(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸してなる位相差板の製造方法であって、
熱可塑性樹脂フィルムを横一軸延伸した後、幅方向に収縮させつつ縦一軸延伸し、または縦一軸延伸した後、縦方向に収縮させつつ横一軸延伸して、最終的な配向状態をフィルム面内の一軸配向とすることによって、
フィルム面内の１ｃｍ離れた任意の２点間のレターデーション値の差が、フィルム全体のレターデーション値の平均値に対して０．５％以下とすることを特徴とする位相差板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一軸延伸された熱可塑性樹脂フィルムを用いて構成された位相差板の製造方法に関し、より詳しくは、液晶表示装置において位相差を補償するのに好適な位相差板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＮ（ツイステッドネマティック）液晶表示装置やＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）液晶表示装置などが種々のＯＡ機器や表示装置において広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置では、液晶で生じる位相差により、表示画像が着色するという問題があった。例えば、ＴＮ液晶表示装置に比べて特性に優れたＳＴＮ液晶表示装置では、表示画像が青色または黄色等に着色するという致命的な問題があった。そこで、液晶表示セルの表面に熱可塑性樹脂フィルムよりなる位相差板を貼り合わせて位相差を補償することにより、上記着色の問題を解消することが試みられている。
【０００４】
ところで、上記熱可塑性樹脂フィルムよりなる位相差板は、延伸された熱可塑性樹脂フィルムの複屈折性を利用することにより、液晶で生じた位相差を解消するように機能するものである。上記のような位相差板としては、従来、種々の材料からなるものが提案されている。例えば、セルロース系樹脂（特開昭６３−１６７３６３号公報）、塩化ビニル系樹脂（特公昭４５−３４４７７号公報、特開昭５６−１２５７０２号公報）、ポリカーボネート系樹脂（特公昭４１−１２１９０号公報、特開昭５６−１３０７０３号公報）、アクリロニトリル系樹脂（特開昭５６−１３０７０２号公報）、スチレン系樹脂（特開昭５６−１２５７０３号公報）、オレフィン系樹脂（特開昭６０−２４５０２号公報）などの合成樹脂からなるフィルムを用いたものが提案されている。従来、上記のような各熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸することにより、位相差板が構成されていた。この場合、延伸方法としては、縦一軸延伸する方法（特開平２−１９１９０４号公報）あるいは横一軸延伸する方法（特開平２−４２４０６号公報）などが報告されている。
【０００５】
上記位相差板の位相差補償性能は、いわゆるレターデーション値で表される。レターデーション値は、樹脂フィルムの屈折率の異方性（すなわち、複屈折性）をΔｎ、フィルムの肉厚をｄとしたときに、Δｎ×ｄで表される。
【０００６】
他方、液晶表示装置では、ディスプレイの全面にわたり色ムラやコントラストのムラが生じ難いことが強く求められる。このような均一な表示を可能とする液晶表示装置を提供するには、上記位相差板においても、レターデーション値が全面にわたり均一であることが求められる。
【０００７】
上記要求を満たすものとして、長さ方向に連続的に厚みの変化を測定したときに、５０ｍｍ以下のピッチで、かつ厚さの振幅が０．５μｍ以上である正弦波状の厚さ変動が存在しない熱可塑性高分子フィルム、及び該フィルムを押出方向に対して直角方向に一軸または二軸延伸して形成されるフィルムからなり、レターデーション値が１２００ｎｍ以下であり、かつレターデーション値のふれ幅が１０％以下である光学用フィルムが提案されている（特開平２−２５６００３号公報）。
【０００８】
また、実質的に無配向のフィルムを、ガラス転移温度Ｔｇ〜Ｔｇ＋３０℃の温度範囲から選ばれた均一な温度下で一軸延伸してなり、レターデーション値のばらつきが標準偏差で１．０％以内である位相差板が提案されている（特開平２−８９００７号公報）。
【０００９】
さらに、熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸するに際し、延伸軸と直角方向に収縮させたことを特徴とし、それによって視野角が改善された位相差板の製造方法が特開平２−１９１９０４号公報に開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の位相差板の製造方法を用いたとしても、未だ実用上十分に満足し得る位相差板を得ることはできなかった。すなわち、レターデーション値が実用上十分に満足し得るレベルに均一化され難く、液晶表示装置に位相差板を組み込んだ際に、目視で判別し得る程度の細かいピッチの色むらが存在していた。
【００１１】
