(57)【要約】【課題】  高いレターデーション値を有しフィルムの幅方向に平行且つ均一な光軸を有する位相差フィルムの製造方法及び位相差フィルムを提供する。  【解決手段】  実質的に無配向の非晶性樹脂フィルムをテンターにより幅方向に一軸延伸する位相差フィルムの製造方法において、延伸工程において拡幅開始から拡幅完了までの間に低拡幅ないしは低緩和領域を設け、同領域におけるフィルム幅方向の変形速度Ｖ１（％／分）が−１０≦Ｖ１≦＋１０であり、同領域におけるフィルムの通過時間Ｔ(秒)が２＜Ｔ＜１０であり、同領域前のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ２（％／分）と同領域後のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ３（％／分）が、３００≦Ｖ２＜Ｖ３の関係を満たすように延伸することにより、拡幅延伸工程で生じるボーイングが緩和され、目的の位相差フィルムが得られる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に無配向の非晶性樹脂フィルムをテンターにより幅方向に一軸延伸する位相差フィルムの製造方法であって、前記延伸工程において拡幅開始から拡幅完了までの間に低拡幅ないしは低緩和領域が設けられ、同領域におけるフィルム幅方向の変形速度Ｖ１（％／分）が−１０≦Ｖ１≦＋１０であり、同領域におけるフィルムの通過時間Ｔ(秒)が２＜Ｔ＜１０であり、同領域前のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ２（％／分）と同領域後のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ３（％／分）が、３００≦Ｖ２＜Ｖ３の関係を満たすことを特徴とする位相差フィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法により得られる位相差フィルムであって、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲において、フィルム幅方向に対する分子主鎖配向角θ（°）の絶対値が１°以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項３】
請求項１記載の製造方法により得られる位相差フィルムであって、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲における、フィルム厚みのＲ（最大値−最小値）をｄ（同範囲における平均厚み）で除した値が０．０５以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項４】
請求項１記載の製造方法により得られる位相差フィルムであって、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲において、面内のレターデーション値Ｒｅ(ｎｍ)が１５０以上であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項５】
非晶性樹脂フィルムが、環状オレフィン系樹脂フィルムまたはマレイミド系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に使用される高いレターデーション値を有し、しかもフィルム面内の均一性に優れた位相差フィルムの製造方法およびその製造方法により得られる位相差フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラウン管方式のＣＲＴに代わり、液晶表示装置が広く用いられている。この種の液晶表示装置は、液晶分子を封入した電極が組み込まれた液晶セルに、位相差フィルムおよび偏光板が貼り合わされてなる。液晶表示装置は、液晶の複屈折性を利用して表示を行うものであるが、偏光板を介して見るディスプレイの着色現象を防止するため位相差フィルムが用いられる。この種の位相差フィルムとしては、用途に応じて視野角特性など種々の光学特性が要求され、そのため、面内のレターデーション値（以下「Ｒｅ」と記す）が一般に５０〜８００ｎｍの範囲のものが要求される。
【０００３】
位相差フィルムは、一般に熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸して製造される。一軸延伸する際のフィルム温度や延伸速度が不安定であったり不適切であると、所望のレターデーション（位相差）値を有する位相差フィルムが得られなかったり、熱可塑性樹脂の分子主鎖が一定方向に配向せず光軸がばらつく等が起こり、その結果液晶表示装置に用いられた場合に表示むらが発生する等の欠点を有するため、種々の延伸方法が検討されている。
