説明

積層フィルム

【課題】従来よりもさらに偏光性能を高めつつ、同時に斜め方向の入射光に対する色相ずれが解消され、さらに大型ディスプレイに使用しても平面性の低下や輝度斑がなく、高い輝度向上効果が得られる積層フィルムを提供する。
【解決手段】反射型偏光フィルムの少なくとも一方の面に拡散フィルムが積層された積層フィルムであって、前記拡散フィルムの中心線平均粗さSRa、ピークカウントSPc、波長550nmにおける面内位相差値および面内に垂直な方向の位相差値がそれぞれ特定範囲にあり、前記反射型偏光フィルムが251層以上の1軸延伸多層積層フィルムで構成され、第1層は1軸延伸方向の屈折率が延伸により増大し、その直交方向およびフィルム厚み方向の屈折率が延伸により低下する熱可塑性樹脂からなり、第2層は延伸による屈折率差の少ない熱可塑性樹脂からなり、反射軸方向の平均反射率が90%以上、透過軸方向の平均反射率が15%以下である積層フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は反射型偏光フィルムを含む積層フィルムに関し、さらに詳しくは、一定の偏光成分を選択的に反射し、該偏光成分と垂直方向の偏光成分を選択的に透過する偏光性能が従来より優れ、かつ斜め方向の入射光に対しても色相ずれが解消された反射型偏光フィルムを含み、かつ輝度斑の少ない積層フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
屈折率の低い層と屈折率の高い層とを交互に多数積層したフィルムは、層間の構造的な光干渉によって、特定波長の光を選択的に反射または透過する光学干渉フィルムとすることができる。また、このような多層積層フィルムは、膜厚を徐々に変化させたり、異なる反射ピークを有するフィルムを貼り合せたりすることで金属を使用したフィルムと同等の高い反射率を得ることができ、金属光沢フィルムや反射ミラーとして使用することもできる。さらには、このような多層積層フィルムを1方向にのみ延伸することで、特定の偏光成分のみを反射する偏光反射フィルムとしても使用でき、これらを液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとして使用できることが知られている。
【0003】
一般に層厚が0.05〜0.5μmで、屈折率の異なる層同士を交互に積層した多層光学フィルムは、一方の層を構成する層と他方の層を構成する層の屈折率差と膜厚および積層数により、特定の波長の光を反射する増反射といった現象がみられる。一般にその反射波長は、下記の式で示される。
λ=2(n×d+n×d
(上式中、λは反射波長(nm)、n、nはそれぞれの層の屈折率、d、dはそれぞれの層の厚み(nm)を表わす)
【0004】
例えば特許文献1(特開平04−268505号公報)に示されているように、一方の層に正の応力光学係数をもった樹脂を使用することで、1軸方向に延伸することによりかかる層の屈折率を複屈折化させて異方性を持たせ、フィルム面内の延伸方向における層間の屈折率差を大きくし、一方でフィルム面内の延伸方向と直交方向における層間の屈折率差を小さくすることにより、特定の偏光成分のみを反射することができる。
【0005】
この原理を利用して、例えば一方向の偏光を反射し、その直交方向の偏光を透過するといった反射偏光フィルムを設計することができ、そのときの望ましい複屈折性は下記の式で表される。
1X>n2X 、 n1Y=n2Y
(上式中、n1X、n2Xはそれぞれの層における延伸方向の屈折率、n1Y、n2Yはそれぞれの層における延伸方向に直交する方向の屈折率を表す)
【0006】
また、特許文献2(特表平9−506837号公報)には、屈折率の高い層にポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(以下、2,6−PENと称することがある)を使用し、屈折率の低い層に熱可塑性エラストマーやテレフタル酸を30mol%共重合したPENを使用した多層フィルムが例示されている。これは、一方の層に正の応力光学係数を有する樹脂を使用し、他方の層に応力光学係数が非常に小さい(延伸による複屈折の発現が極めて小さい)樹脂を使用することで、特定の偏光のみを反射する反射偏光フィルムを例示したものである。
【0007】
また、特許文献3(WO01/47711号パンフレット)にも屈折率の高い層にポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを用いた一軸延伸多層積層フィルムが開示されている。
しかしながら、屈折率の高い層に2,6−PENを使用した場合、かかる層において、延伸後の延伸方向に直交する方向(Y方向)の屈折率とフィルム厚み方向(Z方向)の屈折率に差異が生じる。そのため延伸倍率を大きくして延伸方向(X方向)の層間の屈折率差を大きくし、偏光性能を高めようとすると、それに伴いZ方向の層間の屈折率差が大きくなり、斜め方向の入射光に対する部分的な反射により透過光の色相ずれが大きくなりやすいといった問題点がある。
【0008】
一方、液晶ディスプレイ等には、バックライトと呼ばれる面光源が用いられているが、このような液晶ディスプレイにおいて光源から発せられた光を拡散させ、光源の像を見えにくくするために、光拡散フィルムが用いられている。また、液晶ディスプレイの大型化に伴い、反射偏光フィルムをディスプレイ内に設置すると、光源である例陰極管から発せられる熱によってフィルムに変形が生じることがあり、平面性が損なわれることが懸念される。このような変形対策の1つとして、可撓性透明寸法安定性層を反射偏光フィルムに設けるといった方法が特許文献4(特開2008−310348号公報)で提案され、かかる可撓性透明寸法安定性層は光を拡散するように作成することができることが提案されている。
【0009】
このように、液晶ディスプレイには様々な機能の光学フィルムが多数用いられており、より薄型化が求められる中で複数の光学フィルムの機能を一体化させる試みが行われているがものの、透明な寸法安定性層を設けると反射偏光フィルム積層体と他の光学フィルムとの間で接触してディスプレイの輝度斑が目立ちやすく、特に大型ディスプレイで輝度斑がめだちやすいこと、また反射偏光フィルム積層体と拡散層とを積層させることにより、光源からの偏光が反射偏光フィルム積層体を通過して拡散層を経て拡散される際、拡散層によっては偏光がかえって解消され、輝度向上効果が損なわれることが新たに見出され、その解決が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平4−268505号公報
【特許文献2】特表平9−506837号公報
【特許文献3】WO01/47711号パンフレット
【特許文献4】特開2008−310348号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明の目的は、従来の反射偏光性能を備える多層積層フィルムが有する上記課題、およびかかる多層積層フィルムと拡散層との積層フィルムが有する上記課題を解消し、従来よりもさらに偏光性能を高めつつ、同時に斜め方向の入射光に対する色相ずれが解消され、さらに大型ディスプレイに使用しても平面性の低下や輝度斑がなく、高い輝度向上効果が得られる積層フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、従来の多層積層型の反射偏光フィルムにおいて、高屈折率層を構成する樹脂として使われていたポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートに代えて、一軸延伸により、1軸延伸方向(X方向)の屈折率が増大する一方、フィルム面内で1軸延伸方向うに直交する方向(Y方向)とフィルム厚み方向(Z方向)の両方向の屈折率がともに低下する特性を有する熱可塑性樹脂を用いることにより、一軸延伸後の第1層のX方向とY方向の屈折率差を従来よりも大きくすることが可能となる。
【0013】
その結果、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを高屈折率層に用いた従来の多層積層型の反射偏光フィルムに較べてX方向に平行な偏光、すなわち透過軸に直交な偏光についてより高い反射性能が得られ、その直交方向(透過軸方向,本発明におけるY方向)の偏光は選択的により透過させることができ、従来の反射型偏光フィルムよりも高い偏光性能が得られること、また斜め方向の入射角による透過偏光の色相ずれが解消できることを見出した。
さらに、一定の表面形状と位相差特性を有する拡散フィルムをかかる反射型偏光フィルムの少なくとも一方の面に積層することにより、大型ディスプレイに使用しても平面性の低下や輝度斑がなく、高い輝度向上効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
すなわち本発明によれば、本発明の目的は、反射型偏光フィルムの少なくとも一方の面に拡散フィルムが積層された積層フィルムであって、
前記拡散フィルムの中心線平均粗さSRaが0.3〜1.0μmかつピークカウントSPcが500カウント/mm未満であり、前記拡散フィルムの波長550nmにおける面内位相差値(Re(550))が100nm未満、波長550nmにおける面内に垂直な方向の位相差値(Rth(550))が300nm未満であり、
前記反射型偏光フィルムが第1層と第2層とが交互に積層された合計251層以上の1軸延伸多層積層フィルムを含み、
前記1軸延伸多層積層フィルムが
1)第1層は平均屈折率1.60以上1.70以下であって、1軸延伸方向(X方向)の屈折率nXが延伸により増大し、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)の屈折率nYおよびフィルム厚み方向(Z方向)の屈折率nZが延伸により低下する熱可塑性樹脂からなる層であり、
2)第2層は平均屈折率1.50以上1.60以下であって、1軸延伸方向(X方向)、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)およびフィルム厚み方向(Z方向)それぞれの屈折率差が延伸前後で0.05以下である熱可塑性樹脂からなる層であって
3)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して平行な偏光成分について入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率がそれぞれ90%以上であり、
4)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率がそれぞれ15%以下
である積層フィルム(項1)により達成される。
【0015】
また、本発明の積層フィルムは、好ましい態様として以下の少なくともいずれか1つを具備するものも包含する。
項2. 前記拡散フィルムが前記反射型偏光フィルムの両面に積層された、項1記載の積層フィルム。
項3. 前記1軸延伸多層積層フィルムの第1層を形成する熱可塑性樹脂がジカルボン酸成分とジオール成分とのポリエステルからなり、
(i)該ジカルボン酸成分は5モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分および50モル%以上95モル%以下の下記式(B)で表される成分を含有し、
【化1】

