WO2011148504A1 - 光拡散フィルム、その製造方法、それを用いた偏光板、ロール状偏光板、及び液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
Definitions
- the present invention relates to a light diffusing film, a production method thereof, a polarizing plate using the same, a roll-shaped polarizing plate, and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a light diffusion film and a display member, and more particularly, to a light diffusion film and a display device that uniformly diffuses light from a light emitting diode (LED) light source or the like.
- LED light emitting diode
- a display member or device having a light source on the back side of the display object diffuses light from the light source using a light diffusion film or the like, and makes the light from the light source uniform, or on the back side from the light diffusion film such as the light source It is performed not to make the member in the visible.
- the transparent plate or printing member cannot hide the light source or substrate existing on the back side of the light diffusion film, the light diffusibility is emphasized, the light from the light source is made uniform, and the back member and light source are It is required to make it invisible.
- a transparent plate or a printed member on which desired information is printed on the viewer side is provided. It can arrange
- Patent Document 1 discloses a light diffusion film having a light diffusion layer produced by applying a curable resin in which light diffusion particles are dispersed on a resin base material.
- the light diffusibility of the light diffusion layer is increased by forming wavy irregularities around the light diffusion particles.
- diffusing particles beams
- the diffusion function is improved by forming irregularities on the surface.
- the unevenness pitch depends on the size of the diffusing particles, the pitch of the irregularities is increased, so that a significant improvement in the diffusion function cannot be expected.
- corrugation by embossing is also known.
- Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a light diffusion film in which a dope containing fine particles is cast on a support, dried after being peeled, and a film having a haze of 30% or more is produced.
- the light diffusion film since it contains fine particles, internal diffusion is the center and light loss occurs.
- diffusing particles are put in the cellulose ester, and when particles are present in the film when imparting a diffusing function to the polarizing plate protective film, when the alkali treatment is performed in the saponification step, And since gas barrier property improves when bonding with a polarizer, moisture permeability becomes low, ie, it becomes difficult to dry, and productivity will fall. Furthermore, there is a problem that particles fall off during the process and contaminate the process.
- the present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a solution to the problem is a light diffusing film that is excellent in productivity at an appropriate moisture permeability and has little luminance unevenness and sticking unevenness, and a method for manufacturing the same. Is to provide. Moreover, it is providing the polarizing plate, roll-shaped polarizing plate, and liquid crystal display device which used the said light-diffusion film.
- a light diffusing film for diffusing light from a light source having a concavo-convex structure on at least one surface of the light diffusing film, and Fourier based on an image obtained by measuring the concavo-convex structure with a 3D measurement laser microscope
- the average pitch of the irregularities in the converted image is in the range of 50 nm to 3 ⁇ m
- the average difference (depth) between the highest point of the convex part and the lowest point of the concave part is in the range of 5 nm to 5 ⁇ m.
- a polarizing plate comprising the light diffusing film according to any one of the first to third items.
- a roll-shaped polarizing plate comprising the light diffusion film according to any one of items 1 to 3 above.
- a liquid crystal display device comprising the light diffusing film according to any one of items 1 to 3.
- a light diffusing film having an appropriate moisture permeability and excellent productivity, and having less unevenness of brightness and unevenness of sticking, and a method for producing the same.
- a polarizing plate, a roll-shaped polarizing plate, and a liquid crystal display device using the light diffusion film can be provided.
- the surface of the light diffusion film of the present invention has many fine irregularities, the light diffusion effect is high, and it is difficult to stick to an adjacent member when shrinking, thereby preventing uneven brightness and uneven sticking. .
- the conceptual diagram which shows an example of the Fourier-transform image based on the image obtained by measuring an uneven
- the light diffusing film of the present invention is a light diffusing film that diffuses light from a light source, and has a concavo-convex structure on at least one surface of the light diffusing film, and the concavo-convex structure is measured with a 3D measurement laser microscope.
- the average pitch of the irregularities is in the range of 50 nm to 3 ⁇ m
- the average value of the difference (depth) between the highest point of the convex part and the lowest point of the concave part is 5 nm to 5 ⁇ m It is in the range of.
- the surface roughness Ra of the surface having the concavo-convex structure is preferably in the range of 50 to 1000 nm from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention.
- the surface haze value is preferably 10% or more.
- the moisture permeability at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90% RH is preferably 300 to 1500 g / m 2 ⁇ 24 h.
- the poor solvent is preferably a mixed solvent of water and alcohols or a mixed solvent of water and ketones.
- the light diffusion film of the present invention can be suitably used for polarizing plates and liquid crystal display devices.
- it can be suitably used for a liquid crystal display device using a light emitting diode (LED) as a backlight light source.
- LED light emitting diode
- the light diffusing film of the present invention is a light diffusing film that diffuses light from a light source, and has a concavo-convex structure on at least one surface of the light diffusing film, and the concavo-convex structure is measured with a 3D measurement laser microscope.
- the average pitch of the irregularities is in the range of 50 nm to 3 ⁇ m
- the average value of the difference (depth) between the highest point of the convex part and the lowest point of the concave part is 5 nm to 5 ⁇ m It is in the range of.
- the average pitch of the irregularities is preferably in the range of 100 nm to 1 ⁇ m.
- the average value of the difference (depth) between the highest point of the convex portion and the lowest point of the concave portion is preferably in the range of 10 nm to 1 ⁇ m.
- the pitch of the unevenness according to the present invention and the difference (depth) between the highest point of the convex portion and the lowest point of the concave portion are values measured by the following method (see FIG. 1).
- the measurement conditions with a laser microscope are a magnification of 350 times.
- the said image is acquired from the direction which sees the surface of a light-diffusion film perpendicularly
- this image is subjected to waveform separation by Fourier transform to obtain an FFT image (fast Fourier transform image).
- FFT image fast Fourier transform image
- the pitch of the unevenness and the difference (depth) between the highest point of the convex portion and the lowest point of the concave portion were measured based on the profile.
- concave portion the portion below the horizontal line including the midpoint of the highest and lowest points of each concavo-convex shape in the FFT image
- convex portion the portion above the horizontal plane
- the highest point of the convex portion means the highest point (the point at which the height is the maximum value) of the convex portion in each concave and convex shape.
- the lowest point of the concave portion refers to the lowest point (the point at which the height is a minimum value) of the concave portion in each uneven shape.
- Uneven pitch refers to the interval between the highest points (peaks) between adjacent convex portions.
- the “average pitch of unevenness” is the average of values obtained by dividing 130 ⁇ m by the number of highest points (peaks) of convex portions existing in the measurement area of 130 ⁇ m for each of the five FFT images. Value.
- the difference (depth) between the highest point of the convex portion and the lowest point of the concave portion refers to the difference between the lowest point between the adjacent convex portion and the highest point of the concave portion.
- the average value of the difference (depth) is an average value of values obtained by measuring each unevenness existing in the measurement area of 130 ⁇ m for each of the FFT images of the five images.
- manufacturing conditions are optimized in the following manufacturing method. Can be done.
- the surface roughness Ra of the surface having the concavo-convex shape structure is preferably in the range of 50 to 1000 nm.
- the surface haze value is preferably 10% or more.
- the moisture permeability at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90% RH is preferably 300 to 1500 g / m 2 ⁇ 24 h. Furthermore, it is preferable that it is 1000 g / m ⁇ 2 > * 24h or less.
- This method is common with the method of controlling within the predetermined range, and can be performed by optimizing the manufacturing conditions in the following manufacturing method.
- the method for producing a light diffusing film of the present invention is a method for producing a light diffusing film having a concavo-convex structure on the surface, and a mixed solvent containing a poor solvent in a resin film substrate containing at least one of acrylic resin or cellulose ester It is preferable that it is a manufacturing method of the aspect which has the process of apply
- the present invention is characterized in that a mixed solvent containing a poor solvent is applied as a means for forming and imparting a concavo-convex structure on the surface.
- the pH of the poor solvent is preferably lower than the pH of the treatment solution used in the alkaline saponification treatment such as cellulose ester film, and is preferably in the range of pH 5.5 to 7.5 at 25 ° C., for example.
- the surface roughness Ra of the film to which the mixed solvent coating is applied and the surface roughness Ra of the film to which the mixed solvent coating is not applied differ by 3 nm or more.
- a method for the adjustment a method based on selection of solvent chemical species of the mixed solvent to be applied, amount, mixed composition, temperature of solvent, optimization of conditions such as drying temperature, and the like are preferable.
- a mixed solvent of ethanol and pure water heated to 40 to 60 ° C. in a ratio of 50:50 to 80:20 Vol% is applied to the film surface. It is preferable to spray-coat and then dry while transporting in a drying zone of 110 to 150 ° C.
- the manufacturing method of the light-diffusion film of this invention has the process of applying the mixed solvent containing a poor solvent to the resin film base material containing at least one of an acrylic resin or a cellulose ester, and the process of drying, It is characterized by the above-mentioned. .
- the poor solvent means that when a solvent whose solubility is to be measured is added to a solid content equivalent to 3 g of the following thermoplastic resin so that the total amount becomes 20 g and stirred at a temperature of 25 ° C., dust is recognized. If the sample is thickened or separated, it is considered to be a poor solvent for the sample.
- thermoplastic resin is, for example, a polyester resin or a polyester urethane resin
- examples of the poor solvent include xylene, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, isobutanol, isopropanol, ethanol, methanol, hexane, and purified water. be able to.
- thermoplastic resin is an acrylic resin
- examples of the poor solvent include ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, isobutanol, isopropanol, ethanol, methanol, hexane, and purified water.
- the poor solvent for the thermoplastic resin is preferably used by mixing two or more of the above solvents.
- a mixed solvent of water and alcohols methanol, ethanol, isopropanol, etc.
- it may be a mixed solvent of water and ketones (acetone, propanone, butanone, etc.).
- thermoplastic resin As the resin film substrate according to the present invention, various conventionally known resins can be used, but it is preferable to use a thermoplastic resin. However, it is preferable that an acrylic resin or a cellulose ester is always included.
- thermoplastic resin refers to a resin that becomes soft when heated to the glass transition temperature or melting point and can be molded into the desired shape.
- thermoplastic resins include cellulose esters, polyethylene (PE), high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polystyrene. (PS), polyvinyl acetate (PVAc), Teflon (registered trademark) (polytetrafluoroethylene, PTFE), ABS resin (acrylonitrile butadiene styrene resin), AS resin, acrylic resin (PMMA), etc., soluble in solvents It is preferable to dissolve the material appropriately and treat it by the method of the present invention.
- PA polyamide
- nylon polyacetal
- PC polycarbonate
- m-PPE modified polyphenylene ether
- PBT polybutylene terephthalate
- PET Polyethylene terephthalate
- GF-PET glass fiber reinforced polyethylene terephthalate
- COP cyclic polyolefin
- polyphenylene sulfide PPS
- polytetrafluoroethylene PTFE
- polysulfone polyethersulfone
- amorphous polyarylate liquid crystal polymer
- polyetherether A ketone thermoplastic polyimide (PI)
- PAI polyamideimide
- the thickness of the support is appropriately selected according to the application.
- the upper limit of the thickness is not particularly limited, but in the case of forming a film by a solution casting method, the upper limit is about 250 ⁇ m from the viewpoint of applicability, foaming, solvent drying, and the like.
- the resin substrate preferably has a total light transmittance of 90% or more, more preferably 93% or more. Moreover, as a realistic upper limit, it is about 99%. In order to achieve excellent transparency expressed by such total light transmittance, it is necessary not to introduce additives and copolymerization components that absorb visible light, or to remove foreign substances in the polymer by high-precision filtration. It is effective to reduce the diffusion and absorption of light inside the film.
- the cellulose ester resin that can be used in the present invention is selected from cellulose (di, tri) acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, and cellulose phthalate. It is preferable that there is at least one.
- particularly preferred cellulose esters include cellulose triacetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, and cellulose acetate butyrate.
- substitution degree of the mixed fatty acid ester when an acyl group having 2 to 4 carbon atoms is used as a substituent, the substitution degree of the acetyl group is X, and the substitution degree of the propionyl group or butyryl group is Y.
- a cellulose resin containing a cellulose ester that simultaneously satisfies the following formulas (I) and (II) is preferable.
- the cellulose ester used in the present invention preferably has a weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn ratio of 1.5 to 5.5, particularly preferably 2.0 to 5.0, The cellulose ester is preferably 2.5 to 5.0, more preferably 3.0 to 5.0.
- the raw material cellulose of the cellulose ester used in the present invention may be wood pulp or cotton linter, and the wood pulp may be softwood or hardwood, but softwood is more preferable.
- a cotton linter is preferably used from the viewpoint of peelability during film formation.
- the cellulose ester made from these can be mixed suitably or can be used independently.
- the ratio of cellulose ester derived from cellulose linter: cellulose ester derived from wood pulp (conifer): cellulose ester derived from wood pulp (hardwood) is 100: 0: 0, 90: 10: 0, 85: 15: 0, 50:50: 0, 20: 80: 0, 10: 90: 0, 0: 100: 0, 0: 0: 100, 80:10:10, 85: 0: 15, 40:30:30.
- cellulose ester resin 1 g is added to 20 ml of pure water (electric conductivity 0.1 ⁇ S / cm or less, pH 6.8), and the pH is 6 when stirred in a nitrogen atmosphere at 25 ° C. for 1 hr. It is preferable that the electric conductivity is 1 to 100 ⁇ S / cm.
- the acrylic resin that can be used in the present invention includes a methacrylic resin.
- the resin is not particularly limited, but a resin comprising 50 to 99% by mass of methyl methacrylate units and 1 to 50% by mass of other monomer units copolymerizable therewith is preferable.
- Examples of other copolymerizable monomers include alkyl methacrylates having 2 to 18 alkyl carbon atoms, alkyl acrylates having 1 to 18 carbon atoms, alkyl acrylates such as acrylic acid and methacrylic acid.
- Examples thereof include unsaturated nitrile, maleic anhydride, maleimide, N-substituted maleimide, and glutaric anhydride, and these can be used alone or in combination of two or more.
- methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, s-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and the like are preferable, and methyl acrylate and n-butyl acrylate are particularly preferable.
- acrylic resins can also be used.
- Delpet 60N, 80N (Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.), Dianal BR52, BR80, BR83, BR85, BR88 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), KT75 (Electrochemical Industry Co., Ltd.) and the like can be mentioned. .
- cyclic olefin resin examples include norbornene resins, monocyclic olefin resins, cyclic conjugated diene resins, vinyl alicyclic hydrocarbon resins, and hydrides thereof.
- norbornene-based resins can be suitably used because of their good transparency and moldability.
- Examples of the norbornene-based resin include a ring-opening polymer of a monomer having a norbornene structure, a ring-opening copolymer of a monomer having a norbornene structure and another monomer, a hydride thereof, and a norbornene structure.
- a ring-opening (co) polymer hydride of a monomer having a norbornene structure is particularly suitable from the viewpoints of transparency, moldability, heat resistance, low hygroscopicity, dimensional stability, lightness, and the like. Can be used.
- Examples of the monomer having a norbornene structure include bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (common name: norbornene), tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] deca-3,7-diene. (Common name: dicyclopentadiene), 7,8-benzotricyclo [4.3.0.1 2,5 ] dec-3-ene (common name: methanotetrahydrofluorene), tetracyclo [4.4.0. 1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene (common name: tetracyclododecene) and derivatives of these compounds (for example, those having a substituent in the ring).
- examples of the substituent include an alkyl group, an alkylene group, and a polar group.
- these substituents may be the same or different and a plurality may be bonded to the ring.
- Monomers having a norbornene structure can be used singly or in combination of two or more.
- Examples of the polar group include heteroatoms or atomic groups having heteroatoms.
- Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, and a halogen atom.
- Specific examples of the polar group include a carboxyl group, a carbonyloxycarbonyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, an oxy group, an ester group, a silanol group, a silyl group, an amino group, a nitrile group, and a sulfone group.
- monomers capable of ring-opening copolymerization with monomers having a norbornene structure include monocyclic olefins such as cyclohexene, cycloheptene, and cyclooctene and derivatives thereof, cyclic conjugated dienes such as cyclohexadiene, cycloheptadiene, and the like. And derivatives thereof.
- a ring-opening polymer of a monomer having a norbornene structure and a ring-opening copolymer of a monomer having a norbornene structure and another monomer copolymerizable with the monomer have a known ring-opening polymerization catalyst. It can be obtained by (co) polymerization in the presence.
- Examples of other monomers that can be addition-copolymerized with a monomer having a norbornene structure include, for example, ⁇ -olefins having 2 to 20 carbon atoms such as ethylene, propylene, and 1-butene, and derivatives thereof; cyclobutene, cyclopentene, Examples thereof include cycloolefins such as cyclohexene and derivatives thereof; non-conjugated dienes such as 1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene, and 5-methyl-1,4-hexadiene. These monomers can be used alone or in combination of two or more. Among these, ⁇ -olefin is preferable, and ethylene is more preferable.
- An addition polymer of a monomer having a norbornene structure and an addition copolymer of another monomer copolymerizable with a monomer having a norbornene structure can be used in the presence of a known addition polymerization catalyst. It can be obtained by polymerization.
