(57)【要約】【課題】本発明は、幅方向に広い範囲で残留位相差が小さく、光軸ズレのバラツキが小さく且つ広幅の光学フィルム及びその製造方法を提供する。【解決手段】非晶質熱可塑性樹脂が押出成形された光学フィルムであって、全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下であることを特徴とする光学フィルム及び押出機からシート状に溶融押出された非晶質熱可塑性樹脂フィルムを、冷却ロールに押圧し、密着して冷却する光学フィルムの製造方法であって、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前の温度が、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋８０℃以上であり、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する地点で、非晶質熱可塑性樹脂フィルムの全幅の８５〜９５％を冷却ロールに対し押圧して密着させることを特徴とする光学フィルムの製造方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質熱可塑性樹脂が押出成形された光学フィルムであって、全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下であることを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
熱可塑性樹脂が熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルム。
【請求項３】
ダイスの設置された押出機から、シート状に溶融押出された非晶質熱可塑性樹脂フィルムを、冷却ロールに押圧し、密着して冷却する光学フィルムの製造方法であって、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前の非晶質熱可塑性樹脂フィルムの温度が、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋８０℃以上であり、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する地点で、非晶質熱可塑性樹脂フィルムの全幅の８５〜９５％を冷却ロールに対し押圧して密着させることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学用途やディスプレー分野等で使用される光学フィルム及びその製造方法に関し、より詳細には、押出成形により得られ、光学歪み（複屈折）が少なく、光軸ズレの少ない光学フィルム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光学用途やディスプレー分野においては、透明性が優れ、残留位相差が小さく、光軸ズレのない光学フィルムが求められているが、溶融押出成形で製造された光学フィルムは、成形時の変形により光学歪みが残留するという問題があった。
【０００３】
この光学歪みは位相差として残留するので、例えば、この光学フィルムを、偏光子を保護する偏光板保護フィルムとして使用する場合は、上記光学歪みが原因となって偏光性能が低下するという欠点があった。
【０００４】
又、押出成形の際の成形方向の不均一により光軸がばらつく欠点があり、光軸がばらつくと、　たとえ位相差が低くても位相差が高い場合と同様の問題点が発生した。
【０００５】
一般に、残留位相差が１ｎｍ以上ある場合に光軸のバラツキが問題となり、残留位相差が３ｎｍ以下の場合には光軸のバラツキは±１０度以下が望まれている。
【０００６】
厚さ０．１〜２ｍｍ及び残留位相差１０ｎｍ以下の光学フィルムの製造方法としては、光学フィルムを構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、押出成形用ベルト及びロールの温度をＴｇ〜Ｔｇ＋５０℃として押出成形する製造方法（例えば、特許文献１参照）が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２８０２６８号公報
【０００８】
しかしながら、上記製造方法では１００μｍ未満の薄い光学フィルムを得ることはできなかった。又、ベルトから光学フィルムを剥離する際に、光学フィルムが伸び、光学歪みが大きくなる恐れがあった。加えて、光学用途やディスプレー分野に用いられる光学フィルムでは、残留位相差だけでなく、光学歪みの方向である光軸がばらつかないことが求められるが、上記製造方法では、光軸がばらつきがちであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、幅方向に広い範囲で残留位相差が小さく、光軸ズレのバラツキが小さく且つ広幅の光学フィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光学フィルムは、非晶質熱可塑性樹脂が押出成形された光学フィルムであって、全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下であることを特徴とする。
【００１１】
上記非晶質熱可塑性樹脂は、透明性の優れた非晶質熱可塑性樹脂であれば、特に限定されず、例えば熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられ、特に、透明性、耐熱性、液晶とのマッチング性に優れ、固有複屈折率が低く、光弾性係数が小さい熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂が好適に用いられる。
