WO2008032848A1

WO2008032848A1 - Film de retard

Info

Publication number: WO2008032848A1
Application number: PCT/JP2007/068017
Authority: WO
Inventors: Kenji Kato; Katsushige Hayashi; Noriyuki Kato; Haruaki Eto; Syoichi Nito
Original assignee: Mgc Filsheet Co., Ltd.; Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-03-20
Also published as: CN101529284A; EP2071368A4; JPWO2008032848A1; CN101529284B; TWI416225B; US20100033825A1; EP2071368A1; US8451540B2; KR20090087868A; TW200813572A

Description

明細書

位相差フィルム技術分野

本発明は、液晶ディスプレイ装置（L C D) の部材および光ピックアップ装置部材として好適に用いられるポリマーフィルムに関するものである。更に詳しくは液晶ディスプレイの輝度、コントラスト及び視野角の向上に適したフィルムに関するものである。背景技術

フラットパネルディスプレイ（F P D ) は小型のものから大型のものまで広く用いられるようになつたが、今でも L C Dは斜め方向から見た場合のコントラスト向上や輝度ムラの改善、輝度の向上が課題と指摘されている。

そのため、従来よりポリマーフィルムが位相差補償の目的で液晶表示装置の STN (スーパーッイステツドネマチック）方式等に用いられ、色補償、視野角拡大等の問題を解決するために用いられている。更に薄膜トランジスタ（TFT)を利用した LCDは先述の STNに比較して画質が良くはなったが斜めから見た画質が正面から見た画質と異なる視野角の問題が依然残つたため、上記の位相差フイルムを最適化したもの等が用いられている。又機能的には高コントラストの目的で反射型 LCDにも使用されている。

更には最近の画面の大型化に伴ない， L C Dの視野角の向上が必須となってきている。 LCDパネル側の技術開発による広視野角化に加えて，位相差フィルムによる視野角改善の要求は非常に強く、より性能の高い位相差フィルムが求められている。

LCDの視角特性が低下する理由は、 LCDセルを光が通過する時に、液晶自身が持つ複屈折が影響しているからである。偏光板により作られた直線偏光が LCD セルを通過する時に、その偏光性能が維持されず一部の光が漏れて透過することから、コントラストの低下、色調の変化という、表示には好ましくない現象が現れることになる。この液晶の視野角による複屈折の変化をいかに補償できる力が、位相差フィルムに求められる技術である。

近年、この視野角特性を改良する L C Dの方式として、垂直配向ネマチック型液晶表示装置（V A—L C D) や I P S— L C D、 O C B— L C Dなどの液晶自身の改良でディスプレイの視野角によりコントラストを改善する試みがなされている。しかしながら最近の液晶ディスプレイの大型化、更には広視野角で高画質を求めるニーズに応えるために位相差フィルムの機能はむしろ不可欠な存在となっており、レターデーシヨン値の均一性、遅相軸方向の均一性や表面性（傷つきなし）を備えた LCD用位相差フィルムを大面積で得ることは重要な課題となっている。

このため多くの位相差フィルムが提案されており、例えば特開 2006-9 1 246号公報では液晶表示装置に用いた場合に表示画像の色味変化が少なく且つ視野角の拡大に寄与する位相差板が提案されている。さらに、特開 200 4- 1 1 7625号公報では張力印加による延伸処理を施した場合の延伸前と延伸後の赤外吸収の差分スぺクトルについて、延伸 15秒から 1時間のカルボニル基の吸光度変化率 Aと延伸 10分から 1時間のカルボニル基の吸光度変化率 Bが 1. 2≤A≤2. 0、 B≥ 1. 1であることを特徴とする位相差フィルムを提案している。

更には特開 2005— 77963号公報では経時変化、温度変化における寸法安定性に優れ、外部応力による光学物性の変化が小さレ、位相差フィルムを作るには屈折率が高く、アッベ数は低く、ガラス転移点温度（T g) が高く、光弾性定数が特定値以下であるポリカーボネートが有望であることを提案している。