(式(A)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす)
【化2】

(式(B)中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基を表わす)
(ii)該ジオール成分は90モル%以上100モル%以下の下記式(C)で表される成分を含有する、
【化3】

(式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす)
項1または2に記載の積層フィルム。
項4.
第2層を形成する熱可塑性樹脂が、イソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルである項1〜3のいずれかに記載の積層フィルム。
項5.
前記拡散フィルムを形成する樹脂がポリカーボネートである、項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
項6.
液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして用いられる項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
【0016】
また本発明には本発明の積層フィルムからなる輝度向上部材が包含され、さらに面光源、本発明の輝度向上部材および液晶ディスプレイモジュールとを有する液晶ディスプレイ装置も包含される。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、本発明の積層フィルムは、従来の多層積層型の反射偏光フィルムで見られた斜め方向の入射角による透過偏光の色相ずれが解消され、しかも従来よりも高い偏光性能を有することから、輝度向上フィルムとして用いた場合に高い輝度向上率が得られ、かつ高視野角で色相ずれの少ない視認性に優れた液晶ディスプレイを提供することができる。同時に、一定の表面性の拡散フィルムが積層されているため、大型ディスプレイに使用しても平面性の低下や輝度斑がなく、反射偏光フィルムの輝度向上効果を損なわずに拡散効果が得られ、大型ディスプレイの輝度向上部材として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】図1は、2,6−PENの1軸延伸後の延伸方向(X方向)、延伸方向と直交する方向(Y方向)、厚み方向(Z方向)の屈折率(それぞれn、n、nと示す)である。
【図2】図2は、本発明における第1層用芳香族ポリエステル(I)の1軸延伸後の延伸方向(X方向)、延伸方向と直交する方向(Y方向)、厚み方向(Z方向)の屈折率(それぞれn、n、nと示す)である。
【図3】図3は、本発明の1軸延伸多層積層フィルムのフィルム面を反射面とし、延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分(p光成分)、および延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分(s光成分)の波長に対する、入射角0°での反射率のグラフの一例である。
【図4】図4は反射型偏光フィルムの片面に接着層を介して拡散フィルムが積層された積層フィルムの概略断面図であり、拡散フィルム側のフィルム表面が拡散面である。
【図5】図5は反射型偏光フィルムの両面に接着層を介して拡散フィルムが積層された積層フィルムの概略断面図であり、両方の拡散フィルムのフィルム表面が拡散面である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
[積層フィルム]
本発明の積層フィルムは、反射型偏光フィルムの少なくとも一方の面に拡散フィルムが積層され、拡散フィルムが後述する中心線平均粗さSRaおよびピークカウントSPcの表面形状と、後述する一定の位相差特性を有しており、反射型偏光フィルムが第1層と第2層とが交互に積層された1軸延伸多層積層フィルムを含んでおり、かかる第1層が従来にない屈折率特性を備えることにより、1軸延伸多層積層フィルムの反射軸方向の偏光の反射特性が従来より高く、透過軸方向の偏光の透過率が従来より高い特性を有する。
以下、本発明を詳しく説明する。
【0020】
[反射型偏光フィルム]
本発明における反射型偏光フィルムは、一定の偏光成分を選択的に反射し、該偏光成分と垂直方向の偏光成分を選択的に透過する偏光性能を備えるフィルムであり、第1層と第2層とが交互に積層された合計251層以上の以下の1軸延伸多層積層フィルムを含んでなる。
【0021】
(1軸延伸多層積層フィルム)
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層と第2層とが交互に積層された多層構造を有しており、本発明において、第1層は第2層より屈折率の高い層、第2層は第1層より屈折率の低い層をそれぞれ表す。また、延伸方向(X方向)の屈折率はn、延伸方向と直交する方向(Y方向)の屈折率はn、フィルム厚み方向(Z方向)の屈折率はnと記載することがある。
【0022】
(第1層)
本発明において第1層は、平均屈折率1.60以上1.70以下であって、1軸延伸方向(X方向)の屈折率nが延伸により増大し、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)の屈折率nおよびフィルム厚み方向(Z方向)の屈折率nが延伸により低下する特性を有する熱可塑性樹脂からなる層である。
【0023】
反射偏光機能を有する多層積層フィルムの第1層として、これまでポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートが最も好適な材料として知られていたが、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは、延伸前後でY方向の屈折率nがほとんど変化しない材料である。一方、本発明の第1層を構成する熱可塑性樹脂は、延伸によりY方向の屈折率nがZ方向の屈折率nと同様、延伸に伴い減少する点で最も特徴を有する。
反射偏光機能を有する多層積層フィルムにおいて、第1層を構成する樹脂として従来知られていなかった本発明の屈折率特性を有する熱可塑性樹脂を用い、さらに後述する第2層の熱可塑性樹脂と組み合わせて多層積層フィルムにすることにより、これまでの多層積層フィルムでは困難であった高い偏光性能と斜め方向の入射光に対する色ずれの両立が可能となる。
【0024】
ここで、本発明における平均屈折率とは、第1層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させ、ダイより押出して未延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのX方向、Y方向、Z方向それぞれの方向における屈折率について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmで測定し、それらの平均値を平均屈折率として規定したものである。
【0025】
また、延伸による各方向の屈折率変化については、次の方法により求めることができる。すなわち、第1層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させてダイより押出し、未延伸フィルムを作成する。得られたフィルムのX方向、Y方向、Z方向それぞれの方向について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmにおける屈折率を測定し、3方向の屈折率の平均値より平均屈折率を求め、延伸前の屈折率とする。
次に、延伸後の屈折率については、第1層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させてダイより押出し、1軸方向に135℃で5倍を施して1軸延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのX方向、Y方向、Z方向それぞれの方向について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmにおける屈折率を測定し、延伸後の各方向の屈折率とする。
かかる方法で得られた延伸前の屈折率と延伸後の各方向の屈折率とを比較し、延伸による屈折率変化の増減を確認することができる。
【0026】
第1層を構成する熱可塑性樹脂の平均屈折率の下限値は、より好ましくは1.61、さらに好ましくは1.62である。また第1層を構成する熱可塑性樹脂の平均屈折率の上限値は、より好ましくは1.69、さらに好ましくは1.68である。第1層の熱可塑性樹脂の平均屈折率がかかる範囲内にあることにより、延伸後の第2層との層間における各方向の屈折率差を所望の範囲にすることができる。一方、第1層の熱可塑性樹脂の平均屈折率が下限値に満たない場合、第2層との屈折率差が近くなり、延伸後のX方向の屈折率差を十分に大きくすることができない。また第1層の熱可塑性樹脂の平均屈折率が上限値を超える場合は延伸後の第2層との屈折率差が大きくなり、延伸後のY方向、Z方向における層間の屈折率差を小さくし難い。
【0027】
第1層の熱可塑性樹脂のX方向における屈折率nは、延伸により0.20以上増大することが好ましく、より好ましくは0.25以上、さらに好ましくは0.27以上である。該屈折率の変化がより大きい方がより偏光性能を高めることができるが、延伸倍率が高すぎるとフィルム破断が生じる関係で、上限値は0.35に制限され、さらには0.30である。
【0028】
第1層を構成する熱可塑性樹脂のY方向における屈折率nは、延伸により0.05以上0.20以下の範囲で低下することが好ましく、より好ましくは0.06以上0.15以下、さらに好ましくは0.07以上0.10以下である。該屈折率の低下量が下限値に満たない場合は、Y方向の層間屈折率が一致するように両層の樹脂を選択すると、X方向の層間の屈折率差を大きくするに伴いZ方向の層間の屈折率のずれが大きくなり、偏光性能の向上と斜め方向の入射光に対する透過偏光の色相ずれの両立が困難なことがある。一方、該屈折率の低下量が上限値を超える場合は、配向性が高すぎて、機械的な強度が十分でないことがある。
【0029】
第1層の熱可塑性樹脂のZ方向における屈折率nは、延伸により0.05以上0.20以下の範囲で低下することが好ましく、より好ましくは0.06以上0.15以下、さらに好ましくは0.07以上0.10以下である。該屈折率の低下量を下限値に満たない範囲にするためにはX方向を低配向にせざるを得ず、X方向の層間の屈折率差を十分に大きくできないことがある。一方、該屈折率の低下量が上限値を超える場合は、配向性が高すぎて、機械的な強度が十分でないことがある。
【0030】
第1層の延伸後のY方向屈折率nと延伸後のZ方向屈折率nの屈折率差は、0.05以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.03以下、特に好ましくは0.01以下である。これら2方向の屈折率差が非常に小さいことにより、偏光光が斜め方向の入射角で入射しても色相ずれが生じない効果を奏する。かかる偏光光は特に、フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分(s偏光)についての色相ずれの解消に効果的である。
かかる屈折率特性を有する熱可塑性樹脂として、具体的には以下に述べるような特定構造の共重合成分をジカルボン酸成分に有する芳香族ポリエステル(以下、芳香族ポリエステル(I)と称することがある)が例示される。
【0031】
<芳香族ポリエステル(I)>
第1層を形成する熱可塑性樹脂として、特定構造の共重合成分をジカルボン酸成分に有する芳香族ポリエステル(I)が例示される。かかるポリエステルは、以下に詳述するジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合によって得られる。
【0032】
《ジカルボン酸成分》
本発明において芳香族ポリエステル(I)を構成するジカルボン酸成分(i)として、5モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分、および50モル%以上95モル%以下の下記式(B)で表される成分の、少なくとも2種の芳香族ジカルボン酸成分またはそれらの誘導体が用いられる。ここで、各芳香族ジカルボン酸成分の含有量は、ジカルボン酸成分の全モル数を基準とする含有量である。
【0033】
【化4】

