JP2014145985A - Polarizing diffusion film, method for manufacturing polarizing diffusion film, and liquid crystal display device including polarizing diffusion film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏光性拡散フィルム、偏光性拡散フィルムの製造方法、および偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置に関し、特に液晶表示装置に適した偏光性拡散フィルム等に関する。 The present invention relates to a polarizing diffusion film, a method for producing a polarizing diffusion film, and a liquid crystal display device including the polarizing diffusion film, and particularly relates to a polarizing diffusion film suitable for a liquid crystal display device.
液晶表示装置は、コンピューター、テレビおよび携帯電話などの表示装置として幅広く用いられているが、表示特性の更なる向上や、消費電力を低減させたいという要求がある。これら要求に対する手段として、光源からの光を適度に拡散させること、光源の光利用効率を向上させることがある。光源からの光を適度に拡散させると、液晶表示装置の視野角を広げることができたり、輝度などの面内均一性を高めたりすることが可能となる。また、光源の光利用効率が高くなると、液晶表示装置の全体の輝度を高めて明るい画質を得ること、消費電力を低減させることが可能となる。 Liquid crystal display devices are widely used as display devices for computers, televisions, mobile phones, and the like, but there is a demand for further improvement of display characteristics and reduction of power consumption. As means for satisfying these requirements, there is a case where light from the light source is appropriately diffused and light use efficiency of the light source is improved. When the light from the light source is appropriately diffused, the viewing angle of the liquid crystal display device can be increased, and in-plane uniformity such as luminance can be increased. Further, when the light use efficiency of the light source is increased, it is possible to increase the overall luminance of the liquid crystal display device to obtain a bright image quality and to reduce power consumption.
偏光aを透過する一方、偏光aと直交する偏光bを反射する反射偏光子、およびこの反射偏光子を含む液晶表示装置が開示されている(特許文献1を参照)。この液晶表示装置は、表示面側から順に、液晶セル、反射偏光子、バックライトおよび拡散反射板を備える。 A reflective polarizer that transmits polarized light a while reflecting polarized light b orthogonal to polarized light a and a liquid crystal display device including the reflective polarizer are disclosed (see Patent Document 1). The liquid crystal display device includes a liquid crystal cell, a reflective polarizer, a backlight, and a diffuse reflector in order from the display surface side.
この液晶表示装置のバックライトから発せられた光のうち、偏光aは反射偏光子を透過して表示光となり、一方、偏光bは反射偏光子で反射されて反射光となる。反射偏光子で反射された偏光bは、拡散反射板で反射されるとともに、偏光状態がランダム化されて、偏光aと偏光bとを含む光となる。ランダム化された光のうち、偏光aは、反射偏光子を透過して表示光となり、偏光bは再び反射光となる。このようにして、バックライトから発せられた光の利用効率を高める。この反射偏光子は、ポリエチレンナフタレートからなるフィルムAと、酸成分としてナフタレンジカルボン酸およびテレフタル酸等を用いたコポリエステルからなるフィルムBとが多層に重ね合わされた多層フィルムである。 Of the light emitted from the backlight of the liquid crystal display device, the polarized light a is transmitted through the reflective polarizer to become display light, while the polarized light b is reflected by the reflective polarizer to become reflected light. The polarized light b reflected by the reflective polarizer is reflected by the diffuse reflector, and the polarization state is randomized to become light including the polarized light a and the polarized light b. Of the randomized light, the polarized light a passes through the reflective polarizer and becomes display light, and the polarized light b becomes reflected light again. In this way, the utilization efficiency of the light emitted from the backlight is increased. This reflective polarizer is a multilayer film in which a film A made of polyethylene naphthalate and a film B made of copolyester using naphthalenedicarboxylic acid, terephthalic acid or the like as an acid component are laminated in multiple layers.
他の反射偏光子として、第1の透明樹脂で構成された連続相に、第2の透明樹脂が粒子状または所定の形状に分散してなるシートであって、偏光aを透過し、偏光aと直交する偏光bを反射するシートが開示されている(特許文献2および9を参照)。このシートは、二種類の異なる樹脂の混合物を押出成形して得られる。 As another reflective polarizer, a sheet in which the second transparent resin is dispersed in the form of particles or a predetermined shape in a continuous phase composed of the first transparent resin, transmits the polarized light a, and transmits the polarized light a A sheet that reflects polarized light b orthogonal to is disclosed (see Patent Documents 2 and 9). This sheet is obtained by extruding a mixture of two different resins.
また、ヘイズ異方性を付与したライトガイド用のフィルムやシートが開示されている(特許文献3〜5を参照)。このフィルムの端面から入射された非偏光のうち、特定偏光のみが散乱出射するので、フィルム端面から照射された光の利用効率を高めうる。このフィルムは、フィラーを含有するか、またはフィラーを含有しないポリエチレンナフタレートなどのフィルムを一軸延伸して得られる。 Moreover, the film and sheet | seat for light guides which provided the haze anisotropy are disclosed (refer patent documents 3-5). Of the non-polarized light incident from the end face of the film, only the specific polarized light is scattered and emitted, so that the utilization efficiency of the light irradiated from the end face of the film can be improved. This film is obtained by uniaxially stretching a film such as polyethylene naphthalate containing a filler or not containing a filler.
さらに、結晶化された未配向の樹脂(ポリエチレンテレフタレート樹脂など)を二軸延伸配向して、容器用途の樹脂物品を得る方法が記載されている(特許文献6を参照)。 Furthermore, a method is described in which a crystallized unoriented resin (polyethylene terephthalate resin or the like) is biaxially stretched and oriented to obtain a resin article for container use (see Patent Document 6).
一方、液晶表示装置にとって重要な特性の一つに、正面輝度がある。正面輝度を向上させる手段として、光学フィルム(例えば反射偏光子)の表面形状をプリズム形状とすることで、フィルム表面からの出射角度を調整することが知られている(特許文献7および8を参照)。 On the other hand, one of the important characteristics for a liquid crystal display device is front luminance. As means for improving the front luminance, it is known to adjust the emission angle from the film surface by changing the surface shape of the optical film (for example, a reflective polarizer) to a prism shape (see Patent Documents 7 and 8). ).
特許文献1に記載の反射偏光子は、フィルムAと、これとは化学構造の異なるフィルムBとを多層に重ね合わせた積層体であるため、製造方法が複雑であり、コストを低減することが困難であった。また、拡散性能を付与するために、拡散機能を有する部材または層を、貼合や塗装などによりさらに形成する必要があった。また、特許文献2および9に記載のシートはポリマーアロイにより製造されるため、製造方法が複雑であり、また、偏光特性や拡散性能を緻密に制御することが困難であった。 Since the reflective polarizer described in Patent Document 1 is a laminate in which a film A and a film B having a different chemical structure are laminated in multiple layers, the manufacturing method is complicated and the cost can be reduced. It was difficult. Moreover, in order to provide diffusion performance, it was necessary to further form a member or layer having a diffusion function by bonding or painting. Further, since the sheets described in Patent Documents 2 and 9 are manufactured by polymer alloy, the manufacturing method is complicated, and it is difficult to precisely control the polarization characteristics and the diffusion performance.
特許文献3〜5に記載されたフィルムまたはシートは、比較的光学特性を制御しやすい方法で製造されうるが、フィルムまたはシートの端面から入射された光を導光するための部材である。よって、特許文献3〜5に記載されたシートは、シート表面から入射される光のうちの特定偏光を透過させる性能は有さず、その透過光を拡散させる機能もない。その理由として、延伸前のフィルムの結晶化度が小さく、また透過ヘイズも小さいことが挙げられる。 Although the film or sheet described in Patent Documents 3 to 5 can be manufactured by a method in which the optical characteristics are relatively easy to control, it is a member for guiding light incident from the end face of the film or sheet. Therefore, the sheet | seat described in patent documents 3-5 does not have the performance which permeate | transmits specific polarization | polarized-light among the light which injects from a sheet | seat surface, and does not have the function to diffuse the transmitted light. The reason is that the degree of crystallinity of the film before stretching is small and the transmission haze is also small.
特許文献6では、結晶化樹脂を延伸して、その透明性を高めているが、偏光性や拡散性は不十分であった。 In Patent Document 6, the crystallized resin is stretched to increase its transparency, but the polarization and diffusibility are insufficient.
特許文献7および8に記載のフィルムは、二種類の異なる樹脂により得られるため、製造方法が複雑であり、偏光特性や拡散性能を緻密に制御することが困難であった。 Since the films described in Patent Documents 7 and 8 are obtained from two different types of resins, the manufacturing method is complicated, and it is difficult to precisely control the polarization characteristics and diffusion performance.
すなわち従来、フィルム表面から入射される光のうち特定方向の直線偏光を透過する一方、それと直交する直線偏光を効率よく反射し(つまり「偏光選択性」を有する)、かつ拡散性を有するフィルムが望まれていた。ところが、性能および製造容易性の両面において満足のゆくフィルムは提供されていない。 That is, conventionally, a film that transmits linearly polarized light in a specific direction out of light incident from the film surface, efficiently reflects linearly polarized light orthogonal thereto (that is, has “polarization selectivity”), and has a diffusive property. It was desired. However, no satisfactory film is provided in terms of both performance and manufacturability.
また液晶表示装置にフィルムを用いると表示装置の光源などによりフィルムが加熱されるため、フィルムにシワなどが発生し表示性が低下する恐れもあった。一方、このようなシワなどを抑制するためにフィルムの剛性を高めると、フィルムを製造後に所定の大きさに切り出す際にフィルムが破断しやすくなる恐れがあった。 In addition, when a film is used for a liquid crystal display device, the film is heated by a light source of the display device, etc., so that wrinkles or the like are generated on the film and the display property may be lowered. On the other hand, if the rigidity of the film is increased in order to suppress such wrinkles, the film may be easily broken when the film is cut into a predetermined size after production.
そこで本発明は、偏光選択性および拡散性を有し、かつ液晶表示装置の熱に曝されてもシワなどが発生しにくい形状安定性に優れるフィルムと、それを容易に製造する手段とを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a film that has polarization selectivity and diffusivity, and is excellent in shape stability that does not generate wrinkles even when exposed to heat of a liquid crystal display device, and means for easily manufacturing the film. The purpose is to do.
それにより本発明のフィルムは、液晶表示装置の熱に耐えられる偏光性拡散フィルムとして用いることができ、液晶表示装置の正面輝度を高めることができる。 Thereby, the film of the present invention can be used as a polarizing diffusion film that can withstand the heat of the liquid crystal display device, and the front luminance of the liquid crystal display device can be increased.
本発明の第1は、以下の偏光性拡散フィルムに関する。
[1]実質的に1種類の固有複屈折が0.1以上の結晶性樹脂からなる偏光性拡散フィルムであって、可視光線に対する全光線透過率が50〜90%であり、可視光線に対する透過ヘイズが12〜90%であり、可視光線に対する透過偏光度が20〜90%であり、かつ 反射軸に平行方向に70℃で20%/分の速度で測定した引張弾性率Eと前記フィルムの平均厚さTとの積が350GPa・μm以上であり、反射軸に平行方向に70℃で20%/分の速度で延伸した場合の反射軸に垂直方向かつ前記フィルムの主面と平行方向の23℃で20%/分の速度で測定した破断伸びが5%以上である、偏光性拡散フィルム。
[2]前記偏光性拡散フィルムの結晶化度は、8〜40%であり、前記偏光性拡散フィルムは、前記固有複屈折が0.1以上である結晶性樹脂の一軸延伸樹脂フィルムからなり、前記一軸延伸樹脂フィルムは、フィルム厚さを100μmとしたときの、可視光線に対する透過ヘイズが5〜90%であり、前記一軸延伸樹脂フィルムの延伸方向に対して垂直な切断面のTEM像(撮像範囲のフィルム厚さ方向の距離は0.1μm、かつ撮像面積は120μm2)で明暗構造が観察され、前記明暗構造の明部と暗部とが実質的に同一の組成で構成される、[1]記載の偏光性拡散フィルム。
[3]フィルム厚さを100μmとしたときの、透過偏光度が16〜90%である、[1]または[2]に記載の偏光性拡散フィルム。
[4]前記結晶化度が8〜35%である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の偏光性拡散フィルム。
[5]前記結晶性樹脂は、ポリエステル系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、または液晶性樹脂である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の偏光性拡散フィルム。
[6]前記結晶性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂である、[5]に記載の偏光性拡散フィルム。
[7]前記偏光性拡散フィルムの少なくとも一方の表面が、集光機能および/または光拡散機能を有する、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の偏光性拡散フィルム。
[8]前記偏光性拡散フィルムの少なくとも一方の表面が、一次元プリズム、二次元プリズム、マイクロレンズ、レンチキュラーレンズ、および不定形の凹凸形状からなる群から選ばれる形状を有する、[7]に記載の偏光性拡散フィルム。
[9][1]〜[7]のいずれか一項に記載の前記偏光性拡散フィルムと、樹脂層と、を有し、前記樹脂層が集光機能および/または光拡散機能を有する、偏光性拡散フィルム積層体。
[10]集光機能および/または光拡散機能を有する樹脂層が、一次元プリズム、二次元プリズム、マイクロレンズ、レンチキュラーレンズ、および不定形の凹凸形状からなる群から選ばれる形状を有する、[9]に記載の偏光性拡散フィルム積層体。
[11]前記樹脂層が粒子を含有する、[9]または[10]に記載の偏光性拡散フィルム積層体。
The first of the present invention relates to the following polarizing diffusion film.
[1] A polarizing diffuser film consisting essentially of a crystalline resin having one kind of intrinsic birefringence of 0.1 or more, having a total light transmittance of 50 to 90% for visible light, and transmitting for visible light Tensile modulus E measured at a rate of 20% / min at a rate of 20% / min at 70 ° C. in the direction parallel to the reflection axis, having a haze of 12 to 90%, a transmission polarization degree to visible light of 20 to 90%, and the film The product with the average thickness T is 350 GPa · μm or more, and is perpendicular to the reflection axis and parallel to the main surface of the film when stretched at a rate of 20% / min at 70 ° C. in the direction parallel to the reflection axis. A polarizing diffuser film having an elongation at break measured at a rate of 20% / min at 23 ° C. of 5% or more.
[2] The crystallinity of the polarizing diffusion film is 8 to 40%, and the polarizing diffusion film is composed of a uniaxially stretched resin film of a crystalline resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more, The uniaxially stretched resin film has a transmission haze with respect to visible light of 5 to 90% when the film thickness is 100 μm, and a TEM image (imaging image) of a cut surface perpendicular to the stretch direction of the uniaxially stretched resin film. A bright and dark structure is observed when the distance in the film thickness direction of the range is 0.1 μm and the imaging area is 120 μm 2), and the bright and dark portions of the bright and dark structure are composed of substantially the same composition [1] The polarizing diffuser film described.
[3] The polarizing diffuser film according to [1] or [2], wherein the transmission polarization degree is 16 to 90% when the film thickness is 100 μm.
[4] The polarizing diffuser film according to any one of [1] to [3], wherein the crystallinity is 8 to 35%.
[5] The polarizing diffusion film according to any one of [1] to [4], wherein the crystalline resin is a polyester resin, an aromatic polyether ketone resin, or a liquid crystalline resin.
[6] The polarizing diffuser film according to [5], wherein the crystalline resin is a polyethylene terephthalate resin.
[7] The polarizing diffuser film according to any one of [1] to [6], wherein at least one surface of the polarizing diffuser film has a light collecting function and / or a light diffusing function.
[8] At least one surface of the polarizing diffusion film has a shape selected from the group consisting of a one-dimensional prism, a two-dimensional prism, a microlens, a lenticular lens, and an irregular concavo-convex shape. Polarizing diffusion film.
[9] Polarized light having the polarizing diffusing film according to any one of [1] to [7] and a resin layer, and the resin layer having a light collecting function and / or a light diffusing function. Diffusion film laminate.
[10] The resin layer having a condensing function and / or a light diffusion function has a shape selected from the group consisting of a one-dimensional prism, a two-dimensional prism, a microlens, a lenticular lens, and an irregular concavo-convex shape, [9 ] The polarizing diffuser film laminated body of description.
[11] The polarizing diffuser film laminate according to [9] or [10], wherein the resin layer contains particles.
本発明の第2は、以下の偏光性拡散フィルムの製造方法に関する。
[12][1]〜[8]のいずれか一項に記載の偏光性拡散フィルムの製造方法であって、
固有複屈折が0.1以上である結晶性樹脂からなる非晶状態のシートを加熱して、結晶化シートを得るステップと、前記結晶化シートを主として一軸方向に延伸して延伸フィルムを得るステップと、前記延伸フィルムを、実質的に固定することなく、前記延伸フィルムのガラス転移温度以上の温度にて、前記延伸方向の弛緩率および/または前記延伸方向に直交しかつ前記フィルムの主面と平行方向の弛緩率が0.3%以上となるまで加熱するステップと、を含む、偏光性拡散フィルムの製造方法。
[13]前記結晶化シートを得るステップでは、下記式(I)で表される温度Tにおいて、結晶化度が2%以上となるまで前記非晶状態のシートを加熱する、[12]に記載の偏光性拡散フィルムの製造方法。
2nd of this invention is related with the manufacturing method of the following polarizing diffusion films.
[12] A method for producing a polarizing diffuser film according to any one of [1] to [8],
A step of heating an amorphous sheet made of a crystalline resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more to obtain a crystallized sheet, and a step of obtaining a stretched film by stretching the crystallized sheet mainly in a uniaxial direction. And, without substantially fixing the stretched film, at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the stretched film, the relaxation rate in the stretch direction and / or the main surface of the film orthogonal to the stretch direction And heating until the relaxation rate in the parallel direction is 0.3% or more.
[13] In the step of obtaining the crystallized sheet, the amorphous sheet is heated at a temperature T represented by the following formula (I) until the crystallinity becomes 2% or more. Manufacturing method of polarizing diffuser film.
Tc−40℃≦T<Tm−10℃ (I)
(式(I)において、Tcは前記結晶性樹脂の結晶化温度、Tmは前記結晶性樹脂の融点を表す)
[14]前記結晶化シートの、可視光線に対する透過ヘイズが2〜70%であり、かつ結晶化度が2〜20%である、[12]に記載の偏光性拡散フィルムの製造方法。
Tc−40 ° C. ≦ T <Tm−10 ° C. (I)
(In formula (I), Tc represents the crystallization temperature of the crystalline resin, and Tm represents the melting point of the crystalline resin)
[14] The method for producing a polarizing diffuser film according to [12], wherein the crystallized sheet has a transmission haze with respect to visible light of 2 to 70% and a crystallinity of 2 to 20%.
本発明の第3は、偏光性拡散フィルムを用いた液晶表示装置に関する
[15](A)液晶バックライト用面光源、(B)少なくとも1つの光学素子および/またはエアギャップ、(C)[1]〜[8]のいずれか一項に記載の偏光性拡散フィルムまたは[9]〜[11]のいずれか一項に記載の偏光性拡散フィルム積層体、ならびに(D)液晶セルを2以上の偏光板で挟んでなる液晶パネルを少なくとも含み、かつ 前記(A)から(D)の各部材が、上記の順に配置されている、液晶表示装置。
[16] 前記(C)偏光性拡散フィルムは、前記(D)液晶パネルに隣接して配置されている、[15]に記載の液晶表示装置。
[17] 前記(C)偏光性拡散フィルムは、前記(D)液晶パネルを構成する偏光板の光源側保護フィルムを兼ねる、[16]に記載の液晶表示装置。
[18] 前記(C)偏光性拡散フィルムの反射軸と、前記(D)液晶パネルを構成する偏光板であって前記光源側に配置される偏光板の吸収軸方向とは、ほぼ同じである、[16]に記載の液晶表示装置。
The third aspect of the present invention relates to a liquid crystal display device using a polarizing diffusion film.
