(57)【要約】【課題】液晶表示装置の位相差板などに用いられる光軸が傾斜した樹脂フィルムを剪断によって作成するにあたって、均一に、かつ容易に作製できるようにする。【解決手段】流延などによって成膜された樹脂フィルム３を供給ローラ２から引出し、周速度が相互に異なるロール１０，１２によって剪断力を与えて光軸を傾斜させた後、巻取ローラ４に巻き取ってゆくにあたって、軟化装置５を設ける。この軟化装置５は、前記ロール１０を塗布ロールとし、その外周面に前記樹脂フィルム３を巻付けるようにもう１つの巻付けロール１１を有し、塗布ロール１０は貯留槽７に貯留された溶媒６を吸着して、前記樹脂フィルム３の一方の面３ａに塗布し、軟化させる。したがって、剪断時に樹脂フィルム３の他方の面３ｂ側は固い下支えの層となり、両面が柔らかい状態よりも加工で配向し易くなり、また加重もほとんど必要としなくなり、均一に、かつ容易に作製できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜された樹脂フィルムを、回転速度が相互に異なる一対のロールで挟み込むことで、前記樹脂フィルムに剪断応力を与え、当該樹脂フィルムの厚さ方向に対して光学軸を傾斜させる樹脂フィルムの製造装置において、
前記ロールで挟み込む前に、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させる軟化手段を備えることを特徴とする樹脂フィルムの製造装置。
【請求項２】
前記軟化手段は、
前記樹脂フィルムを軟化させる溶媒を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽内の溶媒に表面の一部が浸漬して該表面に前記溶媒を付着させるとともに、該表面で前記樹脂フィルムの一方の面を支持することで、該表面から前記樹脂フィルムの一方の面に前記溶媒を浸潤させつつ所定の搬送方向へ搬送する塗布ロールと、
前記塗布ロールに対して、前記樹脂フィルムの搬送方向の上流側でニップ部を形成し、前記塗布ロールと相互に等しい周速度で回転して前記樹脂フィルムの他方の面を前記所定の搬送方向へ搬送する巻付けロールと、
前記塗布ロールに対して、前記樹脂フィルムの搬送方向の下流側でニップ部を形成し、前記塗布ロールより速い周速度で回転して前記樹脂フィルムの他方の面を前記所定の搬送方向へ搬送することで、前記樹脂フィルムに前記剪断応力を与える剪断ロールとを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の樹脂フィルムの製造装置。
【請求項３】
成膜された樹脂フィルムを、回転速度が相互に異なる一対のロールで挟み込むことで、前記樹脂フィルムに剪断応力を与え、当該樹脂フィルムの厚さ方向に対して光学軸を傾斜させる樹脂フィルムの製造方法において、
前記ロールで挟み込む前に、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させる工程を含むことを特徴とする樹脂フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記軟化の工程は、前記樹脂フィルムの搬送中にフィルム片面に溶媒を適用し、膨潤によって軟化させることを特徴とする請求項３記載の樹脂フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記剪断応力を与える工程において、前記樹脂フィルムの軟化面に与える圧力が１０〜１００ＭＰａであることを特徴とする請求項３または４記載の樹脂フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂フィルムは、セルロースエステル樹脂を含有し、前記軟化の工程は、前記溶媒として、メチレンクロライトとエタノールとの混合溶液を前記樹脂フィルムの片面に塗布する工程であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂は透明性樹脂であり、前記請求項３〜６のいずれか１項に記載の樹脂フィルムの製造方法によって得られることを特徴とする樹脂フィルム。
【請求項８】
偏光素子と、前記偏光素子の表面上に配置された透明保護フィルムとを備える偏光板であって、
前記透明保護フィルムが、前記請求項７記載の樹脂フィルムであることを特徴とする偏光板。
【請求項９】
液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された２枚の偏光板とを備える液晶表示装置であって、
