(57)【要約】【課題】正面レターデーションが小さく、偏光板保護フィルムとして用いたときに光漏れが少なく、膜厚むらが小さく、延伸により透過むらの非常に少ない位相差フィルムを得ることができる光学フィルムを提供する。【解決手段】非晶性の熱可塑性樹脂からなる光学フィルムにおいて、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対して８０〜９０°の角度をなし、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における両端よりフィルム幅の各８分の１の領域における配向軸との角度差が１０°以上であり、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍ以下でかつダイラインの幅が５００μｍ以上であることを特徴とする光学フィルム、該光学フィルムからなる偏光板保護フィルム及び該光学フィルムを延伸してなる位相差フィルム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶性の熱可塑性樹脂からなる光学フィルムにおいて、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対して８０〜９０°の角度をなし、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における両端よりフィルム幅の各８分の１の領域における配向軸との角度差が１０°以上であり、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍ以下でかつダイラインの幅が５００μｍ以上であることを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
フィルム全面における正面レターデーションが、２ｎｍ以下である請求項１記載の光学フィルム。
【請求項３】
非晶性の熱可塑性樹脂が、脂環式構造を有する重合体樹脂である請求項１記載の光学フィルム。
【請求項４】
脂環式構造を有する重合体樹脂が、ノルボルネン系重合体樹脂である請求項３記載の光学フィルム。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の光学フィルムからなる偏光板保護フィルム。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の光学フィルムを延伸してなる位相差フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムに関する。さらに詳しくは、本発明は、正面レターデーションが小さく、偏光板保護フィルムとして用いたときに光漏れが少なく、膜厚むらが小さく、延伸により透過むらの非常に少ない位相差フィルムを得ることができる光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじれネマティック（ＴＮ）方式や超ねじれネマティック（ＳＴＮ）方式などの液晶表示装置のように、偏光を取り扱う装置に用いる保護フィルムには、光学的に透明であり、厚さむらが小さく均質で、複屈折が小さいことが求められる。保護フィルムの位相差が大きかったり、外部応力により位相差が変化したり、面内における位相差変動が大きかったり、フィルム表面の凹凸によるレンズ効果があると、色が部分的に薄くなる色とび現象や、画像の歪みなどを生じ、液晶表示装置の画面の品質が著しく低下する。
そこで、液晶表示装置用の光学フィルムとしては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、トリアセチルセルロースなどの熱可塑性樹脂からなるフィルムが知られている。これらのフィルムを押出成形法や溶液流延法で製造すると、溶融流動、溶剤の蒸発による収縮、熱収縮、搬送応力などにより、成形中のフィルムに各種の応力が発生し、これらの応力により分子配向が誘起され、複屈折による位相差が発生しやすい。フィルムに対して熱アニールなどの処理を施して、位相差を低減することも試みられるが、製造工程が複雑になる。また、位相差を低減したフィルムを用いても、その後のフィルムの加工時に生ずる応力や変形により、あらたな位相差が発生する。さらに、光学フィルムが偏光板保護フィルムとして用いられる場合、偏光子の収縮応力により好ましくない位相差が生じ、偏光性能に悪影響を及ぼす。
