JP3699549B2 - Manufacturing method of transmitted light scattering control film - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射角によりヘーズが異なるため、入射角度により平行光線透過率が異なるといった特徴を利用した視角制御板として、また、液晶表示装置に用いた場合には画質、特に視野角を広げることの可能な視野角改善フィルム等として用いられる透過光散乱性制御フィルムの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
入射角によりヘーズが異なるため、入射角度により平行光線透過率が異なるといった光学素子としては、ガラスやプラスチック等の透明基板上に格子等を設け、光の回折効果を利用した回折型光学素子が古くから知られている。また、特公平7−58361号公報開示の光制御板は光硬化シートを複数枚用いることにより、入射角によりヘーズが異なる光学素子を提案している。これらはその光学特性を利用して様々な光学用途に使用されている。
【0003】
例えば、入射角度により平行光線透過率が異なるといった特徴を利用すれば、それを建築用のガラス窓等に用いることにより、ある方向からは見えるが他の方向からは見えにくいといった視界制御板として利用することが可能である。
【0004】
また、そのような特性を有する光学素子を、液晶表示装置に装着することにより、視野角を変化させたり、光学的ローパスフィルター等として利用する例が、特開平6−43446号公報、特開平5−289028号公報、特開平7−64069号公報、実開平7−10726号公報等にて開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ガラスやプラスチック等の透明基板上に格子等を設け、光の回折効果を利用した回折型光学素子は微細加工等を必要としており、これらは他のある特定の用途においては有効であるが、上記のような用途に対しては大面積化が必要であることから高価にならざるを得ないといった問題点がある。
【0006】
また、前述の特公平7−58361号公報の光制御板においては、光硬化シートを複数枚必要としており商業的に問題がある。また、この光硬化シートを複数枚用いなくても光拡散性の優れた光学素子を得ようとする提案が特開平6−11606号公報、6−9714号公報等において開示されている。しかし、いずれにしてもこれらの方法は、屈折率の異なる領域がある方向に配向した状態で周期的に存在した層状微小構造体を得るために、屈折率の異なる2種類以上の重合性モノマー及びまたはオリゴマーを用いる必要があり、さらにそれぞれの重合性や屈折率差の大きさ等を最適化する必要がある。屈折率の異なる2種類以上の重合性モノマーの屈折率差の大きさやその分布状態を制御することはかなり難しく、例えば、フィルム表面に垂直に入射した光を広い角度で散乱させることは困難であるといった問題点がある。また、この光硬化層は外部応力に対する耐性が弱いため、この方式による製品形態としては、透明基材であるプラスチックフィルム等の間に光硬化層を挟持または透明基材上に積層して使用する場合が多く、原料費や製造費が高価にならざるを得ないといった問題点がある。
【0007】
さらに、一般に高分子樹脂の破壊試験等において観察される、高分子バルク中に存在する亀裂や空孔を含有するクラックやクレーズ等と呼ばれる現象については古くから研究されているが、高分子中の空孔分布等を制御し、液晶表示装置の画質改善や建材等において用いられる視界制御に適した光学特性を得るといった検討は行われていないのが現状であった。
【0008】
本発明はかかる課題を解決して、液晶表示装置に用いた場合には1枚だけでも画質改善、特に視野角改善フィルムとして機能し、また、見る方向によって平行光線透過率が異なることにより、1枚だけでも視角制御板としても機能し得る上に、広い角度に光を拡げることが可能であり、材料としては1種類の熱可塑性高分子樹脂でも機能し得る新規な透過光散乱性制御フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の透過光散乱性制御フィルムの製造方法は、熱可塑性高分子樹脂フィルムを一軸延伸して透過光散乱性制御フィルムを製造する方法において、熱可塑性高分子樹脂フィルム表面に、延伸方向とは垂直方向に延びた溝が生じるように一軸延伸することを特徴としている。
【0010】
本発明の製造方法によって得られる透過光散乱性制御フィルムは、一軸延伸によて生じるフィルム内部の空孔分布による屈折率の周期的な分布によって上記の光学特性を得ることが可能になると考えられるが、さらに鋭意検討したところ、熱可塑性高分子樹脂フィルムの一軸延伸によって生じた、延伸方向とは垂直方向に延びた溝がフィルム表面に存在している場合において、目的の光学特性を得ることが可能であることが判った。原因はよく分からないが、このような一軸延伸によって発生した溝がフィルム表面に存在した場合、フィルム内部の空孔分布等が目的の光学特性を得るための最適な状態となるのではないかと考えられる。
【0011】
ここで言う目的の光学特性とは、フィルム表面に対し、法線方向からの入射光で測定したJIS K7105で定義される全光線透過率が60%以上であり、かつ光線入射方向によりヘーズが異なることにより平行光線透過率が異なり、図3に示す光学系にて測定を行った際に、透過光透過率が次の条件を満足することを言う。なお、液晶表示装置に用いられる視野角改善フィルムとして用いる際には、全光線透過率としては80%以上であることが必要である。
【0012】
ここで図3において、3は平行光を照射する光源、4は検出器、5は入射光、6は試料のフィルムであり、光線入射方向(=出射方向)はフィルム表面法線とのなす角θ(°)とその法線を回転中心としたフィルム面上での回転角R(°)から定義される。そして最小の平行光線透過率Tmin(%)、そのときの入射角θmin(°)、最大の平行光線透過率Tmax(%)、そのときの入射角θmax(°)とした場合に、0°≦θ≦60°かつ−180°<R≦180°の範囲において、
θmin<θmaxのときはTmax/Tmin>1.1
かつ
θmin>θmaxのときは{Tmax×cos(θmin)}/{Tmin×cos(θmax)}>1.1
(I)
となることである。
【0013】
なお、基準位置としての回転角R=0゜の位置の設定は、測定に用いる光学装置において任意に行うことが出来る。同じR値においてこの条件は満足されなくてはならない。入射光は平行光線であることが好ましく、本発明においては光源をハロゲンランプ、フォトマル検出器の前に、JIS Z8701において定義されるY値を得るためのY視感度フィルターが設定された光学系を有する、大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」によって定義した。
【0014】
ここで言う入射角度によりヘーズが異なるとは、入射角の変化に伴い、フィルム中を伝搬する光の行路長が変化するために生じる現象を指すのではなく、フィルムの構造に起因して生じる現象を指す。行路長の増加によって単純にヘーズまたは吸光率が増大する散乱体、吸収体とは区別するために、上記条件においてθmin>θmaxのとき行路長の補正を行っている。
【0015】
さらに、特に液晶表示装置における視野角改善フィルムとして用いる場合であるが、特に、本発明の材料を建材等における視角制御板として用いる際には、
θmin<θmaxのときTmax/Tmin>1.5
かつ
θmin>θmaxのときは{Tmax×cos(θmin)}/{Tmin×cos(θmax)}>1.5
(II)
であることがより好ましい。
【0016】
本発明におけるフィルムの溝とは、原子間力顕微鏡にてフィルム表面を観察した際に見られるものとする。延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上に任意の20μm四方の範囲において、単独あるいは複数の溝が存在し、さらに溝の方向は角度のばらつきが延伸方向の垂直方向を中心として±20度以内であることが好ましい。また、溝の長さは5μm以上であること、溝の幅が0.01〜15μmであること、溝の深さが1〜200nmであること、長さa(μm)と幅b(μm)の比a/bが1.5以上であることがそれぞれ好ましい。さらに好ましくは、溝の方向のばらつきが±10度以内、溝の長さが6μm以上、溝の幅が0.05〜12μm、溝の深さが2〜150nm、長さa(μm)と幅b(μm)の比a/bが2.0以上であることである。延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上の任意の20μm四方の範囲において、延伸によって生成した上記範囲を満足しない球状、楕円状の空孔が20個以上ある場合には目的の光学特性が満足できない場合がある。
【0017】
上記溝の形状のうち、深さ、幅は、溝長手方向と直交する方向に一次元的に原子間力顕微鏡の針を走査させた際のプロファイルから特定される。例えば、図2のような一次元プロファイルがあったならば、測定した領域内において、接線の傾きがJIS B0601−1982に記載される平均線(直線)に平行となりかつ溝の最も深い位置103から最も103に近くにある点104における接線と、点104と点103の間にあって、最も傾きの急な点106における接線との交点100と、図2にて同様に定義される点102との中点である101から、溝の最も深い点103との距離を溝の深さと定義する。一方、幅は点100と102との距離と定義する。さらにフィルム両面に前述した溝が存在することが好ましい。また、溝の深さ、幅は、溝の長手方向の中央、両端より0.5μm以内のところにおいて測定され上記範囲内であることが好ましい。
【0018】
本発明の製造方法によって得られる透過光散乱性制御フィルム表面における溝は、一軸延伸により発現したものであることが必要である。一軸延伸以外によっても例えば、金型転写等により熱可塑性高分子樹脂フィルム表面に溝を形成することはできるが、このような方法では内部の周期的な空孔分布の発生を期待することはできない。前述したように、フィルム表面上におけるこの溝は、光学特性を主に決定しているものではない。これは、本発明の製造方法によって得られた透過光散乱性制御フィルムにおいて、表面上に該熱可塑性高分子樹脂に屈折率の近い透明な樹脂による膜を形成し、溝を埋めてしまってもほとんど光学特性に変化がないことから証明される。
【0019】
また、本発明の製造方法における材料は、一軸延伸性に優れている点から熱可塑性高分子樹脂であることが必要である。
【0020】
一軸延伸としては縦、横一軸延伸があるが、好ましくは縦一軸延伸である。また、多段延伸であっても良い。一軸延伸においては、熱可塑性高分子樹脂フィルムのガラス転移点温度付近で延伸することが好ましく、フィルム破断直前付近の延伸条件が好ましく選択される。また、乾式、湿式延伸いずれも用いることが出来るが、好ましくは乾式延伸である。
【0021】
フィルム内部におけるある方向に揃った屈折率の周期的な分布を得るためには、出来るだけある方向にのみ張力がかかるような延伸であることが必要であり、2軸延伸では少なくとも2方向に張力が加わり、ある方向に揃った屈折率の周期的な分布を得ることが困難である。
【0022】
本発明においては前述した溝が表面に形成されればよく延伸条件には特に限定はないが、熱可塑性高分子樹脂フィルムのガラス転移点温度をTg(℃)とした場合、延伸温度D(℃)がTg−40≦D≦Tg+20であり、ネックイン率が25%以上70%以下となる延伸条件を用いることが好ましい。ここでいうネックイン率とは、膜厚の変化で定義するものとされ、延伸前の膜厚をA、延伸後の膜厚をBとした場合、100×(A−B)/A(%)で表すものとする。多段延伸である場合にはすべての加熱延伸ゾーンで上記延伸温度であり、延伸終了後に上記ネックイン率となることが好ましい。
【0023】
例えば、得られるフィルムの全光線透過率が60%を下回るような場合には、目的の光学特性を得るのに対して、フィルム内部の空孔及び空孔分布等が適当な状態ではなく、この場合には延伸温度を下げる、または延伸倍率を下げることにより延伸条件を最適化させる必要がある。延伸温度が高すぎる場合には、フィルム表面の形状が規則的な溝とはならずに、球形や楕円形となったりする場合がある。一方、延伸温度が低すぎる場合には破断が生じやすくなる場合が多い。延伸倍率が十分大きくない場合には、フィルムは延伸されるものの、フィルム表面に溝が生成しないことがある。この場合には延伸倍率を上げる必要がある。また、加熱延伸ゾーン内に滞留される時間も重要な因子であり、一般に同じ延伸温度、延伸倍率、熱可塑性高分子樹脂材料、装置であり、溝が発生するような条件であるならば、加熱延伸ゾーン内に滞留される時間が長いほどフィルム表面の溝の数は多くなる傾向にある。すなわち、生産性向上のため延伸速度を速くしたいのであれば、加熱延伸ゾーンを長くするなど一般の延伸フィルムにおいて用いられる技術を用いることが可能である。加熱延伸ゾーンとは熱可塑性高分子樹脂フィルムが加熱され、延伸のための張力が加えられるゾーンを指す。
【0024】
本発明の熱可塑性高分子樹脂フィルムの材料としては、ガラス転移点温度が80℃以上300℃以下であることが好ましく、より好ましくは100℃以上250℃以下である。ガラス転移点温度が80℃以下では一軸延伸後の耐熱性に問題があり、300℃以上では成型性において問題が生じる場合がある。
【0025】
熱可塑性高分子樹脂フィルムの材料としては、好ましくはポリカーボネート、ポリアリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリオレフィン、トリアセチルセルロース、芳香族系高分子液晶等であり、それらの共重合体または2種類以上のブレンドであってもよい。上記1種類の樹脂を用いて成型することが生産性の点から好ましい。添加物等が含まれていても良い。添加物としては、キシレン、アルコール類、ケトン類等を用いることが出来るが、これらに限定されない。
【0026】
また、流延製膜法にて延伸前のフィルムを作成した場合には残留溶媒を含んでいてもよい。流延製膜法にて作成した延伸前のフィルムを用いた場合には、延伸前の残留溶媒量としては0〜10%であることが好ましい。ここでいう残留溶媒量とは、残留溶媒を含んだ高分子樹脂中に含まれる溶媒の量を言う。
【0027】
熱可塑性高分子樹脂としてポリカーボネートを用い、流延製膜法にて延伸前のフィルムを作成する場合には、溶媒として好ましくはメチレンクロライド、ジオキソラン等である。
【0028】
また、熱可塑性高分子樹脂は非晶性高分子樹脂であることが好ましい。非晶性高分子樹脂とは通常の延伸条件において、結晶相、液晶相をとらない樹脂であり、これは一軸延伸後または中に相変化を生じないことから、光学特性を制御しやすい場合が多く好ましく用いられる。非晶性高分子樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンおよびそれらの共重合体等の中から好ましく選択される。材料入手の経済性、耐熱性等から特に好ましくはポリカーボネートである。
【0029】
ポリカーボネートの平均分子量としては、0.5万から20万の間であることが好ましく、より好ましくは0.8万から10万である。分子量が0.5万未満では耐熱性等に問題がある場合が多く、また、分子量20万より大きい場合には目的の光学特性を得られない場合がある。ここで言う平均分子量とは、特別に断らない限り、数平均分子量のことであり、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算の数平均分子量とする。また、ポリカーボネートとしては公知のものを用いることが出来るが、好ましくはビスフェノールAを主成分として用いたもので、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−トが材料入手性、延伸性の観点から特に好ましく用いられる。共重合のポリカーボネートも好適に用いられ、例えばビスフェノールZ成分やフルオレン骨格等有するもの等を用いることが出来る。
【0030】
熱可塑性高分子樹脂フィルムとしてポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−トを用いた場合には、熱可塑性高分子樹脂フィルムのガラス転移点温度をTg(℃)とした場合、延伸温度D(℃)がTg−20≦D≦Tgであり、ネックイン率が35%以上60%以下となる延伸条件を用いることが好ましい。
【0031】
本発明の製造方法によって得られる透過光散乱性制御フィルムの膜厚としては、1μmから400μm程度であることが好ましく、より好ましくは 5μmから200μmである。
【0032】
また、本発明の製造方法によって得られる透過光散乱性制御フィルムは、光学異方性を有していてもよい。一般に熱可塑性高分子樹脂フィルムを一軸延伸したものは、その延伸方向に光学軸を有した光学異方体となる。ここでいう光学異方性は複屈折Δnと膜厚dとの積であるΔn・dで表される。必要とされるΔn・dの大きさは用途により異なるので一概には言えないが、液晶表示装置において用いられる場合には、遅相軸方位の分布は±10°以内であることが好ましい。光学異方性を積極的に利用し公知の方法により最適化することにより、例えば、STN(スーパーツイストネマチック)モードにおける色補償と視野角拡大を両方兼ねることも可能である。
【0033】
本発明の製造方法によって得られた透過光散乱性制御フィルムを、液晶表示装置に適用することにより、視野角を改善することができる。
【0034】
特に本発明の製造方法によって得られる透過光散乱性制御フィルムを、液晶層に対して観測者側に装着する事により、視野角の改善された液晶表示装置を得ることが出来る。ここで言う液晶表示装置とは、駆動方式としてはアクテイブマトリクス駆動、単純マトリクス駆動等、液晶モードとしては、ツイストネマチック、スーパーツイストネマチック、強誘電性液晶、反強誘電性液晶モード等すべての液晶を用いた表示装置に適用可能である。本発明の製造方法によって得られる透過光散乱性制御フィルムは、主に視認性に優れた方向の光を特定の方向に拡げることにより、視野角を広げることが可能となる。1枚の透過光散乱性制御フィルムによって効果があるが、複数枚用いても良い。
【0035】
偏光板を用いた液晶表示装置においては、液晶層より観測者側にあれば良く偏光板よりも外側でも内側でも良い。ただし、本発明の透過光散乱性制御フィルムにおいて、光学異方性が存在し、かつ偏光板の内側に装着する場合、この光学異方性が着色等の問題となる場合には、偏光板の偏光軸または吸収軸と本発明の透過光散乱性制御フィルムの進相軸または遅相軸を合わせることにより回避することが出来る。同様に偏光板の外側に貼り合わせるときにも、例えば、偏光眼鏡で液晶表示装置を観察したときに、透過光散乱性制御フィルムの光学異方性により着色等の問題が生じる場合にも、偏光板の偏光軸または吸収軸と本発明の透過光散乱性制御フィルムの進相軸または遅相軸を合わせることにより回避することが出来る。偏光板の外側に用いる際に、光学異方性の存在が問題とならない場合には、目的に応じて適当な角度で貼り合わせることが可能である。また、本発明の透過光散乱性制御フィルムは1枚でも液晶表示装置の視野角改善に効果があるが、2枚用いてお互いに延伸軸を直交させ、位相差を打ち消して用いることも可能である。なお、光学異方性を打ち消すようにアニール処理等を行っても良い。
【0036】
また、液晶表示装置用の視野角改善用フィルムの光学特性としては、適用する液晶表示装置に合わせて設定される。液晶表示装置の視野角範囲は一般に視認性の良好な領域を指し、通常は液晶表示装置表面の法線方向付近に存在していることから、貼り合わせ角度は目的により最適化されるが、図3の光学系において、本発明の透過光散乱性制御フィルムの最小平行光線透過率をとる角度θminが0゜≦θmin≦40゜の範囲、より好ましくは0゜≦θmin≦30゜の範囲で存在していることが好ましい。
【0037】
液晶表示装置に本発明の透過光散乱性制御フィルムを装着する際には、反射損失等の関係で出来るだけ密着させることが好ましい。例えば粘着剤を介して液晶層基板や偏光板等と貼り合わせることが出来る。
【0038】
さらに、本発明の透過光散乱性制御フィルムは、広く表示装置等光学装置の部材として利用することが出来る。例えば、表示装置のバックライトシステムにおける拡散板や、反射型液晶表示装置の反射板として用いることも可能である。また、投写型表示装置の透過、反射型スクリーンにも適用可能である。反射型スクリーンや反射板として用いる際には、背面に金属等の反射膜を形成してもよく、また、複数枚の積層体を用いることも可能である。さらに、SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY INTERNATIONALSYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS /VOLUME XXVII,p614−617(1996)に記載のあるような、反射型液晶表示装置の前面に設けられた前方散乱フィルムとして用いることも可能である。