【００１２】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、従来より光学用途フィルムに使用されている樹脂であって、例えば、（イ）ノルボルネン系モノマーの開環重合体若しくは開環共重合体を、必要に応じてマレイン酸付加、シクロペンタジエン付加等の変性を行った後に、水素添加した樹脂、（ロ）ノルボルネン系モノマーを付加重合させた樹脂、（ハ）ノルボルネン系モノマーとエチレンやα−オレフィン等のオレフィン系モノマーとを付加重合させた樹脂、（ニ）ノルボルネン系モノマーとシクロペンテン、シクロオクテン、５，６−ジヒドロジシクロペンタジエン等の環状オレフィン系モノマーとを付加重合させた樹脂及びこれらの樹脂の変性物等が挙げられる。
【００１３】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を構成するノルボルネン系モノマーとしては、例えば、ノルボルネン、５−メチル−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノルボルネン、５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５，５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−シアノ−２−ノルボルネン、５−メチル−５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−５−メチル−２−ノルボルネン、６−メチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−エチリデン−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−クロロ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−シアノ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−ピリジル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−メトキシカルボニル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４−ジメタノ−１，４，４ａ，４ｂ，５，８，８ａ，９ａ−オクタヒドロフルオレン、５，８−メタノ−１，２，３，４，４ａ，５，８，８ａ−オクタヒドロ−２，３−シクロペンタジエノナフタレン、４，９：５，８−ジメタノ−３ａ，４，４ａ，５，８，８ａ，９，９ａ−オクタヒドロ−１Ｈ−ベンゾインデン、４，１１：５，１０：６，９−トリメタノ−３ａ，４，４ａ，５，５ａ，６，９，９ａ，１０，１０ａ，１１，１１ａ−ドデカヒドロ−１Ｈ−シクロペンタアントラセン、ジシクロペンタジエン、２，３−ジヒドロキシシクロペンタジエン、メタノオクタヒドロフルオレン、ジメタノヒドロオクタフルオレン等が挙げられる。
【００１４】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂の数平均分子量は、小さくなると機械的強度が低下し、大きくなるとフィルム成形性が低下するので、テトラヒドロフラン溶媒又はシクロヘキサン溶媒によるゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで測定して、５０００〜４００００が好ましく、より好ましくは７０００〜３５０００であり、更に好ましくは８０００〜３００００である。
【００１５】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、極性基を有さないものとしては日本ゼオン社より商品名「ゼオノア」、極性基を有するものとしてはジェイエスアール社より商品名「アートン」として上市されている。
【００１６】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂には、光学フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系などの老化防止剤、フェノール系などの熱劣化防止剤、アミン系などの帯電防止剤、脂肪族アルコールのエステル、多価アルコールの部分エステルなどの滑剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤等が添加されても良い。
【００１７】
上記光学フィルムは、非晶質熱可塑性樹脂が押出成形された光学フィルムであって、フィルム全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下である。
【００１８】
残留位相差が３ｎｍ以下の光学フィルムは、光ディスクや液晶ディスプレー等の光学用途に好適である。特に、液晶ディスプレーでは、例えば、位相差板の原反フィルムや偏光板の保護フィルムでは、低位相差であることが求められている。従って、上記光学フィルムは、残留位相差が非常に小さいので、このような用途に効果的に用いられる。
【００１９】
又、光学フィルムの光軸のズレ角度が±１０度以下である場合には、位相差の向きが揃っているため、この光学フィルムを光学用途に使用すると良品率が向上する。
【００２０】
尚、光軸とは、遅相軸の方向を意味し、光学フィルムの押出方向（ＭＤ方向）を０度とする。従って、光軸のズレとは、遅相軸の方向のズレであり、光学フィルムの押出方向（ＭＤ方向）に対するズレを意味する。
【００２１】
但し、光学フィルムの製造方法によっては、遅相軸が横方向を向いている場合があり、その場合には、光学フィルムの押出方向（ＭＤ方向）±９０度に対するズレを意味する。
【００２２】
又、光学フィルム全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下であるので、広幅の光学用途に使用でき、製造効率がよい。
【００２３】
上記光学フィルムは押出成形により成形されればよく、従来公知の任意の押出成形法が採用されてよいが、請求項３記載の光学フィルムの製造方法で製造されるのが好ましい。