これらの問題を解決するために、より分極が小さく、分子の配向による位相差が発生しにくい光学フィルムとして、環状オレフィン系フィルムや、マレイミド成分を有するオレフィン系フィルムなどが提案されている。例えば、残留位相差が小さいだけでなく、光軸ばらつきの少ない、非晶性熱可塑性樹脂からなる光学フィルムとして、厚みが１００μｍ未満、残留位相差が１０ｎｍ以下、光軸ズレが±１０°以下である押出成形された飽和ノルボルネン系樹脂からなる光学フィルムが提案されている（特許文献１）。また、正面だけでなく斜めから観測してもクロスニコル状態での光漏れが少なく、優れた偏光特性を発現する偏光板を得ることができる光学フィルムとして、厚みが１００μｍ未満、法線方向のレターデーションが１０ｎｍ以下、４０度傾いた方向から測定したレターデーションが法線方向のレターデション＋６ｎｍ以下、光軸ズレが±１０度以下である押出成形された飽和ノルボルネン系樹脂からなる光学フィルムが提案されている（特許文献２）。
超ねじれネマティック（ＳＴＮ）方式による液晶表示装置では、液晶分子間のピッチが狭くなっているために、直線偏光は液晶のねじれに追従できず、さらに液晶の複屈折性によって楕円偏光状態に変換される。その結果、液晶表示装置の画面の背景色が黄色や青色になる。この着色化現象を解消して白黒表示に近づけるために、位相差フィルムにより光学補償を行い、楕円偏光を直線偏光に近い状態に変換することが行われる。位相差フィルムとして、これまでにポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリオレフィンなどのフィルムが開発されたが、現在はポリカーボネートフィルムが多く用いられている。位相差フィルムには、広い視野角、明瞭なコントラスト、高輝度、低コストなどが要求され、これらの要求を満たすためにさまざまな開発がなされている。例えば、携帯情報機器などの反射型液晶表示装置に用いることのできる視野角特性を備え、二重に像が映る現象を解決し、多数の分取が可能でコスト的に有利な、幅の広い位相差フィルムとして、幅方向の平均厚みが４５μｍ以下、幅が７００ｍｍ以上、幅方向におけるレターデーションの最大値と最小値の差が１０ｎｍ以下、延伸軸方向に対する遅相軸のずれが±０.７度以下の位相差フィルムが提案されている（特許文献３）。
しかしながら、上記公報に記載されているフィルムでも、偏光板保護フィルムとして用いた場合に光漏れが発生したり、延伸して位相差フィルムとして用いた場合に透過むらが発生したりする問題があり、さらなる改善が求められている。
【特許文献１】特開２００３−１３１００６号公報（第２−３頁）
【特許文献２】特開２００３−１３１０３６号公報（第２頁）
【特許文献３】特開２００２−１４８４４０号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、正面レターデーションが小さく、偏光板保護フィルムとして用いたときに光漏れが少なく、膜厚むらが小さく、延伸により透過むらの非常に少ない位相差フィルムを得ることができる光学フィルムを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対して８０〜９０°の角度をなし、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における両端よりフィルム幅の各８分の１の領域における配向軸との角度差が１０°以上であり、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍ以下でかつダイラインの幅が５００μｍ以上である非晶性の熱可塑性樹脂からなるフィルムは、偏光板保護フィルムとして用いたときに光漏れが少なく、また、延伸により透過むらの非常に少ない位相差フィルムとなることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）非晶性の熱可塑性樹脂からなる光学フィルムにおいて、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対して８０〜９０°の角度をなし、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における両端よりフィルム幅の各８分の１の領域における配向軸との角度差が１０°以上であり、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍ以下でかつダイラインの幅が５００μｍ以上であることを特徴とする光学フィルム、
（２）フィルム全面における正面レターデーションが、２ｎｍ以下である第１項記載の光学フィルム、
（３）非晶性の熱可塑性樹脂が、脂環式構造を有する重合体樹脂である第１項記載の光学フィルム、
（４）脂環式構造を有する重合体樹脂が、ノルボルネン系重合体樹脂である第３項記載の光学フィルム、
