KR102515374B1 - 연신 필름 및 그 제조 방법, 원 편광판, 그리고 표시 장치 - Google Patents

연신 필름 및 그 제조 방법, 원 편광판, 그리고 표시 장치 Download PDF

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Abstract

열가소성 수지로 이루어지는 연신 전 필름(A), 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의 필름 길이 방향의 수축률이 10% 이상 40% 이하이고 필름 폭 방향의 수축률이 5% 이하인 수축성 필름(B), 그리고, 상기 연신 전 필름(A)과 상기 수축성 필름(B)을 접착하는 접착층(C)을 구비하는 장척의 복층 필름(D)을, 1.5배 미만의 연신 배율로, 복층 필름(D)의 폭 방향에 대하여 45°±15°의 방향으로 연신하는 공정과, 상기 수축성 필름(B) 및 상기 접착층(C)을 박리하는 공정을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.

Description

연신 필름 및 그 제조 방법, 원 편광판, 그리고 표시 장치
본 발명은, 연신 필름 및 그 제조 방법, 그리고, 상기의 연신 필름을 사용한 원 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(이하, 임의로 「유기 EL 표시 장치」라고 하는 경우가 있다.)는, 유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 임의로 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있다.)를 구비한다. 유기 EL 소자는, 통상, 전극과, 이 전극으로부터 전하가 공급됨으로써 발광할 수 있는 발광층을 구비한다. 유기 EL 발광 장치에서는, 통상, 관측자에 대하여 발광층의 이면측에 금속 전극이 설치되어 있다. 그 때문에, 유기 EL 소자가 외광에 비춰지면, 금속 전극에서 외광이 반사할 수 있다. 이와 같이 외광이 반사하면, 반사광에 의한 번쩍임이 발생하거나, 풍경이 비치거나 하여, 표시 품위가 저하되는 경우가 있다.
상기와 같은 외광의 반사를 억제하기 위하여, 종래, 원 편광판을, 반사 방지 필름으로서 유기 EL 표시 장치에 설치하는 기술이 제안되어 있다. 원 편광판으로는, 편광자와, 1/4 파장판으로서의 위상차 필름을 조합한 필름이 알려져 있다. 또한, 위상차 필름으로는, 열가소성 수지 필름을 연신하여 얻어지는 연신 필름이 알려져 있다(특허문헌 1 및 2). 이러한 위상차 필름은, 통상, 장척의 연신 전 필름을 연신함으로써, 장척의 연신 필름으로서 제조된다.
일본 공개특허공보 2007-233198호 일본 특허 제2818983호
일반적으로, 원 편광판을 제조하기 위하여 편광자와 위상차 필름을 첩합하는 경우, 편광자의 편광 흡수축과 위상차 필름의 지상축은, 평행도 수직도 아닌 경사(예를 들어, 교차각 45°)로 교차하도록 조정된다. 또한, 편광자는, 통상, 필름 길이 방향으로 편광 흡수축을 갖는 장척의 필름으로서 제조된다. 따라서, 예를 들어, 필름 폭 방향 또는 필름 길이 방향으로 지상축을 갖는 장척의 위상차 필름을 사용하여 원 편광판을 제조하는 경우에는, 그 위상차 필름을 경사 방향으로 커트하는 것이 요구된다. 그런데, 이와 같이 장척의 위상차 필름을 경사 방향으로 커트하면, 단재가 많이 발생하므로, 낭비가 많다. 특히, 대형의 표시 장치용의 원 편광판을 제조하고자 하면, 단재는 더욱 많아져, 낭비가 증대된다. 그 때문에, 생산성의 향상을 위해서는, 원 편광판을 제조하기 위하여 위상차 필름으로서 사용하는 연신 필름은, 경사 방향으로 지상축을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 원 편광판의 제조에 사용하는 위상차 필름에는, NZ 계수가 「0 < NZ 계수 < 1.00」을 만족하는 것이 요구되고, 바람직하게는 NZ 계수가 0.5에 가까운 것이 요구된다. 이러한 NZ 계수를 갖는 위상차 필름을 사용함으로써, 표시 장치의 표시면을 경사 방향에서 본 경우에, 외광의 반사를 억제할 수 있다. 여기서, 어느 면의 경사 방향이란, 당해 면과 평행도 수직도 아닌 방향을 의미하고, 구체적으로는 상기 면의 편각이 0°보다 크고 90°보다 작은 범위의 방향을 가리킨다. 따라서, 원 편광판을 제조하기 위하여 위상차 필름으로서 사용하는 연신 필름은, 「0 < NZ 계수 < 1.00」을 만족하는 NZ 계수를 갖는 것이 바람직하다.
경사 방향으로 지상축을 갖고 또한 바람직한 NZ 계수를 갖는 연신 필름을 위상차 필름으로서 제조하는 경우, 통상은, 연신 처리에 의해 소정의 비율로 저하되어 가는 두께 방향의 굴절률 nz를 조정하여, 원하는 NZ 계수를 달성하는 것이 요구된다. 이와 같이 두께 방향의 굴절률 nz를 조정하기 위해서는, 두께 방향의 분자 배향을 컨트롤하는 것이 요구된다. 그런데, 종래의 기술에서는, 이러한 요구를 만족하는 연신을 행하는 것이 어려웠으므로, 상기와 같이 바람직한 특성을 갖는 위상차 필름을 제조하는 것은, 원리적으로 곤란하였다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 경사 연신 조건을 특정한 범위로 설정함으로써, NZ 계수가 0~1.0인 위상차 필름을 제조하기 위한 기술이 제안되어 있다. 그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 특허문헌 1 기재의 기술에서는, 실제로는, 특허문헌 1에 있어서 상정된 효과를 얻는 것이 곤란하다. 구체적으로는, 특허문헌 1 기재의 기술에 의해 바람직한 특성을 갖는 위상차 필름을 제조하기 위해서는, 어떤 힘에 의해 필름에 강제적인 변형력을 가하는 것이 요구된다. 그런데, 특허문헌 1에 기재된, 텐터 연신기에 의한 필름 양단의 파지, 경사 방향으로의 변형량, 변형 각도의 조정만으로는, 상기의 강제적인 변형력을 가할 수 없다. 따라서, 특허문헌 1 기재의 기술에 의해 위상차 필름을 제조하면, 필름 폭 방향에 있어서 NZ 계수가 흩어지거나, 주름 등의 면상 악화에 의한 필름 폭 방향에서의 수율 저하가 발생하거나 하였다.
또한, 특허문헌 2에는, 상기의 강제적인 변형력을 공급하기 위하여 수축성 필름을 사용하고, 이 수축성 필름과 미연신 필름을 첩합하여 연신하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 2 기재의 기술에서는, 미연신 필름의 연신시에 두께 방향의 변형을 제어하는 것은 용이하지는 않다. 특히, 경사 연신과 같이, 원리적으로 필름 폭 방향에서 불균일이 되기 쉬운 연신에 있어서는, 수축성 필름의 수축력도 필름 폭 방향에 있어서 불균일이 되기 쉽다. 그 때문에, 필름 폭 방향에 있어서 균일한 특성을 갖는 연신 필름을 얻는 것은 곤란하다. 구체적으로는, 종래의 연신 필름에서는, 1300 mm 이상의 넓은 폭에 있어서, 면내의 배향각 θ 및 NZ 계수를 균일하게 하는 것이 어려웠다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 창안된 것으로, 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 0 < NZ 계수 < 1.00이라는 특정 범위의 NZ 계수를 갖고, 또한, 배향각 θ 및 NZ 계수의 편차가 작은, 연신 필름; 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 0 < NZ 계수 < 1.00이라는 특정 범위의 NZ 계수를 갖고, 또한, 배향각 θ 및 NZ 계수의 편차가 작은 연신 필름을 제조할 수 있는, 제조 방법; 상기의 연신 필름을 구비하는, 원 편광판; 그리고, 상기의 원 편광판으로부터 잘라내진 원 편광 필름편을 구비하는, 표시 장치;를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토하였다. 그 결과, 본 발명자는, 수축성 필름 및 연신 전 필름을, 상기 수축성 필름의 최대 수축 방향이 특정한 각도가 되도록 첩합하여 경사 방향으로 연신함으로써, 필름 폭 방향의 광학 특성이 균일, 또한, 두께 방향의 굴절률이 원하는 값으로 제어된 연신 필름이 용이하게 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 이하와 같은 것이다.
〔1〕 열가소성 수지로 이루어지는 연신 전 필름(A), 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의 필름 길이 방향의 수축률이 10% 이상 40% 이하이고 필름 폭 방향의 수축률이 5% 이하인 수축성 필름(B), 그리고, 상기 연신 전 필름(A)과 상기 수축성 필름(B)을 접착하는 접착층(C)을 구비하는 장척의 복층 필름(D)을, 1.5배 미만의 연신 배율로, 상기 복층 필름(D)의 폭 방향에 대하여 45°±15°의 방향으로 연신하는 공정과,
상기 수축성 필름(B) 및 상기 접착층(C)을 박리하는 공정을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.