【００２４】
即ち、請求項３記載の光学フィルムの製造方法は、ダイスの設置された押出機から、シート状に溶融押出された非晶質熱可塑性樹脂フィルムを、冷却ロールに押圧し、密着して冷却する光学フィルムの製造方法であって、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前の非晶質熱可塑性樹脂フィルムの温度が、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋８０℃以上であり、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する地点で、非晶質熱可塑性樹脂フィルムの全幅の８５〜９５％を冷却ロールに対し押圧して密着させることを特徴とする。
【００２５】
上記光学フィルムの製造方法においては、先ず最初に、ダイスの設置された押出機で非晶質熱可塑性樹脂を溶融し、ダイスからシート状に溶融押出して非晶質熱可塑性樹脂フィルムを形成する。
【００２６】
上記溶融押出の際の非晶質熱可塑性樹脂の温度は、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上であって、非晶質熱可塑性樹脂が分解しない範囲で、非晶質熱可塑性樹脂の流動性を確保できる温度範囲が好ましい。
【００２７】
押出成形された非晶質熱可塑性樹脂フィルムは冷却ロールで冷却されるが、非晶質熱可塑性樹脂フィルムは冷却ロールに接する直前の温度が、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋８０℃以上に設定される。
【００２８】
非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前の温度を、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋８０℃以上に設定することにより、この状態で非晶質熱可塑性樹脂フィルムが変形されたとしても、非晶質熱可塑性樹脂の応力は著しく小さく、残留位相差が３ｎｍ以下の光学フィルムが得られる。
【００２９】
これは、非晶質熱可塑性樹脂は、非晶質熱可塑性樹脂の温度が高温になればなるほど、変形時に応力を発生しないためである。従って、フィルム形成時に樹脂を押圧し変形する際に、適切な温度制御を行うことにより、発生する非晶質熱可塑性樹脂の応力歪みを小さくすることができ、残留位相差の発生を抑えることができるのである。
【００３０】
尚、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前の温度が、非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋８０℃以上であっても、温度にバラツキがあると、非晶質熱可塑性樹脂の変形に対する応力にバラツキが生じ、得られた光学フィルムの残留位相差がばらついたり、一部分への応力の集中による光軸のズレが発生したりするようになるので、冷却ロールに接する直前の非晶質熱可塑性樹脂フィルムの温度の幅方向のバラツキは、±１０℃未満が好ましい。
【００３１】
非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前の温度をＴｇ＋８０℃以上とする具体的な方法は、公知の任意の方法が採用されればよいが、例えば、ダイスの温度を制御する方法が考えられる。
【００３２】
この場合、ダイス温度を上げ過ぎると、非晶質熱可塑性樹脂によっては熱劣化するが、熱劣化しない程度の温度条件を採用することにより、上記残留位相差を満足できる光学フィルムを確実に得ることができる。
【００３３】
又、冷却ロールに接する直前の非晶質熱可塑性樹脂フィルムの温度をＴｇ＋８０℃以上とするために、エアギャップを狭める方法を用いることができる。この場合には、ダイライン及び非晶質熱可塑性樹脂フィルムの厚み精度を十分に考慮してエアギャップの大きさを設定すればよい
【００３４】
一方、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前のフィルムの幅方向の温度バラツキを１０℃以内とする方法も、特に限定されるものではないが、例えば、ダイス温度の精度を上げたり、エアギャップにおいて、幅方向に出力可変のヒーターを用いて幅方向の非晶質熱可塑性樹脂温度を均一に保つ方法や、保温ボックス等で囲って外乱を防ぐ方法等が挙げられる。
【００３５】
又、上記光学フィルムの製造方法においては、非晶質熱可塑性樹脂フィルムが冷却ロールに接する地点で、非晶質熱可塑性樹脂フィルムの全幅の８５〜９５％を冷却ロールに対し押圧して密着させる。
【００３６】
上記押圧方法は、特に限定されるものではないが、例えば、エアーチャンバー、エアーナイフ、静電ピニング、タッチロール等幅方向に均一に押圧しうる装置が挙げられる。
【００３７】
押圧する非晶質熱可塑性樹脂フィルムの幅は、８５％未満になると非晶質熱可塑性樹脂フィルム全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下である光学フィルムが得られず、９５％を超えると非晶質熱可塑性樹脂フィルム端部の肉厚の影響を受け、非晶質熱可塑性樹脂フィルム全幅での均一な押圧ができなくなり、非晶質熱可塑性樹脂フィルム全面の８０％以上において、残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸のズレ角度が±１０度以下である光学フィルムが得られなくなるので、８５〜９５％に限定される。
【００３８】
非晶質熱可塑性樹脂フィルムへの押圧力に関しては、採用する押出方法によって適宜決定されればよく、冷却ロールとフィルムが密着するのに充分な大きさであればよい。
【００３９】
