KR20160087385A - 연신 필름의 제조 방법, 장척의 편광 필름, 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

(a) 장척의 연신전 필름을 연신 배율 B1로 경사 방향으로 연신하여, 장척의 중간 필름을 얻는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정 후에, (b) 상기 중간 필름을 연속적으로 반송하면서 연신 배율 B2로 흐름 방향으로 자유 일축 연신하여, 장척의 연신 필름을 얻는 제 2 공정을 갖고, 연신 배율이 B1>B2를 만족하는, 연신 필름의 제조 방법.

Description

연신 필름의 제조 방법, 장척의 편광 필름, 및 액정 표시 장치{ELONGATED FILM MANUFACTURING METHOD, LONG POLARIZING FILM, AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 연신 필름의 제조 방법, 및, 그 제조 방법으로 제조된 연신 필름을 구비하는 장척의 편광 필름, 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치에는, 성능 향상을 위해서 위상차 필름 등의 광학 부재가 사용되고 있다. 위상차 필름은, 예를 들면 모바일 기기나 유기 EL 텔레비전 등의 반사 방지, 및 액정 표시 장치의 광학 보상에 이용되는 경우에는, 그의 지상축이, 편광자의 투과축에 대하여 평행도 수직도 아닌 각도에 있을 것이 요구된다. 한편, 편광자의 투과축은, 통상, 장치의 직사각형의 표시면의 장변 방향 또는 단변 방향과 평행이다. 따라서, 직사각형의 위상차 필름으로서, 그의 변에 대하여 경사 방향에 지상축을 갖는 것이 요구되고 있다.
종래, 위상차 필름은, 장척의 연신전 필름을 종(縱)연신 또는 횡(橫)연신하는 것에 의해 제조되고 있었다. 여기에서, 종연신이란 장척 필름의 길이 방향으로의 연신을 나타내고, 횡연신이란 장척 필름의 폭 방향으로의 연신을 나타낸다. 이와 같은 장척 필름으로부터 경사 방향에 지상축을 갖는 직사각형의 위상차 필름을 얻기 위해서는, 장척 필름의 폭 방향에 대하여 경사진 방향으로 변이 향하도록 필름을 잘라낼 것이 요구된다. 그러나, 그와 같은 제조를 행하면, 폐기하는 필름량이 많아지거나, 롤·투·롤의 제조가 곤란해지거나 하므로, 제조 효율이 낮아진다.
그래서, 제조 효율을 향상시키기 위해, 장척의 연신전 필름을 경사 방향으로 연신하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1∼5 참조).
일본 특허공개 2007-030466호 공보 국제공개 제2007/061105호 국제공개 제2007/111313호 일본 특허공개 2008-110573호 공보 일본 특허공개 2012-101466호 공보
특허문헌 1∼5에 기재된 바와 같은 종래의 제조 방법에 의해 필름을 경사 방향으로 연신하여 연신 필름을 제조한 경우, 폭 방향에 대하여 경사진 방향에 지상축을 갖는 연신 필름을 제조할 수 있다. 그런데, 이와 같은 종래의 제조 방법에서는, NZ 계수가 큰 연신 필름을 제조하고자 하면, 연신 필름에 많은 주름이 생기기 쉽다. 그 때문에, 폭 방향에 대하여 경사진 방향에 지상축을 갖고, 또한, 큰 NZ 계수를 갖는 장척의 연신 필름을 제조하는 것은, 종래의 방법으로는 곤란했다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 창안된 것으로, 폭 방향에 대하여 경사진 방향에 지상축을 갖고, 또한, 큰 NZ 계수를 갖는 연신 필름을 용이하게 제조할 수 있는, 연신 필름의 제조 방법; 그 제조 방법에 의해 제조된 연신 필름을 구비하는 장척의 편광 필름; 및 상기의 편광 필름으로부터 잘라내진 편광판을 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기의 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 경사 방향으로의 연신 및 흐름 방향으로의 자유 일축 연신을 이 순서로 행하는 것과, 경사 방향으로의 연신 배율 B1을 흐름 방향으로의 연신 배율 B2보다 크게 하는 것을 조합하는 것에 의해, 경사 방향에 지상축을 갖고, 또한, NZ 계수가 높은 연신 필름을 용이하게 제조할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 이하와 같다.
〔1〕 (a) 장척의 연신전 필름을 연신 배율 B1로 경사 방향으로 연신하여, 장척의 중간 필름을 얻는 제 1 공정과,
상기 제 1 공정 후에, (b) 상기 중간 필름을 연속적으로 반송하면서 연신 배율 B2로 흐름 방향으로 자유 일축 연신하여, 장척의 연신 필름을 얻는 제 2 공정을 갖고,
연신 배율이 B1>B2를 만족하는, 연신 필름의 제조 방법.
〔2〕 상기 연신 필름의 평균 NZ 계수가 2.0∼3.0인, 〔1〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔3〕 상기 제 1 공정의 연신 배율 B1이 1.5배∼4.0배이며,
상기 제 2 공정의 연신 배율 B2가 1.1배∼2.0배인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔4〕 상기 중간 필름이, 그의 폭 방향에 대하여 평균으로 10°∼35°의 범위에 지상축을 갖고, 또한,
상기 연신 필름이, 그의 폭 방향에 대하여 평균으로 10°∼80°의 범위에 지상축을 갖는, 〔1〕∼〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔5〕 상기 제 1 공정의 연신 온도 T1과 상기 제 2 공정의 연신 온도 T2가 T1-5℃<T2<T1+5℃를 만족하는, 〔1〕∼〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔6〕 상기 중간 필름의 평균 면내 리타데이션 Re1이 300nm 이상이며,
상기 연신 필름의 평균 면내 리타데이션 Re2가 100nm∼200nm인, 〔1〕∼〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.
〔7〕 〔1〕∼〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 얻어지는 연신 필름과, 장척의 편광자를 구비하는, 장척의 편광 필름.
〔8〕 〔7〕에 기재된 장척의 편광 필름으로부터 잘라내진 편광판을 구비하는, 액정 표시 장치.
본 발명에 따르면, 폭 방향에 대하여 경사진 방향에 지상축을 갖고, 또한, 큰 NZ 계수를 갖는 연신 필름을 용이하게 제조할 수 있는, 연신 필름의 제조 방법; 그 제조 방법에 의해 제조된 연신 필름을 구비하는 장척의 편광 필름; 및 상기의 편광 필름으로부터 잘라내진 편광판을 구비하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 텐터 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤 연신기를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 연신 필름의 치수 변화율의 측정 방법을 설명하기 위해 시험편을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명에 대해 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구의 범위 및 그의 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, 「장척」이란, 폭에 대하여, 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, 이하의 설명에서, 필름의 면내 리타데이션은, 달리 부정하지 않는 한, (nx-ny)×d로 표시되는 값이다. 또, NZ 계수는, 달리 부정하지 않는 한, (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 값이다. 여기에서, nx는 필름의 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 제공하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는 필름의 상기 면내 방향으로서 nx 방향에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는 필름의 두께를 나타낸다. 측정 파장은, 달리 부정하지 않는 한, 590nm로 한다.
또한, 이하의 설명에서, 「(메트)아크릴레이트」는 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」를 포함한다. 「(메트)아크릴」은 「아크릴」 및 「메타크릴」을 포함한다. 또, 「(메트)아크릴로나이트릴」은 「아크릴로나이트릴」 및 「메타크릴로나이트릴」을 포함한다.
또, 이하의 설명에서, 요소의 방향이 「평행」, 「수직」 및 「직교」란, 달리 부정하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내, 예를 들면 ±5°의 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 된다.
또한, 이하의 설명에서, 장척의 필름의 경사 방향이란, 달리 부정하지 않는 한, 그 필름의 면내 방향으로서, 그 필름의 폭 방향에 평행도 아니고 수직도 아닌 방향을 나타낸다.
또한, 이하의 설명에서, 장척의 필름의 세로 방향이란, 달리 부정하지 않는 한, 그 필름의 길이 방향으로서, 통상은 제조 라인에 있어서의 필름의 흐름 방향과 평행이다.
또한, 이하의 설명에서, 「편광판」이란, 달리 부정하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들면 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
[1. 실시형태]
본 발명의 일 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법은, (a) 장척의 연신전 필름을 연신 배율 B1로 경사 방향으로 연신하여, 장척의 중간 필름을 얻는 제 1 공정과; 제 1 공정 후에, (b) 중간 필름을 연속적으로 반송하면서 연신 배율 B2로 흐름 방향으로 자유 일축 연신하여, 장척의 연신 필름을 얻는 제 2 공정을 갖는다.