【0039】
また、本発明の透過光散乱性制御フィルムの他の用途としては、平行光線透過率が入射角によって異なるといった特徴を利用して、例えば建材用のガラスと貼り合わせる等することにより、光制御フィルムの観測者に対して反対側の景色が、ある方向から見たときは見えるが、別の角度から見たときは見えにくいといった視界を制御する光学フィルムとしても機能し得る。
【0040】
さらに、本発明の透過光散乱性制御フィルムは前述した目的の光学特性の範囲内において、様々な光学特性をとることが可能であるが、そのうち、平行光線を透過光散乱性制御フィルムの最小の平行光線透過率を与える入射角度で入射した場合に得られる出射光の散乱状態が、等方的でなく異方的である透過光散乱性制御フィルムを建材用のガラスと貼り合わせることにより、室内における採光といった観点から、いわゆるスリガラスとは異なる特異的な散乱性を有する曇りガラスを建材用として供給することが可能となる。
【0041】
ここでいう異方的な散乱状態とは、図4に示されるような光学系において、
出射光検出方向を試料平面上に投影した際の試料平面上での出射光検出方向角度をα(°)、出射光検出方向と入射光平行光線の入射方向とのなす角をβ(°)とした場合、βを一定としてαを変えた場合、出射光検出強度がαに依存して変化する現象を指す。なお図4において10は試料フィルム、11は検出器、12は光源、13は入射光、14は出射散乱光である。
【0042】
本発明の透過光散乱性制御フィルムは必要に応じて公知のハードコート処理、反射防止処理、妨眩処理等を片面または両面に施しても良い。
【0043】
なお、後述の実施例におけるその評価は次のようにして行った。
【0044】
(1)ヘーズ、全光線透過率測定:日本工業規格JIS K7105『プラスチックの光学的特性試験方法』に準じ積分球式光線透過率測定装置により測定した。評価装置としては、日本電色工業(株)製の色差・濁度測定器であるCOH−300Aを用いた。
【0045】
(2)平行光線透過率入射角度依存性測定および平行光線入射による出射光散乱状態の測定:光源をハロゲンランプ、フォトマル検出器の前に、JIS Z8701において定義されるY値を得るためのY視感度フィルターが設定された光学系を有する大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」を用いた。検出器の開口角は約3.5゜である。測定温度は25℃とした。平行光線透過率入射角度依存性測定における光学系および平行光線入射による出射光散乱状態の測定における光学系概略図は、前述した図3や図4の通りである。
【0046】
(3)液晶表示装置視野角評価:ノーマリーホワイトツイストネマチック液晶表示装置の評価装置としては、光源をハロゲンランプ、フォトマル検出器の前に、JIS Z8701において定義されるY値を得るためのY視感度フィルターが設定された光学系を有する大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」を用いた。検出器の開口角は約3.5゜である。測定光学系概略図を図5に示す。測定温度は25℃とした。8階調表示を行い、階調反転、黒潰れ、白抜け、コントラストを評価することにより、上(c=180゜)下(c=0゜)左(c=−90゜)右(c=90゜)方向における視認性の良い範囲である視野角度を評価した。なお、本評価法はSOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS /VOLUME XXIV,p561−564(1993)に記載の方法を参考にしている。まず、液晶表示装置表面に対して法線方向に出射された光の電圧ー輝度曲線を測定し、8階調表示となるように電圧(V)をV1からV8(V1<V2<V3<V4<V5<V6<V7<V8)まで決定し、さらに各階調レベルの透過率範囲を透過率の高い範囲からレベル1からレベル8まで決定する。ノーマリーホワイトであるので電圧非印加状態の輝度を100%、検出器を遮蔽した状態の輝度を0%とする。フィルム表面に対する法線方向とのなす角b(゜)に対する電圧V1からV8まで変化させたときの透過率がどの階調レベルに属するかを判定する。電圧がV1からV8まで連続的に変化するとき、階調レベルが1から8まで連続的に変化するのが理想である。法線方向とのなす角b(゜)は10゜毎で0°から60゜までの測定とした。以下に視野角の判定基準を具体的に説明する。
【0047】
A.階調反転について
例えば、b(゜)がある角度のとき、V1からV8までの連続的な変化に対して、それぞれに対応する階調レベルが(1,2,3,4,5,6,7,6)であるとき、V7からV8のときの階調レベルが7から6へと変化しておりこの現象を階調反転と称する。この場合、その差は1であるので階調反転レベル1とする。本実施例では階調反転がないときを視野角範囲とした。
【0048】
B.白抜けについて
例えば、b(゜)がある角度のとき、V1からV8までの連続的な変化に対して、それぞれに対応する階調レベルが(1,2,2,2,3,4,5,6)であるとき、V3のとき階調レベル3であるべきなのが2、V4のとき階調レベル4であるべきなのが2、V5のとき階調レベル5であるべきが3、V6のとき階調レベル6であるべきが4、V7のとき階調レベル7であるべきが5、V8のとき階調レベル8であるべきが6と、それぞれの階調電圧でとるべき階調レベルよりも小さい階調レベルすなわち、輝度が高くなっている。このような現象を白抜けと称する。この場合複数の白抜け現象が確認されるが、複数ある場合は一番数値の大きいものを採用する。この場合は白抜けレベル2とする。本実施例では白抜けレベル5までを視野角範囲とした。
【0049】
C.黒潰れについて
例えば、b(゜)がある角度のとき、V1からV8までの連続的な変化に対して、それぞれに対応する階調レベルが(1,2,3,4,5,8,8,8)であるとき、V6のとき階調レベル6であるべきなのが8、V7のとき階調レベル7であるべきが8と、それぞれの階調電圧でとるべき階調レベルよりも大きい階調レベルすなわち、輝度が低くなっている。このような現象を黒潰れと称する。この場合も複数の黒潰れ現象が確認されるが、複数ある場合は一番数値の大きいものを採用する。この場合は黒潰れレベル2とする。本実施例では黒潰れレベル3までを視野角範囲とした。
【0050】
D.コントラスト
b(゜)がある角度のとき、電圧V1とV8を印加した際の輝度の比が、実施例1では5以上のときを、実施例2では2以上のときを視野角範囲とした。
【0051】
上記A,B,C,Dの各条件をすべて同時に満足するときの角度範囲を視野角と定義した。
【0052】
(4)原子間力顕微鏡によるフィルム表面観察:セイコー電子工業(株)製の商品名「SFA300」である原子間力顕微鏡を用いて、フィルムの表面における任意の20μm四方を測定した。溝の形状を表す深さ、幅は、溝長手方向と直交する方向に一次元的に原子間力顕微鏡の針を走査させ、本装置付属のソフトウエアによるプロファイルから算出した。
【0053】
(5)走査型電子顕微鏡によるフィルム断面観察:断面作製は液体窒素中で凍結割断を行い、約3nmのプラチナコーテイングを行った。加速電圧は3.0kV、走査型電子顕微鏡としては(株)日立製作所製の商品名「S−900」を用いた。
【0054】
(6)ガラス転移点温度の測定:TAインスツルメント・ジャパン(株)製の商品名「DSC2920」及びその解析ソフトより求めた。ガラス転移点温度はDSCチャートにガラス転移点として変化の現れる付近における最大の傾きの点をガラス転移点と定義した。また、昇温速度は20℃/分とした。
【0055】
(7)分光透過率測定
ダブルビームの平行光線を有する分光透過率測定は、(株)日立製作所製の商品名「U−3500」にて測定を行った。
【0056】
【実施例1】
(透過光散乱性制御フィルムの作製および評価)
溶融製膜法により、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−トからなる幅23cm、膜厚125μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.3%、590nmにおけるΔn・dが15nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネート樹脂の数平均分子量、重量平均分子量はそれぞれGPCによるポリスチレン換算分子量で14000、45000であった。フィルムのガラス転移点温度は154℃であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、まず、フィルム入口ロール速度を100mm/min、出口ロール速度を170mm/min、延伸温度145℃で縦一軸延伸を行った。次にこの延伸フィルムをフィルム入口ロール速度を170mm/min、出口ロール速度を270mm/min、延伸温度143℃で縦一軸延伸を行うことにより縦一軸二段延伸を行った。延伸後の膜厚は71μmであった。なお、図6において、20〜23はニップロール、24は加熱延伸ゾーン、25は熱可塑性高分子樹脂フィルムである。この延伸温度は加熱延伸ゾーン中央部において、フィルムより2cm以内の距離のところで熱電対により測定した。以下の実施例、比較例でも延伸温度の測定法はこれと同じとした。また、延伸法は乾式延伸であり以下の実施例、比較例はすべて乾式延伸法である。
【0057】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図1に示す。図1から溝が数本観測され、そのうち図1のほぼ中央付近に見える溝は長さ20μm以上、幅が両端、中央部でそれぞれ0.7μm、0.6μm、0.6μm、深さが両端、中央部でそれぞれ19nmである溝が存在しており、かつ溝の長手方向がほぼ延伸方向に垂直方向である溝の存在を確認した。それらの溝の長さa(μm)と幅b(μm)の比a/bは、2.0以上であることを確認した。また、このフィルムの裏側についても同様な測定を行ったが、同様の溝が存在することを確認した。この溝の像はセイコー電子工業(株)製の商品名「SFA300」である原子間力顕微鏡に付属の解析ソフトウエアを用いて立体的に表したものである。図中の濃淡は表面の高低を示し、色の濃い部分が低い位置を表す。図1の横方向が延伸方向である。また、図中、右側及び下側のスケールはそれぞれ一目盛り5μmであり、以下図10、14、16、20、23、25においても同様である。
【0058】
該透過光散乱性制御フィルムに対して、フィルム表面に垂直でかつ延伸方向に平行に切った断面に対して走査型電子顕微鏡により観察を行った。空孔がフィルム表面の垂直方向に連なった部分を多数有する構造であることが分かった。
【0059】
このフィルムの法線方向からの入射光に対する全光線透過率は89.9%であり、ヘーズは56.9%であった。次に大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」にて図3の光学系で、該光制御フィルムの平行光線透過率を測定した。図3の光学系で延伸方向をR=0゜と設定した。R=0゜のとき最小の平行光線透過率であるTmin(%)=26.6%でこのときθmin=7゜、また最大の平行光線透過率はTmax=100%でこのときのθmax=60゜であった。θmin<θmaxであり、Tmax/Tmin=3.8>1.1(ただし、0゜≦θ≦60゜)であり、目的の光学特性が得られていることを確認した。なお、この平行光線透過率は相対的な値であり、本測定においてはθ=60゜、R=0゜のときの平行光線透過率を100%と設定した。また、図3の光学系で測定した平行光線透過率のR,θ依存性を図7に示す。なお、図7ではR=0,90゜のときθを正の値で表し、一方、R=−90゜、180゜のときθを負の値で表した。また、図7ではR=0゜、90゜、−90゜、180゜における平行光線透過率のR依存性を一つの図に表したため、R=−90゜、180゜のときθは負の値となっているが、式(I)、(II)においては、これら負の値は正の値に変換して考慮するものとする。以下の図11、15、17、21、24においても同様である。
【0060】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ30.4%,78.0%であった。
【0061】
このフィルムを偏光顕微鏡により観察したところ、延伸方向に遅相軸のある光学異方性を有することを確認した。
【0062】
また、このフィルムの両表面に対し、光開始剤であるチバガイギー社製の商品名「イルガキュアー184」を3重量%含むポリエステルアクリレート系モノマーである東亜合成(株)製の商品名「M309」を、1−メトキシ−2−プロパノールを溶剤に用いて塗布し乾燥後、窒素雰囲気下にて紫外線硬化により4μmの膜を形成し、上記光学特性を測定したが、ほぼ上記と同様の光学特性を得た。
【0063】
(液晶表示装置実装評価)
バックライト光源としては、市販品である日本電気(株)製の商品名「PC−9801NS/E」に用いられているバックライトシステムを用いた。液晶セルとしては、セルギャップ8.1μmのITOおよびポリイミド付き90゜左ねじれガラスセルを用い、液晶はメルク社製の商品名「S811」を0.5重量%含有した同じくメルク社製の商品名「ZLI2293」を用いて、90゜ツイストネマチックセルを作製した。表示部分であるITOの面積は1×1cm2であった。さらに、図8に示すように、サンリッツ(株)製の商品名「LLC2−9218S」である偏光板を粘着剤を用いて本液晶セルの両側に貼り合わせ、前述のバックライトシステムの上に設置することにより、ノーマリーホワイトツイストネマチック液晶表示装置を作製した。前述の評価方法により視野角を評価した。図8においては、30はバックライト、31はバックライト側偏光板、32はバックライト側偏光板透過軸、33はバックライト側ガラス基板、34はバックライト側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向、35は観測者側ガラス基板、36は観測者側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向、37は観測者側偏光板、38は観測者側偏光板透過軸方向である。そのときの上下左右方向におけるb=0〜60゜に対応する各階調レベルを表1に記す。表1より、左方向(c=−90゜)、右方向(c=90゜)、下方向(c=0゜)、上方向(c=180゜)においてそれぞれ、20゜、30゜、10゜、10゜の視野角範囲を有していることが判った。また、このとき用いた各階調電圧及び各階調の輝度範囲を表3に記す。
【0064】
さらに図8に示す構成に対し、上記において作製した透過光散乱性制御フィルムを図9に示す構成図のように偏光板の上に粘着剤を用いて設置し同様に評価した。図9においては、40はバックライト、41はバックライト側偏光板、42はバックライト偏光板透過軸、43はバックライト側ガラス基板、44はバックライト側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向、45は観測者側ガラス基板、46は観測者側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向、47は観測者側偏光板、48は観測者側偏光板透過軸方向、49は透過光散乱性制御フィルム、50は透過光散乱性制御フィルムの延伸軸方向である。
【0065】
そのときの上下左右方向におけるb=0〜60゜に対応する各階調レベルを表2に記す。表2より、左方向(c=−90゜)、右方向(c=90゜)、下方向(c=0゜)、上方向(c=180゜)においてそれぞれ、30゜、20゜、30゜、20゜の視野角範囲を有していることが判った。また、このとき用いた各階調電圧及び各階調の輝度範囲を表4に記す。すなわち、本発明の光制御フィルムを用いることにより、左右はほとんど変化しないものの、特に上下方向において視野角範囲が拡大することが示された。
【0066】
なお、図8、9の構成図に表示されている角度および上記の上下左右方向の角度の定義は、図5の測定光学系に記載されているものと同じである。
【0067】
【実施例2】
(透過光散乱性制御フィルムの作製および評価)
溶媒をメチレンクロライドとした流延製膜法によりポリカーボネート(帝人化成(株)製商品名「C1400」を使用)からなる幅15cm、膜厚75μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.3%、590nmにおけるΔn・dが10nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネートのGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算数平均分子量は22000、重量平均分子量は74000であった。また、このフィルムのメチレンクロライド含有量は乾燥重量法で測定して0.2重量%であった。フィルムのガラス転移点温度は159℃であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、まず、フィルム入口ロール速度を100mm/min、出口ロール速度を170mm/min、延伸温度153℃で縦一軸延伸を行った。次にこの延伸フィルムをフィルム入口ロール速度を50mm/min、出口ロール速度を79mm/min、延伸温度151℃で縦一軸延伸を行うことにより縦一軸二段延伸を行った。延伸後の膜厚は43μmであった。
【0068】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図10に示す。図10から多数の溝が観測され、そのうちの1つの溝は長さ10μm以上、幅が両端、中央部でそれぞれ0.5μm、0.5μm、0.6μm、深さが両端、中央部でそれぞれ12nmである溝が存在しており、かつ溝の長手方向がほぼ延伸方向に垂直方向である溝の存在を確認した。他の溝に関しても、延伸方向に対してほぼ垂直であり、かつ、溝の長さは5μm以上、溝の幅が0.01〜3μm、溝の深さが1〜200nmの範囲にあることが判った。また、それらの溝の長さa(μm)と幅b(μm)の比a/bが2.0以上であることを確認した。また、このフィルムの裏側についても同様な測定を行ったが、同様の溝が存在することを確認した。この溝の像はセイコー電子工業(株)製の商品名「SFA300」である原子間力顕微鏡に付属の解析ソフトウエアを用いて立体的に表したものである。図中の濃淡は表面の高低を示し、色の濃い部分が低い位置を表す。図10の横方向が延伸方向である。
【0069】
該透過光散乱性制御フィルムに対して、フィルム表面に垂直でかつ延伸方向に平行に切った断面に対して走査型電子顕微鏡により観察を行った。空孔がフィルム表面の垂直方向に連なった部分を多数有する構造であることが分かった。
【0070】
このフィルムの法線方向からの入射光に対する全光線透過率は90.1%であり、ヘーズは60.1%であった。次に大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」にて図3の光学系で、該透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率を測定した。図3の光学系で延伸方向をR=0゜と設定した。R=0゜のとき最小の平行光線透過率であるTmin(%)=29.8%でこのときθmin=20゜、また最大の平行光線透過率はTmax=100%でこのときのθmax=60゜であった。θmin<θmaxであり、Tmax/Tmin=3.4>1.1(ただし、0゜≦θ≦60゜)であり、目的の光学特性が得られていることを確認した。なお、この平行光線透過率は相対的な値であり、本測定においてはθ=60゜、R=0゜のときの平行光線透過率を100%と設定した。また、図3の光学系で測定した平行光線透過率のR,θ依存性を図11に示す。
【0071】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ29.0%,77.1%であった。
【0072】
このフィルムを偏光顕微鏡により観察したところ、延伸方向に遅相軸のある光学異方性を有することを確認した。
【0073】
また、このフィルムの両表面に対し、光開始剤であるチバガイギー社製の商品名「イルガキュアー184」を3重量%含むポリエステルアクリレート系モノマーである東亜合成(株)製の商品名「M309」を、1−メトキシ−2−プロパノールを溶剤に用いて塗布し乾燥後、窒素雰囲気下にて紫外線硬化により4μmの膜を形成し、上記光学特性を測定したが、ほぼ上記と同様の光学特性を得た。
【0074】
(液晶表示装置実装評価)