〔2〕 상기 열가소성 수지가, 지환식 폴리올레핀을 포함하는 수지인, 〔1〕 기재의 연신 필름의 제조 방법.
〔3〕 상기 수축성 필름(B)이, 폴리에스테르를 포함하는 원료 필름을 연신함으로써 얻어진 것인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔4〕 상기 복층 필름(D)의 연신이, 텐터 연신기를 사용하여 텐터 연신법에 의해 행하여지는 것인, 〔1〕~〔3〕 중 어느 하나에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔5〕 상기 텐터 연신기의 출구부에 있어서의 상기 복층 필름(D)의 인취 장력이, 100 N/m보다 크고 400 N/m 미만인, 〔4〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔6〕 열가소성 수지로 이루어지는 장척의 연신 필름으로서, 상기 연신 필름의 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서,
필름 길이 방향에 대한 면내의 배향각 θ의 평균값 θa가, 40° < θa < 80°이고,
상기 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin이, 2° 이하이고,
NZ 계수의 평균값 NZa가, 0 < NZa < 1.00이고, 또한,
상기 NZ 계수의 최대값 NZmax와 상기 NZ 계수의 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin이, 0.10 미만인, 연신 필름.
〔7〕 상기 NZ 계수의 평균값 NZa가, 0.20보다 크고, 0.8 이하인, 〔6〕에 기재된 연신 필름.
〔8〕 〔6〕 또는 〔7〕에 기재된 연신 필름을 구비하는, 원 편광판.
〔9〕 〔8〕 기재의 원 편광판으로부터 잘라내진 원 편광 필름편을 구비하는, 표시 장치.
본 발명에 의하면, 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 0 < NZ 계수 < 1.00이라는 특정 범위의 NZ 계수를 갖고, 또한, 배향각 θ 및 NZ 계수의 편차가 작은, 연신 필름; 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 0 < NZ 계수 < 1.00이라는 특정 범위의 NZ 계수를 갖고, 또한, 배향각 θ 및 NZ 계수의 편차가 작은 연신 필름을 제조할 수 있는, 제조 방법; 상기의 연신 필름을 구비하는, 원 편광판; 그리고, 상기의 원 편광판으로부터 잘라내진 원 편광 필름편을 구비하는, 표시 장치;를 제공할 수 있다.
도 1은 복층 필름(D)의 연신에 사용하는 텐터 연신기의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 「장척」의 필름이란, 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 필름을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름을 말한다. 장척의 필름의 길이의 상한은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 폭에 대하여 10만배 이하로 할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 필름의 면내의 배향각 θ는, 필름의 필름 길이 방향에 대하여, 그 필름의 면내의 지상축이 이루는 각도를 말한다. 이하의 설명에서는, 간단히 「배향각 θ」라고 하는 경우, 별도로 언급하지 않는 한, 면내의 배향각 θ를 말한다. 또한, 이하의 설명에서는, 간단히 「지상축」이라고 하는 경우, 별도로 언급하지 않는 한, 면내의 지상축을 말한다.
이하의 설명에 있어서, 필름의 면내 리타데이션 Re는, 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 또한, 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 별도로 언급하지 않는 한, Rth = {(nx + ny)/2 - nz} × d로 나타내어지는 값이다. 또한, 필름의 NZ 계수는, 별도로 언급하지 않는 한, (nx - nz)/(nx - ny)로 나타내어지는 값으로, 0.5 + Rth/Re로 계산할 수 있다. 여기서, nx는, 필름의 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 필름의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 필름의 두께를 나타낸다. 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 590 nm이다.
이하의 설명에 있어서, 장척의 필름의 경사 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 그 필름의 면내 방향으로서, 그 필름의 폭 방향과 평행도 아니고 수직도 아닌 방향을 나타낸다.
이하의 설명에 있어서, 요소의 방향이 「평행」, 「수직」 및 「직교」란, 별도로 언급하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내, 예를 들어 ±5°의 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 된다.
이하의 설명에 있어서, 「위상차판」, 「편광판」 및 「파장판」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들어 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
이하의 설명에 있어서, 복수의 필름을 구비하는 부재에 있어서의 각 필름의 광학축(편광 흡수축, 편광 투과축, 지상축 등)이 이루는 각도는, 별도로 언급하지 않는 한, 상기의 필름을 두께 방향에서 보았을 때의 각도를 나타낸다.
[1. 연신 필름]
본 발명의 연신 필름은, 열가소성 수지로 이루어지는 장척의 필름이다. 열가소성 수지로는, 열가소성의 중합체와, 필요에 따라 임의의 성분을 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 열가소성의 중합체로는, 예를 들어, 폴리카보네이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 지환식 폴리올레핀 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 지환식 폴리올레핀이 바람직하고, 지환식 폴리올레핀이 보다 바람직하며, 주쇄에 지환 구조를 갖는 지환식 폴리올레핀이 특히 바람직하다.
지환식 폴리올레핀이 갖는 지환 구조로는, 예를 들어, 포화 지환 탄화수소(시클로알칸) 구조, 불포화 지환 탄화수소(시클로알켄) 구조 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 시클로알칸 구조가 바람직하다.
지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 하나의 지환식 구조당, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수가 이 범위이면, 기계 강도, 내열성 및 필름의 성형성이 고도로 밸런스된다.
지환식 폴리올레핀에 있어서, 지환 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 바람직하게는 55 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 지환식 폴리올레핀에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있으면, 투명성 및 내열성이 양호해진다.
지환식 폴리올레핀으로는, 예를 들어, 노르보르넨계 중합체, 단환의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소계 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨계 중합체는, 투명성 및 성형성이 양호하기 때문에 호적하다.
노르보르넨계 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 및 그 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 및 그 수소화물을 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 개환 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 개환 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 개환 공중합체를 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 부가 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 부가 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 부가 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소화물은, 투명성, 성형성, 내열성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성의 관점에서, 특히 호적하다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 예로는, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔(관용명: 노르보르넨), 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3,7-디엔(관용명: 디시클로펜타디엔), 7,8-벤조트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔(관용명: 메타노테트라하이드로플루오렌), 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(관용명: 테트라시클로도데센), 및 이들 화합물의 유도체(예를 들어, 고리에 치환기를 갖는 것)를 들 수 있다. 여기서, 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알킬렌기, 극성기 등을 들 수 있다. 또한, 이들 치환기는, 동일 또는 상이하고, 복수개가 고리에 결합하고 있어도 된다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
극성기의 예로는, 헤테로 원자, 및 헤테로 원자를 갖는 원자단을 들 수 있다. 헤테로 원자의 예로는, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 할로겐 원자를 들 수 있다. 극성기의 구체예로는, 카르복실기, 카르보닐옥시카르보닐기, 에폭시기, 하이드록실기, 옥시기, 에스테르기, 실라놀기, 실릴기, 아미노기, 니트릴기, 술폰기 등을 들 수 있다. 단, 포화 흡수율이 작은 연신 필름을 얻기 위해서는, 극성기의 양은 적은 편이 바람직하고, 단량체는 극성기를 갖지 않는 것이 보다 바람직하다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체의 예로는, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등의 모노 고리형 올레핀류 및 그 유도체; 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔 등의 고리형 공액 디엔 및 그 유도체; 등을 들 수 있다. 또한, 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체는, 예를 들어, 단량체를 개환 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 단량체의 예로는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등의 탄소 원자수 2~20의 α-올레핀 및 이들의 유도체; 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헥센 등의 시클로올레핀 및 이들의 유도체; 1,4-헥사디엔, 4-메틸-1,4-헥사디엔, 5-메틸-1,4-헥사디엔 등의 비공액 디엔; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다. 또한, 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체는, 예를 들어, 단량체를 부가 중합 촉매의 존재 하에 중합함으로써 제조할 수 있다.
상술한 개환 중합체 및 부가 중합체의 수소화물은, 예를 들어, 이들 개환 중합체 또는 부가 중합체의 용액에 있어서, 니켈, 팔라듐 등의 전이 금속을 포함하는 수소화 촉매의 존재 하에서, 수소를 접촉시켜, 탄소-탄소 불포화 결합을 바람직하게는 90% 이상 수소화함으로써 얻을 수 있다.
노르보르넨계 중합체 중에서도, 구조 단위로서, X: 비시클로[3.3.0]옥탄-2,4-디일-에틸렌 구조와, Y: 트리시클로[4.3.0.12,5]데칸-7,9-디일-에틸렌 구조를 갖고, 이들 구조 단위의 양이, 노르보르넨계 중합체의 구조 단위 전체에 대하여 90 중량% 이상이고, 또한, X의 비율과 Y의 비율의 비가, X:Y의 중량비로 100:0~40:60인 것이 바람직하다. 이러한 중합체를 사용함으로써, 장기적으로 치수 변화가 없고, 광학 특성의 안정성이 우수한 연신 필름을 얻을 수 있다.