〔1.1. 연신전 필름〕
통상, 연신전 필름으로서는 수지 필름을 이용한다. 또한, 수지 필름을 형성하는 수지로서는, 통상, 열가소성 수지를 이용한다. 이와 같은 열가소성 수지의 예로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 폴리올레핀 수지; 노보넨계 수지 등의 지환식 구조를 갖는 중합체 수지; 트라이아세틸셀룰로스 수지 등의 셀룰로스계 수지; 폴리이미드 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리에터이미드 수지, 폴리에터에터케톤 수지, 폴리에터케톤 수지, 폴리케톤설파이드 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리설폰 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리페닐렌옥사이드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리바이닐알코올 수지, 폴리프로필렌 수지, 셀룰로스계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, (메트)아크릴산 에스터-바이닐 방향족 화합물 공중합체 수지, 아이소뷰텐/N-메틸말레이미드 공중합체 수지, 스타이렌/아크릴나이트릴 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합해도 된다.
이들 중에서도, 지환식 구조를 갖는 중합체 수지가 바람직하다. 지환식 구조를 갖는 중합체 수지란, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 수지이다. 또한, 지환식 구조를 갖는 중합체란, 그 중합체의 구조 단위가 지환식 구조를 갖는 중합체이다. 이 지환식 구조를 갖는 중합체는 주쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 되고, 측쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 된다. 이 지환식 구조를 갖는 중합체는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다. 그 중에서도, 기계적 강도, 내열성 등의 관점에서, 주쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체가 바람직하다.
지환식 구조로서는, 예를 들면, 포화 지환식 탄화수소(사이클로알케인) 구조, 불포화 지환식 탄화수소(사이클로알켄, 사이클로알킨) 구조 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 예를 들면 기계 강도, 내열성 등의 관점에서, 사이클로알케인 구조 및 사이클로알켄 구조가 바람직하고, 그 중에서도 사이클로알케인 구조가 특히 바람직하다.
지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 하나의 지환식 구조당, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이며, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하의 범위이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수가 상기의 수일 때에, 당해 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 수지의 기계 강도, 내열성, 및 성형성이 고도로 균형 잡혀 적합하다.
지환식 구조를 갖는 중합체에 있어서, 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 사용 목적에 따라 적절히 선택해도 되고, 바람직하게는 55중량% 이상, 더 바람직하게는 70중량% 이상, 특히 바람직하게는 90중량% 이상이며, 통상 100중량% 이하이다. 지환식 구조를 갖는 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있으면, 당해 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 수지의 투명성 및 내열성이 양호해진다.
지환식 구조를 갖는 중합체 중에서도, 사이클로올레핀 중합체가 바람직하다. 사이클로올레핀 중합체는, 사이클로올레핀 단량체를 중합하여 얻어지는 구조를 갖는 중합체이다. 또한, 사이클로올레핀 단량체는, 탄소 원자로 형성되는 환 구조를 갖고, 또한 해당 환 구조 중에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물이다. 중합성의 탄소-탄소 이중 결합으로서는, 예를 들면 개환 중합 등의 중합 가능한 탄소-탄소 이중 결합을 들 수 있다. 또한, 사이클로올레핀 단량체의 환 구조로서는, 예를 들면, 단환, 다환, 축합 다환, 가교 환 및 이들을 조합한 다환 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 얻어지는 중합체의 유전 특성 및 내열성 등의 특성을 고도로 균형 잡히게 하는 관점에서, 다환의 사이클로올레핀 단량체가 바람직하다.
상기의 사이클로올레핀 중합체 중에서도 바람직한 것으로서는, 노보넨계 중합체, 단환의 환상 올레핀 중합체, 환상 공액 다이엔 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 노보넨계 중합체는, 성형성이 양호하기 때문에, 특히 적합하다.
노보넨계 중합체의 예로서는, 노보넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 또는 노보넨 구조를 갖는 단량체와 임의의 단량체의 개환 공중합체, 또는 그들의 수소화물; 노보넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체, 또는 노보넨 구조를 갖는 단량체와 임의의 단량체의 부가 공중합체 또는 그들의 수소화물; 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 노보넨 구조를 갖는 단량체의 개환 (공)중합체 수소화물은, 성형성, 내열성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 관점에서, 특히 적합하다. 여기에서 「(공)중합체」란, 중합체 및 공중합체를 말한다.
노보넨 구조를 갖는 단량체로서는, 예를 들면, 바이사이클로[2.2.1]헵트-2-엔(관용명: 노보넨), 트라이사이클로[4.3.0.12,5]데카-3,7-다이엔(관용명: 다이사이클로펜타다이엔), 7,8-벤조트라이사이클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔(관용명: 메타노테트라하이드로플루오렌), 테트라사이클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(관용명: 테트라사이클로도데센), 및 이들 화합물의 유도체(예를 들면, 환에 치환기를 갖는 것) 등을 들 수 있다. 여기에서, 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 알킬렌기, 극성기 등을 들 수 있다. 또한, 이들 치환기는 동일 또는 상이하며, 복수개가 환에 결합하고 있어도 된다. 또한, 노보넨 구조를 갖는 단량체는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다.
극성기의 종류로서는, 예를 들면, 헤테로원자, 또는 헤테로원자를 갖는 원자단 등을 들 수 있다. 헤테로원자로서는, 예를 들면, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 할로젠 원자 등을 들 수 있다. 극성기의 구체예로서는, 카복실기, 카보닐옥시카보닐기, 에폭시기, 하이드록실기, 옥시기, 에스터기, 실란올기, 실릴기, 아미노기, 나이트릴기, 설폰산기 등을 들 수 있다.
노보넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 임의의 단량체로서는, 예를 들면, 사이클로헥센, 사이클로헵텐, 사이클로옥텐 등의 모노환상 올레핀류 및 그의 유도체; 사이클로헥사다이엔, 사이클로헵타다이엔 등의 환상 공액 다이엔 및 그의 유도체; 등을 들 수 있다. 노보넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 임의의 단량체는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다.
노보넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체, 및 노보넨 구조를 갖는 단량체와 공중합 가능한 임의의 단량체의 개환 공중합체는, 예를 들면, 단량체를 공지의 개환 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합하는 것에 의해 제조할 수 있다.
노보넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 임의의 단량체로서는, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐 등의 탄소 원자수 2∼20의 α-올레핀 및 이들의 유도체; 사이클로뷰텐, 사이클로펜텐, 사이클로헥센 등의 사이클로올레핀 및 이들의 유도체; 1,4-헥사다이엔, 4-메틸-1,4-헥사다이엔, 5-메틸-1,4-헥사다이엔 등의 비공액 다이엔; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다. 또한, 노보넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 임의의 단량체는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다.
노보넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체, 및 노보넨 구조를 갖는 단량체와 공중합 가능한 임의의 단량체의 부가 공중합체는, 예를 들면, 단량체를 공지의 부가 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합하는 것에 의해 제조할 수 있다.
노보넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소첨가물, 노보넨 구조를 갖는 단량체와 이것과 개환 공중합 가능한 임의의 단량체의 개환 공중합체의 수소첨가물, 노보넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 수소첨가물, 및 노보넨 구조를 갖는 단량체와 이것과 공중합 가능한 임의의 단량체의 부가 공중합체의 수소첨가물은, 예를 들면, 이들 중합체의 용액에 있어서, 탄소-탄소 불포화 결합을 바람직하게는 90% 이상 수소첨가하는 것에 의해 제조할 수 있다. 또한, 상기의 수소첨가는, 예를 들면 니켈, 팔라듐 등의 전이 금속을 포함하는 공지의 수소첨가 촉매의 존재 하에서 행할 수 있다.
노보넨계 중합체 중에서도, 구조 단위로서 X: 바이사이클로[3.3.0]옥테인-2,4-다이일-에틸렌 구조와 Y: 트라이사이클로[4.3.0.12,5]데케인-7,9-다이일-에틸렌 구조를 갖고, 이들 구조 단위의 양이 노보넨계 중합체의 구조 단위 전체에 대해서 90중량% 이상이며, 또한 X의 함유 비율과 Y의 함유 비율의 비가 X:Y의 중량비로 100:0∼40:60인 것이 바람직하다. 이와 같은 중합체를 이용하는 것에 의해, 당해 노보넨계 중합체를 포함하는 수지의 층을, 장기적으로 치수 변화가 없고, 광학 특성의 안정성이 우수한 것으로 할 수 있다.
단환의 환상 올레핀 중합체로서는, 예를 들면, 사이클로헥센, 사이클로헵텐, 사이클로옥텐 등의 단환을 갖는 환상 올레핀 모노머의 부가 중합체를 들 수 있다.
환상 공액 다이엔 중합체로서는, 예를 들면, 1,3-뷰타다이엔, 아이소프렌, 클로로프렌 등의 공액 다이엔 모노머의 부가 중합체를 환화 반응시켜 얻어지는 중합체; 사이클로펜타다이엔, 사이클로헥사다이엔 등의 환상 공액 다이엔 모노머의 1,2-부가 중합체 또는 1,4-부가 중합체; 및 이들의 수소화물; 등을 들 수 있다.
