光学膜的制作方法_3

文档序号:8947355阅读:来源:国知局
OMPa以下,更优选为0.8MPa以下,进而,即 使是满足过滤器的过滤性能的范围的压力,也优选使向清漆液面施加的压力与过滤器下部 的压力的差(ΔΡ)进一步减小,通常为0. 5MPa以下,更优选为0. 3MPa以下,进一步优选为 0.1 MPa以下。进一步,关于经由栗通过机械驱动输送清漆的情况下的栗的形状、转矩、转 速等各条件,将施加于过滤器的压力差调整到上述范围来进行。精细过滤的温度在考虑了 过滤器性能、溶液粘度、聚合物的溶解性的范围选择,在通常为-10~200°C,优选为0°C~ 150°C,更优选为室温~100°C的范围进行。
[0127] 由此,可以从聚合物中大幅减少不溶物质、凝胶、异物等,几乎看不到0. 5 μπι以上 的异物。由该清漆通过工序c来制作拉伸前的坯料膜,由此能够制作膜厚精度好,抑制了鱼 眼等缺陷的发生的膜。进一步,利用通过比可见光波长区域小的细孔的过滤器进行了高精 细的精细过滤的清漆,从而也可以抑制起因于膜面内的微小异物、或异物的凝集物而发生 的光的散射、吸收所引起的透明性的恶化。由此,在工序d的膜的拉伸工序中可以遍及膜整 面而进行均匀的拉伸取向,可以获得抑制面粗糙、没有相位差不均、具有所希望的相位差的 光学膜或波长板。
[0128] 另外,在进行制粒的情况下,在输送高粘度的熔融树脂时,进行使用了过滤器(过 滤精度〇.5μπι)的过滤工序。该过滤工序中,温度和压力非常高,而且使用的过滤器的材质 为烧结金属等。因此,在高温高压状态下,高粘度熔融树脂所包含的不溶物质、凝胶和异物 等中的具有弹性的物质有时会发生变形而通过过滤器。与此相对,如果为清漆那样的溶液 状态,虽然有时会发生过滤器的堵塞,但不会出现不溶物质、凝胶和异物等发生变形而通过 的情况。这样,制粒时将尚温尚压状态下的尚粘度恪融树脂进彳丁过滤的过滤器、与将$父低粘 度的溶液(清漆)进行过滤的过滤器的使用实际情况和其效果不同。
[0129] (工序 c)
[0130] 如上述那样过滤清漆后,由清漆制作膜。
[0131] 作为制膜方法,可举出溶液浇铸法。这里,作为溶液,可以使用上述清漆。
[0132] 在通过溶液浇铸法制造的情况下,首先,通过台式涂覆、旋转涂布、浸渍涂布、模 涂、喷涂、棒涂、辊涂、帘式流涂等方法,在基材上涂布聚合物溶液(清漆),进行制膜。作为 基材,可以举出由不锈钢、硅等金属材料、玻璃、石英等无机材料、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、 聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅 树脂等树脂材料等形成的基材。
[0133] 关于涂膜的干燥,可以在加热板上放置浇铸了溶液的基材使其加热干燥,也可以 在加热了的干燥炉中放入浇铸了溶液的基材使其加热干燥,也可以将对空气、氮气等气体 进行了加热的暖风与涂布膜接触使其干燥,也可以利用将它们组合而成的工艺使其干燥。 干燥时的温度通常为10~250°C,优选为20~220°C,更优选为30~200°C的范围,考虑清 漆的特性、膜的膜厚来选择。此外,对于温度设定,也可以以2种以上的方式设定多段的干 燥温度使涂膜干燥。干燥涂膜的时间可以从考虑了清漆溶剂的沸点、膜的膜厚、工艺要件的 条件中选择。由此,在基材上形成膜。
[0134] 关于从基材剥离膜,可以在膜的端部粘贴市售的带,对其施加应力而剥离,也可以 使水、溶剂等液体与膜和基材的接触界面接触而利用基材表面与膜的接触面的表面张力的 差使膜剥离。
