説明

延伸フィルムの製造方法および画像表示素子

【課題】
ディスプレイの視野角特性を改善する光学補償フィルムを低コストで生産すること。
【解決手段】
延伸に伴い正の複屈折を示すポリマーと延伸に伴い負の複屈折を示すポリマーとを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを長手方向と幅方向に延伸する延伸フィルムの製造方法であって、正の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度と負の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度のうち、温度が低い方をTg(℃)とし、温度の高い方をTg(℃)とし、長手方向の延伸温度をTMD(℃)とし、幅方向の延伸温度をTTD(℃)としたとき、下記条件(1)〜(4)を全て満足せしめる製造方法とする。
(1)Tg+20℃≦TMD<Tg+40℃
(2)Tg−30℃≦TMD<Tg−5℃
(3)Tg+40℃≦TTD<Tg+100℃
(4)Tg−5℃≦TTD<Tg+20℃

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学用延伸フィルムの製造方法に関する。更に詳しくは、ディスプレイの視野角特性を改善する光学補償フィルムを低コストで生産するための延伸フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの画像表示装置には画質を向上する目的で高分子材料からなる様々な光学フィルムが用いられている。特に液晶ディスプレイなど、2枚の偏光板をクロスニコル状態で使用するディスプレイにおいては、画面を正面から見たときに比べ斜め方向から見たときの色合いが変化する、いわゆる視野角特性が問題となってきた。この問題を解決するために、様々な光学補償フィルムが使用されてきた。
【0003】
光学補償フィルムは3次元の屈折率を制御することで、ディスプレイの視野角特性を改善する役割を担うが、液晶セルのモードにより要求特性が異なる。例えば、IPS型液晶テレビにおいては、式(nx−nz)/(nx−ny)で表されるNz係数が0.4〜0.5となるフィルムが必要である。
【0004】
しかし、Nz係数が0.5となるフィルムは、厚み方向の屈折率を制御する必要があり、1軸延伸や2軸延伸など通常の延伸工程で得ることが困難なため、これまでに様々な工夫がされてきた。
【0005】
例えば、特許文献1には、フィルムの表裏に温度差を付けた状態で、フィルムをロール表面に沿わせて湾曲させることで厚み方向の屈折率を制御する方法が記載されている。しかし、本製造方法では、厚み方向の屈折率が十分に大きくならないため、Nz係数を0.5に制御するのは困難であった。
【0006】
また、特許文献2〜4には、フィルムの両面に収縮性フィルムを貼り合わせ、長手方向に延伸すると同時に幅方向に収縮させて、Nz係数が0.5のフィルムを製膜する方法が記載されている。本方法によれば、フィルムのNz係数を制御することは可能であるが、製造工程が複雑であり、製品が高コストになること、また製造期間が長いことから、改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平7−333439号公報
【特許文献2】特開2005−31621号公報
【特許文献3】特開2006−91836号公報
【特許文献4】特開2006−58540号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。すなわち、本発明の目的は、光学用の延伸フィルムの製造方法に関し、ディスプレイの視野角特性を改善する光学補償フィルムを低コストで生産するための製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記した目的を達成するための本発明は、延伸に伴い正の複屈折を示すポリマーと延伸に伴い負の複屈折を示すポリマーとを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを長手方向と幅方向に延伸する延伸フィルムの製造方法であって、正の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度と負の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度のうち、温度が低い方をTg(℃)とし、温度の高い方をTg(℃)とし、長手方向の延伸温度をTMD(℃)とし、幅方向の延伸温度をTTD(℃)としたとき、下記条件(1)〜(4)を全て満足する延伸フィルムの製造方法によって達成される。
【0010】
(1)Tg+20℃≦TMD<Tg+40℃
