位相差フィルムの製造方法及び位相差フィルム
【課題】 高いレターデーション値と幅方向に均一なレターデーション値を有する二軸性位相差フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】 実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを幅方向に拡幅しながら一軸延伸する際、拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸する。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【解決手段】 実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを幅方向に拡幅しながら一軸延伸する際、拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸する。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等に使用される位相差フィルムの製造方法及び位相差フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラウン管方式のＣＲＴに代わり、液晶表示装置が多く用いられるようになってきている。液晶表示装置は液晶分子のもつ電気光学特性を利用して表示を実現するものであるが、液晶には本来光学異方性があるため、複屈折性に起因する光学的な歪や、視覚方向による変調のため表示が着色するなどの視野角依存性が生じる。このような欠点を解消するために位相差板が光学補償フィルムとして広く採用されており、一般に５５０ｎｍの光線の入光の際のレターデーション（位相差）値が５０〜８００ｎｍの範囲のものが使用されている。
【０００３】
一方、液晶表示装置の表示品質は著しく向上しており、特に、液晶テレビやモニターといった大画面用途においては広視野角と高コントラストといった特徴を持つ垂直配向型液晶（一般にＶＡ液晶と呼ばれる）が主流となりつつある。
【０００４】
しかし、この液晶はその名の通り液晶が垂直に配向しているため、そこを通過した光を補償するには屈折率楕円体が縦に短いもの、一般的に負アンパンと呼ばれる二軸性を持つ必要がある。ここでの位相差フィルムとは、具体的にはＮｚ係数が１．５以上のものを指す。
【０００５】
従来からこのような二軸性位相差フィルムの製造方法は種々提案されてきているが、縦一軸延伸のみや横一軸延伸のみによる方法では満足できる品位を有する位相差フィルムが得られないこと、更に製造効率を重視する観点から、熱可塑性樹脂フィルムを縦延伸した後に横延伸をする逐次二軸延伸法が主流となっている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００６】
特に、上記横一軸延伸方法としては、熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部を複数対のクリップで把持し、熱可塑性樹脂フィルムの両側に次第に拡幅するように設置された２本のレール上を前記クリップを走行させることにより、熱可塑性樹脂の分子主鎖を幅方向に配向させるテンター横一軸延伸方法が汎用されているが、この方法には、フィルムの全幅にわたって均一な延伸ができないという問題点が知られている。
【０００７】
即ち、フィルムを加熱延伸する際、フィルム幅方向に配置されたノズルから噴出される熱風は、幅方向に不均一な温度分布を取る。つまり、ノズル中央部は高いが端部になるほど低くなる。従って、加熱されたフィルムの材料温度は中央が高く端部は低くなるため、フィルム拡幅開始直後よりフィルム中央部分が優先的に延伸され、端部の延伸は遅延する。このため、拡幅終了時には幅方向の任意部分において、各々実質延伸倍率が異なる不均一延伸となる結果、幅方向において中央部と端部では異なるレターデーションが発現し、フィルム面内に不均一な光学特性を有することになり、十分な光学補償性能を発揮することができない。
【０００８】
熱風温度を幅方向に均一に制御する手法として、主に延伸炉内への熱風整流板の設置、熱源からの熱風流路の多様化、ノズル形状や取付け位置の工夫など、主に加熱設備面での対応が多くなされているが、高い温度精度を要求される位相差フィルムの延伸工程においては必ずしも十分とはいえない。（例えば、特許文献２参照。）
【０００９】
このように、フィルムの幅方向において不安定かつ不均一な温度分布が不可避であるテンター横一軸延伸法において、均一なレターデーションを有し、高い光学補償精度を有する光学的に二軸性を示す延伸フィルムを得ることは困難であった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１４８４３８号公報（特に、従来技術の欄）
【特許文献２】特開平５−９６６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、面内及び厚み方向レターデーションが均一であり、液晶表示装置に組み込んだ場合に面内で実質的な表示ムラが発生しない位相差フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の位相差フィルムの製造方法は、実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部をテンタークリップにより把持し、幅方向に拡幅しながら一軸延伸する、二軸性を有する位相差フィルムの製造方法であって、拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸することを特徴とする。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【００１３】
本発明で使用される非晶性熱可塑性樹脂とは、透明性、耐熱性及び液晶とのマッチング性に優れ、固有複屈折率が低く、光弾性係数が小さい等、光学部材として好適な特性を具備し、かつ実質的に結晶性を有しない樹脂であれば特に限定されない。例えば、主鎖あるいは側鎖に脂環式炭化水素構造を有する環状オレフィン系樹脂や、マレイミド構造を有するマレイミド系樹脂が特に好適に用いられる。
【００１４】
上記環状オレフィン系樹脂の一種であるノルボルネン系樹脂は、従来より光学用材料として検討されている樹脂であって、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体、ノルボルネン系モノマー同士の付加共重合体及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらノルボルネン系樹脂は単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。また、ノルボルネン系樹脂のうち、必然的に分子内に炭素−炭素不飽和二重結合が残留する開環（共）重合体或いは使用するモノマー種によっては分子内に炭素−炭素不飽和二重結合が残留する付加（共）重合体を採用する場合は、耐候性の観点から水素添加によって飽和されていることが望ましい。
【００１５】
上記ノルボルネン系樹脂を構成するノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を有するモノマーであれば、特に限定されず、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の２環体；ジシクロペンタジエン、ジヒドロキシペンタジエン等の３環体；テトラシクロドデセン等の４環体；シクロペンタジエン３量体等の５環体、テトラシクロペンタジエン等の７環体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等の置換体；更に、これらのエステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン基、アルコキシカルボニル基、ピリジル基、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、無水酸基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の炭素及び水素以外の元素を含有する基、所謂極性基を有する置換体等が挙げられる。