- a known hydrogenation catalyst containing a transition metal such as nickel or palladium is added to the polymer solution, and the carbon-carbon unsaturated bond is preferably hydrogenated by 90% or more.
- X bicyclo [3.3.0] octane-2,4-diyl-ethylene structure and Y: tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] decane-7 are used as repeating units.
- 9-diyl-ethylene structure the content of these repeating units is 90% by mass or more based on the entire repeating units of the norbornene resin, and the X content ratio and the Y content ratio are The ratio of X: Y is preferably 100: 0 to 40:60.
- the molecular weight of the cyclic olefin resin used in the present invention is appropriately selected according to the purpose of use.
- Polyisoprene or polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography using cyclohexane (toluene if the polymer resin does not dissolve) as a solvent usually 20,000 to 150,000. . It is preferably 25,000 to 100,000, more preferably 30,000 to 80,000.
- Mw weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography using cyclohexane (toluene if the polymer resin does not dissolve) as a solvent, usually 20,000 to 150,000. . It is preferably 25,000 to 100,000, more preferably 30,000 to 80,000.
- the glass transition temperature of the cyclic olefin resin may be appropriately selected according to the purpose of use. From the viewpoint of durability and stretchability, it is preferably in the range of 130 to 160 ° C, more preferably 135 to 150 ° C.
- the molecular weight distribution (weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)) of the cyclic olefin resin is 1.2 to 3.5, preferably 1.5 to 3.0, from the viewpoint of relaxation time, productivity and the like. More preferably, it is 1.8 to 2.7.
- the cyclic olefin resin used in the present invention preferably has an absolute value of photoelastic coefficient of 10 ⁇ 10 ⁇ 12 Pa ⁇ 1 or less, more preferably 7 ⁇ 10 ⁇ 12 Pa ⁇ 1 or less, and more preferably 4 ⁇ 10 12 It is particularly preferably ⁇ 12 Pa ⁇ 1 or less.
- the cyclic olefin resin does not substantially contain particles.
- substantially free of particles means that even if particles are added to a film made of a cyclic olefin resin, the amount of increase in haze from the non-added state is allowed to be in the range of 0.05% or less. Means you can.
- the alicyclic polyolefin resin lacks affinity with many organic particles and inorganic particles. Therefore, when a cyclic olefin resin film to which particles exceeding the above range are added is stretched, voids are easily generated, and as a result, There is a risk that a significant decrease in haze occurs.
- ⁇ Polycarbonate resin> various known polycarbonate resins can also be used.
- a polymer material generically called polycarbonate is a generic term for a polymer material in which a polycondensation reaction is used in its synthesis method and the main chain is linked by a carbonic acid bond.
- Phosgene, diphenyl carbonate and the like obtained by polycondensation.
- an aromatic polycarbonate represented by a repeating unit having 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, which is called bisphenol-A, as a bisphenol component is preferably selected.
- bisphenol-A 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane
- Various bisphenol derivatives should be appropriately selected.
- an aromatic polycarbonate copolymer can be constituted.
- bisphenol-A bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 1,1 -Bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -2-phenyl Ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis ( 4-hydroxyphenyl) sulfone, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-to It can be exemplified methyl cyclohexane.
- aromatic polyester carbonate partially containing terephthalic acid and / or isophthalic acid components.
- a structural unit as a part of the structural component of the aromatic polycarbonate composed of bisphenol-A, the properties of the aromatic polycarbonate, such as heat resistance and solubility, can be improved.
- the present invention is also effective for coalescence.
- the viscosity average molecular weight of the aromatic polycarbonate used here is preferably 10,000 to 200,000.
- a viscosity average molecular weight of 20,000 to 120,000 is particularly preferred. If a resin having a viscosity average molecular weight lower than 10,000 is used, the mechanical strength of the resulting film may be insufficient, and if it has a high molecular weight of 400000 or more, the viscosity of the dope becomes too high, causing problems in handling.
- the viscosity average molecular weight can be measured by commercially available high performance liquid chromatography.
- the glass transition temperature of the aromatic polycarbonate according to the present invention is preferably 200 ° C. or higher in order to obtain a highly heat-resistant film, and more preferably 230 ° C. or higher. These can be obtained by appropriately selecting the copolymerization component.
- the glass transition temperature can be measured with a DSC apparatus (differential scanning calorimetry apparatus). For example, the Seiko Instruments Inc. product: RDC220 calculates the temperature at 10 ° C./min. It is the temperature that begins to do.
- the solvent used in the dope composition containing the aromatic polycarbonate is a mixed solvent containing 4 to 14 parts by mass of methylene chloride and a linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms. It is preferable.
- the mixing amount of the linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms is preferably 4 to 12 parts by mass.
- the type of alcohol added is limited by the solvent used. It is a necessary condition that the alcohol and the solvent are compatible. These may be added alone or in combination of two or more.
- the alcohol in the present invention is preferably a linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 2 to 4 carbon atoms. Specific examples include methanol, ethanol, isopropanol, and tert-butanol. Of these, ethanol, isopropanol, and tertiary-butanol can achieve almost the same effect, but methanol is slightly less effective. Although the reason is not clear, it is presumed that the boiling point of the solvent, that is, the ease of flying during drying is related. Higher alcohols higher than that are not preferred because they have a high boiling point and are likely to remain after film formation.
- the amount of alcohol to be added must be carefully selected. These alcohols are completely poor in solubility in aromatic polycarbonate and are completely poor solvents. Therefore, it cannot be added too much, and should be the minimum amount that provides satisfactory peelability. As described above, it is 4 to 14 parts by mass, preferably 4 to 12 parts by mass with respect to methylene chloride. When the addition amount is in the range of 4 to 14 parts by mass with respect to the amount of methylene chloride, the solubility of the solvent in the polymer and the dope stability are improved, and the effect of improving the peelability is increased.
- the present invention is composed of the above methylene chloride and aliphatic alcohol in the dope composition, but other solvents can also be used.
- the remaining solvent is not particularly limited as long as it dissolves the aromatic polycarbonate at a high concentration and is compatible with alcohol, and is a low-boiling solvent.
- halogen solvents such as chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene, 1,3-dioxolane, 1, Examples include cyclic ether solvents such as 4-dioxane and tetrahydrofuran, and ketone solvents such as cyclohexanone.
- the effects here include mixing the solvent without sacrificing solubility and stability, for example, improving the surface properties of the film formed by the solution casting method (leveling effect), evaporation rate and system These include viscosity adjustment and crystallization suppression effects. What is necessary is just to determine the kind and addition amount of the solvent to mix by the degree of these effects, and you may use 1 type (s) or 2 or more types as a solvent to mix.
- solvents preferably used include halogen solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane, hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, ethyl acetate and butyl acetate.
- halogen solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane
- hydrocarbon solvents such as toluene and xylene
- ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone
- ethyl acetate and butyl acetate examples include ester solvents, ether solvents such as ethylene glycol dimethyl ether and methoxyethyl acetate.
- the dope composition according to the present invention may be prepared by any method as long as a transparent solution with low haze is obtained as a result.
- a predetermined amount of alcohol may be added to the aromatic polycarbonate solution dissolved in a certain solvent in advance, or the aromatic polycarbonate may be dissolved in a mixed solvent containing alcohol.
- alcohol is a poor solvent, the method of adding the latter after the former may cause clouding of the dope due to the precipitation of the polymer. Therefore, the method of dissolving in the latter mixed solvent is preferable.
- the polyester resin that can be used in the present invention is obtained by polymerizing a dicarboxylic acid and a diol, and 70% or more of dicarboxylic acid structural units (constituent units derived from dicarboxylic acid) are derived from aromatic dicarboxylic acid, and 70% or more of the diol constituent units (constituent units derived from the diol) are derived from the aliphatic diol.
- the proportion of the structural unit derived from the aromatic dicarboxylic acid is 70% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
- the proportion of the structural unit derived from the aliphatic diol is 70% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more. Two or more polyester resins may be used in combination.
- aromatic dicarboxylic acid examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid such as 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid. 3,4'-biphenyldicarboxylic acid and the like, and ester-forming derivatives thereof.
- polyester resin aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid, and monocarboxylic acids such as benzoic acid, propionic acid, and butyric acid can be used without departing from the object of the present invention.
- Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, 1,3-propylene diol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,6-hexanediol, and ester-forming derivatives thereof.
- polyester resin monoalcohols such as butyl alcohol, hexyl alcohol, and octyl alcohol, and polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol can be used as long as the object of the present invention is not impaired.
- a known esterification method or transesterification method can be applied to the production of the polyester resin.
- polycondensation catalysts used in the production of polyester resins include known antimony compounds such as antimony trioxide and antimony pentoxide, germanium compounds such as germanium oxide, titanium compounds such as titanium acetate, and aluminum compounds such as aluminum chloride. Yes, but not limited to.
- Preferred polyester resins include polyethylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate-isophthalate copolymer resin, polyethylene-1,4-cyclohexanedimethylene-terephthalate copolymer resin, polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate resin, polyethylene-2, 6-naphthalene dicarboxylate-terephthalate copolymer resin, polyethylene-terephthalate-4,4'-biphenyldicarboxylate resin, poly-1,3-propylene-terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polybutylene-2,6-naphthalene There are dicarboxylate resins and the like.
- polyester resins include polyethylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate-isophthalate copolymer resin, polyethylene-1,4-cyclohexanedimethylene-terephthalate copolymer resin, polybutylene terephthalate resin, and polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate. Resin.
- thermoplastic resin substrate according to the present invention can contain various compounds as additives depending on the purpose.
- a plasticizer, an antioxidant, an acid scavenger, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, an optical anisotropy control agent, a matting agent, an antistatic agent, a release agent, and the like can be contained.
- the retardation increasing agent is preferably an aromatic compound having at least two aromatic rings.
- the aromatic compound is preferably used in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. And it is preferable to use in 0.05-15 mass parts, and it is still more preferable to use in 0.1-10 mass parts. Two or more aromatic compounds may be used in combination.
- the aromatic ring of the aromatic compound includes an aromatic heterocyclic ring in addition to the aromatic hydrocarbon ring.
- the aromatic hydrocarbon ring is particularly preferably a 6-membered ring (that is, a benzene ring).
- the aromatic heterocycle is generally an unsaturated heterocycle.
- the aromatic heterocycle is preferably a 5-membered ring, 6-membered ring or 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or 6-membered ring.
- Aromatic heterocycles generally have the most double bonds.
- a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable, and a nitrogen atom is particularly preferable.
- aromatic heterocycles include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, furazane ring, triazole ring, pyran ring, pyridine ring , Pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring and 1,3,5-triazine ring. Details of these are described in JP-A No. 2004-109410, JP-A No. 2003-344655, JP-A No. 2000-275434, JP-A No. 2000-1111914, JP-A No. 12-275434, and the like.
- thermoplastic resin substrate according to the present invention and various functional layers provided on the substrate can contain various compounds as additives depending on the purpose.
- a plasticizer, an antioxidant, an acid scavenger, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, an optical anisotropy control agent, a matting agent, an antistatic agent, a release agent, and the like can be contained.
- the retardation increasing agent is preferably an aromatic compound having at least two aromatic rings.
- the aromatic compound is preferably used in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. And it is preferable to use in 0.05-15 mass parts, and it is still more preferable to use in 0.1-10 mass parts. Two or more aromatic compounds may be used in combination.
- the aromatic ring of the aromatic compound includes an aromatic heterocyclic ring in addition to the aromatic hydrocarbon ring.
- the aromatic hydrocarbon ring is particularly preferably a 6-membered ring (that is, a benzene ring).
- the aromatic heterocycle is generally an unsaturated heterocycle.
- the aromatic heterocycle is preferably a 5-membered ring, 6-membered ring or 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or 6-membered ring.
- Aromatic heterocycles generally have the most double bonds.
- a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable, and a nitrogen atom is particularly preferable.
- aromatic heterocycles include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, furazane ring, triazole ring, pyran ring, pyridine ring , Pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring and 1,3,5-triazine ring. Details of these are described in JP-A No. 2004-109410, JP-A No. 2003-344655, JP-A No. 2000-275434, JP-A No. 2000-1111914, JP-A No. 12-275434, and the like.
- fine particles may be added as a matting agent in order to prevent the manufactured film from being scratched or being deteriorated in transportability.
- examples of inorganic compounds include silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, calcium carbonate, talc, clay, calcined kaolin, calcined calcium silicate, hydrated calcium silicate, aluminum silicate, Examples thereof include magnesium silicate and calcium phosphate. Fine particles containing silicon are preferable in terms of low turbidity, and silicon dioxide is particularly preferable.
- the average primary particle size of the fine particles is preferably 5 to 400 nm, more preferably 10 to 300 nm. These may be mainly contained as secondary aggregates having a particle size of 0.05 to 0.3 ⁇ m, and may be contained as primary particles without being aggregated if the particles have an average particle size of 100 to 400 nm. preferable.
- the content of these fine particles in the light diffusing film is preferably 0.01 to 1% by mass, particularly preferably 0.05 to 0.5% by mass. In the case of a light diffusing film having a multilayer structure by the co-casting method, it is preferable to contain fine particles of this addition amount on the surface.
- Silicon dioxide fine particles are commercially available, for example, under the trade names Aerosil R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.). it can.
- Zirconium oxide fine particles are commercially available under the trade names of Aerosil R976 and R811 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and can be used.
- Examples of the polymer include silicone resin, fluororesin and acrylic resin. Silicone resins are preferable, and those having a three-dimensional network structure are particularly preferable. For example, Tospearl 103, 105, 108, 120, 145, 3120, and 240 (manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) It is marketed by name and can be used.
- Aerosil 200V and Aerosil R972V are particularly preferably used because they have a large effect of reducing the friction coefficient while keeping the haze of the light diffusion film low.
- the dynamic friction coefficient of at least one surface is preferably 0.2 to 1.0.
- Production method of light diffusion film As a method for producing the resin film substrate according to the present invention as a film, production methods such as a normal inflation method, a T-die method, a calendar method, a cutting method, a casting method, an emulsion method, and a hot press method can be used.
- the solution casting method and the melt casting method by a casting method are preferable from the viewpoints of suppression of coloring, suppression of defects of foreign matters, suppression of optical defects such as die lines, and the like.
- an organic solvent useful for forming the dope can be used without limitation as long as it dissolves a thermoplastic resin such as a cellulose ester resin. .
- methylene chloride as a non-chlorinated organic solvent, methyl acetate, ethyl acetate, amyl acetate, acetone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, cyclohexanone, ethyl formate, 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-hexafluoro-1-propanol, 1,3-difluoro-2-propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro- 2-methyl-2-propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, 2,2,3,3,3-pentafluoro-1-propanol, nitroethane, ethyl lactate, lactic acid , Diacetone alcohol, etc., preferably methylene chloride, methyl acetate, ethyl acetate,
- the dope may contain 1 to 40% by mass of a linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms.
- a linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms.
- thermoplastic resin should be a dope composition in which at least 10 to 45% by mass of the thermoplastic resin is dissolved in a solvent containing methylene chloride and a linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms. preferable.
- linear or branched aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms examples include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol, and tert-butanol. Ethanol is preferred because of the stability of these dopes, the relatively low boiling point, and good drying properties.
- thermoplastic resin and other additives are dissolved in an organic solvent mainly composed of a good solvent for the thermoplastic resin while stirring to form a dope.
- thermoplastic resin For the dissolution of the thermoplastic resin, a method carried out at normal pressure, a method carried out below the boiling point of the main solvent, a method carried out under pressure above the boiling point of the main solvent, JP-A-9-95544, JP-A-9-95557 Alternatively, various dissolution methods such as a method using a cooling dissolution method as described in JP-A-9-95538 and a method using a high pressure as described in JP-A-11-21379 can be used. The method of pressurizing at a boiling point or higher is preferred.
- Recycled material is a finely pulverized film, which is generated when the film is formed, cut off on both sides of the film, or the original film that has been speculated out due to scratches, etc. Reused.
- An endless metal belt such as a stainless steel belt or a rotating metal drum, which supports the dope is fed to a pressure die through a liquid feed pump (for example, a pressurized metering gear pump) and supported infinitely. This is a step of casting a dope from a pressure die slit to a casting position on the body.
- a liquid feed pump for example, a pressurized metering gear pump
- ⁇ Pressure dies that can adjust the slit shape of the die base and make the film thickness uniform are preferred.
- the pressure die include a coat hanger die and a T die, and any of them is preferably used.
- the surface of the metal support is a mirror surface.
- two or more pressure dies may be provided on the metal support, and the dope amount may be divided and stacked. Or it is also preferable to obtain the film of a laminated structure by the co-casting method which casts several dope simultaneously.
- Solvent evaporation step In this step, the web (the dope is cast on the casting support and the formed dope film is called a web) is heated on the casting support to evaporate the solvent.
- the web on the support after casting is preferably dried on the support in an atmosphere of 40 to 100 ° C. In order to maintain the atmosphere at 40 to 100 ° C., it is preferable to apply hot air at this temperature to the upper surface of the web or heat by means such as infrared rays.