【０００４】
一軸延伸方法としては、テンターを横方向に拡幅して延伸する横一軸延伸法、テンタークリップの長さ方向への速度差を利用する縦一軸延伸法およびロールの周速度差を利用するロール間縦一軸延伸法が知られている。特に、テンターによる横一軸延伸法は、上記の縦一軸延伸法に比べて制御しやすく、延伸のばらつきが少なく、しかも高いレターデーション値が得られるという長所を有している。
【０００５】
しかし、テンターによる横一軸延伸法には、フィルムの中心部の延伸がその端部に対して同調せずに先行または遅延するという特有の現象が見られる。そのため、フィルム幅方向に対する分子主鎖配向が弓なりの分布をとるという所謂ボーイング現象が発生して、フィルムの分子主鎖が延伸軸の方向に良好に配向せず光軸ずれが生じ、幅方向に均一な光軸を得ることは困難である。このような位相差フィルムを用いた液晶表示装置では、表示むらなどの欠陥が生じ、位相差フィルム本来の機能が損なわれる。
【０００６】
上記の問題を解決するために、特許文献１には、熱可塑性樹脂フィルムをテンターにより幅方向に横一軸延伸する場合に、横一軸延伸工程を多段化し、その際テンターのレール開き角度を５度以内とすることにより、ボーイング現象を制御し、光学軸角度分布のばらつきを低減させ、フィルム面内の均一性に優れる光学補償フィルムの製造方法が提案されている。
【０００７】
ところが、上記提案のレール開き角度５度以内の所謂緩延伸軌跡では、単位時間当たりの延伸変形を高く設定することができないので、高い延伸歪み速度を付与してフィルム構造に高い内部応力を残留させるという位相差の発現原理に反することになる。したがって、高い面内のレターデーション値は得られず、しかも光学軸角度分布のばらつきも十分に小さいものではない。
【０００８】
また、上記提案の方法では、レール開き角度を５度以内とするものであるから、高い延伸倍率の光学補償フィルムを得るには、長い拡幅延伸工程が必要となり、結果として長い加熱ゾーンを有するテンター延伸機が必要で設備が過大になり実用的でない。
【特許文献１】特開２００２−１４８４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的とするところは、高い面内のレターデーション値を有し、しかもフィルムの幅方向にほぼ平行で且つ均一な光軸を有する位相差フィルムを得るための実用的な位相差フィルムの製造方法およびその製造方法により得られる位相差フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、実質的に無配向の非結晶性樹脂フィルムを、テンターにより幅方向に一軸延伸した後直ちに熱処理する従来の位相差フィルムの製造方法において、従来の延伸工程の中に延伸フィルムを幅方向に低縮幅ないし低拡幅させる特定の変形領域を特別に設けることにより、上記の目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、第1の発明は、実質的に無配向の非晶性樹脂フィルムをテンターにより幅方向に一軸延伸する位相差フィルムの製造方法であって、前記延伸工程において拡幅開始から拡幅完了までの間に低拡幅ないしは低緩和領域が設けられ、同領域におけるフィルム幅方向の変形速度Ｖ１（％／分）が−１０≦Ｖ１≦＋１０であり、同領域におけるフィルムの通過時間Ｔ(秒)が２＜Ｔ＜１０であり、同領域前のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ２（％／分）と同領域後のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ３（％／分）が、３００≦Ｖ２＜Ｖ３の関係を満たすことを特徴とする位相差フィルムの製造方法である。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の製造方法により得られる位相差フィルムであって、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲において、フィルム幅方向に対する分子主鎖配向角θ（°）の絶対値が１°以下であることを特徴とする位相差フィルムである。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明の製造方法により得られる位相差フィルムであって、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲における、フィルム厚みのＲ（最大値−最小値）をｄ（同範囲における平均厚み）で除した値が０．０５以下であることを特徴とする位相差フィルムである。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明の製造方法により得られる位相差フィルムであって、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲において、面内のレターデーション値Ｒｅ(ｎｍ)が１５０以上であることを特徴とする位相差フィルムである。
