位相差フィルムの製造方法及び製造装置
【課題】配向角を均一に制御でき、ロールにした場合の形状を安定して円柱状にできる位相差フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】長尺のフィルム１００を長手方向ＭＤに搬送しながら延伸する延伸工程を経て位相差フィルムを製造する位相差フィルムの製造方法であって、延伸工程として、長尺のフィルム１００を長手方向ＭＤ及び長手方向に交差する方向ＴＤへ同時に延伸する同時延伸工程と、延伸工程の最後に長尺のフィルム１００を長手方向に交差する方向ＴＤへ延伸することなく長手方向ＭＤへ延伸する最終延伸工程とを行い、さらに延伸工程において長手方向ＭＤへの延伸倍率の方を長手方向に交差する方向ＴＤへの延伸倍率よりも大きくする。
【解決手段】長尺のフィルム１００を長手方向ＭＤに搬送しながら延伸する延伸工程を経て位相差フィルムを製造する位相差フィルムの製造方法であって、延伸工程として、長尺のフィルム１００を長手方向ＭＤ及び長手方向に交差する方向ＴＤへ同時に延伸する同時延伸工程と、延伸工程の最後に長尺のフィルム１００を長手方向に交差する方向ＴＤへ延伸することなく長手方向ＭＤへ延伸する最終延伸工程とを行い、さらに延伸工程において長手方向ＭＤへの延伸倍率の方を長手方向に交差する方向ＴＤへの延伸倍率よりも大きくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のフィルムを延伸して位相差フィルムを製造する製造方法及び製造装置に関し、特に、同時二軸延伸によって位相差フィルムを製造する製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位相差フィルムの製造方法として、同時二軸延伸法を用いた製造方法がある。同時二軸延伸法では、通常、延伸前のフィルムを交差する二方向に同時に延伸し、延伸後のフィルムとして位相差フィルムを製造する。同時二軸延伸法を用いれば位相差フィルムの生産性を向上させることが可能であるため、例えば特許文献１〜４に記載のように、従来から様々な検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−４３７８号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０２７８号公報
【特許文献３】特許第４１９５０７２号公報
【特許文献４】特開２００８−１１４３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の同時二軸延伸法による位相差フィルムの製造方法では、位相差フィルムの配向角制御が十分ではなかった。同時二軸延伸法でフィルムを延伸するとフィルム中の分子が配向するが、従来の方法では、分子の配向方向にバラツキがあり、位相差フィルムにおいて配向角を均一にすることが困難であった。
【０００５】
前記の配向角制御に関し、特許文献２ではボーイング現象によるフィルムの幅方向の歪みを抑える技術を提案している。しかし、特許文献２記載の技術でも、フィルムの長手方向（縦方向ともいう。）における分子の配向方向のバラツキを抑制することはできなかったため、依然として配向角制御の改善技術が求められていた。
【０００６】
また、同時二軸延伸法においては、通常、長尺のフィルムを用意し、この長尺のフィルムを延伸して長尺の位相差フィルムを得るようにしており、得られた長尺の位相差フィルムは巻き取られてロールの状態となって保存及び運搬される。ところが、従来の同時二軸延伸法で製造すると、ロールの端面（位相差フィルムの幅方向端部が形成する面）が揃わなくなってロールの形状が円柱状とならないことがあった。ロールの形状が円柱状とならない場合、ロールの端面近傍の強度が低下して変形を生じたり、前記の変形が位相差フィルムに転写されて位相差フィルムの光学的品質を低下させたり、ロールから巻き出して加工する際に位置合わせの精度が低下したり、光学的品質に問題が無いとしてもロールの見た目から商取引で不良品として取り扱われたりすることがある。そのため、ロールを安定して円柱状にできる技術の開発も求められていた。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、配向角を均一に制御でき、ロールにした場合の形状を安定して円柱状にできる位相差フィルムの製造方法及び製造装置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】
【０００８】
上述した課題を解決するべく鋭意検討した結果、本発明者は、長尺のフィルムを二方向に同時に延伸した後で、最後に長手方向にのみ延伸することにより、位相差フィルムにおける配向角を均一にできることを見出した。また、本発明者は、前記のように最後に長手方向にのみ延伸する工程を有する位相差フィルムの製造方法において、長手方向への延伸倍率を、長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きくすることにより、得られる位相差フィルムを巻き取ったロールの形状を安定して円柱状にしやすくなることも見出した。以上の知見に基づき、本発明者は、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔９〕を要旨とする。
【０００９】
〔１〕 長尺のフィルムを長手方向に搬送しながら延伸する延伸工程を経て位相差フィルムを製造する位相差フィルムの製造方法であって、
前記延伸工程が、前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ同時に延伸する同時延伸工程と、前記延伸工程の最後に前記長尺のフィルムを前記長手方向に交差する方向へ延伸することなく前記長手方向へ延伸する最終延伸工程とを有し、
前記延伸工程において、前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造方法。
〔２〕 前記位相差フィルムの面内遅相軸が、前記長手方向または前記長手方向に直交する方向を基準として、−０．５°〜０．５°の角度をなす、〔１〕記載の位相差フィルムの製造方法。
〔３〕 前記同時延伸工程から前記最終延伸工程に移る際に、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率が次第に小さくなる、〔１〕又は〔２〕に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔４〕 前記位相差フィルムの面内レターデーションが１５０ｎｍ以下である、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔５〕 前記位相差フィルムの幅が１０００ｍｍ以上である、〔１〕〜〔４〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔６〕 前記位相差フィルムが熱可塑性樹脂を含む複数の層を備える、〔１〕〜〔５〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔７〕 前記位相差フィルムが、固有複屈折が負である樹脂を含む、〔１〕〜〔６〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔８〕 前記位相差フィルムの膜厚が６０μｍ以下である、〔１〕〜〔７〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔９〕 延伸区間において長尺のフィルムを延伸して位相差フィルムを製造する製造装置であって、
前記長尺のフィルムの幅方向両端に対に設けられたガイドレールと、前記長尺のフィルムの幅方向端部を把持しながら前記ガイドレールに沿って移動して前記延伸区間において前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ延伸する把持子とを備え、
前記延伸区間は前記長尺のフィルムの長手方向に交差する方向に複数のゾーンに区画され、区画された複数のゾーンのうちの最下流ゾーンにおいて前記長手方向に交差する方向における前記の対に設けられたガイドレール間の距離が一定であり、
前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の位相差フィルムの製造方法及び製造装置によれば、配向角が均一な長尺の位相差フィルムを製造できる。また、製造された位相差フィルムは、巻き取ることにより安定して円柱状のロールにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る位相差フィルムの製造装置としての延伸機における、リンク装置による延伸の機構を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る位相差フィルムの製造装置のガイドレールを模式的に示す平面図である。
【図６】図６は、実施例で行った配向角の評価方法を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。
【図７】図７は、実施例で行った色ムラの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。
【図８】図８は、実施例で行った白抜けの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、位相差フィルム付偏光板を模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、実施例で行ったロールの端面のズレの評価方法を説明するため、ロールをその軸方向で切った断面を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
【００１３】
〔１．概要〕
本発明の位相差フィルムの製造方法は、長尺のフィルムを、当該フィルムの長手方向に搬送しながら延伸する延伸工程を経て、位相差フィルムを製造する方法である。ここで、「長尺」とは、その幅に対して、少なくとも５倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。また、フィルムは通常は長手方向に沿って搬送されるので、フィルムの長手方向は通常はフィルムの流れ方向（搬送方向）に一致する。
【００１４】
ただし、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程が、（１）フィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向（以下、適宜「交差方向」という。）へ同時に延伸する同時延伸工程と、（２）延伸工程の最後に前記フィルムを交差方向へ延伸することなく長手方向へ延伸する最終延伸工程とを有するようにする。また、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程において、長手方向への延伸倍率Ｔ１の方が、交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも大きくなるようにする。延伸工程の最後に最終延伸工程を行うことにより、フィルム中の分子に作用する力の方向を延伸工程の最終段階において一方向にできるので、分子の配向方向を容易に均一化できる。また、最終延伸工程において交差方向へと延伸を行うとフィルムの幅方向端部の位置が変動しやすくなる傾向があるが、最終延伸工程において長手方向へと延伸を行うようにしたことによりフィルムの幅方向端部の位置は変動し難くなるので、得られたフィルムを巻き取ったロールの形状を安定して円柱状にすることができる。
【００１５】
本発明の位相差フィルムの製造方法では、前記の延伸工程に加えて、更に別の工程を行っても良い。例えば、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の前に予めフィルムを加熱する予熱工程、延伸工程の後にフィルムを熱固定する熱固定工程などを行ってもよい。
【００１６】
〔２．延伸前のフィルム〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、まず、延伸前のフィルムを用意する。延伸前のフィルムは、本発明に係る延伸工程を行う前の長尺のフィルムのことを指し、未延伸のフィルムだけでなく、予め延伸されたフィルムも含む。
通常、延伸前のフィルムとしては、熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いる。熱可塑性樹脂としては、位相差フィルムとするのに適した樹脂を適宜選択することができる。
【００１７】
延伸前のフィルムは、１層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、複数の層を有する複層構造のフィルムであってもよい。かかる複層構造の例としては、位相差フィルムとしての光学異方性を発生するために有利な樹脂からなる層（以下、適宜「Ａ層」ということがある。）と、位相差フィルムとしての強度を確保するために有利な樹脂からなる層（以下、適宜「Ｂ層」ということがある。）との組み合わせが挙げられる。
【００１８】
光学異方性を発生するために有利な樹脂としては、固有複屈折値が負の樹脂（以下、適宜「樹脂Ａ」ということがある。）が挙げられる。一方、強度を確保するために有利な樹脂としては、透明な樹脂（以下、適宜「樹脂Ｂ」ということがある。）が挙げられる。
【００１９】
樹脂Ａに含まれる重合体の例を挙げると、スチレン系重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ポリメチルメタクリレート重合体、あるいはこれらの多元共重合ポリマーなどが挙げられる。前記のスチレン系重合体は、スチレン単位構造を繰り返し単位の一部又は全部として有する重合体であり、例えば、ポリスチレン；スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ニトロスチレン、ｐ−アミノスチレン、ｐ−カルボキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン等のスチレン系単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、Ｎ−フェニルマレイミド、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニル等のその他の単量体との共重合体などが挙げられる。これらの中でも位相差発現性が高いという観点からスチレン系重合体が好ましく、中でもポリスチレン、スチレンとＮ−フェニルマレイミドとの共重合体又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体が特に好ましい。
なお、これらの重合体は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
樹脂Ａに含まれる重合体の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いて（但し、重合体がシクロヘキサンに溶解しない場合にはトルエンを用いてもよい）ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００以上、好ましくは１５，０００以上、より好ましくは２０，０００以上であり、通常１００，０００以下、好ましくは８０，０００以下、より好ましくは５０，０００以下である。重量平均分子量がこのような範囲にあることにより、得られる位相差フィルムの機械的強度及び成型加工性などが高度にバランスされるため好ましい。
【００２１】
樹脂Ａには、必要に応じて、例えば酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、強化剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填剤、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止剤、および抗菌剤、ならびにその他の樹脂、熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含ませてもよい。これらの添加剤の量は、樹脂Ａに含まれる重合体１００重量部に対して、通常０〜５０重量部、好ましくは０〜３０重量部である。
【００２２】
樹脂Ｂは、厚み１ｍｍの試験片を形成して測定した全光線透過率が、通常７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である透明性を有した樹脂であることが好ましい。
【００２３】
樹脂Ｂに含まれる重合体の例を挙げると、アクリル重合体、メタクリル重合体、ポリカーボネート重合体、ポリエステル重合体、ポリエーテルスルホン重合体、ポリアリレート重合体、ポリイミド重合体、鎖状ポリオレフィン重合体、ポリエチレンテレフタレート重合体、ポリスルホン重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ジアセチルセルロース重合体、トリアセチルセルロース重合体、脂環式オレフィン重合体などが挙げられる。これらの中でも、脂環式オレフィン重合体及びメタクリル重合体が好適である。
【００２４】
メタクリル重合体は、メタクリル酸アルキルエステル単位を主モノマー単位として含む重合体である。メタクリル重合体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルの単独重合体；アルキル基の水素がＯＨ基、ＣＯＯＨ基若しくはＮＨ２基などの官能基によって置換された炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルの単独重合体；又はメタクリル酸アルキルエステルと、スチレン、酢酸ビニル、α，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸アルキルエステル等のメタクリル酸アルキルエステル以外のエチレン性不飽和単量体との共重合体などが挙げられる。これらのうち、アクリル酸アルキルエステルがメタクリル酸アルキルエステルとの共重合に好適である。好適なメタクリル重合体では、官能基によって置換されていてもよい炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単位を、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは５０〜９９．９重量％、さらに好ましくは５０〜９９．５重量％含有し、アクリル酸アルキルエステル単位を好ましくは０〜５０重量％、より好ましくは０．１〜５０重量％、さらに好ましくは０．５〜５０重量％含有する。
【００２５】
