JP2010264684A - 光学シート及び光学シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、低位相差で皺やフレアなどの外観不良のない光学シートの製造方法及びこの製造方法で製造された光学シートを提供する。
【解決手段】 本発明の光学シートの製造方法は、押出機から押出される溶融状態のポリカーボネート樹脂シートを成形ロールと冷却ロール間に送り込んでこれらの両ロールにより挟圧しながら冷却処理を行った後、上記成形ロールの表面に上記ポリカーボネート樹脂シートを載せた状態で上記成形ロールの回転方向に搬送し、上記成形ロールの後方に配設された第一アニールロール及び第二アニールロールに順次供給して所定温度条件下にてアニーリング処理を施すことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学シートの製造方法に関する。

液晶表示装置はバックライトから液晶パネルに光を照射しているが、液晶表示装置では、バックライトからの光の取り出し効率を向上させるため、通常、バックライトと液晶表示パネルの間に種々の光学フィルムが配置されている。このようなフィルムとして、例えば、特許文献１に開示された増進型反射偏光子が知られている。

このような光学素子に更に光学特性を付与するために、光学素子に種々の光学シートを貼付する方法がある。例えば、光学素子の耐擦傷性を向上させ且つ光拡散特性を付与させる方法として、表面にエンボス形状を有する光学シートを光学素子に貼付する方法がある。

このような光学素子に貼付させる光学シートには、皺やフレアのような外観不良がなく且つ低位相差（低複屈折）であることが要求され、光学シートの製造方法として溶融押出成形法が従来から用いられている。

しかしながら、溶融押出成形法を用いて光学シートを製造する場合、ロールによる圧縮、引取り張力による延伸、ロールによる冷却又は加熱によって光学シートの収縮又は膨張に起因した歪みが生じるため、得られる光学シートには、位相差が高く、皺やフレアなどが発生していることが多い。

特表平９−５０６９８４号公報

本発明は、低位相差で皺やフレアなどの外観不良のない光学シートの製造方法及びこの製造方法で製造された光学シートを提供する。

本発明の光学シートの製造方法は、押出機から押出される溶融状態のポリカーボネート樹脂シートを成形ロールと冷却ロール間に送り込んでこれらの両ロールにより挟圧しながら冷却処理を行った後、上記ポリカーボネート樹脂シートを上記成形ロールの表面に載せた状態で搬送し、上記成形ロールの後方に配設された第一アニールロール及び第二アニールロールに順次供給してアニーリング処理を施す光学シートの製造方法であって、第一アニールロールの温度Ｔ₁、第二アニールロールの温度Ｔ₂、第一アニールロールに接触するときの上記ポリカーボネート樹脂シートの温度ｔ₁、第二アニールロールに接触するときの上記ポリカーボネート樹脂シートの温度ｔ₂、及び、ポリカーボネート樹脂シートを構成しているポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Ｔｇが下記式１〜４を満たすことを特徴とする。
ｔ₁≦Ｔｇ ・・・式１
ｔ₂≦Ｔｇ ・・・式２
ｔ₁≦Ｔ₁ ≦ｔ₁＋２５ ・・・式３
ｔ₂−２５≦Ｔ₂ ≦ｔ₂ ・・・式４

又、上記光学シートの製造方法において、成形ロールと冷却ロールとによってポリカーボネート樹脂シートを０．２〜０．８ＭＰａの圧力で挟圧することを特徴とする。上記光学シートの製造方法において、成形ロールからポリカーボネート樹脂シートを１ｍ幅当たり２０〜９０Ｎの剥離力で剥離させることを特徴とする。

更に、上記光学シートの製造方法において、成形ロールの表面にエンボスを施していることを特徴とする。

又、本発明の光学シートは、上記光学シートの製造方法で製造されたことを特徴とする。そして、上記光学シートにおいて、面内の位相差が０〜１０ｎｍであることを特徴とする。

本発明の光学シートの製造方法によれば、ポリカーボネート樹脂シートは、所定の温度条件下にて第一、第二アニールロールによってアニール処理が施されているので、ポリカーボネート樹脂シートは、歪みや延伸によって位相差が大きくなることはないと共に熱収縮による皺やフレアの発生もなく、得られる光学シートＢは、低位相差で皺やフレアなどの外観不良の発生がなく、液晶表示装置などの様々な光学用途に好適に用いることができる。

