延伸フィルムの製造方法、位相差補償フィルム及び液晶表示装置
【課題】面内の遅相軸が幅方向に斜めでも生産効率に優れ、広い幅にわたり精度の高く、高品質な位相差補償フィルム及び偏光板並びに液晶表示装置を与えうる長尺の延伸フィルム及びその製造方法を提供する。
【解決手段】巻取り機の巻取り方向に対する前記繰出し機の繰出し方向がなす角度θｋ及び前記角度θｓが下記式（１）及び（２）
１°≦θｓ＜θｋ≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
を満足する条件で行なうとともに、フィルムを延伸するゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）の少なくとも一部のゾーン（Ｚ−Ｒｂ）において、前記樹脂フィルムの両端の軌道のうち、先に後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）に到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすように設定する。
【解決手段】巻取り機の巻取り方向に対する前記繰出し機の繰出し方向がなす角度θｋ及び前記角度θｓが下記式（１）及び（２）
１°≦θｓ＜θｋ≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
を満足する条件で行なうとともに、フィルムを延伸するゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）の少なくとも一部のゾーン（Ｚ−Ｒｂ）において、前記樹脂フィルムの両端の軌道のうち、先に後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）に到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすように設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸フィルムの製造方法、位相差補償フィルム及び液晶表示装置に関し、詳しくは、面積が大きく精度の高い斜め延伸フィルムを効率的に製造しうる延伸フィルムの製造方法、及び該製造方法により得られる位相差補償フィルム及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂を延伸してなる延伸フィルムは、その光学異方性を利用して、ディスプレイ装置の構成要素等の光学材料として用いられている。例えば、液晶表示装置において、該延伸フィルムを着色防止、視野角拡大などの光学補償などのための位相差フィルムとして用いたり、該延伸フィルムと偏光子とを貼り合わせて偏光板として用いたりすることが知られている。一般的に、液晶表示装置に用いられる偏光板及び位相差フィルムは、方形状であり、それを構成する延伸フィルムが、その方形の辺に対して傾斜した方向に面内の遅相軸を有することが求められる場合がある。液晶表示装置では、このような位相差フィルムや偏光板を設け、位相差フィルムの面内遅相軸と偏光子の透過軸とが所望の角度となるように配置させている。
【０００３】
ところで、上記のような、辺に対して傾斜した方向に面内の遅相軸を有する延伸フィルムを製造する方法としては、透明な樹脂フィルムを、縦延伸または横延伸により配向させて長尺状の延伸フィルムを得た後、その延伸フィルムの辺に対して所定の角度で、方形に裁断する方法が広く知られている。しかしながら、この方法では、最大面積が得られるように裁断しても、裁断ロスが必ず生じ、製品歩留まりが乏しく、結果として、所望の偏光板や位相差フィルム等の大面積化、低コスト化及び高精度化を両立させることができないという問題があった。
【０００４】
そのため、これまでに、上記の裁断ロスを低減させる技術が種々開示されてきた。例えば、特許文献１では、フィルムの両端部を、所定走行区間内におけるチャックの走行距離が異なるように配置されたテンターレール上を走行する２列のチャック間に把持して走行させることによって、フィルムを斜めに延伸する方法が記載されている。
【０００５】
しかしながら、このような斜め延伸を行った場合、広い幅範囲に渡ってフィルムの遅相軸の方向、屈折率及び厚さを均質なものとし難くなり、且つフィルムのシワ等の不具合を防止することが困難となる。さらに、遅相軸のフィルム幅方向に対する角度を大きくすればするほど、そのような不具合が大きく生じる傾向がある。例えば、面内における延伸倍率の不均一によって屈折率及び厚さが不均一になったり、いわゆるボーイング、即ち遅相軸がフィルム面内において曲線状になる現象によって遅相軸の方向が不均一になったりする現象が顕著になる。そのため結果として、フィルムの大部分をトリミングしなければならず延伸フィルムの利用効率は低かった。
【０００６】
特許文献２では、フィルムにシワ等を発生させないようにするため、斜め延伸において揮発性成分含有量を制御することが記載されている。しかしながらこのような改善された方法によっても、広い幅範囲に渡って、遅相軸の方向、屈折率及び厚さを均一にすることは依然困難であり、さらに遅相軸のフィルム幅方向に対する角度（以下、配向角ということがある。）を大きくすればするほど、その傾向は顕著であるため、さらなる改善が求められている。
【０００７】
ところで、特許文献３では、逐次二軸延伸によるフィルムの延伸において、縦延伸終了後の横延伸工程において延伸の方向を特定の外向き方向とし、その状態を特定距離保持することにより、ボーイングを抑制することが開示されている。しかしながら、上記のような斜め延伸においては、特許文献３に規定する拡幅をしても、高い配向角精度を得ることはできなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１１３９２０号公報
【特許文献２】特開２００２−８６５５４号公報
【特許文献３】特開２００４−１４４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、面積が大きく、面内方向の遅相軸のフィルム幅方向に対する角度が大きい延伸を行う場合であっても、製造効率に優れ、広い幅にわたり配向角、屈折率及び厚さ等の精度が高く、高品質な長尺な延伸フィルムを製造しうる製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、面積が大きく、配向角、屈折率及び厚さ等の精度が高く、且つ効率的に製造しうる位相差補償フィルム及びそれを備える液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題に鑑みて本願発明者らは種々検討を行った結果、従来の斜め延伸による連続的な延伸フィルムの製造において、フィルムを配向させる角度と、フィルムの引き出し／巻き取りの相対的な角度とを特定の関係とし、加えて、延伸工程の特定の後半部分の工程において、所定の要件を満たす拡幅を行うことにより、広いフィルム幅に渡り精度が高い斜め延伸を行いうることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される：
〔１〕 長尺の熱可塑性樹脂フィルムを繰出し機から引き出し、前記樹脂フィルムの幅方向の両端を一対の把持手段により把持し、前記樹脂のガラス転移温度以上に保たれたゾーン（Ｚ）内において、前記一対の把持手段を一対の軌道の誘導部に沿って誘導し、前記樹脂フィルムを前記ゾーン（Ｚ）内の前記軌道によって形成される曲がった一対の経路部に沿って搬送させると同時に、該一対の経路部内の全体又は一部において該一対の経路部を拡幅して前記樹脂フィルムを延伸し、前記樹脂フィルムをその幅方向から角度θｓ傾いた方向に遅相軸を有する延伸フィルムとし、前記延伸フィルムの両端を前記把持手段から解放し、次いで、前記延伸フィルムを巻取り機に巻き取る工程、を含む延伸フィルムの製造方法であって、前記巻取り機の巻取り方向に対する前記繰出し機の繰出し方向がなす角度θｋ及び前記角度θｓが下記式（１）及び（２）
１°≦θｓ＜θｋ≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
を満足する条件で行われ、前記ゾーン（Ｚ）の前半ゾーン（Ｚ−Ｆ）において、前記軌道によるフィルムの進行方向を前記巻取り方向に非平行とするとともに、前記ゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において前記軌道によるフィルムの進行方向を巻取り方向とほぼ平行とし、前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）の少なくとも一部のゾーン（Ｚ−Ｒｂ）において、前記樹脂フィルムの両端の軌道のうち、先に後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）に到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすことを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
〔２〕 前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において、（ｉ）その全部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であるか、又は（ｉｉ）その一部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であり、その他のゾーン（Ｚ−Ｒａ）の全領域において、前記両端の軌道が実質的に平行であることを特徴とする〔１〕記載の延伸フィルムの製造方法。
〔３〕 前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）における延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比が、２：１〜５：１の範囲内であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の延伸フィルムの製造方法。
〔４〕 前記熱可塑性樹脂が、ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれか一つに記載の延伸フィルムの製造方法。
〔５〕 〔１〕〜〔４〕のいずれか一つに記載の製造方法により製造してなる延伸フィルムからなる位相差補償フィルム。
〔６〕 〔５〕に記載の位相差補償フィルムを少なくとも１枚備える液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の延伸フィルムは、面積が大きく、面内の遅相軸が幅方向に対し斜めであっても製造効率に優れ、広い幅に渡り精度の高い長尺の延伸フィルムとすることができ、少ない裁断ロスやトリミングロスで高品質な位相差フィルム、偏光板等を容易に得ることができ、高品質な液晶表示装置を容易に与えうる。また、本発明の延伸フィルムの製造方法によれば、前記本発明の延伸フィルムを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の延伸フィルムの製造方法においては、熱可塑性樹脂フィルムを延伸する。熱可塑性樹脂フィルムは、好ましくは透明樹脂からなる。透明樹脂としては、全光透過率９０％以上のフィルムを用いることができる。本発明に用いる熱可塑性樹脂は、固有複屈折値が正である樹脂からなることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、及び脂環式オレフィンポリマーなどが挙げられる。これらのうち脂環式オレフィンポリマーが好適である。
【００１４】
脂環式オレフィンポリマーとしては、特開平０５−３１０８４５号公報に記載されている環状オレフィンランダム多元共重合体、特開平０５−９７９７８号公報に記載されている水素添加重合体、特開平１１−１２４４２９号公報に記載されている熱可塑性ジシクロペンタジエン系開環重合体及びその水素添加物等を挙げることができる。
【００１５】
脂環式オレフィンポリマーをより具体的に説明する。脂環式オレフィンポリマーは、飽和脂環炭化水素（シクロアルカン）構造や不飽和脂環炭化水素（シクロアルケン）構造のごとき脂環式構造を有するポリマーである。脂環式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４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、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。
【００１６】
脂環式オレフィンポリマー中の脂環式構造を含有してなる繰り返し単位の割合は、適宜選択すればよいが、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。脂環式ポリオレフィン樹脂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、本発明の延伸フィルムより得られる位相差フィルム等の光学材料の透明性および耐熱性が向上するので好ましい。
【００１７】
脂環式オレフィンポリマーとしては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、及び、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、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。
【００１８】
ノルボルネン系樹脂としては、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を挙げることができる。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、及び軽量性などの観点から、特に好適に用いることができる。
【００１９】
ノルボルネン構造を有する単量体としては、ビシクロ〔２．２．１〕ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、トリシクロ〔４．３．０．１２，５〕デカ−３，７−ジエン（慣用名：ジシクロペンタジエン）、７，８−ベンゾトリシクロ〔４．３．０．１２，５〕デカ−３−エン（慣用名：メタノテトラヒドロフルオレン）、テトラシクロ〔４．４．０．１２，５．１７，１０〕ドデカ−３−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）、およびこれらの化合物の誘導体（例えば、環に置換基を有するもの）などを挙げることができる。ここで、置換基としては、例えばアルキル基、アルキレン基、及び極性基などを挙げることができる。また、これらの置換基は、同一または相異なって複数個が環に結合していてもよい。ノルボルネン構造を有する単量体は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２０】
