JP5240103B2 - 積層位相差板、位相差板製造用フィルム及びそれを用いた積層位相差板の製造方法 - Google Patents

積層位相差板、位相差板製造用フィルム及びそれを用いた積層位相差板の製造方法 Download PDF

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本発明は、積層位相差板、位相差板製造用フィルム及びそれを用いた積層位相差板の製造方法に関する。
液晶表示装置等の表示装置において、位相差板として、等方性の原反フィルムを延伸し分子を配向させたフィルムが知られている。このような位相差板としては、観察角度による表示装置の色調の変化を少なくできるものが求められる。
観察角度による表示装置の色調の変化を少なくするためには、入射角0°(フィルムの法線方向)におけるレターデーション(位相差ともいう。)と入射角40°(フィルムの法線方向から40°傾いた角度)におけるレターデーションとがなるべく近い位相差板が求められる。そのような位相差板としては、例えば、面内の遅相軸方向の屈折率nxと、それに面内で直交する方向の屈折率nyと、厚さ方向の屈折率nzとが、nx>nz>nyの関係を満たす位相差板が提案されている。
ところで、多くの樹脂は固有複屈折値が正であり、延伸した際にnzがnx及びnyより小さくなる。一方ポリスチレン等の固有複屈折値が負の樹脂は、延伸フィルムとした場合の硬度及び可撓性が光学フィルムとして不適である場合が多い。このため、nx>nz>nyの関係を満たす有用な延伸フィルムを得ることは困難であった。そこで、この点を解決する方法として、例えば複数種類のフィルムを貼り合わせる方法や、延伸したフィルムを収縮させる方法が知られている(特許文献1〜3)。
また、特許文献4のような技術も知られている。
特開平3−24502号公報 特開平3−141303号公報 特開平5−157911号公報 特開平2001−194527号公報
しかしながら、特許文献1〜3などに記載の従来技術では、フィルムの貼り合わせの方向や収縮の制御が困難であり、そのため製造工程が煩雑で、大面積の位相差板を得ることが困難であった。また、従来技術では貼り合わせるフィルム間の接着強度が十分でない場合があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、観察角度による色調の変化が少なく、製造方法が容易で、且つ積層された層間の接着強度が強い積層位相差板、その積層位相差板の製造に使用できる位相差板製造用フィルム、及び、前記の積層位相差板を容易に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者は、ポリカーボネート、及び、ポリカーボネートとポリスチレンとの共重合物を含有するA層と、スチレン系樹脂を含有するB層とを、直接に積層させて、入射角0°におけるレターデーションReと、入射角40°におけるレターデーションR40とが所定の関係を満たす積層位相差板が、前記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の〔1〕〜〔6〕を要旨とする。
〔1〕入射角0°におけるレターデーションReと、入射角40°におけるレターデーションR40とが、0.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たし、ポリカーボネート、及び、ポリカーボネートとポリスチレンとの共重合物を含有するA層と、スチレン系樹脂を含有するB層とが、直接に積層されてなる積層位相差板。
〔2〕前記A層におけるスチレン成分の含有量が、前記A層に含有される樹脂全体の0.5〜5重量%である、〔1〕記載の積層位相差板。
〔3〕ポリカーボネート、及び、ポリカーボネートとポリスチレンとの共重合物を含有するA層と、スチレン系樹脂を含有するB層とが、直接に積層されてなる積層位相差板製造用フィルムであって、一軸延伸した際に、延伸方向をX軸、延伸方向に対してフィルム面内で直交する方向をY軸、およびフィルム厚さ方向をZ軸としたときに、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光の、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光に対する位相が、温度T1でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、温度T1とは異なる温度T2でX軸方向に一軸延伸したときには進む、位相差板製造用フィルム。
〔4〕前記A層に含有される樹脂のガラス転移温度Tgと、前記B層に含有される樹脂のガラス転移温度Tgとの差の絶対値が5℃以上である、〔3〕に記載の位相差板製造用フィルム。
〔5〕前記A層におけるスチレン成分の含有量が、前記A層に含有される樹脂全体の0.5〜5重量%である、〔3〕又は〔4〕記載の位相差板製造用フィルム。
〔6〕〔1〕又は〔2〕記載の積層位相差板の製造方法であって、〔3〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の位相差板製造用フィルムを温度T1またはT2のいずれかの温度で一方向に一軸延伸処理を行う第一延伸工程と、前記第一延伸工程で一軸延伸処理を行った方向と直交する方向に、前記と異なる温度T2またはT1で一軸延伸処理を行う第二延伸工程とを有する、積層位相差板の製造方法。
本発明の積層位相差板は、観察角度による色調の変化が少なく、製造方法が容易で、且つ積層された層間の接着強度が強い。
本発明の位相差板製造用フィルム及び積層位相差板の製造方法によれば、観察角度による色調の変化が少なく、且つ積層された層間の接着強度が強い積層位相差板を、容易に製造することができる。
図1は、A層を構成する樹脂のガラス転移温度が高く、B層を構成する樹脂のガラス転移温度が低いと仮定した場合に、本発明の位相差板製造用フィルムのA層およびB層をそれぞれ延伸したときの位相差Δの温度依存性と、本発明の位相差板製造用フィルム(A層+B層)を延伸したときの位相差Δの温度依存性を示す図である。 図2は、本発明に係る一要件を満たさない積層フィルムの例を概略的に示す斜視図である。 図3は、本発明に係る一要件を満たす積層フィルムの例を概略的に示す斜視図である。 図4は、図2に示す積層フィルムを延伸した場合における、延伸温度と位相差の発現との関係を示すグラフである。 図5は、図3に示す積層フィルムを延伸した場合における、延伸温度と位相差の発現との関係を示すグラフである。 図6は、製造例及び比較製造例で製造した積層体1〜3の延伸温度と、延伸後の直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を示す図である。
以下、例示物や実施形態を挙げて本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に挙げる例示物や実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
[1.積層位相差板]
本発明の積層位相差板は、少なくともA層とB層とを有し、前記のA層とB層とは直接に積層されている。また、A層はポリカーボネート、及び、ポリカーボネートとポリスチレンとの共重合物(以下、適宜「ポリカポリスチレン共重合物」という。)を含有し、B層はスチレン系樹脂を含有する。なお、A層の符号「A」、及び、B層の符号「B」は、いずれもその符号が付された層を他の層から区別するために付した符号であり、層の区別以外の意味を有するものではない。
[1−1.A層]
A層は、ポリカーボネートとポリカポリスチレン共重合物とを含有する層である。したがって、A層は、少なくともポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物を含む樹脂を含む層である。
ポリカーボネートは位相差発現性、低温での延伸性、および多層との接着性に優れた重合体であり、位相差板の材料として優れる重合体である。