(2)Tg−30℃≦TMD<Tg−5℃
(3)Tg+40℃≦TTD<Tg+100℃
(4)Tg−5℃≦TTD<Tg+20℃
【発明の効果】
【0011】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、ディスプレイの視野角特性を改善する光学補償フィルムを低コストで提供可能であるため、光学用フィルムの製造方法として好適に適用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、延伸に伴い正の複屈折を示すポリマーと延伸に伴い負の複屈折を示すポリマーとを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを延伸することに特徴がある。ここで、正の複屈折とはシートを1軸延伸した場合に延伸方向と平行方向の屈折率が最大となる性質を示し、負の複屈折とはシートを1軸延伸した場合に延伸方向と直角方向の屈折率が最大となる性質を示す。本発明においては正の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度と負の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度の温度のうち、温度が低い方をTg(℃)とし、温度が高い方をTg(℃)とし、長手方向の延伸温度をTMD(℃)とし、幅方向の延伸温度をTTD(℃)としたとき、下記条件(1)〜(4)を全て満足することが重要となる。これら各式を満足しない場合、後述するとおり、目的の屈折率に制御することが困難となる。
【0013】
(1)Tg+20℃≦TMD<Tg+40℃
(2)Tg−30℃≦TMD<Tg−5℃
(3)Tg+40℃≦TTD<Tg+100℃
(4)Tg−5℃≦TTD<Tg+20℃
なお、上記式を全て満足させるためには、Tg−Tgの値が25℃より大きいことが重要である。この、温度差が25℃以下の場合には、上記と同様に、目的の屈折率に制御することが困難となる場合がある。
【0014】
上記条件を満足すれば、本発明に用いるポリマーは特に限定されない。正の複屈折を示すポリマーとしては、例えば、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリサルフォン系樹脂などを用いることができる。中でも、適度な位相差発現性を有することから、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が好ましく、製膜性、加工性の観点からポリカーボネート系樹脂が好ましい。
【0015】
負の複屈折を示すポリマーとしては、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、αメチルスチレン、アクリロニトリルスチレン共重合体などのスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、フルオレン構造を含有する樹脂などを用いることができる。中でも、低コストであり位相差発現性が高いことから、スチレン系樹脂が好ましく、適度な耐熱性と位相差発現性を有することからシンジオタクチックポリスチレンが好ましい。シンジオタクチックポリスチレンは融点を200℃以上300℃以下に持つ結晶性樹脂であり、結晶化によって分子が密に配向することにより高い位相差発現性を得ることができる。
【0016】
本発明における延伸フィルムは、上述した正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーのうち、少なくともそれぞれ1種類以上を含有していればよく、どちらか一方または両方について2種類以上を含有していても構わない。含有させる方法としては、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーを共押出やコーティングにより積層しても、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーを予め混合して原料として用いても、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーを共重合した原料を用いてもよい。
【0017】
本発明における延伸フィルムは、正の複屈折を示すポリマーの含有量がフィルム全体の40wt%未満であることが好ましい。40wt%以上の場合、延伸フィルムの光弾性係数が大きくなり、画像表示素子用フィルムとして使用できない場合がある。
【0018】
本発明の製造方法に用いられる延伸前の熱可塑性樹脂シートを得る方法としては、特に限定はなく、インフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、溶液製膜法(流延法)、エマルション法、ホットプレス法等の製造法が使用できるが、生産性の観点から好ましくは、インフレーション法、T−ダイ法が好ましく使用できる。