脂環式オレフィン重合体は、主鎖及び／又は側鎖に脂環構造を有する非晶性の熱可塑性重合体である。脂環式オレフィン重合体中の脂環構造としては、飽和脂環炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和脂環炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられる。なかでも、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造が好ましい。脂環構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常４個以上、好ましくは５個以上であり、通常３０個以下、好ましくは２０個以下、より好ましくは１５個以下であるときに、機械強度、耐熱性、及びフィルムの成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。
【００２６】
脂環式オレフィン重合体を構成する脂環構造を有する繰り返し単位の割合は、好ましくは５５重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。脂環式オレフィン重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合がこの範囲にあると、透明性および耐熱性の観点から好ましい。
【００２７】
脂環式オレフィン重合体としては、例えば、ノルボルネン重合体、単環の環状オレフィン重合体、環状共役ジエン重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体、及び、これらの水素化物等が挙げられる。これらの中で、ノルボルネン重合体は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
【００２８】
ノルボルネン重合体としては、例えば、ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との開環共重合体、又はそれらの水素化物；ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との付加共重合体、又はそれらの水素化物等が挙げられる。これらの中で、ノルボルネン構造を有する単量体の開環（共）重合体水素化物は、透明性、成形性、耐熱性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、特に好適に用いることができる。
なお、これらの重合体は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
樹脂Ｂに含まれる重合体の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いて（但し、重合体がシクロヘキサンに溶解しない場合にはトルエンを用いてもよい）ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００以上、好ましくは１５，０００以上、より好ましくは２０，０００以上であり、通常１００，０００以下、好ましくは８０，０００以下、より好ましくは５０，０００以下である。重量平均分子量がこのような範囲にあることにより、得られる位相差フィルムの機械的強度及び成型加工性などが高度にバランスされるため好ましい。
【００３０】
樹脂Ｂには、必要に応じて、樹脂Ａと同様に公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含ませてもよい。これらの添加剤の量は、樹脂Ｂに含まれる重合体１００重量部に対して、通常０〜５０重量部、好ましくは０〜３０重量部である。
【００３１】
樹脂Ａのガラス転移温度をＴｇ（ａ）（℃）、樹脂Ｂのガラス転移温度をＴｇ（ｂ）（℃）とした場合、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋８℃であることが好ましく、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２０℃であることがより好ましく、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２４℃であることがさらに好ましい。また、一般的には、Ｔｇ（ａ）＜Ｔｇ（ｂ）＋５０℃である。
【００３２】
樹脂Ｂのガラス転移温度Ｔｇ（ｂ）は、好ましくは４０℃以上、より好ましくは６０℃以上である。また、樹脂Ｂのガラス転移温度Ｔｇ（ｂ）の上限値は、通常１４０℃以下である。
【００３３】
延伸前のフィルムがＡ層及びＢ層からなる複層構造のフィルムである場合において、Ａ層の厚みは、Ａ層及びＢ層の総厚に対する割合で、通常２０％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上である。このようにＡ層の厚みを厚くすることにより、好適な光学特性を発現させることができる。
また、Ａ層及びＢ層の総厚に対するＡ層の厚みの割合の上限は、通常８０％未満である。Ａ層の厚みを８０％未満とすることにより、得られる位相差フィルムが脆くなることを防ぎハンドリング性を良好に保つことができる。
【００３４】
ここで、延伸前のフィルムが備えるＡ層及びＢ層の層数は、それぞれ、１層でもよく、２層以上でもよい。Ａ層及びＢ層を２層以上備える場合、Ａ層及びＢ層それぞれの厚みの合計により、前記のＡ層及びＢ層の総厚に対するＡ層の厚みの割合を算出するものとする。
なお、各層の厚みは、フィルムをエポキシ樹脂に包埋したのち、ミクロトーム（例えば、大和光機工業（株）、ＲＵＢ−２１００）を用いて０．０５μｍ厚にスライスし、透過型電子顕微鏡を用いて断面を観察して測定することにより求めることができる。
【００３５】
Ａ層及びＢ層の総厚（即ち、Ａ層の厚みとＢ層の厚みの総合計）は、特に限定されず、延伸倍率などに応じて適宜設定することができ、所望の位相差フィルムの厚さ（上限は、通常１８０μｍ以下であり、１２０μｍ以下や、６０μｍ以下とすることもできる。下限は通常２５μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは３５μｍ以上）に応じて、適宜設定することができる。
【００３６】
延伸前のフィルムの製造方法としては、例えば、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法；ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法；基材樹脂フィルムに対して樹脂溶液をコーティングするようなコーティング成形方法などの公知の方法が適宜できる。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。押出し温度は、フィルムを構成する樹脂（樹脂Ａ、樹脂B等）の種類に応じて適宜選択され得る。
【００３７】
〔３．製造方法の説明〕
延伸前のフィルムを用意した後、このフィルムを長手方向に搬送しながら延伸することにより、位相差フィルムを製造する。本発明の位相差フィルムの製造方法では、少なくとも延伸工程を行うが、通常は予熱工程及び熱固定工程も行う。
図１は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。本発明の位相差フィルムの製造方法では、図１に示すように、搬送ロール（図示せず。）等を備える位相差フィルムの製造ラインにおいて、長尺のフィルム１００が矢印Ａ１で示すように長手方向ＭＤへと搬送されながら延伸工程並びに必要に応じて予熱工程及び熱固定工程を施されることにより、位相差フィルムを連続的に製造できるようになっている。
【００３８】
〔３−１．予熱工程〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の前に、予めフィルムを加熱する予熱工程を行うことが好ましい。したがって、搬送されてきたフィルム１００は、延伸工程を行う領域（後述する延伸区間）Ｚ２よりも上流の領域（予熱区間）Ｚ１において、所定の温度に加熱することが好ましい。
【００３９】
予熱工程においてフィルム１００を加熱する温度（予熱温度）は、フィルム１００を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇに対して、Ｔｇ℃〜Ｔｇ＋３０℃とすることが好ましい。これにより、延伸工程におけるフィルム１００の温度を円滑に所望の延伸温度へと制御することができるので、延伸工程においてフィルム１００中の分子を安定して配向させることができ、ひいては配向角を精密に制御できる。なお、フィルム１００が前記のようにＡ層及びＢ層を備える複層構造のフィルムである場合、樹脂Ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）を基準として前記の予熱温度を設定すればよい。
【００４０】
予熱工程における温度分布は、位置に対しては均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、予熱区間Ｚ１において幅方向ＴＤで温度差を設けてもよい。ただし、予熱温度は時間に対しては一定の恒温状態に保たれていることが好ましい。具体的には、予熱温度の時間変動が±０．５℃の範囲に収まることが好ましく、±０．３℃の範囲に収まることがより好ましい。予熱温度の時間変動を小さくすることにより、長手方向ＭＤの配向角の変動を低減させて、配向角を更に均一にすることができる。
【００４１】
〔３−２．延伸工程〕
必要に応じて予熱工程を行った後で、フィルム１００を延伸する延伸工程を行う。したがって、予熱領域Ｚ１で加熱されたフィルム１００は、予熱領域Ｚ１よりも下流の延伸領域Ｚ２において、長手方向ＭＤ及び交差方向へと延伸される。通常、交差方向としてはフィルム１００の幅方向ＴＤを設定し、長手方向ＭＤ及び幅方向ＴＤの二方向に二軸延伸を行うようにする。
【００４２】
ただし、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程において、フィルム１００を長手方向ＭＤ及び交差方向へ同時に延伸する同時延伸工程と、延伸工程の最後にフィルム１００を交差方向へ延伸することなく長手方向へ延伸する最終延伸工程とを行う。したがって、延伸領域Ｚ２を幅方向ＴＤに複数のゾーンＺ２１〜Ｚ２４に区画した場合、最も下流に位置する最下流ゾーンＺ２４ではフィルム１００を交差方向へ延伸することなく長手方向ＭＤへ延伸し（最終延伸工程）、最下流ゾーンＺ２４以外のゾーンＺ２１〜Ｚ２３のうち少なくとも１箇所のゾーンではフィルム１００を長手方向ＭＤ及び交差方向へ同時に延伸するようにする（同時延伸工程）。
【００４３】
同時延伸工程は、延伸工程においてフィルム１００が延伸される全時間のうち、通常６０％以上、好ましくは７０％以上の時間において行うようにする。延伸工程の時間全体に占める同時延伸工程の時間の割合を前記のように高くすることにより、生産性の向上、熱緩和の抑制による配向角制御の改善等、同時二軸延伸法の利点を安定して発揮できるようになる。このように同時延伸工程を長時間行うことが好ましいので、延伸工程のうち最終延伸工程を行っていないときには同時延伸工程を行うことが好ましく、図１の例においては最下流ゾーンＺ２４以外のゾーンＺ２１〜Ｚ２３ではいずれも同時延伸工程を行うことが好ましい。
【００４４】
同時延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率は、通常１．２倍以上、好ましくは１．４倍以上、より好ましくは１．６倍以上であり、通常３．０倍以下、好ましくは２．５倍以下、より好ましくは２．０倍以下である。
また、同時延伸工程における交差方向への延伸倍率は、通常１．１倍以上、好ましくは１．２倍以上、より好ましくは１．３倍以上であり、通常３．０倍以下、好ましくは２．５倍以下、より好ましくは２．０倍以下である。
なお、前記の長手方向ＭＤ及び交差方向への延伸倍率は、それぞれ、同時延伸工程が単一の工程である場合には当該工程における延伸倍率を指し、同時延伸工程が２工程以上の工程である場合にはそれらの工程における延伸倍率の合計（合計延伸倍率）を指す。
【００４５】
同時延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率及び交差方向への延伸倍率は、それぞれ独立に、一定でもよく、変化させてもよい。ただし、同時延伸工程から最終延伸工程に移る際には、交差方向への延伸倍率を、次第に小さくなるように変化させることが好ましい。交差方向への延伸倍率を次第に小さくなるように変化させる場合、連続的に小さくしてもよく、段階的に小さくしてもよい。具体例を挙げると、延伸区間Ｚ２を複数のゾーンＺ２１〜２４に区画した場合、図２に示すように最下流ゾーンＺ２４の一つ上流のゾーンＺ２３の延伸倍率を連続的に次第に小さくなるように制御したり、図３に示すように最下流ゾーン２４の二つ上流のゾーンＺ２２の延伸倍率よりも最下流ゾーン２４の一つ上流のゾーンＺ２３の延伸倍率の方が小さくなるようにしたりすればよい。同時延伸工程から最終延伸工程に移る際の交差方向への延伸倍率を急に変化させると分子に作用する力の方向が大きく変化して配向角の均一性が低下する傾向があるが、前記のように次第に小さくなるように変化させるようにすれば分子に作用する力の方向が緩やかに変化することになると共に、長手方向ＭＤへの延伸倍率が交差方向への延伸倍率に対して相対的に大きくなるため、延伸工程の最後に交差方向へ延伸することなく長手方向へ延伸するのと類似の効果が得られ、配向角の均一性を高めることが可能となる。
【００４６】
他方、最終延伸工程は、延伸工程においてフィルム１００が延伸される全時間のうち、通常２０％以上、好ましくは３０％以上の時間において行うようにする。この程度の時間だけフィルム１００を長手方向ＭＤに延伸することにより、位相差フィルムの配向角を均一にすることができる。なお、最終延伸工程を行う時間の上限は、延伸工程の通常４０％以下、好ましくは３０％以下である。
【００４７】
最終延伸工程を行うことにより前記の効果が得られる理由は定かではないが、以下の通りと推察される。
本発明の位相差フィルムの製造方法では、最終延伸工程において交差方向に延伸しないようにしたことにより、分子に作用する力がほぼ一方向になり、制御が簡略化されるので、分子の配向方向を均一化させることができる。この現象は、同時二軸延伸においては二方向に同時に延伸するため分子の挙動が複雑で配向方向を精密に制御することが困難であるのに対し、一軸延伸に近い状態で延伸を完了させることで分子の配向方向を揃えることができるという観点からも、理解できる。なお、前記のとおり、本発明の位相差フィルムの製造方法では、通常、分子を配向させて位相差を発現させる目的よりも、むしろ分子に一方向へ力を作用させて配向方向を整える目的で最終延伸工程を行うので、最終延伸工程では分子の配向方向はコンマ数度程度しか変化しないものと推察される。
また、延伸工程の最後に最終延伸工程を行うようにしたことにより、前記の配向方向を均一化させた効果を、得られる位相差フィルムの配向角制御に効果的に活かすことができる。この点、延伸工程において先に行った延伸による分子の配向は、その後で行われる別方向への延伸により緩和される傾向があることから、前述したような配向角を均一化させるための最終延伸工程を延伸工程の最後に行うことの意義は理解できる。
さらに、最終延伸工程において交差方向ではなく長手方向ＭＤへと延伸を行うことにより、位相差フィルムの幅方向端部の位置を均一に制御でき、位相差フィルムを巻き取った場合にロールの形状を安定して円柱状にすることができる。逆に、延伸工程の最後に交差方向に延伸を行うと、それにより幅方向への位相差フィルムの寸法変化が生じてロール端面が揃わなくなる可能性が高まる傾向がある。
【００４８】
最終延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率は、通常１．０５倍以上、好ましくは１．１倍以上、より好ましくは１．２倍以上であり、通常２．０倍以下、好ましくは１．７倍以下、より好ましくは１．５倍以下である。また、最終延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率は、一定でなくてもよいが、制御が簡単で配向角をより均一にできることから、一定にすることが好ましい。
なお、最終延伸工程における交差方向への延伸倍率は１である。即ち、延伸度で表現すると、ゼロとなる。
【００４９】
さらに、本発明の効果を著しく損なわない限り、延伸工程においては同時延伸工程及び最終延伸工程以外の延伸を行なってもよい。例えば、長手方向ＭＤへ延伸することなく交差方向に延伸する工程、延伸工程の最後以外の時期に交差方向へ延伸することなく長手方向ＭＤに延伸する工程などを行うようにしてもよい。
【００５０】
本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の全体を通じて見た場合において、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１の方を、交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも大きくする。具体的な延伸倍率の値は位相差フィルムに求められる光学的性質に応じて設定すればよいが、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１は、通常１．３倍以上、好ましくは１．６倍以上であり、通常３．０倍以下、好ましくは２．５倍以上である。また、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１と交差方向への延伸倍率Ｔ２との比率Ｔ１／Ｔ２は、通常１．１以上、好ましくは１．３以上であり、通常２．５以下、好ましくは２．０以下である。
【００５１】
仮に長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１を交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも小さくすると、得られる位相差フィルムの幅方向の寸法の変動が大きくなり、ロール端面が揃わなくなる可能性があったが、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１を交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも大きくすることにより、位相差フィルムの幅方向の寸法が大きく変動しないため、ロールの端面が揃いやすくなり、ロールの形状を安定して円柱状にできるようになる。
また、交差方向よりも長手方向ＭＤへ大きく延伸することにより、得られる位相差フィルムの長手方向ＭＤの寸法（フィルム長）が大きくなるため、延伸前のフィルムのロール１個当たりから得られる位相差フィルムのロールの数を多くできる。