(式(A)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす)
【化5】

(式(B)中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基を表わす)
【0034】
式(A)で表される成分について、式中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基である。かかるアルキレン基として、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。
式(A)で表される成分の含有量の下限値は、好ましくは7モル%、より好ましくは10モル%、さらに好ましくは15モル%である。また、式(A)で表される成分の含有量の上限値は、好ましくは45モル%、より好ましくは40モル%、さらに好ましくは35モル%、特に好ましくは30モル%である。
従って、式(A)で表される成分の含有量は、好ましくは5モル%以上45モル%以下、より好ましくは7モル%以上40モル%以下、さらに好ましくは10モル%以上35モル%以下、特に好ましくは15モル%以上30モル%以下である。
【0035】
式(A)で表される成分は、好ましくは6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸、6,6’−(トリメチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸および6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸から誘導される成分が好ましい。これらの中でも式(A)におけるRの炭素数が偶数のものが好ましく、特に下記式(A−1)で表わされる6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸から誘導される成分が好ましい。
【0036】
【化6】

【0037】
かかる芳香族ポリエステル(I)は、ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%以下の式(A)で表される成分を含有することを特徴とする。式(A)で示される酸成分の割合が下限値に満たない場合は、1軸延伸によるY方向の屈折率の低下が生じにくいため、
延伸フィルムにおけるY方向の屈折率nとZ方向の屈折率nの差異が大きくなり、斜め方向の入射角で入射した偏光について色相ずれが生じることがある。また、式(A)で示される成分の割合が上限値を超える場合は、非晶性の特性が大きくなり、延伸フィルムにおけるX方向の屈折率nとY方向の屈折率nとの差異が小さくなるため、反射偏光フィルムとして十分な反射性能が得られない。
【0038】
このように、式(A)で表される成分を含有するポリエステルを用いることで、反射偏光フィルムとしての偏光性能が従来より高い1軸延伸多層積層フィルムを製造することができ、さらに斜め方向の入射角による偏光の色相ずれを抑制することができる。
また、式(B)で表される酸成分について、式中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基である。
式(B)で表される成分として、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、2,7−ナフタレンジカルボン酸、またはこれらの組み合わせから誘導される成分が挙げられ、特に2,6−ナフタレンジカルボン酸から誘導される成分が好ましく例示される。
【0039】
式(B)で表される成分の含有量の下限値は、好ましくは55モル%、より好ましくは60モル%、さらに好ましくは65モル%、特に好ましくは70モル%である。また、式(B)で表される成分の含有量の上限値は、好ましくは93モル%、より好ましくは90モル%、さらに好ましくは85モル%である。
従って、式(B)で表される成分の含有量は、好ましくは55モル%以上95モル%以下、より好ましくは60モル%以上93モル%以下、さらに好ましくは65モル%以上90モル%以下、特に好ましくは70モル%以上85モル%以下である。
【0040】
式(B)で示される成分の割合が下限値に満たない場合は、非晶性の特性が大きくなり、延伸フィルムにおけるX方向の屈折率nとY方向の屈折率nとの差異が小さくなるため、反射偏光フィルムとして十分な性能を発揮しない。また、式(B)で示される成分の割合が上限値を超える場合は、式(A)で示される成分の割合が相対的に少なくなるため、延伸フィルムにおけるY方向の屈折率nとZ方向の屈折率nの差異が大きくなり、斜め方向の入射角で入射した偏光について色相ずれが生じることがある。
このように、式(B)で表される成分を含有するポリエステルを用いることで、X方向に高屈折率を示すと同時に1軸配向性の高い複屈折率特性を実現できる。
【0041】
《ジオール成分》
本発明において芳香族ポリエステル(I)を構成するジオール成分(ii)として、90モル%以上100モル%以下の下記式(C)で表されるジオール成分が用いられる。ここで、ジオール成分の含有量は、ジオール成分の全モル数を基準とする含有量である。
【0042】
【化7】

(式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす)
【0043】
式(C)で表されるジオール成分の含有量は、好ましくは95モル%以上100モル%以下、より好ましくは98モル%以上100モル%以下である。
式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基であり、かかるアルキレン基として、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。これらの中でも式(C)で表されるジオール成分として、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等から誘導される成分が好ましく挙げられ、さらにエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールから誘導される成分が好ましく、特に好ましくはエチレングリコールから誘導される成分である。式(C)で示されるジオール成分の割合が下限値に満たない場合は、前述の1軸配向性が損なわれる。
【0044】
《芳香族ポリエステル(I)》
芳香族ポリエステル(I)において、式(A)で表される酸成分と式(C)で表されるジオール成分で構成されるエステル単位(−(A)−(C)−)の含有量は、全繰り返し単位の5モル%以上50モル%以下であり、好ましくは5モル%以上45モル%以下、さらに好ましくは10モル%以上40モル%以下である。
【0045】
芳香族ポリエステル(I)を構成する他のエステル単位として、エチレンテレフタレート、トリメチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレートなどのアルキレンテレフタレート単位、エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、トリメチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ブチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートなどのアルキレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が挙げられる。これらの中でも高屈折率性などの点からエチレンテレフタレート単位やエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましく、特にエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましい。
【0046】
芳香族ポリエステル(I)として、特に、式(A)で表されるジカルボン酸成分が下記式(A−1)で表わされるジカルボン酸成分であり、
【化8】

