JPH06138319A - Ｐｖａ系フィルム及び光学用フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学的均質性の優れたＰＶＡ（ポリビニルア
ルコール）系フィルム、ＰＶＡ系偏光膜及びＰＶＡ系位
相差膜を提供する。 【構成】 平均複屈折率（△ｎ）が１．０×１０^-3以下
であり、かつ複屈折率むら（Ｒｎ）が０．１３×１０^-3
以下であるＰＶＡ系フィルム。このフィルムにおいて、
平均厚さ（ｔ）が２０〜１００μｍ、厚さむら（Ｒｔ）
が３％以下であるのが好ましい。ＰＶＡ系フィルムを用
いた偏光膜は、単体透過度むら（Ｒｙ）が０．５％以下
であり、かつ二色性比むら（△Ｒｄ）が２．５以下であ
る。ＰＶＡ系フィルムを用いた位相差膜は、位相差むら
（Ｒｅ）が２％以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
（以下、ＰＶＡと略記する）系フィルム、ＰＶＡ系偏光
膜およびＰＶＡ系位相差膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】光の透過機能及び遮蔽機能を有する偏光
板、並びに光の位相修正機能を有する位相差板は、光の
スイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）の基本的な構成要素である。このＬＣＤ
の適用分野は初期の頃の電卓、時計等の小型機器から、
ラップトップパソコン、ワープロ、液晶カラープロジェ
クター、液晶テレビ等の高品位でかつ大型化が要求され
る機器へと拡大されてきている。このような状況下にお
いて、偏光板及び位相差板に関しては、従来品よりも光
学的均質性が優れた大型製品が要求されている。従来、
偏光板及び位相差板に使用されるＰＶＡ系フィルムは、
キャスティング法（溶液流延法）により製造され（たと
えば、特公昭５１−２３９８１号公報参照）、光学的均
質性が低いものであった。したがって、従来のＰＶＡ系
フィルムを原反として作られたＰＶＡ偏光膜及びＰＶＡ
位相差膜のような光学用フィルムは光学的むらが大きい
ものであった。特に大型のＰＶＡ偏光膜及びＰＶＡ位相
差膜はその両端部に大きい光学的むらを生じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるＰ
ＶＡ系フィルムには以下のような問題があった。 １）従来のＰＶＡ系フィルムは、部分的に分子配向が異
なった状態を有していた。この分子配向むらは複屈折率
によって測定される。従来のＰＶＡ系フィルムは、特に
フィルムの幅方向の両端部の複屈折率が中央部よりも高
くなっており、したがって平均複屈折率（△ｎ）が高
く、かつ複屈折率むら（Ｒｎ）も大きいという問題があ
った。 ２）従来のＰＶＡ系フィルムには、厚さむら（Ｒｔ）が
大きく、特に広幅のＰＶＡ系フィルムの場合には厚さむ
ら（Ｒｔ）が問題となっていた。 ３）フィルムの長さ方向に大きな分子配向を有している
場合には、偏光膜などに加工する際にフィルムの長さ方
向に延伸する場合の延伸可能な延伸倍率（以下、「最大
延伸倍率」と略記する）が低下したり、得られた偏光膜
などに光学的むらが生じていた。

【０００４】また、従来のＰＶＡ系フィルムを原反とし
たＰＶＡ偏光膜及びＰＶＡ位相差膜には以下のような問
題が生じていた。 １）従来の複屈折率むら（Ｒｎ）が大きいＰＶＡ系フィ
ルムを原反として使用した場合には、染色工程における
染色むらや延伸工程における延伸むらが生じやすく、そ
の結果、従来のＰＶＡ偏光膜は、二色性比むら（△Ｒ
ｄ）や透過度むら（Ｒｙ）が大きかった。ＰＶＡ位相差
膜の場合も同様であり、従来の複屈折率むら（Ｒｎ）が
大きいＰＶＡ系フィルムを原反として使用した従来のＰ
ＶＡ位相膜は、位相差むら（Ｒｅ）が大きかった。 ２）従来の厚さむら（Ｒｔ）が大きいＰＶＡ系フィルム
を原反に使用した場合には、延伸工程で均一に延伸を行
なうことがむづかしく、その結果、従来のＰＶＡ偏光膜
は、二色性比むら（△Ｒｄ）や単体透過度むら（Ｒｙ）
が大きく、また従来の位相差膜は位相差むら（Ｒｅ）が
大きかった。 ３）フィルムの幅方向の両端部において複屈折率が高い
ＰＶＡ系フィルムを原反として使用した場合には、広幅
のＰＶＡ偏光膜の両端部の二色性比むら（△Ｒｄ）や透
過度むら（Ｒｙ）が大きく、特に大型のＬＣＤでは問題
があった。また、広幅のＰＶＡ位相差膜の両端部の位相
差むら（Ｒｅ）が大きかった。

【０００５】本発明は上記従来の問題に鑑みてなされた
もので、光学的均質性の優れたＰＶＡ系フィルム、ＰＶ
Ａ系偏光膜、及びＰＶＡ系位相差膜を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、鋭意検討した結果、本発明は第１発明として、平均
複屈折率（△ｎ）が１．０×１０^-3以下であり、かつ、
複屈折率むら（Ｒｎ）が０．１３×１０^-3以下であるＰ
ＶＡ系フィルムを提供するものである。

