专利名称：光学薄膜及其制造方法、利用光学薄膜的偏振片的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置(LCD)等使用的偏振片用保护膜、相位差膜、视角扩大膜、等离子体显示器使用的防反射膜等各种功能薄膜、或者有机EL显示器等使用的各种功能薄膜能够采用的光学薄膜及其制造方法、利用光学薄膜的偏振片。
背景技术：
和现有的CRT显示装置相比，液晶显示装置由于节约空间和节约能源而广泛地用作监视器。而且作为TV也正在普及。在这样的液晶显示装置中，使用偏振膜和相位差膜等各种光学薄膜。
但是，液晶显示装置中使用的偏振片的偏振膜是在由拉伸聚乙烯醇薄膜构成的偏振器的单面或者两面上，积层由纤维素酯薄膜形成的光学薄膜，作为保护膜。另外，使用相位差膜的目的是扩大视角和提高对比度等，它是拉伸聚碳酸酯、具有脂环式结构的聚合体、纤维素酯等的薄膜，并赋予延迟的产物和在透明基材上涂设液晶层后的产物等。也称为光学补偿膜。因为相位差膜的滞相轴在宽度方向，能够和偏振片辊对辊地贴合，所以和现有的分批贴合相比，生产效率能够得到显著改善。
在这些光学薄膜中，要求没有光学缺陷，延迟均一。特别是随着监视器和TV的大型化和高精细化的发展，这些所要求的品质也越来越严格。
在光学薄膜的制造方法中，大致存在溶液流延制膜法和熔融流延制膜法。前者是在溶剂中溶解聚合物，在支持体上流延该溶液，蒸发溶剂，进而根据需要拉伸，形成薄膜的方法。该方法由于膜厚的均一性良好等而广泛采用，但存在溶剂的干燥使设备大型化等问题。后者是加热熔融聚合物，在支持体上流延，冷却固化，进而根据需要拉伸从而形成薄膜的方法，存在因为无需干燥溶剂，所以设备能够比较紧凑的优点，但存在膜厚的均一性差，不能得到均一延迟的问题。
以前，在例如下述专利文献1～7中提出了利用熔融流延制膜法制造光学薄膜的方法。
专利文献1特开平10-10321号公报在专利文献1中，提出了将熔融树脂膜圆弧形地夹在宽度方向上保持均一温度的冷却辊和环形带之间进行冷却的方法。记载了利用该专利文献1的方法，得到延迟在20nm以下、延迟的不均在±5nm以内的光学薄膜。
专利文献2特开2002-212312号公报在专利文献2中，提出了将熔融树脂膜夹在2个冷却鼓之间进行冷却的方法。记载了利用该方法，得到薄厚不均在5μm以下、延迟在10nm以下、延迟的不均在2nm以内的光学薄膜。
专利文献3特开2003-236915号公报在专利文献3中，提出了使熔融的热塑性树脂按照均一的特定温度和时间的关系在宽度方向沿着2个冷却鼓的周围依次通过的方法。记载了利用该方法，得到膜厚不均在10μm以下、延迟在10nm以下的光学薄膜。
专利文献4特开2003-305765号公报在专利文献4中，提出了将饱和降冰片烯树脂的熔融体挤出到在宽度方向上保持均一温度的直径1m以上5m以下的冷却鼓上，形成长度方向的延迟不均在5nm以下的饱和降冰片烯树脂膜的方法。具体而言，记载了通过使模具和鼓问扩展到15cm以上，使宽度减小1～30％，能够使膜端部的厚度变厚，容易从冷却鼓上剥离。
专利文献5特开平5-293884号公报在专利文献5中，提出了具有测定从拉伸机出来的高分子薄片的双折射特性的在线双折射测定装置，和将该测定结果反馈给该拉伸机的拉伸机构，控制高分子的拉伸率的拉伸控制系统的高分子拉伸装置。
专利文献6特开平11-10728号公报在专利文献6中，提出了独立地连续测定纵向拉伸后或者横向拉伸后的膜厚以及取向度，基于该计算结果控制拉伸状态的拉伸膜制造装置。
专利文献7特开平6-270227号公报在专利文献7中，提出了切口开口部的两端具有比中央大的开口量的T模具。
发明内容
但是，如果用正交尼科耳棱镜观察在宽度方向上拉伸由专利文献1和2记载的方法得到的薄膜(未拉伸薄膜)后的薄膜，存在整体不是均一的暗视野，看到明暗不均的问题。这表示拉伸后的薄膜的延迟不均一，如果延迟均一，则整面都应该是暗视野。而且在这些方法中，存在的问题是，因为薄膜宽度方向的厚度分布由冷却辊和环形带的间隙与冷却鼓间的间隙决定，所以不能控制拉伸膜宽度方向的厚度分布。
另外，如果用正交尼科耳棱镜观察在宽度方向上拉伸由专利文献3记载的方法得到的薄膜(未拉伸薄膜)后的薄膜，仍然存在整体不是均一的暗视野，明暗不均的问题。而且该方法存在的问题是，因为使树脂薄膜在树脂的玻璃化转变温度(Tg)附近和冷却鼓长时间接触，所以不能自由地控制薄膜的厚度分布。
在专利文献4的方法中，存在的问题是，如果增大冷却鼓和模具的间隙，则所谓的皱褶进入熔融状态的薄膜，损害平面性。
专利文献5和6记载的方法都是控制拉伸条件的方法，存在的问题是，难以控制薄膜的宽度方向的厚度分布和延迟分布。
专利文献7记载的方法是通过用冷却辊夹持，减小薄膜成形时薄膜中央部的光学失真，存在不能改善拉伸薄膜的厚度和延迟的均一性的问题。
本发明的目的在于，解决所述现有技术的问题，提供在薄膜的宽度方向上具有滞相轴，具有均一的延迟的光学薄膜及其制造方法，利用光学薄膜的偏振片。
本发明者鉴于所述问题进行锐意研究，发现通过采用在宽度方向可以独立地调整温度的辊状冷却鼓，能够改善拉伸薄膜时的延迟均一性，从而完成本发明。
和所述以前的专利文献相同的考虑是，在熔融制膜时，温度引起的熔融树脂的粘度变化大是宽度方向上薄膜物性不一的原因，用一种方法使产生不一的主要原因的在高温下处于熔融状态的薄膜接触的辊、鼓的宽度方向的温度总体上均一化是改善薄膜的宽度方向的均一化的方向。
