專利名稱：：聚合物薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于以液晶顯示裝置(LCD)為首的顯示器以及光學(xué)器件領(lǐng)域的聚合物薄膜。更具體地說，涉及適于提高液晶顯示器的輝度、對比度的薄膜。
背景技術(shù)：
：目前，在使用發(fā)光二極管等點光源或者熒光燈、陰極管等線狀光源進行數(shù)字、文字的顯示或者面發(fā)光等的顯示元件中，使用光漫射性薄膜，該光漫射性薄膜將上述點狀或線狀光源如同面光源一樣散射透射光。同樣地，在平板顯示器(FPD)中，作為顯示性能，期望改善輝度不均勻、提高輝度。液晶顯示器的常用的背燈單元由在背面印刷有光漫射用點的導(dǎo)光板、設(shè)置在該導(dǎo)光板的一側(cè)或兩側(cè)的光源(冷陰極管等)、重疊于該導(dǎo)光板上的光漫射片、在該光漫射片的上面或上下方根據(jù)需要配置透鏡薄膜(棱鏡片)等構(gòu)成。組裝到這種背燈單元的光漫射片均勻地漫射來自導(dǎo)光板的光，防止了在顯示畫面上見到點，起到了抑制光損失、漫射光在液晶板面上均勻地放出的作用。作為這種光漫射片，以往已經(jīng)提出了幾種。例如，日本特開平11-337711號公報中，為了實現(xiàn)上述目的，作為高光漫射劑，提出了使用由選自PMMA(聚甲基丙烯酸曱酯)、聚丙烯腈、聚酯、有機硅、聚乙烯、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺-曱醛縮合物、苯并三聚氰二胺-甲醛縮合物、苯并三聚氰二胺-三聚氰胺-曱醛縮合物等有機材料中的至少一種以上的材料構(gòu)成，而且由粒徑l~20^m的球狀或正球狀的顆粒構(gòu)成的漫射劑的材料。日本特開2003-107214號公報提出了在透明支撐體上層壓含有粘結(jié)劑樹脂和樹脂顆粒并且具有凹凸表面的光漫射層而形成的光漫射性片，據(jù)報告該光漫射性片的總透光率為70.0%以上，霧度為80.0%以上，透射的圖像清晰度為21.0%以上且不足25.0%。然而，日本特開平11-337711號公報、日本特開2003-107214號公報所公開的光漫射片具有如下問題從光漫射層表面突出的聚合物珠粒、無機微粒損傷在其上疊置的透鏡薄膜；由于沖擊等容易從光漫射層上脫落，因此，清晰度不充分；顯示的品位降低；成品率變差、制造成本增高等。此外，為了使光漫射作用變得充分而提高霧度值，需要增加所添加的分散劑的含量，但這些分散劑導(dǎo)致的光損失不能被忽視。因此，在日本特開2002-357706號公報中，提出了一種光學(xué)片，其為了解決上述問題而想要用壓花(emboss)加工來表現(xiàn)光漫射性，其具有透明合成樹脂制的基材層、形成于該基材層的表面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)功能層，該基材層含有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度10(TC以上且180。C以下的合成樹脂，此外，該基材層的背面通過壓花加工形成微細(xì)凹凸。此外，在該提案中，為了通過壓花加工形成背面的微細(xì)凹凸，能夠容易且正確地調(diào)整孩i細(xì)凹凸的形狀、表面粗糙度等，防止在導(dǎo)光板等表面的受傷，制成有效的表面粗糙度、凹凸的形狀等是比較容易的，背面的表面粗糙度(Rz)推薦為30^im以上且60(im以下。然而，最近的漫射薄膜中尋求的漫射作用和輝度提高作用的要求在逐年增高，需要在光學(xué)上設(shè)計、結(jié)構(gòu)可控的漫射薄膜，僅用Rz規(guī)定是不充分的，尤其30ium以上是過大的，有可能不能完全消除輝度不均勻。日本特開2002-202508號公報提出了在正側(cè)面和背側(cè)面形成有漫射部而且該兩個漫射部的任何一方形成為壓花形狀的漫射薄膜。另外，據(jù)報告，由于不需要如以往那樣通過實施印刷來減少發(fā)光二極管發(fā)出的光線的自身光量，因此，不會降低整個液晶屏幕的照度，可以有效地照明液晶屏幕。此外據(jù)報告，能夠比較容易地形成用于用壓花加工制造的光漫射片，該制造成本沒有增加。此外，在形成為壓花形狀的情況下，其表面的粗糙度在形成Rz為5ium以上且50ium以下時，能夠顯著地漫射光線，但僅僅規(guī)定Rz則難以同時完全滿足光漫射作用和輝度提高、透射率等。日本特開2003-329812號公報的提案，其特征在于，在透明高分子薄膜的一個面具有光漫射層，另一個面形成算術(shù)平均粗4造度為0.5^im以下、凹凸的平均間隔(Sm)為80ium以下的凹凸面。據(jù)報告，這種形狀的凹凸面可以直接形成在透明高分子薄膜上，也可以在透明高分子薄膜的與光漫射層相反的面上形成后涂層、并在該后涂層上形成凹凸面。由于僅用上述規(guī)定的壓花面不能獲得充分的光漫射作用，因此該技術(shù)方案另外需要光漫射層，制造方法是麻煩的，存在光損失、成本增加的問題。曰本特開2004-4417號公報提出了一種光漫射性片，該片是在透明基板的至少一個單面上設(shè)置了表面形成有微細(xì)凹凸形狀的透明樹脂層的光漫射性片，該光漫射性片的霧度值為30%以上，中心線平均表面粗糙度(Ra:|nm)和平均峰谷間隔(Sm:pm)的比(Ra/Sm)為0.005以下，而且滿足0.1^Ra^0.4。然而，這樣在Ra小的凹凸面不能獲得充分的漫射作用，具有與日本特開2003-329812號公報同樣的問題。
