(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノルボルネン系樹脂を含有する層（ＮＢ層）を少なくとも一層及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を含有する層（ＳＴ層）を少なくとも一層有する積層体を延伸して延伸フィルムを得る延伸工程を有する位相差板の製造方法であって、前記延伸工程における延伸温度Ｔ℃が、前記ノルボルネン系樹脂及び前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂のガラス転移点のうち低いガラス転移点をＴｇ（Ｌ）℃としたとき、（Ｔｇ（Ｌ）−２０）  ≦  Ｔ  ≦  （Ｔｇ（Ｌ）＋１０）であり、且つ前記延伸フィルムの前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の厚みの比が３：１〜１：１であることを特徴とする位相差板の製造方法。
【請求項２】
少なくともノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を共押出しして前記積層体を形成する共押出し工程を有する請求項１に記載の位相差板の製造方法。
【請求項３】
前記ノルボルネン系樹脂のガラス転移点と前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂のガラス転移点との差が１０℃以下である請求項１又は２に記載の位相差板の製造方法。
【請求項４】
前記積層体が前記ＮＢ層、前記ＳＴ層及び前記ＮＢ層を順次配置した積層体である請求項１から３までのいずれか１項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項５】
前記積層体が、前記ＮＢ層と前記ＳＴ層との間に接着層が配置された積層体である請求項１から４までのいずれか１項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項６】
前記共押出し工程において、前記接着層に含有される材料をノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂と共に共押出しする請求項２から５までのいずれか１項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項７】
前記延伸工程において、可視光波長域から選ばれる２以上の波長における前記延伸フィルムのレターデーションを測定し、測定されたレターデーションの値に基づいて延伸温度を制御する請求項１から６までのいずれか１項に記載の位相差板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、延伸フィルムからなる位相差板の新規な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相差板としては、レターデーション（Ｒｅ）が波長の１／４である１／４波長板及びＲｅが波長の１／２である１／２波長板が知られている。１／４波長板は、反射型液晶表示装置、光ディスク用ピックアップおよび防眩フィルムに利用される等、種々の用途を有する。一方、１／２波長板も、液晶プロジェクターに利用される等、種々の用途を有する。前記１／４波長板および１／２波長板は、種々の用途において、可視光領域の全ての入射光に対して、その機能が充分に発揮されることが望まれる。可視光領域全域の入射光に対してその機能を充分に発揮し得る広帯域位相差板としては、例えば、特開平５−２７１１８号公報、特開平５−１００１１４号公報、特開平１０−６８８１６号公報、特開平１０−９０５２１号公報等、相互に異なる光学異方性を有する２枚のポリマーフィルムを積層して形成したものが挙げられる。
【０００３】
しかし、従来の積層型位相差板では、その製造のために、一方向に延伸した延伸複屈折フィルムを延伸方向に対して相互に異なる角度を為す方向にカットした２種のチップを形成し、このチップを粘着材によって貼合し、積層する必要がある。また、２枚のチップを貼合させる際には、粘着材塗工、チップ化、貼合に伴うコストアップだけでなく、チップ貼合に伴う角度ズレによる性能低下など、性能上に及ぼす影響も無視できない。また、チップの貼合によって形成された積層型位相差板では、厚みの増大による性能低下も問題となることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記諸問題に鑑みなされたものであって、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの任意の波長λ1及びλ2（λ1＜λ2）におけるレターデーション（Ｒｅ）がＲｅ（λ1）＜Ｒｅ（λ2）を満たし、前記波長範囲の入射光に対して均一な位相差特性を与え、且つ幅方向及び長手方向におけるＲｅが均一な広帯域位相差板を簡易に且つ安定的に製造可能な製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞  ノルボルネン系樹脂を含有する層（ＮＢ層）を少なくとも一層及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を含有する層（ＳＴ層）を少なくとも一層有する積層体を延伸して延伸フィルムを得る延伸工程を有する位相差板の製造方法であって、前記延伸工程における延伸温度Ｔ℃が、前記ノルボルネン系樹脂及び前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂のガラス転移点のうち低いガラス転移点をＴｇ（Ｌ）℃としたとき、（Ｔｇ（Ｌ）−２０）  ≦  Ｔ  ≦  （Ｔｇ（Ｌ）＋１０）であり、且つ前記延伸フィルムの前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の厚みの比が３：１〜１：１であることを特徴とする位相差板の製造方法である。