【００１５】
第５の発明は、第１の発明の製造方法により得られる第２〜第４のいずれかの発明の位相差フィルムであって、非晶性樹脂フィルムが、環状オレフィン系樹脂フィルムまたはマレイミド系樹脂フィルムからなることを特徴とする位相差フィルムである。
【００１６】
以下、「低拡幅ないしは低緩和領域」を「低歪み領域」と略記する。
本発明における非晶性樹脂フィルムを構成する非晶性樹脂とは、透明性、耐熱性、耐湿性および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ことなど光学部材として適当な特性を具備し、かつ実質的に結晶性を有しない熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。例えば、環状オレフィン系樹脂やマレイミド系樹脂が挙げられる。環状オレフィン系樹脂のなかでも特にノルボルネン系樹脂が好適に用いられ、マレイミド系樹脂のなかでも特にオレフィン−マレイミド共重合体が好適に用いられる。
【００１７】
上記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（共）重合体もしくはこの開環（共）重合体の水素添加物、（ロ）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、（ハ）ノルボルネン系モノマー同士の付加共重合体などが挙げられる。これらのノルボルネン系樹脂は単独で使用されてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【００１８】
ノルボルネン系樹脂の製造に用いられるノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を有するもの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、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等の置換体；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および水素以外の元素を含有する基、いわゆる極性基を有する置換体等が挙げられる。
【００１９】
これらのノルボルネン系モノマーのなかで、入手が容易であり、反応性に優れ、得られる位相差フィルムの耐熱性が優れたものが好ましいので、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、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使用されてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【００２０】
また、付加共重合されるオレフィン系モノマーとしては、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−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る。特に、共重合性の高い炭素数２〜１０のオレフィン系モノマーが好ましく、エチレンがより好ましい。他のオレフィン系モノマーをノルボルネン系モノマーと共重合させる場合もエチレンが存在すると共重合性が高くなるので好ましい。
【００２１】
そして、上記ノルボルネン系樹脂の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、小さくなると得られる位相差フィルムの機械的強度が低下し、逆に大きくなると位相差フィルムの位相差の発現性が低下するので、テトラヒドロフラン溶媒また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（ＧＰＣ）で測定して、５０００〜５００００が好ましく、より好ましくは８０００〜３００００である。
【００２２】
この種のノルボルネン系樹脂は、例えば、日本ゼオン社より商品名「ゼオノア」シリーズ、ＪＳＲ社よりの商品名「アートン」シリーズ、三井化学社よりの商品名「アペル」シリーズとして市販されている。
【００２３】
また、上記マレイミド系樹脂も同様に、従来より光学用途のフィルムに使用されている樹脂であって、例えば、少なくとも一種のＮ−置換または非置換マレイミド構造の繰り返し単位を含有する二元またはそれ以上の多元共重合体で、特にオレフィン−マレイミド系共重合体が好適である。これらのマレイミド系樹脂は単独で使用されてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【００２４】