これは、液晶表示装置に位相差板を組み込んで評価した場合、近接した２点間のレターデーション値の差が判別し易いからであり、従って、位相差板においては、レターデーション値の均一性がより強く求められることになる。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点に鑑み、レターデーション値が高精度に均一化されており、略全域にわたり均一かつ高品位な表示を行うことを可能とする位相差板の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸してなる位相差板の製造の際に、熱可塑性樹脂フィルムを横一軸延伸した後、幅方向に収縮させつつ縦一軸延伸し、または縦一軸延伸した後、縦方向に収縮させつつ横一軸延伸して、最終的な配向状態をフィルム面内の一軸配向とすると、フィルム面内において１ｃｍ離れた任意の２点間のレターデーション値の差が、フィルム全体のレターデーション値の平均値に対して０．５％以下と非常に小さくなり、このようにして得られた位相差板を用いれば、液晶表示装置に適用した場合に、表示装置の表示部の略全域にわたり均一かつ高品位な表示を行うことが可能となることを見い出し、本発明をなすに至った。
【００１４】
すなわち、本発明の位相差板の製造方法は、熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸してなる位相差板の製造方法であって、熱可塑性樹脂フィルムを横一軸延伸した後、幅方向に収縮させつつ縦一軸延伸し、または縦一軸延伸した後、縦方向に収縮させつつ横一軸延伸して、最終的な配向状態をフィルム面内の一軸配向とすることによって、フィルム面内の１ｃｍ離れた任意の２点間のレターデーション値の差が、フィルム全体のレターデーション値の平均値に対して０．５％以下とすることを特徴とする位相差板の製造方法である。
【００１５】
以下、本発明の詳細を説明する。
本発明において用いられる熱可塑性樹脂フィルムとしては、延伸により複屈折性を示す適宜の樹脂からなるものを用いることができ、例えばセルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂などを例示することができる。また、上記熱可塑性樹脂フィルムの製造方法としては、溶剤キャスト法、カレンダー法または溶融押出法などの任意の方法を採用することができる。
【００１６】
本発明においては、上記熱可塑性樹脂フィルムは、以下の２段階の延伸により延伸される。すなわち、（１）横一軸延伸した後、幅方向に収縮させつつ縦一軸延伸する方法、または（２）縦一軸延伸した後、縦方向に収縮させつつ横一軸延伸する方法である。
【００１７】
上記（１）または（２）の延伸方法では、２段階に分けて互いに直交する方向に延伸が行われるが、２段目の延伸では、１段目に延伸した方向に収縮させつつ延伸が行われる。従って、最終的に得られた熱可塑性樹脂フィルムにおける配向状態は、フィルム面内の一軸配向となる。
【００１８】
本発明において、第１段目の延伸は、その延伸方向の応力を均一化することにより、第１段目の延伸方向への配向を均一化するために行われている。これによって、第２段目の延伸の際には、第２段目の延伸方向の応力が均一化されるだけでなく、第１段目における延伸方向の応力が均一化されているため、この方向の収縮も均一に進行する。その結果、１ｃｍ離れた任意の２点間のレターデーション値の差が０．５％以下という、フィルム面内におけるレターデーション値が高精度に均一化されている位相差板を得ることが可能となる。
【００１９】
なお、上記延伸に際しての延伸倍率は、第１段目の延伸倍率については、１．０５倍以上、２．０倍以下であることが好ましい。１．０５倍未満では、延伸方向への配向を均一化する効果が小さくなることがあり、２．０倍を超えると第２段目の延伸の際の収縮量が大きくなり過ぎ、かえってレターデーション値が不均一になることがある。なお、第２段目の延伸倍率は、延伸温度及び必要なレターデーション値に応じて適宜決定される。
【００２０】
また、延伸に際しての温度は、ガラス転移点（Ｔｇ）−１０℃以上、Ｔｇ＋３０℃以下の範囲内とすることが好ましい。延伸温度が、Ｔｇ−１０℃よりも低い場合には、熱可塑性樹脂フィルムが十分な柔軟性を有しないため、延伸に際して破断し易くなる。他方、延伸温度が、Ｔｇ＋３０℃を越えると、変形に伴う延伸応力の増加が小さくなるため、一旦伸ばされはじめた部分だけが優先的に延伸され、延伸むらが生じ易くなる。
【００２１】
作用
本発明では、第１段目の延伸により、延伸方向の応力が均一化され、第２段目の延伸の際に、第２段目の延伸方向の応力が均一化されるだけでなく、第１段目の延伸方向における収縮も均一に進行し、最終的に得られた熱可塑性樹脂フィルムにおける配向状態は、フィルム面内の一軸配向となる。従って、上記のように、１ｃｍ離れた任意の２点間のレターデーション値の差が０．５％以下と、高精度にフィルム面内のレターデーション値が均一化され得る。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げることにより、本発明を明らかにする。
実施例１
４，４−ジクロロフェニルサルホンと、ビスフェノールＡのナトリウム塩との共縮合により得られ、かつスチレン換算重量平均分子量が７×１０4 のポリサルホン樹脂（Ｔｇ＝１９０℃）を塩化メチレンに溶解し、該ポリサルホン樹脂の２０重量％塩化メチレン溶液を得た。
【００２３】
上記溶液を、クロムメッキされたスチールベルト上にキャストし、熱風炉で乾燥し、溶剤を除去し、しかる後、スチールベルトから剥離し、幅８００ｍｍ、平均厚さ７５μｍのポリサルホン未延伸原反を作製した。
【００２４】
