位相差フィルム
【課題】位相差フィルムに光拡散機能を付与することにより、部材のコストダウン及び生産効率の増大、部材統合による液晶表示装置自体の薄膜化ならびに液晶表示装置の視野角依存性を改善することを目的とする。
【解決手段】非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルムであって、前記位相差フィルムが、（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び（２）Ｈｚ≧２％（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）を満足する位相差フィルム。
【解決手段】非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルムであって、前記位相差フィルムが、（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び（２）Ｈｚ≧２％（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）を満足する位相差フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差フィルムに関し、より詳細には、液晶表示装置のコントラスト及び視野角の改善に用いられる光拡散機能を有する位相差フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置が、パーソナルコンピュータの表示装置や液晶テレビ等の用途に広く普及してきており、その一つとしてＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置が挙げられる。しかし、ＴＮモード液晶表示装置は、視野角が狭いとともに応答速度が遅い等の問題があった。
【０００３】
そこで、ＴＮモード液晶表示装置のような旋光モードではなく、複屈折モードを利用したＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード液晶表示装置が提案されている。このようなＶＡモード液晶表示装置の一態様では、液晶セルを構成する基板内面に傾斜面を有する突起等からなるドメイン規制手段が設けられており、このドメイン規制手段によって液晶分子の配向方向を２方向以上に分割することができる。これにより、液晶セルを通過する光量を均一化させることができ、見込み角度によって表示輝度が大きく異なる視野角依存性を改善したＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
しかし、上記ＭＶＡモード液晶表示装置であっても、液晶表示面の法線に対して斜め４５°から液晶表示面を見ると、やはりコントラストが低下するという問題が依然として残る。
【０００５】
これに対して、前記ＶＡモードやＭＶＡモード液晶表示装置の視野角を改善するために、位相差フィルムが有効であることが知られているが、位相差フィルムの機能を十分発揮させるためには、液晶パネルの複屈折との合わせ込みが必要であり、適切にフィルム面内に均一な位相差値を設計する必要がある。
【０００６】
また、液晶表示装置の視野角依存性を改善するためのもう一つの手法として光拡散シートを用いることが知られている。これは液晶表示装置を透過する光を全方位に散乱させ、視野の光を平均化させることにより、視野角依存性を改善するという手法である。
【０００７】
このようにして視野角依存性を改善する手法としては、例えば、特許文献１に示されるように、液晶性のポリマーを非晶性熱可塑性フィルム内に溶融分散させ延伸する手法が挙げられる。
【０００８】
しかし、この手法では、別途、液晶性のポリマーが必要であり、材料費のコストアップにつながったり、液晶性のポリマーを溶融する工程が別途必要であるため、位相差フィルムの生産効率が低下するという課題が生じる。
【０００９】
また、例えば、特許文献２には、粘着層内に無機微粒子を分散させることにより光散乱機能をもたせ、それを位相差フィルム上に形成することにより液晶表示装置の視野角依存性を改善する手法が開示されている。
【００１０】
しかし、無機微粒子による材料費のコストの増大、粘着層内に無機微粒子を分散させる工程が別途必要であるため、やはり、位相差フィルムの生産効率の低下をもたらすという課題が生じる。
【特許文献１】特開２０００−２６６９３６号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み創案されたもので、従来の位相差フィルムに光拡散機能を付与することにより、部材のコストダウン及び生産効率の増大、部材統合による液晶表示装置自体の薄膜化ならびに液晶表示装置の視野角依存性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の位相差フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルムであって、前記位相差フィルムが、
（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び
（２）Ｈｚ≧２％
（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）
を満足することを特徴とする。
【００１３】
また、この位相差フィルムは、溶融押出法によって成膜された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸することによって得られたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、位相差フィルムのリタデーション、厚さ方向のリタデーション及びヘイズ値を特定の値に設定することにより、位相差フィルムに光拡散機能を与えることができる。これにより、本発明の位相差フィルムを、光拡散シートとして用いることができるとともに、光拡散シートと位相差フィルムとの双方の機能を実現するフィルムとすることができる。
【００１５】
その結果、上記ＶＡモードやＭＶＡモードの液晶表示装置に用いる場合に、視野角を改善することが可能となり、色ムラ等の光学的な品質低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の位相差フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂からなる。
