相位差膜的制造方法及层叠偏振板的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种相位差膜的制造方法。此外，本发明涉及层叠偏振片与相位差膜 而成的层叠偏振板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 在液晶显示装置等显示器中，出于进行提高对比度、扩大视角等光学补偿的目的， 使用了相位差膜（例如参照专利文献1)。对于光学补偿中所用的相位差膜，要求膜厚、光学 特性的均匀性。由此，在相位差膜的制膜中，广泛地使用溶液制膜法。在溶液制膜法中，将 在溶媒中溶解有聚合物的树脂溶液（涂料）涂布在支承体上后，利用加热干燥等除去溶媒， 形成在支承体上密合层叠有涂膜的层叠体。
[0003] 如专利文献2中记载所示，利用溶液制膜法制造的涂膜（膜）可以直接作为相位 差膜使用。另外，也可以通过对利用溶液制膜法制造的涂膜至少沿一个方向进行拉伸，而赋 予各种各样的光学的各向异性。在对利用溶液制膜法形成的涂膜进行拉伸而制造相位差 膜的情况下，一般而言，采用从支承体与涂膜的层叠体中剥离支承体、单独地拉伸涂膜的方 法。
[0004] 另一方面，在作为溶液制膜的支承体使用由树脂膜等构成的支承体的情况下，也 可以对支承体与涂膜的层叠体进行拉伸而赋予光学各向异性。特别是，在涂膜的膜厚小的 情况下（例如30 μ m以下）、或使用延展性低的（脆的）树脂材料的情况下，由于涂膜的自支 承性低且难以处置，因此采用对制膜中所用的支承体与涂膜的层叠体进行拉伸的方法。该 情况下，如专利文献3中公开的那样，有不从层叠体中剥离支承体而将支承体与涂膜的层 叠体直接作为层叠相位差板用于实用的方法、和从拉伸后的层叠体中剥离支承体而仅将拉 伸后的涂膜作为相位差膜用于实用的方法。另外，中专利文献4中，公开过如下的方法，即， 以热收缩膜作为支承体利用溶液制膜形成涂膜，使该层叠体加热收缩后，剥离支承体，由此 形成具有nx > nz > ny的光学各向异性的相位差膜。
[0005] 对于溶液制膜中所用的支承体，要求对于溶媒的耐溶剂性、加热干燥时的耐热性。 另外，在不将支承体与涂膜剥离而将拉伸后的层叠体直接作为相位差膜使用的情况下，要 求支承体在光学上是均匀的。另一方面，在从拉伸后的层叠体中剥离支承体、仅将拉伸后的 涂膜作为相位差膜使用的情况下，支承体是不包含于作为最终产品的相位差膜中的工程构 件。该情况下，支承体不一定需要在光学上是均匀的，在具有能够耐受制膜、拉伸等加工的 耐溶剂性、耐热性的范围，越廉价越好。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2009 - 139747号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2009-80440号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2004-46068号公报
[0011] 专利文献4 :日本特开2011-227430号公报
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的问题
[0013] 近年来，随着显示器的高画质化的推进，对相位差膜的要求性能也在提高。同时， 对于显示器的轻质化、薄型化的要求也在提高，开始使用膜厚比以往更小的相位差膜。在膜 厚小的膜、由机械强度小的树脂材料构成的膜的制造中，如上所述，适合使用如下的方法， 即，在树脂膜支承体上涂布涂料，在支承体上形成涂膜后，将支承体与涂膜的层叠体一体化 地拉伸，剥离支承体。
