길이 방향(MD)으로 연신한 것에 의해, 제 2 연신 필름(300)에 있어서, 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)에 포함되는 분자가 배향된다. 단, 본 실시형태에 있어서는, 수지의 종류, 층의 두께 등의 영향에 따라, 길이 방향(MD)으로의 연신에서는, 층 b(110 및 130)에 포함되는 분자는 층 a(120)에 포함되는 분자만큼 크게는 배향되지 않는다. 이 경우, 층 b(110 및 130)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A4C로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 평행해진다. 그러나, 폭 방향(TD)으로의 연신에 의해 보잉이 생긴 것, 및 길이 방향(MD)으로의 연신에 의해 보잉이 생기는 것에 의해, 통상은 층 b(110 및 130)의 폭 방향의 단부 근방에서는, 화살표 A4OS 및 A4DS로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 대해 경사진다. 그 때문에, 폭 방향(TD) 및 길이 방향(MD)으로의 연신에 의해 생긴 층 b(110 및 130)의 전체 보잉의 형상은 모두, 일점 쇄선(L4)으로 나타내는 바와 같이, 곡선 형상으로 되어 있다.
여기서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 얻어진 제 2 연신 필름(300)에 있어서, 폭 방향의 일단(310)으로부터 소정 거리(L)의 지점(320)과 타단(330)으로부터 소정 거리(L)의 지점(340)을 선택한다. 이 지점(320) 및 지점(340) 각각에서, 제 2 연신 필름(300)의 열가소성 수지 B의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향을 측정한다. 그리고, 제 2 연신 필름(300)의 지점(320)에서의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향과 지점(340)에서의 층 b(110 또는 130)의 분자 배향 방향의 각도차 D2를 계산한다. 본 실시형태와 같이 층 b가 2층 이상 있는 경우, 통상은 그들 층 b(110 및 130) 중의 적어도 1층에 대해 각도차 D2를 측정한다.
연신 전 필름(100)의 폭 방향(TD)으로의 연신, 각도차 D1의 측정, 상기 연신에 의해 얻어진 제 1 연신 필름(200)의 길이 방향(MD)으로의 연신, 및 각도차 D2의 측정은 2회 이상 행한다. 이때, 연신 전 필름(100)의 폭 방향(TD)으로의 연신은 각 회에서 연신 조건을 변경하여 행한다. 구체적으로는, 폭 방향(TD)으로의 연신에 의해 제 1 연신 필름(200)에 상이한 보잉이 생기도록, 연신 전 필름(100)의 연신 조건을 변경한다. 본 실시형태에서는, 텐터 연신기에 의해 폭 방향(TD)으로의 연신을 행하고 있기 때문에, 텐터 연신기의 파지자를 안내하는 레일의 형상을 변경하는 것에 의해, 상이한 보잉이 생기도록 조정하고 있다. 레일의 형상에 의해 보잉을 조정하는 구성에 대해서는, 예컨대 일본 특허공개 2006-281628호 공보를 참조할 수 있다. 단, 제 2 연신 공정에서 얻고자 하는 원하는 제 2 연신 필름(300)과 마찬가지의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 갖는 제 2 연신 필름(300)이 준비 공정에서도 얻어지는 범위에서, 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신할 때의 연신 조건을 설정한다. 이것에 의해, 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값의 조합이 2조 이상 얻어진다.
상기와 같이 하여 얻어진 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값으로부터 각도차 D1과 각도차 D2의 상관 정보를 얻는다. 예컨대, 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값의 조합을, 각도차 D1 및 각도차 D2를 각각 축으로 한 좌표계에 플로팅하고, 플로팅된 좌표를 지나는 함수로서 상관 정보를 얻어도 좋다. 구체예로서는, 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값의 조합이 2조인 경우는, 플로팅된 2점을 지나는 직선을 긋고, 이 직선을 나타내는 일차 함수를 구해도 좋다. 즉, 플로팅된 2점의 좌표를 지나는 일차 함수를 상관 정보로서 구해도 좋다. 또한, 예컨대 도 6에 나타내는 바와 같이 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값의 조합이 3조 이상이면, 최소제곱법 등의 근사법에 의해, 플로팅된 점 P1, P2 및 P3의 좌표를 일차 함수 등의 함수에 근사시킬 수도 있다. 여기서, 도 6은, 본 발명의 제 1 실시형태에서, 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값의 조합을 플로팅한 좌표계의 일례를 나타내는 도면이다. 이 도 6에 나타내는 예에 있어서는, 점 P1, P2 및 P3이 직선 X로 표시되는 일차 함수로 근사되어 있다.
이렇게 하여 구한 상관 정보로부터, 각도차 D2의 값이 0° 근방으로 될 때의 각도차 D1의 값(이하, 적절히 「각도차 D1의 목표값」이라고 하는 경우가 있다) T를 구한다. 여기서 0° 근방이란, 요구되는 정밀도에 의존하지만, 바람직하게는 0°±0.5° 이내이고, 보다 바람직하게는 0°±0.3° 이내이다. 도 6에 나타내는 예로 말하면, 직선 X로 표시되는 함수에 있어서 각도차 D2의 값이 0°로 될 때의 각도차 D1의 값을 각도차 D1의 목표값 T로서 구한다.
그 후, 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신할 때에, 각도차 D1의 값을 각도차 D1의 목표값 T로 할 수 있는 연신 조건을 조사한다.
〔1.3. 제 1 연신 공정〕
준비 공정의 후에, 제 1 연신 공정을 행한다. 도 7은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름(100)을 제 1 방향으로서의 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 연신 공정에서는, 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는다. 이때, 제 1 연신 공정에서는, 제 2 연신 공정에 의해 층 b(110 또는 130)에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이, 제 1 연신 공정에 의해 제 1 연신 필름(200)의 층 b(110 및 130)에 생기는 조건에서 연신을 행한다. 본 실시형태의 경우, 제 1 연신 필름(200)의 지점(220) 및 지점(240)에서의 각도차 D1의 값으로서, 각도차 D1의 목표값 T가 얻어지는 조건에서 연신을 행한다. 구체적으로는, 텐터 연신기에 의해 폭 방향(TD)으로의 연신을 행할 때에, 파지자를 안내하는 레일의 형상을, 제 1 연신 필름(200)의 지점(220) 및 지점(240)에서의 각도차 D1의 값이 각도차 D1의 목표값 T로 되는 형상으로 설정한다.
도 8은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름(100)을 제 1 방향으로서의 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 8에 있어서, 층 a(120)의 보잉의 형상은 파선(L5)으로 나타내고, 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은 일점 쇄선(L6)으로 나타낸다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 연신 공정에서 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신한 것에 의해, 연신 전 필름(100)을 연신하여 제조된 제 1 연신 필름(200)에 있어서, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에 포함되는 분자는 모두 폭 방향(TD)으로 배향된다. 그 때문에, 층 a(120)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A5C로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 평행해진다. 또한, 층 b(110 및 130)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A6C로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 평행해진다. 또, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에 있어서는 보잉이 생긴다. 이 때문에, 층 a(120)의 폭 방향의 단부 근방에서는 화살표 A5OS 및 A5DS로 나타내는 바와 같이, 또한 층 b(110 및 130)의 폭 방향 단부 근방에서는 화살표 A6OS 및 A6DS로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 대해 경사진다.
또한, 제 1 연신 공정을 행한 것에 의해, 제 2 연신 공정에 의해 층 b(110 또는 130)에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이, 제 1 연신 필름(200)의 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)에서 생기고 있다. 그리고, 제 1 연신 필름의 층 b의 각도차 D1의 값은 각도차 D1의 목표값 T로 되어 있다. 또한, 통상은, 제 1 연신 필름(200)의 열가소성 수지 A의 층 a(120)에 있어서도, 제 2 연신 공정에 의해 열가소성 수지 A의 층 a(120)에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 생기고 있다.
그 후, 제 1 연신 공정에서 얻어진 제 1 연신 필름(200)을 권취하여 필름 롤(250)을 얻는다.
〔1.4. 제 2 연신 공정〕
제 1 연신 공정의 후에, 제 2 연신 공정을 행한다. 도 9는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
제 2 연신 공정에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 필름 롤(250)로부터 제 1 연신 필름(200)을 인출하고, 인출된 제 1 연신 필름(200)을 길이 방향(MD)으로 연신하여 장척의 제 2 연신 필름(300)을 제조한다. 제 1 연신 필름(200)이 필름 롤(250)로부터 인출되고 있기 때문에, 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)은 제 1 연신 공정에서의 연신 전 필름(100) 및 제 1 연신 필름(200)의 반송 방향과는 반대 방향으로 반송되면서 연신된다.
도 10은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 길이 방향(MD)으로 연신한 것에 의해, 제 1 연신 필름(200)을 연신하여 제조된 제 2 연신 필름(300)에 있어서, 열가소성 수지 A의 층 a(120)에 포함되는 분자는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 모두 폭 방향에 직교하도록 배향된다.
본 실시형태에서는, 제 1 연신 필름(200)의 층 b(110 및 130)에, 제 2 연신 공정에 의해 층 b(110 또는 130)에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 생기고 있다. 그 때문에, 제 2 연신 공정에서의 연신으로 층 b(110 및 130)에 생기는 보잉은, 제 1 연신 공정에서 제 1 연신 필름(200)의 층 b(110 및 130)에 생긴 상기 보잉에 의해 상쇄된다. 따라서, 제 2 연신 필름(300)의 층 b(110 및 130)의 폭 방향의 어느 지점에서도 분자 배향 방향은 폭 방향(TD)과 평행해진다. 이와 같은 층 b(110 및 130)에서는, 화살표 A7C로 나타내는 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향, 및 화살표 A7OS 및 화살표 A7DS로 나타내는 폭 방향 단부 근방에서의 분자 배향 방향은 서로 평행해진다. 따라서, 제 2 연신 필름(300)의 층 b(110 및 130)에 있어서, 각도차 D2는 0° 근방이 된다. 또한, 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은, 일점 쇄선(L7)으로 나타내는 바와 같이 직선 형상이 된다.
또, 전술한 바와 같이, 통상은 제 1 연신 필름(200)의 층 a(120)에 있어서도, 제 2 연신 공정에 의해 층 a(120)에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 생기고 있다. 이 경우, 제 2 연신 공정에서의 연신으로 층 a(120)에 생기는 보잉은, 제 1 연신 공정에서 제 1 연신 필름(200)의 층 a(120)에 생긴 보잉에 의해 상쇄된다. 따라서, 제 2 연신 필름(300)의 층 a(120)의 폭 방향의 어떤 지점에서도 분자 배향 방향은 폭 방향(TD)과 직교한다. 이와 같은 열가소성 수지 A의 층 a(120)에서는, 화살표 A8C로 나타내는 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향, 및 화살표 A8OS 및 화살표 A8DS로 나타내는 폭 방향 단부 근방에서의 분자 배향 방향은 서로 평행해진다. 따라서, 층 a(120)의 보잉의 형상은, 파선(L8)으로 나타내는 바와 같이 직선 형상이 된다.
이상과 같이 하여, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)를 구비하는 제 2 연신 필름(300)을 얻을 수 있다. 이 제 2 연신 필름(300)에 있어서는, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130) 각각에서, 분자 배향 방향이 균일하게 되어 있다. 또한, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에서 연신 처리가 실시된 것에 의해, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에 있어서는 위상차가 발현되어 있기 때문에, 제 2 연신 필름(300)은 위상차 필름으로서 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제조방법에 의해, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층(즉, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130))을 구비하고, 또한 상기 층 각각의 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에서 균일한 위상차 필름으로서 제 2 연신 필름(300)을 제조할 수 있다.