極性基の種類としては、ヘテロ原子、またはヘテロ原子を有する原子団などが挙げられる。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、及びハロゲン原子などが挙げられる。極性基の具体例としては、カルボキシル基、カルボニルオキシカルボニル基、エポキシ基、ヒドロキシル基、オキシ基、エステル基、シラノール基、シリル基、アミノ基、ニトリル基、及びスルホン基などが挙げられる。
【００２１】
ノルボルネン構造を有する単量体と開環共重合可能な他の単量体としては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、及びシクロオクテンなどのモノ環状オレフィン類やその誘導体；並びにシクロヘキサジエン、及びシクロヘプタジエンなどの環状共役ジエンやその誘導体；などが挙げられる。
【００２２】
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体およびノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との開環共重合体は、単量体を公知の開環重合触媒の存在下に（共）重合することにより得ることができる。
【００２３】
ノルボルネン構造を有する単量体と付加共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、及び１−ブテンなどの炭素数２〜２０のα−オレフィンやこれらの誘導体；シクロブテン、シクロペンテン、及びシクロヘキセンなどのシクロオレフィンやこれらの誘導体；並びに１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、及び５−メチル−１，４−ヘキサジエンなどの非共役ジエンなどが挙げられる。これらの単量体は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、α−オレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。
【００２４】
ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体およびノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との付加共重合体は、単量体を公知の付加重合触媒の存在下に重合することにより得ることができる。
【００２５】
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体の水素添加物、ノルボルネン構造を有する単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体の水素添加物、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体の水素添加物、およびノルボルネン構造を有する単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体の水素添加物は、これらの重合体の溶液に、ニッケル、パラジウムなどの遷移金属を含む公知の水素添加触媒を添加し、炭素−炭素不飽和結合を好ましくは９０％以上水素添加することによって得ることができる。
【００２６】
ノルボルネン系樹脂の中でも、繰り返し単位として、Ｘ：ビシクロ〔３．３．０〕オクタン−２，４−ジイル−エチレン構造と、Ｙ：トリシクロ〔４．３．０．１２，５〕デカン−７，９−ジイル−エチレン構造とを有し、これらの繰り返し単位の含有量が、ノルボルネン系樹脂の繰り返し単位全体に対して９０重量％以上であり、かつ、Ｘの含有割合とＹの含有割合との比が、Ｘ：Ｙの重量比で１００：０〜４０：６０であるものが好ましい。このような樹脂を用いることにより、本発明の延伸フィルムにより得られる光学材料を、長期的に寸法変化がなく、光学特性の安定性に優れるものにすることができる。
【００２７】
本発明に用いる熱可塑性樹脂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（熱可塑性樹脂が溶解しない場合はトルエン）を用いるゲル・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１０，０００〜１００，０００、好ましくは１５，０００〜８０，０００、より好ましくは２０，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、本発明の延伸フィルムにより得られる光学材料の機械的強度および成型加工性とが高度にバランスされ好適である。
【００２８】
本発明に用いる熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００〜２５０℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にあると、本発明の延伸フィルムにより得られる光学材料を、高温下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れるものにすることができる。
【００２９】
本発明に用いる熱可塑性樹脂の分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））は特に制限されないが、通常１．０〜１０．０、好ましくは１．１〜４．０、より好ましくは１．２〜３．５の範囲である。
【００３０】
本発明に用いる熱可塑性樹脂の光弾性係数Ｃの絶対値は、１０×１０-12Ｐａ-1以下であることが好ましく、７×１０-12Ｐａ-1以下であることがより好ましく、４×１０-12Ｐａ-1以下であることが特に好ましい。光弾性係数Ｃは、複屈折をΔｎ、応力をσとしたとき、Ｃ＝Δｎ／σで表される値である。熱可塑性樹脂の光弾性係数がこのような範囲にあると、後述する、面内方向のレターデーション（Ｒｅ）のばらつきを小さくすることができる。
【００３１】
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、及び溶剤などの配合剤が適宜配合されたものであってもよい。
【００３２】
本発明の延伸フィルムは、長尺のフィルムである。長尺とは、フィルムの幅方向に対し少なくとも５倍程度以上の長さを有するものを言い、好ましくは１０倍もしくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻回されて保管または運搬される程度の長さを有するものを言う。本発明の延伸フィルムは、その幅が１３００ｍｍ以上、好ましくは１４５０ｍｍ以上である。本発明に適用できるフィルムは、単層フィルムであっても、多層フィルムであってもよい。
【００３３】
本発明の延伸フィルムは、その製造工程において、任意に、延伸後にその幅方向の両端を切り落として作成されるが、この場合、上にいうフィルムの幅は、両端を切り落とした後の寸法とすることができる。
【００３４】
本発明の延伸フィルムは、その幅方向から１〜５０°未満傾いた方向に面内の遅相軸を有する。さらに、その遅相軸の角度の精度が、延伸フィルムの少なくとも１３００ｍｍ幅に渡って±０．５°以内、好ましくは±０．４°以内である。遅相軸の角度の精度がこのような範囲にあると、延伸フィルムから得られる位相差フィルム等の光学材料を液晶表示装置に用いた場合に、液晶表示装置の輝度及び正面コントラストを向上させることができる。
【００３５】
本発明の延伸フィルムの面内方向のレターデーション（Ｒｅ）の平均値および厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）の平均値は、液晶表示装置の設計によって異なるが、通常、Ｒｅの平均値は１００〜３００ｎｍ、Ｒｔｈの平均値は１００〜３００ｎｍ程度の範囲から適宜選択される。なお、本発明におけるＲｅは、波長５５０ｎｍの光に対する、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎx、フィルム面内で遅相軸と直交する方向の屈折率をｎy、フィルム厚さ方向の屈折率をｎz，フィルムの平均厚さをＴｗとしたときに、（ｎx−ｎy）×Ｔｗで定義される値であり、本発明におけるＲｔｈは、（（（ｎx＋ｎy）／２）−ｎz）×Ｔｗで定義される値である。
【００３６】
本発明の延伸フィルムは、Ｒｅのばらつきが、延伸フィルムの少なくとも１３００ｍｍ幅に渡って、通常１０ｎｍ以内、好ましくは５ｎｍ以内、さらに好ましくは２ｎｍ以内である。Ｒｅのばらつきを、上記範囲にすることにより、延伸フィルムから得られる位相差フィルム等の光学材料を液晶表示装置に用いた場合に、液晶表示装置の表示品質を良好なものにすることが可能になる。ここで、Ｒｅのばらつきは、光入射角０°（入射光線と本発明の位相差フィルム表面が直交する状態）の時のＲｅを延伸フィルムの幅方向に測定したときの、そのＲｅの最大値と最小値との差である。
【００３７】
本発明の延伸フィルムの平均厚さは、機械的強度などの観点から、好ましくは３０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜６０μｍ、特に好ましくは３０〜５０μｍである。また、本発明の延伸フィルムの幅方向の厚さ精度は、延伸フィルムの少なくとも１３００ｍｍ幅に渡って、±１μｍ以内である。厚さ精度がこのような範囲にあると、本発明の延伸フィルムを、高速で、長尺で巻き取ることができ、且つ、延伸フィルムから得られる位相差フィルム等の光学材料を液晶表示装置に用いた場合に、表示品質を良好なものにすることが可能になる。
【００３８】
本発明の延伸フィルム中の残留揮発性成分の含有量は特に制約されないが、好ましくは０．１重量％以下、より好ましくは０．０５重量％以下、さらに好ましくは０．０２重量％以下である。揮発性成分の含有量をこのような範囲にすることにより、寸法安定性が向上し、前記Ｒｅや前記Ｒｔｈの経時変化を小さくすることができ、さらには本発明の延伸フィルムから得られる位相差フィルム、偏光板又は液晶表示装置の劣化を抑制でき、長期的に液晶表示装置のディスプレイの表示を安定で良好に保つことができる。残留揮発性成分は、フィルム中に微量含まれる分子量２００以下の物質であり、例えば、残留単量体や溶媒などが挙げられる。残留揮発性成分の含有量は、フィルム中に含まれる分子量２００以下の物質の合計として、フィルムをガスクロマトグラフィーにより分析することにより定量することができる。
【００３９】
本発明の延伸フィルムの飽和吸水率は好ましくは０．０３重量％以下、さらに好ましくは０．０２重量％以下、特に好ましくは０．０１重量％以下である。飽和吸水率が上記範囲であると、ＲｅやＲｔｈの経時変化を小さくすることができ、さらには本発明の延伸フィルムから得られる位相差フィルム、偏光板又は液晶表示装置の劣化を抑制でき、長期的に液晶表示装置のディスプレイの表示を安定で良好に保つことができる。
【００４０】
飽和吸水率は、フィルムの試験片を一定温度の水中に一定時間、浸漬し、増加した質量の浸漬前の試験片質量に対する百分率で表される値である。通常は、２３℃の水中に２４時間、浸漬して測定される。本発明の延伸フィルムにおける飽和吸水率は、例えば、熱可塑性樹脂中の極性基の量を減少させることにより、前記値に調節することができるが、好ましくは、極性基を持たない樹脂であることが望まれる。
【００４１】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、長尺の熱可塑性樹脂フィルムを繰出し機から引き出し、前記樹脂フィルムの幅方向の両端を一対の把持手段により把持し、前記樹脂のガラス転移温度以上に保たれたゾーン（Ｚ）内において、前記一対の把持手段を一対の軌道の誘導部に沿って誘導し、前記樹脂フィルムを前記ゾーン（Ｚ）内の前記軌道によって形成される曲がった一対の経路部に沿って搬送させると同時に、該一対の経路部内の全体又は一部において該一対の経路部を拡幅して前記樹脂フィルムを延伸し、前記樹脂フィルムをその幅方向から角度θS傾いた方向に遅相軸を有する延伸フィルムとし、前記延伸フィルムの両端を前記把持手段から解放し、次いで、前記延伸フィルムを巻取り機に巻き取る工程、を含む。
【００４２】
以下、本発明の延伸フィルムの製造方法を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の製造方法に好適に用いることができるテンター延伸機の一例を概略的に示す上面図である。図２は、図１の延伸機におけるレール部分の把持手段を示した図である。
【００４３】
図１に示すテンター延伸機は、引き出しロール２１と、巻き取りロール２２と、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−ＲからなるゾーンＺと、一対（２列）のレール１１と、フィルムの両端を把持して前記レール１１上を走行する一対の把持手段１２（図１では把持手段の図示を省略している。）とを少なくとも備えている。なお、前記ゾーンＺは実体的に恒温室１０によって形成されている。本発明において、前半ゾーンとは、フィルムの進行方向が巻き取りロールの巻取り方向に非平行となっているゾーンのことであり、後半ゾーンとは、フィルムの進行方向が巻き取りロールの巻取り方向にほぼ平行となっているゾーンのことである。本発明における該「ほぼ」は、平行からの誤差角度が３．５°以内にあることを意味するものである。また、「非平行」とは、「ほぼ平行」でないことを指す。
【００４４】
把持手段１２は、引き出しロール２１から繰り出されたフィルム１の両端を把持し、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒからなる恒温室１０内にフィルムを導き、巻き取りロール２２の手前でフィルムを解放する。把持手段１２から解放されたフィルム１は巻き取りロール２２によって巻き取られる。２列のレール１１のそれぞれは、末端のない連続した無限軌道を有し、上記のように走行した把持手段１２を、恒温室１０の出口側１０ｂから入口側１０ａに戻すようになっている。
【００４５】
フィルム１は、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−ＲからなるゾーンＺ（恒温室１０）内を通過している間に、一対の把持手段１２が徐々に拡幅する２列のレール１１上を走行することによって把持手段１２を介してフィルム１に生じる張力によって、所望の延伸倍率で延伸される。延伸倍率は、特に限定されないが、好ましくは３．０〜５．０、より好ましくは３．５〜４．５とすることができる。
【００４６】
本発明の製造方法では、延伸は、前半ゾーンＺ−Ｆで主に行われ、後半ゾーンＺ−Ｒにても行われ、ゾーンＺの出口１０ｂまでに終了する。延伸終了後からフィルム１を解放するまでの間の２列のレール１１は、当然のことながら、平行に布設されている。前記延伸の開始点は、２列のレール１１が拡幅し始めて把持手段１２への荷重が大きくなる点を指し、延伸終了点とは、最終的に２列のレール１１が拡幅を止めて平行になる点、換言すれば、最終的に把持手段１２への荷重が大きくなった後に、その荷重が小さくなって再び一定になる点を指す。なお、本発明において、２列のレール１１が一定の距離平行になる箇所は前記延伸終了点以後の他にも存在していても良い。また、前記延伸終了点は、ゾーンＺの出口１０ｂより内部に位置していても良い。