マレイミド構造を有するマレイミドモノマーとしては、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−i−プロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−i−ブチルマレイミド、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ペンチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘプチルマレイミド、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド、Ｎ−ラウリルマレイミド、Ｎ−ステアリルマレイミド、Ｎ−シクロブチルマレイミド、Ｎ−シクロペンチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−シクロヘプチルマレイミド、Ｎ−シクロオクチルマレイミド等が挙げられる。これらの中でもＮ−メチルマレイミドが好ましい。これらのマレイミドモノマーは単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００２５】
また、共重合されるオレフィン系モノマーとしては、例えば、イソブテン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ヘキセン、１−メチル−１−ヘプテン、１−イソオクテン、２−メチル−１−オクテン、２−エチル−１−ペンテン、２−エチル−２−ブテン、２−メチル−２−ペンテン、２−メチル−２−ヘキセン等が挙げられる。
【００２６】
上記オレフィン−マレイミド系共重合体は、公知の方法（例えば特開平５−１１７４８４号公報参照）で得ることができる。例えば、オレフィンモノマーとＮ−置換または非置換マレイミドモノマーとのラジカル共重合反応により得ることができる。また、一方のモノマーの重合体に他方のモノマーをグラフト共重合することにより得ることができる。また、オレフィンと無水マレイン酸との共重合体を、メチルアミン、エチルアミンｎ−プロピルアミン、ｉ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン等のアルキルアミンを用いて、後イミド化することにより得ることができる。
【００２７】
オレフィン−マレイミド共重合体中のマレイミド成分の含有量は、特に限定されるものではないが、３０〜８０モル％が好ましく、より好ましくは４０〜６０モル％、さらに好ましくは４５〜５５モル％である。この範囲を外れると、得られる位相差フィルムの耐熱性や機械的強度が損なわれる。また、上記共重合体の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、フィルムの成形性や延伸性および得られる位相差フィルムとしての品位を勘案すると、１０００〜５０００００の範囲が好ましい。
【００２８】
上記オレフィン−マレイミド共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、交互共重合体のいずれであってもよいが、交互共重合体であることが好ましい。特に、イソブテンとマレイミドまたはＮ−メチルマレイミドのようなＮ−置換マレイミドとの交互共重合体が好ましい。このようなオレフィン−マレイミド共重合体は、例えば、東ソー社より商品名「ＴＩ−１６０α」として市販されている。
【００２９】
なお、上述の非晶性樹脂には、位相差フィルムとしての機能を低下させない範囲で、耐候性、耐熱性、平滑性、帯電防止性などを向上させるために、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系、アクリロニトリル系などの紫外線吸収剤；フェノール系、リン系などの酸化防止剤；ラクトン系、フェノール系などの熱劣化防止剤；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、部分エーテル系などの滑剤；アミン系などの帯電防止剤などが添加されてもよい。
【００３０】
本発明において、実質的に無配向の非晶性樹脂フィルムを得る方法は、特に限定されるものではない。例えば、非晶性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られた金型からフィルム状に溶融押出して、長尺の非晶性樹脂フィルムを成膜する所謂溶融押出法を用いることができる。また、非晶性樹脂を有機溶剤に溶解した溶液をドラム、無端ベルトなどの上に流延した後、有機溶剤を蒸発乾燥させて、長尺の非晶性樹脂フィルムを成膜する所謂溶液流延法など公知の方法を用いることができる。このような方法により得られるフィルムは実質的に無配向である。