지환식 구조를 갖는 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이며, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위에 있을 때에, 연신 필름의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 균형 잡혀 적합하다. 여기에서, 상기의 중량 평균 분자량은, 용매로서 사이클로헥세인을 이용하여 겔 퍼미에이션 크로마토그래피로 측정한 폴리아이소프렌 또는 폴리스타이렌 환산의 중량 평균 분자량이다. 단, 상기의 겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 있어서, 시료가 사이클로헥세인에 용해되지 않는 경우에는 용매로서 톨루엔을 이용해도 된다.
지환식 구조를 갖는 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn))는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이며, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 분자량 분포를 상기 범위의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 중합체의 생산성을 높여, 제조 코스트를 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 하는 것에 의해, 저분자 성분의 양이 작아지므로, 고온 폭로 시의 완화를 억제하여, 연신 필름의 안정성을 높일 수 있다.
또한, 연신전 필름 및 연신 필름을 형성하는 수지는, 중합체 이외에도 임의의 성분을 포함할 수 있다. 임의의 성분의 예를 들면, 안료, 염료 등의 착색제; 가소제; 형광 증백제; 분산제; 열안정제; 광안정제; 자외선 흡수제; 내전 방지제; 산화 방지제; 미립자; 계면 활성제 등의 첨가제를 들 수 있다. 이들 성분은 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다. 단, 수지에 포함되는 중합체의 양은, 바람직하게는 50중량%∼100중량%, 또는 70중량%∼100중량%이다.
연신전 필름 및 연신 필름을 형성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg는, 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이며, 바람직하게는 190℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하, 특히 바람직하게는 170℃ 이하이다. 유리 전이 온도를 상기 범위의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 고온 환경 하에서의 연신 필름의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 상한값 이하로 하는 것에 의해, 연신 처리를 용이하게 행할 수 있도록 할 수 있다.
연신전 필름 및 연신 필름을 형성하는 수지는, 광탄성 계수의 절대값이, 바람직하게는 10×10-12Pa-1 이하, 보다 바람직하게는 7×10-12Pa-1 이하, 특히 바람직하게는 4×10-12Pa-1 이하이며, 통상 제로 이상이다. 이에 의해, 연신 필름의 면내 리타데이션의 편차를 작게 할 수 있다. 여기에서, 광탄성 계수 C는, 복굴절을 Δn, 응력을 σ로 했을 때, C=Δn/σ로 표시되는 값이다.
본 실시형태에서는, 연신전 필름으로서, 연신 처리가 실시되어 있지 않은 미연신 필름을 이용한 예를 나타내어 설명한다. 이와 같은 미연신 필름은, 예를 들면, 캐스트 성형법, 압출 성형법, 인플레이션 성형법 등에 의해 얻을 수 있다. 이들 중 압출 성형법은, 잔류 휘발성 성분량이 적고, 치수 안정성도 우수하므로 바람직하다.
〔1.2. 제 1 공정〕
본 발명의 일 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법에서는, 장척의 연신전 필름을 준비한 후에, 그 장척의 연신전 필름을 경사 방향으로 연신하여 중간 필름을 얻는 제 1 공정을 행한다. 제 1 공정에서는, 통상, 연신전 필름을 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 텐터 장치를 이용하여 연신을 행한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 텐터 장치(100)를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 텐터 장치(100)는, 조출 롤(10)로부터 조출되는 연신전 필름(20)을, 도시하지 않는 오븐에 의한 가열 환경 하에서, 그의 경사 방향으로 연신하기 위한 장치이다.
텐터 장치(100)는, 복수개의 파지자(把持子)(110R 및 110L)와, 한 쌍의 가이드 레일(120R 및 120L)을 구비한다. 상기의 파지자(110R 및 110L)는, 연신전 필름(20)의 양단부(21 및 22)를 각각 파지할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 가이드 레일(120R 및 120L)은, 상기의 파지자(110R 및 110L)를 안내하기 위해서 필름 반송로의 양측에 설치되어 있다.
파지자(110R 및 110L)는, 가이드 레일(120R 및 120L)을 따라 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 파지자(110R 및 110L)는, 전후의 파지자(110R 및 110L)와 일정 간격을 유지하여, 일정 속도로 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또, 파지자(110R 및 110L)는, 텐터 장치(100)에 순차 공급되는 연신전 필름(20)의 폭 방향의 양단부(21 및 22)를, 텐터 장치(100)의 입구부(130)에 있어서 파지하고, 텐터 장치(100)의 출구부(140)에서 개방할 수 있는 구성을 갖고 있다.
가이드 레일(120R 및 120L)은, 제조해야 할 중간 필름(30)의 지상축의 방향 및 연신 배율 등의 조건에 따른, 비대칭인 형상을 갖고 있다. 본 실시형태에 따른 텐터 장치(100)에는, 가이드 레일(120R 및 120L)의 간격이 하류일수록 넓어지는 연신 존(150)이 설치되어 있다. 이 연신 존(150)에서는, 한쪽 파지자(110R)의 이동 거리가 다른 쪽 파지자(110L)의 이동 거리보다도 길어지도록, 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상이 설정되어 있다. 이 때문에, 텐터 장치(100)에 있어서의 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상은, 그 가이드 레일(120R 및 120L)에 의해 안내되는 파지자(110R 및 110L)가, 좌방향으로 연신전 필름(20)의 진행 방향을 구부리도록, 연신전 필름(20)을 반송할 수 있는 형상으로 설정되어 있다. 여기에서, 본 실시형태에 있어서 장척의 필름의 진행 방향이란, 달리 부정하지 않는 한, 그 필름의 폭 방향의 중점의 이동 방향을 말한다. 또한, 본 실시형태에 있어서 「우」 및 「좌」란, 달리 부정하지 않는 한, 반송 방향의 상류로부터 하류를 관찰한 경우에 있어서의 방향을 나타낸다.
또한, 가이드 레일(120R 및 120L)은, 파지자(110R 및 110L)가 소정의 궤도를 주회할 수 있도록, 무단상의 연속 궤도를 갖고 있다. 이 때문에, 텐터 장치(100)는, 텐터 장치(100)의 출구부(140)에서 연신전 필름(20)을 개방한 파지자(110R 및 110L)를, 순차적으로 입구부(130)로 되돌릴 수 있는 구성을 갖고 있다.
상기의 텐터 장치(100)를 이용한 연신전 필름(20)의 연신은, 이하와 같이 하여 행해진다.
조출 롤(10)로부터 연신전 필름(20)을 조출하고, 그 연신전 필름(20)을 텐터 장치(100)에 연속적으로 공급한다.
텐터 장치(100)는, 그 입구부(130)에 있어서 연신전 필름(20)의 양단부(21 및 22)를 파지자(110R 및 110L)에 의해 순차 파지한다. 양단부(21 및 22)를 파지한 연신전 필름(20)은, 파지자(110R 및 110L)의 주행에 수반하여 반송된다. 상기와 같이, 본 실시형태에서는, 연신전 필름(20)의 진행 방향을 좌방향으로 구부리도록 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상을 설정하고 있다. 그 때문에, 한쪽 파지자(110R)가 연신전 필름(20)을 파지하면서 주행하는 궤도의 거리는, 다른 쪽 파지자(110L)가 연신전 필름(20)을 파지하면서 주행하는 궤도의 거리보다도 길어진다. 따라서, 텐터 장치(100)의 입구부(130)에 있어서 연신전 필름(20)의 진행 방향에 대하여 수직인 방향으로 마주하고 있던 1조의 파지자(110R 및 110L)는, 텐터 장치(100)의 출구부(140)에 있어서 좌측의 파지자(110L)가 우측의 파지자(110R)보다도 선행하므로, 연신전 필름(20)의 경사 방향으로의 연신이 행해져, 장척의 중간 필름(30)이 얻어진다. 얻어진 중간 필름(30)은, 텐터 장치(100)의 출구부(140)에 있어서 파지자(110R 및 110L)로부터 개방되고, 권취되어 롤(40)로서 회수된다.
제 1 공정에 있어서의 연신 배율 B1은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.5배 이상이며, 바람직하게는 4.0배 이하, 보다 바람직하게는 3.0배 이하이다. 제 1 공정에 있어서의 연신 배율 B1을 상기 범위의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 연신 필름의 NZ 계수를 크게 할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 하는 것에 의해, 연신 필름의 배향각을 용이하게 제어할 수 있다.