[0135] 这样所得的膜的膜厚在通常为10~1000 μ m,优选为20~500 μ m,更优选为30~ 200 μπι的范围内使用,可以设定成考虑了工序d的膜的拉伸工序所带来的影响、或使拉伸 膜贴合时的影响的膜厚。
[0136] 另外,在含氟环状烯烃聚合物的制造工序中,在将聚合物溶液进行了精细过滤的 情况下,通过上述方法取得聚合物,或者,设置造粒工序以颗粒形状取得聚合物,从而可以 通过熔融成型法来调制膜。在该情况下,也可以不进行上述工序a和工序b,而进行工序c。
[0137] 在通过熔融成型法来制造的情况下,可举出使用熔融混炼机经过T型模来膜化的 方法、吹胀法等。在采用T型模进行熔融挤出而制造膜时,例如,将根据需要配合了添加剂 的环状烯烃聚合物投入到挤出机中,在与玻璃化转变温度相比通常高50°C~200°C的温 度,优选高80°C~150°C的温度进行熔融混炼,从T型模挤出,用冷却辊等冷却熔融聚合物, 从而加工成膜。
[0138] 这样得到的膜的膜厚以通常为10~1000 μ m,优选为20~500 μ m,更优选为30~ 200 μπι的范围使用,可以设定成考虑了工序d的膜的拉伸工序所带来的影响、或者使拉伸 膜贴合时的影响的膜厚。
[0139] (工序 d)
[0140] 然后,将工序c中获得的膜拉伸,获得本实施方式的光学膜。
[0141] 首先,可以将工序c中获得的膜,在对含氟环状烯烃聚合物的玻璃化转变温度通 常加上了 -20°C~150°C的范围的温度,优选加上了 -5°C~IKTC的范围的温度,进一步优 选加上了 〇°C~80°C的范围的温度,暴露通常0. 01~30分钟,优选为0. 05~20分钟,更 优选为〇. 1~10分钟左右,进行预热工序。由此,能够消除膜整面的加热不均而均匀地拉 伸。
[0142] 然后,将预热了的上述膜在下述条件下拉伸。
[0143] 关于拉伸时的温度,可以设为相对于含氟环状烯烃聚合物的玻璃化转变温度,通 常加上了 -20°C~150°C的范围的温度,优选加上了 -5°C~IKTC的范围的温度,进一步优 选加上了 〇°C~80°C的范围的温度。拉伸的倍率通常为1. 05倍~10倍,优选为1. 10倍~ 6. 0倍的范围,进一步优选为1. 10倍~3. 0倍。此外,在双轴拉伸的情况下,将以高倍率拉 伸的轴设为MD轴,以低倍率拉伸的轴设为TD轴,作为拉伸倍率的MD轴倍率/TD轴倍率的 比率通常为1. 05倍~10倍,优选为I. 10倍~6. O倍的范围,进一步优选为I. 10倍~3. O 倍。它们的拉伸时的温度与倍率的关系,可以以适于λ/4波长板或λ/2波长板的关系来 调整,进一步,考虑树脂的流动、装置的加热拉伸方式、生产性等而适当地选择。进一步,在 拉伸工序中进行拉伸的膜,典型地为未拉伸膜,但也可以将预先进行了拉伸的膜在拉伸工 序中再次拉伸。
[0144] 膜的拉伸方法、条件没有特别限制,可举出例如:根据辊间的圆周速度的差异沿 纵向单轴拉伸的方法,使用拉幅机沿横轴方向单轴拉伸的方法,将夹持住膜两侧的夹具沿 纵向拉伸,通过导轨的扩大角度沿横向拉伸的同时双轴拉伸法,根据辊间的圆周速度的差 异沿纵向拉伸,将两端部用夹具夹持并用拉幅机沿横向拉伸的逐次双轴拉伸法等双轴拉伸 法,用沿纵横方向以左右不同的速度拉伸的拉幅拉伸机、沿横向或纵向以左右等速度拉伸 并移动的距离相同但固定或移动拉伸角度的距离不同的拉幅拉伸机进行倾斜拉伸的方法, 等。