さらに、交差方向よりも長手方向ＭＤへ大きく延伸するようにすれば、延伸機としてパンタグラフ方式の延伸機を用いる場合には、次のような利点も得られる。パンタグラフ方式の延伸機では、把持子（クリップ）は、その構造上、フィルムの長手方向に若干の遊びを有しているため、通常は使用時にわずかに位置ずれ（微動）を生じる。この位置ずれは、位相差フィルムの配向角のバラツキを生じさせる一因となりえる。ところが、本発明の位相差フィルムの製造方法では、長手方向ＭＤの延伸倍率Ｔ１の方を大きくするので、交差方向の延伸倍率Ｔ２の方を大きくする場合と比較して把持子間隔を大きくすることになる。したがって、把持子が位置ずれを生じる場合であっても、把持子の遊びによる位置ずれの影響が減じられ、配向角のバラツキを小さくすることができる。
【００５２】
延伸工程におけるフィルム１００の温度（延伸温度）は、フィルム１００を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇに対して、Ｔｇ℃〜Ｔｇ＋３０℃とすることが好ましい。これにより、フィルム中の分子を安定して配向させて所望の位相差を発現させることができる。また、前記の延伸温度は、分子の配向方向を精密に制御して配向角を均一にする点でも適した温度である。なお、フィルム１００が前記のようにＡ層及びＢ層を備える複層構造のフィルムである場合、樹脂Ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）を基準として前記の延伸温度を設定すればよい。
【００５３】
延伸工程における延伸温度は、延伸工程に含まれる工程ごとに一定でもよく、変化させてもよい。したがって、例えば前記のゾーンＺ２１〜Ｚ２４における延伸温度を、一定にしてもよく、ゾーンＺ２１〜Ｚ２４ごとに差を設けてもよい。さらに、延伸工程における温度分布は、位置に対しては均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、ゾーンＺ２１〜Ｚ２４において幅方向ＴＤで温度差を設けてもよい。
ただし、延伸温度は時間に対しては一定の恒温状態に保たれていることが好ましい。具体的には、各工程における延伸温度の時間変動が±０．５℃の範囲に収まることが好ましく、±０．３℃の範囲に収まることがより好ましい。延伸温度の時間変動を小さくすることにより、配向角を更に均一にすることができる。
【００５４】
延伸工程において使用する延伸機は、前記の要領で延伸できる限り、任意の方式の延伸機を使用できる。通常、延伸機は複数の把持子を備え、把持子によってフィルムの幅方向端部を把持してフィルムを搬送及び延伸するようになっている。延伸機の方式の例としては、リニアモーター方式、パンタグラフ方式及びモーター・チェーン駆動方式等が挙げられるが、中でもパンタグラフ方式の延伸機が好ましい。
【００５５】
パンタグラフ方式の延伸機は、一対のガイドレールと、これら一対のガイドレールに沿ってそれぞれ走行する複数の把持具を備える。このパンタグラフ方式の延伸機では、フィルムを把持するクリップの間隔が開かれて長手方向ＭＤの延伸がなされ、ガイドレール間の距離が広がることにより交差方向に延伸するようになっている。パンタグラフ方式の延伸機は、構造が簡易で且つ延伸機を含む製造ライン全体の立ち上げが迅速に行える利点がある。
【００５６】
〔３−３．熱固定工程〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の後にフィルムを所定の温度範囲に維持する熱固定工程を行うことが好ましい。したがって、搬送されてきたフィルム１００は、延伸区間Ｚ２よりも下流の領域（熱固定区間）Ｚ３において、所定の温度範囲に維持することが好ましい。
【００５７】
熱固定工程においてフィルム１００の温度（熱固定温度）は、フィルム１００を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇに対して、Ｔｇ−３０℃〜Ｔｇ＋３０℃とすることが好ましい。これにより、延伸工程で配向した分子の配向状態を固定し、配向緩和等により分子の配向方向が変化することを抑制して、位相差フィルムの配向角を均一に制御できる。なお、フィルム１００が前記のようにＡ層及びＢ層を備える複層構造のフィルムである場合、樹脂Ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）を基準として前記の予熱温度を設定すればよい。
【００５８】
熱固定温度と最終延伸工程における延伸温度との温度差は、±２０℃の範囲に収めることが好ましく、±１０℃の範囲に収めることがより好ましい。これにより、幅方向ＴＤの配向角制御性が向上し、フィルム１００を安定して搬送することができる。
【００５９】
熱固定工程における温度分布は、位置に対しては均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、熱固定区間Ｚ３において幅方向ＴＤで温度差を設けてもよい。ただし、熱固定温度は時間に対しては一定の恒温状態に保たれていることが好ましい。具体的には、熱固定温度の時間変動が±０．５℃の範囲に収まることが好ましく、±０．３℃の範囲に収まることがより好ましい。熱固定温度の時間変動を小さくすることにより、配向角を更に均一にすることができる。
【００６０】
〔３−４．その他の工程〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、本発明の効果を著しく損なわない限り、前記の予熱工程、延伸工程及び熱固定工程以外の工程を更に行うようにしてもよい。例えば、保護フィルム等の他のフィルムを位相差フィルムに貼り合わせる工程、長尺の位相差フィルムから所望の寸法のフィルム片に切り出す工程、長尺の位相差フィルムを巻き取ってロールにする工程などが挙げられる。ただし、前記の予熱工程、延伸工程及び熱固定工程は間に他の工程を挟むことなく連続して行うことが好ましい。他の工程を挟むことでフィルムの温度制御が困難になることを防止するためである。
【００６１】
〔４．位相差フィルム〕
本発明の位相差フィルムの製造方法により、配向角の均一な位相差フィルムが得られる。ここで、位相差フィルムの配向角とは、位相差フィルムを形成する分子が配向した配向方向が所定の基準方向に対してなす角度を指し、通常は、位相差フィルムの面内遅相軸が所定の基準方向に対してなす角度に一致する。したがって、位相差フィルムの配向角が均一であるとは、位相差フィルムの分子の配向方向が位相差フィルムの位置によらず揃っていることを表す。配向角の均一さの程度は、配向角の変動幅の値で、±０．５°以内が好ましく、±０．３°以内がより好ましい。
【００６２】
位相差フィルムの面内遅相軸は、位相差フィルムの長手方向または長手方向に直交する方向を基準として、−０．５°〜０．５°の角度をなすことが好ましい。このように位相差フィルムの長手方向又は長手方向に直交する方向に平行な面内遅相軸を有することにより、位相差フィルムと偏光子との貼り合わせが容易になり、偏光板の生産性を向上させることができる。
【００６３】
位相差フィルムの面内レターデーションＲｅは、通常１５０ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以下である。また、下限に制限は無いが、通常２０ｎｍ以上、好ましくは３０ｎｍ以上、より好ましくは４０ｎｍ以上である。なお、前記の面内レターデーションＲｅの測定波長は位相差フィルムの用途に応じて設定すればよいが、通常は５５０ｎｍとする。
【００６４】
前記の面内レターデーションＲｅは、（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘの方向に直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。なお、厚み方向のレターデーションＲｔｈは、｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘの方向に直交する方向の屈折率であり、ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。
【００６５】
位相差フィルムは、光学フィルムに適する観点から、その全光線透過率が８５％以上であることが好ましく、９２％以上であることがより好ましい。ここで、前記全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 ＮＤＨ−３００Ａ」を用いて、５箇所測定し、それから求めた平均値である。
【００６６】
位相差フィルムのヘイズは好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、特に好ましくは１％以下である。ヘイズを低い値とすることにより、位相差フィルムを表示装置に組み込んだ場合に、その表示装置の表示画像の鮮明性を高めることができる。ここで、ヘイズは、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 ＮＤＨ−３００Ａ」を用いて、５箇所測定し、それから求めた平均値である。
【００６７】
位相差フィルムは、ＪＩＳ鉛筆硬度でＨＢまたはそれ以上の硬さを有することが好ましい。このＪＩＳ鉛筆硬度の調整は、樹脂の種類の変更や樹脂の層厚の変更などによって行うことができる。ＪＩＳ鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に準拠して、各種硬度の鉛筆を４５°傾けて、上から５００ｇ重の荷重をかけてフィルム表面を引っ掻き、傷が付きはじめる鉛筆の硬さである。
【００６８】
位相差フィルムは、１層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、複数の層を有する複層構造のフィルムであってもよい。また、位相差フィルムが有する層は、延伸前のフィルムと同様に通常は熱可塑性樹脂からなるが、位相差フィルムは固有複屈折が負である樹脂を含むフィルムであることが好ましい。本発明の位相差フィルムの製造方法によって得られる位相差フィルムは、延伸前のフィルムを延伸した延伸フィルムであるので、通常は延伸前のフィルムと同様の樹脂を含み、延伸前のフィルムと同様の層構成を有する。したがって、例えば延伸前のフィルムがＡ層及びＢ層からなる複層構造のフィルムである場合、位相差フィルムも同様にＡ層及びＢ層を備えることになる。
【００６９】
位相差フィルムの幅は、通常１０００ｍｍ以上、好ましくは１３００ｍｍ以上、より好ましくは１４００ｍｍ以上である。このように位相差フィルムの幅を広くすることにより、大画面の表示装置に好適に用いることができる。なお、幅の上限に制限は無いが、通常２５００ｍｍ以下、好ましくは２０００ｍｍ以下である。
【００７０】
位相差フィルムの膜厚は、通常６０μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下である。このように位相差フィルムの膜厚を薄くすることにより、偏光板が薄肉化及び軽量化され、屋外用途の表示装置に好適に用いることができる。なお、膜厚の下限に制限は無いが、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上である。
【００７１】
通常、位相差フィルムは、保存及び運搬を容易にする観点から、巻き取ってロールにする。本発明の位相差フィルムの製造方法で製造された位相差フィルムは、上述したように位相差フィルムの幅方向端部の位置を均一に制御できるため、ロールとした場合にそのロールの形状を安定して円柱状にすることができる。
【００７２】
〔５．実施形態〕
以下、図面を用いて本発明の一実施形態に係る位相差フィルムの製造方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る位相差フィルムの製造装置としての延伸機における、リンク装置による延伸の機構を概略的に示す平面図である。
【００７３】
図４に示すように、延伸機２００は、フィルム１００の幅方向両端に対に設けられたガイドレール２１０と、フィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持しながら移動する把持子２２０と、把持子２２０を誘導するリンク装置２３０とを備える。これらのガイドレール２１０、把持子２２０及びリンク装置２３０はいずれも図示しない筐体内に収められていて、フィルム１００が矢印Ａ２の方向に沿って上流（図４における左側）から連続的に供給されて延伸機２００内を通過するようになっている。また、本実施形態においては、フィルム１００は長手方向及び幅方向（交差方向に相当する。）に延伸されるようになっているものとする。
【００７４】
ガイドレール２１０は、フィルム１００の長手方向の左右両脇に対に設けられている。本実施形態では、フィルム１００の右脇及び左脇にそれぞれ３本のレール２１１，２１２，２１３が設けられ、これらのレール２１１，２１２，２１３により形成される溝２１４及び溝２１５を軸受けローラー２３２，２３３（後述する。）が通るようになっている。
【００７５】
把持子２２０は、適切な任意の機構により、延伸機２００の入り口近傍の区間（後述するゾーンＦ１）においてフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持し、把持した状態を維持したままで移動し、延伸機２００の出口近傍の区間（後述するゾーンＦ６）において放すようになっている。フィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持したままで把持子２２０が移動することにより、フィルム１００が長手方向及び幅方向に延伸されるようになっている。
【００７６】
リンク装置２３０は、ジグザグ状に連結された複数のリンクプレート２３１から主に構成される。リンク装置２３０は、複数のリンクプレート２３１を輪状に連結させた輪状の装置とする。ここで、「リンクプレート」とは、リンク装置２３０を構成する、通常概略板状の部材をいう。ただし、リンクプレートは、通常概略板状の形状の部材の組み合わせからなるためリンク「プレート」と称されるが、同様の機能を有するものであれば板状の形状のものに限定されず、棒状などの任意の形状としてもよい。なお、図４においては、リンク装置２３０は、その輪状構造の一部を省略して図示している。
【００７７】
また、リンク装置２３０は通常、フィルム１００の長手方向の左右両脇に一対設けられるが、図４においてはその一方を省略して図示している。リンクプレート２３１には軸受けローラー２３２及び軸受けローラー２３３が設けられ、これらの軸受けローラー２３２及び軸受けローラー２３３がガイドレール２１０の溝２１４及び溝２１５内をそれぞれ通るようになっている。
【００７８】
リンク装置２３０はリンク装置２３０を駆動する出口スプロケット２３４及び入口スプロケット２３５，２３６を備える。これらの出口スプロケット２３４及び入口スプロケット２３５，２３６によって駆動されることにより、リンク装置２３０は、矢印Ａ３に示される方向に周回し、リンクプレート２３１がガイドレール２１０に沿って移動するようになっている。
【００７９】
前記の把持子２２０は、リンクプレート２３１の端部に設けられている。したがって、リンクプレート２３１がガイドレール２１０に沿って移動することにより、把持子２２０もガイドレール２１０に沿って移動して、フィルム１００を搬送したり、フィルム１００を延伸したりできるようになっている。
また、ガイドレール２１０を構成するレール２１１，２１２，２１３の幅の増減により、溝２１４と溝２１５との間隔も増減し、これに従って隣り合う把持子２２０間の距離Ｐは伸縮するようになっている。したがって、前記のように隣り合う把持子２２０間の距離Ｐが伸びることによっても、フィルム１００を延伸できるようになっている。
【００８０】
さらに、延伸機２００は、ガイドレール２１０を保持するガイドレール保持部２４０を、フィルム１００の長手方向に沿って複数個備える。これらの各ガイドレール保持部２４０にはガイドレール保持部２４０を支持する駆動軸２４１が設けられ、駆動軸２４１をフィルム１００の幅方向に沿って移動させることにより、ガイドレール保持部２４０の位置をフィルム１００の幅方向において調節可能となっている。また、ガイドレール保持部２４０の位置を調節することにより、ガイドレール２１０の位置も調節できるようになっている。
【００８１】
ここで、延伸機２００においてフィルム１００が通る領域を、上流から順に、幅方向にゾーンＦ１、ゾーンＦ２、ゾーンＦ３、ゾーンＦ４、ゾーンＦ５及びゾーンＦ６に区画する。各ゾーンＦ１〜Ｆ６の間は図示しない仕切りにより区画され、また、各ゾーンＦ１〜Ｆ６にはそれぞれ図示しないヒーターが設けられている。そして、これらのヒーターにより、ゾーンＦ１〜Ｆ６の温度をそれぞれ独立に制御できるようになっている。さらに、これらのゾーンＦ１〜Ｆ６におけるガイドレール２１０（ひいては、レール２１１〜２１３）の方向は、ガイドレール保持部２４０の位置を調節することにより、ゾーンＦ１〜Ｆ６ごとに調節できるようになっている。
【００８２】
ゾーンＦ１は把持子２２０がフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持する区間である。このゾーンＦ１以降、ゾーンＦ６で放すまで、把持子２２０はフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持した状態を維持し続けるようになっている。
【００８３】
ゾーンＦ２は予熱区間である。このゾーンＦ２を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の予熱温度に加熱されるようになっている。また、ゾーンＦ２を通る時、通常は、フィルム１００は長手方向及び幅方向のいずれにも延伸されないようになっている。
【００８４】
ゾーンＦ３及びゾーンＦ４はフィルム１００を延伸する延伸区間を構成する区間である。すなわち、これらのゾーンＦ３及びゾーンＦ４により延伸区間が構成されている。
ゾーンＦ３は延伸区間の一部であり、フィルム１００を長手方向及び幅方向に同時に延伸する同時延伸ゾーンである。このゾーンＦ３を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の延伸温度に維持されながら、長手方向及び幅方向の両方に同時に延伸されるようになっている。具体的には、ゾーンＦ３においてはフィルム１００が進むに従って、ガイドレール２１０の溝２１４と溝２１５との間隔が次第に狭くなり、これに伴い隣り合う把持子２２０間の距離Ｐが次第に伸びることにより、フィルム１００を長手方向に延伸できるようになっている。また、フィルム１００が進むに従って、対に設けられたガイドレール２１０間の距離（幅方向における距離）Ｗが次第に広くなり、これに伴いガイドレール２１０に沿って移動するフィルム両端の把持子２２０間の距離が次第に開くことにより、フィルム１００を幅方向に延伸できるようになっている。