【0019】
T−ダイ法による製造法の場合、単軸あるいは二軸押出スクリューのついたエクストルーダ型溶融押出装置等が使用できる。着色が低減できるため、L/D=15以上120以下の二軸混練押出機が好ましい。本発明の製造方法における溶融押出温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。溶融剪断速度は1,000S−1以上5,000S−1以下が好ましい。
【0020】
正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーを予め混合して原料として用いる場合、2種類以上の原料をブレンダーなどによりドライブレンドしてそのまま使用しても、バンバリーミキサー、単軸又は二軸スクリュー押出し機などの溶融押出装置を使用して混練してもよい。溶融押出装置を使用し溶融混練する場合、着色抑制の観点から、ベントを使用し減圧下での溶融混練あるいは窒素気流下での溶融混練を行うことが好ましい。
【0021】
積層によりフィルム中に正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーを含有させる場合は、共押出やコーティングを用いることができる。コーティングにより積層体を得る方法としては、例えば負の複屈折を示すポリマーを含むフィルムの少なくとも片面に、正の複屈折を示すポリマーを含む吐剤を塗工後に乾燥して得る方法が挙げられる。共押出により積層体を得る方法としては、2機以上の押出機を用い、それぞれの原料をマルチマニホールド方式やフィードブロック方式により積層する方法が挙げられる。
【0022】
溶融した熱可塑性樹脂を移送する方法としては、押出機の吐出圧力をそのまま利用してもよいし、押出機後にギアポンプを設置し、ギアポンプにより移送してもよいが、吐出ムラに起因する厚みムラが低減することから、ギアポンプを用いることが好ましい。ギアポンプにより移送された溶融した熱可塑性樹脂は、欠点の原因となる異物を除去しフィルムの品位を向上させるため、濾過を行うことが好ましい。濾過精度は50μm以上の異物を除去できることが好ましい。さらに好ましくは10μm以上、最も好ましくは5μm以上である。濾過精度が粗いと、フィルムに異物起因の欠点が発生し、光学用フィルムとして使用できない場合がある。濾過精度は細かいほどフィルム品位の観点からは好ましいが、細かすぎると濾圧の上昇により製膜が困難になる場合がある。濾過精度の異なる複数のフィルターにより段階的に濾過を行うと濾過寿命が延長されるため好ましい。濾過は、150℃以上300℃以下の温度で行うことができる。フィルターは、例えば、焼結金属、多孔性セラミック、サンド、金網等の中から適宜選択し用いることができる。
【0023】
続いて熱可塑性樹脂を口金から吐出させ、密着手段である静電印加法、エアーチャンバー法、エアーナイフ法、プレスロール法などで支持体に密着させ除冷固化させてガラス転移温度(Tg)付近まで冷却し、未延伸のフィルムを得ることが好ましい。支持体にはドラムやエンドレスベルトなどの方法を用いることができるが、生産性に優れることからドラムが好ましい。
【0024】
支持体表面の温度(℃)は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度をTg(℃)としたとき、Tg−100℃以上、Tg+50℃以下であることが好ましい。より好ましくはTg−50℃以上、Tg+30℃以下である。支持体表面の温度がTg−100℃未満であるとシートが支持体上で急冷され、平面性が悪化する場合がある。Tg+50℃を超えると、シートの強度が弱く支持体からの剥離時に平面性が低下する場合がある。また、原料にシンジオタクチックポリスチレンなどの結晶性樹脂を用いる場合には、支持体表面の温度(℃)は、熱可塑性樹脂の結晶化温度をTc(℃)としたとき、Tc−100℃以上、Tc以下であることが好ましい。より好ましくはTc−50℃以上、Tc−10℃以下である。支持体表面の温度がTc−100℃未満であるとシートが支持体上で急冷され、平面性が悪化する場合がある。Tcを超えると、結晶性樹脂が支持体上で結晶化し、シートが白化する場合がある。
【0025】
続いて、得られた未延伸シートの延伸方法について説明する。
【0026】
通常の熱可塑性シートの延伸においては、例えば正の複屈折を示すポリマーからなるシートを幅拘束無しで1軸延伸した場合、延伸フィルムの延伸方向の屈折率をnx1、幅方向の屈折率をny1、厚み方向の屈折率をnz1とすると、下式(5)の関係を満たす。
【0027】
式(5) nx1>ny1=nz1
