零（０）の波長分散性を有し、面内位相差の値が均一な位相差フィルム及び正（＋）の波長分散性を有する積層光学フィルム
【課題】零（０）の波長分散性を有し、面内位相差の値が均一な位相差フィルム及び正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムを提供する。
【解決手段】アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂で製造されて零（０）の波長分散性を有し、特定部位における面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする。また、このように零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムに負（−)の波長分散性を有する他の位相差フィルムを積層させて正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムを製造する。
【解決手段】アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂で製造されて零（０）の波長分散性を有し、特定部位における面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする。また、このように零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムに負（−)の波長分散性を有する他の位相差フィルムを積層させて正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムを製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホモポリプロピレン樹脂で製造される光学フィルムに係り、特に、零（０）の波長分散性を有し、面内位相差の値が均一な位相差フィルム及び正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムに関する。より詳しくは、耐久性が高く、零（０）の波長分散性を有し、面内位相差の値が均一な位相差フィルム及び可視光線領域の全体で広帯域理論値にさらに近接した正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では位相差フィルムは所望の光学的特性に応じて様々な種類のポリマー樹脂をその材料として用いている。
その中でポリプロピレン系樹脂は、一般にそれと重合する共重合体の種類及びその構造によって、ホモポリマー、ランダム共重合体及びブロック共重合体に分けられ、さらにポリプロピレン系樹脂の分子鎖が有する立体規則性に応じて、アイソタクチック、シンジオタクチック及びアタクチックに分けられる。ポリプロピレン系樹脂を用いて光学異方性フィルムを製造する従来の技術において、立体規則性がないか、あるいはごく低いエチレン−プロピレン共重合体樹脂のような無定形あるいは低結晶性ランダム及びブロック共重合体は、樹脂材料としての透明性及び光学異方性制御が相対的に容易であるため、一般に広く用いられている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
しかしながら、樹脂材料として上述したエチレン−プロピレン共重合体などを用いる場合、共重合体樹脂の無定形あるいは低結晶性特性から剛性(stiffness)及び引張強度などの機械的強度が低いという問題がある。これにより、実際製品を製造する場合、フィルムの厚さを厚くしなければならず、これはフィルムの透明性を低下させる要因となる。また、共重合体である樹脂特性により融点が低くて高温及び連続使用の際には耐熱性の問題が発生し、相対的に（プロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂に比べて)分子量が小さくて高いメルトフローレイト(ＭＦＲ)を有するのみならず、延伸及び配向加工性が低くて(例えば、延伸比が高くなるか、延伸速度が速くなると、フィルムが破綻するなどの問題が発生する)所望の任意の光学異方性を十分に提供することができず、高速及び大量生産に向かない問題があるなど、商業的利用に限界がある。
【０００４】
一方、モバイル機器用及び屋外広告用のモニターなどの新規な用途に適当な反射型及び半透過型液晶表示装置分野や光ディスク用のピックアップ分野においては、可視光線の全体領域(４００〜８００ｎｍ)で特定位相差を透過光の各分光波長に付与できる広帯域位相差のフィルムが必要である。例えば、各分光波長に対して、同一にλ/４の特定位相差を透過光に提供する広帯域位相差の発現のために、透過光が長い波長であるほど位相差が増える特性の光学フィルムが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５３３７７号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６６１５号公報
【特許文献３】特開２００７−３１６６０３号公報
【特許文献４】特開２００７−３３３８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂で製造されて零（０）の波長分散性を有し、特定部位における面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする面内位相差の値が均一な位相差フィルムを提供することである。
また、本発明の他の目的は、零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムに負（−)の波長分散性を有する他の位相差フィルムを積層させることにより、可視光線領域の全体(４００〜８００ｎｍ)において、例えば、各分光波長に対して同一に１/４だけの位相差(λ/４位相差)を透過光に提供する広帯域位相差の発現のために正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
まず、本発明の面内位相差の値が均一な位相差フィルム（以下、「本発明の位相差フィルム」と呼ぶ場合がある。）は、アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂が延伸してなるものであって、特定の部位において下記式（I）による面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする。なお、「特定の部位」とは、本発明の位相差フィルムにおける任意の位置を意味する。
【０００８】
【数１】
(ここで、ｎｘはフィルムの面内で最大屈折率を示す軸(地上軸)方向の屈折率であり、ｎｙは該地上軸と直交する方向の屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する。)
【０００９】
ここで、上記ホモポリプロピレン樹脂は１〜１５ｇ/１０ｍｉｎ範囲内のメルトフローレイト(Melt Flow Rate：ＭＦＲ)を有することができる。
【００１０】
また、本発明の位相差フィルムは、上記ホモポリプロピレン樹脂を溶融及び混練して押出させた後、冷却ロールで急冷して無延伸フィルムを収得し、上記無延伸フィルムを延伸して収得され、上記冷却ロールは５〜３５℃範囲内の表面温度を有することができる。
【００１１】
また、本発明による面内位相差の値が均一な位相差フィルムは、下記式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲以内であり、透過光が長い波長であるほど、位相差が減るか増える零(０)波長分散性を有することを特徴とする。
【００１２】
【数２】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【００１３】
本発明の他の実施形態として正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムは、上述したような第１の位相差フィルムに、上記式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が減る負（−)の波長分散性を有する第２の位相差フィルムが積層されて、上記式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が増える正（＋)の波長分散性を有することを特徴とする。
ここで、上記第１の位相差フィルムのＭＤ(Machine Direction)方向と第２の位相差フィルムの位相遅延軸方向が２０〜４０°範囲内に傾斜するように積層されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂で製造されて波長分散性がごく小さい零（０）の波長分散性を有し、特定部位における面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有する面内位相差の値が均一な位相差フィルムを提供することができる。また、本発明により、零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムに、負（−)の波長分散性を有する他の位相差フィルムを積層させることにより、可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域の全体において｛＋｝波長分散性を有する広帯域光学異方性ラミネートポリプロピレンフィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例２〜３及び比較例２〜３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において位相差Ｒｅを示す模式図である。
【図２】本発明の実施例３及び比較例２、比較例３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において波長分散性Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１９〜２１及び比較例９による広帯域光学異方性ラミネートフィルムの可視光線領域内において波長分散性Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を広帯域理論値と比べて示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、以下に本発明に係る技術的用語の定義を示す。
(技術的定義)
“アイソタクチックインデックス(isotactic index)”はホモポリプロビレンのアイソタクチック度を測定したものであって、核磁気共鳴(ＮＭＲ：Nuclear Magnetic Resonance)測定方法で測定したメチルが立体整列されているアイソタクチックペンタッド(pentad)単位の重量％を意味し、百分率が高いほどアイソタクチック度が高いことを意味する。
【００１７】
“メルトフローレイト(ＭＦＲ)”はＡＳＴＭ Ｄ １２３８によって測定した１０分当たりグラム(ｇ/１０ｍｉｎ)単位にして示した溶融樹脂の流量を意味する。
【００１８】
フィルムの“面内位相差(Ｒｅ)”は下記式（I）により測定された値を意味する。
【００１９】
【数３】
(ここで、ｎｘはフィルムの面内において最大屈折率を示す軸(地上軸)方向の屈折率であり、ｎｙは該地上軸と直交する方向の屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する)。
【００２０】
また、フィルムの面内位相差(Ｒｅ)は透過光の波長に依存して分散され、フィルムの“波長分散比”は次の式（II）により中心波長５５０ｎｍにおける面内位相差(Ｒｅ)値に対する各分光波長における面内位相差(Ｒｅ)分率を意味する。
【００２１】
【数４】
(ここで、Ｒｅは各分光波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【００２２】
ここで、フィルムの光学特性は、上記波長分散比の増減程度に応じて負（−)、零（０）及び正（＋)の波長分散性として示すことができる。すなわち、可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域内で波長が長い波長になることによって、面内位相差Ｒｅが急激に減少して波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲を外れると、“負（−)の波長分散性”、面内位相差Ｒｅが緩やかに減るか増えて波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲以内にあれば、“零（０）の波長分散性”、また面内位相差Ｒｅが急激に増えて波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲を外れると、“正（＋)の波長分散性”を有すると見なすことができる。
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。
大部分の位相差フィルムの波長分散性は透過光の振動数とフィルムの偏極度分散により左右されて負（−)の波長分散性を示す。一定偏極度及び誘電特性を有する位相差フィルムに透過光が入射されると、同一振動数の新しい光が出射される。この際、高い振動数の光(例えば、短い波長/青)は低い振動数(例えば、長い波長/赤)の光よりさらに多いエネルギーを運ぶため、効率よく分子を励起することができ、これにより、偏極度分散が発生して可視光線領域(４００〜８００ｎｍ/青〜赤)で負（−)の波長分散性を示す。
【００２４】
しかしながら、ポリプロピレンは零（０）の波長分散性を示すが、これは非極性高分子として相対的に誘電特性が低く、偏極度及び偏極分散性が大きくないことから発現する特性である。これに比べて、従来の位相差フィルムであるポリスルホンフィルムは強い(−)波長分散性を示すが、その分子構造は原子間の距離が短いＳ＝０及びＣ＝０結合があるとともに、多数のベンゼン環で構成されて高い電子密度を有するので、偏極度が高く、透過光の振動数に応じて波長分散を大きく発生させる特性を有する。
【００２５】
これにより、本発明者は基本的に零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムを製造するために、偏極度分散性の低いポリプロピレンをフィルムの主原料として用いた。