단, 전술한 제조방법의 제 2 연신 공정에서는, 제 2 연신 필름(300)의 열가소성 수지 A의 층 a(120)의 분자 배향각이, 제 2 방향인 길이 방향(MD)에 대해 통상 -0.5° 내지 0.5°, 바람직하게는 -0.4° 내지 0.4°의 범위로 되는 조건에서 연신을 행하도록 한다. 여기서 분자 배향각이란, 기준이 되는 어떤 방향에 대해 분자 배향 방향이 이루는 각을 말한다. 열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고, 또한 제 2 연신 공정에서 층 a(120)의 분자가 길이 방향(MD)으로 충분히 배향될 수 있는 조건에서 연신을 행하는 경우에, 전술한 제조방법에 의해 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에서 균일한 제 2 연신 필름(300)을 제조할 수 있다.
또한, 제 2 연신 공정에서의 연신 조건을 상기와 같이 설정하는 것이기 때문에, 본 실시형태에 따른 제조방법으로 얻어진 제 2 연신 필름(300)의 층 a(120)의 길이 방향(MD)에 대한 분자 배향각은 통상 상기 범위로 수렴된다. 이때, 층 a(120)의 폭 방향(TD)의 모든 지점에서 길이 방향(MD)에 대한 분자 배향각이 상기 범위로 수렴되는 것이 이상적이다. 그러나, 예컨대 텐터 연신기의 파지자에 의해 파지된 부분은, 길이 방향(MD)에 대한 그의 분자 배향각이 상기 범위로 수렴되어 있지 않는 경우가 있을 수 있다. 그 때문에, 공업적으로는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 2 연신 필름(300)의 폭 방향에 있어서, 한쪽 단부(310)로부터 소정 거리(L)의 지점(320)에서 다른쪽 단부(330)로부터 소정 거리(L)의 지점(340)까지의 부분(350)에서, 길이 방향(MD)에 대한 분자 배향각이 상기 범위로 수렴되는 것이 바람직하다.
또한, 층 a의 면내 지상축과 층 b의 면내 지상축은 평행하거나 수직인 것이 바람직하다. 면내 지상축이 이와 같은 관계를 만족시키는 위상차 필름은, 종래의 제조방법에 의해 각 층의 면내 지상축을 폭 방향에서 균일하게 하는 것이 특히 곤란했다. 이에 비하여, 본 실시형태에 따른 제 2 연신 필름(300)은 각 층(110, 120 및 130)의 분자 배향 방향을 폭 방향에서 균일하게 할 수 있기 때문에, 각 층(110, 120 및 130)의 면내 지상축의 방향을 균일하게 할 수 있다. 그 때문에, 면내 지상축이 이와 같은 관계를 만족시키는 제 2 연신 필름(300)을 위상차 필름으로서 전술한 제조방법으로 제조하는 경우에, 본 발명의 이점을 유효하게 활용할 수 있다. 또, 종래 제조가 곤란했던 위상차 필름을 용이하게 제조한다는 이점을 특히 유효하게 활용하는 관점에서는, 본 실시형태와 같이, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B 중 한쪽으로서 고유 복굴절이 양인 수지를 이용하고, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B 중 다른쪽으로서 고유 복굴절이 음인 수지를 이용한 경우에는, 층 a(120)의 면내 지상축과 층 b(110 및 130)의 면내 지상축은 평행한 것이 바람직하다.
〔1.5. 그 밖의 공정〕
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제조방법에 있어서는, 전술한 것 이외의 임의의 공정을 행해도 좋다.
예컨대, 제 2 연신 필름(300)의 가장자리부를 잘라 제거하는 트리밍 공정을 행해도 좋다.
또한, 예컨대 제 2 연신 필름(300)을 권취하여 필름 롤을 얻는 권취 공정을 행해도 좋다.
또한, 예컨대 제 1 연신 공정의 전, 제 2 연신 공정의 전, 또는 제 1 연신 공정의 전 및 제 2 연신 공정의 전의 양쪽에서, 필름을 미리 가열하는 공정(예열 공정)을 행해도 좋다. 필름을 가열하는 수단으로서는, 예컨대 오븐형 가열 장치, 라디에이션 가열 장치, 또는 액체 중에 침지하는 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도 오븐형 가열 장치가 바람직하다. 예열 공정에 있어서의 가열 온도는 바람직하게는 연신온도-40℃ 이상, 보다 바람직하게는 연신온도-30℃ 이상이고, 바람직하게는 연신온도+20℃ 이하, 보다 바람직하게는 연신온도+15℃ 이하이다. 여기서 연신 온도란, 가열 장치의 설정 온도를 의미한다.
또한, 예컨대 제 1 연신 공정의 후, 제 2 연신 공정의 후, 또는 제 1 연신 공정의 후 및 제 2 연신 공정의 후의 양쪽에서, 연신한 필름에 고정 처리를 실시해도 좋다. 고정 처리에 있어서의 온도는 바람직하게는 실온 이상, 보다 바람직하게는 연신온도-40℃ 이상이고, 바람직하게는 연신온도+30℃ 이하, 보다 바람직하게는 연신온도+20℃ 이하이다.
또, 예컨대 제 2 연신 필름(300)의 표면에 임의의 층을 설치하는 공정을 행해도 좋다. 임의의 층으로서는, 예컨대 매트층, 하드 코팅층, 반사 방지층, 방오층 등을 들 수 있다.
[2. 제 2 실시형태]
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제조방법은, 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및 제 1 연신 필름을 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 방향으로서 폭 방향으로 연신을 행하고, 제 2 방향으로서 길이 방향으로 연신을 행한다.
〔2.1. 연신 전 필름〕
연신 전 필름(100)으로서는, 제 1 실시형태와 마찬가지의 것을 이용한다.
〔2.2. 제 1 연신 공정〕
도 11은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름(100)을 제 1 방향으로서의 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 제 1 연신 공정에서는, 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는다. 단, 본 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서는, 제 1 연신 필름(200)의 열가소성 수지 A의 층 a(120)의 보잉의 형상 및 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상이 양쪽 모두 길이 방향(MD)에서 동일 방향으로 볼록해지는 조건에서 연신을 행한다.
도 12는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 1 연신 공정에서, 연신 전 필름(100)을 제 1 방향으로서의 폭 방향(TD)으로 연신하여 제 1 연신 필름(200)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 제 1 연신 공정에서 연신 전 필름(100)을 폭 방향(TD)으로 연신한 것에 의해, 연신 전 필름(100)을 연신하여 제조된 제 1 연신 필름(200)에 있어서, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에 포함되는 분자는 모두 폭 방향(TD)으로 배향된다. 그 때문에, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 층 a(120)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A9C로 나타내는 바와 같이 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 평행해진다. 또한, 층 b(110 및 130)의 폭 방향 중앙부에서는, 화살표 A10C로 나타내는 바와 같이 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 평행해진다. 또, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에서 보잉이 생긴다. 그 때문에, 층 a(120)의 폭 방향의 단부 근방에서는 화살표 A9OS 및 A9DS로 나타내는 바와 같이, 또한 층 b(110 및 130)의 폭 방향 단부 근방에서는 화살표 A10OS 및 A10DS로 나타내는 바와 같이, 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에 대해 경사진다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 층 a(120)의 보잉의 형상 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상이 양쪽 모두 길이 방향(MD)에서 동일 방향으로 볼록해지는 조건에서 연신을 행하고 있다. 그 때문에, 파선(L9)으로 나타내는 층 a(120)의 보잉의 형상과 일점 쇄선(L10)으로 나타내는 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은 양쪽 모두 길이 방향(MD)에서 동일 방향으로 볼록한 곡선 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상이 모두, 도면 중 좌측으로 볼록해져 있다.
그 후, 제 1 연신 공정에서 얻어진 제 1 연신 필름(200)을 권취하여 필름 롤(250)을 얻는다.
〔2.3. 제 2 연신 공정〕
제 1 연신 공정의 후에, 제 2 연신 공정을 행한다. 도 13은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
제 2 연신 공정에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 필름 롤(250)로부터 제 1 연신 필름(200)을 인출하고, 인출된 제 1 연신 필름(200)을 길이 방향(MD)으로 연신하여 장척의 제 2 연신 필름(300)을 제조한다. 제 1 연신 필름(200)은 필름 롤(250)로부터 인출되고 있기 때문에, 제 2 연신 공정에서는, 제 1 연신 필름(200)은 제 1 연신 공정에서의 연신 전 필름(100) 및 제 1 연신 필름(200)의 반송 방향과는 반대 방향으로 반송되면서 연신된다.
도 14는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 제 2 연신 공정에서 제 1 연신 필름(200)의 반송 경로에는 온도 조정 장치로서의 오븐(400)이 설치되어 있어, 이 오븐(400) 내를 통과할 때에 제 1 연신 필름(200)이 연신되도록 되어 있다.
오븐(400)은, 상류측으로부터 순서대로, 각각 격벽으로 구획된 제 1 실(410), 제 2 실(420) 및 제 3 실(430)을 구비하고 있고, 제 1 연신 필름(200)은 이들 제 1 실(410), 제 2 실(420) 및 제 3 실(430)을 이 순서로 지나가면서 연신되도록 되어 있다. 또한, 이들 제 1 실(410), 제 2 실(420) 및 제 3 실(430) 내의 온도는 각각 독립적으로 제어 가능하게 되어 있기 때문에, 이들 제 1 실(410), 제 2 실(420) 및 제 3 실(430) 내의 온도를 제어하는 것에 의해, 오븐(400) 내에서의 제 1 연신 필름(200)의 연신 온도는 자유롭게 조정할 수 있도록 되어 있다.
도 15는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 제 1 연신 필름(200)의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은, 파선(L9) 및 일점 쇄선(L10)으로 나타내는 바와 같이, 모두 도면 중 좌측으로 볼록해져 있다. 여기서, 제 2 연신 공정에서는 제 1 연신 필름(200)은 도면 중 우측으로 반송되는 것이기 때문에, 도면 중 좌측이 상류, 도면중 우측이 하류로 된다. 그 때문에, 본 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은 길이 방향(MD)에서 상류 방향으로 볼록해져 있다.
이 경우, 상류로부터 하류로 향함에 따라 저온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서, 제 2 연신 공정에서의 연신을 행한다. 구체적으로는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 오븐(400) 내의 제 1 실(410), 제 2 실(420) 및 제 3 실(430)의 온도를, 하류에 설치된 룸일수록 저온으로 되도록 설정한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 오븐(400)에 있어서는, 제 1 실(410)보다도 제 2 실(420)의 온도가 낮게, 제 2 실(420)보다도 제 3 실(430)의 온도가 낮게 설정되어 있다.
이와 같은 조건에서 제 1 연신 필름(200)을 길이 방향(MD)으로 연신하면, 층 a(120)에 포함되는 분자는 폭 방향에 직교하도록 배향된다. 또, 본 실시형태와 같이, 길이 방향(MD)에서 온도 구배가 있는 온도 조건에서 길이 방향(MD)으로 연신을 헹하는 경우, 연신 온도가 낮은 방향으로 보잉의 형상이 만곡되는 경향이 있다. 그 때문에, 도 15에 나타내는 바와 같이, 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신한 것에 의해, 제 2 연신 공정에서 얻어지는 제 2 연신 필름(300)의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은 도면 중 우측으로 만곡된다.
따라서, 제 2 연신 필름(300)의 층 a(120)의 보잉의 형상은, 파선(L11)으로 나타내는 바와 같이 직선 형상이 된다. 또한, 제 2 연신 필름(300)의 층 a(120)의 폭 방향의 어느 지점에서도 분자 배향 방향은 폭 방향(TD)에 직교한다. 이와 같은 층 a(120)에서는, 화살표 A11C로 나타내는 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향, 및 화살표 A11OS 및 화살표 A11DS로 나타내는 폭 방향 단부 근방에서의 분자 배향 방향은 서로 평행해진다.