【００１６】
これらのノルボルネン系モノマーの中で、入手が容易であり、反応性に優れ、得られる位相差フィルムの耐熱性が優れたものとなるので、３環体以上の多環ノルボルネン系モノマーが好ましく、３環体、４環体及び５環体のノルボルネン系モノマーがより好ましい。なお、ノルボルネン系モノマーは単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００１７】
上記α−オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン等が挙げられ、共重合性の高い炭素数が２〜１０のα−オレフィン系モノマーが好ましく、より好ましくはエチレンである。他のα−オレフィン系モノマーをノルボルネン系モノマーと共重合させる場合もエチレンが存在すると共重合性が高くなるので好ましい。
【００１８】
上記ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体は、公知の開環重合反応に従って得ることができ、例えば、ノルボルネン系モノマーをルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等の金属のハロゲン化物、硝酸もしくはアセチルアセトン化合物と、還元剤とからなる触媒系、又は、チタン、タングステン、モリブデン等の金属のハロゲン化物もしくはアセチルアセトン化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒系等を用いて、溶媒中又は無溶媒で、通常、−５０℃〜１００℃の重合温度、０〜５ＭＰａ／ｃｍ2 の重合圧力で反応させて得られる。
【００１９】
上記ノルボルネン系モノマー同士の付加重合体或いはノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体は公知の付加重合反応に従って得ることができ、例えば、これらのモノマーを溶媒中又は無溶媒で、バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物、好ましくは、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物とからなる触媒系の存在下で、通常、−５０℃〜１００℃の重合温度、０〜５ＭＰａ／ｃｍ2 の重合圧力で反応させることで得られる。
【００２０】
上記ノルボルネン系樹脂の数平均分子量は、小さくなると得られた位相差フィルムの機械的強度が低下し、大きくなるとフィルムの成形性に支障を来すことがあるので、テトラヒドロフラン溶媒又はシクロヘキサン溶媒によるゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定して、５０００〜５００００が好ましく、より好ましくは８０００〜３００００である。
【００２１】
上記ノルボルネン系樹脂は、例えば、日本ゼオン社より商品名「ゼオノア」シリーズ、ＪＳＲ社より商品名「アートン」シリーズ、三井化学社より商品名「アペル」シリーズ、チコナ（ＴＩＣＯＮＡ）社より商品名「トパス（ＴＯＰＡＳ）」シリーズ等として上市されている。
【００２２】
上記マレイミド系樹脂も、従来より光学用途材料に検討されている樹脂であって、例えば、下記構成成分（１）と構成成分（２）からなるマレイミド−オレフィン共重合体が挙げられ、マレイミド類とオレフィン類とのラジカル共重合反応により得ることができる。
【００２３】
【化１】
【００２４】
【化２】
【００２５】
構成成分（１）を与える化合物としては、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−ｉ−プロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｉ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ペンチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド等のマレイミド類が例示され、耐熱性、機械特性及び透明性の点から特にＮ−メチルマレイミドが好ましい。更に、これら化合物は１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２６】
構成成分（２）を与える化合物としては、イソブテン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ヘキセン等のオレフィン類が例示でき、このうち耐熱性、機械特性及び透明性の点から特にイソブテンが好ましい。また、これら化合物は１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。構成成分（１）の含有量は共重合体全体の４０〜６０モル％が好ましく、４５〜５５モル％がより好ましい。
【００２７】
これらモノマーの重合には公知の重合方法、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、又は乳化重合法のいずれもが採用可能である。得られるフィルムの透明性、色調の点から特に沈殿重合法が好ましい。
【００２８】
上述のマレイミド−オレフィン共重合体は、無水マレイン酸とオレフィン類との共重合により得られる樹脂をアンモニア又はアルキルアミンを用いて、後アミド化することによっても得ることができる。
【００２９】
上記マレイミド系樹脂の重量平均分子量は特に制限されないが、シート成形性や延伸性及び得られたフィルムの位相差補償フィルムとしての品位を勘案すると、より好ましくは１０００〜５０００００程度である。
【００３０】
上記非晶性熱可塑性樹脂には、位相差フィルムの機能を低下させない範囲で、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系、アクリロニトリル系等の紫外線吸収剤；フェノール系、リン系などの酸化防止剤；ラクトン系、フェノール系などの熱劣化防止剤；脂肪族アルコールのエステル系、多価アルコールの部分エステル系、部分エーテル系などの滑剤；アミン系などの帯電防止剤等が添加されてもよい。
【００３１】
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムの平均厚みは、薄いと位相差を発現しにくくなり、厚くなると液晶表示装置に使用する場合、液晶パネルの厚みが厚くなるので、一般に３０〜２００μｍが好ましく、より好ましくは４０〜１５０μｍである。
【００３２】
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、例えば、非晶性熱可塑性樹脂を押出機に供給して溶融、混練し、押出機の先端に取り付けられた金型から薄膜状に押出して成膜する溶融押出法、非晶性熱可塑性樹脂を有機溶媒に溶解した溶液をドラム、無端ベルト等の上に流延した後、有機溶媒を蒸発させて成膜する溶液流延法等従来公知の任意の成形法が採用されればよい。
【００３３】
なお、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの厚みが８０μｍ以上の場合には、溶液流延法では有機溶媒を充分に蒸発、除去することが困難になるので、溶融押出法で製造するのが好ましい。
【００３４】
本発明の位相差フィルムの製造方法においては、上記実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを、テンターにより幅方向に一軸延伸（以下、単に横一軸延伸という。）する。
【００３５】