バックライト光源としては、市販品である日本電気(株)製の商品名「PC−9801NS/E」に用いられているバックライトシステムを用いた。液晶セルとしては、セルギャップ5.2μmのITOおよびポリイミド付き90゜左ねじれガラスセルを用い、液晶はメルク社製の商品名「S811」を0.3重量%含有した同じくメルク社製の商品名「ZLI4792」を用いて、90゜ツイストネマチックセルを作製した。表示部分であるITOの面積は1×1cm2であった。さらに、図12に示すように、サンリッツ(株)製の商品名「LLC2−9218S」である偏光板を粘着剤を用いて本液晶セルの両側に貼り合わせ、前述のバックライトシステムの上に設置することにより、ノーマリーホワイトツイストネマチック液晶表示装置を作製した。前述の評価方法により視野角を評価した。そのときの上下左右方向におけるb=0〜60゜に対応する各階調レベルを表5に記す。表5より、左方向(c=−90゜)、右方向(c=90゜)、下方向(c=0゜)、上方向(c=180゜)においてそれぞれ、40゜、40゜、20゜、10゜の視野角範囲を有していることが判った。また、このとき用いた各階調電圧及び各階調の輝度範囲を表7に記す。
【0075】
さらに図12に示す構成に対し、上記において作製した透過光散乱性制御フィルムを図13に示す構成図のように偏光板の上に粘着剤を用いて設置し同様に評価した。そのときの上下左右方向におけるb=0〜60゜に対応する各階調レベルを表6に記す。表6より、左方向(c=−90゜)、右方向(c=90゜)、下方向(c=0゜)、上方向(c=180゜)においてそれぞれ、40゜、40゜、30゜、20゜の視野角範囲を有していることが判った。また、このとき用いた各階調電圧及び各階調の輝度範囲を表8に記す。すなわち、この実施例においては、本発明の透過光散乱性制御フィルムを用いることにより、特に上下方向の視野角範囲が拡大することが示された。
【0076】
なお、図12、13の構成図に表示されている角度および上記の上下左右方向の角度の定義は、図5の測定光学系に記載されているものと同じである。
【0077】
【実施例3】
メチレンクロライドを溶媒とした流延製膜法により、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−ト(帝人化成(株)製の商品名「C1400」を使用)からなる幅15cm、膜厚75μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.3%、590nmにおけるΔn・dが5nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネート樹脂の数平均分子量、重量平均分子量はGPCによるポリスチレン換算分子量でそれぞれ22000、74000であった。フィルムのガラス転移点温度は119℃であった。また、このフィルムのメチレンクロライド含有量は乾燥重量法で測定して4重量%であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、入口、出口ロール速度比を2.2倍、延伸温度104℃で縦一軸延伸を行った。延伸後の膜厚は40.2μmであった。
【0078】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図14に示す。図14中央部分に溝が観測され、そのうち中央付近に見える溝は長さ10μm以上、幅が両端、中央部でそれぞれ5μm、4μm、8μm、深さが両端、中央部でそれぞれ50nm、40nm、80nmである溝が存在しており、かつ溝の長手方向がほぼ延伸方向に垂直方向である溝の存在を確認した。また、このフィルムの裏側についても同様な測定を行ったが、同様の溝が存在することを確認した。この溝の像はセイコー電子工業(株)製の商品名「SFA300」である原子間力顕微鏡に付属の解析ソフトウエアを用いて立体的に表したものである。図中の濃淡は表面の高低を示し、色の濃い部分が低い位置を表す。図14の横方向が延伸方向である。
【0079】
該光制御フィルムに対して、フィルム表面に垂直でかつ延伸方向に平行に切った断面に対して走査型電子顕微鏡により観察を行った。空孔を多数有する構造であることが分かった。
【0080】
このフィルムの法線方向からの入射光に対する全光線透過率は88.7%であり、ヘーズは49.0%であった。次に大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」にて図3の光学系で、該光制御フィルムの平行光線透過率を測定した。図3の光学系で延伸方向をR=0゜と設定した。R=0゜のとき最小の平行光線透過率であるTmin(%)=2.2%でこのときθmin=60゜、また最大の平行光線透過率はTmax=100%でこのときのθmax=0゜であった。θmin>θmaxであり、{Tmax×cos(θmin)}/{Tmin×cos(θmax)}=22.7>1.5(ただし、0゜≦θ≦60゜)であり、目的の光学特性が得られていることを確認した。なお、本測定においてはθ=60゜、R=0゜のときの平行光線透過率を100%と設定した。図3の光学系にてR=0,90,−90、180゜の際にθを0〜60゜変化させたときの平行光線透過率を図15に示す。フィルムを通して観測者に対して反対側の景色を観察した際、θ=60゜以上では曇って景色は見えないが、0゜にすると光が良く透過するようになり、景色が見えやすくなるのが確認された。
【0081】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ42.9%,46.7%であった。
【0082】
このフィルムの両表面に対し、光開始剤であるチバガイギー社製の商品名「イルガキュアー184」を3重量%含むポリエステルアクリレート系モノマーである東亜合成(株)製の商品名「M309」を、1−メトキシ−2−プロパノールを溶剤に用いて塗布し乾燥後、窒素雰囲気下にて紫外線硬化により4μmの膜を形成し、上記光学特性を測定したが、ほぼ上記と同様の光学特性を得た。
【0083】
【実施例4】
溶媒をメチレンクロライドとした流延製膜法により、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−ト(帝人化成(株)製の商品名「C1400」を使用)からなる幅15cm、膜厚75μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.3%、590nmにおけるΔn・dが7nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネート樹脂の数平均分子量、重量平均分子量はGPCによるポリスチレン換算分子量でそれぞれ22000、74000であった。また、このフィルムのメチレンクロライド含有量は乾燥重量法で測定してポリカーボネート重量対比0.2重量%であった。フィルムのガラス転移点温度は159℃であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、まず、フィルム入口ロール速度を100mm/min、出口ロール速度を170mm/min、延伸温度153℃で縦一軸延伸を行った。次にこの延伸フィルムをフィルム入口ロール速度を30mm/min、出口ロール速度を48mm/min、延伸温度151℃で縦一軸延伸を行うことにより縦一軸二段延伸を行った。延伸後の膜厚は44μmであった。
【0084】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図16に示す。図16から溝が複数観測され、そのうちのいくつかは溝の方向のばらつきが±10度以内、溝の長さが5μm以上、溝の幅が0.01〜15μm、溝の深さが1〜200nmであることを満足している。
【0085】
また、このフィルムの裏側についても同様な測定を行ったが、同様の溝が存在することを確認した。この溝の像はセイコー電子工業(株)製の商品名「SFA300」である原子間力顕微鏡に付属の解析ソフトウエアを用いて立体的に表したものである。図中の濃淡は表面の高低を示し、色の濃い部分が低い位置を表す。図16の横方向が延伸方向である。
【0086】
該光制御フィルムに対して、フィルム表面に垂直でかつ延伸方向に平行に切った断面に対して走査型電子顕微鏡により観察を行った。空孔がフィルム表面の垂直方向に連なった部分を多数有する構造であることを確認した。
【0087】
このフィルムの法線方向からの入射光に対する全光線透過率は88.5%であり、ヘーズは80.8%であった。次に大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」にて図3の光学系で、該光制御フィルムの平行光線透過率を測定した。図3の光学系で延伸方向をR=0゜と設定した。R=0゜のとき最小の平行光線透過率であるTmin(%)=10%でこのときθmin=18゜、また最大の平行光線透過率はTmax=100%でこのときのθmax=60゜であった。θmin<θmaxであり、Tmax/Tmin=10>1.5(ただし、0゜≦θ≦60゜)であり、目的の光学特性が得られていることを確認した。なお、本測定においてはθ=60゜、R=0゜のときの平行光線透過率を100%と設定した。図3の光学系にてR=0,90,−90,180゜の際にθを0〜60゜変化させたときの平行光線透過率を図17に示す。フィルムを通して観測者に対して反対側の景色を観察した際、θ=18゜付近では曇って景色は見えないが、60゜以上にすると光が良く透過するようになり、景色が見えやすくなるのが確認された。
【0088】
また、図4の光学系を用いて、平行光線をフィルム表面の法線方向から入射した場合、平行光線の進む方向を中心に回転させた角度をα=0,90,−90,180゜とし、出射散乱光と放線とのなす角をβ(゜)として、0゜から60゜まで変化させたときの散乱光強度分布を図18に示す。図18より、例えばβ=20゜のときα=90゜であれば散乱光強度0%であるが、α=0゜であれば散乱光強度35%であり、等方的に散乱するのではなく異方的に散乱していることが判った。本測定においてはα=0゜、β=0゜のときの散乱光強度を100%と設定した。なお、図18ではα=0,90゜のときβを正の値で表し、一方、α=−90゜、180゜のときβを負の値で表した。
【0089】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ8.6%,58.3%であった。
【0090】
このフィルムを室内のガラス窓に粘着剤を用いて貼り合わせたところ、α=0゜方位には外光を強く散乱するものの、α=±90゜方位では非常に弱い散乱となり、本フィルムの異方散乱を利用して室内の外光の採り入れ方を制御できることが示された。
【0091】
このフィルムを偏光顕微鏡により観察したところ、延伸方向に遅相軸のある光学異方性を有することを確認した。
【0092】
また、このフィルムの両表面に対し、光開始剤であるチバガイギー社製の商品名「イルガキュアー184」を3重量%含むポリエステルアクリレート系モノマーである東亜合成(株)製の商品名「M309」を、1−メトキシ−2−プロパノールを溶剤に用いて塗布し乾燥後、窒素雰囲気下にて紫外線硬化により4μmの膜を形成し、上記光学特性を測定したが、ほぼ上記と同様の光学特性を得た。
【0093】
【実施例5】
溶融製膜法により、ポリエチレンナフタレートからなる幅30cm、膜厚90μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率89%、ヘーズ0.7%、590nmにおけるΔn・dが20nmである透明フィルムを得た。このポリエチレンナフタレート樹脂の粘度平均分子量は20000であった。このフィルムを幅35mm、長さ80mmに切り出し、図19の模式図に示すように、恒温槽の中で片側のフィルム端を固定し、もう一方の端を金属チャックで引っ張り、温度70℃、倍率5.3倍で幅自由縦一軸延伸を行った。チャック間距離は20mmとした。
【0094】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図20に示す。複数の溝が存在し、さらに溝の方向は角度のばらつきが延伸方向の垂直方向を中心として±20度以内、溝の長さは5μm以上、溝の幅が0.01〜15μm、溝の深さが1〜200nmである溝の存在を確認した。
【0095】
また、このフィルムの裏側についても同様な測定を行ったが、同様の溝が存在することを確認した。図20の横方向が延伸方向である。
【0096】
該透過光散乱性制御フィルムに対して、フィルム表面に垂直でかつ延伸方向に平行に切った断面に対して走査型電子顕微鏡により観察を行った。空孔を多数有する構造であることを確認した。
【0097】
このフィルムの法線方向からの入射光に対する全光線透過率は71.6%であり、ヘーズは59.0%であった。次に大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」にて図3の光学系で、該光制御フィルムの平行光線透過率を測定した。図3の光学系で延伸方向をR=0゜と設定した。R=0゜のとき最小の平行光線透過率であるTmin(%)=43.7%でこのときθmin=5゜、また最大の平行光線透過率はTmax=100%でこのときのθmax=30゜であった。θmin<θmaxであり、Tmax/Tmin=2.3>1.5(ただし、0゜≦θ≦60゜)であり、目的の光学特性が得られていることを確認した。なお、本測定においてはθ=30゜、R=0゜のときの平行光線透過率を100%と設定した。図3の光学系にてR=0,90,−90,180゜の際にθを0〜60゜変化させたときの平行光線透過率を図21に示す。フィルムを通して観測者に対して反対側の景色を観察した際、θ=5゜付近では曇って景色は見えにくいが、30゜付近では光が良く透過するようになり、景色が見えやすくなるのが確認された。
【0098】
また、図4の光学系を用いて、平行光線をフィルム表面の法線方向から入射した場合、平行光線の進む方向を中心に回転させた角度をα=0,90,−90,180゜とし、出射散乱光と放線とのなす角をβ(゜)として、0゜から60゜まで変化させたときの散乱光強度分布を図22に示す。図22より、例えばβ=10゜のときα=90゜であれば散乱光強度はほぼ0%であるが、α=0゜であれば散乱光強度28%であり、等方的に散乱するのではなく異方的に散乱していることが判った。本測定においてはα=0゜、β=0゜のときの散乱光強度を100%と設定した。なお、図22ではα=0,90゜のときβを正の値で表し、一方、α=−90゜、180゜のときβを負の値で表した。
【0099】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ15.6%,86.4%であった。
【0100】
このフィルムを室内のガラス窓に粘着剤を用いて貼り合わせたところ、α=0゜方位には外光を強く散乱するものの、α=±90゜方位では非常に弱い散乱となり、本フィルムの異方散乱を利用して室内の外光の採り入れ方を制御できることが示された。
【0101】
このフィルムを偏光顕微鏡により観察したところ、延伸方向に遅相軸のある光学異方性を有することを確認した。
【0102】
また、このフィルムの両表面に対し、光開始剤であるチバガイギー社製の商品名「イルガキュアー184」を3重量%含むポリエステルアクリレート系モノマーである東亜合成(株)製の商品名「M309」を、1−メトキシ−2−プロパノールを溶剤に用いて塗布し乾燥後、窒素雰囲気下にて紫外線硬化により4μmの膜を形成し、上記光学特性を測定したが、ほぼ上記と同様の光学特性を得た。
【0103】
【実施例6】
メチレンクロライドを溶媒とした流延製膜法により、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−ト(帝人化成(株)製の商品名「C1400」を使用)からなる幅15cm、膜厚75μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.4%、590nmにおけるΔn・dが5nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネート樹脂の数平均分子量、重量平均分子量はGPCによるポリスチレン換算分子量でそれぞれ、22000、74000であった。フィルムのガラス転移点温度は119℃であった。また、このフィルムのメチレンクロライド含有量は乾燥重量法で測定して4重量%であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、入口、出口ロール速度比を2.7倍、延伸温度104℃で縦一軸延伸を行った。延伸後の膜厚は38.7μmであった。
【0104】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図23に示す。数本の溝が観測され、そのうち中央右寄りに見える溝は長さ10μm以上、幅が両端、中央部でそれぞれ4μm、5μm、5μm、深さが両端、中央部でそれぞれ10nm、12nm、7nmである溝が存在しており、かつ溝の長手方向がほぼ延伸方向に垂直方向である溝の存在を確認した。また、このフィルムの裏側についても同様な測定を行ったが、同様の溝が存在することを確認した。この溝の像はセイコー電子工業(株)製の商品名「SFA300」である原子間力顕微鏡に付属の解析ソフトウエアを用いて立体的に表したものである。図中の濃淡は表面の高低を示し、色の濃い部分が低い位置を表す。図23の横方向が延伸方向である。
【0105】
該透過光散乱性制御フィルムに対して、フィルム表面に垂直でかつ延伸方向に平行に切った断面に対して走査型電子顕微鏡により観察を行った。空孔を多数有する構造であることが分かった。
【0106】
このフィルムの法線方向からの入射光に対する全光線透過率は89.6%であり、ヘーズは62.6%であった。次に大塚電子(株)製の商品名「LCD5100」にて図3の光学系で、該光制御フィルムの平行光線透過率を測定した。図3の光学系で延伸方向をR=0゜と設定した。R=0゜のとき最小の平行光線透過率であるTmin(%)=19.4%でこのときθmin=8゜、また最大の平行光線透過率はTmax=100%でこのときのθmax=60゜であった。θmin<θmaxであり、Tmax/Tmin=5.2>1.5(ただし、0゜≦θ≦60゜)であり、目的の光学特性が得られていることを確認した。なお、本測定においてはθ=60゜、R=0゜のときの平行光線透過率を100%と設定した。図3の光学系にてR=0,90,−90,180゜の際にθを0〜60゜変化させたときの平行光線透過率を図24に示す。
【0107】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ26.3%,83.0%であった。
【0108】
さらにこのフィルムを、市販ノートブック型のパーソナルコンピュータ(富士通(株)製の商品名「FMV−575NU/Y」)に付随するSTN(スーパーツイストネマチック)モードの液晶表示装置に、延伸軸を画面縦方向として粘着剤を介して偏光板上に1枚貼り合わせた。目視により観察したところ、画面横方向の視野角は装着前とほぼ同様であるが、上下方向において階調反転及び黒つぶれの生じない領域が拡大することが確認された。下方向の方がより効果が大きいことが分かった。さらに、大塚電子(株)製商品名「LCD5100」にて本フィルム装着、未装着の場合の正面光強度(Y)を測定したところ、未装着の場合の光強度を100%とした場合、装着した場合は85%であった。
【0109】
このフィルムの両表面に対し、光開始剤であるチバガイギー社製の商品名「イルガキュアー184」を3重量%含むポリエステルアクリレート系モノマーである東亜合成(株)製の商品名「M309」を、1−メトキシ−2−プロパノールを溶剤に用いて塗布し乾燥後、窒素雰囲気下にて紫外線硬化により4μmの膜を形成し、上記光学特性を測定したが、ほぼ上記と同様の光学特性を得た。
【0110】
【比較例1】
溶媒をメチレンクロライドとした流延製膜法により、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−ト(帝人化成(株)製の商品名「C1400」を使用)からなる幅15cm、膜厚75μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.3%、590nmにおけるΔn・dが7nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネート樹脂の数平均分子量、重量平均分子量はGPCによるポリスチレン換算分子量でそれぞれ22000、74000であった。また、このフィルムのメチレンクロライド含有量は乾燥重量法で測定してポリカーボネート重量対比0.2重量%であった。フィルムのガラス転移点温度は159℃であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、入口ロール速度を100mm/min、出口ロール速度を270mm/min、加熱ゾーン内平均温度を160℃とし縦一軸延伸を実施した。