열가소성 수지가 포함하는 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 15000 이상, 보다 바람직하게는 18000 이상, 특히 바람직하게는 20000 이상이고, 바람직하게는 50000 이하, 보다 바람직하게는 45000 이하, 특히 바람직하게는 40000 이하이다. 중량 평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 연신 필름의 기계적 강도 및 성형성이 고도로 밸런스된다. 여기서, 상기의 중량 평균 분자량은, 통상, 용매로서 시클로헥산을 사용하는 겔·퍼미에이션·크로마토그래피로 측정한 폴리이소프렌 환산의 중량 평균 분자량이다. 단, 상기의 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 있어서, 중합체가 시클로헥산에 용해되지 않는 경우에는, 상기의 중량 평균 분자량은, 용매로서 톨루엔을 사용한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다.
열가소성 수지가 포함하는 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))는, 바람직하게는 1.0 이상, 보다 바람직하게는 1.1 이상, 특히 바람직하게는 1.2 이상이고, 바람직하게는 10.0 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하, 특히 바람직하게는 3.5 이하이다.
열가소성 수지가 포함하는 중합체의 유리 전이 온도 Tg는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상이고, 바람직하게는 250℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 이러한 범위에 있음으로써, 연신 필름의 고온 하에서 변형 및 응력의 발생을 억제할 수 있으므로, 연신 필름의 내구성을 양호하게 할 수 있다.
열가소성 수지가 포함하는 중합체의 광탄성 계수의 절대값은, 10 × 10-12 Pa-1 이하인 것이 바람직하고, 7 × 10-12 Pa-1 이하인 것이 보다 바람직하며, 4 × 10-12 Pa-1 이하인 것이 특히 바람직하다. 광탄성 계수 C는, 복굴절 Δn을 응력 σ로 나눈 것이다. 즉, 광탄성 계수 C는, C = Δn/σ로 나타내어지는 값이다. 열가소성 수지가 포함하는 중합체의 광탄성 계수의 절대값을 상기와 같이 작게 함으로써, 연신 필름의 면내 리타데이션의 편차를 작게 할 수 있다.
열가소성 수지에 있어서의 중합체의 비율은, 바람직하게는 50 중량%~100 중량%, 보다 바람직하게는 70 중량%~100 중량%, 특히 바람직하게는 90 중량%~100 중량%이다.
열가소성 수지는, 상기의 중합체에 더하여, 임의의 성분을 포함할 수 있다. 임의의 성분의 예를 들면, 안료, 염료 등의 착색제; 가소제; 형광 증백제; 분산제; 열 안정제; 광 안정제; 자외선 흡수제; 대전 방지제; 산화 방지제; 미립자; 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들 성분은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
본 발명의 연신 필름은, 그 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서, 하기의 요건(I)~(IV)를 만족한다. 이하의 설명에 있어서, 요건(I)~(IV)를 만족하는 적어도 1300 mm 폭의 연신 필름의 부분을, 임의로 「특정 부분」이라고 하는 경우가 있다. 즉, 본 발명의 연신 필름은, 하기의 요건(I)~(IV)를 만족하는, 적어도 1300 mm의 폭의 특정 부분을 갖는다.
(I) 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의, 필름 길이 방향에 대한 면내의 배향각 θ의 평균값 θa가, 40° < θa < 80°이다.
(II) 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의, 상기 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin이, 2° 이하이다.
(III) 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 NZ 계수의 평균값 NZa가, 0 < NZa < 1.00이다.
(IV) 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 NZ 계수의 최대값 NZmax와 NZ 계수의 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin이, 0.10 미만이다.
이하, 상기의 요건(I)~(IV)에 대하여 상세하게 설명한다.
적어도 1300 mm 폭의 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의, 필름 길이 방향에 대한 면내의 배향각 θ의 평균값 θa는, 통상 40°보다 크고, 바람직하게는 42°보다 크고, 보다 바람직하게는 44°보다 크며, 또한, 통상 80° 미만, 바람직하게는 78° 미만, 보다 바람직하게는 76° 미만이다(요건(I)). 배향각 θ의 평균값 θa가 상기의 범위에 있음으로써, 연신 필름과 장척의 편광자를, 그들의 필름 길이 방향을 평행하게 하여 첩합하여 원 편광판을 제조하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 롤 to 롤법에 의해 원 편광판을 제조할 수 있으므로, 원 편광판의 생산성을 향상시키는 것이 가능하다. 구체적인 배향각 θ의 평균값 θa의 값은, 원 편광판이 적용되는 표시 장치에 따라 설정할 수 있다.
연신 필름의 배향각 θ의 평균값 θa는, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
측정 대상 부분에 있어서, 연신 필름의 배향각 θ를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정한다. 이 측정을, 필름 길이 방향으로 1 m 간격으로 5회 실시한다. 얻어진 측정값의 평균을 계산하여, 상기의 측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 면내의 배향각 θ의 평균값 θa를 구한다.
적어도 1300 mm 폭의 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 상기 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin은, 통상 2.0° 이하, 바람직하게는 1.0° 이하이고, 이상적으로는 0°이다(요건(II)). 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin은, 필름 폭 방향에 있어서의 배향각 θ의 편차를 나타낸다. 이와 같이 배향각 θ의 편차가 작은 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판을 사용하면, 표시 장치의 면내에 있어서의 반사율의 편차를 작게 할 수 있으므로, 표시 장치의 표시 품위를 향상시킬 수 있다.
연신 필름의 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin은, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
측정 대상 부분에 있어서, 연신 필름의 면내의 배향각 θ를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정한다. 이 측정값 중, 배향각 θ의 최대값 θmax 및 최소값 θmin을 특정한다. 그리고, 최대값 θmax에서 최소값 θmin을 감산하여, 상기의 측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin을 구한다.
적어도 1300 mm 폭의 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 NZ 계수의 평균값 NZa는, 통상 0.00보다 크고, 바람직하게는 0.20보다 크고, 보다 바람직하게는 0.30보다 크며, 또한, 통상 1.00 미만, 바람직하게는 0.80 이하, 보다 바람직하게는 0.70 이하이다(요건(III)). 이러한 범위에 NZ 계수의 평균값 NZa를 갖는 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판을 사용하면, 표시 장치의 표시면의 전방위에 있어서 반사 억제 효과를 얻을 수 있다. 그 때문에, 표시 장치의 표시 품위를 향상시킬 수 있다. 구체적인 NZ 계수의 평균값 NZa의 값은, 원 편광판이 적용되는 표시 장치에 따라 설정할 수 있다.
연신 필름의 NZ 계수의 평균값 NZa는, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
측정 대상 부분에 있어서, 연신 필름의 NZ 계수를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정한다. 이 측정을, 필름 길이 방향으로 1 m 간격으로 5회 실시한다. 얻어진 측정값의 평균을 계산하여, 상기의 측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 NZ 계수의 평균값 NZa를 구한다.
적어도 1300 mm 폭의 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 NZ 계수의 최대값 NZmax와 NZ 계수의 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin은, 통상 0.10 미만, 보다 바람직하게는 0.08 이하이고, 이상적으로는 0.00이다(요건(IV)). NZ 계수의 최대값 NZmax와 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin은, 필름 폭 방향에 있어서의 NZ 계수의 편차를 나타낸다. 이와 같이 NZ 계수의 편차가 작은 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판을 사용하면, 표시 장치에 있어서의 색 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 그 때문에, 표시 장치의 표시 품위를 향상시킬 수 있다. 이 효과는, 표시면이 넓은 대형의 표시 장치에 있어서, 특히 유용하다.
연신 필름의 NZ 계수의 최대값 NZmax와 NZ 계수의 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin은, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
측정 대상 부분에 있어서, 연신 필름의 NZ 계수를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정한다. 이 측정값 중, NZ 계수의 최대값 NZmax 및 최소값 NZmin을 특정한다. 그리고, 최대값 NZmax에서 최소값 NZmin을 감산하여, 상기의 측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 NZ 계수의 최대값 NZmax와 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin을 구한다.
상기의 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 평균값 Rea는, 바람직하게는 100 nm~300 nm이다. 그 중에서도, 연신 필름을 유기 EL 표시 장치의 반사 방지용의 원 편광판의 제조에 사용하는 경우, 면내 리타데이션 Re의 평균값 Rea는, 보다 바람직하게는 140 nm±40 nm, 특히 바람직하게는 140 nm±30 nm이다. 이러한 범위에 면내 리타데이션 Re의 평균값 Rea를 갖는 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판에 의하면, 양호한 반사 방지 특성을 얻는 것이 가능하다.
연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 평균값 Rea는, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
측정 대상 부분에 있어서, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정한다. 이 측정을, 필름 길이 방향으로 1 m 간격으로 5회 실시한다. 얻어진 측정값의 평균을 계산하여, 상기의 측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 평균값 Rea를 구한다.
상기의 특정 부분에 있어서의, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 최대값 Remax와 최소값 Remin의 차 Remax - Remin은, 바람직하게는 5 nm 이하, 보다 바람직하게는 4 nm 이하, 특히 바람직하게는 3 nm 이하이고, 이상적으로는 0 nm이다. 면내 리타데이션 Re의 최대값 Remax와 최소값 Remin의 차 Remax - Remin은, 필름 폭 방향에 있어서의 면내 리타데이션 Re의 편차를 나타낸다. 이와 같이 면내 리타데이션 Re의 편차가 작은 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판을 사용하면, 그 원 편광판을 구비하는 표시 장치의 표시 품위를 양호하게 할 수 있다.