- Peeling process It is the process of peeling the web which the solvent evaporated on the metal support body in a peeling position. The peeled web is sent to the next process.
- the temperature at the peeling position on the metal support is preferably 10 to 40 ° C, more preferably 11 to 30 ° C.
- the amount of residual solvent at the time of peeling of the web on the metal support at the time of peeling is preferably 50 to 120% by weight depending on the strength of drying conditions, the length of the metal support, and the like.
- the amount of solvent is determined.
- the amount of residual solvent in the web is defined by the following formula.
- Residual solvent amount (%) (mass before web heat treatment ⁇ mass after web heat treatment) / (mass after web heat treatment) ⁇ 100 Note that the heat treatment for measuring the residual solvent amount represents performing heat treatment at 115 ° C. for 1 hour.
- the peeling tension at the time of peeling the metal support and the film is usually 196 to 245 N / m. However, if wrinkles easily occur at the time of peeling, it is preferable to peel with a tension of 190 N / m or less. It is preferable to peel at a minimum tension of ⁇ 166.6 N / m, and then peel at a minimum tension of ⁇ 137.2 N / m, and particularly preferable to peel at a minimum tension of ⁇ 100 N / m.
- the temperature at the peeling position on the metal support is preferably ⁇ 50 to 40 ° C., more preferably 10 to 40 ° C., and most preferably 15 to 30 ° C.
- a drying device 35 that transports the web alternately through rolls arranged in the drying device and / or a tenter stretching device 34 that clips and transports both ends of the web with clips. And dry the web.
- the drying means is generally to blow hot air on both sides of the web, but there is also a means to heat by applying microwaves instead of wind. Too rapid drying tends to impair the flatness of the finished film. Drying at a high temperature is preferably performed from about 8% by mass or less of the residual solvent. Throughout the drying is generally carried out at 40-250 ° C. It is particularly preferable to dry at 40 to 160 ° C.
- tenter stretching apparatus When using a tenter stretching apparatus, it is preferable to use an apparatus that can independently control the film gripping length (distance from the start of gripping to the end of gripping) left and right by the left and right gripping means of the tenter. In the tenter process, it is also preferable to intentionally create compartments having different temperatures in order to improve planarity.
- the stretching operation may be performed in multiple stages, and it is also preferable to perform biaxial stretching in the casting direction and the width direction.
- biaxial stretching When biaxial stretching is performed, simultaneous biaxial stretching may be performed or may be performed stepwise.
- stepwise means that, for example, stretching in different stretching directions can be sequentially performed, stretching in the same direction is divided into multiple stages, and stretching in different directions is added to any one of the stages. Is also possible. That is, for example, the following stretching steps are possible.
- Simultaneous biaxial stretching includes stretching in one direction and contracting the other while relaxing the tension.
- the preferred draw ratio for simultaneous biaxial stretching can be in the range of x1.01 to x1.5 in both the width direction and the longitudinal direction.
- the amount of residual solvent in the web is preferably 20 to 100% by mass at the start of the tenter, and drying is preferably performed while the tenter is applied until the amount of residual solvent in the web is 10% by mass or less. More preferably, it is 5% by mass or less.
- the drying temperature is preferably 30 to 160 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., and most preferably 70 to 140 ° C.
- the temperature distribution in the width direction of the atmosphere is small from the viewpoint of improving the uniformity of the film.
- the temperature distribution in the width direction in the tenter process is preferably within ⁇ 5 ° C, and within ⁇ 2 ° C. Is more preferable, and within ⁇ 1 ° C. is most preferable.
- Winding process This is a process in which the amount of residual solvent in the web becomes 2% by mass or less, and is taken up by the winder 37 as a film, and the dimensional stability is achieved by setting the residual solvent amount to 0.4% by mass or less. Can be obtained. It is particularly preferable to wind up at 0.00 to 0.10% by mass.
- a generally used one may be used, and there are a constant torque method, a constant tension method, a taper tension method, a program tension control method with a constant internal stress, etc., and these may be used properly.
- the film according to the present invention is preferably a long film, specifically a film having a thickness of about 100 m to 5000 m, and usually in a form provided in a roll shape.
- the film width is preferably 1.3 to 4 m, more preferably 1.4 to 2 m.
- the film thickness of the film according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 20 to 200 ⁇ m, more preferably 25 to 150 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 120 ⁇ m.
- thermoplastic resin film used for melt extrusion is usually preferably kneaded in advance and pelletized.
- Pelletization may be performed by a known method. For example, a dry thermoplastic resin and an additive depending on the purpose are supplied to an extruder with a feeder, and kneaded using a single-screw or twin-screw extruder. Extruded into a shape, water-cooled or air-cooled and cut.
- cellulose ester easily absorbs moisture, it is preferable to dry it at 70 to 140 ° C. for 3 hours or more with a dehumidifying hot air dryer or a vacuum dryer so that the moisture content is 200 ppm or less, and further 100 ppm or less.
- Additives may be fed into the extruder and fed into the extruder, or may be fed through individual feeders. In order to mix a small amount of additives such as an antioxidant uniformly, it is preferable to mix them in advance.
- the antioxidant may be mixed with each other, and if necessary, the antioxidant may be dissolved in a solvent, impregnated with a thermoplastic resin and mixed, or mixed by spraying. May be.
- a vacuum nauter mixer or the like is preferable because drying and mixing can be performed simultaneously. Further, if the contact with air, such as the exit from the feeder unit or die, it is preferable that the atmosphere such as dehumidified air and dehumidified N 2 gas.
- the extruder is preferably processed at as low a temperature as possible so as to be able to be pelletized so that the shear force is suppressed and the resin does not deteriorate (molecular weight reduction, coloring, gel formation, etc.).
- a twin screw extruder it is preferable to rotate in the same direction using a deep groove type screw. From the uniformity of kneading, the meshing type is preferable.
- Film formation is performed using the pellets obtained as described above. It is also possible to feed the raw material powder directly to the extruder with a feeder and form a film as it is without pelletization.
- the pellets produced are extruded using a single-screw or twin-screw extruder, the melting temperature Tm during extrusion is set to about 200 to 300 ° C., filtered through a leaf disk type filter or the like to remove foreign matter, and then the T-die The film is coextruded into a film, solidified on a cooling roll, and cast while pressing with an elastic touch roll.
- Tm is the temperature of the die exit portion of the extruder.
- defects are also referred to as die lines, but in order to reduce surface defects such as die lines, it is preferable to have a structure in which the resin retention portion is minimized in the piping from the extruder to the die. . It is preferable to use a die that has as few scratches as possible inside the lip.
- the inner surface that comes into contact with the molten resin is preferably subjected to surface treatment that makes it difficult for the molten resin to adhere to the surface by reducing the surface roughness or using a material with low surface energy.
- a hard chrome plated or ceramic sprayed material is polished so that the surface roughness is 0.2 S or less.
- the cooling roll there is no particular limitation on the cooling roll, but it is a roll having a structure in which a heat medium or a coolant that can be controlled in temperature flows with a highly rigid metal roll, and the size is not limited. It is sufficient that the film is large enough to cool the film, and the diameter of the cooling roll is usually about 100 mm to 1 m.
- the surface material of the cooling roll includes carbon steel, stainless steel, aluminum, titanium and the like. Further, in order to increase the hardness of the surface or improve the releasability from the resin, it is preferable to perform a surface treatment such as hard chrome plating, nickel plating, amorphous chrome plating, or ceramic spraying.
- the surface roughness of the cooling roll surface is preferably 0.1 ⁇ m or less in terms of Ra, and more preferably 0.05 ⁇ m or less.
- the smoother the roll surface the smoother the surface of the resulting film.
- the surface processed is further polished to have the above-described surface roughness.
- the film obtained as described above can be further stretched 1.01 to 3.0 times in at least one direction after passing through the step of contacting the cooling roll.
- the film is stretched 1.1 to 2.0 times in both the longitudinal (film transport direction) and lateral (width direction) directions.
- the stretching method a known roll stretching machine or tenter can be preferably used.
- the light diffusion film also serves as a polarizing plate protective film
- the slow axis of the light diffusion film becomes the width direction by stretching in the width direction.
- the draw ratio is 1.1 to 3.0 times, preferably 1.2 to 1.5 times
- the drawing temperature is usually Tg to Tg + 50 ° C. of the resin constituting the film, preferably Tg to Tg + 50 ° C. In the temperature range.
- the stretching is preferably performed under a uniform temperature distribution controlled in the longitudinal direction or the width direction.
- the temperature is preferably within ⁇ 2 ° C, more preferably within ⁇ 1 ° C, and particularly preferably within ⁇ 0.5 ° C.
- the film-like resin film produced by the above method When the film-like resin film produced by the above method is used as a light diffusion film, the film may be contracted in the longitudinal direction or the width direction for the purpose of reducing retardation adjustment and dimensional change rate of the light diffusion film. .
- Uniformity in the slow axis direction is also important, and the angle is preferably ⁇ 5 to + 5 ° with respect to the film width direction, more preferably in the range of ⁇ 1 to + 1 °, particularly ⁇ 0.
- a range of 5 to + 0.5 ° is preferable, and a range of ⁇ 0.1 to + 0.1 ° is particularly preferable.
- the light diffusing film of the present invention is preferably a long film.
- the light diffusing film has a thickness of about 100 m to 5000 m and is usually provided in a roll shape.
- the film width is preferably 1.3 to 4 m, more preferably 1.4 to 2 m.
- the film thickness of the film-like resin film according to the present invention is not particularly limited, and is preferably changed according to the purpose.
- the thickness is preferably 20 to 200 ⁇ m, more preferably 25 to 150 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 120 ⁇ m.
- FIG. 2 is a schematic flow sheet showing the overall configuration of an example of the light diffusion film manufacturing apparatus according to the present invention.
- the light diffusing film is produced by mixing a film material such as a thermoplastic resin and then extruding it from the casting die 4 onto the first cooling roll 5 using the extruder 1. 5, and further circumscribed in order with a total of three cooling rolls, that is, the second cooling roll 7 and the third cooling roll 8, and cooled and solidified to form a film 10.
- the film 10 peeled off by the peeling roll 9 is then stretched in the width direction by holding both ends of the film by the stretching device 12 and then wound by the winding device 16.
- a touch roll 6 is provided that clamps the molten film on the surface of the first cooling roll 5 in order to correct the flatness.
- the touch roll 6 has an elastic surface and forms a nip with the first cooling roll 5.
- a device for automatically cleaning the belt and the roll it is preferable to add a device for automatically cleaning the belt and the roll to the manufacturing apparatus.
- the cleaning device there is no particular limitation on the cleaning device, but for example, a method of niping a brush roll, a water absorbing roll, an adhesive roll, a wiping roll, etc., an air blowing method for spraying clean air, a laser incinerator, or a combination thereof. is there.
- a polarizing plate When using the light-diffusion film which concerns on this invention as a protective film for polarizing plates, a polarizing plate can be produced by a general method. It is preferable that an adhesive layer is provided on the back surface side of the light diffusion film according to the present invention, and is bonded to at least one surface of a polarizer produced by immersion and stretching in an iodine solution.
- the light diffusing film of the present invention may be used, or another polarizing plate protective film may be used.
- a commercially available cellulose ester film for example, Konica Minoltack KC8UX, KC4UX, KC5UX, KC8UY, KC4UY, KC12UR, KC8UCR-3, KC8UCR-4, KC8UCR-5, KC8UE, KC4FR-4, KC4FR-3, KC4FR-3, KC4FR-4 -1, KC8UY-HA, KC8UX-RHA, manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd.) and the like are preferably used.
- a polarizer which is a main component of a polarizing plate, is an element that allows only light of a plane of polarization in a certain direction to pass.
- a typical polarizer currently known is a polyvinyl alcohol-based polarizing film, which is polyvinyl alcohol.
- iodine is dyed on a system film and one in which dichroic dye is dyed.
- the polarizer is formed by forming a polyvinyl alcohol aqueous solution into a film and dyeing the film by uniaxial stretching or dyeing or uniaxially stretching, and then performing a durability treatment with a boron compound.
- a pressure-sensitive adhesive having a storage elastic modulus at 25 ° C. in the range of 1.0 ⁇ 10 4 to 1.0 ⁇ 10 9 Pa in at least a part of the pressure-sensitive adhesive layer is used. It is preferable to use a curable pressure-sensitive adhesive that forms a high molecular weight body or a crosslinked structure by various chemical reactions after the pressure-sensitive adhesive is applied and bonded.
- urethane adhesives examples include, for example, urethane adhesives, epoxy adhesives, aqueous polymer-isocyanate adhesives, curable adhesives such as thermosetting acrylic adhesives, moisture-curing urethane adhesives, polyether methacrylate types
- curable adhesives such as thermosetting acrylic adhesives, moisture-curing urethane adhesives, polyether methacrylate types
- anaerobic pressure-sensitive adhesives such as ester-based methacrylate type and oxidized polyether methacrylate, cyanoacrylate-based instantaneous pressure-sensitive adhesives, and acrylate-peroxide-based two-component instantaneous pressure-sensitive adhesives.
- the above-mentioned pressure-sensitive adhesive may be a one-component type or a type in which two or more components are mixed before use.
- the pressure-sensitive adhesive may be a solvent system using an organic solvent as a medium, or may be an aqueous system such as an emulsion type, a colloidal dispersion type, or an aqueous solution type that is a medium containing water as a main component. It may be a solventless type.
- concentration of the pressure-sensitive adhesive liquid may be appropriately determined depending on the film thickness after adhesion, the coating method, the coating conditions, and the like, and is usually 0.1 to 50% by mass.
- a protective film is bonded to the surface of the polarizer protective film on one side, a separate film is bonded to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer on the other side, and the roll is wound It is also suitably used for the roll-shaped polarizing plate produced by
- liquid crystal display device By incorporating the polarizing plate bonded with the light diffusion film according to the present invention into a liquid crystal display device, it is possible to produce various liquid crystal display devices with excellent visibility, especially large liquid crystal display devices, digital signage, etc. It is preferably used for a liquid crystal display device for outdoor use.
- the polarizing plate according to the present invention is bonded to a liquid crystal cell via the adhesive layer or the like.
- the polarizing plate according to the present invention is a reflective type, transmissive type, transflective LCD or TN type, STN type, OCB type, HAN type, VA type (PVA type, MVA type), IPS type (including FFS type), etc. It is preferably used in LCDs of various driving methods. In particular, in a large-screen display device with a VA screen of 30 or more, particularly 30 to 54, there is no white spot at the periphery of the screen and the effect is maintained for a long time.
- a backlight light source of a liquid crystal display device a flat fluorescent lamp, a light emitting diode (LED) backlight having red (R), green (G), and blue (B) light emitting diodes (LED), organic electroluminescence
- a white backlight using an element substrate can be used.
- the light diffusion film of the present invention is suitable for a light emitting diode (LED) backlight.
- Dianal BR85 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
- Mw 200000
- the produced dope liquid was uniformly cast on a stainless steel band support at a temperature of 22 ° C. and a width of 2 m using a belt casting apparatus. With the stainless steel band support, the solvent was evaporated until the amount of residual solvent reached 100%, and peeling was performed from the stainless steel band support with a peeling tension of 162 N / m.
- the web in which the mixture of the peeled acrylic resin and cellulose ester resin is compatible is evaporated at 35 ° C., slit to 1.6 m width, and then stretched 1.1 times in the width direction with a tenter, 135 ° C. It dried at the drying temperature of. At this time, the residual solvent amount when starting stretching with a tenter was 10%.
- the core was wound around a core having an inner diameter of 15.24 cm at a tension of 110 N / m, and a mixture of an acrylic resin and a cellulose ester resin was compatible with each other to obtain a light diffusing film 1 which is a surface fine uneven resin film.
- the draw ratio in the MD direction calculated from the rotational speed of the stainless steel band support and the operating speed of the tenter was 1.1 times.
- the residual solvent amount of the light diffusion film 1 shown in Table 1 was 0.1%, the film thickness was 60 ⁇ m, and the winding length was 5000 m.
- Example 2 Production of light diffusion film 2
- ⁇ Composition of main dope solution> Methylene chloride 340 parts by weight Ethanol 64 parts by weight Cellulose ester (cellulose acetate propionate acyl group total substitution degree 2.46, acetyl group substitution degree 1.58, propionyl group substitution degree 0.88, Mw 200000) 100 parts by weight Mono Pet SB (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 10 parts by mass
- the above was put into a closed container and dissolved while stirring to prepare a dope solution.
- the dope solution was uniformly cast on a stainless steel belt support at a temperature of 33 ° C. and a width of 1500 mm. The temperature of the stainless steel belt was controlled at 50 ° C.
- the solvent was evaporated until the residual solvent amount in the cast (cast) film became 75%, and then peeled off from the stainless steel belt support with a peeling tension of 70 N / m.
- a cellulose ester film coated with a poor solvent mixed solvent was stretched 37% in the width direction using a tenter while applying heat at 155 ° C.
- the residual solvent at the start of stretching was 15%.
- drying was terminated while the drying zone was conveyed by a number of rolls.
- the drying temperature was 120 ° C. and the transport tension was 90 N / m.