光学シートを製造する装置の概略図である。

本発明の光学シートの製造方法を図面を参照しつつ説明する。図１は、光学シートを製造する装置の概略図であって、押出機のＴダイ１の下方に、周面にエンボス加工による市松模様状や連続山形形状などの微細な不規則に形成された凹凸からなるエンボス（図示せず）を刻設している成形ロール２とこの成形ロール２の前側周面に後側周面を当接させている冷却ロール３とを配設してあり、これらの成形ロール２と冷却ロール３との接触面の垂直上方に上記Ｔダイ１を配設してその下向きに開口している押出口1aをこれらのロール２、３間に臨ませている。なお、成形ロール２の表面にエンボスが刻設されていなくてもよい。

更に、成形ロール２の後方には、第一アニールロール４と第二アニールロール５とが所定間隔を存してこの順序で配設されており、第二アニールロール５の後方には巻取りロール６が配設されている。そして、成形ロール２及び冷却ロール３は、ポリカーボネート樹脂シートの搬送方向に同一周速度で回転している。

上記光学シートの製造装置を用いて光学シートを製造する要領について説明する。先ず、ポリカーボネート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たＴダイ１の押出口1aからポリカーボネート樹脂シートを押出して溶融状態のポリカーボネート樹脂シートＡを成形ロール２と冷却ロール３との間に送り込んで両ロール２、３によって挟圧しながら冷却処理を行う。なお、冷却処理と同時に、ポリカーボネート樹脂シートＡの表面に成形ロール２の表面に形成したエンボスを転写する。

この際、成形ロール２と冷却ロール３とでポリカーボネート樹脂シートＡを挟む圧力は、小さいと、成形ロール２と冷却ロール３とによるポリカーボネート樹脂シートの挟圧がポリカーボネート樹脂シートの幅方向において不均一となり、得られる光学シートの厚み精度が低下することがあり、大きいと、ポリカーボネート樹脂シートに圧縮による歪みが発生して、得られる光学シートの位相差が大きくなることがあるので、０．２〜０．８ＭＰａが好ましい。

次に、ポリカーボネート樹脂シートＡを成形ロール２と冷却ロール３との間から下方に離脱させることなく成形ロール２の下側周面上に載せた状態で搬送し、成形ロール２から第一アニールロール４に送り出す。

この際、成形ロール２からポリカーボネート樹脂シートＡを剥離する際の剥離力は、小さいと、ポリカーボネート樹脂シートが成形ロールに巻きつくことがあり、大きいと、ポリカーボネート樹脂シートがその長さ方向に延伸されて光学的異方性が高くなって位相差が大きくなることがあるので、１ｍ幅当たり２０〜９０Ｎが好ましい。成形ロール２からポリカーボネート樹脂シートＡを剥離する際の剥離力は、成形ロール２及び第一アニールロール４の周速度によって調整される。即ち、第一アニールロール４におけるポリカーボネート樹脂シートの搬送方向における周速度よりも、成形ロール２におけるポリカーボネート樹脂シートの搬送方向における周速度を大きくすればする程、成形ロール２からポリカーボネート樹脂シートＡを剥離する際の剥離力を大きくすることができる。

しかる後、ポリカーボネート樹脂シートＡを上述の通り第一アニールロール４に供給するが、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第一アニールロール４に接触するときの温度ｔ₁は、ポリカーボネート樹脂シートＡを構成しているポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Ｔｇ以下となるように調整される。

ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第一アニールロール４に接触するときの温度ｔ₁が、ポリカーボネート樹脂シートＡを構成しているポリカーボネート樹脂シートのガラス転移温度Ｔｇよりも高いと、ポリカーボネート樹脂シートが張力によって配向されやすくなり、得られる光学シートの複屈折位相差が増大するだけでなく、ポリカーボネート樹脂シートがロールに密着しやすくなり皺などの外観不良を起こしやすいからである。

なお、ポリカーボネート樹脂シートＡを構成しているポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して測定されたものをいう。

更に、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第一アニールロール４に接触する温度ｔ₁と、第一アニールロール４の温度Ｔ₁とが式３を満足する必要がある。なお、本発明において、ロールの温度とは、ポリカーボネート樹脂シートＡが接触するロール表面温度をいう。
ｔ₁≦Ｔ₁ ≦ｔ₁＋２５ ・・・式３