前記２枚の偏光板のうち少なくとも一方が、前記請求項８記載の偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に用いられる偏光板用保護フィルム、位相差フィルムおよび視野角拡大フィルム等の光学フィルムなどに利用できる樹脂フィルムを製造する装置、製造方法、ならびに前記樹脂フィルムの製造方法によって作製された樹脂フィルムおよびそれを用いる偏光板、液晶表示装置に関し、特に樹脂フィルムに剪断応力を与え、光学軸を傾斜させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような用途で用いられる樹脂フィルムは、層厚が均一であることが求められる。このような層厚の均一な樹脂フィルムの製造方法としては、たとえば溶融流延製膜法および溶液流延製膜法等が挙げられる。溶融流延製膜法とは、原料樹脂を加熱溶融した樹脂溶融液を支持体上に流延し、流延膜を冷却固化した後、固化された流延膜を樹脂フィルムとして巻き取る方法である。また、溶液流延製膜法とは、原料樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液を支持体上に流延し、流延膜を乾燥させた後、乾燥した流延膜を樹脂フィルムとして巻き取る方法である。
【０００３】
このようにして作製された樹脂フィルムを、たとえばツイステッドネマチック型前記液晶表示装置の位相差フィルムとして用いる場合、光学軸を厚さ方向に対して傾斜させる必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１は、カレンダー加工と呼ばれる手法で、１度成膜したフィルムを、一対のロールで加熱した後、速度差を有するもう一対のロールで剪断力を加えて、光学軸を配向傾斜させている。
【０００５】
また、特許文献２では、表面を金属でコートしたゴムロール（変形し易い）と金属ロール（変形し難い）とをダイの直下に配置し、それらの間に融点の５０％以上の温度を有するメルト状態の熱可塑性樹脂を供給することで、前記の変形のし易さの違いによって発生する剪断力を加えて、光学軸を配向傾斜させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２２２１３号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２の従来技術では、作製が容易になるものの、それでもかなり高温、高圧（たとえば１ｃｍ２当り２００ｋｇ）のプロセスであり、均一加工、フィルム膜性能に大きな課題がある。具体的には、ロールを用いて剪断力を加えているので、ロールに起因したリタデーションのむらや外観故障が発生するとともに、たとえば大画面に対応するために、ロール長さが１〜２ｍにも及ぶことから、ロールの撓みによって、その軸方向（樹脂フィルムの幅方向）に剪断力の分布が生じ、前記リタデーションに前記ロールの軸方向に分布が生じるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、光学軸が傾斜した樹脂フィルムを均一に、かつ容易に作成することができる樹脂フィルムの製造装置および方法、ならびに樹脂フィルム、偏光板および液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の樹脂フィルムの製造装置は、成膜された樹脂フィルムを、回転速度が相互に異なる一対のロールで挟み込むことで、前記樹脂フィルムに剪断応力を与え、当該樹脂フィルムの厚さ方向に対して光学軸を傾斜させる樹脂フィルムの製造装置において、前記ロールで挟み込む前に、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させる軟化手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の樹脂フィルムの製造方法は、成膜された樹脂フィルムを、回転速度が相互に異なる一対のロールで挟み込むことで、前記樹脂フィルムに剪断応力を与え、当該樹脂フィルムの厚さ方向に対して光学軸を傾斜させる樹脂フィルムの製造方法において、前記ロールで挟み込む前に、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させる工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、液晶表示装置に用いられる位相差フィルム等の光学フィルムなどに利用できる樹脂フィルムを作製するにあたって、流延などによって成膜後、回転速度が相互に異なる一対のロールで挟み込むことで、前記樹脂フィルムに剪断応力を与える際に、事前に、軟化手段によって、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させておく。たとえば、前記樹脂フィルムは、セルロースエステル樹脂を含有し、前記軟化の工程では、前記溶媒として、メチレンクロライトとエタノールとの混合溶液を前記樹脂フィルムの片面に塗布する。