- Example 3 Production of light diffusion film 3
- Additive AC1 ((meth) acrylic copolymer 10 parts by mass Methylene chloride 430 parts by mass Ethanol 40 Part by mass or more was put into a sealed container, heated, and completely dissolved while stirring.
- the belt was uniformly cast on a stainless steel band support at a temperature of 35 ° C. and a width of 2.0 m.
- the solvent was evaporated until the residual solvent amount reached 100%, and the stainless steel band support 101 was peeled off.
- the web of the peeled cellulose ester film was evaporated at 35 ° C., slit to 1.80 m width, and then stretched 1.4 times in the TD direction (direction perpendicular to the film transport direction) with a tenter, It was dried at a drying temperature of 135 ° C. At this time, the residual solvent amount when starting stretching with a tenter was 20%.
- the maximum stress during TD stretching was 10 MPa.
- Example 4 Light diffusion film 4
- the light diffusion film 4 was produced in the same manner as the light diffusion film 3 except that the substitution degree of the cellulose ester was changed to 2.4 and the acetone / water mixed solvent was applied to the tenter before being stretched.
- the residual solvent amount of the light diffusion film was 0.2%, the film thickness was 40 ⁇ m, and the winding number was 7000 m.
- Example 5 Light diffusion film 5
- Dianal BR85 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
- a light diffusion film 5 was produced by applying a mixed solvent of ethanol and pure water heated to 60 ° C. in a ratio of 80:20 Vol% to the film surface.
- Example 6 The film produced in Example 3 was attached to a light-emitting diode (LED) backlight television described later for evaluation.
- LED light-emitting diode
- the above-prepared fine particle dispersion was added to the dope, and a film was formed in the same manner as in Example 3 without applying a mixed solvent to obtain a comparative light diffusion film.
- the wound film thickness was 60 ⁇ m and the number of turns was 3000 m.
- Comparative Example 2 100 parts by mass of an ultraviolet curable acrylic resin (refractive index 1.52) and a true spherical acrylic resin (“Fine Powder MX300” manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., refractive index 1.49) 3 having an average particle diameter of 3 ⁇ m as a filler 3
- a dope was prepared by mixing 3 parts of an amorphous filler having a mean particle diameter of 3 ⁇ m (“Silicia 540” manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., refractive index 1.50).
- the dope was stirred with a screw stirrer and then applied onto a release-treated PET film, heated at 100 ° C., and then irradiated with ultraviolet rays to obtain a comparative light diffusion film having a thickness of 10 ⁇ m.
- Comparative Example 3 A comparative light-diffusion film was produced by pressing a web produced using the same material as the dope liquid of Example 3 onto a roll with unevenness immediately after peeling from a stainless steel belt.
- the film thickness was 60 ⁇ m and the winding length was 4000 m. However, a large amount of peeling residue was generated on the uneven roll, resulting in a uniform film and a decrease in productivity.
- the conditions for measurement with a laser microscope were a magnification of 350 times.
- the image was acquired from the direction which looks at the surface of a light-diffusion film perpendicularly
- this image was subjected to waveform separation by Fourier transform to obtain an FFT image (fast Fourier transform image).
- FFT image fast Fourier transform image
- the pitch of the unevenness and the difference between the highest point of the convex portion and the lowest point of the concave portion were measured based on the profile of the FFT images of five images.
- Measurement conditions Objective lens: 50 ⁇ intermediate lens zoom: 1 ⁇ camera resolution: 320 ⁇ 240 30 Hz Scan length: 5 ⁇ m (5 sec) Minimum modulation tolerance (min mod): 7% (Moisture permeability) The moisture permeability was measured according to the method described in JIS Z 0208 at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90% RH.
- the surface haze of the light diffusion film of the present invention was measured by the following procedure. (1) The total haze (H) is measured as described above. (2) A polyethylene terephthalate film with an adhesive having an acrylic adhesive applied on one surface is attached to the surface of the light diffusion film of the present invention, and the total haze value H0 (%) is measured for the whole attached film. (3) Separately, the total haze value Ht of only the polyethylene terephthalate film with pressure-sensitive adhesive to which the acrylic pressure-sensitive adhesive was applied was measured, and the value obtained by subtracting Ht from the previously measured H0 was defined as the internal haze value Hi.
- a 120- ⁇ m-thick long roll polyvinyl alcohol film was immersed in 100 parts by mass of an aqueous solution containing 1 part by mass of iodine and 4 parts by mass of boric acid, and stretched in the transport direction 5 times at 50 ° C. to produce a polarizer.
- the light diffusing film was bonded to one surface of the polarizer using a polyvinyl alcohol-based adhesive.
- Konica Minolta Tack KC8UCR-5 (made by Konica Minolta Opto Co., Ltd.), a retardation film that has been subjected to alkali saponification treatment with a 1N KOH solution under saponification conditions at 45 ° C. for 30 seconds, is bonded to the other surface of the polarizer. And dried to produce various polarizing plates.
- the light diffusing film of the present invention had no problem in drying property or contamination in the saponification process or the drying process.
- the polarizing plates on both sides of the 32-inch TV AQ-32AD5 manufactured by Sharp Corporation were peeled off in advance, and the light polarizing films of the present invention were placed on the glass surface side of the liquid crystal cell. And it bonded so that an absorption axis might face in the same direction as the polarizing plate previously bonded, and each liquid crystal display device was produced.
- the backlight was continuously turned on for 12 hours, and the entire black display state was visually observed in a dark room to evaluate luminance unevenness and unevenness due to sticking.
- the light-emitting diode (LED) backlight TV used was a 46-inch TV LC-46LX-1 manufactured by Sharp Corporation.
- the light diffusing sheet produced in the example is placed on the backlight unit for the liquid crystal display device, and a luminance meter (product name: CS-1000, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) is installed at a distance of 50 cm. It was measured.
- a luminance meter product name: CS-1000, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.
- the evaluation was evaluated as “ ⁇ ” when the luminance was in the range from ⁇ 10% to less than + 10%, and “ ⁇ ” when the luminance decrease was 10% or more.
- the light diffusion film according to the present invention is superior in scattering characteristics (surface haze), unevenness preventing property, and luminance as compared with the comparative example.
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Abstract
適切な透湿度で生産性に優れ、かつ輝度ムラ及び貼りつきムラが少ない光拡散フィルム、及びその製造方法を提供する。また、当該光拡散フィルムを用いた、偏光板、ロール状偏光板、及び液晶表示装置を提供する。 本発明の光拡散フィルムは、光源からの光を拡散する光拡散フィルムであって、当該光拡散フィルムの少なくとも一方の表面に凹凸形状構造を有し、当該凹凸形状構造を3D測定レーザー顕微鏡で測定して得たイメージに基づくフーリエ変換像において凹凸の平均ピッチが50nm~3μmの範囲内であり、かつ凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値が5nm~5μmの範囲内であることを特徴とする。
Description
本発明は、光拡散フィルム、その製造方法、それを用いた偏光板、ロール状偏光板、及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、光拡散フィルム及び表示部材に関し、特に発光ダイオード(LED)光源などからの光を均一に拡散する光拡散フィルム及び表示装置に関する。
表示物の背面に光源をもつ表示部材又は装置は、光拡散フィルムなどを利用して光源からの光を拡散させ、光源からの光を均一にすることや、光源などの光拡散フィルムより背面側にある部材を視認させないことが行われている。
一方、光拡散フィルムより視認者側に配置される部材が少ない場合、例えば、電飾看板や銘板、音響機器の表示部などの場合のように、透明板或いは印刷部材のみが配置される場合には、透明板や印刷部材では光拡散フィルムの背面に存在する光源や基板などを隠すことができないため、光拡散性が重視され、光源からの光を均一にすることと共に、背面部材や光源を視認できないようにすることが求められる。
そして、このように光拡散性を重視した、光源からの光を均一にして面状発光とする光拡散フィルムを用いることにより、視認者側に透明板や所望の情報が印刷された印刷部材を配置して、電飾看板や銘板、音響機器の表示部などの表示部材とすることができる。
一方、昨今、液晶テレビに代表されるような液晶表示装置の分野では、バックライトからの光取り出し効率を向上させることが、消費電力の低減の観点で重要な技術課題となってきた。
また、薄型の液晶テレビのニーズが高く、バックライトにLEDが用いられている表示装置が増えているために、点光源のムラやLED周辺部材の熱収縮や部材同士の貼りつきに対するムラ発生が問題となっている。
このような状況を踏まえて、種々の光拡散フィルムが提案されている。
例えば、特許文献1には、樹脂基材上に光拡散粒子を分散した硬化性樹脂を塗工して作製した光拡散層を有する光拡散フィルムが開示されている。当該フィルムにおいては、光拡散粒子の周囲に波状の凹凸を形成することで光拡散層の光拡散性を増加させる。しかし、拡散粒子(ビーズ)を入れ、内部拡散することで、多重散乱による光のロスが大きい。また、表面に凹凸を作製することで拡散機能が向上するが、凹凸のサイズが拡散粒子のサイズに依存することで凹凸のピッチが大きくなるため拡散機能の大幅な向上は望めない。また、エンボス加工で凹凸を形成する拡散フィルムの製造方法も知られている。
しかし、金属ロール等に凹凸の型を着けると非常に高価になる。また、微細な凹凸を着けて生産性を向上させるとロールに剥離残りが発生し、凹部の頂点の角度が緩やかな物しか作製できず、ピッチに対しても同様で微細な凹凸の作製は困難である。
特許文献2には、微粒子を含有するドープを支持体上に流延し、剥離後乾燥させて、ヘイズ30%以上のフィルムを作製する光拡散フィルムの製造方法が開示されている。しかし、当該光拡散フィルムの場合は、微粒子を含有しているために、内部拡散が中心となり、光のロスが発生する。また、当該製造方法においては、セルロースエステルに拡散粒子を入れているが、偏光板保護フィルムに拡散機能を付与する際にフィルム中に粒子が存在していると、鹸化工程でアルカリ処理した際、及び偏光子と貼合する際にガスバリア性が向上するために、透湿度が低くなり、すなわち、乾燥しにくくなり、生産性が落ちてしまう。さらに、工程中に粒子が脱落して工程を汚染するという問題がある。
本発明は、上記問題・状況にかんがみてなされたものであり、その解決課題は、適切な透湿度で生産性に優れ、かつ輝度ムラ及び貼りつきムラが少ない光拡散フィルム、及びその製造方法を提供することである。また、当該光拡散フィルムを用いた、偏光板、ロール状偏光板、及び液晶表示装置を提供することである。
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.光源からの光を拡散する光拡散フィルムであって、当該光拡散フィルムの少なくとも一方の表面に凹凸形状構造を有し、当該凹凸形状構造を3D測定レーザー顕微鏡で測定して得たイメージに基づくフーリエ変換像において凹凸の平均ピッチが50nm~3μmの範囲内であり、かつ凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値が5nm~5μmの範囲内であることを特徴とする光拡散フィルム。
2.前記凹凸形状構造を有する表面の表面粗さRaが、50~1000nmの範囲内であることを特徴とする前記第1項に記載の光拡散フィルム。
3.表面ヘイズ値が、10%以上であることを特徴とする前記第1項又は第2項に記載の光拡散フィルム。
4.温度40℃・相対湿度90%RHにおける透湿度が、300~1500g/m2・24hであることを特徴とする前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
5.前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムを製造する光拡散フィルムの製造方法であって、アクリル樹脂又はセルロースエステル樹脂のうちの少なくとも一方を含有する樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有することを特徴とする光拡散フィルムの製造方法。
6.前記貧溶媒が、水とアルコール類の混合溶媒又は水とケトン類の混合溶媒であることを特徴とする前記第5項に記載の光拡散フィルムの製造方法。
7.前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムが備えられていることを特徴とする偏光板。
8.前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムが備えられていることを特徴とするロール状偏光板。
9.前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムが備えられていることを特徴とする液晶表示装置。
10.前記光源が、発光ダイオードであることを特徴とする前記第9項に記載の液晶表示装置。
本発明の上記手段により、適切な透湿度で生産性に優れ、かつ輝度ムラ及び貼りつきムラが少ない光拡散フィルム、及びその製造方法を提供することができる。また、当該光拡散フィルムを用いた、偏光板、ロール状偏光板、及び液晶表示装置を提供することができる。
なお、本発明の光拡散フィルムの表面には、微細な凹凸が多数存在するために、光拡散効果が高い上、隣接される部材に収縮時に貼りつきにくく、輝度ムラや貼りつきムラも防止できる。
本発明の光拡散フィルムは、光源からの光を拡散する光拡散フィルムであって、当該光拡散フィルムの少なくとも一方の表面に凹凸形状構造を有し、当該凹凸形状構造を3D測定レーザー顕微鏡で測定して得たイメージに基づくフーリエ変換像において凹凸の平均ピッチが50nm~3μmの範囲内であり、かつ凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値が5nm~5μmの範囲内であることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項10までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記凹凸形状構造を有する表面の表面粗さRaが、50~1000nmの範囲内であることが好ましい。また、表面ヘイズ値が、10%以上であることが好ましい。さらに、温度40℃・相対湿度90%RHにおける透湿度が、300~1500g/m2・24hであることが好ましい。