연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 최대값 Remax와 최소값 Remin의 차 Remax - Remin은, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정한다. 이 측정값 중, 면내 리타데이션 Re의 최대값 Remax 및 최소값 Remin을 특정한다. 그리고, 최대값 Remax에서 최소값 Remin을 감산하여, 상기의 측정 대상 부분에 있어서의, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 최대값 Remax와 최소값 Remin의 차 Remax - Remin을 구한다.
연신 필름의 휘발성 성분의 함유량은, 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.02 중량% 이하이고, 이상적으로는 0.00 중량%이다. 휘발성 성분의 함유량이 상기와 같이 작음으로써, 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth 등의, 연신 필름의 광학 특성의 경시적인 변화를 억제할 수 있다. 또한, 연신 필름의 치수 안정성을 향상시킬 수 있다. 나아가서는, 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판 및 표시 장치의 열화를 억제할 수 있어, 표시 화상을 장기간 양호한 상태로 유지할 수 있다.
상기의 휘발성 성분은, 필름 중에 포함되는 분자량 200 이하의 물질로, 예를 들어, 잔류 단량체 및 용매 등을 들 수 있다. 휘발성 성분의 함유량은, 필름 중에 포함되는 분자량 200 이하의 물질의 합계로서, 필름을 클로로포름에 용해시켜 가스 크로마토그래피에 의해 분석함으로써 정량할 수 있다.
연신 필름의 포화 흡수율은, 바람직하게는 0.03 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.01 중량% 이하이고, 이상적으로는 0.00 중량%이다. 포화 흡수율이 상기 범위이면, 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth의 경시 변화를 작게 할 수 있다. 또한, 연신 필름을 사용하여 제조되는 원 편광판 및 표시 장치의 열화를 억제할 수 있어, 표시 화상을 장기간 양호한 상태로 유지할 수 있다.
여기서, 포화 흡수율은, 필름의 시험편을 23℃의 수중에 24시간 침지하여, 증가한 질량의, 침지 전의 시험편의 질량에 대한 백분율로 나타내어지는 값이다.
연신 필름은, 높은 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 연신 필름의 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 또한, 연신 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이고, 이상적으로는 0%이다.
광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여, 분광 광도계(닛폰 분광사 제조, 자외 가시 근적외 분광 광도계 「V-570」)를 사용하여 측정할 수 있다. 또한, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여, 닛폰 덴쇼쿠 공업사 제조 「탁도계 NDH-300A」를 사용하여 측정할 수 있다.
연신 필름의 평균 두께는, 기계적 강도의 관점에서, 바람직하게는 20 μm 이상, 보다 바람직하게는 30 μm 이상이고, 바람직하게는 80 μm 이하, 보다 바람직하게는 60 μm 이하, 특히 바람직하게는 40 μm 이하이다.
연신 필름의 폭 방향의 두께 불균일은, 바람직하게는 3 μm 이하, 보다 바람직하게는 2 μm 이하이고, 이상적으로는 0 μm이다. 여기서, 연신 필름의 두께 불균일이란, 연신 필름의 두께의 최대값과 최소값의 차를 말한다. 연신 필름의 두께 불균일을 상기의 범위에 들어가게 함으로써, 연신 필름의 권취를 양호하게 행할 수 있다.
연신 필름의 폭은, 통상 1300 mm 이상이다. 연신 필름은, 그 필름 폭 방향의 적어도 일부에, 상기의 특정 부분을 갖는다. 그 중에서도, 연신 필름은, 그 폭 방향 전체가, 상술한 요건(I)~(IV)의 전부를 만족하는 특정 부분이 되어 있는 것이 바람직하다.
[2. 연신 필름의 제조 방법]
상술한 연신 필름은,
열가소성 수지로 이루어지는 연신 전 필름(A); 수축성 필름(B); 그리고, 연신 전 필름(A)과 열가소성 필름(B) 사이에 형성되어, 연신 전 필름(A)과 수축성 필름(B)을 접착하는 접착층(C);을 구비하는 장척의 복층 필름(D)을 연신하는 공정과,
수축성 필름(B) 및 접착층(C)을 박리하는 공정
을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
통상, 이 제조 방법은, 필름을 그 필름 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서 행하여진다. 따라서, 이 제조 방법에 있어서는, 통상, 필름 길이 방향은, 필름의 반송 방향 및 MD 방향과 평행해지고, 또한, 필름 폭 방향은, 필름 반송 방향과 수직한 방향 및 TD 방향과 평행해진다.
또한, 상기의 제조 방법은, 통상, 장척의 연신 전 필름(A)과, 장척의 수축성 필름(B)을, 접착층(C)을 개재하여 첩합하여, 복층 필름(D)을 얻는 공정을 포함한다.
〔2.1. 복층 필름(D)을 준비하는 공정〕
복층 필름(D)을 준비하는 공정에서는, 통상, 장척의 연신 전 필름(A) 및 장척의 수축성 필름(B)을 준비하고, 준비한 연신 전 필름(A)과 수축성 필름(B)을 접착층(C)을 개재하여 첩합한다.
연신 전 필름(A)은, 연신 필름에 포함되는 것과 동일한 열가소성 수지로 이루어지는 장척의 필름이다. 이 연신 전 필름(A)이 연신됨으로써, 연신 필름을 얻을 수 있다. 따라서, 연신 전 필름(A)의 두께, 폭 등의 치수는, 원하는 연신 필름이 얻어지도록 적절하게 설정할 수 있다.
연신 전 필름(A)은, 예를 들어, 캐스트 성형법, 압출 성형법, 인플레이션 성형법 등의 성형 방법에 의해 제조할 수 있다. 이들 중에서도, 압출 성형법이, 잔류하는 휘발성 성분량이 적고, 치수 안정성이 우수하므로, 바람직하다. 또한, 이 연신 전 필름은, 1층만을 포함하는 단층 구조의 필름이어도 되고, 2층 이상의 층을 구비하는 복층 구조의 필름이어도 된다. 복층 구조의 연신 전 필름(A)은, 예를 들어, 공압출 성형법, 필름 라미네이션법, 도포법 등의 방법으로 제조해도 되고, 그 중에서도, 공압출 성형법이 바람직하다.
수축성 필름(B)은, 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의 필름 길이 방향 및 필름 폭 방향의 수축률이, 소정의 범위에 있는 장척의 필름이다. 「수축률」은, 「수축률(%) = [{(수축 전의 치수) - (수축 후의 치수)}/(수축 전의 치수)] × 100」으로 나타내어진다.
구체적으로는, 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의, 수축성 필름(B)의 필름 길이 방향의 수축률은, 통상 10% 이상, 바람직하게는 15% 이상이고, 통상 40% 이하, 바람직하게는 35% 이하, 보다 바람직하게는 30% 이하이다. 수축성 필름(B)의 필름 길이 방향의 수축률이, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 연신 필름의 NZ 계수를 1.00 미만으로 하기 쉽고, 또한, 필름 폭 방향에 있어서의 연신 필름의 NZ 계수의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 수축성 필름(B)의 필름 길이 방향의 수축률이, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 연신에 의한 주름의 발생을 억제할 수 있으므로, 연신 필름의 면상을 양호하게 할 수 있다.
또한, 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의, 수축성 필름(B)의 필름 폭 방향의 수축률은, 통상 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하이고, 또한, 하한은 0%이다. 수축성 필름(B)의 필름 폭 방향의 수축률이, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 연신 필름의 필름 폭 방향에 있어서의 광학 특성의 편차를 억제할 수 있다.
수축성 필름(B)은, 열가소성 수지에 의해 형성할 수 있다. 수축성 필름(B)에 포함되는 열가소성 수지로는, 열가소성의 중합체를 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 열가소성의 중합체로는, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 지환식 폴리올레핀 등을 들 수 있다. 또한, 이들 중합체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도, 내열성 및 수축률의 밸런스의 관점에서, 폴리에스테르가 바람직하다.
폴리에스테르로는, 산 성분으로서 테레프탈산을 주된 성분으로 하고, 글리콜 성분으로서 에틸렌글리콜을 주된 성분으로 하는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 호적하다. 또한, 산 성분으로는, 테레프탈산에 조합하여, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등의 임의의 산 성분을 사용해도 된다. 또한, 글리콜 성분으로는, 에틸렌글리콜에 조합하여, 시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등의 임의의 글리콜 성분을 사용해도 된다. 또한, 이들은, 공중합, 혹은 폴리머 블렌드에 의해, 임의의 비율로 사용할 수 있다.
또한, 수축성 필름(B)에 포함되는 열가소성 수지는, 상기의 수축률을 달성할 수 있는 범위에서, 상술한 중합체에 조합하여, 임의의 성분을 포함하고 있어도 된다.