ポリプロピレンの光学異方性は高分子鎖の偏極度異方性及び誘電特性に基づくが、成型、加工されたポリプロピレンフィルムは、フィルム内の分子構成が秩序のある結晶形態または無秩序な混在状態の無定形状態からなり、これが互いに相殺するため、平均偏極度は方向に応じて大きな差はない。しかしながら、機械的な延伸過程からポリプロピレンの高分子鎖を一定な方向に規則正しく延伸・配向させる場合には、配向方向に偏極度が高くなり偏極度の主軸上の３方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚは分子群の配向状態に応じて変わる。したがって、本発明者はこの場合の延伸倍率、延伸温度、フィルムの厚さおよび２軸延伸の場合の軸角度などを精密に操作して配向状態を制御することにより、所望の光学異方性を収得しようとした。
【００２６】
ポリプロピレン系樹脂の中でも、下記［化１］のプロピレン単独重合体であるアイソタクチックポリプロピレンは、主鎖軸を含む平面に対してメチル基が上方あるいは下方のいずれか一方に配列された立体規則性を有するため、高い結晶性を示す。また、これにより高融点を達成することができて耐熱性が高く、引張強度などの機械的性質も優れた特性を示す。
【００２７】
【化１】
【００２８】
また、上記アイソタクチックホモポリプロピレン樹脂を溶融・押出した後、融点以下の温度で冷却・固化すると、核の生成によりラメラ構造で結晶が成長して球晶(円形結晶)を形成するようになり、このようなラメラ群が球晶の中心からすべての方向に成長して隣の球晶と衝突して結晶の成長が止まるか、既に形成されている球晶内で残存する無定形状が続けて結晶化して、球晶の内部構造をさらに緻密にする結晶化が行われる。この際、結晶化過程で生成される球晶の大きさが可視光線より大きいか不均一に分布すると、延伸・配向後にも球晶の大きさが十分に小さくならず、不均一な分布をもたらして透明性が低下するか光学異方性(例えば、位相差のごく大きい値を示すなど)の制御が難しくなることがある。
【００２９】
そのため、ポリプロピレン系樹脂を用いて位相差フィルムを製造する従来の技術においては、立体規則性がないかごく低いエチレン−プロピレン共重合体樹脂のような無定形または低結晶性ランダム及びブロック共重合体が一般に用いられた。しかしながら、この場合には、共重合体樹脂の無定形または低結晶性特性から剛性(stiffness)及び引張強度などの機械的強度が低く、共重合体である樹脂特性から融点が低くて高温及び連続使用時には耐熱性が低下し、相対的に(プロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂に比べて)分子量が小さくて高いメルトフローレイト(ＭＦＲ)を有するのみならず、延伸及び配向加工性が低いという短所がある。
【００３０】
したがって、高い耐久性及び均一性を有する位相差フィルムを製造するためには、ホモポリプロピレン樹脂を用いる場合、結晶化過程で生ずる球晶による不均一性と、エチレン−プロピレン共重合体樹脂を用いる場合、剛性及び耐久性不足問題などを同時に解決する必要がある。本発明者は数年間研究を繰り返した結果、ホモポリプロピレン樹脂の結晶化過程で生成される球晶の大きさを小さくすると、その後の延伸・配向過程で球晶の大きさを十分に縮小させることができ、これにより均一な分布で透明性の低下を防ぐことができることが分かった。
【００３１】
このような状況下、本発明は基本的に薄膜化、高剛性化及び透明性などの点においてプロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂を用い、高い延伸・配向加工性、耐熱性を考慮した高融点化、後加工安全性(例えば、引張強度など)の点において結晶の核形成が多くなされて球晶の大きさを小さく均一にするのに容易なアイソタクチック度の高いポリプロピレンを用いることである。
【００３２】
特に、本発明に用いられる最適のポリプロピレン樹脂はアイソタクチック度の高いプロピレン単独重合体であるホモポリプロピレンであって、アイソタクチックインデックスが８５％以上（特に好ましくは、９０％以上）の立体規則性を有する。上記アイソタクチックインデックスが８５％未満の場合には、球晶の大きさ及び分布不均一によるヘイズ及び全光線透過率が急激に減るとともに、フィルムの幅及び長さ方向に位相差不均一をもたらす。
【００３３】
また、本発明による上記ポリプロピレン樹脂は高速及び大量加工性に大きな影響を与える要素として樹脂の分子量及び分子量分布のような流動的な性質を考慮することが好ましい。上記流動的な性質はメルトフローレイト(ＭＦＲ、すなわち、溶融指数)を用いて判断し、ＭＦＲが１〜１５ｇ/１０ｍｉｎ、好ましくは、２〜１０ｇ/１０ｍｉｎであることが適している。ＭＦＲが１ｇ/１０ｍｉｎ未満の場合には、溶融・押出時に押出器の内部の圧力負荷が大きくなり安定した押出性が得られないのみならず、フィルムの延伸・配向時に高速加工性が劣化するか位相差不均一をもたらすことがあり、１５ｇ/１０ｍｉｎを超過する場合には、延伸・配向時に破断がすぐ発生するので、加工することができないか、位相差不均一をもたらすことがある。
【００３４】
さらに、本発明による上記ポリプロピレン樹脂の球晶の大きさをより縮小させるために、上記樹脂を溶融及び混練し押出させて冷却ロールで急冷させて無延伸フィルムを得る過程において、上記冷却ロールは５〜３５℃範囲内の表面温度を有することが最も好ましいことを確認した。５℃未満の場合には結露が発生し、３５℃を超過すると均一性が劣化する問題がある。
【００３５】
また、本発明の位相差フィルムは必要によって溶融・押出時に核剤をさらに含むことにより、核を多く形成させるか、耐熱性を向上させることができ、加工性及びフィルム物性を調整するために本発明が達成するための目的に影響を与えない範囲内で可塑化剤、酸化防止剤、加工助剤、無機充填剤、スリップ剤、紫外線吸収剤及び帯電防止剤などの添加剤をさらに含むこともできる。
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態による製造方法を詳しく説明する。
まず、ポリプロピレン樹脂は分子鎖の主鎖に数多い第３級炭素原子があり、上記ポリプロピレン樹脂に付加されている水素原子は酸化に弱い。したがって、ポリプロピレン樹脂のパレット(pallet)に内在されている気体(酸素など)及び水分を取り除くために、ポリプロピレン樹脂原料を不活性ガス循環式乾燥機または真空乾燥機を用いて乾燥させた後、窒素またはアルゴンなどの不活性気体で充填されたホッパーを用いて押出器に移送することが好ましい。ここで、好適な乾燥温度は２０〜５０℃、特に３０〜４０℃であり、好適な維持時間は２〜３時間、特に１〜２時間である。
【００３７】
一方、乾燥処理された樹脂材料を溶融・押出法により単層または多層構造のフィルムにする方法は特に限定されず、公知方法を用いることができる。例えば、樹脂材料を押出器に移送して融点以上の温度で溶融させ、溶融された樹脂をスリット型の出口を有するダイ(die)でフィルム形状にして押出し、鏡面ロールの表面に密着させて冷却・固化させることにより、無延伸状態のフィルムを収得することである。さらに、ダイから押出される溶融樹脂を定量的に計量・供給するためにギアポンプを用い、溶融樹脂の各種欠点(例えば、異物、気泡、炭化物及び未溶融ゲルなど)を取り除くためのフィルターシステムを用いることが好ましい。
【００３８】
ここで、押出器としては単軸、二軸、油性式及びタンダム型(tandem)のうちいずれを用いてもよい。好ましくは、溶融樹脂に加えられる熱を最小化して劣化を防止するために、一次にタンダム型押出器を用いて樹脂を全部溶融した後、二次に少し低い温度で押出することが好ましい。押出器のＬ/Ｄは２８〜４０が好ましく、スクリュー形状としてはベント(vent)型、先端 Dulmage型、full flight型などがあるが、full flight型が好ましい。さらに、スクリューの直径は押出量に応じて３０〜２００Ｆが好ましい。スクリューの直径が３０Ｆ未満であれば、計量安定性やフィルム生産性が低下し、２００Ｆを超過すると、計量された溶融樹脂の滞留時間が長くなり劣化の恐れがある。
【００３９】
また、樹脂の計量に用いられるギアポンプは内部潤滑式あるいは外部潤滑式の両方を用いることができるが、溶融樹脂を円滑に排出できることから外部潤滑式が好ましい。さらに、重合体フィルターシステムとしては、リーフディスク(leaf disk)、キャンドル(candle)、リーフ(leaf)及びスクリーンメッシュ(screenmesh)タイプなどがあるが、溶融樹脂の滞留を抑制する点から、高精細焼結金属を複数用いたリーフディスクタイプが好ましく用いられる。フィルターのろ過精密度は２０μｍ以下、好ましくは、５μｍ以下が適している。濾過精密度が２０μｍを超過する場合には、各種欠点(例えば、異物、気泡、炭化物及び未溶融ゲルなど)が重合体フィルターを通るため、収得するフィルムに各種欠点が発生するなど外観不良が発生する。
【００４０】
さらに、ダイには通常Ｔダイ(Ｔ-die)が用いられる。Ｔダイの種類としては、マニフォールド(manifold)形状に応じてコートハンガー(coat hanger)ダイとフィッシュテール（fish tail）ダイなどがあるが、ダイの内部樹脂流動を均一にしてフィルムの厚さ均一性を保持し、熱劣化を抑える点から、滞留が発生しにくい構造のコートハンガーダイが好ましく用いられる。ダイの材質としては、ダイライン及び吐き出しフィルムにすす混入を防止するために、鋼鉄、ステンレスなどの表面にクロム、ニッケル、チタンなどの鍍金を行い、表面の傾度を高め、樹脂との摩擦力を低減したものを用いることが好ましい。
【００４１】
また、鏡面ロールとしては、内部に加熱及び冷却手段を有する金属ロールにクロム鍍金、無電解ニッケル鍍金などの鏡面加工したロールやセラミックス材質のロールが好ましく用いられる。さらに、鏡面ロールと溶融樹脂との密着性を向上させる方法としては、ニップロール(nip roll)、静電印加、エアナイフ(air knife)、片面ベルト、両面ベルト及び三つの冷却ロール方式などがあるが、光学特性の変形が少ないフィルムを製造するためには三つの冷却ロール方式が好ましい。冷却・固化温度は、決定化過程で形成される球晶の大きさを小さく均一にして面内位相差Ｒｅが不均一になることを防止するために、５〜３５℃、好ましくは、１０〜２０℃で急冷する。冷却温度が５℃未満の場合には、急激な温度差によるフィルムの結露現象が発生することがあり、３５℃を超過する場合には、位相差の不均一をもたらすことがある。
【００４２】
上記溶融・押出法による無延伸状態のポリプロピレンフィルムは、追加延伸により分子鎖を一定な方向に規則正しく配向させることにより、透過光に位相差を提供する光学異方性フィルムとなる。
【００４３】
延伸方法としては特に限定されないが、必要によって公知した一軸延伸法あるいは二軸延伸法が用いられる。詳しくは、駆動ロール間の走行速度差を用いるローリング法による一軸延伸法、円周の違う二対のロールを用いる一軸延伸法、テンター（tentering）法による一軸延伸法、固定するテンター（tenter）クリップの間隔があいて縦方向の延伸とともに把持クリップのガイドレールの分散角度に応じて横方向に延伸する同時二軸延伸法、駆動ロール間の走行速度差を用いて縦方向に延伸した後、両端部をクリップで把持してテンター（tenter）を通過させることにより、横方向に延伸する順次２軸延伸法などの方法が用いられる。また、同時二軸延伸及び順次二軸延伸などの二つの延伸軸を有する場合、二つの延伸軸が交差する角度は所望の目標特性に応じて決まるので、特に限定されないが、一般に１２０〜６０°とすることが好ましい。
【００４４】
また、延伸温度は樹脂材料の軟化点と融点との間の温度であれば、特に限定されないが、延伸温度が低いほど位相差は大きくなり、温度が高いほど位相差は小さくなるため、目標特性に応じて調整することが好ましく、厚さ及び位相遅延軸などの不均一を最小化するために温度の変動は±３％以内、好ましくは、±０.５％以内にすることが適している。
さらに、延伸比(ここで、延伸比は“（延伸後の長さ）／（延伸前の長さ）”を意味する)は目標特性に応じて決まるので、特に限定されないが、延伸・配向による分極度の変化を考慮して決めることが好ましい。例えば、本発明の樹脂材料であるアイソタクチックポリプロピレンは非極性高分子であって、透過光の電気場が与えられる場合、ポリスルホンまたはポリカーボネートなどの極性の強い樹脂と比べて、偏極現象がすこし発生するので、これらフィルムと同一な位相差を付与するためには相対的に延伸比を大きくしなければならない。そのため、位相差の制御した商業的価値のあるフィルムを得るためには、延伸方法に応じて異なるが、１.１〜１０倍、好ましくは、２〜１０倍のすこし高い比で延伸する必要がある。この際、延伸前のフィルムの厚さが同一であれば、延伸比が高いほど位相差を大きく制御することができ、延伸比の変動は±３％以内（特に±０.５％以内）にして厚さ及び位相遅延軸などの不均一性を克服した後、最終段階で寸法特性の経時変化を低減するために熱固定することが好ましい。
【００４５】
また、延伸後の最終厚さは目標特性に応じて決まるので、特に限定されないが、２〜２００μｍ、好ましくは、５〜５０μｍが適しており、同一な延伸比で厚さを厚くすることにより位相差を高く制御することができ、逆に厚さを薄くし延伸比を大きくして軽量化・薄膜化に対応できるが、厚さが２μｍ未満の場合には取り扱いが非常に難しくなるという問題がある。ここで、最終厚さ制御は延伸前のフィルム厚さを調整するか延伸比を調整することにより行うが、厚さの分布は位相遅延軸の不均一などを防ぐために平均値に比べて±３％以内、好ましくは、±１％以内にするのが適している。
【００４６】
上述した方法で製造された光学異方性フィルムは、他の基材との接合または塗布層との接着力を向上させるために、表面上にプライマーコーティング、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、オゾンシャワー及びイオンビーム処理などを行うこともできる。
一方、本発明の他の一実施形態により提供される正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムは、上述したように、零（０）の波長分散性を有する第１の位相差フィルムと、負（−)の波長分散性を有する別途の他の第２の位相差フィルムとが、所定の粘着剤により積層された広帯域光学異方性ラミネートフィルムである。