上記テンターによる横一軸延伸は、従来公知の任意の横一軸テンター延伸法が採用されればよく、例えば、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの幅方向の両端部をテンタークリップで把持し、テンタークリップの幅方向の間隔を次第に離間させることにより、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを幅方向に拡幅、延伸する方法が挙げられる。
【００３６】
そして、この横一軸テンター延伸法は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸可能なフィルム温度まで加熱する予熱工程、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを幅方向に拡幅、延伸する延伸工程、延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムのボウイングを低減し、配向を揃える熱緩和工程及び非晶性熱可塑性樹脂の配向を固定する冷却工程からなるのが好ましい。
【００３７】
予熱工程においては、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸可能な温度付近まで加熱するのであり、延伸工程で設定された延伸温度付近まで加熱すればよい。
【００３８】
上記延伸工程においては、シート拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸する。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【００３９】
即ち、拡幅開始直後においては、高い歪み速度を与えながらフィルムを拡幅延伸し、拡幅終了直前に、歪み速度が最小になるように横一軸延伸するのである。フィルム幅が狭い拡幅開始直後では、幅方向に材料が均一加熱された状態であり、この延伸工程初期に高い歪み速度を与えてフィルムを幅方向に短時間で大きく拡幅することにより、中央部ないしは端部を問わず、全幅において実質延伸倍率が等しくかつ大きな均一延伸を実施することが可能となり、高いレターデーションをフィルム幅方向に均一に発現させることができる。
【００４０】
一方、拡幅終了直前の歪み速度を小さくし、延伸前半部の高歪み領域と次工程の熱緩和領域の間に低歪み領域を設けることにより、光軸ズレの原因となる分子配向の湾曲現象、所謂ボウイングを制御することが容易になる。これに対して、高歪み領域と熱緩和領域を連続して配置すると、高歪み変形により生じるフィルム入口側への逆張力と熱緩和処理効果が競争し、フィルムの分子配向は著しく変動する。その結果、フィルム出口側に向かって分子配向が膨らむ所謂逆ボウイングを修正するために実施される熱緩和処理が過剰効果となり、入口側に配向が膨らんだ所謂正ボウイング状態になってしまい、光軸はフィルム幅方向に対し平行にならない。しかしながら、両領域間に低歪み領域を設けることによって、入口側への逆張力は小さくなり、熱緩和工程におけるボウイング修正作用は比較的緩慢になって、光軸を幅方向に平行に制御することができる。
【００４１】
更に、歪み速度を上記式の範囲に設定することによって、面内及び厚み方向レターデーションを均一にし、高い光学補償性能を確保することができる。延伸前半部の歪み速度を上記範囲より小さくすると、幅方向に均一な面内レターデーションが得られる反面、厚み方向レターデーションのバラツキが大きくなってその均一性は損なわれる。一方、延伸前半部の歪み速度を大きくすると、厚み方向レターデーションバラツキは小さくなりその均一性は確保されるが、幅方向における面内レターデーションの均一性は逆に損なわれ、更には延伸後半部の低歪み領域が実質的に熱緩和領域と同様の作用を有するようになり、結果として上記ボウイング制御が困難となる。面内及び厚み方向レターデーションの不均一は、いずれにおいても位相差フィルムとしての価値を損なうことになるが、延伸歪み速度を上記式の範囲に設定することで、面内及び厚み方向レターデーションのバラツキが共に小さく均衡し、幅方向に均一な光学補償性能を有する位相差フィルムを得ることが可能になる。従って、液晶パネルに積層しても表示むらがなく、安定した画像表示を得ることができる。
【００４２】
また、上記延伸工程における歪み速度は全延伸領域において５０％／分以上が好ましい。歪み速度が小さくなるとレターデーションの発現性が低下する一方、あまり速くすると非晶性熱可塑性樹脂フィルムが切断したり、テンタークリップが外れたりするので、より好ましくは２００〜１０００％／分である。また、高い歪み速度で延伸を実施することにより、レール開き角度を大きく取り、延伸ゾーンの炉長を極力短くすることが可能となる。
【００４３】
上記延伸工程中の拡幅領域における非晶性熱可塑性樹脂フィルムの温度は、低いと、延伸時にフィルムが切断したり、テンタークリップが掴み外れたりすることがあり、逆に高くなりすぎると、配向緩和が優先して所望のレターデーション値が得られないことがあるので、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、Ｔｇ〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ＋２℃〜Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。なお、Ｔｇは示差走査熱量計（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名「ＤＳＣ２９２０ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ＤＳＣ」）を用い、以下の温度プログラム条件において、最終昇温時のガラス転移 温度を本発明のガラス転移温度として測定した。
【００４４】
（温度プログラム条件）
室温から５０℃までを１０℃／分で昇温して５分間等温保持、５０℃から２００℃までを１０℃／分で昇温して２００℃で５分間保持、２００℃から−５０℃までを１０℃／分で降温して−５０℃で５分間保持、−５０℃から２００℃までを１０℃／分で昇温して２００分で５分間保持。
【００４５】
本発明において、拡幅開始から終了までの延伸時間は１０〜１００秒が好ましく、より好ましくは２０〜６０秒である。低歪み領域の通過時間をこの範囲に設定することにより、熱緩和による位相差の著しい低下を伴うことなく、拡幅工程において生じるボウイングを修正することができる。これより長くなると熱緩和によるレターデーション低下が著しくなり、短くなると顕著なボウイング現象により、光軸をフィルム幅方向に対して平行となるように制御できず、更にはフィルムが切断したり、テンタークリップが外れたりするなど、延伸工程におけるフィルム走行安定性を損なうことになる。
【００４６】
本発明における延伸倍率は、得られる位相差フィルムの補償位相差量によって適宜決定されればよいが、延伸倍率が低いと配向方向が均一に揃わないことがあり、逆に高過ぎるとフィルムの中央部が弛み、レターデーション値が幅方向でばらついたり、主配向軸や厚みが不均一になったりするので、１．２〜２．５倍が好ましく、より好ましくは１．５〜２．０倍である。
【００４７】
上記熱緩和工程は、延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムのボウイングを低減し、配向をフィルム幅方向に平行に揃えるための工程であり、この工程の温度が高過ぎると、レターデーション値が低下するので、この工程の温度はＴｇ〜Ｔｇ＋１０℃であって、上記延伸温度より低い温度であることが好ましい。
【００４８】
上記冷却工程は、延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムを急冷することにより、延伸フィルムに形成されたポリマー分子の配向を固定するための工程であり、この工程の温度はＴｇ−５℃〜Ｔｇ−５０℃が好ましい。
【００４９】
叙上のような構成とされた本発明の製造方法により製せられた位相差フィルムは、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における面内レターデーションＲｅのバラツキが容易に６ｎｍ以下に制御されたものとすることができる。