ポリカーボネートとしては、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)による繰り返し単位(以下、適宜「カーボネート成分」という。)を有する重合体であれば任意のものを使用できる。また、ポリカーボネートは、1種類の繰り返し単位からなるものを用いてもよく、2種類以上の繰り返し単位を任意の比率で組み合わせてなるものを用いてもよい。さらに、ポリカーボネートは、カーボネート成分以外の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。ポリカーボネートが共重合体である場合、ポリカーボネートはランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体でもよく、グラフト共重合体でもよい。ただし、ポリカーボネートがカーボネート成分以外の繰り返し単位を有する場合でも、ポリカーボネートが含むカーボネート成分の含有率が高いことが好ましく、具体的には、80重量%以上が好ましく、85重量%以上がより好ましい。
ポリカーボネートの例を挙げると、ビスフェノールAポリカーボネート、分岐ビスフェノールAポリカーボネート、o,o,o’,o’−テトラメチルビスフェノールAポリカーボネートなどが挙げられる。なお、層Aが含むポリカーボネートは、1種類であってもよく、2種類以上が任意の比率で組み合わせて含まれていてもよい。
ポリカーボネートの重量平均分子量は、位相差板の強靭性の観点から20,000以上であることが好ましい。
一方、ポリカポリスチレン共重合物は、少なくとも前記カーボネート成分と、スチレン又はスチレン誘導体に由来する繰り返し単位(以下、適宜「スチレン成分」という。)とを含む共重合物である。カーボネート成分は前記のように位相差板として好適な性質を有する。また、スチレン成分も位相差発現性が高く、位相差板の材料の構成成分として優れている。したがって、ポリカポリスチレン共重合物も位相差板の材料として優れた重合体となる。
スチレン成分に対応するモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、p−ニトロスチレン、p−アミノスチレン、p−カルボキシスチレン、p−フェニルスチレン等が挙げられる。ポリカポリスチレン共重合体には、1種類のスチレン成分が含まれていてもよく、2種類以上のスチレン成分が任意の比率で組み合わせて含まれていてもよい。
ポリカポリスチレン共重合物においてカーボネート成分とスチレン成分との比率は、「カーボネート成分/スチレン成分」で表される重量比で、通常1以上、好ましくは2以上であり、通常50以下、好ましくは10以下である。スチレン成分が多すぎると、ポリカーボネートとの相溶性が低下し、A層の透明性が損なわれるおそれがあり、スチレン成分が少なすぎると、本発明の効果である層間接着が改善できない可能性が高い。
なお、ポリカポリスチレン共重合物は、ランダム共重合物でもよく、ブロック共重合物でもよく、グラフト共重合物でもよく、これらが任意の組み合わされた共重合物でもよい。
また、層Aに含まれるポリカポリスチレン共重合物は、1種類であってもよく、2種類以上が任意の比率で組み合わせて含まれていてもよい。
ポリカポリスチレン共重合物の重量平均分子量は、後述するガラス転移温度Tgが好適な範囲に収まるような範囲にすることが好ましい。
ポリカーボネートとポリカポリスチレン共重合物との比率は、A層におけるスチレン成分の含有量が、A層に含まれる樹脂全体の、通常0.5重量%以上、好ましくは1.0重量%以上であり、通常5重量%以下、好ましくは4重量%以下になるようにする。スチレン成分を前記範囲の下限値以上にすることでA層とB層との接着強度を高めることができ、一方前記範囲の上限値以下にすることでA層のヘイズを抑制し、透明性を確保することができる。
ここで樹脂の固有複屈折値について説明する。正の固有複屈折値とは、樹脂の延伸方向の屈折率がそれに直交する方向の屈折率よりも大きくなることを意味する。一方、負の固有複屈折値とは、樹脂の延伸方向の屈折率がそれに直交する方向の屈折率よりも小さくなることを意味する。これらの固有複屈折値は、誘電率分布から計算することもできる。
A層に含まれる成分のうち、ポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物のカーボネート成分は正の固有複屈折値を有する。一方、ポリカポリスチレン共重合物のスチレン成分は負の固有複屈折値を有する。このため、A層におけるスチレン成分の量によって、ポリカーボネートの複屈折を打ち消し、発現するA層の位相差を調整することができる。
A層は、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述したポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物以外にその他の成分を含んでいても良い。
例えば、A層はポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物以外の重合体を含んでいても良い。中でも、A層を構成する樹脂の固有複屈折値を正にすることが好ましいことから、その他の重合体は正の固有複屈折値を有する重合体であることが好ましい。その具体例を挙げると、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル重合体;ポリフェニレンサルファイド等のポリアリーレンサルファイド重合体;ポリフェニレンエーテル重合体等のポリアリーレンエーテル重合体;ポリビニルアルコール重合体、ポリアリレート重合体、セルロースエステル重合体、ポリエーテルスルホン重合体、ポリスルホン重合体、ポリアリルサルホン重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ノルボルネン重合体、棒状液晶ポリマーなどが挙げられる。また、その他の重合体の構成成分はポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物の一部に繰り返し単位として含有されていても良い。ただし、本発明の利点を顕著に発揮させる観点からは、A層においてその他の重合体の量は少ないことが好ましい。その他の重合体の具体的な量は、例えばポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物の合計100重量部に対して、10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、3重量部以下が更に好ましい。中でも、その他の重合体は含まないことが特に好ましい。
またA層は配合剤を含んでいてもよい。その例を挙げると、滑剤;層状結晶化合物;無機微粒子;酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の安定剤;可塑剤;染料、顔料等の着色剤;帯電防止剤;などが挙げられる。中でも、滑剤及び紫外線吸収剤は、可撓性及び耐候性を向上させることができるので好ましい。なお配合剤の量は、例えば得られる積層位相差板の全光線透過率85%以上を維持できる範囲とすることができる。
滑剤としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム等の無機粒子;ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート等の有機粒子などが挙げられる。中でも、滑剤としては有機粒子が好ましい。
紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系紫外線吸収剤、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体などが挙げられる。好適な紫外線吸収剤の具体例を挙げると、2,2’−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,4−ジ−tert−ブチル−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられ、特に好適なものとしては、2,2’−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)が挙げられる。