또한, 제 2 연신 필름(300)의 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상은, 일점 쇄선(L12)으로 나타내는 바와 같이 직선 형상이 된다. 또한, 제 2 연신 필름(300)의 층 b(110 및 130)의 폭 방향의 어느 지점에서도 분자 배향 방향은 폭 방향(TD)에 평행해진다. 이와 같은 층 b에서는, 화살표 A12C로 나타내는 폭 방향 중앙부에서의 분자 배향 방향, 및 화살표 A12OS 및 화살표 A12DS로 나타내는 폭 방향 단부 근방에서의 분자 배향 방향은 서로 평행해진다.
이상과 같이 하여, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)를 구비하는 제 2 연신 필름(300)을 얻을 수 있다. 이 제 2 연신 필름(300)에 있어서는, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130) 각각에서 분자 배향 방향이 균일하게 되어 있다. 또한, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에서 연신 처리가 실시된 것에 의해, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)에 있어서는 위상차가 발현되어 있기 때문에, 제 2 연신 필름은 위상차 필름으로서 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제조방법에 의해, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층(즉, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130))을 구비하고, 또한 상기 층 각각의 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에서 균일한 위상차 필름으로서 제 2 연신 필름(300)을 제조할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 필름(300)에 있어서는, 제 1 실시형태에서 얻어진 제 2 연신 필름(300)과 마찬가지로, 층 a의 면내 지상축과 층 b의 면내 지상축은 평행하거나 수직인 것이 바람직하다. 또한, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B 중 한쪽으로서 고유 복굴절이 양인 수지를 이용하고, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B 중 다른쪽으로서 고유 복굴절이 음인 수지를 이용한 경우에는, 층 a(120)의 면내 지상축과 층 b(110 및 130)의 면내 지상축은 평행한 것이 바람직하다.
〔2.4. 그 밖의 공정〕
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제조방법에 있어서는, 전술한 것 이외의 임의의 공정을 행해도 좋다.
예컨대, 제 1 실시형태와 마찬가지의 임의의 공정을 행해도 좋다.
〔2.5. 제 2 연신 공정의 변형예〕
도 16은, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예에 따른 제 2 연신 공정에서, 제 1 연신 필름(200)을 제 2 방향으로서의 길이 방향(MD)으로 연신하여 제 2 연신 필름(300)을 얻는 모습을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
전술한 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제 2 연신 공정에서는, 제 1 연신 필름(200)의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상이 길이 방향(MD)에서 상류 방향으로 볼록해져 있었다. 그 때문에, 상류로부터 하류로 향함에 따라 저온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행했다.
이에 비하여, 예컨대 도 16에 나타내는 바와 같이, 제 1 연신 필름(200)의 층 a(120) 및 층 b(110 및 130)의 보잉의 형상이 길이 방향(MD)에서 하류 방향으로 볼록한 경우에는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 고온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 오븐(400) 내의 제 1 실(410), 제 2 실(420) 및 제 3 실(430)의 온도를, 하류에 설치된 룸일수록 고온으로 되도록 설정한다. 이것에 의해서도, 전술한 제 2 실시형태와 마찬가지로, 상이한 열가소성 수지의 복수의 층(즉, 층 a(120) 및 층 b(110 및 130))을 구비하고, 또한 상기 층 각각의 분자 배향 방향이 폭 방향(TD)에서 균일한 위상차 필름으로서 제 2 연신 필름(300)을 제조할 수 있다.
[3. 그 밖의 실시형태]
본 발명은 전술한 실시형태의 구성에 한정되지 않고, 더 변경하여 실시해도 좋다.
예컨대, 전술한 제 1 실시형태와 제 2 실시형태를 조합하여 실시해도 좋다. 이것에 의해, 제 2 연신 필름(300)의 열가소성 수지 A의 층 a(120) 및 열가소성 수지 B의 층 b(110 및 130)의 각각에서, 분자 배향 방향을 폭 방향에서 더욱 균일하게 할 수 있다.
또한, 예컨대 전술한 실시형태에서는 열가소성 수지 A의 층 a를 1층만 구비하는 연신 전 필름(100)을 예로 하여 설명을 했지만, 열가소성 수지 A의 층 a를 2층 이상 구비하는 연신 전 필름을 이용해도 좋다.
또, 예컨대 전술한 실시형태에서는 열가소성 수지 B의 층 b를 2층 구비하는 연신 전 필름(100)을 예로 하여 설명을 했지만, 열가소성 수지 B의 층 b를 1층만 구비하는 연신 전 필름을 이용해도 좋고, 열가소성 수지 B의 층 b를 3층 이상 구비하는 연신 전 필름을 이용해도 좋다.
[4. 연신 전 필름의 구성의 설명]
본 발명에 따른 연신 전 필름은, 열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비한다. 층 a와 층 b는 직접 접하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 층 a와 층 b 사이에는 다른 층은 없는 것이 바람직하다.
〔4.1. 열가소성 수지 A〕
열가소성 수지 A로서는, 전술한 실시형태와 같이, 고유 복굴절이 음인 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
고유 복굴절이 음인 열가소성 수지는 통상 고유 복굴절이 음인 중합체를 포함한다. 이 중합체의 예를 들면, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체의 단독중합체, 및 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 다른 임의의 모노머의 공중합체를 포함하는 폴리스타이렌계 중합체; 폴리아크릴로나이트릴 중합체; 폴리메틸메타크릴레이트 중합체; 또는 이들의 다원 공중합 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체에 공중합시킬 수 있는 상기 임의의 모노머로서는, 예컨대 아크릴로나이트릴, 무수 말레산, 메틸메타크릴레이트 및 뷰타다이엔을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 또한, 이들 중합체는 1종류를 단독으로 이용해도 좋고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 좋다. 이들 중에서도, 리타데이션의 발현성이 높다는 관점에서, 폴리스타이렌계 중합체가 바람직하고, 나아가 내열성이 높다는 점에서, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 무수 말레산의 공중합체가 특히 바람직하다. 이 경우, 폴리스타이렌계 중합체 100중량부에 대하여, 무수 말레산을 중합하여 형성되는 구조를 갖는 구조 단위(무수 말레산 단위)의 양은 바람직하게는 5중량부 이상, 보다 바람직하게는 10중량부 이상, 특히 바람직하게는 15중량부 이상이고, 바람직하게는 30중량부 이하, 보다 바람직하게는 28중량부 이하, 특히 바람직하게는 26중량부 이하이다.
열가소성 수지 A는 배합제를 포함하고 있어도 좋다. 배합제의 예로서는, 활제; 층상 결정 화합물; 무기 미립자; 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 내후 안정제, 자외선 흡수제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 가소제; 염료 및 안료 등의 착색제; 대전 방지제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 활제 및 자외선 흡수제는 가요성 및 내후성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 배합제는 1종류를 단독으로 이용해도 좋고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 좋다.
활제로서는, 예컨대 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등의 무기 입자; 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 등의 유기 입자 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 활제로서는 유기 입자가 바람직하다.
자외선 흡수제로서는, 예컨대 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산 에스터계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 바람직한 자외선 흡수제의 구체예를 들면, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀), 2-(2'-하이드록시-3'-tert-뷰틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2,4-다이-tert-뷰틸-6-(5-클로로벤조트라이아졸-2-일)페놀, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 것으로서는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀)을 들 수 있다.
배합제의 양은 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다. 예컨대, 제 2 연신 필름의 1mm 두께 환산으로의 전광선 투과율이 80% 이상을 유지할 수 있는 범위로 할 수 있다.
열가소성 수지 A의 중량평균분자량은, 열가소성 수지 A로 용융 압출법 또는 용액 유연법 등의 방법을 실시할 수 있는 범위로 조정하는 것이 바람직하다.
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA는 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 유리전이온도 TgA가 이와 같이 높은 것에 의해, 열가소성 수지 A의 배향 완화를 저감할 수 있다. 또한, 유리전이온도 TgA의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200℃ 이하이다.
열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB에서의 열가소성 수지 A의 파단 신도는 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이다. 파단 신도가 이 범위에 있으면, 연신에 의해 안정적으로 제 2 연신 필름을 제작할 수 있다. 여기서, 열가소성 수지 A의 파단 신도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200% 이하이다. 파단 신도는, JIS K7127에 기재된 시험편 타입 1B의 시험편을 이용하여 인장 속도100mm/분에서 구할 수 있다.
열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB와 열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA의 차는 통상 5℃ 이상, 바람직하게는 8℃ 이상이고, 바람직하게는 40℃ 이하, 보다 바람직하게는 20℃ 이하이다. 상기 유리전이온도의 차를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 리타데이션 발현의 온도 의존성을 크게 할 수 있다. 한편, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 상대적으로 유리전이온도가 높은 열가소성 수지 B의 연신을 용이하게 하여, 제 2 연신 필름의 평면성을 높일 수 있다.
〔4.2. 열가소성 수지 B〕
열가소성 수지 B로서는, 고유 복굴절이 양인 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
고유 복굴절이 양인 열가소성 수지는 통상 고유 복굴절이 양인 중합체를 포함한다. 이 중합체의 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 중합체; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스터 중합체; 폴리페닐렌설파이드 등의 폴리아릴렌설파이드 중합체; 폴리바이닐알코올 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 폴리알릴레이트 중합체, 셀룰로스에스터 중합체, 폴리에터설폰 중합체, 폴리설폰 중합체, 폴리알릴설폰 중합체, 폴리염화바이닐 중합체, 노보넨 중합체, 막대상 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 중합체는 1종류를 단독으로 이용해도 좋고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 좋다. 또한, 중합체는 단독중합체이어도 좋고, 공중합체이어도 좋다. 이들 중에서도, 리타데이션의 발현성, 저온에서의 연신성, 및 층 b와 층 b 이외의 층의 접착성의 관점에서, 폴리카보네이트 중합체가 바람직하다.
폴리카보네이트 중합체로서는, 카보네이트 결합(-O-C(=O)-O-)을 포함하는 구조 단위를 갖는 임의의 중합체를 이용할 수 있다. 폴리카보네이트 중합체의 예를 들면, 비스페놀 A 폴리카보네이트, 분기 비스페놀 A 폴리카보네이트, o,o,o',o'-테트라메틸 비스페놀 A 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.
열가소성 수지 B는 배합제를 포함하고 있어도 좋다. 배합제의 예로서는, 열가소성 수지 A가 포함하고 있어도 좋은 배합제와 마찬가지의 것을 들 수 있다. 또한, 배합제는 1종류를 단독으로 이용해도 좋고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 좋다.
배합제의 양은 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있는 것이고, 예컨대 제 2 연신 필름의 1mm 막 두께 환산으로의 전광선 투과율이 80% 이상을 유지할 수 있는 범위로 할 수 있다.
열가소성 수지 B의 중량평균분자량은, 열가소성 수지 B로 용융 압출법 또는 용액 유연법 등의 방법을 실시할 수 있는 범위로 조정하는 것이 바람직하다.
열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB는 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 유리전이온도 TgB가 이와 같이 높은 것에 의해, 열가소성 수지 B의 배향 완화를 저감할 수 있다. 또한, 유리전이온도 TgB의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200℃ 이하이다.
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA에서의 열가소성 수지 B의 파단 신도는 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이다. 파단 신도가 이 범위에 있으면, 연신에 의해 안정적으로 제 2 연신 필름을 제작할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 B의 상기 파단 신도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200% 이하이다.
〔4.3. 연신 전 필름의 층 구성〕
연신 전 필름은 전술한 열가소성 수지 A의 층 a 및 열가소성 수지 B의 층 b를 적어도 1층씩 구비한다. 이와 같은 연신 전 필름은, 서로 직교하는 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연신하는 것에 의해, 층 a 및 층 b의 각각에서 연신 온도, 연신 배율 및 연신 방향에 따라 리타데이션이 생길 수 있다는 성질을 갖는다. 이 성질을 이용하여, 원하는 위상차 필름으로서 이용할 수 있는 제 2 연신 필름을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 연신 전 필름을 연신하여 얻어지는 제 2 연신 필름에 있어서는, 층 a에 생기는 리타데이션과 층 b에 생기는 리타데이션이 합성되는 것에 의해, 전체로서 원하는 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션이 발현된다. 그 때문에, 이 제 2 연신 필름은 우수한 광학 보상 기능을 갖는 위상차 필름으로서 이용할 수 있다.