本発明の光拡散フィルムの製造方法としては、アクリル樹脂又はセルロースエステルのうちの少なくとも一方を含有する樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有する態様の製造方法であることが好ましい。当該製造方法において、前記貧溶媒が、水とアルコール類の混合溶媒又は水とケトン類の混合溶媒であることが好ましい。
本発明の光拡散フィルムは、偏光板及び液晶表示装置に好適に用いることができる。特にバックライト光源として発光ダイオード(LED)を用いた液晶表示装置に好適に用いることができる。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。
(本発明の光拡散フィルムとその製造方法の概要)
本発明の光拡散フィルムは、光源からの光を拡散する光拡散フィルムであって、当該光拡散フィルムの少なくとも一方の表面に凹凸形状構造を有し、当該凹凸形状構造を3D測定レーザー顕微鏡で測定して得たイメージに基づくフーリエ変換像において凹凸の平均ピッチが50nm~3μmの範囲内であり、かつ凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値が5nm~5μmの範囲内であることを特徴とする。
本発明の光拡散フィルムは、光源からの光を拡散する光拡散フィルムであって、当該光拡散フィルムの少なくとも一方の表面に凹凸形状構造を有し、当該凹凸形状構造を3D測定レーザー顕微鏡で測定して得たイメージに基づくフーリエ変換像において凹凸の平均ピッチが50nm~3μmの範囲内であり、かつ凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値が5nm~5μmの範囲内であることを特徴とする。
なお、当該凹凸の平均ピッチは、100nm~1μmの範囲内であることが好ましい。また、当該凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値は、10nm~1μmの範囲内であることが好ましい。
ここで、本発明に係る凹凸のピッチ、及び凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)は、具体的には下記方法により測定される値である(図1参照)。
先ず、光拡散フィルムの凹凸形状構造が存在する面において、130μm×130μmの正方形の領域を無作為に5個所抽出し、それぞれにつき3D測定レーザー顕微鏡で測定したイメージを得る。
レーザー顕微鏡で測定する際の条件は、倍率を350倍とする。なお、当該イメージは、光拡散フィルムの面を垂直に見る方向から取得する。
そして、このイメージをフーリエ変換により波形分離し、FFT像(高速フーリエ変換像)を得る。次いで、5個所のイメージのFFT像についてプロファイルに基づき凹凸のピッチ、及び凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)を測定した。
本願において、FFT像において各凹凸形状の最高点と最低点の中点を含む水平線より下方にある部分を「凹部」といい、当該水平面より上方にある部分を「凸部」という。
ここで、「凸部の最高点」とは、各凹凸形状における凸部の最高点(高さが極大値である点)をいう。また、「凹部の最低点」とは、各凹凸形状における凹部の最低点(高さが極小値である点)をいう。
「凹凸のピッチ」とは、隣接する凸部同士の最高点(ピーク)間の間隔をいう。また、「凹凸の平均ピッチ」とは、5個所のイメージのFFT像それぞれについて測定領域130μmの範囲内に存在する凸部の最高点(ピーク)の数で130μmを除して得た値の平均値をいう。
「凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)」とは、隣接する凸部と凹部の最高点との最低点との差をいう。当該差(深さ)の平均値は、5個所のイメージのFFT像それぞれについて測定領域130μmの範囲内に存在する各凹凸について測定して得た値の平均値をいう。
なお、凹凸のピッチ、及び凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)について、上記所定の範囲内に制御する方法としては、下記の製造方法において、製造条件を適切化することによって行うことができる。
本発明の実施態様としては、前記凹凸形状構造を有する表面の表面粗さRaが、50~1000nmの範囲内であることが好ましい。また、表面ヘイズ値が、10%以上であることが好ましい。さらに、温度40℃・相対湿度90%RHにおける透湿度が、300~1500g/m2・24hであることが好ましい。さらに、1000g/m2・24h以下であることが好ましい。
なお、表面粗さRa、表面ヘイズ値、及び透湿度の測定方法は、後述する。
上記表面粗さRa、表面ヘイズ値、透湿度を、所望の範囲内に制御する方法としては、前記の凹凸のピッチ、及び凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)について、上記所定の範囲内に制御する方法と、共通しており、下記の製造方法において、製造条件を適切化することによって行うことができる。
《光拡散フィルムの製造方法》
本発明の光拡散フィルムの製造方法は、表面に凹凸構造を有する光拡散フィルムの製造方法であって、アクリル樹脂又はセルロースエステルのうちの少なくとも一方を含む樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有する態様の製造方法であることが好ましい。
本発明の光拡散フィルムの製造方法は、表面に凹凸構造を有する光拡散フィルムの製造方法であって、アクリル樹脂又はセルロースエステルのうちの少なくとも一方を含む樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有する態様の製造方法であることが好ましい。
すなわち、本発明において、表面に凹凸構造を形成・付与する手段として、貧溶媒を含む混合溶媒を塗工することを特徴とする。なお、当該貧溶媒のpHは、セルロースエステルフィルム等のアルカリ鹸化処理において用いられる処理液のpHより低く、例えば、25℃において、pH5.5~7.5の領域内であることが好ましい。
なお、混合溶媒塗工を施したフィルムの表面粗さRaと当該前記混合溶媒塗工を施さないフィルムの表面粗さRaが、3nm以上相違するように調整することが好ましい。当該調整の方法としては、塗工する混合溶媒の溶媒化学種の選択、量、混合組成、溶媒の温度、乾燥温度等の条件の適正化等による方法が好ましい。
例えば、樹脂フィルム基材として、アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂との混合物を用いる場合、40~60℃に温めたエタノールと純水の割合が50:50~80:20Vol%の混合溶媒をフィルム表面にスプレー塗工し、その後、110~150℃の乾燥ゾーンで搬送させながら乾燥することが好ましい。
光拡散フィルムの製造方法の詳細については、後述する。
(貧溶媒)
本発明の光拡散フィルムの製造方法は、アクリル樹脂又はセルロースエステルのうちの少なくとも一方を含む樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有することを特徴とする。
本発明の光拡散フィルムの製造方法は、アクリル樹脂又はセルロースエステルのうちの少なくとも一方を含む樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有することを特徴とする。
ここで、貧溶媒とは、下記熱可塑性樹脂の固形分3g相当に、溶解性を測定しようとする溶媒を全量が20gになるように加え、温度25℃にてかきまぜた場合に、にごりが認められたり、増粘、分離が認められたものを、当該試料に対し貧溶媒であるとする。
熱可塑性樹脂が、例えばポリエステル系樹脂又はポリエステルウレタン系樹脂である場合、貧溶媒としては、キシレン、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソブタノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、ヘキサン、精製水などを例示することができる。
また、熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂である場合、貧溶媒としては、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソブタノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、ヘキサン、精製水などを例示することができる。
本発明においては、熱可塑性樹脂に対して貧溶媒は、上記溶媒二種以上を混合して用いることが好ましい。特に、水とアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール等)の混合溶媒であることが好ましい。また、水とケトン類(アセトン、プロパノン、ブタノン等)の混合溶媒であってもよい。
(樹脂フィルム基材)
本発明に係る樹脂フィルム基材としては、従来公知の種々の樹脂を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。ただし、アクリル樹脂又はセルロースエステルを必ず含んでいることが好ましい。
本発明に係る樹脂フィルム基材としては、従来公知の種々の樹脂を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。ただし、アクリル樹脂又はセルロースエステルを必ず含んでいることが好ましい。
ここで、「熱可塑性樹脂」とは、ガラス転移温度又は融点まで加熱することによって軟らかくなり、目的の形に成形できる樹脂のことをいう。
熱可塑性樹脂としては、一般的汎用樹脂としては、セルロースエステル、ポリエチレン(PE)、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、テフロン(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン、PTFE)、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂)、AS樹脂、アクリル樹脂(PMMA)等があり、溶媒に可溶なものを適宜溶解して本発明の方法で処理することが好ましい。
また、強度や壊れにくさを特に要求される場合、ポリアミド(PA)、ナイロン、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE、変性PPE、PPO)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート(GF-PET)、環状ポリオレフィン(COP)等を用いることができる。
さらに高い熱変形温度と長期使用できる特性を要求される場合は、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)等を用いることができる。
なお、本発明の用途にそって樹脂の種類、分子量の組み合わせを行うことが可能である。
支持体の厚さは、用途に応じて、適宜、適当な厚さを選定することが好ましい。厚さの上限は、特に限定される物ではないが、溶液製膜法でフィルム化する場合は、塗布性、発泡、溶媒乾燥などの観点から、上限は250μm程度である。
樹脂基材は、その全光線透過率が90%以上であることが好ましく、より好ましくは93%以上である。また、現実的な上限としては、99%程度である。かかる全光線透過率にて表される優れた透明性を達成するには、可視光を吸収する添加剤や共重合成分を導入しないようにすることや、ポリマー中の異物を高精度濾過により除去し、フィルム内部の光の拡散や吸収を低減させることが有効である。
以下、本発明において、特に好適な樹脂について詳細な説明をする。
〈セルロースエステル樹脂〉
本発明に用いることができるセルロースエステル樹脂は、セルロース(ジ、トリ)アセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、及びセルロースフタレートから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
本発明に用いることができるセルロースエステル樹脂は、セルロース(ジ、トリ)アセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、及びセルロースフタレートから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
これらの中で特に好ましいセルロースエステルは、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートが挙げられる。
混合脂肪酸エステルの置換度として、炭素原子数2~4のアシル基を置換基として有している場合、アセチル基の置換度をXとし、プロピオニル基又はブチリル基の置換度をYとした時、下記式(I)及び(II)を同時に満たすセルロースエステルを含むセルロース樹脂であることが好ましい。
式(I) 2.0≦X+Y≦3.0
式(II) 0≦X≦2.95
さらに、本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn比が1.5~5.5のものが好ましく用いられ、特に好ましくは2.0~5.0であり、さらに好ましくは2.5~5.0であり、さらに好ましくは3.0~5.0のセルロースエステルが好ましく用いられる。
式(II) 0≦X≦2.95
さらに、本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn比が1.5~5.5のものが好ましく用いられ、特に好ましくは2.0~5.0であり、さらに好ましくは2.5~5.0であり、さらに好ましくは3.0~5.0のセルロースエステルが好ましく用いられる。
本発明で用いられるセルロースエステルの原料セルロースは、木材パルプでも綿花リンターでもよく、木材パルプは針葉樹でも広葉樹でもよいが、針葉樹の方がより好ましい。製膜の際の剥離性の点からは綿花リンターが好ましく用いられる。これらから作られたセルロースエステルは適宜混合して、或いは単独で使用することができる。
例えば、綿花リンター由来セルロースエステル:木材パルプ(針葉樹)由来セルロースエステル:木材パルプ(広葉樹)由来セルロースエステルの比率が100:0:0、90:10:0、85:15:0、50:50:0、20:80:0、10:90:0、0:100:0、0:0:100、80:10:10、85:0:15、40:30:30で用いることができる。
本発明において、セルロースエステル樹脂は、20mlの純水(電気伝導度0.1μS/cm以下、pH6.8)に1g投入し、25℃、1hr、窒素雰囲気下にて攪拌した時のpHが6~7、電気伝導度が1~100μS/cmであることが好ましい。
〈アクリル樹脂〉
本発明に用いることができるアクリル樹脂には、メタクリル樹脂も含まれる。樹脂としては特に制限されるものではないが、メチルメタクリレート単位50~99質量%、及びこれと共重合可能な他の単量体単位1~50質量%からなるものが好ましい。
本発明に用いることができるアクリル樹脂には、メタクリル樹脂も含まれる。樹脂としては特に制限されるものではないが、メチルメタクリレート単位50~99質量%、及びこれと共重合可能な他の単量体単位1~50質量%からなるものが好ましい。
共重合可能な他の単量体としては、アルキル数の炭素数が2~18のアルキルメタクリレート、アルキル数の炭素数が1~18のアルキルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のα,β-不飽和酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和基含有二価カルボン酸、スチレン、α-メチルスチレン、核置換スチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のα,β-不飽和ニトリル、無水マレイン酸、マレイミド、N-置換マレイミド、グルタル酸無水物等が挙げられ、これらは単独で、あるいは2種以上を併用して用いることができる。
これらの中でも、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、s-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート等が好ましく、メチルアクリレートやn-ブチルアクリレートが特に好ましく用いられる。
アクリル樹脂としては、市販のものも使用することができる。例えば、デルペット60N、80N(旭化成ケミカルズ(株)製)、ダイヤナールBR52、BR80、BR83、BR85、BR88(三菱レイヨン(株)製)、KT75(電気化学工業(株)製)等が挙げられる。
〈環状オレフィン樹脂〉
本発明においては、環状オレフィン樹脂を用いることも好ましい。環状オレフィン樹脂としては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、及び、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
本発明においては、環状オレフィン樹脂を用いることも好ましい。環状オレフィン樹脂としては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、及び、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
ノルボルネン系樹脂としては、例えば、ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との開環共重合体又はそれらの水素化物、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との付加共重合体又はそれらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン構造を有する単量体の開環(共)重合体水素化物は、透明性、成形性、耐熱性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、特に好適に用いることができる。
ノルボルネン構造を有する単量体としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン(慣用名:ノルボルネン)、トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ-3,7-ジエン(慣用名:ジシクロペンタジエン)、7,8-ベンゾトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ-3-エン(慣用名:メタノテトラヒドロフルオレン)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン(慣用名:テトラシクロドデセン)、及びこれらの化合物の誘導体(例えば、環に置換基を有するもの)などを挙げることができる。ここで、置換基としては、例えばアルキル基、アルキレン基、極性基などを挙げることができる。また、これらの置換基は、同一又は相異なって複数個が環に結合していてもよい。ノルボルネン構造を有する単量体は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
極性基の種類としては、ヘテロ原子、又はヘテロ原子を有する原子団などが挙げられる。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ハロゲン原子などが挙げられる。極性基の具体例としては、カルボキシル基、カルボニルオキシカルボニル基、エポキシ基、ヒドロキシル基、オキシ基、エステル基、シラノール基、シリル基、アミノ基、ニトリル基、スルホン基などが挙げられる。
ノルボルネン構造を有する単量体と開環共重合可能な他の単量体としては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどのモノ環状オレフィン類及びその誘導体、シクロヘキサジエン、シクロヘプタジエンなどの環状共役ジエン及びその誘導体などが挙げられる。
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体及びノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との開環共重合体は、単量体を公知の開環重合触媒の存在下に(共)重合することにより得ることができる。
ノルボルネン構造を有する単量体と付加共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテンなどの炭素数2~20のα-オレフィン及びこれらの誘導体;シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセンなどのシクロオレフィン及びこれらの誘導体;1,4-ヘキサジエン、4-メチル-1,4-ヘキサジエン、5-メチル-1,4-ヘキサジエンなどの非共役ジエンなどが挙げられる。これらの単量体は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、α-オレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。
ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体及びノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との付加共重合体は、単量体を公知の付加重合触媒の存在下に重合することにより得ることができる。
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体の水素添加物、ノルボルネン構造を有する単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体の水素添加物、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体の水素添加物、及びノルボルネン構造を有する単量体とこれと付加共重合可能なその他の単量体との付加共重合体の水素添加物は、これらの重合体の溶液に、ニッケル、パラジウムなどの遷移金属を含む公知の水素添加触媒を添加し、炭素-炭素不飽和結合を好ましくは90%以上水素添加することによって得ることができる。
ノルボルネン系樹脂の中でも、繰り返し単位として、X:ビシクロ[3.3.0]オクタン-2,4-ジイル-エチレン構造と、Y:トリシクロ[4.3.0.12,5]デカン-7,9-ジイル-エチレン構造とを有し、これらの繰り返し単位の含有量が、ノルボルネン系樹脂の繰り返し単位全体に対して90質量%以上であり、かつ、Xの含有割合とYの含有割合との比が、X:Yの質量比で100:0~40:60であるものが好ましい。このような樹脂を用いることにより、長期的に寸法変化がなく、光学特性の安定性に優れる光拡散フィルムを得ることができる。
本発明に用いる環状オレフィン樹脂の分子量は使用目的に応じて適宜選定される。溶媒としてシクロヘキサン(重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン)を用いるゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン又はポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、通常20,000~150,000である。好ましくは25,000~100,000、より好ましくは30,000~80,000である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、フィルムの機械的強度及び成型加工性とが高度にバランスされ好適である。
環状オレフィン樹脂のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択されればよい。耐久性及び延伸加工性の観点から、好ましくは130~160℃、より好ましくは135~150℃の範囲である。