（５）第１項、第２項、第３項又は第４項記載の光学フィルムからなる偏光板保護フィルム、及び、
（６）第１項、第２項、第３項又は第４項記載の光学フィルムを延伸してなる位相差フィルム、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の光学フィルムは、正面レターデーションが小さく、偏光板保護フィルムとして用いたときに光漏れが少なく、膜厚むらが小さく、延伸により透過むらの非常に少ない位相差フィルムとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の光学フィルムは、非晶性の熱可塑性樹脂からなる光学フィルムにおいて、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対して８０〜９０°の角度をなし、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における両端よりフィルム幅の各８分の１の領域における配向軸との角度差が１０°以上であり、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍ以下でかつダイラインの幅が５００μｍ以上である光学フィルムである。
本発明に用いる非晶性の熱可塑性樹脂に特に制限はなく、例えば、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、脂環式構造を有する重合体樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル樹脂、ボリスルホン、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式構造を有する重合体樹脂を好適に用いることができる。脂環式構造を有する重合体樹脂は、流動性が良好なので、膜厚むらの小さい厚さ精度の良好なフィルムを製膜することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れたフィルムを得ることができる。
【０００７】
脂環式構造を有する重合体樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、６〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
脂環式構造を有する重合体樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物であるノルボルネン系重合体樹脂は、製膜性が良好であり、機械的強度と耐熱性と透明性に優れるので、より好適に用いることができる。
【０００８】
本発明に用いるノルボルネン系重合体樹脂として、繰り返し単位として、ビシクロ[３.３.０]オクタン−２,４−ジイルエチレン構造とトリシクロ[４.３.０.１2,5]デカン−７,９−ジイルエチレン構造を有し、これらの繰り返し単位がノルボルネン系重合体樹脂の６０重量％以上であり、かつ、ビシクロ[３.３.０]オクタン−２,４−ジイルエチレン構造とトリシクロ[４.３.０.１2,5]デカン−７,９−ジイルエチレン構造の重量比が１００：０〜４０：６０である重合体樹脂は、長期的に寸法変化がなく、光学特性の安定性に優れた光学フィルムが得られるので、特に好適に用いることができる。
繰り返し単位としてビシクロ[３.３.０]オクタン−２,４−ジイルエチレン構造を形成するノルボルネン系単量体としては、例えば、トリシクロ[４.３.０.１2,5]デカ−３,７−ジエン（ジシクロペンタジエン）、７,８−ベンゾトリシクロ[４.３.０.１0,5]デカ−３−エン（メタノテトラヒドロフルオレン）などを挙げることができる。繰り返し単位としてトリシクロ[４.３.０.１2,5]デカン−７,９−ジイルエチレン構造を形成するノルボルネン系単量体としては、例えば、テトラシクロ[４.４.０.１2,5.１7,10]デカ−３,７−ジエン（テトラシクロドデセン）などを挙げることができる。
【０００９】
本発明に用いる非晶性の熱可塑性樹脂の分子量は、シクロヘキサン又はトルエン溶液についてゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリイソプレン又はポリスチレン換算の重量平均分子量が、１０,０００〜１００,０００であることが好ましく、１５,０００〜８０,０００であることがより好ましく、２０,０００〜５０,０００であることがさらに好ましい。ポリイソプレン又はポリスチレン換算の重量平均分子量が１０,０００〜１００,０００の非晶性の熱可塑性樹脂を用いることにより、成形加工性と機械的強度のバランスのとれた光学フィルムを得ることができる。本発明に用いる非晶性の熱可塑性樹脂の重量平均分子量（Ｍw）と数平均分子量（Ｍn）の比は、１〜１０であることが好ましく、１.１〜４であることがより好ましく、１.２〜３.５であることがさらに好ましい。