【０００７】本発明における平均複屈折率（△ｎ）及び
複屈折率むら（Ｒｎ）は、ＰＶＡ系フィルムの複屈折率
を測定し算出される。本発明における複屈折率は、リタ
デーション測定器（神崎製紙（株）製のＫＯＢＲＡ−２
１（商品名））を使用して、２０℃、相対湿度６５％の
環境下で６時間調湿したＰＶＡ系フィルムのリタデーシ
ョンを測定するとともに、マイクロメータを使用して、
フィルムの同一個所の厚さを測定し、リタデーションの
測定値をフィルムの厚さの測定値で割ることにより求め
られる。

【０００８】平均複屈折率（△ｎ）は、ＰＶＡ系フィル
ムの製膜方向（以下、ＭＤ方向と略記する）の少なくと
も１点の幅方向（以下、ＴＤ方向と略記する）につい
て、１ｍｍから１０ｃｍの範囲のピッチを固定して、上
記測定方法により測定された複屈折率の平均値である。
複屈折率むら（Ｒｎ）は、平均複屈折率（△ｎ）の測定
と同様にして測定された複屈折率最大値と最小値の差で
ある。上記測定方法及び以下の他の項目の測定方法にお
いては、ＰＶＡ系フィルムの実用に供されない部分（た
とえばフィルムの両耳部、ロール状捲製品の内筒への接
着部、ロール状捲製品の捲終りの端部等）は測定点から
除かれる。

【０００９】平均複屈折率（△ｎ）と複屈折率むら（Ｒ
ｎ）はＰＶＡ系フィルムの光学的均質性を表し、各々の
値が小さい程、光学的均質性が高いフィルムと言える。
本発明のＰＶＡ系フィルムは、平均複屈折率（△ｎ）が
１．０×１０^-3以下、好ましくは０．６×１０^-3以下、
さらに好ましくは０．３×１０^-3以下であり、かつ複屈
折率むら（Ｒｎ）は０．１３×１０^-3以下、好ましくは
０．１０×１０^-3以下、さらに好ましくは０．０７×１
０^-3以下である。平均複屈折率（△ｎ）が１．０×１０
^-3を越える場合には、ＰＶＡ系フィルムの最大延伸倍率
が低下する。複屈折率むら（Ｒｎ）が０．１３×１０^-3
を越える場合には、染色工程における染色むらや延伸工
程における延伸むらが生じやすく、その結果、得られた
ＰＶＡ系偏光膜は、二色性比むら（△Ｒｄ）や透過度む
ら（Ｒｙ）が大きくなり、品質上好ましくない。また、
ＰＶＡ系位相差膜の場合も同様であり、原反のＰＶＡ系
フィルムの複屈折率むら（Ｒｎ）がそのまま残り、その
結果、得られたＰＶＡ系位相差膜には、位相差むら（Ｒ
ｅ）（複屈折率と厚さの積のむら）が大きくなり、品質
上好ましくない。

【００１０】本発明は第２発明として、平均厚さ（ｔ）
が２０〜１００μｍであり、かつ厚さむら（Ｒｔ）が３
％以下であり、かつ平均複屈折率（△ｎ）が１．０×１
０^-3以下であり、かつ複屈折率むら（Ｒｎ）が０．１３
×１０^-3以下であるＰＶＡ系フィルムを提供するもので
ある。

【００１１】本発明における平均厚さ（ｔ）は、接触式
フィルム厚み連続式測定器（安立電気（株）製）を使用
して、直径３ｍｍのダイヤモンド球の検出端に３０ｇの
測定荷重を加え、１．５ｍ／ｍｉｎの引取り速度で、連
続的に測定され、２０℃、相対湿度６５％の環境下で６
時間調湿したＰＶＡ系フィルムのＭＤ方向の少なくとも
１点の全幅方向にわたり測定し、かつＴＤ方向の少なく
とも１点のＭＤ方向に１ｍの長さにわたり、測定された
値の平均値である。

【００１２】厚さむら（Ｒｔ）は、平均厚さ（ｔ）の測
定と同様にして測定された厚さの最大値と最小値から、
次式により算出される。 厚さむら（Ｒｔ）＝｛（厚さの最大値−厚さの最小値）
／平均厚さ（ｔ）｝×１００ 平均複屈折率（△ｎ）及び複屈折率むら（Ｒｎ）は、第
１発明の方法で求められる。

【００１３】本発明のＰＶＡ系フィルムは平均厚さ
（ｔ）が２０〜１００μｍの範囲、好ましくは５０〜１
００μｍ、さらに好ましくは６０〜８０μｍの範囲であ
り、かつ厚さむら（Ｒｔ）が３％以下、好ましくは２．
７％以下、さらに好ましくは２．０％以下である。ＰＶ
Ａ系フィルムの平均厚さ（ｔ）が２０μｍ未満の場合に
は、ＰＶＡ系フィルムを偏光膜に加工する時の延伸工程
において延伸むらが生じやすく、延伸後のフィルム厚さ
が薄くなる為、その取扱いがむづかしくなる。ＰＶＡ系
フィルムの厚さｔが１００μｍを越える場合にも延伸工
程において延伸むらが生じやすい。

【００１４】また、厚さむら（Ｒｔ）が３．０％を越え
る場合には、ＰＶＡ系フィルムを偏光膜に加工する時の
延伸工程において、局所的な延伸むらが生じ、その結
果、得られた偏光膜は、二色性比むら（△Ｒｄ）や透過
度むら（Ｒｙ）が大きくなり好ましくない。またＰＶＡ
系位相差膜の場合も同様であり、原反のＰＶＡ系フィル
ムの厚さむら（Ｒｔ）がそのまま残り、位相差むら（Ｒ
ｅ）が大きくなり好ましくない。平均複屈折率（△ｎ）
及び複屈折率むら（Ｒｎ）の制限条件及び好適条件は、
第１発明と同一である。