但是，本申请的发明人发现使所述辊、鼓的温度在宽度方向均一化并不一定和薄膜物性在宽度方向的均一化的改善相关联，相反，发现在宽度方向上独立地控制各区域部分会导致最终产物的薄膜的宽度方向的均一化。
为了实现所述目的，第1发明为光学薄膜的制造方法，是熔融流延制造光学薄膜的制造方法，其中至少分别具有以下各一工序从熔融流延模具挤出纤维素酯类树脂或者环烯烃类树脂的工序、冷却固化工序、在宽度方向拉伸的工序、卷绕得到的薄膜的工序；其特征在于，利用辊状冷却鼓进行所述冷却固化，针对冷却鼓的宽度方向，该冷却鼓在期望的宽度位置分割成需要温度调整的区域，在该每个分割区域上能够分别调整温度。
第2发明，其特征在于冷却固化后的薄膜宽度在1000mm以上4000mm以下。
第3发明，是在所述第1或者2记载的光学薄膜的制造方法中，其特征在于纤维素酯类树脂是从由纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素乙酸酞酸酯、以及纤维素酞酸酯构成的组中选出的至少1种化合物。
第4发明，特征在于所述冷却鼓的分割区域在2以上10以下。
第5发明，特征在于所述冷却鼓的宽度在1100mm以上4400mm以下，直径在300mm以上3500mm以下。
第6发明，其特征在于，在所述冷却鼓的分割区域中，在相邻的分割区域设置温度差时，其温度差在5℃以上30℃以内，在冷却鼓的整个宽度上为5℃以上50℃以下。
第7发明，其特征在于，所述光学薄膜的膜厚为40～120μm。
其它发明还包括光学薄膜的发明，其特征在于由本发明的光学薄膜的制造方法制造，而且在宽度方向测定厚度方向延迟(Rt)值的分布时最大值和最小值的差在15nm以下。
偏振片的发明，其特征在于本发明的光学薄膜构成配置在偏振片两侧的2张偏振片保护膜中至少任何一张。
本发明的第1记载的发明是在利用熔融流延制膜法从模具中挤出纤维素酯类树脂或者环烯烃类树脂，冷却固化形成未拉伸薄膜，连续并把持该未拉伸薄膜的两端，在宽度方向拉伸，卷绕得到的拉伸薄膜的连续的光学薄膜的制造方法中，使拉伸前的薄膜(网)通过在宽度方向上可独立调整温度的辊状冷却鼓，利用本发明，可以实现能够制造具有均一的延迟特性的光学薄膜的效果。
另外，通过在液晶显示装置中利用由本发明的制造方法得到的光学薄膜，实现能够提供具有良好的视角特性的液晶显示装置的效果。
第2记载的发明，其特征在于冷却固化后的薄膜宽度在1000mm以上4000mm以下。
冷却固化后的薄膜宽度在1000mm以上4000mm以下，优选1500mm以上3000mm以下。这里，如果冷却固化后的薄膜宽度在1000mm以上，则能够更明确地发挥本发明的效果，所以是优选的。另外，如果冷却固化后的薄膜宽度超过4000mm，则即使采用本发明也难以保持延迟在宽度方向的均一性。这里所说的冷却固化后的薄膜宽度是指从最后的冷却鼓剥离时的薄膜宽度。
第3的发明是，在所述第1或者2记载的光学薄膜的制造方法中，优选纤维素酯类树脂是从由纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素乙酸酞酸酯、以及纤维素酞酸酯构成的组中选出的至少1种化合物。这样的纤维素酯类树脂因为光弹性系数小，发挥良好的光学特性，所以是优选的。
第4记载的发明，其特征在于所述冷却鼓的分割区域在2以上10以下。实现的效果是本发明的光学薄膜具有均一的延迟特性。
通过在液晶显示装置中利用这样的光学薄膜，实现能够提供具有良好的视角特性的液晶显示装置的效果。
第5～7记载的发明同样能够实现能够提供具有良好的视角特性的液晶显示装置的效果。
本发明的光学薄膜，其特征在于由本发明的光学薄膜的制造方法制造、而且在宽度方向测定厚度方向延迟(Rt)值的分布时的最大值和最小值的差在15nm以下，实现的效果是本发明的光学薄膜具有均一的延迟特性。
通过在液晶显示装置中利用这样的光学薄膜，实现能够提供具有良好的视角特性的液晶显示装置的效果。
本发明的偏振片，其特征在于，本发明的光学薄膜构成配置在偏振片两侧的2张偏振片保护膜中至少任何一张，利用本发明，因为具有均一的延迟特性的光学薄膜作为偏振片保护膜使用，构成偏振片，所以通过将该偏振片用在液晶显示装置中，实现能够提供具有良好的视角特性的液晶显示装置的效果。
图1是表示实施本发明的光学薄膜的制造方法的装置的第1实施形态的概略流程图。
图2是表示实施本发明的光学薄膜的制造方法的装置的第2实施形态的概略流程图。
图3是表示在实施本发明的光学薄膜的制造方法的装置中使用的辊状冷却鼓的详细情况的扩大斜视图。
符号说明1辊状冷却鼓的枢轴2第1热介质导入配管
3第1热介质排出配管4第2热介质导入配管5第2热介质排出配管21挤出机22过滤器23静电混合器24模具(包含厚度调整装置)25薄膜粘合装置26冷却鼓27剥离辊28浮动辊29拉伸机30切割机31厚度测定装置32压花环和后辊33卷绕机34卷绕后的光学薄膜具体实施方式
下面，参照附图对用于实现本发明的最佳方式进行详细说明，但本发明并不局限于这些。
本发明特别涉及能够用于液晶显示装置(LCD)的偏振片保护膜等的光学薄膜的制造方法。