【0111】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定した像を図25に示す。図25から、多数の球状または楕円状の空孔が20個以上存在しており、明確な溝が確認できなかった。図25の横方向が延伸方向である。
【0112】
このフィルムのヘーズ及び全光線透過率を測定したところ、それぞれ91.3%、42.0%であり、目的の光学特性を満足できないことが分かった。
【0113】
また、分光透過率測定を行ったところ、測定波長500nm,1500nmでの分光透過率はそれぞれ0.2%,30.5%であった。
【0114】
【比較例2】
溶媒をメチレンクロライドとした流延製膜法により、ポリ−4,4’−ジオキシジフェニール−2,2−プロパンカ−ボネ−ト(帝人化成(株)製商品名「C1400」を使用)からなる幅15cm、膜厚75μmで、フィルム表面法線方向から入射した光で測定して全光線透過率91%、ヘーズ0.3%、590nmにおけるΔn・dが8nmである透明フィルムを得た。このポリカーボネート樹脂の数平均分子量、重量平均分子量はGPCによるポリスチレン換算分子量でそれぞれ22000、74000であった。また、このフィルムのメチレンクロライド含有量は乾燥重量法で測定してポリカーボネート重量対比0.2重量%であった。フィルムのガラス転移点温度は159℃であった。このフィルムを図6の模式図に示すような縦30cm横30cmの加熱延伸ゾーンを有する縦一軸延伸装置により、入口ロール速度100mm/min、出口ロール速度110mm/min、加熱ゾーン内平均温度を157℃とし縦一軸延伸を実施した。
【0115】
原子間力顕微鏡にてこのフィルム表面における任意の20μm四方を測定したところ、延伸によって生成した溝の存在は確認されなかった。
【0116】
このフィルムのヘーズ及び全光線透過率を測定したところ、それぞれ0.3%、91%であり、さらに平行光線透過率の角度依存性を測定したが、目的の光学特性を満足できないことが分かった。
【0117】
【表1】

Figure 0003699549
【0118】
【表2】
Figure 0003699549
【0119】
【表3】
Figure 0003699549
【0120】
【表4】
Figure 0003699549
【0121】
【表5】
Figure 0003699549
【0122】
【表6】
Figure 0003699549
【0123】
【表7】
Figure 0003699549
【0124】
【表8】
Figure 0003699549
【0125】
【発明の効果】
本発明は、熱可塑性高分子樹脂フィルム表面に、延伸方向とは垂直方向に延びた溝が生じるように一軸延伸することを特徴とする透過光散乱性制御フィルムの製造方法に関するものであり、本発明の製造方法によって、入射角によりヘーズが異なるため、入射角度により平行光線透過率が異なるといった特徴を利用した視角制御板が得られ、また、その製造方法によって得られたフィルムを液晶表示装置に用いた場合には、画質、特に視野角を広げることの可能な視野角改善フィルム等として好適に用いられる透過光散乱性制御フィルムを安価で提供することができるといった効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における透過光散乱性制御フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【図2】本発明フィルム表面における溝の短径及び深さの定義の説明図
【図3】平行光線透過率入射角度依存性測定における光学系概略図
【図4】平行光線入射による出射光散乱状態の測定における光学系概略図
【図5】液晶表示装置測定光学系概略図
【図6】実施例1、2、3、4、6及び比較例1、2における縦一軸延伸装置加熱延伸ゾーン付近の概略図
【図7】実施例1における透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率角度依存性
【図8】実施例1における本発明の透過光散乱性制御フィルムを用いていない液晶表示装置概略図
【図9】実施例1における本発明の透過光散乱性制御フィルムを用いた液晶表示装置概略図
【図10】実施例2における透過光散乱性制御フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【図11】実施例2における透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率角度依存性
【図12】実施例2における本発明の透過光散乱性制御フィルムを用いていない液晶表示装置概略図
【図13】実施例2における本発明の透過光散乱性制御フィルムを用いた液晶表示装置概略図
【図14】実施例3における透過光散乱性制御フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【図15】実施例3における透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率角度依存性
【図16】実施例4における透過光散乱性制御フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【図17】実施例4における透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率角度依存性
【図18】実施例4における透過光散乱性制御フィルムの平行光線入射による出射光散乱状態
【図19】実施例5における一軸延伸装置概略図
【図20】実施例5における透過光散乱性制御フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【図21】実施例5における透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率角度依存性
【図22】実施例5における透過光散乱性制御フィルムの平行光線入射による出射光散乱状態
【図23】実施例6における透過光散乱性制御フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【図24】実施例6における透過光散乱性制御フィルムの平行光線透過率角度依存性
【図25】比較例1における延伸フィルム表面の原子間力顕微鏡による撮影像
【符号の説明】
3 光源
4 検出器
5 平行光線
6 本発明の透過光散乱性制御フィルム
10 本発明の透過光散乱性制御フィルム
11 検出器
12 光源
13 入射平行光線
14 出射散乱光線
15 液晶表示装置
16 検出器
17 測定される光線
20,21,22,23 ニップロール
24 加熱延伸ゾーン
25 熱可塑性高分子樹脂フィルム
30 バックライト
31 バックライト側偏光板
32 バックライト側偏光板透過軸
33 バックライト側ガラス基板
34 バックライト側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
35 観測者側ガラス基板
36 観測者側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
37 観測者側偏光板
38 観測者側偏光板透過軸方向
40 バックライト
41 バックライト側偏光板
42 バックライト側偏光板透過軸
43 バックライト側ガラス基板
44 バックライト側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
45 観測者側ガラス基板
46 観測者側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
47 観測者側偏光板
48 観測者側偏光板透過軸方向
49 透過光散乱性制御フィルム
50 透過光散乱性制御フィルムの延伸軸方向
60 バックライト
61 バックライト側偏光板
62 バックライト側偏光板透過軸
63 バックライト側ガラス基板
64 バックライト側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
65 観測者側ガラス基板
66 観測者側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
67 観測者側偏光板
68 観測者側偏光板透過軸方向
70 バックライト
71 バックライト側偏光板
72 バックライト側偏光板透過軸
73 バックライト側ガラス基板
74 バックライト側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
75 観測者側ガラス基板
76 観測者側ガラス基板上ポリイミド配向膜のラビング方向
77 観測者側偏光板
78 観測者側偏光板透過軸方向
79 透過光散乱性制御フィルム
80 透過光散乱性制御フィルムの延伸軸方向
90 熱可塑性高分子樹脂フィルム
91 移動チャック
92 固定チャック
93 チャック移動方向
100 測定した領域内において、接線の傾きがJIS B0601−1982に記載される平均線(直線)に平行となりかつ溝の最も深い位置103から最も103に近くにある点104における接線と、点104と点103の間にあって、最も傾きの急な点106における接線との交点
101 点100、102の中点
102 点100と同様にして決定される点
103 溝の最も深い点
104 測定した領域内において、接線の傾きがJIS B0601−1982に記載される平均線(直線)に平行な直線と、表面一次元プロファイルとの交点
106 点104と点103の間にあって、最も傾きの急な点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, since the haze varies depending on the incident angle, the viewing angle control plate utilizes the feature that the parallel light transmittance varies depending on the incident angle. The present invention relates to a method for producing a transmitted light scattering control film used as a possible viewing angle improving film.
[0002]
[Prior art]
As an optical element whose haze varies depending on the incident angle, and the parallel light transmittance varies depending on the incident angle, a diffractive optical element using a diffraction effect of light is provided, which is provided with a grating on a transparent substrate such as glass or plastic. Known from. Further, the light control plate disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-58361 proposes an optical element having a different haze depending on an incident angle by using a plurality of light-curing sheets. These are used for various optical applications by utilizing their optical characteristics.
[0003]
For example, if you use the feature that the parallel light transmittance varies depending on the incident angle, you can use it as a glass window for construction, etc., so that it can be seen from one direction but difficult to see from the other. Is possible.
[0004]
Also, examples in which an optical element having such characteristics is used as an optical low-pass filter or the like by changing the viewing angle by mounting it on a liquid crystal display device are disclosed in JP-A-6-43446 and JP-A-5. -289028, JP-A-7-64069, JP-A-7-10726, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A diffractive optical element utilizing a diffraction effect of light provided with a grating or the like on a transparent substrate such as glass or plastic requires fine processing, etc., which are effective in certain other applications, For such applications, there is a problem in that it is necessary to increase the area, and thus it must be expensive.
[0006]
Further, the light control plate of the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 7-58361 requires a plurality of light-curing sheets, which is commercially problematic. In addition, proposals for obtaining an optical element having excellent light diffusibility without using a plurality of the light-curing sheets are disclosed in JP-A Nos. 6-11606 and 6-9714. However, in any case, these methods are used to obtain two or more kinds of polymerizable monomers having different refractive indexes in order to obtain a layered microstructure periodically present in a state where regions having different refractive indexes are oriented in a certain direction. Alternatively, it is necessary to use an oligomer, and it is necessary to optimize the polymerizability, the difference in refractive index, and the like. It is quite difficult to control the difference in refractive index between two or more kinds of polymerizable monomers having different refractive indexes and the distribution state thereof. For example, it is difficult to scatter light incident on a film surface at a wide angle. There is a problem. In addition, since this photocured layer has low resistance to external stress, the product form by this method is used by sandwiching the photocured layer between plastic films or the like that are transparent substrates or laminating on a transparent substrate. In many cases, there is a problem that raw material costs and manufacturing costs have to be expensive.
[0007]
Furthermore, the phenomenon called cracks and crazes, etc. that are generally observed in polymer resin destructive tests, such as cracks and voids in polymer bulk, have been studied for a long time. At present, no studies have been made on controlling the distribution of holes and the like, and obtaining optical characteristics suitable for improving the image quality of liquid crystal display devices and controlling the visibility used in building materials.
[0008]
The present invention solves such a problem, and when used in a liquid crystal display device, even when only one sheet is used, it functions as a film for improving image quality, particularly a viewing angle improving film, and the parallel light transmittance varies depending on the viewing direction. A novel transmitted light scattering control film that can function as a viewing angle control plate alone or can spread light over a wide angle and can function even with one kind of thermoplastic polymer resin as a material. An object is to provide a manufacturing method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a transmitted light scattering control film of the present invention is a method for producing a transmitted light scattering control film by uniaxially stretching a thermoplastic polymer resin film. It is characterized by uniaxial stretching so that a groove extending in the vertical direction is formed.