但しこれらの提案はフィルムの光学特性を明確に規定していないため適用方法には限界がある。特に高画質が追求される最近の表示装置の要求を満たすものではない。特に現在のディスプレイの高度な要求を満たすためには 3次元方向の屈折率を制御した位相差フィルムが重要であり、 N zファクターで規定することが適切である。 Nzファクター = (n x-n z) / (n x-n y) (式中、 n x及び n yは面内の主屈折率であり、 n zは厚さ方向の主屈折率である。）このような N zファクターを制御した位相差フィルムは幾つか提案されている。例えば特開 2005— 626 73号公報及び特開 2005— 6267 1号公報では N zファクターが 0. 5〜2. 0である位相差フィルムが提案されており、更には特開 2004_ 30961 7号公報では 1. 00≤N zファクタ -< 1. 35なる Nzファクターを有する位相差フィルムが提案されており、同様に特開 2006— 58540号公報では、 0. l≤Nzファクター 9なる位相差フィルムが提案されている。

但しどの位相フィルムも 2以下の N zファクターを持つフィルムであり、より分子配向を制御した大きな値の N zファクターを持つフィルムは提案されていない。

一方、 LCDの画質を向上させるために輝度向上、輝度ムラ低減を図る必要がありポリマーフィルムとして拡散フィルム又は拡散シー卜が使用される。拡散フィルムの最も重要な要求物性としては，輝度向上、および光拡散もしくは光源やその後ろにあるムラパターンを隠すことがあげられる。

従来から液晶ディスプレイ等には、エッジライト型バックライトと呼ばれる面光源が用いられているが、このような液晶ディスプレイにおいて光源から発せられた光を拡散させ、光源の像を見えなくするための光拡散フィルムが必要である。

近年、光拡散フィルムには、良好な光透過性は勿論のこと、適切な範囲の H A Z E (ヘーズ）値を有することにより光源から発せられた光を液晶パネル上に均一に拡散させる優れた光拡散性とともに、優れた高輝度性が要求されるようになってきている。

このような光拡散シートとしてはフィルムの少なくとも片面に、ポリマービーズゃ無機微粒子を含む光拡散層を設けたシート（特許第 2 6 6 5 3 0 1号公報参照）、更には透明プラスチックフィルムの片面又は両面にエンボス加工を施して凹凸を形成すると共に、微粒子を含む光拡散層を片面又は両面に設けたシ一ト（特開平 1 1 — 3 3 7 7 1 1号公報参照）などがある。発明の開示

以上のように視野角向上のためには位相差フィルム、特に 3次元屈折率が制御された位相差フィルムが使用することが好ましく、そのためには N zファタターが規定されているフィルムを使用する必要があるが、従来提案されているのは N zファクターが 2以下のものしかなく、より分子配向を制御した大きな値の N zファクターを持つフィルムは提案されていなかった。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、現在 L C Dで使用されている位相差フィルムとは異なり、フィルム面内と法線方向の光学異方性が著しく異なるように制御されたフィルムの N zファクターが 1 0以上を示すことを見出し、更に N zファクターの大きな値を持つフィルムを使用すると視野角の向上が見られることを見出した。

Nz ファクターが 1 0以上の値を示すフィルムが、特に垂直配向（VA) LCDや光学補償ベンド（0CB) 液晶の位相差フィルムとして、視野角を拡大する性能が従来のフィルムより優れているという知見を見出し、これらに基づいて本発明を完成するに至った。

尚、 N zファクターが大きいことはフィルム面内とフィルム面に法線方向での分子配向の異方性が大きい事を意味し、特に分子の配向が高度に制御されていることを意味する。

更に、この光学特性を維持したまま光拡散能を付与することも可能であることを見出し、位相差機能と光拡散フィルムの機能を兼ね備えたフィルムの作成が可能となった。従来は、位相差機能と光拡散機能を複数のフィルムで付与していたが、本発明のフィルム 1枚でこれらの機能を発揮することができる。すなわち、本発明は以下に示す位相差フィルムに関する。本発明の一実施形態は、厚さ 3 0〜5 0 0 // m、光線透過率が 8 5 %以上であり、 N zファクターが 1 0以上であることを特徴とする位相差フィルムである。

N zファクター = n x— n z ) / ( n x— n y )