【００５０】
上記範囲内に面内レターデーションＲｅのバラツキが制御され、フィルムの位相差が均一な分布となされることによって、該位相差フィルムを液晶パネルに積層すると表示むらのない安定した画像表示を得ることができる。
【００５１】
また、本発明の製造方法によれば、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における厚さ方向のレターデーションＲｔｈのバラツキも容易に１０ｎｍ以下に制御された位相差フィルムが得られる。
【００５２】
面内位相差と同様に、上記範囲内に厚み方向レターデーションＲｔｈの変動が制御できることで、該位相差フィルムを液晶パネルに積層しても表示むらがなく、特に大画面用途において使用されるＶＡ型液晶パネルに適用することによって、ＶＡ液晶が本来有する広視野角と高コントラストといった特徴を効果的に高めることが可能となる。
【００５３】
本発明の製造方法で得られた位相差フィルムは、面内のレターデーションＲｅが５０ｎｍ以上であることが好ましい。レターデーションＲｅ の値が小さくなると、液晶パネルに積層した際に、液晶を通過する際の複屈折を補償しきれず、位相差補償フィルムとしての商品価値が低下するので、レターデーションＲｅ の値は上記範囲が好ましい。
【００５４】
更に、本発明の製造方法で得られた位相差フィルムのＮｚ係数は、１．５以上であることが好ましい。Ｎｚ係数がこれを下回ると、液晶パネルに積層した際に、複屈折性に起因する光学歪や、視覚方向による画像品位変調などの視野角依存性を補償しきれず、位相差フィルムとしての商品価値が低下する。
【００５５】
本発明の位相差フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂分子主鎖のフィルム面内における配向方向である遅相軸のフィルム幅方向に対するずれ角度θ（°）が±１°以内であることが好ましく、±０．５°以内であることがより好ましい。ずれ角度θが上記範囲内となることによりフィルム全面で光軸が均一化するので、他部材との貼り合わせ角度が安定し、特に、画面サイズの大きな液晶パネルに積層した場合に顕著な効果を奏し、画面全体にむらのない高品位の画像を得ることができる。
【００５６】
本発明の位相差フィルムの平均厚みについては特に制限されるものではないが、所望のレターデーション発現性を損わず、一定の機械的強度を有するとともに、液晶表示装置に搭載される際に重視される部材の軽薄化に鑑みれば、３０〜１００μｍであることが好ましく、４０〜７０μｍがより好ましい。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の構成は上述の通りであり、本発明により幅方向に均一なレターデーションを有する位相差フィルムを得ることができる。また、得られた位相差フィルムを液晶表示装置に使用すると、液晶物質の複屈折を効果的に補償して表示ムラを解消するとともに、コントラストが良好で視角特性に優れた高品位な液晶表示画像を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施例について説明するが、下記の例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５９】
（実施例１〜５、比較例１〜5）
非晶性熱可塑性樹脂であるノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０」、ガラス転移温度Ｔｇ＝１４２℃）をＴダイつき押出機に供給し、溶融温度２３０℃、引取速度２０ｍ／分で冷却ロール上に溶融押出し、フィルム状に連続成膜して塩化ビニル樹脂製コアにロール状に巻き取り、実質的に無配向のノルボルネン系樹脂フィルムを得た。得られたノルボルネン系樹脂フィルムの幅は３００ｍｍ、平均厚みは１００μｍであった。
【００６０】
得られたノルボルネン系樹脂フィルムを連続的に巻き出し、予熱ゾーン、延伸ゾーン、熱緩和ゾーン及び冷却ゾーンを有する横一軸テンター延伸機に１０ｍ／分の速度で供給し、その幅方向両端部をテンタークリップで把持し、幅方向に２．０倍拡幅、延伸して位相差フィルムを得た。
【００６１】
なお、予熱ゾーンの温度は１５０℃に設定して、供給された樹脂フィルムを１５０℃に加熱した後、１４５℃に設定された延伸ゾーンで横一軸延伸し、直ちに熱緩和ゾーンで１４０℃に緩和処理したのち冷却ゾーンで１００℃に冷却した。
【００６２】
拡幅開始後の所定経過時間ｔｆ及びｔｒにノルボルネン系樹脂フィルムの歪み速度を測定して表１に示した。所定経過時間ｔｆにおけるノルボルネン系樹脂フィルムの歪み速度を、拡幅開始点側に近い点の歪み速度Ｖｓｆとし、所定時間ｔｒにおけるノルボルネン系樹脂フィルムの歪み速度を、拡幅終了点側に近い点の歪み速度Ｖｓｒとする。なお、拡幅開始後５秒間及び拡幅終了前５秒間の歪み速度は一定に保持した。
【００６３】
得られた位相差フィルムの幅はテンタークリップ掴み部分を除いて５４０ｍｍであり、平均厚みは４８μｍであった。更に、幅方向中央部８０％長さに相当する中央部４３０ｍｍ幅部分の面内レターデーションＲｅ及び厚み方向レターデーションＲｔｈを測定し、得られたデータより平均値を算出するとともに、最大値と最小値との差を求め、その結果を表１に示した。また、Ｎｚ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５の関係式よりＮｚ係数を求めた。更に、レターデーションの測定点における面内遅相軸方向とフィルム幅方向とがなす角度θを求め、その絶対値の最大値を表１に併せて示した。
【００６４】
なお、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの拡幅延伸時の歪み速度、位相差フィルムの面内レターデーションＲｅ及び厚み方向レターデーションＲｔｈの測定方法は次の通りである。
【００６５】
（歪み速度）
延伸工程において、拡幅開始点におけるクリップレール間距離をＬとし、延伸時間ｔ（分）及びそのｄｔ（分）後、即ち、ｔ＋ｄｔ（分）における、クリップレール間距離をＬｔ 及びＬｔ＋ｄｔ とすると、歪み速度Ｖ（％／分）は下記式で計算できる。
Ｖ＝Ｌｉｍｄｔ→０｛（Ｌｔ＋ｄｔ−Ｌｔ）／ｄｔ｝÷Ｌ×１００
【００６６】
（レターデーションＲｅ，Ｒｔｈ の測定方法）
自動複屈折測定装置（王子計測機器社製、商品名「ＫＯＢＲＡ−ＷＲ」を用いて、位相差フィルムの中央４３０ｍｍ幅部分を、幅方向に１０ｍｍ間隔で測定し、その平均値をレターデーション値とした。
【００６７】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等に使用される位相差フィルムの製造方法及び位相差フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラウン管方式のＣＲＴに代わり、液晶表示装置が多く用いられるようになってきている。液晶表示装置は液晶分子のもつ電気光学特性を利用して表示を実現するものであるが、液晶には本来光学異方性があるため、複屈折性に起因する光学的な歪や、視覚方向による変調のため表示が着色するなどの視野角依存性が生じる。このような欠点を解消するために位相差板が光学補償フィルムとして広く採用されており、一般に５５０ｎｍの光線の入光の際のレターデーション（位相差）値が５０〜８００ｎｍの範囲のものが使用されている。
【０００３】
一方、液晶表示装置の表示品質は著しく向上しており、特に、液晶テレビやモニターといった大画面用途においては広視野角と高コントラストといった特徴を持つ垂直配向型液晶（一般にＶＡ液晶と呼ばれる）が主流となりつつある。
【０００４】
しかし、この液晶はその名の通り液晶が垂直に配向しているため、そこを通過した光を補償するには屈折率楕円体が縦に短いもの、一般的に負アンパンと呼ばれる二軸性を持つ必要がある。ここでの位相差フィルムとは、具体的にはＮｚ係数が１．５以上のものを指す。
【０００５】