수축성 필름(B)은, 열가소성 수지로 이루어지는 원료 필름을 연신함으로써 제조할 수 있다. 원료 필름은, 예를 들어, 연신 전 필름(A)의 제조 방법에 있어서 설명한 것과 동일한 성형 방법에 의해 열가소성 수지를 성형함으로써 제조할 수 있다. 또한, 연신은, 예를 들어, 텐터 연신법, 롤 연신법 등의 연신 방법에 의해 행할 수 있다. 이 연신은, 통상, 일방향으로만 연신을 행하는 1축 연신으로서 행한다. 이 연신시, 연신 배율 및 연신 온도를 적절하게 설정함으로써, 원하는 수축률을 갖는 수축성 필름(B)을 제조할 수 있다.
접착층(C)의 형성에 사용하는 접착제로는, 연신시에 연신 전 필름(A)과 수축성 필름(B)을 접착할 수 있고, 또한, 연신 후에는 연신 전 필름(A)으로부터 박리 가능한 것을 사용할 수 있다. 이러한 접착제로는, 약점착 타입의 아크릴계 점착제를 들 수 있다. 또한, 접착제는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
연신 전 필름(A)과 수축성 필름(B)을, 접착제를 개재하여 첩합함으로써, 복층 필름(D)이 얻어진다. 단, 수축성 필름(B) 및 접착층(C)은, 복층 필름(D)의 연신 후에 박리에 의해 제거된다. 상기의 박리를 용이하게 행하기 위하여, 연신 전 필름(A)과 접착층(C)의 박리력보다, 수축성 필름(B)과 접착층(C)의 박리력 쪽이 큰 것이 바람직하다. 여기서, 박리력이란, 박리를 위하여 필요로 하는 힘을 말한다. 이에, 연신 전 필름(A)과 수축성 필름(B)의 첩합 전에, 수축성 필름(B)의 표면에는, 수축성 필름(B)과 접착층(C)의 박리력을 크게 할 수 있는 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 표면 처리로는, 예를 들어, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등을 들 수 있다.
〔2.2. 복층 필름(D)을 연신하는 공정〕
장척의 복층 필름(D)을 준비한 후에, 복층 필름(D)을 연신하는 공정을 행한다. 이 공정에서는, 통상, 텐터 연신기를 사용한 텐터 연신법에 의해 연신을 행한다.
도 1은, 복층 필름(D)(10)의 연신에 사용하는 텐터 연신기(100)의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 예에 나타내는 텐터 연신기(100)는, 도시하지 않은 권출 롤로부터 권출되는 복층 필름(D)(10)을, 도시하지 않은 오븐에 의한 가열 환경 하에서, 그 경사 방향으로 연신하기 위한 장치이다.
텐터 연신기(100)는, 복층 필름(D)(10)의 필름 폭 방향의 양단부(11 및 12)를 각각 파지할 수 있는 복수개의 파지구(110L 및 110R)와, 상기의 파지구(110L 및 110R)를 안내하기 위하여 필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일(120L 및 120R)을 구비한다.
파지구(110L 및 110R)는, 레일(120L 및 120R)을 따라 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 파지구(110L 및 110R)는, 앞뒤의 파지구(110L 및 110R)와 일정 간격을 유지하여, 일정 속도로 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 파지구(110L 및 110R)는, 텐터 연신기(100)에 순차적으로 공급되는 복층 필름(D)(10)의 필름 폭 방향의 양단부(11 및 12)를, 텐터 연신기(100)의 입구부(130)에 있어서 파지하고, 텐터 연신기(100)의 출구부(140)에서 개방할 수 있도록 설치되어 있다.
레일(120L 및 120R)은, 연신 방향 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따른 비대칭인 형상을 갖고 있다. 본 예에 나타내는 텐터 연신기(100)에서는, 레일(120L 및 120R)의 간격이 하류일수록 넓어지고, 또한, 오른쪽 방향으로 복층 필름(D)(10)의 진행 방향을 휘도록, 레일(120L 및 120R)의 형상이 설정되어 있다. 여기서, 장척의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 그 복층 필름(D)의 필름 폭 방향의 중점의 이동 방향을 말한다. 또한, 본 예에 나타내는 텐터 연신기(100)의 설명에 있어서 「오른쪽」 및 「왼쪽」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 수평한 상태에서 반송되는 필름을, 반송 방향의 상류로부터 하류를 관찰한 경우에 있어서의 방향을 나타낸다.
또한, 레일(120L 및 120R)은, 파지구(110L 및 110R)가 소정의 궤도를 주회할 수 있도록, 무단상의 연속 궤도를 갖고 있다. 이 때문에, 텐터 연신기(100)는, 텐터 연신기(100)의 출구부(140)에서 복층 필름(D)(10)을 개방한 파지구(110L 및 110R)를, 순차적으로 입구부(130)로 되돌릴 수 있는 구성을 갖고 있다.
이러한 텐터 연신기(100)를 사용한 복층 필름(D)(10)의 연신은, 다음과 같이 하여 행하여진다.
도시하지 않은 권출 롤로부터 복층 필름(D)(10)을 권출하고, 그 복층 필름(D)(10)을 텐터 연신기(100)에 연속적으로 공급한다.
텐터 연신기(100)는, 그 입구부(130)에 있어서 복층 필름(D)(10)의 양단부(11 및 12)를 파지구(110L 및 110R)에 의해 순차적으로 파지한다. 양단부(11 및 12)가 파지된 복층 필름(D)(10)은, 파지구(110L 및 110R)의 주행에 따라 반송된다. 여기서, 본 예에 나타내는 텐터 연신기(100)의 파지구(110L 및 110R)를 안내하는 레일(120L 및 120R)은, 좌우 비대칭인 형상으로 설정되어 있다. 그 때문에, 텐터 연신기(100)의 입구부(130)에 있어서 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A1)에 대하여 수직한 방향으로 상대하고 있던 1세트의 파지구(110L 및 110R)는, 텐터 연신기(100)의 출구부(140)에 있어서, 일방(본 예에서는 우측)의 파지구(110R)가 타방(본 예에서는 좌측)의 파지구(110L)보다 선행하므로, 경사 방향으로의 연신이 행하여진다. 연신 후의 복층 필름(D)(10)은, 텐터 연신기(100)의 출구부(140)에 있어서 파지구(110L 및 110R)로부터 개방되고, 필요에 따라 필름 방향의 양단부(11 및 12)가 트리밍된 후, 롤상으로 권취되어 회수된다.
상기와 같은 텐터 연신기(100)에서는, 입구부(130)에 있어서의 연신 전의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A1)은, 통상, 권출 롤로부터의 복층 필름(D)(10)의 권출 방향과 평행하다. 또한, 상기와 같은 텐터 연신기(100)에서는, 출구부(140)에 있어서의 연신 후의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A2)은, 통상, 연신 후의 복층 필름(D)을 롤상으로 권취하는 권취 방향과 평행하다. 여기서, 상기의 텐터 연신기(100)를 사용한 연신에 있어서, 텐터 연신기(100)의 입구부(130)에 있어서 상대하고 있는 1세트의 파지구(110L 및 110R)를 연결한 직선(21)이, 입구부(130)에 있어서의 연신 전의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A1)과 수직한 경우를 생각한다. 이 1세트의 파지구(110L 및 110R)는, 일방의 파지구(110R)가 타방의 파지구(110L)보다 선행하도록 주행하여, 출구측의 직선 부분(150)에 도달한다. 여기서, 텐터 연신기(100)의 출구측의 직선 부분(150)이란, 1세트의 파지구(110L 및 110R)의 간격이 그 이상 변화하지 않는 부분을 말한다. 연신이 행하여진 후에 출구측의 직선 부분(150)에 도달하였을 때, 상기의 1세트의 파지구(110L 및 110R)를 연결한 직선(22)은, 출구부(140)에 있어서의 연신 후의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A2)과 수직한 방향(즉, 복층 필름(D)(10)의 폭 방향)(160)과, 90°가 아닌 각도(θL)를 이루고 있다. 이 각도(θL)가, 상기의 텐터 연신기(100)를 사용한 연신에 있어서의 연신 각도이다.
원하는 연신 필름을 얻기 위해서는, 텐터 연신기(100)를 사용한 상기의 연신에 있어서, 복층 필름(D)(10)의 폭 방향(160)에 대하여 소정의 연신 각도(θL)의 방향으로, 복층 필름(D)(10)을 연신한다. 연신 각도(θL)의 구체적인 범위는, 통상 45°±15°, 바람직하게는 45°±10°이다. 이러한 연신 각도(θL)의 범위에 있어서 복층 필름(D)(10)의 연신을 행함으로써, 연신 필름의 필름 폭 방향에 있어서의 광학 특성의 편차를 억제할 수 있다.
상기의 연신 각도(θL)는, 예를 들어, 텐터 연신기(100)의 출구부(140)에 있어서의 복층 필름(D)의 인취 장력을 조정함으로써, 최종적으로 얻어지는 연신 필름의 배향각 θ를 변화시키지 않고, 값을 변경할 수 있다. 또한, 상기의 연신 각도(θL)는, 예를 들어, 복층 필름(D)(10)을 텐터 연신기(100)에 의해 연신하기 전에, 미리, 적절한 양의 필름 길이 방향 또는 필름 폭 방향의 분자 배향을 연신 전 필름(A)에 부여해 두는 것에 의해서도, 최종적으로 얻어지는 연신 필름의 배향각 θ를 변화시키지 않고, 값을 변경할 수 있다.
