JPH10186109A - 拡散フィルム、その製造方法および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価でかつ容易に製造できる液晶表示装置の
視角改良効果の大きいフィルムを提供する。 【解決手段】 一軸延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィ
ルムであって、配向方向と直交する方向にクレーズを有
し、そのクレーズの平均長さ（Ｌ）が１μｍ以上５０μ
ｍ以下、平均幅（Ｄ）が１μｍ以上で、かつ幅に対する
長さの比（Ｌ／Ｄ）が１以上であり、透過光の色度が、
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系の色座標ｂ^* で０以上６以下である
ことを特徴とする拡散フィルム、およびこれを配置した
液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に用い
られる拡散フィルム及びその製造方法に関する。さら
に、該拡散フィルムを配置して視角特性を改善した液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄い、軽い、低消費電力であるという特
徴からワープロ、ノートパソコン、モニター等に液晶表
示装置（ＬＣＤ）が普及している。アクティブマトリク
ス駆動型ＬＣＤ及び単純マトリクス駆動型ＬＣＤとも
に、これまでの技術改良によって、正面から見た場合に
はＣＲＴを超える画質が得られるようになってきている
反面、斜め方向から見た場合のコントラスト低下や色相
の変化といった視角特性はＣＲＴと比較して十分でない
ため、この改良が強く望まれている。

【０００３】ＬＣＤの視角改良は様々な方法で行われて
いるが、そのなかでマイクロレンズにより正面方向の映
像を全方向に広げる方法や、特開平８−２９２３２２号
公報に見られるように散乱に方向依存性のある光学フィ
ルムを用い、散乱により視角を拡大する方法がある。ま
た、熱可塑性樹脂フィルムに向きのそろったクレーズを
発生させる方法として、特開平７−１４６４０３号公報
には、熱可塑性樹脂フィルムを刃に接触させて分子配向
と平行方向にクレイズを発生させる方法が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロレンズを用いる方法や特開平８−２９２３２２号公報
に記載の方法は、どちらのモードのＬＣＤにも効果があ
るが、工業的に生産する際に高度の技術を必要とし、ま
た比較的高価になることから必ずしも十分満足できるも
のではない。また、特開平７−１４６４０３号公報に開
示されているフィルムは、クレーズサイズが大きく斜め
方向から不透明になる視角制御（プライバシーフィルタ
ー）の用途には向いているが、ＬＣＤの広視角化効果は
得られない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明者は安価でかつ容易に製造できるＬＣＤの
視角改良効果の大きいフィルムについて鋭意検討した結
果、非晶性熱可塑性樹脂を降伏応力の８０％以上１００
％未満の応力下で３０ｍｍ／秒以下の変形速度で一軸延
伸することによって、配向方向と直交する方向に特定形
状のクレーズを有する拡散フィルムが得られ、この拡散
フィルムはＬＣＤの視角改良効果が大きいことを見出
し、本発明に至った。

【０００６】すなわち本発明は次のとおりである。 （１）一軸延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィルムであ
って、配向方向と直交する方向にクレーズを有し、その
クレーズの平均長さ（Ｌ）が１μｍ以上５０μｍ以下、
平均幅（Ｄ）が１μｍ以上で、かつ幅に対する長さの比
（Ｌ／Ｄ）が１以上であり、透過光の色度が、Ｌ^* ａ^*
ｂ^* 表色系の色座標ｂ^* で０以上６以下であることを特
徴とする拡散フィルム。 （２）非晶性熱可塑性樹脂を降伏応力の８０％以上１０
０％未満の応力下で３０ｍｍ／秒以下の変形速度で一軸
延伸することを特徴とする前記（１）項記載の拡散フィ
ルムの製造方法。 （３）前記（１）項記載の拡散フィルムを上偏光板の上
面または下面に配置してなる液晶表示装置。以下、本発
明を詳細に説明する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる非晶性熱可塑
性樹脂フィルムとしては、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等が
挙げられるが、透明性、加工性の面からポリカーボネー
トが好ましい。