このようなラミネートフィルムの面内位相差Ｒｅは、各々の積層フィルム及び粘着剤の位相差に対する引き算により得られるので、下記式（III)のように示すことができる。
【００４７】
【数５】
（ここで、Ｒｅ(Ｌ)はラミネートフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(１)及びΔｎ(１)は位相差の大きいフィルム面内位相差(ｎｍ)及び複屈折率であり、Ｒｅ(２)及びΔｎ(２)は位相差の小さいフィルム面内位相差(ｎｍ)及び複屈折率であり、Ｒｅ(ad)及びΔｎ(ad)は粘着剤の面内位相差(ｎｍ)及び複屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する。)
【００４８】
上記式（III)による面内位相差Ｒｅ(Ｌ)値に基づいて、本発明は上述したような零（０）の波長分散性を有する第１の位相差フィルムに、次の式（II)による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が減る{−}波長分散性を有する第２の位相差フィルムが積層されて、次の式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が増える{＋}波長分散性を有することを特徴とする。
【００４９】
【数６】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【００５０】
上述したように、本発明は零（０）の波長分散性を有し、位相差絶対値を大きく制御する第１の位相差フィルムと、負（−)の波長分散性を有し、位相差絶対値の小さい第２の位相差フィルムとを積層することにより、位相が相殺及び変調する物理化学的な干渉現象により可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)の全体において正（＋)の波長分散性を示す広帯域化機能を有するフィルムを提供することができる。また、負（−)の波長分散性を有するフィルムを波長分散の大きいフィルムに取り替えるか、位相遅延軸を回転・配置させて干渉現象を調整することにより、広帯域性を最適にすることができる。
【００５１】
ここで、第１の位相差フィルムと第２の位相差フィルムとを積層させる粘着剤は、基材の種類に応じて異なる。例えば、基材がポリカーボネートであれば、これとの反応性がなくて白濁などの欠点が生じないアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。また、基材とのラミネーティング後の剥離力が５００ｇｆ／２５ｍｍ以上である粘着剤を用いることもできる。さらに、粘着層のコーティング厚さは０.５〜３０μｍ、好ましくは、１〜１０μｍである。粘着層の厚さが０.５μｍ未満であれば、粘着力の不均一による作業性及び粘着力の低下が発生し、３０μｍを超過すると、広帯域光学異方性ラミネートフィルムの位相差特性が低下することがある。
【００５２】
また、粘着剤のコーティング方法としては特に限定されないが、従来のすべてのコーティング方式を用いることができる。例えば、エアダクターコーター、ブレードコーター、ロードコーター、ナイフコーター、コンマコーター、スロットダイコーター、スクイズコーター、カーテンコーターまたはバーコーターなどを用いる方法が可能である。また、上述したように基材に粘着剤をコーティングして通常乾燥炉を通過させ、ゴム系の圧着ロールで残余フィルムを接合するドライラミネーション方法により、広帯域光学異方性ポリプロピレンラミネートフィルムを収得することができる。
【００５３】
さらに、本発明によれば、上記ラミネートフィルムが本来の目的として用いられる前に外部の温度、湿気環境及び物理的な衝撃や侵入から保護するか、他の基材(例えば、ガラス、鏡、プラスチック及びプラスチックフィルムなど)に取り付けできるようにするために、上記フィルムの片面以上の面に保護フィルムをラミネートするか、粘着コーティング層を形成させることもできる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されることではない。また、実施例における各種項目に対する評価は次のように行った。
【００５５】
（１）アイソタクチックインデックス
核磁気共鳴(ＮＭＲ)測定方法によって、メチルが立体整列されているアイソタクチックペンタッド(pentad)単位の重量％を測定して百分率にして評価した。なお、アイソタクチックインデックスの詳細な評価法は、Macromolecules 6(6), 925-26(1973) またはヨーロッパ特許出願公告第B-255 693 号明細書に記載されている。
【００５６】
（２） 溶融指数(ＭＦＲ)
ＡＳＴＭ Ｄ １２３８の測定方法によって測定して、１０分当たりグラム(ｇ/１０ｍｉｎ)単位の溶融樹脂の流量を確認して評価した。
【００５７】
（３） エチレン含有量
エチレン−プロピレンランダム共重合体に対してＦＴ-ＩＲスペクトル分析を通じて該当共重合体中のエチレン由来の構成単位の含量を測定して評価した。
【００５８】
(４) 全光線透過率及びヘイズ
積分球式のヘイズメーター(日本電色工業社製)を用いてフィルムの全光線透過率及びヘイズを測定して評価した。
【００５９】
(５) 延伸加工性
各実施例において設備稼働後の連続走行中にフィルムの破断が２４時間“ない場合は○”、“５回以下の場合は△”、“５回を超過する場合は×”にして評価した。
【００６０】
(６) 光学異方性
位相差フィルム検査装置であるＲＥＴＳ(大塚電気社製)を用いて以下の特性を測定して評価した。
(フィルム面内位相差 Ｒｅ）
フィルムの全幅×長さ１mの試料を取って幅方向２０ｍｍ間隔、長さ方向３部位２０ｍｍ間隔にして可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)の全体にかけて測定し、各試料及び分光波長による平均値を図式にして評価した。
(面内位相差 Ｒｅ 均一性)
フィルムの全幅×長さ１mの試料を取って幅方向２０ｍｍ間隔、長さ方向３部位２０ｍｍ間隔にして５５０ｎｍ波長における面内位相差 Ｒｅを測定して、平均値に比べて“±５ｎｍ以内の場合は○”、“±５〜１０ｎｍの場合は△”、“それ以上の場合は×”にして評価した。
(波長分散性)
５５０ｎｍ波長における面内位相差 Ｒｅに比べた各分光波長における面内位相差 Ｒｅを分率にして計算してＲｅ/Ｒｅ(５５０)を示し、可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域で波長帯によるＲｅ/Ｒｅ(５５０)の増減・比較により負（−)、零（０）及び正（＋)の波長分散性を確認した。
ここで、波長分散性は可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域内で波長が長い波長となることにより、面内位相差Ｒｅが急激に減ってＲｅ/Ｒｅ(５５０)の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲を外れると、“負（−)の波長分散性”、面内位相差Ｒｅが緩慢に減ってＲｅ/Ｒｅ(５５０)の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲以内にあれば、“零（０）の波長分散性”、また、面内位相差 Ｒｅが増えると、“正（＋)の波長分散性”を意味する。
(位相遅延軸)
偏光顕微鏡(ライカ社製)を用いて幅６００ｍｍを２０ｍｍ間隔にして光軸の角度を確認して評価した。
【００６１】
(７) 粘着力
引張試験機(インストロン社製)を用いて幅２５ｍｍの試料の一方の積層部を剥離速度３００ｍｍ/ｍｉｎの下において１８０℃剥離させるときのロード値を測定して評価した。
【００６２】
実施例１〜１０：位相差フィルムの製造
まず、本実施例１〜１０は本発明によって樹脂材料として低誘電特性を有するホモポリプロピレン樹脂を用いる場合、面内位相差Ｒｅの波長分散性が零（０）の波長分散性を有するか否かと、延伸条件及び最終フィルムの厚さを制御して任意の位相差が提供できるか否かを確認するためである。
【００６３】
「実施例１」
樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが９８％であり、溶融指数が３.０ｇ/１０ｍｉｎであるホモポリプロピレン(融点:１６８℃)１００重量％を、スクリューの直径がそれぞれ６５ｍｍＦ、１２５ｍｍＦ及び６５ｍｍＦである３層共押出溶融・押出器(三菱重工業社製、１２５ｍｍＦ押出器はタンダム型)で樹脂温度２５０℃で溶融・混練した。また、一つの共押出Ｔダイ(ＥＤＩ社製、コートハンガー型のメニフォールドダイ)を通じて表層/深層/離層の１種３層にして共押出させ、それぞれ２０℃に設定された三つの鏡面ロールキャストドラムで急冷・固化させて無延伸状態のキャストフィルムを収得した。その後、連続して縦延伸器(三菱重工業社製)に導入するようにした。次いで、導入された無延伸状態のキャストフィルムを予熱した後、延伸温度(延伸ロール温度)を１２０℃にし、ロール間の走行速度の差により３段階にかけて縦方向に２倍延伸した後、上記縦方向に延伸されたフィルムをテンター（tenter）型の横延伸器(三菱重工業社製)に導入して予熱した後、テンター（tenter）内の延伸領域の温度を１５５℃にして横方向に４倍延伸、テンター（tenter）レール幅を４％弛緩、１６５℃で熱処理した。その後、一方の端面の表面張力が３８ｄｙｎｅ/ｃｍ以上となるようにコロナ放電処理した。次いで、これを巻き取る一連の作業を連続実施して最終厚さ８μｍの樹脂１種、層構成３層構造の光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１を製造した。
【００６４】
「実施例２」
実施例１において、延伸比を縦方向３.０３倍及び横方向５.９１倍に上向き調整することを除いては、実施例１と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ２を製造した。
【００６５】
「実施例３」
実施例１において、延伸比を縦方向４.７１倍及び横方向９.０５倍に上向き調整することを除いては、実施例１と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ３を製造した。
【００６６】
「実施例４」
実施例２において、縦方向及び横方向への延伸後に最終巻き取るフィルムの厚さが２５μｍとなるようにすることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ４を製造した。
【００６７】
「実施例５」
実施例２において、縦方向及び横方向延伸後に最終巻き取るフィルムの厚さが４０μｍとなるようにすることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ５を製造した。
【００６８】
「実施例６」
樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが９８％であり、溶融指数が３.０ｇ/１０ｍｉｎであるホモポリプロピレン(融点：１６８℃)１００重量％を、スクリューの直径が６５ｍｍＦである溶融・押出器(三菱重工業社製)で樹脂温度２５０℃で溶融・混練した。その後、Ｔダイ(ＥＤＩ社製、コートハンガー型)を通じてフィルム形状にして成形・押出させ、それぞれ２０℃に設定された三つの鏡面ロールキャストドラムで急冷・固化させて無延伸状態のキャストフィルムを得た。次いで、連続して縦延伸器(三菱重工業社製)に導入するようにした。その後、このように導入された無延伸状態のキャストフィルムを予熱した後、延伸温度を１２０℃にし、ロール間の走行速度の差により３段階にかけて縦方向に１.１倍延伸させた。その後、１６５℃に設定された熱処理領域を通過させる方法で熱処理し、一方の端面の表面張力が３８ｄｙｎｅ/ｃｍ以上となるようにコロナ放電処理し、これを巻き取る一連の作業を連続して行うことにより、最終厚さ４０μｍの樹脂１種、層構成単層構造の光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ６を製造した。
【００６９】
「実施例７」
実施例６において、延伸比を縦方向２.５倍に上向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ７を製造した。
【００７０】
「実施例８」
実施例６において、延伸比を縦方向４.７１倍に上向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ８を製造した。
【００７１】
「実施例９」
実施例６において、延伸温度を１１０℃に下向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ９を製造した。
【００７２】
「実施例１０」
実施例６において、延伸温度を１３５℃に上向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１０を製造した。
【００７３】
比較例１〜３：無延伸ポリプロピレンフィルム、ポリスルホン系光学異方性フィルムの製造及びポリカーボネート系の光学異方性フィルム評価
「比較例１」
実施例６において、縦方向延伸器のロール間の走行速度差が発生しないようにし、押出量を最終フィルムの厚さが４０μｍとなるように調整することを除いては、実施例６と同一な方法で無延伸ポリプロピレンフィルムＲＰ１を製造した。
【００７４】
「比較例２」
スクリューの直径が３０ｍｍＦであり、三つのシリンダーユニットで構成された溶融・押出器において、上記シリンダーの温度を原料ホッパーと近い順序で３１５℃、３４５℃及び３４５℃に設定し、樹脂材料としてポリスルホン(C２７H２２O４S、ＢＡＳＦ社製)１００重量％を樹脂温度が３１０℃となるようにして溶融・混練した。その後、幅４０ｍｍのＴダイを通じてフィルム形状に成形・押出させ、それぞれ２５℃に設定された三つの鏡面ロールキャストドラムによって急冷・固化させ、一方の断面の表面張力が４５ｄｙｎｅ/ｃｍ以上となるようにコロナ放電処理した。このように製造されたフィルムを巻き取りして延伸状態のキャストフィルムを収得した。その後、巻き取られた延伸状態のキャストフィルムを別途の縦方向延伸器に装着し、そのフィルムを巻き取りながら延伸温度２７５℃でロール間の走行速度の差により３段階にかけて縦方向に１.１３倍延伸することによって、最終厚さ７２μｍである樹脂１種、層構成単層構造の光学異方性フィルムＲＰ２を製造した。