【０００６】
＜２＞  少なくともノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を共押出しして前記積層体を形成する共押出し工程を有する＜１＞に記載の位相差板の製造方法である。
＜３＞  前記ノルボルネン系樹脂のガラス転移点と前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂のガラス転移点との差が１０℃以下である＜１＞又は＜２＞に記載の位相差板の製造方法である。
＜４＞  前記積層体が前記ＮＢ層、前記ＳＴ層及び前記ＮＢ層を順次配置した積層体である＜１＞から＜３＞までのいずれかに記載の位相差板の製造方法である。
【０００７】
＜５＞  前記積層体が、前記ＮＢ層と前記ＳＴ層との間に接着層が配置された積層体である＜１＞から＜４＞までのいずれかに記載の位相差板の製造方法である。
＜６＞  前記共押出し工程において、前記接着層に含有される材料をノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂と共に共押出しする＜２＞から＜５＞までのいずれかに記載の位相差板の製造方法である。
＜７＞  前記延伸工程において、可視光波長域から選ばれる２以上の波長における前記延伸フィルムのレターデーションを測定し、測定されたレターデーションの値に基づいて延伸温度を制御する＜１＞から＜６＞までのいずれかに記載の位相差板の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の位相差板の製造方法は、ノルボルネン系樹脂を含有する層（ＮＢ層）を少なくとも一層及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を含有する層（ＳＴ層）を少なくとも一層有する積層体を延伸して延伸フィルムを得る延伸工程を有する。前記ノルボルネン系樹脂は、光学的に正の一軸性を示す特性を有する、固有複屈折値が正の樹脂である。即ち、前記ノルボルネン系樹脂の分子が一軸性の配向をとって形成された層に光が入射したとき、前記配向方向の光の屈折率は、前記配向方向に直交する方向の光の屈折率より大きくなる。一方、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂は、光学的に負の一軸性を示す特性を有する、固有複屈折値が負の樹脂である。即ち、前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂の分子が一軸性の配向をとって形成された層に光が入射したとき、前記配向方向の光の屈折率は前記配向方向に直交する方向の光の屈折率より小さくなる。
【０００９】
本発明の製造方法では、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の積層体を所定の温度範囲で延伸処理し、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層に、複屈折性を各々発現させている。前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層は、同一方向に延伸されているので、その遅相軸は互いに直交し、各層が有するレターデーションの波長分散性は互いに相殺される。延伸処理によって得られた延伸フィルムが有するレターデーションの波長分散性は、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層が各々有するレターデーションの波長分散性が相殺されたものとなる。さらに、本発明の製造方法では、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の厚み比を所定の範囲にすることにより、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層が前記延伸フィルムのレターデーションに寄与する程度を調整している。その結果、広帯域（波長４００〜７００ｎｍ）の光に対して、短波長側のレターデーションは小さく、且つ長波長側のレターデーションを大きくすることができ（即ち、Ｒｅ（λ1）＜Ｒｅ（λ2）（λ1＜λ2）とすることができ）、前記範囲の広帯域波長の光に対して、均一な位相差特性を与える位相差板を作製することができる。
【００１０】
前記ノルボルネン系樹脂としては、日本合成ゴム製の「アートン」、日本ゼオン製の「ゼオネックス」および「ゼオノア」、三井石油化学製の「ＡＰＯ」等が好ましい。また、前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂としては、ノバケミカル社製の「ダイラーク  Ｄ３３２」等が好ましい。