【００１５】本発明のＰＶＡ系フィルムの長さおよび幅
には特に制限がない。ＰＶＡ系フィルムの幅の下限とし
ては５０ｃｍ以上が好ましく、８０ｃｍ以上がより好ま
しく、１００ｃｍ以上が特に好ましい。ＰＶＡ系フィル
ムの幅の上限としては３ｍ以下が好ましく、２．５ｍ以
下がより好ましい。ＰＶＡ系フィルムの長さとしては１
ｍ以上が好ましく、１０ｍ以上がより好ましい。

【００１６】本発明のＰＶＡ系フィルムのその他の構成
要件については特に制限はない。本発明において用いら
れるＰＶＡ系重合体の重合度は、１０００以上が好まし
く、１０００〜２００００がより好ましく、１５００〜
１００００がさらに好ましく、３０００〜１００００が
特に好ましい。ＰＶＡ系重合体のけん化度は、特に制限
はないが、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上
がより好ましく、９５モル％以上が更により好ましい。

【００１７】本発明のＰＶＡ系重合体は、ビニルエステ
ル系モノマーの重合体をけん化することにより得られ
る。ビニルエステル系モノマーとしては、ギ酸ビニル、
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、
カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビ
ニル、２，２，４，４−テトラメチルバレリアン酸ビニ
ル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル及びバーサティ
ック酸ビニルなどが挙げられる。これらのなかでも酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バー
サティック酸ビニルが単独もしくは混合物として好まし
く使用される

【００１８】また、本発明のＰＶＡ系重合体の立体構造
としては、一般的にはアタクチック構造のものが使用さ
れるが、アイソタクチック構造またはシンジオタクチッ
ク構造に富んだものも使用される。

【００１９】また、上記のビニルエステル系モノマーと
共重合可能なモノマーを共重合することも差し支えな
く、これらの共重合可能なモノマーとしては、エチレ
ン、プロピレン、１−ブテン、イソブテンなどのオレフ
ィン類；アクリル酸及びその塩；アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸
ｉ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−
ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチル
ヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシ
ルなどのアクリル酸エステル類；メタクリル酸及びその
塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｉ−プロピル、メタ
クリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタク
リル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸ドデジル、メタクリル酸オクタデシルなど
のメタクリル酸エステル類；アクリルアミド、Ｎ−メチ
ルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミ
ド、アクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、ア
クリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩または
その４級塩、Ｎ−メチロールアクリルアミド及びその誘
導体などのアクリルアミド誘導体；メタクリルアミド、
Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルア
ミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸及びその
塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその
塩またはその４級塩、Ｎ−メチロールメタクリルアミド
及びその誘導体などのメタクリルアミド誘導体；メチル
ビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−プ
ロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｉ
−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、
ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテルな
どのビニルエーテル類；アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリルなどのニトリル類；塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化
ビニル類；酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル化合
物；マレイン酸及びその塩またはそのエステル；イタコ
ン酸及びその塩またはそのエステル；ビニルトリメトキ
シシランなどのビニルシリル化合物；酢酸イソプロペニ
ルなどが挙げられる。これらの共重合可能なモノマーの
含有量としては、１０モル％以下が好ましく、５モル％
以下がより好ましい。

【００２０】ＰＶＡ系重合体の可塑剤としては、グリセ
リン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール系
可塑剤及びこれらの混合物が挙げられ、これらの多価ア
ルコール系可塑剤のなかでもグリセリンが好ましい。可
塑剤を添加しても、添加しなくても良いが、可塑剤を添
加する場合には、ＰＶＡ系重合体１００重量部に対して
２〜２０重量部程度添加する。

【００２１】本発明のＰＶＡ系フィルムの特徴は光学む
ら及び厚さむら（Ｒｔ）が小さいことであり、該ＰＶＡ
系フィルムの製造方法としては、ＰＶＡ系重合体溶液か
らなる原液をキャスティング用基材上に流延し、乾燥し
て得られたフィルムを上記キャスティング用基材から剥
離する時のフィルムの含水率を１０重量％（以下におい
て、重量％を「ｗｔ％」と略記することがある）未満に
設定することにより得られる。

【００２２】本発明におけるフィルムの含水率は、フィ
ルムをキャスティング用基材から剥離した直後、外気湿
度の影響を受けない様にして少なくとも５点以上の点で
フィルムを採取し、赤外線真空乾燥機を用いて、フィル
ム約２ｇを２Ｔｏｒｒの減圧下で５０℃、２時間乾燥
し、乾燥前後のフィルムの重量測定を行い、次式で算出
される値の平均値である。 含水率＝｛（乾燥前の重量−乾燥後の重量）／（乾燥前
の重量）｝×１００ 本測定方法は、フィルムに含まれるグリセリン等の可塑
剤が蒸発しない条件である。

【００２３】キャスティング用基材からフィルムを剥離
する時のフィルムの含水率は１０重量％未満であれば特
に制限はないが、３重量％以上１０重量％未満が好まし
く、５〜８重量％がより好ましい。

【００２４】キャスティング用基材からフィルムを剥離
する時の含水率が１０重量％以上の場合には、フィルム
ＴＤ方向の両端部において大きな剥離むらを生じ、両端
部の複屈折率が高くなり、また中央部においても複屈折
率むらが大きくなり、厚薄むらも大きくなる。剥離時の
含水率が３重量％未満の場合には、フィルムのカールが
増し、その後の製造工程において取扱いが難しくなる場
合がある。