제 1 공정에 있어서의 연신 온도 T1은, 바람직하게는 Tg℃ 이상, 보다 바람직하게는 Tg+2℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg+5℃ 이상이며, 바람직하게는 Tg+40℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tg+35℃ 이하, 특히 바람직하게는 Tg+30℃ 이하이다. 여기에서, Tg란, 연신전 필름을 형성하는 수지의 유리 전이 온도를 말한다. 또한, 본 실시형태에 있어서 제 1 공정에 있어서의 연신 온도 T1이란, 텐터 장치(100)의 연신 존(150)에 있어서의 온도를 말한다. 제 1 공정에 있어서의 연신 온도 T1을 상기의 범위로 하는 것에 의해, 연신전 필름(20)에 포함되는 분자를 확실히 배향시킬 수 있으므로, 원하는 광학 특성을 갖는 중간 필름(30)을 용이하게 얻을 수 있다.
제 1 공정에 있어서의 연신에 의해 중간 필름(30)에 포함되는 분자는 배향되어 있으므로, 중간 필름(30)은 지상축을 갖는다. 제 1 공정에서는 경사 방향으로 연신이 행해지므로, 중간 필름(30)의 지상축은, 중간 필름(30)의 경사 방향으로 발현된다. 구체적으로는, 중간 필름(30)은, 그의 폭 방향에 대하여, 평균으로 통상 5°∼85°의 범위에 지상축을 갖는다. 여기에서, 필름이 그의 폭 방향에 대하여 평균인 범위에 지상축을 갖는다는 것이란, 그 필름의 폭 방향의 복수의 지점에 있어서 당해 필름의 폭 방향과 지상축이 이루는 배향각 θ를 측정했을 경우에, 그들 지점에서 측정된 배향각 θ의 평균값이, 상기의 어떤 범위에 들어가는 것을 의미한다. 그 중에서도, 중간 필름(30)의 지상축의 방향은, 제조하고 싶은 연신 필름의 지상축의 방향에 따라 설정하는 것이 바람직하다. 통상은, 제 2 공정에 의해 얻어지는 연신 필름의 지상축이 그의 폭 방향에 대하여 이루는 각도는, 중간 필름이 그의 폭 방향에 대하여 이루는 각도보다도 커진다. 그 때문에, 중간 필름(30)의 지상축이 그의 폭 방향에 대하여 이루는 각도가, 연신 필름의 지상축이 그의 폭 방향에 대하여 이루는 각도보다도 작아지도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간 필름(30)은, 그의 폭 방향에 대하여, 평균으로, 바람직하게는 10° 이상, 보다 바람직하게는 20° 이상, 또한, 바람직하게는 40° 이하, 보다 바람직하게는 35° 이하의 범위에 지상축을 갖는다. 이에 의해, 필름의 폭 방향에 대하여 경사지게 지상축을 갖는 필름으로서 여러 가지의 용도에 이용될 수 있는, 배향각 θ가 45°부근인 연신 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
중간 필름(30)의 지상축은, 연신전 필름(20)을 경사 방향으로 연신한 것에 의해 발현된 것이므로, 중간 필름(30)의 지상축의 구체적인 방향은, 전술한 제 1 공정에 있어서의 연신 조건에 의해 조정할 수 있다. 예를 들면, 조출 롤(10)로부터의 연신전 필름(20)의 조출 방향 D20과 중간 필름(30)의 권취 방향 D30이 이루는 조출 각도 φ를 조정하는 것에 의해, 중간 필름(30)의 지상축의 방향을 조정할 수 있다. 여기에서, 연신전 필름(20)의 조출 방향 D20이란, 조출 롤(10)로부터 조출되는 연신전 필름(20)의 진행 방향을 나타낸다. 또한, 중간 필름(30)의 권취 방향 D30이란, 롤(40)로서 권취되는 중간 필름(30)의 진행 방향을 나타낸다.
또한, 중간 필름(30)에는, 통상, 경사 방향으로의 연신에 의해 면내 리타데이션이 발현되어 있다. 일반적으로 필름의 면내 리타데이션은 면내에서 일정하지는 않으므로, 통상은, 평균 면내 리타데이션에 의해 그 필름의 면내 리타데이션의 평가를 행한다. 중간 필름(30)의 구체적인 평균 면내 리타데이션 Re1은, 바람직하게는 300nm 이상, 보다 바람직하게는 320nm 이상, 특히 바람직하게는 350nm 이상이며, 바람직하게는 500nm 이하, 보다 바람직하게는 450nm 이하, 특히 바람직하게는 420nm 이하이다. 중간 필름(30)의 평균 면내 리타데이션 Re1을 상기 범위로 하는 것에 의해, 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 적합한 140nm 부근의 평균 면내 리타데이션 Re2를 갖는 연신 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
필름의 평균 면내 리타데이션은, 필름의 폭 방향으로 50mm 간격의 복수의 지점에서 면내 리타데이션을 측정하여, 이들 지점에서의 면내 리타데이션의 평균값을 계산하는 것에 의해 구할 수 있다.
〔1.3. 제 2 공정〕
본 발명의 일 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법에서는, 제 1 공정 후에, (b) 중간 필름을 흐름 방향으로 자유 일축 연신하여, 장척의 연신 필름을 얻는 제 2 공정을 행한다. 여기에서 자유 일축 연신이란, 어떤 한 방향으로의 연신이며, 연신되는 방향 이외의 방향으로 구속력을 가하지 않는 것을 말한다. 따라서, 본 실시형태에 있어서 행해지는 필름의 흐름 방향으로의 자유 일축 연신은, 필름의 폭 방향의 단부를 구속하지 않고 행하는 흐름 방향으로의 연신을 말한다. 제 2 공정에서의 이와 같은 연신은, 통상, 중간 필름을 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 롤 연신기를 이용하여 행해진다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤 연신기(200)를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤 연신기(200)는, 롤(40)로부터 조출되는 중간 필름(30)을, 도시하지 않는 오븐에 의한 가열 환경 하에서, 그의 흐름 방향으로 연신하기 위한 장치이다.
롤 연신기(200)는, 반송 방향의 상류로부터 순서대로, 중간 필름(30)을 흐름 방향으로 반송할 수 있는 닙 롤로서 상류 롤(210) 및 하류 롤(220)을 구비한다. 여기에서, 하류 롤(220)의 회전 속도는 상류 롤(210)의 회전 속도보다도 빨라지도록 설정되어 있다.
상기의 롤 연신기(200)를 이용한 중간 필름(30)의 연신은, 이하와 같이 하여 행해진다.
롤(40)로부터 중간 필름(30)을 조출하고, 그 중간 필름(30)을 롤 연신기(200)에 연속적으로 공급한다.
롤 연신기(200)는, 공급된 중간 필름(30)을 상류 롤(210) 및 하류 롤(220)의 순서로 반송한다. 이때, 하류 롤(220)의 회전 속도가 상류 롤(210)의 회전 속도보다도 빠르므로, 중간 필름(30)의 흐름 방향으로의 연신이 행해져, 연신 필름(50)이 얻어진다. 상기의 롤 연신기(200)에 의한 연신에서는, 중간 필름(30)의 폭 방향의 양단부(31 및 32)는 구속되어 있지 않다. 그 때문에, 통상은, 흐름 방향으로의 연신에 수반하여 중간 필름(30)의 폭은 줄어들므로, 중간 필름(30)보다도 폭이 작은 연신 필름(50)이 얻어진다. 본 실시형태에서는, 연신전 필름(20)으로서 미연신 필름을 이용하고 있으므로, 연신 필름(50)은, 흐름 방향 및 경사 방향이라고 하는 2 방향으로 연신된 이축 연신 필름이 되고 있다.
이 연신 필름(50)은, 필요에 따라서 그의 양단부가 트리밍된 후에, 권취되어 롤(60)로서 회수된다.
제 2 공정에 있어서의 연신 배율 B2는, 제 1 공정에 있어서의 연신 배율 B1보다도 작아진다. 이에 의해, 경사 방향에 지상축을 갖는 연신 필름(50)에 있어서, 주름을 생기게 함이 없이, 큰 NZ 계수를 발현시킬 수 있다. 이와 같이, 경사 방향으로의 연신 및 흐름 방향으로의 자유 일축 연신을 이 순서로 행하는 것과, 연신 배율을 B1>B2로 하는 것을 조합하는 것에 의해, 폭 방향에 대하여 경사진 방향에 지상축을 갖고, 또한, 큰 NZ 계수를 갖는 연신 필름(50)을 용이하게 제조할 수 있다.