【００４７】
前記前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒは、それぞれ独立に温度を設定するようにしても良いし同時同一に共通の温度に温度設定するようにしても良い。
【００４８】
本発明方法においては、幅方向の厚さの精度の制御のために、延伸ゾーンにおいてフィルムの幅方向に温度差を付けてもよい。ゾーン内において幅方向に温度差をつけるには、温風を恒温室１０内に送り込むノズルの開度を幅方向で差を付けるように調整する方法や、ヒーターを幅方向に並べて加熱制御するなどの公知の手法を用いることができる。
【００４９】
前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒの長さは適宜選択でき、通常、前半ゾーンＺ−Ｆの長さに対して、後半ゾーンＺ−Ｒの長さが３０〜１００％である。
【００５０】
前記２列のレール１１は配置の変形が可能となっている。また、前記把持手段１２は、前記各レール１１の上をそれぞれ走行する一対から構成されており、連鎖状に連結された複数の把持手から構成されている。一対のレール１１上を走行する一対の把持手段１２における相対向する一対の把持手は、レール１１の幅や形状の変化に伴って、それらの間隔やレール１１の進行方向に対する角度を変えることになる。その結果、複数の把持手からなる把持手段１２によって把持されたフィルム１に様々な強度及び方向に引っ張り応力を掛けることができる。したがって、レール１１は、フィルムに所望の延伸倍率で延伸されるように、配置することができる。
【００５１】
本発明では、前記レール１１の配置形状を所定の原則に従って設定することにより、フィルム１に所望の延伸を行うことができる。その所定の原則について、図２と、図３に一例を示すレールの概略上面図を参照して説明する。
【００５２】
本発明においては、まず、巻き取りロール２２の巻き取り方向Ｄ２に対する繰り出しロール２１の引き出し方向Ｄ１がなす傾斜角度θｋ、及び配向角θｓが後述する関係を満たすよう、このレール１１の配置を設定する。さらに、後述するように、後半ゾーンＺ−Ｒの少なくとも一部のゾーンＺ−Ｒｂにおいて、後述する角度θｏとθｉとが所定の関係を満たすように、後半のレール形状を設定する。
【００５３】
前半ゾーンＺ−Ｆと後半ゾーンＺ−Ｒとの境目には、本例では、何も設置されていないが、前後の各ゾーンで別々に温度設定するなどの必要に応じてフィルムが通過できるスリットを有する仕切板を設置してもよい。仕切壁を設ける場合は、仕切板は、巻き取りロールの巻き取り方向Ｄ２に対して直角になっていることが好ましい。
【００５４】
前半ゾーンＺ−Ｆでは、フィルム走行方向に直角な方向のフィルム幅を大きくしながらフィルム１を搬送する。図２において、破線２０は、左右のレール１１上を走行する一対の把持手段１２のそれぞれの把持手の対応関係を示す線である。図示する例においては、左右の把持手段１２のそれぞれの把持手は、徐々に拡幅するレール１１上をほぼ等速でフィルム走行方向に沿って進み、前半ゾーンＺ−Ｆにおいてフィルム幅が拡張される。また、前半ゾーンＺ−Ｆにおける左右のレール長さの相違（図２に示す例では、図中上側の把持手段の走行距離が下側の把持手段の走行距離よりも長くなっており、図３の例では、逆になっている。）により、フィルム１の延伸方向はフィルム幅方向に対して斜めの方向となり、後半ゾーンＺ−Ｒへ導かれる。後半ゾーンＺ−Ｒにおいても後述するように特有の延伸がなされる。
【００５５】
本発明において、フィルムの延伸は、前記角度θｋ及び前記配向角θｓが下記式（１）及び（２）を満足する条件で行われることを特徴とする：
１°≦θｓ＜θ１≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
このような条件を達成する延伸を、図３を参照して、より具体的に説明する。
【００５６】
繰り出しロール２１より引き出し方向Ｄ１で引き出されたフィルムは、レールＲａ，Ｒｂ沿って導かれる。繰り出されるフィルム１の幅は、図中、線３２で示される。左右のレールＲａ及びＲｂ間の幅はフィルム１が進行するに従い拡大し、それにより延伸が行われる。またレールＲａ及びＲｂの長さの相違により、延伸方向が斜め方向となる。その後、延伸されたフィルムはさらに後半ゾーンＺ−Ｒに進み、レールＲｏ及びＲｉに導かれる。これにより、前半ゾーンＺ−Ｆにおいて、斜め延伸が達成される。
【００５７】
次に、後半ゾーンＺ−Ｒでは、前記前半ゾーンＺ−ＦにおけるレールＲａ，Ｒｂに対して折れ曲がったレールＲｏ，Ｒｉが配置される。そして、後半ゾーンＺ−Ｒの少なくとも一部のゾーン、図３の例では、後半のゾーンＺ−Ｒｂにおいて、先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向Ｄ２となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすように拡幅する。この後半ゾーンＺ−Ｒにおける拡幅は、後半ゾーンＺ−Ｒの全体において行っても良いし、この例のように一部（後半）において行っても良い。この例のように、後半のゾーンＺ−Ｒｂでレールを拡幅する場合、その前の前半のゾーンＺ−Ｒａではレールは平行に配置される。
【００５８】
ここで、「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段」とは、誘導部の始まりにおいてフィルム両端において対になっている把持手段のうち、これらがフィルム搬送に伴い後半ゾーンＺ−Ｒに送られる際、先に後半ゾーンに到達する側の把持手段という意味であり、「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道」とは、そのような先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する側の軌道を意味する。
【００５９】
具体的には例えば、ゾーンＺにおいて軌道が、水平に搬送されるフィルムの進行方向手前から見て、左側に弧を描いて又は左側に曲がる一以上の角を有する折線形状に沿って曲がっている場合は、通常左側の軌道が「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道」となる。また、ゾーンＺにおける軌道の「曲がった経路部」は、経路部全体において常に左右のいずれかに曲がる経路に限られず、左への曲がりと右への曲がりが組み合わされて蛇行した経路であってもよい。この場合でも、上にいう「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道」をＲｉとし、残り一方をＲｏとする。
【００６０】
前記後半ゾーンＺ−Ｒの後半のゾーンＺ−Ｒｂにおいては、レールＲｏ及びＲｉ間の幅はフィルム１が進行するに従い拡張し、それにより前半ゾーンＺ−Ｆで延伸されたフィルム１がさらに延伸される。また、前半ゾーンＺ−Ｆにおける場合と同様に、レールＲｏ及びＲｉの長さの相違により、延伸方向が斜め方向となる。このようにして延伸されたフィルムはゾーンＺから外に搬送され、平行なレールによって巻き取りロール２２に導かれる。
【００６１】
前述の前半ゾーンＺ−Ｆと、後半ゾーンＺ−Ｒとのそれぞれにおけるレール拡幅により、繰り出し時に線３２の両端で対応していた把持手段は、延伸後の平行レールに移行後においては、線３５の両端で対応するようになり、１°以上の配向角θsでの斜め延伸が達成される。延伸されたフィルムは、巻き取り方向Ｄ２で巻き取りロール２２に巻き取られる。
【００６２】
ここで、引き出し方向Ｄ１と巻き取り方向Ｄ２は、θｋで示される角度をなしている。この角度θｋを５０°以下（図３の例では２４°）とし、さらに配向角θｓより所定以上の大きい角度とすることにより、１３００ｍｍ以上といった広い幅方向に渡り、配向角、屈折率及び厚さが均一な、本発明の延伸フィルムを得ることができる。これに対して、引き出し方向と巻き取り方向とがなす角度θｋが配向角θｓより小さい角度となる場合、フィルムの広い幅方向にわたって均一な配向角、屈折率及び厚さを得ることができない。
【００６３】
なお、前記後半ゾーンＺ−Ｒにおけるフィルムの搬送距離とフィルム幅寸法との比が、２：１〜５：１の範囲内であることが、均一な延伸を行うために重要である。
【００６４】
本発明の製造方法において、巻き取りロール２２の巻き取り方向Ｄ２に対する繰り出しロール２１の引き出し方向Ｄ１がなす角度θｋと配向角θｓとは上記式（２）の関係を有し、好ましくはθｓ≦θｋ−５°の関係を有する。このようにθｓとθｋとが所定以上の違いを有することにより、１３００ｍｍ以上といった広い幅方向に渡り、配向角、屈折率及び厚さが均一な、本発明の延伸フィルムを得ることができる。
【００６５】
なお、ゾーンＺから平行なレールによって巻き取りロール２２に導かれるフィルムは、フィルム走行方向Ｄ２に直角な方向のフィルム幅を実質的に変えずに冷まされながら搬送されるゾーンである。後半ゾーンＺ−Ｒから導出されたフィルムは、フィルム走行方向Ｄ２に沿ってさらに導かれ、その後ロール２２に巻き取られる。この時点で、必要に応じてフィルムをガラス転移温度以下に冷却することができる。後半ゾーンＺ−Ｒから導出された後のフィルムは、導出直後に把持手段から解放されてもよく、又は図１に示すように、導出直後から巻き取りまでの経路部の一部を、平行に誘導される把持手段により引続き搬送することもできる。フィルム走行方向Ｄ２は、ロール２２にフィルムが巻き取られる方向に平行な方向であり、巻き取りロール２２の回転軸と直交している。前記フィルムの冷却工程は、ゾーンＺ、即ち、恒温室１０の外において行わず、恒温室１０の後半に仕切壁を入れて、その仕切壁以降の温度を一定の冷却温度に制御することにより、行っても良い。
【００６６】
また、本発明においては、前記ゾーン（Ｚ）の前半ゾーン（Ｚ−Ｆ）において、前記軌道によるフィルムの進行方向を前記巻取り方向にほぼ非平行とするとともに、前記ゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において前記軌道によるフィルムの進行方向を巻取り方向とほぼ平行としている。ここで、「非平行」、「ほぼ平行」と定義したのは、前述のように２列のレールに拡幅に伴う変形が与えられるからであり、それによって非平行性および平行性に誤差が生じるからである。
【００６７】
本発明の製造方法において、ゾーンＺにおけるレールは直線であるものに限られず、曲線又は折線のレールであってもよい。レールの形状を変化させることにより、レールの長さを変化させて、結果的に配向角θｓを調整することができる。
【００６８】
本発明の製造方法において、角度θｋは、フィルムの進行方向に対して、どちらに傾いていてもよい。たとえば、図１〜３に示す上面図の例においては、繰り出し側から巻き取り側を見て左方向（図面の右側に相当）に曲がる場合を正の角度としているが、逆に右方向に曲がる場合を正の角度としてみた場合でも、上記条件を満たせば、本発明の要件を満たす。また、繰り出し側から巻き取り側を見て左方向に曲がる場合をθｋの正の角度とした場合、配向角θｓは、フィルムの右端（図面中のフィルムの左側の端に相当）が手前（即ち繰り出し側；図面の上方向）にずれて傾く角度を正の角度とすることができる。逆に、繰り出し側から巻き取り側を見て右方向に曲がる場合をθｋの正の角度とした場合、配向角θｓは、フィルムの左端が手前にずれて傾く角度を正の角度とすることができる。さらに、得られる本発明の延伸フィルムにおいても、その面内方向の遅相軸が、フィルム幅方向に対してどちらに傾いていても（即ち、繰り出し側から巻き取り側を見て左右どちらの端側が手前にずれて傾いていても）よい。
【００６９】
本発明の製造方法では、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒにおけるフィルム面が互いに略平行であることが好ましい。すなわち、引き出しロール２１から引き出されたフィルム１は、捩れずに、平らなままで、前半ゾーンＺ−Ｆおよび後半ゾーンＺ−Ｒを通過し、巻き取りロール２２に巻き取られるのが好ましい。
【００７０】
本発明の製造方法では、前記把持手段１２の走行速度がフィルム両端で、ほぼ等しいことが好ましい。把持手段１２の走行速度は適宜選択できるが、フィルムの走行速度は、通常５〜５０ｍ／分とすることができ、左右の把持手段が「ほぼ等速」で進むとは、左右の速度誤差が０．１ｍ／分以下の場合とすることができる。
【００７１】
本発明の製造方法に供するための、延伸前の長尺の熱可塑性樹脂フィルムを調製する方法としては、公知の成形方法を採用することができる。例えば、加熱溶融成形法、又は溶液流延法のいずれも採用することができるが、シート中の揮発性成分を低減させる観点から、加熱溶融成形法を用いることが好ましい。
【００７２】
加熱溶融成形法は、さらに詳細には、溶融押出成形法、プレス成形法、インフレーション法、射出成形法、ブロー成形法、及び延伸成形法などに分類できる。これらの中で、機械的強度および表面精度などに優れる延伸フィルムが得られる観点から、溶融押出し成形法を用いることが好ましい。
【００７３】
本発明の位相差補償フィルムは、前記本発明の製造方法により製造してなる延伸フィルムからなり、好ましくは、前記延伸フィルムを、その長手方向に対して略垂直又は略平行な方向に沿って、所定の大きさに切り取ってなる。ここで略垂直な方向とは、フィルムの面内においてフィルムの長手方向に垂直な方向に対して±０．５°以内の方向をいい、略平行な方向とは、フィルムの面内においてフィルムの長手方向に対して±０．５°以内の方向をいう。
【００７４】
本発明の位相差補償フィルムは、偏光子と積層された積層フィルムの構成にて利用することができる。このような積層フィルムは、前記本発明の延伸フィルムと長尺の偏光子とを、それらの長手方向を揃えて積層させてなる長尺の積層フィルムとすることができる。
【００７５】
この場合に用いる偏光子は、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過し、他方を吸収するものであり、例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、及びポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。偏光子の厚さは、通常５〜８０μｍである。
【００７６】
前記積層フィルムは、偏光子の両面に延伸フィルムを積層させたものでもよく、片面のみに延伸フィルムを積層させたものでもよい。また、偏光子のそれぞれの面に積層する延伸フィルムの枚数にも特に限定はなく、２枚以上積層させてもよい。偏光子の片面のみに延伸フィルムを積層した場合は、残りの片面に偏光子の保護を目的として、適宜の接着層を介して保護フィルムを積層してもよい。