【００２５】上記の条件で製膜するためのキャスティン
グ乾燥装置としては、ドラム式製膜機、ベルト式製膜機
などがあり、熱処理装置としてはドラム式熱処理機、熱
風式熱処理機などが挙げられる。本発明におけるＰＶＡ
系フィルムの製造プロセスの一例を以下に示す。

【００２６】図１は本発明のＰＶＡ系フィルムの製造に
用いられるベルト型製膜機１１を示す。このベルト型製
膜機１１は、ダイ１０を有している。ダイ１０には、Ｐ
ＶＡ系重合体水溶液からなる原液Ｌが供給される。上記
ダイ１０は、幅方向（図１の紙面に垂直な方向）に長い
スリット状の開口を有しており、この開口から原液Ｌを
幅方向に均一な厚みで、キャスティング用基材としての
ベルト１３上に流し出すものである。

【００２７】上記ベルト型製膜機１１は、一対のローラ
１２，１２間に架け渡されて走行する無端状の上記ベル
ト１３を有し、上記ダイ１０から流れ出た原液をベルト
１３上に流延させるとともに乾燥させるものである。上
記ベルト１３は、たとえばステンレススチールからな
り、その外周表面は鏡面仕上げがなされている。このベ
ルト１３の外周及び内周には、それぞれ、ベルト１３の
進行方向に空間を仕切る仕切壁１４が設けられている。
上記ベルト１３の外周面及び内周面には、温風機（図に
おいて温風機の記載は省略されている）から８０〜１７
０℃の熱風Ｈが吹き付けられて、原液の乾燥を促進して
いる。また、剥離の際のフィルム強度を上げる目的で、
最も下流のゾーン１４Ａにおいては、フィルムＦを常温
の風Ｃにより冷却してもよい。

【００２８】右側のローラ１２の付近には、剥がしロー
ラ１５が設けられており、所定含水率まで乾燥したフィ
ルムＦが、剥がしローラ１５によりベルト１３から剥が
される。フィルムＦは、図１の熱処理機１６、調湿機１
７及び検査機１８を経て、ワインダ１９に巻き取られ
る。上記熱処理機１６は、１００〜１７０℃程度の熱風
をフィルムＦに吹き付けて、フィルムＦの結晶度などを
変化させるものである。上記調湿機１７は、フィルムＦ
の水分を、たとえば５重量％程度に調整するものであ
る。上記検査機１８は、物理的な欠陥、異物、厚み及び
水分などを検査するものである。

【００２９】つぎに、このベルト型製膜機１１を用いた
場合の製造方法について説明する。ＰＶＡ系重合体水溶
液からなる原液Ｌは、ダイ１０に送られ、ベルト１３上
に流出する。ベルト１３上に流れ出た原液Ｌは、図１の
ベルト１３が矢印Ａ方向に走行することにより流延さ
れ、ベルト１３上において、熱風Ｈにより乾燥が促進さ
れる。ここで、ベルト１３は、後述のドラムと異なり、
長くすることができるので、乾燥時間を長くとって、ベ
ルト１３上でフィルムＦを十分乾燥させることができる
から、フィルムＦの含水率を容易に１０重量％未満まで
小さくし、フィルムＦをベルト１３から容易に剥がすこ
とができる。そのため、複屈折率が均一でかつ低くな
る。しかも、複屈折率が幅方向に均一で、かつ低いフィ
ルムＦが得られるので、光学用フィルムの製造工程にお
けるフィルムの延伸性が向上する。

【００３０】また、図１のベルト型製膜機１１はそのベ
ルト１３を長くすることに特に制約はないから、ベルト
１３を長くすることによって、乾燥時間を長くできる。
したがって、フィルムＦを十分に乾燥させながら、ベル
ト速度を速くして、ラインの生産能力を上げることがで
きる。ベルト１３の走行速度は、５〜５０ｍ／分程度の
範囲で適宜選択される。また、ベルト１３上での滞留時
間は、１〜１０分程度の範囲で適宜選択される。

【００３１】また、このベルト型製膜機１１のように、
ベルト１３の走行方向に仕切り壁１４を設けて、熱風Ｈ
をベルト１３に当てた場合は、各仕切壁１４間において
熱風Ｈの温度を変えることができる。そのため、フィル
ムＦの乾燥状態（乾燥段階）に応じた最適な温度を選択
することができる。これにより、更にフィルムの延伸性
を向上させることがてきる。

【００３２】図２はドラム型製膜機２１を示す。同図に
おいて、図１のベルト型の場合と同一の工程を経て得ら
れた原液Ｌをダイ１０へ定量供給し、ドラム型のロール
２２上でフィルムを成形し、乾燥ロール２３にて乾燥さ
せて、ＰＶＡ系フィルムＦを製造する。フィルムＦは、
熱処理機１６、調湿機１７及び検査機１８を経て、ワイ
ンダ１９に巻き取られる。

【００３３】本発明において、ＰＶＡ系重合体の溶媒と
しては、水が好ましく用いられる。しかし、防爆型の製
膜装置を用いる場合には、溶媒として、ジメチルスルホ
キシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、Ｎ−メチルピロリドン、炭素数１〜１０のジアミン
化合物、炭素数１〜１０のトリアミン化合物などの有機
溶媒を用いてもよく、これらの有機溶媒のなかでも、ジ
メチルスルホキシドが好ましい。また、これらの溶媒の
混合物でもよい。