式(B)で表されるジカルボン酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸由来の芳香族ジカルボン酸成分であり、ジオール成分がエチレングリコールであるポリエステルが好ましい。
【0047】
芳香族ポリエステル(I)は、P−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比40/60)の混合溶媒を用いて35℃で測定した固有粘度が0.4〜3dl/gであることが好ましく、さらに好ましくは0.4〜1.5dl/g、特に好ましくは0.5〜1.2dl/gである。
【0048】
芳香族ポリエステル(I)の融点は、好ましくは200〜260℃の範囲、より好ましくは205〜255℃の範囲、さらに好ましくは210〜250℃の範囲である。融点はDSCで測定して求めることができる。
該ポリエステルの融点が上限値を越えると、溶融押出して成形する際に流動性が劣り、吐出などが不均一化しやすくなることがある。一方、融点が下限値に満たないと、製膜性は優れるものの、ポリエステルの持つ機械的特性などが損なわれやすくなり、また本発明の屈折率特性が発現し難い。
【0049】
一般的に共重合体は単独重合体に比べて融点が低く、機械的強度が低下する傾向にある。しかし、本発明のポリエステルは、式(A)の成分および式(B)の成分を含有する共重合体であり、式(A)の成分のみを有する単独重合体に比べて融点が低いものの機械的強度は同程度であるという優れた特性を有する。
【0050】
芳香族ポリエステル(I)のガラス転移温度(以下、Tgと称することがある。)は、好ましくは80〜120℃、より好ましくは82〜118℃、さらに好ましくは85〜118℃の範囲にある。Tgがこの範囲にあると、耐熱性および寸法安定性に優れたフィルムが得られる。かかる融点やガラス転移温度は、共重合成分の種類と共重合量、そして副生物であるジアルキレングリコールの制御などによって調整できる。
かかる芳香族ポリエステル(I)の製造方法は、例えばWO2008/153188号パンフレットの第9頁に記載されている方法に準じて製造することができる。
【0051】
《芳香族ポリエステル(I)の屈折率特性》
芳香族ポリエステル(I)を1軸延伸した場合の各方向の屈折率の変化例を図2に示す。図2に示すように、X方向の屈折率nは延伸により増加する方向にあり、Y方向の屈折率nとZ方向の屈折率nはともに延伸に伴い低下する方向にあり、しかも延伸倍率によらずnとnの屈折率差が非常に小さいことを特徴としている。
また第1層は、かかる特定の共重合成分を含む芳香族ポリエステル(I)を用いて1軸延伸を施すことにより、X方向の屈折率nが1.80〜1.90の高屈折率特性を有する。第1層におけるX方向の屈折率がかかる範囲にあることにより、第2層との屈折率差が大きくなり、十分な反射偏光性能を発揮することができる。
【0052】
一方、第1層を構成するポリエステルが、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートの場合、図1に示すように、1軸方向の延伸倍率によらず、Y方向の屈折率nは一定で低下がみられないのに対し、Z方向の屈折率nは1軸延伸倍率の増加に伴い屈折率が低下する。そのため1軸延伸倍率が高くなるに従い、Y方向の屈折率nとZ方向の屈折率nの差が大きくなり、斜め方向の入射角で入射する偏光に対して色相ずれが生じやすくなる。
【0053】
(第2層)
<熱可塑性樹脂>
本発明における第2層は、延伸前のX方向、Y方向、Z方向の平均屈折率が1.50以上1.60以下であって、該延伸前の平均屈折率と延伸後のX方向、Y方向、Z方向の屈折率との差が3方向とも0.05以下である熱可塑性樹脂からなる。
ここで、第2層における延伸前のX方向、Y方向、Z方向の平均屈折率とは、第2層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させ、ダイより押出して未延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのX方向、Y方向、Z方向それぞれの方向における屈折率について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmで測定し、それらの平均値を平均屈折率として規定したものである。
【0054】
また、第2層における延伸後のX方向、Y方向、Z方向の屈折率については、第2層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させてダイより押出し、1軸方向に135℃で5倍の延伸を施して1軸延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのX方向、Y方向、Z方向それぞれの方向について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmにおける屈折率を測定して延伸後の各方向の屈折率を求めたものである。
このようにして求めた延伸前の平均屈折率と、延伸後のX方向、Y方向、Z方向の屈折率との差をそれぞれ求め、3方向ともその差が絶対値で0.05以下である屈折率特性を有する熱可塑性樹脂を第2層に用いる。
第2層を構成する熱可塑性樹脂の平均屈折率は、好ましくは1.53以上1.60以下、さらに好ましくは1.55以上1.60以下、さらに好ましくは1.58以上1.60以下である。第2層がかかる平均屈折率を有し、しかも延伸前後の屈折率差の小さい等方性材料であることにより、第1層と第2層の層間における延伸後のX方向の屈折率差が大きく、その結果、高い偏光性能が得られる。同時に、層間のY方向の屈折率差およびZ方向の屈折率差が共に極めて小さい屈折率特性を得ることができ、斜め方向の入射角よる偏光の色相ずれに対しても良好である。
【0055】
かかる屈折率特性を有する熱可塑性樹脂の中でも、1軸延伸における製膜性の観点から、結晶性ポリエステルであることが好ましい。かかる屈折率特性を有する結晶性ポリエステルとして、共重合ポリエチレンテレフタレート、共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートなどの共重合ポリエステル、結晶性の共重合ポリエステル同士のブレンド、結晶性の共重合ポリエステルと非晶性ポリエステルとのブレンドが好ましく例示される。
【0056】
結晶性の共重合ポリエステルの中でも共重合ポリエチレンテレフタレートが好ましく、さらにイソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルが好ましく、特にイソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とする融点が220℃以下のポリエステルであることが好ましい。
【0057】
また、共重合ポリエチレンテレフタレートの場合、上記成分以外の共重合成分としては、第2層のポリエステルを構成する全繰り返し単位を基準として10モル%以下の範囲内で、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸などのうちメインの共重合成分以外の芳香族カルボン酸;アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸といった脂環族ジカルボン酸等の酸成分、ブタンジオール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノールといった脂環族ジオール等のグリコール成分を好ましく挙げることができる。
【0058】
また共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートとして本発明の第1層で用いられる芳香族ポリエステル(I)を用いてもよい。かかる場合には本発明の第2層の屈折率特性を得るために、他の共重合ポリエステルとブレンドして用いることが好ましい。他の共重合ポリエステルとしては、前記共重合ポリエチレンテレフタレートより屈折率の低い共重合ポリエチレンテレフタレートが好ましい。共重合成分の例としては、シクロヘキサンジカルボン酸やデカリンジカルボン酸、テトラリンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸成分やシクロヘキサンジメタノール、アダマンタンジオール、スピログリコール、トリシクロデカンジメタノールなどの脂環族ジオール酸成分が挙げられる。
なお、第2層を構成する熱可塑性樹脂の融点は、フィルムにする前の段階から低い必要はなく、延伸処理後に低くなっていれば良い。例えば、2種以上のポリエステルをブレンドし、これらを溶融混練時にエステル交換させたものであってもよい。
【0059】
(第1層と第2層の層間の屈折率特性)
第1層と第2層のX方向の屈折率差は0.10〜0.45であることが好ましく、さらに好ましくは0.20〜0.40、特に好ましくは0.25〜0.30である。X方向の屈折率差がかかる範囲にあることにより、反射特性を効率よく高めることができ、より少ない積層数で高い反射率を得ることができる。
また、第1層と第2層のY方向の屈折率差および第1層と第2層のZ方向の屈折率差は、それぞれ0.05以下であることが好ましい。Y方向およびZ方向それぞれの層間の屈折率差がともに上述の範囲にあることにより、偏光光が斜め方向の入射角で入射した際に色相ずれを抑制することができる。
【0060】
(積層数)
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、上述の第1層および第2層が交互に合計251層以上積層されている。積層数が251層未満であると、延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分の平均反射率特性について、波長400〜800nmにわたり一定の平均反射率を満足するすることができない。
積層数の上限値は、生産性およびフィルムのハンドリング性など観点から2001層に制限される。積層数の上限値は、本発明の平均反射率特性が得られれば生産性やハンドリング性の観点からさらに積層数を減らしてもよく、例えば1001層、501層、301層であってもよい。
【0061】
(各層厚み)
第1層および第2層は、層間の光干渉によって選択的に光を反射するために、各層の厚みは0.01μm以上0.5μm以下であることが好ましい。また第1層の各層の厚みは、好ましくは0.01μm以上0.1μm以下、第2層の各層の厚みは、好ましくは0.01μm以上0.3μm以下である。各層の厚みは透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。
本発明において1軸延伸多層積層フィルムが示す反射波長帯は、可視光域から近赤外線領域であることから、第1層および第2層について各層の厚みをかかる範囲とすることで効率的に可視光域から近赤外線領域の反射率特性を得ることができる。
【0062】
(最大層厚みと最小層厚みの比率)
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層における最大層厚みと最小層厚みの比率が2.0以上5.0以下であり、かつ第2層における最大層厚みと最小層厚みの比率が2.0以上5.0以下であることが好ましい。より好ましくは、両層とも2.0以上4.0以下、さらに好ましくは2.0以上3.5以下、特に好ましくは2.0以上3.0以下である。
【0063】
例えば、第1層が126層あり第2層が125層ある多層延伸フィルムにおいて、第1層の最大層厚みとは、126層ある第1層の中で最も厚みの大きい層の厚みを指し、第1層の最小層厚みとは、126層ある第1層の中で最も厚みの小さい層の厚みを指す。
かかる層厚みの比率は、具体的には最小層厚みに対する最大層厚みの比率で表わされる。第1層、第2層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みは、透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。
【0064】
多層積層フィルムは、層間の屈折率差、層数、層の厚みによって反射する波長が決まるが、積層された第1層および第2層のそれぞれが一定の厚みでは、特定の波長のみしか反射することができず、延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分の平均反射率特性について、波長400〜800nmの幅広い波長帯にわたって均一に平均反射率を高めることができない。また、最大層厚みと最小層厚みの比率が上限値を超える場合は、反射帯域が広がりすぎ、延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分の反射率の低下を伴うことがある。