[0010]
It is considered that the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention can obtain the above optical characteristics by the periodic distribution of the refractive index due to the pore distribution inside the film caused by uniaxial stretching. However, as a result of further intensive studies, it is possible to obtain the desired optical characteristics in the case where grooves formed in a direction perpendicular to the stretching direction, which are generated by uniaxial stretching of the thermoplastic polymer resin film, are present on the film surface. It turns out that it is possible. The cause is not well understood, but when grooves formed by such uniaxial stretching are present on the film surface, the pore distribution inside the film may be in an optimal state for obtaining the desired optical characteristics. It is done.
[0011]
The optical characteristics of interest here means that the total light transmittance defined by JIS K7105 measured with incident light from the normal direction is 60% or more with respect to the film surface, and the haze varies depending on the light incident direction. This means that the parallel light transmittance differs, and when the measurement is performed with the optical system shown in FIG. 3, the transmitted light transmittance satisfies the following conditions. In addition, when using as a viewing angle improvement film used for a liquid crystal display device, the total light transmittance needs to be 80% or more.
[0012]
Here, in FIG. 3, 3 is a light source that irradiates parallel light, 4 is a detector, 5 is incident light, 6 is a film of the sample, and the light incident direction (= outgoing direction) is an angle formed with the normal of the film surface. It is defined from θ (°) and a rotation angle R (°) on the film surface with its normal as the rotation center. When the minimum parallel light transmittance Tmin (%), the incident angle θmin (°) at that time, the maximum parallel light transmittance Tmax (%), and the incident angle θmax (°) at that time, 0 ° ≦ In the range of θ ≦ 60 ° and −180 ° <R ≦ 180 °,
Tmax / Tmin> 1.1 when θmin <θmax
And
When θmin> θmax, {Tmax × cos (θmin)} / {Tmin × cos (θmax)}> 1.1
(I)
It is to become.
[0013]
The position of the rotation angle R = 0 ° as the reference position can be arbitrarily set in the optical device used for measurement. This condition must be satisfied at the same R value. The incident light is preferably a parallel light beam. In the present invention, an optical system in which a Y visibility filter for obtaining a Y value defined in JIS Z8701 is set in front of a halogen lamp and a photomultiplier detector in the present invention. Defined by the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
[0014]
The difference in haze depending on the incident angle is not a phenomenon that occurs because the path length of light propagating in the film changes with the change of the incident angle, but a phenomenon that occurs due to the structure of the film. Point to. In order to distinguish from scatterers and absorbers whose haze or absorbance simply increases as the path length increases, the path length is corrected when θmin> θmax under the above conditions.
[0015]
Furthermore, particularly when used as a viewing angle improving film in a liquid crystal display device, especially when using the material of the present invention as a viewing angle control plate in building materials and the like.
Tmax / Tmin> 1.5 when θmin <θmax
And
When θmin> θmax, {Tmax × cos (θmin)} / {Tmin × cos (θmax)}> 1.5
(II)
It is more preferable that
[0016]
The groove of the film in the present invention is seen when the film surface is observed with an atomic force microscope. The groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction has a single or plural grooves on the film surface in an arbitrary 20 μm square range, and the groove direction has a variation in angle centered on the vertical direction of the stretching direction. It is preferably within ± 20 degrees. Also, the groove length is 5 μm or more, the groove width is 0.01 to 15 μm, the groove depth is 1 to 200 nm, the length a (μm) and the width b (μm). The ratio a / b is preferably 1.5 or more. More preferably, the variation in the groove direction is within ± 10 degrees, the groove length is 6 μm or more, the groove width is 0.05 to 12 μm, the groove depth is 2 to 150 nm, and the length a (μm) and width. The ratio a / b of b (μm) is 2.0 or more. If the groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction is 20 μm square on the surface of the film and there are 20 or more spherical or elliptical pores that do not satisfy the above range, the objective Optical characteristics may not be satisfactory.
[0017]
Of the shape of the groove, the depth and width are specified from a profile when the needle of an atomic force microscope is scanned one-dimensionally in a direction orthogonal to the groove longitudinal direction. For example, if there is a one-dimensional profile as shown in FIG. 2, in the measured region, the slope of the tangent line is parallel to the average line (straight line) described in JIS B0601-1982 and from the deepest position 103 of the groove. The intersection 100 between the tangent at the point 104 closest to the point 103, the tangent at the point 106 having the steepest slope between the points 104 and 103, and the point 102 similarly defined in FIG. The distance from the point 101 to the deepest point 103 of the groove is defined as the groove depth. On the other hand, the width is defined as the distance between the points 100 and 102. Furthermore, it is preferable that the groove | channel mentioned above exists in both surfaces of a film. Further, the depth and width of the groove are preferably measured within the center in the longitudinal direction of the groove and within 0.5 μm from both ends, and are preferably within the above ranges.
[0018]
The grooves on the surface of the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention must be expressed by uniaxial stretching. Other than uniaxial stretching, for example, grooves can be formed on the surface of the thermoplastic polymer resin film by mold transfer or the like, but such a method cannot be expected to generate periodic internal pore distribution. . As described above, this groove on the film surface does not mainly determine the optical characteristics. This is because in the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention, a film made of a transparent resin having a refractive index close to that of the thermoplastic polymer resin is formed on the surface, and the groove is filled. This is evidenced by almost no change in optical properties.
[0019]
Moreover, the material in the manufacturing method of this invention needs to be a thermoplastic polymer resin from the point which is excellent in uniaxial stretchability.
[0020]
The uniaxial stretching includes longitudinal and lateral uniaxial stretching, preferably longitudinal uniaxial stretching. Further, multistage stretching may be used. In the uniaxial stretching, it is preferable to stretch near the glass transition temperature of the thermoplastic polymer resin film, and the stretching conditions near the film breakage are preferably selected. Further, both dry and wet stretching can be used, but dry stretching is preferred.
[0021]
In order to obtain a periodic distribution of the refractive index aligned in a certain direction inside the film, it is necessary to perform stretching so that tension is applied only in one direction as much as possible. In biaxial stretching, tension is at least in two directions. Therefore, it is difficult to obtain a periodic distribution of the refractive index aligned in a certain direction.
[0022]
In the present invention, there is no particular limitation on the stretching conditions as long as the grooves described above are formed on the surface, but when the glass transition temperature of the thermoplastic polymer resin film is Tg (° C.), the stretching temperature D (° C. ) Is preferably Tg−40 ≦ D ≦ Tg + 20, and it is preferable to use stretching conditions in which the neck-in rate is 25% or more and 70% or less. The neck-in rate here is defined as a change in film thickness. When the film thickness before stretching is A and the film thickness after stretching is B, 100 × (A−B) / A (% ). In the case of multi-stage stretching, it is preferable that the heating temperature is the above-described stretching temperature in all heating stretching zones, and the neck-in ratio is reached after the stretching is completed.
[0023]
For example, in the case where the total light transmittance of the obtained film is less than 60%, the desired optical characteristics are obtained, but the pores and hole distribution in the film are not in an appropriate state. In some cases, it is necessary to optimize the stretching conditions by lowering the stretching temperature or lowering the stretching ratio. When the stretching temperature is too high, the shape of the film surface may not be a regular groove but may be a sphere or an ellipse. On the other hand, when the stretching temperature is too low, breakage tends to occur. If the draw ratio is not sufficiently large, the film may be stretched but grooves may not be formed on the film surface. In this case, it is necessary to increase the draw ratio. In addition, the residence time in the heating and stretching zone is also an important factor. Generally, the same stretching temperature, stretching ratio, thermoplastic polymer resin material, and apparatus are used. The longer the residence time in the stretching zone, the greater the number of grooves on the film surface. That is, if it is desired to increase the stretching speed in order to improve productivity, it is possible to use a technique used in a general stretched film, such as making the heating stretch zone longer. The heat stretching zone refers to a zone where the thermoplastic polymer resin film is heated and tension for stretching is applied.
[0024]
As a material for the thermoplastic polymer resin film of the present invention, the glass transition temperature is preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. If the glass transition temperature is 80 ° C. or lower, there is a problem in heat resistance after uniaxial stretching, and if it is 300 ° C. or higher, there may be a problem in moldability.
[0025]
The material of the thermoplastic polymer resin film is preferably polycarbonate, polyarylate, polymethacrylate, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol. , Polyethersulfone, polysulfone, polyimide, polyamide, polyetherketone, polyolefin, triacetylcellulose, aromatic polymer liquid crystal, and the like, and may be a copolymer thereof or a blend of two or more. It is preferable from the viewpoint of productivity to mold using the one kind of resin. Additives and the like may be included. As the additive, xylene, alcohols, ketones and the like can be used, but are not limited thereto.
[0026]
Moreover, when the film before extending | stretching is created by the casting film forming method, the residual solvent may be included. When the film before stretching prepared by the casting film forming method is used, the residual solvent amount before stretching is preferably 0 to 10%. The residual solvent amount here refers to the amount of the solvent contained in the polymer resin containing the residual solvent.
[0027]
When polycarbonate is used as the thermoplastic polymer resin and a film before stretching is prepared by a casting film forming method, methylene chloride, dioxolane, or the like is preferable as the solvent.
[0028]
The thermoplastic polymer resin is preferably an amorphous polymer resin. Amorphous polymer resin is a resin that does not take a crystalline phase or a liquid crystal phase under normal stretching conditions. This does not cause a phase change after or during uniaxial stretching, and thus it may be easy to control optical properties. Many are preferably used. The amorphous polymer resin is preferably selected from polycarbonate, polyarylate, polyolefin, polysulfone, polyethersulfone and copolymers thereof. Polycarbonate is particularly preferred from the viewpoint of economical availability of materials and heat resistance.
[0029]
The average molecular weight of the polycarbonate is preferably between 50,000 and 200,000, more preferably between 8,000 and 100,000. If the molecular weight is less than 50,000, there are many problems in heat resistance and the like, and if the molecular weight is more than 200,000, the desired optical characteristics may not be obtained. The average molecular weight referred to here is the number average molecular weight unless otherwise specified, and is the number average molecular weight in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography) method. Also, known polycarbonates can be used. Preferably, bisphenol A is used as a main component, and poly-4,4'-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate is used. It is particularly preferably used from the viewpoint of material availability and stretchability. A copolymerized polycarbonate is also preferably used. For example, a polycarbonate having a bisphenol Z component or a fluorene skeleton can be used.
[0030]
When poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate is used as the thermoplastic polymer resin film, the glass transition temperature of the thermoplastic polymer resin film is Tg (° C. ), The stretching temperature D (° C.) is preferably Tg−20 ≦ D ≦ Tg, and it is preferable to use stretching conditions in which the neck-in rate is 35% or more and 60% or less.
[0031]
The film thickness of the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention is preferably about 1 μm to 400 μm, more preferably 5 μm to 200 μm.
[0032]
Moreover, the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention may have optical anisotropy. In general, a uniaxially stretched thermoplastic polymer resin film becomes an optical anisotropic body having an optical axis in the stretching direction. The optical anisotropy here is represented by Δn · d, which is the product of birefringence Δn and film thickness d. Although the required magnitude of Δn · d varies depending on the application, it cannot be generally stated. However, when used in a liquid crystal display device, the distribution of the slow axis orientation is preferably within ± 10 °. By actively utilizing optical anisotropy and optimizing by a known method, for example, both color compensation and viewing angle expansion in STN (super twisted nematic) mode can be performed.
[0033]
The viewing angle can be improved by applying the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention to a liquid crystal display device.
[0034]
In particular, by mounting the transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention on the viewer side with respect to the liquid crystal layer, a liquid crystal display device having an improved viewing angle can be obtained. The liquid crystal display device here refers to all liquid crystals such as active matrix driving and simple matrix driving as driving methods, and twisted nematic, super twisted nematic, ferroelectric liquid crystal, anti-ferroelectric liquid crystal mode, etc. as liquid crystal modes. It is applicable to the display device used. The transmitted light scattering control film obtained by the production method of the present invention can broaden the viewing angle mainly by spreading light in a direction excellent in visibility in a specific direction. Although one sheet of transmitted light scattering control film is effective, a plurality of sheets may be used.
[0035]
In a liquid crystal display device using a polarizing plate, it suffices if it is closer to the observer side than the liquid crystal layer, and may be outside or inside the polarizing plate. However, in the transmitted light scattering control film of the present invention, when there is optical anisotropy and the optical anisotropy becomes a problem such as coloring when mounted inside the polarizing plate, This can be avoided by matching the polarization axis or absorption axis with the fast axis or slow axis of the transmitted light scattering control film of the present invention. Similarly, when bonding to the outside of the polarizing plate, for example, when a liquid crystal display device is observed with polarizing glasses, a problem such as coloring may occur due to optical anisotropy of the transmitted light scattering control film. This can be avoided by matching the polarization axis or absorption axis of the plate with the fast axis or slow axis of the transmitted light scattering control film of the present invention. When the optical anisotropy is not a problem when used outside the polarizing plate, it can be bonded at an appropriate angle depending on the purpose. In addition, even if one transmitted light scattering control film of the present invention is effective in improving the viewing angle of the liquid crystal display device, it is possible to use two sheets with the stretching axes orthogonal to each other and canceling the phase difference. is there. An annealing process or the like may be performed so as to cancel the optical anisotropy.
[0036]
Further, the optical characteristics of the viewing angle improving film for a liquid crystal display device are set in accordance with the applied liquid crystal display device. The viewing angle range of a liquid crystal display device generally indicates a region with good visibility, and usually exists near the normal direction of the surface of the liquid crystal display device, so the bonding angle is optimized depending on the purpose. In the optical system 3, the angle θmin that takes the minimum parallel light transmittance of the transmitted light scattering control film of the present invention is in the range of 0 ° ≦ θmin ≦ 40 °, more preferably in the range of 0 ° ≦ θmin ≦ 30 °. It is preferable.
[0037]
When the transmitted light scattering control film of the present invention is mounted on a liquid crystal display device, it is preferable that the liquid crystal display device is brought into close contact as much as possible due to reflection loss and the like. For example, it can be bonded to a liquid crystal layer substrate, a polarizing plate or the like via an adhesive.
[0038]
Furthermore, the transmitted light scattering control film of the present invention can be widely used as a member of an optical device such as a display device. For example, it can be used as a diffusion plate in a backlight system of a display device or a reflection plate of a reflective liquid crystal display device. Further, the present invention can be applied to a transmissive and reflective screen of a projection display device. When used as a reflective screen or a reflective plate, a reflective film such as a metal may be formed on the back surface, or a plurality of laminated bodies can be used. Further, it is a forward scattering film used as a front-scattering film provided on the front surface of a reflective liquid crystal display device as described in SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY INTERNATIONALSYMPOSIUMUM DIGEST OF TECHNICNIC PAPERS / VOLUME XXVII, p614-617 (1996).
[0039]
In addition, as another use of the transmitted light scattering control film of the present invention, the light control film can be used, for example, by bonding to glass for building materials by utilizing the feature that the parallel light transmittance varies depending on the incident angle. It can also function as an optical film that controls the field of view that is visible when viewed from one direction but difficult to view when viewed from another angle.
[0040]
Furthermore, the transmitted light scattering control film of the present invention can have various optical characteristics within the range of the above-mentioned objective optical characteristics. By laminating a transmitted light scattering control film, which is not isotropic but anisotropic, with a scattering state of outgoing light obtained when incident at an incident angle that gives parallel light transmittance, From the viewpoint of daylighting in the case, it becomes possible to supply frosted glass having a specific scattering property different from so-called ground glass for building materials.
[0041]
The anisotropic scattering state referred to here is an optical system as shown in FIG.
The outgoing light detection direction angle on the sample plane when the outgoing light detection direction is projected onto the sample plane is α (°), and the angle between the outgoing light detection direction and the incident light incident direction is β (°). In this case, when α is changed while β is constant, it indicates a phenomenon in which the detected intensity of the emitted light changes depending on α. In FIG. 4, 10 is a sample film, 11 is a detector, 12 is a light source, 13 is incident light, and 14 is outgoing scattered light.
[0042]
The transmitted light scattering control film of the present invention may be subjected to a known hard coat treatment, antireflection treatment, antiglare treatment or the like on one side or both sides as necessary.
[0043]
In addition, the evaluation in the below-mentioned Example was performed as follows.