[0145] 进一步,在工序c中通过熔融成型法制作膜的情况下,也可以通过工序c与工序d 的连续法,即用冷却辊等将聚合物冷却,再次将膜送至预热工序并通过上述的方法进行拉 伸的方法,来制造本实施方式的光学膜。
[0146] <光学膜>
[0147] 通过上述那样的制造方法获得的、本实施方式的低波长分散性的光学膜,波长 550nm的相位差为50nm以上,波长400nm的相位差Re (400nm)相对于波长550nm的相位 差Re(550nm)的比Re(400nm)/Re(550nm)所示的波长分散性通常为1. 00~1. 05,优选 为1. 00~1. 03。进一步优选为1. 00~1. 02,此外,进一步优选为1. 00~1. 01,特别优 选为1. 00,并且,该光学膜的波长400nm的相位差Re (400nm)相对于波长800nm的相位 差Re (800nm)的比Re (400nm) /Re (800nm)所示的波长分散性通常为1. 00~1. 05,优选为 1.00~1.03。进一步优选为1.00~1.02,此外,进一步优选为1.00~1.01,特别优选为 1. 00〇
[0148] 通过波长550nm的相位差为50nm以上来表现对可见光的相位差功能,并且,满足 这些2个波长分散性,这对于可见光的光学膜而言是必要的。本发明人等深入研究的结果 发现:由在通式(1)所示的重复结构单元内包含氟原子,进一步在主链具有一个5元环结构 的含氟环状烯烃聚合物形成的光学膜,表现由拉伸取向带来的高相位差,进一步表现低波 长分散性,从而完成了本发明。另一方面,如通式(2)那样的具有多个环状结构的重复结构 单元妨碍相位差的表现,得不到具有所希望的相位差的光学膜。因此,将如通式(2)那样的 具有多个环状结构的重复结构单元与通式(1)共聚,作为相位差膜材料是不优选的。
[0149] 本实施方式的光学膜在光波长400nm~800nm的范围内,波长400nm的相位差 Re (400nm)相对于波长550nm的相位差Re (550nm)的比Re (400nm) /Re (550nm)所示的波长 分散性,通常为1. 00~1. 05,优选为1. 00~1. 03。进一步优选为1. 00~1. 02,此外,进一 步优选为1. 〇〇~1. 01,特别优选为1. 〇〇,并且,波长400nm的相位差Re (400nm)相对于波长 800nm的相位差Re (800nm)的比Re (400nm) /Re (800nm)所示的波长分散性,通常为1. 00~ 1. 05,优选为L 00~L 03。进一步优选为L 00~L 02,此外,进一步优选为L 00~L 01, 特别优选为1. 00。作为这样的光学膜,需要在宽的波长范围内波长分散性低。
[0150] 进一步,本实施方式的低波长分散性的光学膜具有以全光线透射率计为92%以上 的透明性。优选为93%以上,进一步优选为94%以上,特别优选为95%以上。为了成为该 高透明的膜,通式(1)所示的含氟环状烯烃聚合物所具有的重复结构单元的氟原子含有率 为30~80质量%,优选为40~75质量%。
[0151] 这样的本实施方式的低波长分散性的光学膜可以作为λ /4波长板或λ /2波长板 来使用。
[0152] 具体而言,由实质上包含通式(1)所示的重复结构单元的至少一种的含氟环状烯 烃聚合物形成的膜,可以通过各种方法的拉伸技术沿单轴(MD方向)、双轴(MD方向和TD方 向)、厚度方向进行拉伸而将高分子链取向来制作。关于λ/4波长板或λ/2波长板,为了 在显不材料用途中提尚图像显不的性能,可以以显不的均勾性、对比度的提尚、扩大显不的 视角等目的使用。