環状オレフィン樹脂の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、緩和時間、生産性等の観点から、1.2~3.5、好ましくは1.5~3.0、さらに好ましくは1.8~2.7である。
本発明に用いる環状オレフィン樹脂は、光弾性係数の絶対値が10×10-12Pa-1以下であることが好ましく、7×10-12Pa-1以下であることがより好ましく、4×10-12Pa-1以下であることが特に好ましい。光弾性係数Cは、複屈折をΔn、応力をσとしたとき、C=Δn/σで表される値である。
本発明において、環状オレフィン樹脂には、実質的に粒子を含まないことが好ましい。ここで、実質的に粒子を含まないとは、環状オレフィン樹脂からなるフィルムへ粒子を添加しても、未添加状態からのヘイズの上昇巾が0.05%以下の範囲である量までは許容できることを意味する。特に、脂環式ポリオレフィン樹脂は、多くの有機粒子や無機粒子との親和性に欠けるため、上記範囲を超えた粒子を添加した環状オレフィン樹脂フィルムを延伸すると、空隙が発生しやすく、その結果として、ヘイズの著しい低下が生じるおそれがある。
〈ポリカーボネート樹脂〉
本発明では、種々の公知のポリカーボネート樹脂も使用することができる。本発明においては、特に芳香族ポリカーボネートを用いることが好ましい。当該芳香族ポリカーボネートについて特に制約はなく、所望するフィルムの諸特性が得られる芳香族ポリカーボネートであれば特に制約はない。
本発明では、種々の公知のポリカーボネート樹脂も使用することができる。本発明においては、特に芳香族ポリカーボネートを用いることが好ましい。当該芳香族ポリカーボネートについて特に制約はなく、所望するフィルムの諸特性が得られる芳香族ポリカーボネートであれば特に制約はない。
一般に、ポリカーボネートと総称される高分子材料は、その合成手法において重縮合反応が用いられて、主鎖が炭酸結合で結ばれているものを総称するが、これらの内でも、一般に、フェノール誘導体と、ホスゲン、ジフェニルカーボネートらから重縮合で得られるものを意味する。通常、ビスフェノール-Aと呼称されている2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンをビスフェノール成分とする繰り返し単位で表される芳香族ポリカーボネートが好ましく選ばれるが、適宜各種ビスフェノール誘導体を選択することで、芳香族ポリカーボネート共重合体を構成することができる。
かかる共重合成分としてこのビスフェノール-A以外に、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-フェニルエタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフロロプロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)サルファイド、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等を挙げることができる。
また、一部にテレフタル酸及び/又はイソフタル酸成分を含む芳香族ポリエステルカーボネートを使用することも可能である。このような構成単位をビスフェノール-Aからなる芳香族ポリカーボネートの構成成分の一部に使用することにより芳香族ポリカーボネートの性質、例えば耐熱性、溶解性を改良することができるが、このような共重合体についても本発明は有効である。
ここで用いられる芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量は、10000以上、200000以下であれば好適に用いられる。粘度平均分子量20000~120000が特に好ましい。粘度平均分子量が10000より低い樹脂を使用すると得られるフィルムの機械的強度が不足する場合があり、また400000以上の高分子量になるとドープの粘度が大きくなり過ぎ取扱い上問題を生じるので好ましくない。粘度平均分子量は市販の高速液体クロマトグラフィ等で測定することができる。
本発明に係る芳香族ポリカーボネートのガラス転移温度は200℃以上であることが高耐熱性のフィルムを得る上で好ましく、より好ましくは230℃以上である。これらは、上記共重合成分を適宜選択して得ることができる。ガラス転移温度は、DSC装置(示差走査熱量分析装置)にて測定することができ、例えばセイコーインスツル株式会社製:RDC220にて、10℃/分の昇温条件によって求められる、ベースラインが偏奇し始める温度である。
本発明において、上記芳香族ポリカーボネートを含むドープ組成物に用いる溶媒は、メチレンクロライド、及び炭素数1~6の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールを4~14質量部含有する混合溶媒であることが好ましい。
上記炭素数1~6の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールの混合量は、好ましくは4~12質量部である。このような混合溶媒を用い、従来よりも高い残留溶媒濃度でウェブを剥離することにより、ウェブ剥離時の強い静電気の発生を抑制し、これによりベルトが損傷したり、フィルムのスジやムラ、微小傷の発生を防止することができる。
加えるアルコールの種類は用いる溶媒により制限される。アルコールと当該溶媒とが相溶性があることが必要条件である。これらは単独で加えても良いし、2種類以上組み合わせても問題ない。本発明におけるアルコールとしては、炭素数1~6、好ましくは1~4、より好ましくは2~4の鎖状、或いは分岐した脂肪族アルコールが好ましい。具体的にはメタノール、エタノール、イソプロパノール、ターシャリ-ブタノールなどが挙げられる。これらのうちエタノール、イソプロパノール、ターシャリ-ブタノールはほぼ同等の効果が得られるが、メタノールはやや効果が低い。理由は明らかでないが溶媒の沸点、即ち乾燥時の飛び易さが関係しているものと推測している。それ以上の高級アルコールは、高沸点であるためフィルム製膜後も残留しやすくなるので好ましくない。
アルコールの添加量は慎重に選択されなければならない。これらのアルコールは芳香族ポリカーボネートに対する溶解性には全く乏しく、完全な貧溶媒である。従ってあまり多く加えることはできず、満足すべき剥離性が得られる最少量とすべきである。前述したようにメチレンクロライドに対して4~14質量部、好ましくは4~12質量部である。メチレンクロライド量に対しては、添加量が4~14質量部の範囲であると、当該溶媒のポリマーに対する溶解性、ドープ安定性が向上し、剥離性改善の効果が大きくなる。
本発明はドープ組成物中、上記メチレンクロライドと脂肪族アルコールで構成されるが、他の溶媒を使用することもできる。その他残りの溶媒としては芳香族ポリカーボネートを高濃度に溶解し、かつアルコールと相溶性があること、さらに低沸点溶媒であれば特に限定はない。例えば、芳香族ポリカーボネートに対して溶解力のある溶媒として、塩化メチレン以外にクロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル系の溶媒、シクロヘキサノン等のケトン系の溶媒が挙げられる。
他の溶媒を使用する場合は特に限定はなく、効果を勘案して用いればよい。ここでいう効果とは、溶解性や安定性を犠牲にしない範囲で溶媒を混合することによる、たとえば溶液流延法により製膜したフィルムの表面性の改善(レベリング効果)、蒸発速度や系の粘度調節、結晶化抑制効果などである。これらの効果の度合により混合する溶媒の種類や添加量を決定すればよく、また混合する溶媒として1種又は2種以上用いてもかまわない。
好適に用いられる他の溶媒としてはクロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン系溶媒、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル、メトキシエチルアセテートなどのエーテル系溶媒が挙げられる。
本発明に係るドープ組成物は、結果としてヘイズの低い透明な溶液が得られればいかなる方法で調製してもよい。あらかじめある溶媒に溶解させた芳香族ポリカーボネート溶液に、アルコールを所定量添加してもよいし、アルコールを含む混合溶媒に芳香族ポリカーボネートを溶解させてもよい。ただ先にも述べた様にアルコールは貧溶媒であるため、前者の後から添加する方法ではポリマーの析出によるドープ白濁の可能性があるため、後者の混合溶媒に溶解させる方法が好ましい。
〈ポリエステル樹脂〉
本発明において用いることができるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸とジオールを重合することにより得られ、ジカルボン酸構成単位(ジカルボン酸に由来する構成単位)の70%以上が芳香族ジカルボン酸に由来し、かつジオール構成単位(ジオールに由来する構成単位)の70%以上が脂肪族ジオールに由来する。
本発明において用いることができるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸とジオールを重合することにより得られ、ジカルボン酸構成単位(ジカルボン酸に由来する構成単位)の70%以上が芳香族ジカルボン酸に由来し、かつジオール構成単位(ジオールに由来する構成単位)の70%以上が脂肪族ジオールに由来する。
芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位の割合は70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。
脂肪族ジオールに由来する構成単位の割合は70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。ポリエステル樹脂は、2種以上を併用してもよい。
前記芳香族ジカルボン酸として、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸、4,4′-ビフェニルジカルボン酸、3,4′-ビフェニルジカルボン酸等及びこれらのエステル形成性誘導体が例示できる。
ポリエステル樹脂には本発明の目的を損なわない範囲でアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸や安息香酸、プロピオン酸、酪酸等のモノカルボン酸を用いることができる。
前記脂肪族ジオールとして、エチレングリコール、1,3-プロピレンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,6-ヘキサンジオール等及びこれらのエステル形成性誘導体が例示できる。
ポリエステル樹脂には本発明の目的を損なわない範囲でブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール等のモノアルコール類や、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類を用いることもできる。
ポリエステル樹脂の製造には、公知の方法である直接エステル化法やエステル交換法を適用することができる。ポリエステル樹脂の製造時に使用する重縮合触媒としては、公知の三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のアンチモン化合物、酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム化合物、酢酸チタン等のチタン化合物、塩化アルミニウム等のアルミニウム化合物等が例示できるが、これらに限定されない。
好ましいポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート-イソフタレート共重合樹脂、ポリエチレン-1,4-シクロヘキサンジメチレン-テレフタレート共重合樹脂、ポリエチレン-2,6-ナフタレンジカルボキレート樹脂、ポリエチレン-2,6-ナフタレンジカルボキシレート-テレフタレート共重合樹脂、ポリエチレン-テレフタレート-4,4′-ビフェニルジカルボキシレート樹脂、ポリ-1,3-プロピレン-テレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレン-2,6-ナフタレンジカルボキシレート樹脂等がある。
より好ましいポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート-イソフタレート共重合樹脂、ポリエチレン-1,4-シクロヘキサンジメチレン-テレフタレート共重合樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂及びポリエチレン-2,6-ナフタレンジカルボキシレート樹脂が挙げられる。
ポリエステル樹脂の固有粘度(フェノール/1,1,2,2-テトラクロロエタン=60/40質量比混合溶媒中、25℃で測定した値)は、0.7~2.0dl/gが好ましく、より好ましくは0.8~1.5dl/gである。固有粘度が0.7以上であるとポリエステル樹脂の分子量が充分に高いために、これを使用して得られるポリエステル樹脂組成物からなる成形物が成形物として必要な機械的性質を有すると共に、透明性が良好となる。固有粘度が2.0以下の場合、成形性が良好となる。
(その他添加剤)
本発明に係る熱可塑性樹脂基材には、目的に応じて種々の化合物等を添加剤として含有させることができる。例えば、可塑剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光学異方性制御剤、マット剤、帯電防止剤、剥離剤、等を含有させることができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂基材には、目的に応じて種々の化合物等を添加剤として含有させることができる。例えば、可塑剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光学異方性制御剤、マット剤、帯電防止剤、剥離剤、等を含有させることができる。
前記添加剤の中で、本発明に有効に寄与するのは光学異方性制御剤であり、特にリターデーション上昇剤が光学的に複屈折性を本願目的の平面から斜め方向に発現し易くするため好ましい。リターデーション上昇剤は、少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物が好ましい。芳香族化合物は、樹脂の100質量部に対して、0.01乃至20質量部の範囲で使用することが好ましい。そして、0.05乃至15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1乃至10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環及び1,3,5-トリアジン環が含まれる。これらについては、特開2004-109410号、特開2003-344655号、特開2000-275434号、特開2000-111914号、特開平12-275434号公報などに詳細が記載されている。
〈その他添加剤〉
本発明に係る熱可塑性樹脂基材及び当該基材上に設けられた各種機能層には、目的に応じて種々の化合物等を添加剤として含有させることができる。例えば、可塑剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光学異方性制御剤、マット剤、帯電防止剤、剥離剤、等を含有させることができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂基材及び当該基材上に設けられた各種機能層には、目的に応じて種々の化合物等を添加剤として含有させることができる。例えば、可塑剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光学異方性制御剤、マット剤、帯電防止剤、剥離剤、等を含有させることができる。
前記添加剤の中で、本発明に有効に寄与するのは光学異方性制御剤であり、特にリターデーション上昇剤が光学的に複屈折性を本願目的の平面から斜め方向に発現し易くするため好ましい。リターデーション上昇剤は、少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物が好ましい。芳香族化合物は、樹脂の100質量部に対して、0.01乃至20質量部の範囲で使用することが好ましい。そして、0.05乃至15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1乃至10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環及び1,3,5-トリアジン環が含まれる。これらについては、特開2004-109410号、特開2003-344655号、特開2000-275434号、特開2000-111914号、特開平12-275434号公報などに詳細が記載されている。
本発明に係る光拡散フィルムは、作製されたフィルムがハンドリングされる際に、傷が付いたり、搬送性が悪化することを防止するために、マット剤として、微粒子を添加しても良い。
微粒子としては、無機化合物の例として、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウム等を挙げることができる。微粒子は珪素を含むものが、濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。
微粒子の一次粒子の平均粒径は5~400nmが好ましく、さらに好ましいのは10~300nmである。これらは主に粒径0.05~0.3μmの2次凝集体として含有されていてもよく、平均粒径100~400nmの粒子であれば凝集せずに一次粒子として含まれていることも好ましい。光拡散フィルム中のこれらの微粒子の含有量は0.01~1質量%であることが好ましく、特に0.05~0.5質量%が好ましい。共流延法による多層構成の光拡散フィルムの場合は、表面にこの添加量の微粒子を含有することが好ましい。
二酸化珪素の微粒子は、例えば、アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120及び同240(以上東芝シリコーン(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
これらの中でもアエロジル200V、アエロジルR972Vが光拡散フィルムのヘイズを低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましく用いられる。本発明の光拡散フィルムにおいては、少なくとも一方の面の動摩擦係数が0.2~1.0であることが好ましい。
(光拡散フィルムの製造方法)
本発明に係る樹脂フィルム基材をフィルムとして製造する方法としては、通常のインフレーション法、T-ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルジョン法、ホットプレス法等の製造法が使用できるが、着色抑制、異物欠点の抑制、ダイラインなどの光学欠点の抑制などの観点から流延法による溶液流延法、溶融流延法が好ましい。
本発明に係る樹脂フィルム基材をフィルムとして製造する方法としては、通常のインフレーション法、T-ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルジョン法、ホットプレス法等の製造法が使用できるが、着色抑制、異物欠点の抑制、ダイラインなどの光学欠点の抑制などの観点から流延法による溶液流延法、溶融流延法が好ましい。
以下、本発明に係る光拡散フィルムを作製する場合の製造方法について詳述する。
<溶液流延法による光拡散フィルムの製造方法>
《有機溶媒》
本発明に係る光拡散フィルムを溶液流延法で製造する場合、ドープを形成するのに有用な有機溶媒は、セルロースエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を溶解するものであれば制限なく用いることができる。
《有機溶媒》
本発明に係る光拡散フィルムを溶液流延法で製造する場合、ドープを形成するのに有用な有機溶媒は、セルロースエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を溶解するものであれば制限なく用いることができる。
例えば、塩素系有機溶媒としては、塩化メチレン、非塩素系有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2-トリフルオロエタノール、2,2,3,3-ヘキサフルオロ-1-プロパノール、1,3-ジフルオロ-2-プロパノール、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メチル-2-プロパノール、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール、2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-1-プロパノール、ニトロエタン、乳酸エチル、乳酸、ジアセトンアルコール等を挙げることができ、塩化メチレン、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、乳酸エチル等を好ましく使用し得る。
ドープには、上記有機溶媒の他に、1~40質量%の炭素原子数1~4の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールを含有させてもよい。ドープ中のアルコールの比率が高くなるとウェブがゲル化し、金属支持体からの剥離が容易になり、また、アルコールの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒系での熱可塑性樹脂の溶解を促進する役割もある。
特に、メチレンクロライド、及び炭素数1~4の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールを含有する溶媒に、熱可塑性樹脂は、少なくとも計10~45質量%溶解させたドープ組成物であることが好ましい。
炭素原子数1~4の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノールを挙げることができる。これらの内ドープの安定性、沸点も比較的低く、乾燥性もよいこと等からエタノールが好ましい。
以下、本発明に係る光拡散フィルム(以下、単に「フィルム」ともいう。)の好ましい製膜方法について説明する。
1)溶解工程
熱可塑性樹脂に対する良溶媒を主とする有機溶媒に、溶解釜中で熱可塑性樹脂、その他の添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程である。
熱可塑性樹脂に対する良溶媒を主とする有機溶媒に、溶解釜中で熱可塑性樹脂、その他の添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程である。
熱可塑性樹脂の溶解には、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法、特開平9-95544号公報、特開平9-95557号公報、又は特開平9-95538号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平11-21379号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法を用いることができるが、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。
返材とは、フィルムを細かく粉砕した物で、フィルムを製膜するときに発生する、フィルムの両サイド部分を切り落とした物や、擦り傷などでスペックアウトしたフィルム原反のことをいい、これも再使用される。
2)流延工程
ドープを、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイに送液し、無限に移送する無端の金属ベルト、例えばステンレスベルト、あるいは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープを流延する工程である。
