(57)【要約】【課題】  光学補償フィルムを巻芯近くの部位までカールが無い状態で巻き出し、平滑な状態で偏光板と貼合でき、垂直配向型液晶セルの光学補償フィルムとして好適に用いられる光学補償フィルムの提供。【解決手段】  飽和環状オレフィン重合体系樹脂からなる長尺フィルムを少なくとも一方向に延伸して得られる６５０ｍｍ以上の有効幅を有する光学補償フィルムであって、フィルムの長手方向をｘ、幅方向をｙ、厚味方向をｚとし、各方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚと規定した場合、ｎｙ≧ｎｘ＞ｎｚの関係を満たし、外径１２５ｍｍ以上の巻芯に巻かれていることを特徴とする光学補償補償フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和環状オレフィン重合体系樹脂からなる長尺フィルムを少なくとも一方向に延伸して得られる６５０ｍｍ以上の有効幅を有する光学補償フィルムであって、フィルムの長手方向をｘ、幅方向をｙ、厚味方向をｚとし、各方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚと規定した場合、ｎｙ≧ｎｘ＞ｎｚの関係を満たし、外径１２５ｍｍ以上の巻芯に巻かれていることを特徴とする光学補償フィルム。
【請求項２】
長手方向に吸収軸を有する偏光フィルムの長尺体に対して、前記光学補償フィルムを巻き戻しながら、その長手方向を一致させつつ、粘着剤又は接着剤を介して連続的に貼り合わせることを特徴とする偏光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のコントラスト及び視野角の改善に用いられる光学補償フィルム及びこの光学補償フィルムを用いた偏光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶による複屈折で表示装置を見る視角により表示色やコントラスト等が変化することの防止を目的に、液晶セルに対し位相差板を配置して複屈折に基づく光学特性を補償して視角特性を改善する技術が提案されている。
特にＶＡ型と称される垂直配向型の液晶セルの光学補償においては、厚み方向の屈折率が小さい、即ち、フィルム面内における最大屈折率を示す方向の屈折率をｎｘ（又はｎｙ）、この方向と直角方向の屈折率をｎｙ（又はｎｘ）、厚み方向の屈折率をｎｚと定義したとき、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ（又はｎｙ≧ｎｘ＞ｎｚ）となる関係を示す位相差フィルムを用いることが最適とされている（特許文献１参照）。
しかし、このような位相差フィルムはｎｘ、ｎｙのうち、遅相軸と呼ばれる屈折率の大きい方向が位相差フィルムと隣接する偏光板の吸収軸に直交させて貼合させねばならず、特に位相差フィルムは一般的に薄く、貼合時にフィルムに僅かなカールがあると貼合角度がずれたり、位相差フィルムに応力がかかった状態で貼合わされることにより、偏光板貼付後の耐久性試験時に位相差変化が大きくなってしまうことがあり、結果液晶ディスプレイが所定の性能を発揮できないことがあった。
特にその傾向は位相差フィルムの巻芯側で強く、巻取り後の経過時間が長いほど巻芯の外周に沿ったカールが顕著に発現する傾向があった。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３８３３５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記現状に鑑み、光学補償フィルムを巻芯近くの部位までカールが無い状態で巻き出し、平滑な状態で偏光板と貼合でき、垂直配向型液晶セルの光学補償フィルムとして好適に用いられる光学補償フィルム、及びこの光学補償フィルムを用いた偏光板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
光学補償フィルム生産時の巻き付け芯の外径を１２５ｍｍ以上とすることによって本課題を解決することができる。
【０００６】