【００８５】
ゾーンＦ４は延伸区間のうちの一部であり、延伸区間の最も下流に位置する最下流ゾーンである。このゾーンＦ４を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の延伸温度に維持されながら、幅方向に延伸されることなく長手方向に延伸されるようになっている。具体的には、ゾーンＦ４においてはフィルム１００が進むに従って、ガイドレール２１０の溝２１４と溝２１５との間隔が次第に狭くなり、これに伴い隣り合う把持子２２０間の距離Ｐが次第に伸びることにより、フィルム１００を長手方向に延伸できるようになっている。しかし、対に設けられたガイドレール２１０間の距離Ｗは一定であり、フィルム１００が幅方向に延伸されないようになっている。
【００８６】
前記のように、延伸機２００ではフィルム１００を延伸する延伸区間は複数のゾーン（ゾーンＦ３及びゾーンＦ４）に区画されている。このような延伸機２００において、延伸区間であるゾーンＦ３及びゾーンＦ４を通じて見た延伸倍率は、長手方向への延伸倍率の方が、幅方向への延伸倍率よりも大きくなるように、ガイドレール２１０の溝２１４と溝２１５との間隔、並びに、対に設けられたガイドレール２１０間の距離Ｗが設定されている。
【００８７】
ゾーンＦ５は熱固定区間である。このゾーンＦ５を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の熱固定温度に維持されるようになっている。また、ゾーンＦ５を通る時、通常は、フィルム１００は長手方向及び幅方向のいずれにも延伸されないようになっている。
【００８８】
ゾーンＦ６は把持子２２０がフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを放す区間である。
【００８９】
本実施形態に係る延伸機２００は以上のように構成されているため、使用時には、フィルム１００を矢印Ａ２の方向に沿って上流から連続的に長手方向に搬送して、延伸機２００に供給する。延伸機２００に供給されたフィルム１００は、ゾーンＦ１において幅方向端部１００Ｅを把持子２２０によって把持され、リンク装置２３０の周回に伴って下流へと搬送される。
【００９０】
フィルム１００がゾーンＦ２へ来ると、ゾーンＦ２においてヒーターで加熱することにより、フィルム１００は所定の予熱温度まで加熱される。加熱されたフィルム１００は、次のゾーンＦ３へと搬送される。
【００９１】
フィルム１００がゾーンＦ３へ来ると、ガイドレール２１０に沿って把持子２２０が進行方向Ａ２に対し末広がりに移動することによりフィルム１００は幅方向に延伸される。また、同時に、隣り合う把持子２２０間の距離Ｐがフィルム１００の進行に伴って次第に広がることによりフィルム１００は長手方向に延伸される。このように同時二軸延伸を施されることで、フィルム１００内の分子が配向し、フィルム１００に位相差が発現する。その後、フィルム１００は次のゾーンＦ４へと搬送される。
【００９２】
フィルム１００がゾーンＦ４へ来ると、隣り合う把持子２２０間の距離Ｐがフィルム１００の進行に伴って次第に広がることにより、フィルム１００は長手方向に延伸される。しかし、ゾーンＦ４では対に設けられたガイドレール２１０間の距離Ｗが一定であるため、幅方向には延伸されない。これにより、フィルム１００内の分子の配向方向が揃えられ、配向角が均一化する。その後、フィルム１００は次のゾーンＦ５へと搬送される。
【００９３】
フィルム１００がゾーンＦ５へ来ると、ゾーンＦ５においてヒーターによってフィルム１００は所定の熱固定温度を維持され、フィルム１００内の分子の配向状態が固定される。その後、フィルム１００はゾーンＦ６で把持子２２０から放たれ、延伸機２００の外部へと送出される。
【００９４】
以上のようにして、延伸機２００を用いれば、配向角が均一に制御された位相差フィルムを製造できる。
ところで、本実施形態ではゾーンＦ３において幅方向への延伸倍率が一定となるように設定したが、変化させるようにしてもよい。幅方向への延伸倍率を調整する場合、例えば、駆動軸２４１により支持されるガイドレール保持部２４０の位置を調節することにより、ガイドレール２１０の開き角度を調整すればよい。ここで、ガイドレール２１０の開き角度とは、フィルム１００の長手方向とガイドレール２１０の延在方向とがなす角度のことを意味する。
【００９５】
図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る位相差フィルムの製造装置のガイドレールを模式的に示す平面図である。例えば、同時延伸工程から最終延伸工程に移る際の幅方向への延伸倍率を次第に小さくなるように変化させる場合には、図５に示すように、幅方向への延伸を行うゾーンＦ３を幅方向ＴＤに複数のゾーンＦ３１，Ｆ３２，Ｆ３３に区画し、幅方向への延伸を最後に行うゾーンＦ３３のガイドレール２１０の開き角度θ３３を、その一つ前のゾーンＦ３２のガイドレール２１０の開き角度θ３２よりも小さく設定すればよい。
なお、前記のガイドレール２１０の開き角度は、フィルム１００の長手方向の左脇のガイドレール２１０と右脇のガイドレール２１０とで異なっていてもよいが、通常は同じにする。
【００９６】
また、本実施形態では交差方向として幅方向へと延伸するようにしたが、交差方向は長手方向と交差する方向であれば幅方向に限定されない。
さらに、本実施形態ではゾーンＦ１〜Ｆ６を仕切りによって区画するようにしたが、各ゾーンＦ１〜Ｆ６の間は必ずしも物理的な仕切りによって区画しなくてもよい。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
【００９８】
〔評価方法〕
（配向角の評価方法）
図６は実施例で行った配向角の評価方法を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。オンライン位相差計（王子計測機器社製：ＫＯＢＲＡ−ＷＩＳＴ／２ＲＴ）を用いて、図６に示すようにフィルム１００の長手方向に５００ｍに渡って、フィルム面内の配向角を測定した。得られた各測定地点における配向角の値から、配向角の均一さの指標として、以下の値を求めた。
【００９９】
（ｉ）平均
測定した配向角から、全測定地点の平均の値を求め、平均値とした。
【０１００】
（ii）長手方向ＭＤの均一さの指標
フィルム１００の幅方向ＴＤの複数（ｎ個）の測定点（図６の破線Ｐ１〜Ｐｎ参照）において、フィルム１００の長手方向ＭＤの配向角のバラツキ（標準偏差）σを求め、求めた長手方向ＭＤの配向角のバラツキσを幅方向ＴＤで平均化し、得られた値を長手方向ＭＤの配向角の均一さの指標値ＵＭＤとした。
【０１０１】
（iii）幅方向ＴＤの均一さの指標
フィルム１００の幅方向ＴＤの複数（ｎ個）の測定点（図６の破線Ｐ１〜Ｐｎ参照）において、フィルム１００の長手方向ＭＤの配向角の平均値Ａを求め、得られた平均値Ａの幅方向ＴＤにおける変動幅（最大値と最小値との差）を算出し、得られた値を幅方向ＴＤの配向角の均一さの指標値ＵＴＤとした。
【０１０２】
（色ムラの評価方法）
図７は実施例で行った色ムラの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。図７に示すように、フィルム１００の幅方向ＴＤの両端および中央部からＡ３サイズの大きさのサンプル１１０を切り出した。同様の操作を、フィルム１００の長手方向ＭＤに１０ｍ毎に３回繰り返し、計９枚のサンプル１１０を採取した。
【０１０３】
用意したサンプルを、バックライト上にクロスニコル配置された２枚の偏光板の間に、位相差フィルムの遅相軸と一方の偏光板の透過軸とがなす角度が９０°となるように挿入し、暗室内にてバックライトを点灯させた。位相差フィルムの正面および斜めから目視にて観察し、色ムラの有無を確認した。色ムラが確認されたサンプルが２枚以下であれば「優」、色ムラが確認されるサンプルが３枚以上５枚未満であれば「良」、色ムラが確認されるサンプルが５枚以上であれば「不良」とした。
【０１０４】
（白抜けの評価）
図８は実施例で行った白抜けの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、位相差フィルム付偏光板を模式的に示す平面図である。透過軸が幅方向にある長尺の偏光板と位相差フィルムとを貼り合わせて、幅１５００ｍｍの位相差フィルム付偏光板を作製した。図８に示すように、この位相差フィルム付偏光板１２０の長手方向ＭＤの右半分部分及び左半分部分から、それぞれ１５００ｍｍ幅の偏光板サンプル１３０を、長手方向５ｍ毎に切り出し、計１０枚の偏光板サンプル１３０を用意した。
【０１０５】
用意した偏光板サンプルを、市販の４２インチＩＰＳモードの透過型液晶表示装置の視認側の偏光板と置き換え、位相差フィルムが貼り合わされた側が液晶セル側に配置されるように組み込んで、液晶表示装置を作製した。作製した液晶表示装置を暗室内にて黒表示させ、目視により正面から観察した際の光の漏れ具合を確認した。光漏れが確認される表示装置が２台以下であれば「優」、光漏れが確認される表示装置が３台以上５台未満であれば「良」、光漏れが確認される表示装置が５台以上であれば「不良」とした。
【０１０６】
（端面ズレの評価）
図９は実施例で行ったロールの端面のズレの評価方法を説明するため、ロールをその軸方向で切った断面を模式的に示す断面図である。巻き芯１４０にフィルム１００を巻き取ってロール１５０を作製した。作製したロール１５０のロール巻きつけ開始位置における端部１６０を基準として、ロール幅方向の最大ズレ量Ｄを定規で計測した。最大ズレ量Ｄが３ｍｍ未満であるものを「優」、最大ズレ量Ｄが３ｍｍ以上５ｍｍ未満のものを「良」、最大ズレ量が５ｍｍ以上のものを「不良」とした。
【０１０７】
〔実施例１〕
共押出成形により、ポリメチルメタクリレート系樹脂層／ポリスチレン系樹脂層／ポリメチルメタクリレート系樹脂層（膜厚４５μｍ／４５μｍ／４５μｍ）の３層からなる幅１５００ｍｍの原反フィルム１を製造した。製造した原反フィルム１をロールに巻きつけ、フィルム長３０００ｍの長尺ロールを得た。長尺ロールの直径は７５０ｍｍであった。
【０１０８】
予熱区間と、４つのゾーンからなる延伸区間と、熱固定区間とを有する同時２軸延伸機を用意した。前記の原反フィルム１を、予熱温度１３０℃、延伸温度１３０℃、熱固定温度１２０℃、フィルム搬送速度１０ｍ／分、長手方向への延伸倍率（縦延伸倍率）２．０倍、幅方向への延伸倍率（横延伸倍率）１．４倍で同時二軸延伸して、長手方向に分子が配向した幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム１を得た。得られた延伸フィルム１をロール状に巻き取って、フィルム長２５００ｍの長尺ロールを２本採取した。延伸フィルムを得るために利用できた原反フィルムの長手方向の利用率（以下、適宜「原反長手利用率」という。）は８０％であった。
【０１０９】
ここで、延伸区間のゾーンは、上流から順にゾーン１、ゾーン２、ゾーン３及びゾーン４と呼ぶようにする。延伸区間において最後に幅方向への延伸を行うことなく長手方向への延伸を行えるように、幅方向への延伸はゾーン１からゾーン３で行い、長手方向への延伸はゾーン１からゾーン４で実施した。幅方向への延伸に際し、各ゾーン１〜ゾーン４でのガイドレールの開き角度は表１の通りとした。なお、各ゾーン１〜ゾーン４の長手方向のサイズは同じにして、ゾーン１〜ゾーン４それぞれでの延伸は同じ時間（５秒間）だけ行われるようにした。
【０１１０】
得られた延伸フィルム１を測定波長５５０ｎｍで測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム１について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１１】
〔実施例２〕
ポリメチルメタクリレート系樹脂層／ポリスチレン系樹脂層／ポリメチルメタクリレート系樹脂層（膜厚３０μｍ／３０μｍ／３０μｍ）の３層からなる幅１５００ｍｍの原反フィルム２を製造した。製造した原反フィルム２をロールに巻きつけ、フィルム長４５００ｍの長尺ロールを得た。長尺ロールの直径は７５０ｍｍであった。
【０１１２】
原反フィルム１に代えて原反フィルム２用いたこと以外は実施例１と同様にして、幅１５００ｍｍ、厚み３２μｍの延伸フィルム２を得た。得られた延伸フィルムをロール状に巻き取って、フィルム長２５００ｍの長尺ロールを３本採取した。原反長手利用率は８０％であった。
【０１１３】
得られた延伸フィルム２の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム２について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１４】
〔実施例３〕
ガイドレールの開き角度を表１に記載するように変更したこと以外は実施例１と同様にして、幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム３を得、同様に長尺ロールを採取した。原反長手利用率は８０％であった。
得られた延伸フィルム３の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム３について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１５】
〔比較例１〕
延伸区間において最後に長手方向及び幅方向へ同時に延伸を行えるように、長手方向への延伸および幅方向への延伸の両方をゾーン１からゾーン４で行うようにし、幅方向への延伸倍率を１．３倍に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム４を得た。得られた延伸フィルム４をロール状に巻き取って、フィルム長２５００ｍの長尺ロールを２本採取した。原反長手利用率は８０％であった。
【０１１６】
得られた延伸フィルム４の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム３について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１７】
〔比較例２〕
原反フィルム１の両幅２００ｍｍをカットして、幅１１００ｍｍ、長さ３０００ｍの原反フィルム３を得た。
得られた原反フィルム３を、予熱温度１３０℃、延伸温度１３０℃、熱固定温度１２０℃、延伸速度１０ｍ／分、長手方向への延伸倍率１．４倍、幅方向への延伸倍率２．０倍で同時二軸延伸して、幅方向に分子が配向した幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム５を得た。得られた延伸フィルム５をロール状に巻き取って、フィルム長３５００ｍの長尺ロールを１本採取した。原反長手利用率は８０％であった。
【０１１８】
比較例２では、延伸区間において最後に長手方向への延伸を行うことなく幅方向への延伸を行えるように、幅方向への延伸はゾーン１からゾーン４で行い、長手方向への延伸はゾーン１からゾーン３で実施した。
得られた延伸フィルム５の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム５について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
【表２】
【０１２１】
〔検討〕
表２より、実施例１〜３の延伸フィルムは配向角が均一に制御されているため、表示装置に適用した場合でも色ムラ及び白抜けがなく、高画質を期待できることがわかる。また、実施例１〜３の延伸フィルムは十分な原反長手利用率を有することから、原料の利用効率にも優れることが分かる。さらに、実施例１〜３の延伸フィルムは長尺ロールとした場合でも端面ズレがなく、安定して円柱状のロールにすることができることが分かる。
また、実施例１，２よりも実施例３の方が優れた評価結果が得られていることから、同時延伸工程から最終延伸工程に移る際に幅方向への延伸倍率が次第に小さくなるようにすることで、配向角を更に均一にできることが分かる。
なお、比較例２において原反長手利用率は８０％となっているが、これは端面ズレが生じているにもかかわらず実験評価のために敢えて巻き取ってロールとしたことから８０％との数値になっているものであり、実際の商取引では不良品として取り扱われるおそれがあるロールであるため、現実の製品とする観点からは原反長手利用率は０％となるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上のように、本発明の位相差フィルムの製造方法及び製造装置は位相差を発現するフィルムの製造に適用することができる。この製造方法及び製造装置によって製造された位相差フィルムを用いれば、例えば、ムラが少なく高画質の表示装置を実現できる。
【符号の説明】
【０１２３】
１００ フィルム
１００Ｅ フィルムの幅方向端部
２００ 延伸機
２１０ ガイドレール
２１１〜２１３ レール
２１４，２１５ 溝
２２０ 把持子
２３０ リンク装置
２３１ リンクプレート
２３２，２３３ 軸受けローラー
２３４ 出口スプロケット
２３５，２３６ 入口スプロケット
２４０ ガイドレール保持部
２４１ 駆動軸
ＭＤ フィルムの長手方向
ＴＤ フィルムの幅方向
Ｚ１ 予熱区間
Ｚ２ 延伸区間
Ｚ３ 熱固定区画
Ｚ２１〜Ｚ２３ ゾーン
Ｆ１〜Ｆ６ ゾーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のフィルムを延伸して位相差フィルムを製造する製造方法及び製造装置に関し、特に、同時二軸延伸によって位相差フィルムを製造する製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位相差フィルムの製造方法として、同時二軸延伸法を用いた製造方法がある。同時二軸延伸法では、通常、延伸前のフィルムを交差する二方向に同時に延伸し、延伸後のフィルムとして位相差フィルムを製造する。同時二軸延伸法を用いれば位相差フィルムの生産性を向上させることが可能であるため、例えば特許文献１〜４に記載のように、従来から様々な検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−４３７８号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０２７８号公報
【特許文献３】特許第４１９５０７２号公報
【特許文献４】特開２００８−１１４３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の同時二軸延伸法による位相差フィルムの製造方法では、位相差フィルムの配向角制御が十分ではなかった。同時二軸延伸法でフィルムを延伸するとフィルム中の分子が配向するが、従来の方法では、分子の配向方向にバラツキがあり、位相差フィルムにおいて配向角を均一にすることが困難であった。
【０００５】