【００７７】
前記保護フィルムとしては、適宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れる樹脂を有するフィルム等が好ましく用いられる。その樹脂の例としては、トリアセチルセルロースの如きアセテート重合体、脂環構造を有するオレフィンポリマー、ポリオレフィン重合体、ポリカーボネート重合体、ポリエチレンテレフタレートの如きポリエステル重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ポリスチレン重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ポリスルフォン重合体、ポリエーテルスルフォン重合体、ポリアミド重合体、ポリイミド重合体、及びアクリル重合体等が挙げられる。
【００７８】
長尺の積層フィルムを得るための好適な製造方法は、ロール状に巻かれた長尺の前記本発明の延伸フィルム及びロール状に巻かれた長尺の偏光子を同時にロールから引き出しながら、該延伸フィルムと該偏光子とを密着させることを含む方法である。延伸フィルムと偏光子との密着面には接着剤を介在させることができる。延伸フィルムと偏光子とを密着させる方法としては、二本の平行に並べられたロールのニップに延伸フィルムと偏光子を一緒に通し圧し挟む方法が挙げられる。
【００７９】
本発明の製造方法により得られた長尺の延伸フィルム又は前記長尺の積層フィルムは、その使用形態に応じて所望の大きさに切り出して、位相差フィルム又は偏光板として用いられる。この場合、長尺のフィルムの長手方向に対して、略垂直又は略平行な方向に沿って切り出すことが好ましい。
【００８０】
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の延伸フィルム又は前記積層フィルムから切り出された位相差フィルムを備えるものである。本発明の液晶表示装置の一例としては、液晶の配向を電圧の調整で変化させることができる液晶パネルと、それを挟むように配置される本発明の位相差フィルムを含み積層された偏光板とで構成されるものが挙げられる。または、位相差フィルムは、光学補償、偏光変換などのために液晶表示装置に用いられる。なお、液晶表示装置には、液晶パネルに光を送りこむために、表示面の裏側に、透過型液晶表示装置ではバックライト装置が、反射型液晶表示装置では反射板が、通常備えられている。なお、バックライト装置における光源としては、冷陰極管、水銀平面ランプ、発光ダイオード、及びＥＬなどが挙げられる。本発明の液晶表示装置としては、反射型表示方式の液晶パネルを備える反射型液晶表示装置が好ましい。液晶パネルはその表示モードによって特に制限されない。例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、及びハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モードなどを挙げることができる。本発明の液晶表示装置には、その他に、プリズムアレイシート、レンズアレイシート、光拡散板、及び輝度向上フィルム等の適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００８１】
本発明の延伸フィルムは、液晶表示装置以外に、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ＦＥＤ（電界放出）表示装置、及びＳＥＤ（表面電界）表示装置等に適用することができる。
【００８２】
本発明の延伸フィルムの製造方法、位相差補償フィルム、液晶表示装置、及び本発明の製造方法により得られる延伸フィルムは、上記の構成要件に対し、均等の範囲内での変更を加えてもよく、また任意の構成要素を加えることができる。例えば、本発明の延伸フィルムの製造方法において、繰り出しロールに代えて、溶融押出し成形法などにより、長尺の熱可塑性樹脂フィルムを調製しながら連続的に供給してもよい。この場合、供給されるフィルムの長手方向が、引き出し方向に相当する。また、延伸フィルムを巻き取りロールに巻き取るのに代えて、連続的に偏光子等の他の層との貼付の工程に供してもよい。
【実施例】
【００８３】
本発明を、実施例及び比較例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
（１）厚さ
膜厚計（明産株式会社製、ＲＣ−１ ＲＯＴＡＲＹ ＣＡＬＩＰＥＲ）を用いて、延伸フィルムの幅方向に、フィルムの中央部１３４０ｍｍにわたり５ｍｍ間隔で厚さを測定し、平均値を求め、最大値及び最小値のそれぞれと平均値との差の大きい方を精度とした。
（２）配向角
偏光顕微鏡（ＮＩＣＯＮ社製、ＥＣＬＩＰＳＥ Ｅ６００ ＰＯＬ）を用いて、延伸フィルムの幅方向に、フィルムの中央部１３４０ｍｍにわたり５ｃｍ間隔で面内方向の遅相軸の、延伸フィルムの幅方向に対する角度を測定した。角度の平均値を求め、最大値及び最小値のそれぞれと平均値との差が±０．５以内に入っている比率（％）を精度とした。
（３）面内方向のレターデーション（Ｒｅ）
位相差計（王子計測社製、ＫＯＢＲＡ２１−ＡＤＨ）を用いて、波長５９０ｎｍで、延伸フィルムの幅方向に、フィルムの中央部１３４０ｍｍにわたり５ｃｍ間隔で測定し、その平均値を測定値とした。
【００８５】
（実施例１）
ノルボルネン系樹脂のペレット（日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＯＲ１４２０）を１００℃で５時間乾燥し、押出し機に供給し、ポリマーパイプ及びポリマーフィルターを経てＴダイからキャスティングドラム上にシート状に押出し、冷却し、厚み１５０μｍの長尺の未延伸フィルム（０）を得た。未延伸フィルム（０）はロールに巻き取った。
【００８６】
次いで、未延伸フィルム（０）をロールから引き出して、図３に示すようなレールパターン（Ａ）に設定したテンター延伸機（１）に連続的に供給して、延伸を行い、幅１９００ｍｍの延伸フィルムを得た。図３に示すレールパターンにおけるθｋ、θｓ（設計上の配向角：延伸後の両端の把持手段のずれに基づいて求められる値）、θｏ、θｉ、延伸温度（ゾーンＺ−ＦおよびＺ−Ｒで同じ温度）及び延伸倍率は、表１に示した通りとした。また、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比は、３：１に設定した。なお、テンター延伸機の把持手段の走行速度は、フィルム両端でほぼ等しくなるようにした。延伸後、得られた延伸フィルムの幅方向の中央部１３４０ｍｍを残し両端部をトリミングし、ロールに巻き取り、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルム（２）を得た。この延伸フィルム（２）について、厚さ、配向角、面内方向のレターデーションを測定した。結果を表１に示す。
【００８７】
表１に示す通り、実施例１で得られた延伸フィルム（２）は、１３４０ｍｍ幅にわたって、面内方向の遅相軸の角度の精度が９２％で、且つ厚さ精度が±１μｍ以内であった。
【００８８】
（実施例２）
図４に示すレールパターン（Ｂ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、２：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
表１に示す通り、この実施例２で得られた延伸フィルムは、１３４０ｍｍ幅にわたって、面内方向の遅相軸の角度の精度が９３％で、且つ厚さ精度が±１μｍ以内であった。
【００８９】
次に、偏光透過軸が巾方向に平行な、長尺の偏光板（サンリッツ社製、ＨＬＣ２-５６１８Ｓ、厚さ１８０μｍ）と、前記実施例１、２で得た延伸フィルム（２）のそれぞれとをロール・トウ・ロールで貼り合わせることにより、２つの長尺の光学素子の巻状体を得た。
【００９０】
これらの巻状体から切り出した光学素子に、さらに通常の縦一軸延伸で得られた、Ｒｅが１３５ｎｍである位相差フィルム（３）を、その遅相軸が偏光板の透過軸に対し７５°の角度を成すようにバッチ貼りで延伸フィルム（２）側に貼り合せ、２つの偏光板を得た。
【００９１】
次いで、市販の反射型液晶装置に備える偏光板を、前記３つの偏光板に置き換えた。この際、前記位相差フィルム（３）を貼り合わせた側が液晶セル側に配置されるように組み込んだ。得られた２つの液晶表示装置の表示特性を目視により正面から確認したところ、表示は良好かつ均一であった。
【００９２】
（比較例１）
図５に示すレールパターン（Ｄ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、３５：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９３】
（比較例２）
図６に示すレールパターン（Ｅ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、２．５：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９４】
（比較例３）
図７に示すレールパターン（Ｆ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、３．７：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９５】
（比較例４）
図８に示すレールパターン（Ｇ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、４：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９６】
（比較例５）
図９に示すレールパターン（Ｈ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、４：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９７】
表１に示す通り、比較例１〜５で得られた延伸フィルムは、１３４０ｍｍ幅にわたっての面内方向の遅相軸の角度の精度及び厚さ精度が実施例１〜２に比べて劣っている。
【００９８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明にかかる延伸フィルムは、面積が大きく、面内の遅相軸が幅方向に対し斜めであっても製造効率に優れ、広い幅に渡り精度の高い長尺の延伸フィルムとすることができ、少ない裁断ロスやトリミングロスで高品質な位相差フィルム、偏光板等を容易に得ることができ、高品質な液晶表示装置を容易に与えうる。また、本発明の延伸フィルムの製造方法によれば、前記本発明の延伸フィルムを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の延伸フィルムの製造方法に好適に用いることができるテンター延伸機の一例を概略的に示す上面図である。
【図２】図１の延伸機におけるレール部分の把持手段を概略的に示す上面図である。
【図３】本発明の実施例１に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図４】本発明の実施例２に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図５】比較例１に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図６】比較例２に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図７】比較例３に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図８】比較例４に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図９】比較例５に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ フィルム
１０ 恒温室
１１、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｏ、Ｒｉ レール
１２ 把持手段
２１ 引き出しロール
２２ 巻き取りロール
Ｚ ゾーン
Ｚ−Ｆ 前半ゾーン
Ｚ−Ｒ 後半ゾーン
Ｚ−Ｒｂ 後半ゾーンの後半のゾーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸フィルムの製造方法、位相差補償フィルム及び液晶表示装置に関し、詳しくは、面積が大きく精度の高い斜め延伸フィルムを効率的に製造しうる延伸フィルムの製造方法、及び該製造方法により得られる位相差補償フィルム及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂を延伸してなる延伸フィルムは、その光学異方性を利用して、ディスプレイ装置の構成要素等の光学材料として用いられている。例えば、液晶表示装置において、該延伸フィルムを着色防止、視野角拡大などの光学補償などのための位相差フィルムとして用いたり、該延伸フィルムと偏光子とを貼り合わせて偏光板として用いたりすることが知られている。一般的に、液晶表示装置に用いられる偏光板及び位相差フィルムは、方形状であり、それを構成する延伸フィルムが、その方形の辺に対して傾斜した方向に面内の遅相軸を有することが求められる場合がある。液晶表示装置では、このような位相差フィルムや偏光板を設け、位相差フィルムの面内遅相軸と偏光子の透過軸とが所望の角度となるように配置させている。
【０００３】
ところで、上記のような、辺に対して傾斜した方向に面内の遅相軸を有する延伸フィルムを製造する方法としては、透明な樹脂フィルムを、縦延伸または横延伸により配向させて長尺状の延伸フィルムを得た後、その延伸フィルムの辺に対して所定の角度で、方形に裁断する方法が広く知られている。しかしながら、この方法では、最大面積が得られるように裁断しても、裁断ロスが必ず生じ、製品歩留まりが乏しく、結果として、所望の偏光板や位相差フィルム等の大面積化、低コスト化及び高精度化を両立させることができないという問題があった。
【０００４】
そのため、これまでに、上記の裁断ロスを低減させる技術が種々開示されてきた。例えば、特許文献１では、フィルムの両端部を、所定走行区間内におけるチャックの走行距離が異なるように配置されたテンターレール上を走行する２列のチャック間に把持して走行させることによって、フィルムを斜めに延伸する方法が記載されている。
【０００５】
しかしながら、このような斜め延伸を行った場合、広い幅範囲に渡ってフィルムの遅相軸の方向、屈折率及び厚さを均質なものとし難くなり、且つフィルムのシワ等の不具合を防止することが困難となる。さらに、遅相軸のフィルム幅方向に対する角度を大きくすればするほど、そのような不具合が大きく生じる傾向がある。例えば、面内における延伸倍率の不均一によって屈折率及び厚さが不均一になったり、いわゆるボーイング、即ち遅相軸がフィルム面内において曲線状になる現象によって遅相軸の方向が不均一になったりする現象が顕著になる。そのため結果として、フィルムの大部分をトリミングしなければならず延伸フィルムの利用効率は低かった。