本发明是从熔融流延模具中挤出纤维素酯树脂类或者环烯烃类树脂，冷却固化形成未拉伸薄膜，连续并把持该未拉伸薄膜的两端，在宽度方向拉伸，卷绕得到的拉伸薄膜，制造连续的光学薄膜的制造方法，特征在于由在宽度方向上可独立调整温度的辊状冷却鼓进行所述冷却固化，利用本发明的方法，改善得到的光学薄膜拉伸后的延迟均一性。
但是，从模具中熔融挤出热塑性树脂，在冷却鼓上冷却固化的方法称为熔融流延制膜法。作为熔融流延制膜法，存在利用模具的方法和吹制薄膜法等熔融挤出法、压延机法、热压法、射出成形法等，但在本发明中，采用利用厚度不均小、容易加工到50～500μm左右的厚度，而且能够减小膜厚不均和延迟不均的模具的方法。
图1是表示实施本发明的光学薄膜的制造方法的装置的第1实施方式的概略流程图。
参照该图，能够和其它聚酯等热塑性树脂采用的条件相同地进行熔融挤出的条件。例如，利用单轴或者双轴型挤出机21，在挤出温度200～300℃左右熔融在热风和真空或者减压下干燥的热塑性树脂，由叶片圆盘型过滤器22等过滤，除去杂质后，从T模具24膜状流延，在冷却鼓26上固化。在从给料器向挤出机21导入时，优选在真空或者减压下和惰性气体环境下进行，防止氧化分解等。
优选挤出流量导入齿轮泵等稳定进行。另外，除去杂质使用的过滤器优选采用不锈钢纤维烧结过滤器。不锈钢纤维烧结过滤器是使不锈钢纤维体形成复杂的聚合状态后压缩，烧结接触处，并一体化的产物，能够根据该纤维的粗细和压缩量改变密度，调整过滤精度。优选是粗、密和连续地多次反复过滤精度的多层体。另外，因为通过采用依次提高过滤精度的结构，或者使过滤精度的粗、密反复的方法，能够延长过滤器的过滤寿命，杂质和凝胶等的增补精度也提高了，所以是优选的。
在熔融流延制膜法中，存在伤痕和杂质附着在模具24上，和产生线状缺损的情况。将这样的缺损称为模具线，为了减小模具线等表面缺损，优选采用在从挤出机21到模具24的配管中树脂的滞留部尽量少的结构。优选采用在模具24的内部和凸缘上尽量没有伤痕的模具。存在在模具24的周边上，挥发成分从树脂析出，成为模具线的原因的情况，所以优选吸出含挥发成分的氛围气。另外，因为在静电施加等装置中也存在析出的情况，所以优选采用施加交流或者其它加热方法来防止析出。
增塑剂等添加剂可以预先和树脂混合，也可以在挤出机21的中途加入。为了均匀添加，优选采用静电混合器23等混合装置。
图3是实施本发明的光学薄膜制造方法的所述图1的装置中使用的辊状冷却鼓26的详细的扩大斜视图。
参照该图，冷却鼓26能够在宽度方向上独立地调整温度。温度调整通常是通过使水和油等热介质在冷却鼓26内部流动来进行调整的，但该热介质的流路是在辊状冷却鼓26内部在宽度方向上分开流动的。
这里在宽度方向上能够独立地调整温度，是指对于辊状冷却鼓的宽度方向，在期望的宽度位置，温度调整在必要的区域进行分割，在各分割区域中能够分别进行温度调整。从设备的复杂度来看，优选分割是2以上10以下的区域。如果是2至5个区域，在冷却固化后的宽度在1000mm以上4000mm以下的薄膜中，能够改善均一性。在图3的例子中，分割为A有2处，B有1处共3个区域，独立地调整温度。
即，在辊状冷却鼓26内部，设置流过热介质的配管，图中，导入第1热介质的配管2和排出第1热介质的配管3(A系统)连接在冷却鼓26的枢轴1的端部的同时，导入第2热介质的配管4和排出第2热介质的配管5(B系统)连接在该枢轴1的端部，分割为2个系统。通过分别流过不同温度或者不同比热的介质，能够独立地调整冷却鼓26的表面温度。在该实施方式中，对于冷却鼓26，从薄膜宽度两端分别到1/5处的区域是A系统，中央部的区域是B系统，它们能够互相独立地控制温度，例如将两端部的A系统的区域调整到40℃，将中央部的B系统的区域调整到30℃，冷却固化，得到未拉伸树脂薄膜。
使用本发明时，对于使冷却鼓宽度方向为同一温度而言也是有利的。
在本发明中，辊状冷却鼓26的个数可以是1个，也可以是多个。另外，独立调整温度的辊状冷却鼓26可以是1个，也可以是多个。优选冷却鼓的宽度在1100mm以上4400mm以下，直径在300mm以上3500mm以下，可以根据期望的薄膜宽度适当选择。
冷却鼓26的温度优选在热塑性树脂的常温到玻璃化转变温度(Tg)以下的范围内。
在本发明中，利用在宽度方向上可以独立调整温度的辊状冷却鼓，在该范围内，冷却鼓26的宽度方向的中央部和端部存在温度差，使拉伸前的薄膜(网)通过，从而能够抑制拉伸后的延迟不均，能够制造具有均一的延迟特性的光学薄膜。
图2是表示实施本发明的光学薄膜的制造方法的装置的第2实施方式的概略流程图。
参照该图，在本发明中，在辊状冷却鼓26的个数为3的情况，使熔融状态的纤维素酯类树脂或者环烯烃类树脂从T模具24薄膜状地依次粘附在第1冷却鼓26a、第2冷却鼓26b、第3冷却鼓26c上，边传送边冷却固化，得到未拉伸的纤维素酯类树脂或者环烯烃类树脂。在本发明中，这些冷却鼓26a～26c中的至少1个冷却鼓在宽度方向上可以独立地调整温度，在所述范围内，冷却鼓26的宽度方向的中央部和端部存在温度差，使拉伸前的薄膜(网)通过，从而能够抑制拉伸后的延迟不均，能够制造具有均一的延迟特性的光学薄膜。
在本发明中，在相邻的区域中设置温度差的情况，优选温度差在5℃以上30℃以内，对整个宽度而言，优选在5℃以上50℃以下。
因为第2实施方式的其它地方和所述第1实施方式相同，所以在附图中相同的部件采用相同的符号。