なお、A層は、その他の成分を、1種類を単独で含んでいてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいても良い。
ポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物を含むA層形成用の樹脂のガラス転移温度Tgは、通常80℃以上、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは110℃以上、特に好ましくは120℃以上である。ガラス転移温度Tgがこのように高いことにより、ポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物等のA層形成用の樹脂成分の配向緩和を低減することができる。なお、ガラス転移温度Tgの上限に特に制限は無いが、通常は200℃以下である。
さらに、ガラス転移温度TgにおけるA層を構成する樹脂の破断伸度は、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。破断伸度がこの範囲にあれば、延伸により安定的に積層位相差板を作製することができる。なお破断伸度は、JISK7127記載の試験片タイプ1Bの試験片を用いて、引っ張り速度100mm/分によって求める。
[1−2.B層]
B層はスチレン系樹脂を含有する層である。スチレン系樹脂とは、スチレン又はスチレン誘導体の単独重合体、またはこれらと他のモノマーとの共重合体、などのスチレン系重合体を含む樹脂をいう。
スチレン系重合体は位相差発現性に優れた重合体であり、位相差板の材料として優れる。さらに、本発明の積層位相差板ではA層に含有されるポリカポリスチレン共重合物がスチレン成分を含むので、A層及びB層が同じスチレン系の重合体成分を含むことになり、A層とB層との親和性が高まるため、A層とB層との間の接着強度を高めることが可能となっている。
スチレン又はスチレン誘導体の例を挙げると、前記ポリカポリスチレン共重合物のスチレン成分に対応するモノマーと同様のものが挙げられる。なお、これらは、1種類で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
スチレン系重合体に含まれるスチレン及びスチレン誘導体以外の成分に対応したモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、無水マレイン酸、メチルメタクリレート、ブタジエンなどが好適に挙げられる。なお、これらのスチレン及びスチレン誘導体以外の成分に対応したモノマーは、1種類で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
スチレン系重合体の中でも耐熱性が高いという点で、スチレン又はスチレン誘導体と無水マレイン酸との共重合体が特に好ましい。また、スチレン系重合体は、立体規則性についてはアタクチック構造でもよく、シンジオタクチック構造でもよい。なお、スチレン系重合体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
スチレン系重合体の重量平均分子量は、そのガラス転移温度Tgが後述する範囲に収まるような範囲にすることが好ましい。
B層は、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述したスチレン系重合体以外にその他の成分を含んでいても良い。
例えば、B層はスチレン系重合体以外の重合体を含んでいても良い。中でも、B層を構成する樹脂の固有複屈折値を負にすることが好ましいことから、その他の重合体は負の固有複屈折値を有する重合体であることが好ましい。その具体例を挙げると、ポリアクリロニトリル重合体、ポリメチルメタクリレート重合体、あるいはこれらの多元共重合ポリマーなどが挙げられる。また、その他の重合体の構成成分はスチレン系重合体の一部に繰り返し単位として含有されていても良い。ただし、本発明の利点を顕著に発揮させる観点からは、B層においてその他の重合体の量は少ないことが好ましい。その他の重合体の具体的な量は、例えばスチレン系重合体100重量部に対して、10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、3重量部以下が更に好ましい。中でも、その他の重合体は含まないことが特に好ましい。
またB層は配合剤を含んでいてもよい。その例としては、A層が含んでいてもよい配合剤と同様のものが挙げられる。配合剤の量は、例えば得られる積層位相差板の全光線透過率85%以上を維持できる範囲とすることができる。
なお、B層は、その他の成分を、1種類を単独で含んでいてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいても良い。
スチレン系樹脂を含むB層形成用の樹脂のガラス転移温度Tgは、通常80℃以上、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは110℃以上、特に好ましくは120℃以上である。ガラス転移温度Tgがこのように高いことにより、スチレン系重合体等のB層形成用の樹脂の配向緩和を低減することができる。なお、B層形成用の樹脂のガラス転移温度Tgの上限に特に制限は無いが、通常は200℃以下である。
ポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物を含むA層形成用の樹脂のガラス転移温度Tgと、スチレン系樹脂を含むB層形成用の樹脂のガラス転移温度Tgとの差の絶対値は、好ましくは5℃以上、より好ましくは8℃以上であり、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、特に好ましくは20℃以下である。前記のガラス転移温度の差の絶対値が小さすぎると位相差発現の温度依存性が小さくなる傾向がある。一方、前記のガラス転移温度の差の絶対値が大きすぎるとガラス転移温度の高い樹脂の延伸がし難くなり、位相差板の平面性が低下しやすくなる可能性がある。なお、前記のガラス転移温度Tgは、ガラス転移温度Tgよりも高いことが好ましい。
さらに、ガラス転移温度TgにおけるA層形成用の樹脂の破断伸度は、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。破断伸度がこの範囲にある樹脂であれば、延伸により安定的に積層位相差板を作製することができる。
[1−3.A層とB層との積層関係]
A層とB層とは、その層界面の少なくとも一部が接着層を介さずに直接に接しており、好ましくはその層界面の全体が接着層を介さずに直接に接している。このように接着層を介することなくA層とB層とが直接に積層されていても、A層とB層とが共にスチレン成分を含んでいるため、A層とB層とは強固に接着される。したがって、接着剤が不要となることで本発明の積層位相差板の厚みを薄くすることが可能となる。また、A層とB層とが直接に接することは、光学的機能の発現の点でも有利である。
本発明の積層位相差板は、A層及びB層を少なくとも1層ずつのみ有していていればよいが、A層及びB層の一方又は両方を複数層有していてもよい。A層及びB層の一方又は両方を複数層有する場合、その積層順序は特に限定されない。例えば、A層−A層−B層−B層といった層構成であっても良く、A層−B層−A層−B層といった層構成であっても良い。
[1−4.厚さ]