【０００８】これらの非晶性熱可塑性樹脂フィルムは臨
界応力を超える応力の作用によってクレーズが発生す
る。非晶性熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸することに
よって、配向方向と直交する方向にクレーズが発生す
る。クレーズの大きさ、形状、密度に影響する要素とし
て延伸倍率や延伸温度、変形速度、樹脂の分子量等があ
る。また、フィルム作製時にフィラーや可塑剤を入れた
り、紫外線照射やコロナ処理によりフィルム表面に微小
な欠陥を作ることによってもクレーズの発現性、大きさ
が変わり光学特性も変化する。

【０００９】クレーズの平均長さは、高精細であるＬＣ
Ｄの画質に悪影響を及ぼさないために５０μｍ以下であ
る必要があり、好ましくは２０μｍ以下である。５０μ
ｍを超えると表示にざらつきを感じるようになりＬＣＤ
の画質低下の原因となる。また、拡散フィルムに白色光
を入射した場合、短波長である青い光が特に散乱され平
行透過光が黄色くなることがある。これはクレーズの大
きさが可視光の波長程度に小さい時に生じる現象であ
り、ＬＣＤの視認性低下の原因となり好ましくない。透
過光の着色を防ぐためには、クレーズの平均長さおよび
平均幅を可視光の波長に比べ十分大きくする必要があ
り、１μｍ以上であれば影響は少ない。すなわち、本発
明の拡散フィルムのクレーズは、その平均長さ（Ｌ）が
１μｍ以上５０μｍ以下、クレーズの平均幅（Ｄ）が１
μｍ以上であり、かつ幅に対する長さの比（Ｌ／Ｄ）が
１以上である。

【００１０】クレーズは配向現象であるため、クレーズ
の大きさは作用する応力の大きさと時間及び温度に影響
される。降伏応力の８０％以上１００％未満の応力下で
延伸することでクレーズを発現させることができ、かつ
変形速度３０ｍｍ／秒以下で延伸することでクレーズが
十分成長し、透過光の着色を低減することができる。具
体的には延伸温度、延伸倍率、延伸速度によって延伸応
力および変形速度を上記領域にコントロールする。

【００１１】上記の方法によって、着色（黄色）の度合
いは色度計で測定され、Ｌ^* ａ^* ｂ ^* 表色系の色座標ｂ
^* （ＪＩＳ Ｚ８７２９）で表して、その値が６以下の
フィルムが得られ、６以下であればＬＣＤの視認性低下
は許容される。

【００１２】該拡散フィルムの曇価はＬＣＤの視角改良
に十分な散乱を得るために２０％以上必要であるが、輝
度を確保し、コントラストを低下させないために曇価は
４０％以下でなければならない。

【００１３】本発明の拡散フィルムは、延伸により製造
できるため、均質で大面積を容易に得ることができる。
延伸方法はロール間延伸法、テンター法などのいずれの
方法でも可能である。テンター法による横延伸する方法
が大きな力を連続して安定的に与えることができるため
適しており、均質性にも優れている。例えば、１５イン
チモニターサイズ相当である３０ｃｍ×２５ｃｍでチッ
プカットした場合、面内の曇価のばらつきは±２％以内
の均質性で得られる。ｂ^* についても±０．５以内の均
質性で得られる。本発明において、クレーズの長さおよ
び幅、色度、曇価は、３０ｃｍ×２５ｃｍの拡散フィル
ムの４隅と中心の５点についての平均値である。