[15] (A) a surface light source for a liquid crystal backlight, (B) at least one optical element and / or an air gap, (C) the polarizing diffuser film according to any one of [1] to [8] [9] to [11] The polarizing diffuser film laminate according to any one of [9] to [11], and (D) at least a liquid crystal panel in which a liquid crystal cell is sandwiched between two or more polarizing plates, The liquid crystal display device in which each member of (D) is arrange | positioned in said order.
[16] The liquid crystal display device according to [15], wherein the (C) polarizing diffusion film is disposed adjacent to the (D) liquid crystal panel.
[17] The liquid crystal display device according to [16], wherein the (C) polarizing diffusion film also serves as a light source side protective film of a polarizing plate constituting the liquid crystal panel (D).
[18] The reflection axis of the (C) polarizing diffuser film and the absorption axis direction of the polarizing plate (D) constituting the liquid crystal panel and disposed on the light source side are substantially the same. , [16] The liquid crystal display device.
本発明により、偏光選択性および拡散性を有し、かつ形状安定性を有するフィルムを提供することができる。本発明のフィルムは、液晶表示装置の偏光性拡散フィルムとして用いることができる。 According to the present invention, a film having polarization selectivity and diffusibility and having shape stability can be provided. The film of the present invention can be used as a polarizing diffusion film for a liquid crystal display device.
1.偏光性拡散フィルム
偏光性拡散フィルムとは、「偏光選択性」と「拡散性」を兼ね備えたフィルムである。偏光選択性とは、特定方向の直線偏光を、これと直交する直線偏光よりも多く透過させ、特定方向の直線偏光と直交する直線偏光をより多く反射する特性をいう。一方、拡散性とは、透過光を拡散させる特性をいう。すなわち、偏光性拡散フィルムとは、特定方向の直線偏光を透過させて拡散させるが、これと直交する直線偏光は反射して光入射側へ戻すことができる。
1. Polarizing diffusion film A polarizing diffusion film is a film having both “polarization selectivity” and “diffusivity”. Polarization selectivity refers to the property of transmitting more linearly polarized light in a specific direction than linearly polarized light orthogonal to the specific direction and reflecting more linearly polarized light orthogonal to the linearly polarized light in a specific direction. On the other hand, diffusibility refers to the property of diffusing transmitted light. That is, the polarizing diffuser film transmits and diffuses the linearly polarized light in a specific direction, but the linearly polarized light orthogonal to this can be reflected and returned to the light incident side.
偏光性拡散フィルムは、一定以上の、可視光線に対する全光線透過率を有する。本発明の偏光性拡散フィルムの、可視光線に対する全光線透過率は、50%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましい。前記全光線透過率は、高いほど好ましいが、フィルム両面での表面反射が生じるため、通常は90%以下になる。ただし、反射防止膜等を設けることによって、さらに全光線透過率を高めることもできる。 The polarizing diffuser film has a total light transmittance with respect to visible light of a certain level or more. The total light transmittance with respect to visible light of the polarizing diffusion film of the present invention is preferably 50% or more, and more preferably 65% or more. The higher the total light transmittance, the better. However, since surface reflection occurs on both sides of the film, it is usually 90% or less. However, the total light transmittance can be further increased by providing an antireflection film or the like.
前記全光線透過率を50%以上とすることによって、本発明の偏光性拡散フィルムを含む液晶表表示装置の輝度を著しく損なわずに、偏光選択性(偏光反射性)と拡散性の効果によって高輝度化することができる。 By setting the total light transmittance to 50% or more, the brightness of the liquid crystal display device including the polarizing diffusion film of the present invention is not significantly impaired, and the effect of polarization selectivity (polarization reflection property) and diffusibility is increased. Brightness can be achieved.
本願における可視光線に対する全光線透過率は、全光線透過率の視感平均値であって、以下の手順で求めることができる。 The total light transmittance for visible light in the present application is a visual average value of the total light transmittance, and can be obtained by the following procedure.
1)分光光度計の積分球の光線入射口側の試験片設置部の手前に偏光解消板をセットし、偏光解消板表面の法線方向から光を入射できるようにする。これにより、試験片であるフィルム表面の法線方向から無偏光の光を入射できるようにする。フィルム表面に、偏光解消板を透過した波長範囲380〜780nmの光を入射させて、10nm毎に全光線透過率を測定する。
2)前記1)で得られた全光線透過データから、JIS R−3106に基づいて、視感平均値の全光線透過率Ttotalを算出する。
3)算出された全光線透過率Ttotalを、フィルム厚さtを100μmとしたときの値(Ttotal@100μm)に変換してもよい。具体的には、以下の式にあてはめればよい。
2) Based on JIS R-3106, the total light transmittance Ttotal of the visual average value is calculated from the total light transmission data obtained in 1).
3) The calculated total light transmittance Ttotal may be converted into a value (Ttotal @ 100 μm) when the film thickness t is 100 μm. Specifically, it may be applied to the following expression.
このように偏光解消板を使用することにより、分光光度計の分光光がある程度偏光しているとしても、それを補正し、フィルム本来の特性を評価することができる。あるいは、偏光解消板を使用しない場合は、全光線透過率Ttotalを、以下のように測定することもできる。
1)フィルム表面に、波長範囲380〜780nmの光を照射して、10nm毎に全光線透過率を測定する。
2)前記1)のフィルムを、フィルム表面を含む平面内で90度回転させて、1)と同様にして全光線透過率を測定する。
3)前記1)と2)で測定した全光線透過率データの各波長での平均値を求めて、平均した全光線透過データを得る。平均した全光線透過データから、視感平均値の全光線透過率Ttotalを算出する。
By using the depolarizing plate in this way, even if the spectrophotometer's spectroscopic light is polarized to some extent, it can be corrected and the original characteristics of the film can be evaluated. Or when not using a depolarizer, total light transmittance Ttotal can also be measured as follows.
1) The film surface is irradiated with light having a wavelength range of 380 to 780 nm, and the total light transmittance is measured every 10 nm.
2) The film of 1) is rotated 90 degrees in a plane including the film surface, and the total light transmittance is measured in the same manner as 1).
3) An average value at each wavelength of the total light transmittance data measured in the above 1) and 2) is obtained, and averaged total light transmission data is obtained. From the averaged total light transmission data, the total light transmittance Ttotal of the visual average value is calculated.
偏光性拡散フィルムの偏光選択性を示す指標の一つの例が「透過偏光度」である。フィルムの透過偏光度とは、偏光Vと、偏光Vに直交する偏光Pのいずれかを、選択的に透過する性質を示す指標である。つまり本発明の偏光性拡散フィルムは、後述するように一軸延伸樹脂フィルムを含むが、その延伸方向(延伸軸)に対して垂直な偏光Vを、延伸方向(延伸軸)に対して平行な偏光Pよりも選択的に透過する性質を有する。「反射軸」とは、その軸に平行な偏光を、その軸に対して垂直な偏光をよりも選択的に反射する軸である。 One example of an index indicating the polarization selectivity of the polarizing diffusion film is “transmission polarization degree”. The transmission polarization degree of the film is an index indicating the property of selectively transmitting either the polarized light V or the polarized light P orthogonal to the polarized light V. That is, the polarizing diffusion film of the present invention includes a uniaxially stretched resin film as will be described later, and polarized light V perpendicular to the stretching direction (stretching axis) is polarized parallel to the stretching direction (stretching axis). It has the property of being selectively transmitted over P. The “reflection axis” is an axis that selectively reflects polarized light parallel to the axis and polarized light perpendicular to the axis.
透過偏光度は、下記式で示される。下記式において、「Tv」は前記延伸軸に対して垂直な偏光Vに対する、フィルムの全光線透過率(%)を示す。一方、「Tp」は前記延伸軸に対して平行な偏光Pに対する、フィルムの全光線透過率(%)を示す。 The transmitted polarization degree is expressed by the following formula. In the following formula, “Tv” indicates the total light transmittance (%) of the film with respect to the polarized light V perpendicular to the stretching axis. On the other hand, “Tp” indicates the total light transmittance (%) of the film with respect to the polarized light P parallel to the stretching axis.
本発明の偏光性拡散フィルムの、可視光線に対する透過偏光度は、20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましく、40%以上であることがさらに好ましい。また、前記透過偏光度は、拡散性との兼ね合いから90%以下である。 The transmission polarization degree with respect to visible light of the polarizing diffusion film of the present invention is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, and further preferably 40% or more. Further, the transmission polarization degree is 90% or less in consideration of diffusibility.
本発明の偏光性拡散フィルムにとって「単位厚み当たりのフィルムの透過偏光度」も重要なパラメータである。単位厚み当たりのフィルムの透過偏光度が低すぎると、偏光性拡散フィルムの性能を確保するために、フィルムを極端に厚くする必要が生じうる。そのため、フィルムの取り扱いや樹脂必要量の観点から好ましくない。従って、フィルム厚さを100μmとしたときの透過偏光度(透過偏光度@100μm)が、16%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましく、30%以上であることがより好ましく;また、90%以下であることが好ましい。
フィルム厚さtを100μmとしたときの透過偏光度は、フィルム厚さtを100μmとしたときのTvおよびTp(Tv@100μmおよびTp@100μm)を式(3)と式(4)から算出して、算出されたTv@100μmおよびTp@100μmを、式(5)にあてはめて求めればよい。
For the polarizing diffusion film of the present invention, “transmission polarization degree of the film per unit thickness” is also an important parameter. If the transmission polarization degree of the film per unit thickness is too low, it may be necessary to make the film extremely thick in order to ensure the performance of the polarizing diffusion film. Therefore, it is not preferable from the viewpoint of film handling and resin requirement. Accordingly, the transmission polarization degree (transmission polarization degree @ 100 μm) when the film thickness is 100 μm is preferably 16% or more, more preferably 20% or more, and more preferably 30% or more. Preferably, it is preferably 90% or less.
The transmission polarization degree when the film thickness t is 100 μm is calculated from the formulas (3) and (4) as Tv and Tp (Tv @ 100 μm and Tp @ 100 μm) when the film thickness t is 100 μm. Then, the calculated Tv @ 100 μm and Tp @ 100 μm may be obtained by applying the equation (5).
特に、偏光性拡散フィルムを液晶表示装置に適用する場合には、偏光Vに対するフィルムの全光線透過率Tvを、偏光Pに対するフィルムの全光線透過率Tpよりも、10%以上高くすることが好ましい。それにより、液晶表示装置により優れた表示特性を付与することができる。 In particular, when the polarizing diffuser film is applied to a liquid crystal display device, the total light transmittance Tv of the film with respect to the polarized light V is preferably higher by 10% or more than the total light transmittance Tp of the film with respect to the polarized light P. . Thereby, excellent display characteristics can be imparted to the liquid crystal display device.
透過偏光度の測定は、以下の手順にて行えばよい。
1)分光光度計の積分球の試験片設置部の手前に偏光板をセットして、セットされた偏光板表面の法線方向から光を入射できるようにする。これにより、試験片に、偏光板の吸収軸に対して垂直な直線偏光を入射できる。
2)試験片であるフィルムを偏光板に密着させてセットして、偏光線に対する全光線透過率を測定する。
3)まず、試験片であるフィルムの延伸軸を、入射する直線偏光の偏光方向に対して平行とする。波長範囲380〜780nmの直線偏光を照射して、波長10nm毎に全光線透過率を測定する。測定値を、偏光板の全光線透過率で除し、JIS R−3106に基づいて、延伸軸に平行な偏光の全光線透過率Tpを求める。求めたTpを、Tp@100μmに変換してもよい。
4)次に、試験片であるフィルムを、フィルム表面を含む平面内で90度回転させて、試験片であるフィルムの延伸軸を、入射する直線偏光の偏光方向に対して垂直とする。3)と同様に、波長範囲380〜780nmの直線偏光を照射して、波長10nm毎に全光線透過率を測定する。3)と同様に、測定値を、偏光板の全光線透過率で除し、JIS R−3106に基づいて、延伸軸と垂直な偏光の全光線透過率Tvを求める。求めたTvを、Tv@100μmに変換してもよい。
5)得られた全光線透過率TpとTv、またはTp@100μmとTv@100μmを、前記式(2)または式(5)にあてはめて、透過偏光度を算出する。
The measurement of the transmission polarization degree may be performed according to the following procedure.
1) A polarizing plate is set in front of the test piece installation part of the integrating sphere of the spectrophotometer so that light can be incident from the normal direction of the set polarizing plate surface. Thereby, linearly polarized light perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate can be incident on the test piece.
2) A film as a test piece is set in close contact with the polarizing plate, and the total light transmittance with respect to the polarized light is measured.
3) First, the stretching axis of the film as the test piece is made parallel to the polarization direction of the incident linearly polarized light. Irradiate linearly polarized light in the wavelength range of 380 to 780 nm, and measure the total light transmittance for each wavelength of 10 nm. The measured value is divided by the total light transmittance of the polarizing plate, and the total light transmittance Tp of polarized light parallel to the stretching axis is obtained based on JIS R-3106. The obtained Tp may be converted to Tp @ 100 μm.
4) Next, the film as the test piece is rotated 90 degrees in a plane including the film surface, and the stretching axis of the film as the test piece is made perpendicular to the polarization direction of the incident linearly polarized light. Similarly to 3), linearly polarized light with a wavelength range of 380 to 780 nm is irradiated, and the total light transmittance is measured every 10 nm. Similarly to 3), the measured value is divided by the total light transmittance of the polarizing plate, and the total light transmittance Tv of polarized light perpendicular to the stretching axis is obtained based on JIS R-3106. The obtained Tv may be converted into Tv @ 100 μm.
5) The obtained total light transmittances Tp and Tv, or Tp @ 100 μm and Tv @ 100 μm are applied to the formula (2) or formula (5) to calculate the transmission polarization degree.
一方、偏光性拡散フィルムの拡散性を示す指標の一つの例が「透過ヘイズ」である。本発明の偏光性拡散フィルムの、可視光線に対する透過ヘイズは、12%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましい。液晶表示装置の光拡散フィルムに適用したときに、装置に、ムラの低減と均一な輝度を与えるためである。また、前記透過ヘイズは、90%以下であることが好ましい。透過ヘイズが高すぎるフィルムは、高い拡散性を有するものの、光線損失などにより液晶表示装置の輝度を下げるからである。 On the other hand, one example of an index indicating the diffusibility of the polarizing diffusion film is “transmission haze”. The transmission haze with respect to visible light of the polarizing diffusion film of the present invention is preferably 12% or more, and more preferably 25% or more. This is because when applied to a light diffusion film of a liquid crystal display device, the device is provided with reduced unevenness and uniform brightness. The transmission haze is preferably 90% or less. This is because a film having an excessively high transmission haze has high diffusibility but lowers the luminance of the liquid crystal display device due to light loss or the like.
本発明の偏光性拡散フィルムにとって「単位厚み当たりのフィルムの透過ヘイズ」も重要なパラメータである。単位厚み当たりのフィルムの透過ヘイズが低すぎると、偏光性拡散フィルムの性能を確保するために、フィルムを極端に厚くする必要が生じうる。そのため、フィルムの取り扱いや樹脂必要量の観点から好ましくない。一方、単位厚み当たりのフィルムの透過ヘイズが高すぎると、所望の厚みのフィルムの透過ヘイズが高くなりすぎ、光線損失などにより液晶表示装置の輝度を下げてしまう場合もある。従って、フィルム厚さを100μmとしたときの透過ヘイズ(透過ヘイズ@100μm)が、5〜90%であることが好ましく、10〜80%であることがより好ましい。 The “transmission haze of the film per unit thickness” is also an important parameter for the polarizing diffusion film of the present invention. If the transmission haze of the film per unit thickness is too low, it may be necessary to make the film extremely thick in order to ensure the performance of the polarizing diffusion film. Therefore, it is not preferable from the viewpoint of film handling and resin requirement. On the other hand, if the transmission haze of the film per unit thickness is too high, the transmission haze of the film having a desired thickness becomes too high, and the brightness of the liquid crystal display device may be lowered due to light loss or the like. Therefore, the transmission haze (transmission haze @ 100 μm) when the film thickness is 100 μm is preferably 5 to 90%, and more preferably 10 to 80%.
透過ヘイズおよび透過ヘイズ@100μmの測定は、以下の手順で行えばよい。
なお測定される偏光性拡散フィルムの表面が後述する一次元プリズムなどの集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状になっている場合は、前記表面形状による透過ヘイズの影響をなくすため、透明性が高いオイルなどをフィルムの表面に塗布してから透過ヘイズを測定するのが好ましい。
The measurement of transmission haze and transmission haze @ 100 μm may be performed according to the following procedure.
If the surface of the polarizing diffusion film to be measured has a surface shape having a light collecting function and / or a light diffusing function such as a one-dimensional prism described later, in order to eliminate the influence of transmission haze due to the surface shape, It is preferable to measure the transmission haze after applying highly transparent oil or the like to the surface of the film.
1)分光光度計の光線入射口の試験片設置部の手前に偏光解消板をセットし、偏光解消板表面の法線方向から光を入射できるようにする。これにより、試験片であるフィルム表面の法線方向から無偏光の光を入射できるようにする。フィルム表面に、波長範囲380〜780nmの光を照射して、波長10nm毎に平行光線透過率を測定する。
2)前記1)で得られた平行光線透過データから、JIS R−3106に基づいて、視感平均値の平行光線透過率Tparaを算出する。
3)前記2)で算出された平行光線透過率Tparaと、前述の全光線透過率Ttotalから、透過へイズを以下の式(6)から算出する。
4)前記2)で算出された平行光線透過率Tparaを、フィルム厚さtを100μmとしたときの値(Tpara@100μm)に変換する。具体的には、以下の式(7)にあてはめればよい。
5)前記4)で算出されたフィルム厚さtを100μmとしたときの平行光線透過率(Tpara@100μm)と前述のフィルム厚さtを100μmとしたときの全光線透過率(Ttotal@100μm)から、フィルム厚さtを100μmとしたときの透過へイズ(透過ヘイズ@100μm)を以下の式(8)から算出する。
2) From the parallel light transmission data obtained in the above 1), the parallel light transmittance Tpara of the visual average value is calculated based on JIS R-3106.
3) From the parallel light transmittance Tpara calculated in the above 2) and the total light transmittance Ttotal, the transmission haze is calculated from the following equation (6).
4) The parallel light transmittance Tpara calculated in the above 2) is converted into a value (Tpara @ 100 μm) when the film thickness t is 100 μm. Specifically, it may be applied to the following formula (7).
5) Parallel light transmittance (Tpara @ 100 μm) when the film thickness t calculated in 4) is 100 μm and total light transmittance (Ttotal @ 100 μm) when the film thickness t is 100 μm. From the following equation (8), the transmission haze (transmission haze @ 100 μm) when the film thickness t is 100 μm is calculated.
前述の透過偏光度、透過ヘイズ、および全光線透過率の測定は、例えば、日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計U−4100と、必要に応じて150φ積分球付属装置を用いて行えばよい。 The measurement of the transmission polarization degree, the transmission haze, and the total light transmittance described above may be performed using, for example, a spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation and a 150φ integrating sphere attachment device as necessary.
以上の通り、本発明の偏光性拡散フィルムは、光学特性においては主に、可視光線に対する「全光線透過率」、「透過偏光度」および「透過ヘイズ」の3つの光学特性で特徴付けられうる。つまり、本発明の偏光性拡散フィルムにおいて、3つの光学特性が高次元でバランスされている。特に、「単位厚み当たりの透過ヘイズ」と、「透過偏光度」との両立に利点がある。この利点は、後述のフィルムの結晶化度や「結晶性が相対的に高く、分子配向が相対的に強い部分」と「結晶性が相対的に低く、分子配向が相対的に弱い部分」との混在状態により実現されていると考えることができる。 As described above, the polarizing diffusion film of the present invention can be characterized mainly by three optical characteristics of “total light transmittance”, “transmission polarization degree”, and “transmission haze” with respect to visible light. . That is, in the polarizing diffusion film of the present invention, the three optical characteristics are balanced in a high dimension. In particular, there is an advantage in coexistence of “transmission haze per unit thickness” and “transmission polarization degree”. This advantage is that the degree of crystallinity of the film, which will be described later, and “parts with relatively high crystallinity and relatively strong molecular orientation” and “parts with relatively low crystallinity and relatively weak molecular orientation” It can be considered that it is realized by the mixed state of.