【００３４】本発明は第３発明として、単体透過度むら
（Ｒｙ）が０．５％以下であり、かつ、二色性比むら
（△Ｒｄ）が２．５以下であるＰＶＡ系偏光膜を提供す
るものである。本発明における単体透過度むら（Ｒｙ）
及び二色性比むら（△Ｒｄ）は、ＰＶＡ系偏光膜の偏光
度（Ｖ）及び単体透過率（Ｙ）を測定して算出される。
偏光度（Ｖ）及び単体透過率（Ｙ）は、日本電子機械工
業規格ＥＤ−２５２１に準じて、ＪＩＳ規格Ｚ−８７０
１「２度視野ＸＹＺ系による色の表示方法」を適用し、
「透過物体の三刺激値」の中の刺激値（Ｙ）を透過率と
した。標準光源はＣ光源、波長域は３８０〜７８０ｎ
ｍ、分光光度計は島津製ＵＶ−２２００を用いた。 単体透過率（Ｙ）：偏光膜１枚の光の透過率を測定し
た。 偏光度（Ｖ）：次式により求めた。 Ｖ＝（（Ｙpara−Ｙcross ）／（Ｙpara＋Ｙcross ））^0.5 Ｙparaは２枚の偏光膜をその配向方向が平行になるよう
に重ねた場合の透過率であり、Ｙcross は２枚の偏光膜
をその配向方向が直交するように重ねた場合の透過率で
ある。

【００３５】単体透過度むら（Ｒｙ）は、ＰＶＡ系偏光
膜の延伸方向の少なくとも１点において、延伸方向の直
交方向について、１ｍｍから１０ｃｍの範囲のピッチを
固定して、上記測定方法により測定された単体透過率
（Ｙ）の最大値と最小値の差である。二色性比むら（△
Ｒｄ）は、ＰＶＡ系偏光膜の延伸方向の少なくとも１点
において、延伸方向の直角方向について、１ｍｍから１
０ｃｍの範囲のピッチを固定して、上記測定方法により
ＹとＶを測定し、次式により算出された二色性比（Ｒ
ｄ）の最大値と最小値の差である。 Ｒｄ＝Ｌｏｇ（Ｙ×（１−Ｖ））／Ｌｏｇ（Ｙ×（１＋Ｖ））

【００３６】本発明の単体透過度むら（Ｒｙ）は０．５
％以下、好ましくは０．３％以下、更に好ましくは０．
２％以下であり、二色性比むら（△Ｒｄ）は２．５以
下、好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．０以下
である。単体透過度むら（Ｒｙ）が０．５％を越える場
合または二色性比むら（△Ｒｄ）が２．５を越える場合
には、偏光性能むらが大きいために、ＬＣＤに用いられ
た場合には表示むらを生じ、好ましくない。

【００３７】本発明のＰＶＡ系偏光膜のその他の構成要
件については特に制限はない。本発明におい 用いられ
る二色性物質としては、ヨウ素のほか、いわゆる二色性
染料が単独または混合して用いられる。二色性物質の含
有量は、偏光膜として要求される偏光度及び透過度を満
たすべく、０．０１〜１重量％の範囲に調整される。本
発 におけるＰＶＡ系偏光膜中の二色性物質以外の配合
成分に関しては特に制限はないが、染色工程及び延伸工
程で添加されるホウ酸及び金属イオン（亜鉛、コバルト
等）が挙げられるが、その含有量に関しても特に制限は
ない。本発明におけるＰＶＡ系偏光膜の膜厚は、特に制
限はないが、５〜５０μｍが好ましく、１０〜４０μｍ
がより好ましい。本発明の偏光膜の幅および長さには特
に制限はない。偏光膜の幅の下限としては２５ｃｍ以上
が好ましく、５０ｃｍ以上がより好ましい。偏光膜の長
さとしては１ｍ以上が好ましく、１０ｍ以上がより好ま
しい。

【００３８】本発明は第４発明として、上記第１発明ま
たは第２発明のＰＶＡ系フィルムを原反として使用して
ＰＶＡ系フィルム偏光膜を製造する方法を提供する。本
発明におけるＰＶＡ系偏光膜の製造方法は、上記の構成
要件以外には特に制限はないが、以下にその好ましい態
様を記載する。原反のＰＶＡ系フィルムを膨潤、染色、
一軸延伸、ホウ酸化合物処理、乾燥して偏光膜を作製す
る。染色は延伸の前、延伸中、延伸後のいずれも可能で
ある。染料としては沃素−沃化カリあるいは二色性染色
等が使用できる。

【００３９】一軸延伸は温水中で行なってもよく、また
は吸水後のフィルムを空気中で行なってもよい。本発明
の原反のＰＶＡ系フィルムは、従来のフィルムよりも延
伸倍率を大きくとることができ、一軸方向に３倍以上、
好ましくは４倍以上、より好ましくは５倍以上延伸する
ことが好ましい。延伸時の温度としては２０〜２００
℃、延伸速度としては温度条件によっても異なるが、原
反のＰＶＡ系フィルムの元の長さを基準として１０〜１
０００％／分から選ぶのが普通である。

【００４０】ホウ酸化合物処理に用いられるホウ酸化合
物としては、ホウ酸及びホウ砂が挙げられる。ホウ酸化
合物水溶液の濃度としては１〜８重量％、ホウ酸化合物
水溶液の温度としては２０〜６０°Ｃの範囲から適宜選
択される。ホウ酸化合物処理時の浴中に沃素化合物を混
合させるのが実用上好ましい。ホウ酸化合物処理された
一軸延伸フィルムは、温度５０〜２００°Ｃ、１〜５分
の条件で乾燥を兼ねた加熱処理が施される。