【００１０】
本発明の光学フィルムは、フィルムの幅方向の中央部において、重合体分子がフィルムの幅方向に配向し、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度が８０〜９０°であり、より好ましくは８３〜９０°であり、さらに好ましくは８５〜９０°である。ただし、配向軸とフィルムの長手方向のなす角度は、０〜９０°として測定する。フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度が８０°未満であると、光学フィルムに冷却ロールによる引き取りの影響が大きく残り、光学フィルムの膜厚むらやシワなどの面状が悪化し、偏光板の保護フィルムとして用いると、偏光子との貼合での粘着剤塗工工程において塗工不良を起こし、結果として偏光子との貼合不良となり、位相差フィルムの原反として用いると、位相差フィルムに透過むらが発生するおそれがある。
本発明の光学フィルムは、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における両端よりフィルム幅の各８分の１の領域における配向軸との角度差が１０°以上であり、より好ましくは１５〜６０°であり、さらに好ましくは２０〜５０°である。光学フィルムの生産性と、フィルムの幅方向における中央部と端部との力のバランスを考慮すると、配向角の差が２０〜５０°であることが最も好ましい。
【００１１】
本発明の光学フィルムは、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下であり、かつダイラインの幅が５００μｍ以上、より好ましくは１,０００μｍ以上である。ダイラインは、光学フィルムの長手方向に谷状又は山状の縞として発生する凹凸であり、ダイスから押し出される溶融樹脂がダイスの壁面に付着した跡が線状痕となる場合や、ダイスのリップ口に付着した樹脂跡を通過して生ずる場合などがある。ダイラインの深さ又は高さ及び幅は、三次元表面構造解析顕微鏡を用いて、フィルム表面の凹凸面を一定速度で走査させ、干渉縞を発生させることにより測定することができる。フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さが５０ｎｍを超え、かつその幅が５００μｍ未満であると、偏光板の保護フィルムとして用いたときに輝度むらを生ずるおそれがある。
本発明の光学フィルムは、フィルム全面における正面レターデーションが２ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以下であることがより好ましい。正面レターデーションは、光学フィルム面の法線方向から測定した複屈折とフィルム厚さの積であり、本発明においては、波長５９０ｎｍで測定する。正面レターデーションを２ｎｍ以下とすることにより、光学特性における光軸のばらつきの影響を解消することができ、偏光板の保護フィルムとして好適に使用することができる。正面レターデーションが２ｎｍを超えると、画面のコントラストが低下するおそれがある。
本発明の光学フィルムを得る方法としては、特に制限されず、例えば、溶液流延法や溶融押出法などの従来公知の方法が挙げられる。中でも、溶剤を使用しない溶融押出法の方が、地球環境や作業環境の観点、あるいは製造コストの観点から好ましく、さらに溶融押出法の中でも、(１)ダイスから押出された溶融状態の熱可塑性樹脂フィルムを保温すること；(２)ダイスから押出された溶融状態の熱可塑性樹脂フィルムを冷却ロールにキャストする際にフィルム両端部を静電ピニングすること；(３)ダイスから押出された溶融状態の熱可塑性樹脂フィルムを冷却ロールにキャストして、引き取る工程を減圧下で行うこと；が好ましい。
【００１２】
図１は、本発明の光学フィルムの製造工程の一態様を示す説明図である。乾燥された非晶性の熱可塑性樹脂がホッパー１に供給され、押出機２により加熱され、溶融混練される。溶融した熱可塑性樹脂は、ギヤポンプ３により定量供給され、ポリマーフィルター４によりろ過されて不溶融の異物が除去され、ダイス５からフィルム状に押し出される。ダイスは、リップ部を炭化タングステンなどの硬質の材料で構成し、クロムメッキなどを施して平滑に仕上げ、光学フィルムに強いダイラインが発生することを防止することが好ましい。ダイスの形状に特に制限はなく、例えば、ストレートマニホールド形、フィッシュテール形、コートハンガー形などを挙げることができる。これらの中で、コートハンガー形のダイスは、膜厚むらの少ないフィルムを製膜することができるので、好適に用いることができる。