[0014] 作为支承体，优选廉价且机械强度高的材料，一般而言，使用由聚对苯二甲酸乙二 醇酯（PET)或聚丙烯（PP)等通用树脂构成的双轴取向性的拉伸膜。然而，根据本发明人等 的研究判明，在将由双轴取向性膜构成的支承体与形成于其上的涂膜的层叠体一体化地拉 伸的情况下，拉伸后的涂膜、即相位差膜的光学轴的取向角的宽度方向的偏差会变大。
[0015] 另外，作为将通用双轴拉伸PET膜等作为支承体使用时的其他的问题，由于拉伸 涂膜与支承体的层叠体时的拉伸加工性不足，因此会无法实施拉伸，或者会产生波纹等外 观不良。本发明人等发现，如果使用对支承体与涂膜的层叠体进行拉伸加工时的加热温度 (例如140°C附近）下的加工性高的支承体，则可以解决如上所述的拉伸加工性的问题。然 而，在使用了加工性高的支承体的情况下，可以看到相位差膜的光学轴的取向角的偏差变 得更大的趋势。
[0016] 有鉴于此，本发明的目的在于，在将双轴取向性的支承体膜与形成于其上的涂膜 的层叠体一体化地拉伸的相位差膜的制造方法中，提高拉伸后的相位差膜的光学轴的取向 角的精度。
[0017] 用于解决问题的方法
[0018] 本发明的相位差膜的制造方法中，在将支承体膜沿长度方向搬送的同时，在支承 体膜上涂布树脂溶液（涂布工序），通过加热将涂布于支承体膜上的树脂溶液干燥（干燥工 序）。利用这些工序，形成在支承体膜上密合层叠有涂膜的层叠体。干燥后的涂膜的膜厚优 选为30 μπι以下。
[0019] 本发明的制造方法中，在向支承体上涂布树脂溶液前，进行支承体膜的加热处理。 根据本发明人等的研究发现，通过对涂膜形成前的支承体进行加热处理，拉伸后的相位差 膜的光学轴的取向角就会变得均匀。加热处理是在沿支承体膜的长度方向赋予了张力的状 态下实施的。
[0020] 通过将在支承体膜上密合层叠有涂膜的层叠体至少沿一个方向拉伸，而对涂膜赋 予光学各向异性（拉伸工序），得到相位差膜。在一个实施方式中，在拉伸工序中，将层叠体 沿长度方向或宽度方向的任意一个方向拉伸，并且使之沿与拉伸方向正交的方向收缩。例 如，通过在不握持层叠体的宽度方向的两个端部的状态下，沿长度方向进行自由端单轴拉 伸（纵向拉伸），就可以使层叠体沿与拉伸方向正交的方向收缩。另外，通过在不握持层叠 体的宽度方向的两个端部的状态下，沿宽度方向进行拉伸，并且沿长度方向使层叠体收缩， 也可以使层叠体沿与拉伸方向正交的方向收缩。
[0021] 作为支承体膜，使用双轴取向性膜。支承体膜优选为双轴拉伸膜。在作为支承体膜 使用聚酯膜的情况下，从提高拉伸时的加工性的观点考虑，支承体膜的玻璃化转变温度Tg 优选为110°c以下。另外，支承体膜的140°C的拉伸弹性模量优选为lOOOMPa以下。支承体 膜也可以是热收缩膜。
[0022] 加热处理中的加热温度TH优选为80°C以上，加热时间t H优选为8秒以上。另外， 即使在加热温度小于80°C的情况下，通过延长加热时间，也会得到与在80°C以上进行加热 处理时相同的效果。加热处理的温度也可以以支承体膜的玻璃化转变温度为基准进行设 定。
[0023] 此外，本发明涉及一种层叠偏振板的制造方法。通过在利用上述的制造方法得到 的相位差膜上层叠包含偏振片的光学膜，就可以得到层叠偏振板。
[0024] 发明效果
[0025] 根据本发明，通过在制膜前进行支承体膜的加热处理，可以减小利用支承体与涂 膜的层叠体的拉伸得到的相位差膜的光学轴的取向角的偏差。特别是，在使用拉伸时的加 工性优异的低拉伸弹性模量的支承体膜的情况下，取向角的偏差减少效果大。由此，可以高 成品率地生产膜厚小、并且光学特性的均匀性优异的相位差膜。
【附图说明】
[0026] 图1是示意性地表示在加热处理后连续地进行涂布工序及干燥工序的实施方式 的图。
[0027] 图2是示意性地表示连续地进行拉伸工序、剥离工序及贴合工序的一个实施方式 的图。
[0028] 图3是示意性地表示在拉伸工序后连续地进行贴合工序及剥离工序的一个实施 方式的图。