연신에 의해 층 a 및 층 b에 생기는 리타데이션의 크기는, 연신 전 필름의 구성(예컨대, 각 층의 수 및 두께), 연신 온도 및 연신 배율 등의 조건에 따라 결정된다. 그 때문에, 연신 전 필름의 구성은, 발현시키고자 하는 광학 보상 기능 등의 광학적 기능에 따라 정하는 것이 바람직하다.
그 중에서도, 연신 전 필름은, 필름 면내의 어떤 일 방향으로의 연신 방향(즉, 일축 연신 방향)을 X축, 일축 연신 방향에 대해 필름 면내에서 직교하는 방향을 Y축, 및 두께 방향을 Z축으로 했을 때에, 필름면에 수직으로 입사되고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광(이하, 적절히 「XZ 편광」이라고 한다)의, 필름면에 수직으로 입사되고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광(이하, 적절히 「YZ 편광」이라고 한다)에 대한 위상이,
온도 T1 및 T2 중의 한쪽(통상은 온도 T1)에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 지연되고,
온도 T1 및 T2 중의 다른쪽(통상은 온도 T2)에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 진행된다
는 요건(이하, 적절히 「요건 P」라고 하는 경우가 있다)을 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 요건 P는, 연신 전 필름의 면내의 다양한 방향 중 적어도 하나의 방향을 X축으로 한 경우에 만족시키도록 하는 것이 바람직하다. 통상, 연신 전 필름은 등방인(즉, 이방성을 갖지 않는) 필름이기 때문에, 면내의 하나의 방향을 X축으로 했을 때에 요건 P를 만족시키면, 다른 어떤 방향을 X축으로 했을 때도 요건 P를 만족시킬 수 있다.
일반적으로, 일축 연신에 의해 X축에 면내 지상축이 나타나는 필름에서는, XZ 편광은 YZ 편광에 대해 위상이 지연된다. 반대로, 일축 연신에 의해 X축에 진상축(進相軸)이 나타나는 필름에서는, XZ 편광은 YZ 편광에 대해 위상이 진행된다. 상기 요건 P를 만족시키는 연신 전 필름은 이들 성질을 이용한 필름이고, 통상 면내 지상축 또는 진상축이 나타나는 방법이 연신 온도에 의존하는 필름이다. 이와 같은 리타데이션 발현의 온도 의존성은, 예컨대 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B의 광탄성 계수, 및 층 a 및 층 b의 두께비 등의 관계를 조정함으로써 조정할 수 있다.
여기서, 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」을 예로 들어, 연신 전 필름이 만족시켜야 하는 조건을 설명한다. 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」을, 연신 방향인 X축 방향의 굴절률 nX와 면내에서 연신 방향에 직교하는 방향인 Y축 방향의 굴절률 nY의 차(=nX-nY)에 두께 d를 곱하여 구해지는 값으로 정의한다. 이때, 층 a 및 층 b를 구비하는 연신 전 필름을 연신했을 때에 당해 연신 전 필름 전체에 발현될 수 있는 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」은, 층 a에 발현되는 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」과 층 b에 발현되는 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」으로부터 합성된다. 그래서, 층 a와 층 b를 포함하는 연신 전 필름을 연신했을 때에 발현되는 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」의 부호가, 낮은 온도 Ta에서의 연신과 높은 온도 Tb에서의 연신에서 반대로 되도록 하기 위해, 하기의 조건 (1) 및 (2)를 만족시키도록 층 a 및 층 b의 두께를 조정하는 것이 바람직하다.
(1) 낮은 온도 Ta에서의 연신에서, 유리전이온도가 높은 열가소성 수지 B가 발현하는 리타데이션의 절대값이 유리전이온도가 낮은 열가소성 수지 A가 발현하는 리타데이션의 절대값보다도 작아진다.
(2) 높은 온도 Tb에서의 연신에서, 유리전이온도가 낮은 열가소성 수지 A가 발현하는 리타데이션의 절대값이 유리전이온도가 높은 열가소성 수지 B가 발현하는 리타데이션의 절대값보다도 작아진다.
이와 같이, 일 방향으로의 연신(즉, 일축 연신)에 의해 층 a 및 층 b의 각각에 발현되는 X축 방향의 굴절률 nX와 Y축 방향의 굴절률 nY의 차; 층 a의 두께의 총합; 및 층 b의 두께의 총합을 조정함으로써, 요건 P(즉, XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이, 온도 T1 및 T2 중 한쪽에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 지연되고, 온도 T1 및 T2 중 다른쪽에서 X축 방향으로 일축 연신했을 때에는 진행된다는 요건)를 만족시키는 연신 전 필름을 얻을 수 있다.
요건 P를 만족시키는 연신 전 필름을 연신한 경우의 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」의 발현에 대해, 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다. 도 17은 음의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 A 및 양의 고유 복굴절을 갖는 열가소성 수지 B를 이용한 연신 전 필름의 층 a 및 층 b를 각각 어떤 연신 배율 및 연신 속도로 연신했을 때의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션」의 온도 의존성과, 연신 전 필름을 연신했을 때의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ」의 온도 의존성의 일례를 나타내는 것이다. 도 17에 나타내는 바와 같은 연신 전 필름에서는, 온도 Ta에서의 연신에서는 층 b에서 발현되는 플러스의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션」에 비해 층 a에서 발현되는 마이너스의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션」의 쪽이 크기 때문에, 전체로서는 마이너스의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ」를 발현하게 된다. 한편, 온도 Tb에서의 연신에서는 층 b에서 발현되는 플러스의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션」에 비해 층 a에서 발현되는 마이너스의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션」의 쪽이 작기 때문에, 전체로서는 플러스의 「연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ」를 발현하게 된다.
따라서, 이와 같은 상이한 온도 Ta 및 Tb의 연신을 조합하는 것에 의해, 각 온도에서의 연신에서 생기는 리타데이션을 합성하여, 원하는 리타데이션을 갖는 제 2 연신 필름을 안정되게 실현할 수 있다.
층 a 및 층 b의 구체적인 두께는, 전술한 요건 P를 만족시키도록, 제조하고 싶은 제 2 연신 필름의 리타데이션에 따라 설정할 수 있다. 이때, 층 a의 두께의 총합과 층 b의 두께의 총합의 비{(층 b의 두께의 총합)/(층 a의 두께의 총합)}는 바람직하게는 1/15 이상, 보다 바람직하게는 1/10 이상이고, 더 바람직하게는 1/4 이하이다. 이것에 의해, 연신 처리에 의한 리타데이션 발현의 온도 의존성을 크게 할 수 있다.
층 a 및 층 b의 합계 두께는 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상, 특히 바람직하게는 30㎛ 이상이고, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 200㎛ 이하, 특히 바람직하게는 150㎛ 이하이다. 층 a 및 층 b의 합계 두께를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 충분한 리타데이션을 발현시킬 수 있다. 또한, 제 2 연신 필름의 기계적 강도를 높일 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 제 2 연신 필름에 높은 유연성을 가지게 하여 취급성을 높일 수 있다.
연신 전 필름은, 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 한, 층 a 및 층 b 이외에 임의의 층을 가져도 좋다. 이들 임의의 층은, 예컨대 후술하는 바와 같이 공압출에 의해 얻어진 연신 전 필름에 대해 뒤에 설치되도록 해도 좋고, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B를 공압출할 때에 임의의 층의 형성 재료를 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B와 공압출되도록 해도 좋다.
연신 전 필름의 폭 방향의 치수는 바람직하게는 500mm 이상이고, 바람직하게는 2000mm 이하이다.
연신 전 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하다. 상기 광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여 분광 광도계(닛폰분광사제, 자외가시근적외 분광 광도계 「V-570」)를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 연신 전 필름의 헤이즈는 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 여기서, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여 닛폰전색공업사제 「탁도계 NDH-300A」를 이용하여 5개소 측정하고, 그것으로부터 구한 평균값을 채용할 수 있다.
〔4.4. 연신 전 필름의 제조방법〕
연신 전 필름의 제조방법에 제한은 없지만, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B를 이용하여 공압출법 또는 공유연법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 이 중에서도, 공압출법이 바람직하다. 공압출법은, 용융 상태로 한 복수의 수지를 압출하여 성형하는 방법이다. 공압출법은, 제조 효율의 점, 및 연신 전 필름 중에 용매 등의 휘발성 성분을 잔류시키지 않는다는 점에서 우수하다.
공압출 방법으로서는, 예컨대 공압출 T 다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 공압출 T 다이법이 바람직하다. 공압출 T 다이법에는 피드 블록 방식 및 멀티매니폴드 방식이 있다. 그 중에서도, 층 a1 및 층 a2의 두께 편차를 적게 할 수 있는 점에서 멀티매니폴드 방식이 특히 바람직하다.
공압출 T 다이법을 채용하는 경우, T 다이를 갖는 압출기에 있어서의 열가소성 수지의 용융 온도는 각 열가소성 수지의 유리전이온도보다도 80℃ 높은 온도 이상으로 하는 것이 바람직하고, 100℃ 높은 온도 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 또한 180℃ 높은 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 150℃ 높은 온도 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 압출기에서의 열가소성 수지의 용융 온도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 열가소성 수지의 유동성을 충분히 높일 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 열가소성 수지의 열화를 방지할 수 있다.
다이의 개구부로부터 압출된 필름상의 용융 수지는 냉각 드럼에 밀착시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 용융 수지를 신속히 경화시켜, 원하는 연신 전 필름을 효율적으로 얻을 수 있다.
용융 수지를 냉각 드럼에 밀착시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 에어 나이프 방식, 진공 박스 방식, 정전 밀착 방식 등을 들 수 있다.
냉각 드럼의 수는 특별히 제한되지 않지만, 통상은 2개 이상이다. 또한, 냉각 드럼의 배치 방법으로서는, 예컨대 직선형, Z형, L형 등을 들 수 있지만 특별히 제한되지 않는다. 또한 다이의 개구부로부터 압출된 용융 수지를 냉각 드럼에 통과시키는 방법도 특별히 제한되지 않는다.
냉각 드럼의 온도에 따라, 통상, 압출된 필름상 수지의 냉각 드럼에 대한 밀착 상태가 변화된다. 그 때문에, 냉각 드럼의 온도는, 다이로부터 압출하는 수지 중 드럼에 접촉하는 층의 수지의 유리전이온도를 Tg로 하면, 바람직하게는 (Tg+30)℃ 이하, 더 바람직하게는 (Tg-5)℃∼(Tg-45)℃의 범위로 한다. 냉각 드럼의 온도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 냉각 드럼에 대한 수지의 밀착을 양호하게 할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 필름상 수지를 냉각 드럼으로부터 용이하게 벗겨 취할 수 있다. 또한, 냉각 드럼의 온도를 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 미끄러짐 및 흠집 등의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 연신 전 필름 중의 잔류 용매의 양은 적게 하는 것이 바람직하다. 그것을 위한 수단으로서는, (1) 원료가 되는 열가소성 수지의 잔류 용매를 적게 하는 것; (2) 연신 전 필름을 성형하기 전에 열가소성 수지를 예비건조하는 것 등의 수단을 들 수 있다. 예비건조는, 예컨대 열가소성 수지를 펠릿 등의 형태로 하여 열풍 건조기 등으로 행해진다. 건조 온도는 100℃ 이상이 바람직하고, 건조 시간은 2시간 이상이 바람직하다. 예비건조를 행하는 것에 의해, 연신 전 필름 중의 잔류 용매를 저감시킬 수 있고, 나아가 압출된 필름상 수지의 발포를 방지할 수 있다.