ダイスからフィルム状に押し出された溶融状態の非晶性の熱可塑性樹脂は、第一冷却ロール６、第二冷却ロール７、第三冷却ロール８で逐次冷却される。ダイスから押し出された溶融樹脂は、加熱装置９によりその近傍の雰囲気温度が樹脂温度より５０°以上低くならないように保って、急速な冷却を避けることが好ましい。フィルム状の溶融樹脂の冷却が速すぎると、高分子が長手方向に配向して、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度を８０〜９０°に保つことが困難となるおそれがある。加熱装置９は、ダイスの開口部から第一冷却ロールの下端部までを加熱し得る構造であることが好ましい。
【００１３】
本発明においては、フィルム状の溶融樹脂がダイスの開口部から押し出され、少なくとも第一冷却ロールにより冷却されるまでの工程を、圧力５０ｋＰａ以下、より好ましくは圧力３０ｋＰａ以下で行うことができる。フィルム状の溶融樹脂が押し出され、第一冷却ロールにより冷却されるまでの工程を減圧に保つことにより、フィルム状の溶融樹脂の放熱を抑え、急速な冷却を避けることができる。フィルム状の溶融樹脂を徐冷することにより、高分子の長手方向への配向を抑制して、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度を８０〜９０°に保つことが容易になる。圧力を５０ｋＰａ以下に保つ方法に特に制限はなく、例えば、ホッパーからフィルム巻取機までの全体、ダイスから第三冷却ドラムまでの部分、ダイスからフィルム状の溶融樹脂が第一冷却ドラムに接触するまでの間などを耐圧構造で覆い、内部を減圧にする方法などを挙げることができる。
本発明においては、ダイスの開口部の近傍に静電ピニンク装置１０を設け、フィルムの両端に静電気を印加して、フィルムの両端を第一冷却ロールに固定することが好ましい。溶融状態のフィルムの両端を冷却ロールに固定することにより、冷却に伴う熱収縮応力が高分子に作用し、高分子がフィルムの幅方向に配向し、フィルムの幅方向における中央部の配向軸のフィルムの長手方向に対する角度を８０〜９０°とすることができる。
【００１４】
本発明において、第一冷却ロール、第二冷却ロール及び第三冷却ロールの引き取り速度に特に制限はなく、製膜される光学フィルムの熱収縮などに応じて適宜選択することができる。第二冷却ロールの引き取り速度をＲ2、第一冷却ロールの引き取り速度をＲ1としたとき、前記Ｒ2とＲ1との比Ｒ2／Ｒ1を１.０１未満０.９９０以上に設定することが好ましく、１.０００未満０.９９５以上に設定することがより好ましい。Ｒ2／Ｒ1の値をこの範囲にすることにより、得られるフィルムの分子配向が特に小さくなり、巻きジワの発生を防ぐことができる。さらに、第三冷却ロールの引き取り速度をＲ3としたとき、前記Ｒ3とＲ2との比Ｒ3／Ｒ2を０.９９９未満０.９９０以上に設定することが好ましく、０.９９８未満０.９９５以上に設定することがさらに好ましい。こうすることにより、効率よく膜厚変動及び膜厚変化量を低減することができる。第一冷却ロール、第二冷却ロール及び第三冷却ロールにおいて冷却された光学フィルムは、テンションロールなどを経由し、必要に応じて幅方向の両端部を裁断し、製品として巻取ロール１１に巻き取られる。
本発明において、フィルム全面におけるダイラインの深さ又は高さを５０ｎｍ以下でかつ、ダイラインの幅を５００μｍ以上にするための手段としては、フィルムを製造する方法としてＴダイ法を用いる場合、(１)ダイスリップ部の材質としてハードクロム、炭化クロム、窒化クロム、炭化チタン、炭窒化チタン、窒化チタン、超鋼、炭化タングステン、酸化アルミ、酸化クロムからなる群から選ばれるものを溶射もしくはメッキし、表面加工としてバフ、＃１０００番手以上の砥石を用いるラッピング、＃１０００番手以上のダイヤモンド砥石を用いる平面切削（切削方向は、樹脂の流れ方向に垂直な方向）、電解研磨、電解複合研磨などの加工を施したＴダイを用いる；(２)ダイスリップの防錆剤として、例えばアミンの硝酸塩、カルボン酸塩、炭酸塩などの揮発性のものを使用する。具体的には、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、ジシクロヘキシルアンモニウムカプリレート、シクロヘキシルアンモニウムカルバメート、シクロヘキシルアミンカーボネイト等が挙げられる；(３)ダイスリップに付着している防錆剤を溶剤を用いてふき取る；が挙げられる。
【００１５】
