(57)【要約】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を提供することを課題とする。本発明によれば、厚さ３０〜５００μｍ、光線透過率が８５％以上であり、Ｎｚファクターが１０以上である位相差フィルムを提供することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが３０〜５００μｍであり、光線透過率が８５％以上であり、Ｎｚ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。
Ｎｚファクター＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
（式中、ｎｘ及びｎｙは面内の主屈折率であり、ｎｚは厚さ方向の主屈折率である。）
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）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】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）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ったが、今でもＬＣＤ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（スーパーツイステッドネマチック）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ったため、上記の位相差フィ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，ＬＣＤ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かが、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ＬＣＤの方式として、垂直配向ネマチック型液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）やＩＰＳ−ＬＣＤ、ＯＣＢ−ＬＣＤ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、レターデーション値の均一性、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２００６−９１２４６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２００４−１１７６２５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ペクトルについて、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い位相差フィルムを作るには屈折率が高く、アッペ数は低く、ガラス転移点温度（Ｔｇ）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、Ｎｚファクターで規定することが適切である。Ｎｚファクター＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）（式中、ｎｘ及びｎｙは面内の主屈折率であり、ｎｚは厚さ方向の主屈折率である。）
このようなＮｚ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２００５−６２６７３号公報及び特開２００５−６２６７１号公報ではＮｚ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２００４−３０９６１７号公報では１．００≦Ｎｚファクター＜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、０．１≦Ｎｚファクター≦０．９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Ｎｚ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Ｎｚ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トが使用される。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ＨＡＺＥ（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、ポリマービーズや無機微粒子を含む光拡散層を設けたシート（特許第２６６５３０１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ート（特開平１１−３３７７１１号公報参照）などがある。
【発明の開示】
【０００３】
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Ｎｚファク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Ｎｚ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Ｎｚ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ＬＣＤ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Ｎｚファクターが１０以上を示すことを見出し、更にＮｚ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１０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（ＯＣＢ）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、Ｎｚ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３０〜５００μｍ、光線透過率が８５％以上であり、Ｎｚ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である。
Ｎｚファクター＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
（式中、ｎｘ及びｎｙは面内の主屈折率であり、ｎｚ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５０％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ィルムである。
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】
【０００４】
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８５％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、ポリスルホン、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレートの如きポリエステル、ポリエーテル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やセルロース系ポリマー、ポリスチレンやポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン、ポリアミドや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、ビスフェ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。例えばビスフェノール類とホスゲンとの直接反応（ホスゲン法）、あるいはビスフェノール類とビスアリールカー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。
上記ビスフェノール類としては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称、ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ナフチルメタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−テトラメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−テトラクロロフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−テトラブロモフェニル）プロパン等のビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン（通称、ビスフェノールＺ）、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン等のビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、ビス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド等のビス（ヒドロキシアリール）サルファイド類、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等のビス（ヒドロキシアリール）スルホン類などが挙げられる。
特に２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称、ビスフェノール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、ジフェニルカーボネート、ジ−ｐ−トリルカーボネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネートなどのビスア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［５．２．１．０２，６］デカンジメタノール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、デカリン−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ール、シクロペンタン−１，３−ジメタノール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、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ェ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、Ｎｚファクターが１０以上であることが好ましく、特に好ましくは１５〜４５である。Ｎｚファクターが１０以上の値を示すフィルムであると、特に垂直配向（ＶＡ）ＬＣＤや光学補償ベンド（ＯＣＢ）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。Ｎｚファクターを１０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、ｎｘとｎｚの差異が大きくなりＮｚ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５０％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８５％以上、特に好ましくは８７％以上である。
ヘーズは、好ましくは５０％以上、特に好ましくは６５％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３０〜４００μｍ、更に好ましくは、５０〜３００である。
【実施例】
【０００５】
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Ｍ２２０で測定波長６３３ｎｍでリタデーションを測定した。面内リターデーションＲｅ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ーデーションＲｔｈを測定し、３次元屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出した。更にＮｚファクターは以下の式で算出した。
Ｎｚファクター＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
（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−１５０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ユーピロンＥ−２０００）のペレットを、熱風乾燥機を用いて１２０℃で３時間乾燥した。このペレットを９０ｍｍ単軸押出機とＴダイにより２７０℃で溶融押出し、押出された溶融フィルムを直径２２０ｍｍ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４５０ｍｍの金属製第二冷却ロールでニ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１３０μｍ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℃、第二冷却ロールの温度を１３０℃、第三冷却ロールの温度を１３０℃に設定し、冷却ロールの速度を９．５ｍ／ｍｉｎ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ユーピロンＥ−２０００）のペレットを、熱風乾燥機を用いて１２０℃で３時間乾燥した。このペレットを９０ｍｍ単軸押出機とＴダイにより２７０℃で溶融押出し、押出された溶融フィルムを直径２２０ｍｍ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４５０ｍｍの金属製第二冷却ロールでニ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７５μｍ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６０℃、第二冷却ロールの温度を１３５℃、第三冷却ロールの温度を１３５℃に設定し、冷却ロールの速度を１６．０ｍ／ｍｉｎ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ユーピロンＥ−２０００）のペレットを、熱風乾燥機を用いて１２０℃で３時間乾燥した。このペレットを９０ｍｍ単軸押出機とＴダイにより２７０℃で溶融押出し、押出された溶融フィルムを直径２２０ｍｍ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４５０ｍｍの金属製第二冷却ロールでニ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５００μｍ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４０℃、第二冷却ロールの温度を１２５℃、第三冷却ロールの温度を１２５℃に設定し、冷却ロールの速度を２．５ｍ／ｍｉｎ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社製レキサンマットフィルム８Ａ１３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ィルム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】
2008032848.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【０００６】
本発明の位相差フィルムは、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）の部材や光ピックアップ装置部材などに好適に用いられる。
【国際調査報告】
2008032848.tif 000003
2008032848.tif 000004