【００７５】
「比較例３」
(−)波長分散性を示す厚さ５０μｍの従来のポリカーボネート系位相差フィルム(カネカ社製)ＲＰ３の特性を評価した。
【００７６】
上述した実施例１〜１０及び比較例１〜３の製造条件と評価結果を表１及び図１〜２に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
図１は本発明の実施例２〜３及び比較例２〜３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において位相差 Ｒｅを示す模式図であり、図２は本発明の実施例３及び比較例２、比較例３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において波長分散性 Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を示す模式図である。
表１、図１及び図２からわかるように、本発明による実施例により製造される光学異方性フィルムは樹脂材料として低誘電特性を有するホモポリプロピレン樹脂を用いることにより、面内位相差Ｒｅの波長分散性が零（０）である波長分散性を有する。また、延伸条件及び最終フィルムの厚さを制御して一枚の薄膜フィルムでも特定波長(例えば、５５０ｎｍ)で所望の任意の位相差を透過光に提供できることが確認した。
【００７９】
実施例１１〜１８：均一な面内位相差の値を有する位相差フィルムの製造
「実施例１１」
実施例２において、樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが９２％であるホモポリプロピレンを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１１を製造した。
【００８０】
「実施例１２」
実施例２において、樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが８５％であるホモポリプロピレンを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１２を製造した。
【００８１】
「実施例１３」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ１０℃に下向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１３を製造した。
【００８２】
「実施例１４」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ５℃に下向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１４を製造した。
【００８３】
「実施例１５」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ３０℃に上向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１５を製造した。
【００８４】
「実施例１６」
【００８５】
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が１.０ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１６を製造した。
【００８６】
「実施例１７」
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が８.０ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１７を製造した。
【００８７】
「実施例１８」
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が１５ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１８を製造した。
【００８８】
比較例４〜８：不均一な面内位相差値を有する位相差フィルム及びエチレン-プロピレン共重合体を用いる光学異方性フィルムの製造
「比較例４」
実施例２において、樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが８１％であるホモポリプロピレンを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ４を製造した。
【００８９】
「比較例５」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ３５℃に上向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ５を製造した。
【００９０】
「比較例６」
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が０.５ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ６を製造した。
【００９１】
「比較例７」
実施例２において、樹脂材料としてエチレン含有量が４.９％であり、溶融指数が８.０ｇ/１０ｍｉｎである非晶質エチレン−プロピレンランダム共重合体(融点:１３５℃)を用いて、１５５℃で縦方向及び１２２℃で横方向に延伸した後、最終に巻き取るフィルムの厚さが３０μｍとなるようにすることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ７を製造した。
【００９２】
「比較例８」
比較例２において、樹脂材料としてエチレン含有量が１.８％、溶融指数が５.０ｇ/１０ｍｉｎであるエチレン-プロピレンランダム共重合体を用いることを除いては、比較例４と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ８を製造した。
【００９３】
上述した実施例１１〜１８及び比較例４〜８の製造条件と評価結果を表２に整理した。
【００９４】
【表２】
【００９５】
表２からわかるように、本発明による他の実施例により製造される光学異方性フィルムは、延伸条件などの主工程変数が同じ場合にも、樹脂材料の物理・化学的特性及び冷却・固化条件などにより面内位相差Ｒｅ均一性のみならず、各種光学特性と加工安定性が変わる。しかしながら、これはアイソタクチックポリプロピレン樹脂の結晶化過程で発生する結晶成長メカニズムが大きな原因となる。したがって、結晶成長により生成される球晶の大きさ及び分布を、上述したような最適原料及び製造条件の選定により、小さく均一に制御する必要があるということが確認した。また、加工安定性の点から適切な溶融指数を有する樹脂材料の選定が必要であり、これによる実施例により製造される光学異方性フィルムは、全体的に比較例７、８によることより加工安定性及び面内位相差 Ｒｅ均一性が著しく優れていることがわかる。
【００９６】
特に、実施例１１、１２及び比較例４の結果から、本発明によってアイソタクチックインデックスの含量が８５％以上である場合には面内位相差が均一であり、特に、９０％以上である場合には著しく優れている均一性を示すことがわかる。
実施例１６〜１８と比較例６の結果から、本発明によって溶融指数が１.０以上である場合には面内位相差が均一であるが、それ以下の場合には均一でないことがわかる。
さらに、実施例１３〜１５及び比較例５の結果からわかるように、冷却ロールの温度が高すぎる場合よりは、３５℃以下の場合に一層優れている面内位相差の均一性を確保することができる。
【００９７】
実施例１９〜２１：広帯域光学異方性ラミネートフィルムの製造
「実施例１９」
スロットダイコーティングヘッド部とラミネート部とが取り付けられている Roll−to−Rollフィルムコーターにおいて、光学異方性フィルムＰ３(ポリプロピレン：ＰＰ)の片面にアクリル系粘着剤(サイデン社製)を５μｍ厚さにしてコーティングし、乾燥機を通過させて粘着剤に含まれている溶剤を取り除いた後、光学異方性フィルムＲＰ３(ポリカーボネート：ＰＣ)とラミネートする方法でロール状態の広帯域光学異方性ラミネートフィルムＰ１９を製造した。
【００９８】
「実施例２０」
実施例１９において、光学異方性フィルムＲＰ３の代わりに光学異方性フィルムＲＰ２(ポリスルホン：ＰＳＵ)を用いることを除いては、実施例１９と同一な方法で広帯域光学異方性ラミネートフィルムＰ２０を製造した。
【００９９】
「実施例２１」
光学異方性フィルムＲＰ２の位相遅延軸とシートの横方向の終端線とが形成する角度が時計方向に６０°となるようにし、横５００ｍｍ×縦４００ｍｍサイズのシート状態にして裁断する一方、実施例２２において光学異方性フィルムＲＰ３を２５μｍのポリエステール離型フィルムに取り替えることを除いては、実施例１９と同一な方法で離型フィルムが接合されている光学異方性フィルムＰ３を用意した。
本実施例は第１の位相差フィルム(Ｐ３)のＭＤ(Machine Direction)方向と第２の位相差フィルム(ＲＰ２)の位相遅延軸方向とが３０°程度傾斜するように積層されたラミネートフィルムを製造するためのことである。すなわち、用意したロールとシートをRoll−to−Sheetラミネートでシートの縦方向とロールの走行方向を同一にしてRoll−to−Sheet ラミネートする方法で広帯域光学異方性ラミネートフィルムＰ２１を製造した。
【０１００】
比較例９：光学異方性ラミネートフィルムの製造
「比較例９」
実施例１９において、光学異方性フィルムＰ３及びＲＰ３の代わりにそれぞれ光学異方性フィルムＰ２を用いることを除いては、実施例１９と同一な方法で光学異方性ラミネートフィルムＲＰ９を製造した。
【０１０１】
上述した実施例１９〜２１及び比較例９の製造条件と評価結果を表３に示す。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
図３は本発明の実施例１９〜２１と比較例９による広帯域光学異方性ラミネートフィルムの可視光線領域内において、波長分散性 Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を広帯域理論値と比べて示す模式図である。
【０１０４】
表３及び図３からわかるように、本発明によるまた他の実施例により製造される光学異方性ラミネートフィルムは、零(０)の波長分散性を有し、位相差絶対値を大きく制御した本発明の光学異方性フィルムと、負（−)の波長分散性を有し、位相差絶対値の小さい従来の光学異方性フィルムとを積層することにより、位相が相殺及び変調されて可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)の全体において正（＋)の波長分散性を示すので、広帯域化機能を有することと確認できる。また、負（−)の波長分散性を有する構成フィルムの位相遅延軸を回転させて零（０）の波長分散性を有するフィルムと積層させることにより、広帯域理論値に最も近接することが確認できる。
【０１０５】
以上、本発明を特定の好適実施例について説明したが、本発明の技術的な特徴や分野を逸脱しない限り、本発明を様々に改造及び変更できるということは該当技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は反射・半透過型の液晶表示装置や光ディスク用のピックアップで要求される広帯域位相差特性を有する光学フィルムを提供することができる。また、本発明による光学異方性フィルム及び光学異方性ラミネートフィルムは、モバイル機器(例えば、携帯電話、ＰＭＰ、ＰＤＡ、車両用ナビゲーション、情報端末機、無線呼出し器など)、モニター、平板ＴＶ照光パネル、事務自動化、ＡＶ機器などの各種液晶表示装置、３Ｄ立体映像ディスプレイ、液晶プロジェクター、タッチパネル及びＯＬＥＤ、ＥＬなどの電界発光素子などに用いられる。また、ＣＤ、ＤＶＤ及びＭＤなどの光ディスクの記録及び再生装置に用いられる波長板としても使用が可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホモポリプロピレン樹脂で製造される光学フィルムに係り、特に、零（０）の波長分散性を有し、面内位相差の値が均一な位相差フィルム及び正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムに関する。より詳しくは、耐久性が高く、零（０）の波長分散性を有し、面内位相差の値が均一な位相差フィルム及び可視光線領域の全体で広帯域理論値にさらに近接した正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では位相差フィルムは所望の光学的特性に応じて様々な種類のポリマー樹脂をその材料として用いている。
その中でポリプロピレン系樹脂は、一般にそれと重合する共重合体の種類及びその構造によって、ホモポリマー、ランダム共重合体及びブロック共重合体に分けられ、さらにポリプロピレン系樹脂の分子鎖が有する立体規則性に応じて、アイソタクチック、シンジオタクチック及びアタクチックに分けられる。ポリプロピレン系樹脂を用いて光学異方性フィルムを製造する従来の技術において、立体規則性がないか、あるいはごく低いエチレン−プロピレン共重合体樹脂のような無定形あるいは低結晶性ランダム及びブロック共重合体は、樹脂材料としての透明性及び光学異方性制御が相対的に容易であるため、一般に広く用いられている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
しかしながら、樹脂材料として上述したエチレン−プロピレン共重合体などを用いる場合、共重合体樹脂の無定形あるいは低結晶性特性から剛性(stiffness)及び引張強度などの機械的強度が低いという問題がある。これにより、実際製品を製造する場合、フィルムの厚さを厚くしなければならず、これはフィルムの透明性を低下させる要因となる。また、共重合体である樹脂特性により融点が低くて高温及び連続使用の際には耐熱性の問題が発生し、相対的に（プロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂に比べて)分子量が小さくて高いメルトフローレイト(ＭＦＲ)を有するのみならず、延伸及び配向加工性が低くて(例えば、延伸比が高くなるか、延伸速度が速くなると、フィルムが破綻するなどの問題が発生する)所望の任意の光学異方性を十分に提供することができず、高速及び大量生産に向かない問題があるなど、商業的利用に限界がある。