【００３１】
上記非晶性樹脂フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、薄くなると位相差を発現しにくくなり、逆に厚くなると得られる位相差フィルムを液晶表示装置に使用する際に、液晶パネルが厚くなるので、一般に３０〜２００μｍが好ましく、より好ましくは４０〜１５０μｍである。なお、上記樹脂フィルムの厚みが８０μｍ以上の場合には、溶液流延法では十分に有機溶剤を蒸発、除去することが難しくなるので、溶融押出法で製造するのが好ましい。
【００３２】
本発明では、上述の方法で得られた実質的に無配向の非晶性樹脂フィルムを、幅方向に一軸延伸する(以下、「横一軸延伸」という。)。この横一軸延伸には、従来公知の横一軸テンター延伸法が採用され、例えば、非晶性樹脂フィルムの両側端部をテンタークリップで把持し、延伸適温に加熱されたフィルムを両側に次第に拡幅するように設置されたサイドレール上でテンタークリップを走行させることにより、フィルムを次第に幅方向に拡幅延伸させる方法が挙げられる。
【００３３】
この横一軸テンター延伸法は、具体的には、非晶性樹脂フィルムを加熱軟化させる予熱工程と、この予熱されたフィルムを延伸適温に加熱して幅方向に拡幅して横一軸延伸を行う延伸工程と、延伸されたフィルムのボーイングを低減し、配向方向を揃える熱緩和工程と、フィルムの配向を固定する冷却工程とからなるのが好ましい。
【００３４】
予熱工程においては、非晶性樹脂フィルムを延伸可能な温度付近まで加熱軟化させる。なお、非晶性樹脂フィルムは、加熱により膨張変形しフィルム幅が広がることによって、予熱工程を走行中にその自重により弛緩し、熱風ノズルをはじめとする炉内部材へ接触することがある。クリップレール幅をフィルム幅に対して少し広げることによって、かかる走行トラブルを回避することができる。
【００３５】
予熱工程においては非晶性樹脂フィルムを延伸可能な温度付近まで加熱するのであるから、下記延伸工程で設定される延伸温度付近まで加熱すればよい。
【００３６】
延伸工程における非晶性樹脂フィルムの延伸温度は、低すぎると拡幅延伸時にフィルムが切断したり、テンタークリップから外れたりすることがあり、逆に高すぎると分子主鎖の配向緩和が起こり、所望の高いレターデーション値が得られない。したがって、延伸温度は、非晶性樹脂のＴｇ〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、より好ましくは非晶性樹脂のＴｇ＋２℃〜Ｔｇ＋１０℃である。ここで、Ｔｇは非晶性樹脂のガラス転移温度を表す。なお、延伸工程における延伸温度は、上記温度の範囲内であれば全て同じ温度でもよく、また延伸ゾーンを後述の低拡幅ないしは低緩和工程を挿むため分割して異なる温度にしてもよい。この場合、特に、延伸前半部は延伸後半部よりも高めに設定することが、高い位相差を得るうえでより好ましい。
【００３７】
また、延伸工程における延伸歪み速度は、小さくなると熱緩和によりレターデーション値が低下したり、ボーイング現象の抑制効果が低下したりする。したがって、延伸歪み速度（Ｖ２およびＶ３）は３００％／分以上が好ましい。但し、あまり速くするとフィルムが切断したり、テンタークリップから外れたりするので、より好ましくは４００〜１０００％／分である。また、高い延伸歪み速度で延伸することにより、テンターのレール開き角度を大きくし延伸ゾーンの長さを短くすることが可能になる。
【００３８】
しかして、本発明においては、上記の延伸工程における拡幅開始から拡幅完了までの間に１箇所以上の低拡幅ないしは低緩和領域を設け、この領域におけるフィルムの変形速度Ｖ１（％／分）を、−１０≦Ｖ１≦＋１０とすることが必要である。このような低拡幅ないしは低緩和は、従来の延伸ゾーンの中の所定箇所でクリップ幅を所望の変形速度となるように少し狭めるかあるいは少し広げることにより行われる。ここで、変形速度Ｖ1（％／分）＝変形率Ｄ（％）／変形時間(分)で表される。ただし、変形率Ｄ（％）＝(Ｗ２−Ｗ１)／Ｗ１×１００で算出する。Ｗ１は低拡幅ないしは低緩和領域の入口におけるテンタークリップ間のフィルム幅であり、Ｗ２は低拡幅ないしは低緩和領域における最小フィルム幅（低緩和の場合）あるいは最大フィルム幅（低拡幅の場合）を表す。
【００３９】
上記のように変形速度を設定することにより、前段の延伸工程において進行方向に対して凸状に発生するボーイングを、延伸工程に連続して配置した上記低拡幅ないしは低緩和領域で熱処理して修正したのち、さらに後段の延伸工程で延伸する。このように延伸工程において延伸と熱処理を繰り返すことによって、ボーイングは十分に成長する前に小刻みに消長を繰り返すことになり、結果として分子主鎖配向角の分布を幅方向に沿って平坦に制御することができる。つまり、延伸領域と変形領域を交互に配置することで、延伸工程で発生するボーイングが逐次修正される。