本発明の偏光性拡散フィルムは、前述の反射軸に平行方向の70℃で測定した引張弾性率Eと前記フィルムの平均厚さTとの積が350GPa・μm以上である。この積が大きいほどフィルムの剛性が高くなり、フィルムが熱に曝されてもシワなどがよりにくく形状安定性が高くなる。 In the polarizing diffuser film of the present invention, the product of the tensile elastic modulus E measured at 70 ° C. parallel to the reflection axis and the average thickness T of the film is 350 GPa · μm or more. The larger this product is, the higher the rigidity of the film is, and even when the film is exposed to heat, wrinkles are more difficult and the shape stability is higher.
引張弾性率Eは、以下の方法で求めることができる。ダンベル試験片(全長120mm、平行部長さ50mm、平行部幅10mm、チャック部幅25mm)を本発明のフィルムの反射軸とダンベルの長軸が平行になるように作製し、延伸温度70℃、予熱時間2分、延伸速度10mm/min.つまり延伸前のダンベル試験片の延伸方向の長さの20%を1分間で伸ばす速度で延伸し、引張弾性率Eを測定することができる。
また本発明の偏光性拡散フィルムは、前述の反射軸に平行方向に70℃で20%/分の速度で延伸した場合の反射軸に垂直方向かつ前記フィルムの主面と平行方向の破断伸びが5%以上である。
The tensile elastic modulus E can be obtained by the following method. A dumbbell test piece (total length: 120 mm, parallel part length: 50 mm, parallel part width: 10 mm, chuck part width: 25 mm) was prepared so that the reflection axis of the film of the present invention and the long axis of the dumbbell were parallel, stretching temperature 70 ° C., preheating Time 2 minutes, stretching speed 10 mm / min. That is, 20% of the length in the stretching direction of the dumbbell specimen before stretching can be stretched at a rate of stretching in 1 minute, and the tensile elastic modulus E can be measured.
The polarizing diffuser film of the present invention has a breaking elongation perpendicular to the reflection axis and parallel to the main surface of the film when stretched at a rate of 20% / min at 70 ° C. in the direction parallel to the reflection axis. 5% or more.
破断伸びは、以下の方法で求めることができる。ダンベル試験片(全長120mm、平行部長さ50mm、平行部幅10mm、チャック部幅25mm)を本発明のフィルムの反射軸とダンベルの長軸が垂直になるように作製し、延伸温度23℃、延伸速度10mm/min.つまり延伸前のダンベル試験片の延伸方向の長さの20%を1分間で伸ばす速度で延伸し、破断伸びを測定することができる。 The elongation at break can be determined by the following method. A dumbbell test piece (total length 120 mm, parallel part length 50 mm, parallel part width 10 mm, chuck part width 25 mm) was prepared so that the reflection axis of the film of the present invention and the long axis of the dumbbell were perpendicular to each other. Speed 10 mm / min. That is, the elongation at break can be measured by stretching 20% of the length in the stretching direction of the dumbbell specimen before stretching at a rate of stretching in 1 minute.
破断伸びが前述以上だと、本発明のフィルムを製造後、所定の大きさに加工する際に、フィルムに破断や割れが生じにくい。 When the elongation at break is greater than or equal to the above, when the film of the present invention is produced and processed into a predetermined size, the film is less likely to break or crack.
本発明の偏光性拡散フィルムは、結晶性樹脂の樹脂フィルムを含み、好ましくは結晶性樹脂の一軸延伸樹脂フィルムを含む。本発明の偏光性拡散フィルムは、さらに好ましくは実質的に1種類の結晶性樹脂の一軸延伸樹脂フィルムを含む。一軸延伸樹脂フィルムが、複数種の異なる樹脂からなる樹脂アロイであると、種類の異なる樹脂同士の間に界面が生じて相分離し易いためである。特に、複数種の樹脂同士の相溶性が低いと、界面の接着力が弱いため、延伸時に界面が剥離してボイドが生じ易くなる。ボイドが生じると、ボイドにおける光線散乱が強くなりすぎて光線損失の原因となり、光拡散性の制御が困難となる。 The polarizing diffusion film of the present invention includes a resin film of a crystalline resin, and preferably includes a uniaxially stretched resin film of a crystalline resin. The polarizing diffusion film of the present invention further preferably includes substantially one type of uniaxially stretched resin film of crystalline resin. This is because if the uniaxially stretched resin film is a resin alloy composed of a plurality of different resins, an interface is formed between the different types of resins and phase separation is likely to occur. In particular, when the compatibility between a plurality of types of resins is low, the adhesive force at the interface is weak, so that the interface is peeled off during stretching and voids are likely to occur. When a void occurs, light scattering in the void becomes too strong, causing light loss and making it difficult to control light diffusibility.
結晶性樹脂とは結晶性高分子を含む樹脂であり、結晶質領域の形成が多い樹脂材料である。ここで結晶性樹脂の固有複屈折が、一定以上の値であることが好ましい。 A crystalline resin is a resin containing a crystalline polymer, and is a resin material in which many crystalline regions are formed. Here, the intrinsic birefringence of the crystalline resin is preferably a certain value or more.
固有複屈折とは「高分子の分子配向性の高さを示すパラメータ」であり、以下の式で示される。下記式(9)において、Δnoは固有複屈折;nは平均屈折率;NAはアボガドロ数;ρは密度;Mは分子量;α1は分子鎖方向の分極率;α2は分子鎖と垂直方向の分極率を示す。
(数5)
Δno=(2π/9){(n2+2)2/n}(NA・ρ/M)(α1−α2)
式(9)
固有複屈折が高い樹脂は、延伸やその他の手段で加工したときに、分子が配向して、その複屈折が大きくなる特性を有する。
Intrinsic birefringence is a “parameter indicating the height of molecular orientation of a polymer” and is represented by the following equation. In Formula (9), Δn o is intrinsic birefringence; and alpha 2 is the molecular chain; n is an average refractive index; N A is Avogadro's number; [rho is the density; M is the molecular weight; alpha 1 is the polarizability of the molecular chain direction The polarizability in the vertical direction is shown.
(Equation 5)
Δn o = (2π / 9) {(n 2 +2) 2 / n} (N A · ρ / M) (α 1 -α 2)
Formula (9)
A resin having a high intrinsic birefringence has a characteristic that, when processed by stretching or other means, the molecules are oriented to increase the birefringence.
種々の樹脂の固有複屈折は、例えば特開2004−35347号公報などに記載されている。本発明の偏光性拡散フィルムに含まれる一軸延伸樹脂フィルムの結晶性樹脂の固有複屈折は、0.1以上であることが好ましい。固有複屈折が0.1以上である結晶性樹脂の例には、ポリエステル系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂および液晶性樹脂が含まれる。 The intrinsic birefringence of various resins is described in, for example, JP-A-2004-35347. The intrinsic birefringence of the crystalline resin of the uniaxially stretched resin film contained in the polarizing diffusion film of the present invention is preferably 0.1 or more. Examples of crystalline resins having an intrinsic birefringence of 0.1 or more include polyester resins, aromatic polyetherketone resins, and liquid crystalline resins.
固有複屈折が0.1以上であるポリエステル系樹脂の具体例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン-2,6-ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが含まれ、好ましくはポリエチレンレテフタレートまたはポリエチレン-2,6-ナフタレートである。固有複屈折が0.1以上であるポリエステル系樹脂の具体例には、さらに、前記ポリエステル樹脂の共重合体や、前記ポリステル樹脂にコモノマーとしてイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノール、ジメチルテレフタレートなどが0.1mol%以上含まれた樹脂も含まれる。 Specific examples of the polyester-based resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more include polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and the like, preferably polyethylene terephthalate or polyethylene-2. , 6-Naphthalate. Specific examples of the polyester resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more include 0.1 mol of a copolymer of the polyester resin, 0.1 mol of isophthalic acid, cyclohexanedimethanol, dimethyl terephthalate, and the like as a comonomer in the polyester resin. % Resin is also included.
固有複屈折が0.1以上である芳香族ポリエーテルケトン樹脂の具体例には、ポリエーテルエーテルケトンが含まれる。固有複屈折が0.1以上である液晶性樹脂の具体例には、エチレンテレフタレートとp−ヒドロキシ安息香酸の重縮合体が含まれる。 Specific examples of the aromatic polyetherketone resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more include polyetheretherketone. Specific examples of the liquid crystalline resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more include a polycondensate of ethylene terephthalate and p-hydroxybenzoic acid.
固有複屈折が0.1以上である結晶性樹脂の主成分は、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートの例には、テレフタル酸とエチレングリコールとをモノマー成分とする重縮合体(ホモポリマー);テレフタル酸とエチレングリコール以外のコモノマー成分をさらに含む共重合体(コポリマー)が含まれる。 The main component of the crystalline resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more is preferably polyethylene terephthalate. Examples of the polyethylene terephthalate include a polycondensate (homopolymer) containing terephthalic acid and ethylene glycol as monomer components; and a copolymer (copolymer) further containing a comonomer component other than terephthalic acid and ethylene glycol.
ポリエチレンテレフタレートのコポリマーにおけるコモノマー成分の例には、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分;アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸等のカルボン酸成分;およびジメチルテレフタレート等のエステル成分などが含まれる。 Examples of comonomer components in polyethylene terephthalate copolymers include diol components such as diethylene glycol, neopentyl glycol, polyalkylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol; adipic acid , Carboxylic acid components such as sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid; and ester components such as dimethyl terephthalate.
ポリエチレンテレフタレートのコポリマーにおけるコモノマー成分の含有量は、5重量%以下であることが好ましい。一般的に、コモノマー成分は、結晶化を阻害する傾向があるが、上記範囲であれば、後述する明暗構造の形成を阻害しないからである。コモノマー成分は、結晶化を阻害する傾向があるので、結晶性の低い暗部で比較的多く含まれてもよい。なお、暗部と明部にそれぞれ含まれるコモノマー成分等の含有量は、異なっていてもよい。 The content of the comonomer component in the polyethylene terephthalate copolymer is preferably 5% by weight or less. In general, the comonomer component tends to inhibit crystallization, but if it is within the above range, it does not inhibit the formation of a light-dark structure described later. Since the comonomer component tends to inhibit crystallization, the comonomer component may be contained in a relatively dark portion having low crystallinity. In addition, content, such as a comonomer component contained in a dark part and a bright part, respectively, may differ.
ポリエチレンテレフタレートの例には、同種類の樹脂の混合物として、前記ホモポリマーと前記コポリマーとの混合物;分子量の異なる前記ホモポリマー同士の混合物;分子量の異なる前記コポリマー同士の混合物なども含まれる。 Examples of polyethylene terephthalate include, as a mixture of the same kind of resin, a mixture of the homopolymer and the copolymer; a mixture of the homopolymers having different molecular weights; a mixture of the copolymers having different molecular weights.
ポリエチレンテレフタレートは、本発明の効果を損なわない範囲で、該ポリエチレンテレフタレートと相溶する異種類の樹脂を含んでもよい。このような異種類の樹脂の例には、ポリエチレンナフタレートやポリブチレンテレフタレート等が含まれる。ただし、異種類の樹脂を多く添加しすぎると相分離することがある。このため、異種類の樹脂の含有量は、ポリエチレンテレフタレートに対して5重量%以下であることが好ましい。異種類の樹脂とポリエチレンテレフタレートとの混合による相分離の形成を確実に抑制するために、ナフタレンジカルボン酸等をコモノマー成分として少量共重合させることが好ましい。 The polyethylene terephthalate may contain a different kind of resin that is compatible with the polyethylene terephthalate as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such different kinds of resins include polyethylene naphthalate and polybutylene terephthalate. However, phase separation may occur if too many different types of resins are added. For this reason, it is preferable that content of different kind of resin is 5 weight% or less with respect to a polyethylene terephthalate. In order to reliably suppress the formation of phase separation by mixing different types of resin and polyethylene terephthalate, it is preferable to copolymerize a small amount of naphthalenedicarboxylic acid or the like as a comonomer component.
ポリエチレンテレフタレートは、本発明の効果を損なわない範囲で、低分子量ワックス、可塑剤、高級脂肪酸およびその金属塩等のその他成分を含んでもよい。ポリエチレンテレフタレートは、重合段階または重合後において、結晶核剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、耐光剤、アンチブロッキング剤、増粘剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、顔料、難燃剤等の各種添加剤を含んでもよい。 Polyethylene terephthalate may contain other components such as a low molecular weight wax, a plasticizer, a higher fatty acid, and a metal salt thereof as long as the effects of the present invention are not impaired. Polyethylene terephthalate is a crystal nucleating agent, heat stabilizer, antioxidant, antistatic agent, lubricant, light-proofing agent, anti-blocking agent, thickener, UV absorber, fluorescent whitening agent, pigment in the polymerization stage or after polymerization. Various additives such as a flame retardant may be included.
結晶核剤は、主に、フィルムの機械的特性に影響をおよぼす、結晶化速度または結晶サイズを制御しうる。つまり、ポリエチレンテレフタレートの結晶化度は、樹脂の種類によってほぼ決定されるものであり、結晶核剤等の各種添加剤によって大きく影響されるものではない。結晶核剤の例には、リン酸、亜リン酸及びそれらのエステル並びにシリカ、カオリン、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、タルク、アルミナ等の無機粒子;各種有機粒子が含まれる。 Crystal nucleating agents can primarily control the crystallization rate or crystal size, which affects the mechanical properties of the film. That is, the crystallinity of polyethylene terephthalate is almost determined by the type of resin, and is not greatly influenced by various additives such as a crystal nucleating agent. Examples of the crystal nucleating agent include phosphoric acid, phosphorous acid and esters thereof, inorganic particles such as silica, kaolin, calcium carbonate, titanium dioxide, barium sulfate, talc, and alumina; various organic particles.
その他成分および各種添加剤の添加量は、ポリエチレンテレフタレートに対して5重量%以下であることが好ましい。その他成分および各種添加剤は、例えばppmオーダーなどの少量しか含まれない場合は、必ずしもポリエチレンテレフタレートに対して相溶性を有しなくてもよい。 The amount of other components and various additives added is preferably 5% by weight or less based on polyethylene terephthalate. Other components and various additives may not necessarily have compatibility with polyethylene terephthalate when only a small amount such as ppm order is contained.
本発明の偏光性拡散フィルムは紫外線をカットするための公知の紫外線吸収剤、難燃性向上のための公知の難燃剤、耐光性向上のための公知の耐光剤、表示装置の画質を調整するための色剤などが適量含まれていてもよい。 The polarizing diffuser film of the present invention adjusts the image quality of a known ultraviolet absorber for cutting ultraviolet rays, a known flame retardant for improving flame retardancy, a known light resistant agent for improving light resistance, and a display device. An appropriate amount of a coloring agent for the purpose may be included.
本発明の偏光性拡散フィルムの形状安定性を優先的に得るためには、結晶化度が8〜40%であることが好ましく;高い透過偏光度を優先的に得るためには、8〜35%であることが好ましい。また20〜35%であることがさらに好ましい。前述の所望の全光線透過率、透過ヘイズ、偏光選択性を得るためである。 In order to preferentially obtain the shape stability of the polarizing diffusion film of the present invention, the crystallinity is preferably 8 to 40%; in order to preferentially obtain a high transmission polarization degree, it is 8 to 35. % Is preferred. Moreover, it is more preferable that it is 20 to 35%. This is because the desired total light transmittance, transmission haze, and polarization selectivity described above are obtained.
結晶化度は、密度法による測定やX線回折法による測定から求めることができるが、本発明での結晶化度は、密度法により測定したものである。密度法とは、樹脂の密度から結晶化度を求める方法である。基準とする樹脂の密度は、例えば以下の文献に記載されている。 The crystallinity can be determined from the measurement by the density method or the measurement by the X-ray diffraction method, but the crystallinity in the present invention is measured by the density method. The density method is a method for obtaining the crystallinity from the density of the resin. The density of the reference resin is described in the following literature, for example.
R.de.P.Daubeny,C.W.Bunn,C.J.Brrown,Proc.Roy.Soc.,A226,531(1954)
樹脂の密度の測定の好ましい例には、密度勾配管法による測定が含まれる。密度勾配管法とはJIS−7112に規定されており、測定溶液の調製以外はJIS−7112に準じて行うことができる。密度勾配管法による密度測定は、例えば、密度勾配管法比重測定用水槽(OMD−6/池田理化工業株式会社)を用いて行えばよい。
R.de.P.Daubeny, CWBunn, CJBrrown, Proc.Roy.Soc., A226,531 (1954)
A preferable example of the measurement of the density of the resin includes measurement by a density gradient tube method. The density gradient tube method is defined in JIS-7112, and can be performed according to JIS-7112 except for the preparation of the measurement solution. The density measurement by the density gradient tube method may be performed using, for example, a density gradient tube method specific gravity measurement water tank (OMD-6 / Ikeda Rika Kogyo Co., Ltd.).
また、本発明の偏光性拡散フィルム内には、結晶相と非晶相とが混在する。本発明の偏光性拡散フィルムにおいて、「結晶性が相対的に高い部分」と「非晶性が相対的に高く結晶性が相対的に低い部分」との混在状態は、フィルムを薄切片化して観察した透過型電子顕微鏡(TEM)画像により観察されうる。その混在状態は、フィルムを薄切片化して観察したTEM画像により、「明暗構造」として観察されうる。 In addition, a crystalline phase and an amorphous phase are mixed in the polarizing diffusion film of the present invention. In the polarizing diffuser film of the present invention, the mixed state of “parts having relatively high crystallinity” and “parts having relatively high amorphous properties and relatively low crystallinity” is obtained by thinning the film. It can be observed by an observed transmission electron microscope (TEM) image. The mixed state can be observed as a “light / dark structure” by a TEM image obtained by observing a thin slice of the film.
TEMで観察される明暗構造とは、TEM画像において「明部」と「暗部」とが混在している構造;具体的には「明部」と「暗部」とが海島を形成している構造をいう。TEM像における「明部」と「暗部」の結晶性の比較は、後述の顕微ラマン分析(分解能1μm)で明部と暗部との両方横切るようにスキャンして、ラマンスペクトルを分析して確認されうる。 The light and dark structure observed by TEM is a structure in which “bright parts” and “dark parts” are mixed in a TEM image; specifically, a structure in which “bright parts” and “dark parts” form sea islands. Say. The comparison of crystallinity between “bright” and “dark” in the TEM image was confirmed by scanning the Raman spectrum and scanning both the bright and dark areas by microscopic Raman analysis (resolution: 1 μm) described later. sell.
明部と暗部とは、実質的に同一組成の樹脂で構成される。「明部と暗部とが実質的に同一組成の樹脂で構成される」とは、「明部を構成する樹脂」中に「明部とは異なる組成の樹脂粒子やフィラーなどで構成される暗部」がある状態ではなく;両者を構成する成分が、実質的に同一組成の樹脂成分であることを意味する。 The bright part and the dark part are made of substantially the same resin composition. “The bright part and the dark part are composed of a resin having substantially the same composition” means that “the dark part composed of resin particles or filler having a composition different from that of the bright part” in the “resin constituting the bright part”. Means that the components constituting both are substantially the same resin component.
図1Aは、反射軸に平行なフィルム断面TEM像であり;図1Bは、反射軸に垂直なフィルム断面TEM像である。図1Aおよび図1Bの撮像範囲のフィルム厚さ方向の距離は0.1μmであり、かつ撮像面積は120μm2である。反射軸に平行なフィルム断面TEM像には、反射軸方向に伸びた島部が見られる(図1A参照)。一方、反射軸方向に対して垂直なフィルム断面TEM像には、方向性の低い島部が見られる(図1B参照)。 FIG. 1A is a film cross-sectional TEM image parallel to the reflection axis; FIG. 1B is a film cross-sectional TEM image perpendicular to the reflection axis. The distance in the film thickness direction of the imaging range of FIGS. 1A and 1B is 0.1 μm, and the imaging area is 120 μm 2 . In the film cross-sectional TEM image parallel to the reflection axis, islands extending in the reflection axis direction are seen (see FIG. 1A). On the other hand, in the film cross-sectional TEM image perpendicular to the reflection axis direction, an island portion with low directivity is seen (see FIG. 1B).