上記ポリサルホン未延伸原反をテンター延伸機を用いて、延伸温度１９０℃、延伸倍率１．２倍で横一軸延伸した後、原反の両端部をスリットし、幅８５０ｍｍ、平均厚さ６５μｍのフィルムを得た。
【００２５】
続いて、このフィルムをロール延伸機で縦一軸延伸した。用いたロール延伸機は、周速が異なる２対のニップロール間で延伸を行うように構成されており、該ニップロール間の長さは２．５ｍとした。上記フィルムを上記ロール延伸機により、延伸温度１９０℃、延伸倍率１．４倍で、幅方向に収縮させつつ、縦一軸延伸し、幅６１０ｍｍ、平均厚さ６５μｍのフィルムを得た。
【００２６】
上記のようにして得たフィルムの中央部から、幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの位相差板サンプルを切り出した。得られたサンプルの５９０ｎｍにおけるレターデーション値を、幅方向及び長さ方向とも１ｃｍ間隔で測定したところ、平均値は４３６ｎｍであった。また、１ｃｍ離れた２点間のレターデーション値の差は、測定数＝１４６において、最大１．０ｎｍ（上記平均値の０．２３％）であった。
【００２７】
実施例２
ポリカーボネート樹脂（Ｔｇ＝１５５℃）をＴダイより溶融押出し、幅５００ｍｍ、平均厚さ７０μｍの未延伸原反を作製した。
【００２８】
上記原反を、ロール延伸機を用いて、延伸温度１６０℃、延伸倍率１．１倍で縦一軸延伸し、幅４７５ｍｍ、平均厚さ６７μｍのフィルムを得た。
次に、図１及び図２に示す延伸装置を用いて、フィルムの縦方向を収縮させつつ、横方向に一軸延伸した。図１及び図２に示す装置では、フィルムｐが搬送ロール３により搬送されるように構成されており、ガイドレール１に沿って、複数の治具２が配置されている。各治具２には、フィルムの端部を把持するためのフィルム把持手段１０が設けられている。また、４はオーブンを示し、フィルムｐを加熱するために設けられている。なお、１１は上側直線案内部、１２は下側直線案内部、１３，１４は曲線案内部をそれぞれ示し、図２から明らかなように、フィルムｐは、上記治具２に設けられたフィルム把持手段によりその端縁が把持され、フィルムｐの両側においてフィルムｐを把持している。治具２間の距離が拡げられて、フィルムｐは搬送されつつ横一軸延伸される。
【００２９】
本実施例においては、上記フィルム把持手段１０により、フィルムｐの横方向端部をガイドレールの曲線案内部１３において順次把持するとともに、上側直線案内部１１において、１６０℃の温度で上記フィルムｐの縦方向を収縮させつつ横方向に１．３倍に延伸し、それによって、幅６００ｍｍ及び平均厚さ６０μｍのフィルムを得た。
【００３０】
得られたフィルムの中央部から、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの位相差板サンプルを切り出した。このサンプルの５９０ｎｍにおけるレターデーション値を、幅方向及び長さ方向の何れにおいても１ｃｍ間隔で測定した。その結果、レターデーション値の平均値は５３９ｎｍであり、１ｃｍ離れた２点間のレターデーション値の差は、測定数＝１４６において、最大１．３ｎｍ（平均値の０．２４％）であった。
【００３１】
比較例１
実施例１と同様にして得られた、幅８００ｍｍ、平均厚さ７５μｍのポリサルホン未延伸原反を、ロール延伸機を用いて、延伸温度１９０℃、延伸倍率１．４倍で縦一軸延伸し、幅６７０ｍｍ、平均厚さ６５μｍのフィルムを得た。
【００３２】
上記のようにして得たフィルムの中央部から幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの位相差板サンプルを切り出し、実施例１と同様にしてレターデーション値を測定した。その結果、フィルム全体のレターデーション値の平均値は４５２ｎｍ、１ｃｍ離れた２点間のレターデーション値の差は、最大３．５ｎｍ（平均値の０．７７％）であった。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の位相差板の製造方法では、熱可塑性樹脂フィルムを上記のように２段階に延伸するが、２段目の延伸では、１段目に延伸した方向に収縮させつつ延伸が行われるので、最終的に得られた熱可塑性樹脂フィルムにおける配向状態は、フィルム面内の一軸配向となるため、フィルム面内における１ｃｍ離れた任意の２点間のレターデーション値の差を、レターデーション値の平均値に対して０．５％以下とすることができる。
従って、本発明の位相差板の製造方法によって得られた位相差板は、フィルムの略全域にわたりレターデーション値の均一性が高められているため、例えば液晶表示装置に用いた場合、色むらを生じることなく、優れた位相差補償性能を発揮し得る。よって、画面の周辺部の着色が生じず、画面の略全域にわたり均一かつ品質に優れた表示を行い得る液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例２で横一軸延伸する際に用いられた延伸装置を説明するための概略構成図。
【図２】  図１に示した延伸装置においてフィルムを横一軸延伸する工程を説明するための部分切欠拡大平面図。
【符号の説明】
ｐ…フィルム
１…ガイドレール
２…治具
３…搬送ロール
４…オーブン
１０…フィルム把持手段
１１…上側直線案内部
１２…下側直線案内部
１３，１４…曲線案内部
【図１】
0003676454.tif 000002
【図２】
0003676454.tif 000003