【００１２】
したがって、前記剪断応力を与える工程において、固い層の下支えがあり、フィルム両面が柔らかい状態よりも、剪断加工で配向し易くなる。また、前記樹脂フィルムの軟化面に与える圧力は、１０〜１００ＭＰａと、従来に比べて、数十〜数百分の１の圧力となり、加重もほとんど必要としなくなる。これによって、光学軸が傾斜して配向した樹脂フィルム（の光学特性）を均一に、かつ容易に作製することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明の樹脂フィルムの製造装置では、前記軟化手段は、前記樹脂フィルムを軟化させる溶媒を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の溶媒に表面の一部が浸漬して該表面に前記溶媒を付着させるとともに、該表面で前記樹脂フィルムの一方の面を支持することで、該表面から前記樹脂フィルムの一方の面に前記溶媒を浸潤させつつ所定の搬送方向へ搬送する塗布ロールと、前記塗布ロールに対して、前記樹脂フィルムの搬送方向の上流側でニップ部を形成し、前記塗布ロールと相互に等しい周速度で回転して前記樹脂フィルムの他方の面を前記所定の搬送方向へ搬送する巻付けロールと、前記塗布ロールに対して、前記樹脂フィルムの搬送方向の下流側でニップ部を形成し、前記塗布ロールより速い周速度で回転して前記樹脂フィルムの他方の面を前記所定の搬送方向へ搬送することで、前記樹脂フィルムに前記剪断応力を与える剪断ロールとを備えて構成されることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、前記軟化手段は、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させるとともに、剪断応力を与えることができる。また、軟化の工程において、前記樹脂フィルムの搬送中にフィルム片面に溶媒を適用し、膨潤によって軟化させることで、熱による軟化に比べて、簡単な制御で、深さを高精度に制御することができる。
【００１５】
また、本発明の樹脂フィルムでは、前記樹脂は透明性樹脂であり、前記の樹脂フィルムの製造方法によって得られることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、前記液晶表示装置に用いられる位相差フィルム等の光学フィルムなどに利用できる均一な樹脂フィルムを得ることができる。
【００１７】
さらにまた、本発明の偏光板は、偏光素子と、前記偏光素子の表面上に配置された透明保護フィルムとを備える偏光板であって、前記透明保護フィルムが、前記の樹脂フィルムであることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、前記液晶表示装置に用いられる偏光板用保護フィルムとして、前記の均一な樹脂フィルムを用いるので、大画面化に好適である。
【００１９】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された２枚の偏光板とを備える液晶表示装置であって、前記２枚の偏光板のうち少なくとも一方が、前記の偏光板であることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、前記液晶表示装置に用いられる偏光板に前記の偏光板を用いるので、大画面化に好適である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の樹脂フィルムの製造装置および方法は、以上のように、液晶表示装置に用いられる位相差フィルム等の光学フィルムなどに利用できる樹脂フィルムを作製するにあたって、流延などによって成膜後、回転速度が相互に異なる一対のロールで挟み込むことで前記樹脂フィルムに剪断応力を与える際に、事前に、前記樹脂フィルムの片面だけを軟化させておく。
【００２２】
それゆえ、前記剪断応力を与える工程において、固い層の下支えがあり、フィルム両面が柔らかい状態よりも、光学軸が傾斜し易くなり、また加重もほとんど必要としなくなり、光学軸が配向傾斜した樹脂フィルム（の光学特性）を均一に、かつ容易に作製することができる。