本発明の積層位相差板は、A層の厚さとB層の厚さとのバランスを改善することができる点を利点の一つとしている。A層及びB層の厚みが相対的に厚くなりすぎたり薄くなりすぎると、各層の厚み精度が悪化し、ひいては位相差の精度が悪化する可能性がある。ここで、A層及びB層の厚さとは、A層及びB層がそれぞれ1層であればその厚さをいい、2層以上であればその合計の厚さをいう。A層の厚さ/B層の厚さの比の具体的な値は後述する位相差に関係するため、発現させたい所望の位相差に応じて設定されることになるが、通常0.12以上、好ましくは0.17以上であり、通常8以下、好ましくは6以下である。
本発明の積層位相差板の厚さは、A層及びB層の厚さの合計として、10μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましく、また、200μm以下が好ましく、150μm以下がより好ましい。
さらに、A層及びB層の厚さのばらつきが全面で1μm以下であることが好ましい。これにより、色調のばらつきを小さくできる。また、長期使用後の色調変化を均一にできるようになる。これを実現するには、後述する位相差板製造用フィルムにおいて、A層及びB層の厚さのばらつきを前面で1μm以下にすればよい。
A層及びB層の厚さは、市販の接触式厚さ計を用いて、フィルムの総厚を測定し、次いで厚さ測定部分を切断し断面を光学顕微鏡で観察して、各層の厚さ比を求めて、その比率より計算することができる。また以上の操作をフィルムの複数個所において一定間隔毎に行い、厚さの平均値およびばらつきを求めることができる。
なお、厚さのばらつきは、上記で測定した測定値の算術平均値Taveを基準とし、測定した厚さTの内の最大値をTmax、最小値をTminとして、以下の式から算出する。
厚さのばらつき(μm)=Tave−Tmin、及び
max−Tave のうちの大きい方。
[1−5.その他の層]
本発明の積層位相差板は、A層及びB層以外の層を有してもよい。例えば、積層位相差板の滑り性をよくするマット層、耐衝撃性ポリメタクリレート樹脂層などのハードコート層、反射防止層、防汚層等を有することができる。
[1−6.積層位相差板の物性]
本発明の積層位相差板は、入射角0°におけるレターデーションReと、入射角40°におけるレターデーションR40との比R40/Reが、0.92以上、好ましくは0.95以上であり、1.08以下、好ましくは1.05以下である。ReとR40とがこのような関係を満たすことにより、観察角度による色調の変化を少なくすることができる。
ReとR40との前記の関係を満たすようにするには、A層を構成する樹脂の固有複屈折値が正であり、B層を構成する樹脂の固有複屈折値が負であることが望ましい。本発明においてA層が含むポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物のカーボネート成分は正の固有複屈折値を有し、B層が含むスチレン系樹脂は負の固有複屈折値を有するため、特段の手段を講じなくても通常は本発明の積層位相差板は、A層を構成する樹脂の固有複屈折値が正となり、B層を構成する樹脂の固有複屈折値が負となっている。
ここで、入射角0°とは積層位相差板の法線方向であり、入射角40°とは積層位相差板の法線方向から40°傾いた角度である。R40の測定にあたり、観察角度を傾ける方向は特に限定されず、どれか一の方向に傾けた場合のR40の値が当該要件を満たせばよい。
また、レターデーションReとR40との対比をする波長は、可視光線領域内のいずれかの波長とすることができ、好ましくは550nmとすることができる。
前記の入射角0°及び40°におけるレターデーションRe及びR40は、王子計測器社製KOBRA−WRを用いて、平行ニコル回転法により測定することができる。
ReとR40とが前記の関係を満たすことにより、積層位相差板の面内の主軸方向の屈折率nx及びny並びに厚さ方向の屈折率nzをnx>nz>nyとすることができる。ここで、屈折率nx、nzおよびnyは、ReおよびR40、積層位相差板の厚み、積層位相差板の平均屈折率naveにより算出される。naveは次式により決定する。
ave=Σ(n×L)/ΣL
:i層の樹脂の屈折率
:i層の膜厚
前記ReとR40との関係を満たすようにするには、A層及びB層の厚さを適切に調整すればよい。例えば、後述する積層位相差板の製造方法で本発明の積層位相差板を製造する場合、A層の厚さ/B層の厚さの比を、延伸による、それぞれの層の位相差発現性により決定することができる。この際、位相差が発現しにくい層を厚くすることで、本発明の積層位相差板が前記ReとR40との関係を満たすようにすることができる。
本発明の積層位相差板は、入射角0°におけるレターデーションReが、波長550nmにおいて、50nm以上であることが好ましく、100nm以上であることがより好ましく、また、400nm以下であることが好ましく、350nm以下であることがより好ましい。
本発明の積層位相差板は、光学素子として適する観点から、その全光線透過率が85%以上であることが好ましい。前記全光線透過率は、JIS K0115に準拠して、分光光度計(日本分光社製、紫外可視近赤外分光光度計「V 570」)を用いて測定した値である。
本発明の積層位相差板のヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。ヘイズを低い値とすることにより、本発明の積層位相差板を組み込んだ表示装置の表示画像の鮮明性を高めることができる。ここで、ヘイズは、JIS K7361−1997に準拠して、日本電色工業社製「濁度計 NDH−300A」を用いて、5箇所測定し、それから求めた平均値である。
本発明の積層位相差板は、長尺のフィルムとすることが、製造効率の観点から好ましい。ここで長尺のフィルムとは、幅方向の寸法に対して長い(例えば10倍以上、といった長さの)長さ方向を有するフィルムである。このような長尺のフィルムは製造ラインにおいて、長さ方向に連続的に製造工程を行なうことにより得られる。特に、後述する位相差板製造用フィルムを長尺のフィルムとして調製し、これをさらに延伸するという工程で本発明の積層位相差板を製造する場合、これらの工程の一部または全部をインラインで簡便且つ効率的に行なうことが可能である。
具体的には、異なる延伸倍率及び延伸方向の樹脂フィルムを貼り合わせたり、一旦延伸した樹脂を収縮させるたり等の複雑な工程を行なうことなく、複数層を有する位相差板製造用フィルムを所定方向に二軸延伸するといった簡便な操作で、従来製造することが困難であったnx>nz>nyといった屈折率を有する積層位相差板を容易に得ることができる。
[2.積層位相差板の製造方法]
本発明の積層位相差板の製造方法に制限は無いが、本発明の位相差板製造用フィルムに対して、温度T1またはT2のいずれかの温度で一方向に一軸延伸処理を行う第一延伸工程と、第一延伸工程で一軸延伸処理を行った方向と直交する方向に、前記と異なる温度T2またはT1で一軸延伸処理を行う第二延伸工程と行う製造方法(以下、適宜「本発明の製造方法」という。)によれば、本発明の積層位相差板を容易に製造することができる。
[2−1.位相差板製造用フィルム]
位相差板製造用フィルムは、ポリカーボネート及びポリカポリスチレン共重合物を含有するA層と、スチレン系樹脂を含有するB層とが、直接に積層されてなるフィルムである。ここで、位相差板製造用フィルムにおけるA層及びB層は、前記[1−1.A層]、[1−2.B層]及び[1−3.A層とB層との積層関係]の項で説明したA層及びB層と同様である。また、位相差板製造用フィルムがA層及びB層以外にその他の層を有していてもよい点は[1−5.その他の層]と同様である。
ただし、位相差板製造用フィルムは、観察角度による色調の変化を低減できる所望の位相差を有する積層位相差板を製造する観点から、次の要件を満たすようにする。すなわち、位相差板製造用フィルムは、一軸延伸した際に、延伸方向をX軸、延伸方向に対してフィルム面内で直交する方向をY軸、およびフィルム厚さ方向をZ軸としたときに、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光(以下、適宜「XZ偏光」という。)の、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光(以下、適宜「YZ偏光」という。)に対する位相が、温度T1でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、温度T1とは異なる温度T2でX軸方向に一軸延伸したときには進む、ものである。