【００４１】本発明において原反として使用されるＰＶ
Ａ系フィルムは、平均複屈折率（△ｎ）が低く、複屈折
率むら（Ｒｎ）が少なく、厚薄むらが少ないことから、
染色工程においては染料の吸着性が良く、染色むらが生
じにくく、延伸工程においては、延伸倍率を高くでき、
延伸むらが少なくなる為、光学むらの少ない偏光膜が得
られるものと推定される。

【００４２】本発明は第５発明として、位相差むら（Ｒ
ｅ）が２％以下であるポリビニルアルコール系位相差膜
を提供する。本発明における位相差むら（Ｒｅ）は、Ｐ
ＶＡ系位相差膜のリタデーション（複屈折率×膜厚）を
測定し算出される。リタデーションは、リタデーション
測定器（神崎製紙（株）製のＫＯＢＲＡ−２１（商品
名））を使用して測定される。位相差むら（Ｒｅ）は、
ＰＶＡ系位相差膜の延伸方向の少なくとも１点の延伸方
向と直交方向について、１ｍｍから１０ｃｍの範囲のピ
ッチを固定して、第１発明の測定方法により測定された
リタデーション値の平均値、及び最大値と最小値の差か
ら次式により算出される。 位相差むら（Ｒｅ）＝｛（リタデーション値の最大値−
リタデーション値の最小値）／リタデーション値の平均
値｝×１００

【００４３】本発明の位相差むら（Ｒｅ）は２％以下で
あり、好ましくは１．４％以下、更に好ましくは１．０
％以下である。位相差むら（Ｒｅ）が２％を越える場合
には、位相差膜としての位相差の修正機能が劣り好まし
くない。

【００４４】本発明のＰＶＡ系位相差膜のその他の構成
要件については特に制限はなく、ＰＶＡ系位相差膜の膜
厚は５〜７０μｍ程度が好ましい。ＰＶＡ系位相差膜の
配合成分としては特に制限はないが、ホウ酸、ホウ砂、
紫外線吸収剤あるいは安定剤などが添加されていてもよ
い。本発明の位相差膜の幅および長さには特に制限はな
い。位相差膜の幅の下限としては４０ｃｍ以上が好まし
く、６０ｃｍ以上がより好ましい。位相差膜の長さとし
ては１ｍ以上が好ましく、１０ｍ以上がより好ましい。

【００４５】本発明は第６発明として、上記第１発明ま
たは第２発明のＰＶＡ系フィルムを原反として使用して
ＰＶＡ系位相差膜を製造する方法を提供する。本発明に
おけるＰＶＡ系位相差膜の製造方法は、上記の構成要件
以外には特に制限はないが、以下にその好ましい態様を
記載する。

【００４６】原反のＰＶＡ系フィルムを一軸延伸、乾
燥、熱固定して、ＰＶＡ系位相差膜を作製する。ＰＶＡ
系フィルムを２０〜５０℃の水中で膨潤し、２０〜５０
℃の空気中、あるいは水中で１．０１〜３倍に一軸方向
に延伸し、５０〜１００℃で乾燥し、５０℃〜２００℃
で熱固定する方法、あるいはＰＶＡ系フィルムを２０〜
１００℃に予熱し、８０〜１８０℃の空気中で１．０１
〜３倍に一軸方向に延伸し、５０℃〜２００℃で熱固定
する方法が挙げられる。

【００４７】予熱装置としては、ロール予熱、熱風予熱
装置等が挙げられ、延伸装置としては二本ロールあるい
は多段延伸装置、テンタータイプ延伸装置等が挙げられ
る。本発明のＰＶＡ系フィルムは、平均複屈折率が低
く、複屈折率むらが少なく、厚薄むらが少ないため、均
一に延伸が可能であり、延伸むらによる位相差むらを生
じにくく、光学的に均質なＰＶＡ位相差膜を得ることが
できるものと推定される。

【００４８】

【実施例】以下の実施例において本発明をより具体的に
説明する。なお、以下の実施例及び比較例におけるフィ
ルム、偏光膜及び位相差膜の物性は、以下の方法により
測定した。また、以下の測定において、フィルム、偏光
膜及び位相差膜の耳部はサンプリングから除外した。

【００４９】平均複屈折率（△ｎ）及び複屈折率むら
（Ｒｎ）：フィルムの幅方向に５ｃｍピッチでサンプリ
ングを行ない、２０℃、相対湿度６５％の環境下で６時
間調湿した後、リタデーション測定器（神崎製紙（株）
製のＫＯＢＲＡ−２１（商品名））を使用して、リタデ
ーションを測定するとともに、同一の場所についてマイ
クロメータを用いてフィルムの厚さを測定した。つぎ
に、リタデーションの測定値をフィルムの厚さの測定値
で割ることにより、複屈折率を計算した。サンプルの各
点について複屈折率を求めて、その平均値を平均複屈折
率（△ｎ）とし、サンプルの各点の複屈折率の最大値と
最小値の差を求めて、複屈折率むら（Ｒｎ）とした。