非晶性熱可塑性樹脂としては、透明性に優れるものが好ましく、例えば、ポリカーボネート系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、ポリスチレン系、環状オレフィン系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系、ポリ塩化ビニル系、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系、ポリアリレート系、ポリアミド系などの高分子化合物が挙げられる。これらの高分子化合物は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、光弾性係数が小さく、外部応力に対するリタデーション安定性に優れることから、環状ポリオレフィン樹脂の一種であるノルボルネン系樹脂が好ましい。
【００１７】
上記ノルボルネン系樹脂としては、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体、ノルボルネン系モノマー同士の付加（共）重合体及びこれらの誘導体等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１８】
これらのうち、開環を伴う（共）重合体には必然的に不飽和結合が残留し、また付加（共）重合体であってもモノマーの種類によっては不飽和結合が残留することがある。このような場合、熱履歴による酸化劣化や紫外線等による着変色等の耐久性を重視する観点から、これらの不飽和結合を水素添加しておくことが好ましい。
【００１９】
上記非晶性熱可塑性系樹脂には、位相差フィルムの機能を阻害しない範囲において、成形中の非晶性熱可塑性系樹脂の劣化防止や位相差フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系等の酸化防止剤；ラクトン系等の熱劣化防止剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、アクリロニトリル系等の紫外線吸収剤；脂肪族アルコールのエステル系、多価アルコールの部分エステル系、部分エーテル系等の滑剤；アミン系等の帯電防止剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。添加剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２０】
本発明の位相差フィルムは、上記非晶性熱可塑性樹脂を用いて成膜することができる。この場合、通常、実質的に無延伸及び／又は長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムとして成膜する。
成膜方法としては、従来から汎用されている方法が用いられる。具体的には、非晶性熱可塑性樹脂を溶解し得る溶剤溶液を適宜の担持体上に流延した後、溶剤を乾燥するとともに担持体から剥離してフィルムを得る溶液キャスト法、非晶性熱可塑性樹脂を押出機に供給して溶融、混練し、押出機の先端に取り付けた金型からフィルム状に押し出してフィルムを得る溶融押出法が挙げられる。なかでも、コストが安く、環境負荷が小さいことから、溶融押出法が好ましい。
【００２１】
例えば、溶融押出フィルムは、図１に示したような、溶融押出により非晶性熱可塑性樹脂フィルムを成膜する装置によって成膜することができる。
まず、図１に示したように、押出機１から溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂が押し出され、金型２に供給される。金型２から半溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂がフィルム状に吐出され、冷却ロール４に接触することで冷却、固化される。なお、５はタッチロールであり、冷却ロール４にフィルム３を密着させるために設けられている。このようにして固化されたフィルム３は、ロールを経て巻き取られる。
【００２２】
ここで、上記金型２の出口からフィルム３が冷却ロール４に接する接点までの距離、すなわちエアギャップは短いほうが好ましい。エアギャップが短いほうが、外乱による厚みばらつきを低減することができる。言い換えると、適正な厚みプロファイルを有するフィルムを安定的に製造することができる。好ましいエアギャップは、７０ｍｍ以下である。
【００２３】
また、フィルム３が冷却ロール４に接触する際に、冷却ロール４とフィルム３との間に空気が入らないことが望ましく、かつ冷却速度が全面で均一であることが望ましい。従って、上記接点の下流側近傍において、押圧手段５によりフィルム３を冷却ロール４側に押圧することが望ましい。
【００２４】
押圧手段５としては、例えば、タッチロール、エアナイフ、静電ピニング等の種々のものを用いることができる。なかでも、安定性に優れ、フィルム３を均一に冷却ロール４に圧接させることができるため、弾性材料からなる表面を有するタッチロールを用いることが望ましい。
【００２５】
冷却ロール４の温度は、フィルム３を構成する樹脂の種類によっても異なるが、用いられる樹脂のガラス転移温度Ｔｇとしたとき、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ−１００℃の範囲であることが望ましい。なお、本明細書全体を通して使用するガラス転移温度Ｔｇは、示差走査熱量計によって測定されるものをいう。
【００２６】
フィルムの平滑性と透明性とを確保するために、冷却ロール４の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に定義されているＲｙ値で０．５μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下とすることがより好ましい。上記冷却ロール４は様々な材料によって構成することができるが、金属、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼などにより構成されているものが好ましい。金属からなる冷却ロール４を用いた場合、冷却ロール４の温度を速やかに一定温度に維持することができ、かつフィルム３を効率よく冷却することができる。
【００２７】
また、フィルムの長さ方向の厚み精度を高めるために、ロールの偏心振れは小さい方が望ましい。具体的には３０μｍ以下が望ましく、１０μｍ以下がより望ましい。
【００２８】