第一アニールロール４の温度Ｔ₁が、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第一アニールロール４に接触する温度ｔ₁よりも低いと、ポリカーボネート樹脂シートに熱収縮が生じて、得られる光学シートに皺やフレアが発生し、或いは、ポリカーボネート樹脂シート中の残留歪みが緩和せず、ポリカーボネート樹脂シートに反りが発生する。一方、第一アニールロール４の温度Ｔ₁が、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第一アニールロール４に接触する温度ｔ₁よりも２５℃を超えて高いと、ポリカーボネート樹脂シートが引張り張力によって延伸され易くなり、得られる光学シートの位相差が大きくなり、又は、ポリカーボネート樹脂シートが第一アニールロールに付着し易くなり、ポリカーボネート樹脂シートを第一アニールロールから剥離する際に均一に剥離することができず、その結果、得られる光学シートに皺やフレアが発生し若しくは位相差が大きくなる。

そして、ポリカーボネート樹脂シートＡは第一アニールロール４の上側周面上に載せられた状態で搬送され、ポリカーボネート樹脂シートＡは第一アニールロール４によってアニール処理が施される。

続いて、ポリカーボネート樹脂シートＡは、第一アニールロール４から第二アニールロール５に送り出される。ポリカーボネート樹脂シートＡは、第二アニールロール５の下側周面上に載せられた状態で搬送され第二アニールロール５によってアニール処理が施されて光学シートＢが得られる。このようにして得られた光学シートＢは連続的に巻取りロール６に巻き取られる。

ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第二アニールロール５に接触するときの温度ｔ₂は、ポリカーボネート樹脂シートＡを構成しているポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Ｔｇ以下となるように調整される。

ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第二アニールロール５に接触するときの温度ｔ₂が、ポリカーボネート樹脂シートＡを構成しているポリカーボネート樹脂シートのガラス転移温度Ｔｇよりも高いと、ポリカーボネート樹脂シートが張力によって配向されやすくなり、得られる光学シートの複屈折位相差が増大するだけでなく、ポリカーボネート樹脂シートがロールに密着しやすくなり皺などの外観不良を起こしやすいからである。

更に、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第二アニールロール５に接触する温度ｔ₁と、第二アニールロール５の温度Ｔ₂とが式４を満足する必要がある。
ｔ₂−２５≦Ｔ₂ ≦ｔ₂ ・・・式４

第二アニールロール５の温度Ｔ₂が、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第二アニールロール５に接触する温度ｔ₂よりも２５℃を超えて低いと、ポリカーボネート樹脂シートに熱収縮が生じて、得られる光学シートに皺やフレアが発生する。一方、第二アニールロール５の温度Ｔ₂が、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第二アニールロール５に接触する温度ｔ₂よりも高いと、ポリカーボネート樹脂シートが引張り張力によって延伸され易くなり、得られる光学シートの位相差が大きくなり、又は、ポリカーボネート樹脂シートが第一アニールロールに付着し易くなり、ポリカーボネート樹脂シートを第一アニールロールから剥離する際に均一に剥離することができず、その結果、得られる光学シートに皺やフレアが発生し若しくは位相差が大きくなる。

このように、ポリカーボネート樹脂シートＡは、第一、第二アニールロール４、５によって所定の温度条件下にてアニール処理が施されるので、歪みや延伸によって位相差が大きくなることはないと共に、熱収縮による皺やフレアの発生もなく、得られる光学シートＢは、低位相差で皺やフレアなどの外観不良の発生がない。そして、得られた光学シートはその面内の位相差が０〜１０ｎｍであることが好ましく、液晶表示装置などの様々な光学用途に用いることができる。

（実施例１〜８、比較例１〜６）
図１に示した製造装置を用いた。押出機のＴダイ１はその押出口1aの寸法が８５０ｍｍであった。成形ロール２はその直径が２５０ｍｍで且つ表面にエンボスが刻設されていた。冷却ロール３、第一アニールロール４及び第二アニールロール５は全てそれらの直径が２５０ｍｍであった。成形ロール２及び冷却ロール３は共にポリカーボネート樹脂シートＡの搬送方向に同一周速度で回転していた。ロール２、４〜６の周速度は１６．０ｍ/分に設定され、ロール３は駆動部がなくつれ回りする。