[5. 제 1 연신 공정의 연신 조건]
제 1 연신 공정에서는, 연신 전 필름을 일 방향으로 연신한다. 즉, 연신 전 필름을 일축 연신한다. 이때, 제 1 연신 공정에서 연신 전 필름을 연신하는 방향이 제 1 방향이다. 이와 같은 제 1 연신 공정을 행하는 것에 의해, 연신 전 필름에 포함되는 층 a 및 층 b가 공연신된다. 이 연신에 의해, 층 a 및 층 b의 각각에서, 연신 전 필름의 구성, 및 연신 온도 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따라 리타데이션이 생겨, 제 1 연신 필름이 얻어진다. 이때, 연신 전 필름이 요건 P를 만족시키는 경우에는, XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 지연되거나 또는 진행된다.
제 1 연신 공정에서의 연신 온도는, 원하는 리타데이션이 얻어지도록 적절한 온도로 설정할 수 있다. 예컨대, 제 1 연신 공정에서의 연신 온도는, 열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA 및 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB를 기준으로 하여 TgA보다 높은 것이 바람직하고, TgA+5℃보다 높은 것이 보다 바람직며, TgA+10℃보다 높은 것이 더 바람직하고, 또한 TgB+20℃보다 낮은 것이 바람직하고, TgB+10℃보다 낮은 것이 보다 바람직하다. 연신 온도를 상기 온도 범위의 하한보다도 높게 하면, 층 a의 면내 리타데이션 ReA 및 두께 방향의 리타데이션 RthA를 원하는 범위로 안정되게 수렴시킬 수 있다. 또한, 연신 온도를 상기 온도 범위의 상한보다도 낮게 하면, 층 b의 면내 리타데이션 ReB 및 두께 방향의 리타데이션 RthB를 원하는 범위로 안정되게 수렴시킬 수 있다.
제 1 연신 공정에서의 연신 배율은 바람직하게는 2.0배 이상, 보다 바람직하게는 2.5배 이상, 특히 바람직하게는 3.0배 이상이고, 바람직하게는 5.0배 이하, 보다 바람직하게는 4.5배 이하, 특히 바람직하게는 4.0배 이하이다. 제 1 연신 공정에서의 연신 배율을 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 얻어지는 제 2 연신 필름의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 제 2 연신 필름의 제조를 안정되게 행할 수 있다.
제 1 연신 공정에서의 연신 속도는 바람직하게는 2.0배/분 이상, 보다 바람직하게는 2.5배/분 이상, 특히 바람직하게는 3.0배/분 이상이고, 바람직하게는 5.0배/분 이하, 보다 바람직하게는 4.5배/분 이하, 특히 바람직하게는 4.0배/분 이하이다. 연신 속도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 리타데이션의 편차를 저감할 수 있다.
일축 연신은 종래 공지된 방법으로 행할 수 있다. 예컨대, 롤 사이의 주속(周速)의 차를 이용하여 길이 방향으로 일축 연신하는 방법; 텐터를 이용하여 폭 방향으로 일축 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 길이 방향으로 일축 연신하는 방법으로서는, 예컨대 롤 사이에서의 IR 가열 방식 및 플로트 방식 등을 들 수 있고, 그 중에서도 광학적인 균일성이 높은 제 2 연신 필름이 얻어지는 점에서 플로트 방식이 적합하다. 한편, 폭 방향으로 일축 연신하는 방법으로서는, 텐터법을 들 수 있다.
또한, 연신 시에는, 연신 불균일 및 두께 불균일을 작게 하기 위해, 연신 존에서 연신 전 필름의 폭 방향으로 온도차가 나도록 해도 좋다. 연신 존에서 폭 방향으로 온도차가 나도록 하기 위해서는, 예컨대 온풍 노즐의 개방도를 폭 방향에서 조정하거나, IR 히터를 폭 방향으로 배열하여 가열 제어하거나 하는 등, 공지된 수법을 이용해도 좋다.
[6. 제 2 연신 공정의 연신 조건]
제 2 연신 공정에서는, 제 1 연신 필름을, 제 1 방향에 면내에서 직교하는 제 2 방향으로 연신한다.
제 2 연신 공정에서는, 제 1 연신 공정에 있어서의 연신 온도보다도 낮은 온도에서 연신을 행하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 연신 필름을 상대적으로 낮은 온도에서 일축 연신하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 층 a 및 층 b의 각각에서, 제 1 연신 필름의 구성, 및 연신 온도 T2 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따라 리타데이션이 생겨, 제 2 연신 필름이 얻어진다. 이때, 연신 전 필름이 요건 P를 만족시키는 경우에는, 제 1 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이 지연된 경우에는 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 진행되고, 제 1 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이 진행된 경우에는 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 지연되도록 하는 것이 바람직하다.
제 2 연신 공정에 있어서의 연신 온도는, 원하는 리타데이션이 얻어지도록 적절한 온도로 설정할 수 있다. 예컨대, 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 온도는, 열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA를 기준으로 하여 TgA-20℃보다 높은 것이 바람직하고, TgA-10℃보다 높은 것이 보다 바람직하며, 또한 TgA+5℃보다 낮은 것이 바람직하고, TgA보다 낮은 것이 보다 바람직하다. 연신 온도 T2를 상기 온도 범위의 하한보다도 높게 하는 것에 의해, 연신에 의한 제 2 연신 필름의 파단 및 백탁(白濁)을 방지할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 열가소성 수지 A의 층 a의 면내 리타데이션 ReA 및 두께 방향의 리타데이션 RthA를 원하는 범위로 안정되게 수렴시킬 수 있다. 여기서, 예컨대 전술한 제 2 실시형태와 같이 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 온도가 일정하지 않은 경우에는, 제 2 연신 공정에 있어서의 평균 연신 온도가 상기 범위로 수렴되는 것이 바람직하다.
제 1 연신 공정에 있어서의 연신 온도와 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 온도의 차는 바람직하게는 5℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상이다. 연신 온도의 차를 상기와 같이 크게 함으로써, 제 2 연신 필름에 편광판 보상 기능을 안정되게 발현시킬 수 있다. 또한, 연신 온도의 차의 상한에 제한은 없지만, 공업 생산성의 관점에서는 100℃ 이하이다. 여기서, 전술한 제 2 실시형태와 같이, 연신 온도가 일정하지 않은 경우에는, 연신 온도의 평균 온도의 차가 상기 범위로 수렴되는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 제 2 실시형태와 같이, 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 온도가 구배를 갖는 경우, 그 연신 온도의 범위의 하한 온도와 상한 온도의 차는 바람직하게는 5℃ 이상, 보다 바람직하게는 8℃ 이상, 특히 바람직하게는 10℃ 이상이고, 바람직하게는 55℃ 이하, 보다 바람직하게는 25℃ 이하, 특히 바람직하게는 20℃ 이하이다. 연신 온도 T2의 범위의 하한 온도와 상한 온도의 차를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 제 1 연신 공정에서 발생한 보잉을 충분히 해소할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 리타데이션의 편차를 저감할 수 있다.
또한, 제 2 연신 공정에서의 연신은 바람직하게는 0.3분 이상, 보다 바람직하게는 0.4분 이상, 특히 바람직하게는 0.5분 이상, 또한 바람직하게는 2.0분 이하, 보다 바람직하게는 1.5분 이하, 특히 바람직하게는 1.0분 이하의 시간으로 행하는 것이 바람직하다.
제 2 연신 공정에서의 연신 배율은 제 1 연신 공정에서의 연신 배율보다도 작은 것이 바람직하다. 제 2 연신 공정에서의 구체적인 연신 배율은 바람직하게는 1.10배 이상, 보다 바람직하게는 1.15배 이상, 특히 바람직하게는 1.20배 이상이고, 바람직하게는 1.40배 이하, 보다 바람직하게는 1.35배 이하, 특히 바람직하게는 1.30배 이하이다.
제 2 연신 공정에서의 연신 속도는 바람직하게는 1.10배/분 이상, 보다 바람직하게는 1.15배/분 이상, 특히 바람직하게는 1.20배/분 이상이고, 바람직하게는 1.40배/분 이하, 보다 바람직하게는 1.35배/분 이하, 특히 바람직하게는 1.30배/분 이하이다. 연신 속도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 리타데이션의 편차를 저감할 수 있다.
제 2 연신 공정에서의 연신으로서는, 일축 연신을 행한다. 이 일축 연신의 구체적인 방법은, 제 1 연신 공정에서의 일축 연신에서 채용할 수 있는 방법과 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.
제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 방향의 조합은 임의이다. 예컨대, 제 1 연신 공정에서 길이 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 폭 방향으로 연신해도 좋다. 또한, 예컨대 제 1 연신 공정에서 폭 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 길이 방향으로 연신해도 좋다. 또, 예컨대 제 1 연신 공정에서 경사 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 상기 경사 방향에 직교하는 경사 방향으로 연신해도 좋다. 여기서 경사 방향이란, 길이 방향 및 폭 방향의 양쪽에 평행이 아닌 방향을 나타낸다. 그 중에서도, 제 1 연신 공정에서 폭 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 길이 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 연신 배율이 큰 제 1 연신 공정에서의 연신을 폭 방향으로 행하고, 연신 배율이 작은 제 2 연신 공정에서의 연신을 길이 방향으로 행하도록 함으로써, 폭이 넓은 제 2 위상차 필름을 얻을 수 있다.
전술한 제조방법에 의해, 층 a 및 층 b를 구비하는 제 2 연신 필름이 얻어진다. 이 제조방법에서는, 연신 전 필름의 연신에 의해 층 a 및 층 b를 공연신하여 제 2 연신 필름을 제조하고 있기 때문에, 따로따로 연신된 층 a 및 층 b를 준비하고 나서 그들을 접합하는 경우에 비해 접착제의 도포 및 경화가 불필요하기 때문에, 제조 공정을 단축할 수 있어 제조 비용을 저감할 수 있다. 나아가, 접합 각도의 조정이 불필요하기 때문에, 면내 지상축의 방향 정밀도의 향상이 용이하여 제품의 고품질화를 기대할 수 있다.
또한, 전술한 제조방법에 있어서는, 예컨대 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에 있어서의 연신 배율 및 연신 온도를 조정하는 것에 의해, 제 2 위상차 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 조정할 수 있다.
[7. 제 2 연신 필름]
전술한 바와 같이, 연신 전 필름에 대해 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정을 행하는 것에 의해, 열가소성 수지 A의 층 a 및 열가소성 수지 B의 층 b에 연신 온도, 연신 방향 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따른 리타데이션이 생긴다. 이 때문에, 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정을 거쳐 얻어진 층 a 및 층 b를 구비하는 제 2 연신 필름에서는, 층 a 및 층 b의 리타데이션이 합성되는 것에 의해, 원하는 리타데이션이 생긴다.
이때, 전술한 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제 2 연신 필름의 층 a 및 층 b의 분자 배향 방향이 폭 방향에서 고도로 균일하게 되어 있다. 따라서, 이 제 2 연신 필름에 있어서는 폭 방향의 어떤 지점에서도 각 층의 지상축 방향의 관계를 균일하게 설정할 수 있다. 이 때문에, 이 제 2 연신 필름을 위상차 필름으로서 이용한 경우에, 편광 보상 기능 등이 우수한 광학 기능을 발휘할 수 있다.
제 2 연신 필름에 있어서의 층 a 및 층 b 각각의 분자 배향 방향은 원하는 광학 기능에 따라 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B 중 한쪽으로서 고유 복굴절이 양인 수지를 이용하고, 다른쪽으로서 고유 복굴절이 음인 수지를 이용한 경우에는, 층 a 및 층 b 중 한쪽의 분자 배향 방향은 폭 방향에 직교하는 것이 바람직하고, 층 a 및 층 b 중 다른쪽의 분자 배향각은 폭 방향에 평행한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 열가소성 수지 A 및 열가소성 수지 B 중 한쪽으로서 고유 복굴절이 양인 수지를 이용하고, 다른쪽으로서 고유 복굴절이 음인 수지를 이용한 경우에는, 층 a 및 층 b 중 한쪽의 분자 배향각은 제 2 연신 필름의 전체 폭에서 폭 방향에 대해 89.5° 내지 90.5°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 또한 층 a 및 층 b 중 다른쪽의 분자 배향각은 위상차 필름의 전체 폭에서 폭 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위에 있는 것이 바람직하다.