【０００６】
特許文献２では、フィルムにシワ等を発生させないようにするため、斜め延伸において揮発性成分含有量を制御することが記載されている。しかしながらこのような改善された方法によっても、広い幅範囲に渡って、遅相軸の方向、屈折率及び厚さを均一にすることは依然困難であり、さらに遅相軸のフィルム幅方向に対する角度（以下、配向角ということがある。）を大きくすればするほど、その傾向は顕著であるため、さらなる改善が求められている。
【０００７】
ところで、特許文献３では、逐次二軸延伸によるフィルムの延伸において、縦延伸終了後の横延伸工程において延伸の方向を特定の外向き方向とし、その状態を特定距離保持することにより、ボーイングを抑制することが開示されている。しかしながら、上記のような斜め延伸においては、特許文献３に規定する拡幅をしても、高い配向角精度を得ることはできなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１１３９２０号公報
【特許文献２】特開２００２−８６５５４号公報
【特許文献３】特開２００４−１４４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、面積が大きく、面内方向の遅相軸のフィルム幅方向に対する角度が大きい延伸を行う場合であっても、製造効率に優れ、広い幅にわたり配向角、屈折率及び厚さ等の精度が高く、高品質な長尺な延伸フィルムを製造しうる製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、面積が大きく、配向角、屈折率及び厚さ等の精度が高く、且つ効率的に製造しうる位相差補償フィルム及びそれを備える液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題に鑑みて本願発明者らは種々検討を行った結果、従来の斜め延伸による連続的な延伸フィルムの製造において、フィルムを配向させる角度と、フィルムの引き出し／巻き取りの相対的な角度とを特定の関係とし、加えて、延伸工程の特定の後半部分の工程において、所定の要件を満たす拡幅を行うことにより、広いフィルム幅に渡り精度が高い斜め延伸を行いうることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される：
〔１〕 長尺の熱可塑性樹脂フィルムを繰出し機から引き出し、前記樹脂フィルムの幅方向の両端を一対の把持手段により把持し、前記樹脂のガラス転移温度以上に保たれたゾーン（Ｚ）内において、前記一対の把持手段を一対の軌道の誘導部に沿って誘導し、前記樹脂フィルムを前記ゾーン（Ｚ）内の前記軌道によって形成される曲がった一対の経路部に沿って搬送させると同時に、該一対の経路部内の全体又は一部において該一対の経路部を拡幅して前記樹脂フィルムを延伸し、前記樹脂フィルムをその幅方向から角度θｓ傾いた方向に遅相軸を有する延伸フィルムとし、前記延伸フィルムの両端を前記把持手段から解放し、次いで、前記延伸フィルムを巻取り機に巻き取る工程、を含む延伸フィルムの製造方法であって、前記巻取り機の巻取り方向に対する前記繰出し機の繰出し方向がなす角度θｋ及び前記角度θｓが下記式（１）及び（２）
１°≦θｓ＜θｋ≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
を満足する条件で行われ、前記ゾーン（Ｚ）の前半ゾーン（Ｚ−Ｆ）において、前記軌道によるフィルムの進行方向を前記巻取り方向に非平行とするとともに、前記ゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において前記軌道によるフィルムの進行方向を巻取り方向とほぼ平行とし、前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）の少なくとも一部のゾーン（Ｚ−Ｒｂ）において、前記樹脂フィルムの両端の軌道のうち、先に後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）に到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすことを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
〔２〕 前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において、（ｉ）その全部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であるか、又は（ｉｉ）その一部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であり、その他のゾーン（Ｚ−Ｒａ）の全領域において、前記両端の軌道が実質的に平行であることを特徴とする〔１〕記載の延伸フィルムの製造方法。
〔３〕 前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）における延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比が、２：１〜５：１の範囲内であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の延伸フィルムの製造方法。
〔４〕 前記熱可塑性樹脂が、ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれか一つに記載の延伸フィルムの製造方法。
〔５〕 〔１〕〜〔４〕のいずれか一つに記載の製造方法により製造してなる延伸フィルムからなる位相差補償フィルム。
〔６〕 〔５〕に記載の位相差補償フィルムを少なくとも１枚備える液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の延伸フィルムは、面積が大きく、面内の遅相軸が幅方向に対し斜めであっても製造効率に優れ、広い幅に渡り精度の高い長尺の延伸フィルムとすることができ、少ない裁断ロスやトリミングロスで高品質な位相差フィルム、偏光板等を容易に得ることができ、高品質な液晶表示装置を容易に与えうる。また、本発明の延伸フィルムの製造方法によれば、前記本発明の延伸フィルムを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の延伸フィルムの製造方法においては、熱可塑性樹脂フィルムを延伸する。熱可塑性樹脂フィルムは、好ましくは透明樹脂からなる。透明樹脂としては、全光透過率９０％以上のフィルムを用いることができる。本発明に用いる熱可塑性樹脂は、固有複屈折値が正である樹脂からなることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、及び脂環式オレフィンポリマーなどが挙げられる。これらのうち脂環式オレフィンポリマーが好適である。
【００１４】
脂環式オレフィンポリマーとしては、特開平０５−３１０８４５号公報に記載されている環状オレフィンランダム多元共重合体、特開平０５−９７９７８号公報に記載されている水素添加重合体、特開平１１−１２４４２９号公報に記載されている熱可塑性ジシクロペンタジエン系開環重合体及びその水素添加物等を挙げることができる。
【００１５】
脂環式オレフィンポリマーをより具体的に説明する。脂環式オレフィンポリマーは、飽和脂環炭化水素（シクロアルカン）構造や不飽和脂環炭化水素（シクロアルケン）構造のごとき脂環式構造を有するポリマーである。脂環式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４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、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。
【００１６】
脂環式オレフィンポリマー中の脂環式構造を含有してなる繰り返し単位の割合は、適宜選択すればよいが、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。脂環式ポリオレフィン樹脂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、本発明の延伸フィルムより得られる位相差フィルム等の光学材料の透明性および耐熱性が向上するので好ましい。
【００１７】
脂環式オレフィンポリマーとしては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、及び、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、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。
【００１８】
ノルボルネン系樹脂としては、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を挙げることができる。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、及び軽量性などの観点から、特に好適に用いることができる。
【００１９】
ノルボルネン構造を有する単量体としては、ビシクロ〔２．２．１〕ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、トリシクロ〔４．３．０．１２，５〕デカ−３，７−ジエン（慣用名：ジシクロペンタジエン）、７，８−ベンゾトリシクロ〔４．３．０．１２，５〕デカ−３−エン（慣用名：メタノテトラヒドロフルオレン）、テトラシクロ〔４．４．０．１２，５．１７，１０〕ドデカ−３−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）、およびこれらの化合物の誘導体（例えば、環に置換基を有するもの）などを挙げることができる。ここで、置換基としては、例えばアルキル基、アルキレン基、及び極性基などを挙げることができる。また、これらの置換基は、同一または相異なって複数個が環に結合していてもよい。ノルボルネン構造を有する単量体は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２０】
極性基の種類としては、ヘテロ原子、またはヘテロ原子を有する原子団などが挙げられる。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、及びハロゲン原子などが挙げられる。極性基の具体例としては、カルボキシル基、カルボニルオキシカルボニル基、エポキシ基、ヒドロキシル基、オキシ基、エステル基、シラノール基、シリル基、アミノ基、ニトリル基、及びスルホン基などが挙げられる。
【００２１】
ノルボルネン構造を有する単量体と開環共重合可能な他の単量体としては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、及びシクロオクテンなどのモノ環状オレフィン類やその誘導体；並びにシクロヘキサジエン、及びシクロヘプタジエンなどの環状共役ジエンやその誘導体；などが挙げられる。
【００２２】
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体およびノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との開環共重合体は、単量体を公知の開環重合触媒の存在下に（共）重合することにより得ることができる。
【００２３】
ノルボルネン構造を有する単量体と付加共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、及び１−ブテンなどの炭素数２〜２０のα−オレフィンやこれらの誘導体；シクロブテン、シクロペンテン、及びシクロヘキセンなどのシクロオレフィンやこれらの誘導体；並びに１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、及び５−メチル−１，４−ヘキサジエンなどの非共役ジエンなどが挙げられる。これらの単量体は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、α−オレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。
【００２４】
ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体およびノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との付加共重合体は、単量体を公知の付加重合触媒の存在下に重合することにより得ることができる。
【００２５】
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体の水素添加物、ノルボルネン構造を有する単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体の水素添加物、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体の水素添加物、およびノルボルネン構造を有する単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体の水素添加物は、これらの重合体の溶液に、ニッケル、パラジウムなどの遷移金属を含む公知の水素添加触媒を添加し、炭素−炭素不飽和結合を好ましくは９０％以上水素添加することによって得ることができる。
【００２６】
ノルボルネン系樹脂の中でも、繰り返し単位として、Ｘ：ビシクロ〔３．３．０〕オクタン−２，４−ジイル−エチレン構造と、Ｙ：トリシクロ〔４．３．０．１２，５〕デカン−７，９−ジイル−エチレン構造とを有し、これらの繰り返し単位の含有量が、ノルボルネン系樹脂の繰り返し単位全体に対して９０重量％以上であり、かつ、Ｘの含有割合とＹの含有割合との比が、Ｘ：Ｙの重量比で１００：０〜４０：６０であるものが好ましい。このような樹脂を用いることにより、本発明の延伸フィルムにより得られる光学材料を、長期的に寸法変化がなく、光学特性の安定性に優れるものにすることができる。
【００２７】
本発明に用いる熱可塑性樹脂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（熱可塑性樹脂が溶解しない場合はトルエン）を用いるゲル・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１０，０００〜１００，０００、好ましくは１５，０００〜８０，０００、より好ましくは２０，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、本発明の延伸フィルムにより得られる光学材料の機械的強度および成型加工性とが高度にバランスされ好適である。