종래, 수지 필름의 흐름 방향으로의 연신과 경사 방향으로의 연신을 조합하여 실시하는 경우에는, 통상, 흐름 방향으로의 연신을 먼저 행하고, 경사 방향으로의 연신은 후에 행하고 있었다. 이와 같은 순번으로의 연신은, 제조되는 연신 필름의 폭을 넓히기 쉽고, 또한, 지상축의 방향을 정밀하게 제어하기 쉬웠다. 그런데, 본 발명자가 종래의 방법으로 NZ 계수가 높은 연신 필름의 제조를 시도한 바, 주름이 발생하기 쉽다는 것이 판명되었다. 그 중에서도, 연신 필름의 폭 방향의 수축에 의한 주름이 특히 생기기 쉽다는 것이 판명되었다.
이에 비해, 전술한 실시형태와 같이, 경사 방향으로의 연신 및 흐름 방향으로의 자유 일축 연신을 이 순서로 행하는 것과, 연신 배율을 B1>B2로 하는 것을 조합하는 것에 의해, NZ 계수가 높은 연신 필름(50)을 제조한 경우에서도, 주름의 발생을 억제할 수 있다. 주름의 발생을 억제할 수 있음으로써, 그 연신 필름(50)의 반송성을 개선할 수 있고, 또한, 그 연신 필름(50)을 광학 부재로서 이용하는 것이 가능해진다.
이와 같이 우수한 효과가 얻어지는 이유는 확실하지는 않지만, 본 발명자의 검토에 의하면, 이하와 같이 추측된다. 단, 본 발명은 이하의 추측에 의해 제한되는 것은 아니다.
흐름 방향으로의 자유 일축 연신에서는, 필름의 폭 방향의 단부가 자유롭다. 그 때문에, 제 2 공정에서 행해지는 연신 시에, 필름에 포함되어 있는 수축 응력이 개방된다. 따라서, NZ 계수를 크게 하도록 제 1 공정에서 연신 배율 B1을 높게 하여도, 제조된 연신 필름(50)에 잔류하는 수축 응력을 작게 할 수 있으므로, 그 연신 필름(50)은 주름이 생기지 않는 것으로 추측된다.
제 2 공정에 있어서의 구체적인 연신 배율 B2는, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.15배 이상, 특히 바람직하게는 1.2배 이상이며, 바람직하게는 2.0배 이하, 보다 바람직하게는 1.8배 이하, 특히 바람직하게는 1.6배 이하이다. 제 2 공정에 있어서의 연신 배율 B2를 상기 범위의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 연신 필름(50)의 주름을 방지할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 하는 것에 의해, 연신 필름(50)의 NZ 계수를 크게 할 수 있다.
또한, 제 1 공정에 있어서의 연신 배율 B1과 제 2 공정에 있어서의 연신 배율 B2를 합한 총 연신 배율(B1×B2)은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.5배 이상, 특히 바람직하게는 1.9배 이상이며, 바람직하게는 4.5배 이하, 보다 바람직하게는 4.2배 이하, 특히 바람직하게는 4.0배 이하이다. 총 연신 배율을 상기 범위의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 연신 필름(50)의 NZ 계수를 크게 할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 하는 것에 의해, 연신 필름(50)의 배향각을 용이하게 제어할 수 있다.
제 2 공정에 있어서의 연신 온도 T2는, 제 1 공정에 있어서의 연신 온도 T1을 기준으로 하여, 바람직하게는 T1-5℃보다 높고, 보다 바람직하게는 T1-4℃ 이상, 특히 바람직하게는 T1-3℃ 이상이며, 바람직하게는 T1+5℃보다 낮고, 보다 바람직하게는 T1+4℃ 이하, 특히 바람직하게는 T1+3℃ 이하이다. 제 2 공정에 있어서의 연신 온도 T2를 상기의 범위로 하는 것에 의해, 연신 필름(50)의 평균 면내 리타데이션 Re2를 조절할 수 있다.
〔1.4. 연신 필름〕
이하, 전술한 제조 방법에 의해 제조되는 장척의 연신 필름에 대해 설명한다.
전술한 제조 방법으로 제조한 연신 필름은, 연신전 필름과 마찬가지의 재료로 형성된 장척의 필름으로서, 그의 폭 방향에 대하여 경사진 방향에 지상축을 갖는다. 구체적으로는, 연신 필름은, 그의 폭 방향에 대하여, 평균으로, 통상 5° 이상, 바람직하게는 10° 이상, 보다 바람직하게는 20° 이상, 또한, 통상 85° 이하, 바람직하게는 80° 이하의 범위에 지상축을 갖는다. 이와 같이 경사 방향에 지상축을 갖는 장척의 연신 필름은, 장척의 편광자와 첩합하여 편광 필름을 제조할 때에, 세로 방향 또는 폭 방향으로 잘라낼 수 있다. 그 때문에, 폐기하는 필름량을 작게 하거나, 롤투롤에 의한 첩합을 가능하게 하거나 할 수 있다.
또한, 연신 필름의 폭 방향과 지상축이 이루는 각도의 편차는, 바람직하게는 0.3° 이하, 보다 바람직하게는 0.2° 이하, 특히 바람직하게는 0.1° 이하이며, 이상적으로는 0°이다. 여기에서, 연신 필름의 폭 방향과 지상축이 이루는 각도의 편차는, 연신 필름의 임의의 지점에 있어서의 폭 방향과 지상축이 이루는 각도 중, 그의 최대값과 최소값의 차를 나타낸다. 상기의 편차를 작게 하는 것에 의해, 이 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 이용한 경우에, 그 액정 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 전술한 제조 방법으로 제조한 연신 필름은, 높은 NZ 계수를 가질 수 있다. 일반적으로 필름의 NZ 계수는 면내에서 일정하지는 않으므로, 통상은, 평균 NZ 계수에 의해 그 필름의 NZ 계수의 평가를 행한다. 구체적인 평균 NZ 계수의 범위는, 그 연신 필름의 용도에 따라 설정할 수 있다. 연신 필름의 구체적인 평균 NZ 계수의 값은, 바람직하게는 2.0 이상, 보다 바람직하게는 2.1 이상, 특히 바람직하게는 2.2 이상이며, 바람직하게는 3.0 이하, 보다 바람직하게는 2.8 이하, 특히 바람직하게는 2.6 이하이다.
필름의 평균 NZ 계수는, 필름의 폭 방향으로 50mm 간격의 복수의 지점에서 NZ 계수를 측정하여, 이들 지점에서의 NZ 계수의 평균값을 계산하는 것에 의해 구할 수 있다.
연신 필름의 NZ 계수의 편차는, 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하, 특히 바람직하게는 0.1 이하이며, 이상적으로는 제로이다. 여기에서, NZ 계수의 편차는, 연신 필름의 임의의 지점에 있어서의 NZ 계수 중 최대값과 최소값의 차를 말한다. 연신 필름의 NZ 계수의 편차를 상기와 같이 작게 하는 것에 의해, 이 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 표시 장치에 적용한 경우에, 그 표시 장치의 색 불균일 등의 표시 품위 저하를 방지할 수 있다.
또한, 전술한 제조 방법으로 제조한 연신 필름은, 높은 NZ 계수를 가지면서, 주름이 생기기 어렵다. 이 주름은, 연신 필름의 치수 변화율에 의해 평가할 수 있다. 구체적으로는, 100℃에서 1시간 정치했을 때의 연신 필름의 폭 방향의 치수 변화율은, 바람직하게는 -0.1%∼0.1%이며, 보다 바람직하게는 -0.05%∼0.1%이며, 특히 바람직하게는 0%∼0.1%이다.
상기의 치수 변화율은, 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다.
도 3은 연신 필름의 치수 변화율의 측정 방법을 설명하기 위해 시험편을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
장척의 연신 필름으로부터, 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 연신 필름의 폭 방향 X 또는 세로 방향 Y에 평행한 변을 갖는 정방형의 시험편(300)을 잘라낸다. 이때, 시험편(300)은 한 변의 길이 120mm의 크기로 잘라낸다. 또한, 시험편(300)은 연신 필름의 폭 방향의 중앙부 및 양단부로부터 각각 1매씩, 합계 3매 잘라낸다. 잘라낸 시험편(300)의 정점(310, 320, 330 및 340)의 근방에 있어서, 그 정점에서 이웃하는 2변으로부터의 거리가 10mm가 되는 4개의 표점 PA, PB, PC 및 PD를 마련한다. PA와 PB의 거리, PA와 PC의 거리, PB와 PD의 거리, 및 PC와 PD의 거리는, 모두 100mm가 된다.
이 시험편(300)을 100℃의 환경 하에서 1시간 유지한다.
그 후, 폭 방향 X로 나열된 표점 PA와 PB 사이의 거리 DAB를 측정하여, 보존 전의 거리(100mm)로부터의 변위 ΔDAB를 구한다. 또한, 폭 방향 X로 나열된 표점 PC와 PD 사이의 거리 DCD를 측정하여, 보존 전의 거리(100mm)로부터의 변위 ΔDCD를 구한다. 여기에서, ΔDAB=100mm-DAB이며, 또한, ΔDCD=100mm-DCD이다.