【００５０】平均厚さ（ｔ）及び厚さむら（Ｒｔ）：フ
ィルムの幅方向に等間隔で全幅５点及びフィルムの長さ
方向に１ｍの等間隔で５点の合計１０点のサンプリング
を行い、２０℃、相対湿度６５％の環境下で６時間調湿
した後、接触式フィルム厚み連続式測定器（安立電気
（株）製）を使用して、直径３ｍｍのダイヤモンド球の
検出端に、３０ｇの測定荷重を加え、１．５ｍ／ｍｉｎ
の引取り速度で、フィルムの厚さを測定した。つぎに、
１０点のサンプルの測定値から、平均値を計算して平均
厚さ（ｔ）とし、１０点のサンプルの測定値の最大値と
最小値の差から、第２発明の説明の欄に記載した式によ
り、厚さむら（Ｒｔ）を求めた。

【００５１】単体透過度むら（Ｒｙ）及び二色性比むら
（△Ｒｄ）：上記の第３発明の説明の欄に記載した測定
方法により、ＰＶＡ偏光膜の延伸方向の１点において、
延伸方向の直角方向に４ｃｍピッチで単体透過率（Ｙ）
及び偏光度（Ｖ）を測定し算出した。

【００５２】位相差むら（Ｒｅ）：ＰＶＡ位相差膜の延
伸方向の１点の延伸方向と直角方向に５ｃｍピッチでサ
ンプリングを行い、リタデーション測定器（神崎製紙
（株）製のＫＯＢＲＡ−２１（商品名））を使用して測
定されたリタデーションの測定値の最大値と最小値の差
から、第５発明の説明の欄に記載した式により、位相差
むら（Ｒｅ）を求めた。

【００５３】含水率及び含水率むら：上記の第２発明の
説明の欄に記載した方法により、ＰＶＡ系フィルムの幅
方向について５ｃｍピッチでフィルムを採取して、測定
算出した。

【００５４】最大延伸倍率：３５℃のホウ酸４重量％水
溶液中で、１５ｃｍ幅のＰＶＡ系フィルムのサンプルを
用いて、延伸速度０．２６ｍ／ｍｉｎで延伸した時の延
伸可能な最大延伸倍率を示した。

【００５５】実施例１ ＰＶＡ（重合度１７５０、けん化度９９．９モル％）１
００重量部とグリセリン１２重量部、さらに溶媒として
水を加え、含水率６０％ｗｂ（ウェットベースにおける
重量％、以下同じ）の均質な原液をダイへ定量供給し、
図２のドラム型製膜機２１にて厚さ７５μｍ、幅２．０
ｍのＰＶＡフィルムを製造した。なお、乾燥ロールは使
用しなかった。以下に、主な製造条件を示す。 ダイ ：Ｔ型スリットダイ ダイ温度 １００℃ ドラム型製膜機：キャストロール 直径 ２ｍ 回転速度 ２ｍ／分 ロール温度 ９０℃ 乾燥時間 １５５秒 フィルム剥離時の含水率 ８．０ｗｔ％ 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．８ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．５ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら、平均複屈折率及び複屈折率むらが
小さく、延伸性も良好であった。

【００５６】実施例２ ＰＶＡ（重合度４３００、けん化度９９．９モル％）１
００重量部とグリセリン１２重量部、さらに溶媒として
水を加え、含水率７０％ｗｂの均質な原液をダイへ定量
供給し、図１のベルト型製膜機１１にて厚さ７５μｍ、
幅１．５ｍのＰＶＡフィルムを製造した。以下に、主な
製造条件を示す。なお、熱処理は実施しなかった。 ダイ ：Ｔ型スリットダイ ダイ温度 １００℃ ベルト型製膜機：ステンレス製ベルト 長さ ２０ｍ ベルト速度 ８ｍ／分 乾燥条件 風温 １３０〜１５５℃ 乾燥時間 １４５秒 フィルム剥離時の含水率 ９．８ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら、平均複屈折率及び複屈折率むらが
小さく、延伸性も良好であった。

【００５７】実施例３ ＰＶＡ（重合度１７５０、けん化度９９．９モル％）１
００重量部、さらに溶媒として水を加え、含水率６０％
ｗｂの均質な原液をダイへ定量供給し、図１のベルト型
製膜機１１にて、厚さ７５μｍ、幅１．５ｍのフィルム
を製造し、熱処理機１６で熱処理を施した。以下に、主
な製造条件を示す。 ダイ ：Ｔ型スリットダイ ダイ温度 １００℃ 製膜機：ステンレス製ベルト 長さ ２０ｍ ベルト速度 １０ｍ／分 乾燥温度 １００℃〜１５０℃ 乾燥時間 １２０秒 フィルム剥離時の含水率 ９．０ｗｔ％ 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．５ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．０ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら、平均複屈折率及び複屈折率むらが
小さく、延伸性が良好であった。

【００５８】比較例１ 実施例１と同じ原液をダイへ定量供給し、図３のドラム
型製膜機２１にて厚さ７５μｍ、幅２．０ｍのフィルム
を製造した。以下に、主な製造条件を示す。 ダイ ：実施例１に同じ ドラム型製膜機：キャストロール 実施例１に同じ 回転速度 ５ｍ／分 ロール温度 ９０℃ 乾燥時間 ６２秒 フィルム剥離時の含水率 ２５ｗｔ％ 乾燥ロール ロール温度 ７０℃〜１１０℃ 乾燥時間 １００秒 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６０℃ 処理時間 １５秒 出口フィルムの含水率 １．５ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．３ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは厚さむら、平均複屈折率及び複屈折率むらが大
きく、延伸性についても実施例に比べ低い。