[0153] 进一步,在作为相位差膜的光学膜的λ/4波长板中,相位差在可见性强的550nm 的波长下通常为140nm± 10nm,优选为140nm±7nm,进一步优选为140nm±5nm。此外,在 λ /2波长板中,相位差同样地在550nm的波长下通常为280nm±20nm,优选为280nm± 10nm, 进一步优选为280nm±5nm。
[0154] 本实施方式中,设置使调制的清漆通过具备孔径通常为0.5 μπι以下、优选为 0. 1 μπι以下、更优选为0. 05 μπι以下、进一步优选为0. 02 μπι以下的孔的过滤器,进行精细 过滤的工序,来制造坯料膜,将拉伸膜制作时的条件最佳化,从而可以抑制相位差不均。关 于相位差的不均值,例如,可以在相位差的测定装置中以特定的范围沿纵、横方向对固定膜 的样品平台扫描,取得多点的相位差数据,通过数值解析来算出平均值、标准偏差(σ ),将 平均值作为相位差,将对标准偏差值附上了符号(±)的值作为相位差的不均值来评价。本 实施方式中的、1/4波长板为波长55〇111]1时的相位差不均值通常为±0.5〇111]1/〇]1 2以下,优 选为±0. l〇nm/cm2以下、进一步优选为±0. 05nm/cm2以下、特别优选为±0. 00nm/cm2以下 的光学膜。此外,入/2波长板为波长55〇111]1时的相位差不均值通常为±0.5〇111]1/〇]1 2以下、 优选为±0. l〇nm/cm2以下、进一步优选为±0. 05nm/cm2以下、特别优选为±0. 00nm/cm2以 下的光学膜。
[0155] 此外,通过设置上述的精细过滤工序,制造坯料膜,将拉伸膜制作时的条件最佳 化,从而可以抑制膜表面的面粗糙。由此,可以抑制膜表面的入射光的漫反射,减小光的 反射。本实施方式中的、λ/4波长板为波长550nm时的反射率通常为7.0%以下、优选为 6. 0%以下、进一步优选为5. 0%以下、特别优选为3. 0%以下的光学膜。λ /2波长板为波长 550nm时的反射率通常为7. 0%以下、优选为6. 0%以下、进一步优选为5. 0%以下、特别优 选为3. 0%以下的光学膜。
[0156] 进一步,作为本实施方式的光学膜原料的部分化含氟环状烯烃聚合物,与以往作 为相位差膜而利用的由聚碳酸酯(PC)形成的光学膜的光弹性常数相比,小至1/5以下,不 易因微小的应力而产生不必要的相位差,该微小的应力是由于与叠层了膜时的贴合的残留 应力应变、温度变化、湿度变化相伴的材料收缩而产生的。因此,从由应力应变引起的相位 差的发生的程度方面考虑,可以适合地利用由本实施方式的含氟环状烯烃聚合物形成的光 学膜作为相位差膜。
[0157] 本实施方式的低波长分散性的光学膜的膜厚可以根据用途选择,没有特别限制, 以通常为10~500 μ m,优选为20~300 μ m,更优选为30~200 μ m的范围使用。此外, 本实施方式的光学膜也可以一边维持作为λ/4波长板、λ/2波长板的低波长分散性,一边 提高透光性,减小浊度(雾度),对相位差膜赋予防反射功能。由此,可以使液晶显示器、有 机EL显示器那样的器件小型化、轻量化,使弯曲性提高。因此,光学膜的膜厚可以在0. 1~ 10 μ m,优选为0· 5~10 μ m,更优选为L 0~10 μ m的范围使用。进一步,拉伸前的还料膜 的膜厚可以设定为考虑了由拉伸带来的影响、或者将拉伸膜叠层时的影响的膜厚。
[0158] 本实施方式的光学膜可以作为使2张以上的上述拉伸膜以滞相轴不成为同轴的 角度贴合而得的光学膜(光学叠层膜)来使用。