또한, 상기와 같은 텐터 연신기(100)를 사용한 연신의 연신 배율 R은, 연신 전의 복층 필름(D)(10)의 폭(W0), 연신 후의 복층 필름(D)의 폭(W), 및 상기의 연신 각도(θL)를 이용하여, 하기의 식(1)로 나타내어진다.
[수학식 1]
Figure 112018078145154-pct00001
원하는 연신 필름을 얻기 위해서는, 텐터 연신기(100)를 사용한 상기의 연신에 있어서, 식(1)로 나타내어지는 연신 배율 R을, 소정 범위에 들어가게 한다. 연신 배율 R의 구체적인 범위는, 통상 1.5배 미만, 바람직하게는 1.4배 이하이다. 이러한 연신 배율에 있어서 복층 필름(D)(10)의 연신을 행함으로써, 연신 필름의 필름 폭 방향에 있어서의 두께 불균일 및 NZ 계수의 편차를 작게 할 수 있다. 연신 배율 R의 하한은, 연신 필름의 광학 특성에 따라 설정할 수 있고, 예를 들어, 1.0배보다 크게 할 수 있다.
경사 방향으로의 연신이므로, 텐터 연신기(100)의 입구부(130)에 있어서의 연신 전의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A1)과, 출구부(140)에 있어서의 연신 후의 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A2)은, 통상 상이하다. 이 때, 복층 필름(D)(10)의 진행 방향(A1)과 진행 방향(A2)이 이루는 각도를, 권출 각도(θi)라고 한다. 이 권출 각도(θi)는, 바람직하게는 30°보다 크고, 보다 바람직하게는 40°보다 크고, 또한, 바람직하게는 75° 미만, 보다 바람직하게는 70° 미만이다. 배향각 θ의 평균값 θa가 40° < θa < 80°인 연신 필름을 제조할 때, 권출 각도(θi)를 상기의 범위로 설정함으로써, 연신 필름의 필름 폭 방향에 있어서의 광학 특성의 편차를 효과적으로 억제할 수 있으므로, 균일한 광학 특성을 갖는 특정 부분의 폭을 넓게 할 수 있다.
텐터 연신기(100)의 출구부(140)에 있어서의 복층 필름(D)(10)의 인취 장력 T는, 바람직하게는 100 N/m보다 크고, 또한, 바람직하게는 400 N/m 미만, 보다 바람직하게는 350 N/m 미만이다. 인취 장력 T를 상기의 범위에 들어가게 함으로써, 연신 필름의 늘어짐 및 주름을 억제하거나, 필름 폭 방향에 있어서의 리타데이션 Re의 편차를 억제하거나, 배향각 θ의 편차를 억제하거나 하기 쉽다.
상기의 연신 공정에 있어서의 연신 온도는, 바람직하게는 Tg - 5℃ 이상, 보다 바람직하게는 Tg 이상, 특히 바람직하게는 Tg + 3℃ 이상이고, 바람직하게는 Tg + 30℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tg + 25℃ 이하, 특히 바람직하게는 Tg + 20℃ 이하이다. 여기서, Tg는, 연신 전 필름(A)에 포함되는 열가소성 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다. 연신 온도가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 성형성을 양호하게 하여, 크레이즈 등의 결함의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 연신 전 필름(A)에 포함되는 분자의 배향을 효과적으로 진행시킬 수 있으므로, 리타데이션 등의 광학 특성을 효과적으로 발현시킬 수 있다.
또한, 텐터 연신기(100)에 있어서 연신이 행하여지는 연신 존에는, 필름 폭 방향에 있어서 연신 온도에 경사를 주어도 된다. 이에 의해, 제조되는 연신 필름의 필름 폭 방향의 두께 불균일을, 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
상술한 연신에 의해, 복층 필름(D)에 포함되어 있던 연신 전 필름(A)이 연신되어, 연신 필름이 된다. 연신시, 연신 전 필름(A)에는, 파지구(110L 및 110R)로부터 인장력이 주어진다. 이 인장력에 의해, 연신 전 필름(A)에 포함되는 분자가 배향하여, 리타데이션 등의 광학 특성이 발현된다.
또한, 상기의 연신시, 연신 전 필름(A)에는, 파지구(110L 및 110R)로부터의 인장력뿐만 아니라, 수축성 필름(B)으로부터 수축력이 주어진다. 이 수축력은, 통상, 연신 전 필름(A)에 포함되는 분자를 두께 방향으로 배향시키는 힘으로서 작용한다. 그 때문에, 상술한 연신에 의해, 1.00 미만의 NZ 계수를 발현시킬 수 있다.
또한, 상술한 연신 조건에 있어서는, 파지구(110L 및 110R)로부터 주어지는 인장력, 및 수축성 필름(B)으로부터 주어지는 수축력을, 필름 폭 방향에 있어서 균일하게 작용시킬 수 있다. 그 때문에, 상술한 연신에 의하면, 필름 폭 방향에 있어서 균일한 광학 특성을 갖는 위상차 필름을 포함하는 복층 필름(D)이 얻어진다.
〔2.3. 수축성 필름(B) 및 접착층(C)을 박리하는 공정〕
상술한 연신에 의해 얻어진 복층 필름(D)은, 연신 전 필름(A)을 연신함으로써 얻어진 연신 필름, 연신된 수축성 필름(B), 및, 연신 필름 및 수축성 필름(B)을 접착하는 접착층(C)을 구비한다. 따라서, 복층 필름(D)으로부터 수축성 필름(B) 및 접착층(C)을 박리하여 제거함으로써, 원하는 연신 필름이 얻어진다.
〔2.4. 임의의 공정〕
상술한 연신 필름의 제조 방법은, 원하는 연신 필름이 얻어지는 한, 임의의 공정을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 연신 필름의 제조 방법은, 제조한 연신 필름에 표면 처리를 실시하는 공정, 제조한 연신 필름을 롤상으로 권취하여 회수하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
[3. 원 편광판]
본 발명의 연신 필름은, 그것 단독 혹은 다른 부재와 조합하여 사용할 수 있다. 연신 필름의 용도의 예로는, 위상차판, 시야각 보상 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 연신 필름은, 편광자와 조합하여 원 편광판을 얻기 위하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 원 편광판은, 본 발명의 연신 필름과 편광자를 구비한다. 본 발명의 연신 필름이 장척의 필름이기 때문에, 원 편광판도, 장척의 필름이 되어 있다. 편광자로는, 자연광을 입사시키면, 직선 편광을 투과하는 부재를 사용할 수 있다. 편광자의 구체예로는, 폴리비닐알코올 및 부분 포르말화 폴리비닐알코올 등의 비닐알코올계 폴리머로 이루어지는 필름에, 요오드 및 이색성 염료 등으로 이루어지는 이색성 물질에 의한 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등의 적절한 처리를 적절한 순서 및 방식으로 실시한 필름을 들 수 있다. 특히, 편광자로는, 광 투과율 및 편광도가 우수한 것이 바람직하다. 편광자의 두께는, 5 μm~80 μm가 일반적이지만, 이에 한정되지 않는다.
원 편광판은, 연신 필름과 편광자를 첩합하여 제조할 수 있다. 원하는 각도로 적절한 치수로 잘라낸 필름끼리를 첩합하여 원 편광판을 제조해도 되지만, 장척의 연신 필름과 장척의 편광자를 롤 to 롤로 첩합하여 원 편광판을 제조하는 것이 바람직하다. 첩합시, 연신 필름의 지상축과 편광자의 편광 흡수축이 이루는 각은, 두께 방향에서 보았을 때 45° 또는 그것에 가까운 각도인 것이 바람직하고, 구체적으로는 40°~50°인 것이 바람직하다.
연신 필름은, 편광자의 양면에 설치해도 되고, 편면에만 설치해도 된다. 또한, 원 편광판에 설치하는 연신 필름의 수는, 1매뿐이어도 되고, 2매 이상이어도 된다. 또한, 첩합시에는, 필요에 따라 접착제를 사용해도 된다.
종래, 편광자는, 그 편면 또는 양면에 보호 필름을 구비한다. 그러나, 연신 필름을 설치함으로써, 연신 필름이 편광자의 보호 필름의 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 연신 필름을 구비하는 원 편광판에 있어서는, 종래 설치되어 있던 보호 필름을 생략하는 것이 가능하므로, 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다.