金型２の温度がばらついていると樹脂の流動性が変化するので、金型２の温度は安定していることが望ましい。例えば、金型２のフィルム３を構成する溶融樹脂に接触する部分の温度は、設定温度±０．５℃以内、より好ましくは設定温度±０．２℃以内に保たれていることが好ましい。
【００２９】
一般に、ロール温度は樹脂の固化点に大きく影響を与える。従って、冷却ロール４を様々な温度に温度調節できる構造を有するように、冷却ロール４の軸芯部に温度調節機構を連結又は内蔵する構造を有していることが望ましい。温度調節手段としては、シーズヒーターを軸芯部に組み込んで冷却ロール４を適当な温度に設定するように加熱する電気加熱方式の温度調節手段、誘導発熱コイルによる電磁誘導作用による温度調節手段、軸芯部に設けられた流路に温度制御用の熱媒体を循環させて冷却ロールを設定温度に加熱する熱媒体循環加熱方式などの温度調節手段等が挙げられる。特に好ましいのは、熱媒体循環加熱方式であり、熱媒体として、気体を用いてもよく、水または油などの液体を用いてもよい。とりわけ、熱容量が大きい水や油などの液体を用いることが望ましい。このような熱媒体流路の好適な例としては、内部に二条スパイラル構造または四条スパイラル構造を有するものが挙げられる。
【００３０】
上述したような、実質的に無延伸及び／又は長尺状の非晶性熱可塑性樹脂から成膜されたフィルムを用いて、そのフィルムが（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び（２）Ｈｚ≧２％（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）を満足するように、位相差フィルムを製造する。このようなＲ０またはＲｔｈ及びＨｚに設定することにより、光拡散機能をも有する位相差フィルムを製造することができる。なお、本発明においては、Ｒ０、Ｒｔｈ及びＨｚは、いずれも、当該分野で公知の方法又はその方法を応用した装置を用いて測定することができる。具体的には、以下の実施例に示した装置を用いて測定した値が挙げられる。
【００３１】
上述した非晶性熱可塑性樹脂フィルムを、適当なＲ０またはＲｔｈ及びＨｚに設定する方法としては、例えば、このフィルムを、延伸の温度及び倍率（程度）を調整することにより、ポリマー分子を所定方向に配向させることができるため、有効である。
【００３２】
フィルムを延伸する手法としては、フィルム長さ方向（以下、縦方向とも記載する）に延伸を行う縦延伸法、フィルム幅方向（以下、横方向とも記載する）に延伸を行う横延伸法、縦延伸後横延伸を行う逐次二軸延伸法、横延伸後縦延伸を行う逐次二軸延伸法、縦方向及び横方向に同時に延伸を行う同時二軸延伸法等が挙げられ、いずれの方法をも利用することができる。
本発明では、特に、ＶＡモード用の視野角改善用途として優れる位相差フィルムが得られ、かつ生産効率に優れることから、縦延伸後横延伸を行う逐次二軸延伸法を利用することが好ましい。
【００３３】
逐次二軸延伸法では、まず、フィルム原反ロールから巻き出された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムをそのガラス転移温度Ｔｇ付近の温度領域において、フィルム縦方向に延伸する。
フィルムを縦方向に延伸する方法としては、ロール間ネックイン延伸法、近接ロール延伸法等が適用できるが、リタデーションを制御し易く、フィルムに傷や皺等の不良が発生しにくいという利点を有するロール間ネックイン延伸法を採用することが望ましい。ロール間ネックイン延伸法とは、フィルム幅に比して十分に長い延伸ゾーンを挟んで位置する二対のニップロールで搬送中のフィルムを挟持するとともに、上流側のニップロールの周速に対して下流側のニップロールの周速を大きくすることによって、所望の延伸倍率を得る方法である。なお、このとき、フィルムの幅方向の両端部は拘束を受けない自由端とされており、縦方向の延伸に伴って幅方向にネックイン現象を呈する。
【００３４】
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムを縦方向に延伸する際のフィルムの温度を適宜調整することにより、位相差フィルムに付与したい補償位相差量を調整することができる。つまり、Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍに調整することができる。具体的には、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、フィルムの延伸温度を、Ｔｇ近傍の温度とする方法が挙げられる。ただし、その温度が低すぎると、延伸時にフィルムが破断する虞れがある一方、高すぎると、所望のリタデーションを得ることが困難となることがあるため、Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇ＋５０℃が好ましく、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ＋４０℃がより好ましく、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ＋１０℃がさらに好ましい。
【００３５】
また、この時の延伸倍率を調整することにより、Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍを調整することができる。延伸倍率が小さ過ぎると、引き続く横延伸（幅方向への延伸）によってもＲｔｈの増大が制約されるため、１．１倍以上とすることが好ましい。逆に大き過ぎると、破断が生じる恐れがあるため３倍以下とすることが好ましい。
【００３６】
このようにして得られた縦一軸延伸フィルムは、熱緩和による正面リタデーションＲ０、つまり、フィルム面内のリタデーションの低下を防止するために、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ未満であって、延伸温度より５℃程度以上低い温度に冷却固定され、ロール状に巻き取られるか、次工程へ搬送される。
【００３７】
次に、得られた縦一軸延伸フィルムを、フィルムの幅方向に延伸する。このとき、上述した縦一軸延伸されたフィルムは、そのまま横延伸工程に搬送されてもよいし、一旦ロール状に巻き取られた後、再度巻き出されて横延伸工程へ搬送されてもよい。
【００３８】
横延伸工程へ搬送された縦一軸延伸フィルムをその横方向に延伸する方法としては、フィルムの幅方向の両端部をテンタークリップ等の任意の把持手段によって把持し、この把持手段を互いに離間する方向に徐々に変位させながら走行させるテンター延伸機を用いるのが望ましい。