前記の配向角制御に関し、特許文献２ではボーイング現象によるフィルムの幅方向の歪みを抑える技術を提案している。しかし、特許文献２記載の技術でも、フィルムの長手方向（縦方向ともいう。）における分子の配向方向のバラツキを抑制することはできなかったため、依然として配向角制御の改善技術が求められていた。
【０００６】
また、同時二軸延伸法においては、通常、長尺のフィルムを用意し、この長尺のフィルムを延伸して長尺の位相差フィルムを得るようにしており、得られた長尺の位相差フィルムは巻き取られてロールの状態となって保存及び運搬される。ところが、従来の同時二軸延伸法で製造すると、ロールの端面（位相差フィルムの幅方向端部が形成する面）が揃わなくなってロールの形状が円柱状とならないことがあった。ロールの形状が円柱状とならない場合、ロールの端面近傍の強度が低下して変形を生じたり、前記の変形が位相差フィルムに転写されて位相差フィルムの光学的品質を低下させたり、ロールから巻き出して加工する際に位置合わせの精度が低下したり、光学的品質に問題が無いとしてもロールの見た目から商取引で不良品として取り扱われたりすることがある。そのため、ロールを安定して円柱状にできる技術の開発も求められていた。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、配向角を均一に制御でき、ロールにした場合の形状を安定して円柱状にできる位相差フィルムの製造方法及び製造装置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】
【０００８】
上述した課題を解決するべく鋭意検討した結果、本発明者は、長尺のフィルムを二方向に同時に延伸した後で、最後に長手方向にのみ延伸することにより、位相差フィルムにおける配向角を均一にできることを見出した。また、本発明者は、前記のように最後に長手方向にのみ延伸する工程を有する位相差フィルムの製造方法において、長手方向への延伸倍率を、長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きくすることにより、得られる位相差フィルムを巻き取ったロールの形状を安定して円柱状にしやすくなることも見出した。以上の知見に基づき、本発明者は、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔９〕を要旨とする。
【０００９】
〔１〕 長尺のフィルムを長手方向に搬送しながら延伸する延伸工程を経て位相差フィルムを製造する位相差フィルムの製造方法であって、
前記延伸工程が、前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ同時に延伸する同時延伸工程と、前記延伸工程の最後に前記長尺のフィルムを前記長手方向に交差する方向へ延伸することなく前記長手方向へ延伸する最終延伸工程とを有し、
前記延伸工程において、前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造方法。
〔２〕 前記位相差フィルムの面内遅相軸が、前記長手方向または前記長手方向に直交する方向を基準として、−０．５°〜０．５°の角度をなす、〔１〕記載の位相差フィルムの製造方法。
〔３〕 前記同時延伸工程から前記最終延伸工程に移る際に、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率が次第に小さくなる、〔１〕又は〔２〕に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔４〕 前記位相差フィルムの面内レターデーションが１５０ｎｍ以下である、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔５〕 前記位相差フィルムの幅が１０００ｍｍ以上である、〔１〕〜〔４〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔６〕 前記位相差フィルムが熱可塑性樹脂を含む複数の層を備える、〔１〕〜〔５〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔７〕 前記位相差フィルムが、固有複屈折が負である樹脂を含む、〔１〕〜〔６〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔８〕 前記位相差フィルムの膜厚が６０μｍ以下である、〔１〕〜〔７〕のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
〔９〕 延伸区間において長尺のフィルムを延伸して位相差フィルムを製造する製造装置であって、
前記長尺のフィルムの幅方向両端に対に設けられたガイドレールと、前記長尺のフィルムの幅方向端部を把持しながら前記ガイドレールに沿って移動して前記延伸区間において前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ延伸する把持子とを備え、
前記延伸区間は前記長尺のフィルムの長手方向に交差する方向に複数のゾーンに区画され、区画された複数のゾーンのうちの最下流ゾーンにおいて前記長手方向に交差する方向における前記の対に設けられたガイドレール間の距離が一定であり、
前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の位相差フィルムの製造方法及び製造装置によれば、配向角が均一な長尺の位相差フィルムを製造できる。また、製造された位相差フィルムは、巻き取ることにより安定して円柱状のロールにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る位相差フィルムの製造装置としての延伸機における、リンク装置による延伸の機構を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る位相差フィルムの製造装置のガイドレールを模式的に示す平面図である。
【図６】図６は、実施例で行った配向角の評価方法を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。
【図７】図７は、実施例で行った色ムラの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。
【図８】図８は、実施例で行った白抜けの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、位相差フィルム付偏光板を模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、実施例で行ったロールの端面のズレの評価方法を説明するため、ロールをその軸方向で切った断面を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
【００１３】
〔１．概要〕
本発明の位相差フィルムの製造方法は、長尺のフィルムを、当該フィルムの長手方向に搬送しながら延伸する延伸工程を経て、位相差フィルムを製造する方法である。ここで、「長尺」とは、その幅に対して、少なくとも５倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。また、フィルムは通常は長手方向に沿って搬送されるので、フィルムの長手方向は通常はフィルムの流れ方向（搬送方向）に一致する。
【００１４】
ただし、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程が、（１）フィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向（以下、適宜「交差方向」という。）へ同時に延伸する同時延伸工程と、（２）延伸工程の最後に前記フィルムを交差方向へ延伸することなく長手方向へ延伸する最終延伸工程とを有するようにする。また、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程において、長手方向への延伸倍率Ｔ１の方が、交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも大きくなるようにする。延伸工程の最後に最終延伸工程を行うことにより、フィルム中の分子に作用する力の方向を延伸工程の最終段階において一方向にできるので、分子の配向方向を容易に均一化できる。また、最終延伸工程において交差方向へと延伸を行うとフィルムの幅方向端部の位置が変動しやすくなる傾向があるが、最終延伸工程において長手方向へと延伸を行うようにしたことによりフィルムの幅方向端部の位置は変動し難くなるので、得られたフィルムを巻き取ったロールの形状を安定して円柱状にすることができる。
【００１５】
本発明の位相差フィルムの製造方法では、前記の延伸工程に加えて、更に別の工程を行っても良い。例えば、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の前に予めフィルムを加熱する予熱工程、延伸工程の後にフィルムを熱固定する熱固定工程などを行ってもよい。
【００１６】
〔２．延伸前のフィルム〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、まず、延伸前のフィルムを用意する。延伸前のフィルムは、本発明に係る延伸工程を行う前の長尺のフィルムのことを指し、未延伸のフィルムだけでなく、予め延伸されたフィルムも含む。
通常、延伸前のフィルムとしては、熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いる。熱可塑性樹脂としては、位相差フィルムとするのに適した樹脂を適宜選択することができる。
【００１７】
延伸前のフィルムは、１層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、複数の層を有する複層構造のフィルムであってもよい。かかる複層構造の例としては、位相差フィルムとしての光学異方性を発生するために有利な樹脂からなる層（以下、適宜「Ａ層」ということがある。）と、位相差フィルムとしての強度を確保するために有利な樹脂からなる層（以下、適宜「Ｂ層」ということがある。）との組み合わせが挙げられる。
【００１８】
光学異方性を発生するために有利な樹脂としては、固有複屈折値が負の樹脂（以下、適宜「樹脂Ａ」ということがある。）が挙げられる。一方、強度を確保するために有利な樹脂としては、透明な樹脂（以下、適宜「樹脂Ｂ」ということがある。）が挙げられる。
【００１９】
樹脂Ａに含まれる重合体の例を挙げると、スチレン系重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ポリメチルメタクリレート重合体、あるいはこれらの多元共重合ポリマーなどが挙げられる。前記のスチレン系重合体は、スチレン単位構造を繰り返し単位の一部又は全部として有する重合体であり、例えば、ポリスチレン；スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ニトロスチレン、ｐ−アミノスチレン、ｐ−カルボキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン等のスチレン系単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、Ｎ−フェニルマレイミド、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニル等のその他の単量体との共重合体などが挙げられる。これらの中でも位相差発現性が高いという観点からスチレン系重合体が好ましく、中でもポリスチレン、スチレンとＮ−フェニルマレイミドとの共重合体又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体が特に好ましい。
なお、これらの重合体は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
樹脂Ａに含まれる重合体の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いて（但し、重合体がシクロヘキサンに溶解しない場合にはトルエンを用いてもよい）ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００以上、好ましくは１５，０００以上、より好ましくは２０，０００以上であり、通常１００，０００以下、好ましくは８０，０００以下、より好ましくは５０，０００以下である。重量平均分子量がこのような範囲にあることにより、得られる位相差フィルムの機械的強度及び成型加工性などが高度にバランスされるため好ましい。
【００２１】
樹脂Ａには、必要に応じて、例えば酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、強化剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填剤、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止剤、および抗菌剤、ならびにその他の樹脂、熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含ませてもよい。これらの添加剤の量は、樹脂Ａに含まれる重合体１００重量部に対して、通常０〜５０重量部、好ましくは０〜３０重量部である。
【００２２】
樹脂Ｂは、厚み１ｍｍの試験片を形成して測定した全光線透過率が、通常７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である透明性を有した樹脂であることが好ましい。
【００２３】
樹脂Ｂに含まれる重合体の例を挙げると、アクリル重合体、メタクリル重合体、ポリカーボネート重合体、ポリエステル重合体、ポリエーテルスルホン重合体、ポリアリレート重合体、ポリイミド重合体、鎖状ポリオレフィン重合体、ポリエチレンテレフタレート重合体、ポリスルホン重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ジアセチルセルロース重合体、トリアセチルセルロース重合体、脂環式オレフィン重合体などが挙げられる。これらの中でも、脂環式オレフィン重合体及びメタクリル重合体が好適である。
【００２４】
メタクリル重合体は、メタクリル酸アルキルエステル単位を主モノマー単位として含む重合体である。メタクリル重合体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルの単独重合体；アルキル基の水素がＯＨ基、ＣＯＯＨ基若しくはＮＨ２基などの官能基によって置換された炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルの単独重合体；又はメタクリル酸アルキルエステルと、スチレン、酢酸ビニル、α，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸アルキルエステル等のメタクリル酸アルキルエステル以外のエチレン性不飽和単量体との共重合体などが挙げられる。これらのうち、アクリル酸アルキルエステルがメタクリル酸アルキルエステルとの共重合に好適である。好適なメタクリル重合体では、官能基によって置換されていてもよい炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単位を、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは５０〜９９．９重量％、さらに好ましくは５０〜９９．５重量％含有し、アクリル酸アルキルエステル単位を好ましくは０〜５０重量％、より好ましくは０．１〜５０重量％、さらに好ましくは０．５〜５０重量％含有する。
【００２５】
脂環式オレフィン重合体は、主鎖及び／又は側鎖に脂環構造を有する非晶性の熱可塑性重合体である。脂環式オレフィン重合体中の脂環構造としては、飽和脂環炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和脂環炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられる。なかでも、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造が好ましい。脂環構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常４個以上、好ましくは５個以上であり、通常３０個以下、好ましくは２０個以下、より好ましくは１５個以下であるときに、機械強度、耐熱性、及びフィルムの成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。
【００２６】
脂環式オレフィン重合体を構成する脂環構造を有する繰り返し単位の割合は、好ましくは５５重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。脂環式オレフィン重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合がこの範囲にあると、透明性および耐熱性の観点から好ましい。
【００２７】
脂環式オレフィン重合体としては、例えば、ノルボルネン重合体、単環の環状オレフィン重合体、環状共役ジエン重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体、及び、これらの水素化物等が挙げられる。これらの中で、ノルボルネン重合体は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
【００２８】
ノルボルネン重合体としては、例えば、ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との開環共重合体、又はそれらの水素化物；ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との付加共重合体、又はそれらの水素化物等が挙げられる。これらの中で、ノルボルネン構造を有する単量体の開環（共）重合体水素化物は、透明性、成形性、耐熱性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、特に好適に用いることができる。
なお、これらの重合体は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
樹脂Ｂに含まれる重合体の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いて（但し、重合体がシクロヘキサンに溶解しない場合にはトルエンを用いてもよい）ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００以上、好ましくは１５，０００以上、より好ましくは２０，０００以上であり、通常１００，０００以下、好ましくは８０，０００以下、より好ましくは５０，０００以下である。重量平均分子量がこのような範囲にあることにより、得られる位相差フィルムの機械的強度及び成型加工性などが高度にバランスされるため好ましい。