【０００４】
一方、モバイル機器用及び屋外広告用のモニターなどの新規な用途に適当な反射型及び半透過型液晶表示装置分野や光ディスク用のピックアップ分野においては、可視光線の全体領域(４００〜８００ｎｍ)で特定位相差を透過光の各分光波長に付与できる広帯域位相差のフィルムが必要である。例えば、各分光波長に対して、同一にλ/４の特定位相差を透過光に提供する広帯域位相差の発現のために、透過光が長い波長であるほど位相差が増える特性の光学フィルムが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５３３７７号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６６１５号公報
【特許文献３】特開２００７−３１６６０３号公報
【特許文献４】特開２００７−３３３８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂で製造されて零（０）の波長分散性を有し、特定部位における面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする面内位相差の値が均一な位相差フィルムを提供することである。
また、本発明の他の目的は、零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムに負（−)の波長分散性を有する他の位相差フィルムを積層させることにより、可視光線領域の全体(４００〜８００ｎｍ)において、例えば、各分光波長に対して同一に１/４だけの位相差(λ/４位相差)を透過光に提供する広帯域位相差の発現のために正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
まず、本発明の面内位相差の値が均一な位相差フィルム（以下、「本発明の位相差フィルム」と呼ぶ場合がある。）は、アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂が延伸してなるものであって、特定の部位において下記式（I）による面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする。なお、「特定の部位」とは、本発明の位相差フィルムにおける任意の位置を意味する。
【０００８】
【数１】
(ここで、ｎｘはフィルムの面内で最大屈折率を示す軸(地上軸)方向の屈折率であり、ｎｙは該地上軸と直交する方向の屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する。)
【０００９】
ここで、上記ホモポリプロピレン樹脂は１〜１５ｇ/１０ｍｉｎ範囲内のメルトフローレイト(Melt Flow Rate：ＭＦＲ)を有することができる。
【００１０】
また、本発明の位相差フィルムは、上記ホモポリプロピレン樹脂を溶融及び混練して押出させた後、冷却ロールで急冷して無延伸フィルムを収得し、上記無延伸フィルムを延伸して収得され、上記冷却ロールは５〜３５℃範囲内の表面温度を有することができる。
【００１１】
また、本発明による面内位相差の値が均一な位相差フィルムは、下記式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲以内であり、透過光が長い波長であるほど、位相差が減るか増える零(０)波長分散性を有することを特徴とする。
【００１２】
【数２】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【００１３】
本発明の他の実施形態として正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムは、上述したような第１の位相差フィルムに、上記式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が減る負（−)の波長分散性を有する第２の位相差フィルムが積層されて、上記式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が増える正（＋)の波長分散性を有することを特徴とする。
ここで、上記第１の位相差フィルムのＭＤ(Machine Direction)方向と第２の位相差フィルムの位相遅延軸方向が２０〜４０°範囲内に傾斜するように積層されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂で製造されて波長分散性がごく小さい零（０）の波長分散性を有し、特定部位における面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有する面内位相差の値が均一な位相差フィルムを提供することができる。また、本発明により、零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムに、負（−)の波長分散性を有する他の位相差フィルムを積層させることにより、可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域の全体において｛＋｝波長分散性を有する広帯域光学異方性ラミネートポリプロピレンフィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例２〜３及び比較例２〜３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において位相差Ｒｅを示す模式図である。
【図２】本発明の実施例３及び比較例２、比較例３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において波長分散性Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１９〜２１及び比較例９による広帯域光学異方性ラミネートフィルムの可視光線領域内において波長分散性Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を広帯域理論値と比べて示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、以下に本発明に係る技術的用語の定義を示す。
(技術的定義)
“アイソタクチックインデックス(isotactic index)”はホモポリプロビレンのアイソタクチック度を測定したものであって、核磁気共鳴(ＮＭＲ：Nuclear Magnetic Resonance)測定方法で測定したメチルが立体整列されているアイソタクチックペンタッド(pentad)単位の重量％を意味し、百分率が高いほどアイソタクチック度が高いことを意味する。
【００１７】
“メルトフローレイト(ＭＦＲ)”はＡＳＴＭ Ｄ １２３８によって測定した１０分当たりグラム(ｇ/１０ｍｉｎ)単位にして示した溶融樹脂の流量を意味する。
【００１８】
フィルムの“面内位相差(Ｒｅ)”は下記式（I）により測定された値を意味する。
【００１９】
【数３】
(ここで、ｎｘはフィルムの面内において最大屈折率を示す軸(地上軸)方向の屈折率であり、ｎｙは該地上軸と直交する方向の屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する)。
【００２０】
また、フィルムの面内位相差(Ｒｅ)は透過光の波長に依存して分散され、フィルムの“波長分散比”は次の式（II）により中心波長５５０ｎｍにおける面内位相差(Ｒｅ)値に対する各分光波長における面内位相差(Ｒｅ)分率を意味する。
【００２１】
【数４】
(ここで、Ｒｅは各分光波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【００２２】
ここで、フィルムの光学特性は、上記波長分散比の増減程度に応じて負（−)、零（０）及び正（＋)の波長分散性として示すことができる。すなわち、可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域内で波長が長い波長になることによって、面内位相差Ｒｅが急激に減少して波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲を外れると、“負（−)の波長分散性”、面内位相差Ｒｅが緩やかに減るか増えて波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲以内にあれば、“零（０）の波長分散性”、また面内位相差Ｒｅが急激に増えて波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲を外れると、“正（＋)の波長分散性”を有すると見なすことができる。
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。
大部分の位相差フィルムの波長分散性は透過光の振動数とフィルムの偏極度分散により左右されて負（−)の波長分散性を示す。一定偏極度及び誘電特性を有する位相差フィルムに透過光が入射されると、同一振動数の新しい光が出射される。この際、高い振動数の光(例えば、短い波長/青)は低い振動数(例えば、長い波長/赤)の光よりさらに多いエネルギーを運ぶため、効率よく分子を励起することができ、これにより、偏極度分散が発生して可視光線領域(４００〜８００ｎｍ/青〜赤)で負（−)の波長分散性を示す。
【００２４】
しかしながら、ポリプロピレンは零（０）の波長分散性を示すが、これは非極性高分子として相対的に誘電特性が低く、偏極度及び偏極分散性が大きくないことから発現する特性である。これに比べて、従来の位相差フィルムであるポリスルホンフィルムは強い(−)波長分散性を示すが、その分子構造は原子間の距離が短いＳ＝０及びＣ＝０結合があるとともに、多数のベンゼン環で構成されて高い電子密度を有するので、偏極度が高く、透過光の振動数に応じて波長分散を大きく発生させる特性を有する。
【００２５】
これにより、本発明者は基本的に零（０）の波長分散性を有する位相差フィルムを製造するために、偏極度分散性の低いポリプロピレンをフィルムの主原料として用いた。
ポリプロピレンの光学異方性は高分子鎖の偏極度異方性及び誘電特性に基づくが、成型、加工されたポリプロピレンフィルムは、フィルム内の分子構成が秩序のある結晶形態または無秩序な混在状態の無定形状態からなり、これが互いに相殺するため、平均偏極度は方向に応じて大きな差はない。しかしながら、機械的な延伸過程からポリプロピレンの高分子鎖を一定な方向に規則正しく延伸・配向させる場合には、配向方向に偏極度が高くなり偏極度の主軸上の３方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚは分子群の配向状態に応じて変わる。したがって、本発明者はこの場合の延伸倍率、延伸温度、フィルムの厚さおよび２軸延伸の場合の軸角度などを精密に操作して配向状態を制御することにより、所望の光学異方性を収得しようとした。
【００２６】
ポリプロピレン系樹脂の中でも、下記［化１］のプロピレン単独重合体であるアイソタクチックポリプロピレンは、主鎖軸を含む平面に対してメチル基が上方あるいは下方のいずれか一方に配列された立体規則性を有するため、高い結晶性を示す。また、これにより高融点を達成することができて耐熱性が高く、引張強度などの機械的性質も優れた特性を示す。
【００２７】
【化１】
【００２８】
また、上記アイソタクチックホモポリプロピレン樹脂を溶融・押出した後、融点以下の温度で冷却・固化すると、核の生成によりラメラ構造で結晶が成長して球晶(円形結晶)を形成するようになり、このようなラメラ群が球晶の中心からすべての方向に成長して隣の球晶と衝突して結晶の成長が止まるか、既に形成されている球晶内で残存する無定形状が続けて結晶化して、球晶の内部構造をさらに緻密にする結晶化が行われる。この際、結晶化過程で生成される球晶の大きさが可視光線より大きいか不均一に分布すると、延伸・配向後にも球晶の大きさが十分に小さくならず、不均一な分布をもたらして透明性が低下するか光学異方性(例えば、位相差のごく大きい値を示すなど)の制御が難しくなることがある。
【００２９】
そのため、ポリプロピレン系樹脂を用いて位相差フィルムを製造する従来の技術においては、立体規則性がないかごく低いエチレン−プロピレン共重合体樹脂のような無定形または低結晶性ランダム及びブロック共重合体が一般に用いられた。しかしながら、この場合には、共重合体樹脂の無定形または低結晶性特性から剛性(stiffness)及び引張強度などの機械的強度が低く、共重合体である樹脂特性から融点が低くて高温及び連続使用時には耐熱性が低下し、相対的に(プロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂に比べて)分子量が小さくて高いメルトフローレイト(ＭＦＲ)を有するのみならず、延伸及び配向加工性が低いという短所がある。
【００３０】
したがって、高い耐久性及び均一性を有する位相差フィルムを製造するためには、ホモポリプロピレン樹脂を用いる場合、結晶化過程で生ずる球晶による不均一性と、エチレン−プロピレン共重合体樹脂を用いる場合、剛性及び耐久性不足問題などを同時に解決する必要がある。本発明者は数年間研究を繰り返した結果、ホモポリプロピレン樹脂の結晶化過程で生成される球晶の大きさを小さくすると、その後の延伸・配向過程で球晶の大きさを十分に縮小させることができ、これにより均一な分布で透明性の低下を防ぐことができることが分かった。
【００３１】
このような状況下、本発明は基本的に薄膜化、高剛性化及び透明性などの点においてプロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂を用い、高い延伸・配向加工性、耐熱性を考慮した高融点化、後加工安全性(例えば、引張強度など)の点において結晶の核形成が多くなされて球晶の大きさを小さく均一にするのに容易なアイソタクチック度の高いポリプロピレンを用いることである。
【００３２】
特に、本発明に用いられる最適のポリプロピレン樹脂はアイソタクチック度の高いプロピレン単独重合体であるホモポリプロピレンであって、アイソタクチックインデックスが８５％以上（特に好ましくは、９０％以上）の立体規則性を有する。上記アイソタクチックインデックスが８５％未満の場合には、球晶の大きさ及び分布不均一によるヘイズ及び全光線透過率が急激に減るとともに、フィルムの幅及び長さ方向に位相差不均一をもたらす。