請求項１記載の発明は、飽和環状オレフィン重合体系樹脂からなる長尺フィルムを少なくとも一方向に延伸して得られる６５０ｍｍ以上の有効幅を有する光学補償フィルムであって、フィルムの長手方向をｘ、幅方向をｙ、厚味方向をｚとし、各方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚと規定した場合、ｎｙ≧ｎｘ＞ｎｚの関係を満たし、外径１２５ｍｍ以上の巻芯に巻かれている光学補償フィルムである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、長手方向に吸収軸を有する偏光フィルムの長尺体に対して、前記光学補償フィルムを巻き戻しながら、その長手方向を一致させつつ、粘着剤又は接着剤を介して連続的に貼り合わせることを特徴とする偏光板の製造方法である。
【０００８】
本発明に用いられる光学補償フィルムの樹脂としては、低波長分散性、低光弾性係数に優れていることから、飽和環状オレフィン系樹脂が用いられる。
飽和環状オレフィン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、ノルボルネン系モノマー同士の開環（共）重合体の水素添加物、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加重合体、ノルボルネン系モノマー同士の付加（共）重合体等が挙げられ、これら飽和環状オレフィン系樹脂は単独で用いられても２種以上が併用されてもよい。
【０００９】
上記ノルボルネン系モノマーとしては、ノルボルネン環を有するモノマーであれば、特に限定されず、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環体；ジシクロペンタジエン、ジヒドロキシペンタジエン等の三環体；テトラシクロドデセン等の四環体；シクロペンタジエン三量体等の五環体；テトラシクロペンタジエン等の七環体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル置換体、ビニル等のアルケニル置換体、エチリデン等のアルキリデン置換体、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール置換体；さらにこれらのエステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ピリジル基、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、無水酸基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の炭素、水素以外の元素を含有する、いわゆる極性基を有する置換体等が挙げられる。これらのノルボルネン系モノマーの内、入手が容易であり、反応性に優れ、得られる光学補償フィルムの耐熱性が優れていることから、三環体以上の多環ノルボルネン系モノマーが好ましく、三環体、四環体及び五環体のノルボルネン系モノマーがより好ましい。なお、ノルボルネン系モノマーは、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００１０】
又、上記ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体の水素添加物としては、上記ノルボルネン系モノマーを公知の方法で開環（共）重合させた後、残留している二重結合が水素添加されているものが広く用いられ、ノルボルネン系モノマーの単独重合体の水素添加物であってもよいし、異種のノルボルネン系モノマー同士の共重合体の水素添加物であってもよい。
【００１１】
更に、上記ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体としては、ノルボルネン系モノマーとα−オレフィンとの共重合体が挙げられる。上記α−オレフィンとしては、炭素数が２〜２０のα−オレフィンが好ましく、炭素数が２〜１０のα−オレフィンがより好ましい。
【００１２】
なお、上記α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン等が挙げられ、共重合性が高いことから、エチレンが好ましい。また、他のα−オレフィンをノルボルネン系モノマーと共重合させる場合にも、エチレンを存在させることにより、α−オレフィンの共重合性が高められる。
【００１３】