【００３０】
樹脂Ｂには、必要に応じて、樹脂Ａと同様に公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含ませてもよい。これらの添加剤の量は、樹脂Ｂに含まれる重合体１００重量部に対して、通常０〜５０重量部、好ましくは０〜３０重量部である。
【００３１】
樹脂Ａのガラス転移温度をＴｇ（ａ）（℃）、樹脂Ｂのガラス転移温度をＴｇ（ｂ）（℃）とした場合、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋８℃であることが好ましく、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２０℃であることがより好ましく、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２４℃であることがさらに好ましい。また、一般的には、Ｔｇ（ａ）＜Ｔｇ（ｂ）＋５０℃である。
【００３２】
樹脂Ｂのガラス転移温度Ｔｇ（ｂ）は、好ましくは４０℃以上、より好ましくは６０℃以上である。また、樹脂Ｂのガラス転移温度Ｔｇ（ｂ）の上限値は、通常１４０℃以下である。
【００３３】
延伸前のフィルムがＡ層及びＢ層からなる複層構造のフィルムである場合において、Ａ層の厚みは、Ａ層及びＢ層の総厚に対する割合で、通常２０％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上である。このようにＡ層の厚みを厚くすることにより、好適な光学特性を発現させることができる。
また、Ａ層及びＢ層の総厚に対するＡ層の厚みの割合の上限は、通常８０％未満である。Ａ層の厚みを８０％未満とすることにより、得られる位相差フィルムが脆くなることを防ぎハンドリング性を良好に保つことができる。
【００３４】
ここで、延伸前のフィルムが備えるＡ層及びＢ層の層数は、それぞれ、１層でもよく、２層以上でもよい。Ａ層及びＢ層を２層以上備える場合、Ａ層及びＢ層それぞれの厚みの合計により、前記のＡ層及びＢ層の総厚に対するＡ層の厚みの割合を算出するものとする。
なお、各層の厚みは、フィルムをエポキシ樹脂に包埋したのち、ミクロトーム（例えば、大和光機工業（株）、ＲＵＢ−２１００）を用いて０．０５μｍ厚にスライスし、透過型電子顕微鏡を用いて断面を観察して測定することにより求めることができる。
【００３５】
Ａ層及びＢ層の総厚（即ち、Ａ層の厚みとＢ層の厚みの総合計）は、特に限定されず、延伸倍率などに応じて適宜設定することができ、所望の位相差フィルムの厚さ（上限は、通常１８０μｍ以下であり、１２０μｍ以下や、６０μｍ以下とすることもできる。下限は通常２５μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは３５μｍ以上）に応じて、適宜設定することができる。
【００３６】
延伸前のフィルムの製造方法としては、例えば、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法；ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法；基材樹脂フィルムに対して樹脂溶液をコーティングするようなコーティング成形方法などの公知の方法が適宜できる。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。押出し温度は、フィルムを構成する樹脂（樹脂Ａ、樹脂B等）の種類に応じて適宜選択され得る。
【００３７】
〔３．製造方法の説明〕
延伸前のフィルムを用意した後、このフィルムを長手方向に搬送しながら延伸することにより、位相差フィルムを製造する。本発明の位相差フィルムの製造方法では、少なくとも延伸工程を行うが、通常は予熱工程及び熱固定工程も行う。
図１は、本発明の位相差フィルムの製造方法におけるフィルムの様子の例を模式的に示す平面図である。本発明の位相差フィルムの製造方法では、図１に示すように、搬送ロール（図示せず。）等を備える位相差フィルムの製造ラインにおいて、長尺のフィルム１００が矢印Ａ１で示すように長手方向ＭＤへと搬送されながら延伸工程並びに必要に応じて予熱工程及び熱固定工程を施されることにより、位相差フィルムを連続的に製造できるようになっている。
【００３８】
〔３−１．予熱工程〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の前に、予めフィルムを加熱する予熱工程を行うことが好ましい。したがって、搬送されてきたフィルム１００は、延伸工程を行う領域（後述する延伸区間）Ｚ２よりも上流の領域（予熱区間）Ｚ１において、所定の温度に加熱することが好ましい。
【００３９】
予熱工程においてフィルム１００を加熱する温度（予熱温度）は、フィルム１００を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇに対して、Ｔｇ℃〜Ｔｇ＋３０℃とすることが好ましい。これにより、延伸工程におけるフィルム１００の温度を円滑に所望の延伸温度へと制御することができるので、延伸工程においてフィルム１００中の分子を安定して配向させることができ、ひいては配向角を精密に制御できる。なお、フィルム１００が前記のようにＡ層及びＢ層を備える複層構造のフィルムである場合、樹脂Ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）を基準として前記の予熱温度を設定すればよい。
【００４０】
予熱工程における温度分布は、位置に対しては均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、予熱区間Ｚ１において幅方向ＴＤで温度差を設けてもよい。ただし、予熱温度は時間に対しては一定の恒温状態に保たれていることが好ましい。具体的には、予熱温度の時間変動が±０．５℃の範囲に収まることが好ましく、±０．３℃の範囲に収まることがより好ましい。予熱温度の時間変動を小さくすることにより、長手方向ＭＤの配向角の変動を低減させて、配向角を更に均一にすることができる。
【００４１】
〔３−２．延伸工程〕
必要に応じて予熱工程を行った後で、フィルム１００を延伸する延伸工程を行う。したがって、予熱領域Ｚ１で加熱されたフィルム１００は、予熱領域Ｚ１よりも下流の延伸領域Ｚ２において、長手方向ＭＤ及び交差方向へと延伸される。通常、交差方向としてはフィルム１００の幅方向ＴＤを設定し、長手方向ＭＤ及び幅方向ＴＤの二方向に二軸延伸を行うようにする。
【００４２】
ただし、本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程において、フィルム１００を長手方向ＭＤ及び交差方向へ同時に延伸する同時延伸工程と、延伸工程の最後にフィルム１００を交差方向へ延伸することなく長手方向へ延伸する最終延伸工程とを行う。したがって、延伸領域Ｚ２を幅方向ＴＤに複数のゾーンＺ２１〜Ｚ２４に区画した場合、最も下流に位置する最下流ゾーンＺ２４ではフィルム１００を交差方向へ延伸することなく長手方向ＭＤへ延伸し（最終延伸工程）、最下流ゾーンＺ２４以外のゾーンＺ２１〜Ｚ２３のうち少なくとも１箇所のゾーンではフィルム１００を長手方向ＭＤ及び交差方向へ同時に延伸するようにする（同時延伸工程）。
【００４３】
同時延伸工程は、延伸工程においてフィルム１００が延伸される全時間のうち、通常６０％以上、好ましくは７０％以上の時間において行うようにする。延伸工程の時間全体に占める同時延伸工程の時間の割合を前記のように高くすることにより、生産性の向上、熱緩和の抑制による配向角制御の改善等、同時二軸延伸法の利点を安定して発揮できるようになる。このように同時延伸工程を長時間行うことが好ましいので、延伸工程のうち最終延伸工程を行っていないときには同時延伸工程を行うことが好ましく、図１の例においては最下流ゾーンＺ２４以外のゾーンＺ２１〜Ｚ２３ではいずれも同時延伸工程を行うことが好ましい。
【００４４】
同時延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率は、通常１．２倍以上、好ましくは１．４倍以上、より好ましくは１．６倍以上であり、通常３．０倍以下、好ましくは２．５倍以下、より好ましくは２．０倍以下である。
また、同時延伸工程における交差方向への延伸倍率は、通常１．１倍以上、好ましくは１．２倍以上、より好ましくは１．３倍以上であり、通常３．０倍以下、好ましくは２．５倍以下、より好ましくは２．０倍以下である。
なお、前記の長手方向ＭＤ及び交差方向への延伸倍率は、それぞれ、同時延伸工程が単一の工程である場合には当該工程における延伸倍率を指し、同時延伸工程が２工程以上の工程である場合にはそれらの工程における延伸倍率の合計（合計延伸倍率）を指す。
【００４５】
同時延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率及び交差方向への延伸倍率は、それぞれ独立に、一定でもよく、変化させてもよい。ただし、同時延伸工程から最終延伸工程に移る際には、交差方向への延伸倍率を、次第に小さくなるように変化させることが好ましい。交差方向への延伸倍率を次第に小さくなるように変化させる場合、連続的に小さくしてもよく、段階的に小さくしてもよい。具体例を挙げると、延伸区間Ｚ２を複数のゾーンＺ２１〜２４に区画した場合、図２に示すように最下流ゾーンＺ２４の一つ上流のゾーンＺ２３の延伸倍率を連続的に次第に小さくなるように制御したり、図３に示すように最下流ゾーン２４の二つ上流のゾーンＺ２２の延伸倍率よりも最下流ゾーン２４の一つ上流のゾーンＺ２３の延伸倍率の方が小さくなるようにしたりすればよい。同時延伸工程から最終延伸工程に移る際の交差方向への延伸倍率を急に変化させると分子に作用する力の方向が大きく変化して配向角の均一性が低下する傾向があるが、前記のように次第に小さくなるように変化させるようにすれば分子に作用する力の方向が緩やかに変化することになると共に、長手方向ＭＤへの延伸倍率が交差方向への延伸倍率に対して相対的に大きくなるため、延伸工程の最後に交差方向へ延伸することなく長手方向へ延伸するのと類似の効果が得られ、配向角の均一性を高めることが可能となる。
【００４６】
他方、最終延伸工程は、延伸工程においてフィルム１００が延伸される全時間のうち、通常２０％以上、好ましくは３０％以上の時間において行うようにする。この程度の時間だけフィルム１００を長手方向ＭＤに延伸することにより、位相差フィルムの配向角を均一にすることができる。なお、最終延伸工程を行う時間の上限は、延伸工程の通常４０％以下、好ましくは３０％以下である。
【００４７】
最終延伸工程を行うことにより前記の効果が得られる理由は定かではないが、以下の通りと推察される。
本発明の位相差フィルムの製造方法では、最終延伸工程において交差方向に延伸しないようにしたことにより、分子に作用する力がほぼ一方向になり、制御が簡略化されるので、分子の配向方向を均一化させることができる。この現象は、同時二軸延伸においては二方向に同時に延伸するため分子の挙動が複雑で配向方向を精密に制御することが困難であるのに対し、一軸延伸に近い状態で延伸を完了させることで分子の配向方向を揃えることができるという観点からも、理解できる。なお、前記のとおり、本発明の位相差フィルムの製造方法では、通常、分子を配向させて位相差を発現させる目的よりも、むしろ分子に一方向へ力を作用させて配向方向を整える目的で最終延伸工程を行うので、最終延伸工程では分子の配向方向はコンマ数度程度しか変化しないものと推察される。
また、延伸工程の最後に最終延伸工程を行うようにしたことにより、前記の配向方向を均一化させた効果を、得られる位相差フィルムの配向角制御に効果的に活かすことができる。この点、延伸工程において先に行った延伸による分子の配向は、その後で行われる別方向への延伸により緩和される傾向があることから、前述したような配向角を均一化させるための最終延伸工程を延伸工程の最後に行うことの意義は理解できる。
さらに、最終延伸工程において交差方向ではなく長手方向ＭＤへと延伸を行うことにより、位相差フィルムの幅方向端部の位置を均一に制御でき、位相差フィルムを巻き取った場合にロールの形状を安定して円柱状にすることができる。逆に、延伸工程の最後に交差方向に延伸を行うと、それにより幅方向への位相差フィルムの寸法変化が生じてロール端面が揃わなくなる可能性が高まる傾向がある。
【００４８】
最終延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率は、通常１．０５倍以上、好ましくは１．１倍以上、より好ましくは１．２倍以上であり、通常２．０倍以下、好ましくは１．７倍以下、より好ましくは１．５倍以下である。また、最終延伸工程における長手方向ＭＤへの延伸倍率は、一定でなくてもよいが、制御が簡単で配向角をより均一にできることから、一定にすることが好ましい。
なお、最終延伸工程における交差方向への延伸倍率は１である。即ち、延伸度で表現すると、ゼロとなる。
【００４９】
さらに、本発明の効果を著しく損なわない限り、延伸工程においては同時延伸工程及び最終延伸工程以外の延伸を行なってもよい。例えば、長手方向ＭＤへ延伸することなく交差方向に延伸する工程、延伸工程の最後以外の時期に交差方向へ延伸することなく長手方向ＭＤに延伸する工程などを行うようにしてもよい。
【００５０】
本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の全体を通じて見た場合において、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１の方を、交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも大きくする。具体的な延伸倍率の値は位相差フィルムに求められる光学的性質に応じて設定すればよいが、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１は、通常１．３倍以上、好ましくは１．６倍以上であり、通常３．０倍以下、好ましくは２．５倍以上である。また、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１と交差方向への延伸倍率Ｔ２との比率Ｔ１／Ｔ２は、通常１．１以上、好ましくは１．３以上であり、通常２．５以下、好ましくは２．０以下である。
【００５１】
仮に長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１を交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも小さくすると、得られる位相差フィルムの幅方向の寸法の変動が大きくなり、ロール端面が揃わなくなる可能性があったが、長手方向ＭＤへの延伸倍率Ｔ１を交差方向への延伸倍率Ｔ２よりも大きくすることにより、位相差フィルムの幅方向の寸法が大きく変動しないため、ロールの端面が揃いやすくなり、ロールの形状を安定して円柱状にできるようになる。
また、交差方向よりも長手方向ＭＤへ大きく延伸することにより、得られる位相差フィルムの長手方向ＭＤの寸法（フィルム長）が大きくなるため、延伸前のフィルムのロール１個当たりから得られる位相差フィルムのロールの数を多くできる。
さらに、交差方向よりも長手方向ＭＤへ大きく延伸するようにすれば、延伸機としてパンタグラフ方式の延伸機を用いる場合には、次のような利点も得られる。パンタグラフ方式の延伸機では、把持子（クリップ）は、その構造上、フィルムの長手方向に若干の遊びを有しているため、通常は使用時にわずかに位置ずれ（微動）を生じる。この位置ずれは、位相差フィルムの配向角のバラツキを生じさせる一因となりえる。ところが、本発明の位相差フィルムの製造方法では、長手方向ＭＤの延伸倍率Ｔ１の方を大きくするので、交差方向の延伸倍率Ｔ２の方を大きくする場合と比較して把持子間隔を大きくすることになる。したがって、把持子が位置ずれを生じる場合であっても、把持子の遊びによる位置ずれの影響が減じられ、配向角のバラツキを小さくすることができる。
【００５２】
延伸工程におけるフィルム１００の温度（延伸温度）は、フィルム１００を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇに対して、Ｔｇ℃〜Ｔｇ＋３０℃とすることが好ましい。これにより、フィルム中の分子を安定して配向させて所望の位相差を発現させることができる。また、前記の延伸温度は、分子の配向方向を精密に制御して配向角を均一にする点でも適した温度である。なお、フィルム１００が前記のようにＡ層及びＢ層を備える複層構造のフィルムである場合、樹脂Ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）を基準として前記の延伸温度を設定すればよい。
【００５３】
延伸工程における延伸温度は、延伸工程に含まれる工程ごとに一定でもよく、変化させてもよい。したがって、例えば前記のゾーンＺ２１〜Ｚ２４における延伸温度を、一定にしてもよく、ゾーンＺ２１〜Ｚ２４ごとに差を設けてもよい。さらに、延伸工程における温度分布は、位置に対しては均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、ゾーンＺ２１〜Ｚ２４において幅方向ＴＤで温度差を設けてもよい。
ただし、延伸温度は時間に対しては一定の恒温状態に保たれていることが好ましい。具体的には、各工程における延伸温度の時間変動が±０．５℃の範囲に収まることが好ましく、±０．３℃の範囲に収まることがより好ましい。延伸温度の時間変動を小さくすることにより、配向角を更に均一にすることができる。
【００５４】
延伸工程において使用する延伸機は、前記の要領で延伸できる限り、任意の方式の延伸機を使用できる。通常、延伸機は複数の把持子を備え、把持子によってフィルムの幅方向端部を把持してフィルムを搬送及び延伸するようになっている。延伸機の方式の例としては、リニアモーター方式、パンタグラフ方式及びモーター・チェーン駆動方式等が挙げられるが、中でもパンタグラフ方式の延伸機が好ましい。
【００５５】
パンタグラフ方式の延伸機は、一対のガイドレールと、これら一対のガイドレールに沿ってそれぞれ走行する複数の把持具を備える。このパンタグラフ方式の延伸機では、フィルムを把持するクリップの間隔が開かれて長手方向ＭＤの延伸がなされ、ガイドレール間の距離が広がることにより交差方向に延伸するようになっている。パンタグラフ方式の延伸機は、構造が簡易で且つ延伸機を含む製造ライン全体の立ち上げが迅速に行える利点がある。
【００５６】