【００１４】本発明の拡散フィルムを上偏光板の上面ま
たは下面に配置することによって、液晶表示装置の視角
改良することができる。拡散フィルムを上偏光板の上面
に配置して用いる場合、拡散フィルムの表面に付加機能
を付与することもできる。例えば、最表面となる拡散フ
ィルムの表面に傷つき防止のための透明な保護フィルム
を貼合したり、傷つき防止のためのハードコート層を設
けることができる。また、外光の反射を防止するために
表面に微細な凹凸を形成し外光を乱反射させるアンチグ
レア層や、誘電体薄膜の多層膜からなる反射防止層を形
成することもできる。さらに、反射防止層を形成した透
明な保護フィルムを貼合したり、ハードコート層上に反
射防止層を形成したりすることもできる。また、本発明
の拡散フィルムがレターデーション値が発現していない
場合や発現していても配向方向を上偏光板の吸収軸と平
行もしくは直交するように配置する場合は上偏光板の下
面に配置が可能であり、拡散フィルムによる外光の乱反
射を低減できる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、拡散フィルムを工業的
に容易に製造することができ、該フィルムを配置するこ
とにより液晶表示装置の視角を改善することができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例によって詳細に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。なお、評価は次
の方法で行った。下記の（１）クレーズの長さおよび
幅、（２）色度、（３）曇価は、１５インチモニターサ
イズ相当である３０ｃｍ×２５ｃｍの拡散フィルムの４
隅と中心の５点について測定し、その平均値で表示し
た。 （１）拡散フィルムのクレーズの長さおよび幅（μ
ｍ）：光学顕微鏡（ＯＰＴＩＰＨＯＴ２−ＰＯＬ Ｎｉ
ｋｏｎ社製）を用い、測定点において、４００倍の倍率
で１００μｍ×１００μｍの範囲を観察し、５測定点の
平均値で表示した。 （２）拡散フィルムの色度：島津自記分光光度計（ UV-
2200（株）島津製作所製）を用いて測定し、Ｌ^*ａ^* ｂ
^* 表色系（ＪＩＳ Ｚ８７２９）で表した。 （３）拡散フィルムの曇価：ヘイズメーター（直読ヘー
ズコンピューター スガ試験器社製）を用いて測定し
た。 （４）ＬＣＤの視角改良効果の確認：ＳＴＮタイプのＬ
ＣＤ（コントラストは正面１７．８、上４０°１．８
７、下４０°０．９３であり、正面での白表示の色度は
ＸＹＺ表色系で( x , y )＝( 0.29491 , 0.31655 ）を
使用して行った。 （５）ＬＣＤの輝度および色度の測定：瞬間マルチ測光
システム（ＭＣＰＤ２０００ 大塚電子（株）製）によ
り求めた。

【００１７】実施例１ 溶剤キャスティング法によって得られた厚みが１４０μ
ｍのポリカーボネートフィルムを、テンター法により変
形速度２５ｍｍ／秒で１６８℃で３．０倍に一軸延伸し
た。クレーズの平均長さ７μｍ、平均幅１μｍ、曇価３
０％の拡散フィルムが得られた。色度はＬ^* ８４．３
６、ａ^* ０．１２、ｂ^* ２．９６であった。該フィルム
を配向方法がＬＣＤの上下方向になるように上偏光板の
上面に配置し、正面および上下４０°方向のコントラス
トおよび白表示における正面輝度の低下と色度の変化を
測定した結果、白表示における正面輝度は未使用時の６
８．８％、コントラストは正面１８．１、上４．６、下
３．９であり視角改良効果があった。白表示の色度は(
x , y ) ＝( 0.29787 , 0.31819 ) であり視認性に問題
はなかった。

【００１８】実施例２ 溶剤キャスティング法によって得られた厚みが７０μｍ
のポリメチルメタクリレートフィルムを、テンター法に
より８０℃で１２ｍｍ／秒で２．０倍に一軸延伸した。
クレーズの平均長さ２０μｍ、平均幅１μｍ、曇価２５
％の拡散フィルムが得られた。色度Ｌ^* ７７．５、ａ^*
０．２０、ｂ^* ０．７５であった。該フィルムを配向方
法がＬＣＤの上下方向になるように上偏光板の下面に配
置し、正面および上下４０°方向のコントラストおよび
白表示における正面輝度の低下と色度の変化を測定した
結果、白表示における正面輝度は未使用時の７４．５
％、コントラストは正面１３．８、上３．２、下３．１
であり視角改良効果があった。白表示の色度は( x , y
) ＝( 0.29523 , 0.31712 ) であり視認性に問題はな
かった。