【００３９】
延伸フィルムに所望の位相差値及びヘイズ値を付与する、つまり、上述した（１）及び（２）の双方を調整するためには、延伸の最終工程も重要となる。特に、液晶表示装置の光拡散機能を充分に発揮するには、ヘイズ値は２％以上が望ましく、５％以上がより好ましく、１０％以上がもっとも好ましい。なお、本発明におけるヘイズ値とは、フィルム表面に起因するものではなく、フィルム内部に起因する内部ヘイズ値のことであり、散乱光線透過率を全光線透過率で割ったものを百分率で表したものを指す。
【００４０】
延伸フィルムへのヘイズ値の付与は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの破断応力寸前の応力にて延伸することが有効である。それにより、非晶性熱可塑性樹脂フィルム内に微小クレーズが発生し、その結果ヘイズ値が上昇するという説が一般的であるが詳細なメカニズムは未だ解明されていない。
【００４１】
よって、延伸の最終工程における延伸応力は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの破断時の応力を１００％とした時、７０％程度以上が好ましく、７５％程度以上がより好ましい。
【００４２】
なお、フィルムを横方向に延伸する際の延伸倍率は、低過ぎると、適宜なヘイズ値が得られる延伸応力に達しなかったり、必要なＲ０またはＲｔｈが確保できず目標の位相差値に達することができなかったりすることがあり、逆に高過ぎると、フィルムの破断が起こり易くなるため、１．４倍以上であって、５倍以下、より好ましくは４倍以下である。
【００４３】
また、横方向に延伸する際のフィルムの温度を変化させることにより、位相差フィルムに付与したいヘイズ値や補償位相差量を調整することができるが、その温度が低すぎると、延伸時にフィルムが破断する虞れがある一方、高すぎると、所望のヘイズ値や位相差値を得ることが困難となることがあるので、基本的には縦延伸工程よりも高くない温度であって、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。
【００４４】
このように、縦延伸終了後のフィルムを横方向に延伸して得られた位相差フィルムは、熱緩和による正面リタデーションＲ０及び厚み方向リタデーションＲｔｈの低下を防止するために、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ未満の温度であって、横延伸温度より５℃以上低い温度に冷却固定される。
【００４５】
なお、得られた横延伸フィルムの幅方向両端部は、通常、テンタークリップにて挟持されていた部分であり、この部分は、延伸されていないため、この部分を含むフィルム両端部はスリットして除去し、所望の幅の位相差フィルムを得ることができる。
このように、本発明では、非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを、所望の条件で処理することにより、特定のＲ０またはＲｔｈ及びＨｚを得ることが可能となる。その結果、光拡散機能をも有する位相差フィルムを実現することができる。
【００４６】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
非晶性熱可塑性樹脂として飽和ノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０」）を用い、これを一軸押出機に供給して混練溶融し、一軸押出機の先端に取り付けたＴダイから溶融押出を行って、平均厚みが１００μｍの長尺状のフィルムを得た。なお、樹脂のガラス転移温度Ｔｇを示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、商品名「ＤＳＣ２２０Ｃ」）によって測定したところ、１３５．５℃であった。
【００４７】
得られた長尺ロール状の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを連続的に巻き出し、ロール間ネックイン延伸機を用いてその長さ方向（縦方向）に延伸を行った。フィルムを連続的に１５０℃に加熱し、延伸倍率が１．３５倍になるようにこの温度で延伸し、延伸終了後２３℃まで徐々に冷却して、縦一軸延伸フィルムをロール状に巻き取った。
【００４８】
次いで、上記長尺ロール状の縦一軸延伸フィルムを連続的に巻き出し、テンター延伸機を用いてその幅方向（横方向）に延伸を行った。フィルムを連続的に１４０℃に加熱し、延伸倍率が３倍になるようにこの温度で延伸し、その後２３℃まで徐々に冷却してロール状に連続的に巻き取り、縦横逐次延伸位相差フィルムを得た。位相差フィルムの平均厚みは２８μｍであった。
【００４９】
比較例１
テンター延伸機を用いた幅方向（横方向）延伸においての加熱温度を１５０℃としたこと以外、実施例１と同様にして位相差フィルムを得た。位相差フィルムの平均厚みは２８μｍであった。
比較例２
溶融押出後のフィルムのまま、延伸を行わなかった。
【００５０】
評価
上記実施例及び比較例にて得られた位相差フィルムのリタデーションの測定を自動複屈折測定装置（王子計測機器社製、商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」）を用いて行った。また、フィルムのヘイズ値は、ヘイズメーター（日本電色工業社製、商品名「ＮＤＨ−２０００」）を用い、純水に浸したフィルムを２枚の厚さ１ｍｍのガラス板の間に挟み測定した。
【００５１】
また、それぞれのフィルムの拡散効果を調べるために、シグマ光機社製「分光エリプソ（波長５５０ｎｍ無偏光）」を使用してフィルム長さ方向を傾斜軸とし、法線方向を０°とした時の１０°に傾けた時の光透過率を測定した。それらの結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
実施例１によれば、比較例と比べて、高いヘイズ値を示し、また法線方向に対しての１０°傾斜時の透過率も高い値を示し、光拡散機能を有する結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の位相差フィルムを製造に用いる溶融押出装置の概略図を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１ 押出機
２ Ｔダイ
３ 冷却ロール
４ タッチロール
５ フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差フィルムに関し、より詳細には、液晶表示装置のコントラスト及び視野角の改善に用いられる光拡散機能を有する位相差フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置が、パーソナルコンピュータの表示装置や液晶テレビ等の用途に広く普及してきており、その一つとしてＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置が挙げられる。しかし、ＴＮモード液晶表示装置は、視野角が狭いとともに応答速度が遅い等の問題があった。
【０００３】
そこで、ＴＮモード液晶表示装置のような旋光モードではなく、複屈折モードを利用したＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード液晶表示装置が提案されている。このようなＶＡモード液晶表示装置の一態様では、液晶セルを構成する基板内面に傾斜面を有する突起等からなるドメイン規制手段が設けられており、このドメイン規制手段によって液晶分子の配向方向を２方向以上に分割することができる。これにより、液晶セルを通過する光量を均一化させることができ、見込み角度によって表示輝度が大きく異なる視野角依存性を改善したＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
しかし、上記ＭＶＡモード液晶表示装置であっても、液晶表示面の法線に対して斜め４５°から液晶表示面を見ると、やはりコントラストが低下するという問題が依然として残る。
【０００５】
これに対して、前記ＶＡモードやＭＶＡモード液晶表示装置の視野角を改善するために、位相差フィルムが有効であることが知られているが、位相差フィルムの機能を十分発揮させるためには、液晶パネルの複屈折との合わせ込みが必要であり、適切にフィルム面内に均一な位相差値を設計する必要がある。
【０００６】
また、液晶表示装置の視野角依存性を改善するためのもう一つの手法として光拡散シートを用いることが知られている。これは液晶表示装置を透過する光を全方位に散乱させ、視野の光を平均化させることにより、視野角依存性を改善するという手法である。
【０００７】
このようにして視野角依存性を改善する手法としては、例えば、特許文献１に示されるように、液晶性のポリマーを非晶性熱可塑性フィルム内に溶融分散させ延伸する手法が挙げられる。
【０００８】
しかし、この手法では、別途、液晶性のポリマーが必要であり、材料費のコストアップにつながったり、液晶性のポリマーを溶融する工程が別途必要であるため、位相差フィルムの生産効率が低下するという課題が生じる。
【０００９】
また、例えば、特許文献２には、粘着層内に無機微粒子を分散させることにより光散乱機能をもたせ、それを位相差フィルム上に形成することにより液晶表示装置の視野角依存性を改善する手法が開示されている。
【００１０】
しかし、無機微粒子による材料費のコストの増大、粘着層内に無機微粒子を分散させる工程が別途必要であるため、やはり、位相差フィルムの生産効率の低下をもたらすという課題が生じる。
【特許文献１】特開２０００−２６６９３６号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み創案されたもので、従来の位相差フィルムに光拡散機能を付与することにより、部材のコストダウン及び生産効率の増大、部材統合による液晶表示装置自体の薄膜化ならびに液晶表示装置の視野角依存性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の位相差フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルムであって、前記位相差フィルムが、
（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び
（２）Ｈｚ≧２％
（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）
を満足することを特徴とする。
【００１３】
また、この位相差フィルムは、溶融押出法によって成膜された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸することによって得られたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、位相差フィルムのリタデーション、厚さ方向のリタデーション及びヘイズ値を特定の値に設定することにより、位相差フィルムに光拡散機能を与えることができる。これにより、本発明の位相差フィルムを、光拡散シートとして用いることができるとともに、光拡散シートと位相差フィルムとの双方の機能を実現するフィルムとすることができる。
【００１５】
その結果、上記ＶＡモードやＭＶＡモードの液晶表示装置に用いる場合に、視野角を改善することが可能となり、色ムラ等の光学的な品質低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の位相差フィルムは、非晶性熱可塑性樹脂からなる。
非晶性熱可塑性樹脂としては、透明性に優れるものが好ましく、例えば、ポリカーボネート系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、ポリスチレン系、環状オレフィン系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系、ポリ塩化ビニル系、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系、ポリアリレート系、ポリアミド系などの高分子化合物が挙げられる。これらの高分子化合物は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、光弾性係数が小さく、外部応力に対するリタデーション安定性に優れることから、環状ポリオレフィン樹脂の一種であるノルボルネン系樹脂が好ましい。
【００１７】
上記ノルボルネン系樹脂としては、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの付加共重合体、ノルボルネン系モノマー同士の付加（共）重合体及びこれらの誘導体等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１８】