【００２８】
本発明に用いる熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００〜２５０℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にあると、本発明の延伸フィルムにより得られる光学材料を、高温下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れるものにすることができる。
【００２９】
本発明に用いる熱可塑性樹脂の分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））は特に制限されないが、通常１．０〜１０．０、好ましくは１．１〜４．０、より好ましくは１．２〜３．５の範囲である。
【００３０】
本発明に用いる熱可塑性樹脂の光弾性係数Ｃの絶対値は、１０×１０-12Ｐａ-1以下であることが好ましく、７×１０-12Ｐａ-1以下であることがより好ましく、４×１０-12Ｐａ-1以下であることが特に好ましい。光弾性係数Ｃは、複屈折をΔｎ、応力をσとしたとき、Ｃ＝Δｎ／σで表される値である。熱可塑性樹脂の光弾性係数がこのような範囲にあると、後述する、面内方向のレターデーション（Ｒｅ）のばらつきを小さくすることができる。
【００３１】
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、及び溶剤などの配合剤が適宜配合されたものであってもよい。
【００３２】
本発明の延伸フィルムは、長尺のフィルムである。長尺とは、フィルムの幅方向に対し少なくとも５倍程度以上の長さを有するものを言い、好ましくは１０倍もしくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻回されて保管または運搬される程度の長さを有するものを言う。本発明の延伸フィルムは、その幅が１３００ｍｍ以上、好ましくは１４５０ｍｍ以上である。本発明に適用できるフィルムは、単層フィルムであっても、多層フィルムであってもよい。
【００３３】
本発明の延伸フィルムは、その製造工程において、任意に、延伸後にその幅方向の両端を切り落として作成されるが、この場合、上にいうフィルムの幅は、両端を切り落とした後の寸法とすることができる。
【００３４】
本発明の延伸フィルムは、その幅方向から１〜５０°未満傾いた方向に面内の遅相軸を有する。さらに、その遅相軸の角度の精度が、延伸フィルムの少なくとも１３００ｍｍ幅に渡って±０．５°以内、好ましくは±０．４°以内である。遅相軸の角度の精度がこのような範囲にあると、延伸フィルムから得られる位相差フィルム等の光学材料を液晶表示装置に用いた場合に、液晶表示装置の輝度及び正面コントラストを向上させることができる。
【００３５】
本発明の延伸フィルムの面内方向のレターデーション（Ｒｅ）の平均値および厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）の平均値は、液晶表示装置の設計によって異なるが、通常、Ｒｅの平均値は１００〜３００ｎｍ、Ｒｔｈの平均値は１００〜３００ｎｍ程度の範囲から適宜選択される。なお、本発明におけるＲｅは、波長５５０ｎｍの光に対する、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎx、フィルム面内で遅相軸と直交する方向の屈折率をｎy、フィルム厚さ方向の屈折率をｎz，フィルムの平均厚さをＴｗとしたときに、（ｎx−ｎy）×Ｔｗで定義される値であり、本発明におけるＲｔｈは、（（（ｎx＋ｎy）／２）−ｎz）×Ｔｗで定義される値である。
【００３６】
本発明の延伸フィルムは、Ｒｅのばらつきが、延伸フィルムの少なくとも１３００ｍｍ幅に渡って、通常１０ｎｍ以内、好ましくは５ｎｍ以内、さらに好ましくは２ｎｍ以内である。Ｒｅのばらつきを、上記範囲にすることにより、延伸フィルムから得られる位相差フィルム等の光学材料を液晶表示装置に用いた場合に、液晶表示装置の表示品質を良好なものにすることが可能になる。ここで、Ｒｅのばらつきは、光入射角０°（入射光線と本発明の位相差フィルム表面が直交する状態）の時のＲｅを延伸フィルムの幅方向に測定したときの、そのＲｅの最大値と最小値との差である。
【００３７】
本発明の延伸フィルムの平均厚さは、機械的強度などの観点から、好ましくは３０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜６０μｍ、特に好ましくは３０〜５０μｍである。また、本発明の延伸フィルムの幅方向の厚さ精度は、延伸フィルムの少なくとも１３００ｍｍ幅に渡って、±１μｍ以内である。厚さ精度がこのような範囲にあると、本発明の延伸フィルムを、高速で、長尺で巻き取ることができ、且つ、延伸フィルムから得られる位相差フィルム等の光学材料を液晶表示装置に用いた場合に、表示品質を良好なものにすることが可能になる。
【００３８】
本発明の延伸フィルム中の残留揮発性成分の含有量は特に制約されないが、好ましくは０．１重量％以下、より好ましくは０．０５重量％以下、さらに好ましくは０．０２重量％以下である。揮発性成分の含有量をこのような範囲にすることにより、寸法安定性が向上し、前記Ｒｅや前記Ｒｔｈの経時変化を小さくすることができ、さらには本発明の延伸フィルムから得られる位相差フィルム、偏光板又は液晶表示装置の劣化を抑制でき、長期的に液晶表示装置のディスプレイの表示を安定で良好に保つことができる。残留揮発性成分は、フィルム中に微量含まれる分子量２００以下の物質であり、例えば、残留単量体や溶媒などが挙げられる。残留揮発性成分の含有量は、フィルム中に含まれる分子量２００以下の物質の合計として、フィルムをガスクロマトグラフィーにより分析することにより定量することができる。
【００３９】
本発明の延伸フィルムの飽和吸水率は好ましくは０．０３重量％以下、さらに好ましくは０．０２重量％以下、特に好ましくは０．０１重量％以下である。飽和吸水率が上記範囲であると、ＲｅやＲｔｈの経時変化を小さくすることができ、さらには本発明の延伸フィルムから得られる位相差フィルム、偏光板又は液晶表示装置の劣化を抑制でき、長期的に液晶表示装置のディスプレイの表示を安定で良好に保つことができる。
【００４０】
飽和吸水率は、フィルムの試験片を一定温度の水中に一定時間、浸漬し、増加した質量の浸漬前の試験片質量に対する百分率で表される値である。通常は、２３℃の水中に２４時間、浸漬して測定される。本発明の延伸フィルムにおける飽和吸水率は、例えば、熱可塑性樹脂中の極性基の量を減少させることにより、前記値に調節することができるが、好ましくは、極性基を持たない樹脂であることが望まれる。
【００４１】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、長尺の熱可塑性樹脂フィルムを繰出し機から引き出し、前記樹脂フィルムの幅方向の両端を一対の把持手段により把持し、前記樹脂のガラス転移温度以上に保たれたゾーン（Ｚ）内において、前記一対の把持手段を一対の軌道の誘導部に沿って誘導し、前記樹脂フィルムを前記ゾーン（Ｚ）内の前記軌道によって形成される曲がった一対の経路部に沿って搬送させると同時に、該一対の経路部内の全体又は一部において該一対の経路部を拡幅して前記樹脂フィルムを延伸し、前記樹脂フィルムをその幅方向から角度θS傾いた方向に遅相軸を有する延伸フィルムとし、前記延伸フィルムの両端を前記把持手段から解放し、次いで、前記延伸フィルムを巻取り機に巻き取る工程、を含む。
【００４２】
以下、本発明の延伸フィルムの製造方法を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の製造方法に好適に用いることができるテンター延伸機の一例を概略的に示す上面図である。図２は、図１の延伸機におけるレール部分の把持手段を示した図である。
【００４３】
図１に示すテンター延伸機は、引き出しロール２１と、巻き取りロール２２と、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−ＲからなるゾーンＺと、一対（２列）のレール１１と、フィルムの両端を把持して前記レール１１上を走行する一対の把持手段１２（図１では把持手段の図示を省略している。）とを少なくとも備えている。なお、前記ゾーンＺは実体的に恒温室１０によって形成されている。本発明において、前半ゾーンとは、フィルムの進行方向が巻き取りロールの巻取り方向に非平行となっているゾーンのことであり、後半ゾーンとは、フィルムの進行方向が巻き取りロールの巻取り方向にほぼ平行となっているゾーンのことである。本発明における該「ほぼ」は、平行からの誤差角度が３．５°以内にあることを意味するものである。また、「非平行」とは、「ほぼ平行」でないことを指す。
【００４４】
把持手段１２は、引き出しロール２１から繰り出されたフィルム１の両端を把持し、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒからなる恒温室１０内にフィルムを導き、巻き取りロール２２の手前でフィルムを解放する。把持手段１２から解放されたフィルム１は巻き取りロール２２によって巻き取られる。２列のレール１１のそれぞれは、末端のない連続した無限軌道を有し、上記のように走行した把持手段１２を、恒温室１０の出口側１０ｂから入口側１０ａに戻すようになっている。
【００４５】
フィルム１は、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−ＲからなるゾーンＺ（恒温室１０）内を通過している間に、一対の把持手段１２が徐々に拡幅する２列のレール１１上を走行することによって把持手段１２を介してフィルム１に生じる張力によって、所望の延伸倍率で延伸される。延伸倍率は、特に限定されないが、好ましくは３．０〜５．０、より好ましくは３．５〜４．５とすることができる。
【００４６】
本発明の製造方法では、延伸は、前半ゾーンＺ−Ｆで主に行われ、後半ゾーンＺ−Ｒにても行われ、ゾーンＺの出口１０ｂまでに終了する。延伸終了後からフィルム１を解放するまでの間の２列のレール１１は、当然のことながら、平行に布設されている。前記延伸の開始点は、２列のレール１１が拡幅し始めて把持手段１２への荷重が大きくなる点を指し、延伸終了点とは、最終的に２列のレール１１が拡幅を止めて平行になる点、換言すれば、最終的に把持手段１２への荷重が大きくなった後に、その荷重が小さくなって再び一定になる点を指す。なお、本発明において、２列のレール１１が一定の距離平行になる箇所は前記延伸終了点以後の他にも存在していても良い。また、前記延伸終了点は、ゾーンＺの出口１０ｂより内部に位置していても良い。
【００４７】
前記前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒは、それぞれ独立に温度を設定するようにしても良いし同時同一に共通の温度に温度設定するようにしても良い。
【００４８】
本発明方法においては、幅方向の厚さの精度の制御のために、延伸ゾーンにおいてフィルムの幅方向に温度差を付けてもよい。ゾーン内において幅方向に温度差をつけるには、温風を恒温室１０内に送り込むノズルの開度を幅方向で差を付けるように調整する方法や、ヒーターを幅方向に並べて加熱制御するなどの公知の手法を用いることができる。
【００４９】
前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒの長さは適宜選択でき、通常、前半ゾーンＺ−Ｆの長さに対して、後半ゾーンＺ−Ｒの長さが３０〜１００％である。
【００５０】
前記２列のレール１１は配置の変形が可能となっている。また、前記把持手段１２は、前記各レール１１の上をそれぞれ走行する一対から構成されており、連鎖状に連結された複数の把持手から構成されている。一対のレール１１上を走行する一対の把持手段１２における相対向する一対の把持手は、レール１１の幅や形状の変化に伴って、それらの間隔やレール１１の進行方向に対する角度を変えることになる。その結果、複数の把持手からなる把持手段１２によって把持されたフィルム１に様々な強度及び方向に引っ張り応力を掛けることができる。したがって、レール１１は、フィルムに所望の延伸倍率で延伸されるように、配置することができる。
【００５１】
本発明では、前記レール１１の配置形状を所定の原則に従って設定することにより、フィルム１に所望の延伸を行うことができる。その所定の原則について、図２と、図３に一例を示すレールの概略上面図を参照して説明する。
【００５２】
本発明においては、まず、巻き取りロール２２の巻き取り方向Ｄ２に対する繰り出しロール２１の引き出し方向Ｄ１がなす傾斜角度θｋ、及び配向角θｓが後述する関係を満たすよう、このレール１１の配置を設定する。さらに、後述するように、後半ゾーンＺ−Ｒの少なくとも一部のゾーンＺ−Ｒｂにおいて、後述する角度θｏとθｉとが所定の関係を満たすように、後半のレール形状を設定する。
【００５３】
前半ゾーンＺ−Ｆと後半ゾーンＺ−Ｒとの境目には、本例では、何も設置されていないが、前後の各ゾーンで別々に温度設定するなどの必要に応じてフィルムが通過できるスリットを有する仕切板を設置してもよい。仕切壁を設ける場合は、仕切板は、巻き取りロールの巻き取り方向Ｄ２に対して直角になっていることが好ましい。
【００５４】
前半ゾーンＺ−Ｆでは、フィルム走行方向に直角な方向のフィルム幅を大きくしながらフィルム１を搬送する。図２において、破線２０は、左右のレール１１上を走行する一対の把持手段１２のそれぞれの把持手の対応関係を示す線である。図示する例においては、左右の把持手段１２のそれぞれの把持手は、徐々に拡幅するレール１１上をほぼ等速でフィルム走行方向に沿って進み、前半ゾーンＺ−Ｆにおいてフィルム幅が拡張される。また、前半ゾーンＺ−Ｆにおける左右のレール長さの相違（図２に示す例では、図中上側の把持手段の走行距離が下側の把持手段の走行距離よりも長くなっており、図３の例では、逆になっている。）により、フィルム１の延伸方向はフィルム幅方向に対して斜めの方向となり、後半ゾーンＺ−Ｒへ導かれる。後半ゾーンＺ−Ｒにおいても後述するように特有の延伸がなされる。
【００５５】
本発明において、フィルムの延伸は、前記角度θｋ及び前記配向角θｓが下記式（１）及び（２）を満足する条件で行われることを特徴とする：
１°≦θｓ＜θ１≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
このような条件を達成する延伸を、図３を参照して、より具体的に説明する。
【００５６】
繰り出しロール２１より引き出し方向Ｄ１で引き出されたフィルムは、レールＲａ，Ｒｂ沿って導かれる。繰り出されるフィルム１の幅は、図中、線３２で示される。左右のレールＲａ及びＲｂ間の幅はフィルム１が進行するに従い拡大し、それにより延伸が行われる。またレールＲａ及びＲｂの長さの相違により、延伸方向が斜め方向となる。その後、延伸されたフィルムはさらに後半ゾーンＺ−Ｒに進み、レールＲｏ及びＲｉに導かれる。これにより、前半ゾーンＺ−Ｆにおいて、斜め延伸が達成される。