ドープを、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイに送液し、無限に移送する無端の金属ベルト、例えばステンレスベルト、あるいは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープを流延する工程である。
ダイの口金部分のスリット形状を調整でき、膜厚を均一にし易い加圧ダイが好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやTダイ等があり、いずれも好ましく用いられる。金属支持体の表面は鏡面となっている。製膜速度を上げるために加圧ダイを金属支持体上に2基以上設け、ドープ量を分割して重層してもよい。あるいは複数のドープを同時に流延する共流延法によって積層構造のフィルムを得ることも好ましい。
3)溶媒蒸発工程
ウェブ(流延用支持体上にドープを流延し、形成されたドープ膜をウェブと呼ぶ)を流延用支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる工程である。
ウェブ(流延用支持体上にドープを流延し、形成されたドープ膜をウェブと呼ぶ)を流延用支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる工程である。
溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法及び/又は支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があるが、裏面液体伝熱方法の乾燥効率が良く好ましい。又、それらを組み合わせる方法も好ましく用いられる。流延後の支持体上のウェブを40~100℃の雰囲気下、支持体上で乾燥させることが好ましい。40~100℃の雰囲気下に維持するには、この温度の温風をウェブ上面に当てるか赤外線等の手段により加熱することが好ましい。
面品質、透湿性、剥離性の観点から、30~120秒以内で該ウェブを支持体から剥離することが好ましい。
4)剥離工程
金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。
金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。
金属支持体上の剥離位置における温度は好ましくは10~40℃であり、さらに好ましくは11~30℃である。
なお、剥離する時点での金属支持体上でのウェブの剥離時残留溶媒量は、乾燥の条件の強弱、金属支持体の長さ等により50~120質量%の範囲で剥離することが好ましいが、残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、ウェブが柔らか過ぎると剥離時平面性を損ね、剥離張力によるツレや縦スジが発生し易いため、経済速度と品質との兼ね合いで剥離時の残留溶媒量が決められる。
ウェブの残留溶媒量は下記式で定義される。
残留溶媒量(%)=(ウェブの加熱処理前質量-ウェブの加熱処理後質量)/(ウェブの加熱処理後質量)×100
なお、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、115℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
なお、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、115℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
金属支持体とフィルムを剥離する際の剥離張力は、通常、196~245N/mであるが、剥離の際に皺が入り易い場合、190N/m以下の張力で剥離することが好ましく、さらには、剥離できる最低張力~166.6N/m、次いで、最低張力~137.2N/mで剥離することが好ましいが、特に好ましくは最低張力~100N/mで剥離することである。
本発明においては、当該金属支持体上の剥離位置における温度を-50~40℃とするのが好ましく、10~40℃がより好ましく、15~30℃とするのが最も好ましい。
5)乾燥及び延伸工程
剥離後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置35、及び/又はクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター延伸装置34を用いて、ウェブを乾燥する。
剥離後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置35、及び/又はクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター延伸装置34を用いて、ウェブを乾燥する。
乾燥手段はウェブの両面に熱風を吹かせるのが一般的であるが、風の代わりにマイクロウェーブを当てて加熱する手段もある。余り急激な乾燥はでき上がりのフィルムの平面性を損ね易い。高温による乾燥は残留溶媒が8質量%以下くらいから行うのがよい。全体を通し、乾燥は概ね40~250℃で行われる。特に40~160℃で乾燥させることが好ましい。
テンター延伸装置を用いる場合は、テンターの左右把持手段によってフィルムの把持長(把持開始から把持終了までの距離)を左右で独立に制御できる装置を用いることが好ましい。また、テンター工程において、平面性を改善するため意図的に異なる温度を持つ区画を作ることも好ましい。
また、異なる温度区画の間にそれぞれの区画が干渉を起こさないように、ニュートラルゾーンを設けることも好ましい。
なお、延伸操作は多段階に分割して実施してもよく、流延方向、幅手方向に二軸延伸を実施することも好ましい。また、二軸延伸を行う場合には同時二軸延伸を行ってもよいし、段階的に実施してもよい。
この場合、段階的とは、例えば、延伸方向の異なる延伸を順次行うことも可能であるし、同一方向の延伸を多段階に分割し、かつ異なる方向の延伸をそのいずれかの段階に加えることも可能である。即ち、例えば、次のような延伸ステップも可能である。
・流延方向に延伸-幅手方向に延伸-流延方向に延伸-流延方向に延伸
・幅手方向に延伸-幅手方向に延伸-流延方向に延伸-流延方向に延伸
また、同時2軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方を、張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。同時2軸延伸の好ましい延伸倍率は幅手方向、長手方向ともに×1.01倍~×1.5倍の範囲でとることができる。
・幅手方向に延伸-幅手方向に延伸-流延方向に延伸-流延方向に延伸
また、同時2軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方を、張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。同時2軸延伸の好ましい延伸倍率は幅手方向、長手方向ともに×1.01倍~×1.5倍の範囲でとることができる。
テンターを行う場合のウェブの残留溶媒量は、テンター開始時に20~100質量%であるのが好ましく、かつウェブの残留溶媒量が10質量%以下になる迄テンターを掛けながら乾燥を行うことが好ましく、さらに好ましくは5質量%以下である。
テンターを行う場合の乾燥温度は、30~160℃が好ましく、50~150℃がさらに好ましく、70~140℃が最も好ましい。
テンター工程において、雰囲気の幅手方向の温度分布が少ないことが、フィルムの均一性を高める観点から好ましく、テンター工程での幅手方向の温度分布は、±5℃以内が好ましく、±2℃以内がより好ましく、±1℃以内が最も好ましい。
6)巻き取り工程
ウェブ中の残留溶媒量が2質量%以下となってからフィルムとして巻き取り機37により巻き取る工程であり、残留溶媒量を0.4質量%以下にすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。特に0.00~0.10質量%で巻き取ることが好ましい。
ウェブ中の残留溶媒量が2質量%以下となってからフィルムとして巻き取り機37により巻き取る工程であり、残留溶媒量を0.4質量%以下にすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。特に0.00~0.10質量%で巻き取ることが好ましい。
巻き取り方法は、一般に使用されているものを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等があり、それらを使いわければよい。
本発明に係るフィルムは、長尺フィルムであることが好ましく、具体的には、100m~5000m程度のものを示し、通常、ロール状で提供される形態のものである。また、フィルムの幅は1.3~4mであることが好ましく、1.4~2mであることがより好ましい。
本発明に係るフィルムの膜厚に特に制限はないが、20~200μmであることが好ましく、25~150μmであることがより好ましく、30~120μmであることが特に好ましい。
<溶融流延製膜法による光拡散フィルムの製造方法>
本発明に係る樹脂フィルム基材を、光拡散フィルムとして、溶融流延製膜法により製造する場合の方法について説明する。
本発明に係る樹脂フィルム基材を、光拡散フィルムとして、溶融流延製膜法により製造する場合の方法について説明する。
〈溶融ペレット製造工程〉
溶融押出に用いる熱可塑性樹脂フィルムを構成する組成物は、通常あらかじめ混錬してペレット化しておくことが好ましい。
溶融押出に用いる熱可塑性樹脂フィルムを構成する組成物は、通常あらかじめ混錬してペレット化しておくことが好ましい。
ペレット化は、公知の方法でよく、例えば、乾燥した熱可塑性樹脂と目的に応じて添加剤をフィーダーで押出機に供給し1軸や2軸の押出機を用いて混錬し、ダイからストランド状に押出し、水冷又は空冷し、カッティングすることでできる。
原材料は、押出する前に乾燥しておくことが原材料の分解を防止する上で重要である。特にセルロースエステルは吸湿しやすいので、除湿熱風乾燥機や真空乾燥機で70~140℃で3時間以上乾燥し、水分率を200ppm以下、さらに100ppm以下にしておくことが好ましい。
添加剤は、押出機に供給押出機合しておいてもよいし、それぞれ個別のフィーダーで供給してもよい。酸化防止剤等少量の添加剤は、均一に混合するため、こと前に混合しておくことが好ましい。
酸化防止剤の混合は、固体同士で混合してもよいし、必要により、酸化防止剤を溶剤に溶解しておき、熱可塑性樹脂に含浸させて混合してもよく、あるいは噴霧して混合してもよい。
真空ナウターミキサーなどが乾燥と混合を同時にできるので好ましい。また、フィーダー部やダイからの出口など空気と触れる場合は、除湿空気や除湿したN2ガスなどの雰囲気下にすることが好ましい。
押出機は、せん断力を抑え、樹脂が劣化(分子量低下、着色、ゲル生成等)しないようにペレット化可能でなるべく低温で加工することが好ましい。例えば、2軸押出機の場合、深溝タイプのスクリューを用いて、同方向に回転させることが好ましい。混錬の均一性から、噛み合いタイプが好ましい。
以上のようにして得られたペレットを用いてフィルム製膜を行う。ペレット化せず、原材料の粉末をそのままフィーダーで押出機に供給し、そのままフィルム製膜することも可能である。
〈溶融混合物をダイから冷却ロールへ押し出す工程〉
まず、作製したペレットを1軸や2軸タイプの押出機を用いて、押し出す際の溶融温度Tmを200~300℃程度とし、リーフディスクタイプのフィルターなどでろ過し異物を除去した後、Tダイからフィルム状に共押出し、冷却ロール上で固化し、弾性タッチロールと押圧しながら流延する。
まず、作製したペレットを1軸や2軸タイプの押出機を用いて、押し出す際の溶融温度Tmを200~300℃程度とし、リーフディスクタイプのフィルターなどでろ過し異物を除去した後、Tダイからフィルム状に共押出し、冷却ロール上で固化し、弾性タッチロールと押圧しながら流延する。
供給ホッパーから押出機へ導入する際は真空下又は減圧下や不活性ガス雰囲気下にして酸化分解等を防止することが好ましい。なお、Tmは、押出機のダイ出口部分の温度である。
ダイに傷や可塑剤の凝結物等の異物が付着するとスジ状の欠陥が発生する場合がある。このような欠陥のことをダイラインとも呼ぶが、ダイライン等の表面の欠陥を小さくするためには、押出機からダイまでの配管には樹脂の滞留部が極力少なくなるような構造にすることが好ましい。ダイの内部やリップにキズ等が極力無いものを用いることが好ましい。
押出機やダイなどの溶融樹脂と接触する内面は、表面粗さを小さくしたり、表面エネルギーの低い材質を用いるなどして、溶融樹脂が付着し難い表面加工が施されていることが好ましい。具体的には、ハードクロムメッキやセラミック溶射したものを表面粗さ0.2S以下となるように研磨したものが挙げられる。
本発明において冷却ロールには特に制限はないが、高剛性の金属ロールで内部に温度制御可能な熱媒体又は冷媒体が流れるような構造を備えるロールであり、大きさは限定されないが、溶融押し出されたフィルムを冷却するのに十分な大きさであればよく、通常冷却ロールの直径は100mmから1m程度である。
冷却ロールの表面材質は、炭素鋼、ステンレス、アルミニウム、チタンなどが挙げられる。さらに表面の硬度を上げたり、樹脂との剥離性を改良するため、ハードクロムメッキや、ニッケルメッキ、非晶質クロムメッキなどや、セラミック溶射等の表面処理を施すことが好ましい。
冷却ロール表面の表面粗さは、Raで0.1μm以下とすることが好ましく、さらに0.05μm以下とすることが好ましい。ロール表面が平滑であるほど、得られるフィルムの表面も平滑にできるのである。もちろん表面加工した表面はさらに研磨し上述した表面粗さとすることが好ましい。
本発明において、弾性タッチロールとしては、特開平03-124425号、特開平08-224772号、特開平07-100960号、特開平10-272676号、WO97/028950号、特開平11-235747号、特開2002-36332号、特開2005-172940号や特開2005-280217号公報に記載されているような表面が薄膜金属スリーブ被覆シリコンゴムロールを使用することができる。
冷却ロールからフィルムを剥離する際は、張力を制御してフィルムの変形を防止することが好ましい。
〈延伸工程〉
本発明では、上記のようにして得られたフィルムは冷却ロールに接する工程を通過後、さらに少なくとも1方向に1.01~3.0倍延伸することもできる。
本発明では、上記のようにして得られたフィルムは冷却ロールに接する工程を通過後、さらに少なくとも1方向に1.01~3.0倍延伸することもできる。
好ましくは縦(フィルム搬送方向)、横(巾方向)両方向にそれぞれ1.1~2.0倍延伸することが好ましい。
延伸する方法は、公知のロール延伸機やテンターなどを好ましく用いることができる。特に光拡散フィルムが、偏光板保護フィルムを兼ねる場合は、延伸方向を巾方向とすることで偏光フィルムとの積層がロール形態でできるので好ましい。
巾方向に延伸することで光拡散フィルムの遅相軸は巾方向になる。
通常、延伸倍率は1.1~3.0倍、好ましくは1.2~1.5倍であり、延伸温度は、通常、フィルムを構成する樹脂のTg~Tg+50℃、好ましくはTg~Tg+50℃の温度範囲で行われる。
延伸は、長手方向もしくは幅手方向で制御された均一な温度分布下で行うことが好ましい。好ましくは±2℃以内、さらに好ましくは±1℃以内、特に好ましくは±0.5℃以内である。
上記の方法で作製したフィルム状樹脂フィルムを光拡散フィルムとして用いる場合、当該光拡散フィルムのリターデーション調整や寸法変化率を小さくする目的で、フィルムを長手方向や幅手方向に収縮させてもよい。
長手方向に収縮するには、例えば、巾延伸を一時クリップアウトさせて長手方向に弛緩させる、又は横延伸機の隣り合うクリップの間隔を徐々に狭くすることによりフィルムを収縮させるという方法がある。
遅相軸方向の均一性も重要であり、フィルム巾方向に対して、角度が-5~+5°であることが好ましく、さらに-1~+1°の範囲にあることが好ましく、特に-0.5~+0.5°の範囲にあることが好ましく、特に-0.1~+0.1°の範囲にあることが好ましい。これらのばらつきは延伸条件を最適化することで達成できる。
本発明の光拡散フィルムは、長尺フィルムであることが好ましく、具体的には、100m~5000m程度のものを示し、通常、ロール状で提供される形態のものである。また、フィルムの幅は1.3~4mであることが好ましく、1.4~2mであることがより好ましい。
本発明に係るフィルム状樹脂フィルムの膜厚に特に制限はなく、目的に応じて変化させることが好ましい。例えば、偏光板保護フィルムに使用する場合は、20~200μmであることが好ましく、25~150μmであることがより好ましく、30~120μmであることが特に好ましい。
〈熱可塑性樹脂支持体フィルムの製造装置〉
図2は、本発明に係る光拡散フィルムの製造装置の一例の全体構成を示す概略フローシートである。図2において、光拡散フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂等のフィルム材料を混合した後、押出し機1を用いて、流延ダイ4から第1冷却ロール5上に溶融押し出し、第1冷却ロール5に外接させるとともに、さらに、第2冷却ロール7、第3冷却ロール8の合計3本の冷却ロールに順に外接させて、冷却固化してフィルム10とする。次いで、剥離ロール9によって剥離したフィルム10を、次いで延伸装置12によりフィルムの両端部を把持して幅方向に延伸した後、巻取り装置16により巻き取る。また、平面性を矯正するために溶融フィルムを第1冷却ロール5表面に挟圧するタッチロール6が設けられている。このタッチロール6は表面が弾性を有し、第1冷却ロール5との間でニップを形成している。
図2は、本発明に係る光拡散フィルムの製造装置の一例の全体構成を示す概略フローシートである。図2において、光拡散フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂等のフィルム材料を混合した後、押出し機1を用いて、流延ダイ4から第1冷却ロール5上に溶融押し出し、第1冷却ロール5に外接させるとともに、さらに、第2冷却ロール7、第3冷却ロール8の合計3本の冷却ロールに順に外接させて、冷却固化してフィルム10とする。次いで、剥離ロール9によって剥離したフィルム10を、次いで延伸装置12によりフィルムの両端部を把持して幅方向に延伸した後、巻取り装置16により巻き取る。また、平面性を矯正するために溶融フィルムを第1冷却ロール5表面に挟圧するタッチロール6が設けられている。このタッチロール6は表面が弾性を有し、第1冷却ロール5との間でニップを形成している。
本発明において、製造装置には、ベルト及びロールを自動的に清掃する装置を付加させることが好ましい。清掃装置については特に限定はないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール、粘着ロール、ふき取りロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、レーザーによる焼却装置、あるいはこれらの組み合わせなどがある。
清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
(機能性層)
光拡散フィルム製造に際し、延伸の前及び/又は後で帯電防止層、反射防止層、易滑性層、易接着層、防眩層、バリアー層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。この際、コロナ放電処理、プラズマ処理、薬液処理等の各種表面処理を必要に応じて施すことができる。
光拡散フィルム製造に際し、延伸の前及び/又は後で帯電防止層、反射防止層、易滑性層、易接着層、防眩層、バリアー層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。この際、コロナ放電処理、プラズマ処理、薬液処理等の各種表面処理を必要に応じて施すことができる。
(偏光板)
本発明に係る光拡散フィルムを偏光板用保護フィルムとして用いる場合、偏光板は一般的な方法で作製することができる。本発明に係る光拡散フィルムの裏面側に粘着層を設け、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、貼り合わせることが好ましい。
本発明に係る光拡散フィルムを偏光板用保護フィルムとして用いる場合、偏光板は一般的な方法で作製することができる。本発明に係る光拡散フィルムの裏面側に粘着層を設け、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、貼り合わせることが好ましい。
もう一方の面には本発明の光拡散フィルムを用いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。例えば、市販のセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック KC8UX、KC4UX、KC5UX、KC8UY、KC4UY、KC12UR、KC8UCR-3、KC8UCR-4、KC8UCR-5、KC8UE、KC4UE、KC4FR-3、KC4FR-4、KC4HR-1、KC8UY-HA、KC8UX-RHA、以上コニカミノルタオプト(株)製)等が好ましく用いられる。
偏光板の主たる構成要素である偏光子とは、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光子は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがある。
偏光子は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。
上記粘着層に用いられる粘着剤としては、粘着層の少なくとも一部分において25℃での貯蔵弾性率が1.0×104~1.0×109Paの範囲である粘着剤が用いられていることが好ましく、粘着剤を塗布し、貼り合わせた後に種々の化学反応により高分子量体又は架橋構造を形成する硬化型粘着剤が好適に用いられる。
具体例としては、例えば、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、水性高分子-イソシアネート系粘着剤、熱硬化型アクリル粘着剤等の硬化型粘着剤、湿気硬化ウレタン粘着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間粘着剤、アクリレートとペルオキシド系の2液型瞬間粘着剤等が挙げられる。
上記粘着剤としては一液型であっても良いし、使用前に二液以上を混合して使用する型であっても良い。
また、上記粘着剤は有機溶剤を媒体とする溶剤系であってもよいし、水を主成分とする媒体であるエマルジョン型、コロイド分散液型、水溶液型などの水系であってもよいし、無溶剤型であってもよい。上記粘着剤液の濃度は、粘着後の膜厚、塗布方法、塗布条件等により適宜決定されれば良く、通常は0.1~50質量%である。
なお、本発明の光拡散フィルムは、例えば、片側の偏光子保護フィルム表面にプロテクトフィルムが貼合され、他方の側の粘着剤層表面にセパレートフィルムが貼合され、ロール状に巻かれた状態で製造されるロール状偏光板にも好適に用いられる。
(液晶表示装置)
本発明に係る光拡散フィルムを貼合した偏光板を液晶表示装置に組み込むことによって、種々の視認性に優れた液晶表示装置を作製することができるが、特に大型の液晶表示装置やデジタルサイネージ等の屋外用途の液晶表示装置に好ましく用いられる。本発明に係る偏光板は、前記粘着層等を介して液晶セルに貼合する。
本発明に係る光拡散フィルムを貼合した偏光板を液晶表示装置に組み込むことによって、種々の視認性に優れた液晶表示装置を作製することができるが、特に大型の液晶表示装置やデジタルサイネージ等の屋外用途の液晶表示装置に好ましく用いられる。本発明に係る偏光板は、前記粘着層等を介して液晶セルに貼合する。
本発明に係る偏光板は反射型、透過型、半透過型LCD又はTN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型、MVA型)、IPS型(FFS方式も含む)等の各種駆動方式のLCDで好ましく用いられる。特にVA型の画面が30型以上、特に30型~54型の大画面の表示装置では、画面周辺部での白抜け等もなく、その効果が長期間維持される。