〔３−３．熱固定工程〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、延伸工程の後にフィルムを所定の温度範囲に維持する熱固定工程を行うことが好ましい。したがって、搬送されてきたフィルム１００は、延伸区間Ｚ２よりも下流の領域（熱固定区間）Ｚ３において、所定の温度範囲に維持することが好ましい。
【００５７】
熱固定工程においてフィルム１００の温度（熱固定温度）は、フィルム１００を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇに対して、Ｔｇ−３０℃〜Ｔｇ＋３０℃とすることが好ましい。これにより、延伸工程で配向した分子の配向状態を固定し、配向緩和等により分子の配向方向が変化することを抑制して、位相差フィルムの配向角を均一に制御できる。なお、フィルム１００が前記のようにＡ層及びＢ層を備える複層構造のフィルムである場合、樹脂Ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）を基準として前記の予熱温度を設定すればよい。
【００５８】
熱固定温度と最終延伸工程における延伸温度との温度差は、±２０℃の範囲に収めることが好ましく、±１０℃の範囲に収めることがより好ましい。これにより、幅方向ＴＤの配向角制御性が向上し、フィルム１００を安定して搬送することができる。
【００５９】
熱固定工程における温度分布は、位置に対しては均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、熱固定区間Ｚ３において幅方向ＴＤで温度差を設けてもよい。ただし、熱固定温度は時間に対しては一定の恒温状態に保たれていることが好ましい。具体的には、熱固定温度の時間変動が±０．５℃の範囲に収まることが好ましく、±０．３℃の範囲に収まることがより好ましい。熱固定温度の時間変動を小さくすることにより、配向角を更に均一にすることができる。
【００６０】
〔３−４．その他の工程〕
本発明の位相差フィルムの製造方法では、本発明の効果を著しく損なわない限り、前記の予熱工程、延伸工程及び熱固定工程以外の工程を更に行うようにしてもよい。例えば、保護フィルム等の他のフィルムを位相差フィルムに貼り合わせる工程、長尺の位相差フィルムから所望の寸法のフィルム片に切り出す工程、長尺の位相差フィルムを巻き取ってロールにする工程などが挙げられる。ただし、前記の予熱工程、延伸工程及び熱固定工程は間に他の工程を挟むことなく連続して行うことが好ましい。他の工程を挟むことでフィルムの温度制御が困難になることを防止するためである。
【００６１】
〔４．位相差フィルム〕
本発明の位相差フィルムの製造方法により、配向角の均一な位相差フィルムが得られる。ここで、位相差フィルムの配向角とは、位相差フィルムを形成する分子が配向した配向方向が所定の基準方向に対してなす角度を指し、通常は、位相差フィルムの面内遅相軸が所定の基準方向に対してなす角度に一致する。したがって、位相差フィルムの配向角が均一であるとは、位相差フィルムの分子の配向方向が位相差フィルムの位置によらず揃っていることを表す。配向角の均一さの程度は、配向角の変動幅の値で、±０．５°以内が好ましく、±０．３°以内がより好ましい。
【００６２】
位相差フィルムの面内遅相軸は、位相差フィルムの長手方向または長手方向に直交する方向を基準として、−０．５°〜０．５°の角度をなすことが好ましい。このように位相差フィルムの長手方向又は長手方向に直交する方向に平行な面内遅相軸を有することにより、位相差フィルムと偏光子との貼り合わせが容易になり、偏光板の生産性を向上させることができる。
【００６３】
位相差フィルムの面内レターデーションＲｅは、通常１５０ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以下である。また、下限に制限は無いが、通常２０ｎｍ以上、好ましくは３０ｎｍ以上、より好ましくは４０ｎｍ以上である。なお、前記の面内レターデーションＲｅの測定波長は位相差フィルムの用途に応じて設定すればよいが、通常は５５０ｎｍとする。
【００６４】
前記の面内レターデーションＲｅは、（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘの方向に直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。なお、厚み方向のレターデーションＲｔｈは、｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘの方向に直交する方向の屈折率であり、ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。
【００６５】
位相差フィルムは、光学フィルムに適する観点から、その全光線透過率が８５％以上であることが好ましく、９２％以上であることがより好ましい。ここで、前記全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 ＮＤＨ−３００Ａ」を用いて、５箇所測定し、それから求めた平均値である。
【００６６】
位相差フィルムのヘイズは好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、特に好ましくは１％以下である。ヘイズを低い値とすることにより、位相差フィルムを表示装置に組み込んだ場合に、その表示装置の表示画像の鮮明性を高めることができる。ここで、ヘイズは、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 ＮＤＨ−３００Ａ」を用いて、５箇所測定し、それから求めた平均値である。
【００６７】
位相差フィルムは、ＪＩＳ鉛筆硬度でＨＢまたはそれ以上の硬さを有することが好ましい。このＪＩＳ鉛筆硬度の調整は、樹脂の種類の変更や樹脂の層厚の変更などによって行うことができる。ＪＩＳ鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に準拠して、各種硬度の鉛筆を４５°傾けて、上から５００ｇ重の荷重をかけてフィルム表面を引っ掻き、傷が付きはじめる鉛筆の硬さである。
【００６８】
位相差フィルムは、１層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、複数の層を有する複層構造のフィルムであってもよい。また、位相差フィルムが有する層は、延伸前のフィルムと同様に通常は熱可塑性樹脂からなるが、位相差フィルムは固有複屈折が負である樹脂を含むフィルムであることが好ましい。本発明の位相差フィルムの製造方法によって得られる位相差フィルムは、延伸前のフィルムを延伸した延伸フィルムであるので、通常は延伸前のフィルムと同様の樹脂を含み、延伸前のフィルムと同様の層構成を有する。したがって、例えば延伸前のフィルムがＡ層及びＢ層からなる複層構造のフィルムである場合、位相差フィルムも同様にＡ層及びＢ層を備えることになる。
【００６９】
位相差フィルムの幅は、通常１０００ｍｍ以上、好ましくは１３００ｍｍ以上、より好ましくは１４００ｍｍ以上である。このように位相差フィルムの幅を広くすることにより、大画面の表示装置に好適に用いることができる。なお、幅の上限に制限は無いが、通常２５００ｍｍ以下、好ましくは２０００ｍｍ以下である。
【００７０】
位相差フィルムの膜厚は、通常６０μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下である。このように位相差フィルムの膜厚を薄くすることにより、偏光板が薄肉化及び軽量化され、屋外用途の表示装置に好適に用いることができる。なお、膜厚の下限に制限は無いが、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上である。
【００７１】
通常、位相差フィルムは、保存及び運搬を容易にする観点から、巻き取ってロールにする。本発明の位相差フィルムの製造方法で製造された位相差フィルムは、上述したように位相差フィルムの幅方向端部の位置を均一に制御できるため、ロールとした場合にそのロールの形状を安定して円柱状にすることができる。
【００７２】
〔５．実施形態〕
以下、図面を用いて本発明の一実施形態に係る位相差フィルムの製造方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る位相差フィルムの製造装置としての延伸機における、リンク装置による延伸の機構を概略的に示す平面図である。
【００７３】
図４に示すように、延伸機２００は、フィルム１００の幅方向両端に対に設けられたガイドレール２１０と、フィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持しながら移動する把持子２２０と、把持子２２０を誘導するリンク装置２３０とを備える。これらのガイドレール２１０、把持子２２０及びリンク装置２３０はいずれも図示しない筐体内に収められていて、フィルム１００が矢印Ａ２の方向に沿って上流（図４における左側）から連続的に供給されて延伸機２００内を通過するようになっている。また、本実施形態においては、フィルム１００は長手方向及び幅方向（交差方向に相当する。）に延伸されるようになっているものとする。
【００７４】
ガイドレール２１０は、フィルム１００の長手方向の左右両脇に対に設けられている。本実施形態では、フィルム１００の右脇及び左脇にそれぞれ３本のレール２１１，２１２，２１３が設けられ、これらのレール２１１，２１２，２１３により形成される溝２１４及び溝２１５を軸受けローラー２３２，２３３（後述する。）が通るようになっている。
【００７５】
把持子２２０は、適切な任意の機構により、延伸機２００の入り口近傍の区間（後述するゾーンＦ１）においてフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持し、把持した状態を維持したままで移動し、延伸機２００の出口近傍の区間（後述するゾーンＦ６）において放すようになっている。フィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持したままで把持子２２０が移動することにより、フィルム１００が長手方向及び幅方向に延伸されるようになっている。
【００７６】
リンク装置２３０は、ジグザグ状に連結された複数のリンクプレート２３１から主に構成される。リンク装置２３０は、複数のリンクプレート２３１を輪状に連結させた輪状の装置とする。ここで、「リンクプレート」とは、リンク装置２３０を構成する、通常概略板状の部材をいう。ただし、リンクプレートは、通常概略板状の形状の部材の組み合わせからなるためリンク「プレート」と称されるが、同様の機能を有するものであれば板状の形状のものに限定されず、棒状などの任意の形状としてもよい。なお、図４においては、リンク装置２３０は、その輪状構造の一部を省略して図示している。
【００７７】
また、リンク装置２３０は通常、フィルム１００の長手方向の左右両脇に一対設けられるが、図４においてはその一方を省略して図示している。リンクプレート２３１には軸受けローラー２３２及び軸受けローラー２３３が設けられ、これらの軸受けローラー２３２及び軸受けローラー２３３がガイドレール２１０の溝２１４及び溝２１５内をそれぞれ通るようになっている。
【００７８】
リンク装置２３０はリンク装置２３０を駆動する出口スプロケット２３４及び入口スプロケット２３５，２３６を備える。これらの出口スプロケット２３４及び入口スプロケット２３５，２３６によって駆動されることにより、リンク装置２３０は、矢印Ａ３に示される方向に周回し、リンクプレート２３１がガイドレール２１０に沿って移動するようになっている。
【００７９】
前記の把持子２２０は、リンクプレート２３１の端部に設けられている。したがって、リンクプレート２３１がガイドレール２１０に沿って移動することにより、把持子２２０もガイドレール２１０に沿って移動して、フィルム１００を搬送したり、フィルム１００を延伸したりできるようになっている。
また、ガイドレール２１０を構成するレール２１１，２１２，２１３の幅の増減により、溝２１４と溝２１５との間隔も増減し、これに従って隣り合う把持子２２０間の距離Ｐは伸縮するようになっている。したがって、前記のように隣り合う把持子２２０間の距離Ｐが伸びることによっても、フィルム１００を延伸できるようになっている。
【００８０】
さらに、延伸機２００は、ガイドレール２１０を保持するガイドレール保持部２４０を、フィルム１００の長手方向に沿って複数個備える。これらの各ガイドレール保持部２４０にはガイドレール保持部２４０を支持する駆動軸２４１が設けられ、駆動軸２４１をフィルム１００の幅方向に沿って移動させることにより、ガイドレール保持部２４０の位置をフィルム１００の幅方向において調節可能となっている。また、ガイドレール保持部２４０の位置を調節することにより、ガイドレール２１０の位置も調節できるようになっている。
【００８１】
ここで、延伸機２００においてフィルム１００が通る領域を、上流から順に、幅方向にゾーンＦ１、ゾーンＦ２、ゾーンＦ３、ゾーンＦ４、ゾーンＦ５及びゾーンＦ６に区画する。各ゾーンＦ１〜Ｆ６の間は図示しない仕切りにより区画され、また、各ゾーンＦ１〜Ｆ６にはそれぞれ図示しないヒーターが設けられている。そして、これらのヒーターにより、ゾーンＦ１〜Ｆ６の温度をそれぞれ独立に制御できるようになっている。さらに、これらのゾーンＦ１〜Ｆ６におけるガイドレール２１０（ひいては、レール２１１〜２１３）の方向は、ガイドレール保持部２４０の位置を調節することにより、ゾーンＦ１〜Ｆ６ごとに調節できるようになっている。
【００８２】
ゾーンＦ１は把持子２２０がフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持する区間である。このゾーンＦ１以降、ゾーンＦ６で放すまで、把持子２２０はフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを把持した状態を維持し続けるようになっている。
【００８３】
ゾーンＦ２は予熱区間である。このゾーンＦ２を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の予熱温度に加熱されるようになっている。また、ゾーンＦ２を通る時、通常は、フィルム１００は長手方向及び幅方向のいずれにも延伸されないようになっている。
【００８４】
ゾーンＦ３及びゾーンＦ４はフィルム１００を延伸する延伸区間を構成する区間である。すなわち、これらのゾーンＦ３及びゾーンＦ４により延伸区間が構成されている。
ゾーンＦ３は延伸区間の一部であり、フィルム１００を長手方向及び幅方向に同時に延伸する同時延伸ゾーンである。このゾーンＦ３を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の延伸温度に維持されながら、長手方向及び幅方向の両方に同時に延伸されるようになっている。具体的には、ゾーンＦ３においてはフィルム１００が進むに従って、ガイドレール２１０の溝２１４と溝２１５との間隔が次第に狭くなり、これに伴い隣り合う把持子２２０間の距離Ｐが次第に伸びることにより、フィルム１００を長手方向に延伸できるようになっている。また、フィルム１００が進むに従って、対に設けられたガイドレール２１０間の距離（幅方向における距離）Ｗが次第に広くなり、これに伴いガイドレール２１０に沿って移動するフィルム両端の把持子２２０間の距離が次第に開くことにより、フィルム１００を幅方向に延伸できるようになっている。
【００８５】
ゾーンＦ４は延伸区間のうちの一部であり、延伸区間の最も下流に位置する最下流ゾーンである。このゾーンＦ４を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の延伸温度に維持されながら、幅方向に延伸されることなく長手方向に延伸されるようになっている。具体的には、ゾーンＦ４においてはフィルム１００が進むに従って、ガイドレール２１０の溝２１４と溝２１５との間隔が次第に狭くなり、これに伴い隣り合う把持子２２０間の距離Ｐが次第に伸びることにより、フィルム１００を長手方向に延伸できるようになっている。しかし、対に設けられたガイドレール２１０間の距離Ｗは一定であり、フィルム１００が幅方向に延伸されないようになっている。
【００８６】
前記のように、延伸機２００ではフィルム１００を延伸する延伸区間は複数のゾーン（ゾーンＦ３及びゾーンＦ４）に区画されている。このような延伸機２００において、延伸区間であるゾーンＦ３及びゾーンＦ４を通じて見た延伸倍率は、長手方向への延伸倍率の方が、幅方向への延伸倍率よりも大きくなるように、ガイドレール２１０の溝２１４と溝２１５との間隔、並びに、対に設けられたガイドレール２１０間の距離Ｗが設定されている。
【００８７】
ゾーンＦ５は熱固定区間である。このゾーンＦ５を通る時、フィルム１００はヒーターによって所定の熱固定温度に維持されるようになっている。また、ゾーンＦ５を通る時、通常は、フィルム１００は長手方向及び幅方向のいずれにも延伸されないようになっている。
【００８８】
ゾーンＦ６は把持子２２０がフィルム１００の幅方向端部１００Ｅを放す区間である。
【００８９】
本実施形態に係る延伸機２００は以上のように構成されているため、使用時には、フィルム１００を矢印Ａ２の方向に沿って上流から連続的に長手方向に搬送して、延伸機２００に供給する。延伸機２００に供給されたフィルム１００は、ゾーンＦ１において幅方向端部１００Ｅを把持子２２０によって把持され、リンク装置２３０の周回に伴って下流へと搬送される。
【００９０】
フィルム１００がゾーンＦ２へ来ると、ゾーンＦ２においてヒーターで加熱することにより、フィルム１００は所定の予熱温度まで加熱される。加熱されたフィルム１００は、次のゾーンＦ３へと搬送される。
【００９１】
フィルム１００がゾーンＦ３へ来ると、ガイドレール２１０に沿って把持子２２０が進行方向Ａ２に対し末広がりに移動することによりフィルム１００は幅方向に延伸される。また、同時に、隣り合う把持子２２０間の距離Ｐがフィルム１００の進行に伴って次第に広がることによりフィルム１００は長手方向に延伸される。このように同時二軸延伸を施されることで、フィルム１００内の分子が配向し、フィルム１００に位相差が発現する。その後、フィルム１００は次のゾーンＦ４へと搬送される。
【００９２】
フィルム１００がゾーンＦ４へ来ると、隣り合う把持子２２０間の距離Ｐがフィルム１００の進行に伴って次第に広がることにより、フィルム１００は長手方向に延伸される。しかし、ゾーンＦ４では対に設けられたガイドレール２１０間の距離Ｗが一定であるため、幅方向には延伸されない。これにより、フィルム１００内の分子の配向方向が揃えられ、配向角が均一化する。その後、フィルム１００は次のゾーンＦ５へと搬送される。
【００９３】