これらのうち、開環を伴う（共）重合体には必然的に不飽和結合が残留し、また付加（共）重合体であってもモノマーの種類によっては不飽和結合が残留することがある。このような場合、熱履歴による酸化劣化や紫外線等による着変色等の耐久性を重視する観点から、これらの不飽和結合を水素添加しておくことが好ましい。
【００１９】
上記非晶性熱可塑性系樹脂には、位相差フィルムの機能を阻害しない範囲において、成形中の非晶性熱可塑性系樹脂の劣化防止や位相差フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系等の酸化防止剤；ラクトン系等の熱劣化防止剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、アクリロニトリル系等の紫外線吸収剤；脂肪族アルコールのエステル系、多価アルコールの部分エステル系、部分エーテル系等の滑剤；アミン系等の帯電防止剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。添加剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２０】
本発明の位相差フィルムは、上記非晶性熱可塑性樹脂を用いて成膜することができる。この場合、通常、実質的に無延伸及び／又は長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムとして成膜する。
成膜方法としては、従来から汎用されている方法が用いられる。具体的には、非晶性熱可塑性樹脂を溶解し得る溶剤溶液を適宜の担持体上に流延した後、溶剤を乾燥するとともに担持体から剥離してフィルムを得る溶液キャスト法、非晶性熱可塑性樹脂を押出機に供給して溶融、混練し、押出機の先端に取り付けた金型からフィルム状に押し出してフィルムを得る溶融押出法が挙げられる。なかでも、コストが安く、環境負荷が小さいことから、溶融押出法が好ましい。
【００２１】
例えば、溶融押出フィルムは、図１に示したような、溶融押出により非晶性熱可塑性樹脂フィルムを成膜する装置によって成膜することができる。
まず、図１に示したように、押出機１から溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂が押し出され、金型２に供給される。金型２から半溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂がフィルム状に吐出され、冷却ロール４に接触することで冷却、固化される。なお、５はタッチロールであり、冷却ロール４にフィルム３を密着させるために設けられている。このようにして固化されたフィルム３は、ロールを経て巻き取られる。
【００２２】
ここで、上記金型２の出口からフィルム３が冷却ロール４に接する接点までの距離、すなわちエアギャップは短いほうが好ましい。エアギャップが短いほうが、外乱による厚みばらつきを低減することができる。言い換えると、適正な厚みプロファイルを有するフィルムを安定的に製造することができる。好ましいエアギャップは、７０ｍｍ以下である。
【００２３】
また、フィルム３が冷却ロール４に接触する際に、冷却ロール４とフィルム３との間に空気が入らないことが望ましく、かつ冷却速度が全面で均一であることが望ましい。従って、上記接点の下流側近傍において、押圧手段５によりフィルム３を冷却ロール４側に押圧することが望ましい。
【００２４】
押圧手段５としては、例えば、タッチロール、エアナイフ、静電ピニング等の種々のものを用いることができる。なかでも、安定性に優れ、フィルム３を均一に冷却ロール４に圧接させることができるため、弾性材料からなる表面を有するタッチロールを用いることが望ましい。
【００２５】
冷却ロール４の温度は、フィルム３を構成する樹脂の種類によっても異なるが、用いられる樹脂のガラス転移温度Ｔｇとしたとき、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ−１００℃の範囲であることが望ましい。なお、本明細書全体を通して使用するガラス転移温度Ｔｇは、示差走査熱量計によって測定されるものをいう。
【００２６】
フィルムの平滑性と透明性とを確保するために、冷却ロール４の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に定義されているＲｙ値で０．５μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下とすることがより好ましい。上記冷却ロール４は様々な材料によって構成することができるが、金属、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼などにより構成されているものが好ましい。金属からなる冷却ロール４を用いた場合、冷却ロール４の温度を速やかに一定温度に維持することができ、かつフィルム３を効率よく冷却することができる。
【００２７】
また、フィルムの長さ方向の厚み精度を高めるために、ロールの偏心振れは小さい方が望ましい。具体的には３０μｍ以下が望ましく、１０μｍ以下がより望ましい。
【００２８】
金型２の温度がばらついていると樹脂の流動性が変化するので、金型２の温度は安定していることが望ましい。例えば、金型２のフィルム３を構成する溶融樹脂に接触する部分の温度は、設定温度±０．５℃以内、より好ましくは設定温度±０．２℃以内に保たれていることが好ましい。
【００２９】
一般に、ロール温度は樹脂の固化点に大きく影響を与える。従って、冷却ロール４を様々な温度に温度調節できる構造を有するように、冷却ロール４の軸芯部に温度調節機構を連結又は内蔵する構造を有していることが望ましい。温度調節手段としては、シーズヒーターを軸芯部に組み込んで冷却ロール４を適当な温度に設定するように加熱する電気加熱方式の温度調節手段、誘導発熱コイルによる電磁誘導作用による温度調節手段、軸芯部に設けられた流路に温度制御用の熱媒体を循環させて冷却ロールを設定温度に加熱する熱媒体循環加熱方式などの温度調節手段等が挙げられる。特に好ましいのは、熱媒体循環加熱方式であり、熱媒体として、気体を用いてもよく、水または油などの液体を用いてもよい。とりわけ、熱容量が大きい水や油などの液体を用いることが望ましい。このような熱媒体流路の好適な例としては、内部に二条スパイラル構造または四条スパイラル構造を有するものが挙げられる。
【００３０】