【００４０】
なお、従来のように拡幅延伸を一段で完結させる場合には、拡幅延伸中にボーイングは成長を続けその絶対量は大きくなる。このようなボーイングを抑制するには、次工程の熱処理工程における熱処理温度を上げざるを得ないが、そうすると延伸により得られた高いレターデーション値は大きく損なわれることになる。
【００４１】
また、本発明においては、上記したボーイング制御に対する作用に加え、延伸工程を全て終了して得られる一軸延伸フィルムは、その幅方向において高い厚み均一性を有する。すなわち、延伸工程の途中で熱処理することによって、前段で優先延伸された中央部分が、低拡幅ないしは低緩和領域でのアニーリング効果によって剛性が向上し、それにより後段の延伸工程でより端部が優先的に延伸されることになるため、フィルム幅方向の均一延伸が可能となる。このように、上述の低拡幅ないし低緩和領域を設けることは、延伸終了後の幅方向の厚み均一化に対しても、大きな効果を発揮する。
【００４２】
さらに、本発明においては、低拡幅ないしは低緩和領域におけるフィルムの通過時間Ｔ（秒）は２＜Ｔ＜１０であることが必要であり、より好ましくは５≦Ｔ＜１０である。このように、通過時間Ｔを設定することにより、著しい熱緩和によるレターデーション値の低下を来たすことなく、延伸工程において生じるボーイング現象を修正することができる。通過時間Ｔが２秒を下回ると効果的にボーイングを補正できず、逆に１０秒を上回ると熱緩和によるレターデーション値の低下が無視できなくなる。
【００４３】
上記低拡幅ないしは低緩和領域は、前段の延伸工程で延伸されたフィルムのボーイングを低減させ、分子配向方向を揃え、更にフィルムの剛性を上げて後段の延伸工程にフィルムを供するための領域である。さらに、当該領域は後段の延伸に対する予熱工程の意味も有する。このため当該領域の温度が高すぎると進行方向に対し凸状に発達したボーイングが凹状に移行しすぎてしまい、結果として配向を揃えることができなくなり、さらにはレターデーション値が低下する。逆に温度が低すぎる場合には、後段の延伸工程において切断やクリップの掴み外れ等が生じ延伸不能となる場合がある。したがって上記低拡幅ないしは低緩和領域の温度は、非晶性樹脂のＴｇ＋２℃〜上記低拡幅ないしは低緩和領域の前後の延伸工程の温度の中間の温度であることが好ましい。
【００４４】
さらに、本発明においては、上記低拡幅ないしは低緩和領域を通過する前のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ２（％／分）と上記低拡幅ないしは低緩和領域を通過した後のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ３（％／分）とが、３００≦Ｖ２＜Ｖ３であるような条件で延伸フィルムを変形させることが必要である。すなわち、延伸工程の前半部では延伸歪み速度を小さくして延伸工程の後半部で延伸歪み速度が大きくなるように横一軸延伸するのが好ましい。
【００４５】
つまり、延伸工程の前半で無配向状態の樹脂分子主鎖を低い延伸歪み速度によりフィルム幅方向に均一に配向させ、上記低拡幅ないしは低緩和領域でボーイング現象の修正および剛性の向上を経て、延伸工程の後半で高い延伸歪み速度により急延伸することにより、高いレターデーション値を得ることができる。上記延伸歪み速度を逆にＶ２＞Ｖ３とすると、延伸工程の前半で不均一に延伸されるとともに、延伸工程の前半で配向した分子主鎖の大部分が延伸工程の後半の低い応力下の熱緩和により配向が戻り、充分なレターデーション値が得られなくなる。
【００４６】
延伸工程におけるフィルムの最終延伸倍率は、得られる位相差フィルムに要求される補償位相差量により適宜決定されるが、延伸倍率が低いと配向方向が均一に揃わないことがあり、逆に高すぎるとフィルムの中央部が緩み、得られる位相差フィルムのレターデーション値が幅方向でばらついたり、主配向軸や厚みが不均一になったりする。したがって、最終延伸倍率は１．２〜２．５倍が好ましく、より好ましくは１．５〜２．２倍である。
【００４７】
こうして一軸延伸されたフィルムは、従来と同様に熱処理工程に導入され、フィルムの配向を固定する目的で延伸後のチャック幅を保った状態で所定時間、所定温度に保持される。この熱処理工程は、延伸されたフィルムのボーイング現象を低減し、配向を揃えるための工程であり、この熱処理工程の温度が高すぎると、レターデーション値が低下するので、この熱処理工程の温度は、延伸温度以下であって、非晶性樹脂のＴｇ〜Ｔｇ＋１０℃が好ましい。
【００４８】
さらに、熱処理工程のあと従来と同様に冷却工程に導入される。この冷却工程は、熱処理されたフィルムを冷却することにより、フィルムに形成された配向を固定するための工程であり、この冷却工程での冷却温度は、非晶性樹脂のＴｇ−５０℃〜Ｔｇ−５℃が好ましい。