第1層および第2層の層厚みは、段階的に変化してもよく、連続的に変化してもよい。
かかる層厚み比を得る方法として、例えば、第1層用ポリエステルを137層、第2層用熱可塑性樹脂を138層に分岐させた第1層と第2層が交互に積層され、その流路が連続的に2.0〜5.0倍までに変化する多層フィードブロック装置を使用する方法が挙げられる。
【0065】
(第1層と第2層の平均層厚み比)
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比が1.5倍以上5.0倍以下の範囲であることが好ましい。第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比の下限値は、より好ましくは2.0である。また、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比の上限値は、より好ましくは4.0であり、さらに好ましくは、3.5である。
【0066】
第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比がかかる範囲にあることにより、反射波長の半波長で生じる2次反射を有効に利用できるため、第1層および第2層それぞれの最大層厚みと最小層厚みの比率を最小限に抑えることができ、光学特性の観点から好ましい。また、このように第1層と第2層の厚み比を変化させることにより、層間の密着性を維持したまま、また使用する樹脂を変更することなく得られたフィルムの機械特性も調整することができ、フィルムが裂けにくくなる効果も有する。
一方、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比がかかる範囲からはずれる場合、反射波長の半波長で生じる2次反射が小さくなってしまい、反射率が低下することがある。
【0067】
(厚み調整層)
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、かかる第1層、第2層以外に、層厚みが2μm以上の厚み調整層を第1層と第2層の交互積層構成の一部もしくは交互積層構成の両面に有していてもよい。かかる厚みの厚み調整層を第1層と第2層の交互積層構成の一部に有することにより、偏光機能に影響をおよぼすことなく、第1層および第2層を構成する各層厚みを均一に調整しやすくなる。かかる厚みの厚み調整層は、第1層、第2層のいずれかと同じ組成、またはこれらの組成を部分的に含む組成であってもよく、層厚みが厚いため、反射特性には寄与しない。
【0068】
(1軸延伸フィルム)
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、目的とする反射型偏光フィルムとしての光学特性を満足するために、少なくとも1軸方向に延伸されている。本発明における1軸延伸には、1軸方向にのみ延伸したフィルムの他、2軸方向に延伸されたフィルムであって、一方向に、より延伸されたフィルムも含まれる。1軸延伸方向(X方向)は、フィルム長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。また、2軸方向に延伸されたフィルムであって、一方向により延伸されたフィルムの場合は、より延伸される方向(X方向)はフィルム長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよく、延伸倍率の低い方向は、1.05〜1.20倍程度の延伸倍率にとどめることが偏光性能を高める点で好ましい。2軸方向に延伸され、一方向により延伸されたフィルムの場合、偏光光や屈折率との関係での「延伸方向」とは、より延伸された方向を指す。
延伸方法としては、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。
【0069】
[平均反射率]
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、フィルム面を反射面とし、1軸延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分について入射角0度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率が90%以上であり、同時に、フィルム面を反射面としてX方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率が15%以下であることを特徴とする。
【0070】
ここで、入射面とは反射面と垂直の関係にあり、かつ入射光線と反射光線を含む面を指す。また、フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分は、本発明においてp偏光、透過軸に直交な偏光、消光軸方向の偏光、または反射軸方向の偏光と称することがある。また、フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分は、本発明においてs偏光、透過軸方向の偏光と称することがある。さらに入射角とは、フィルム面の垂直方向に対する入射角を表す。
【0071】
フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分(p偏光)について、入射角0度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率は、さらに好ましくは95%以上100%以下であり、特に好ましくは98%以上100%以下である。
p偏光成分に対する平均反射率がこのように高いことにより、p偏光の透過量を従来よりも抑え、相対的にs偏光を選択的に透過させる高い偏光性能が発現され、液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとして用いた場合に高い輝度向上効果が得られる。
【0072】
また、フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分(p偏光)について、入射角50度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率は好ましくは93%以上99%以下であり、さらに好ましくは95%以上98%以下である。
入射角50度でのp偏光についても平均反射率がこのように高いことにより、高い偏光性能が得られるとともに、斜め方向に入射した光の透過が高度に抑制されるため、かかる光による色相ずれが抑制される。
【0073】
フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分(s偏光)について入射角0度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率は、より好ましくは5%以上12%以下であり、さらに好ましくは8%以上12%以下、特に好ましくは9%以上11%以下である。
また、フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分(s偏光)について入射角50度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率は、12%以下であることが好ましく、さらに好ましくは5%以上10%以下であり、特に好ましくは8%以上10%以下である。
【0074】
s偏光成分に対する波長400〜800nmの平均反射率がかかる範囲内に制限されることにより、光源と反対側に透過されるs偏光量が増大し、s偏光に対する透過率が高くなる。一方、s偏光成分に関する平均反射率が上限値を越える場合、反射型偏光フィルムとしての偏光透過率が低下するため、液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとしての十分な性能が発現しない。一方、かかる範囲内でよりs偏光に関する反射率が低い方がs偏光成分の透過率が高くなるものの、下限値より低くすることは組成や延伸との関係で難しいことがある。
【0075】
p偏光成分についてかかる平均反射率特性を得るためには、第1層および第2層の各層を構成するポリマーとして前述した屈折率特性を有するポリマーを用い、延伸方向(X方向)に一定の延伸倍率で延伸して第1層のフィルム面内方向を複屈折率化させることにより、延伸方向(X方向)における第1層と第2層の屈折率差を大きくすることによって達成される。また、波長400〜800nmの波長域においてかかる平均反射率を得るために、第1層、第2層の各層厚みや積層数を調整する方法が挙げられる。
【0076】
また、s偏光成分についてかかる平均反射率特性を得るためには、第1層および第2層を構成するポリマー成分として前述した屈折率特性を有するポリマーを用い、かつ該延伸方向と直交する方向(Y方向)に延伸しないか、低延伸倍率での延伸にとどめることにより、該直交方向(Y方向)における第1層と第2層の屈折率差を極めて小さくすることによって達成される。
【0077】
[色相]
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、斜め方向の入射光に対する色相の変化量が小さいことが好ましく、具体的には、JIS規格Z8729に準じてCIE表色系におけるx、y値の少なくとも一方について0〜80度視野での最大変化量が0.03未満であることが好ましく、さらにx,yの両方ともに最大変化が0.03未満であることが好ましい。かかる範囲を超える最大変化量の場合、斜め方向の入射角による透過偏光の色相ずれが大きく、輝度向上フィルムとして用いた場合に高視野角での色相ずれが大きくなり、視認性が低下することがある。
色相変化量をかかる範囲にするためには、第1層、第2層を構成する熱可塑性樹脂としてそれぞれ上述の特定のポリエステルを用い、延伸により上述のX方向、Y方向、Z方向の屈折率の関係にすることにより達成される。
【0078】
[フィルム厚み]
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、フィルム厚みが15μm以上40μm以下であることが好ましい。従来の反射偏光機能を有する多層積層フィルムは、p偏光の平均反射率を高めるために層数を多くする必要があり、100μm程度の厚みが必要であったところ、本発明は第1層を構成する熱可塑性樹脂として延伸によりY方向の屈折率が低下する樹脂を用い、さらに既述の第2層の熱可塑性樹脂と組み合わせて一定層厚みの多層積層フィルムにすることにより、従来の多層積層フィルムよりもフィルム厚みを薄くできる。
【0079】
[拡散フィルム]
本発明の積層フィルムは、反射型偏光フィルムの少なくとも一方の面に拡散フィルムが積層され、さらに反射型偏光フィルムの両面に拡散フィルムが積層されていることが好ましい。反射型偏光フィルムと拡散フィルムとは接着層を介して積層されていることが好ましい。接着層の種類や積層方法については特に限定されないが、アクリル系粘着剤などで貼合する方法が一例として挙げられる。
【0080】
積層構成の例としては、図4に示すように拡散フィルムの拡散面が最外面となるように積層することが拡散性能を確保することから必要である。図5に示すように反射型偏光フィルムの両面に拡散フィルムを貼合してもよい。両面に拡散フィルムを貼合したほうが実用試験時の平面性確保の観点から好ましい。
反射型偏光フィルムに拡散フィルムが積層されることにより、従来は輝度向上部材と拡散板といった別々の光学部材であったものを1つの光学部材で複数の機能を発現させることができる。しかも、本発明の反射型偏光フィルムはフィルム厚みが薄いため、大型ディスプレイの光学部材として用いる際、反射型偏光フィルム単独で平面性を保つことが難しくなるが、拡散フィルムと貼り合せることで平面性の低下が抑制される。同時に、反射型偏光フィルムと他の光学フィルムとが、本発明の拡散フィルムを介して積層化されることで、反射型偏光フィルムと他の光学フィルムとの接触面が少なくなり、液晶ディスプレイの輝度斑が生じない。さらに、大型ディスプレイの大面積においても輝度斑が生じない効果を奏する。
【0081】
(拡散フィルムの表面粗さ)
本発明における拡散フィルムの表面粗さは、中心線平均粗さSRaが0.3〜1.0μmかつ評価長さを2mm、カットオフ値を0.25mmとして、単位評価面積あたりのピークカウントSPcが500カウント/mm未満の形態を有することを特徴とする。また、ピークカウントSPcは、好ましくは50以上450以下、さらに好ましくは100以上450以下、特に好ましくは150以上450以下である。
【0082】