이들 변위 ΔDAB 및 변위 ΔDCD로부터, 하기 식에 의해, 각 시험편의 치수 변화율 ΔLtd를 계산한다.
ΔLtd = {(ΔDAB/100)+(ΔDCD/100)}/2×100(%)
그리고, 중앙부 및 양단부의 시험편의 치수 변화율 ΔLtd의 평균값을 계산하여, 그 평균값을 연신 필름의 치수 변화율로 한다.
연신 필름의 평균 면내 리타데이션 Re2는, 통상, 중간 필름의 평균 면내 리타데이션 Re1보다도 작다. 연신 필름의 구체적인 평균 면내 리타데이션 Re2는, 바람직하게는 100nm 이상, 보다 바람직하게는 120nm 이상, 특히 바람직하게는 130nm 이상이며, 바람직하게는 300nm 이하, 보다 바람직하게는 200nm 이하, 특히 바람직하게는 160nm 이하이다. 이와 같은 범위의 평균 면내 리타데이션 Re2를 갖는 것에 의해, 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 적합하게 이용할 수 있다. 단, 적용해야 할 표시 장치의 구성에 따라, 연신 필름의 평균 면내 리타데이션 Re2는 적절한 값으로 임의로 설정할 수 있다.
연신 필름의 면내 리타데이션의 편차는, 바람직하게는 10nm 이하, 보다 바람직하게는 5nm 이하, 특히 바람직하게는 2nm 이하이며, 이상적으로는 0nm이다. 여기에서, 면내 리타데이션의 편차는, 연신 필름의 임의의 지점에 있어서의 면내 리타데이션 중 최대값과 최소값의 차를 말한다. 연신 필름의 면내 리타데이션의 편차를 상기와 같이 작게 하는 것에 의해, 이 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 표시 장치에 적용한 경우에, 그 표시 장치의 화질을 양호한 것으로 하는 것이 가능해진다.
연신 필름의 전광선 투과율은, 바람직하게는 80% 이상이다. 광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여, 분광 광도계(니혼분광사제, 자외 가시 근적외 분광 광도계 「V-570」)를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 연신 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이며, 이상적으로는 0%이다. 여기에서, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여, 닛폰전색공업사제 「탁도계 NDH-300A」를 이용하여 5개소 측정하고, 그로부터 구한 평균값을 채용할 수 있다.
연신 필름에 잔류한 휘발성 성분의 양은, 바람직하게는 0.1중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05중량% 이하, 더 바람직하게는 0.02중량% 이하이며, 이상적으로는 제로이다. 잔류한 휘발성 성분의 양을 적게 하는 것에 의해, 연신 필름의 치수 안정성이 향상되어, 면내 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.
여기에서, 휘발성 성분이란, 필름 중에 포함되는 분자량 200 이하의 물질이며, 예를 들면, 잔류 단량체 및 용매 등을 들 수 있다. 휘발성 성분의 양은, 필름 중에 포함되는 분자량 200 이하의 물질의 합계로서, 필름을 클로로폼에 용해시켜 가스 크로마토그래피에 의해 분석하는 것에 의해 정량할 수 있다.
연신 필름의 포화 흡수(吸水)율은, 바람직하게는 0.03중량% 이하, 더 바람직하게는 0.02중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.01중량% 이하이며, 이상적으로는 제로이다. 연신 필름의 포화 흡수율이 상기 범위이면, 면내 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.
여기에서, 포화 흡수율은, 필름의 시험편을 23℃의 수중에 24시간 침지하여, 증가한 질량의, 침지전 필름 시험편의 질량에 대한 백분율로 표시되는 값이다.
연신 필름의 평균 두께는, 바람직하게는 10μm 이상, 보다 바람직하게는 15μm 이상, 더 바람직하게는 30μm 이상이며, 바람직하게는 100μm 이하, 보다 바람직하게는 80μm 이하, 더 바람직하게는 60μm 이하이다. 이에 의해, 연신 필름의 기계적 강도를 높일 수 있다.
여기에서, 연신 필름의 평균 두께는, 필름의 폭 방향에 있어서 5cm 간격의 복수의 지점에서 두께를 측정하고, 그들 측정값의 평균값을 계산하는 것에 의해 구해진다.
연신 필름의 폭은, 바람직하게는 1300mm 이상, 보다 바람직하게는 1400mm 이상, 특히 바람직하게는 1500mm 이상이다. 상한에 제한은 없지만, 바람직하게는 2000mm 이하, 보다 바람직하게는 1800mm 이하이다.
연신 필름은, 그것 단독 또는 다른 부재와 조합하여, 예를 들면 위상차 필름 및 시야각 보상 필름으로서 이용할 수 있다.
〔1.5. 변형예〕
본 발명은 상기의 실시형태로 한정되지 않고, 더 변경하여 실시해도 된다.
예를 들면, 전술한 제조 방법은, 제 1 공정 및 제 2 공정 이외에, 임의의 공정을 더 갖고 있어도 된다. 그와 같은 공정으로서는, 예를 들면, 연신 필름의 표면에 보호층을 마련하는 공정을 행해도 된다.
또한, 예를 들면, 연신전 필름으로서, 미연신 필름을 임의의 방향으로 연신한 필름을 이용해도 된다. 이와 같이, 제 1 공정에 제공하기 전에 연신전 필름을 연신하는 방법으로서는, 예를 들면, 롤 방식, 플로트 방식의 종연신법, 텐터 장치를 이용한 횡연신법 등을 이용할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 중간 필름(30)을 권취하여 롤(40)로 하고, 그 롤(40)로부터 중간 롤(30)을 조출하여 제 2 공정에 공급했지만, 제 1 공정에서 얻은 중간 필름(30)을 권취하지 않고 제 2 공정에 공급해도 된다.
[2. 편광 필름]
본 발명의 장척의 편광 필름은, 전술한 장척의 연신 필름과, 장척의 편광자를 구비한다.
편광자로서는, 예를 들면, 폴리바이닐알코올, 부분 폼알화 폴리바이닐알코올 등의 적절한 바이닐알코올계 중합체의 필름에, 아이오딘 및 2색성 염료 등의 2색성 물질에 의한 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등의 적절한 처리를 적절한 순서 및 방식으로 실시한 것을 들 수 있다. 이와 같은 편광자는, 자연광을 입사시키면 직선 편광을 투과시킬 수 있는 것이며, 특히, 광투과율 및 편광도가 우수한 것이 바람직하다. 편광자의 두께는 5μm∼80μm가 일반적이지만, 이것에 한정되지 않는다.
연신 필름은 편광자의 양면에 설치해도 되고, 편면에 설치해도 된다. 종래, 편광자의 표면에는 보호 필름이 설치되어 있었지만, 연신 필름을 편광자와 조합하는 것에 의해, 연신 필름이 편광자의 보호 필름의 구실을 할 수 있다. 그 때문에, 편광 필름과 편광자를 조합하여 구비하는 편광 필름은, 종래 사용하고 있던 보호 필름을 생략할 수 있어, 박형화에 기여할 수 있다.
상기의 편광 필름은, 예를 들면, 장척의 편광자와 장척의 연신 필름을, 그의 길이 방향을 평행하게 해서 롤투롤로 첩합하여 제조할 수 있다. 첩합할 때에는, 필요에 따라서, 접착제를 이용해도 된다. 이와 같이 장척의 필름을 이용하여 제조하는 것에 의해, 장척의 편광 필름을 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
편광 필름은, 필요에 따라서, 편광 필름 및 편광자 이외에 임의의 부재를 구비하고 있어도 된다. 임의의 부재로서는, 예를 들면, 편광자를 보호하기 위한 보호 필름을 들 수 있다. 보호 필름으로서는, 임의의 투명 필름을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 수지의 필름이 바람직하다. 그와 같은 수지로서는, 예를 들면, 트라이아세틸셀룰로스 등의 아세테이트 수지, 폴리에스터 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 지환식 구조를 갖는 중합체 수지, (메트)아크릴 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 복굴절이 작은 점에서 아세테이트 수지, 지환식 구조를 갖는 중합체 수지, (메트)아크릴 수지가 바람직하고, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 관점에서, 지환식 구조를 갖는 중합체 수지가 특히 바람직하다.
[3. 표시 장치]
전술한 제조 방법으로 제조된 장척의 연신 필름은, 그의 사용 형태에 따라 원하는 크기로 잘라내어, 위상차 필름 등의 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 또한, 상기의 장척의 편광 필름은, 그의 사용 형태에 따라 원하는 크기로 잘라내어, 편광판으로서 이용할 수 있다. 잘라낼 때에는, 장척의 필름의 폭 방향에 대하여, 수직 또는 평행한 방향을 따라 잘라내는 것이 바람직하다. 이들 광학 필름 및 편광판은, 예를 들면 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 적용할 수 있다.