本発明の光学フィルムの厚さに特に制限はないが、１０〜５００μｍであることが好ましく、２０〜３００μｍであることがより好ましい。光学フィルムの厚さが１０μｍ未満であると、製膜性と加工性が低下するおそれがある。
本発明の光学フィルムは、液晶表示装置などの表示装置に用いられる部材、例えば、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、透明導電フィルム、タッチパネル用基板、液晶基板、光拡散シート、プリズムシートなどにも用いることができる。中でも、偏光板保護フィルムや位相差フィルムに好適である。
本発明の光学フィルムを偏光板保護フィルムとして用いる場合は、偏光板の片面又は両面に接着剤を介して本発明の光学フィルムを積層する。偏光板は、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素などをドープしたのち、延伸加工することにより得ることができる。接着剤としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、合成ゴムなどの接着剤を挙げることができる。
【００１６】
本発明の位相差フィルムは、本発明の光学フィルムを延伸することにより、得ることができる。延伸方法に特に制限はなく、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、テンター延伸機を用いて幅方向に一軸延伸する方法、フィルムを固定するクリップの間隔を開いて縦方向に延伸すると同時に、クリップを導くガイドレールの広がりにより幅方向に延伸する同時二軸延伸法、ロール間の周速の差を利用して縦方向に延伸したのち、テンター延伸機を用いて幅方向に延伸する逐次二軸延伸法、横又は縦方向に左右で異なる力を付加する延伸機を用いて斜めに延伸する方法などを挙げることができる。本発明の光学フィルムは、膜厚むらが小さいので、延伸することにより、透過むらの極めて少ない均質な位相差フィルムを得ることができる。
斜め延伸する方法としては、その幅方向に対して角度１〜５０度の方向に連続的に延伸して、ポリマーの配向軸を所望の角度に傾斜させるものであれば特に制約されず、公知の方法を採用することができる。本発明に用いることができる斜め延伸の方法としては、例えば、特開昭５０−８３４８２号公報、特開平２−１１３９２０号公報、特開平３−１８２７０１号公報、特開２０００−９９１２号公報、特開２００２−８６５５４号公報、特開２００２−２２９４４号公報等に記載されたものが挙げられる。
延伸処理するときの温度は、非晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴg（℃）とすると、好ましくは（Ｔg−３０℃）から（Ｔg＋６０℃）の間、より好ましくは（Ｔg−１０℃）から（Ｔg＋５０℃）の温度範囲である。また、延伸倍率は、通常１.０１〜３０倍、好ましくは１.０１〜１０倍、より好ましくは１.０１〜５倍である。
本発明の位相差フィルムとしては、所定の波長に対して１／２波長の位相差を与える１／２波長板、所定の波長に対して１／４波長の位相差を与える１／４波長板、ポジティブリターダー（素子面に垂直な方向に正の位相差を有する位相差素子）、ネガティブリターダー（素子面に垂直な方向に負の位相差を有する位相差素子）、などが挙げられる。
本発明の位相差フィルムの厚さは、通常３０〜２００μｍである。
【実施例】
【００１７】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、光学フィルムの評価は、下記の方法により行った。
（１）正面レターデーション及び配向角
幅６００ｍｍの光学フィルムの長手方向１ｍごとの５か所において、フィルムの幅方向の端から７５ｍｍ、１８７.５ｍｍ、３００ｍｍ、４１２.５ｍｍ、５２５ｍｍの位置に中心を有する４０ｍｍ角の試験片を切り出す。切り出した合計２５個の試験片の中央部において、複屈折計測装置［王子計測機器(株)、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ］を用いて計測する。レターデーションむらは、測定値中の最大値と最小値の差とする。
（２）膜厚むら
幅６００ｍｍの光学フィルムを幅方向に幅５０ｍｍに切り出した試験片の厚さを、卓上型厚さ計［明産(株)、ＲＣ−１−２００／１０００］を用いて０.４８ｍｍごとに測定し、その測定値の最大値ＴMAX、最小値ＴMIN及び算術平均値Ｔ1から次式により算出する。
膜厚むら（％）＝ {(ＴMAX−ＴMIN)／Ｔ1}×１００
（３）ダイライン