なお、位相差板製造用フィルムの面内の様々な方向のうち、少なくとも一の方向をX軸とした場合に前記の要件を満たせば、その方向を延伸方向として、本発明の積層位相差板の製造に用いうる。位相差板製造用フィルムが、延伸前において特に配向処理をしていない等方な原反フィルムであれば、面内の一の方向をX軸としたときに当該要件を満たせば、通常は、他のどの方向をX軸としたときも当該要件を満たすことができる。
一軸延伸によってX軸に遅相軸が現れるフィルムでは、XZ偏光は、YZ偏光に対して位相が遅れる。逆に一軸延伸によってX軸に進相軸が現れるフィルムでは、XZ偏光は、YZ偏光に対して位相が進む。
ところで、本発明の位相差板製造用フィルムは、遅相軸または進相軸の現れ方が延伸温度に依存するフィルムである。このような位相差の発現の温度依存性を有するフィルムは、正の固有複屈折値を有する樹脂を含むA層と、負の固有複屈折値を有する樹脂を含むB層とを、樹脂の固有複屈折値および各樹脂層の厚さ比などの関係を調整して積層することで得られる。
また位相差は、延伸方向であるX軸方向の屈折率nxと延伸方向に直交する方向であるY軸方向の屈折率nyとの差(=nx−ny)に厚さdを乗じて求められる値である。A層とB層とを積層したときの位相差は、A層の位相差とB層の位相差とから合成される。そこで、高い温度Tおよび低い温度Tにおける延伸によってA層とB層とからなる積層体の位相差の符号が逆になるようにするために、(i)低い温度Tにおける延伸で、ガラス転移温度の高い樹脂が発現する位相差の絶対値がガラス転移温度の低い樹脂が発現する位相差の絶対値よりも小さくなり、(ii)高い温度Tにおける延伸で、ガラス転移温度の低い樹脂が発現する位相差の絶対値がガラス転移温度の高い樹脂が発現する位相差の絶対値よりも小さくなるように、A層及びB層の厚さを調整することが好ましい。
このように、一軸延伸によってA層およびB層のそれぞれに発現するX軸方向の屈折率nxとY軸方向の屈折率nyとの差と、A層の厚さの総和と、B層の厚さの総和とを、調整することで、XZ偏光(即ち、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光)の、YZ偏光(即ち、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光)に対する位相が、温度T1でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、温度T1とは異なる温度T2でX軸方向に一軸延伸したときには進むフィルムを得ることができる。
なお、温度T1は、TまたはTのいずれか一方の温度であり、温度T2は、T1とは異なるTまたはTのいずれか一方の温度である。
図1は、A層を構成する樹脂のガラス転移温度が高く、B層を構成する樹脂のガラス転移温度が低いと仮定した場合に、本発明の位相差板製造用フィルムのA層およびB層をそれぞれ延伸したときの位相差Δの温度依存性と、本発明の位相差板製造用フィルム(A層+B層)を延伸したときの位相差Δの温度依存性を示すものである。図1において、温度Tにおける延伸ではA層によって発現するプラスの位相差に比べB層によって発現するマイナスの位相差の方が大きいので、A層+B層ではマイナスの位相差Δを発現することになる。一方、温度Taにおける延伸ではA層によって発現するプラスの位相差に比べB層によって発現するマイナスの位相差の方が小さいので、A層+B層ではプラスの位相差Δを発現することになる。
次に別の例を挙げて、前記の要件を満たすフィルム及び満たさないフィルムについて更に説明する。
図2及び図3に図示される積層フィルム1及び積層フィルム2はいずれも、固有複屈折値が正である樹脂からなるA層及び固有複屈折値が負である樹脂からなるB層を有する。また、図4及び図5はそれぞれ、積層フィルム1及び積層フィルム2をX軸方向に種々の温度において延伸した場合における、延伸後のA層及びB層の位相差(XZ偏光の、YZ偏光に対する位相の差)を示すグラフである。図4及び図5において、横軸は延伸温度であり、縦軸は、A層及びB層それぞれの(位相差の絶対値/延伸倍率)の値であり、曲線A及び曲線Bはそれぞれ、A層及びB層におけるこれらの関係を示す。積層フィルム1及び積層フィルム2はいずれもA層とB層との積層体であるので、A層及びB層は、常に同じ倍率で延伸されたものとなる。
A層に含まれる樹脂の固有複屈折値が正であり、B層に含まれる樹脂の固有複屈折値が負であることから、これらの位相差の符号は逆である。図4,5において、曲線Aが曲線Bより上側である場合はXZ偏光がYZ偏光より遅れ、曲線Bが曲線Aより上側である場合はYZ偏光がXY偏光より遅れる。
一般的に、固有複屈折値が負の樹脂は低い温度での延伸により破断しやすい。図4及び5に示す例では温度TDは、伸び難くすぐに破断する温度(B層に含まれる樹脂の破断点)であり、積層フィルム1及び積層フィルム2はこれより低い温度で延伸することは困難である。Tg(A)及びTg(B)はそれぞれ、A層及びB層に含まれる樹脂のガラス転移温度であり、曲線A及び曲線BはそれぞれTg(A)及びTg(B)付近において大きく減衰する曲線となる。
積層フィルム1及び積層フィルム2を対比すると、図2,3に示すように、積層フィルム1は相対的にA層が厚く、積層フィルム2はA層が薄い。そのため、積層フィルム1においては、積層フィルム2に比べて、A層に基づく位相差の変化が大きく発現する。その結果、図4に示されるとおり、積層フィルム1は図示される全ての温度範囲においてA層の位相差の絶対値が高い。即ち、積層フィルム1はどの温度において延伸しても、XZ偏光がYZ偏光より遅れる。したがって、延伸フィルム1は、前記要件でいう温度T2を有し得ず、前記要件を満たさない。
一方、積層フィルム2は、図5に示すように、点X3を境に、それより低い温度範囲においてはXZ偏光がYZ偏光より進み、高い温度範囲においてはXZ偏光がYZ偏光より遅れる。したがって、積層フィルム2においては、点X3における温度より高い温度にT1が、点X3における温度より低い温度にT2が存在することとなり、前記の要件を満たす。
位相差板製造用フィルムにおけるA層の厚さとB層の厚さとの具体的な比率は、前記の要件を満たす限り任意に設定できるが、「A層の厚さの総和/B層の厚さの総和」で表される比は、通常1/15以上、好ましくは1/10以上であり、また、通常1/4以下である。A層が厚くなり過ぎても、B層が厚くなり過ぎても、位相差発現の温度依存性が小さくなる傾向がある。なお、A層の総厚さ及びB層の総厚さとは、A層及びB層のそれぞれが複数層ある場合はそれらの合計の厚さであることを意味する。
位相差板製造用フィルムの総厚は、好ましくは20μm以上、より好ましくは500μm以下である。位相差板製造用フィルムが前記範囲の下限よりも薄いと十分な位相差を得難くなり機械的強度も弱くなる傾向があり、前記範囲の上限よりも厚いと柔軟性が悪化し、ハンドリングに支障をきたす可能性がある。
また、位相差板製造用フィルムにおいて、A層及びB層の厚さのばらつきが全面で1μm以下であることが好ましい。これにより、積層位相差板の色調のばらつきを小さくできる。また、積層位相差板の長期使用後の色調変化を均一にできるようになる。
A層およびB層の厚さのばらつきを全面で1μm以下とするためには、位相差板製造用フィルムを共押出し法で製造する場合に、(1)押出機内に目開きが20μm以下のポリマーフィルターを設ける;(2)ギヤポンプを5rpm以上で回転させる;(3)ダイス周りに囲い手段を配置する;(4)エアギャップを200mm以下とする;(5)フィルムを冷却ロール上にキャストする際にエッジピニングを行う;および(6)押出機として二軸押出機又はスクリュー形式がダブルフライト型の単軸押出機を用いる;を行うようにすればよい。