従来からこのような二軸性位相差フィルムの製造方法は種々提案されてきているが、縦一軸延伸のみや横一軸延伸のみによる方法では満足できる品位を有する位相差フィルムが得られないこと、更に製造効率を重視する観点から、熱可塑性樹脂フィルムを縦延伸した後に横延伸をする逐次二軸延伸法が主流となっている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００６】
特に、上記横一軸延伸方法としては、熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部を複数対のクリップで把持し、熱可塑性樹脂フィルムの両側に次第に拡幅するように設置された２本のレール上を前記クリップを走行させることにより、熱可塑性樹脂の分子主鎖を幅方向に配向させるテンター横一軸延伸方法が汎用されているが、この方法には、フィルムの全幅にわたって均一な延伸ができないという問題点が知られている。
【０００７】
即ち、フィルムを加熱延伸する際、フィルム幅方向に配置されたノズルから噴出される熱風は、幅方向に不均一な温度分布を取る。つまり、ノズル中央部は高いが端部になるほど低くなる。従って、加熱されたフィルムの材料温度は中央が高く端部は低くなるため、フィルム拡幅開始直後よりフィルム中央部分が優先的に延伸され、端部の延伸は遅延する。このため、拡幅終了時には幅方向の任意部分において、各々実質延伸倍率が異なる不均一延伸となる結果、幅方向において中央部と端部では異なるレターデーションが発現し、フィルム面内に不均一な光学特性を有することになり、十分な光学補償性能を発揮することができない。
【０００８】
熱風温度を幅方向に均一に制御する手法として、主に延伸炉内への熱風整流板の設置、熱源からの熱風流路の多様化、ノズル形状や取付け位置の工夫など、主に加熱設備面での対応が多くなされているが、高い温度精度を要求される位相差フィルムの延伸工程においては必ずしも十分とはいえない。（例えば、特許文献２参照。）
【０００９】
このように、フィルムの幅方向において不安定かつ不均一な温度分布が不可避であるテンター横一軸延伸法において、均一なレターデーションを有し、高い光学補償精度を有する光学的に二軸性を示す延伸フィルムを得ることは困難であった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１４８４３８号公報（特に、従来技術の欄）
【特許文献２】特開平５−９６６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、面内及び厚み方向レターデーションが均一であり、液晶表示装置に組み込んだ場合に面内で実質的な表示ムラが発生しない位相差フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の位相差フィルムの製造方法は、実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部をテンタークリップにより把持し、幅方向に拡幅しながら一軸延伸する、二軸性を有する位相差フィルムの製造方法であって、拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸することを特徴とする。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【００１３】
本発明で使用される非晶性熱可塑性樹脂とは、透明性、耐熱性及び液晶とのマッチング性に優れ、固有複屈折率が低く、光弾性係数が小さい等、光学部材として好適な特性を具備し、かつ実質的に結晶性を有しない樹脂であれば特に限定されない。例えば、主鎖あるいは側鎖に脂環式炭化水素構造を有する環状オレフィン系樹脂や、マレイミド構造を有するマレイミド系樹脂が特に好適に用いられる。
【００１４】
上記環状オレフィン系樹脂の一種であるノルボルネン系樹脂は、従来より光学用材料として検討されている樹脂であって、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体、ノルボルネン系モノマー同士の付加共重合体及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらノルボルネン系樹脂は単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。また、ノルボルネン系樹脂のうち、必然的に分子内に炭素−炭素不飽和二重結合が残留する開環（共）重合体或いは使用するモノマー種によっては分子内に炭素−炭素不飽和二重結合が残留する付加（共）重合体を採用する場合は、耐候性の観点から水素添加によって飽和されていることが望ましい。
【００１５】
上記ノルボルネン系樹脂を構成するノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を有するモノマーであれば、特に限定されず、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の２環体；ジシクロペンタジエン、ジヒドロキシペンタジエン等の３環体；テトラシクロドデセン等の４環体；シクロペンタジエン３量体等の５環体、テトラシクロペンタジエン等の７環体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等の置換体；更に、これらのエステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン基、アルコキシカルボニル基、ピリジル基、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、無水酸基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の炭素及び水素以外の元素を含有する基、所謂極性基を有する置換体等が挙げられる。
【００１６】
これらのノルボルネン系モノマーの中で、入手が容易であり、反応性に優れ、得られる位相差フィルムの耐熱性が優れたものとなるので、３環体以上の多環ノルボルネン系モノマーが好ましく、３環体、４環体及び５環体のノルボルネン系モノマーがより好ましい。なお、ノルボルネン系モノマーは単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００１７】
上記α−オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン等が挙げられ、共重合性の高い炭素数が２〜１０のα−オレフィン系モノマーが好ましく、より好ましくはエチレンである。他のα−オレフィン系モノマーをノルボルネン系モノマーと共重合させる場合もエチレンが存在すると共重合性が高くなるので好ましい。
【００１８】
上記ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体は、公知の開環重合反応に従って得ることができ、例えば、ノルボルネン系モノマーをルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等の金属のハロゲン化物、硝酸もしくはアセチルアセトン化合物と、還元剤とからなる触媒系、又は、チタン、タングステン、モリブデン等の金属のハロゲン化物もしくはアセチルアセトン化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒系等を用いて、溶媒中又は無溶媒で、通常、−５０℃〜１００℃の重合温度、０〜５ＭＰａ／ｃｍ2 の重合圧力で反応させて得られる。
【００１９】
上記ノルボルネン系モノマー同士の付加重合体或いはノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体は公知の付加重合反応に従って得ることができ、例えば、これらのモノマーを溶媒中又は無溶媒で、バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物、好ましくは、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物とからなる触媒系の存在下で、通常、−５０℃〜１００℃の重合温度、０〜５ＭＰａ／ｃｍ2 の重合圧力で反応させることで得られる。