【００１１】
前記延伸工程により、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層に複屈折性を発現させるが、前記延伸工程における延伸温度が高すぎると、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の複屈折性が発現し難い傾向がある。一方、延伸温度が低すぎると、複屈折性の発現ムラが生じ易くなる。また、延伸処理によって得られる延伸フィルムにおける前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の厚みの比も、延伸フィルムのレターデーションに寄与する程度に影響を与える。本発明者が鋭意検討した結果、前記延伸温度Ｔ℃が、前記ノルボルネン系樹脂及び前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂のガラス転移点のうち低いガラス転移点をＴｇ（Ｌ）℃としたとき、（Ｔｇ（Ｌ）−２０）≦  Ｔ  ≦  （Ｔｇ（Ｌ）＋１０）であり、且つ前記延伸フィルムにおける前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層の厚みの比が３：１〜１：１であると、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層に、充分で且つ均一な複屈折性を発現させ得るとともに、広帯域の波長の光に対して、均一な位相差特性を与え得る広帯域位相差板となるので好ましい。また、前記範囲の延伸温度及び前記範囲の厚みの比で延伸工程を実施すると、得られる延伸フィルムのレターデーションの波長分散性が理想値からズレた場合も、延伸温度及び／又は前記厚み比を微調整することにより、理想値に近づけることができ、製造安定性にも優れている。
【００１２】
特に、前記ノルボルネン系樹脂のガラス転移点と前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂のガラス転移点とは、その差が小さいのが好ましく、１０℃以下であるのが好ましく、５℃以下であるのがより好ましく、０℃、即ち同一であるのが理想的である。互いのガラス転移点の差が前記範囲となる好ましい組み合わせとしては、前記ノルボルネン系樹脂として「ゼオノア  １４２０」（日本ゼオン社製）及び前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂として「ダイラーク  Ｄ３３２」（Ｔｇ＝１３１℃）の組み合わせが挙げられる。
【００１３】
延伸処理後の前記ＮＢ層と前記ＳＴ層の厚みの比は、３：１〜１：１、より好ましくは２：１〜１．５：１である延伸フィルムにおける各層の厚み比は、延伸前の積層体における各層の厚み比でほぼ決定される。
【００１４】
前記積層体は、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層を各々二層以上有していてもよい。特に、前記ＮＢ層は前記ＳＴ層よりも、強度が高いので、前記積層体を、前記ＮＢ層、前記ＳＴ層及び前記ＮＢ層を順次配置した構成にすると、位相差板としての取り扱い性及び耐久性が改善されるので好ましい。前記積層体が、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層を各々二層以上有する場合は、前記ＮＢ層に含有される材料及び前記ＳＴ層に含有される材料は、各々同一であるのが好ましい。
尚、前記積層体において、前記ＮＢ層及び前記ＳＴ層がそれぞれ二層以上ある場合は、前記積層体に含まれる全てのＮＢ層の厚みの合計と、全てのＳＴ層の厚みの合計との比が３：１〜１：１であるのが好ましい。
【００１５】
また、前記ＮＢ層と前記ＳＴ層との接着性を向上させて、取り扱い性を改善するために、前記ＮＢ層と前記ＳＴ層との間に接着層を配置することもできる。前記接着層を有する前記積層体の好ましい形態としては、ＮＢ層／接着層／ＳＴ層／接着層／ＮＢ層の形態が挙げられる。前記接着層には、前記ノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂の双方と親和性がある樹脂を使用することができる。前記接着層に用いる樹脂のガラス転移点は、前記ノルボルネン系樹脂及び前記スチレン−無水マレイン酸樹脂の各ガラス転移点と比較して、５℃以下（より好ましくは１０℃以下）低い樹脂であるのが好ましい。但し、これに限定されるものではない。尚、前記接着層の複屈折と厚みとの積は小さいほうが好ましい。
【００１６】
前記延伸工程は、種々の延伸機を用いて実施することができる。例えば、機械的流れ方向に延伸する縦一軸延伸、機械的流れ方向に直交する方向に延伸するテンター延伸などが好適に利用できる他、厚み方向制御のため、二軸性を付与することも可能である。前記延伸工程における延伸倍率は、Ｒｅの目標、延伸前の積層体の厚み、延伸温度及び延伸速度に応じて適宜決定すればよく、一般的には、１．１以上３．０以下である。前記延伸工程において、縦一軸延伸を実施する場合は、少なくとも一組のニップロールを用いて、ロール間で周速度に差をつけることによって延伸処理を実施できる。
【００１７】