光学フィルムに光を照射して、透過光をスクリーンに映し、スクリーン上に光の明又は暗の縞として現れるダイラインをフィルムの全幅について観察する。ダイライン部分から３０ｍｍ角の試験片を切り取り、三次元表面構造解析顕微鏡［ザイゴ(株)］を用いて、フィルム上の凹凸を、干渉縞を発生させて測定する。ダイラインの深さや高さを測定するに際しては、隣り合う谷と山で、ベースが異なっている場合は、図２のようにベースライン１２を引いて、谷の底点１３又は山の頂点１４からそのベースライン１２までの最短距離をダイラインの深さ１５又はダイラインの高さ１６とする。
（４）光漏れ及び透過むら
偏光フィルムから、クロスニコル状に切り出した２９０ｍｍ×４２０ｍｍの２枚のフィルムを重ねて、バックパネル上に載置する。光学フィルム又は光学フィルムを延伸して得られた位相差フィルムから、長手方向に４５°の角度で全幅にわたる試験片を切り出す。クロスニコル状に重ねた２枚の偏光フィルムの間に試験片を挟んで滑らせ、光学フィルムについては光漏れを、目視により正面方向と４０°傾斜した方向から観察し、位相差フィルムについては透過むらを、目視により正面方向と４５°傾斜した方向から観察する。
【００１８】
実施例１
図１に示すスクリュー径５０ｍｍの単軸押出機、ギヤポンプ、ろ過精度３０μｍのリーフディスク形ポリマーフィルター、＃１０００番のラップ砥石で研磨した表面粗さＲa＝０.０５μｍの炭化タングステンを溶射した幅６５０ｍｍのＴダイ、Ｔダイから押し出された溶融樹脂の近傍を加温するＴダイ−冷却ロール間の雰囲気加熱装置、静電ピニンク装置、直径２５０ｍｍの冷却ロール３本及び巻取機を有する製膜設備を用いて、ノルボルネン系重合体樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１４２０Ｒ、ガラス転移温度１３６℃］の幅６５０ｍｍ、厚さ４０μｍのフィルムを製膜し、両端２５ｍｍずつを裁断して幅６００ｍｍの製品とした。
ノルボルネン系重合体樹脂のペレットは、熱風乾燥機により１００℃で４時間乾燥したのち押出機に供給した。溶融樹脂温度２６０℃で押し出し、Ｔダイから第１冷却ロールまでの間のフィルムから１０ｍｍ以内の雰囲気温度が２６０℃になるように加熱し、フィルムの両端部に静電気を印加した。第一冷却ロールの温度を１２０℃、引き取り速度を１８.０ｍ／ｍｉｎ、第二冷却ロールの温度を１２５℃、引き取り速度を１８.１ｍ／ｍｉｎ、第三冷却ロールの温度を１１０℃、引き取り速度を１８.０ｍ／ｍｉｎとした。
得られた光学フィルムの膜厚むらは１.６４μｍであり、最も深いダイラインの深さは３０ｎｍでその幅は最小値で５３０μｍであった。また、正面レターデーションは４.０ｎｍ、レターデーションむらは３.０ｎｍ、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度は８８.３°、フィルムの幅方向における端部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度は４４.６°であった。偏光板の光漏れは、正面、４０°ともに少なかった。
実施例２
第一冷却ロールの引き取り速度を１８.０ｍ／ｍｉｎ、第二冷却ロールの引き取り速度を１８.０ｍ／ｍｉｎ、第三冷却ロールの引き取り速度を１７.９ｍ／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを製膜した。
得られた光学フィルムの膜厚むらは１.６９μｍであり、最も深いダイラインの深さは４５ｎｍでその幅は最小値で６００μｍであった。また、正面レターデーションは１.０ｎｍ、レターデーションむらは１.０ｎｍ、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度は８９.０°、フィルムの幅方向における端部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度は４６.７°であった。偏光板の光漏れは、正面、４０°ともに非常に少なかった。
比較例１
ダイスとして、＃１０００番のラップ砥石による研磨を行わず、内面にＲa＝０.１５μｍのクロムメッキを施したものを用い、Ｔダイから第一冷却ロールまでの間のフィルム加熱と、フィルムの静電ピニングを行わず、第一冷却ロールの引き取り速度を１８.０ｍ／ｍｉｎ、第二冷却ロールの引き取り速度を１８.１ｍ／ｍｉｎ、第三冷却ロールの引き取り速度を１７.９ｍ／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様にして、光学フィルムを製膜した。