一方、負の複屈折を示すポリマーからなるシートを幅拘束無しで1軸延伸した場合、延伸フィルムの延伸方向の屈折率をnx2、幅方向の屈折率をny2、厚み方向の屈折率をnz2とすると、下式(6)の関係を満たす。
【0028】
式(6) ny2=nz2>nx2
従って、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーとを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを延伸すると、延伸方向に対して幅方向と厚み方向の屈折率は制御できても、幅方向の屈折率と厚み方向の屈折率を個別に制御することができないため、Nz係数を0.3〜0.6の範囲で制御することは困難であった。
【0029】
これに対し、本発明の製造方法(延伸方法)は、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーとを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを延伸する際に、長手方向の延伸では、両成分が配向する温度(低温)で延伸し、幅方向の延伸では、両成分のうち耐熱性が高い方の成分のみが配向する温度(高温)で延伸することにより、3次元の屈折率を個別に制御し、Nz係数が0.3〜0.6であるフィルムの製膜を可能にせしめたものである。
【0030】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、フィルムの長手方向と幅方向に延伸する工程を含む延伸フィルムの製造方法であって、正の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度と負の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度のうち、温度が低い方をTg(℃)とし、温度の高い方をTg(℃)とし、長手方向の延伸温度をTMDとし、幅方向の延伸温度をTTDとしたとき、下記条件(1)〜(4)を全て満足するように延伸を行う。
【0031】
(1)Tg+20℃≦TMD<Tg+40℃
(2)Tg−30℃≦TMD<Tg−5℃
(3)Tg+40℃≦TTD<Tg+100℃
(4)Tg−5℃≦TTD<Tg+20℃
式(1)において、TMDの温度がTg+20℃未満であると、Tgが高い方の成分に対して延伸温度が十分でなくフィルムが破断して生産性が低下する場合がある。TMDの温度がTg+40℃以上であると、延伸しても分子が配向せず、目標のNz係数が得られなかったり、面内位相差が小さくなる場合がある。TMDの温度はより好ましくはTg+25℃以上、Tg+35℃未満である。
【0032】
式(2)において、TMDの温度がTg−30℃未満であると、Tgが高い方の成分に対して延伸温度が十分でなくフィルムが破断して生産性が低下する場合がある。TMDの温度がTg−5℃以上であると、延伸しても分子が配向せず、目標のNz係数が得られなかったり、面内位相差が小さくなる場合がある。TMDの温度はより好ましくはTg−20℃以上、Tg−10℃未満である。
【0033】
式(3)において、TTDの温度がTg+40℃未満であると、横延伸においてもTgが低い方の成分が配向するため、Nz係数を制御できなくなる場合がある。TTDの温度がTg+100℃以上であると延伸機内でフィルムが軟化しすぎて、フィルムがばたついて延伸ムラが発生したり、破断して生産性が低下する場合がある。TTDの温度はより好ましくはTg+45℃以上、Tg+100℃未満である。
【0034】
式(4)において、TTDの温度がTg−5℃未満であると、Tgが低い方の成分が配向し易くなり、Nz係数を制御できなくなる場合がある。TTDの温度がTg+100℃以上であると延伸機内でフィルムが軟化しすぎて、フィルムがばたついて延伸ムラが発生したり、破断して生産性が低下する場合がある。TTDの温度はより好ましくはTg+0℃以上、Tg+15℃未満である。
【0035】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、長手方向の延伸倍率が、1.1倍以上3.0倍以下であることが好ましい。1.1倍未満では分子が十分に配向せず、目標のNz係数が得られなかったり、面内位相差が小さくなる場合がある。3.0倍を超えるとフィルムが破断して生産性が低下する場合がある。長手方向の延伸倍率はより好ましくは1.3倍以上2.5倍以下である。尚、長手方向の延伸倍率は、正の複屈折ポリマーと負の複屈折ポリマーの混合割合や幅方向の延伸条件など、他の条件とのバランスから、最終的に延伸フィルムのNz係数と面内位相差が目標値になるように適宜決定されるべきものである。
【0036】