【００３３】
また、本発明による上記ポリプロピレン樹脂は高速及び大量加工性に大きな影響を与える要素として樹脂の分子量及び分子量分布のような流動的な性質を考慮することが好ましい。上記流動的な性質はメルトフローレイト(ＭＦＲ、すなわち、溶融指数)を用いて判断し、ＭＦＲが１〜１５ｇ/１０ｍｉｎ、好ましくは、２〜１０ｇ/１０ｍｉｎであることが適している。ＭＦＲが１ｇ/１０ｍｉｎ未満の場合には、溶融・押出時に押出器の内部の圧力負荷が大きくなり安定した押出性が得られないのみならず、フィルムの延伸・配向時に高速加工性が劣化するか位相差不均一をもたらすことがあり、１５ｇ/１０ｍｉｎを超過する場合には、延伸・配向時に破断がすぐ発生するので、加工することができないか、位相差不均一をもたらすことがある。
【００３４】
さらに、本発明による上記ポリプロピレン樹脂の球晶の大きさをより縮小させるために、上記樹脂を溶融及び混練し押出させて冷却ロールで急冷させて無延伸フィルムを得る過程において、上記冷却ロールは５〜３５℃範囲内の表面温度を有することが最も好ましいことを確認した。５℃未満の場合には結露が発生し、３５℃を超過すると均一性が劣化する問題がある。
【００３５】
また、本発明の位相差フィルムは必要によって溶融・押出時に核剤をさらに含むことにより、核を多く形成させるか、耐熱性を向上させることができ、加工性及びフィルム物性を調整するために本発明が達成するための目的に影響を与えない範囲内で可塑化剤、酸化防止剤、加工助剤、無機充填剤、スリップ剤、紫外線吸収剤及び帯電防止剤などの添加剤をさらに含むこともできる。
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態による製造方法を詳しく説明する。
まず、ポリプロピレン樹脂は分子鎖の主鎖に数多い第３級炭素原子があり、上記ポリプロピレン樹脂に付加されている水素原子は酸化に弱い。したがって、ポリプロピレン樹脂のパレット(pallet)に内在されている気体(酸素など)及び水分を取り除くために、ポリプロピレン樹脂原料を不活性ガス循環式乾燥機または真空乾燥機を用いて乾燥させた後、窒素またはアルゴンなどの不活性気体で充填されたホッパーを用いて押出器に移送することが好ましい。ここで、好適な乾燥温度は２０〜５０℃、特に３０〜４０℃であり、好適な維持時間は２〜３時間、特に１〜２時間である。
【００３７】
一方、乾燥処理された樹脂材料を溶融・押出法により単層または多層構造のフィルムにする方法は特に限定されず、公知方法を用いることができる。例えば、樹脂材料を押出器に移送して融点以上の温度で溶融させ、溶融された樹脂をスリット型の出口を有するダイ(die)でフィルム形状にして押出し、鏡面ロールの表面に密着させて冷却・固化させることにより、無延伸状態のフィルムを収得することである。さらに、ダイから押出される溶融樹脂を定量的に計量・供給するためにギアポンプを用い、溶融樹脂の各種欠点(例えば、異物、気泡、炭化物及び未溶融ゲルなど)を取り除くためのフィルターシステムを用いることが好ましい。
【００３８】
ここで、押出器としては単軸、二軸、油性式及びタンダム型(tandem)のうちいずれを用いてもよい。好ましくは、溶融樹脂に加えられる熱を最小化して劣化を防止するために、一次にタンダム型押出器を用いて樹脂を全部溶融した後、二次に少し低い温度で押出することが好ましい。押出器のＬ/Ｄは２８〜４０が好ましく、スクリュー形状としてはベント(vent)型、先端 Dulmage型、full flight型などがあるが、full flight型が好ましい。さらに、スクリューの直径は押出量に応じて３０〜２００Ｆが好ましい。スクリューの直径が３０Ｆ未満であれば、計量安定性やフィルム生産性が低下し、２００Ｆを超過すると、計量された溶融樹脂の滞留時間が長くなり劣化の恐れがある。
【００３９】
また、樹脂の計量に用いられるギアポンプは内部潤滑式あるいは外部潤滑式の両方を用いることができるが、溶融樹脂を円滑に排出できることから外部潤滑式が好ましい。さらに、重合体フィルターシステムとしては、リーフディスク(leaf disk)、キャンドル(candle)、リーフ(leaf)及びスクリーンメッシュ(screenmesh)タイプなどがあるが、溶融樹脂の滞留を抑制する点から、高精細焼結金属を複数用いたリーフディスクタイプが好ましく用いられる。フィルターのろ過精密度は２０μｍ以下、好ましくは、５μｍ以下が適している。濾過精密度が２０μｍを超過する場合には、各種欠点(例えば、異物、気泡、炭化物及び未溶融ゲルなど)が重合体フィルターを通るため、収得するフィルムに各種欠点が発生するなど外観不良が発生する。
【００４０】
さらに、ダイには通常Ｔダイ(Ｔ-die)が用いられる。Ｔダイの種類としては、マニフォールド(manifold)形状に応じてコートハンガー(coat hanger)ダイとフィッシュテール（fish tail）ダイなどがあるが、ダイの内部樹脂流動を均一にしてフィルムの厚さ均一性を保持し、熱劣化を抑える点から、滞留が発生しにくい構造のコートハンガーダイが好ましく用いられる。ダイの材質としては、ダイライン及び吐き出しフィルムにすす混入を防止するために、鋼鉄、ステンレスなどの表面にクロム、ニッケル、チタンなどの鍍金を行い、表面の傾度を高め、樹脂との摩擦力を低減したものを用いることが好ましい。
【００４１】
また、鏡面ロールとしては、内部に加熱及び冷却手段を有する金属ロールにクロム鍍金、無電解ニッケル鍍金などの鏡面加工したロールやセラミックス材質のロールが好ましく用いられる。さらに、鏡面ロールと溶融樹脂との密着性を向上させる方法としては、ニップロール(nip roll)、静電印加、エアナイフ(air knife)、片面ベルト、両面ベルト及び三つの冷却ロール方式などがあるが、光学特性の変形が少ないフィルムを製造するためには三つの冷却ロール方式が好ましい。冷却・固化温度は、決定化過程で形成される球晶の大きさを小さく均一にして面内位相差Ｒｅが不均一になることを防止するために、５〜３５℃、好ましくは、１０〜２０℃で急冷する。冷却温度が５℃未満の場合には、急激な温度差によるフィルムの結露現象が発生することがあり、３５℃を超過する場合には、位相差の不均一をもたらすことがある。
【００４２】
上記溶融・押出法による無延伸状態のポリプロピレンフィルムは、追加延伸により分子鎖を一定な方向に規則正しく配向させることにより、透過光に位相差を提供する光学異方性フィルムとなる。
【００４３】
延伸方法としては特に限定されないが、必要によって公知した一軸延伸法あるいは二軸延伸法が用いられる。詳しくは、駆動ロール間の走行速度差を用いるローリング法による一軸延伸法、円周の違う二対のロールを用いる一軸延伸法、テンター（tentering）法による一軸延伸法、固定するテンター（tenter）クリップの間隔があいて縦方向の延伸とともに把持クリップのガイドレールの分散角度に応じて横方向に延伸する同時二軸延伸法、駆動ロール間の走行速度差を用いて縦方向に延伸した後、両端部をクリップで把持してテンター（tenter）を通過させることにより、横方向に延伸する順次２軸延伸法などの方法が用いられる。また、同時二軸延伸及び順次二軸延伸などの二つの延伸軸を有する場合、二つの延伸軸が交差する角度は所望の目標特性に応じて決まるので、特に限定されないが、一般に１２０〜６０°とすることが好ましい。
【００４４】
また、延伸温度は樹脂材料の軟化点と融点との間の温度であれば、特に限定されないが、延伸温度が低いほど位相差は大きくなり、温度が高いほど位相差は小さくなるため、目標特性に応じて調整することが好ましく、厚さ及び位相遅延軸などの不均一を最小化するために温度の変動は±３％以内、好ましくは、±０.５％以内にすることが適している。
さらに、延伸比(ここで、延伸比は“（延伸後の長さ）／（延伸前の長さ）”を意味する)は目標特性に応じて決まるので、特に限定されないが、延伸・配向による分極度の変化を考慮して決めることが好ましい。例えば、本発明の樹脂材料であるアイソタクチックポリプロピレンは非極性高分子であって、透過光の電気場が与えられる場合、ポリスルホンまたはポリカーボネートなどの極性の強い樹脂と比べて、偏極現象がすこし発生するので、これらフィルムと同一な位相差を付与するためには相対的に延伸比を大きくしなければならない。そのため、位相差の制御した商業的価値のあるフィルムを得るためには、延伸方法に応じて異なるが、１.１〜１０倍、好ましくは、２〜１０倍のすこし高い比で延伸する必要がある。この際、延伸前のフィルムの厚さが同一であれば、延伸比が高いほど位相差を大きく制御することができ、延伸比の変動は±３％以内（特に±０.５％以内）にして厚さ及び位相遅延軸などの不均一性を克服した後、最終段階で寸法特性の経時変化を低減するために熱固定することが好ましい。
【００４５】
また、延伸後の最終厚さは目標特性に応じて決まるので、特に限定されないが、２〜２００μｍ、好ましくは、５〜５０μｍが適しており、同一な延伸比で厚さを厚くすることにより位相差を高く制御することができ、逆に厚さを薄くし延伸比を大きくして軽量化・薄膜化に対応できるが、厚さが２μｍ未満の場合には取り扱いが非常に難しくなるという問題がある。ここで、最終厚さ制御は延伸前のフィルム厚さを調整するか延伸比を調整することにより行うが、厚さの分布は位相遅延軸の不均一などを防ぐために平均値に比べて±３％以内、好ましくは、±１％以内にするのが適している。
【００４６】
上述した方法で製造された光学異方性フィルムは、他の基材との接合または塗布層との接着力を向上させるために、表面上にプライマーコーティング、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、オゾンシャワー及びイオンビーム処理などを行うこともできる。
一方、本発明の他の一実施形態により提供される正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルムは、上述したように、零（０）の波長分散性を有する第１の位相差フィルムと、負（−)の波長分散性を有する別途の他の第２の位相差フィルムとが、所定の粘着剤により積層された広帯域光学異方性ラミネートフィルムである。
このようなラミネートフィルムの面内位相差Ｒｅは、各々の積層フィルム及び粘着剤の位相差に対する引き算により得られるので、下記式（III)のように示すことができる。
【００４７】
【数５】
（ここで、Ｒｅ(Ｌ)はラミネートフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(１)及びΔｎ(１)は位相差の大きいフィルム面内位相差(ｎｍ)及び複屈折率であり、Ｒｅ(２)及びΔｎ(２)は位相差の小さいフィルム面内位相差(ｎｍ)及び複屈折率であり、Ｒｅ(ad)及びΔｎ(ad)は粘着剤の面内位相差(ｎｍ)及び複屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する。)
【００４８】
上記式（III)による面内位相差Ｒｅ(Ｌ)値に基づいて、本発明は上述したような零（０）の波長分散性を有する第１の位相差フィルムに、次の式（II)による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が減る{−}波長分散性を有する第２の位相差フィルムが積層されて、次の式（II）による波長分散比の最大値または最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が増える{＋}波長分散性を有することを特徴とする。
【００４９】
【数６】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【００５０】
上述したように、本発明は零（０）の波長分散性を有し、位相差絶対値を大きく制御する第１の位相差フィルムと、負（−)の波長分散性を有し、位相差絶対値の小さい第２の位相差フィルムとを積層することにより、位相が相殺及び変調する物理化学的な干渉現象により可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)の全体において正（＋)の波長分散性を示す広帯域化機能を有するフィルムを提供することができる。また、負（−)の波長分散性を有するフィルムを波長分散の大きいフィルムに取り替えるか、位相遅延軸を回転・配置させて干渉現象を調整することにより、広帯域性を最適にすることができる。
【００５１】
ここで、第１の位相差フィルムと第２の位相差フィルムとを積層させる粘着剤は、基材の種類に応じて異なる。例えば、基材がポリカーボネートであれば、これとの反応性がなくて白濁などの欠点が生じないアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。また、基材とのラミネーティング後の剥離力が５００ｇｆ／２５ｍｍ以上である粘着剤を用いることもできる。さらに、粘着層のコーティング厚さは０.５〜３０μｍ、好ましくは、１〜１０μｍである。粘着層の厚さが０.５μｍ未満であれば、粘着力の不均一による作業性及び粘着力の低下が発生し、３０μｍを超過すると、広帯域光学異方性ラミネートフィルムの位相差特性が低下することがある。
【００５２】
また、粘着剤のコーティング方法としては特に限定されないが、従来のすべてのコーティング方式を用いることができる。例えば、エアダクターコーター、ブレードコーター、ロードコーター、ナイフコーター、コンマコーター、スロットダイコーター、スクイズコーター、カーテンコーターまたはバーコーターなどを用いる方法が可能である。また、上述したように基材に粘着剤をコーティングして通常乾燥炉を通過させ、ゴム系の圧着ロールで残余フィルムを接合するドライラミネーション方法により、広帯域光学異方性ポリプロピレンラミネートフィルムを収得することができる。
【００５３】
さらに、本発明によれば、上記ラミネートフィルムが本来の目的として用いられる前に外部の温度、湿気環境及び物理的な衝撃や侵入から保護するか、他の基材(例えば、ガラス、鏡、プラスチック及びプラスチックフィルムなど)に取り付けできるようにするために、上記フィルムの片面以上の面に保護フィルムをラミネートするか、粘着コーティング層を形成させることもできる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されることではない。また、実施例における各種項目に対する評価は次のように行った。