得られた光学フィルムの膜厚むらは１１.００μｍであり、最も深いダイラインの深さは７０ｎｍでその幅は最小値で４００μｍであった。また、正面レターデーションは４.０ｎｍ、レターデーションむらは３.０ｎｍ、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度は１１.９°、フィルムの幅方向における端部の配向軸がフィルムの長手方向に対してなす角度は１５.３°であった。偏光板の光漏れは、正面、４０°ともに少なかった。
実施例１〜２及び比較例１の製膜条件を第１表に、得られた光学フィルムの特性を第２表に示す。
【００１９】
【表１】
2005134768.tif 000003
【００２０】
【表２】
2005134768.tif 000004
【００２１】
第２表に見られるように、Ｔダイと第一冷却ロール間の雰囲気を加熱し、フィルムの両端を静電ピニングして製膜した実施例１〜２の光学フィルムは、膜厚むらが小さく、フィルムの幅方向における中央部の配向軸がフィルムの長手方向に対してほぼ９０°の角度をなし、フィルムの幅方向における中央部の配向軸とフィルムの幅方向における端部の配向軸との角度差が４０°以上あり、クロスニコルに配置した偏光フィルムの光漏れが少ない。これに対して、Ｔダイと第一冷却ロール間の加熱と静電ピニングを行わなかった比較例１の光学フィルムは、膜厚むらが大きく、フィルムの幅方向における中央部の高分子がフィルムの長手方向に配向している。
実施例３
実施例１で得られた光学フィルムを、縦一軸延伸機を用いて、延伸温度１４５℃で延伸倍率１.５倍に延伸し、位相差フィルムを得た。
得られた位相差フィルムの正面レターデーションは２０４ｎｍ、レターデーションむらは４.７ｎｍであり、フィルムの配向軸とフィルムの長手方向がなす配向角の平均値は０.１°、配向角むらは０.６°であった。透過むらは、正面、４５°ともに非常に少なかった。
実施例４
実施例２で得られた光学フィルムを、縦一軸延伸機を用いて、延伸温度１４５℃で延伸倍率１.５倍に延伸し、位相差フィルムを得た。
得られた位相差フィルムの正面レターデーションは２０４ｎｍ、レターデーションむらは５.９ｎｍであり、フィルムの配向軸とフィルムの長手方向がなす配向角の平均値は０.１°、配向角むらは０.８°であった。透過むらは、正面、４５°ともに非常に少なかった。
比較例２
比較例１で得られた光学フィルムを、縦一軸延伸機を用いて、延伸温度１４５℃で延伸倍率１.５倍に延伸し、位相差フィルムを得た。
得られた位相差フィルムの正面レターデーションは２０４ｎｍ、レターデーションむらは２０.０ｎｍであり、フィルムの配向軸とフィルムの長手方向がなす配向角の平均値は０.１°、配向角むらは０.７°であった。透過むらは、正面、４５°ともに多かった。
実施例３〜４及び比較例２で得られた位相差フィルムの特性を、第３表に示す。
【００２２】
【表３】
2005134768.tif 000005
【００２３】
第３表に見られるように、フィルムの幅方向における中央部を幅方向に配向させた膜厚むらの小さい実施例１〜２の光学フィルムを縦一軸延伸して得られる実施例３〜４の位相差フィルムは、正面レターデーションのむらが小さく、クロスニコルに配置した偏光フィルムの透過むらが非常に少ない。これに対して、フィルムの幅方向における中央部が縦配向で膜厚むらの大きい比較例１の光学フィルムを縦一軸延伸して得られる比較例２の位相差フィルムは、正面レターデーションのむらが大きく、クロスニコルに配置した偏光フィルムの透過むらが多い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の光学フィルムは、幅方向における中央部において高分子がフィルムの長手方向にほぼ直角に配向し、正面レターデーションが小さく、偏光板保護フィルムとして用いたときに光漏れが少ない。また、膜厚むらが小さく、延伸により透過むらの非常に少ない位相差フィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の光学フィルムの製造工程の一態様を示す説明図である。
【図２】ダイラインの深さ又は高さの測定方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ホッパー
２  押出機
３  ギヤポンプ
４  ポリマーフィルター
５  ダイス
６  第一冷却ロール
７  第二冷却ロール
８  第三冷却ロール
９  加熱装置
１０  静電ピニンク装置
１１  巻取ロール
１２  ベースライン
１３  谷の底点
１４  山の頂点
１５  ダイラインの深さ
１６  ダイラインの高さ
【図１】
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【図２】
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