【００４９】
位相差フィルムとして好適に使用するためには、平均厚みに対する幅方向の厚み変動を抑制することが必要である。フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲における、厚みのＲ（最大値−最小値）をｄ（前記フィルム幅の８０％の範囲における平均厚み）で除した値が０．０５以下であることが好ましい。かかる範囲にフィルム厚み変動を抑制することで、フィルムのレターデーション値を均一な分布とすることが可能となり、この位相差フィルムを液晶パネルに積層すると表示むらがなく安定した画像表示を得ることができる。
【００５０】
本発明における位相差フィルムの製造方法において、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲において、面内のレターデーション値Ｒｅが１５０ｎｍ以上になるよう制御することが好ましい。面内のレターデーション値Ｒｅは、｜ｎｘ−ｎｙ｜×ｄで定義され、式中、ｎｘはフィルム面内の最大屈折率、ｎｙはフィルム面内の最大屈折率を示す方向に直交する方向の屈折率、ｄはフィルムの厚み（ｎｍ）を表す。このレターデーション値が１５０ｎｍより小さくなると、位相差フィルムを液晶パネルに積層した液晶表示装置では、液晶を通過する際の複屈折率を補償しきれず、位相差フィルムとしての商品価値が低下する。
【００５１】
本発明における位相差フィルムの製造方法によれば、フィルム幅方向の中央を中心とするフィルム幅の８０％の範囲において、フィルム幅方向に対する分子主鎖配向角θが１°以下の幅方向に平行且つ均一な光軸を有するよう制御することが可能となる。分子主鎖配向角が上記範囲にはいることにより、分子主鎖が均一に配向し、光軸が安定するので、このような位相差フィルムを液晶パネルに積層した液晶表示装置によれば、表示むらがなく、安定した表示を得ることができる。
【００５２】
なお、本発明で得られる位相差フィルムは、さらに長さ方向に延伸することにより、二軸性位相差フィルムを得ることができる。長さ方向の延伸は、従来公知のロールの周速度差によるロール間縦延伸法やテンタークリップの速度差によるテンター縦延伸法を用いることができる。この際、上記一軸延伸後のレターデーションＲｅの値が小さくなると、長さ方向に延伸したときに、得られる二軸性位相差フィルムの厚み方向のレターデーションＲthが発現しにくくなり、しかも延伸の際の加熱により緩和されて、レターデーションＲｅの値が低下するので、一軸延伸後のレターデーションＲｅの値は２００ｎｍ以上が好ましい。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の位相差フィルムの製造方法は、上述の通りであり、延伸工程において拡幅開始から拡幅完了までの間に低拡幅ないしは低緩和領域が設けられ、同領域におけるフィルム幅方向の変形速度Ｖ１（％／分）が−１０≦Ｖ１≦＋１０であり、同領域におけるフィルムの通過時間Ｔ(秒)が２＜Ｔ＜１０であり、同領域前のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ２（％／分）と同領域後のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ３（％／分）が、３００≦Ｖ２＜Ｖ３であるので、高いレターデーションを有し、幅方向に平行且つ均一な光軸を有する位相差フィルムを実用的装置で容易に得ることができる。したがって、得られた位相差フィルムを液晶表示装置に使用すると、液晶物質の複屈折を補償して、表示むらを解消し、液晶パネルの画像表示が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこれ等の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００５５】
（実施例１〜５、比較例１〜４）
ノルボルネン系樹脂(日本ゼオン社製:商品名「ゼオノア  １４２０」、ガラス転移温度Ｔg＝１４２℃)を単軸押出機に供給し、２３０℃で溶融混練し、単軸押出機の先端に取り付けられたＴダイから２３０℃でフィルム状に溶融押出し、これを表面がクロームメッキされた冷却ロールに接触させながら、引取速度２０ｍ／分で塩化ビニル樹脂製の巻芯にロール状に巻き取り、幅３００ｍｍ、平均厚み１００μｍの実質的に無配向のノルボルネン系樹脂フィルム(原反フィルム)を成形した。
【００５６】