【００２０】
上記ノルボルネン系樹脂の数平均分子量は、小さくなると得られた位相差フィルムの機械的強度が低下し、大きくなるとフィルムの成形性に支障を来すことがあるので、テトラヒドロフラン溶媒又はシクロヘキサン溶媒によるゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定して、５０００〜５００００が好ましく、より好ましくは８０００〜３００００である。
【００２１】
上記ノルボルネン系樹脂は、例えば、日本ゼオン社より商品名「ゼオノア」シリーズ、ＪＳＲ社より商品名「アートン」シリーズ、三井化学社より商品名「アペル」シリーズ、チコナ（ＴＩＣＯＮＡ）社より商品名「トパス（ＴＯＰＡＳ）」シリーズ等として上市されている。
【００２２】
上記マレイミド系樹脂も、従来より光学用途材料に検討されている樹脂であって、例えば、下記構成成分（１）と構成成分（２）からなるマレイミド−オレフィン共重合体が挙げられ、マレイミド類とオレフィン類とのラジカル共重合反応により得ることができる。
【００２３】
【化１】
【００２４】
【化２】
【００２５】
構成成分（１）を与える化合物としては、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−ｉ−プロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｉ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ペンチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド等のマレイミド類が例示され、耐熱性、機械特性及び透明性の点から特にＮ−メチルマレイミドが好ましい。更に、これら化合物は１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２６】
構成成分（２）を与える化合物としては、イソブテン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ヘキセン等のオレフィン類が例示でき、このうち耐熱性、機械特性及び透明性の点から特にイソブテンが好ましい。また、これら化合物は１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。構成成分（１）の含有量は共重合体全体の４０〜６０モル％が好ましく、４５〜５５モル％がより好ましい。
【００２７】
これらモノマーの重合には公知の重合方法、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、又は乳化重合法のいずれもが採用可能である。得られるフィルムの透明性、色調の点から特に沈殿重合法が好ましい。
【００２８】
上述のマレイミド−オレフィン共重合体は、無水マレイン酸とオレフィン類との共重合により得られる樹脂をアンモニア又はアルキルアミンを用いて、後アミド化することによっても得ることができる。
【００２９】
上記マレイミド系樹脂の重量平均分子量は特に制限されないが、シート成形性や延伸性及び得られたフィルムの位相差補償フィルムとしての品位を勘案すると、より好ましくは１０００〜５０００００程度である。
【００３０】
上記非晶性熱可塑性樹脂には、位相差フィルムの機能を低下させない範囲で、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系、アクリロニトリル系等の紫外線吸収剤；フェノール系、リン系などの酸化防止剤；ラクトン系、フェノール系などの熱劣化防止剤；脂肪族アルコールのエステル系、多価アルコールの部分エステル系、部分エーテル系などの滑剤；アミン系などの帯電防止剤等が添加されてもよい。
【００３１】
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムの平均厚みは、薄いと位相差を発現しにくくなり、厚くなると液晶表示装置に使用する場合、液晶パネルの厚みが厚くなるので、一般に３０〜２００μｍが好ましく、より好ましくは４０〜１５０μｍである。
【００３２】
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、例えば、非晶性熱可塑性樹脂を押出機に供給して溶融、混練し、押出機の先端に取り付けられた金型から薄膜状に押出して成膜する溶融押出法、非晶性熱可塑性樹脂を有機溶媒に溶解した溶液をドラム、無端ベルト等の上に流延した後、有機溶媒を蒸発させて成膜する溶液流延法等従来公知の任意の成形法が採用されればよい。
【００３３】
なお、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの厚みが８０μｍ以上の場合には、溶液流延法では有機溶媒を充分に蒸発、除去することが困難になるので、溶融押出法で製造するのが好ましい。
【００３４】
本発明の位相差フィルムの製造方法においては、上記実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを、テンターにより幅方向に一軸延伸（以下、単に横一軸延伸という。）する。
【００３５】
上記テンターによる横一軸延伸は、従来公知の任意の横一軸テンター延伸法が採用されればよく、例えば、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの幅方向の両端部をテンタークリップで把持し、テンタークリップの幅方向の間隔を次第に離間させることにより、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを幅方向に拡幅、延伸する方法が挙げられる。
【００３６】
そして、この横一軸テンター延伸法は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸可能なフィルム温度まで加熱する予熱工程、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを幅方向に拡幅、延伸する延伸工程、延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムのボウイングを低減し、配向を揃える熱緩和工程及び非晶性熱可塑性樹脂の配向を固定する冷却工程からなるのが好ましい。
【００３７】
予熱工程においては、非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸可能な温度付近まで加熱するのであり、延伸工程で設定された延伸温度付近まで加熱すればよい。
【００３８】
上記延伸工程においては、シート拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸する。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【００３９】
即ち、拡幅開始直後においては、高い歪み速度を与えながらフィルムを拡幅延伸し、拡幅終了直前に、歪み速度が最小になるように横一軸延伸するのである。フィルム幅が狭い拡幅開始直後では、幅方向に材料が均一加熱された状態であり、この延伸工程初期に高い歪み速度を与えてフィルムを幅方向に短時間で大きく拡幅することにより、中央部ないしは端部を問わず、全幅において実質延伸倍率が等しくかつ大きな均一延伸を実施することが可能となり、高いレターデーションをフィルム幅方向に均一に発現させることができる。
【００４０】
一方、拡幅終了直前の歪み速度を小さくし、延伸前半部の高歪み領域と次工程の熱緩和領域の間に低歪み領域を設けることにより、光軸ズレの原因となる分子配向の湾曲現象、所謂ボウイングを制御することが容易になる。これに対して、高歪み領域と熱緩和領域を連続して配置すると、高歪み変形により生じるフィルム入口側への逆張力と熱緩和処理効果が競争し、フィルムの分子配向は著しく変動する。その結果、フィルム出口側に向かって分子配向が膨らむ所謂逆ボウイングを修正するために実施される熱緩和処理が過剰効果となり、入口側に配向が膨らんだ所謂正ボウイング状態になってしまい、光軸はフィルム幅方向に対し平行にならない。しかしながら、両領域間に低歪み領域を設けることによって、入口側への逆張力は小さくなり、熱緩和工程におけるボウイング修正作用は比較的緩慢になって、光軸を幅方向に平行に制御することができる。