为了使树脂薄膜粘附在冷却鼓26上，优选采用施加静电使其粘附的方法、通过风压使其粘附的方法、夹持整个宽度或者端部使其粘附的方法、减压粘附法等。
这样，由利用本发明的熔融流延制膜法的光学薄膜制造方法形成的热塑性树脂薄膜和由溶液流延制膜法形成的树脂薄膜不同，存在厚度方向延迟(Rt)小的特征，还具有通过拉伸这样的热塑性树脂薄膜，能够容易发现面内方向延迟(Ro)的特征。另外，因为无需增大拉伸倍率，所以破裂的危险性小，能够稳定生产。
利用剥离辊27从冷却鼓26剥离后的冷却固化薄膜(网)经过浮动辊(薄膜张力调整辊)导入到拉伸机29，然后在宽度方向拉伸薄膜。通过拉伸使薄膜中的分子配向。在宽度方向上拉伸薄膜的方法可以优选采用公知的拉幅机等。特别是因为通过使拉伸方向为宽度方向，能够以辊方式进行和偏振膜的积层，所以是优选的。通过在宽度方向拉伸，由热塑性树脂薄膜构成的光学薄膜的滞相轴成为宽度方向。另一方面，偏振膜的透射轴通常也在宽度方向。通过将以偏振膜的透射轴和光学薄膜的滞相轴平行的方式积层的偏振片组装到液晶显示装置中，在能够提高液晶显示装置的显示对比度的同时，还得到良好的视角。
能够选择温度、倍率，以使所述拉伸机29的拉伸条件实现期望的延迟特性。通常实施的拉伸倍率是1.1～2.0倍，优选1.2～1.5倍，如果构成薄膜的树脂的玻璃化转变温度为Tg，则拉伸温度通常是Tg～Tg+50℃，优选为Tg～Tg+40℃的温度范围。如果拉伸倍率过小，则存在不能实现期望的延迟的情况，相反，如果过大，则存在薄膜破裂的情况。如果拉伸温度过低，则存在薄膜破裂的情况，如果过高，则存在不能实现期望的延迟的情况。
薄膜在宽度方向的拉伸优选在被控制的均一温度分布下进行。优选在±2℃以内，更优选在±1℃以内，特别优选的是在±0.5℃以内。
为了减小由所述方法制作的热塑性树脂薄膜的延迟调整和尺寸变化率，也可在长度方向和宽度方向上使薄膜拉伸或者收缩。为了在长度方向收缩，存在例如下述方法，即暂时使宽度拉伸的夹子松开，在长度方向上松弛，或者使宽拉伸机的相邻夹子的间隔慢慢变窄，从而使薄膜收缩。后一方法一般是采用同时双轴拉伸机，以例如缩放仪方式或者线性驱动方式驱动夹子部分，使纵向相邻夹子的间隔滑动着慢慢变窄的方法进行。也可根据需要，和任意方向(斜向)的拉伸组合。能够通过使长度方向、宽度方向都收缩0.5％到10％，减小光学薄膜的尺寸变化率。
光学薄膜的膜厚根据使用目的而不同，但作为完工后的薄膜，在本发明中使用的膜厚范围是30～200μm，在最近的趋薄倾向中，薄膜的膜厚优选在40～120μm的范围内，特别优选在40～100μm的范围内。通过控制挤出流量、模具24的流延口的间隙、冷却鼓26的旋转速度等，能够将薄膜的平均膜厚调整到期望的膜厚。
在用卷绕机33卷绕拉伸后的薄膜之前，用切割机30将薄膜端部切割、裁剪到产品宽度。
这里，在本发明中，作为使膜厚均一的方法，基于利用膜厚检测装置31测定拉伸后的薄膜厚度的结果，反馈给配置在模具24的宽度方向上的膜厚调整装置(图略)并调节，使厚度变得均一。在从模具24挤出熔融状态的热塑性树脂，形成未拉伸薄膜的工序中，不是一次卷绕未拉伸薄膜，而是连续进行直到拉伸未拉伸薄膜的工序，从而可以一边监视拉伸后的薄膜厚度，一边实时控制未拉伸薄膜的宽厚度分布，得到延迟均一的光学薄膜。
在用切割机30将薄膜端部切割、裁剪到产品宽度之后，为了防止卷绕的光学薄膜(卷)34中的粘附物和锉伤，也可以用由压花环和后辊构成的压花加工装置32在两端实施压花加工(压花加工)。压花加工的方法可以是通过加热和加压对在侧面具有凸凹图案的金属环进行加工。另外，薄膜两端部的夹子的把持部分的薄膜通常会变形，不能作为成品使用，所以被切除，作为原料再利用。
按以上方式得到的在宽度方向拉伸的热塑性树脂薄膜的分子由于拉伸而配向，具有一定大小的延迟。通常，薄膜的面内方向延迟(Ro)是20～200nm，厚度方向延迟(Rt)是90～400nm，优选薄膜的面内方向延迟(Ro)是20～100nm，厚度方向延迟(Rt)是90～200nm。另外，Rt和Ro的比Rt/Ro优选0.5～2.5，特别优选1.0～2.0。
另外，若薄膜的滞相轴方向的折射率为Nx，进相轴方向的折射率为Ny，厚度方向的折射率为Nz，薄膜的膜厚为d(nm)，则可表示为Ro＝(Nx-Ny)×dRt＝{(Nx+Ny)/2-Nz}×d。
延迟的偏移越小越好，通常在15nm以内，优选在10nm以下，更优选在4nm以下。
滞相轴的均一性也很重要，相对于薄膜的宽度方向，角度优选为-5°～+5°，进一步优选在-1°～+1°的范围内，特别优选在-0.5°～+0.5°的范围内。
本发明的光学薄膜制造方法使用的热塑性树脂如果可以用熔融流延制膜法制膜，就不作特别限定。列举例如，聚碳酸酯、环烯烃类树脂、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺、纤维素酯等。其中从光弹性系数小来看，优选纤维素酯和环烯烃类树脂。
这里，纤维素酯具有和偏振器的拉伸聚乙烯醇的粘接性好的特征。环烯烃类树脂具有耐吸湿性和尺寸变化小的特征。
作为纤维素酯，优选纤维素醋酸丙酸酯、纤维素醋酸丁酸酯以及纤维素醋酸丙酸丁酸酯。所述纤维素酯的乙酰基的取代度至少为1.5以上时，得到的薄膜的尺寸稳定性好，所以是优选的。