[0044]
(1) Haze and total light transmittance measurement: Measured with an integrating sphere light transmittance measuring device in accordance with Japanese Industrial Standard JIS K7105 "Testing method for optical properties of plastics". As an evaluation apparatus, COH-300A which is a color difference / turbidity measuring instrument manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. was used.
[0045]
(2) Parallel light transmittance incidence angle dependency measurement and measurement of scattered light scattering state by parallel light incidence: Y for obtaining a Y value defined in JIS Z8701 before a light source is a halogen lamp and a photomultiplier detector A trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. having an optical system in which a visibility filter is set was used. The opening angle of the detector is about 3.5 °. The measurement temperature was 25 ° C. The schematic diagram of the optical system in the parallel light transmittance incident angle dependence measurement and the optical system in the measurement of the outgoing light scattering state by the parallel light incidence are as shown in FIGS.
[0046]
(3) Viewing angle evaluation of a liquid crystal display device: As an evaluation device for a normally white twist nematic liquid crystal display device, a light source is a halogen lamp and a Y-value for obtaining a Y value defined in JIS Z8701 before a photomultiplier detector. A trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. having an optical system in which a visibility filter is set was used. The opening angle of the detector is about 3.5 °. A schematic diagram of the measurement optical system is shown in FIG. The measurement temperature was 25 ° C. Eight gradation display is performed and gradation inversion, black crushing, white dropout, and contrast are evaluated, so that upper (c = 180 °) lower (c = 0 °) left (c = −90 °) right (c = The viewing angle, which is a range with good visibility in the (90 °) direction, was evaluated. This evaluation method is based on the method described in SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNIC PAPERS / VOLUME XXIV, p561-564 (1993). First, a voltage-luminance curve of light emitted in the normal direction with respect to the surface of the liquid crystal display device is measured, and the voltage (V) is changed from V1 to V8 (V1 <V2 <V3 <V4) so that eight gradations are displayed. <V5 <V6 <V7 <V8) is determined, and the transmittance range of each gradation level is determined from a high transmittance range to a level 1 to level 8. Since it is normally white, the luminance when no voltage is applied is 100%, and the luminance when the detector is shielded is 0%. It is determined to which gradation level the transmittance belongs when the voltage V1 is changed from V1 to V8 with respect to the angle b (°) to the normal direction with respect to the film surface. Ideally, the gradation level continuously changes from 1 to 8 when the voltage continuously changes from V1 to V8. The angle b (°) made with the normal direction was measured from 0 ° to 60 ° every 10 °. Hereinafter, the criteria for determining the viewing angle will be described in detail.
[0047]
A. About gradation inversion
For example, when b (°) is a certain angle, the gradation levels corresponding to the continuous changes from V1 to V8 are (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 6). In this case, the gradation level at V7 to V8 changes from 7 to 6, and this phenomenon is referred to as gradation inversion. In this case, the difference is 1, so the gradation inversion level is 1. In this embodiment, the viewing angle range is defined when there is no gradation inversion.
[0048]
B. About white spots
For example, when b (°) is an angle, the gradation levels corresponding to the continuous changes from V1 to V8 are (1, 2, 2, 2, 3, 4, 5, 6). When V3, gradation level 3 should be 2; when V4, gradation level 4 should be 2, gradation level 5 should be 3 when V5; gradation when V6 Level 6 should be 4, gradation level 7 should be 5 for V7, gradation level 8 should be 6 for V8, and lower than the gradation level to be taken for each gradation voltage. The tone level, that is, the brightness is high. Such a phenomenon is called blanking. In this case, a plurality of white spots are confirmed. If there are a plurality of white spots, the one with the largest numerical value is adopted. In this case, the blank level 2 is set. In this embodiment, the viewing angle range is up to white spot level 5.
[0049]
C. About black crush
For example, when b (°) is an angle, the gradation levels corresponding to the continuous changes from V1 to V8 are (1, 2, 3, 4, 5, 8, 8, 8). When V6, the gradation level 6 should be 8, and when V7, the gradation level 7 should be 8, and the gradation level higher than the gradation level to be taken at each gradation voltage, that is, The brightness is low. Such a phenomenon is called black crushing. In this case as well, a plurality of black crushing phenomena are confirmed. In this case, the black crushing level is set to 2. In this embodiment, the viewing angle range is up to the level of black crushing 3.
[0050]
D. contrast
When b (°) is at a certain angle, the viewing angle range is when the ratio of luminance when the voltages V1 and V8 are applied is 5 or more in Example 1 and 2 or more in Example 2.
[0051]
The angle range when the above conditions A, B, C, and D were all satisfied simultaneously was defined as the viewing angle.
[0052]
(4) Observation of film surface by atomic force microscope: An arbitrary 20 μm square on the surface of the film was measured using an atomic force microscope having a trade name “SFA300” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. The depth and width representing the shape of the groove were calculated from the profile of the software attached to this apparatus by scanning the needle of an atomic force microscope one-dimensionally in the direction orthogonal to the groove longitudinal direction.
[0053]
(5) Observation of film cross section with scanning electron microscope: Cross section was frozen and cut in liquid nitrogen, and about 3 nm platinum coating was performed. The acceleration voltage was 3.0 kV, and the trade name “S-900” manufactured by Hitachi, Ltd. was used as the scanning electron microscope.
[0054]
(6) Measurement of glass transition temperature: It was obtained from trade name “DSC2920” manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd. and its analysis software. The glass transition temperature was defined as the glass transition point at the point of maximum slope in the vicinity where the change appears as a glass transition point on the DSC chart. The temperature rising rate was 20 ° C./min.
[0055]
(7) Spectral transmittance measurement
Spectral transmittance measurement having a double beam of parallel rays was measured by a trade name “U-3500” manufactured by Hitachi, Ltd.
[0056]
[Example 1]
(Preparation and evaluation of transmitted light scattering control film)
Measured with light incident from the normal direction of the film surface with a width of 23 cm and a film thickness of 125 μm made of poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate by a melt film forming method. A transparent film having a total light transmittance of 91%, a haze of 0.3%, and a Δn · d at 590 nm of 15 nm was obtained. The number average molecular weight and weight average molecular weight of this polycarbonate resin were 14000 and 45000, respectively, in terms of polystyrene by GPC. The glass transition temperature of the film was 154 ° C. This film was first subjected to a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heat stretching zone having a length of 30 cm and a width of 30 cm as shown in the schematic diagram of FIG. 6. First, the film inlet roll speed was 100 mm / min, the outlet roll speed was 170 mm / min, and the stretching temperature was 145. Longitudinal uniaxial stretching was performed at ° C. Next, this stretched film was subjected to longitudinal uniaxial two-stage stretching by performing longitudinal uniaxial stretching at a film inlet roll speed of 170 mm / min, an outlet roll speed of 270 mm / min, and a stretching temperature of 143 ° C. The film thickness after stretching was 71 μm. In FIG. 6, 20 to 23 are nip rolls, 24 is a heat stretching zone, and 25 is a thermoplastic polymer resin film. This stretching temperature was measured with a thermocouple at a distance within 2 cm from the film at the center of the heating stretching zone. In the following examples and comparative examples, the stretching temperature was measured in the same manner. Further, the stretching method is dry stretching, and the following examples and comparative examples are all dry stretching methods.
[0057]
FIG. 1 shows an image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the film surface with an atomic force microscope. Several grooves are observed from FIG. 1. Of these, the groove visible in the vicinity of the center of FIG. 1 is 20 μm or more in length, the width is at both ends and the center is 0.7 μm, 0.6 μm, 0.6 μm, and the depth is at both ends. In addition, it was confirmed that there were grooves each having a thickness of 19 nm in the center, and that the longitudinal direction of the grooves was substantially perpendicular to the stretching direction. It was confirmed that the ratio a / b between the length a (μm) and the width b (μm) of these grooves was 2.0 or more. Moreover, although the same measurement was performed also about the back side of this film, it confirmed that the same groove | channel existed. The image of the groove is three-dimensionally represented by using analysis software attached to an atomic force microscope having a trade name “SFA300” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. The shading in the figure indicates the height of the surface, and the dark part represents the low position. The horizontal direction in FIG. 1 is the stretching direction. In the drawing, the scales on the right side and the lower side are each 5 μm per scale, and the same applies to FIGS. 10, 14, 16, 20, 23, and 25 below.
[0058]
The transmission light scattering control film was observed with a scanning electron microscope on a cross section cut perpendicular to the film surface and parallel to the stretching direction. It was found that the structure had a large number of pores connected in the vertical direction on the film surface.
[0059]
The total light transmittance for incident light from the normal direction of this film was 89.9%, and the haze was 56.9%. Next, the parallel light transmittance of the light control film was measured using the optical system shown in FIG. 3 under the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. In the optical system of FIG. 3, the stretching direction was set to R = 0 °. When R = 0 °, the minimum parallel light transmittance is Tmin (%) = 26.6% and θmin = 7 °. At this time, the maximum parallel light transmittance is Tmax = 100% and θmax = 60 at this time.゜. θmin <θmax and Tmax / Tmin = 3.8> 1.1 (where 0 ° ≦ θ ≦ 60 °), and it was confirmed that the target optical characteristics were obtained. The parallel light transmittance is a relative value. In this measurement, the parallel light transmittance when θ = 60 ° and R = 0 ° was set to 100%. FIG. 7 shows the R and θ dependence of the parallel light transmittance measured with the optical system of FIG. In FIG. 7, θ is represented as a positive value when R = 0, 90 °, while θ is represented as a negative value when R = −90 ° and 180 °. Further, in FIG. 7, the R dependence of the parallel light transmittance at R = 0 °, 90 °, −90 °, and 180 ° is shown in one figure. Therefore, when R = −90 ° and 180 °, θ is negative. However, in the formulas (I) and (II), these negative values are converted into positive values for consideration. The same applies to FIGS. 11, 15, 17, 21, and 24 below.
[0060]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 30.4% and 78.0%, respectively.
[0061]
When this film was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the film had optical anisotropy having a slow axis in the stretching direction.
[0062]
In addition, the product name “M309” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., which is a polyester acrylate monomer containing 3% by weight of the product name “Irgacure 184” manufactured by Ciba-Geigy, which is a photoinitiator, is applied to both surfaces of this film. After coating with 1-methoxy-2-propanol as a solvent and drying, a 4 μm film was formed by ultraviolet curing in a nitrogen atmosphere, and the optical characteristics were measured. It was.
[0063]
(Liquid crystal display device mounting evaluation)
As the backlight light source, a backlight system used in the commercial name “PC-9801NS / E” manufactured by NEC Corporation was used. As the liquid crystal cell, a 90 ° left-twisted glass cell with ITO and polyimide having a cell gap of 8.1 μm was used, and the liquid crystal contained 0.5% by weight of the product name “S811” manufactured by Merck and the same product name manufactured by Merck. A 90 ° twisted nematic cell was prepared using “ZLI2293”. The area of ITO as the display part is 1 x 1 cm 2 Met. Furthermore, as shown in FIG. 8, a polarizing plate having a product name “LLC2-9218S” manufactured by Sanritz Co., Ltd. is attached to both sides of the present liquid crystal cell using an adhesive, and installed on the above backlight system. As a result, a normally white twisted nematic liquid crystal display device was produced. The viewing angle was evaluated by the evaluation method described above. In FIG. 8, 30 is a backlight, 31 is a backlight side polarizing plate, 32 is a backlight side polarizing plate transmission axis, 33 is a backlight side glass substrate, and 34 is a rubbing direction of the polyimide alignment film on the backlight side glass substrate. , 35 is an observer side glass substrate, 36 is a rubbing direction of the polyimide alignment film on the observer side glass substrate, 37 is an observer side polarizing plate, and 38 is an observer side polarizing plate transmission axis direction. Table 1 shows each gradation level corresponding to b = 0 to 60 ° in the vertical and horizontal directions at that time. From Table 1, 20 °, 30 °, 10 ° in the left direction (c = −90 °), right direction (c = 90 °), down direction (c = 0 °), and up direction (c = 180 °), respectively. It was found to have a viewing angle range of 10 °. Table 3 shows the gradation voltages and the luminance ranges of the gradations used at this time.
[0064]
Further, with respect to the configuration shown in FIG. 8, the transmitted light scattering control film prepared above was installed on the polarizing plate using an adhesive as shown in the configuration diagram of FIG. 9, 40 is a backlight, 41 is a backlight side polarizing plate, 42 is a backlight polarizing plate transmission axis, 43 is a backlight side glass substrate, 44 is a rubbing direction of the polyimide alignment film on the backlight side glass substrate, 45 is an observer side glass substrate, 46 is a rubbing direction of the polyimide alignment film on the observer side glass substrate, 47 is an observer side polarizing plate, 48 is an observer side polarizing plate transmission axis direction, and 49 is a transmitted light scattering control film. , 50 is the stretching axis direction of the transmitted light scattering control film.
[0065]
Table 2 shows each gradation level corresponding to b = 0 to 60 ° in the vertical and horizontal directions at that time. From Table 2, 30 °, 20 °, 30 ° in the left direction (c = −90 °), right direction (c = 90 °), downward direction (c = 0 °), and upward direction (c = 180 °), respectively. It was found to have a viewing angle range of ° and 20 °. Table 4 shows the gradation voltages and the luminance ranges of the gradations used at this time. That is, by using the light control film of the present invention, although the left and right are hardly changed, it was shown that the viewing angle range is expanded in the vertical direction.
[0066]
Note that the definitions of the angles displayed in the configuration diagrams of FIGS. 8 and 9 and the angles in the vertical and horizontal directions are the same as those described in the measurement optical system of FIG.
[0067]
[Example 2]
(Preparation and evaluation of transmitted light scattering control film)
Measured by light incident from the normal direction of the film surface with a width of 15 cm and a film thickness of 75 μm made of polycarbonate (using the trade name “C1400” manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) by a casting film forming method using methylene chloride as a solvent. Thus, a transparent film having a total light transmittance of 91%, a haze of 0.3%, and a Δn · d at 590 nm of 10 nm was obtained. This polycarbonate had a number average molecular weight in terms of polystyrene of 22,000 and a weight average molecular weight of 74,000 as determined by GPC (gel permeation chromatography). The methylene chloride content of this film was 0.2% by weight as measured by the dry weight method. The glass transition temperature of the film was 159 ° C. This film was first subjected to a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heating and stretching zone having a length of 30 cm and a width of 30 cm as shown in the schematic diagram of FIG. 6. First, the film inlet roll speed was 100 mm / min, the outlet roll speed was 170 mm / min, and the stretching temperature 153 Longitudinal uniaxial stretching was performed at ° C. Next, this stretched film was subjected to longitudinal uniaxial two-stage stretching by performing longitudinal uniaxial stretching at a film inlet roll speed of 50 mm / min, an outlet roll speed of 79 mm / min, and a stretching temperature of 151 ° C. The film thickness after stretching was 43 μm.
[0068]
An image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the surface of the film with an atomic force microscope is shown in FIG. A large number of grooves are observed from FIG. 10. One of the grooves is 10 μm or more in length, the width is 0.5 μm, 0.5 μm, and 0.6 μm at both ends and the center, and the depth is at both ends and the center. It was confirmed that there was a groove having a length of 12 nm and that the longitudinal direction of the groove was substantially perpendicular to the stretching direction. The other grooves are also substantially perpendicular to the extending direction, and the length of the grooves is 5 μm or more, the width of the grooves is 0.01 to 3 μm, and the depth of the grooves is 1 to 200 nm. understood. Further, it was confirmed that the ratio a / b of the length a (μm) to the width b (μm) of the grooves was 2.0 or more. Moreover, although the same measurement was performed also about the back side of this film, it confirmed that the same groove | channel existed. The image of the groove is three-dimensionally represented by using analysis software attached to an atomic force microscope having a trade name “SFA300” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. The shading in the figure indicates the height of the surface, and the dark part represents the low position. The horizontal direction in FIG. 10 is the stretching direction.
[0069]
The transmission light scattering control film was observed with a scanning electron microscope on a cross section cut perpendicular to the film surface and parallel to the stretching direction. It was found that the structure had a large number of pores connected in the vertical direction on the film surface.