이와 같은 액정 표시 장치는, 상기의 광학 필름 또는 편광판을 구비한다. 액정 표시 장치의 구체예로서는, 액정의 배향을 전압의 조정으로 변화시킬 수 있는 액정 패널과, 그것을 끼우도록 배치되는 편광판을 구비하는 것을 들 수 있다. 또한, 연신 필름으로부터 잘라낸 광학 필름은, 예를 들면, 광학 보상, 편광 변환 등을 위해서 액정 표시 장치에 설치할 수 있다.
또한, 액정 표시 장치는, 통상, 액정 패널에 대하여 표시면과는 반대측에, 액정 패널에 광을 보내 주기 위한 부재를 구비한다. 이와 같은 부재로서는, 반사형 액정 표시 장치에서는 반사판을 들 수 있고, 투과형 액정 표시 장치에서는 백 라이트 장치를 들 수 있다. 또한, 백 라이트 장치로서는, 예를 들면, 냉음극관, 수은 평면 램프, 발광 다이오드, EL 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 반사형 표시 방식의 액정 패널을 구비하는 반사형 액정 표시 장치가 바람직하다.
액정 패널은, 그의 표시 모드에 의해 특별히 제한되지 않는다. 액정 패널의 표시 모드로서는, 예를 들면, 인-플레인 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, 옵티칼 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등을 들 수 있다.
액정 표시 장치를 제조할 때, 통상은, 전술한 편광판을 액정 패널에 첩합한다. 이때, 장척의 편광 필름을 원하는 형상으로 잘라내어 얻어진 편광판을 액정 패널과 첩합해도 되고, 장척의 편광 필름을 액정 패널과 첩합하고 나서 그 편광 필름을 액정 패널에 맞추어 잘라내어도 된다. 전술한 장척의 연신 필름을 이용하여 제조되는 편광 필름은, 액정 패널에 첩합하기 위해서 잘라낼 때에, 그의 폭 방향에 평행 또는 수직으로 잘라내는 것이 가능하므로, 제조 효율이 양호하다.
액정 표시 장치는, 상기의 액정 패널, 편광판 및 광학 필름 이외에도, 임의의 부재를 구비할 수 있다. 임의의 부재로서는, 프리즘 어레이 시트, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 휘도 향상 필름 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구의 범위 및 그의 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, 양을 나타내는 「부」 및 「%」는, 달리 부정하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 달리 부정하지 않는 한, 상온 및 상압의 조건에서 행했다.
[평가 방법]
(1. 필름의 평균 면내 리타데이션의 측정 방법)
위상차계(오지계측사제 「KOBRA-21ADH」)를 이용하여, 필름의 폭 방향으로 50mm 간격의 복수의 지점에서 면내 리타데이션을 측정했다. 이들 지점에서의 면내 리타데이션의 평균값을 계산하여, 이 평균값을 당해 필름의 평균 면내 리타데이션으로 했다. 이때, 측정 파장은 590nm로 했다.
(2. 필름의 평균 NZ 계수의 측정 방법)
위상차계(오지계측사제 「KOBRA-21ADH」)를 이용하여, 필름의 폭 방향으로 50mm 간격의 복수의 지점에서 NZ 계수를 측정했다. 이들 지점에서의 NZ 계수의 평균값을 계산하여, 이 평균값을 당해 필름의 평균 NZ 계수로 했다. 이때, 측정 파장은 590nm로 했다.
(3. 필름의 평균 배향각의 측정 방법)
편광 현미경(올림푸스사제 「BX51」)을 이용하여, 필름의 폭 방향으로 50mm 간격의 복수의 지점에서 면내의 지상축을 관찰하여, 지상축과 필름의 폭 방향이 이루는 배향각을 측정했다. 이들 지점에서의 배향각의 평균값을 계산하여, 이 평균값을 당해 필름의 평균 배향각으로 했다.
(4. 필름의 치수 변화율의 측정 방법)
장척의 필름으로부터, 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 필름의 폭 방향 X 또는 세로 방향 Y에 평행한 변을 갖는 정방형의 시험편(300)을 잘라냈다. 이때, 시험편(300)의 한 변의 길이는 120mm로 했다. 또한, 시험편(300)은 연신 필름의 폭 방향의 중앙부 및 양단부로부터 각각 1매씩, 합계 3매 잘라냈다. 잘라낸 시험편(300)의 정점(310, 320, 330 및 340)의 근방에 있어서, 그 정점에서 이웃하는 2변으로부터의 거리가 10mm가 되는 4개의 표점 PA, PB, PC 및 PD를 마련했다. 이때, PA와 PB의 거리, PA와 PC의 거리, PB와 PD의 거리, 및 PC와 PD의 거리는, 모두 100mm가 되어 있었다.
이 시험편(300)을 100℃의 환경 하에서 1시간 유지했다.
그 후, 폭 방향 X로 나열된 표점 PA와 PB 사이의 거리 DAB를 측정하여, 보존 전의 거리(100mm)로부터의 변위 ΔDAB를 구했다. 또한, 폭 방향 X로 나열된 표점 PC와 PD 사이의 거리 DCD를 측정하여, 보존 전의 거리(100mm)로부터의 변위 ΔDCD를 구했다. 여기에서, ΔDAB=100mm-DAB이며, 또한, ΔDCD=100mm-DCD이다.
이들 변위 ΔDAB 및 변위 ΔDCD로부터, 하기 식에 의해, 각 시험편의 치수 변화율 ΔLtd를 계산했다. 여기에서, 변위 ΔDAB 및 변위 ΔDCD의 단위는 밀리미터이다.
ΔLtd = {(ΔDAB/100)+(ΔDCD/100)}/2×100(%)
그리고, 중앙부 및 양단부의 시험편의 치수 변화율 ΔLtd의 평균값을 계산하여, 그 평균값을 연신 필름의 치수 변화율로 했다.
이때, 표점 PA, PB, PC 및 PD 사이의 거리의 측정에는, 만능 투영기(Nikon사제 「V-12B」)를 사용했다.
(5. 반송성의 평가 방법)
필름의 반송성의 평가는, 필름을 육안으로 관찰하여, 주름의 유무를 판정하는 것에 의해 행했다. 주름이 관찰되지 않았던 것은 「양호」, 주름이 관찰된 것은 「불량」으로 했다.
(6. 중합체의 분자량의 측정 방법)
중합체의 중량 평균 분자량(Mw)과 수 평균 분자량(Mn)은, 사이클로헥세인을 용리액으로 하는 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의한 표준 폴리아이소프렌 환산값으로서 40℃에서 측정했다.
측정 장치로서는, 도소사제의 HLC8120GPC를 이용했다.
표준 폴리아이소프렌으로서는, 도소사제의 표준 폴리아이소프렌 중, 중량 평균 분자량 Mw=602, 1390, 3920, 8050, 13800, 22700, 58800, 71300, 109000, 및 280000의 합계 10점을 이용했다.
샘플은, 샘플 농도 4mg/ml가 되도록, 40℃에서 측정 시료를 사이클로헥세인에 가열 용해시켜 조제했다.
측정은, 컬럼으로서 도소사제의 TSKgel G5000HXL, TSKgel G4000HXL, 및 TSKgel G2000HXL의 합계 3개를 직렬로 연결해서 이용하여, 유속 1.0ml/분, 샘플 주입량 100μml, 컬럼 온도 40℃의 조건에서 행했다.
(7. 중합체의 유리 전이 온도(Tg)의 측정 방법)
중합체의 유리 전이 온도 Tg는, 시차 주사 열량 분석계를 이용하여, JIS K6911에 기초하여 측정했다.
(8. 중합체의 수소첨가율의 측정 방법)
중합체의 수소첨가율은, 용매로서 중클로로폼/사염화탄소의 혼합 용액(중클로로폼/사염화탄소=1/1 중량비)을 이용하여, 1H-NMR 스펙트럼에 의해 측정했다.
[제조예 1]
(개환 중합)
이하의 설명에 있어서, 달리 부정하지 않는 한, 「DCP」란 트라이사이클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔을 나타내고, 「TCD」란 테트라사이클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔을 나타내고, 「MTF」란 테트라사이클로[9.2.1.02,10.03,8]테트라데카-3,5,7,12-테트라엔을 나타낸다.