【００５５】
（１）アイソタクチックインデックス
核磁気共鳴(ＮＭＲ)測定方法によって、メチルが立体整列されているアイソタクチックペンタッド(pentad)単位の重量％を測定して百分率にして評価した。なお、アイソタクチックインデックスの詳細な評価法は、Macromolecules 6(6), 925-26(1973) またはヨーロッパ特許出願公告第B-255 693 号明細書に記載されている。
【００５６】
（２） 溶融指数(ＭＦＲ)
ＡＳＴＭ Ｄ １２３８の測定方法によって測定して、１０分当たりグラム(ｇ/１０ｍｉｎ)単位の溶融樹脂の流量を確認して評価した。
【００５７】
（３） エチレン含有量
エチレン−プロピレンランダム共重合体に対してＦＴ-ＩＲスペクトル分析を通じて該当共重合体中のエチレン由来の構成単位の含量を測定して評価した。
【００５８】
(４) 全光線透過率及びヘイズ
積分球式のヘイズメーター(日本電色工業社製)を用いてフィルムの全光線透過率及びヘイズを測定して評価した。
【００５９】
(５) 延伸加工性
各実施例において設備稼働後の連続走行中にフィルムの破断が２４時間“ない場合は○”、“５回以下の場合は△”、“５回を超過する場合は×”にして評価した。
【００６０】
(６) 光学異方性
位相差フィルム検査装置であるＲＥＴＳ(大塚電気社製)を用いて以下の特性を測定して評価した。
(フィルム面内位相差 Ｒｅ）
フィルムの全幅×長さ１mの試料を取って幅方向２０ｍｍ間隔、長さ方向３部位２０ｍｍ間隔にして可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)の全体にかけて測定し、各試料及び分光波長による平均値を図式にして評価した。
(面内位相差 Ｒｅ 均一性)
フィルムの全幅×長さ１mの試料を取って幅方向２０ｍｍ間隔、長さ方向３部位２０ｍｍ間隔にして５５０ｎｍ波長における面内位相差 Ｒｅを測定して、平均値に比べて“±５ｎｍ以内の場合は○”、“±５〜１０ｎｍの場合は△”、“それ以上の場合は×”にして評価した。
(波長分散性)
５５０ｎｍ波長における面内位相差 Ｒｅに比べた各分光波長における面内位相差 Ｒｅを分率にして計算してＲｅ/Ｒｅ(５５０)を示し、可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域で波長帯によるＲｅ/Ｒｅ(５５０)の増減・比較により負（−)、零（０）及び正（＋)の波長分散性を確認した。
ここで、波長分散性は可視光線(４００〜８００ｎｍ)領域内で波長が長い波長となることにより、面内位相差Ｒｅが急激に減ってＲｅ/Ｒｅ(５５０)の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲を外れると、“負（−)の波長分散性”、面内位相差Ｒｅが緩慢に減ってＲｅ/Ｒｅ(５５０)の最大値あるいは最小値が１±０.１の範囲以内にあれば、“零（０）の波長分散性”、また、面内位相差 Ｒｅが増えると、“正（＋)の波長分散性”を意味する。
(位相遅延軸)
偏光顕微鏡(ライカ社製)を用いて幅６００ｍｍを２０ｍｍ間隔にして光軸の角度を確認して評価した。
【００６１】
(７) 粘着力
引張試験機(インストロン社製)を用いて幅２５ｍｍの試料の一方の積層部を剥離速度３００ｍｍ/ｍｉｎの下において１８０℃剥離させるときのロード値を測定して評価した。
【００６２】
実施例１〜１０：位相差フィルムの製造
まず、本実施例１〜１０は本発明によって樹脂材料として低誘電特性を有するホモポリプロピレン樹脂を用いる場合、面内位相差Ｒｅの波長分散性が零（０）の波長分散性を有するか否かと、延伸条件及び最終フィルムの厚さを制御して任意の位相差が提供できるか否かを確認するためである。
【００６３】
「実施例１」
樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが９８％であり、溶融指数が３.０ｇ/１０ｍｉｎであるホモポリプロピレン(融点:１６８℃)１００重量％を、スクリューの直径がそれぞれ６５ｍｍＦ、１２５ｍｍＦ及び６５ｍｍＦである３層共押出溶融・押出器(三菱重工業社製、１２５ｍｍＦ押出器はタンダム型)で樹脂温度２５０℃で溶融・混練した。また、一つの共押出Ｔダイ(ＥＤＩ社製、コートハンガー型のメニフォールドダイ)を通じて表層/深層/離層の１種３層にして共押出させ、それぞれ２０℃に設定された三つの鏡面ロールキャストドラムで急冷・固化させて無延伸状態のキャストフィルムを収得した。その後、連続して縦延伸器(三菱重工業社製)に導入するようにした。次いで、導入された無延伸状態のキャストフィルムを予熱した後、延伸温度(延伸ロール温度)を１２０℃にし、ロール間の走行速度の差により３段階にかけて縦方向に２倍延伸した後、上記縦方向に延伸されたフィルムをテンター（tenter）型の横延伸器(三菱重工業社製)に導入して予熱した後、テンター（tenter）内の延伸領域の温度を１５５℃にして横方向に４倍延伸、テンター（tenter）レール幅を４％弛緩、１６５℃で熱処理した。その後、一方の端面の表面張力が３８ｄｙｎｅ/ｃｍ以上となるようにコロナ放電処理した。次いで、これを巻き取る一連の作業を連続実施して最終厚さ８μｍの樹脂１種、層構成３層構造の光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１を製造した。
【００６４】
「実施例２」
実施例１において、延伸比を縦方向３.０３倍及び横方向５.９１倍に上向き調整することを除いては、実施例１と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ２を製造した。
【００６５】
「実施例３」
実施例１において、延伸比を縦方向４.７１倍及び横方向９.０５倍に上向き調整することを除いては、実施例１と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ３を製造した。
【００６６】
「実施例４」
実施例２において、縦方向及び横方向への延伸後に最終巻き取るフィルムの厚さが２５μｍとなるようにすることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ４を製造した。
【００６７】
「実施例５」
実施例２において、縦方向及び横方向延伸後に最終巻き取るフィルムの厚さが４０μｍとなるようにすることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ５を製造した。
【００６８】
「実施例６」
樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが９８％であり、溶融指数が３.０ｇ/１０ｍｉｎであるホモポリプロピレン(融点：１６８℃)１００重量％を、スクリューの直径が６５ｍｍＦである溶融・押出器(三菱重工業社製)で樹脂温度２５０℃で溶融・混練した。その後、Ｔダイ(ＥＤＩ社製、コートハンガー型)を通じてフィルム形状にして成形・押出させ、それぞれ２０℃に設定された三つの鏡面ロールキャストドラムで急冷・固化させて無延伸状態のキャストフィルムを得た。次いで、連続して縦延伸器(三菱重工業社製)に導入するようにした。その後、このように導入された無延伸状態のキャストフィルムを予熱した後、延伸温度を１２０℃にし、ロール間の走行速度の差により３段階にかけて縦方向に１.１倍延伸させた。その後、１６５℃に設定された熱処理領域を通過させる方法で熱処理し、一方の端面の表面張力が３８ｄｙｎｅ/ｃｍ以上となるようにコロナ放電処理し、これを巻き取る一連の作業を連続して行うことにより、最終厚さ４０μｍの樹脂１種、層構成単層構造の光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ６を製造した。
【００６９】
「実施例７」
実施例６において、延伸比を縦方向２.５倍に上向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ７を製造した。
【００７０】
「実施例８」
実施例６において、延伸比を縦方向４.７１倍に上向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ８を製造した。
【００７１】
「実施例９」
実施例６において、延伸温度を１１０℃に下向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ９を製造した。
【００７２】
「実施例１０」
実施例６において、延伸温度を１３５℃に上向き調整することを除いては、実施例６と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１０を製造した。
【００７３】
比較例１〜３：無延伸ポリプロピレンフィルム、ポリスルホン系光学異方性フィルムの製造及びポリカーボネート系の光学異方性フィルム評価
「比較例１」
実施例６において、縦方向延伸器のロール間の走行速度差が発生しないようにし、押出量を最終フィルムの厚さが４０μｍとなるように調整することを除いては、実施例６と同一な方法で無延伸ポリプロピレンフィルムＲＰ１を製造した。
【００７４】
「比較例２」
スクリューの直径が３０ｍｍＦであり、三つのシリンダーユニットで構成された溶融・押出器において、上記シリンダーの温度を原料ホッパーと近い順序で３１５℃、３４５℃及び３４５℃に設定し、樹脂材料としてポリスルホン(C２７H２２O４S、ＢＡＳＦ社製)１００重量％を樹脂温度が３１０℃となるようにして溶融・混練した。その後、幅４０ｍｍのＴダイを通じてフィルム形状に成形・押出させ、それぞれ２５℃に設定された三つの鏡面ロールキャストドラムによって急冷・固化させ、一方の断面の表面張力が４５ｄｙｎｅ/ｃｍ以上となるようにコロナ放電処理した。このように製造されたフィルムを巻き取りして延伸状態のキャストフィルムを収得した。その後、巻き取られた延伸状態のキャストフィルムを別途の縦方向延伸器に装着し、そのフィルムを巻き取りながら延伸温度２７５℃でロール間の走行速度の差により３段階にかけて縦方向に１.１３倍延伸することによって、最終厚さ７２μｍである樹脂１種、層構成単層構造の光学異方性フィルムＲＰ２を製造した。
【００７５】
「比較例３」
(−)波長分散性を示す厚さ５０μｍの従来のポリカーボネート系位相差フィルム(カネカ社製)ＲＰ３の特性を評価した。
【００７６】
上述した実施例１〜１０及び比較例１〜３の製造条件と評価結果を表１及び図１〜２に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
図１は本発明の実施例２〜３及び比較例２〜３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において位相差 Ｒｅを示す模式図であり、図２は本発明の実施例３及び比較例２、比較例３による光学異方性フィルムの可視光線領域内において波長分散性 Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を示す模式図である。
表１、図１及び図２からわかるように、本発明による実施例により製造される光学異方性フィルムは樹脂材料として低誘電特性を有するホモポリプロピレン樹脂を用いることにより、面内位相差Ｒｅの波長分散性が零（０）である波長分散性を有する。また、延伸条件及び最終フィルムの厚さを制御して一枚の薄膜フィルムでも特定波長(例えば、５５０ｎｍ)で所望の任意の位相差を透過光に提供できることが確認した。
【００７９】
実施例１１〜１８：均一な面内位相差の値を有する位相差フィルムの製造
「実施例１１」
実施例２において、樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが９２％であるホモポリプロピレンを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１１を製造した。
【００８０】
「実施例１２」
実施例２において、樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが８５％であるホモポリプロピレンを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１２を製造した。
【００８１】
「実施例１３」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ１０℃に下向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１３を製造した。
【００８２】
「実施例１４」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ５℃に下向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１４を製造した。
【００８３】
「実施例１５」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ３０℃に上向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１５を製造した。
【００８４】
「実施例１６」
【００８５】
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が１.０ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１６を製造した。
【００８６】
「実施例１７」
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が８.０ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１７を製造した。
【００８７】
「実施例１８」
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が１５ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＰ１８を製造した。
【００８８】
比較例４〜８：不均一な面内位相差値を有する位相差フィルム及びエチレン-プロピレン共重合体を用いる光学異方性フィルムの製造
「比較例４」