TEM像における「明部」と「暗部」とは、必ずしも明らかではいないが、その部分の樹脂の密度や結晶性が異なると考えられる。密度や結晶性が相違するために、その屈折率や、配向性や、複屈折も相違すると考えられる。 The “bright part” and “dark part” in the TEM image are not necessarily clear, but it is considered that the resin density and crystallinity of the part are different. Since the density and crystallinity are different, the refractive index, orientation, and birefringence are also considered to be different.
フィルムの断面TEM像において、明部が、暗部に分散している場合には、それぞれを構成する樹脂の屈折率の違いから、フィルムの界面反射あるいは光散乱が生じる。したがって、フィルムの断面TEM像において、適度な量の明部が分散していれば、フィルムの透過ヘイズが好適な範囲に調整されうる。 In the cross-sectional TEM image of the film, when the bright portion is dispersed in the dark portion, the interface reflection or light scattering of the film occurs due to the difference in the refractive index of the resin constituting each. Therefore, if a moderate amount of bright portions are dispersed in the cross-sectional TEM image of the film, the transmission haze of the film can be adjusted to a suitable range.
TEM像における「明部」と「暗部」とは、その樹脂の密度・結晶化度の違いから配向性が異なり、複屈折に差が生じる。複屈折に差が生じる結果、延伸方向に対して平行な方向と垂直な方向とでは、異なる屈折率差が発生する。そのため、延伸方向に対して平行な偏光に対する反射率や光散乱と、垂直な偏光に対する反射率や光散乱に差が生じる。ポリエチレンテレフタレートのように、正の複屈折を有する結晶性樹脂では、延伸方向に対して平行方向の屈折率差が、垂直方向の屈折率差よりも大きくなるため、延伸方向に対して平行な偏光が、より反射および散乱されやすい。 The “bright part” and “dark part” in the TEM image have different orientations due to the difference in density and crystallinity of the resin, resulting in a difference in birefringence. As a result of the difference in birefringence, a difference in refractive index is generated between the direction parallel to the stretching direction and the direction perpendicular thereto. Therefore, there is a difference between reflectance and light scattering for polarized light parallel to the stretching direction and reflectance and light scattering for perpendicular polarized light. In a crystalline resin having positive birefringence, such as polyethylene terephthalate, the refractive index difference in the parallel direction to the stretching direction is larger than the refractive index difference in the vertical direction. Are more likely to be reflected and scattered.
フィルムの断面TEM像における明部と暗部との界面が多いほど、延伸方向に対して平行な偏光と垂直な偏光とで、反射量や散乱量の差が大きくなり、フィルムの透過偏光度が大きくなる。各明部の面積が大きすぎたり、明部が連結して互いに分離していなかったりすると、暗部との界面が少なくなる。一方、明部と暗部との界面が多すぎると、散乱しすぎて光線損失が増えたり偏光が乱れたりする。従って、フィルムの断面TEM像における明部が、適度な量、適度な形状で分散していることが重要である。 The more interfaces between the bright and dark parts in the cross-sectional TEM image of the film, the greater the difference in the amount of reflection and scattering between the polarized light parallel to the stretching direction and the polarized light, and the greater the degree of transmitted polarization of the film. Become. If the area of each bright part is too large, or if the bright parts are connected and not separated from each other, the interface with the dark part is reduced. On the other hand, if there are too many interfaces between the bright part and the dark part, the light will be scattered too much to increase the light loss or disturb the polarization. Therefore, it is important that the bright portions in the cross-sectional TEM image of the film are dispersed in an appropriate amount and in an appropriate shape.
フィルムの断面のTEM画像を得るには、まずフィルムを切断して薄切片試料を得る。前記切断面を、フィルムの反射軸方向に対して垂直として、かつフィルムの厚み方向に対して平行とする。薄切片試料は、一般的な手法で得ることができ、例えば樹脂包埋されたフィルムサンプルを、ウルトラミクロトームの試料ホルダーに固定し;剃刀刃を用いてトリミングを行い;ガラスナイフあるいは人工サファイヤナイフで面出しをして;ウルトラミクロトームのダイヤモンドナイフで0.1〜1μm厚みの薄切片を切り出す、ことにより得ることができる。 In order to obtain a TEM image of the cross section of the film, the film is first cut to obtain a thin slice sample. The cut surface is perpendicular to the direction of the reflection axis of the film and parallel to the thickness direction of the film. Thin section samples can be obtained by a general method, for example, a resin-embedded film sample is fixed to a sample holder of an ultramicrotome; trimming is performed using a razor blade; a glass knife or an artificial sapphire knife is used. It can be obtained by chamfering; cutting out a 0.1-1 μm thick slice with an ultramicrotome diamond knife.
得られた薄切片試料は、任意に染色をされてもよい。例えば、四酸化ルテニウム結晶の入った染色容器に切片試料を入れて、常温で約2時間蒸気染色してもよい。染色された、または染色されていない薄切片試料の切断面を、透過電子顕微鏡装置にて撮像して、TEM像(エンドビュー像)を得る。透過電子顕微鏡装置の例には、日立ハイテクノロジーズ社製H−7650が含まれる。加速電圧を、数10〜100kV程度に設定することが好ましい。観察倍率を、例えば、約1000〜20000倍とし;観察視野範囲を5〜20000μm2とすることが好ましく、10〜1000μm2とすることがより好ましい。約5000〜50000倍で画像を出力する。 The obtained thin slice sample may optionally be stained. For example, the section sample may be placed in a staining container containing ruthenium tetroxide crystals and vapor-stained at room temperature for about 2 hours. A cut surface of a stained or unstained thin section sample is imaged with a transmission electron microscope apparatus to obtain a TEM image (end-view image). Examples of the transmission electron microscope apparatus include H-7650 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. The acceleration voltage is preferably set to about several tens to 100 kV. The observation magnification, for example, from about 1,000 to 20,000 fold with; preferably to an observation visual field range and 5~20000Myuemu 2, and more preferably a 10 to 1000 [mu] m 2. An image is output at about 5000 to 50000 times.
出力されたTEM画像のピクセル(画素)ごとの明るさと、画像全体の明るさの平均とを得る。全ピクセルの数に対する、平均よりも明るいピクセルの数の比率を「明部の面積分率」とする。 The brightness of each pixel of the output TEM image and the average brightness of the entire image are obtained. The ratio of the number of pixels brighter than the average to the total number of pixels is defined as “bright area ratio”.
画像処理は、一般に利用されている画像解析ソフト(例えば WayneRasband作成のImageJ 1.32S)を用いて行うことができる。具体的には、TEM画像をJPEGなどの一般的な画像デジタルファイル(グレースケール、例えば256階調)として;ピクセル毎に階調を求めて、ピクセル数と階調とをヒストグラム化して、画像全体の平均階調を求めて;平均階調を閾値として二値化処理を行い、閾値以上の階調(明るい)のピクセルを1、閾値未満の階調(暗い)のピクセルを0として;全ピクセル数に対する、値1のピクセルの数を算出して、明部の面積分率とする。 Image processing can be performed using image analysis software that is generally used (for example, ImageJ 1.32S created by Wayne Rasband). Specifically, the TEM image is a general image digital file such as JPEG (grayscale, for example, 256 gradations); the gradation is obtained for each pixel, the number of pixels and the gradation are histogrammed, and the entire image The binarization process is performed using the average gradation as a threshold, and pixels with a gradation (bright) above the threshold are set to 1, and pixels with a gradation (dark) below the threshold are set to 0; all pixels The number of pixels of value 1 with respect to the number is calculated and used as the area fraction of the bright part.
なお、TEM観察状態あるいは画像出力における要因により、実際には同一の明るさを有するにも係わらず、出力された画像においては異なる明るさとして出力されることがある。例えば、画像の左側領域と右側領域とで、実際には同一の明るさを有するにも係わらず、異なる明るさとして出力されたり;画像の左側から右側にいくに従って、実際には同一の明るさを有するにも係わらず、徐々に明るくなる結果として出力されたりすることがある。このような場合には、バックグランド補正を行ってから、ヒストグラム化および平均階調算出、二値化処理をして、明部の面積分率を算出することが好ましい。 Note that due to factors in the TEM observation state or image output, the output image may be output as different brightness although it actually has the same brightness. For example, the left region and the right region of the image are output as different brightness although they actually have the same brightness; as they move from the left side to the right side of the image, the same brightness actually In spite of having, it may be output as a result of gradually becoming brighter. In such a case, it is preferable to calculate the area fraction of the bright part after performing background correction, and then performing histogram processing, average gradation calculation, and binarization processing.
本発明の偏光性拡散フィルムにおいて、「結晶性が相対的に高い部分」と「非晶性が相対的に高く結晶性が相対的に低い部分」との混在状態は、偏光性拡散フィルムの交差ニコル下での偏光顕微鏡画像により、「明暗構造」としても観察されうる。交差ニコル下での偏光顕微鏡画像では、「明部」が、結晶性が相対的に高い部分であり;「暗部」が、結晶性が相対的に低い部分である。交差ニコル下での偏光顕微鏡画像における「明部」と「暗部」の、結晶性および配向性の比較は、後述の顕微ラマン分析(分解能1μm)で明部と暗部との両方横切るようにスキャンして、ラマンスペクトルを分析して確認されうる。 In the polarizing diffuser film of the present invention, the mixed state of “a portion with relatively high crystallinity” and “a portion with relatively high amorphousness and relatively low crystallinity” is the crossing of the polarizing diffuser film. It can also be observed as a “bright / dark structure” by means of a polarization microscope image under Nicol. In a polarizing microscope image under crossed Nicols, “bright part” is a part with relatively high crystallinity; “dark part” is a part with relatively low crystallinity. To compare the crystallinity and orientation of “bright” and “dark” in polarized light microscope images under crossed Nicols, scan across both bright and dark areas by micro Raman analysis (resolution: 1 μm) described later. Thus, it can be confirmed by analyzing the Raman spectrum.
交差ニコル下での偏光顕微鏡画像における明部と暗部とは、TEM画像における場合と同様に、実質的に同一組成の樹脂(高分子)で構成される。「明部と暗部とが実質的に同一組成の樹脂で構成される」とは、明部を構成する成分と、暗部を構成する成分とが実質的に同一組成の樹脂成分であることを意味する。 The bright part and the dark part in the polarization microscope image under crossed Nicols are composed of a resin (polymer) having substantially the same composition as in the TEM image. “The bright portion and the dark portion are composed of a resin having substantially the same composition” means that the component constituting the bright portion and the component constituting the dark portion are substantially the same resin component. To do.
交差ニコル(直交ニコルを含む)下における偏光顕微鏡写真において、相対的に明るく見える部分(明部)は、結晶化度および配向度がいずれも高い傾向にあり、相対的に暗く見える部分(暗部)は、結晶化度および配向度がいずれも低い傾向にある。つまり、明部の結晶化度および配向度は、暗部の結晶化度および配向度よりも高い。結晶化度が大きいと、配向し易くなり;配向度が大きいと複屈折が大きくなる。したがって、「明部の結晶化度と配向度が暗部のそれよりも大きい」とは、「明部の複屈折が暗部よりも大きい」ことを意味する。 In polarized light micrographs under crossed Nicols (including crossed Nicols), portions that appear relatively bright (bright portions) tend to have higher crystallinity and orientation, and portions that appear relatively dark (dark portions) Tend to have low crystallinity and orientation. That is, the crystallinity and orientation of the bright part are higher than the crystallinity and orientation of the dark part. High crystallinity facilitates orientation; high orientation provides high birefringence. Therefore, “the crystallinity and orientation degree of the bright part are larger than that of the dark part” means that “the birefringence of the bright part is larger than that of the dark part”.
偏光顕微鏡画像は、透過像の入射光側、観察光側にそれぞれ偏光子(偏光フィルム)を配置した装置:NIKON OPTIPHOT−2を用いて観察される。偏光像は、撮影装置:CANON POWERSHOT A650を用いて、対物レンズ:×100、観察倍率:1000倍に設定して撮影される。 The polarization microscope image is observed using a device: NIKON OPTIPHOT-2 in which a polarizer (polarizing film) is arranged on the incident light side and the observation light side of the transmission image. A polarized image is photographed using an imaging device: CANON POWERSHOT A650 with an objective lens of x100 and an observation magnification of 1000 times.
フィルムの偏光顕微鏡画像は、フィルム表面をそのまま観察することにより得られるが、高い分析精度の偏光顕微鏡画像を得るためには、フィルムを切断して薄切片試料を得ることが好ましい。前記切断面を、フィルムの反射軸方向に対して平行として、かつフィルムの厚み方向に対して平行とする。薄切片試料は、前述と同様の一般的な手法で得ることができる。一軸延伸樹脂フィルムの延伸方向に対して平行な切断面を有する切片の厚みは、明暗構造を観察し易くする点から、0.5〜2μmであることが好ましく、さらにラマン分析の空間分解能が1μmであることを考慮すると、切片の厚みは1〜2μmであることがより好ましく、1μmであることがさらに好ましい。 A polarizing microscope image of a film can be obtained by observing the film surface as it is, but in order to obtain a polarizing microscope image with high analytical accuracy, it is preferable to obtain a thin slice sample by cutting the film. The cut surface is parallel to the reflection axis direction of the film and parallel to the thickness direction of the film. The thin slice sample can be obtained by the same general method as described above. The thickness of the section having a cut surface parallel to the stretching direction of the uniaxially stretched resin film is preferably 0.5 to 2 μm from the viewpoint of facilitating observation of the light-dark structure, and the spatial resolution of Raman analysis is 1 μm. Therefore, the thickness of the section is more preferably 1 to 2 μm, and further preferably 1 μm.
本発明における交差ニコル状態とは、フィルムサンプルを挟む2つの偏光子の偏光軸のなす角が互いに交差する状態(平行ニコルでない状態)をいう。2つの偏光子の偏光軸が交差する状態で、これらの偏光軸の交差する角度を変えて明暗コントラストが最も高くなる角度を探し;その角度(例えば90°など)で明暗像を観察することが好ましい。 The crossed Nicols state in the present invention refers to a state where the angles formed by the polarization axes of the two polarizers sandwiching the film sample intersect each other (a state where the Nicols are not parallel Nicols). When the polarization axes of two polarizers intersect, the angle at which these polarization axes intersect is changed to find the angle at which the contrast of light and dark becomes the highest; for example, the light and dark image can be observed at that angle (for example, 90 °). preferable.
本発明の偏光性拡散フィルムは形状安定性が高く、すなわち熱にさらされてもシワなどが発生しにくいことを特徴とする。 The polarizing diffuser film of the present invention is characterized by high shape stability, that is, wrinkles are not easily generated even when exposed to heat.
本発明の偏光性拡散フィルムは、後述するように、液晶表示装置内の光学フィルムとして用いられる。液晶表示装置内において、光学フィルムは加熱されて、約60℃にまで加温される。そのため、60℃で加熱したときでもシワが少ないことが求められる。 The polarizing diffusion film of the present invention is used as an optical film in a liquid crystal display device, as will be described later. In the liquid crystal display device, the optical film is heated and heated to about 60 ° C. Therefore, even when heated at 60 ° C., it is required that there are few wrinkles.
本発明の偏光性拡散フィルムの形状安定性は、後述の通り、主に延伸処理条件を調整することにより向上させることができる。 As described later, the shape stability of the polarizing diffuser film of the present invention can be improved mainly by adjusting the stretching treatment conditions.
2.偏光性拡散フィルムの製造方法
本発明の偏光性拡散フィルムの製造方法は、(1)延伸前の結晶化シートを得るステップと、(2)結晶化シートを一軸延伸するステップと、さらに必要に応じて(3)延伸したフィルムを弛緩するステップ(弛緩ステップ)とを経て製造されうる。
2. Manufacturing method of polarizing diffuser film The manufacturing method of the polarizing diffuser film of the present invention includes (1) a step of obtaining a crystallized sheet before stretching, (2) a step of uniaxially stretching the crystallized sheet, and further if necessary. (3) A step of relaxing the stretched film (relaxation step).
(1)延伸前の結晶化シートを得るステップ
延伸前の結晶化シート(以下、結晶化原反ともいう)は、所定の範囲の結晶化度と透過ヘイズを有することが重要である。延伸後のフィルムに適切な透過ヘイズと透過偏光度の両方を付与するためである。
(1) Step of obtaining a crystallized sheet before stretching It is important that a crystallized sheet before stretching (hereinafter also referred to as a crystallization raw fabric) has a crystallinity and a transmission haze within a predetermined range. This is for imparting both appropriate transmission haze and transmission polarization degree to the stretched film.
延伸前の結晶化シートの結晶化度は、2〜20%であることが好ましい。延伸前の結晶化シートの結晶化度が、このような範囲にあれば、延伸後の樹脂フィルムの結晶化度を、例えば8〜40%、好ましくは8〜35%に設定できるからである。 The crystallinity of the crystallized sheet before stretching is preferably 2 to 20%. This is because if the crystallinity of the crystallized sheet before stretching is in such a range, the crystallinity of the resin film after stretching can be set to, for example, 8 to 40%, preferably 8 to 35%.
延伸前の結晶化シートの結晶化度が高すぎると、結晶化シートが硬くなり、大きな延伸応力が必要となる。このため、結晶性が比較的高い部分だけでなく、結晶性が比較的低い部分も配向が強くなる。また、延伸前の結晶化シートの結晶化度が高すぎると、大きい結晶粒が含まれることがある。このため、一軸延伸させて得られたフィルムに、偏光性拡散フィルムとしての所望の光学特性が付与できなかったり、結晶化度が高すぎて延伸自体が困難になったりすることがある。一方、延伸前の結晶化シートの結晶化度が低すぎると、配向する結晶が少なく延伸応力があまりかからない。このため、結晶性が比較的高い部分も配向しにくくなる。 When the crystallinity of the crystallized sheet before stretching is too high, the crystallized sheet becomes hard and a large stretching stress is required. For this reason, not only the portion having relatively high crystallinity but also the portion having relatively low crystallinity has a strong orientation. Moreover, when the crystallinity degree of the crystallized sheet before extending | stretching is too high, a large crystal grain may be contained. For this reason, the film obtained by uniaxial stretching may not be provided with desired optical characteristics as a polarizing diffusion film, or the crystallinity may be too high to make stretching itself difficult. On the other hand, if the crystallinity of the crystallized sheet before stretching is too low, there are few crystals to be oriented, and the stretching stress is not so much. For this reason, it becomes difficult to orient even a portion having relatively high crystallinity.
延伸前の結晶化シートの結晶化度は、前述の通り、密度法による測定から求めることができる。結晶粒の大きさは、偏光顕微鏡による観察により求めることができる。 As described above, the crystallinity of the crystallized sheet before stretching can be determined from the measurement by the density method. The size of the crystal grains can be determined by observation with a polarizing microscope.
延伸前の結晶化シートの可視光線に対する透過ヘイズは、2〜70%であることが好ましく、2〜50%であることがより好ましい。延伸後のフィルムの透過ヘイズを適切に調整し、実用的な偏光度を得るためである。延伸前の結晶化シートの透過ヘイズは、前述の偏光性拡散フィルムの透過ヘイズと同様に測定されうる。ただし、延伸前の結晶化シートは光学的異方性をほとんど有さないので、その透過ヘイズの測定は、偏光性拡散フィルムの向きを変えて平均値を求める必要はない。 The transmission haze with respect to visible light of the crystallized sheet before stretching is preferably 2 to 70%, and more preferably 2 to 50%. This is for appropriately adjusting the transmission haze of the stretched film and obtaining a practical degree of polarization. The transmission haze of the crystallized sheet before stretching can be measured in the same manner as the transmission haze of the polarizing diffuser film described above. However, since the crystallized sheet before stretching has almost no optical anisotropy, the measurement of the transmission haze does not need to obtain the average value by changing the direction of the polarizing diffusion film.