(式中、 n x及び n yは面内の主屈折率であり、 n zは厚さ方向の主屈折率である。）

本発明の好ましい態様は、ヘーズが 5 0 %以上である上記記載の光拡散機能を有する位相差フィルムである。本発明の別の好ましい態様は、フィルムの材質がポリカーボネート樹脂である上記記載の位相差フィルムである。本発明の別の好ましい態様は、溶融押し出し法で作られたものである上記記載の位相差フイノレムである。

本発明の好ましい態様である位相差フィルムは、視野角を拡大する性能が従来のフィルムより優れ、コントラスト向上、更にはフィルムを薄くすることが可能であり、携帯電子機器などに特に好適である。

更に、本発明の位相差フィルムに位相差機能を損なうことなく光拡散機能を付与することも出来、従来は位相差機能と拡散機能を複数のフィルムで付与していたが、本発明のフィルム 1枚で解決できる。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明について更に詳細に説明する。

位相差フィルムとしては、光透過性が優れたフィルムを用いることができ、特に限定はない。光透過率が 8 5 %以上で配向ムラの少ないフィルムが好ましく用いられる。材質としては、例えば、ポリカーボネートやポリアリレート、ポリスノレホン、 P E T、ポリエチレンナフタレートの如きポリエステ Λ^、ポリエーテノレスルホンやポリビニルアルコール、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィンゃセルロース系ポリマー、ポリスチレンやポリメチノレメタクリレート、ポリ塩化ビニルゃポリ塩化ビニリデン、ポリアミドゃノルボルネン系ポリマー等が使用できる。上記の中でもポリカーボネートは特に好適に使用される。

ポリカーボネートの製造方法は、ビスフヱノール類と炭酸エステル形成化合物からポリカーボネートを製造する際に用いられている公知の方法である。例えばビスフエノール類とホスゲンとの直接反応（ホスゲン法）、あるいはビスフエノール類とビスァリ一ルカ一ボネートとのエステル交換反応（エステル交換法）などの方法で製造することができる。

上記ビスフエノール類としては、 2， 2 _ビス（4—ヒドロキシフエニル）プロパン（通称、ビスフエノール Α)、ビス（4—ヒドロキシフエニル）メタン、 1， 1—ビス（4ーヒドロキシフエニル）ェタン； 2， 2—ビス（4—ヒドロキシフエ二ノレ）ブタン； 2 , 2—ビス（4—ヒドロキシフェニ^/) オクタン； 2 ,

2—ビス（4—ヒドロキシフエニル）フエ二ノレメタン； 2， 2 _ビス（4—ヒドロキシ一 1一メチルフエニル）プロパン、 2， 2—ビス（3—メチノレ一 4— ヒドロキシフエニル）プロパン、 2 , 2 _ビス（3 , 5 _ジメチルー 4—ヒドロキシフェニ^/) プロパン、ビス（4—ヒドロキシフエ二ノレ）ナフチ^/メタン、 1， 1—ビス（4—ヒドロキシー t—ブチルフエ二ノレ）プロパン、 2， 2—ビス（4—ヒドロキシ一 3—ブロモフエ二ノレ）プロパン、 2， 2—ビス（4ーヒドロキシ一 3， 5—テトラメチルフエニル）プロパン、 2 , 2—ビス（4—ヒドロキシ一 3—クロ口フエニル）プロパン、 2 , 2—ビス（4—ヒドロキシ一

3 , 5—テトラクロ口フエニル）プロパン、 2 , 2 _ビス（4—ヒドロキシ一 3 , 5—テトラブロモフエ二ル）プロパン等のビス（ヒドロキシァリール）ァルカン類、 1 , 1—ビス（4—ヒドロキシフエニル）シクロペンタン'、 1， 1 —ビス（4—ヒドロキシフエニル）シクロへキサン（通称、ビスフエノーノレ Z )、 1， 1—ビス（4—ヒドロキシフエニル）一 3， 5， 5—トリメチルシクロへキサン等のビス（ヒドロキシァリール）シクロアルカン類、ビス（4—ヒドロキシフエ-ル）サルフアイド等のビス（ヒドロキシァリール）サルフアイド類、ビス（4—ヒドロキシフエ二ノレ）スノレホン等のビス（ヒドロキシァリーノレ）スルホン類などが挙げられる。