【００５７】
次に、後半ゾーンＺ−Ｒでは、前記前半ゾーンＺ−ＦにおけるレールＲａ，Ｒｂに対して折れ曲がったレールＲｏ，Ｒｉが配置される。そして、後半ゾーンＺ−Ｒの少なくとも一部のゾーン、図３の例では、後半のゾーンＺ−Ｒｂにおいて、先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向Ｄ２となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすように拡幅する。この後半ゾーンＺ−Ｒにおける拡幅は、後半ゾーンＺ−Ｒの全体において行っても良いし、この例のように一部（後半）において行っても良い。この例のように、後半のゾーンＺ−Ｒｂでレールを拡幅する場合、その前の前半のゾーンＺ−Ｒａではレールは平行に配置される。
【００５８】
ここで、「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段」とは、誘導部の始まりにおいてフィルム両端において対になっている把持手段のうち、これらがフィルム搬送に伴い後半ゾーンＺ−Ｒに送られる際、先に後半ゾーンに到達する側の把持手段という意味であり、「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道」とは、そのような先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する側の軌道を意味する。
【００５９】
具体的には例えば、ゾーンＺにおいて軌道が、水平に搬送されるフィルムの進行方向手前から見て、左側に弧を描いて又は左側に曲がる一以上の角を有する折線形状に沿って曲がっている場合は、通常左側の軌道が「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道」となる。また、ゾーンＺにおける軌道の「曲がった経路部」は、経路部全体において常に左右のいずれかに曲がる経路に限られず、左への曲がりと右への曲がりが組み合わされて蛇行した経路であってもよい。この場合でも、上にいう「先に後半ゾーンＺ−Ｒに到達する側の把持手段が走行する軌道」をＲｉとし、残り一方をＲｏとする。
【００６０】
前記後半ゾーンＺ−Ｒの後半のゾーンＺ−Ｒｂにおいては、レールＲｏ及びＲｉ間の幅はフィルム１が進行するに従い拡張し、それにより前半ゾーンＺ−Ｆで延伸されたフィルム１がさらに延伸される。また、前半ゾーンＺ−Ｆにおける場合と同様に、レールＲｏ及びＲｉの長さの相違により、延伸方向が斜め方向となる。このようにして延伸されたフィルムはゾーンＺから外に搬送され、平行なレールによって巻き取りロール２２に導かれる。
【００６１】
前述の前半ゾーンＺ−Ｆと、後半ゾーンＺ−Ｒとのそれぞれにおけるレール拡幅により、繰り出し時に線３２の両端で対応していた把持手段は、延伸後の平行レールに移行後においては、線３５の両端で対応するようになり、１°以上の配向角θsでの斜め延伸が達成される。延伸されたフィルムは、巻き取り方向Ｄ２で巻き取りロール２２に巻き取られる。
【００６２】
ここで、引き出し方向Ｄ１と巻き取り方向Ｄ２は、θｋで示される角度をなしている。この角度θｋを５０°以下（図３の例では２４°）とし、さらに配向角θｓより所定以上の大きい角度とすることにより、１３００ｍｍ以上といった広い幅方向に渡り、配向角、屈折率及び厚さが均一な、本発明の延伸フィルムを得ることができる。これに対して、引き出し方向と巻き取り方向とがなす角度θｋが配向角θｓより小さい角度となる場合、フィルムの広い幅方向にわたって均一な配向角、屈折率及び厚さを得ることができない。
【００６３】
なお、前記後半ゾーンＺ−Ｒにおけるフィルムの搬送距離とフィルム幅寸法との比が、２：１〜５：１の範囲内であることが、均一な延伸を行うために重要である。
【００６４】
本発明の製造方法において、巻き取りロール２２の巻き取り方向Ｄ２に対する繰り出しロール２１の引き出し方向Ｄ１がなす角度θｋと配向角θｓとは上記式（２）の関係を有し、好ましくはθｓ≦θｋ−５°の関係を有する。このようにθｓとθｋとが所定以上の違いを有することにより、１３００ｍｍ以上といった広い幅方向に渡り、配向角、屈折率及び厚さが均一な、本発明の延伸フィルムを得ることができる。
【００６５】
なお、ゾーンＺから平行なレールによって巻き取りロール２２に導かれるフィルムは、フィルム走行方向Ｄ２に直角な方向のフィルム幅を実質的に変えずに冷まされながら搬送されるゾーンである。後半ゾーンＺ−Ｒから導出されたフィルムは、フィルム走行方向Ｄ２に沿ってさらに導かれ、その後ロール２２に巻き取られる。この時点で、必要に応じてフィルムをガラス転移温度以下に冷却することができる。後半ゾーンＺ−Ｒから導出された後のフィルムは、導出直後に把持手段から解放されてもよく、又は図１に示すように、導出直後から巻き取りまでの経路部の一部を、平行に誘導される把持手段により引続き搬送することもできる。フィルム走行方向Ｄ２は、ロール２２にフィルムが巻き取られる方向に平行な方向であり、巻き取りロール２２の回転軸と直交している。前記フィルムの冷却工程は、ゾーンＺ、即ち、恒温室１０の外において行わず、恒温室１０の後半に仕切壁を入れて、その仕切壁以降の温度を一定の冷却温度に制御することにより、行っても良い。
【００６６】
また、本発明においては、前記ゾーン（Ｚ）の前半ゾーン（Ｚ−Ｆ）において、前記軌道によるフィルムの進行方向を前記巻取り方向にほぼ非平行とするとともに、前記ゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において前記軌道によるフィルムの進行方向を巻取り方向とほぼ平行としている。ここで、「非平行」、「ほぼ平行」と定義したのは、前述のように２列のレールに拡幅に伴う変形が与えられるからであり、それによって非平行性および平行性に誤差が生じるからである。
【００６７】
本発明の製造方法において、ゾーンＺにおけるレールは直線であるものに限られず、曲線又は折線のレールであってもよい。レールの形状を変化させることにより、レールの長さを変化させて、結果的に配向角θｓを調整することができる。
【００６８】
本発明の製造方法において、角度θｋは、フィルムの進行方向に対して、どちらに傾いていてもよい。たとえば、図１〜３に示す上面図の例においては、繰り出し側から巻き取り側を見て左方向（図面の右側に相当）に曲がる場合を正の角度としているが、逆に右方向に曲がる場合を正の角度としてみた場合でも、上記条件を満たせば、本発明の要件を満たす。また、繰り出し側から巻き取り側を見て左方向に曲がる場合をθｋの正の角度とした場合、配向角θｓは、フィルムの右端（図面中のフィルムの左側の端に相当）が手前（即ち繰り出し側；図面の上方向）にずれて傾く角度を正の角度とすることができる。逆に、繰り出し側から巻き取り側を見て右方向に曲がる場合をθｋの正の角度とした場合、配向角θｓは、フィルムの左端が手前にずれて傾く角度を正の角度とすることができる。さらに、得られる本発明の延伸フィルムにおいても、その面内方向の遅相軸が、フィルム幅方向に対してどちらに傾いていても（即ち、繰り出し側から巻き取り側を見て左右どちらの端側が手前にずれて傾いていても）よい。
【００６９】
本発明の製造方法では、前半ゾーンＺ−Ｆ及び後半ゾーンＺ−Ｒにおけるフィルム面が互いに略平行であることが好ましい。すなわち、引き出しロール２１から引き出されたフィルム１は、捩れずに、平らなままで、前半ゾーンＺ−Ｆおよび後半ゾーンＺ−Ｒを通過し、巻き取りロール２２に巻き取られるのが好ましい。
【００７０】
本発明の製造方法では、前記把持手段１２の走行速度がフィルム両端で、ほぼ等しいことが好ましい。把持手段１２の走行速度は適宜選択できるが、フィルムの走行速度は、通常５〜５０ｍ／分とすることができ、左右の把持手段が「ほぼ等速」で進むとは、左右の速度誤差が０．１ｍ／分以下の場合とすることができる。
【００７１】
本発明の製造方法に供するための、延伸前の長尺の熱可塑性樹脂フィルムを調製する方法としては、公知の成形方法を採用することができる。例えば、加熱溶融成形法、又は溶液流延法のいずれも採用することができるが、シート中の揮発性成分を低減させる観点から、加熱溶融成形法を用いることが好ましい。
【００７２】
加熱溶融成形法は、さらに詳細には、溶融押出成形法、プレス成形法、インフレーション法、射出成形法、ブロー成形法、及び延伸成形法などに分類できる。これらの中で、機械的強度および表面精度などに優れる延伸フィルムが得られる観点から、溶融押出し成形法を用いることが好ましい。
【００７３】
本発明の位相差補償フィルムは、前記本発明の製造方法により製造してなる延伸フィルムからなり、好ましくは、前記延伸フィルムを、その長手方向に対して略垂直又は略平行な方向に沿って、所定の大きさに切り取ってなる。ここで略垂直な方向とは、フィルムの面内においてフィルムの長手方向に垂直な方向に対して±０．５°以内の方向をいい、略平行な方向とは、フィルムの面内においてフィルムの長手方向に対して±０．５°以内の方向をいう。
【００７４】
本発明の位相差補償フィルムは、偏光子と積層された積層フィルムの構成にて利用することができる。このような積層フィルムは、前記本発明の延伸フィルムと長尺の偏光子とを、それらの長手方向を揃えて積層させてなる長尺の積層フィルムとすることができる。
【００７５】
この場合に用いる偏光子は、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過し、他方を吸収するものであり、例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、及びポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。偏光子の厚さは、通常５〜８０μｍである。
【００７６】
前記積層フィルムは、偏光子の両面に延伸フィルムを積層させたものでもよく、片面のみに延伸フィルムを積層させたものでもよい。また、偏光子のそれぞれの面に積層する延伸フィルムの枚数にも特に限定はなく、２枚以上積層させてもよい。偏光子の片面のみに延伸フィルムを積層した場合は、残りの片面に偏光子の保護を目的として、適宜の接着層を介して保護フィルムを積層してもよい。
【００７７】
前記保護フィルムとしては、適宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れる樹脂を有するフィルム等が好ましく用いられる。その樹脂の例としては、トリアセチルセルロースの如きアセテート重合体、脂環構造を有するオレフィンポリマー、ポリオレフィン重合体、ポリカーボネート重合体、ポリエチレンテレフタレートの如きポリエステル重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ポリスチレン重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ポリスルフォン重合体、ポリエーテルスルフォン重合体、ポリアミド重合体、ポリイミド重合体、及びアクリル重合体等が挙げられる。
【００７８】
長尺の積層フィルムを得るための好適な製造方法は、ロール状に巻かれた長尺の前記本発明の延伸フィルム及びロール状に巻かれた長尺の偏光子を同時にロールから引き出しながら、該延伸フィルムと該偏光子とを密着させることを含む方法である。延伸フィルムと偏光子との密着面には接着剤を介在させることができる。延伸フィルムと偏光子とを密着させる方法としては、二本の平行に並べられたロールのニップに延伸フィルムと偏光子を一緒に通し圧し挟む方法が挙げられる。
【００７９】
本発明の製造方法により得られた長尺の延伸フィルム又は前記長尺の積層フィルムは、その使用形態に応じて所望の大きさに切り出して、位相差フィルム又は偏光板として用いられる。この場合、長尺のフィルムの長手方向に対して、略垂直又は略平行な方向に沿って切り出すことが好ましい。
【００８０】
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の延伸フィルム又は前記積層フィルムから切り出された位相差フィルムを備えるものである。本発明の液晶表示装置の一例としては、液晶の配向を電圧の調整で変化させることができる液晶パネルと、それを挟むように配置される本発明の位相差フィルムを含み積層された偏光板とで構成されるものが挙げられる。または、位相差フィルムは、光学補償、偏光変換などのために液晶表示装置に用いられる。なお、液晶表示装置には、液晶パネルに光を送りこむために、表示面の裏側に、透過型液晶表示装置ではバックライト装置が、反射型液晶表示装置では反射板が、通常備えられている。なお、バックライト装置における光源としては、冷陰極管、水銀平面ランプ、発光ダイオード、及びＥＬなどが挙げられる。本発明の液晶表示装置としては、反射型表示方式の液晶パネルを備える反射型液晶表示装置が好ましい。液晶パネルはその表示モードによって特に制限されない。例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、及びハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モードなどを挙げることができる。本発明の液晶表示装置には、その他に、プリズムアレイシート、レンズアレイシート、光拡散板、及び輝度向上フィルム等の適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００８１】
本発明の延伸フィルムは、液晶表示装置以外に、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ＦＥＤ（電界放出）表示装置、及びＳＥＤ（表面電界）表示装置等に適用することができる。
【００８２】
本発明の延伸フィルムの製造方法、位相差補償フィルム、液晶表示装置、及び本発明の製造方法により得られる延伸フィルムは、上記の構成要件に対し、均等の範囲内での変更を加えてもよく、また任意の構成要素を加えることができる。例えば、本発明の延伸フィルムの製造方法において、繰り出しロールに代えて、溶融押出し成形法などにより、長尺の熱可塑性樹脂フィルムを調製しながら連続的に供給してもよい。この場合、供給されるフィルムの長手方向が、引き出し方向に相当する。また、延伸フィルムを巻き取りロールに巻き取るのに代えて、連続的に偏光子等の他の層との貼付の工程に供してもよい。
【実施例】
【００８３】
本発明を、実施例及び比較例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
（１）厚さ
膜厚計（明産株式会社製、ＲＣ−１ ＲＯＴＡＲＹ ＣＡＬＩＰＥＲ）を用いて、延伸フィルムの幅方向に、フィルムの中央部１３４０ｍｍにわたり５ｍｍ間隔で厚さを測定し、平均値を求め、最大値及び最小値のそれぞれと平均値との差の大きい方を精度とした。
（２）配向角