원 편광판은, 연신 필름 및 편광자에 조합하여, 임의의 부재를 구비하고 있어도 된다. 임의의 부재로는, 예를 들어, 연신 필름과 편광자 사이에 설치되어, 편광자를 보호할 수 있는 보호 필름을 들 수 있다. 보호 필름으로는, 적절한 투명 필름을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등의 특성이 우수한 수지로 이루어지는 필름이 바람직하다. 보호 필름을 형성하는 수지로는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스와 같은 아세테이트 중합체; 지환식 구조를 갖는 중합체; 폴리올레핀 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 중합체; 폴리염화비닐 중합체, 폴리스티렌 중합체, 폴리아크릴로니트릴 중합체, 폴리술폰 중합체, 폴리에테르술폰 중합체, 폴리아미드 중합체, 폴리이미드 중합체, 아크릴 중합체 등의 중합체를 포함하는 수지를 들 수 있다.
[4. 표시 장치]
상술한 원 편광판은, 표시 장치에 적용할 수 있다. 이러한 표시 장치는, 상술한 장척의 원 편광판으로부터 잘라내진 원 편광 필름편을 구비한다. 원 편광 필름편이 포함하는 연신 필름의 배향각 θ, NZ 계수 등의 광학 특성이 면내에 있어서 균일하므로, 이 표시 장치는, 통상, 표시 품위가 양호하다. 이러한 표시 장치로는, 예를 들어, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, FED(전계 방출) 표시 장치, SED(표면 전계) 표시 장치 등을 들 수 있다.
유기 EL 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서, 원 편광 필름편은, 반사 방지 필름으로서 기능할 수 있다. 표시 장치의 표면에, 원 편광판을, 편광자측의 면이 시인측을 향하도록 설치함으로써, 장치 외부로부터 입사된 광이 장치 내에서 반사하여 장치 외부로 출사하는 것을 억제할 수 있고, 그 결과, 표시 장치의 표시면의 번쩍임 및 풍경의 비침을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 장치 외부로부터 입사된 광은, 그 일부의 직선 편광만이 편광자를 통과하고, 다음으로 그것이 연신 필름을 통과함으로써 원 편광이 된다. 원 편광은, 장치 내의 광을 반사하는 구성 요소(반사 전극 등)에 의해 반사되어, 다시 연신 필름을 통과함으로써, 입사된 직선 편광의 편광축과 직교하는 방향에 편광축을 갖는 직선 편광이 되어, 편광자를 통과하지 않게 된다. 이에 의해, 반사 방지의 기능이 달성된다. 이 때, 연신 필름이 0 < NZa < 1.00을 만족하는 NZ 계수를 갖고 있으므로, 상기의 표시 장치의 표시면을 경사 방향에서 본 경우에도, 외광의 반사를 억제할 수 있다.
표시 장치 중에서도 액정 표시 장치에 원 편광 필름편을 적용하는 경우, 그 액정 표시 장치의 액정 셀의 표시 모드는, 특별히 제한되지 않는다. 원 편광 필름편을 적용할 수 있는 액정 표시 장치의 액정 셀의 표시 모드로는, 예를 들어, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 버티컬 얼라인먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 모드, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 모드, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 모드, 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등을 들 수 있다.
표시 장치는, 당해 표시 장치의 종류에 따라, 원 편광 필름편 이외의 부재를 구비할 수 있다. 표시 장치는, 예를 들어, 프리즘 어레이 시트, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백라이트, 휘도 향상 필름 등의 임의의 부품을, 임의의 위치에 1층 또는 2층 이상 구비할 수 있다. 백라이트로는, 예를 들어, 냉음극관, 수은 평면 램프, 발광 다이오드, 일렉트로루미네센스 소자 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은, 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 상압 대기 중에 있어서 행하였다.
[평가 방법]
〔배향각의 평가 방법〕
고속 리타데이션 측정 장치(오츠카 전자사 제조 「RE-200」)를 사용하여, 연신 필름의 전체 폭에 있어서, 연신 필름의 면내의 배향각 θ를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정하였다. 이 측정을, 필름 길이 방향으로 1 m 간격으로 5회 실시하였다. 얻어진 측정값의 평균을 계산하여, 이 연신 필름의 면내의 배향각 θ의 평균값 θa를 구하였다. 또한, 필름 폭 방향의 전체 측정값 중, 최대값 θmax에서 최소값 θmin을 감산하여, 그 차 θmax - θmin을 배향각 θ의 편차로서 구하였다.
〔리타데이션의 평가 방법〕
고속 리타데이션 측정 장치(오츠카 전자사 제조 「RE-200」)를 사용하여, 연신 필름의 전체 폭에 있어서, 연신 필름의 면내 리타데이션 Re를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정하였다. 이 측정을, 필름 길이 방향으로 1 m 간격으로 5회 실시하였다. 얻어진 측정값의 평균을 계산하여, 이 연신 필름의 면내 리타데이션 Re의 평균값 Rea를 구하였다.
〔NZ 계수의 평가 방법〕
폴라리미터(Axometrics사 제조 「AXOSCAN」)를 사용하여, 연신 필름의 전체 폭에 있어서, 연신 필름의 NZ 계수를, 필름 폭 방향으로 5 cm 간격으로 측정하였다. 이 측정을, 필름 길이 방향으로 1 m 간격으로 5회 실시하였다. 얻어진 측정값의 평균을 계산하여, 이 연신 필름의 NZ 계수의 평균값 NZa를 구하였다. 또한, 필름 폭 방향의 전체 측정값 중, 최대값 NZmax에서 최소값 NZmin을 감산하여, 그 차 NZmax - NZmin을 NZ 계수의 편차로서 구하였다.
〔연신 각도(θL)의 측정 방법〕
텐터 연신기의 입구에 있어서, 복층 필름(D)의 우측단부를 파지하는 파지구 및 좌측단부를 파지하는 파지구 중, 마주보는 한 쌍의 파지구를 선택하여, 마킹을 실시하였다. 선택한 파지구를 연결한 직선은, 텐터 연신기의 입구에 있어서의 복층 필름(D)의 반송 방향과 수직이 되어 있었다. 선택한 파지구는, 텐터 연신기의 내부를 통과하여, 텐터 연신기의 출구측의 직선 부분에 도달하였다. 이 출구측의 직선 부분에 있어서, 선택한 파지구를 연결한 직선과, 복층 필름(D)의 폭 방향이 이루는 각도를 측정하여, 연신 각도(θL)로 하였다.
〔필름의 면상의 평가 방법〕
제조된 연신 필름을 관찰하고, 하기의 기준으로 평가하였다.
양호: 전체 폭에 걸쳐 주름의 발생이 없는 상태로, 연신 필름의 제조가 가능하였다.
불량: 부분적 혹은 전체에 주름이 발생하여, 외관을 현저하게 손상하였다.
〔표시 특성의 평가 방법〕
시판의 유기 EL 표시 장치(LG 화학사 제조의 55 인치 유기 EL-TV 패널)를 준비하였다. 이 유기 EL 표시 장치의 최표면에 탑재되어 있는 원 편광판을 제거하고, 대신에, 실시예 또는 비교예에서 제조한 원 편광 필름편을, 원 편광 필름편의 편광자가 시인측이 되는 방향에서, 점착제를 사용하여 첩부하였다. 그 후, 외광 하에서 관찰하고, 하기의 기준으로 평가하였다.
양호: 표시면의 경사 방향에서 보아도, 반사율이 낮게 억제되어, 시인성이 양호하다.
불량: 표시면의 경사 방향에서 보면, 반사율이 높아, 시인성이 떨어진다.
[제조예 1. 연신 전 필름(A)의 제조]
노르보르넨계 수지(닛폰 제온사 제조 「ZEONOR1420R」, 유리 전이점 = 137℃)의 펠릿을, 100℃에서 5시간 건조하였다. 그 펠릿을 압출기에 공급하여, 압출기 내에서 용융시키고, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T 다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출하고, 냉각하여, 두께 90 μm, 폭 900 mm의 장척의 연신 전 필름(A)을 얻었다. 제조된 연신 전 필름(A)은, 롤상으로 권취하여 회수하였다.
[제조예 2. 수축성 필름(B)의 제조]
폴리에스테르(이스트먼사 제조 「PET-G 6763」)의 펠릿을, 120℃에서 5시간 건조하였다. 그 펠릿을 압출기에 공급하여, 압출기 내에서 용융시키고, 수지 온도 260℃의 조건으로 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T 다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출하고, 냉각하여, 두께 60 μm, 폭 1500 mm의 원료 필름을 얻었다.
얻어진 원료 필름을, 연속해서 롤식의 종연신 장치에 공급하였다. 이 종연신기를 사용하여, 연신 온도 80℃, 연신 배율 2배의 조건으로, 필름 길이 방향으로 연신하였다. 그 후, 필름 폭 방향의 양단을 트리밍하고, 또한 코로나 처리를 실시하여, 폭 900 mm, 두께 42 μm의 장척의 수축성 필름(B)을 얻었다. 이 수축성 필름(B)의 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의 수축률은, 필름 길이 방향의 수축률이 20%, 필름 폭 방향의 수축률이 2%였다. 이 수축성 필름(B)은, 롤상으로 권취하여 회수하였다.