上記ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体は、例えば、ノルボルネン系モノマーを、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等の金属のハロゲン化物、硝酸塩若しくはアセチルアセトン化合物と、還元剤とからなる触媒系、又は、チタン、タングステン、モリブデン等の金属のハロゲン化物若しくはアセチルアセトン化合物と、有機アルミニウム化合物とからなる触媒系等を用いて、溶媒中又は無溶媒で、通常、−５０℃〜１００℃の温度、０〜４.９ＭＰａの圧力下で開環（共）重合させることにより得ることができる。
【００１４】
又、上記ノルボルネン系モノマーとオレフィン系化合物との付加共重合体は、例えば、モノマー成分を、溶媒中又は無溶媒で、バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物、好ましくはハロゲン含有有機アルミニウム化合物とからなる触媒を用いて、通常、−５０℃〜１００℃の温度、０〜４.９ＭＰａの圧力下で共重合させることにより得ることができる。
【００１５】
なお、上記ノルボルネン系樹脂の具体例としては、特開平１−２４０５１７号公報に記載されているものが挙げられ、商業的に入手できるノルボルネン系樹脂の具体例としては、例えば、ＪＳＲ社製の商品名「アートン」シリーズ、日本ゼオン社製の商品名「ゼオノア」シリーズ、三井化学社製の商品名「アペル」シリーズ等が挙げられる。
【００１６】
上記飽和環状オレフィン系樹脂の数平均分子量は、小さすぎると得られる光学補償フィルムの機械的強度が低下することがあり、大きすぎると溶液粘度や溶融粘度が高くなったりして、製膜が困難になることがあるので、５０００〜５００００が好ましく、８０００〜３００００がより好ましい。なお、飽和環状オレフィン系樹脂の数平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフ）によって測定されたポリスチレン換算の数平均分子量である。
【００１７】
又、上記飽和環状オレフィン系樹脂には、光学補償フィルムの機能を阻害しない範囲内において、成形時の飽和環状オレフィン系樹脂の劣化防止や光学補償フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系等の酸化防止剤；ラクトン系等の熱劣化防止剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、アクリロニトリル系等の紫外線吸収剤；脂肪族アルコールのエステル系、多価アルコールの部分エステル系、多価アルコールの部分エーテル系等の滑剤；アミン系等の帯電防止剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。なお、添加剤は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００１８】
次に、上記光学補償フィルムの製造方法について説明するが、製造方法は、フィルムの製膜、延伸、巻き取りの工程からなる。
飽和環状オレフィン系樹脂フィルムの製膜は、従来からフィルムの製造方法として行われている方法で行われる。具体的方法としては、飽和環状オレフィン系樹脂を押出機に供給して溶融、混練し、押出機の先端に取り付けた金型からフィルム状に押し出して長尺状の飽和環状オレフィン系樹脂フィルムを製膜する、所謂溶融押出法、飽和環状オレフィン系樹脂を有機溶媒中に溶解してなる溶液をドラム又はバンド上に流延した後に有機溶媒を蒸発させて長尺状の飽和環状オレフィン系樹脂フィルムを製膜する、所謂溶液流延法等が挙げられる。
【００１９】
上記飽和環状オレフィン系樹脂フィルムの厚さは、特に限定されないが、５０〜２００μｍが好ましく、８０〜１５０μｍがより好ましい。厚さが５０μｍ未満の場合は位相差値が発現しにくくなり、厚さが２００μｍを超えると、偏光膜に貼付されて液晶パネルに用いられた際に、液晶パネルとして総厚が厚くなるので好ましくない。
【００２０】
なお、飽和環状オレフィン系樹脂フィルムの厚さが８０μｍ以上の場合には、溶液流延法では、有機溶媒を充分に蒸発、除去させることが困難となるので、溶融押出法を用いて飽和環状オレフィン系樹脂フィルムを製造するのが好ましい。
【００２１】
上記飽和環状オレフィン系樹脂フィルムを延伸することによって飽和環状オレフィン系樹脂分子を少なくとも一方向に配向させて二軸性の光学補償フィルムを得る。延伸方法としては、テンタークリップ等を用いてロールの幅方向に引っ張る横延伸法、さらに縦延伸を別工程で実施する逐次二軸延伸法（特開２００２-１４８４３８号公報参照）、これら２方向の延伸を同時に行う同時二軸延伸法等が知られている。本発明においては、どのような延伸法であってもよい。