[0029] 图4是用于对相位差膜的取向角在宽度方向上变得不均匀的要因的研究进行说 明的图。图4A示意性地表示出在加热前的支承体中描画的线（下段）及加热前的支承体 中的取向角（上段）。图4B1及B2是表示加热后的支承体的尺寸变化行为的照片。
[0030] 图5是制作例A的涂膜（拉伸后）的光学轴的取向角的宽度方向的分布。
[0031] ⑷：制作例A1 (支承体的140°C拉伸弹性模量：800MPa)
[0032] (B):制作例A2 (支承体的140°C拉伸弹性模量：600MPa)
[0033] (C):制作例A3 (支承体的140°C拉伸弹性模量：200MPa)
[0034] 图6是制作例B的相位差膜的光学轴的取向角的宽度方向的分布，（A)为拉伸前， (B)为拉伸后。
【具体实施方式】
[0035] 作为构成相位差膜的树脂材料，优选使用透明性、机械强度、热稳定性优异的聚合 物。作为此种聚合物的具体例，可以举出乙酰纤维素等纤维素系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸 酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、马来酰亚胺系树脂、聚烯烃系树脂、（甲基）丙 烯酸系树脂、环状聚烯烃树脂（降冰片烯系树脂）、聚芳酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯 醇系树脂、聚砜系树脂、及它们的混合物或共聚物等。
[0036] 上述聚合物既可以具有正的固有双折射，也可以具有负的固有双折射。在制造相 位差膜的厚度方向折射率nz小于面内的滞相轴方向折射率nx的相位差膜时，即，在制造正 A片（nx > ny = nz)、及负B片（nx > ny > nz)时，优选使用具有正的固有双折射的聚合 物。另一方面，在制造相位差膜的厚度方向折射率nz大于面内的进相轴方向折射率ny的 相位差膜时，即，在制造负A片（nz = nx > ny)、及正B片（nz > nx > ny)时，优选使用具 有负的固有双折射的聚合物。
[0037] 此处，nx及ny分别是涂膜的面内的滞相轴方向及进相轴方向的折射率，nz是涂膜 的厚度方向的折射率。面内双折射A ηιη、面内延迟Re、厚度方向双折射Δη_、厚度方向延 迟Rth、及Nz系数分别具有以下的关系。
[0038] Re = Δ nin X d = (ηχ-ny) X d
[0039] Rth = Δ noutX d = (np-nz) X d
[0040] NZ = (nx-nz) / (nx-ny)
[0041] 其中，将nx及ny中的与nz的差大的一方设为np。
[0042] 本发明的制造方法中，在支承体膜上，涂布构成相位差膜的树脂材料的溶液（涂 料）（涂布工序）。利用加热将涂布于支承体膜上的涂料干燥，形成在支承体膜上密合层叠 有树脂材料的涂膜的层叠体（干燥工序）。通过将在支承体膜上形成有涂膜的层叠体至少 沿一个方向拉伸，而对涂膜赋予光学各向异性（拉伸工序）。
[0043] 在向支承体膜上涂布涂料之前，在沿支承体膜的长度方向施加张力的状态下进行 加热处理。通过在涂膜形成前进行支承体膜的加热处理，可以得到取向角的偏差小的相位 差膜。
[0044] 而且，拉伸工序中所谓"至少沿一个方向拉伸"，是指在面内的至少一个方向上以 使2点间的距离变大的方式加工，包括在膜的长度方向（MD)上的拉伸（纵向拉伸）、在膜的 宽度方向（TD)上的拉伸（横向拉伸）、在长度方向和宽度方向两个方向上的拉伸（双轴拉 伸）、及在倾斜方向上的拉伸。在纵向拉伸及横向拉伸中，也可以使膜沿与拉伸方向正交的 方向收缩。
[0045] 例如，在没有握持膜的宽度方向的两个端部的状态下，进行长度方向上的拉伸 (自由端纵向拉伸）的情况下，膜就会沿宽度方向收缩。一般而言，在自由端纵向拉伸中，宽 度方向的收缩率与厚度方向的收缩率同等，宽度方向的