本発明の延伸フィルムの製造方法は、幅方向の延伸倍率が、1.1倍以上3.0倍以下であることが好ましい。1.1倍未満では分子が十分に配向せず、目標のNz係数が得られなかったり、面内位相差が小さくなる場合がある。3.0倍を超えるとフィルムが破断して生産性が低下する場合がある。幅方向の延伸倍率はより好ましくは1.3倍以上2.5倍以下である。尚、幅方向の延伸倍率は、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーの混合割合や長手方向の延伸条件など、他の条件とのバランスから、最終的に延伸フィルムのNz係数と面内位相差が目標値になるように適宜決定されるべきものである。
【0037】
延伸速度は10%/分以上10,000%/分以下であることが好ましい。延伸速度が10%/分未満であると、延伸による靱性改善の効果が得られなかったり、装置が大きくなり生産性が低下する場合がある。延伸速度が10,000%/分を超えると、延伸時にフィルム破れが生じ生産性が低下したり、フィルムが白化しヘイズが上昇する場合がある。延伸速度はより好ましくは50%/分以上5,000%/分以下である。
【0038】
本発明における延伸フィルムは、ヘイズが5%以下であることが好ましい。より好ましくは3%以下、更に好ましくは1%以下である。ヘイズが5%を超えると視認性や輝度が低下するため画像表示用部材として使用できない場合がある。ヘイズは低いほど好ましいが現実的には0.01%程度が下限である。
【0039】
また、本発明の延伸フィルムは、全光線透過率が90%以上であることが好ましい。より好ましくは93%以上である。また、現実的な上限としては、99%程度である。90%未満であると輝度が低下するため画像表示用部材として使用できない場合がある。
【0040】
かかる全光線透過率およびヘイズ値にて表される優れた透明性を達成するには、正の複屈折を示すポリマーと負の複屈折を示すポリマーを選択する際、お互いに相溶性の良い樹脂や屈折率の近い樹脂を選択することが重要である。また、可視光を吸収する添加剤や共重合成分を導入しないようにすることや、ポリマーと相溶性の良い添加剤を用いること、ポリマー中の異物を高精度濾過により除去しフィルム内部の光の拡散や吸収を低減させること、製膜時のフィルム接触部(塗布基材、搬送ロールなど)の表面粗さを小さくしてフィルム表面の表面粗さを小さくすることが有効である。また、熱可塑性樹脂の屈折率を小さくすることによりフィルム表面の光の拡散や反射を低減させることが有効である。尚、全光線透過率およびヘイズ値は、JIS−K7361−1(1997)およびJIS−K7136(2000)に従い、測定した値である。
【0041】
本発明における延伸フィルムは、厚みが20μm以上200μm以下であることが好ましい。厚みは本フィルムの使用する形態によって適宜選択すればよいが、より好ましくは、30μm以上150μm以下、更に好ましくは、40μm以上100μm以下である。厚みが200μmより厚いと生産性が低下する場合がある。厚みが20μm未満では、十分な位相差が得られない場合がある。
【0042】
本発明における延伸フィルムは、Nz係数が0.3以上0.6以下であることが好ましい。より好ましくは、0.4以上0.5以下である。Nz係数が0.3未満、または0.6を超えると、IPS型液晶ディスプレイに用いたとき視野角特性が改善されず、光学補償フィルムとして使用できない場合がある。
【0043】
本発明における延伸フィルムは、フィルム面内の位相差(Ret)が150nm以上300nm以下であることが好ましい。より好ましくは200nm以上290nm以下である。150nm未満の場合、光学補償フィルムとしての視野角特性改善効果が十分に発現しない場合がある。また300nmを超えると、IPS型液晶ディスプレイに用いたとき視野角特性が改善されず、光学補償フィルムとして使用できない場合がある。
【0044】
Nz係数が0.3以上0.6以下である延伸フィルム、およびフィルムの面内位相差が150nm以上300nm以下である延伸フィルムを得るためには、延伸に伴い正の複屈折を示すポリマーと延伸に伴い負の複屈折を示すポリマーを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを、上述した条件(1)〜(4)を満たす条件で延伸することが重要である。尚、ここでいうNz係数および、面内の位相差Retとは、波長590nmの光線に対するフィルム面内の屈折率の最大値をnx、フィルム面内のnxと直交する方向の屈折率をny(ただしnx>ny)とし、波長590nmの光線に対するフィルムの厚み方向の屈折率をnz、フィルムの厚みをd(nm)としたときに、下式で定義される。
【0045】
Nz係数=(nx−nz)/(nx−ny)
面内の位相差Ret(nm)=d×(nx−ny)