中心線平均粗さSRaが下限値以下の範囲では十分な拡散性能を発揮できない。一方で、中心線平均粗さSRaおよびピークカウントSPcが上限値を超える範囲では、光源からの偏光が反射型偏光フィルムを通過して拡散層を経て視認者側に拡散される際の拡散効果が高すぎ、反射型偏光フィルムにより得られた高い偏光性能が解消されてしまい、偏光解消が大きくなり、輝度の低下が顕著になる。
【0083】
(拡散フィルムの位相差特性)
本発明において、拡散フィルムは波長550nmにおける面内位相差値(Re(550))が100nm以下である。面内位相差値Re(550)が100nmを越えると積層時に位相差ずれが生じ、1軸延伸多層積層フィルムを通過した偏光が乱れるため、結果として輝度の低下が発生する。
【0084】
ここで拡散フィルム面内の位相差値Reは下記式(1)で表わされ、フィルムに垂直方向に透過する光の位相差の遅れを表す特性である。
Re=((n’x−n’y)×d ・・・(1)
(式中、n’xは拡散フィルム面内の遅相軸(最も屈折率が高い軸)の屈折率、n’yは拡散フィルム面内でn’xと垂直方向の屈折率、dは拡散フィルム厚みをそれぞれ表わす)
【0085】
また、面内位相差値Re(550)は80nm以下であることがより好ましい。面内位相差値Re(550)は、かかる範囲内でより小さい方が位相差ずれが生じにくく好ましいが、拡散フィルムを構成する熱可塑性樹脂の性質上、その下限値はおのずと制約され、通常は5以上、さらには7以上である。
【0086】
本発明における拡散フィルムは、波長550nmにおけるフィルム面内に垂直な方向の位相差値(Rth(550))が300未満であり、好ましくは280nm以下である。Rth(550)が上限値を超えると斜め方向から観察した場合の輝度の低下が顕著になる。
Rth(550)はかかる範囲内でより小さい方が好ましいが、拡散フィルムを構成する熱可塑性樹脂の性質上、その下限値はおのずと制約され、50以上、さらには100以上である。
【0087】
ここで拡散フィルム面内に垂直な方向の位相差値Rthは下記式(2)で表わされ、フィルムに斜め方向に透過する光の位相差の遅れを表す特性である。
Rth=((n’x−n’y)÷2−n’z)×d ・・・(2)
(式中、n’xは拡散フィルム面内の遅相軸(最も屈折率が高い軸)の屈折率、n’yは拡散フィルム面内でn’xと垂直方向の屈折率、n’zは拡散フィルム厚み方向の屈折率であり、dはフィルム厚みをそれぞれ表わす)
【0088】
(拡散フィルムの種類)
本発明における拡散フィルムを形成する樹脂の種類については特に限定されないが、ガラス転移温度と透明性の観点から特にポリカーボネートが好ましい。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、これらの中でも、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等からの重縮合で得られるものを意味する。
【0089】
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、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)スルフォン等を挙げることができる。
かかる共重合成分の割合は、ポリカーボネート共重合体の全繰り返し単位中2〜20モル%であることが好ましく、さらに好ましくは5〜10モル%である。
【0090】
[拡散フィルムの表面形成方法]
かかる中心線平均粗さSRaおよびピークカウントSPcの表面特性を拡散フィルムに付与する方法として、ポリマービーズや無機粒子を拡散フィルムに添加する方法、熱可塑性樹脂フィルムの片面にエンボス加工を施して凹凸を形成し、拡散フィルムとする方法が例示される。
本発明においては、特開平1−72833公報に記載のような冷却ロールとガイドロールとを用いるTダイ法によるポリカーボネートフィルムの製法などにより、表面に凹凸を形成する方法が好ましい。具体的には、冷却ロールとしてマット化冷却ロール、及びガイドロールとして耐熱性シリコン製の鏡面ガイドロールを用いるなどの方法が挙げられる。
【0091】
[用途]
本発明の反射型偏光フィルムおよび拡散フィルムとの積層フィルムは、反射型偏光フィルムが有する高い偏光性能および斜め方向の入射光についての透過偏光の色相ずれ低減効果を維持した状態で拡散機能も備え、しかも反射型偏光フィルムの平面性が維持され、輝度斑もないことから、液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして好適に使用することができ、加工して輝度向上部材にすることができる。
特に従来よりも高い偏光性能を有することから、輝度向上フィルムとして用いた場合に高い輝度向上率が得られ、かつ高視野角で色相ずれの少ない視認性に優れた液晶ディスプレイ装置を提供することができる。
また、ディスプレイ装置として、面光源、本発明の輝度向上部材および液晶ディスプレイモジュールとを有する液晶ディスプレイ装置が例示される。
【0092】
[積層フィルムの製造方法]
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層を構成する熱可塑性樹脂と第2層を構成する熱可塑性樹脂とを溶融状態で交互に重ね合わせた状態で押出し、多層未延伸フィルム(シート状物とする工程)とする。このとき、積層物は各層の厚みが段階的または連続的に2.0倍以上、好ましくは5.0倍以下の範囲で変化するように積層される。
【0093】
このようにして得られた多層未延伸フィルムは、製膜方向、またはそれに直交する幅方向の少なくとも1軸方向(フィルム面に沿った方向)に延伸される。延伸温度は、第1層の熱可塑性樹脂のガラス転移点の温度(Tg)〜Tg+50℃の範囲が好ましい。このときの延伸倍率は2〜10倍であることが好ましく、さらに好ましくは2.5〜7倍、さらいに好ましくは3〜6倍、特に好ましくは4.5〜5.5倍である。延伸倍率が大きい程、第1層および第2層における個々の層の面方向のバラツキが、延伸による薄層化により小さくなり、多層延伸フィルムの光干渉が面方向に均一化され、また第1層と第2層の延伸方向の屈折率差が大きくなるので好ましい。このときの延伸方法は、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。また、かかる延伸方向と直交する方向(Y方向)には延伸処理を施さずに1軸延伸フィルムとする方法が好ましく、Y方向にも延伸処理を施して2軸延伸を行う場合は、1.05〜1.20倍程度の延伸倍率にとどめることが好ましい。Y方向の延伸倍率をこれ以上高くすると、偏光性能が低下することがある。また、延伸後にさらに熱固定処理を施すことが好ましい。
【0094】
また、拡散フィルムを得る方法の一例として、拡散フィルムに用いられる樹脂を押出機のTダイを通じて溶融押出し、表面が一定の粗さに粗面化された冷却ロールとガイドロールとで樹脂シートを挟んで押圧することにより、冷却ロールの粗面がフィルム表面に型押されて本発明の表面特性を有する拡散面を有する拡散フィルムが得られる。本発明の表面特性を得るためには、冷却ロールの表面設計、押圧等を調整すればよい。
得られた1軸延伸多層積層フィルム、さらに必要に応じて1軸延伸多層積層フィルム表面に他層を設けたものを反射型偏光フィルムとして用い、反射型偏光フィルムと拡散フィルムとを重ねて貼り合せ、積層フィルムに加工する。反射型偏光フィルムと拡散フィルムは接着層を介して積層されていることが好ましい。接着層の種類や積層方法については特に限定されないが、アクリル系粘着剤などで貼合する方法が一例として挙げられる。
【実施例】
【0095】
以下に、実施例をもって本発明をさらに説明する。なお、実施例中の物性や特性は、下記の方法にて測定または評価した。また、実施例中の部および%は、特に断らない限り、それぞれ重量部および重量%を意味する。
【0096】
(1)各方向の延伸前、延伸後の屈折率および平均屈折率
各層を構成する個々の樹脂について、それぞれ溶融させてダイより押出し、キャスティングドラム上にキャストしたフィルムをそれぞれ用意した。また、得られたフィルムを135℃にて一軸方向に5倍延伸した延伸フィルムを用意した。得られたキャストフィルムと延伸フィルムそれぞれについて、延伸方向(X方向)とその直交方向(Y方向)、厚み方向(Z方向)の屈折率(それぞれn、n、nとする)を、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmで測定して求め、延伸前、延伸後の屈折率とした。各層の延伸前の平均屈折率については、延伸前の3方向の屈折率の平均値より求めた。
【0097】
(2)反射率、反射波長
分光光度計(島津製作所製、MPC−3100)を用い、光源側に偏光フィルタを装着し、各波長におけるアルミ蒸着したミラーとの相対鏡面反射率を波長400nmから800nmの範囲で測定する。このとき、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向(X方向)と合わせるように配置した場合の測定値をp偏光とし、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向と直交するように配置した場合の測定値をs偏光とした。それぞれの偏光成分について、400−800nmの範囲での反射率の平均値を平均反射率とした。
またフィルムサンプルのフィルム面に対して垂直方向より測定光を入射させた場合を0度入射とした。50度入射角での測定は、フィルム面に対して垂直方向から50度の角度で測定光が入射するように光源に対して斜めにフィルムを配置して測定した。
【0098】
(3)3次元表面粗さ(SRa、SPc)
JIS−B0601、B0651に従い、3次元表面粗さ計((株)小坂研究所製、商品名:SURF CORDER SE−3CK)を使用して、触針先端R2μm、走査ピッチ2μm、走査長1mm、走査本数100本、カットオフ0.25mmの条件にて、中心線平均粗さSRa(um)、ピークカウントSPc(カウント/mm)をそれぞれ測定した。
【0099】
(4)熱可塑性樹脂およびフィルムの融点(Tm)およびガラス転移点(Tg)
ポリマー試料またはフィルムサンプルを10mgサンプリングし、DSC(TAインスツルメンツ社製、商品名:DSC2920)を用い、20℃/minの昇温速度で、融点およびガラス転移点を測定した。
【0100】
(5)熱可塑性樹脂の特定ならびに共重合成分および各成分量の特定
フィルムサンプルの各層について、H−NMR測定より熱可塑性樹脂の成分ならびに共重合成分および各成分量を特定した。
【0101】
(6)各層の厚みおよび積層数
フィルムサンプルをフィルム長手方向2mm、幅方向2cmに切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂(リファインテック(株)製エポマウント)にて包埋した。包埋されたサンプルをミクロトーム(LEICA製ULTRACUT UCT)で幅方向に垂直に切断し、5nm厚の薄膜切片にした。透過型電子顕微鏡(日立S−4300)を用いて加速電圧100kVにて観察撮影し、写真から各層の厚みおよび積層数を測定した。
また、得られた各層の厚みをもとに、第1層における最小層厚みに対する最大層厚みの比率、第2層における最小層厚みに対する最大層厚みの比率をそれぞれ求めた。
また、得られた各層の厚みをもとに、第1層の平均層厚み、第2層の平均層厚みをそれぞれ求め、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みを算出した。
なお、最外層のヒートシール層は第1層と第2層から除外した。また交互積層中に2μm以上の厚み調整層が存在する場合は、かかる層も第1層と第2層から除外した。
【0102】
(7)フィルム全体厚み
フィルムサンプルをスピンドル検出器(安立電気(株)製K107C)にはさみ、デジタル差動電子マイクロメーター(安立電気(株)製K351)にて、異なる位置で厚みを10点測定し、平均値を求めてフィルム厚みとした。
【0103】
(8)全光線透過率、ヘーズ
JIS−K7136に従い、ヘーズ測定器(日本電色工業社製NDH―2000)を用いて測定した。表中、全光線透過率をTt、ヘーズをHzと記載した。
【0104】
(9)位相差
拡散フィルムの屈折率について、レーザー屈折率計(Metricon社製 Model2010プリズムカプラー)を用いて波長633nmにおける屈折率を測定して求め、日本分光製エリプソメータにて波長550nmにおける拡散フィルムの位相差(面内位相差:Re、厚み方向位相差Rth)を求めた。
【0105】
(10)輝度向上効果、色相