上記ノルボルネン系樹脂フィルムを連続的に巻き出し、横一軸テンター延伸機に１０ｍ／分の速度で供給し、その両端部をテンタークリップで把持し、次に説明するような工程を経て幅方向に最終的に２．０倍に延伸して位相差フィルムを得た。すなわち、上記横一軸テンター延伸機は、予熱ゾーンと延伸ゾーンと熱処理ゾーンと冷却ゾーンとを連続して備えており、各々個別に温度設定可能にされている。延伸ゾーンは更に３ゾーンに分割され、入り口から出口にかけて、拡幅延伸工程の領域、低拡幅ないしは低緩和領域、拡幅延伸工程の領域がこの順序で配置されている。前の拡幅延伸工程で幅方向に供給フィルム幅の１．５倍に延伸し、低拡幅ないしは低緩和領域で熱処理した後、出口側の拡幅延伸工程で幅方向に供給フィルム幅の２．０倍まで延伸した。
【００５７】
なお、上記横一軸テンター延伸機における予熱ゾーンを１５０℃に設定してフィルムを１５０℃に加熱し、１４５℃に設定された延伸ゾーンで１４５℃に加熱して延伸し、直ちに熱処理ゾーンで１４０℃で加熱したのち冷却ゾーンで１００℃に冷却した。
【００５８】
この際、延伸ゾーンの中央部分のクリップレール幅を低拡幅ないし低緩和させるようにテンターの開き角度を調整することによって、上記延伸ゾーンの中に所定の低拡幅ないしは低緩和領域を設けて、各種位相差フィルム（実施例１〜５および比較例１〜４）を製造した。得られた位相差フィルムの幅は、テンタークリップ掴み部分を除いて５７０ｍｍであり、平均厚みは４８μｍであった。
【００５９】
(実施例６)
低拡幅ないしは低緩和領域前の拡幅延伸領域を１５０℃に設定し、低拡幅ないしは低緩和領域後の拡幅延伸領域を１４３℃に設定したこと以外は、上記実施例１〜５および比較例１〜４と同様に行って、位相差フィルムを製造した。得られた位相差フィルムの幅は、テンタークリップ掴み部分を除いて５７０ｍｍであり、平均厚みは４８μｍであった。
【００６０】
上記実施例１〜６および比較例１〜４について、低拡幅ないしは低緩和領域の通過時間Ｔを実測するとともに、この領域におけるフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ１（％／分）、同領域の前後の拡幅領域のフィルム幅方向の延伸歪み速度Ｖ２、Ｖ３（％／分）を、次の方法により算出した。さらに、位相差フィルムの分子主鎖配向角(θ)、面内のレターデーション値(Ｒｅ）、厚みのばらつき(Ｒ／ｄ)及びＴｇを以下の方法により測定した。結果を表１に示す。
【００６１】
（変形速度および延伸歪み速度の測定方法）
延伸各工程において、延伸各工程開始点におけるクリップレール間距離をＬ、時間ｔ（分）及びそのｄｔ（分）後、即ちｔ＋ｄｔ（分）における、クリップレール間距離をそれぞれＬｔ、Ｌｔ＋ｄｔとすれば、延伸歪み速度Ｖは次式で表される。なお、表１において、Ｖ１の−記号は低収縮の変形速度を表し、＋記号は低拡幅の変形速度を表す。
Ｖ＝ｌｉｍｄｔ→０[（Ｌｔ＋ｄｔ−Ｌｔ)／ｄｔ]×１００／Ｌ
【００６２】
(位相差フィルムの分子主鎖配向角の測定方法)
幅方向に延伸されたフィルムの長さ方向に直交する軸を基準軸とし、自動複屈折測定装置(王子計測機器社製:商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」を用いて、フィルムの幅方向中央４６０ｍｍ部分を、１０ｍｍ間隔で屈折率を測定し、各位置における最大屈折率を示す方向と基準軸とのなす角度（絶対値）を求め、これらの平均値を分子主鎖配向角θとする。
【００６３】
(位相差フィルムの面内のレターデーション値Ｒｅの測定)
自動複屈折測定装置(王子計測機器社製:商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」を用いて、フィルムの幅方向中央４６０ｍｍ部分を、１０ｍｍ間隔で測定し、その平均値を面内のレターデーション値Ｒｅとする。
【００６４】
(位相差フィルムの厚みのばらつきの測定)
連続厚み測定装置（セイコーＥＭ社製、商品名「ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ１２４０」）を用いてフィルムの幅方向中央４６０ｍｍ部分を、１０ｍｍ間隔で厚みを測定し、その値の最大値と最小値との差（Ｒ）と平均厚み（ｄ）とを算出し、厚みのばらつき（Ｒ／ｄ）を算出する。
【００６５】
(非晶性樹脂のガラス転移温度Ｔｇの測定)
示差走査熱量計（ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名「ＤＳＣ２９２０  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ＤＳＣ」）を用い、下記の温度プログラム条件において、最終昇温時のガラス転移温度を、用いた樹脂のガラス転移温度とした。室温から５０℃まで１０℃／分で昇温して５０℃で５分間保持し、５０℃から２００℃まで１０℃／分で昇温して２００℃で５分間保持し、２００℃から−５０℃まで１０℃／分で降温して−５０℃で５分間保持し、−５０℃から２００℃まで１０℃／分で昇温して２００℃で５分間保持する。
【表１】
2005345816.tif 000002