本発明における延伸フィルムは光弾性係数が20×10−12/Pa以下であることが好ましい。20×10−12/Paより大きいと、部材の貼り合わせ工程でフィルムにかかる張力により位相差が発現し色調が変化したり、画像表示素子の使用環境下での部材の寸法変化により色調が変化する場合がある。
【0046】
本発明における延伸フィルムは、ガラス転移温度(Tg)が100℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が100℃未満であると、画像表示装置を使用している環境下でフィルムが変形し、Nz係数や位相差が変化して画像の色調が変化する場合がある。また、車載用などきびしい環境下で使用する画像表示装置に使用する場合は、ガラス転移温度は120℃上であることが好ましい。
【0047】
また、本発明における延伸フィルムには、本発明の目的を損なわない範囲で、シリコーン系化合物、スチレン系化合物、ニトリル系化合物、共役ジエン系化合物、ウレタン系化合物、エチレン系化合物、プロピレン系化合物およびイソブテン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を重合させたものから構成されるゴム成分を含有していても構わない。ゴム成分を含有させることによりフィルムの靱性が向上し、加工性が改善する。ただし、ゴム成分はフィルムの表面硬度を低下させたり、位相差やヘイズなどの光学特性に悪影響を及ぼす場合があるため、含有量を極力抑えることが好ましい。ゴム成分の含有量は熱可塑性樹脂フィルムに対し20wt%以下であることが好ましく、より好ましくは10wt%以下であり、フィルム中に上記のゴム成分が含有されないことが最も好ましい。
【0048】
また、本発明における延伸フィルムには、本発明の目的を損なわない範囲で、ヒンダードフェノール系、ベンゾエート系、およびシアノアクリレート系などの酸化防止剤、高級脂肪酸や酸エステル系および酸アミド系、さらに高級アルコールなどの滑剤および可塑剤、無機粒子及び有機粒子からなる添加剤、モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミドおよびエチレンワックスなどの離型剤、亜リン酸塩、次亜リン酸塩などの着色防止剤、ハロゲン系難燃剤、リン系やシリコーン系の非ハロゲン系難燃剤、核剤、アミン系、スルホン酸系、ポリエーテル系などの帯電防止剤、顔料などの着色剤などの添加剤を任意に含有させてもよい。ただし、適用する用途が要求する特性に照らし、その添加剤保有の色が延伸フィルムに悪影響を及ぼさず、かつ透明性が低下しない範囲で添加することが好ましい。
【0049】
かくして得られるフィルムは、その優れた生産性と視野角改善効果を活かして、画像表示装置用の画像表示素子として好ましく用いることができる。
【0050】
ここで、画像表示素子とはディスプレイ機器用の部材であり、特に液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイなどフラットパネルディスプレイに用いられる部材を示す。例えば、プラスチック基板、レンズ、偏光板、偏光子保護フィルム、紫外線吸収フィルム、赤外線吸収フィルム、電磁波シールドフィルムや、プリズムシート、プリズムシート基材、フレネルレンズ、光ディスク基板、光ディスク基板保護フィルム、導光板、位相差フィルム、光拡散フィルム、視野角拡大フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、プリズムシート、タッチパネル用導電フィルムが例示できる。
【0051】
上記成形品の具体的用途としては、例えば、各種カバー、各種端子板、プリント配線板、スピーカー、顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、また、透明性、耐熱性に優れている点から、映像機器関連部品としてカメラ、VTR、プロジェクションTV等のファインダー、フィルター、プリズム、フレネルレンズ等、光記録・光通信関連部品として各種光ディスク(VD、CD、DVD、MD、LD等)基板保護フィルム、光スイッチ、光コネクター等、情報機器関連部品として、液晶ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、プラズマディスプレイの導光板、フレネルレンズ、偏光板、偏光子保護フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルム、視野角拡大フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、プリズムシート、タッチパネル用導電フィルム、カバー等、これら各種の用途にとって極めて有用であり、特に、本発明の延伸フィルムの製造方法によれば、Nz係数を制御することが可能であるためIPS型液晶ディスプレイ用の光学補償フィルムとして有用である。