[제조예 3. 복층 필름(D)의 제조]
연신 전 필름(A) 및 수축성 필름(B)을 롤로부터 권출하고, 접착제(닛토덴코사 제조의 아크릴계 점착제 「CS9621」)를 사용하여 통상적인 방법으로 첩합하여, 연신 전 필름(A), 접착층(C) 및 수축성 필름(D)을 이 순서로 구비하는 장척의 복층 필름(D)을 얻었다. 이 복층 필름(D)은, 롤상으로 권취하여 회수하였다.
[실시예 1]
(1-1. 연신 필름의 제조)
레일을 따라 주행할 수 있는 파지구를 구비한 텐터 장치를 준비하고, 이 텐터 장치를 권출 각도(θi) = 45°, 연신 각도(θL) = 38°로 설정하였다. 또한, 텐터 장치의 레일 패턴을, 배향각 θ의 평균값 θa = 45°의 연신 필름이 얻어지도록 조절하였다.
복층 필름(D)을 롤로부터 권출하고, 필름 길이 방향으로 반송하여, 상기의 텐터 연신기에 공급하였다. 이 텐터 연신기에 있어서, 연신 온도 135℃, 연신 배율 1.3배, 텐터 연신기의 출구에서의 인취 장력 120 N/m으로 복층 필름(D)을 연신하였다. 연신된 복층 필름(D)의 파일 폭 방향의 양단을 트리밍하고, 수축성 필름(B) 및 접착층(C)을 박리하여, 1330 mm 폭의 장척의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, NZ 계수 및 면상을, 상술한 방법으로 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 얻어진 연신 필름은, 필름 폭 방향에 있어서 균일하였다.
(1-2. 원 편광판의 제조)
필름 길이 방향에 편광 흡수축을 갖는 장척의 편광판(산리츠사 제조 「HLC2-5618S」, 두께 180 μm)과, 상기의 장척의 연신 필름을, 롤 to 롤로 첩합하여, 폭 1330 mm의 장척의 원 편광판을 얻었다. 이 원 편광판으로부터, 평가용의 유기 EL 표시 장치의 표시면에 맞춘 치수의 원 편광 필름편을 잘라내고, 상술한 방법으로, 표시 특성을 평가하였다. 평가의 결과, 표시면의 전체면, 전방위에 걸쳐 반사율이 억제되어, 양호한 표시 특성이었다.
[실시예 2]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 3 및 4]
복층 필름(D)의 연신 온도 및 연신 배율을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 5]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 또한, 텐터 연신기의 출구에서의 인취 장력을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 6 및 7]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 또한, 복층 필름(D)의 연신 각도(θL) 및 텐터 연신기의 출구에서의 인취 장력을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 1 및 2]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다. 평가의 결과, 연신 필름의 NZ 계수는 1.00을 초과하고, 폭 방향의 편차가 컸다. 또한, 원 편광판을 사용한 표시 장치의 성능은, 불량이었다.
[비교예 3]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다. 평가의 결과, 연신시의 주름이 심하고, 연신 필름의 NZ 계수 및 배향각 θ는 폭 방향에 있어서 크게 흩어져 있었다. 또한, 원 편광판을 사용한 표시 장치의 성능은, 불량이었다.
[비교예 4]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 또한, 복층 필름(D)의 연신 온도 및 연신 배율을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다. 평가의 결과, 연신 필름의 NZ 계수는 1.00을 초과하고, 원 편광판을 사용한 표시 장치의 성능은, 불량이었다.
[비교예 5]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 또한, 복층 필름(D)의 연신 각도(θL) 및 연신 온도, 그리고, 텐터 연신기의 출구에서의 인취 장력을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다. 평가의 결과, 연신 필름의 NZ 계수는 1.00을 초과하고, 원 편광판을 사용한 표시 장치의 성능은, 불량이었다.
[비교예 6]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 또한, 복층 필름(D)의 연신 각도(θL) 및 연신 온도, 그리고, 텐터 연신기의 출구에서의 인취 장력을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다. 평가의 결과, 연신 필름의 NZ 계수는 폭 방향에 있어서 크게 흩어져 있었다. 또한, 주름의 발생에 의해, 연신 필름의 면상은 불량이었다. 또한, 원 편광판을 사용한 표시 장치의 성능은, 불량이었다.
[비교예 7]
수축성 필름(B)을, 표 1에 나타내는 수축률을 갖는 것으로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름 및 원 편광판의 제조 및 평가를 행하였다. 평가의 결과, 연신 필름의 NZ 계수는 폭 방향에 있어서 크게 흩어져 있었다. 또한, 주름의 발생에 의해, 연신 필름의 면상은 불량이었다. 또한, 원 편광판을 사용한 표시 장치의 성능은, 불량이었다.
[결과]
상술한 실시예 및 비교예의 결과를, 하기의 표 1에 종합하여 나타낸다. 표 1에 있어서, 약칭의 의미는, 하기와 같다.
수축률: 수축성 필름(B)의 수축률.
MD: 필름 길이 방향.
TD: 필름 폭 방향.
Rea: 연신 필름의 면내 리타데이션의 평균값.
θa: 연신 필름의 배향각의 평균값.
Δθ: 연신 필름의 배향각의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin으로, 필름 폭 방향의 배향각 θ의 편차를 나타낸다.
NZa: 연신 필름의 NZ 계수의 평균값.
ΔNZ: 연신 필름의 NZ 계수의 최대값 NZmax와 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin으로, 필름 폭 방향의 NZ 계수의 편차를 나타낸다.
Figure 112018078145154-pct00002
[검토]
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~7에 있어서는, 1330 mm 폭의 전체에 있어서, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 0 < NZ 계수 < 1.00이라는 특정 범위의 NZ 계수를 갖고, 또한, 배향각 θ 및 NZ 계수의 편차가 작은 연신 필름을 얻고 있다. 또한, 실시예 1~7에 있어서 얻어진 연신 필름은, 모두, 연신시에 있어서의 주름의 발생이 억제되어 있다. 그리고, 이들 연신 필름을 사용하여 제조한 원 편광판을 적용한 표시 장치에 있어서는, 경사 방향에서 본 경우에 있어서의 외광의 반사가 억제되어 있다. 이상의 결과로부터, 본 발명의 제조 방법에 의해, 원 편광판의 제조에 적합한 장척의 연신 필름을 안정적으로 제조할 수 있는 것이 확인되었다.
10 복층 필름(D)
11 및 12 복층 필름(D)의 필름 폭 방향의 단부
21 텐터 연신기의 입구부에 있어서, 상대하고 있는 1세트의 파지구를 연결한 직선
22 연신이 행하여진 후에 출구측의 직선 부분에 도달하였을 때, 1세트의 파지구를 연결한 직선
100 텐터 연신기
110L 및 110R 파지구
120L 및 120R 레일
130 입구부
140 출구부
150 출구측의 직선 부분
160 출구부에 있어서의 연신 후의 복층 필름(D)의 진행 방향과 수직한 방향
θi 권출 각도
θL 연신 각도

Claims (9)

  1. 열가소성 수지로 이루어지는 연신 전 필름(A), 공기 중에 있어서의 140℃ 60초의 조건 하에서의 필름 길이 방향의 수축률이 10% 이상 40% 이하이고 필름 폭 방향의 수축률이 5% 이하인 수축성 필름(B), 그리고, 상기 연신 전 필름(A)과 상기 수축성 필름(B)을 접착하는 접착층(C)을 구비하는 장척의 복층 필름(D)을, 1.5배 미만의 연신 배율로, 상기 복층 필름(D)의 폭 방향에 대하여 45°±15°의 방향으로 연신하는 공정과,
    상기 수축성 필름(B) 및 상기 접착층(C)을 박리하는 공정을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가, 지환식 폴리올레핀을 포함하는 수지인, 연신 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수축성 필름(B)이, 폴리에스테르를 포함하는 원료 필름을 연신함으로써 얻어진 것인, 연신 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복층 필름(D)의 연신이, 텐터 연신기를 사용하여 텐터 연신법에 의해 행하여지는 것인, 연신 필름의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 텐터 연신기의 출구부에 있어서의 상기 복층 필름(D)의 인취 장력이, 100 N/m보다 크고 400 N/m 미만인, 연신 필름의 제조 방법.
  6. 열가소성 수지로 이루어지는 장척의 연신 필름으로서, 상기 연신 필름의 적어도 1300 mm 폭의 부분에 있어서,
    필름 길이 방향에 대한 면내의 배향각 θ의 평균값 θa가, 40° < θa < 80°이고,
    상기 배향각 θ의 최대값 θmax와 최소값 θmin의 차 θmax - θmin이, 2° 이하이고,
    NZ 계수의 평균값 NZa가, 0 < NZa ≤ 0.80이고, 또한,
    상기 NZ 계수의 최대값 NZmax와 상기 NZ 계수의 최소값 NZmin의 차 NZmax - NZmin이, 0.10 미만인, 연신 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 NZ 계수의 평균값 NZa가, 0.20보다 크고, 0.8 이하인, 연신 필름.
  8. 제6항 또는 제7항에 기재된 연신 필름을 구비하는, 원 편광판.
  9. 제8항에 기재된 원 편광판으로부터 잘라내진 원 편광 필름편을 구비하는, 표시 장치.
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