【００１９】比較例１ 溶剤キャスティング法によって得られた厚みが１４０μ
ｍのポリカーボネートフィルムを、テンター法により変
形速度４６ｍｍ／秒で１６３℃で２．５倍に一軸延伸し
た。クレーズの平均長さ１５μｍ、平均幅０．５μｍ、
曇価２３％の拡散フィルムが得られた。色度Ｌ^* ８４．
８３、ａ^* ０．０３、ｂ^* ８．７３であった。該フィル
ムを実施例１と同様に配置し、正面および上下４０°方
向のコントラストを測定した結果、白表示における正面
輝度は未使用時の７５．８％、コントラストは正面１
３．８、上３．２、下２．１であり視角改良効果があっ
た。白表示の色度は( x , y ) ＝( 0.30956 , 0.32959
) であり黄色みをおび問題であった。

【００２０】比較例２ 溶剤キャスティング法によって得られた厚みが１４０μ
ｍのポリカーボネートフィルムを、テンターにより室温
で１．０１倍になるように引っ張り、横方向に張力を与
えた状態でエタノールと接触させた。クレーズの平均長
さ１．１ｍｍ、平均幅１０μｍ、曇価４％のフィルムが
得られた。色度Ｌ^* ９５．８、ａ^* −０．１８、ｂ
^* ０．５２であった。該フィルムを実施例１と同様に配
置し、正面および上下４０°方向のコントラストを測定
した結果、白表示における正面輝度は未使用時の９５．
１％、コントラストは正面１７．９、上１．９、下０．
９であり視角改良効果は見られなかった。白表示の色度
は( x , y ) ＝( 0.29505 , 0.31685 ) であり問題なか
った。

【００２１】

【表１】 ＣＲ：コントラスト 輝度：拡散フィルム未使用時の正面白表示の輝度を100 とした相対強度

【００２２】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】拡散フィルムをＳＴＮ型ＬＣＤの上偏光板の上
面に配置した場合の断面図。

【図２】拡散フィルムをＳＴＮ型ＬＣＤの上偏光板の下
面に配置した場合の断面図。

【符号の説明】

１ 拡散フィルム ２ 上偏光板 ３ 上位相差板 ４ ＳＴＮ−ＬＣＤパネル ５ 下位相差板 ６ 下偏光板 ７ 集光レンズシート ８ バックライトシステム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一軸延伸された非晶性熱可塑性樹脂フィル
   ムであって、配向方向と直交する方向にクレーズを有
   し、そのクレーズの平均長さ（Ｌ）が１μｍ以上５０μ
   ｍ以下、平均幅（Ｄ）が１μｍ以上で、かつ幅に対する
   長さの比（Ｌ／Ｄ）が１以上であり、透過光の色度が、
   Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系の色座標ｂ^* で０以上６以下である
   ことを特徴とする拡散フィルム。
2. 【請求項２】曇価が２０％以上４０％以下である請求項
   １記載の拡散フィルム。
3. 【請求項３】非晶性熱可塑性樹脂を降伏応力の８０％以
   上１００％未満の応力下で３０ｍｍ／秒以下の変形速度
   で一軸延伸することを特徴とする請求項１記載の拡散フ
   ィルムの製造方法。
4. 【請求項４】一軸延伸がテンター法による横延伸である
   ことを特徴とする請求項３記載の拡散フィルムの製造方
   法。
5. 【請求項５】請求項１記載の拡散フィルムを上偏光板の
   上面または下面に配置してなる液晶表示装置。