位相差板製造用フィルムは、全光線透過率、ヘイズ、ΔYI及びJIS鉛筆硬度、並びに、長尺のフィルムとすることが好ましい点は、本発明の積層位相差板と同様である(前記の[1−5.積層フィルムの物性]の項を参照)。ただし、位相差板製造用フィルムは、延伸される工程を経て本発明の積層位相差板となるものであるので、通常は本発明の積層位相差板と同様のレターデーションを有するものではない。
位相差板製造用フィルムの外表面は、MD方向(Machine Direction方向。製造時におけるフィルムの流れ方向を指す。)に伸びる不規則に生じる線状凹部や線状凸部(いわゆるダイライン)を実質的に有さず、平坦であることが好ましい。ここで、「不規則に生じる線状凹部や線状凸部を実質的に有さず、平坦」とは、仮に線状凹部や線状凸部が形成されたとしても、深さが50nm未満もしくは幅が500nmより大きい線状凹部、および高さが50nm未満もしくは幅が500nmより大きい線状凸部であることである。より好ましくは、深さが30nm未満もしくは幅が700nmより大きい線状凹部であり、高さが30nm未満もしくは幅が700nmより大きい線状凸部である。このような構成とすることにより、線状凹部や線状凸部での光の屈折等に基づく、光の干渉や光漏れの発生を防止でき、光学性能を向上できる。なお、不規則に生じるとは、意図しない位置に意図しない寸法、形状等で形成されるということである。
上述した線状凹部の深さや、線状凸部の高さ、及びこれらの幅は、次に述べる方法で求めることができる。位相差板製造用フィルムに光を照射して、透過光をスクリーンに映し、スクリーン上に現れる光の明又は暗の縞の有る部分(この部分は線状凹部の深さ及び線状凸部の高さが大きい部分である。)を30mm角で切り出す。切り出したフィルム片の表面を三次元表面構造解析顕微鏡(視野領域5mm×7mm)を用いて観察し、これを3次元画像に変換し、この3次元画像から断面プロファイルを求める。断面プロファイルは視野領域で1mm間隔で求める。
この断面プロファイルに、平均線を引き、この平均線から線状凹部の底までの長さが線状凹部深さ、また平均線から線状凸部の頂までの長さが線状凸部高さとなる。平均線とプロファイルとの交点間の距離が幅となる。これら線状凹部深さ及び線状凸部高さの測定値からそれぞれ最大値を求め、その最大値を示した線状凹部又は線状凸部の幅をそれぞれ求める。以上から求められた線状凹部深さ及び線状凸部高さの最大値、その最大値を示した線状凹部の幅及び線状凸部の幅を、そのフィルムの線状凹部の深さ、線状凸部の高さ及びそれらの幅とする。
位相差板製造用フィルムは、その製法によって特に制限されない。位相差板製造用フィルムとしては、通常、等方性の原反フィルムを用いるが、一旦延伸処理を施したフィルムを位相差板製造用フィルムとし、これにさらに延伸処理を施すこともできる。
位相差板製造用フィルムの製法としては、例えば、共押出Tダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出成形法;各樹脂層の材料を順次流延し積層させる共流延法;ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形法;及び樹脂フィルム表面に樹脂溶液をコーティングする等のコーティング成形法などの公知の方法が挙げられる。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出成形法が好ましい。共押出成形法の中でも、共押出Tダイ法が好ましい。共押出Tダイ法にはフィードブロック方式およびマルチマニホールド方式があるが、A層の厚さのばらつきを少なくできる点でマルチマニホールド方式が特に好ましい。
共押出Tダイ法を採用する場合、Tダイを有する押出機における樹脂の溶融温度は、各樹脂に用いた熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも、80℃高い温度以上にすることが好ましく、100℃高い温度以上にすることがより好ましく、また、180℃高い温度以下にすることが好ましく、150℃高い温度以下にすることがより好ましい。押出機での溶融温度が過度に低いと、樹脂の流動性が不足するおそれがあり、逆に溶融温度が過度に高いと、樹脂が劣化する可能性がある。
押出成形法ではダイスの開口部から押出されたシート状の溶融樹脂を冷却ドラムに密着させる。溶融樹脂を冷却ドラムに密着させる方法は、特に制限されず、例えば、エアナイフ方式、バキュームボックス方式、静電密着方式などが挙げられる。
冷却ドラムの数は特に制限されないが、通常は2本以上である。また、冷却ドラムの配置方法としては、例えば、直線型、Z型、L型などが挙げられるが特に制限されない。またダイスの開口部から押出された溶融樹脂の冷却ドラムへの通し方も特に制限されない。
冷却ドラムの温度により、押出されたシート状の樹脂の冷却ドラムへの密着具合が変化する。冷却ドラムの温度を上げると密着はよくなるが、温度を上げすぎるとシート状の樹脂が冷却ドラムから剥がれずに、ドラムに巻きつく不具合が発生するおそれがある。そのため、冷却ドラムの温度は、好ましくはダイスから押し出す樹脂のガラス転移温度をTg(共押し出し法により製造する場合のように、ガラス転移温度が複数存在する場合には、ドラムに接触する層の樹脂のガラス転移温度を基準とする)とすると、(Tg+30)℃以下、さらに好ましくは(Tg−5)℃〜(Tg−45)℃の範囲にする。そうすることにより滑りやキズなどの不具合を防止することができる。
位相差板製造用フィルム中の残留溶剤の含有量は少なくすることが好ましい。そのための手段としては、(1)原料となる樹脂の残留溶剤を少なくする;(2)位相差板製造用フィルムを成形する前に樹脂を予備乾燥する;などの手段が挙げられる。予備乾燥は、例えば樹脂をペレットなどの形態にして、熱風乾燥機などで行われる。乾燥温度は100℃以上が好ましく、乾燥時間は2時間以上が好ましい。予備乾燥を行うことにより、フィルム中の残留溶剤を低減させる事ができ、さらに押し出されたシート状の樹脂の発泡を防ぐことができる。
[2−2.第一延伸工程]
本発明の製造方法では、まず、位相差板製造用フィルムを温度T1またはT2のいずれかの温度で一方向に一軸延伸処理を行う第一延伸工程を行う。温度T1で延伸すると、XZ偏光のYZ偏光に対する位相が遅れる。一方、温度T2で一軸延伸したときには、XZ偏光のYZ偏光に対する位相が進む。
ガラス転移温度の関係がTg>Tgであるとき、温度T1は、好ましくはTg+3℃以上かつTg+5℃以下であり、より好ましくはTg+5℃以上かつTg+3℃以下である。また温度T2は、好ましくはTg+3℃以下であり、より好ましくはTg以下である。この場合、第一延伸工程においては温度T1で行うことが好ましい。
一方、Tg>Tgであるとき、温度T2は、好ましくはTg+3℃以上かつTg+5℃以下であり、より好ましくはTg+5℃以上かつTg+3℃以下である。また温度T1は、好ましくはTg+3℃以下であり、より好ましくはTg以下である。この場合、第一延伸工程においては温度T2で行うことが好ましい。
延伸温度T1及びT2を前記の範囲に収めることにより、A層及びB層の屈折率を容易に所望の範囲に調整することができる。
一軸延伸処理は、従来公知の方法で行うことができる。例えば、ロール間の周速の差を利用して縦方向に一軸延伸する方法や、テンターを用いて横方向に一軸延伸する方法等が挙げられる。縦方向に一軸延伸する方法としては、例えば、ロール間でのIR加熱方式や、フロート方式等が挙げられる。中でも光学的な均一性が高い位相差板が得られる点からフロート方式が好適である。一方、横方向に一軸延伸する方法としては、テンター法が挙げられる。
一軸延伸処理では、延伸ムラや厚さムラを小さくするために、延伸ゾーンにおいてフィルム幅方向に温度差がつくようにすることができる。延伸ゾーンにおいてフィルム幅方向に温度差をつけるには、例えば、温風ノズルの開度を幅方向で調整したり、IRヒーターを幅方向に並べて加熱制御したりするなど、公知の手法を用いることができる。