前記延伸工程において、所定の延伸温度で延伸を実施するために、前記延伸装置は加熱手段を備えているのが好ましい。前記加熱手段を備えた延伸装置の構成としては、例えば、延伸ロールの芯部にヒータを備えた構成が挙げられる。また、延伸ロールの近傍に加熱装置（例えば赤外線加熱装置）を配置し、延伸時に積層体を加熱する構成が挙げられる。さらに、延伸装置全体を加熱装置内部に格納して延伸を実施する構成が挙げられる。
【００１８】
延伸工程における延伸温度が変動することにより、製造される位相差板が示すレターデーションの波長分散性も変動する。従って、製造安定性の観点から、延伸温度の変動を低く抑えるのが好ましく、延伸温度の変動が±１℃の範囲内となるように制御するのが好ましい。また、延伸温度及び各層の厚み比を、製造前に最適化しても、製造中の環境の変動及び原材料の配合の変か等、予期せぬ外乱により、レターデーションの波長分散性が理想値から顕著にはずれる事態も生じる。この様な事態は、延伸温度をフィードバック制御することにより防止することができる。例えば、延伸後の延伸フィルムについて、そのレターデーションを少なくとも２波長で測定して、レターデーションの波長分散性を追跡し、目標値からのズレに応じて、熱ロール等の加熱手段の温度をフィードバック制御するのが好ましい。
【００１９】
前記延伸工程によって得られる延伸フィルムは、その厚みによって、光学的特性が異なる。例えば、１／４波長板とする場合は、延伸フィルムの厚みは５０μｍ以上１２０μｍ以下が好ましい。
【００２０】
前記延伸工程に供される前記積層体は、種々の方法で作製することができる。。中でも、少なくともノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を共押出しして形成するのが好ましい。共押出し工程により前記積層体を作製すると、前記積層体の製造が容易となり、また、共押出し工程から延伸工程への移行を自動化でき、作製工程をより簡略化できるので好ましい。即ち、本発明の位相差板の製造方法は、少なくともノルボルネン系樹脂及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂を共押出しして形成する共押出し工程と、前記延伸工程とを含んでいるのが好ましい。
尚、前記積層体が、前記接着層を有する場合、前記接着層も共押出しによって形成するのが好ましい。
【００２１】
共押出し工程は、可塑化した前記ノルボルネン系樹脂、前記スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂及び所望により接着層用樹脂を押し出しダイ内部に導き、前記ダイ内部もしくは前記ダイの開口部で各樹脂を接触させて、一体化された積層体とし押出すことによって実施することができる。前記ダイとしては、Ｔダイを用いることができ、その内部形状については、特に限定されず種々の形状のダイを用いることができる。押出された溶融状態の積層体を、複数のロールに張架させ、ロールの回転に追従させて移動させることによって、積層体の厚みを調整することができる。その後、前記積層体を、延伸工程に付してもよいし、一旦、前記積層体をロール形態に巻き取った後、延伸工程に付すこともできる。
【００２２】
前記積層体を共押出し工程により作製する場合は、延伸フィルムにおける各層の厚み比は、各樹脂の単位時間当りの押出し量を制御することによって最適化することができる。
【００２３】
本発明に係わる位相差板の製造方法を実施可能な製造装置の一例の概略的斜視図を図１に示す。
図１の製造装置１０は、２つの押出し機１２及び１４が押出しダイ１６に一体に組み合わされている。押出し機１２及び１４から押出しダイ１６内部に押出された樹脂ホッパーは、積層フィルム１８となり、押出しダイ１６の下部から押出される。３層以上の積層体を形成する場合は、押出し機１２及び１４以外に、押出しダイ１６に通じる押出し機をさらに付加してもよい。また、例えば、ＮＢ層／ＳＴ層／ＮＢ層の３層構成の積層体を形成する場合は、ノルボルネン系樹脂を押出す押出し機からの押出し流路を分岐させ、押出しダイ１６の内部で、前記３層の積層体を形成する様に構成してもよい。
【００２４】
押出された積層フィルム１８は、ロール２０、２２及び２４の回転に追従して、順次移動する。ロール２０、２２及び２４は互いに異なる周速度で回転しているので、移動している間に、積層フィルム１８は冷却されるとともに、所望の厚みに調整される。続いて、積層フィルム１８は、熱ロール２６及び２８のニップ部により、延伸され、複屈折性が発現された延伸フィルム１８’となる。延伸ロール２６及び２８は、芯部にヒータ（不図示）を内蔵している。ヒータはコントローラ３０によりその温度が各々制御されていて、積層フィルム１８の延伸温度は一定に保たれている。
【００２５】
光学測定器３２は、延伸直後の延伸フィルム１８’のレターデーション（好ましくは、少なくとも２波長におけるレターデーション）を測定する。測定波長及びレターデーションの検出データは、光学測定器３２からコントローラ３０に入力される。コントローラ３０には、あらかじめ、理想的な波長−レターデーションの相関標準データが入力され、この標準データからの入力データのズレに基づき、延伸温度を上下させる様にプログラム入力されている。この様に、延伸フィルムの２以上の波長におけるレターデーションを測定して、このデータに基づいて、延伸温度を制御すると、波長分散が均一な波長板を安定して製造することができる。