【００５９】比較例２ 実施例１と同じ原液をダイへ定量供給し、図１のベルト
型製膜機１１にて厚さ７５μｍ、幅１．５ｍのフィルム
を製造し、熱処理機１６で熱処理を施した。以下に、主
な製造条件を示す。 ダイ ：実施例２に同じ 製膜機 ：実施例２に同じ ベルト速度 １６ｍ／分 乾燥温度 １００℃〜１５０℃ 乾燥時間 ７０秒 フィルム剥離時の含水率 ２０ｗｔ％ 熱処理機：熱風式 熱風温度 １６５℃ 処理時間 ９秒 出口フィルムの含水率 ５．２ｗｔ％ 調湿後のフィルムの含水率 ６．５ｗｔ％ こうして得られたフィルムの物性を表１に示す。このフ
ィルムは、厚さむら、平均複屈折率及び複屈折率むらが
大きく、延伸性についても実施例に比べ低い。

【００６０】実施例４ 実施例１のＰＶＡ系フィルムを原反として使用し、湿式
ヨウ素先染め、一軸延伸により偏光膜を製造した。製造
工程として膨潤、染色、水洗、延伸、ホウ酸処理及び乾
燥の工程を通し、染色液の沃化カリウム／沃素の重量比
率は１００に固定し、沃素濃度は、偏光膜の単体透過率
４３％をカバーするように１〜２０ｇ／リットルの間で
適宜調整した。延伸浴にはホウ酸４重量％添加し、最大
延伸倍率まで延伸した。ホウ酸処理浴にはホウ酸４重量
％、沃化カリ４重量％を添加した。乾燥は５０℃の熱風
で行った。上記の操作により幅１．２ｍの偏光膜を得
た。偏光膜の物性を表２に示す。このＰＶＡ偏光膜は透
過度むら、二色性比むらが小さいものであった。

【００６１】実施例５ 実施例３のＰＶＡ系フィルムを原反として、実施例４と
同様な方法により、幅０．９ｍの偏光膜を得た。偏光膜
の物性を表２に示す。この偏光膜は実施例４同様に透過
度むら、二色性比むらが小さいものであった。

【００６２】比較例３ 比較例１のＰＶＡフィルムを原反として、実施例４と同
様な方法により、幅１．２ｍの偏光膜を得た。偏光膜の
物性を表２に示す。この偏光膜は、透過度むら及び二色
性比むらが大きく、特に偏光膜両端部においては、その
むらが大きかった。

【００６３】実施例６ 実施例３の原反を使用し、一軸延伸により位相差膜を製
造した。製造工程として膨潤、延伸、乾燥及び熱固定の
工程を通し、膨潤及び延伸は３５℃水中で、製品の位相
差膜の位相差が３５０ｎｍとなる様に延伸倍率を決定し
た。熱処理強化後の原反の物性及び得られた幅１．２ｍ
の位相差膜の物性を表３に示す。原反の複屈折率が低
く、延伸倍率が上げられたこと、また、原反の複屈折率
むらが小さく、厚さむらが小さい為、得られた位相差膜
は位相差むらが少なかった。

【００６４】比較例４ 比較例２の原反を使用し、実施例６と同様な方法によ
り、位相差膜を製造した。原反の物性及び得られた幅
１．２ｍの位相差膜の物性を表３に示す。得られた位相
差膜は位相差むらの大きなものであった。比較例４で得
られた位相差膜の製品幅は、延伸倍率が実施例６に比較
し低い為、実施例６に比較して広幅であったが、両端部
を除いた幅１．２ｍの位相差膜として各測定を実施し
た。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】

【発明の効果】

（１）平均複屈折率が小さく、かつ複屈折率むらが少な
いＰＶＡ系フィルムを使用することにより、偏光性能む
らの少ない、高品位のＰＶＡ系偏光膜を得ることができ
る。また、位相差むらの少ないＰＶＡ系位相差膜を得る
ことができる。 （２）さらに、厚薄の少ないＰＶＡ系フィルムを使用す
ることにより、ＰＶＡ系偏光膜及びＰＶＡ系位相差膜の
光学的均質性が向上する。 （３）ＬＣＤの大型化に伴う広幅のＰＶＡ系偏光膜及び
ＰＶＡ系位相差膜に対しても、光学的均質性の高い製品
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィルムの製造装置の一例を示す
概略構成図である。

【図２】本発明に係るフィルムの製造装置の他例を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１１…ベルト型製膜機、２１…ドラム型製膜機。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ Ｃ０８Ｌ 29:00 (72)発明者 向井 義晃 愛媛県西条市朔日市892番地 株式会社ク ラレ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均複屈折率（△ｎ）が１．０×１０^-3
   以下であり、かつ複屈折率むら（Ｒｎ）が０．１３×１
   ０^-3以下であるポリビニルアルコール系フィルム。
2. 【請求項２】 平均厚さ（ｔ）が２０〜１００μｍであ
   り、かつ厚さむら（Ｒｔ）が３％以下である請求項１に
   記載のポリビニルアルコール系フィルム。
3. 【請求項３】 単体透過度むら（Ｒｙ）が０．５％以下
   であり、かつ二色性比むら（△Ｒｄ）が２．５以下であ
   るポリビニルアルコール系偏光膜。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のポリビニルアル
   コール系フィルムを原反として使用して、請求項３に記
   載のポリビニルアルコール系偏光膜を製造することを特
   徴とするポリビニルアルコール系偏光膜の製造方法。
5. 【請求項５】 位相差むら（Ｒｅ）が２％以下であるポ
   リビニルアルコール系位相差膜。
6. 【請求項６】 請求項１または２記載のポリビニルアル
   コール系フィルムを原反として使用して、請求項５に記
   載のポリビニルアルコール系位相差膜を製造することを
   特徴とするポリビニルアルコール系位相差膜の製造方
   法。