【００２２】
ＶＡモードの液晶セルに対して光学補償フィルムを用いる場合、その遅相軸は隣接する偏光板の吸収軸と直交させる必要がある。しかしながら、従来、一般に用いられている偏光板の原反はその吸収軸が長手方向に一致しており、一方、上記で得られる光学補償フィルムの遅相軸もまた光学補償フィルムの長手方向に一致しているため、長尺原反同士を連続的に直交貼りすることができなかった。本発明で用いる光学補償フィルムの遅相軸は長手方向に直交するものである。
【００２３】
以下に、飽和環状オレフィン系樹脂フィルムを、逐次二軸延伸法によって、その遅相軸が長手方向に直交するとともに、厚み方向の屈折率を小さくする方法を詳細に説明する。
先ず溶融押出製膜されたフィルムを幅方向（ＴＤ方向）に横延伸する。横延伸は、一般的には、テンタークリップでフィルムの両端を把持しながら、当該樹脂のＴｇ前後の温度でＴＤ方向に拡幅するテンター延伸法で行われる。
延伸温度は、延伸倍率と共に要求される位相差値によって適宜設定される。低倍率で高位相差を出すにはＴｇに近い温度で延伸を行い、高倍率で高位相差を出すにはＴｇ＋５〜３０℃、好ましくはＴｇ＋５〜１５℃の温度で延伸を行うのが望ましい。
拡幅延伸後の正面複屈折｜ｎｘ−ｎｙ｜は０．００１０〜０．００６０が好ましく、より好ましくは０．００１５〜０．００４０である。すなわち、５０μｍの厚み換算で面内位相差（Ｒｅ）は５０〜３００ｎｍが好ましく、より好ましくは７５〜２００ｎｍである。
この拡幅延伸後の複屈折性が低すぎると、次工程（長手方向への延伸時）で厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）が発現しにくくなり、逆に複屈折性が高すぎると、その制御が困難になるからである。
上記拡幅延伸により遅相軸がＴＤ方向を向いた位相差板中間品が得られる。
【００２４】
次に、先の工程で発生した遅相軸の方向と垂直な方向（ＭＤ方向）に縦延伸する。縦延伸方法としては、ロール間ネックイン延伸法や近接ロール延伸法が挙げられるが、フィルムにキズ、シワ等が入りにくいといった点で前者のロール間ネックイン延伸法が好ましい。
【００２５】
ロール間ネックイン延伸法は、走行する長尺フィルムを、所定間隔を隔てて設置された速比の異なる２対のニップロールで挟圧しながら、Ｔｇ前後の加熱炉中で、自由端でネックイン変形させながら延伸する方法である。
この際の延伸量は、前工程（横延伸工程）の延伸量の１／３以下にすることによって、遅相軸の方向を変えることなく効率的に、光学補償フィルムを得ることができる。
後工程（縦延伸）の延伸量が前工程（横延伸）延伸量の１／３を越えると、遅相軸の方向が転換してしまい、ＭＤ方向（流れ方向）となってしまう。
遅相軸がＭＤ方向になると、偏光板吸収軸と光学補償フィルムの遅相軸を直交させて用いる二軸性光学補償フィルムの主たる使用用途にそぐわなくなる。
上記で得られる遅相軸がＴＤ方向を向いた光学補償フィルムは、必要に応じ端部のスリット、コロナ処理等の工程を経て、最終的に保護フィルムに貼合されて巻き取られる。保護フィルムとしては、ポリエステル系樹脂が好ましく、粘着剤部分はＥＶＡ、アクリル等用途によって適宜最適なものが選択して用いられるが、粘着剤の無いフィルムを光学補償フィルムの間に連続的に差し込んで巻き取っても構わない。
【００２６】
上記の工程により延伸された後に、光学補償フィルムは外径が１２５ｍｍ以上の巻芯に巻き取られる。巻芯の材質は表面が平滑であり、製品巻取り中や輸送中に割れ、ヒビ、たわみ等が発生しない強度があれば塩ビ、ＡＢＳ、ＰＳ等一般的なものが特に制限されず使用できる。
一般にロール状に巻き取られたフィルムは、経時の巻締まりによって、その形状が巻芯に沿った形で固定されてしまい、巻径が小さいほど元に戻す際の応力発生が大きくなる。
また、巻き付け時の張力は巻き巣、テレスコープ等が発生しない最低限の張力で巻き取ることにより、巻芯外径の効果と併せてカール防止効果を高く発現させることができる。
【００２７】
このようにして得られた光学補償フィルムは、偏光板と組み合わされて液晶表示装置の組み立て材料として好適に用いられる。