나아가, 상기와 같이, 제 2 연신 필름의 층 a 및 층 b에 있어서는, 분자 배향 방향이 폭 방향에서 고도로 균일하게 되어 있다. 따라서, 제 2 연신 필름의 층 a에 있어서, 폭 방향의 한쪽 단부로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향과 다른쪽 단부로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향의 각도차는 작아져 있고, 구체적으로는, 바람직하게는 0° 이상 0.5° 이하, 보다 바람직하게는 0° 이상 0.4° 이하이다. 또한, 제 2 연신 필름의 층 b에 있어서, 폭 방향의 한쪽 단부로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향과 다른쪽 단부로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향의 각도차는 작아져 있고, 구체적으로는, 바람직하게는 0° 이상 0.5° 이하, 보다 바람직하게는 0° 이상 0.4° 이하이다.
제 2 연신 필름의 면내 리타데이션 Re는 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 100nm 이상이고, 또한 바람직하게는 400nm 이하, 보다 바람직하게는 350nm 이하이다. 제 2 연신 필름이 이와 같은 범위의 면내 리타데이션 Re를 갖는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
제 2 연신 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는 바람직하게는 -50nm 이상, 보다 바람직하게는 -40nm 이상, 특히 바람직하게는 -30nm 이상이고, 또한 바람직하게는 50nm 이하, 보다 바람직하게는 40nm 이하, 특히 바람직하게는 30nm 이하이다. 제 2 연신 필름이 이와 같은 범위의 두께 방향의 리타데이션 Rth를 갖는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
제 2 연신 필름의 Nz 계수는 바람직하게는 0 이상, 보다 바람직하게는 0.3 이상, 특히 바람직하게는 0.5 이상이고, 바람직하게는 1 이하, 보다 바람직하게는 0.9 이하, 특히 바람직하게는 0.8 이하이다. 제 2 연신 필름이 이와 같은 범위의 Nz 계수를 갖는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
또한, 제 2 연신 필름은, 제 2 연신 필름 전체로서, 그의 굴절률 nx, ny 및 nz가 nx>nz>ny의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다. 여기서, 제 2 연신 필름의 굴절률 nx, ny 및 nz는 제 2 연신 필름의 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth, 제 2 연신 필름의 두께, 및 제 2 연신 필름의 평균 굴절률 nave에 의해 산출된다. 평균 굴절률 nave는 다음 식에 의해 결정할 수 있다.
nave = Σ(ni×Li)/ΣLi
ni: 제 2 연신 필름에 포함되는 i층의 수지의 굴절률
Li: 제 2 연신 필름에 포함되는 i층의 막 두께
제 2 연신 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 제 2 연신 필름의 헤이즈는 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 헤이즈를 낮은 값으로 하는 것에 의해, 제 2 연신 필름을 구비하는 표시 장치의 표시 화상의 선명성을 높일 수 있다.
제 2 연신 필름은 ΔYI가 5 이하인 것이 바람직하고, 3 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 ΔYI가 상기 범위에 있으면, 착색이 없어 시인성이 양호해진다. 또한 하한은 이상적으로는 제로이다. ΔYI는 ASTM E313에 준거하여 닛폰전색공업사제 「분광 색차계 SE2000」을 이용하여 측정할 수 있다. 마찬가지의 측정을 5회 행하여, 그의 산술 평균값으로서 구한다.
제 2 연신 필름은 JIS 연필 경도로 H 또는 그 이상의 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이 JIS 연필 경도는 수지의 종류 및 수지층의 두께에 의해 조정할 수 있다. 여기서, JIS 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 준거하여, 각종 경도의 연필을 45° 기울이고, 위에서 500g 중량의 하중을 걸어 필름 표면을 할퀴어서 흠집이 나기 시작하는 연필의 경도이다.
제 2 연신 필름의 외표면은, MD 방향으로 신장되고 불규칙하게 생기는 선상 오목부 또는 선상 볼록부(이른바 다이 라인)를 실질적으로 갖지 않고 평탄한 것이 바람직하다. 여기서, 「불규칙하게 생기는 선상 오목부 또는 선상 볼록부를 실질적으로 갖지 않고 평탄」이란, 가령 선상 오목부 또는 선상 볼록부가 형성되었다고 해도 깊이가 50nm 미만이거나 폭이 500nm보다 큰 선상 오목부, 또는 높이가 50nm 미만이거나 폭이 500nm보다 큰 선상 볼록부인 것이다. 보다 바람직하게는, 깊이가 30nm 미만이거나 폭이 700nm보다 큰 선상 오목부인 것, 또는 높이가 30nm 미만이거나 폭이 700nm보다 큰 선상 볼록부인 것이다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 선상 오목부 또는 선상 볼록부에서의 광의 굴절 등에 근거하는 광의 간섭 및 광 누출의 발생을 방지할 수 있어, 광학 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 불규칙하게 생긴다는 것은, 의도하지 않은 위치에 의도하지 않은 치수 및 형상으로 형성된다는 것이다.
전술한 선상 오목부의 깊이, 선상 볼록부의 높이, 및 이들의 폭은, 다음에 기술하는 방법으로 구할 수 있다. 제 2 연신 필름에 광을 조사하여, 투과광을 스크린에 비추고, 스크린 상에 나타나는 광의 명 또는 암의 줄무늬가 있는 부분(이 부분은 선상 오목부의 깊이 및 선상 볼록부의 높이가 큰 부분이다)을 30mm 각(角)으로 잘라낸다. 잘라낸 필름편의 표면을 삼차원 표면 구조 해석 현미경(시야 영역 5mm×7mm)을 이용하여 관찰하고, 이것을 삼차원 화상으로 변환하고, 이 삼차원 화상으로부터 단면 프로파일을 구한다. 단면 프로파일은 시야 영역에서 1mm 간격으로 구한다.
이 단면 프로파일에 평균선을 긋는다. 이 평균선으로부터 선상 오목부의 바닥까지의 길이가 선상 오목부 깊이가 되고, 또한 평균선으로부터 선상 볼록부의 정상까지의 길이가 선상 볼록부 높이가 된다. 평균선과 프로파일의 교점 사이의 거리가 폭이 된다. 이들 선상 오목부 깊이 및 선상 볼록부 높이의 측정값으로부터 각각 최대값을 구하고, 그 최대값을 나타낸 선상 오목부 또는 선상 볼록부의 폭을 각각 구한다. 이상으로부터 구해진 선상 오목부 깊이 및 선상 볼록부 높이의 최대값, 그 최대값을 나타낸 선상 오목부의 폭 및 선상 볼록부의 폭을 그 필름의 선상 오목부의 깊이, 선상 볼록부의 높이 및 그들의 폭으로 한다.
제 2 연신 필름은, 60℃, 90%RH, 100시간의 열처리에 의해 세로 방향 및 가로 방향에서 수축되는 것이어도 좋다. 단, 그 수축률은 바람직하게는 0.5% 이하, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이다. 수축률을 이와 같이 작게 하는 것에 의해, 고온 및 고습 환경 하에서 제 2 연신 필름을 사용할 때에, 수축 응력에 의해 제 2 연신 필름의 변형이 생겨 표시 장치로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
제 2 연신 필름에 있어서, 열가소성 수지 A의 층 a 및 열가소성 수지 B의 층 b의 두께의 합계는 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이고, 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150㎛ 이하이다.
또한, 열가소성 수지 A의 층 a 및 열가소성 수지 B의 층 b 각각의 두께는, 제 2 연신 필름에 발현시키고 싶은 리타데이션에 따라 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 전술한 실시형태와 같이 제 1 층 b, 층 a 및 제 2 층 b를 이 순서로 구비하는 제 2 연신 필름에 있어서는, 층 a의 두께는 바람직하게는 40㎛ 이상, 보다 바람직하게는 45㎛ 이상, 특히 바람직하게는 50㎛ 이상이고, 바람직하게는 80㎛ 이하, 보다 바람직하게는 75㎛ 이하, 특히 바람직하게는 70㎛ 이하이다. 또한, 제 1 층 b의 두께는 바람직하게는 2㎛ 이상, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상, 특히 바람직하게는 4㎛ 이상이고, 바람직하게는 14㎛ 이하, 보다 바람직하게는 12㎛ 이하, 특히 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 또, 제 2 층 b의 두께는 바람직하게는 0.4㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.6㎛ 이상, 특히 바람직하게는 0.8㎛ 이상이고, 바람직하게는 3.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2.8㎛ 이하, 특히 바람직하게는 2.6㎛ 이하이다. 각 층의 두께를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 원하는 리타데이션의 발현이 용이해진다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 제 2 연신 필름의 두께를 저감할 수 있다.
나아가, 열가소성 수지 A의 층 a 및 열가소성 수지 B의 층 b 각각의 두께 편차는 전체 면에서 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 표시 장치에 있어서의 색조 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있다. 이것을 실현하기 위해서는, 예컨대 연신 전 필름에 있어서 층 a 및 층 b의 두께 편차를 전체 면에서 1㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
제 2 연신 필름의 폭 방향의 치수는 바람직하게는 150mm 이상, 보다 바람직하게는 500mm 이상, 더 바람직하게는 1000mm 이상이고, 바람직하게는 2000mm 이하이다.
또한, 제 2 연신 필름에 있어서는, 열가소성 수지 A의 층 a 및 열가소성 수지 B의 층 b는 직접 접하고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제 2 연신 필름의 두께를 얇게 할 수 있어, 광학적 기능의 발현의 점에서 유리하다.
전술한 제 2 연신 필름은 그 자체를 위상차 필름으로서 이용해도 좋다. 또한, 전술한 제 2 연신 필름에 추가로 임의의 층을 설치하는 것에 의해 복층 필름을 제조하고, 제 2 연신 필름 및 임의의 층을 구비하는 복층 필름을 위상차 필름으로서 이용해도 좋다.
[8. 액정 표시 장치]
전술한 제 2 연신 필름은, 위상차 필름으로서 이용한 경우, 우수한 편광판 보상 기능을 갖는다. 그 때문에, 이 위상차 필름은, 그 단독으로 또는 다른 부재와 조합하여, 예컨대 액정 표시 장치, 유기 전기발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, FED(전계 방출) 표시 장치, SED(표면 전계) 표시 장치 등의 표시 장치에 적용해도 좋다. 이들 중에서도, 이 위상차 필름은 액정 표시 장치에 이용하기에 적합하다.
액정 표시 장치는 통상, 각각의 흡수축이 직교하는 한 쌍의 편광자(광입사측 편광자와 광출사측 편광자), 및 상기 한 쌍의 편광자 사이에 설치된 액정 셀을 구비한다. 액정 표시 장치에 본 발명의 위상차 필름을 설치하는 경우, 상기 한 쌍의 편광자 사이에 위상차 필름을 설치할 수 있다. 이때, 위상차 필름은 예컨대 액정 셀과 광입사측 편광자 사이에 설치해도 좋다. 또한, 위상차 필름은 예컨대 액정 셀과 광출사측 편광자 사이에 설치해도 좋다. 또, 위상차 필름은 예컨대 액정 셀과 광입사측 편광자 사이 및 액정 셀과 광출사측 편광자 사이의 양쪽에 설치해도 좋다. 통상, 이들 한 쌍의 편광자, 위상차 필름 및 액정 셀은 액정 패널로서 일체로 설치되고, 이 액정 패널에 광원으로부터 광을 조사하는 것에 의해, 액정 패널의 광출사측에 있는 표시면에 화상이 표시되도록 되어 있다. 이때, 본 발명의 위상차 필름을 구비한 액정 표시 장치는 흑표시 시의 정면 휘도를 충분히 낮게 할 수 있다. 또한, 통상은 위상차 필름이 우수한 편광판 보상 기능을 발휘하기 때문에, 액정 표시 장치의 표시면을 비스듬히 본 경우의 광 누출을 저감하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 위상차 필름은 통상 편광판 보상 기능 외에도 우수한 광학적 기능을 갖기 때문에, 액정 표시 장치의 시인성을 더욱 향상시키는 것이 가능하다.