[0159] 该光学膜的上述逆波长分散性Re (400nm)/Re (550nm)小于1. 00,优选小于0. 98, 特别优选小于〇. 96。所谓滞相轴,在进行了拉伸取向的膜中,例如,是用大塚电子公司制延 迟测量装置Rets-IOO测定相位差时观测到的、显示聚合物链取向了的状态下的该取向方 向的基准轴。相位差根据该滞相轴的朝向来表现,与拉伸时的拉伸轴(施加的应力)的方 向不一定一致。即,在将膜叠层的情况下,其角度为各个膜的滞相轴交叉的角度,有时拉伸 轴不一定成为基准。因此,在本实施方式中,使拉伸膜贴合时,需要确认相对于拉伸轴的滞 相轴,根据其结果调整贴合的膜的角度。
[0160] 此外,如果以滞相轴为基准将拉伸膜重叠,从滞相轴不交叉的平行状态的0°起使 滞相轴交叉,变化角度,则该相位差根据角度而显示将第一周期设为η的周期性的变化。 在滞相轴不交叉的0°和180°时,相位差显示取2张拉伸膜各自的相位差值之和的值的最 大值,另一方面,在2张拉伸膜的滞相轴垂直的90°时,显示取2张拉伸膜各自的相位差之 差的值的最小值。进一步,深入研究的结果发现,关于该贴合而得的相位差膜的波长依赖 性,如果使具有正的波长分散性的2张拉伸膜贴合,则在某特定的角度相位差具有逆波长 分散性。
[0161] 以本实施方式的光学膜的滞相轴不成为同轴的角度使2张以上的拉伸膜贴合而 得的光学膜,是将相位差比Re (400nm)/Re (550nm)为1. 00~1. 05的显示正的波长分散性 的2张相位差膜,以各自的滞相轴交叉的角度的范围通常为40°~160°,优选为50°~ 150°,特别优选为55°~145°进行贴合而得的。由此,可以获得相位差比Re(400nm)/ Re (550nm)小于1. 00的显示逆波长分散性的相位差膜。
[0162] 进一步,本实施方式的逆波长分散性的光学膜具有以全光线透射率计为91%以上 的透明性。优选为92%以上,进一步优选为93%以上,特别优选为94%以上。为了成为该 高透明的膜,通式(1)所示的含氟环状烯烃聚合物所具有重复结构单元的氟原子含有率为 30~80质量%,优选为40~75质量%。
[0163] 此外,本实施方式的逆波长分散性的光学膜可以作为λ /4波长板或λ /2波长板 来使用。
[0164] λ /4波长板或λ /2波长板可以如下获得。
[0165] 将上述低波长分散性的光学膜通过各种方法的拉伸技术沿单轴(MD方向)、双轴 (MD方向和TD方向)、厚度方向进行拉伸,将高分子链取向来制作拉伸膜。对于多张拉伸膜, 使它们的光轴交叉而将其叠层时,一边将相位差调整到表现预定功能的相位差一边控制相 位差的波长分散性。由此,可以制作在全部可见区域等宽波长带域内显示预定的相位差的 λ /4波长板或λ /2波长板。
[0166] 进一步,由光学膜形成的λ/4波长板,在可见性强的550nm的波长下,相位差通 常为140nm± 10nm,优选为140nm±7nm,进一步优选为140nm±5nm。此外,λ/2波长板同 样地在550nm的波长下,相位差通常为280nm±20nm,优选为280nm± 10nm,进一步优选为 280nm±5nm〇