以上の通り、延伸前の結晶化シートの結晶化度と透過ヘイズを所定の範囲に調整することが重要であり;延伸前の結晶化シートの結晶化度は2〜20%であり、かつ可視光線に対する透過ヘイズは2〜70%であることが好ましい。延伸後のフィルムに高い偏光性と拡散性の両方を付与するためである。 As described above, it is important to adjust the crystallinity and transmission haze of the crystallized sheet before stretching to a predetermined range; the crystallinity of the crystallized sheet before stretching is 2 to 20% and is visible. The transmission haze with respect to the light beam is preferably 2 to 70%. This is for imparting both high polarization and diffusibility to the stretched film.
延伸前の結晶化シートの厚みは、(2)延伸ステップによって得ようとする延伸フィルムの厚みと延伸倍率によって主に決められるが、好ましくは50〜2000μmであり、より好ましくは80〜1500μm程度である。 The thickness of the crystallized sheet before stretching is mainly determined by the thickness of the stretched film to be obtained by the stretching step (2) and the stretching ratio, but is preferably 50 to 2000 μm, more preferably about 80 to 1500 μm. is there.
延伸前の結晶化シートは、a)非晶状態のポリエステル樹脂シートをヘイズアップ結晶化させることにより得ることができるが、さらに必要に応じて、b)延伸前に予熱することで、さらにヘイズアップ結晶化させて得ることもあり、特に限定されない。 The crystallized sheet before stretching can be obtained by a) haze-up crystallization of a polyester resin sheet in an amorphous state, and further b) haze-up by preheating before stretching if necessary. It may be obtained by crystallization and is not particularly limited.
非晶状態のポリエステル樹脂シートは、市場から入手可能なものでもよく、押出成形などの公知のフィルム成形手段で作製されてもよい。ポリエステル樹脂からなるシートは、単層であっても、多層であっても構わない。 The amorphous polyester resin sheet may be commercially available, or may be produced by a known film forming means such as extrusion. The sheet made of polyester resin may be a single layer or a multilayer.
非晶状態のシートを構成するポリエステル樹脂は、一定量以下のコモノマー成分を含みうる。コモノマー成分は、樹脂の結晶化を阻害する傾向を有するため、ヘイズアップ結晶化における結晶化速度を精密に制御することができる。さらに、コモノマー成分を含むポリエステル樹脂は、溶融状態での粘度や固体状態での柔軟性が良好であるため、後述の(2)延伸ステップにおける成形性にも優れる。 The polyester resin constituting the amorphous sheet can contain a certain amount or less of a comonomer component. Since the comonomer component has a tendency to inhibit crystallization of the resin, the crystallization speed in haze-up crystallization can be precisely controlled. Furthermore, since the polyester resin containing a comonomer component has good viscosity in the molten state and flexibility in the solid state, it is excellent in moldability in the later-described (2) stretching step.
非晶状態のポリエステル樹脂のヘイズアップ結晶化は、非晶状態のポリエステル樹脂シートを、所定の温度および時間で加熱することにより得られる。非晶状態のポリエステル樹脂シートの加熱は、非晶状態のポリエステル樹脂シートを、延伸装置(例えば、テンター延伸機の予熱ゾーン)にセットして一定の張力がかかった状態で加熱してもよいし、延伸装置以外の加熱手段(例えば、ギアオーブン、加熱ロール、赤外線ヒーターあるいはこれらを組み合わせたもの)などで加熱してもよい。 The haze-up crystallization of the polyester resin in the amorphous state can be obtained by heating the polyester resin sheet in the amorphous state at a predetermined temperature and time. The amorphous polyester resin sheet may be heated by setting the amorphous polyester resin sheet in a stretching device (for example, a preheating zone of a tenter stretching machine) and applying a certain tension. Further, heating may be performed by heating means other than the stretching device (for example, a gear oven, a heating roll, an infrared heater, or a combination thereof).
非晶状態のポリエステル樹脂シートを加熱してヘイズアップ結晶化する場合の加熱温度(T1)は、ポリエステル樹脂の結晶化温度Tcの近傍に設定される。結晶化温度には、通常、冷結晶化温度Tccと溶融結晶化Thcがあるが、本発明における結晶化温度Tcは、冷結晶化温度Tccを意味する。ポリエステル樹脂の結晶化温度Tcは、通常、ポリエステル樹脂のガラス転移温度Tgと融解温度Tmとの間の温度範囲(Tg<Tc<Tm)にある。 The heating temperature (T1) when the amorphous polyester resin sheet is heated to cause haze-up crystallization is set in the vicinity of the crystallization temperature Tc of the polyester resin. The crystallization temperature usually includes a cold crystallization temperature Tcc and a melt crystallization Thc. In the present invention, the crystallization temperature Tc means the cold crystallization temperature Tcc. The crystallization temperature Tc of the polyester resin is usually in a temperature range (Tg <Tc <Tm) between the glass transition temperature Tg and the melting temperature Tm of the polyester resin.
非晶状態のポリエステル樹脂シートをヘイズアップ結晶化させ易くするために、加熱温度(T1)は、「Tc−40℃≦T1<Tm−10℃」であることが好ましく、「Tc−30℃≦T1<Tm−10℃」であることがより好ましい。ポリエチレンテレフタレートの場合、T1は約105〜180℃である。ここで、Tcはポリエステル樹脂の結晶化温度であり、Tmはポリエステル樹脂の融解温度である。たとえば、ポリエチレンテレフタレートの結晶化温度Tcは、約115〜170℃である。 In order to facilitate the haze-up crystallization of the polyester resin sheet in an amorphous state, the heating temperature (T1) is preferably “Tc−40 ° C. ≦ T1 <Tm−10 ° C.”, and “Tc−30 ° C. ≦ It is more preferable that “T1 <Tm−10 ° C.”. In the case of polyethylene terephthalate, T1 is about 105-180 ° C. Here, Tc is the crystallization temperature of the polyester resin, and Tm is the melting temperature of the polyester resin. For example, the crystallization temperature Tc of polyethylene terephthalate is about 115 to 170 ° C.
ポリエステル樹脂の結晶化温度(Tc)は、シートまたは結晶化していない状態の(過冷却状態にある)ポリエステル樹脂の示差走査熱量分析(DSC)により求めることが好ましい。示差走査熱量分析(DSC)は、JIS K7122に準拠して行えばよい。ポリエステル樹脂の融解温度(Tm)も、JIS K7122に従って示差走査熱量分析により求めることが好ましい。 The crystallization temperature (Tc) of the polyester resin is preferably determined by differential scanning calorimetry (DSC) of the sheet or the polyester resin that is not crystallized (in a supercooled state). Differential scanning calorimetry (DSC) may be performed in accordance with JIS K7122. The melting temperature (Tm) of the polyester resin is also preferably determined by differential scanning calorimetry according to JIS K7122.
非晶状態のポリエステル樹脂シートを加熱してヘイズアップ結晶化する場合の加熱時間は、結晶化シートが一定の結晶化度(例えば、2〜20%)と透過ヘイズ(例えば2〜70%)を満たすように設定されればよい。加熱時間が長いと結晶化度も高くなる。一方、加熱時間が短いと結晶化度も低くなる。非晶状態のポリエステル樹脂シートを加熱してヘイズアップ結晶化する場合の加熱時間は、加熱温度(T1)やシートの厚み、シートを構成する樹脂の分子量、添加剤およびコポリマーの種類や量または加熱方法によって異なるが、5秒〜20分であり、好ましくは10秒〜10分である。 The heating time in the case of heating and crystallizing an amorphous polyester resin sheet is such that the crystallization sheet has a certain degree of crystallinity (for example, 2 to 20%) and transmission haze (for example, 2 to 70%). What is necessary is just to set so that it may satisfy | fill. The longer the heating time, the higher the crystallinity. On the other hand, when the heating time is short, the crystallinity is also lowered. The heating time for heating and crystallizing an amorphous polyester resin sheet is the heating temperature (T1), the thickness of the sheet, the molecular weight of the resin constituting the sheet, the types and amounts of additives and copolymers, or heating. Although depending on the method, it is 5 seconds to 20 minutes, preferably 10 seconds to 10 minutes.
例えば、非晶状態のポリエチレンテレフタレートからなるシートを120℃のギアオーブンで加熱処理する場合、加熱時間は、1.5〜10分程度であることが好ましく、1.5〜7分程度であることがより好ましい。また120℃の加熱ロールで加熱する場合は10〜100秒であることが好ましく、より好ましくは15〜60秒である。 For example, when a sheet made of amorphous polyethylene terephthalate is heat-treated in a gear oven at 120 ° C., the heating time is preferably about 1.5 to 10 minutes, preferably about 1.5 to 7 minutes. Is more preferable. Moreover, when heating with a 120 degreeC heating roll, it is preferable that it is 10 to 100 second, More preferably, it is 15 to 60 second.
ただし、延伸前の予熱をさらに行う場合は、この予熱においても、結晶化シートがさらに結晶化する場合がある。その場合、ヘイズアップ結晶化における加熱時間を、延伸前の予熱を考慮して、適宜短めに設定してもよい。 However, when preheating before stretching is further performed, the crystallization sheet may be further crystallized even in this preheating. In that case, the heating time in the haze-up crystallization may be appropriately shortened in consideration of preheating before stretching.
いずれにしても、ヘイズアップ結晶化のための加熱温度および加熱時間は、加熱方法や、ライン速度および熱風の風量などの影響を考慮して、適宜調整されうる。 In any case, the heating temperature and heating time for haze-up crystallization can be appropriately adjusted in consideration of the heating method, the line speed, the amount of hot air, and the like.
前記の通り、ヘイズアップ結晶化されたシートを、さらに延伸前に予熱してもよい。延伸前の予熱とは、延伸装置にセットされたシートを延伸直前に加熱することで、延伸に適した柔らかさにすることである。 As described above, the haze-up crystallized sheet may be further preheated before stretching. The preheating before stretching is to make the sheet set in the stretching apparatus soft before the stretching to make it suitable for stretching.
延伸前の予熱によっても、結晶化が進行する場合がある。その場合には、ヘイズアップ結晶化の条件(加熱温度や加熱時間)を調整しておくことが好ましい。 Crystallization may also proceed due to preheating before stretching. In that case, it is preferable to adjust the conditions (heating temperature and heating time) for haze-up crystallization.
延伸前の予熱における予熱温度(T2)は、結晶化シートを延伸に適した柔らかさにするため、ガラス転移温度Tgの近傍温度以上の範囲に設定される。予熱温度(T2)は、後述する延伸温度(T3)と同じであってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる結晶化シートの場合は、樹脂の粘度や結晶化シートの結晶化度、更にはライン速度や風量によって異なるが予熱温度(T2)を概ね95〜180℃とする。 The preheating temperature (T2) in the preheating before stretching is set to a range equal to or higher than the vicinity of the glass transition temperature Tg in order to make the crystallized sheet soft enough for stretching. The preheating temperature (T2) may be the same as the stretching temperature (T3) described later. For example, in the case of a crystallized sheet made of polyethylene terephthalate, the preheating temperature (T2) is set to approximately 95 to 180 ° C., although it varies depending on the viscosity of the resin, the crystallinity of the crystallized sheet, and the line speed and air volume.
延伸前の予熱における予熱時間は、延伸開始時の結晶化シートが所定の予熱温度に到達するよう適宜調整され得る。予熱時間が長すぎると、結晶化シートの結晶化度を過剰に(例えば、30%超に)高め、延伸自体を困難にすることがある。一方、延伸前の予熱時間が短すぎると、延伸開始時の結晶化シートの温度が充分高まらないため、延伸応力が高すぎて延伸が困難になる。例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる結晶化シートの場合、予熱時間は0.1〜10分であることが好ましい。 The preheating time in preheating before stretching can be appropriately adjusted so that the crystallization sheet at the start of stretching reaches a predetermined preheating temperature. If the preheating time is too long, the crystallinity of the crystallized sheet may be excessively increased (for example, more than 30%), and stretching itself may be difficult. On the other hand, if the preheating time before stretching is too short, the temperature of the crystallized sheet at the start of stretching is not sufficiently high, so that the stretching stress is too high and stretching becomes difficult. For example, in the case of a crystallized sheet made of polyethylene terephthalate, the preheating time is preferably 0.1 to 10 minutes.
いずれにしても、予熱温度T2および予熱時間は、ライン速度や熱風の風量などの影響を考慮して、適宜調整されうる。 In any case, the preheating temperature T2 and the preheating time can be appropriately adjusted in consideration of the influence of the line speed, the amount of hot air, and the like.
(2)延伸ステップについて
延伸ステップは、「延伸前の結晶化シート」を延伸するステップである。「延伸前の結晶化シート」とは、前述のヘイズアップ結晶化により得られたシートであってもよいし;ヘイズアップ結晶化後、さらに予熱して得られたシートであってもよいし;その他のプロセスで得られたシートでもよい。
(2) Stretching step The stretching step is a step of stretching the “crystallized sheet before stretching”. The “crystallized sheet before stretching” may be a sheet obtained by the above-described haze-up crystallization; it may be a sheet obtained by further preheating after the haze-up crystallization; Sheets obtained by other processes may be used.
延伸により、透過ヘイズと透過偏光度が制御されたフィルムを得る。ポリエステル樹脂からなる延伸前の結晶化シートを、一軸延伸する手段は特に限定されない。「一軸延伸」とは、一軸方向の延伸を意味するが、本発明の効果を損なわない程度に、当該一軸方向とは異なる方向に延伸されていてもよい。用いる延伸設備などによっては、一軸方向に延伸しようとしても、当該一軸方向とは異なる方向にも、実質的に延伸されることがある。前記「一軸延伸」には、このような延伸も含まれると解される。 By stretching, a film in which the transmission haze and the transmission polarization degree are controlled is obtained. The means for uniaxially stretching the crystallized sheet before stretching made of a polyester resin is not particularly limited. “Uniaxial stretching” means stretching in a uniaxial direction, but may be stretched in a direction different from the uniaxial direction to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Depending on the stretching equipment used, even if it is intended to stretch in a uniaxial direction, it may be substantially stretched in a direction different from the uniaxial direction. The “uniaxial stretching” is understood to include such stretching.
例えば、所望とする延伸方向に対して垂直な方向にも、シートが延伸されることがある。通常、純然たる一軸延伸とは、延伸前のシート原反4辺のうちの相対する2辺だけを固定して、延伸方向に垂直な方向の両端をフリーな状態にして延伸する(「横フリー一軸延伸」ともいう)。横フリー一軸延伸では、延伸に伴い延伸方向に垂直な方向はポアソン変形により収縮する。よって、延伸方向に垂直な方向には延伸されない。 For example, the sheet may be stretched in a direction perpendicular to the desired stretching direction. In general, pure uniaxial stretching means that only two opposite sides of the four original sheets before stretching are fixed and stretched with both ends in a direction perpendicular to the stretching direction in a free state (“transverse free” Also referred to as “uniaxial stretching”). In transverse free uniaxial stretching, the direction perpendicular to the stretching direction contracts due to Poisson deformation along with stretching. Therefore, it is not stretched in a direction perpendicular to the stretching direction.
一方、原反の4辺を固定(クランプ)する場合、一方向にのみ原反を延伸しても、延伸方向に垂直な方向の端部は固定されている(「横固定一軸延伸」ともいう)ため収縮できず、延伸方向に垂直な方向にも、僅かではあるが実質的に延伸されたことになる。 On the other hand, when fixing (clamping) the four sides of the original fabric, even if the original fabric is stretched only in one direction, the ends in the direction perpendicular to the stretching direction are fixed (also referred to as “laterally fixed uniaxial stretching”). Therefore, the film could not be shrunk, and the film was substantially stretched slightly in the direction perpendicular to the stretching direction.
前記「一軸延伸」は、横フリー一軸延伸および横固定一軸延伸を含む。横フリー一軸延伸の例には、ロール延伸法等が含まれ、横固定一軸延伸には、上記以外にテンター法による横一軸延伸が含まれる。 The “uniaxial stretching” includes lateral free uniaxial stretching and lateral fixed uniaxial stretching. Examples of the transverse free uniaxial stretching include a roll stretching method and the like, and the transverse fixed uniaxial stretching includes lateral uniaxial stretching by a tenter method in addition to the above.
一軸延伸の延伸速度は特に限定されないが、5〜500%/秒とすることが好ましく、より好ましくは9〜500%/秒、さらに好ましくは9〜300%/秒である。延伸速度とは、初期のサンプル長さをLoとし、時間t後における延伸されたサンプルの長さをLとしたとき、以下の式(10)で表される。延伸速度が速すぎると、延伸応力が増大して設備への負担が大きくなり、結果として均一に延伸し難いことがある。一方、延伸速度が遅すぎると、生産速度が極端に遅くなるため、生産性が低下することがある。
(数6)
延伸速度(%/秒)=(L−Lo)/Lo/t×100 … 式(10)
延伸速度は、延伸前の結晶化シートの結晶化度によって変わりうる。結晶化シートの結晶化度が高くなるほど、フィルムが硬くなって延伸応力が大きくなるため、最適な延伸速度は低くなる傾向がある。
The stretching speed of uniaxial stretching is not particularly limited, but is preferably 5 to 500% / second, more preferably 9 to 500% / second, and still more preferably 9 to 300% / second. The stretching speed is represented by the following formula (10), where Lo is the initial sample length and L is the length of the stretched sample after time t. If the stretching speed is too high, the stretching stress increases and the burden on the equipment increases, and as a result, uniform stretching may be difficult. On the other hand, if the stretching speed is too slow, the production speed is extremely slow, and the productivity may be reduced.
(Equation 6)
Stretching speed (% / second) = (L−Lo) / Lo / t × 100 (10)
The stretching speed can vary depending on the crystallinity of the crystallized sheet before stretching. As the crystallinity of the crystallized sheet increases, the film becomes harder and the stretching stress increases, so the optimum stretching speed tends to decrease.
例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる結晶化シートを約120℃で延伸する場合、延伸速度は5〜220%/secであることが好ましい。なお、延伸工程の初期から後期にわたって延伸速度は必ずしも一定でなくてもよく、例えば初期は25%/secとし、全体として10%/secとしてもよい。 For example, when a crystallized sheet made of polyethylene terephthalate is stretched at about 120 ° C., the stretching speed is preferably 5 to 220% / sec. Note that the stretching speed is not necessarily constant from the initial stage to the latter stage of the stretching process. For example, the stretching speed may be 25% / sec in the initial stage and 10% / sec as a whole.
延伸温度(T3)が高いと、延伸時に結晶化シートにかかる応力が小さいため、結晶性が比較的高い部分ではなく、結晶性が比較的低い部分があまり配向せずに伸びてしまう。延伸温度(T3)が低いと、延伸時に結晶化シートにかかる応力が大きいため、結晶性が比較的高い部分だけではなく、結晶性が比較的低い部分も配向する。例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる結晶化シートを延伸する場合、延伸温度(T3)は80〜125℃であることが好ましい。延伸温度を下げ、または延伸速度を上げることで反射軸(延伸軸)に平行方向の70℃で測定した引張弾性率Eを大きくすることができる。延伸温度(T3)は、予熱ステップにおける予熱温度(T2)と同じであっても異なってもよい。 When the stretching temperature (T3) is high, the stress applied to the crystallization sheet at the time of stretching is small, so that the portion with relatively low crystallinity and not the portion with relatively low crystallinity are stretched without much orientation. When the stretching temperature (T3) is low, the stress applied to the crystallization sheet during stretching is large, so that not only a portion with relatively high crystallinity but also a portion with relatively low crystallinity is oriented. For example, when a crystallized sheet made of polyethylene terephthalate is stretched, the stretching temperature (T3) is preferably 80 to 125 ° C. The tensile modulus E measured at 70 ° C. parallel to the reflection axis (stretching axis) can be increased by lowering the stretching temperature or increasing the stretching speed. The stretching temperature (T3) may be the same as or different from the preheating temperature (T2) in the preheating step.