[2−3.第二延伸工程]
第一延伸工程を行った後で、第一延伸工程で一軸延伸処理を行った方向と直交する方向に、第一延伸工程とは異なる温度T2またはT1で一軸延伸処理を行う第二延伸工程を行う。第二延伸工程においては、ガラス転移温度の関係がTg>Tgであるとき温度T2で一軸延伸処理を行うことが好ましく、Tg>Tgであるとき温度T1で一軸延伸処理を行うことが好ましい。
第二延伸工程での一軸延伸処理は、第一延伸工程での一軸延伸処理で採用できる方法と同様の方法が適用できる。ただし第二延伸工程での一軸延伸処理は、第一延伸工程での一軸延伸処理よりも小さい延伸倍率で行うことが好ましい。
このように位相差板製造用フィルムに対して第一延伸工程と第二延伸工程とを行うことにより、入射角0°におけるレターデーションReと入射角40°におけるレターデーションR40とが0.92≦R40/Re≦1.08の関係を有する位相差板が得られる。
さらに、本発明の製造方法では、面内の遅相軸方向の屈折率nxとそれに面内で直交する方向の屈折率nyと厚さ方向の屈折率nzとがnx>nz>nyの関係を満たす位相差板が広い面積で容易に得られる。この点を図3及び図5に示した積層フィルム2を、X軸方向に延伸し、続いてY軸方向に延伸する場合を参照して説明する。まず、図5における点X3より高い温度(XZ偏光がYZ偏光より遅れる温度=T1)においてX軸方向に延伸することにより、A層の面内方向の屈折率がnx>ny=nz(ここではnxはX軸方向の屈折率)となり、一方B層は、高い温度での延伸であるため屈折率が変化しない。続いて、図5における点X3より低い温度(XZ偏光がYZ偏光より進む温度=T2)においてY軸方向に延伸することにより、得られたA層におけるnx及びnzは低下し、一方B層においてはnyが低下しnx=nz>nyのB層となる。そのため、各延伸の延伸倍率及び各層の厚さを適宜調整することにより、A層及びB層全体でみた屈折率が望ましいnx>nz>nyの関係を有する積層位相差板を得ることができる。
[2−4.その他の工程]
本発明の製造方法では、前記の第一延伸工程及び第二延伸工程以外にその他の工程を行うようにしても良い。
例えば、第一延伸工程で位相差板製造用フィルムを延伸する前に、位相差板製造用フィルムを予め加熱する工程(予熱工程)を設けても良い。位相差板製造用フィルムを加熱する手段としては、例えば、オーブン型加熱装置、ラジエーション加熱装置、又は液体中に浸すことなどが挙げられる。中でもオーブン型加熱装置が好ましい。予熱工程における加熱温度は、通常は延伸温度−40℃以上、好ましくは延伸温度−30℃以上であり、通常は延伸温度+20℃以下、好ましくは延伸温度+15℃以下である。なお延伸温度とは、加熱装置の設定温度を意味する。
また、例えば第一延伸工程及び/または第二延伸工程の後に、延伸したフィルムを固定処理しても良い。固定処理における温度は、通常は室温以上、好ましくは延伸温度−40℃以上であり、通常は延伸温度+30℃以下、好ましくは延伸温度+20℃以下である。
[3.その他]
本発明の積層位相差板は、複屈折の高度な補償が可能なので、それ単独であるいは他の部材と組み合わせて、例えば液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置、FED(電界放出)表示装置、SED(表面電界)表示装置などに適用することができる。
液晶表示装置は、通常、光入射側偏光板と液晶セルと光出射側偏光板とがこの順で配置された液晶パネルを備える。本発明の積層位相差板を液晶セルと光入射側偏光板との間、及び/又は、液晶セルと光出射側偏光板との間に配置することで、液晶表示装置の視認性を大幅に向上させることができる。
液晶セルの駆動方式としては、例えば、インプレーンスイッチング(IPS)モード、バーチカルアラインメント(VA)モード、マルチドメインバーチカルアラインメント(MVA)モード、コンティニュアスピンホイールアラインメント(CPA)モード、ハイブリッドアラインメントネマチック(HAN)モード、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、オプチカルコンペンセイテッドベンド(OCB)モードなどが挙げられる。
本発明の積層位相差板は、液晶セルまたは偏光板に貼り合わせてもよい。積層位相差板を偏光板の両面に貼り合わせてもよいし、片面にのみ貼り合わせてもよい。また、積層位相差板を2枚以上用いてもよい。貼り合わせには公知の接着剤を用い得る。
偏光板は、通常、偏光子とその両面に貼り合わせられた保護フィルムとを備える。また、保護フィルムに代えて、本発明の積層位相差板を偏光子に直接貼り合わせ、積層位相差板を保護フィルムとして用いることもできる。この場合、保護フィルムが省略されるので、液晶表示装置の薄型化、軽量化、低コスト化を実現できる。
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
〔評価方法〕
(1)ガラス転移温度の測定方法
JISK7121に準拠して、示差走査熱量測定(DSC)により、中間点ガラス転移温度を測定した。
(2)位相差Re、R40の測定方法
平行ニコル回転法(王子計測機器社製、KOBRA−WR)を用いて、波長590nmの光に関して、入射角0°におけるレタデーションRe、入射角40°におけるレターデーションR40、およびフィルム長手方向に対する遅相軸の角度を測定した。
(3)ヘイズの測定方法
JISK7136によりヘイズを測定した。
(4)層間接着力の測定
JISK6854−1により、50mm/分のつかみ移動速度で、A層とB層との剥離接着強さを測定し、層間接着力の指標とした。
〔製造例1〕
ポリカーボネート樹脂(旭化成社製、ワンダーライトPC−110)のペレット100.0重量部、ポリカーボネート−ポリスチレングラフト共重合体(日油社製、モディパーCL130D、ポリスチレン成分20重量%)のペレット11.1重量部を、二軸押出機にて溶融混錬し、樹脂1のペレットを得た。樹脂1のガラス転移温度は145℃であった。
二種二層の共押出成形用のフィルム成形装置を準備し、樹脂1のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂(NovaChemicals社製、DylarkD332、ガラス転移温度135℃)のペレットをダブルフライト型のスクリューを備えたもう一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
溶融された260℃のポリカーボネート樹脂を目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通してマルチマニホールドダイ(ダイスリップの表面粗さRa:0.1μm)の一方のマニホールドに、溶融された260℃のスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂を目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを通してもう一方のマニホールドに、それぞれ供給した。
樹脂1およびスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂を該マルチマニホールドダイから260℃で同時に押し出しフィルム状に成形した。成形されたフィルム状溶融樹脂を表面温度130℃に調整された冷却ロールにキャストし、次いで表面温度50℃に調整された2本の冷却ロール間に通して、ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート−ポリスチレングラフト共重合体を含む層(A層:厚さ20μm)とスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂を含む層(B層:厚さ100μm)とからなる、幅1350mmで且つ厚さ120μmの積層体1を得た。この積層体1は、本発明の位相差板製造用フィルムに該当する。