[0070]
The total light transmittance for incident light from the normal direction of this film was 90.1%, and the haze was 60.1%. Next, the parallel light transmittance of the transmitted light scattering control film was measured with the optical system shown in FIG. 3 under the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. In the optical system of FIG. 3, the stretching direction was set to R = 0 °. When R = 0 °, the minimum parallel light transmittance is Tmin (%) = 29.8%, θmin = 20 °, and the maximum parallel light transmittance is Tmax = 100%, and θmax = 60 at this time.゜. θmin <θmax and Tmax / Tmin = 3.4> 1.1 (where 0 ° ≦ θ ≦ 60 °), and it was confirmed that the target optical characteristics were obtained. The parallel light transmittance is a relative value. In this measurement, the parallel light transmittance when θ = 60 ° and R = 0 ° was set to 100%. FIG. 11 shows the R, θ dependence of the parallel light transmittance measured with the optical system of FIG.
[0071]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 29.0% and 77.1%, respectively.
[0072]
When this film was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the film had optical anisotropy having a slow axis in the stretching direction.
[0073]
In addition, the product name “M309” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., which is a polyester acrylate monomer containing 3% by weight of the product name “Irgacure 184” manufactured by Ciba-Geigy, which is a photoinitiator, is applied to both surfaces of this film. After coating with 1-methoxy-2-propanol as a solvent and drying, a 4 μm film was formed by ultraviolet curing in a nitrogen atmosphere, and the optical characteristics were measured. It was.
[0074]
(Liquid crystal display device mounting evaluation)
As the backlight light source, a backlight system used in the commercial name “PC-9801NS / E” manufactured by NEC Corporation was used. As the liquid crystal cell, a 90 ° left-twisted glass cell with ITO and polyimide having a cell gap of 5.2 μm was used, and the liquid crystal contained 0.3% by weight of the product name “S811” manufactured by Merck Ltd. A 90 ° twisted nematic cell was manufactured using “ZLI4792”. The area of ITO as the display part is 1 x 1 cm 2 Met. Furthermore, as shown in FIG. 12, a polarizing plate having a product name “LLC2-9218S” manufactured by Sanritz Co., Ltd. is attached to both sides of the present liquid crystal cell using an adhesive, and installed on the above backlight system. As a result, a normally white twisted nematic liquid crystal display device was produced. The viewing angle was evaluated by the evaluation method described above. Table 5 shows each gradation level corresponding to b = 0 to 60 ° in the vertical and horizontal directions at that time. From Table 5, 40 °, 40 °, 20 ° in the left direction (c = −90 °), right direction (c = 90 °), downward direction (c = 0 °), and upward direction (c = 180 °), respectively. It was found to have a viewing angle range of 10 °. Table 7 shows the gradation voltages and the luminance ranges of the gradations used at this time.
[0075]
Furthermore, with respect to the structure shown in FIG. 12, the transmitted light scattering control film produced above was installed on the polarizing plate using an adhesive as shown in the structure diagram of FIG. Table 6 shows each gradation level corresponding to b = 0 to 60 ° in the vertical and horizontal directions at that time. From Table 6, 40 °, 40 °, 30 ° in the left direction (c = −90 °), right direction (c = 90 °), downward direction (c = 0 °), and upward direction (c = 180 °), respectively. It was found to have a viewing angle range of ° and 20 °. Further, Table 8 shows each gradation voltage and the luminance range of each gradation used at this time. That is, in this Example, it was shown that the viewing angle range in the vertical direction is expanded particularly by using the transmitted light scattering control film of the present invention.
[0076]
The definitions of the angles displayed in the configuration diagrams of FIGS. 12 and 13 and the angles in the vertical and horizontal directions are the same as those described in the measurement optical system of FIG.
[0077]
[Example 3]
Poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate (trade name “C1400” manufactured by Teijin Chemicals Limited) was used by a casting film forming method using methylene chloride as a solvent. A transparent film having a width of 15 cm, a film thickness of 75 μm, a light transmittance of 91%, a haze of 0.3%, and a Δn · d at 590 nm of 5 nm as measured with light incident from the normal direction of the film surface was obtained. . The number average molecular weight and weight average molecular weight of this polycarbonate resin were 22000 and 74000, respectively, in terms of polystyrene by GPC. The glass transition temperature of the film was 119 ° C. The methylene chloride content of this film was 4% by weight as measured by the dry weight method. This film was stretched uniaxially at a stretching ratio of 104 ° C. at an inlet / outlet roll speed ratio of 2.2 times by a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heating and stretching zone having a length of 30 cm and a width of 30 cm as shown in the schematic diagram of FIG. It was. The film thickness after stretching was 40.2 μm.
[0078]
FIG. 14 shows an image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the film surface with an atomic force microscope. FIG. 14 Grooves are observed in the central portion, of which the grooves visible in the vicinity of the center have a length of 10 μm or more, widths at both ends and 5 μm, 4 μm, and 8 μm at the center, depths at both ends, and 50 nm, 40 nm, and 80 nm at the center, respectively It was confirmed that there was a groove, and that the longitudinal direction of the groove was substantially perpendicular to the stretching direction. Moreover, although the same measurement was performed also about the back side of this film, it confirmed that the same groove | channel existed. The image of the groove is three-dimensionally represented by using analysis software attached to an atomic force microscope having a trade name “SFA300” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. The shading in the figure indicates the height of the surface, and the dark part represents the low position. The horizontal direction in FIG. 14 is the stretching direction.
[0079]
The light control film was observed with a scanning electron microscope on a cross section cut perpendicular to the film surface and parallel to the stretching direction. It was found that the structure had many holes.
[0080]
The total light transmittance with respect to incident light from the normal direction of this film was 88.7%, and haze was 49.0%. Next, the parallel light transmittance of the light control film was measured using the optical system shown in FIG. 3 under the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. In the optical system of FIG. 3, the stretching direction was set to R = 0 °. When R = 0 °, the minimum parallel light transmittance Tmin (%) = 2.2% and θmin = 60 ° at this time, and the maximum parallel light transmittance is Tmax = 100% and θmax = 0 at this time゜. θmin> θmax, {Tmax × cos (θmin)} / {Tmin × cos (θmax)} = 22.7> 1.5 (where 0 ° ≦ θ ≦ 60 °), and the target optical characteristics are It was confirmed that it was obtained. In this measurement, the parallel light transmittance when θ = 60 ° and R = 0 ° was set to 100%. FIG. 15 shows the parallel light transmittance when [theta] is changed by 0 to 60 [deg.] When R = 0, 90, -90 and 180 [deg.] In the optical system of FIG. When observing the landscape on the opposite side of the observer through the film, it is cloudy and invisible when θ = 60 ° or more, but when it is 0 °, the light is well transmitted and the landscape is easy to see. confirmed.
[0081]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 42.9% and 46.7%, respectively.
[0082]
The product name “M309” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., which is a polyester acrylate monomer containing 3% by weight of the product name “Irgacure 184” manufactured by Ciba Geigy, which is a photoinitiator, is applied to both surfaces of this film. After coating and drying using -methoxy-2-propanol as a solvent, a 4 μm film was formed by ultraviolet curing in a nitrogen atmosphere, and the above optical characteristics were measured. The same optical characteristics as described above were obtained.
[0083]
[Example 4]
Poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate (trade name “C1400” manufactured by Teijin Chemicals Limited) was used by a casting film forming method using methylene chloride as a solvent. A transparent film having a width of 15 cm, a film thickness of 75 μm, a total film transmittance of 91%, a haze of 0.3%, and a Δn · d at 590 nm of 7 nm as measured with light incident from the normal direction of the film surface was obtained. . The number average molecular weight and weight average molecular weight of this polycarbonate resin were 22000 and 74000, respectively, in terms of polystyrene by GPC. The methylene chloride content of this film was 0.2% by weight relative to the weight of the polycarbonate as measured by the dry weight method. The glass transition temperature of the film was 159 ° C. This film was first subjected to a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heating and stretching zone having a length of 30 cm and a width of 30 cm as shown in the schematic diagram of FIG. 6. First, the film inlet roll speed was 100 mm / min, the outlet roll speed was 170 mm / min, and the stretching temperature 153 Longitudinal uniaxial stretching was performed at ° C. Next, this stretched film was subjected to longitudinal uniaxial two-stage stretching by performing longitudinal uniaxial stretching at a film inlet roll speed of 30 mm / min, an outlet roll speed of 48 mm / min, and a stretching temperature of 151 ° C. The film thickness after stretching was 44 μm.
[0084]
FIG. 16 shows an image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the film surface with an atomic force microscope. A plurality of grooves are observed from FIG. 16, some of which have a variation in groove direction within ± 10 degrees, a groove length of 5 μm or more, a groove width of 0.01 to 15 μm, and a groove depth of 1 to 1. I am satisfied that it is 200 nm.
[0085]
Moreover, although the same measurement was performed also about the back side of this film, it confirmed that the same groove | channel existed. The image of the groove is three-dimensionally represented by using analysis software attached to an atomic force microscope having a trade name “SFA300” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. The shading in the figure indicates the height of the surface, and the dark part represents the low position. The horizontal direction in FIG. 16 is the stretching direction.
[0086]
The light control film was observed with a scanning electron microscope on a cross section cut perpendicular to the film surface and parallel to the stretching direction. It was confirmed that the pores had a structure having many portions that were continuous in the vertical direction of the film surface.
[0087]
The total light transmittance with respect to incident light from the normal direction of this film was 88.5%, and haze was 80.8%. Next, the parallel light transmittance of the light control film was measured using the optical system shown in FIG. 3 under the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. In the optical system of FIG. 3, the stretching direction was set to R = 0 °. When R = 0 °, the minimum parallel light transmittance is Tmin (%) = 10%, θmin = 18 °, and the maximum parallel light transmittance is Tmax = 100%, where θmax = 60 °. there were. θmin <θmax and Tmax / Tmin = 10> 1.5 (where 0 ° ≦ θ ≦ 60 °), and it was confirmed that the target optical characteristics were obtained. In this measurement, the parallel light transmittance when θ = 60 ° and R = 0 ° was set to 100%. FIG. 17 shows the parallel light transmittance when [theta] is changed by 0 to 60 [deg.] When R = 0, 90, -90, and 180 [deg.] In the optical system of FIG. When viewing the landscape on the opposite side of the observer through the film, it is cloudy and invisible at around θ = 18 °, but when it exceeds 60 °, the light is well transmitted and the landscape becomes easy to see. Was confirmed.
[0088]
In addition, when the parallel light is incident from the normal direction of the film surface using the optical system of FIG. 4, the angles rotated around the traveling direction of the parallel light are α = 0, 90, −90, 180 °. FIG. 18 shows the scattered light intensity distribution when the angle between the outgoing scattered light and the ray is β (°) and is changed from 0 ° to 60 °. From FIG. 18, for example, when β = 20 °, if α = 90 °, the scattered light intensity is 0%, but if α = 0 °, the scattered light intensity is 35%. It was found that it was scattered anisotropically. In this measurement, the scattered light intensity when α = 0 ° and β = 0 ° was set to 100%. In FIG. 18, β is expressed as a positive value when α = 0, 90 °, while β is expressed as a negative value when α = −90 ° and 180 °.
[0089]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 8.6% and 58.3%, respectively.
[0090]
When this film was bonded to an indoor glass window using an adhesive, the external light was strongly scattered in the α = 0 ° direction, but it was very weakly scattered in the α = ± 90 ° direction. It was shown that the method of taking in outdoor light can be controlled by using side scattering.
[0091]
When this film was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the film had optical anisotropy having a slow axis in the stretching direction.
[0092]
In addition, the product name “M309” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., which is a polyester acrylate monomer containing 3% by weight of the product name “Irgacure 184” manufactured by Ciba-Geigy, which is a photoinitiator, is applied to both surfaces of this film. After coating with 1-methoxy-2-propanol as a solvent and drying, a 4 μm film was formed by ultraviolet curing in a nitrogen atmosphere, and the optical characteristics were measured. It was.
[0093]
[Example 5]
By a melt film-forming method, a width of 30 cm made of polyethylene naphthalate, a film thickness of 90 μm, measured with light incident from the normal direction of the film surface, total light transmittance 89%, haze 0.7%, Δn · d at 590 nm A transparent film having a thickness of 20 nm was obtained. The polyethylene naphthalate resin had a viscosity average molecular weight of 20000. This film was cut into a width of 35 mm and a length of 80 mm, and as shown in the schematic diagram of FIG. 19, one end of the film was fixed in a thermostatic bath, and the other end was pulled with a metal chuck, temperature 70 ° C., magnification Width-free longitudinal uniaxial stretching was performed at 5.3 times. The distance between chucks was 20 mm.
[0094]
FIG. 20 shows an image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the film surface with an atomic force microscope. There are a plurality of grooves, and the groove direction has an angle variation within ± 20 degrees with respect to the vertical direction of the stretching direction, the groove length is 5 μm or more, the groove width is 0.01 to 15 μm, the groove depth The presence of grooves having a length of 1 to 200 nm was confirmed.
[0095]
Moreover, although the same measurement was performed also about the back side of this film, it confirmed that the same groove | channel existed. The horizontal direction in FIG. 20 is the stretching direction.
[0096]
The transmission light scattering control film was observed with a scanning electron microscope on a cross section cut perpendicular to the film surface and parallel to the stretching direction. It was confirmed that the structure had many holes.
[0097]
The total light transmittance for incident light from the normal direction of the film was 71.6%, and the haze was 59.0%. Next, the parallel light transmittance of the light control film was measured using the optical system shown in FIG. 3 under the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. In the optical system of FIG. 3, the stretching direction was set to R = 0 °. When R = 0 °, the minimum parallel light transmittance is Tmin (%) = 43.7%, θmin = 5 °. At this time, the maximum parallel light transmittance is Tmax = 100%, and θmax = 30 at this time.゜. θmin <θmax and Tmax / Tmin = 2.3> 1.5 (where 0 ° ≦ θ ≦ 60 °), and it was confirmed that the target optical characteristics were obtained. In this measurement, the parallel light transmittance when θ = 30 ° and R = 0 ° was set to 100%. FIG. 21 shows the parallel light transmittance when [theta] is changed by 0 to 60 [deg.] When R = 0, 90, -90, and 180 [deg.] In the optical system of FIG. When viewing the landscape on the opposite side of the viewer through the film, it is cloudy around θ = 5 °, and it is difficult to see the landscape, but the light penetrates well at around 30 °, making it easier to see the landscape. confirmed.
[0098]
In addition, when the parallel light is incident from the normal direction of the film surface using the optical system of FIG. 4, the angles rotated around the traveling direction of the parallel light are α = 0, 90, −90, 180 °. FIG. 22 shows the scattered light intensity distribution when the angle between the emitted scattered light and the ray is β (°) and is changed from 0 ° to 60 °. From FIG. 22, for example, when β = 10 °, if α = 90 °, the scattered light intensity is almost 0%, but if α = 0 °, the scattered light intensity is 28%, and is scattered isotropically. It turned out to be anisotropically scattered. In this measurement, the scattered light intensity when α = 0 ° and β = 0 ° was set to 100%. In FIG. 22, β is represented by a positive value when α = 0, 90 °, and β is represented by a negative value when α = −90 ° and 180 °.
[0099]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 15.6% and 86.4%, respectively.
[0100]
When this film was bonded to an indoor glass window using an adhesive, the external light was strongly scattered in the α = 0 ° direction, but it was very weakly scattered in the α = ± 90 ° direction. It was shown that the method of taking in outdoor light can be controlled by using side scattering.
[0101]
When this film was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the film had optical anisotropy having a slow axis in the stretching direction.
[0102]
In addition, the product name “M309” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., which is a polyester acrylate monomer containing 3% by weight of the product name “Irgacure 184” manufactured by Ciba-Geigy, which is a photoinitiator, is applied to both surfaces of this film. After coating with 1-methoxy-2-propanol as a solvent and drying, a 4 μm film was formed by ultraviolet curing in a nitrogen atmosphere, and the optical characteristics were measured. It was.
[0103]
[Example 6]
Poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate (trade name “C1400” manufactured by Teijin Chemicals Limited) was used by a casting film forming method using methylene chloride as a solvent. A transparent film having a width of 15 cm, a film thickness of 75 μm, a light transmittance of 91%, a haze of 0.4%, and a Δn · d at 590 nm of 5 nm as measured with light incident from the normal direction of the film surface was obtained. . The number average molecular weight and weight average molecular weight of this polycarbonate resin were 22000 and 74000, respectively, in terms of polystyrene by GPC. The glass transition temperature of the film was 119 ° C. The methylene chloride content of this film was 4% by weight as measured by the dry weight method. This film was stretched uniaxially at a stretching ratio of 104 ° C. at an inlet / outlet roll speed ratio of 2.7 times using a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heating stretching zone of 30 cm in length and 30 cm in width as shown in the schematic diagram of FIG. It was. The film thickness after stretching was 38.7 μm.