【００２６】
各層の厚み比も、レターデーションの波長分散性に影響を与えるので、ライン上の延伸フィルムの前記レターデーションの測定値に基づいて、押出し機からの単位時間当りの各樹脂の押出し量を制御してもよい。
【００２７】
延伸フィルム１８’は、その後、より下流に配置された切断機（不図示）によって所望の大きさに切断され、位相差板として種々の用途に供される。また、例えば、延伸フィルム１８’を一旦ロール状に巻き取って、一時保管及び搬送することもできる。
【００２８】
本発明の製造方法によって製造された位相差板は、その光学的特性に応じて、１／２波長板及び１／４波長板等として、種々の用途に供することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
ノルボルネン系樹脂として「ゼオノア  １４２０」（日本ゼオン社製、Ｔｇ＝１３６℃）、及びスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂として「ダイラーク  Ｄ３３２」（ノバケミカル社製、Ｔｇ＝１３１℃）を用い、ＮＢ層／ＳＴ層／ＮＢ層からなる１／４波長板を作製した。作製には、図１と同様の構成の装置を用いた。但し、押出し機１４の押出し流路は２つに分岐し、分岐した流路から押出された樹脂が、押出し機１２から押出された樹脂を挟持して、押出しダイ１６内部で３層構成の積層体を形成可能に構成された装置を用いた。
【００３０】
押出し機１２に「ダイラーク  Ｄ３３２」を、押出し機１４に「ゼオノア  １４２０」を各々格納して、押出し温度を各々２４０℃及び２４５℃として押出しダイ１６内部に押出した。押出しダイ１６の下部から、ＮＢ層／ＳＴ層／ＮＢ層の３層構成の積層体を押出し、該積層体を、引き続き、縦一軸延伸した。延伸倍率は１．６倍であった。延伸工程を通じて、延伸ロール２６及び２８の温度を、一定の温度に維持した。延伸温度及び／又は単位時間当りの各樹脂の押出し量を変化させて、下記表１に示す延伸フィルム１〜１１を作製した。尚、下記表１中のＮＢ層の厚みは、２層の厚みの合計である。厚みの比についても同様である。
【００３１】
【表１】
0004171168.tif 000002
【００３２】
次に、これらの延伸フィルムについて、４５０ｎｍ、４８１ｎｍ、５４７ｎｍ、６２９ｎｍ及び６５０ｎｍにおいて、レターデーションを測定し、その波長分散性を調べた。測定には、王子計測社製、「ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ」を用いた。その結果をグラフ１〜３にまとめた。
【００３３】
グラフ１に示す結果から、延伸温度１２０℃であり、且つＮＢ層とＳＴ層との厚み比が３：１〜１：１の範囲内にある延伸フィルム１〜４のレターデーションは、いずれも理想値に近似した波長分散性を示し、広帯域１／４波長板として実用上充分な光学特性を示すことがわかった。
【００３４】
グラフ２に示す結果から、延伸温度１１５℃であり、且つＮＢ層とＳＴ層との厚み比が３：１〜１：１の範囲内にある延伸フィルム５〜７のレターデーションは、いずれも理想値に近似した波長分散性を示し、広帯域１／４波長板として実用上充分な光学特性を示すことがわかった。一方、厚み比が３：１〜１：１を超えた延伸フィルム８のレターデーションは、理想値からはずれた波長分散性を示していた。
【００３５】
グラフ３に示す結果から、ＮＢ層とＳＴ層との厚み比が１．９３：１であり、且つ「ダイラーク  Ｄ３３２」のガラス転移点Ｔｇ（Ｌ）℃（即ち１３１℃）と（Ｔｇ（Ｌ）−２０）≦Ｔ≦（Ｔｇ（Ｌ）＋１０）の関係を満たすＴ℃で延伸した延伸フィルム９〜１１のレターデーションは、いずれも理想値に近似した波長分散性を示し、広帯域１／４波長板として実用上充分な光学特性を示すことがわかった。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によると、可視光全域の入射光に対して均一な位相差特性を与え得る広帯域位相差板を簡易に且つ安定的に製造可能な位相差板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の位相差板の製造方法に利用可能な製造装置の一例を概略的に示した斜視図である。
【図２】  実施例で作製した延伸フィルムのレターデーションの波長分散性を示すグラフである。
【図３】  実施例で作製した延伸フィルムのレターデーションの波長分散性を示すグラフである。
【図４】  実施例で作製した延伸フィルムのレターデーションの波長分散性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０      製造装置
１２、１４    押出し機
１６      押出しダイ
１８      積層フィルム
１８’    延伸フィルム
２０、２２、２４    ロール
２６、２８          延伸ロール
３０      コントローラ
３２      光学測定器
【図１】
0004171168.tif 000003
【図２】
0004171168.tif 000004
【図３】
0004171168.tif 000005
【図４】
0004171168.tif 000006