上記冷却ロールは、従来公知の任意の冷却ロールが使用できるが、表面が鏡面のものが好ましく、又、その温度は、非晶質熱可塑性樹脂のＴｇ〜Ｔｇ−１００℃の範囲が好ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明するが、下記の例に限定されるものではない。
【００４１】
（実施例１）
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア＃１６００」、Ｔｇ１６８℃）を、リップクリアランス８００μｍ、幅１８００ｍｍのコートハンガータイプのＴダイの設置された単軸押出機に供給し、Ｔダイの温度３１０℃で、幅１６３０ｍｍ、厚み４０μｍの熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを溶融押出した。
【００４２】
溶融押出された熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを、幅１４８０ｍｍのタッチロールが設置された、冷却ロールに供給し、タッチロールで熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを冷却ロールに接した地点の近傍で押圧し、冷却して、光学フィルムを得た。
【００４３】
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムが冷却ロールに接する直前のフィルム温度は２５０℃であった。
【００４４】
得られた光学フィルムの残留位相差及び光軸の角度を測定し、結果を図１及び図２に示した。
【００４５】
尚、残留位相差及び光軸の角度は、複屈折計（王子計測機器社製、商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」）を用いて、波長５９０ｎｍで測定した。測定地点は光学フィルムの幅方向に２５ｍｍ間隔であり、長さ方向に対しては１ｍ間隔で２点測定した。
【００４６】
得られた光学フィルムの残留位相差が３ｎｍ以下であり、且つ、光軸ズレ角度が±１０度以下の地点は、光学フィルムの全幅に対して８０％以上あった。
【００４７】
（比較例１）
タッチロールの幅を１３００ｍｍにした以外は、実施例１で行ったと同様にして光学フィルムを得、実施例１で行ったと同様にして残留位相差及び光軸の角度を測定し、結果を図３及び図４に示した。
【００４８】
得られた光学フィルムの残留位相差が３ｎｍ以下であり、且つ、光軸ズレ角度が±１０度以下の地点は、光学フィルムの全幅に対して７０％以下であった。
【００４９】
（比較例２）
タッチロールの幅を１６３０ｍｍにした以外は、実施例１で行ったと同様にして光学フィルムを得、実施例１で行ったと同様にして残留位相差及び光軸の角度を測定し、結果を図５及び図６に示した。
【００５０】
得られた光学フィルムの残留位相差が３ｎｍ以下であり、光軸ズレ角度が±１０度以下の地点は、光学フィルムの全幅に対して６０％以下であった。
【００５１】
（比較例３）
市販の光学用押出フィルム（日本ゼオン社製、商品名「ノルボルネンフィルムＺＦ−１４−６０（ＬＯＴ２６００９Ｔ））の残留位相差及び光軸の角度を実施例１で行ったと同様にして測定し、結果を図７及び図８に示した。
【００５２】
このフィルムは光軸が横方向を向いているので光軸のバラツキの有効範囲を８０〜９０度及び−９０〜−８０度として測定したところ有効範囲は６０％以下であった。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の光学フィルムの構成は上述の通りであるから、幅方向に広い範囲で残留位相差が小さく、光軸ズレのバラツキが小さく、光学用途や液晶ディスプレー分野で好適に使用できる。
【００５４】
請求項２記載の光学フィルムは、非晶質熱可塑性樹脂が熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂であるから、透明性及び耐熱性が優れ、固有複屈折率が低く、且つ、光弾性係数が小さいので、一層、残留位相差が小さく、光軸ズレのバラツキが小さく、光学用途や液晶ディスプレー分野でより好適に使用できる。
【００５５】
請求項３記載の光学フィルムの製造方法の構成は上述の通りであるから、幅方向に広い範囲で残留位相差が小さく、光軸ズレのバラツキが小さく、広幅の光学フィルムを容易に製造することができる。従って、得られた光学フィルムは、大型画面の光学用途や液晶ディスプレー分野等で好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で得られた光学フィルムの幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図２】実施例１で得られた光学フィルムの異なる位置の幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図３】比較例１で得られた光学フィルムの幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図４】比較例１で得られた光学フィルムの異なる位置の幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図５】比較例２で得られた光学フィルムの幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図６】比較例２で得られた光学フィルムの異なる位置の幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図７】比較例３の光学フィルムの幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図８】比較例３の光学フィルムの異なる位置の幅方向の位相差と光軸の角度を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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