【実施例】
【0052】
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0053】
なお、物性の測定方法、効果の評価方法は次の方法に従って行った。
【0054】
1.フィルム厚み
マイクロ厚み計(アンリツ社製)を用いて5点測定し、平均値を求めた。
【0055】
2.面内の位相差Ret、Nz係数
王子計測(株)製の自動複屈折系(KOBRA−21ADH)を用い、波長590nmの光線に対する樹脂フィルム面内の直交軸方向の屈折率をnx、ny(ただしnx≧ny)、波長590nmの光線に対する樹脂フィルムの厚み方向の屈折率nzを測定し、樹脂フィルムの厚みをd(nm)とした時に下記式から求めた。測定回数は1回。
【0056】
面内の位相差 Ret(nm)=d×(nx−ny)
Nz係数 Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
3.ガラス転移温度(Tg)
示差走査熱量計(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用い、窒素雰囲気下、20℃/minの昇温速度で測定した。サンプル量は5mgとした。
【0057】
尚、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量測定器(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用いて、昇温速度20℃/分で測定し、JIS−K7121(1987)に従い、求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)である。
【0058】
4.透明性(全光線透過率、ヘイズ値)
日本電色工業(株)製ヘイズメーターNDH5000を用いて、23℃での全光線透過率(%)、ヘイズ値(%)を3回測定し、平均値で透明性を評価した。全光線透過率はJIS−K7361−1(1997)、ヘイズはJIS−K7136(2000)に準じて測定を行った。
【0059】
5.光弾性係数
短辺1cm長辺7cmのサンプルを切り出した。このサンプルを島津(株)社製TRANSDUCER U3C1−5Kを用いて、上下1cmずつをチェックに挟み長辺方向に1kg/mm(9.81×10Pa)の張力(F)をかけた。この状態で、ニコン(株)社製偏光顕微鏡5892を用いてRe(nm)を測定した。光源としてはナトリウムD線(589nm)を用いた。これらの数値を光弾性係数(10−12/Pa)=Re/(d×F)にあてはめて光弾性係数を計算した。測定は1回行った。
【0060】
(実施例1)
100℃で3時間乾燥したシンジオタクチックポリスチレン(出光興産社製「ザレック(R)142ZE」 以下、SPS)を45mmφの一軸押出機(S1)(設定温度260℃)を用いて、また、100℃で3時間乾燥したポリカーボネート(出光興産社製「タフロン(R)LC1700」 以下、PC)を40mmφの一軸押出機(S2)(設定温度260℃)を用いて押し出し、積層構成がPC/SPS/PCとなるフィードブロックを介して積層した後、Tダイ(設定温度260℃)を介してシート状に押出した。このフィルムを95℃の冷却ロールに片面を完全に接着させるようにして冷却して、厚み200μmの未延伸フィルムを得た。このフィルムの積層比は吐出量を調整し、PC:SPS:PCが1:20:1となるようにした。フィルムの断面観察の結果、積層比は1:20:1であった。また、原料に用いたシンジオタクチックポリスチレンのガラス転移温度は108℃、結晶化温度は160℃であり、ポリカーボネートのガラス転移温度は、148℃であった。
【0061】
続いて得られた未延伸フィルムを20cm四方にサンプリングし、フィルムストレッチャーを用いてMD方向に幅拘束無しで1.5倍に一軸延伸した。この時の延伸温度は135℃、延伸速度は300%/分であった。一軸延伸後のフィルムの光学特性を表一に示す。 更に、一軸延伸後のフィルムの中央部を15cm四方にサンプリングし、フィルムストレッチャーを用いてTD方向に幅拘束しながら1.5倍に一軸延伸した。この時の延伸温度は155℃、延伸速度は300%/分であった。かくして得られた延伸フィルムは厚み100μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0062】
(実施例2〜4)
実施例1において、原料の割合、延伸条件を変更しする以外は実施例1と同様の方法で製膜を行い、延伸フィルムを得た。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0063】