질소로 치환한 반응기에, DCP와 TCD와 MTF의 혼합물(DCP/TCD/MTF=55/40/5 중량비) 7부, 및 사이클로헥세인 1600부를 가했다. 상기의 DCP, TCD 및 MTF의 혼합물의 양은, 중합에 사용하는 모노머 전량에 대해서 중량 1%이다. 추가로, 반응기에 트라이-i-뷰틸알루미늄 0.55부, 아이소뷰틸알코올 0.21부, 반응 조정제로서 다이아이소프로필에터 0.84부, 및 분자량 조절제로서 1-헥센 3.24부를 첨가했다. 여기에, 사이클로헥세인에 용해시킨 0.65%의 육염화텅스텐 용액 24.1부를 첨가하여, 55℃에서 10분간 교반했다. 다음으로, 반응계를 55℃로 유지하면서, DCP와 TCD와 MTF의 혼합물(DCP/TCD/MTF=55/40/5 중량비) 693부와, 사이클로헥세인에 용해시킨 0.65%의 육염화텅스텐 용액 48.9부를, 각각 계 내에 150분에 걸쳐 연속적으로 적하했다. 그 후, 30분간 반응을 계속하고, 중합을 종료했다. 이에 의해, 사이클로헥세인 중에 개환 중합체를 포함하는 개환 중합 반응액을 얻었다.
중합 종료 후, 가스 크로마토그래피에 의해 측정한 모노머의 중합 전화율은 중합 종료 시에 100%였다.
(수소첨가)
얻어진 개환 중합 반응액을 내압성의 수소화 반응기로 이송하고, 규조토 담지 니켈 촉매(닛키화학사제, 제품명 「T8400RL」, 니켈 담지율 57%) 1.4부 및 사이클로헥세인 167부를 가하여, 180℃, 수소압 4.6MPa에서 6시간 반응시켰다. 이 수소첨가 반응에 의해, 개환 중합체의 수소첨가물을 포함하는 반응 용액을 얻었다. 이 반응 용액을, 라디오라이트 ＃500을 여과상(床)으로 하여, 압력 0.25MPa에서 가압 여과(이시카와지마하리마중공사제, 제품명 「푼다 필터」)해서 수소화 촉매를 제거하여, 무색 투명한 용액을 얻었다.
다음으로 상기 수소첨가물 100부당 0.5부의 산화 방지제(펜타에리트리톨 테트라키스[3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 지바 스페셜티 케미컬즈사제, 제품명 「일가녹스 1010」)를, 얻어진 용액에 첨가하여 용해시켰다. 다음으로, 제타플러스 필터 30H(큐노필터사제, 공경 0.5μm∼1μm)로 순차 여과하고, 별도의 금속 파이버제 필터(니치다이사제, 공경 0. 4μm)로 더 여과하여, 미소한 고형분을 제거했다. 개환 중합체의 수소첨가물의 수소첨가율은 99.9%였다.
다음으로, 상기의 여과에 의해 얻어진 용액을, 원통형 농축 건조기(히타치제작소사제)를 이용하여, 온도 270℃, 압력 1kPa 이하에서 처리하는 것에 의해, 용액으로부터, 용매인 사이클로헥세인 및 그 밖의 휘발성 성분을 제거했다. 그리고, 농축기에 직결된 다이로부터, 용액에 포함되어 있던 고형분을 용융 상태로 스트랜드상으로 압출하여, 냉각 후, 개환 중합체의 수소첨가물의 펠렛을 얻었다. 펠렛을 구성하는 개환 중합체의 수소첨가물의 중량 평균 분자량(Mw)은 38,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.5, 유리 전이 온도 Tg는 129℃였다.
[실시예 1]
(장척의 수지 필름의 제조)
지환식 구조를 갖는 중합체 수지로서, 제조예 1에서 얻어진 개환 중합체의 수소첨가물의 펠렛을 준비하고, 100℃에서 5시간 건조했다. 이 펠렛을 압출기에 공급하고, 압출기 내에서 용융시켜, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐 T 다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출했다. 압출된 수지는 캐스팅 드럼 상에서 냉각되어 경화되어, 두께 100μm의 장척의 연신전 필름이 얻어졌다. 이 연신전 필름을 권취하여, 조출 롤을 얻었다.
(제 1 공정)
도 1에 나타내는 바와 같이, 조출 롤(10)로부터 장척의 연신전 필름(20)을 조출하고, 전술한 실시형태에서 설명한 구조를 갖는 텐터 연신기(100)에 공급하고, 표 1에 나타내는 조건에서 경사 방향으로 연신하여, 중간 필름(30)을 얻었다. 얻어진 중간 필름(30)은 권취하여 롤(40)로서 회수했다. 이때, 조출 롤(10)로부터의 연신전 필름(20)의 조출 방향 D20과 중간 필름(30)의 권취 방향 D30이 이루는 조출 각도 φ는 25°로 설정했다. 얻어진 중간 필름(30)의 일부를 이용하여, 그의 평균 면내 리타데이션 Re1 및 평균 배향각을 측정했다.
(제 2 공정)
제 1 공정에서 얻어진 중간 필름을, 표 1에 나타내는 조건에서, 흐름 방향으로 자유 일축 연신하여, 연신 필름을 얻었다. 이 연신 필름의 폭 방향의 양단 150mm를 트리밍하는 것에 의해, 폭 1330mm의 장척의 연신 필름을 얻었다. 이 연신 필름을 이용하여, 그의 평균 면내 리타데이션 Re2, 평균 배향각, 평균 NZ 계수, 치수 변화율 및 반송성을 평가했다.
[실시예 2∼5 및 비교예 1∼4]
경사 방향으로의 연신과 흐름 방향으로의 연신의 순번, 연신 배율, 및 연신 온도를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 장척의 중간 필름 및 연신 필름의 제조 및 평가를 행했다.
[결과]
실시예 및 비교예의 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, Re는 평균 면내 리타데이션을 나타낸다. 또한, 표 1의 연신 방향의 항에 있어서, 「경사」란, 연신 방향이 경사 방향인 것을 나타내고, 「세로」란, 연신 방향이 흐름 방향인 것을 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서, 제 1 공정의 난에 기재된 평균 면내 리타데이션 Re 및 평균 배향각은, 제 1 공정에서 얻어진 장척의 중간 필름에 대해 측정한 결과를 나타낸다. 또한, 제 2 공정의 난에 기재된 평균 면내 리타데이션 Re, 평균 배향각, 평균 NZ 계수, 치수 변화율 및 반송성은, 제 2 공정에서 얻어진 장척의 연신 필름에 대해 측정한 결과를 나타낸다.
Figure pct00001
[검토]
표 1로부터, 경사 방향으로의 연신 및 흐름 방향으로의 자유 일축 연신을 이 순서로 행하는 것과, 경사 방향으로의 연신 배율 B1을 흐름 방향으로의 연신 배율 B2보다 크게 하는 것을 조합하는 것에 의해, 경사 방향에 지상축을 갖고, 또한, NZ 계수가 높은 연신 필름을 제조할 수 있다는 것이 확인되었다.
10: 조출 롤
20: 연신전 필름
21 및 22: 연신전 필름의 폭 방향의 단부
30: 중간 필름
31 및 32: 중간 필름의 폭 방향의 단부
40: 롤
50: 연신 필름
60: 롤
100: 텐터 장치
110R 및 110L: 파지자
120R 및 120L: 가이드 레일
130: 텐터 장치의 입구부
140: 텐터 장치의 출구부
150: 텐터 장치의 연신 존
200: 롤 연신기
210: 상류 롤
220: 하류 롤
300: 시험편
310, 320, 330 및 340: 시험편의 정점

Claims (8)

  1. (a) 장척의 연신전 필름을 연신 배율 B1로 경사 방향으로 연신하여, 장척의 중간 필름을 얻는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정 후에, (b) 상기 중간 필름을 연속적으로 반송하면서 연신 배율 B2로 흐름 방향으로 자유 일축 연신하여, 장척의 연신 필름을 얻는 제 2 공정을 갖고,
    연신 배율이 B1>B2를 만족하는, 연신 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연신 필름의 평균 NZ 계수가 2.0∼3.0인, 연신 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 공정의 연신 배율 B1이 1.5배∼4.0배이며,
    상기 제 2 공정의 연신 배율 B2가 1.1배∼2.0배인, 연신 필름의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 필름이, 그의 폭 방향에 대하여 평균으로 10°∼35°의 범위에 지상축을 갖고, 또한,
    상기 연신 필름이, 그의 폭 방향에 대하여 평균으로 10°∼80°의 범위에 지상축을 갖는, 연신 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 공정의 연신 온도 T1과 상기 제 2 공정의 연신 온도 T2가 T1-5℃<T2<T1+5℃를 만족하는, 연신 필름의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 필름의 평균 면내 리타데이션 Re1이 300nm 이상이며,
    상기 연신 필름의 평균 면내 리타데이션 Re2가 100nm∼200nm인, 연신 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 얻어지는 연신 필름과, 장척의 편광자를 구비하는, 장척의 편광 필름.
  8. 제 7 항에 기재된 장척의 편광 필름으로부터 잘라내진 편광판을 구비하는, 액정 표시 장치.
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