延伸倍率も、選択する樹脂に応じて選択され、特に限定されない。ポリエステル系樹脂の場合は、2〜10倍が好ましい。延伸倍率が大きすぎると、延伸切れが発生する可能性が高くなることがあり、小さすぎると十分な分子配向状態が得られないことがある。 The draw ratio is also selected according to the resin to be selected, and is not particularly limited. In the case of a polyester resin, 2 to 10 times is preferable. If the draw ratio is too large, the possibility of stretching breakage may increase, and if it is too small, a sufficient molecular orientation state may not be obtained.
延伸ステップにより得られる延伸後のフィルムの厚みは、20〜500μmであり、好ましくは30〜300μmである。薄すぎるフィルムは、十分な剛性を有さず、平面性を保持し難くなり、取り扱いや液晶表示装置への組み込みが困難になる場合がある。一方、厚すぎるフィルムは、ロール形態に巻くことが困難であったり、必要樹脂量が増えて生産性を低下させたりする場合がある。
延伸倍率を下げる、または後述の弛緩温度を下げることにより破断伸び率を大きくすることができる。
The thickness of the stretched film obtained by the stretching step is 20 to 500 μm, preferably 30 to 300 μm. A film that is too thin does not have sufficient rigidity, makes it difficult to maintain flatness, and may be difficult to handle and incorporate into a liquid crystal display device. On the other hand, a film that is too thick may be difficult to wind in a roll form, or may increase productivity by reducing the amount of resin required.
The elongation at break can be increased by lowering the draw ratio or lowering the relaxation temperature described below.
従来のフィルム製造条件で、結晶性樹脂の原反や結晶化シートを一軸延伸した場合、原反段階で存在する微結晶(一般的にはラメラ晶で構成される球晶)や結晶化シートの球晶の大部分が解体され、一様に分子鎖が引き伸ばされることが多かった。このため、得られる延伸フィルムは、ほぼ均一な配向構造を有し、透明性も高かった。これに対して、本発明の一軸延伸樹脂フィルムは、ポリエステル樹脂を、所定の条件で結晶化させた結晶化シートを一軸延伸して得られることから、前述のような特定の明暗構造が得られる。これにより、所望の光学特性を発現する延伸フィルムを得ることができる。 In the conventional film production conditions, when the original film or crystallized sheet of crystalline resin is uniaxially stretched, microcrystals (generally spherulites composed of lamellar crystals) or crystallized sheets existing in the original film stage Most of the spherulites were dismantled and molecular chains were often stretched uniformly. For this reason, the stretched film obtained had a substantially uniform orientation structure and high transparency. On the other hand, the uniaxially stretched resin film of the present invention is obtained by uniaxially stretching a crystallized sheet obtained by crystallizing a polyester resin under predetermined conditions, so that the specific light-dark structure as described above is obtained. . Thereby, the stretched film which expresses a desired optical characteristic can be obtained.
(3)弛緩ステップについて
(2)延伸ステップで得られた延伸フィルムは、弛緩されることが好ましい。弛緩は、加熱することで、フィルムを弛緩(収縮)させることにより、弛緩後のフィルムの長期寸法維持性を高めるための処理である。いずれの方向に弛緩させてもよいが、延伸方向は弛緩させることが好ましい。一方、延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向には、弛緩させても弛緩させなくてもよい。好ましくは、延伸方向にも、延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向にも弛緩させる。
(3) Regarding Relaxation Step (2) The stretched film obtained in the stretching step is preferably relaxed. Relaxation is a process for enhancing the long-term dimensional maintenance of the film after relaxation by relaxing (shrinking) the film by heating. Although it may be relaxed in any direction, it is preferable to relax in the stretching direction. On the other hand, the film may be relaxed or not relaxed in a direction perpendicular to the stretching direction and parallel to the main surface of the film. Preferably, the film is relaxed both in the stretching direction and in a direction perpendicular to the stretching direction and parallel to the main surface of the film.
弛緩温度は、ガラス転移温度Tg以上の温度とすることが好ましく、(融解温度Tm−30)℃以下とすることが好ましい。弛緩温度が高すぎると、フィルムを構成する樹脂の結晶化が進行して、偏光選択性が低下したり、フィルムが破断しやすくなったりすることがある。 The relaxation temperature is preferably a glass transition temperature Tg or higher, and is preferably (melting temperature Tm-30) ° C. or lower. If the relaxation temperature is too high, crystallization of the resin constituting the film proceeds, and the polarization selectivity may be lowered, or the film may be easily broken.
弛緩は、延伸フィルムを実質的に固定せずに行うことが好ましい。実質的に固定しないとは、フィルムが収縮可能な状態をいう。したがって、張力がかからない状態であれば、フィルムを固定していてもかまわない。例えば、延伸方向に弛緩する場合は、テンター延伸した場合に、テンター幅よりも狭い幅で延伸フィルムを固定していてもよい。 The relaxation is preferably performed without substantially fixing the stretched film. “Not substantially fixed” means a state in which the film can shrink. Accordingly, the film may be fixed as long as no tension is applied. For example, when relaxing in the stretching direction, the stretched film may be fixed with a width narrower than the tenter width when the tenter is stretched.
弛緩処理による、延伸方向の弛緩率は、1%以上20%以下が好ましい。より好ましくは、2%以上、18%以下であり、さらに好ましくは、2.4%以上、15%以下である。また、弛緩処理による、延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向の弛緩率は、0.3%以上3%以下が好ましく、0.5%以上3%以下がより好ましい。 The relaxation rate in the stretching direction by the relaxation treatment is preferably 1% or more and 20% or less. More preferably, they are 2% or more and 18% or less, More preferably, they are 2.4% or more and 15% or less. Further, the relaxation rate in the direction perpendicular to the stretching direction and parallel to the main surface of the film by the relaxation treatment is preferably 0.3% or more and 3% or less, and more preferably 0.5% or more and 3% or less.
弛緩率があまりに大きい場合は有効幅が狭くなる為、生産性の観点から望ましくない。弛緩率とは、弛緩前の特定方向のフィルム長さに対する、弛緩により収縮した前記特定方向のフィルム長さの比率をいう。例えば、延伸方向の弛緩率とは、弛緩前の延伸方向のフィルム長さに対する、弛緩により収縮した延伸方向のフィルム長さの比率をいう。弛緩率の測定方法としては、例えば、弛緩処理前に延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向に2本標線を引いて;前記2本の標線間距離d1を測定し;弛緩処理後に2本の標線間距離d2を再測定し、
(数7)
弛緩率(%)=100×(d1−d2)/d1 … 式(11)
により、延伸方向の弛緩率が測定できる。
When the relaxation rate is too large, the effective width becomes narrow, which is not desirable from the viewpoint of productivity. The relaxation rate refers to the ratio of the film length in the specific direction contracted by relaxation to the film length in the specific direction before relaxation. For example, the relaxation rate in the stretching direction refers to the ratio of the film length in the stretching direction contracted by relaxation to the film length in the stretching direction before relaxation. As a method for measuring the relaxation rate, for example, before the relaxation treatment, two benchmarks are drawn in a direction perpendicular to the stretching direction and parallel to the main surface of the film; the distance d1 between the two benchmarks is measured. Re-measure the distance d2 between the two marked lines after the relaxation treatment;
(Equation 7)
Relaxation rate (%) = 100 × (d1−d2) / d1 (11)
Thus, the relaxation rate in the stretching direction can be measured.
弛緩処理により、延伸方向にも、延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向にも弛緩させることができる。延伸方向への弛緩と、前記延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向の弛緩とは、同時におこなってもよく、逐次的に行ってもよい。両方向の弛緩を同時に行えば、弛緩により生じる応力によって、偏光性拡散フィルムが変形することが抑制でき、好ましい場合がある。両方向の弛緩を同時に行うには、延伸方向にも、前記延伸方向と直交しかつ前記フィルムの主面と平行な方向にも、張力がかからない状態(実質的に固定しない状態)にして、弛緩するフィルムを加熱すればよい。 By the relaxation treatment, the film can be relaxed both in the stretching direction and in a direction perpendicular to the stretching direction and parallel to the main surface of the film. The relaxation in the stretching direction and the relaxation in the direction orthogonal to the stretching direction and parallel to the main surface of the film may be performed simultaneously or sequentially. If relaxation is performed in both directions at the same time, deformation of the polarizing diffusion film due to stress caused by relaxation can be suppressed, which may be preferable. In order to perform relaxation in both directions at the same time, relaxation is performed in a state where no tension is applied (substantially not fixed) in both the stretching direction and the direction orthogonal to the stretching direction and parallel to the main surface of the film. What is necessary is just to heat a film.
一方、フィルムを固定した状態で熱固定を行う場合、長期寸法維持性を高めるには、弛緩の場合と比べて高温で実施する必要があったり、長時間実施する必要があったりする。そのためよりミクロ構造が乱れやすく偏光選択性を低下させやすい。ここで、フィルムを固定するとは、フィルムが自由に収縮できない状態をいう。 On the other hand, when heat fixing is performed in a state where the film is fixed, in order to improve long-term dimensional maintenance, it is necessary to carry out at a higher temperature than in the case of relaxation, or to carry out for a long time. Therefore, the microstructure is more likely to be disturbed and the polarization selectivity is likely to be lowered. Here, fixing the film means a state in which the film cannot freely shrink.
弛緩は、延伸フィルムを延伸装置内から取り出すことなく、弛緩してもよいし、延伸フィルムを延伸装置から取り出し、別途の手段で弛緩してもよい。 The relaxation may be performed without removing the stretched film from the stretching apparatus, or the stretched film may be removed from the stretching apparatus and relaxed by a separate means.
3.偏光性拡散フィルムの用途
本発明の偏光性拡散フィルムは、好ましくは液晶表示装置の光学フィルムとして用いられる。本発明の偏光性拡散フィルムの少なくとも一方の面の表面形状を、集光機能を有する表面形状にしたり、本発明の偏光性拡散フィルムと集光機能を有する樹脂層とを積層させ偏光性拡散フィルム積層体にするのも好ましい態様である。このような態様にすることで、液晶表示装置内に配設したときに、液晶表示装置の輝度、特に正面輝度を高めることができる。
3. Use of Polarizing Diffusion Film The polarizing diffusion film of the present invention is preferably used as an optical film of a liquid crystal display device. The surface shape of at least one surface of the polarizing diffusion film of the present invention is changed to a surface shape having a condensing function, or the polarizing diffusion film of the present invention is laminated with a resin layer having a condensing function. It is also a preferred embodiment to form a laminate. By setting it as such an aspect, when arrange | positioning in a liquid crystal display device, the brightness | luminance of a liquid crystal display device, especially front luminance can be raised.
また、集光機能を有する表面形状や樹脂層は、本発明の偏光性拡散フィルムの一方の面だけが有するのがより好ましい。例えば、偏光性拡散フィルムを、液晶表示装置の部材として用いる場合には、「偏光板と接する側の表面」に集光機能を有する表面形状や樹脂層を有することが好ましい。偏光性拡散フィルムの表面を集光機能を有する形状にしたり、集光機能を有する樹脂層と積層することにより、入射光を偏光選択性により選択的に透過し、拡散性により斜め方向に出射する偏光を正面方向に集めることができるので、正面輝度がより向上する。 Further, it is more preferable that the surface shape and the resin layer having a light collecting function are provided only on one surface of the polarizing diffusion film of the present invention. For example, when the polarizing diffuser film is used as a member of a liquid crystal display device, it is preferable that the “surface on the side in contact with the polarizing plate” has a surface shape having a light collecting function or a resin layer. By making the surface of the polarizing diffusion film into a shape having a condensing function or laminating with a resin layer having a condensing function, incident light is selectively transmitted by polarization selectivity and emitted obliquely by diffusivity. Since the polarized light can be collected in the front direction, the front luminance is further improved.
また、本発明の偏光性拡散フィルムの少なくとも一方の面を、光拡散機能を有する表面形状にしたり、本発明の偏光性拡散フィルムと光拡散機能を樹脂層とを積層させ偏光性拡散フィルム積層体にするのも好ましい態様である。このような態様にすることで、偏光性拡散フィルムを液晶表示装置内に配設したときに、液晶バックライト用面光源に用いられる導光板に印刷されたドットパターンを隠蔽することができる。また、プリズムシートやマイクロレンズシートなどの光学素子を使用することによって生じるモアレや明るさムラを隠蔽したり、他の光学素子と本偏光性拡散フィルムが密着するのをより効果的に防ぐこともできる。 Further, at least one surface of the polarizing diffusion film of the present invention is formed into a surface shape having a light diffusing function, or the polarizing diffusing film laminate is formed by laminating the polarizing diffusing film of the present invention and a resin layer having the light diffusing function. It is also a preferred embodiment. By setting it as such an aspect, when a polarizing diffuser film is arrange | positioned in a liquid crystal display device, the dot pattern printed on the light-guide plate used for the surface light source for liquid crystal backlights can be concealed. It also conceals moiré and brightness unevenness caused by the use of optical elements such as prism sheets and microlens sheets, and more effectively prevents other optical elements and the polarizing diffuser film from coming into close contact with each other. it can.
例えば、集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状や樹脂層を本発明の偏光性拡散フィルムの「偏光板と接する側の表面」に有し、前記表面の他方の面に他の光学素子との密着防止を目的も持つ光拡散機能を有する表面形状や樹脂層を有する態様も好ましい態様である。このように、集光機能および/または光拡散機能と偏光反射特性とを併せもつ本発明の偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体は、従来から用いられるプリズムフィルム、マイクロレンズフィルム、または光拡散フィルムなどと、偏光性拡散フィルムとを組み合わせる場合よりも、低コストで輝度や隠蔽性や密着防止性などをより向上させることができる。なお前記表面形状や樹脂層は、集光機能と光拡散機能の両方を有していても良いし、一方のみを有していても良い。 For example, a surface shape or a resin layer having a light collecting function and / or a light diffusing function is provided on the “surface on the side in contact with the polarizing plate” of the polarizing diffusion film of the present invention, and another optical material is provided on the other surface of the surface An embodiment having a surface shape having a light diffusing function and also having a resin layer for the purpose of preventing adhesion to the element is also a preferred embodiment. As described above, the polarizing diffuser film or the polarizing diffuser film laminate of the present invention having both the light collecting function and / or the light diffusing function and the polarized light reflection characteristic is a prism film, a microlens film, or a light used conventionally. Luminance, concealment, adhesion prevention and the like can be further improved at a lower cost than when a diffusion film or the like is combined with a polarizing diffusion film. The surface shape and the resin layer may have both a light collecting function and a light diffusing function, or may have only one of them.
従来から用いられるプリズムフィルム、マイクロレンズフィルム、または光拡散フィルムなどとして一般的なフィルムは、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを表面加工したフィルムである。これらのフィルムと、偏光選択性を有する偏光性拡散フィルムとを組み合わせても、二軸延伸PETフィルムの位相差が大きいため、選択された偏光が二軸延伸PETフィルムを透過するときに、偏光が乱れる。そのため、偏光反射の効果が損なわれる。また、プリズムフィルムまたはマイクロレンズフィルムと偏光性拡散フィルムとを組み合わせて用いる場合に比べて、本発明の偏光性拡散フィルムは、コスト低減を実現し、且つ、液晶表示装置の厚みを減らすこともできる。 A film generally used as a prism film, a microlens film, a light diffusion film, or the like conventionally used is a film obtained by surface-treating a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film. Even if these films are combined with a polarizing diffusion film having polarization selectivity, the phase difference of the biaxially stretched PET film is large, so that when the selected polarized light passes through the biaxially stretched PET film, Disturbed. Therefore, the effect of polarization reflection is impaired. In addition, the polarizing diffusion film of the present invention can realize cost reduction and can also reduce the thickness of the liquid crystal display device as compared with the case where a prism film or microlens film and a polarizing diffusion film are used in combination. .
集光機能あるいは光拡散機能を有する表面形状や樹脂層の例には、一次元プリズム状(図2参照)、二次元プリズム状(図3参照)、マイクロレンズ状(図4参照)、レンチキュラーレンズ状、ウェーブ状、不定形の凹凸状、粒子を含有する樹脂層状などが含まれるが、特に限定されない。 Examples of surface shapes and resin layers having a condensing function or a light diffusing function include a one-dimensional prism shape (see FIG. 2), a two-dimensional prism shape (see FIG. 3), a microlens shape (see FIG. 4), and a lenticular lens. Shape, wave shape, irregular shape of irregular shape, resin layer shape containing particles, and the like, but are not particularly limited.
一次元プリズム状とは、複数の三角柱が列状に配置されている状態をいう(図2参照)。図2には、一次元プリズム状の表面形状を有する偏光性拡散フィルムの、プリズムの稜線に対して垂直な断面図が示される。プリズムピッチP1は等ピッチでも不等ピッチでも良いが約1〜200μmであることが好ましく、プリズム頂角θ1は約60〜120度であることが好ましく、プリズムの高さh1は約0.4〜110μmであることが好ましい。プリズムの稜線は、偏光性拡散フィルムの反射軸に平行に沿っているか、または直交していることが好ましい。偏光性拡散フィルムの製造において、フィルムのシート取り効率を高めるためである。 The one-dimensional prism shape means a state in which a plurality of triangular prisms are arranged in a row (see FIG. 2). FIG. 2 shows a cross-sectional view of a polarizing diffuser film having a one-dimensional prism-like surface shape perpendicular to the ridge line of the prism. The prism pitch P1 may be equal or unequal, but is preferably about 1 to 200 μm, the prism apex angle θ1 is preferably about 60 to 120 degrees, and the prism height h1 is about 0.4 to It is preferable that it is 110 micrometers. It is preferable that the ridge line of the prism is parallel to or orthogonal to the reflection axis of the polarizing diffusion film. This is to increase the sheet take-up efficiency of the polarizing diffusion film.
二次元プリズム状とは、複数の四角錐がマトリクス状に配置されている状態をいう(図3参照)。図3には、二次元プリズム状の表面形状を有する偏光性拡散フィルムの、断面を含む斜視図が示される。四角錐の頂点同士の距離P2は等ピッチでも不等ピッチでも良いが約1〜200μmであることが好ましく;四角錐の底面からの高さh2は約0.4〜110μmであることが好ましい。プリズム頂角θ2は、約60〜120度であればよい。 The two-dimensional prism shape means a state in which a plurality of quadrangular pyramids are arranged in a matrix (see FIG. 3). FIG. 3 shows a perspective view including a cross section of a polarizing diffusion film having a two-dimensional prism-like surface shape. The distance P2 between the apexes of the quadrangular pyramids may be equal or unequal, but is preferably about 1 to 200 μm; the height h2 from the bottom of the quadrangular pyramids is preferably about 0.4 to 110 μm. The prism apex angle θ2 may be about 60 to 120 degrees.
マイクロレンズ状とは、複数の凸レンズがフィルム表面に配置されている状態をいう(図4参照)。凸レンズは、規則性をもって配置されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。規則性をもった配置とは、最密充填されるように配置されることなどをいう。レンズ形状は球面、非球面のいずれかに特に限定されず、形状及び大きさは所望する集光性能および光拡散性能に応じて適宜選択される。図4(A)には、マイクロレンズ形状の表面形状を有する偏光性拡散フィルムの上面図が示され;図4(B)には、フィルムの断面図が示される。各マイクロレンズのレンズ径Dは約4〜200μmであることが好ましく、レンズの高さh’は約2〜100μmであることが好ましい。 The microlens shape means a state where a plurality of convex lenses are arranged on the film surface (see FIG. 4). The convex lenses may be arranged with regularity or may be arranged randomly. Arrangement with regularity refers to arrangement so as to be closely packed. The lens shape is not particularly limited to either a spherical surface or an aspherical surface, and the shape and size are appropriately selected according to the desired light collection performance and light diffusion performance. FIG. 4 (A) shows a top view of a polarizing diffuser film having a microlens-shaped surface shape; FIG. 4 (B) shows a cross-sectional view of the film. The lens diameter D of each microlens is preferably about 4 to 200 μm, and the lens height h ′ is preferably about 2 to 100 μm.