LCDパネル(松下電器製ビエラTH−32LZ80 2007年製)中の光学フィルム(拡散フィルム、プリズムシート)の代わりに、作成した積層フィルム(1軸延伸多層積層フィルムと拡散フィルムとの積層フィルム)を光源と偏光板との間に挿入し、PCで白色を表示したときの正面輝度をオプトデザイン社製FPD視野角測定評価装置(ErgoScope88)により評価した。
サンプルフィルム挿入前の輝度に対するサンプルフィルム挿入後の輝度の上昇率を算出し、輝度向上効果を下記の基準で評価した。
◎: 輝度向上効果が160%以上
○: 輝度向上効果が150%以上、160%未満
△: 輝度向上効果が140%以上、150%未満
×: 輝度向上効果が140%未満
あわせて、0度〜80度の全方位視野角での色相xまたはyの最大変化を下記の基準で評価した。
○: x、yともに最大変化が0.03未満
△: x、yのいずれかの最大変化が0.03以上
×: x、yともに最大変化が0.03以上
【0106】
(11)輝度斑評価
LCDパネル(松下電器製ビエラTH−32LZ80 2007年製)中の光学フィルム(拡散フィルム、プリズムシート)の代わりに、作成した積層フィルム(1軸延伸多層積層フィルムと拡散フィルムとの積層フィルム)を光源と偏光板との間に挿入し、バックライト点灯後、暗室内でPCで白色を表示したパネルの外観を肉眼で観察し、下記基準に基づき評価を行った。
評価基準:
○: 冷陰極管による輝度斑が全く見えない
△: 冷陰極管による輝度斑が僅かに確認される
×: 冷陰極管による輝度斑が明らかに確認される
【0107】
(12)耐熱評価試験
作成した積層フィルム(1軸延伸多層積層フィルムと拡散フィルムとの積層フィルム)をLCDパネル(松下電器製ビエラTH−32LZ80 2007年製)中の光源と偏光板との間に挿入し、バックライトを連続3000hr点灯後、取り出してシートの外観を肉眼で観察し、点灯で加熱された状態で連続使用された積層フィルムの外観について下記基準に基づき評価を行った。
評価基準:
◎: 連続使用後のフィルムの外観に全く変化が見られない、または連続使用後のフィルムに目視ではわずかな変化(0.5mm未満の高さの計測不能な凹凸)が見られる
○: 連続使用後のフィルムに、1mm未満の高さの凹凸が見られる
△: 連続使用後のフィルムに、1mm以上の高さの凹凸が見られる
【0108】
[実施例1]
(1軸延伸多層積層フィルムの作成)
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸、そしてエチレングリコールとを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.62dl/gで、酸成分の65モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分(表中、PENと記載)、酸成分の35モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分(表中、ENAと記載)、グリコール成分がエチレングリコールである芳香族ポリエステルを得た。これに真球状シリカ粒子(平均粒径:0.3μm、長径と短径の比:1.02、粒径の平均偏差:0.1)を第1層の重量を基準として0.10wt%添加したものを第1層用熱可塑性樹脂とし、第2層用熱可塑性樹脂として固有粘度(オルトクロロフェノール、35℃)0.62dl/gのイソフタル酸20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート(IA20PET)を準備した。
【0109】
準備した第1層用ポリエステルおよび第2層用ポリエステルを、それぞれ170℃で5時間乾燥後、第1、第2の押出機に供給し、300℃まで加熱して溶融状態とし、第1層用ポリエステルを137層、第2層用ポリエステルを138層に分岐させた後、第1層と第2層が交互に積層され、かつ第1層と第2層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みが最大/最小で2.2倍まで連続的に変化するような多層フィードブロック装置を使用して、第1層と第2層が交互に積層された総数275層の積層状態の溶融体とし、その積層状態を保持したまま、その両側に第3の押出機から第2層用ポリエステルと同じポリエステルを3層ダイへと導き、総数275層の積層状態の溶融体の両側にヒートシール層をさらに積層した。両端層(ヒートシール層)は、全体の18%なるよう第3の押出機の供給量を調整した。その積層状態を保持したままダイへと導き、キャスティングドラム上にキャストして、第1層と第2層の平均層厚み比が1.0:2.6になるように調整し、総数277層の未延伸多層積層フィルムを作成した。
この多層未延伸フィルムを135℃の温度で幅方向に5.2倍に延伸し、140℃で3秒間熱固定処理を行った。得られたフィルムの厚みは33μmであった。得られた1軸延伸多層積層フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴、物性を表1に示す。
【0110】
(拡散フィルムの作成)
温度計、攪拌機、還流冷却器を備えた反応器にイオン交換水9809部、48%水酸化ナトリウム水溶液2271部を加え、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1775部及びナトリウムハイドロサルファイト3.5部を溶解し、塩化メチレン7925部を加えた後、攪拌しながら16〜20℃にてホスゲン1000部を60分を要して吹き込んだ。ホスゲン吹き込み終了後、p−tert−ブチルフェノール32.7部と48%水酸化ナトリウム水溶液327部を加え、さらにトリエチルアミン1.57部を添加して20〜27℃で40分間攪拌して反応を終了した。
生成物を含む塩化メチレン層を希塩酸、純水にて洗浄後、塩化メチレンを蒸発させポリカーボネート樹脂を得た。得られた樹脂の数平均分子量(Mn)は19,000、Tgは149℃であった。
【0111】
得られたポリカーボネート樹脂を240まで加熱して溶融状態とし、単軸押出機に供給しダイへと導き、この溶融ポリカーボネートを温度190〜195℃で、温度120〜130℃に調節した表面と中心線平均粗さRaが0.3μm、10点平均粗さRzが0.50μmである冷却ロールに接触させ、この接点に、ポリカーボネート樹脂の反対面より表面硬度70°のシリコンゴム製の鏡面ガイドロールを平均線圧4kg/cmで押しつけて0.25mm厚みの片面マット、他面鏡面のポリカーボネートフィルムが得た。このときのRe(550)は75nm、Rth(550)は255nmであった。得られた拡散フィルムの特性を表2に示す。
続いて、得られた1軸延伸多層積層フィルムの両面に、得られた片面マット、他面鏡面のポリカーボネートフィルムの鏡面側とアクリル系粘着剤を介して積層し、積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。
【0112】
[実施例2〜6]
表1に示すとおり、各層の樹脂組成または層厚みを変更した以外は、実施例1と同様にして1軸延伸多層積層フィルムを得た。得られた1軸延伸多層積層フィルムの両面に得られた片面マット、他面鏡面のポリカーボネートフィルムの鏡面側とアクリル系粘着剤を介して積層し、積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。
なお、実施例2で第2層用ポリエステルとして用いたNDC20PETとは、実施例1の第2層用ポリエステルとして用いたイソフタル酸20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート(IA20PET)の共重合成分を2,6−ナフタレンジカルボン酸に変更した共重合ポリエステルである。
また、実施例4で第2層用ポリエステルとして用いたENA21PEN/PCTブレンドとは、実施例4の第1層用ポリエステルであるENA21PEN(酸成分の79モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の21モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分がエチレングリコールである芳香族ポリエステル)とイーストマンケミカル製PCTA AN004(ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート-イソフタレート共重合体)を重量比率で2:1になるように混合したものである。
【0113】
[実施例7〜12]
実施例1で用いた拡散フィルムの厚み、位相差および表面粗さを表2のとおりに変更する以外は実施例1と同様にして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。
【0114】
[比較例1]
第1層用熱可塑性樹脂を固有粘度(オルトクロロフェノール、35℃)0.62dl/gのポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)、第2層用熱可塑性樹脂を固有粘度(オルトクロロフェノール、35℃)0.62dl/gのテレフタル酸64mol%共重合ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(TA64PEN)に変更し、表1に示す製造条件に変更する以外は実施例1と同様にして1軸延伸多層積層フィルムを得た。得られた1軸延伸多層積層フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴、物性を表1に示す。
続いて、実施例1で用いた片面マット、他面鏡面のポリカーボネートフィルムの代わりに両面鏡面であるポリカーボネートフィルムを使用する以外は、実施例1と同様に貼合して積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。
得られた1軸延伸多層積層フィルムは、s偏光の平均反射率が入射角0°、50°ともに15%を超えており、偏光性能が実施例に比べて低下した。また積層フィルムの色相変化量が実施例に比べて大きく、色相ずれが生じた。また、1軸延伸多層積層フィルムに積層するポリカーボネートフィルムの表面が鏡面であるため輝度斑が発生した。
【0115】
[比較例2〜6]
表1に示すとおり、樹脂組成、層厚み、製造条件のいずれかを変更した以外は実施例1と同様にして1軸延伸多層積層フィルムおよび積層フィルムを得た。得られた1軸延伸多層積層フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴、物性を表1に示す。得られた1軸延伸多層積層フィルムは、いずれも実施例に比べて偏光性能が低下した(表1の反射率特性)。また積層フィルムの色相変化量が実施例に比べて大きく、色相ずれが生じた。また、1軸延伸多層積層フィルムに積層するポリカーボネートフィルムの表面が鏡面であるため輝度斑が発生した。
【0116】
[比較例7]
実施例1で用いた片面マット、他面鏡面のポリカーボネートフィルムの代わりに両面鏡面であるポリカーボネートフィルムを使用する以外は、実施例1と同様に貼合して積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。
【0117】
[比較例8、9]
実施例1で用いた拡散フィルムのかわりに、厚み、位相差および表面粗さを表2のとおり変更した拡散フィルムを用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。
SRaまたはピークカウントSPcのいずれかが上限を超える粗さの拡散フィルムを用いたため、実施例1と同じ1軸延伸多層積層フィルムでありながら、その高い輝度向上効果が解消され、実施例1よりも輝度向上率が低下した。
【0118】
[比較例10]
実施例1で用いた拡散フィルムのかわりに高透明2軸延伸PETフィルム(帝人デュポンフィルム製OLPFW−125μm)を使用する以外は実施例1と同様にして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。拡散フィルムの位相差が面内、厚み方向のいずれも高く、またピークカウント数も500を超えており、十分な輝度向上効果が得られず、また色相ずれが大きく、輝度斑も生じた。
【0119】
[比較例11]
厚さ100μmのポリカーボネートフィルムを150℃で5%延伸処理し、延伸フィルムを得、これを実施例1で用いた拡散フィルムのかわりに使用する以外は実施例1と同様にして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性を表2に示す。拡散フィルムの面内相差が大きく、またピークカウント数も500を超えており、十分な輝度向上効果が得られず、また色相ずれが大きく、輝度斑も生じた。
【0120】
【表1】