[0104]
FIG. 23 shows an image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the film surface with an atomic force microscope. Several grooves are observed, of which the groove that is visible to the right of the center is 10 μm or more in length, has a width of 4 μm, 5 μm, and 5 μm at both ends and the center, and has a depth of 10 nm, 12 nm, and 7 nm at the ends and the center, respectively. It was confirmed that there was a groove and the groove had a longitudinal direction substantially perpendicular to the stretching direction. Moreover, although the same measurement was performed also about the back side of this film, it confirmed that the same groove | channel existed. The image of the groove is three-dimensionally represented by using analysis software attached to an atomic force microscope having a trade name “SFA300” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. The shading in the figure indicates the height of the surface, and the dark part represents the low position. The horizontal direction in FIG. 23 is the stretching direction.
[0105]
The transmission light scattering control film was observed with a scanning electron microscope on a cross section cut perpendicular to the film surface and parallel to the stretching direction. It was found that the structure had many holes.
[0106]
The total light transmittance with respect to incident light from the normal direction of this film was 89.6%, and the haze was 62.6%. Next, the parallel light transmittance of the light control film was measured using the optical system shown in FIG. 3 under the trade name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. In the optical system of FIG. 3, the stretching direction was set to R = 0 °. When R = 0 °, the minimum parallel light transmittance is Tmin (%) = 19.4%, θmin = 8 °, and the maximum parallel light transmittance is Tmax = 100%, and θmax = 60 at this time.゜. θmin <θmax and Tmax / Tmin = 5.2> 1.5 (where 0 ° ≦ θ ≦ 60 °), and it was confirmed that the target optical characteristics were obtained. In this measurement, the parallel light transmittance when θ = 60 ° and R = 0 ° was set to 100%. FIG. 24 shows the parallel light transmittance when [theta] is changed by 0 to 60 [deg.] When R = 0, 90, -90, and 180 [deg.] In the optical system of FIG.
[0107]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 26.3% and 83.0%, respectively.
[0108]
Furthermore, this film is applied to a liquid crystal display device of STN (super twist nematic) mode attached to a commercially available notebook personal computer (trade name “FMV-575NU / Y” manufactured by Fujitsu Limited), and the stretching axis is set to the vertical direction of the screen. One sheet was bonded on the polarizing plate through a pressure sensitive adhesive as the direction. As a result of visual observation, it was confirmed that the viewing angle in the horizontal direction of the screen was almost the same as that before the mounting, but the area where gradation inversion and blackening did not occur in the vertical direction expanded. It turned out that the downward direction is more effective. Furthermore, when the front light intensity (Y) when the film was mounted and not mounted with the product name “LCD5100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was measured, the light intensity when not mounted was assumed to be 100%. In that case, it was 85%.
[0109]
The product name “M309” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., which is a polyester acrylate monomer containing 3% by weight of the product name “Irgacure 184” manufactured by Ciba Geigy, which is a photoinitiator, is applied to both surfaces of this film. After coating and drying using -methoxy-2-propanol as a solvent, a 4 μm film was formed by ultraviolet curing in a nitrogen atmosphere, and the above optical characteristics were measured. The same optical characteristics as described above were obtained.
[0110]
[Comparative Example 1]
Poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate (trade name “C1400” manufactured by Teijin Chemicals Limited) was used by a casting film forming method using methylene chloride as a solvent. A transparent film having a width of 15 cm, a film thickness of 75 μm, a total film transmittance of 91%, a haze of 0.3%, and a Δn · d at 590 nm of 7 nm as measured with light incident from the normal direction of the film surface was obtained. . The number average molecular weight and weight average molecular weight of this polycarbonate resin were 22000 and 74000, respectively, in terms of polystyrene by GPC. The methylene chloride content of this film was 0.2% by weight relative to the weight of the polycarbonate as measured by the dry weight method. The glass transition temperature of the film was 159 ° C. This film was subjected to a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heating and stretching zone having a length of 30 cm and a width of 30 cm as shown in the schematic diagram of FIG. Longitudinal uniaxial stretching was performed at 160 ° C.
[0111]
An image obtained by measuring an arbitrary 20 μm square on the film surface with an atomic force microscope is shown in FIG. From FIG. 25, there were 20 or more spherical or elliptical holes, and clear grooves could not be confirmed. The horizontal direction in FIG. 25 is the stretching direction.
[0112]
When the haze and total light transmittance of this film were measured, they were 91.3% and 42.0%, respectively, and it was found that the target optical characteristics could not be satisfied.
[0113]
When the spectral transmittance was measured, the spectral transmittances at the measurement wavelengths of 500 nm and 1500 nm were 0.2% and 30.5%, respectively.
[0114]
[Comparative Example 2]
From poly-4,4′-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate (trade name “C1400” manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) by a casting film forming method using methylene chloride as a solvent. A transparent film having a width of 15 cm and a film thickness of 75 μm and a total light transmittance of 91%, a haze of 0.3%, and a Δn · d at 590 nm of 8 nm as measured with light incident from the normal direction of the film surface was obtained. The number average molecular weight and weight average molecular weight of this polycarbonate resin were 22000 and 74000, respectively, in terms of polystyrene by GPC. The methylene chloride content of this film was 0.2% by weight relative to the weight of the polycarbonate as measured by the dry weight method. The glass transition temperature of the film was 159 ° C. This film was subjected to a longitudinal uniaxial stretching apparatus having a heating and stretching zone having a length of 30 cm and a width of 30 cm as shown in the schematic diagram of FIG. And longitudinal uniaxial stretching.
[0115]
When an arbitrary 20 μm square on the film surface was measured with an atomic force microscope, the presence of grooves formed by stretching was not confirmed.
[0116]
When the haze and total light transmittance of this film were measured, they were 0.3% and 91%, respectively, and the angle dependency of the parallel light transmittance was measured, but it was found that the target optical characteristics could not be satisfied. .
[0117]
[Table 1]
Figure 0003699549
[0118]
[Table 2]
Figure 0003699549
[0119]
[Table 3]
Figure 0003699549
[0120]
[Table 4]
Figure 0003699549
[0121]
[Table 5]
Figure 0003699549
[0122]
[Table 6]
Figure 0003699549
[0123]
[Table 7]
Figure 0003699549
[0124]
[Table 8]
Figure 0003699549
[0125]
【The invention's effect】
The present invention relates to a method for producing a transmitted light scattering control film, wherein the thermoplastic polymer resin film surface is uniaxially stretched so as to form a groove extending in a direction perpendicular to the stretching direction. According to the manufacturing method of the invention, since the haze varies depending on the incident angle, a viewing angle control plate utilizing the feature that the parallel light transmittance varies depending on the incident angle is obtained, and the film obtained by the manufacturing method is applied to the liquid crystal display device. When used, it has an effect that a transmitted light scattering control film that is suitably used as a viewing angle improving film that can widen the image quality, particularly the viewing angle, can be provided at low cost.
[Brief description of the drawings]
1 is an image taken by an atomic force microscope of the surface of a transmitted light scattering control film in Example 1. FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the definition of the minor axis and depth of grooves on the surface of the film of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of an optical system in the measurement of parallel light transmittance incident angle dependence.
FIG. 4 is a schematic diagram of an optical system in measurement of an outgoing light scattering state by incident parallel rays.
FIG. 5 is a schematic diagram of a measurement optical system for a liquid crystal display device.
FIG. 6 is a schematic view of the vicinity of a heating uniaxial stretching apparatus in Examples 1, 2, 3, 4, 6 and Comparative Examples 1 and 2 in a longitudinal uniaxial stretching apparatus.
FIG. 7 shows parallel light transmittance angle dependence of the transmitted light scattering control film in Example 1.
8 is a schematic view of a liquid crystal display device that does not use the transmitted light scattering control film of the present invention in Example 1. FIG.
9 is a schematic view of a liquid crystal display device using the transmitted light scattering control film of the present invention in Example 1. FIG.
10 is an image taken by an atomic force microscope of the surface of a transmitted light scattering control film in Example 2. FIG.
FIG. 11 shows parallel light transmittance angle dependence of the transmitted light scattering control film in Example 2;
12 is a schematic view of a liquid crystal display device that does not use the transmitted light scattering control film of the present invention in Example 2. FIG.
13 is a schematic view of a liquid crystal display device using the transmitted light scattering control film of the present invention in Example 2. FIG.
14 is an image taken by an atomic force microscope of the surface of a transmitted light scattering control film in Example 3. FIG.
FIG. 15 shows the dependence of the transmitted light scattering control film on the parallel light transmittance angle in Example 3;
16 is an image taken by an atomic force microscope of the surface of the transmitted light scattering control film in Example 4. FIG.
FIG. 17 shows parallel light transmittance angle dependence of the transmitted light scattering control film in Example 4.
FIG. 18 shows the light scattering state of the transmitted light scattering control film in Example 4 due to the parallel light incident.
19 is a schematic diagram of a uniaxial stretching apparatus in Example 5. FIG.
20 is an image taken by an atomic force microscope of the surface of the transmitted light scattering control film in Example 5. FIG.
FIG. 21 shows parallel light transmittance angle dependence of the transmitted light scattering control film in Example 5.
FIG. 22 shows the scattered light scattering state of the transmitted light scattering control film in Example 5 due to the incidence of parallel rays.
23 is an image taken by an atomic force microscope of the surface of the transmitted light scattering control film in Example 6. FIG.
FIG. 24 shows parallel light transmittance angle dependence of the transmitted light scattering control film in Example 6.
FIG. 25 is an image taken by an atomic force microscope of the stretched film surface in Comparative Example 1.
[Explanation of symbols]
3 Light source
4 Detector
5 Parallel rays
6 Transmitted light scattering control film of the present invention
10 Transmitted light scattering control film of the present invention
11 Detector
12 Light source
13 Incident parallel rays
14 Outgoing scattered light
15 Liquid crystal display device
16 Detector
17 Light to be measured
20, 21, 22, 23 Nip roll
24 Heat stretch zone
25 Thermoplastic polymer resin film
30 Backlight
31 Backlight polarizing plate
32 Backlight side polarizing plate transmission axis
33 Backlight side glass substrate
34 Rubbing direction of polyimide alignment film on the glass substrate on the backlight side
35 Observer side glass substrate
36 Rubbing direction of polyimide alignment film on the observer side glass substrate
37 Observer-side polarizing plate
38 Observation side polarizing plate transmission axis direction
40 Backlight
41 Backlight side polarizing plate
42 Backlight side polarizing plate transmission axis
43 Backlight side glass substrate
44 Rubbing direction of polyimide alignment film on backlight side glass substrate
45 Observer side glass substrate
46 Rubbing direction of polyimide alignment film on observer side glass substrate
47 Observer-side polarizing plate
48 Observation side polarizing plate transmission axis direction
49 Transmitted light scattering control film
50 Stretching axis direction of transmitted light scattering control film
60 Backlight
61 Back-side polarizing plate
62 Backlight side polarizing plate transmission axis
63 Backlight side glass substrate
64 Rubbing direction of polyimide alignment film on the glass substrate on the backlight side
65 Observer side glass substrate
66 Rubbing direction of polyimide alignment film on observer side glass substrate
67 Observer-side polarizing plate
68 Observer-side polarizing plate transmission axis direction
70 Backlight
71 Backlight polarizing plate
72 Back-side polarizing plate transmission axis
73 Backlight side glass substrate
74 Rubbing direction of polyimide alignment film on the glass substrate on the backlight side
75 Observer side glass substrate
76 Rubbing direction of polyimide alignment film on observer side glass substrate
77 Observer-side polarizing plate
78 Observer-side polarizing plate transmission axis direction
79 Transmitted light scattering control film
80 Stretching axis direction of transmitted light scattering control film
90 Thermoplastic polymer resin film
91 Moving chuck
92 Fixed chuck
93 Chuck moving direction
100. In the measured region, the tangent at the point 104 where the slope of the tangent line is parallel to the average line (straight line) described in JIS B0601-1982 and is closest to 103 from the deepest position 103 of the groove; Intersection with tangent at point 106 with the steepest slope between points 103
101 Midpoint between 100 and 102
102 Points determined in the same way as point 100
103 Deepest point of the groove
104 Intersection of a straight line parallel to the average line (straight line) described in JIS B0601-1982 and the surface one-dimensional profile in the measured region
106 Point between point 104 and point 103 with the steepest slope

Claims (11)

熱可塑性高分子樹脂フィルムを一軸延伸して透過光散乱性制御フィルムを製造する方法において、熱可塑性高分子樹脂フィルム表面に、延伸方向とは垂直方向に延びた溝が生じるように一軸延伸することを特徴とする透過光散乱性制御フィルムの製造方法。In the method for producing a transmitted light scattering control film by uniaxially stretching a thermoplastic polymer resin film, uniaxially stretching so that a groove extending in a direction perpendicular to the stretching direction is formed on the surface of the thermoplastic polymer resin film. A method for producing a transmitted light scattering control film characterized by the following. 延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上の任意の20μm四方の範囲において、単独あるいは複数の溝が存在し、さらに溝の方向は角度のばらつきが延伸方向の垂直方向を中心として±20度以内となるように一軸延伸することを特徴とする請求項1記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction has a single groove or a plurality of grooves in an arbitrary 20 μm square range on the film surface, and the groove direction has an angular variation centered on the vertical direction of the stretching direction. The method for producing a transmitted light scattering control film according to claim 1, wherein the film is uniaxially stretched so as to be within ± 20 degrees. 延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上の任意の20μm四方の範囲において、単独あるいは複数の溝が存在し、かつ溝の長さが5μm以上となるように一軸延伸することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction is uniaxially stretched so that there is a single groove or a plurality of grooves in an arbitrary 20 μm square range on the film surface and the length of the groove is 5 μm or more. The manufacturing method of the transmitted light scattering control film in any one of Claims 1-2 characterized by the above-mentioned. 延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上の任意の20μm四方の範囲において、単独あるいは複数の溝が存在し、かつ溝の幅が0.01〜15μmとなるように一軸延伸することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction is uniaxially stretched so that a single groove or a plurality of grooves are present in an arbitrary 20 μm square range on the film surface and the groove width is 0.01 to 15 μm. The manufacturing method of the transmitted-light-scattering control film in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上の任意の20μm四方の範囲において、単独あるいは複数の溝が存在し、かつ溝の深さが1〜200nmとなるように一軸延伸することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction is uniaxially stretched so that a single groove or a plurality of grooves exist in an arbitrary 20 μm square range on the film surface and the groove depth is 1 to 200 nm. The manufacturing method of the transmitted-light-scattering control film in any one of Claims 1-4 characterized by these. 延伸方向とは垂直方向に延びた溝が、フィルム表面上の任意の20μm四方の範囲において、単独あるいは複数の溝が存在し、かつ溝の長さa(μm)と幅b(μm)の比a/bが1.5以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The groove extending in the direction perpendicular to the stretching direction has a single or a plurality of grooves in an arbitrary 20 μm square range on the film surface, and the ratio of the groove length a (μm) to the width b (μm). a / b is 1.5 or more, The manufacturing method of the transmitted light scattering control film in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 熱可塑性高分子樹脂フィルムが、非晶性高分子樹脂からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The method for producing a transmitted light scattering control film according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoplastic polymer resin film comprises an amorphous polymer resin. 熱可塑性高分子樹脂が、ポリカーボネートであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The method for producing a transmitted light scattering control film according to any one of claims 1 to 7, wherein the thermoplastic polymer resin is polycarbonate. ポリカーボネートの平均分子量が0.5万から20万であることを特徴とする請求項8記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The method for producing a transmitted light scattering control film according to claim 8, wherein the number average molecular weight of the polycarbonate is from 50,000 to 200,000. ポリカーボネートがポリ−4,4’−ジオキシジフェニ−ル−2,2−プロパンカ−ボネ−トであることを特徴とする請求項8〜9のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The method for producing a transmitted light scattering control film according to any one of claims 8 to 9, wherein the polycarbonate is poly-4,4'-dioxydiphenyl-2,2-propane carbonate. 透過光散乱性制御フィルムが光学異方性を有するように、一軸延伸をすることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の透過光散乱性制御フィルムの製造方法。The method for producing a transmitted light scattering control film according to claim 1, wherein the transmitted light scattering control film is uniaxially stretched so as to have optical anisotropy.
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