上述したような、実質的に無延伸及び／又は長尺状の非晶性熱可塑性樹脂から成膜されたフィルムを用いて、そのフィルムが（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び（２）Ｈｚ≧２％（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）を満足するように、位相差フィルムを製造する。このようなＲ０またはＲｔｈ及びＨｚに設定することにより、光拡散機能をも有する位相差フィルムを製造することができる。なお、本発明においては、Ｒ０、Ｒｔｈ及びＨｚは、いずれも、当該分野で公知の方法又はその方法を応用した装置を用いて測定することができる。具体的には、以下の実施例に示した装置を用いて測定した値が挙げられる。
【００３１】
上述した非晶性熱可塑性樹脂フィルムを、適当なＲ０またはＲｔｈ及びＨｚに設定する方法としては、例えば、このフィルムを、延伸の温度及び倍率（程度）を調整することにより、ポリマー分子を所定方向に配向させることができるため、有効である。
【００３２】
フィルムを延伸する手法としては、フィルム長さ方向（以下、縦方向とも記載する）に延伸を行う縦延伸法、フィルム幅方向（以下、横方向とも記載する）に延伸を行う横延伸法、縦延伸後横延伸を行う逐次二軸延伸法、横延伸後縦延伸を行う逐次二軸延伸法、縦方向及び横方向に同時に延伸を行う同時二軸延伸法等が挙げられ、いずれの方法をも利用することができる。
本発明では、特に、ＶＡモード用の視野角改善用途として優れる位相差フィルムが得られ、かつ生産効率に優れることから、縦延伸後横延伸を行う逐次二軸延伸法を利用することが好ましい。
【００３３】
逐次二軸延伸法では、まず、フィルム原反ロールから巻き出された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムをそのガラス転移温度Ｔｇ付近の温度領域において、フィルム縦方向に延伸する。
フィルムを縦方向に延伸する方法としては、ロール間ネックイン延伸法、近接ロール延伸法等が適用できるが、リタデーションを制御し易く、フィルムに傷や皺等の不良が発生しにくいという利点を有するロール間ネックイン延伸法を採用することが望ましい。ロール間ネックイン延伸法とは、フィルム幅に比して十分に長い延伸ゾーンを挟んで位置する二対のニップロールで搬送中のフィルムを挟持するとともに、上流側のニップロールの周速に対して下流側のニップロールの周速を大きくすることによって、所望の延伸倍率を得る方法である。なお、このとき、フィルムの幅方向の両端部は拘束を受けない自由端とされており、縦方向の延伸に伴って幅方向にネックイン現象を呈する。
【００３４】
上記非晶性熱可塑性樹脂フィルムを縦方向に延伸する際のフィルムの温度を適宜調整することにより、位相差フィルムに付与したい補償位相差量を調整することができる。つまり、Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍに調整することができる。具体的には、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、フィルムの延伸温度を、Ｔｇ近傍の温度とする方法が挙げられる。ただし、その温度が低すぎると、延伸時にフィルムが破断する虞れがある一方、高すぎると、所望のリタデーションを得ることが困難となることがあるため、Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇ＋５０℃が好ましく、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ＋４０℃がより好ましく、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ＋１０℃がさらに好ましい。
【００３５】
また、この時の延伸倍率を調整することにより、Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍを調整することができる。延伸倍率が小さ過ぎると、引き続く横延伸（幅方向への延伸）によってもＲｔｈの増大が制約されるため、１．１倍以上とすることが好ましい。逆に大き過ぎると、破断が生じる恐れがあるため３倍以下とすることが好ましい。
【００３６】
このようにして得られた縦一軸延伸フィルムは、熱緩和による正面リタデーションＲ０、つまり、フィルム面内のリタデーションの低下を防止するために、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ未満であって、延伸温度より５℃程度以上低い温度に冷却固定され、ロール状に巻き取られるか、次工程へ搬送される。
【００３７】
次に、得られた縦一軸延伸フィルムを、フィルムの幅方向に延伸する。このとき、上述した縦一軸延伸されたフィルムは、そのまま横延伸工程に搬送されてもよいし、一旦ロール状に巻き取られた後、再度巻き出されて横延伸工程へ搬送されてもよい。
【００３８】
横延伸工程へ搬送された縦一軸延伸フィルムをその横方向に延伸する方法としては、フィルムの幅方向の両端部をテンタークリップ等の任意の把持手段によって把持し、この把持手段を互いに離間する方向に徐々に変位させながら走行させるテンター延伸機を用いるのが望ましい。
【００３９】
延伸フィルムに所望の位相差値及びヘイズ値を付与する、つまり、上述した（１）及び（２）の双方を調整するためには、延伸の最終工程も重要となる。特に、液晶表示装置の光拡散機能を充分に発揮するには、ヘイズ値は２％以上が望ましく、５％以上がより好ましく、１０％以上がもっとも好ましい。なお、本発明におけるヘイズ値とは、フィルム表面に起因するものではなく、フィルム内部に起因する内部ヘイズ値のことであり、散乱光線透過率を全光線透過率で割ったものを百分率で表したものを指す。
【００４０】
延伸フィルムへのヘイズ値の付与は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの破断応力寸前の応力にて延伸することが有効である。それにより、非晶性熱可塑性樹脂フィルム内に微小クレーズが発生し、その結果ヘイズ値が上昇するという説が一般的であるが詳細なメカニズムは未だ解明されていない。
【００４１】
よって、延伸の最終工程における延伸応力は、非晶性熱可塑性樹脂フィルムの破断時の応力を１００％とした時、７０％程度以上が好ましく、７５％程度以上がより好ましい。
【００４２】
なお、フィルムを横方向に延伸する際の延伸倍率は、低過ぎると、適宜なヘイズ値が得られる延伸応力に達しなかったり、必要なＲ０またはＲｔｈが確保できず目標の位相差値に達することができなかったりすることがあり、逆に高過ぎると、フィルムの破断が起こり易くなるため、１．４倍以上であって、５倍以下、より好ましくは４倍以下である。