作为纤维素酯的酰基的取代度的测定方法，可以按照ASTM的D-817-91进行。作为数均分子量，纤维素酯的分子量为50000～300000，特别是为60000～200000时，得到的薄膜的机械强度高，所以是优选的。
环烯烃类树脂是指重复单元中具有脂环式结构的聚合体，脂环式结构也可以在主链、侧链的任何一个上。作为脂环式结构，列举环链烷结构、环链烯结构等，从热稳定性好来看，优选环链烷结构。
通过用置换开环聚合和附加聚合等公知的聚合方法聚合具有降冰片烯环结构的单体、单环状烯烃、环状共轭二烯、包含乙烯芳香族化合物及乙烯脂环式烃化合物等的单体，根据需要氢化碳-碳不饱和键，能够得到环烯烃类树脂。
本发明采用的环烯烃类树脂的用环己烷溶液(聚合体不溶解的情况为甲苯溶液)的凝胶渗透色谱法测定的聚异戊二烯或者聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选25000～50000，更优选的是30000～45000。
环烯烃类树脂的分子量分布(Mw/Mn)优选1.2～3.5，进一步优选1.5～3.0。另外，环烯烃类树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选80～170℃。通过使环烯烃类树脂的特性在所述范围内，能够得到良好的耐热性和成形加工性。
在本发明中，在光学薄膜的主材的热塑性树脂中，能够根据各种目的包含增塑剂、紫外线吸收剂、防氧化剂、消光剂、防带电剂、阻燃剂、染料及油剂等添加剂。
作为增塑剂，能够列举例如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二苯联苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三萘酯、磷酸三甲苄酯、亚芳香基双(磷酸二芳香酯)酯、磷酸三甲苯酯等磷酸酯类增塑剂，二乙基邻苯二甲酸酯、二甲氧基乙基邻苯二甲酸酯、二甲基邻苯二甲酸酯、二辛基邻苯二甲酸酯、二丁基邻苯二甲酸酯、以及二-2-乙基已基邻苯二甲酸酯等邻苯二甲酸酯类增塑剂，三乙酸甘油酯、三丁酸甘油酯、丁基邻苯二(甲)酰亚胺丁基羟乙酸酯、乙基邻苯二(甲)酰亚胺乙基羟乙酸酯、甲基邻苯二(甲)酰亚胺乙基羟乙酸酯、以及丁基邻苯二(甲)酰亚胺丁基羟乙酸酯等羟乙酸酯类增塑剂，乙酰基柠檬酸三丁酯等柠檬酸类增塑剂，二缩二丙二醇苯酸酯、三缩二丙二醇二苯酸酯、1，3-二丁二醇二苯酸酯、甘醇二甲醚二苯酸酯、三羟甲基丙烷三乙酸酯、三羟甲基丙烷三苯酸酯等多价醇酯类增塑剂，此外还有三(2-乙基己基)三苯六酸酯等。也可以根据需要组合使用2种以上的所述增塑剂。兼顾到增塑剂的效果和排出，它们的添加量优选相对于热塑性树脂为1～30重量％。
另外，因为混合聚酯醚、聚酯-氨基甲酸酯、聚酯等能够改善可塑性，所以优选采用。
作为聚酯醚，优选碳原子8～12个的芳香族二羧酸或者脂环式二羧酸(例如对苯二甲酸、异对苯二甲酸、萘二羧酸以及1，4-环己烷二羧酸)，碳原子2～10个的脂肪族二元醇或者脂环族二元醇类(例如，乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、新戊甘醇、1，6-己二醇、1，4-环己二甲醇以及1，5-戊二醇)，醚单元之间具有2～4个碳原子的聚醚乙二醇类(例如，聚四甲醚乙二醇，特别是1，4-环己烷二羧酸，1，4-环己烷二甲醇以及作为聚四甲乙醚乙二醇的构成要素的聚酯醚)。聚酯醚的混合量优选相对于主要的热塑性树脂为5～30重量％。通过将混合量设定在这一范围，能够呈现良好的可塑性。
作为聚酯-氨基甲酸酯，列举通过聚酯和二异氰酸酯的反应得到的聚酯-氨基甲酸酯。具有由下述通式(1)表示的重复单元。
通式1
通式(1)中，1表示2、3或4，m表示2、3或者4，n表示1～100。R表示结构单元式(2)～(7)所示的结构单元中的任何一个。其中，在结构单元式(2)中，p表示2～8。
作为构成聚酯-氨基甲酸酯的聚酯，是由二元醇成分是乙二醇、1，3-丙二醇或者1，4-丁二醇，二元酸成分是丁二酸、戊二酸、或者已二酸构成的两末端具有羟基的聚酯，其聚合度n是1～100。特别希望聚酯的分子量为1000～4500。
作为构成聚酯-氨基甲酸酯的二异氰酸酯成分，可列举乙二异氰酸酯，三甲基二异氰酸酯，四甲基二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯等聚甲基异氰酸酯，p-亚苯基二异氰酸酯、甲代苯撑二异氰酸酯、p、p′-二甲苯二异氰酸酯、1、5-萘基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯，m-苯二甲基二异氰酸酯等。其中，甲代苯撑二异氰酸酯、m-苯二甲基二异氰酸酯、四甲基二异氰酸酯因为在聚氨基甲酸酯化的情况，和纤维素酯的相溶性好，所以是优选的。
聚酯-氨基甲酸酯的分子量优选2000～50000，进一步优选5000～15000。聚酯-氨基甲酸酯的合成能够采用混合所述聚酯和异氰酸酯，并搅拌加热的常用合成法很容易地得到。另外，原料聚酯也能够采用常用方法，即利用二元酸或者这些烷基酯类和二元醇类的聚酯化反应或者酯交换反应的热熔融缩合法，或者这些酸的酰基氯和二元醇类的界面缩合法中任一种方法，适当调整使得末端基为羟基，可以容易地合成。
聚酯-氨基甲酸酯的混合量优选相对于主要树脂为5～30重量％。通过将混合量设定在这一范围，能够呈现良好的可塑性。