【００４１】
更に、歪み速度を上記式の範囲に設定することによって、面内及び厚み方向レターデーションを均一にし、高い光学補償性能を確保することができる。延伸前半部の歪み速度を上記範囲より小さくすると、幅方向に均一な面内レターデーションが得られる反面、厚み方向レターデーションのバラツキが大きくなってその均一性は損なわれる。一方、延伸前半部の歪み速度を大きくすると、厚み方向レターデーションバラツキは小さくなりその均一性は確保されるが、幅方向における面内レターデーションの均一性は逆に損なわれ、更には延伸後半部の低歪み領域が実質的に熱緩和領域と同様の作用を有するようになり、結果として上記ボウイング制御が困難となる。面内及び厚み方向レターデーションの不均一は、いずれにおいても位相差フィルムとしての価値を損なうことになるが、延伸歪み速度を上記式の範囲に設定することで、面内及び厚み方向レターデーションのバラツキが共に小さく均衡し、幅方向に均一な光学補償性能を有する位相差フィルムを得ることが可能になる。従って、液晶パネルに積層しても表示むらがなく、安定した画像表示を得ることができる。
【００４２】
また、上記延伸工程における歪み速度は全延伸領域において５０％／分以上が好ましい。歪み速度が小さくなるとレターデーションの発現性が低下する一方、あまり速くすると非晶性熱可塑性樹脂フィルムが切断したり、テンタークリップが外れたりするので、より好ましくは２００〜１０００％／分である。また、高い歪み速度で延伸を実施することにより、レール開き角度を大きく取り、延伸ゾーンの炉長を極力短くすることが可能となる。
【００４３】
上記延伸工程中の拡幅領域における非晶性熱可塑性樹脂フィルムの温度は、低いと、延伸時にフィルムが切断したり、テンタークリップが掴み外れたりすることがあり、逆に高くなりすぎると、配向緩和が優先して所望のレターデーション値が得られないことがあるので、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、Ｔｇ〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ＋２℃〜Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。なお、Ｔｇは示差走査熱量計（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名「ＤＳＣ２９２０ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ＤＳＣ」）を用い、以下の温度プログラム条件において、最終昇温時のガラス転移 温度を本発明のガラス転移温度として測定した。
【００４４】
（温度プログラム条件）
室温から５０℃までを１０℃／分で昇温して５分間等温保持、５０℃から２００℃までを１０℃／分で昇温して２００℃で５分間保持、２００℃から−５０℃までを１０℃／分で降温して−５０℃で５分間保持、−５０℃から２００℃までを１０℃／分で昇温して２００分で５分間保持。
【００４５】
本発明において、拡幅開始から終了までの延伸時間は１０〜１００秒が好ましく、より好ましくは２０〜６０秒である。低歪み領域の通過時間をこの範囲に設定することにより、熱緩和による位相差の著しい低下を伴うことなく、拡幅工程において生じるボウイングを修正することができる。これより長くなると熱緩和によるレターデーション低下が著しくなり、短くなると顕著なボウイング現象により、光軸をフィルム幅方向に対して平行となるように制御できず、更にはフィルムが切断したり、テンタークリップが外れたりするなど、延伸工程におけるフィルム走行安定性を損なうことになる。
【００４６】
本発明における延伸倍率は、得られる位相差フィルムの補償位相差量によって適宜決定されればよいが、延伸倍率が低いと配向方向が均一に揃わないことがあり、逆に高過ぎるとフィルムの中央部が弛み、レターデーション値が幅方向でばらついたり、主配向軸や厚みが不均一になったりするので、１．２〜２．５倍が好ましく、より好ましくは１．５〜２．０倍である。
【００４７】
上記熱緩和工程は、延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムのボウイングを低減し、配向をフィルム幅方向に平行に揃えるための工程であり、この工程の温度が高過ぎると、レターデーション値が低下するので、この工程の温度はＴｇ〜Ｔｇ＋１０℃であって、上記延伸温度より低い温度であることが好ましい。
【００４８】
上記冷却工程は、延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムを急冷することにより、延伸フィルムに形成されたポリマー分子の配向を固定するための工程であり、この工程の温度はＴｇ−５℃〜Ｔｇ−５０℃が好ましい。
【００４９】
叙上のような構成とされた本発明の製造方法により製せられた位相差フィルムは、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における面内レターデーションＲｅのバラツキが容易に６ｎｍ以下に制御されたものとすることができる。
【００５０】
上記範囲内に面内レターデーションＲｅのバラツキが制御され、フィルムの位相差が均一な分布となされることによって、該位相差フィルムを液晶パネルに積層すると表示むらのない安定した画像表示を得ることができる。
【００５１】
また、本発明の製造方法によれば、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における厚さ方向のレターデーションＲｔｈのバラツキも容易に１０ｎｍ以下に制御された位相差フィルムが得られる。
【００５２】
面内位相差と同様に、上記範囲内に厚み方向レターデーションＲｔｈの変動が制御できることで、該位相差フィルムを液晶パネルに積層しても表示むらがなく、特に大画面用途において使用されるＶＡ型液晶パネルに適用することによって、ＶＡ液晶が本来有する広視野角と高コントラストといった特徴を効果的に高めることが可能となる。
【００５３】
本発明の製造方法で得られた位相差フィルムは、面内のレターデーションＲｅが５０ｎｍ以上であることが好ましい。レターデーションＲｅ の値が小さくなると、液晶パネルに積層した際に、液晶を通過する際の複屈折を補償しきれず、位相差補償フィルムとしての商品価値が低下するので、レターデーションＲｅ の値は上記範囲が好ましい。
【００５４】
更に、本発明の製造方法で得られた位相差フィルムのＮｚ係数は、１．５以上であることが好ましい。Ｎｚ係数がこれを下回ると、液晶パネルに積層した際に、複屈折性に起因する光学歪や、視覚方向による画像品位変調などの視野角依存性を補償しきれず、位相差フィルムとしての商品価値が低下する。
【００５５】
本発明の位相差フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂分子主鎖のフィルム面内における配向方向である遅相軸のフィルム幅方向に対するずれ角度θ（°）が±１°以内であることが好ましく、±０．５°以内であることがより好ましい。ずれ角度θが上記範囲内となることによりフィルム全面で光軸が均一化するので、他部材との貼り合わせ角度が安定し、特に、画面サイズの大きな液晶パネルに積層した場合に顕著な効果を奏し、画面全体にむらのない高品位の画像を得ることができる。
【００５６】