[0167] 在本实施方式中,通过设置使调制的清漆通过具备孔径通常为0. 5 μπι以下、优选 为0. 1 μ m以下、更优选为0. 05 μ m以下、进一步优选为0. 02 μ m以下的孔的过滤器,进行精 细过滤的工序,制造坯料膜,将拉伸膜制作时的条件最佳化,从而可以抑制相位差不均。与 上述同样地,可以通过数值解析算出平均值、标准偏差(σ),将平均值作为相位差,将对标 准偏差值附上了符号(±)的值作为相位差不均值来评价。本实施方式中的、λ/4波长板 为波长550nm时的相位差不均值通常为±0. 50nm/cm2以下、优选为±0. 10nm/cm2以下、进 一步优选为±0.05]11]1/〇]12以下、特别优选为±0.00111]1/〇]1 2以下的光学膜。此外,人/2波长 板为波长550nm时的相位差不均值通常为±0. 50nm/cm2以下、优选为±0. 10nm/cm2以下、 进一步优选为±0. 05nm/cm2以下、特别优选为±0. 00nm/cm2以下的光学膜。
[0168] 此外,通过设置上述的精细过滤工序,制造坯料膜,将拉伸膜制作时的条件最佳 化,从而抑制膜表面的面粗糙,由此,可以抑制膜表面的入射光的漫反射,减小光的反射,本 实施方式中的、λ /4波长板为波长550nm时的反射率通常为7. 0 %以下、优选为6. 0 %以下、 进一步优选为5. 0%以下、特别优选为3. 0%以下的光学膜。λ /2波长板为波长550nm时的 反射率通常为7. 0%以下、优选为6. 0%以下、进一步优选为5. 0%以下、特别优选为3. 0% 以下的光学膜。
[0169] 特别是,作为液晶显示器或有机EL显示器用的光学膜,以往,作为防止外光反射 的防反射功能,如果不使用λ/4波长板和λ/2波长板的2张构成的膜构件则不能作为宽 带域的λ/4波长板表现功能,但通过使用本实施方式的逆波长分散性并且高透明的λ/4 波长板,可以作为宽带域的λ/4波长板使可见性提高,并且使膜构件为1张,对于成本降 低、模块的薄型化等是有效的。
[0170] 为了制作上述的逆波长分散性的λ /4波长板和λ /2波长板而贴合的拉伸膜各自 的相位差通常为50~lOOOnm,优选为55~800nm,进一步优选为60~600nm的范围,可以 将这些膜多张叠层。由此,可以使膜强度也提高。在这些相位差的范围内,膜的雾度通常为 0.6 %以下,优选为0.5 %以下,特别优选为0.3 %以下。
[0171] 本实施方式的逆波长分散性的光学膜的膜厚可以根据用途来选择,没有特别限 制,但使用通常为10~500 μ m,优选为20~300 μ m,更优选为30~200 μ m的范围。此外, 也可以一边维持作为本实施方式的光学膜的λ/4波长板、λ/2波长板的逆波长分散性,一 边提高透光性,减小浊度(雾度),对相位差膜赋予防反射功能。由此,可以使液晶显示器、 有机EL显示器那样的器件小型化、轻量化,使弯曲性提高。因此,可以在光学膜的膜厚为 0· 1~10 μ m,优选为0· 5~10 μ m,更优选为I. 0~10 μ m的范围内使用。进一步,拉伸前 的坯料膜的膜厚和贴合所使用的拉伸膜的膜厚可以设定为考虑了拉伸所带来的影响、或者 将拉伸膜叠层时的影响的膜厚。
[0172] 本实施方式的逆波长分散性的光学膜可以使2张以上的光学膜用与该光学膜的 折射率差(An)为0. 1以下的粘接材料来贴合。
[0173] 这里粘接材料与贴合的光学膜的波长400~800nm时的折射率差通常为0. 1以 下,优选为0.08以下,进一步优选为0.07以下。通过为该折射率差,可以减小起因于膜与 粘接层的界面反射的透光的恶化程度,将全光线透射率维持得高,可以用叠层了的膜来制 作维持了全光线透射率为91 %以上的高透明性的相位差膜。
[0174] 此外,作为将拉伸膜粘接的
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