聚酯是由聚乙二醇和脂肪族二元酸构成的聚酯，其平均分子量优选为700到10000。
聚乙二醇的通式用HO-(CH2CH2-O)n-H(式中，n为整数)表示。n优选为4以下。
脂肪组二元酸是用通式HOOC-R-COOH(式中，R是脂肪族二价烃基)表示的乙二酸、丙二酸、丁二酸、已二酸等，碳数优选在9以下。
聚酯的合成能够利用常用方法，即所述二元酸或者这些烷基酸酯类和脂肪族二元醇类的聚酯化反应或者酯交换反应的热熔融缩合法，或者这些酸的酰基氯和脂肪族二元醇类的界面缩合法中任一种方法容易地合成。
聚酯的混合量优选相对于主要树脂为5～30重量％。通过将混合量设定在这一范围，能够呈现良好的可塑性。
作为防氧化剂，受阻酚系列化合物较为合适，作为其具体例子，能够列举2，6-二-t-丁基-p-甲氧甲酚、季戊四醇-四[3-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-二[3-(3-t-丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1，6-己二醇-二[3-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2，4-二-(n-辛基硫代)-6-(4-羟基-3，5-二-t-丁基苯胺基)-1，3，5-三氨杂苯、2，2-硫代-二乙烯基二[3-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二-t-丁基-4-羟基苄基)苯以及三-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苄基)-异氰尿酸酯等。特别优选的是，2，6-二-t-丁基-p-甲氧甲酚、季戊四醇-四[3-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、以及三乙二醇-二[3-(3-t-丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。另外，也可以和例如N，N′-二[3-(3，5-二-t-丁基-4-羟基苯基)丙酰]联胺等联胺系列的金属惰性剂和三(2，4-三-t-丁基苯基)磷化物等磷系列加工稳定剂组合使用。为了实现其效果，这些化合物的添加量优选相对于热塑性树脂的重量比例为1ppm～1.0％，尤其优选的是10～1000ppm。
在本发明中，作为使用的紫外线吸收剂，优选例如羟基苯酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、苯酮类化合物、氰基丙烯酸盐类化合物、镍配盐类化合物等，但优选着色少的苯并三唑类化合物。另外，也优选采用特开平10-182621号公报、特开平8-337574号公报记载的紫外线吸收剂、特开平6-148430号公报记载的高分子紫外线吸收剂。
从防止偏振器和液晶劣化的观点来看，波长370nm以下的紫外线的吸收能力优异，另外，从液晶显示性的观点来看，波长400nm以上的可见光的吸收少的紫外线吸收剂是优选的。
在本发明中，作为有用的紫外线吸收剂的具体例子，列举2-(2′-羟基-5′-甲苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-tert-丁苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-tert-丁苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-tert-丁苯基)-5-氯并三唑、2-(2′-羟基-3′-(3″，4″，5″，6″-四氢化酞酰亚胺甲基)-5′-甲苯基)苯并三唑、2，2-亚甲基二(4-(1，1，3，3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2′-羟基-3′-tert-丁基-5′-甲苯基)-5-氯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链和支链月桂基)-4-甲基苯酚、辛基-3-[3-tert-丁基-4-羟基-5-(氯代-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯和2-乙基己基-3-[3-tert-丁基-4-羟基-5-(5-氯代-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯的混合物等，但不局限于这些。另外，作为商品，能够优选使用TINUVIN(TINUVIN)109、TINUVIN(TINUVIN)171、TINUVIN(TINUVIN)326(都由チバ·スペシャルテイ·ケミカルズ社制)。
作为苯酮类化合物的具体例子，能够列举2，4-二羟基苯酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-硫代苯酮、二(2-甲氧基-4-羟基-5-苯酰甲苯)等，但不局限于此。
这些紫外线吸收剂的混合量优选相对于热塑性树脂在0.01～10重量％的范围内，进一步优选为0.1～5重量％。如果使用量过少，则存在紫外线吸收效果不充分的情况，如果过多，则存在薄膜的透明性劣化的情况。优选热稳定性高的紫外线吸收剂。