【００４３】
また、横方向に延伸する際のフィルムの温度を変化させることにより、位相差フィルムに付与したいヘイズ値や補償位相差量を調整することができるが、その温度が低すぎると、延伸時にフィルムが破断する虞れがある一方、高すぎると、所望のヘイズ値や位相差値を得ることが困難となることがあるので、基本的には縦延伸工程よりも高くない温度であって、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。
【００４４】
このように、縦延伸終了後のフィルムを横方向に延伸して得られた位相差フィルムは、熱緩和による正面リタデーションＲ０及び厚み方向リタデーションＲｔｈの低下を防止するために、非晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ未満の温度であって、横延伸温度より５℃以上低い温度に冷却固定される。
【００４５】
なお、得られた横延伸フィルムの幅方向両端部は、通常、テンタークリップにて挟持されていた部分であり、この部分は、延伸されていないため、この部分を含むフィルム両端部はスリットして除去し、所望の幅の位相差フィルムを得ることができる。
このように、本発明では、非晶性熱可塑性樹脂からなるフィルムを、所望の条件で処理することにより、特定のＲ０またはＲｔｈ及びＨｚを得ることが可能となる。その結果、光拡散機能をも有する位相差フィルムを実現することができる。
【００４６】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
非晶性熱可塑性樹脂として飽和ノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０」）を用い、これを一軸押出機に供給して混練溶融し、一軸押出機の先端に取り付けたＴダイから溶融押出を行って、平均厚みが１００μｍの長尺状のフィルムを得た。なお、樹脂のガラス転移温度Ｔｇを示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、商品名「ＤＳＣ２２０Ｃ」）によって測定したところ、１３５．５℃であった。
【００４７】
得られた長尺ロール状の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを連続的に巻き出し、ロール間ネックイン延伸機を用いてその長さ方向（縦方向）に延伸を行った。フィルムを連続的に１５０℃に加熱し、延伸倍率が１．３５倍になるようにこの温度で延伸し、延伸終了後２３℃まで徐々に冷却して、縦一軸延伸フィルムをロール状に巻き取った。
【００４８】
次いで、上記長尺ロール状の縦一軸延伸フィルムを連続的に巻き出し、テンター延伸機を用いてその幅方向（横方向）に延伸を行った。フィルムを連続的に１４０℃に加熱し、延伸倍率が３倍になるようにこの温度で延伸し、その後２３℃まで徐々に冷却してロール状に連続的に巻き取り、縦横逐次延伸位相差フィルムを得た。位相差フィルムの平均厚みは２８μｍであった。
【００４９】
比較例１
テンター延伸機を用いた幅方向（横方向）延伸においての加熱温度を１５０℃としたこと以外、実施例１と同様にして位相差フィルムを得た。位相差フィルムの平均厚みは２８μｍであった。
比較例２
溶融押出後のフィルムのまま、延伸を行わなかった。
【００５０】
評価
上記実施例及び比較例にて得られた位相差フィルムのリタデーションの測定を自動複屈折測定装置（王子計測機器社製、商品名「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」）を用いて行った。また、フィルムのヘイズ値は、ヘイズメーター（日本電色工業社製、商品名「ＮＤＨ−２０００」）を用い、純水に浸したフィルムを２枚の厚さ１ｍｍのガラス板の間に挟み測定した。
【００５１】
また、それぞれのフィルムの拡散効果を調べるために、シグマ光機社製「分光エリプソ（波長５５０ｎｍ無偏光）」を使用してフィルム長さ方向を傾斜軸とし、法線方向を０°とした時の１０°に傾けた時の光透過率を測定した。それらの結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
実施例１によれば、比較例と比べて、高いヘイズ値を示し、また法線方向に対しての１０°傾斜時の透過率も高い値を示し、光拡散機能を有する結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の位相差フィルムを製造に用いる溶融押出装置の概略図を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１ 押出機
２ Ｔダイ
３ 冷却ロール
４ タッチロール
５ フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルムであって、
前記位相差フィルムが、
（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び
（２）Ｈｚ≧２％
（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）
を満足することを特徴とする位相差フィルム。
【請求項２】
溶融押出法によって成膜された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸することによって得られたものである請求項１に記載の位相差フィルム。
【請求項１】
非晶性熱可塑性樹脂からなる位相差フィルムであって、
前記位相差フィルムが、
（１）Ｒ０またはＲｔｈ≧５０ｎｍ及び
（２）Ｈｚ≧２％
（但し、Ｒ０はフィルム面内のリタデーション、Ｒｔｈはフィルム厚さ方向のリタデーション、Ｈｚはフィルムのヘイズ値を示す。）
を満足することを特徴とする位相差フィルム。
【請求項２】
溶融押出法によって成膜された長尺状の非晶性熱可塑性樹脂フィルムを延伸することによって得られたものである請求項１に記載の位相差フィルム。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１８６６０８（Ｐ２００９−１８６６０８Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４２７９（Ｐ２００８−２４２７９）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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