(実施例5)
100℃で3時間乾燥したシンジオタクチックポリスチレン(出光興産社製「ザレック(R)142ZE」)70質量部と100℃で3時間乾燥したポリカーボネート(出光興産社製「タフロン(R)LC1700」)30質量部とを配合し、2軸押出機(日本製鋼社製TEX30、L/D=44.5)を用いて、スクリュー回転数150rpm、シリンダ温度280℃で混練し、ペレット状の組成物(1)を得た。
【0064】
次いで、100℃で3時間乾燥した組成物(1)を45mmφの一軸押出機(S1)(設定温度260℃)を用いて押し出し、Tダイ(設定温度260℃)を介してシート状に押出した。このフィルムを95℃の冷却ロールに片面を完全に接着させるようにして冷却して、未延伸の厚み200μmの未延伸フィルムを得た。続いて得られた未延伸フィルムを20cm四方にサンプリングし、フィルムストレッチャーを用いてMD方向に幅拘束無しで1.5倍に一軸延伸した。この時の延伸温度は135℃、延伸速度は300%/分であった。一軸延伸後のフィルムの光学特性を表1に示す。
【0065】
更に、一軸延伸後のフィルムの中央部を15cm四方にサンプリングし、フィルムストレッチャーを用いてTD方向に幅拘束しながら1.5倍に一軸延伸した。この時の延伸温度は155℃、延伸速度は300%/分であった。かくして得られた延伸フィルムは厚み100μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0066】
(比較例1〜4)
実施例1において、原料の割合、延伸条件を変更する以外は実施例1と同様の方法で製膜を行い、延伸フィルムを得た。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0067】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明の光学用延伸フィルムの製造方法によれば、ディスプレイの視野角特性を改善する光学補償フィルムを低コストで生産可能となるため、光学補償フィルムの製造方法として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
延伸に伴い正の複屈折を示すポリマーと延伸に伴い負の複屈折を示すポリマーとを含有する熱可塑性樹脂からなるシートを長手方向と幅方向に延伸する延伸フィルムの製造方法であって、正の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度と負の複屈折を示すポリマーのガラス転移温度のうち、温度が低い方をTg(℃)とし、温度の高い方をTg(℃)とし、長手方向の延伸温度をTMD(℃)とし、幅方向の延伸温度をTTD(℃)としたとき、下記条件(1)〜(4)を全て満足する延伸フィルムの製造方法。
(1)Tg+20℃≦TMD<Tg+40℃
(2)Tg−30℃≦TMD<Tg−5℃
(3)Tg+40℃≦TTD<Tg+100℃
(4)Tg−5℃≦TTD<Tg+20℃
【請求項2】
長手方向の延伸倍率が、1.1倍以上3.0倍以下である、請求項1に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項3】
幅方向の延伸倍率が、1.1倍以上3.0倍以下である、請求項1または2に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項4】
正の複屈折を示すポリマーの含有量がフィルム全体の40wt%未満である、請求項1〜3のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項5】
正の複屈折を示すポリマーがポリカーボネート系樹脂である、請求項1〜4のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項6】
負の複屈折を示すポリマーがスチレン系樹脂である、請求項1〜5のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項7】
スチレン系樹脂が、融点を200℃以上300℃以下に持つ結晶性樹脂である、請求項6に記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法により得られる延伸フィルムを用いた画像表示素子。

【公開番号】特開2010−197776(P2010−197776A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−43532(P2009−43532)
【出願日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】