得られた積層体1を、樹脂1のガラス転移温度と等しい145℃で、一の方向(実施例1にて縦延伸したときの方向に対して45°の方向:X軸)に1.5倍に延伸した。フィルム面に入射角0°で入射し且つ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光ΨXの、フィルム面に入射角0°で入射し且つ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光ΨYに対する位相が、延伸前よりも、140nm遅れた。
また別途、得られた積層体1を、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂のガラス温度より5℃低い130℃で、一の方向(実施例1にて縦延伸したときの方向に対して45°の方向:X軸)に1.5倍に延伸した。フィルム面に入射角0°で入射し且つ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光ΨXの、フィルム面に入射角0°で入射し且つ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光ΨYに対する位相が、延伸前よりも、126nm進んだ。
さらに同様の要領で135℃、140℃及び150℃においても延伸を行い、直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を測定した。結果を表1に示す。さらに、延伸温度と、延伸後の直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を図6に示す。なお、直線偏光ΨXの直線偏光ΨYに対する位相が延伸前よりも遅れる方向を正(プラス)で表し、進む方向を負(マイナス)で表す。
〔製造例2〕
ポリカーボネート樹脂(旭化成社製、ワンダーライトPC−110)のペレットの量と、ポリカーボネート−ポリスチレングラフト共重合体のペレットの量とを、その重量比が95%:5%となるようにしたこと以外は製造例1と同様にして、積層体2を製造した。
製造された積層体2について、製造例1と同様の要領で、130℃、135℃、140℃、145℃及び150℃のそれぞれで延伸を行い、直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を測定した。結果を表1に示す。さらに、延伸温度と、延伸後の直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を図6に示す。
〔比較製造例1〕
ポリカーボネート−ポリスチレングラフト共重合体を使用しなかったこと以外は製造例1と同様にして、積層体3を製造した。
製造された積層体3について、製造例1と同様の要領で、130℃、135℃、140℃、145℃及び150℃のそれぞれで延伸を行い、直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を測定した。結果を表1に示す。さらに、延伸温度と、延伸後の直線偏光ΨXと直線偏光ΨYとの位相差を図6に示す。
Figure 0005240103
〔実施例1〕
製造例1で得られた積層体1を縦一軸延伸機に供給し、延伸温度145℃、延伸倍率1.5で縦方向に延伸した。続いて、延伸されたフィルムをテンター延伸機に供給し、延伸温度130℃、延伸倍率1.2で横方向(前記145℃で延伸した縦方向と直交する方向)に延伸して、位相差板1を得た。
得られた位相差板1は、R40/Reが0.997で、0.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たすものであった。その位相差板1の評価結果を表2に示す。
〔実施例2〕
製造例1で得られた積層体1の代わりに製造例2で得られた積層体2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、位相差板2を得た。
得られた位相差板2は、R40/Reが1.05で、0.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たすものであった。その位相差板2の評価結果を表2に示す。
〔比較例1〕
製造例1で得られた積層体1の代わりに比較製造例1で得られた積層体3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、位相差板3を得た。
得られた位相差板3は、R40/Reが1.12で、0.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たさないものであった。その位相差板3の評価結果を表2に示す。
Figure 0005240103
〔まとめ〕
表2から分かるように、実施例1,2の位相差板は、0.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たすことから観察角度による色調の変化が少ないものであり、且つ、層間の接着強度が高い。これに対し、比較例1の位相差板は.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たさないことから観察角度による色調の変化が大きく、層間の接着強度が低い。したがって、本発明によってはじめて、観察角度による色調の変化が少なく、積層された層間の接着強度が強い積層位相差板を、簡単に製造できることが分かる。
本発明は位相差板に関する産業上の任意の分野に用いることができ、特に液晶表示装置等の表示装置に用いて好適である。
1,2 積層フィルム

Claims (6)

  1. 入射角0°におけるレターデーションReと、入射角40°におけるレターデーションR40とが、0.92≦R40/Re≦1.08の関係を満たし、
    ポリカーボネート、及び、ポリカーボネートとポリスチレンとの共重合物を含有するA層と、スチレン系樹脂を含有するB層とが、直接に積層されてなる積層位相差板。
  2. 前記A層におけるスチレン成分の含有量が、前記A層に含有される樹脂全体の0.5〜5重量%である、請求項1記載の積層位相差板。
  3. ポリカーボネート、及び、ポリカーボネートとポリスチレンとの共重合物を含有するA層と、スチレン系樹脂を含有するB層とが、直接に積層されてなる積層位相差板製造用フィルムであって、
    一軸延伸した際に、延伸方向をX軸、延伸方向に対してフィルム面内で直交する方向をY軸、およびフィルム厚さ方向をZ軸としたときに、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がXZ面にある直線偏光の、フィルム面に垂直に入射しかつ電気ベクトルの振動面がYZ面にある直線偏光に対する位相が、温度T1でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、温度T1とは異なる温度T2でX軸方向に一軸延伸したときには進む、位相差板製造用フィルム。
  4. 前記A層に含有される樹脂のガラス転移温度Tgと、前記B層に含有される樹脂のガラス転移温度Tgとの差の絶対値が5℃以上である、請求項3に記載の位相差板製造用フィルム。
  5. 前記A層におけるスチレン成分の含有量が、前記A層に含有される樹脂全体の0.5〜5重量%である、請求項3又は4記載の位相差板製造用フィルム。
  6. 請求項1又は2記載の積層位相差板の製造方法であって、
    請求項3〜5のいずれか一項に記載の位相差板製造用フィルムを温度T1またはT2のいずれかの温度で一方向に一軸延伸処理を行う第一延伸工程と、
    前記第一延伸工程で一軸延伸処理を行った方向と直交する方向に、前記と異なる温度T2またはT1で一軸延伸処理を行う第二延伸工程とを有する、積層位相差板の製造方法。
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