実施例２において、樹脂材料としてアイソタクチックインデックスが８１％であるホモポリプロピレンを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ４を製造した。
【００８９】
「比較例５」
実施例２において、冷却ロール三つの温度をそれぞれ３５℃に上向き調整することを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ５を製造した。
【００９０】
「比較例６」
実施例２において、樹脂材料として溶融指数が０.５ｇ/１０ｍｉｎであることを用いることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ６を製造した。
【００９１】
「比較例７」
実施例２において、樹脂材料としてエチレン含有量が４.９％であり、溶融指数が８.０ｇ/１０ｍｉｎである非晶質エチレン−プロピレンランダム共重合体(融点:１３５℃)を用いて、１５５℃で縦方向及び１２２℃で横方向に延伸した後、最終に巻き取るフィルムの厚さが３０μｍとなるようにすることを除いては、実施例２と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ７を製造した。
【００９２】
「比較例８」
比較例２において、樹脂材料としてエチレン含有量が１.８％、溶融指数が５.０ｇ/１０ｍｉｎであるエチレン-プロピレンランダム共重合体を用いることを除いては、比較例４と同一な方法で光学異方性ポリプロピレンフィルムＲＰ８を製造した。
【００９３】
上述した実施例１１〜１８及び比較例４〜８の製造条件と評価結果を表２に整理した。
【００９４】
【表２】
【００９５】
表２からわかるように、本発明による他の実施例により製造される光学異方性フィルムは、延伸条件などの主工程変数が同じ場合にも、樹脂材料の物理・化学的特性及び冷却・固化条件などにより面内位相差Ｒｅ均一性のみならず、各種光学特性と加工安定性が変わる。しかしながら、これはアイソタクチックポリプロピレン樹脂の結晶化過程で発生する結晶成長メカニズムが大きな原因となる。したがって、結晶成長により生成される球晶の大きさ及び分布を、上述したような最適原料及び製造条件の選定により、小さく均一に制御する必要があるということが確認した。また、加工安定性の点から適切な溶融指数を有する樹脂材料の選定が必要であり、これによる実施例により製造される光学異方性フィルムは、全体的に比較例７、８によることより加工安定性及び面内位相差 Ｒｅ均一性が著しく優れていることがわかる。
【００９６】
特に、実施例１１、１２及び比較例４の結果から、本発明によってアイソタクチックインデックスの含量が８５％以上である場合には面内位相差が均一であり、特に、９０％以上である場合には著しく優れている均一性を示すことがわかる。
実施例１６〜１８と比較例６の結果から、本発明によって溶融指数が１.０以上である場合には面内位相差が均一であるが、それ以下の場合には均一でないことがわかる。
さらに、実施例１３〜１５及び比較例５の結果からわかるように、冷却ロールの温度が高すぎる場合よりは、３５℃以下の場合に一層優れている面内位相差の均一性を確保することができる。
【００９７】
実施例１９〜２１：広帯域光学異方性ラミネートフィルムの製造
「実施例１９」
スロットダイコーティングヘッド部とラミネート部とが取り付けられている Roll−to−Rollフィルムコーターにおいて、光学異方性フィルムＰ３(ポリプロピレン：ＰＰ)の片面にアクリル系粘着剤(サイデン社製)を５μｍ厚さにしてコーティングし、乾燥機を通過させて粘着剤に含まれている溶剤を取り除いた後、光学異方性フィルムＲＰ３(ポリカーボネート：ＰＣ)とラミネートする方法でロール状態の広帯域光学異方性ラミネートフィルムＰ１９を製造した。
【００９８】
「実施例２０」
実施例１９において、光学異方性フィルムＲＰ３の代わりに光学異方性フィルムＲＰ２(ポリスルホン：ＰＳＵ)を用いることを除いては、実施例１９と同一な方法で広帯域光学異方性ラミネートフィルムＰ２０を製造した。
【００９９】
「実施例２１」
光学異方性フィルムＲＰ２の位相遅延軸とシートの横方向の終端線とが形成する角度が時計方向に６０°となるようにし、横５００ｍｍ×縦４００ｍｍサイズのシート状態にして裁断する一方、実施例２２において光学異方性フィルムＲＰ３を２５μｍのポリエステール離型フィルムに取り替えることを除いては、実施例１９と同一な方法で離型フィルムが接合されている光学異方性フィルムＰ３を用意した。
本実施例は第１の位相差フィルム(Ｐ３)のＭＤ(Machine Direction)方向と第２の位相差フィルム(ＲＰ２)の位相遅延軸方向とが３０°程度傾斜するように積層されたラミネートフィルムを製造するためのことである。すなわち、用意したロールとシートをRoll−to−Sheetラミネートでシートの縦方向とロールの走行方向を同一にしてRoll−to−Sheet ラミネートする方法で広帯域光学異方性ラミネートフィルムＰ２１を製造した。
【０１００】
比較例９：光学異方性ラミネートフィルムの製造
「比較例９」
実施例１９において、光学異方性フィルムＰ３及びＲＰ３の代わりにそれぞれ光学異方性フィルムＰ２を用いることを除いては、実施例１９と同一な方法で光学異方性ラミネートフィルムＲＰ９を製造した。
【０１０１】
上述した実施例１９〜２１及び比較例９の製造条件と評価結果を表３に示す。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
図３は本発明の実施例１９〜２１と比較例９による広帯域光学異方性ラミネートフィルムの可視光線領域内において、波長分散性 Ｒｅ/Ｒｅ(５５０)を広帯域理論値と比べて示す模式図である。
【０１０４】
表３及び図３からわかるように、本発明によるまた他の実施例により製造される光学異方性ラミネートフィルムは、零(０)の波長分散性を有し、位相差絶対値を大きく制御した本発明の光学異方性フィルムと、負（−)の波長分散性を有し、位相差絶対値の小さい従来の光学異方性フィルムとを積層することにより、位相が相殺及び変調されて可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)の全体において正（＋)の波長分散性を示すので、広帯域化機能を有することと確認できる。また、負（−)の波長分散性を有する構成フィルムの位相遅延軸を回転させて零（０）の波長分散性を有するフィルムと積層させることにより、広帯域理論値に最も近接することが確認できる。
【０１０５】
以上、本発明を特定の好適実施例について説明したが、本発明の技術的な特徴や分野を逸脱しない限り、本発明を様々に改造及び変更できるということは該当技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は反射・半透過型の液晶表示装置や光ディスク用のピックアップで要求される広帯域位相差特性を有する光学フィルムを提供することができる。また、本発明による光学異方性フィルム及び光学異方性ラミネートフィルムは、モバイル機器(例えば、携帯電話、ＰＭＰ、ＰＤＡ、車両用ナビゲーション、情報端末機、無線呼出し器など)、モニター、平板ＴＶ照光パネル、事務自動化、ＡＶ機器などの各種液晶表示装置、３Ｄ立体映像ディスプレイ、液晶プロジェクター、タッチパネル及びＯＬＥＤ、ＥＬなどの電界発光素子などに用いられる。また、ＣＤ、ＤＶＤ及びＭＤなどの光ディスクの記録及び再生装置に用いられる波長板としても使用が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂を延伸してなり、
特定の部位において下記式（I）による面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【数１】
(ここで、ｎｘはフィルムの面内で最大屈折率を示す軸(地上軸)方向の屈折率であり、ｎｙは前記地上軸と直交する方向の屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する。)
【請求項２】
前記ホモポリプロピレン樹脂は１〜１５ｇ/１０ｍｉｎ範囲内のメルトフローレイト(Melt Flow Rate：ＭＦＲ)を有することを特徴とする請求項１に記載の面内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【請求項３】
前記ホモポリプロピレン樹脂を溶融及び混練し押出させた後、冷却ロールで急冷して無延伸フィルムを収得し、前記無延伸フィルムを延伸して収得され、
前記冷却ロールは５〜３５℃範囲内の表面温度を有することを特徴とする請求項１に記載の面内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【請求項４】
下記式（II）による波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１範囲以内であり、透過光が長い波長であるほど、位相差が減るか増える零（０）の波長分散性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の面内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【数２】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【請求項５】
請求項４による第１の位相差フィルムに、
下記式（II）による波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が減る負（−)の波長分散性を有する第２の位相差フィルムが積層されて、
下記式（II）による波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が増える正（＋)の波長分散性を有することを特徴とする正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルム。
【数３】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【請求項６】
前記第１の位相差フィルムのＭＤ(Machine Direction)方向と第２の位相差フィルムの位相遅延軸方向とが２０〜４０°範囲内に傾斜するように積層されることを特徴とする請求項５に記載の正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルム。
【請求項１】
アイソタクチックインデックス(isotactic index)が８５％以上であるホモポリプロピレン樹脂を延伸してなり、
特定の部位において下記式（I）による面内位相差(Ｒｅ)値が平均値に比べて±５ｎｍ範囲内の均一性を有することを特徴とする内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【数１】
(ここで、ｎｘはフィルムの面内で最大屈折率を示す軸(地上軸)方向の屈折率であり、ｎｙは前記地上軸と直交する方向の屈折率であり、Ｄはフィルムの厚さ(ｎｍ)を意味する。)
【請求項２】
前記ホモポリプロピレン樹脂は１〜１５ｇ/１０ｍｉｎ範囲内のメルトフローレイト(Melt Flow Rate：ＭＦＲ)を有することを特徴とする請求項１に記載の面内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【請求項３】
前記ホモポリプロピレン樹脂を溶融及び混練し押出させた後、冷却ロールで急冷して無延伸フィルムを収得し、前記無延伸フィルムを延伸して収得され、
前記冷却ロールは５〜３５℃範囲内の表面温度を有することを特徴とする請求項１に記載の面内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【請求項４】
下記式（II）による波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１範囲以内であり、透過光が長い波長であるほど、位相差が減るか増える零（０）の波長分散性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の面内位相差の値が均一な位相差フィルム。
【数２】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【請求項５】
請求項４による第１の位相差フィルムに、
下記式（II）による波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が減る負（−)の波長分散性を有する第２の位相差フィルムが積層されて、
下記式（II）による波長分散比の最大値あるいは最小値が１±０.１範囲を超過し、透過光が長い波長であるほど、位相差が増える正（＋)の波長分散性を有することを特徴とする正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルム。
【数３】
(ここで、Ｒｅは可視光線領域(４００〜８００ｎｍ)におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)であり、Ｒｅ(５５０)は５５０ｎｍ波長におけるフィルム面内位相差(ｎｍ)を意味する。)
【請求項６】
前記第１の位相差フィルムのＭＤ(Machine Direction)方向と第２の位相差フィルムの位相遅延軸方向とが２０〜４０°範囲内に傾斜するように積層されることを特徴とする請求項５に記載の正（＋)の波長分散性を有する積層光学フィルム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−３０１０３６（Ｐ２００９−３０１０３６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４０４２０（Ｐ２００９−１４０４２０）
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（５０９１６５５２９）ファシュン インダストリーズ カンパニー リミティド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（５０９１６５５２９）ファシュン インダストリーズ カンパニー リミティド (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]