【００２３】
また、本発明の樹脂フィルムは、以上のように、透明性樹脂で前記の製造方法によって作製される。
【００２４】
それゆえ、前記液晶表示装置の光学フィルムに利用できる均一な樹脂フィルムを得ることができる。
【００２５】
さらにまた、本発明の偏光板は、以上のように、該偏光板用保護フィルムとして、前記の均一な樹脂フィルムを用いる。
【００２６】
それゆえ、大画面化に好適な偏光板を得ることができる。
【００２７】
また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、前記の偏光板を用いる。
【００２８】
それゆえ、大画面化に好適な液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る樹脂フィルムの製造装置の概略的構成を示す図である。
【図２】前記製造装置による樹脂フィルムへの剪断応力の付加時の様子を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の実施の一形態に係る樹脂フィルムの製造装置１の概略的構成を示す図である。この製造装置１は、いわゆる溶融流延製膜法や溶液流延製膜法によって成膜され、供給ローラ２に巻き取られている樹脂フィルム３を引出し、剪断応力を与えることで、その光学軸を傾斜させ、液晶表示装置に用いられる位相差フィルム等の光学フィルムを作製するものである。作製された樹脂フィルム３は、巻取ローラ４に巻き取られる。
【００３１】
注目すべきは、この製造装置１では、前記剪断応力を与えるにあたって、軟化装置５が用いられることである。この軟化装置５は、貯留槽７と、塗布ロール１０と、巻付けロール１１と、剪断ロール１２と、乾燥装置１３とを備えて構成される。
【００３２】
前記貯留槽７は、前記樹脂フィルム３を軟化させる溶媒６を貯留する。前記塗布ロール１０は、前記貯留槽７内の溶媒６に表面の一部が浸漬して該表面に前記溶媒６を付着させるとともに、該表面で前記樹脂フィルム３の一方の面３ａを支持することで、該表面から前記樹脂フィルム３の一方の面３ａに前記溶媒６を浸潤させつつ所定の搬送方向９へ搬送する。
【００３３】
前記巻付けロール１１は、前記塗布ロール１０に対して、前記樹脂フィルム３の搬送方向９の上流側でニップ部を形成し、該塗布ロール１０と相互に等しい周速度で回転して前記樹脂フィルム３の他方の面３ｂを前記搬送方向９へ搬送する。前記剪断ロール１２は、前記塗布ロール１０に対して、前記樹脂フィルム３の搬送方向９の下流側でニップ部を形成し、前記塗布ロール１０より速い周速度で回転して前記樹脂フィルム３の他方の面３ｂを前記搬送方向９へ搬送する。
【００３４】
したがって、前記巻付けロール１１および剪断ロール１２によって、樹脂フィルム３は塗布ロール１０の外周面に巻付けられ、前記一方の面３ａに前記溶媒６が塗布されることになり、前記貯留槽７と共に、これらの構成で軟化手段が構成される。また、剪断ロール１２と塗布ロール１０との外周面の速度差によって、前記樹脂フィルム３に剪断応力が与えられる。
【００３５】
また、前記巻付けロール１１および剪断ロール１２間では、前記溶媒６を乾燥させ、傾斜した光学軸を固定させる乾燥装置１３が設けられるとともに、この軟化装置５の下流側には、前記樹脂フィルム３を長距離に亘って引回す乾燥装置１４がさらに設けられ、乾燥された樹脂フィルム３は前記巻取ローラ４に巻き取られてゆく。
【００３６】
表１は、本件発明者の実験結果を示すものである。この実験では、サンプル１〜５には上述のような樹脂フィルム３の片面３ａ側を軟化させた例を示し、サンプル６，７は従来例を示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
先ずサンプル１〜５では、樹脂フィルム３としての厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを、供給ローラ２から前記ロール１０，１１によって、搬送速度３０ｍ／ｍｉｎ、搬送張力１Ｎ／ｃｍで搬送中に、溶媒６としてメチレンクロライドとエタノールとが重量比で７：３の混合溶液を、塗布ロール１０に塗布量を変化させて塗布した後、３１ｍ／ｍｉｎで回転する剪断ロール１２に搬送させて表裏面（３ａ，３ｂ）間に張力差を形成し、乾燥装置１４において１１０℃で乾燥させて、巻取ローラ４で巻き取っている。したがって、裏面（前記他方の面３ｂ）側の硬さは一定のままで、サンプル１〜５となる程、溶媒６の塗布量が少なくなり、軟化面（前記一方の面３ａ）側の硬さが硬くなっている。