在本发明中，为了赋予薄膜润滑性，优选添加微粒。作为本发明使用的微粒，如果具有熔融时的耐热性，可以是无机化合物或者有机化合物的任一个，例如，作为无机化合物，优选含硅化合物、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、焙烧陶土、焙烧硅酸钙、水和硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁以及磷酸钙等，进一步优选含硅无机化合物和氧化锆。其中从能够减小抑制薄雾出发，特别优选采用二氧化硅。作为二氧化硅的具体例子，优选使用具有アエロジル200V、アエロジルR972V、アエロジルR972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600(以上，日本アエロジル公司制)等商品名的商品。
由本发明得到的光学薄膜能够通过贴合到偏振膜的至少一侧面上，形成椭圆偏振片。
以前使用的偏振膜是将例如聚乙烯醇薄膜这样可以拉伸配向的薄膜用碘这样的二色性染料处理并纵向拉伸后得到的。因为偏振膜自身没有足够的强度、耐久性，所以一般在其两面上粘附作为保护膜的没有各向异性的三乙酸纤维素薄膜来作为偏振片。由本发明得到的光学薄膜可以贴合在粘附所述保护膜的偏振片上制作，也可以兼用作保护膜，直接和偏振膜贴合制作。
特别是因为本发明得到的光学薄膜在宽度方向上具有滞相轴，所以偏振膜不必截断，能够在长辊之间进行贴合，极大地提高了偏振片的生产率。
偏振片也可以是在其一侧面或者两面上通过压敏粘结剂层(例如，丙烯酸类压敏粘结剂层等)积层剥离性薄片的贴附型偏振片(通过剥下剥离性薄片，能够容易地贴附液晶单元等)。
这样得到的本发明的偏振片能够用在各种显示装置中。特别优选利用没有施加电压时液晶性分子基本上垂直配向的VA模式的液晶单元的液晶显示装置。
实施例以下，根据实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1纤维素醋酸丙酸酯100重量份(乙酰基的取代度1.95，丙酰基的取代度0.7，数均分子量75000，在60℃真空干燥24小时)磷酸三苯酯 10重量份乙基邻苯二(甲)酰亚胺乙基羟乙酸酯2重量份TINUVIN109(チバ·スペシャルテイ·ケミカルズ社制)0.5重量份TINUVIN171(チバ·スペシャルテイ·ケミカルズ社制)0.5重量份TINUVIN326(チバ·スペシャルテイ·ケミカルズ社制)0.3重量份防氧化剂0.01重量份2，6-二-t-丁基-p-甲氧甲酚+季戊四醇-四[3-(3，5-二t-丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]参考图1，利用双轴式挤出机21在230℃熔融混合所述材料的混合物并颗粒化。利用其颗粒在熔融温度250℃、熔融状态从T模具24薄膜状地挤出到30℃的冷却辊26上。另外，采用宽度1950nm的冷却辊26。
在本发明中，冷却鼓26在薄膜宽度的两端分别到1/5的区域和中央部的区域可以独立地进行温度控制，用A系统的配管2、3将从薄膜宽度的两端分别到1/5的区域的冷却鼓表面温度调整到40℃，用B系统的配管4、5将中央部的区域调整到30℃，冷却固化，得到冷却固化后的宽度为1750nm的未拉伸树脂薄膜。另外，用红外线式非接触温度计(Keyence公司制)在离鼓1m的位置测定冷却鼓的表面温度。
连续得到的未拉伸树脂薄膜，导入到拉幅拉伸机29中，在160℃在宽度方向拉伸1.5倍后，在宽度方向一边松弛3％一边冷却到30℃，之后从夹子放开，裁掉夹子把持部，得到宽1800mm、长300m、膜厚80μm的由纤维素醋酸丙酸酯薄膜构成的辊状光学薄膜。
对于得到的光学薄膜，按下述方式进行延迟均一性、面内方向延迟(Ro)、厚度方向延迟(Rt)的评价。另外，和实施例1相同地改变冷却条件，制作样品，在下表1中示出结果(实施例1～4)。
进而，使冷却鼓的宽度为2450mm，冷却固化后的薄膜宽度为2250mm，和实施例1相同，最后得到宽2200mm、长300m、膜厚80μm的由纤维素醋酸丙酸酯薄膜构成的辊状光学薄膜，进行和实施例1相同的评价，在表2中示出结果(实施例5～8)。
(延迟均一性)用正交尼科耳棱镜观察得到的薄膜，按下述基准分级。
等级 基准A不透光，整体为均一的暗视野B部分稍稍看到明暗
C全体稍稍看到明暗D一部分看到明暗E全体看到明暗[面内方向延迟(Ro)、厚度方向延迟(Rt)]对于得到的薄膜，在宽度方向取30处，在长度方向取30处，如下所述，测定面内方向延迟(Ro)、厚度方向延迟(Rt)，示出各自的平均值以及最大值与最小值的差。用平均值表示。
利用自动双折射率计KOBRA-21ADH(王子计测机器公司制)，在温度23℃、湿度55％RH的氛围气下，在590nm的波长进行3维折射率测定，求出滞相轴方向的折射率Nx，进相轴方向的折射率Ny，厚度方向的折射率Nz。用下式计算厚度方向延迟(Rt)和面内方向延迟(Ro)。
Ro＝(Nx-Ny)×dRt＝{(Nx+Ny)/2-Nz}×d其中，薄膜的滞相轴方向的折射率为Nx，进相轴方向的折射率为Ny，厚度方向的折射率为Nz，薄膜的膜厚为d(nm)。