本発明の位相差フィルムの平均厚みについては特に制限されるものではないが、所望のレターデーション発現性を損わず、一定の機械的強度を有するとともに、液晶表示装置に搭載される際に重視される部材の軽薄化に鑑みれば、３０〜１００μｍであることが好ましく、４０〜７０μｍがより好ましい。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の構成は上述の通りであり、本発明により幅方向に均一なレターデーションを有する位相差フィルムを得ることができる。また、得られた位相差フィルムを液晶表示装置に使用すると、液晶物質の複屈折を効果的に補償して表示ムラを解消するとともに、コントラストが良好で視角特性に優れた高品位な液晶表示画像を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施例について説明するが、下記の例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５９】
（実施例１〜５、比較例１〜5）
非晶性熱可塑性樹脂であるノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０」、ガラス転移温度Ｔｇ＝１４２℃）をＴダイつき押出機に供給し、溶融温度２３０℃、引取速度２０ｍ／分で冷却ロール上に溶融押出し、フィルム状に連続成膜して塩化ビニル樹脂製コアにロール状に巻き取り、実質的に無配向のノルボルネン系樹脂フィルムを得た。得られたノルボルネン系樹脂フィルムの幅は３００ｍｍ、平均厚みは１００μｍであった。
【００６０】
得られたノルボルネン系樹脂フィルムを連続的に巻き出し、予熱ゾーン、延伸ゾーン、熱緩和ゾーン及び冷却ゾーンを有する横一軸テンター延伸機に１０ｍ／分の速度で供給し、その幅方向両端部をテンタークリップで把持し、幅方向に２．０倍拡幅、延伸して位相差フィルムを得た。
【００６１】
なお、予熱ゾーンの温度は１５０℃に設定して、供給された樹脂フィルムを１５０℃に加熱した後、１４５℃に設定された延伸ゾーンで横一軸延伸し、直ちに熱緩和ゾーンで１４０℃に緩和処理したのち冷却ゾーンで１００℃に冷却した。
【００６２】
拡幅開始後の所定経過時間ｔｆ及びｔｒにノルボルネン系樹脂フィルムの歪み速度を測定して表１に示した。所定経過時間ｔｆにおけるノルボルネン系樹脂フィルムの歪み速度を、拡幅開始点側に近い点の歪み速度Ｖｓｆとし、所定時間ｔｒにおけるノルボルネン系樹脂フィルムの歪み速度を、拡幅終了点側に近い点の歪み速度Ｖｓｒとする。なお、拡幅開始後５秒間及び拡幅終了前５秒間の歪み速度は一定に保持した。
【００６３】
得られた位相差フィルムの幅はテンタークリップ掴み部分を除いて５４０ｍｍであり、平均厚みは４８μｍであった。更に、幅方向中央部８０％長さに相当する中央部４３０ｍｍ幅部分の面内レターデーションＲｅ及び厚み方向レターデーションＲｔｈを測定し、得られたデータより平均値を算出するとともに、最大値と最小値との差を求め、その結果を表１に示した。また、Ｎｚ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５の関係式よりＮｚ係数を求めた。更に、レターデーションの測定点における面内遅相軸方向とフィルム幅方向とがなす角度θを求め、その絶対値の最大値を表１に併せて示した。
【００６４】
なお、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの拡幅延伸時の歪み速度、位相差フィルムの面内レターデーションＲｅ及び厚み方向レターデーションＲｔｈの測定方法は次の通りである。
【００６５】
（歪み速度）
延伸工程において、拡幅開始点におけるクリップレール間距離をＬとし、延伸時間ｔ（分）及びそのｄｔ（分）後、即ち、ｔ＋ｄｔ（分）における、クリップレール間距離をＬｔ 及びＬｔ＋ｄｔ とすると、歪み速度Ｖ（％／分）は下記式で計算できる。
Ｖ＝Ｌｉｍｄｔ→０｛（Ｌｔ＋ｄｔ−Ｌｔ）／ｄｔ｝÷Ｌ×１００
【００６６】
（レターデーションＲｅ，Ｒｔｈ の測定方法）
自動複屈折測定装置（王子計測機器社製、商品名「ＫＯＢＲＡ−ＷＲ」を用いて、位相差フィルムの中央４３０ｍｍ幅部分を、幅方向に１０ｍｍ間隔で測定し、その平均値をレターデーション値とした。
【００６７】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部をテンタークリップにより把持し、幅方向に拡幅しながら一軸延伸する、二軸性を有する位相差フィルムの製造方法であって、拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸することを特徴とする位相差フィルムの製造方法。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法により製せられ、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における面内レターデーションＲｅのバラツキが６ｎｍ以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項３】
請求項１に記載の製造方法により製せられ、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における厚さ方向のレターデーションＲｔｈのバラツキが１０ｎｍ以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項４】
Ｎｚ係数が１．５以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の位相差フィルム。
【請求項５】
非晶性熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂又はマレイミド系樹脂であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルム。
【請求項１】
実質的に無配向の非晶性熱可塑性樹脂フィルムの幅方向両端部をテンタークリップにより把持し、幅方向に拡幅しながら一軸延伸する、二軸性を有する位相差フィルムの製造方法であって、拡幅開始後５秒間の平均歪み速度をＶｓｆ（％／分）、拡幅終了前５秒間の平均歪み速度をＶｓｒ（％／分）とするとき、下記式を満足する条件で一軸延伸することを特徴とする位相差フィルムの製造方法。
１.５Ｖｓｒ≦Ｖｓｆ≦５Ｖｓｒ
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法により製せられ、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における面内レターデーションＲｅのバラツキが６ｎｍ以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項３】
請求項１に記載の製造方法により製せられ、テンタークリップ把持部を除くフィルム幅方向の中央部８０％における厚さ方向のレターデーションＲｔｈのバラツキが１０ｎｍ以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項４】
Ｎｚ係数が１．５以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の位相差フィルム。
【請求項５】
非晶性熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂又はマレイミド系樹脂であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルム。
【公開番号】特開２００６−１９４９９８（Ｐ２００６−１９４９９８Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４３０１（Ｐ２００５−４３０１）
【出願日】平成１７年１月１１日（２００５．１．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１１日（２００５．１．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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