なお、液晶表示装置のバックライト光源としては、平板蛍光ランプ、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の発光ダイオード(LED)を有する発光ダイオード(LED)バックライト、有機エレクトロルミネッセンス素子基板を用いた白色バックライト等を用いることができる。特に本発明の光拡散フィルムは、発光ダイオード(LED)バックライトに適している。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔光拡散フィルムの作製〕
〈実施例1:光拡散フィルム1の作製〉
(ドープ液組成1)
ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製) 70質量部
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アシル基総置換度2.75、アセチル基置換度0.19、プロピオニル基置換度2.56、Mw=200000) 30質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
上記組成物を、加熱しながら十分に溶解し、ドープ液を作製した。
〈実施例1:光拡散フィルム1の作製〉
(ドープ液組成1)
ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製) 70質量部
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アシル基総置換度2.75、アセチル基置換度0.19、プロピオニル基置換度2.56、Mw=200000) 30質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
上記組成物を、加熱しながら十分に溶解し、ドープ液を作製した。
(製膜)
上記作製したドープ液を、ベルト流延装置を用い、温度22℃、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力162N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したアクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の混合物が相溶したウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1.6m幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は10%であった。
上記作製したドープ液を、ベルト流延装置を用い、温度22℃、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力162N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したアクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の混合物が相溶したウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1.6m幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は10%であった。
テンターで延伸後、130℃で5分間緩和を行った後に、60℃に温めたエタノールと純水の割合が80:20Vol%の混合溶媒をフィルム表面にスプレー塗工した。120℃及び140℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1.5m幅にスリットし、フィルム両端に幅10mm高さ5μmのナーリング加工を施し、初期張力220N/m、終張力110N/mで内径15.24cmコアに巻き取り、アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の混合物が相溶し、表面微細凹凸樹脂フィルムである光拡散フィルム1を得た。
ステンレスバンド支持体の回転速度とテンターの運転速度から算出されるMD方向の延伸倍率は1.1倍であった。
表1に記載の光拡散フィルム1の残留溶剤量は0.1%であり、膜厚は60μm、巻長は5000mであった。
(実施例2:光拡散フィルム2の作製)
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アシル基総置換度2.46、アセチル基置換度1.58、プロピオニル基置換度0.88、Mw=200000) 100質量部
モノペットSB (第一工業製薬製) 10質量部
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は50℃に制御した。
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アシル基総置換度2.46、アセチル基置換度1.58、プロピオニル基置換度0.88、Mw=200000) 100質量部
モノペットSB (第一工業製薬製) 10質量部
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は50℃に制御した。
ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したフィルム中の残留溶媒量が75%になるまで溶媒を蒸発させ、次いで剥離張力70N/mで、ステンレスベルト支持体上から剥離した。
剥離直後に70℃に温めたエタノールと純水の割合が80:20Vol%の混合溶媒をフィルム表面にスプレー塗工した。
貧溶媒の混合溶媒を表面に塗られたセルロースエステルフィルムを、155℃の熱をかけながらテンターを用いて、幅方向に37%延伸した。延伸開始時の残留溶媒は15%であった。
次いで、乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させた。乾燥温度は120℃で、搬送張力は90N/mとした。
以上のようにして、乾燥膜厚50μmの光拡散フィルム2を得た。
(実施例3:光拡散フィルム3の作製)
セルロースエステルA(リンター綿から合成されたセルローストリアセテート、アセチル基置換度2.92、Mw=290000) 100質量部
添加剤AC1((メタ)アクリル系共重合体 10質量部
メチレンクロライド 430質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解した。
セルロースエステルA(リンター綿から合成されたセルローストリアセテート、アセチル基置換度2.92、Mw=290000) 100質量部
添加剤AC1((メタ)アクリル系共重合体 10質量部
メチレンクロライド 430質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解した。
次いで、ベルト流延装置を用い、温度35℃、2.0m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶剤を蒸発させ、ステンレスバンド支持体101上から剥離した。剥離したセルロースエステルフィルムのウェブを35℃で溶剤を蒸発させ、1.80m幅にスリットし、その後、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に1.4倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は20%であった。また、TD延伸時の最大応力は10MPaであった。
その後、60℃に温めたアセトンと純水の割合が70:30Vol%の混合溶媒をフィルム表面にスプレー塗工したした後に、120℃の乾燥装置内を多数のロールで搬送させながら15分間乾燥させた後、1.7m幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、高さ10μmのナーリング加工を施し、巻芯に巻き取り、光拡散フィルム3を得た。光拡散フィルムの残留溶剤量は0.2%であり、膜厚は60μm、巻数は6000mであった。
(実施例4:光拡散フィルム4)
セルロースエステルの置換度を2.4に変更して、アセトン/水混合溶媒をテンターに延伸する前に塗工したこと以外は光拡散フィルム3と同様の方法で光拡散フィルム4を作製した。光拡散フィルムの残留溶剤量は0.2%であり、膜厚は40μm、巻数は7000mであった。
セルロースエステルの置換度を2.4に変更して、アセトン/水混合溶媒をテンターに延伸する前に塗工したこと以外は光拡散フィルム3と同様の方法で光拡散フィルム4を作製した。光拡散フィルムの残留溶剤量は0.2%であり、膜厚は40μm、巻数は7000mであった。
(実施例5:光拡散フィルム5)
ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製)を溶融流延した。
ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製)を溶融流延した。
フィルム作製後、60℃に温めたエタノールと純水の割合が80:20Vol%の混合溶媒をフィルム表面に塗布して光拡散フィルム5を作製した。
(実施例6)
実施例3で作製したフィルムを後述する発光ダイオード(LED)バックライト型テレビに貼りつけて評価した。
実施例3で作製したフィルムを後述する発光ダイオード(LED)バックライト型テレビに貼りつけて評価した。
(比較例1)
実施例3で調製したドープ液に下記二酸化珪素分散液(マット剤分散液)を添加した。
実施例3で調製したドープ液に下記二酸化珪素分散液(マット剤分散液)を添加した。
(二酸化珪素分散液の調製)
ポリスチレン粒子(平均粒径10μm) 20質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 90質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
ポリスチレン粒子(平均粒径10μm) 20質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 90質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
上記作製した微粒子分散液をドープに添加し、混合溶媒の塗工なしで実施例3と同じように製膜し、比較の光拡散フィルムを得た。巻膜厚は60μm、巻数は3000mであった。
(比較例2)
紫外線硬化型アクリル系樹脂(屈折率1.52)100質量部に、充填剤として平均粒子径3μmの真球状アクリル系樹脂(綜研化学社製の『ファインパウダー MX300』、屈折率1.49)3部及び平均粒子径3μmの不定形フィラー(富士シリシア化学社製の『サイリシア540』、屈折率1.50)3部を混合して、ドープを調製した。
紫外線硬化型アクリル系樹脂(屈折率1.52)100質量部に、充填剤として平均粒子径3μmの真球状アクリル系樹脂(綜研化学社製の『ファインパウダー MX300』、屈折率1.49)3部及び平均粒子径3μmの不定形フィラー(富士シリシア化学社製の『サイリシア540』、屈折率1.50)3部を混合して、ドープを調製した。
次いで、かかるドープをスクリュー撹拌機で撹拌後、離型処理をしたPETフィルム上に塗布して、100℃で加熱後、紫外線照射して、厚さ10μmの比較の光拡散フィルムを得た。
(比較例3)
実施例3のドープ液と同様の材料を用いて作製したウェブをステンレスベルトから剥離直後に凹凸のついたロールに押しあてて剥離することで比較の光拡散フィルムを作製した。
実施例3のドープ液と同様の材料を用いて作製したウェブをステンレスベルトから剥離直後に凹凸のついたロールに押しあてて剥離することで比較の光拡散フィルムを作製した。
膜厚は60μm、巻長は4000mであった。しかし、凹凸ロールに剥離残りが大量に発生し、均一なフィルム及び生産性の低下に結びついた。
(比較例4)
貧溶媒(混合溶媒)の塗工をしない点以外は、実施例2と同様の方法で作製した光学フィルムに良溶媒であるメチレンクロライドを塗工した。フィルムは溶解して凹凸構造は発現しなかった。
貧溶媒(混合溶媒)の塗工をしない点以外は、実施例2と同様の方法で作製した光学フィルムに良溶媒であるメチレンクロライドを塗工した。フィルムは溶解して凹凸構造は発現しなかった。
《評価》
(表面形状の測定)
光拡散フィルムの凹凸形状構造が存在する面において、130μm×130μmの正方形の領域を無作為に5個所抽出し、それぞれにつき3D測定レーザー顕微鏡で測定したイメージを得た。
(表面形状の測定)
光拡散フィルムの凹凸形状構造が存在する面において、130μm×130μmの正方形の領域を無作為に5個所抽出し、それぞれにつき3D測定レーザー顕微鏡で測定したイメージを得た。
レーザー顕微鏡で測定する際の条件は、倍率を350倍とした。なお、イメージは、光拡散フィルムの面を垂直に見る方向から取得した。
そして、このイメージをフーリエ変換により波形分離し、FFT像(高速フーリエ変換像)を得た。次いで、5個所のイメージのFFT像についてプロファイルに基づき凹凸のピッチ、及び凸部の最高点と凹部の最低点との差を測定した。
(表面粗さRaの測定)
測定はZYGO社製 New View5010を用いて、20μm×20μmの面積のフィルムを5枚の各々について、下記測定条件にて10カ所測定し、これらのデータの平均値をRa定義した。
測定はZYGO社製 New View5010を用いて、20μm×20μmの面積のフィルムを5枚の各々について、下記測定条件にて10カ所測定し、これらのデータの平均値をRa定義した。
測定条件
対物レンズ:50倍
中間レンズズーム:1倍
カメラ解像度:320×240 30Hz
Scan length:5μm(5sec)
最小変調許容値(min mod):7%
(透湿度)
透湿度は、温度40℃、相対湿度90%RHにおいて、JIS Z 0208に記載の方法に従い測定した。
対物レンズ:50倍
中間レンズズーム:1倍
カメラ解像度:320×240 30Hz
Scan length:5μm(5sec)
最小変調許容値(min mod):7%
(透湿度)
透湿度は、温度40℃、相対湿度90%RHにおいて、JIS Z 0208に記載の方法に従い測定した。
(表面ヘイズ:透明性・表面性評価)
上記作製した各々のフィルム試料について、23℃、55%RHの空調室で24時間調湿した試料一枚をJIS K-7136に準拠する方法に従って、ヘイズメーター(NDH2000型、日本電色工業(株)製)を使用して表面ヘイズを測定し、その測定値に基づき、透明性を評価した。
上記作製した各々のフィルム試料について、23℃、55%RHの空調室で24時間調湿した試料一枚をJIS K-7136に準拠する方法に従って、ヘイズメーター(NDH2000型、日本電色工業(株)製)を使用して表面ヘイズを測定し、その測定値に基づき、透明性を評価した。
本発明の光拡散フィルムの表面ヘイズは、以下の手順で測定した。
(1)前述の通り全ヘイズ(H)を測定する。
(2)本発明の光拡散フィルムの表面に、片面にアクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り付け、貼付けたもの全体について、全ヘイズ値H0(%)を測定する。
(3)別途、アクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全ヘイズ値Htを測定し、先に測定したH0からHtを引いた値を内部ヘイズ値Hiとした。(Hi=H0-Ht(%))
(4)上記(1)で測定した全ヘイズ(H)から上記(3)で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出する(Hs=H-Hi(%))。
(1)前述の通り全ヘイズ(H)を測定する。
(2)本発明の光拡散フィルムの表面に、片面にアクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り付け、貼付けたもの全体について、全ヘイズ値H0(%)を測定する。
(3)別途、アクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全ヘイズ値Htを測定し、先に測定したH0からHtを引いた値を内部ヘイズ値Hiとした。(Hi=H0-Ht(%))
(4)上記(1)で測定した全ヘイズ(H)から上記(3)で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出する(Hs=H-Hi(%))。
<偏光板及び液晶表示装置の作製>
〈偏光板の作製〉
上記で得た各光拡散フィルムを偏光板保護フィルムとした偏光板を、以下のようにして作製した。
〈偏光板の作製〉
上記で得た各光拡散フィルムを偏光板保護フィルムとした偏光板を、以下のようにして作製した。
厚さ120μmの長尺ロールポリビニルアルコールフィルムを、沃素1質量部、ホウ酸4質量部を含む水溶液100質量部に浸漬し、50℃で5倍に搬送方向に延伸して偏光子を作製した。
次に、この偏光子の片面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて、上記光拡散フィルムを貼合した。
さらに、偏光子のもう一方の面に1NのKOH溶液で45℃30秒のけん化条件でアルカリけん化処理した位相差フィルムであるコニカミノルタタックKC8UCR-5(コニカミノルタオプト(株)製)を貼り合わせ、乾燥して各種偏光板を作製した。
本発明の光拡散フィルムは鹸化工程や乾燥工程での乾燥性や汚染等に問題がなかった。
〈液晶表示装置の作製〉
上記作製した各偏光板を使用して、光拡散フィルムの表示特性評価を行った。
上記作製した各偏光板を使用して、光拡散フィルムの表示特性評価を行った。
シャープ(株)製32型テレビAQ-32AD5の予め貼合されていた両面の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板をそれぞれ本発明の光拡散フィルムが液晶セルのガラス面側になるように、かつ、予め貼合されていた偏光板と同一の方向に吸収軸が向くように貼合し、液晶表示装置を各々作製した。
その後、23℃、55%RHの環境下において、バックライトを12時間連続点灯し、全面黒表示状態を暗室にて目視で観察して、輝度ムラ、貼りつきによるムラを評価した。
なお、発光ダイオード(LED)バックライトのテレビは、シャープ(株)製46型テレビLC-46LX-1を使用した。
(ムラ防止性)
ムラ防止性の評価として、黒表示時の光漏れを目視で下記基準により評価した。△以上であれば、実用上問題はない。
ムラ防止性の評価として、黒表示時の光漏れを目視で下記基準により評価した。△以上であれば、実用上問題はない。
○:光漏れがまったくない
△:弱い光漏れが1~2箇所ある
×:強い光漏れが1~2箇所ある
以上の評価結果を表1にまとめて示す。
△:弱い光漏れが1~2箇所ある
×:強い光漏れが1~2箇所ある
以上の評価結果を表1にまとめて示す。
(輝度)
液晶表示装置用バックライトユニットの上に、実施例にて作製した光拡散シートをのせ、輝度計(コニカミノルタ社製、商品名:CS-1000)を距離50cm離れたところに設置し、輝度を測定した。
液晶表示装置用バックライトユニットの上に、実施例にて作製した光拡散シートをのせ、輝度計(コニカミノルタ社製、商品名:CS-1000)を距離50cm離れたところに設置し、輝度を測定した。
なお、バックライト点灯時に輝度が-10%から+10%未満までの範囲内であるものを○、輝度の低下が10%以上であるものを×として評価した。
表1に示す結果から明らかなように、本発明に係る光拡散フィルムの散乱特性(表面ヘイズ)、ムラ防止性、及び輝度は、比較例に比べ優れていることが分かる。
すなわち、適切な透湿度で生産性に優れ、かつ輝度ムラ及び貼りつきムラが少ない光拡散フィルム、及びその製造方法を提供することができることが分かる。また、当該光拡散フィルムを用いた、偏光板、ロール状偏光板、及び液晶表示装置を提供することができることが分かる。
a 凸部の最高点
b 凹部の最低点
h 凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)
p ピッチ
1 押出し機
2 フィルター
3 スタチックミキサー
4 流延ダイ
5 回転支持体(第1冷却ロール)
6 挟圧回転体(タッチロール)
7 回転支持体(第2冷却ロール)
8 回転支持体(第3冷却ロール)
9 剥離ロール
10 フィルム
11、13、14 搬送ロール
12 延伸機
15 スリッター
16 巻き取り機
F 樹脂フィルム
b 凹部の最低点
h 凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)
p ピッチ
1 押出し機
2 フィルター
3 スタチックミキサー
4 流延ダイ
5 回転支持体(第1冷却ロール)
6 挟圧回転体(タッチロール)
7 回転支持体(第2冷却ロール)
8 回転支持体(第3冷却ロール)
9 剥離ロール
10 フィルム
11、13、14 搬送ロール
12 延伸機
15 スリッター
16 巻き取り機
F 樹脂フィルム
Claims (10)
- 光源からの光を拡散する光拡散フィルムであって、当該光拡散フィルムの少なくとも一方の表面に凹凸形状構造を有し、当該凹凸形状構造を3D測定レーザー顕微鏡で測定して得たイメージに基づくフーリエ変換像において凹凸の平均ピッチが50nm~3μmの範囲内であり、かつ凸部の最高点と凹部の最低点との差(深さ)の平均値が5nm~5μmの範囲内であることを特徴とする光拡散フィルム。
- 前記凹凸形状構造を有する表面の表面粗さRaが、50~1000nmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の光拡散フィルム。
- 表面ヘイズ値が、10%以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光拡散フィルム。
- 温度40℃・相対湿度90%RHにおける透湿度が、300~1500g/m2・24hであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
- 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムを製造する光拡散フィルムの製造方法であって、アクリル樹脂又はセルロースエステル樹脂のうちの少なくとも一方を含有する樹脂フィルム基材に貧溶媒を含む混合溶媒を塗工する工程及び乾燥する工程を有することを特徴とする光拡散フィルムの製造方法。
- 前記貧溶媒が、水とアルコール類の混合溶媒又は水とケトン類の混合溶媒であることを特徴とする請求項5に記載の光拡散フィルムの製造方法。
- 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムが備えられていることを特徴とする偏光板。
- 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムが備えられていることを特徴とするロール状偏光板。
- 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散フィルムが備えられていることを特徴とする液晶表示装置。
- 前記光源が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020164254A1 (zh) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 光学扩散膜的制备方法及背光模组 |
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| JPH06265705A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-09-22 | Ono Gijutsu Kenkyusho:Kk | 光拡散反射部材 |
| WO2008102487A1 (ja) * | 2007-02-21 | 2008-08-28 | Oji Paper Co., Ltd. | 凹凸パターン形成シートおよびその製造方法 |
| JP2009282279A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Oji Paper Co Ltd | 反射シートおよびバックライトユニット |
-
2010
- 2010-05-28 WO PCT/JP2010/059108 patent/WO2011148504A1/ja not_active Ceased
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