レンチキュラーレンズ状とは、複数の平凸シリンドリカルレンズが列状に配置されている状態をいう。前記平凸シリンドリカルレンズのレンズピッチは等ピッチでも不等ピッチでも良いが約1〜200μmであることが好ましく、レンズの曲面部の高さは、約0.5〜100μmであることが好ましい。前記平凸シリンドリカルレンズの断面の曲線部は、円弧状、非円弧状のいずれかに特に限定されず、形状及び大きさは所望する集光性能及び光拡散性能に応じて適宜選択される。 The lenticular lens shape means a state in which a plurality of plano-convex cylindrical lenses are arranged in a row. The lens pitch of the plano-convex cylindrical lens may be equal or unequal, but is preferably about 1 to 200 μm, and the height of the curved surface portion of the lens is preferably about 0.5 to 100 μm. The curved portion of the cross section of the plano-convex cylindrical lens is not particularly limited to either an arc shape or a non-arc shape, and the shape and size are appropriately selected according to the desired light collection performance and light diffusion performance.
不定形の凹凸状とは、特定の形状ではなく、サイズや大きさがランダムな凹凸が形成されている状態をいう。不定形な凹凸は実質的にランダムに形成されていればよく、一定のランダムな凹凸のパターンが繰り返し存在していても良い。凹凸の高さは特に限定されず、所望する集光性能及び光拡散性能に応じて適宜選択されるが、凹凸の最下点と最上点の間隔は、約0.5〜100μmであることが好ましい。 The irregular irregular shape refers to a state in which irregularities having a random size and size are formed instead of a specific shape. The irregular irregularities only need to be formed substantially randomly, and a certain random irregular pattern may exist repeatedly. The height of the unevenness is not particularly limited, and is appropriately selected according to the desired light collecting performance and light diffusion performance, but the interval between the lowest point and the highest point of the unevenness is about 0.5 to 100 μm. preferable.
粒子を含有する樹脂層とは、粒子を混ぜ込んだ樹脂の層が形成されている層をいう。粒子の素材、形状および大きさは、所望する集光性能および光拡散性能に応じて適宜選択され特に限定されないが、例えば、粒子の素材は透明なものが好ましく;形状は球状、長球状、キューブ状あるいは棒状などが好ましく;平均粒子径は約0.5〜200μmであることが好ましい。粒子を含有した樹脂層の表面形状は特に限定されず、混ぜ込んだ粒子形状に沿った凹凸があっても良いし;平面状であっても良いし;一次元プリズム状、二次元プリズム状、マイクロレンズ状、レンチキュラーレンズ状、ウェーブ状、不定形の凹凸状などであっても良い。 The resin layer containing particles refers to a layer in which a resin layer mixed with particles is formed. The material, shape, and size of the particles are appropriately selected according to the desired light collecting performance and light diffusion performance, and are not particularly limited. For example, the material of the particles is preferably transparent; the shape is spherical, oval, cube The average particle size is preferably about 0.5 to 200 μm. The surface shape of the resin layer containing particles is not particularly limited, and may have irregularities along the mixed particle shape; it may be planar; one-dimensional prism shape, two-dimensional prism shape, It may be a microlens shape, a lenticular lens shape, a wave shape, an irregular shape, or the like.
本発明の集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状や樹脂層を備えた偏光性拡散フィルムの厚さは、集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状や樹脂層の厚さを合わせて、20〜650μmであることが好ましい。 The thickness of the polarizing diffuser film having the surface shape and / or the resin layer having the light collecting function and / or the light diffusing function of the present invention is the thickness of the surface shape and the resin layer having the light collecting function and / or the light diffusing function. The total thickness is preferably 20 to 650 μm.
前記の通り、本発明の偏光性拡散フィルムの表面は、集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状を有してもよいが、当該表面形状は、前述の一軸延伸樹脂フィルム自体の表面形状であってもよく;一軸延伸樹脂フィルムの表面に別個に配置された樹脂層の形状であってもよい。 As described above, the surface of the polarizing diffusion film of the present invention may have a surface shape having a light collecting function and / or a light diffusion function, but the surface shape is the surface of the uniaxially stretched resin film itself. It may be in the shape; it may be in the shape of a resin layer separately disposed on the surface of the uniaxially stretched resin film.
集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状や樹脂層を形成する方法は特に限定されず、慣用の方法を利用することができる。例えば、一軸延伸樹脂フィルム自体の表面形状を、集光機能および/または光拡散機能を有する表面形状にするには、一軸延伸樹脂フィルムの表面に金型を、例えば樹脂のガラス転移温度Tg以上、結晶化温度Tc以下の温度条件で熱プレスして、冷却固化後、金型を剥離することにより形成すればよい。熱プレスは、平板積層プレスのほか、賦形ロールを用いたロールプレス、ダブルベルトプレスなどの方法を用いて行うことができる。 A method for forming a surface shape or a resin layer having a light collecting function and / or a light diffusing function is not particularly limited, and a conventional method can be used. For example, in order to change the surface shape of the uniaxially stretched resin film itself to a surface shape having a light collecting function and / or a light diffusion function, a mold is placed on the surface of the uniaxially stretched resin film, for example, a glass transition temperature Tg or more of the resin, What is necessary is just to heat-press on the temperature conditions below crystallization temperature Tc, and to form by peeling a metal mold | die after cooling solidification. The heat press can be performed by using a method such as a roll press using a shaping roll, a double belt press, etc. in addition to a flat plate laminating press.
また、フィルムの表面に別個に配置された集光機能および/または光拡散機能を有する樹脂層を形成するには、例えば、フィルムの表面に、熱硬化樹脂あるいは活性エネルギー線硬化樹脂を注入した金型を重ねて密着状態として;加熱あるいはこれに活性エネルギー線を照射して樹脂硬化を行い;金型を剥離すればよい。一方で、粒子含有した樹脂層を形成するには、例えば、熱硬化樹脂あるいは活性エネルギー線硬化樹脂と、粒子、および溶媒などを十分に混合し;前記と同様にこの混合物を注入した金型にフィルム表面を密着して樹脂硬化を行ない形成するか;あるいはグラビアコート法などの方法で前記混合物をフィルム表面に塗布し;必要に応じて所定の温度で乾燥後;加熱あるいは活性エネルギー線を照射して樹脂硬化して形成すればよい。混合物の塗布方法としては、グラビアコートのほか、キスコート、バーコート、ダイコートなどの方法を用いて行なうことができる。活性エネルギー線硬化樹脂の例には、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂などが含まれる。 Further, in order to form a resin layer having a light collecting function and / or a light diffusing function separately arranged on the surface of the film, for example, a gold in which a thermosetting resin or an active energy ray curable resin is injected on the surface of the film The molds are stacked and brought into close contact; the resin is cured by heating or irradiation with active energy rays; the mold may be peeled off. On the other hand, in order to form a resin layer containing particles, for example, a thermosetting resin or an active energy ray curable resin, particles, and a solvent are sufficiently mixed; The film surface is adhered and cured to form the resin; or the mixture is applied to the film surface by a method such as gravure coating; after drying at a predetermined temperature if necessary; heating or irradiation with active energy rays Then, the resin may be cured. As a method for applying the mixture, in addition to gravure coating, methods such as kiss coating, bar coating, and die coating can be used. Examples of the active energy ray curable resin include an ultraviolet ray curable resin and an electron beam curable resin.
本発明の偏光性拡散フィルムの表面に、公知の易接着処理や易滑処理を施してもよい。さらに偏光性拡散フィルムの表面に、公知の処理方法により反射防止処理やアンチニュートンリング処理、帯電防止処理、ハードコート処理を施してもよい。 The surface of the polarizing diffusion film of the present invention may be subjected to known easy adhesion treatment or easy slip treatment. Further, the surface of the polarizing diffusion film may be subjected to an antireflection treatment, an anti-Newton ring treatment, an antistatic treatment or a hard coat treatment by a known treatment method.
4.液晶表示装置
本発明の偏光性拡散フィルムは、液晶表示装置の光学フィルムとして用いられることが好ましい。具体的に、本発明の液晶表示装置は、(A)液晶バックライト用面光源、(B)少なくとも1の光学素子および/またはエアギャップ、(C)本発明の偏光性拡散フィルムまたは本発明の偏光性拡散フィルム積層体ならびに(D)液晶セルを2以上の偏光板で挟んでなる液晶パネルを含む。ここで、前記(A)から(D)の各部材は、上記の順に配設されている。
4). Liquid crystal display device The polarizing diffusion film of the present invention is preferably used as an optical film of a liquid crystal display device. Specifically, the liquid crystal display device of the present invention comprises (A) a surface light source for a liquid crystal backlight, (B) at least one optical element and / or an air gap, (C) the polarizing diffusion film of the present invention or the present invention. A polarizing diffuser film laminate and (D) a liquid crystal panel comprising a liquid crystal cell sandwiched between two or more polarizing plates are included. Here, the members (A) to (D) are arranged in the order described above.
(A)液晶バックライト用面光源
液晶バックライト用面光源は、公知の光源を導光板側面に配設したサイドライト(エッジライト)型面光源、あるいは拡散板下に公知の光源を配列させた直下型面光源などでありうる。公知の光源の例には、冷陰極管(CCFL)や熱陰極管(HCFL)、外部電極蛍光管(EEFL)、平面蛍光管(FFL)、発光ダイオード素子(LED)、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)が含まれる。
(A) Surface light source for liquid crystal backlight The surface light source for liquid crystal backlight is a sidelight (edge light) type surface light source in which a known light source is disposed on the side of the light guide plate, or a known light source is arranged under the diffusion plate. It can be a direct type surface light source. Examples of known light sources include cold cathode fluorescent lamps (CCFL), hot cathode fluorescent lamps (HCFL), external electrode fluorescent lamps (EEFL), flat fluorescent lamps (FFL), light emitting diode elements (LEDs), organic electroluminescent elements (OLEDs). ) Is included.
(B)光学素子および/またはエアギャップ
光学素子とは、液晶バックライト用面光源からの光を集光および/または拡散する素子である。前記光学素子の例には、フィラーあるいはビーズ含有のバインダーを塗装した拡散フィルム、プリズムシート、およびマイクロレンズシートが含まれる。
(B) Optical element and / or air gap An optical element is an element that condenses and / or diffuses light from a surface light source for a liquid crystal backlight. Examples of the optical element include a diffusion film, a prism sheet, and a microlens sheet coated with a binder containing beads or beads.
エアギャップとは、液晶バックライト用面光源と本発明の偏光性拡散フィルムの間に設けられる空気層である。この空気層は液晶バックライト用面光源と偏光性反射フィルムとの間の反射界面となり、かつ液晶バックライト用面光源からの光を集光および/または拡散することができる。エアギャップの例には、プリズムシートの凹部に形成される空気層が含まれる。 An air gap is an air layer provided between the surface light source for liquid crystal backlights and the polarizing diffusion film of the present invention. This air layer becomes a reflective interface between the liquid crystal backlight surface light source and the polarizing reflective film, and can collect and / or diffuse light from the liquid crystal backlight surface light source. Examples of the air gap include an air layer formed in the concave portion of the prism sheet.
(D)液晶セルを2以上の偏光板で挟んでなる液晶パネル
液晶セルは、二枚の基板の間にシールされた液晶を含む装置である。基板は、公知の材料で構成されればよく、その例には、ガラス板、プラスチックフィルムが含まれる。偏光板も公知の材料で構成されていればよく、その例には、二色性色素を用いた二色性偏光板が含まれる。下部偏光板は、(A)面光源側に配置され;上部偏光板は、表示画面側に配置される。下部偏光板の吸収軸と、上部偏光板の吸収軸とは、互いに直交している。
(D) A liquid crystal panel in which a liquid crystal cell is sandwiched between two or more polarizing plates. A liquid crystal cell is a device including liquid crystal sealed between two substrates. The substrate may be made of a known material, and examples thereof include a glass plate and a plastic film. The polarizing plate may also be made of a known material, and examples thereof include a dichroic polarizing plate using a dichroic dye. The lower polarizing plate is disposed on the (A) surface light source side; the upper polarizing plate is disposed on the display screen side. The absorption axis of the lower polarizing plate and the absorption axis of the upper polarizing plate are orthogonal to each other.
大型の表示画面(例えば20インチ以上)を有する液晶表示装置では、一般的に偏光板の吸収軸が表示画面の横方向と一致していることが多い。一方、中小型の表示画面(例えば20インチ未満)を有する液晶表示装置では、一般的に偏光板の吸収軸を、表示画面の縦横に対して、45°傾けて配置することが多い。 In a liquid crystal display device having a large display screen (for example, 20 inches or more), in general, the absorption axis of the polarizing plate often coincides with the horizontal direction of the display screen. On the other hand, in a liquid crystal display device having a small and medium display screen (for example, less than 20 inches), generally, the absorption axis of the polarizing plate is often disposed at an angle of 45 ° with respect to the vertical and horizontal directions of the display screen.
前記(A)〜(D)の各部材は、(A),(B),(C),(D)の順に配置されていることが好ましい。図5は、本発明の液晶表示装置の一例を示す分解図である。図5において(A)サイドライト型の液晶バックライト用面光源は、導光板50と反射シート60と光源70とで構成される。図5には、(C)偏光性拡散フィルム30と、ビーズ塗布型拡散フィルム等の(B)光学素子40とが示される。なお、図5において光学素子40が、複数枚配置される態様もありうるし、配置されない態様もありうる。(D)液晶パネルは、液晶セル10と上部偏光板20と下部偏光板21とで構成される。なお(C)に本発明の偏光性拡散フィルム積層体を用いても良い。 The members (A) to (D) are preferably arranged in the order of (A), (B), (C), and (D). FIG. 5 is an exploded view showing an example of the liquid crystal display device of the present invention. In FIG. 5, (A) a side light type liquid crystal backlight surface light source includes a light guide plate 50, a reflection sheet 60, and a light source 70. FIG. 5 shows (C) a polarizing diffusion film 30 and (B) an optical element 40 such as a bead-coated diffusion film. In FIG. 5, there may be a mode in which a plurality of optical elements 40 are arranged, or a mode in which no optical element 40 is arranged. (D) The liquid crystal panel includes a liquid crystal cell 10, an upper polarizing plate 20, and a lower polarizing plate 21. In addition, you may use the polarizing diffusion film laminated body of this invention for (C).
図6は、本発明の液晶表示装置の他の例を示す分解図である。(A)サイドライト型の液晶バックライト用面光源に代えて、(A)直下型面光源と、拡散板とが配置された以外は、図5の液晶表示装置とほぼ同様に構成される。(A)直下型面光源は、面内に配列された光源70と、反射シート60とで構成される。拡散板80は、(A)直下型面光源と、拡散フィルム、プリズムシート、マイクロレンズシート等の(B)光学素子40との間に配置される。なお、図6において、光学素子40が、複数枚配置される態様もありうるし、配置されない態様もありうる。 FIG. 6 is an exploded view showing another example of the liquid crystal display device of the present invention. (A) Instead of the side light type liquid crystal backlight surface light source, (A) a direct type surface light source and a diffusion plate are arranged, and the liquid crystal display device of FIG. (A) The direct type surface light source includes a light source 70 arranged in the plane and a reflection sheet 60. The diffusing plate 80 is disposed between (A) the direct type surface light source and (B) the optical element 40 such as a diffusing film, a prism sheet, or a microlens sheet. In FIG. 6, there may be a mode in which a plurality of optical elements 40 are arranged, or a mode in which no optical element 40 is arranged.
図7は、本発明の液晶表示装置の表示機構を説明する図である。図7において、偏光性拡散フィルム30の延伸軸が、紙面水平となるように配置されている。偏光性拡散フィルム30は、その延伸軸に垂直な偏光を透過させ、延伸軸と平行な偏光を反射する性能を有する。下部偏光板21は、吸収軸が紙面水平となるように配置されている。 FIG. 7 is a view for explaining the display mechanism of the liquid crystal display device of the present invention. In FIG. 7, the extending | stretching axis | shaft of the polarizing diffuser film 30 is arrange | positioned so that it may become horizontal on the paper surface. The polarizing diffusion film 30 has a performance of transmitting polarized light perpendicular to the stretching axis and reflecting polarized light parallel to the stretching axis. The lower polarizing plate 21 is disposed so that the absorption axis is horizontal to the paper surface.
光源から発せられた非偏光100は、偏光性拡散フィルム30の延伸軸に平行な偏光方向を有する偏光Pと、偏光性拡散フィルム30の延伸軸に垂直な偏光方向を有する偏光Vとを有する。非偏光100に含まれる偏光Vの多くは、偏光性拡散フィルム30を透過し、偏光V101となる。偏光V101は、下部偏光板21に吸収されずに透過し、表示光となる。偏光V101の大部分は、偏光を維持したまま光線出射方向に拡散しているため、広い視野角において表示光となる。 The non-polarized light 100 emitted from the light source has polarized light P having a polarization direction parallel to the stretching axis of the polarizing diffusion film 30 and polarized light V having a polarization direction perpendicular to the stretching axis of the polarizing diffusion film 30. Most of the polarized light V included in the non-polarized light 100 passes through the polarizing diffusion film 30 and becomes polarized light V101. The polarized light V101 is transmitted without being absorbed by the lower polarizing plate 21 and becomes display light. Since most of the polarized light V101 is diffused in the light emission direction while maintaining the polarized light, it becomes display light in a wide viewing angle.
一方、非偏光100に含まれる偏光Pの一部は、偏光性拡散フィルム30を透過して拡散し、偏光P102となる。偏光P102は、下部偏光板21で吸収される。また、非偏光100に含まれる偏光Pの残りの多くは反射されて、反射された光の多くは偏光P103となる。 On the other hand, a part of the polarized light P included in the non-polarized light 100 is transmitted through the polarizing diffusion film 30 and diffused to become polarized light P102. The polarized light P <b> 102 is absorbed by the lower polarizing plate 21. Further, most of the remaining polarized light P included in the non-polarized light 100 is reflected, and most of the reflected light becomes polarized light P103.
偏光P103は、さらに光学素子や反射シート(いずれも図示せず)で反射されるとともに偏光が解消され、反射光104となる。反射光104は、非偏光100として再利用される。本発明の液晶表示装置は、このような機構により、光を再利用できるので、視野角を広げつつ輝度を高くすることが可能となる。 The polarized light P <b> 103 is further reflected by an optical element and a reflection sheet (both not shown), and the polarized light is canceled to become reflected light 104. The reflected light 104 is reused as non-polarized light 100. Since the liquid crystal display device of the present invention can reuse light by such a mechanism, it is possible to increase the luminance while widening the viewing angle.
図7に示す装置においては、偏光性拡散フィルム30は、該偏光性拡散フィルム30の反射軸(一軸延伸で作製した場合は、延伸軸)が下部偏光板21の吸収軸とほぼ平行となるように設置されることが好ましい。表示光の量を多くし、かつ光の利用効率を高められるからである。 In the apparatus shown in FIG. 7, the polarizing diffuser film 30 is such that the reflection axis of the polarizing diffuser film 30 (or the stretched axis when produced by uniaxial stretching) is substantially parallel to the absorption axis of the lower polarizing plate 21. It is preferable that it is installed in. This is because the amount of display light can be increased and the light utilization efficiency can be increased.
本発明の液晶表示装置において、(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体は、前記(D)液晶パネルに隣接して配置されることが好ましい。このような構成とすると、従来の液晶表示装置において(B)と(D)の間に配置された「上拡散フィルム」などが不要となりうる。すなわち、本発明の液晶用表示装置は、優れた偏光拡散性を有する(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体を有するので、上拡散フィルム等の部材を有しなくても、輝度ムラが少なく、かつ輝度が向上されている。 In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that (C) the polarizing diffusion film or the polarizing diffusion film laminate is disposed adjacent to the (D) liquid crystal panel. With such a configuration, the “upper diffusion film” disposed between (B) and (D) in the conventional liquid crystal display device may be unnecessary. That is, since the liquid crystal display device of the present invention has (C) a polarizing diffusion film or a polarizing diffusion film laminate having excellent polarization diffusivity, the luminance can be obtained without having a member such as an upper diffusion film. There is little unevenness and the luminance is improved.