액정 셀의 구동 방식으로서는, 예컨대 인-플레인 스위칭(IPS) 방식, 버티컬 얼라인먼트(VA) 방식, 멀티도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 방식, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 방식, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 방식, 트위스티드 네마틱(TN) 방식, 슈퍼트위스티드 네마틱(STN) 방식, 광학 보상 복굴절(OCB) 방식 등을 들 수 있다. 그 중에서도 인-플레인 스위칭 방식 및 버티컬 얼라인먼트 방식이 바람직하고, 인-플레인 스위칭 방식이 특히 바람직하다. 인-플레인 스위칭 방식의 액정 셀은 시야각이 넓고, 전술한 바와 같이 위상차 필름을 적용하는 것에 의해 시야각을 더욱 넓히는 것이 가능하다.
위상차 필름은 예컨대 액정 셀 또는 편광자에 접합해도 좋다. 접합에는 공지된 접착제를 이용할 수 있다.
또한, 위상차 필름은 1매를 단독으로 이용해도 좋고, 2매 이상을 이용해도 좋다.
또, 위상차 필름을 액정 표시 장치에 설치하는 경우, 본 발명의 위상차 필름과 추가로 별도의 위상차 필름을 조합하여 이용해도 좋다. 예컨대, 본 발명의 위상차 필름을 버티컬 얼라인먼트 방식의 액정 셀을 구비한 액정 표시 장치에 설치하는 경우, 한 쌍의 편광자 사이에, 본 발명의 위상차 필름에 더하여 시야각 특성을 개선하기 위한 별도의 위상차 필름을 설치해도 좋다.
[9. 그 밖의 사항]
본 발명의 위상차 필름은 전술한 것 이외의 용도에 이용하는 것도 가능하다.
예컨대, 본 발명의 위상차 필름의 면내 리타데이션 Re를 120nm∼160nm로 하는 것에 의해 위상차 필름을 1/4 파장판으로 하고, 이 1/4 파장판을 직선 편광자와 조합하면, 원 편광판을 얻을 수 있다. 이때, 1/4 파장판의 면내 지상축과 직선 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 45±2°로 하는 것이 바람직하다.
또한, 위상차 필름은 편광판의 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 편광판은 통상 편광자 및 그의 양면에 접합된 보호 필름을 구비한다. 위상차 필름을 편광자에 접합하면, 그 위상차 필름을 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 이 경우, 보호 필름이 생략되기 때문에, 액정 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 특허청구범위 및 그의 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 특별히 부정하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 특별히 부정하지 않는 한, 상온 및 상압의 조건에서 행했다.
[평가 방법]
(두께의 측정 방법)
필름에 포함되는 각 층의 두께는, 그 필름을 에폭시 수지에 포매(包埋)한 후, 미크로톰(야마토공업사제 「RUB-2100」)을 이용하여 슬라이싱하고, 주사 전자 현미경을 이용하여 단면을 관찰하여 측정했다.
(리타데이션의 측정 방법)
필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션의 측정은, 분광 엘립소미터(J. A. Woollam사제 「M-2000U」)를 이용하여 행했다. 또한, 측정 파장은 550nm로 했다.
(분자 배향각의 측정 방법)
필름의 분자 배향각은 다음과 같이 하여 측정했다. 우선, 상기 분광 엘립소미터에 의해 필름의 면내 지상축의 방향을 측정했다. 이 면내 지상축의 방향을 그 필름의 분자 배향 방향으로 했다. 그리고, 이 분자 배향 방향이 폭 방향에 대해 이루는 각도를 당해 필름의 측정 지점에서의 분자 배향각으로서 측정했다.
또한, 필름에 포함되는 각 층의 분자 배향각은 다음과 같이 하여 측정했다. 우선, 필름의 표면을 플라스틱용 연마 천으로 연마하여 각 층을 단층으로 했다. 이 상태에서, 상기 분광 엘립소미터에 의해 각 층의 면내 지상축의 방향을 측정했다. 그 층을 형성하는 수지의 고유 복굴절이 양인 경우, 그 면내 지상축의 방향을 그 층의 분자 배향 방향으로 했다. 또한, 그 층을 형성하는 수지의 고유 복굴절이 음인 경우, 그 면내 지상축에 90°의 각도를 이루는 방향을 그 층의 분자 배향 방향으로 했다. 그리고, 이 분자 배향 방향이 폭 방향에 대해 이루는 각도를 당해 층의 측정 지점에서의 분자 배향각으로서 측정했다.
이때, 분자 배향각의 부호는, 폭 방향에 대해 분자 배향 방향이 반시계 방향의 각을 이루는 경우를 양의 부호로 나타내고, 폭 방향에 대해 분자 배향 방향이 시계 방향의 각을 이루는 경우를 음의 부호로 나타냈다.
(광 누출의 평가 방법)
액정 표시 장치용의 백라이트 유닛 상에, 2매의 편광자를 크로스 니콜로 배치했다. 이 편광자 사이에, 실시예 및 비교예에서 얻어지는 제 2 연신 필름을, 백라이트측 편광자의 흡수축과 제 2 연신 필름의 폭 방향이 평행해지도록 배치하고, 육안으로 관찰했다. 제 2 연신 필름을 이용하지 않는 경우와 비교하여 광 누출의 차이가 보이지 않는 경우를 「양호」, 광 누출이 증가하고 있는 경우를 「불가」로 했다.
평가는 50mm×50mm의 직사각형 필름 샘플을 이용하여 행하고, 제 2 연신 필름의 우측 끝으로부터 25∼75mm의 위치(단부 근방), 및 필름의 좌측 끝으로부터 625∼675mm의 위치(중앙)로부터 필름 샘플을 잘라내어 평가에 제공했다.
[비교예 1]
(연신 전 필름의 제조 공정)
2종 3층의 공압출 성형용의 필름 성형 장치(2종류의 수지에 의해 3층으로 이루어지는 필름을 형성하는 타입의 것)를 준비했다.
고유 복굴절이 음인 열가소성 수지 A로서, 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지(Nova Chemicals사제 「Dylark D332」, 유리전이온도 130℃)의 펠릿을 준비했다. 이 펠릿을, 더블 플라이트형의 스크류를 구비한 한쪽의 일축 압출기에 투입하고, 용융시켰다.
고유 복굴절이 양인 열가소성 수지 B로서, 폴리카보네이트 수지(Chi Mei사제 「원더라이트 PC-115」, 유리전이온도 140℃)의 펠릿을 준비했다. 이 펠릿을, 더블 플라이트형의 스크류를 구비한 다른 한쪽의 일축 압출기에 투입하고, 용융시켰다.
용융된 260℃의 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지를, 눈 크기 10㎛의 리프 디스크(leaf disc) 형상의 폴리머 필터를 통해 한쪽의 매니폴드에 공급했다. 또한, 용융된 260℃의 폴리카보네이트 수지를, 눈 크기 10㎛의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 통해 멀티매니폴드 다이(다이 립의 표면 거칠기 Ra=0.1㎛)의 다른 한쪽의 매니폴드에 공급했다.
스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지 및 폴리카보네이트 수지를 상기 멀티매니폴드 다이로부터 260℃에서 동시에 압출하여, 폴리카보네이트 수지의 층 b1/스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지의 층 a/폴리카보네이트 수지의 층 b2를 구비하는 3층 구성의 필름상의 용융 수지를 얻었다. 이 필름상의 용융 수지를, 표면 온도 130℃로 조정된 냉각 롤에 캐스팅하고, 이어서 표면 온도 50℃로 조정된 2개의 냉각 롤 사이에 통과시켜 연신 전 필름을 얻었다. 이 연신 전 필름은, 폴리카보네이트 수지의 층 b1(두께 24㎛), 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지의 층 a(두께 208㎛) 및 폴리카보네이트 수지의 층 b2(두께 8㎛)를 이 순서로 구비하고 있었다. 얻어진 연신 전 필름의 폭 방향 양단부를 잘라 제거하여 폭 600mm의 장척의 연신 전 필름을 얻었다.
(제 1 연신 공정)
이렇게 하여 얻어진 연신 전 필름을 길이 방향으로 반송하면서 텐터 가로 일축 연신기에 공급했다. 이 텐터 가로 일축 연신기는, 연신 전 필름의 폭 방향 단부를 파지할 수 있는 복수개의 파지자와, 이 파지자를 안내하는 한 쌍의 레일을 구비하는 연신기이다. 레일은 연신 전 필름의 양편에 설치되어 있고, 레일 사이 거리가 하류일수록 커지도록 설정되어 있다. 따라서, 파지자가 연신 전 필름의 양단부를 파지하면서 레일로 안내되어 이동하는 것에 의해, 연신 전 필름이 폭 방향으로 인장되어 연신 처리가 행해지도록 되어 있다. 또한, 비교예 1에서는, 레일의 형상은 직선상으로 설정했다.
이 텐터 가로 일축 연신기에 있어서, 연신 온도 152℃, 연신 배율 3.5배로 7분간에 걸쳐 연신 전 필름을 폭 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻었다. 연신 후, 제 1 연신 필름의 폭 방향 양단부를 잘라 제거하여 폭을 1600mm로 했다. 그 후, 제 1 연신 필름을 권취하여 필름 롤을 얻었다. 얻어진 필름 롤로부터 제 1 연신 필름을 일부 인출하고, 인출된 제 1 연신 필름의 각 층 및 필름 전체의 분자 배향각을 측정했다. 이 분자 배향각의 측정은, 제 1 연신 필름의 폭 방향의 우측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점 및 좌측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점의 2지점에서 행했다. 여기서 폭 방향의 우측 및 좌측이란, 필름의 반송 방향과 동일한 방향을 향한 경우의 우측 및 좌측을 가리킨다.
(제 2 연신 공정)
다음으로, 이 필름 롤로부터 제 1 연신 필름을 인출하고, 인출된 제 1 연신 필름을 길이 방향으로, 제 1 연신 공정과는 반대 방향으로 반송하면서 세로 일축 연신기에 공급했다. 이 세로 일축 연신기는, 각각 독립적으로 온도 조정 가능한 3룸을 갖는 오븐을 구비하고 있다. 세로 일축 연신기에 공급된 필름은, 오븐에 설치된 이들 3룸을 차례로 통과하도록 되어 있어, 이 3룸의 온도를 조정하는 것에 의해 연신 온도에 온도 구배를 마련하는 것이 가능해지고 있다.
이 세로 일축 연신기에 있어서, 일정한 연신 온도 128℃에서 연신 배율 1.26배로 8분간에 걸쳐 제 1 연신 필름을 길이 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻었다. 얻어진 제 2 연신 필름의 폭 방향 양단부를 잘라 제거하여 폭을 1300mm로 했다. 이렇게 하여, 폴리카보네이트 수지의 층 b1, 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지의 층 a 및 폴리카보네이트 수지의 층 b2를 이 순서로 구비하고, 위상차 필름으로서 이용할 수 있는 2차 연신 필름을 제조했다.
얻어진 제 2 연신 필름에 대해, 각 층 및 필름 전체의 분자 배향각을 측정했다. 이 분자 배향각의 측정은, 제 2 연신 필름의 폭 방향에서 반송 방향의 우측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점 및 좌측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점의 2지점에서 행했다.
또한, 얻어진 제 2 연신 필름에 대해, 각 층의 두께, 및 필름 전체의 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth를 측정했다.
또, 얻어진 제 2 연신 필름에 대해, 광 누출의 평가를 행했다.