偏光顕微鏡（ＮＩＣＯＮ社製、ＥＣＬＩＰＳＥ Ｅ６００ ＰＯＬ）を用いて、延伸フィルムの幅方向に、フィルムの中央部１３４０ｍｍにわたり５ｃｍ間隔で面内方向の遅相軸の、延伸フィルムの幅方向に対する角度を測定した。角度の平均値を求め、最大値及び最小値のそれぞれと平均値との差が±０．５以内に入っている比率（％）を精度とした。
（３）面内方向のレターデーション（Ｒｅ）
位相差計（王子計測社製、ＫＯＢＲＡ２１−ＡＤＨ）を用いて、波長５９０ｎｍで、延伸フィルムの幅方向に、フィルムの中央部１３４０ｍｍにわたり５ｃｍ間隔で測定し、その平均値を測定値とした。
【００８５】
（実施例１）
ノルボルネン系樹脂のペレット（日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＯＲ１４２０）を１００℃で５時間乾燥し、押出し機に供給し、ポリマーパイプ及びポリマーフィルターを経てＴダイからキャスティングドラム上にシート状に押出し、冷却し、厚み１５０μｍの長尺の未延伸フィルム（０）を得た。未延伸フィルム（０）はロールに巻き取った。
【００８６】
次いで、未延伸フィルム（０）をロールから引き出して、図３に示すようなレールパターン（Ａ）に設定したテンター延伸機（１）に連続的に供給して、延伸を行い、幅１９００ｍｍの延伸フィルムを得た。図３に示すレールパターンにおけるθｋ、θｓ（設計上の配向角：延伸後の両端の把持手段のずれに基づいて求められる値）、θｏ、θｉ、延伸温度（ゾーンＺ−ＦおよびＺ−Ｒで同じ温度）及び延伸倍率は、表１に示した通りとした。また、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比は、３：１に設定した。なお、テンター延伸機の把持手段の走行速度は、フィルム両端でほぼ等しくなるようにした。延伸後、得られた延伸フィルムの幅方向の中央部１３４０ｍｍを残し両端部をトリミングし、ロールに巻き取り、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルム（２）を得た。この延伸フィルム（２）について、厚さ、配向角、面内方向のレターデーションを測定した。結果を表１に示す。
【００８７】
表１に示す通り、実施例１で得られた延伸フィルム（２）は、１３４０ｍｍ幅にわたって、面内方向の遅相軸の角度の精度が９２％で、且つ厚さ精度が±１μｍ以内であった。
【００８８】
（実施例２）
図４に示すレールパターン（Ｂ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、２：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
表１に示す通り、この実施例２で得られた延伸フィルムは、１３４０ｍｍ幅にわたって、面内方向の遅相軸の角度の精度が９３％で、且つ厚さ精度が±１μｍ以内であった。
【００８９】
次に、偏光透過軸が巾方向に平行な、長尺の偏光板（サンリッツ社製、ＨＬＣ２-５６１８Ｓ、厚さ１８０μｍ）と、前記実施例１、２で得た延伸フィルム（２）のそれぞれとをロール・トウ・ロールで貼り合わせることにより、２つの長尺の光学素子の巻状体を得た。
【００９０】
これらの巻状体から切り出した光学素子に、さらに通常の縦一軸延伸で得られた、Ｒｅが１３５ｎｍである位相差フィルム（３）を、その遅相軸が偏光板の透過軸に対し７５°の角度を成すようにバッチ貼りで延伸フィルム（２）側に貼り合せ、２つの偏光板を得た。
【００９１】
次いで、市販の反射型液晶装置に備える偏光板を、前記３つの偏光板に置き換えた。この際、前記位相差フィルム（３）を貼り合わせた側が液晶セル側に配置されるように組み込んだ。得られた２つの液晶表示装置の表示特性を目視により正面から確認したところ、表示は良好かつ均一であった。
【００９２】
（比較例１）
図５に示すレールパターン（Ｄ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、３５：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９３】
（比較例２）
図６に示すレールパターン（Ｅ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、２．５：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９４】
（比較例３）
図７に示すレールパターン（Ｆ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、３．７：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９５】
（比較例４）
図８に示すレールパターン（Ｇ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、４：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９６】
（比較例５）
図９に示すレールパターン（Ｈ）を用いるとともに、θｋ、θｓ、θｏ、θｉ、延伸温度、延伸倍率を表１示す通りに変更し、後半ゾーンＺ−Ｒにおける延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比を、４：１に設定した他は、実施例１と同様にして、１３４０ｍｍ幅の延伸フィルムを得、測定を行った。結果を表１に示す。
【００９７】
表１に示す通り、比較例１〜５で得られた延伸フィルムは、１３４０ｍｍ幅にわたっての面内方向の遅相軸の角度の精度及び厚さ精度が実施例１〜２に比べて劣っている。
【００９８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明にかかる延伸フィルムは、面積が大きく、面内の遅相軸が幅方向に対し斜めであっても製造効率に優れ、広い幅に渡り精度の高い長尺の延伸フィルムとすることができ、少ない裁断ロスやトリミングロスで高品質な位相差フィルム、偏光板等を容易に得ることができ、高品質な液晶表示装置を容易に与えうる。また、本発明の延伸フィルムの製造方法によれば、前記本発明の延伸フィルムを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の延伸フィルムの製造方法に好適に用いることができるテンター延伸機の一例を概略的に示す上面図である。
【図２】図１の延伸機におけるレール部分の把持手段を概略的に示す上面図である。
【図３】本発明の実施例１に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図４】本発明の実施例２に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図５】比較例１に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図６】比較例２に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図７】比較例３に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図８】比較例４に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【図９】比較例５に用いた延伸機におけるレール配置を説明する概略上面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ フィルム
１０ 恒温室
１１、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｏ、Ｒｉ レール
１２ 把持手段
２１ 引き出しロール
２２ 巻き取りロール
Ｚ ゾーン
Ｚ−Ｆ 前半ゾーン
Ｚ−Ｒ 後半ゾーン
Ｚ−Ｒｂ 後半ゾーンの後半のゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の熱可塑性樹脂フィルムを繰出し機から引き出し、
前記樹脂フィルムの幅方向の両端を一対の把持手段により把持し、
前記樹脂のガラス転移温度以上に保たれたゾーン（Ｚ）内において、前記一対の把持手段を一対の軌道の誘導部に沿って誘導し、前記樹脂フィルムを前記ゾーン（Ｚ）内の前記軌道によって形成される曲がった一対の経路部に沿って搬送させると同時に、該一対の経路部内の全体又は一部において該一対の経路部を拡幅して前記樹脂フィルムを延伸し、前記樹脂フィルムをその幅方向から角度θｓ傾いた方向に遅相軸を有する延伸フィルムとし、
前記延伸フィルムの両端を前記把持手段から解放し、次いで、
前記延伸フィルムを巻取り機に巻き取る工程、を含む延伸フィルムの製造方法であって、
前記巻取り機の巻取り方向に対する前記繰出し機の繰出し方向がなす角度θｋ及び前記角度θｓが下記式（１）及び（２）
１°≦θｓ＜θｋ≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
を満足する条件で行われ、
前記ゾーン（Ｚ）の前半ゾーン（Ｚ−Ｆ）において、前記軌道によるフィルムの進行方向を前記巻取り方向に非平行とするとともに、前記ゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において前記軌道によるフィルムの進行方向を巻取り方向とほぼ平行とし、
前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）の少なくとも一部のゾーン（Ｚ−Ｒｂ）において、前記樹脂フィルムの両端の軌道のうち、先に後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）に到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすことを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において、
（ｉ）その全部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であるか、又は
（ｉｉ）その一部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であり、その他のゾーン（Ｚ−Ｒａ）の全領域において、前記両端の軌道が実質的に平行であることを特徴とする請求項１に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）における延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比が、２：１〜５：１の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂が、ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法により製造してなる延伸フィルムからなる位相差補償フィルム。
【請求項６】
請求項５に記載の位相差補償フィルムを少なくとも１枚備える液晶表示装置。
【請求項１】
長尺の熱可塑性樹脂フィルムを繰出し機から引き出し、
前記樹脂フィルムの幅方向の両端を一対の把持手段により把持し、
前記樹脂のガラス転移温度以上に保たれたゾーン（Ｚ）内において、前記一対の把持手段を一対の軌道の誘導部に沿って誘導し、前記樹脂フィルムを前記ゾーン（Ｚ）内の前記軌道によって形成される曲がった一対の経路部に沿って搬送させると同時に、該一対の経路部内の全体又は一部において該一対の経路部を拡幅して前記樹脂フィルムを延伸し、前記樹脂フィルムをその幅方向から角度θｓ傾いた方向に遅相軸を有する延伸フィルムとし、
前記延伸フィルムの両端を前記把持手段から解放し、次いで、
前記延伸フィルムを巻取り機に巻き取る工程、を含む延伸フィルムの製造方法であって、
前記巻取り機の巻取り方向に対する前記繰出し機の繰出し方向がなす角度θｋ及び前記角度θｓが下記式（１）及び（２）
１°≦θｓ＜θｋ≦５０° ・・・（１）
θｓ≦θｋ−３° ・・・（２）
を満足する条件で行われ、
前記ゾーン（Ｚ）の前半ゾーン（Ｚ−Ｆ）において、前記軌道によるフィルムの進行方向を前記巻取り方向に非平行とするとともに、前記ゾーン（Ｚ）の後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において前記軌道によるフィルムの進行方向を巻取り方向とほぼ平行とし、
前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）の少なくとも一部のゾーン（Ｚ−Ｒｂ）において、前記樹脂フィルムの両端の軌道のうち、先に後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）に到達する側の把持手段が走行する軌道をＲｉとし、残り一方の軌道をＲｏとし、Ｒｉ及びＲｏのそれぞれが前記巻取り方向となす角度をそれぞれθｉ、θｏとした場合、これらが下記式（３）
０°＜θｉ＜θｏ≦７° ・・・（３）
の条件を満たすことを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）において、
（ｉ）その全部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であるか、又は
（ｉｉ）その一部が前記ゾーン（Ｚ−Ｒｂ）であり、その他のゾーン（Ｚ−Ｒａ）の全領域において、前記両端の軌道が実質的に平行であることを特徴とする請求項１に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記後半ゾーン（Ｚ−Ｒ）における延伸フィルムの搬送距離と、フィルム幅方向の長さとの比が、２：１〜５：１の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂が、ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法により製造してなる延伸フィルムからなる位相差補償フィルム。
【請求項６】
請求項５に記載の位相差補償フィルムを少なくとも１枚備える液晶表示装置。
【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２００７−２０３５５６（Ｐ２００７−２０３５５６Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３９７７（Ｐ２００６−２３９７７）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【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１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【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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