特に 2， 2—ビス（4—ヒドロキシフエニル）プロパン（通称、ビスフエノール A) が好ましい。

一方、炭酸エステル形成化合物としては、例えばホスゲン、トリホスゲンや、ジフエニルカーボネート、ジ一 p— トリノレカーボネート、フエニル一 p— トリノレカーボネート、ジ一 p—クロ口フエ二ノレカーボネート、ジナフチノレカーボネートなどのビスァリルカーボネートが挙げられる。これらの化合物は 2種類以上併用して使用することも可能である。

更に、本発明の目的の範囲内で、トリシクロ [ 5 . 2 . 1 . 0 2 , 6 ] デカンジメタノーノレ、シクロへキサン一 1 , 4—ジメタノール、デカリン一 2 , 6 —ジメタノール、ノルボルナンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノ一ノレ、シクロペンタン一 1 , 3—ジメタノーノレ、 1， 4—ブタンジオール、 1， 6—へキサンジオール、スピログリコール、イソソルビド、イソマンニド等を上記ビスフヱノール類と併用することも出来る。

本発明の位相差フィルムは、 N zファクターが 1 0以上であることが好ましく、特に好ましくは 1 5〜4 5である。 Nz ファクターが 1 0以上の値を示すフイルムであると、特に垂直配向（VA) LCDや光学補償ベンド（0CB) 液晶の位相差フィルムとして、視野角を拡大する性能が従来のフィルムより優れている。 N zファクターを 1 0以上にするには、例えば z方向に対して X方向の延伸を大きくすることが挙げられる。これにより、 n Xと n zの差異が大きくなり N zファクターを十分に大きくすることができる。

本発明の位相差フィルムは、少なくとも一面の表面に凹凸形状の模様を形成することでヘーズ 5 0 %以上を有する事が出来る。その表面形状は光拡散性の優れたエンボス模様、 V溝模様、畝状模様などが好ましく、特にエンボス模様が好ましい。フィルム表面に、凹凸形状の模様を形成することにより、光線透過率およびヘーズを任意の値に調整することが出来、所望の光拡散性能を得ることが出来る。

光線透過率は、好ましくは 8 5 %以上、特に好ましくは 8 7 %以上である。 - ^一ズは、好ましくは 5 0 %以上、特に好ましくは 6 5 %以上である。

本発明の樹脂製フィルムの製造方法としては、通常の溶融押出成形装置を使用して成形することができる。押出機で溶融され Tダイから出てくる溶融樹脂フィルムをゴム弾性を有する第一冷却ロールと表面をエンボス加工した金属製第二冷却ロールでニップしてフィルム表面に凸凹形状を賦型し、下流側に配置した金属製第三冷却ロールと引取りロールでフィルムを引取る。フィルムの厚さは、好ましくは 3 0〜4 0 0 // m、更に好ましくは、 5 0〜3 0 0である。実施例

以下に実施例を挙げて説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。特性の評価は下記の通りである。

( 1 ) Nz係数

日本分光株式会社製エリプソメーター M 2 2 0で測定波長 6 3 3 n mでリタデーシヨンを測定した。面内リターデーシヨン R eはフィルム表面と入射光が垂直な状態で測定した後、フィルム表面と入射光の角度を変えて厚み方向リタ一デーシヨン R t hを測定し、 3次元屈折率 n x、 ny、 nz を算出した。更に Nz ファクタ一は以下の式で算出した。

N zファクタ¹ ~ = ι, η χ— η ζ ) / ι, η χ— n y )

( 2 ) 全光線透過率、ヘーズ

株式会社村上色彩技術研究所製のヘーズメータ HM— 1 5 0型で測定した。

( 3 ) 視野角特性

下側から市販のバックライト、ヨウ素系偏光板、位相差フィルム、液晶セル、偏光板の順に配置して、偏光板の透過軸は直角となるように配置した。バックライトの光を上面から入射角 0° と 45° 方向で目視にて観察し、光漏れの有無で視野角特性の良否を判断した。

( 4 ) 光拡散性点光源をフィルムを通して見た時に、光源の輪郭が薄れることにより拡散性を判断する。

(又は光源を導光板、フィルムを通して見た時に導光板のドットが隠蔽される .ことを確認、した。）

• [実施例 1]

ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ュ一ピロン E— 2000) のペレットを、熱風乾燥機を用いて 1 20°Cで 3時間乾燥した。このペレットを 9 Omm単軸押出機と T ダイにより 270°Cで溶融押出し、押出された溶融フィルムを直径 22 Ommのシリコンゴム製の第一冷却ロールと表面をエンボス加工した直径 45 Ommの金属製第二冷却ロールでニップしェンボス柄をフィルム表面に賦形し冷却し、更に表面が鏡面の金属製 ' 第三冷却ロールに通して、引取ロールで引き取りながら厚み 1 30 mの片面エンボスフィルムを成形した。この時、第一冷却ロールの温度を 50。C、第二冷却ロールの温度を 1 30°C、第三冷却ロールの温度を 130°Cに設定し、冷却ロールの速度を 9. 5mZm i nとした。得られたフィルムの特性評価結果を表 1に示した。本実施例のポリカーボネート樹脂製フィルムを装着することにより視野角特性は向上し、光拡散性も十分であった。 [実施例 2 ]

ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ュ一ピロン E— 2000) のペレットを、熱風乾燥機を用いて 1 20°Cで 3時間乾燥した。このペレットを 9 Omm単軸押出機と T ダイにより 270°Cで溶融押出し、押出された溶融フィルムを直径 22 Ommのシリコンゴム製の第一冷却ロールと表面をエンボス加工した直径 45 Ommの金属製第二冷却ロールでエップしェンボス柄をフィルム表面に賦形し冷却し、更に表面が鏡面の金属製第三冷却ロールに通して、引取ロールで引き取りながら厚み 75 μ mの片面ェンボスフィルムを成形した。この時、第一冷却ロールの温度を 60°C、第二冷却ロールの温度を 1 35°C、第三冷却ロールの温度を 1 35°Cに設定し、冷却ロールの速度を 16. 0 mZm i nとした。得られたフィルムの特性評価結果を表 1に示した。本実施例のポリカーボネート樹脂製フィルムを装着することにより視野角特性は向上し、光拡散性も十分であった。

[実施例 3]

ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ュ一ピロン E— 2000) のペレットを、熱風乾燥機を用いて 1 20°Cで 3時間乾燥した。このペレットを 9 0 mm単軸押出機と T ダイにより 2 7 0 °Cで溶融押出し、押出された溶融フィルムを直径 2 2 O mmのシリコンゴム製の第一冷却ロールと表面をエンボス加工した直径 4 5 O mmの金属製第二冷却ロールで二ップしエンボス柄をフィルム表面に賦形し冷却し、更に表面が鏡面の金属製第三冷却ロールに通して、引取ロールで引き取りながら厚み 5 0 0 z mの片面エンボスフィルムを成形した。この時、第一冷却ロールの温度を 4 0 °C、第二冷却ロールの温度を 1 2 5 °C、第三冷却ロールの温度を 1 2 5 °Cに設定し、冷却ロールの速度を 2 . 5 mZm i nとした。得られたフィルムの特性評価結果を表 1に示した。本実施例のポリカーボネート樹脂製フィルムを装着することにより視野角特性は向上し、光拡散性も十分であった。

[比較例 1 ]

GE社製レキサンマツトフイルム 8A13を用いて実施例 1と同様にフイノレム特性評価測定を行った。

[比較例 2 ]

GE社製レキサンマットフィルム 8B35を用いて実施例 1と同様にフィルム特性評価測定を行った。 [比較例 3 ]

帝人化成社製パンライトフイルム PC3555を用いて実施例 1と同様にフィルム特性評価測定を行った。

表 1

産業上の利用可能性

本発明の位相差フィルムは、液晶ディスプレイ装置（LCD) の部材ゃ光ピックアツプ装置部材などに好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

1. 厚さが 30〜500 //mであり、光線透過率が 85%以上であり、 N z ファクターが 10以上であることを特徴とする位相差フィルム。

N zファクター = ( n X— n z ) / (n x— n y )

2. ヘーズが 50%以上である、請求項 1記載の位相差フィルム。

3. フィルムの材質がポリカーボネートである請求項 1又は 2記載の位相差フィルム。

4. 溶融押し出し法で作られたものである請求項 1〜 3何れか 1項記載の位相差フィルム。