フィルム１００がゾーンＦ５へ来ると、ゾーンＦ５においてヒーターによってフィルム１００は所定の熱固定温度を維持され、フィルム１００内の分子の配向状態が固定される。その後、フィルム１００はゾーンＦ６で把持子２２０から放たれ、延伸機２００の外部へと送出される。
【００９４】
以上のようにして、延伸機２００を用いれば、配向角が均一に制御された位相差フィルムを製造できる。
ところで、本実施形態ではゾーンＦ３において幅方向への延伸倍率が一定となるように設定したが、変化させるようにしてもよい。幅方向への延伸倍率を調整する場合、例えば、駆動軸２４１により支持されるガイドレール保持部２４０の位置を調節することにより、ガイドレール２１０の開き角度を調整すればよい。ここで、ガイドレール２１０の開き角度とは、フィルム１００の長手方向とガイドレール２１０の延在方向とがなす角度のことを意味する。
【００９５】
図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る位相差フィルムの製造装置のガイドレールを模式的に示す平面図である。例えば、同時延伸工程から最終延伸工程に移る際の幅方向への延伸倍率を次第に小さくなるように変化させる場合には、図５に示すように、幅方向への延伸を行うゾーンＦ３を幅方向ＴＤに複数のゾーンＦ３１，Ｆ３２，Ｆ３３に区画し、幅方向への延伸を最後に行うゾーンＦ３３のガイドレール２１０の開き角度θ３３を、その一つ前のゾーンＦ３２のガイドレール２１０の開き角度θ３２よりも小さく設定すればよい。
なお、前記のガイドレール２１０の開き角度は、フィルム１００の長手方向の左脇のガイドレール２１０と右脇のガイドレール２１０とで異なっていてもよいが、通常は同じにする。
【００９６】
また、本実施形態では交差方向として幅方向へと延伸するようにしたが、交差方向は長手方向と交差する方向であれば幅方向に限定されない。
さらに、本実施形態ではゾーンＦ１〜Ｆ６を仕切りによって区画するようにしたが、各ゾーンＦ１〜Ｆ６の間は必ずしも物理的な仕切りによって区画しなくてもよい。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
【００９８】
〔評価方法〕
（配向角の評価方法）
図６は実施例で行った配向角の評価方法を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。オンライン位相差計（王子計測機器社製：ＫＯＢＲＡ−ＷＩＳＴ／２ＲＴ）を用いて、図６に示すようにフィルム１００の長手方向に５００ｍに渡って、フィルム面内の配向角を測定した。得られた各測定地点における配向角の値から、配向角の均一さの指標として、以下の値を求めた。
【００９９】
（ｉ）平均
測定した配向角から、全測定地点の平均の値を求め、平均値とした。
【０１００】
（ii）長手方向ＭＤの均一さの指標
フィルム１００の幅方向ＴＤの複数（ｎ個）の測定点（図６の破線Ｐ１〜Ｐｎ参照）において、フィルム１００の長手方向ＭＤの配向角のバラツキ（標準偏差）σを求め、求めた長手方向ＭＤの配向角のバラツキσを幅方向ＴＤで平均化し、得られた値を長手方向ＭＤの配向角の均一さの指標値ＵＭＤとした。
【０１０１】
（iii）幅方向ＴＤの均一さの指標
フィルム１００の幅方向ＴＤの複数（ｎ個）の測定点（図６の破線Ｐ１〜Ｐｎ参照）において、フィルム１００の長手方向ＭＤの配向角の平均値Ａを求め、得られた平均値Ａの幅方向ＴＤにおける変動幅（最大値と最小値との差）を算出し、得られた値を幅方向ＴＤの配向角の均一さの指標値ＵＴＤとした。
【０１０２】
（色ムラの評価方法）
図７は実施例で行った色ムラの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、フィルムを模式的に示す平面図である。図７に示すように、フィルム１００の幅方向ＴＤの両端および中央部からＡ３サイズの大きさのサンプル１１０を切り出した。同様の操作を、フィルム１００の長手方向ＭＤに１０ｍ毎に３回繰り返し、計９枚のサンプル１１０を採取した。
【０１０３】
用意したサンプルを、バックライト上にクロスニコル配置された２枚の偏光板の間に、位相差フィルムの遅相軸と一方の偏光板の透過軸とがなす角度が９０°となるように挿入し、暗室内にてバックライトを点灯させた。位相差フィルムの正面および斜めから目視にて観察し、色ムラの有無を確認した。色ムラが確認されたサンプルが２枚以下であれば「優」、色ムラが確認されるサンプルが３枚以上５枚未満であれば「良」、色ムラが確認されるサンプルが５枚以上であれば「不良」とした。
【０１０４】
（白抜けの評価）
図８は実施例で行った白抜けの評価方法におけるサンプルの採り方を説明するため、位相差フィルム付偏光板を模式的に示す平面図である。透過軸が幅方向にある長尺の偏光板と位相差フィルムとを貼り合わせて、幅１５００ｍｍの位相差フィルム付偏光板を作製した。図８に示すように、この位相差フィルム付偏光板１２０の長手方向ＭＤの右半分部分及び左半分部分から、それぞれ１５００ｍｍ幅の偏光板サンプル１３０を、長手方向５ｍ毎に切り出し、計１０枚の偏光板サンプル１３０を用意した。
【０１０５】
用意した偏光板サンプルを、市販の４２インチＩＰＳモードの透過型液晶表示装置の視認側の偏光板と置き換え、位相差フィルムが貼り合わされた側が液晶セル側に配置されるように組み込んで、液晶表示装置を作製した。作製した液晶表示装置を暗室内にて黒表示させ、目視により正面から観察した際の光の漏れ具合を確認した。光漏れが確認される表示装置が２台以下であれば「優」、光漏れが確認される表示装置が３台以上５台未満であれば「良」、光漏れが確認される表示装置が５台以上であれば「不良」とした。
【０１０６】
（端面ズレの評価）
図９は実施例で行ったロールの端面のズレの評価方法を説明するため、ロールをその軸方向で切った断面を模式的に示す断面図である。巻き芯１４０にフィルム１００を巻き取ってロール１５０を作製した。作製したロール１５０のロール巻きつけ開始位置における端部１６０を基準として、ロール幅方向の最大ズレ量Ｄを定規で計測した。最大ズレ量Ｄが３ｍｍ未満であるものを「優」、最大ズレ量Ｄが３ｍｍ以上５ｍｍ未満のものを「良」、最大ズレ量が５ｍｍ以上のものを「不良」とした。
【０１０７】
〔実施例１〕
共押出成形により、ポリメチルメタクリレート系樹脂層／ポリスチレン系樹脂層／ポリメチルメタクリレート系樹脂層（膜厚４５μｍ／４５μｍ／４５μｍ）の３層からなる幅１５００ｍｍの原反フィルム１を製造した。製造した原反フィルム１をロールに巻きつけ、フィルム長３０００ｍの長尺ロールを得た。長尺ロールの直径は７５０ｍｍであった。
【０１０８】
予熱区間と、４つのゾーンからなる延伸区間と、熱固定区間とを有する同時２軸延伸機を用意した。前記の原反フィルム１を、予熱温度１３０℃、延伸温度１３０℃、熱固定温度１２０℃、フィルム搬送速度１０ｍ／分、長手方向への延伸倍率（縦延伸倍率）２．０倍、幅方向への延伸倍率（横延伸倍率）１．４倍で同時二軸延伸して、長手方向に分子が配向した幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム１を得た。得られた延伸フィルム１をロール状に巻き取って、フィルム長２５００ｍの長尺ロールを２本採取した。延伸フィルムを得るために利用できた原反フィルムの長手方向の利用率（以下、適宜「原反長手利用率」という。）は８０％であった。
【０１０９】
ここで、延伸区間のゾーンは、上流から順にゾーン１、ゾーン２、ゾーン３及びゾーン４と呼ぶようにする。延伸区間において最後に幅方向への延伸を行うことなく長手方向への延伸を行えるように、幅方向への延伸はゾーン１からゾーン３で行い、長手方向への延伸はゾーン１からゾーン４で実施した。幅方向への延伸に際し、各ゾーン１〜ゾーン４でのガイドレールの開き角度は表１の通りとした。なお、各ゾーン１〜ゾーン４の長手方向のサイズは同じにして、ゾーン１〜ゾーン４それぞれでの延伸は同じ時間（５秒間）だけ行われるようにした。
【０１１０】
得られた延伸フィルム１を測定波長５５０ｎｍで測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム１について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１１】
〔実施例２〕
ポリメチルメタクリレート系樹脂層／ポリスチレン系樹脂層／ポリメチルメタクリレート系樹脂層（膜厚３０μｍ／３０μｍ／３０μｍ）の３層からなる幅１５００ｍｍの原反フィルム２を製造した。製造した原反フィルム２をロールに巻きつけ、フィルム長４５００ｍの長尺ロールを得た。長尺ロールの直径は７５０ｍｍであった。
【０１１２】
原反フィルム１に代えて原反フィルム２用いたこと以外は実施例１と同様にして、幅１５００ｍｍ、厚み３２μｍの延伸フィルム２を得た。得られた延伸フィルムをロール状に巻き取って、フィルム長２５００ｍの長尺ロールを３本採取した。原反長手利用率は８０％であった。
【０１１３】
得られた延伸フィルム２の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム２について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１４】
〔実施例３〕
ガイドレールの開き角度を表１に記載するように変更したこと以外は実施例１と同様にして、幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム３を得、同様に長尺ロールを採取した。原反長手利用率は８０％であった。
得られた延伸フィルム３の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム３について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１５】
〔比較例１〕
延伸区間において最後に長手方向及び幅方向へ同時に延伸を行えるように、長手方向への延伸および幅方向への延伸の両方をゾーン１からゾーン４で行うようにし、幅方向への延伸倍率を１．３倍に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム４を得た。得られた延伸フィルム４をロール状に巻き取って、フィルム長２５００ｍの長尺ロールを２本採取した。原反長手利用率は８０％であった。
【０１１６】
得られた延伸フィルム４の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム３について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１７】
〔比較例２〕
原反フィルム１の両幅２００ｍｍをカットして、幅１１００ｍｍ、長さ３０００ｍの原反フィルム３を得た。
得られた原反フィルム３を、予熱温度１３０℃、延伸温度１３０℃、熱固定温度１２０℃、延伸速度１０ｍ／分、長手方向への延伸倍率１．４倍、幅方向への延伸倍率２．０倍で同時二軸延伸して、幅方向に分子が配向した幅１５００ｍｍ、厚み５０μｍの延伸フィルム５を得た。得られた延伸フィルム５をロール状に巻き取って、フィルム長３５００ｍの長尺ロールを１本採取した。原反長手利用率は８０％であった。
【０１１８】
比較例２では、延伸区間において最後に長手方向への延伸を行うことなく幅方向への延伸を行えるように、幅方向への延伸はゾーン１からゾーン４で行い、長手方向への延伸はゾーン１からゾーン３で実施した。
得られた延伸フィルム５の位相差を実施例１と同様に測定したところ、面内レターデーションＲｅは５０ｎｍであり、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１００ｎｍであった。
延伸フィルム５について、上述した要領で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
【表２】
【０１２１】
〔検討〕
表２より、実施例１〜３の延伸フィルムは配向角が均一に制御されているため、表示装置に適用した場合でも色ムラ及び白抜けがなく、高画質を期待できることがわかる。また、実施例１〜３の延伸フィルムは十分な原反長手利用率を有することから、原料の利用効率にも優れることが分かる。さらに、実施例１〜３の延伸フィルムは長尺ロールとした場合でも端面ズレがなく、安定して円柱状のロールにすることができることが分かる。
また、実施例１，２よりも実施例３の方が優れた評価結果が得られていることから、同時延伸工程から最終延伸工程に移る際に幅方向への延伸倍率が次第に小さくなるようにすることで、配向角を更に均一にできることが分かる。
なお、比較例２において原反長手利用率は８０％となっているが、これは端面ズレが生じているにもかかわらず実験評価のために敢えて巻き取ってロールとしたことから８０％との数値になっているものであり、実際の商取引では不良品として取り扱われるおそれがあるロールであるため、現実の製品とする観点からは原反長手利用率は０％となるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上のように、本発明の位相差フィルムの製造方法及び製造装置は位相差を発現するフィルムの製造に適用することができる。この製造方法及び製造装置によって製造された位相差フィルムを用いれば、例えば、ムラが少なく高画質の表示装置を実現できる。
【符号の説明】
【０１２３】
１００ フィルム
１００Ｅ フィルムの幅方向端部
２００ 延伸機
２１０ ガイドレール
２１１〜２１３ レール
２１４，２１５ 溝
２２０ 把持子
２３０ リンク装置
２３１ リンクプレート
２３２，２３３ 軸受けローラー
２３４ 出口スプロケット
２３５，２３６ 入口スプロケット
２４０ ガイドレール保持部
２４１ 駆動軸
ＭＤ フィルムの長手方向
ＴＤ フィルムの幅方向
Ｚ１ 予熱区間
Ｚ２ 延伸区間
Ｚ３ 熱固定区画
Ｚ２１〜Ｚ２３ ゾーン
Ｆ１〜Ｆ６ ゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺のフィルムを長手方向に搬送しながら延伸する延伸工程を経て位相差フィルムを製造する位相差フィルムの製造方法であって、
前記延伸工程が、前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ同時に延伸する同時延伸工程と、前記延伸工程の最後に前記長尺のフィルムを前記長手方向に交差する方向へ延伸することなく前記長手方向へ延伸する最終延伸工程とを有し、
前記延伸工程において、前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記位相差フィルムの面内遅相軸が、前記長手方向または前記長手方向に直交する方向を基準として、−０．５°〜０．５°の角度をなす、請求項１記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記同時延伸工程から前記最終延伸工程に移る際に、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率が次第に小さくなる、請求項１又は２に記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記位相差フィルムが熱可塑性樹脂を含む複数の層を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項５】
延伸区間において長尺のフィルムを延伸して位相差フィルムを製造する製造装置であって、
前記長尺のフィルムの幅方向両端に対に設けられたガイドレールと、前記長尺のフィルムの幅方向端部を把持しながら前記ガイドレールに沿って移動して前記延伸区間において前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ延伸する把持子とを備え、
前記延伸区間は前記長尺のフィルムの長手方向に交差する方向に複数のゾーンに区画され、区画された複数のゾーンのうちの最下流ゾーンにおいて前記長手方向に交差する方向における前記の対に設けられたガイドレール間の距離が一定であり、
前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造装置。
【請求項１】
長尺のフィルムを長手方向に搬送しながら延伸する延伸工程を経て位相差フィルムを製造する位相差フィルムの製造方法であって、
前記延伸工程が、前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ同時に延伸する同時延伸工程と、前記延伸工程の最後に前記長尺のフィルムを前記長手方向に交差する方向へ延伸することなく前記長手方向へ延伸する最終延伸工程とを有し、
前記延伸工程において、前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記位相差フィルムの面内遅相軸が、前記長手方向または前記長手方向に直交する方向を基準として、−０．５°〜０．５°の角度をなす、請求項１記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記同時延伸工程から前記最終延伸工程に移る際に、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率が次第に小さくなる、請求項１又は２に記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記位相差フィルムが熱可塑性樹脂を含む複数の層を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の位相差フィルムの製造方法。
【請求項５】
延伸区間において長尺のフィルムを延伸して位相差フィルムを製造する製造装置であって、
前記長尺のフィルムの幅方向両端に対に設けられたガイドレールと、前記長尺のフィルムの幅方向端部を把持しながら前記ガイドレールに沿って移動して前記延伸区間において前記長尺のフィルムを長手方向及び前記長手方向に交差する方向へ延伸する把持子とを備え、
前記延伸区間は前記長尺のフィルムの長手方向に交差する方向に複数のゾーンに区画され、区画された複数のゾーンのうちの最下流ゾーンにおいて前記長手方向に交差する方向における前記の対に設けられたガイドレール間の距離が一定であり、
前記長手方向への延伸倍率の方が、前記長手方向に交差する方向への延伸倍率よりも大きい、位相差フィルムの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２０３４２７（Ｐ２０１１−２０３４２７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６９７０６（Ｐ２０１０−６９７０６）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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