【0121】
【表2】

【0122】
なお、表1中のポリエステルの組成は以下の通りである。
【0123】
【表3】

【0124】
NDC:2,6−ナフタレンジカルボン酸
ENA:6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸
EG:エチレングリコール
IA:イソフタル酸
TA:テレフタル酸
PEN:ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート
PET:ポリエチレンテレフタレート
【産業上の利用可能性】
【0125】
本発明の積層フィルムは、従来の多層積層型の反射偏光フィルムで見られた斜め方向の入射角による透過偏光の色相ずれが解消され、しかも従来よりも高い偏光性能を有することから、輝度向上フィルムとして用いた場合に高い輝度向上率が得られ、かつ高視野角で色相ずれの少ない視認性に優れた液晶ディスプレイを提供することができる。同時に、一定の表面性の拡散フィルムが積層されているため、大型ディスプレイに使用しても平面性の低下や輝度斑がなく、反射偏光フィルムの輝度向上効果を損なわずに拡散効果が得られ、大型ディスプレイの輝度向上部材として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0126】
A:拡散フィルム
B:接着層
C:反射型偏光フィルム
D:拡散面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
反射型偏光フィルムの少なくとも一方の面に拡散フィルムが積層された積層フィルムであって、
前記拡散フィルムの中心線平均粗さSRaが0.3〜1.0μmかつピークカウントSPcが500カウント/mm未満であり、前記拡散フィルムの波長550nmにおける面内位相差値(Re(550))が100nm未満、波長550nmにおける面内に垂直な方向の位相差値(Rth(550))が300nm未満であり、
前記反射型偏光フィルムが第1層と第2層とが交互に積層された合計251層以上の1軸延伸多層積層フィルムを含み、
前記1軸延伸多層積層フィルムが
1)第1層は平均屈折率1.60以上1.70以下であって、1軸延伸方向(X方向)の屈折率nXが延伸により増大し、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)の屈折率nYおよびフィルム厚み方向(Z方向)の屈折率nZが延伸により低下する熱可塑性樹脂からなる層であり、
2)第2層は平均屈折率1.50以上1.60以下であって、1軸延伸方向(X方向)、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)およびフィルム厚み方向(Z方向)それぞれの屈折率差が延伸前後で0.05以下である熱可塑性樹脂からなる層であって
3)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して平行な偏光成分について入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率がそれぞれ90%以上であり、
4)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率がそれぞれ15%以下
であることを特徴とする積層フィルム。
【請求項2】
前記拡散フィルムが前記反射型偏光フィルムの両面に積層された、請求項1記載の積層フィルム。
【請求項3】
前記1軸延伸多層積層フィルムの第1層を形成する熱可塑性樹脂がジカルボン酸成分とジオール成分とのポリエステルからなり、
(i)該ジカルボン酸成分は5モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分および50モル%以上95モル%以下の下記式(B)で表される成分を含有し、
【化1】

(式(A)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす)
【化2】

(式(B)中、Rはフェニレン基またはナフタレンジイル基を表わす)
(ii)該ジオール成分は90モル%以上100モル%以下の下記式(C)で表される成分を含有する、
【化3】

(式(C)中、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす)
請求項1または2に記載の積層フィルム。
【請求項4】
第2層を形成する熱可塑性樹脂が、イソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルである請求項1〜3のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項5】
前記拡散フィルムを形成する樹脂がポリカーボネートである、請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項6】
液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして用いられる請求項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれかに記載の積層フィルムからなる輝度向上部材。
【請求項8】
面光源、請求項7に記載の輝度向上部材および液晶ディスプレイモジュールとを有する液晶ディスプレイ装置。

【図4】
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【図5】
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【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−236351(P2012−236351A)
【公開日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−107284(P2011−107284)
【出願日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【出願人】(000003001)帝人株式会社 (1,209)
【Fターム(参考)】