[비교예 2]
제 1 연신 공정에서, 텐터 가로 일축 연신기의 레일의 형상을 비교예 1과는 상이한 형상으로 변경했다.
이상의 사항 이외는 비교예 1과 마찬가지로 하여 제 2 연신 필름을 제조하고, 평가했다.
[비교예 3]
제 1 연신 공정에서, 텐터 가로 일축 연신기의 레일의 형상을 비교예 1 및 비교예 2와는 상이한 형상으로 변경했다.
이상의 사항 이외는 비교예 1과 마찬가지로 하여 제 2 연신 필름을 제조하고, 평가했다.
[실시예 1]
상기 비교예 1∼3에서 얻어진 결과를 기초로, 제 1 연신 공정에서의 연신 조건으로서, 제 2 연신 공정에 의해 열가소성 수지 B의 층 b에 생기는 보잉을 상쇄할 수 있는 보잉이 제 1 연신 공정에 의해 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 B의 층 b에 생기는 조건을 조사했다. 구체적으로는, 다음 조작을 행했다.
(1) 제 1 연신 필름의 층 b1의 폭 방향의 우측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향과 좌측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향의 각도차 D1의 값과; 제 2 연신 필름의 층 b의 폭 방향의 우측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향과 좌측 끝으로부터의 거리가 50mm인 지점에서의 분자 배향 방향의 각도차 D2의 값을 계산했다.
(2) 상기 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값을, 각도차 D1을 가로축으로 하고 각도차 D2를 세로축으로 한 좌표계에 플로팅하여 그래프를 얻었다(도 18 참조).
(3) 얻어진 그래프에서, 플로팅된 점을 기초로 각도차 D1과 각도차 D2의 상관 관계를 나타내는 함수를 구했다. 여기서는, 비교예 1∼3의 결과는 거의 직선상으로 배열되어 있기 때문에, 비교예 1∼3의 결과에 근사시킬 수 있는 직선을 설정하고, 이 직선을 나타내는 일차 함수를 상관 관계로서 얻었다.
(4) 비교예 1∼3의 결과에 근사시킬 수 있는 직선에서, 각도차 D2의 값이 제로로 될 때의 각도차 D1의 값을 구한 바, -2.1°였다.
제 1 연신 공정에서, 텐터 가로 일축 연신기의 레일의 형상을, 상기 각도차 D1의 값이 -2.1°로 되는 형상으로 변경한 것 이외는 비교예 1과 마찬가지로 하여 제 2 연신 필름을 제조하고, 평가했다. 이때, 레일의 구체적 형상은, 레일의 상류측의 단부 근방 부분(연신 개시 직후의 부분) 및 하류측의 단부 근방 부분(연신 종료 직전의 부분)에서는 폭 방향 내측으로 볼록한 호상(弧狀)이고, 또한 그 이외의 부분에서는 직선상으로 설정했다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서는, 제 2 연신 공정에서의 제 1 연신 필름의 층 a, 층 b1 및 층 b2의 보잉의 형상은 모두 상류 방향으로 볼록해져 있었다.
그래서, 실시예 2에 있어서는, 제 2 연신 공정에 이용하는 세로 일축 연신기의 오븐의 온도 설정을 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 제 2 연신 필름을 제조하고, 평가했다. 이때, 오븐은, 상류측의 룸의 온도가 가장 고온으로 되고 하류측의 룸일수록 저온으로 되도록 설정했다. 또한, 가장 상류의 룸의 온도와 가장 하류의 룸의 온도의 온도차는 10℃로 설정했다. 또, 오븐 전체에서 설정되는 평균 연신 온도는 127℃가 되도록 했다.
[결과]
상기 실시예 및 비교예의 결과를 하기의 표 1에 나타낸다. 또한, 각 실시예 및 비교예에서의 각도차 D1의 값 및 각도차 D2의 값을, 각도차 D1을 가로축으로 하고 각도차 D2를 세로축으로 한 좌표계에 플로팅한 그래프를 도 18에 나타낸다.
표 1에 있어서, OS란, 제 1 연신 공정에서는, 폭 방향의 우측 끝으로부터의 거리가 50mm인 측정 지점에서의 측정 결과인 것을 나타낸다. 따라서, 제 1 연신 공정과는 반송 방향이 반대 방향이 되는 제 2 연신 공정에서는, OS란, 폭 방향의 좌측 끝으로부터의 거리가 50mm인 측정 지점에서의 측정 결과인 것을 나타낸다.
또한, 표 1에 있어서, DS란, 제 1 연신 공정에서는, 폭 방향의 좌측 끝으로부터의 거리가 50mm인 측정 지점에서의 측정 결과인 것을 나타낸다. 따라서, 제 1 연신 공정과는 반송 방향이 반대 방향이 되는 제 2 연신 공정에서는, DS란, 폭 방향의 우측 끝으로부터의 거리가 50mm인 측정 지점에서의 측정 결과인 것을 나타낸다.
[검토]
비교예 1∼3에서는, 제 2 연신 필름의 전체에서 본 경우에는, 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은 원하는 값으로 설정되어 있고, 또한 분자 배향 방향도 균일하게 되어 있다. 그러나, 이와 같은 제 2 연신 필름을 액정 표시 장치에 적용한 경우, 필름의 폭 방향 단부 근방에서 흑표시 시의 정면 휘도가 높아져, 광 누출이 생겼다.
이에 비하여, 실시예 1에서는, 제 1 연신 공정에서 생기는 보잉과 제 2 연신 공정에서 생기는 보잉을 상쇄시키는 것에 의해, 제 2 연신 필름에 포함되는 각 층의 분자 배향 방향을 폭 방향에서 균일하게 할 수 있다. 따라서, 실시예 1에서 얻어진 제 2 연신 필름의 각 층에서는, 분자 배향 방향을 폭 방향의 위치에 의존하지 않고 균일하게 할 수 있기 때문에, 제 2 연신 필름의 전체에서 각 층의 분자 배향 방향의 관계를 마찬가지로 설정할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이것에 의해, 각 층의 면내 지상축의 관계를 적절히 설정할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치에 있어서의 광 누출을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 2에서는, 제 2 연신 공정에서 온도 구배를 마련한 경우, 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해, 상류 및 하류 중 연신 온도가 낮은 방향으로 보잉의 형상이 만곡된다는 것을 알 수 있다. 나아가, 이와 같은 연신 온도의 온도 구배를 이용하는 것에 의해, 2 연신 필름의 각 층에 있어서의 분자 배향 방향을 폭 방향에서 고도로 균일하게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 2에서 얻어진 제 2 연신 필름에 있어서도 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 나아가, 이 실시예 2에서는, 보잉의 상쇄 및 연신 시의 온도 구배의 양쪽을 이용하고 있기 때문에, 특히 제 2 연신 필름에 포함되는 각 층의 분자 배향 방향을 폭 방향에서 특히 균일하게 할 수 있다.
100: 연신 전 필름
110, 130: 열가소성 수지 B의 층 b
120: 열가소성 수지 A의 층 a
200: 제 1 연신 필름
210: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 일단
220: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 일단으로부터 소정 거리(L)의 지점
230: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 타단
240: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 타단으로부터 소정 거리(L)의 지점
250: 필름 롤
300: 제 2 연신 필름
310: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 일단
320: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 일단으로부터 소정 거리(L)의 지점
330: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 타단
340: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 타단으로부터 소정 거리(L)의 지점
350: 제 2 연신 필름의 폭 방향에 있어서, 한쪽 단부로부터 소정 거리(L)의 지점에서 다른쪽 단부로부터 소정 거리(L)의 지점까지의 부분
400: 오븐
410: 오븐의 제 1 실
420: 오븐의 제 2 실
430: 오븐의 제 3 실
110, 130: 열가소성 수지 B의 층 b
120: 열가소성 수지 A의 층 a
200: 제 1 연신 필름
210: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 일단
220: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 일단으로부터 소정 거리(L)의 지점
230: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 타단
240: 제 1 연신 필름의 폭 방향의 타단으로부터 소정 거리(L)의 지점
250: 필름 롤
300: 제 2 연신 필름
310: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 일단
320: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 일단으로부터 소정 거리(L)의 지점
330: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 타단
340: 제 2 연신 필름의 폭 방향의 타단으로부터 소정 거리(L)의 지점
350: 제 2 연신 필름의 폭 방향에 있어서, 한쪽 단부로부터 소정 거리(L)의 지점에서 다른쪽 단부로부터 소정 거리(L)의 지점까지의 부분
400: 오븐
410: 오븐의 제 1 실
420: 오븐의 제 2 실
430: 오븐의 제 3 실
Claims (8)
- 열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비하는 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및
제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖고,
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고,
제 1 연신 공정에서, 제 2 연신 공정에 의해 열가소성 수지 B의 층 b에 생기는 보잉(bowing)을 상쇄할 수 있는 보잉이 제 1 연신 공정에 의해 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 B의 층 b에 생기는 조건에서 연신을 행하고,
제 2 연신 공정에서, 제 2 연신 필름의 열가소성 수지 A의 층 a의 분자 배향각이 제 2 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위로 되는 조건에서 연신을 행하는, 위상차 필름의 제조방법. - 열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비하는 장척의 연신 전 필름을 제 1 방향으로 연신하여 제 1 연신 필름을 얻는 제 1 연신 공정, 및
제 1 연신 필름을 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 제 2 연신 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 갖고,
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고,
제 1 연신 공정에서, 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 A의 층 a의 보잉의 형상 및 열가소성 수지 B의 층 b의 보잉의 형상이 양쪽 모두 길이 방향에서 동일 방향으로 볼록해지는 조건에서 연신을 행하고,
제 2 연신 공정에서, (i) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 상류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 저온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하고, (ii) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 하류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 고온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하는, 위상차 필름의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
제 1 연신 공정에서, 제 1 연신 필름의 열가소성 수지 A의 층 a의 보잉의 형상 및 열가소성 수지 B의 층 b의 보잉의 형상이 양쪽 모두 길이 방향에서 동일 방향으로 볼록해지는 조건에서 연신을 행하고,
제 2 연신 공정에서, (i) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 상류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 저온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하고, (ii) 제 1 연신 필름의 층 a 및 층 b의 보잉의 형상이 길이 방향에서 하류 방향으로 볼록한 경우는, 상류로부터 하류로 향함에 따라 고온으로 되는 온도 구배가 있는 온도 조건에서 연신을 행하는, 위상차 필름의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
열가소성 수지 A의 고유 복굴절이 음이고,
열가소성 수지 B의 고유 복굴절이 양인, 위상차 필름의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 방향이 폭 방향이고,
제 2 방향이 길이 방향인, 위상차 필름의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 연신 필름을 권취하여 필름 롤을 얻는 공정, 및
필름 롤로부터 제 1 연신 필름을 인출하는 공정을 갖고,
제 2 연신 공정에서, 필름 롤로부터 인출된 제 1 연신 필름을, 제 1 연신 공정에서의 반송 방향과는 반대 방향으로 반송하면서 연신하는, 위상차 필름의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 위상차 필름.
- 장척의 위상차 필름으로서,
열가소성 수지 A의 층 a, 및 열가소성 수지 A와는 상이한 열가소성 수지 B의 층 b를 구비하고,
열가소성 수지 A의 유리전이온도 TgA와 열가소성 수지 B의 유리전이온도 TgB가 TgA+5(℃)≤TgB(℃)의 관계를 만족시키고,
층 a와 층 b가 직접 접하고 있고,
150mm 이상의 폭을 갖고,
층 a 및 층 b 중 한쪽의 분자 배향각이 위상차 필름의 전체 폭에서 폭 방향에 대해 89.5° 내지 90.5°의 범위에 있고,
층 a 및 층 b 중 다른쪽의 분자 배향각이 위상차 필름의 전체 폭에서 폭 방향에 대해 -0.5° 내지 0.5°의 범위에 있는 위상차 필름.
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