【００３９】
これに対して、サンプル６は、前述の特許文献１，２で示すように、加熱を行いつつロールで剪断力を加えた例であり、前記厚さ８０μｍのＴＡＣフィルムを搬送速度３０ｍ／ｍｉｎで搬送し、温度１５０℃で加熱中にカレンダーロールに通し、２０００Ｎ／ｃｍの加重で、上下のロールの速度差を１％にして剪断力を加えたものである。したがって、表裏面の硬さは相互に等しく、かつ比較的硬い。
【００４０】
また、サンプル７は、溶融されたＴＡＣ樹脂をダイスから流延し、冷却ロールとタッチロールとの間で押圧する時に、加重２０Ｎ／ｃｍ、ロール速度差５％として剪断力を加え、フィルムとして成形したものである。膜厚は８０μｍ、搬送速度は３０ｍ／ｍｉｎであった。したがって、表裏面の硬さは相互に等しく、かつ比較的軟らかい。
【００４１】
なお、評価において、傾斜角（β）は、複屈折測定装置で測定した結果、○は５°以上で、ほぼ位相差フィルムに要求されるレベルに達しているもの、△は１°以上、×は１°未満を表す。また、評価において、平滑性は、２次元表面粗さ計で、２００μｍ×２００μｍの範囲を３０箇所測定した結果、○は表面粗さＲａが、±１μｍ以内にあるもので、△は±２μｍ以内にあるもので、×は±２μｍより大きいものを表す。
【００４２】
表１から、一方の面３ａのみを軟化させる本実施の形態のサンプル１〜５において、軟化面（前記一方の面３ａ）側が特に軟らかいサンプル１を除き、平滑性について、良好な結果が得られており、また軟化面側が特に硬いサンプル５を除き、傾斜角（β）について、良好な結果が得られていることが理解される。これに対して、加熱によるサンプル６、溶融によるサンプル７では、平滑性が損なわれていることが理解される。
【００４３】
以上のように、本実施の形態の樹脂フィルムの製造装置１では、成膜された樹脂フィルム３を、回転速度が相互に異なる一対のロール１０，１２で挟み込むことで、図２（ａ）から（ｂ）で示すように、前記樹脂フィルム３に剪断応力を与え、分子３ｃを傾斜させるにあたって、前記ロール１０，１２で挟み込む前に、軟化手段を設け、前記樹脂フィルム３の一方の面３ａ側だけを軟化させる工程を行うことで、その軟化させた一方の面３ａ側は比較的自由に動くことができるのに対して、他方の面３ｂ側は固い層の下支えとなり、殆ど動かない。
【００４４】
これによって、前記剪断応力を与える工程において、樹脂フィルム３の両面３ａ，３ｂが柔らかい状態よりも、配向し易くなる。また、前記樹脂フィルム３の軟化面（３ａ側）に与える圧力は、１０〜１００ＭＰａと、従来に比べて、数十〜数百分の１の圧力となり、加重もほとんど必要としなくなる。これによって、光学軸が配向傾斜した樹脂フィルム３（の光学特性）を均一に、かつ容易に作製することができる。たとえば、前記樹脂フィルム３は、セルロースエステル樹脂を含有し、その場合には、前記溶媒６として、メチレンクロライトとエタノールとの混合溶液が使用される。
【００４５】
また、前記のように軟化手段としての貯留槽７、塗布ロール１０、巻付けロール１１および剪断ロール１２において、塗布ロール１０および剪断ロール１２が剪断力を与える機能を有することで、該軟化装置５は、前記樹脂フィルム３の一方の面３ａだけを軟化させるとともに、剪断応力を与えることができるようになる。また、軟化の工程は、樹脂フィルム３の搬送中に、その一方の面３ａだけに溶媒６を適用し、膨潤によって軟化させるので、熱による軟化に比べて、図２において、参照符号ｄで示すその膨潤の深さ（範囲）を、簡単な制御で、高精度に制御することができる。
【００４６】
また、本実施の形態の樹脂フィルム３は、液晶表示装置の位相差フィルム等の光学フィルムとして用いられる場合、透明性樹脂から成り、上述のように均一に形成されるので、前記液晶表示装置の大画面化に好適である。前記透明性とは、可視光の透過率が６０％以上であることであり、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である。
【符号の説明】
【００４７】
１    製造装置
２    供給ローラ
３    樹脂フィルム
３ａ    一方の面
３ｂ    他方の面
４    巻取ローラ
５    軟化装置
６    溶媒
７    貯留槽
１０    塗布ロール
１１    巻付けロール
１２    剪断ロール
１３    乾燥装置
１４    乾燥装置
【図１】
2011128476.tif 000004
【図２】
2011128476.tif 000005