もちろん、(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体と(D)液晶パネルの間に、他のフィルムを配置してもよいが、この場合は、当該他のフィルムは、(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体から透過した偏光Vを、あまり乱さない、反射しない、または吸収しないフィルムとすることが好ましい。 Of course, another film may be disposed between (C) the polarizing diffusion film or polarizing diffusion film laminate and (D) the liquid crystal panel. In this case, the other film is (C) The polarized light V transmitted from the polarizing diffuser film or the polarizing diffuser film laminate is preferably a film that does not disturb, reflect, or absorb much.
前述の通り、(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体の表面に一次元プリズムが形成されている場合には、そのプリズムの稜線が、一軸延伸樹脂フィルムの延伸方向と平行または垂直に配置されることが好ましい。一方、本発明のフィルムの反射軸方向と平行に配置される下側偏光板の吸収軸は、前述の通り一般的に大型の表示画面(例えば20インチ以上)を有する液晶表示装置(例えば液晶テレビ)の表示画面の縦方向と平行に配置されることが多い。 As described above, when a one-dimensional prism is formed on the surface of the polarizing diffusion film or polarizing diffusion film laminate (C), the ridge line of the prism is parallel or perpendicular to the stretching direction of the uniaxially stretched resin film. It is preferable to arrange | position. On the other hand, the absorption axis of the lower polarizing plate arranged parallel to the reflection axis direction of the film of the present invention is generally a liquid crystal display device (for example, a liquid crystal television) having a large display screen (for example, 20 inches or more) as described above. ) Is often arranged parallel to the vertical direction of the display screen.
したがって、一次元プリズムの稜線が、本発明のフィルムの反射軸方向と平行に配置された場合には、表示画面の縦方向と平行となることが多い。一次元プリズムの稜線が、延伸樹脂フィルムの延伸方向と平行であると、偏光選択性の向上が見込まれる。 Therefore, when the ridge line of the one-dimensional prism is arranged in parallel to the reflection axis direction of the film of the present invention, it is often parallel to the vertical direction of the display screen. When the ridge line of the one-dimensional prism is parallel to the stretching direction of the stretched resin film, an improvement in polarization selectivity is expected.
一方、一次元プリズムの稜線が、延伸樹脂フィルムの延伸方向と垂直に配置された場合には、表示画面の横方向と平行となることが多い。一次元プリズムの稜線が、表示画面の横方向と平行であると、斜め方向の輝度の低下が少なくなる。 On the other hand, when the ridge line of the one-dimensional prism is arranged perpendicular to the stretching direction of the stretched resin film, it is often parallel to the lateral direction of the display screen. When the ridge line of the one-dimensional prism is parallel to the horizontal direction of the display screen, the decrease in luminance in the oblique direction is reduced.
偏光板の吸収軸を、表示画面の縦横に対して45°傾けて配置する場合には、本発明の偏光性拡散フィルムの表面を、一次元プリズムよりもむしろ、マイクロレンズ形状とすることが好ましい。 In the case where the absorption axis of the polarizing plate is inclined by 45 ° with respect to the vertical and horizontal directions of the display screen, the surface of the polarizing diffusion film of the present invention is preferably a microlens shape rather than a one-dimensional prism. .
また一般に、偏光板はその表面を保護するためにフィルムを有する。しかし、本発明の液晶表示装置においては、(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体を、液晶パネルを構成する偏光板であって、光源側に配置される偏光板(下部偏光板)の保護フィルムとしての役割を有しうる。すなわち、本発明の(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体は、偏光板と一体化されて「偏光性拡散機能付きの偏光板」とされてもよい。通常、偏光板の偏光子は一軸延伸で製造され、その延伸方向が吸収軸となる。そのため、縦一軸ロール延伸により製造した偏光性拡散フィルムと偏光子とを、ロール・ツー・ロールにて貼り合わせれば、容易に「偏光性拡散機能付きの偏光板」を製造できる。 Moreover, generally, a polarizing plate has a film in order to protect the surface. However, in the liquid crystal display device of the present invention, (C) the polarizing diffuser film or the polarizing diffuser film laminate is a polarizing plate constituting a liquid crystal panel and disposed on the light source side (lower polarizing plate). ) As a protective film. That is, the (C) polarizing diffusion film or polarizing diffusion film laminate of the present invention may be integrated with a polarizing plate to be a “polarizing plate with a polarizing diffusion function”. Usually, a polarizer of a polarizing plate is produced by uniaxial stretching, and the stretching direction is an absorption axis. Therefore, a “polarizing plate with a polarizing diffusion function” can be easily manufactured by laminating a polarizing diffusion film and a polarizer manufactured by vertical uniaxial roll stretching by roll-to-roll.
以上から、本発明の(C)偏光性拡散フィルムまたは偏光性拡散フィルム積層体を用いると、従来液晶表示装置の構成部材として使用されていた部材を省略できる。部材が省略された液晶用表示装置は、低コストであり、かつ薄型であるという利点がある。 From the above, when the (C) polarizing diffusion film or polarizing diffusion film laminate of the present invention is used, members conventionally used as constituent members of liquid crystal display devices can be omitted. The liquid crystal display device with no members is advantageous in that it is low in cost and thin.
従来の液晶表示装置は、輝度向上、輝度ムラ低減、視野角向上のいずれか、あるいはこれらの全部を達成するために、(A)と(D)の間に次の部材を含んでいる。 The conventional liquid crystal display device includes the following members between (A) and (D) in order to achieve any one or all of luminance improvement, luminance unevenness reduction, and viewing angle improvement.
1枚または複数枚の拡散フィルム;1枚または複数枚の拡散フィルムと、1枚または複数枚のプリズムシート;あるいは1枚または複数枚の拡散フィルムと、1枚または複数枚のプリズムシートと、1枚の上拡散フィルム。 One or more diffusion films; one or more diffusion films and one or more prism sheets; or one or more diffusion films, one or more prism sheets, and 1 Sheet top diffusion film.
また、従来の液晶表示装置は、拡散フィルムの代わりにマイクロレンズフィルムを備える場合もあるし、(D)に隣接する偏光反射フィルム(住友スリーエム社製DBEF等)を備える場合もある。 Moreover, the conventional liquid crystal display device may be provided with a microlens film instead of the diffusion film, and may be provided with a polarizing reflection film (DBEF manufactured by Sumitomo 3M Limited) adjacent to (D).
一方、本発明の液晶表示装置は、優れた偏光拡散性を有するフィルムを備えるので、プリズムシートや上拡散フィルム、DBEFなどの部材を備えずとも、高輝度かつ広視野角で輝度ムラの少ない液晶用表示装置となり、しかも、低コストである。 On the other hand, since the liquid crystal display device of the present invention includes a film having excellent polarization diffusibility, a liquid crystal with high luminance and a wide viewing angle and less luminance unevenness is provided without a member such as a prism sheet, an upper diffusion film, or DBEF. Display device, and at a low cost.
実施例および比較例を参照して、本発明をさらに詳細に説明するが、これらによって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
(実施例1)
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ホモポリマー、DEG含有量:1.65±0.02モル%規格範囲内)を原料とし、500mm幅Tダイを備えた90mmφ単軸押出機にて、押出温度290℃、押出量200kg/hrでTダイ製膜して厚さ1000μmのキャスティングシートを得た。
The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.
Example 1
Polyethylene terephthalate resin (homopolymer, DEG content: 1.65 ± 0.02 mol% within specification range) as raw material, with 90mmφ single screw extruder equipped with 500mm width T die, extrusion temperature 290 ° C, extrusion rate A T-die film was formed at 200 kg / hr to obtain a casting sheet having a thickness of 1000 μm.
次に、(1)延伸前の結晶化シートを得る工程を実施した。具体的には得られたキャスティングシートを、表面温度119℃の加熱ロール上で40秒間加熱し、結晶化原反を得た。次に、(2)結晶化シートを一軸延伸するステップを実施した。具体的には、加熱原反の押出時TD方向を延伸方向とし、延伸速度を350%/分として、一軸延伸して延伸樹脂フィルムを得た。得られた延伸樹脂フィルムの厚さは230-270μmであった。得られた延伸フィルムを、延伸装置内から取りだすことなく、オンラインで弛緩処理した。弛緩条件は表1に示す。 Next, (1) a step of obtaining a crystallized sheet before stretching was carried out. Specifically, the obtained casting sheet was heated on a heating roll having a surface temperature of 119 ° C. for 40 seconds to obtain a crystallization raw material. Next, (2) a step of uniaxially stretching the crystallized sheet was performed. Specifically, the stretched resin film was obtained by uniaxially stretching the TD direction at the time of extrusion of the heated raw fabric as the stretching direction and the stretching speed at 350% / min. The obtained stretched resin film had a thickness of 230-270 μm. The obtained stretched film was subjected to a relaxation treatment online without being taken out from the stretching apparatus. The relaxation conditions are shown in Table 1.
得られたフィルムの光学特性、すなわち全光線透過率、透過ヘイズ、透過偏光度、および100μmあたりの透過偏光度を、それぞれ測定・算出した。これらの測定は、日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計U−4100と、150φ積分球付属装置を用いて行った。また、各フィルムの結晶化度も測定した。具体的には、密度勾配管法比重測定用水槽(OMD−6/池田理化工業株式会社)を用いて、密度勾配管法に準じて密度を求め、求めた密度から結晶化度を算出した。これらの結果を表1に示す。 The optical properties of the obtained film, that is, the total light transmittance, the transmission haze, the transmission polarization degree, and the transmission polarization degree per 100 μm were measured and calculated. These measurements were performed using a spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation and a 150φ integrating sphere attachment device. The crystallinity of each film was also measured. Specifically, using a density gradient tube method specific gravity measurement water tank (OMD-6 / Ikeda Rika Kogyo Co., Ltd.), the density was determined according to the density gradient tube method, and the crystallinity was calculated from the obtained density. These results are shown in Table 1.
また引張弾性率Eを以下の方法で求めた。
ダンベル試験片(全長120mm、平行部長さ50mm、平行部幅10mm、チャック部幅25mm)を本発明のフィルムの反射軸とダンベルの長軸が平行になるように作製し、延伸温度70℃、予熱時間2分、延伸速度10mm/min.つまり延伸前のダンベル試験片の延伸方向の長さの20%を1分間で伸ばす速度で延伸し、引張弾性率Eを測定した。
Moreover, the tensile elasticity modulus E was calculated | required with the following method.
A dumbbell test piece (total length: 120 mm, parallel part length: 50 mm, parallel part width: 10 mm, chuck part width: 25 mm) was prepared so that the reflection axis of the film of the present invention and the long axis of the dumbbell were parallel, stretching temperature 70 ° C., preheating Time 2 minutes, stretching speed 10 mm / min. That is, 20% of the length in the stretching direction of the dumbbell specimen before stretching was stretched at a rate of stretching for 1 minute, and the tensile elastic modulus E was measured.
また破断伸びを、以下の方法で求めた。ダンベル試験片(幅10mm、平行部長さ50mm、厚さ250mm)を本発明のフィルムの反射軸とダンベルの長軸が垂直になるように作製し、延伸温度23℃、延伸速度10mm/min.つまり延伸前のダンベル試験片の延伸方向の長さの20%を1分間で伸ばす速度で延伸し、破断伸びを測定した。 The elongation at break was determined by the following method. A dumbbell test piece (width 10 mm, parallel part length 50 mm, thickness 250 mm) was prepared so that the reflection axis of the film of the present invention and the long axis of the dumbbell were perpendicular to each other, with a stretching temperature of 23 ° C. and a stretching speed of 10 mm / min. That is, 20% of the length of the dumbbell specimen before stretching was stretched at a rate of stretching for 1 minute, and the elongation at break was measured.
(実施例2〜7、比較例1〜2)
実施例2〜7、および比較例1〜2については、表1の製造条件を実施例1の条件から変更した以外は、実施例1と同様にフィルムを製造した。また実施例1と同様に光学特性などを測定した。測定結果を表1に示す。
(Examples 2-7, Comparative Examples 1-2)
About Examples 2-7 and Comparative Examples 1-2, the film was manufactured similarly to Example 1 except having changed the manufacturing conditions of Table 1 from the conditions of Example 1. Further, the optical characteristics and the like were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.
(形状安定性試験)
実施例1〜7および比較例1〜2で得られたフィルムを熱にさらした場合の形状安定性を評価した。具体的には、液晶ディスプレイ(東芝社製、32ZP2)の、バックライトモジュール部分に既載のフィルムと同形状に切り抜いたフィルムを既載の拡散フィルムと入れ替えて載置して、バックライト光源を点灯した状態でディスプレイ全体を60℃で3時間加熱した。加熱中および3時間経過後のフィルムにシワが発生した場合は×、目視でシワの発生が検出できなかった場合は○と評価した。評価結果を表1に示す。
(Shape stability test)
The shape stability when the films obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 were exposed to heat was evaluated. Specifically, in the liquid crystal display (Toshiba Corp., 32ZP2), the backlight module part is placed by replacing the film cut out in the same shape as the existing film with the existing diffusion film. The entire display was heated at 60 ° C. for 3 hours in a lit state. When wrinkles occurred on the film during heating and after 3 hours, it was evaluated as x, and when wrinkles were not detected visually, it was evaluated as o. The evaluation results are shown in Table 1.
(加工性)
実施例1〜7および比較例1〜2で得られたフィルムの加工性を評価した。具体的には、フィルムの反射軸方向に対して平行方向または垂直方向に折り目が生じるように、フィルムを180°まで1回折り曲げ、反射軸方向に対して平行方向にも垂直方向にも割れが発生しなかった場合は○、割れが発生した場合を×と評価した。
(Processability)
The processability of the films obtained in Examples 1-7 and Comparative Examples 1-2 was evaluated. Specifically, the film is bent once to 180 ° so that a crease is generated in a direction parallel to or perpendicular to the reflection axis direction of the film, and cracks are generated both in parallel and perpendicular to the reflection axis direction. The case where it did not occur was evaluated as ◯, and the case where a crack occurred was evaluated as ×.
表1から、破断伸び率が5%以上かつ引張弾性率Eと前記フィルムの平均厚さTとの積が350GPa・μm以上である実施例1〜7は、形状安定性と加工性の両方に優れることがわかる。一方、破断伸び率が5%未満の比較例1は、形状安定性に優れるものの加工性が良くないことがわかる。また引張弾性率Eと前記フィルムの平均厚さTとの積が350GPa・μm未満の比較例2は、加工性に優れるものの形状安定性が不良である。 From Table 1, Examples 1 to 7 in which the elongation at break is 5% or more and the product of the tensile elastic modulus E and the average thickness T of the film is 350 GPa · μm or more, both in shape stability and workability. It turns out that it is excellent. On the other hand, it can be seen that Comparative Example 1 having an elongation at break of less than 5% is excellent in shape stability but not in workability. In Comparative Example 2 in which the product of the tensile modulus E and the average thickness T of the film is less than 350 GPa · μm, the shape stability is poor although the processability is excellent.
以上のことから、破断伸び率と引張弾性率Eと前記フィルムの平均厚さTとの積を特定の範囲に制御した本発明の偏光性拡散フィルムは、形状安定性と加工性の両方に優れることがわかる。 From the above, the polarizing diffuser film of the present invention in which the product of the elongation at break, tensile modulus E and average thickness T of the film is controlled within a specific range is excellent in both shape stability and workability. I understand that.
本発明の偏光性拡散フィルムは、偏光性と拡散性とを併せもち、かつ熱にさらされたときの形状安定性にも優れるので、特に液晶表示装置の光学フィルムとして好適に用いられうる。 The polarizing diffusive film of the present invention has both polarizing properties and diffusibility, and is excellent in shape stability when exposed to heat, and therefore can be suitably used as an optical film for liquid crystal display devices.
10 液晶セル
20 上部偏光板
21 下部偏光板
30 偏光性拡散フィルム
40 光学素子
50 導光板
60 反射シート
70 光源
80 拡散板
100 光源からの非偏光
101 偏光V
102 偏光P
103 偏光P
104 反射光
P1 プリズムピッチ
θ1、θ2 プリズム頂角
h1 プリズム高さ
P2 四角錐の頂点同士の距離
h2 四角錐の底面からの高さ
D 球面のレンズ径
h’ 球面高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal cell 20 Upper polarizing plate 21 Lower polarizing plate 30 Polarizing diffuser film 40 Optical element 50 Light guide plate 60 Reflective sheet 70 Light source 80 Diffuser plate 100 Non-polarized light from light source 101 Polarized light V
102 Polarization P
103 Polarization P
104 Reflected light P1 Prism pitch θ1, θ2 Prism apex angle h1 Prism height P2 Distance between the apexes of the quadrangular pyramid h2 Height from the bottom of the quadrangular pyramid D Spherical lens diameter h ′ Spherical height
Claims (18)
可視光線に対する全光線透過率が50〜90%であり、
可視光線に対する透過ヘイズが12〜90%であり、
可視光線に対する透過偏光度が20〜90%であり、かつ
反射軸に平行方向に70℃で20%/分の速度で測定した引張弾性率Eと前記フィルムの平均厚さTとの積が350GPa・μm以上であり、反射軸に平行方向に70℃で20%/分の速度で延伸した場合の反射軸に垂直方向かつ前記フィルムの主面と平行方向の23℃で20%/分の速度で測定した破断伸びが5%以上である、偏光性拡散フィルム。 A polarizing diffuser film substantially composed of a crystalline resin having one kind of intrinsic birefringence of 0.1 or more,
The total light transmittance for visible light is 50 to 90%,
The transmission haze for visible light is 12 to 90%,
The product of the tensile elastic modulus E measured at a rate of 20% / min at 70 ° C. in the direction parallel to the reflection axis and the average thickness T of the film is 350 GPa. A speed of 20% / min at 23 ° C. perpendicular to the reflection axis and parallel to the main surface of the film when stretched at a rate of 20% / min at 70 ° C. in the direction parallel to the reflection axis. A polarizing diffuser film having an elongation at break of 5% or more as measured with 1.
固有複屈折が0.1以上である結晶性樹脂からなる非晶状態のシートを加熱して、結晶化シートを得るステップと、
前記結晶化シートを主として一軸方向に延伸して延伸フィルムを得るステップと、
前記延伸フィルムを、実質的に固定することなく、前記延伸フィルムのガラス転移温度
以上の温度にて、前記延伸方向の弛緩率および/または前記延伸方向に直交しかつ前記フィルムの主面と平行方向の弛緩率が0.3%以上となるまで加熱するステップと、
を含む、偏光性拡散フィルムの製造方法。 It is a manufacturing method of the polarization diffusion film according to any one of claims 1 to 6,
Heating an amorphous sheet made of a crystalline resin having an intrinsic birefringence of 0.1 or more to obtain a crystallized sheet;
Stretching the crystallized sheet mainly in a uniaxial direction to obtain a stretched film;
Without substantially fixing the stretched film, at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the stretched film, the relaxation rate in the stretching direction and / or the direction perpendicular to the stretching direction and parallel to the main surface of the film Heating until the relaxation rate is 0.3% or more,
A method for producing a polarizing diffuser film, comprising:
Tc−40℃≦T<Tm−10℃ (I)
(式(I)において、Tcは前記結晶性樹脂の結晶化温度、Tmは前記結晶性樹脂の融点を表す) The polarizing property according to claim 12, wherein in the step of obtaining the crystallized sheet, the amorphous sheet is heated at a temperature T represented by the following formula (I) until the crystallinity becomes 2% or more. A method for producing a diffusion film.
Tc−40 ° C. ≦ T <Tm−10 ° C. (I)
(In formula (I), Tc represents the crystallization temperature of the crystalline resin, and Tm represents the melting point of the crystalline resin)
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