上記偏光板としては、従来から液晶表示装置に用いられているものであれば、特に限定されず、偏光子の両面を保護膜で被覆してなるものが挙げられるが、偏光子の片面（液晶セル側の面）を保護膜の代りに上記光学補償フィルムで代用してもよく、このようにすることで、液晶表示装置の薄膜化及び製造効率の向上を図ることができる。
偏光板との貼合は、偏光板ロールと位相差板ロールを平行で巻きだしてニップロール間で貼合する方式（図１ａ）、平滑な面上を走行する偏光板に、位相差板を貼合していく方式（図１ｂ）等があるが、どちらの貼合方式でも構わない。
本発明における光学補償フィルムロールから巻き出された光学補償フィルムはカールの発生が小さく、偏光板貼合時にズレ発生や想定外の応力が掛かることなく、均一に貼合することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の光学補償フィルムは、上述した内容であるので、ロールから巻き出された光学補償フィルムはカールの発生が小さく、偏光板貼合時にズレ発生や想定外の応力が掛かることなく、均一に貼合することが可能となる。
【実施例】
【００２９】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
１）原反の準備
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂として、市販のノルボルネン系樹脂（ゼオノア＃１６００、日本ゼオン社製）を単軸溶融押出機にＴダイを配置してなる溶融押出成形機にて２３０℃の溶融温度で押出成形を行い、幅８００ｍｍ、平均厚み１００μｍのフィルムを得た。
２）Ｔｇの測定
上記で得られたフィルムのＴｇをＤＳＣ２２０Ｃ（セイコー電子工業社製）を用いて測定したところＴｇは１６１．０℃であった。
３）延伸（横延伸）・測定
一般的なテンタークリップを用いた横延伸装置において、予熱温度１５０℃、延伸温度１６３℃、熱緩和温度１６３℃、冷却温度１２０℃のゾーン構成で２００％の倍率で拡幅し正面位相差Ｒｅ（＝（ｎｙ−ｎｘ）×ｄ）＝２１０ｎｍの遅相軸がＴＤ方向を向いた光学補償フィルムを作製した。（図２参照）
４）縦延伸・測定
上記３）で作製したフィルムを、ロール間縦一軸延伸装置を用いて、予熱温度１００℃、延伸温度１６１℃、冷却温度１００℃のゾーン構成で、１１５％一軸延伸を行って、Ｒｅ＝８０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１５０ｎｍの二軸性光学補償フィルムを作製した
５）巻取り
４）で冷却ゾーンから出た光学補償フィルムに総厚６０μｍのポリエチレン系保護フィルム（積水化学工業株式会社製  ＃６２２１Ｆ）を貼合せ、その後シアー刃方式のスリッターにて７００ｍｍ幅にスリットして、表１に示したように、実施例として外形１５０ｍｍの塩ビ芯と比較例として外径７５ｍｍの塩ビ芯に各５００ｍと１０００ｍ巻き取って４種類のロールフィルムを得た。その後４０℃に調温された部屋において５００時間放置した。
６）カールの評価
上記４種類のフィルムを２３℃×５５％ＲＨに調温調湿された部屋に２４時間放置し、その後巻出して、巻芯部分に２０ｍ残した状態にし、そこから長手方向に全幅×５００ｍｍのサンプルを切り出し、同室にて水平な机上にカールが大きくなる方向に１０分間放置し、最もカールの大きい部分の高さを測定した。結果は表１のとおりであった。
７）位相差（Ｒｅ）の測定
上記４種類のフィルムを、ラミネーターを用いて偏光板（ＨＬＣ２−５６１８、サンリッツ社製）にロール方式で貼り合わせた。貼り合わせ品を１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切りだし、厚さ２ｍｍのアルカリガラスにラミネーターを用いて貼り合わせた後、オートクレーブを用いて５０℃、４.９ＭＰａの条件で２０分間処理を行った。処理後３０分放置した後に、位相差計（ＫＯＢＲＡ−ＷＲ、王子計測社製）を用いて中心部のＲｅを測定し、１００℃のオーブン中で２４時間処理した後に、３０分間放冷し中心部のＲｅを測定した。結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
2005309339.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】偏光板に光学補償フィルムを貼り付ける方法の模式図。
【図２】横延伸の模式図。
【図１】
2005309339.tif 000003
【図２】
2005309339.tif 000004