比较例1除利用A、B配管合二为一的冷却鼓，将该冷却鼓的表面温度在宽度方向一样地调整到30、40℃之外，和所述实施例1相同，得到宽1800mm、长300m、厚80μm的光学薄膜。
另外，使冷却鼓的宽度为2450mm，冷却固化后的薄膜宽度为2250mm，和比较例1相同，最终得到宽2200mm、长300m、膜厚80μm的由纤维素醋酸丙酸酯薄膜构成的辊状光学薄膜。
对于得到的光学薄膜，和实施例1相同，评价延迟的均一性，测定面内方向延迟(Ro)、厚度方向延迟(Rt)，示出各自的平均值以及最大值与最小值的差。用平均值表示。在下述表1和2中集中显示得到的结果(比较例1～4)。
表1
表2
从所述表1和2的结果可知，在本发明的实施例中，因为使拉伸前的薄膜(网)通过在宽度方向上可以独立调整温度的辊状冷却鼓26，所以根据本发明，用正交尼科耳棱镜观察得到的光学薄膜时，不透光，整体都是均一的暗视野，本发明的光学薄膜是具有等级A的评价的薄膜，具有均一的延迟特性，作为光学薄膜能够充分使用。
与实施例相对的是，在比较例中，在用正交尼科耳棱镜观察得到的光学薄膜时，全体稍稍看到明暗，比较例的光学薄膜具有等级C的评价，延迟特性不均一。不能用作光学薄膜。
实施例2将厚度120μm的聚乙烯醇薄膜浸渍在含有1重量份碘、4重量份硼酸的100重量份水溶液中，在50℃纵拉伸到4倍，制作偏振膜。
另一方面，作为保护膜，将80μm的KONICA-MI NOLTA タツク(KONICA-MINOLTAオプト公司制，三乙酸纤维素薄膜)在60℃、2mol/l的浓度的氢氧化钠水溶液中浸渍2分钟并水洗后，在100℃干燥10分钟，制作碱皂化处理过的三乙酸纤维素薄膜。
利用由完全皂化型聚乙烯醇5％水溶液构成的粘合剂贴合得到的偏振膜和三乙酸纤维素薄膜，制作在单面上具有保护膜的偏振膜。
接下来，以50dyn/cm的处理量对由本发明的实施例1得到的光学薄膜进行电晕处理，利用完全皂化型聚乙烯醇5％水溶液作为粘合剂，贴合到所述带保护膜的偏振膜的没有保护膜的一侧上，制作偏振片。另外，以光学薄膜的宽度方向和偏振膜的透射轴(宽度方向)所成的角度平行的方式贴合。
利用得到的偏振片，按下述方式进行视角特性的评价时，观察到清楚的图像，具有良好的视角特性。
(视角特性评价)视角特性评价是根据下述目视观测对垂直配向型液晶单元进行评价。
即，剥离使用垂直配向型液晶单元的液晶显示装置(VL-1530S，富士通株式会社制)的偏振片，取而代之的是，以观察者侧的偏振片的透射轴为上下方向，背光源侧的偏振片的透射轴为左右方向的方式，用粘合剂贴合由所述实施例1制作的偏振片。利用该液晶显示装置，从相对画面的法线方向为80度倾斜的方向观察图像时，观察到清楚的图像，具有良好的视角特性。
这样，根据本发明的方法，能够提供具有均一的延迟特性的光学薄膜，将具有该均一的延迟特性的光学薄膜用作偏振片保护膜，构成偏振片，通过将该偏振片用在液晶显示装置中，能够提高液晶显示装置的显示对比度，能够提供具有良好的视角特性的液晶显示装置。
权利要求
1.光学薄膜的制造方法，是熔融流延制造光学薄膜的制造方法，其中至少分别具有以下各一工序从熔融流延模具挤出纤维素酯类树脂或者环烯烃类树脂的工序、冷却固化工序、在宽度方向拉伸的工序、卷绕得到的薄膜的工序；其特征在于，利用辊状冷却鼓进行所述冷却固化，针对冷却鼓的宽度方向，该冷却鼓在期望的宽度位置分割成需要温度调整的区域，在该每个分割区域上能够分别调整温度。
2.权利要求1记载的光学薄膜的制造方法，特征在于冷却固化后的薄膜宽度在1000mm以上4000mm以下。
3.权利要求1记载的光学薄膜的制造方法，特征在于所述纤维素酯类树脂是从由纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素乙酸酞酸酯、以及纤维素酞酸酯构成的组中选出的至少1种化合物。
4.权利要求1记载的光学薄膜的制造方法，特征在于所述冷却鼓的分割区域在2以上10以下。
5.权利要求1记载的光学薄膜的制造方法，特征在于所述冷却鼓的宽度在1100mm以上4400mm以下，直径在300mm以上3500mm以下。
6.权利要求1记载的光学薄膜的制造方法，特征在于在所述冷却鼓的分割区域中，在相邻的分割区域设置温度差时，其温度差在5℃以上30℃以内，在冷却鼓的整个宽度上为5℃以上50℃以下。
7.权利要求1记载的光学薄膜的制造方法，特征在于所述光学薄膜的膜厚为40～120μm。
全文摘要
对于在液晶显示装置(LCD)等各种显示装置中使用的光学薄膜，特别是对这些显示装置中使用的偏振片用保护膜、以及相位差膜有用的光学薄膜，本发明提供在薄膜的宽度方向具有滞相轴，具有均一的延迟的光学薄膜及其制造方法、利用光学薄膜的偏振片。本发明利用熔融流延制膜法从模具挤出纤维素酯类树脂或者环烯烃类树脂，冷却固化得到未拉伸薄膜，连续并把持该未拉伸薄膜在宽度方向拉伸，卷绕得到的薄膜的连续光学薄膜的制造方法，使拉伸前的薄膜通过在宽度方向上可以独立调整温度的辊状冷却鼓。
文档编号G02F1/1335GK1840321SQ20061006802
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月23日 优先权日2005年3月28日
发明者风间研一 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社