ポリカーボネート樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：約１４５℃）を押出機に供給して２６０℃にて溶融混練してＴダイ１の押出口1aから吐出量９５ｋｇ／時間にてポリカーボネート樹脂シートＡを押出し、溶融状態のポリカーボネート樹脂シートＡを成形ロール２と冷却ロール３との間に送り込んで成形ロール２と冷却ロール３によって表１に示した圧力でもって挟圧して、ポリカーボネート樹脂シートＡに冷却処理を施すと共に、ポリカーボネート樹脂シートＡの表面にエンボスを形成した。

そして、ポリカーボネート樹脂シートＡを成形ロール２と冷却ロール３との間から下方に離脱させることなく成形ロール２の下側周面上に載せた状態で搬送し、成形ロール２から第一アニールロール４に送り出した。なお、成形ロール２からポリカーボネート樹脂シートＡを１ｍ幅当たり表１に示した剥離力で剥離させた。

しかる後、ポリカーボネート樹脂シートＡを第一アニールロール４に供給して、ポリカーボネート樹脂シートＡを第一アニールロール４の上側周面上に載せた状態で搬送し、ポリカーボネート樹脂シートＡに第一アニールロール４によってアニール処理を施した。なお、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第一アニールロール４に接触したときの温度ｔ₁、及び、第一アニールロール４の温度は表１の通りであった。

続いて、ポリカーボネート樹脂シートＡを第一アニールロール４から第二アニールロール５に送り出し、ポリカーボネート樹脂シートＡを第二アニールロール５の下側周面上に載せられた状態で搬送して、ポリカーボネート樹脂シートＡに第二アニールロール５によってアニール処理を施して厚みが１３０μｍ、幅６５０ｍｍの光学シートＢを製造し、この光学シートＢを連続的に巻取りロール６に巻き取った。なお、ポリカーボネート樹脂シートＡがはじめて第二アニールロール５に接触したときの温度ｔ₂、及び、第二アニールロール５の温度は表１の通りであった。

得られた光学シートＢにおいて、面内の位相差及び外観を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（面内の位相差）
光学シートＢの面内位相差を王子計測機器株式会社から商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」にて市販されている自動複屈折計を用いて測定した。なお、面内の位相差が１０ｎｍ未満を「○」、１０ｎｍ以上を「×」として評価した。

（外観）
得られた光学シートの表面を目視観察し、下記基準に基づいて評価した。
○・・・光学シートに皺及び反りはなかった。
×・・・光学シートに皺又は反りがあった。

２ 成形ロール
３ 冷却ロール
４ 第一アニールロール
５ 第二アニールロール
Ａ ポリカーボネート樹脂シート
Ｂ 光学シート

Claims (6)

1. 押出機から押出される溶融状態のポリカーボネート樹脂シートを成形ロールと冷却ロール間に送り込んでこれらの両ロールにより挟圧しながら冷却処理を行った後、上記ポリカーボネート樹脂シートを上記成形ロールの表面に載せた状態で搬送し、上記成形ロールの後方に配設された第一アニールロール及び第二アニールロールに順次供給してアニーリング処理を施す光学シートの製造方法であって、第一アニールロールの温度Ｔ₁、第二アニールロールの温度Ｔ₂、第一アニールロールに接触するときの上記ポリカーボネート樹脂シートの温度ｔ₁、第二アニールロールに接触するときの上記ポリカーボネート樹脂シートの温度ｔ₂、及び、ポリカーボネート樹脂シートを構成しているポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Ｔｇが下記式１〜４を満たすことを特徴とする光学シートの製造方法。
   ｔ₁≦Ｔｇ ・・・式１
   ｔ₂≦Ｔｇ ・・・式２
   ｔ₁≦Ｔ₁ ≦ｔ₁＋２５ ・・・式３
   ｔ₂−２５≦Ｔ₂ ≦ｔ₂ ・・・式４
2. 成形ロールと冷却ロールとによってポリカーボネート樹脂シートを０．２〜０．８ＭＰａの圧力で挟圧することを特徴とする請求項１に記載の光学シートの製造方法。
3. 成形ロールからポリカーボネート樹脂シートを１ｍ幅当たり２０〜９０Ｎの剥離力で剥離させることを特徴とする請求項１に記載の光学シートの製造方法。
4. 成形ロールの表面にエンボスを施していることを特徴とする請求項１に記載の光学シートの製造方法。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光学シートの製造方法で製造されたことを特徴とする光学シート。
6. 面内の位相差が０〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の光学シート。

Images