發(fā)明內(nèi)容如上所述，目前提出的光學(xué)漫射薄膜分散有粘結(jié)劑樹脂和樹脂顆粒，因此，顯示的品位低，不能忽視光損失，即使是在凹凸面上實施顯示光漫射作用的壓花面而獲得的薄膜，也不能同時滿足光漫射作用和輝度提高、透射率等。本發(fā)明人為了解決上述問題進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ra(算術(shù)平均粗并造度)為0.5|um2.5|Lim、Ry(最大高度)為3pmllnm、Rz(十點平均高度)為3ium以上8ium,透光率為85%以上的聚合物薄膜同時滿足以往沒有的光漫射作用和輝度提高、透射率等，從而完成了本發(fā)明。此外發(fā)現(xiàn)，在Sm(凹凸的平均間隔)為90nm160|um,局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)為5fim15^im的情況下，顯示了特別適合的性能。另外，本發(fā)明的聚合物薄膜可以用熔融擠出法來制造。圖l是表示算術(shù)平均粗糙度圖2是表示十點平均粗糙度圖3是表示凹凸的平均間隔(Ra)的計算方法的圖。(Rz)的計算方法的圖。(Sm)的計算方法的圖。具體實施例方式以下更詳細(xì)的i兌明本發(fā)明。本發(fā)明的聚合物薄膜的算術(shù)平均粗糙度Ra為0.5pm2.5iLim。本發(fā)明的算術(shù)平均粗糙度(Ra)的測定方法在以下實施例中描述。本發(fā)明的算術(shù)平均粗糙度Ra的值優(yōu)選為1.0|um~2.0(^m。本發(fā)明的聚合物薄膜的最大高度Ry為3|uml1pm。本發(fā)明的最大高度Ry的測定方法在以下實施例中描述。本發(fā)明的最大高度Ry的^f直優(yōu)選為5|um10|Lim。本發(fā)明的聚合物的十點平均高度Rz為3pm8^im。本發(fā)明的十點平均高度Rz的測定方法在以下實施例中描述。本發(fā)明的十點平均高度Rz的^直優(yōu)選為4ium7iLim。本發(fā)明的聚合物薄膜的透光率為85%以上。本發(fā)明的透光率的測定方法在以下實施例中描述。在透光率為85%以上時，能夠?qū)⒐鈸p失抑制至很低，而且減小了輝度的降低，因此是優(yōu)選的。優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚合物薄膜的凹凸的平均間隔Sm為90|um160|um。本發(fā)明的凹凸的平均間隔Sm的測定方法在以下實施例中描述。更優(yōu)選的凹凸的平均間隔Sm的值為100jum~150|um。優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚合物薄膜的局部峰頂?shù)钠骄g隔S為5|iim~l5pm。本發(fā)明的局部峰頂?shù)钠骄g隔S的測定方法在以下實施例中描述。更優(yōu)選的局部峰頂?shù)钠骄g隔S的值為7|um12jLim。優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚合物薄膜的霧度為50%以上。本發(fā)明的霧度的測定方法在以下實施例中描述。在霧度為50%以上時，漫射效果增大，因此是優(yōu)選的。在表面粗糙度過小時，維持了透光率的光漫射作用但輝度提高效果減小，因此是不優(yōu)選的；另一方面，在表面粗糙度過大時，細(xì)小的輝度不均勻不能消除而殘留，因此是不優(yōu)選的。另外，對于表面粗并造度，僅用Rz規(guī)定是不充分的，優(yōu)選還用Ra、Ry規(guī)定。另外，在凹凸的間隔過大時，每單位面積的凹凸的個數(shù)減少，漫射和輝度提高效果降低，因此是不優(yōu)選的。為了獲得本發(fā)明的表面粗糙度，壓花加工的金屬制冷卻輥的表面粗糙度是最重要的，進一步用輥速度、溫度來規(guī)定。作為相位差膜，可使用透光性優(yōu)異的薄膜，沒有特別限制。優(yōu)選使用透光率85%以上、取向不均勻少的薄膜。作為材質(zhì)，例如可以使用聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、PET、聚萘二甲酸乙二醇酯之類的聚酯，聚醚砜、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯之類的聚烯烴，纖維素系聚合物，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚氯乙烯，聚偏氯乙烯，聚酰胺，降冰片烯系聚合物等。在上述聚合物當(dāng)中，尤其適宜使用聚碳酸酯。聚碳酸酯的制造方法是使用雙酚類與碳酸酯形成化合物的公知方法。例如可以用雙酚類與光氣的直接反應(yīng)(光氣法)或者用雙酚類與雙芳基碳酸酯的酯交換反應(yīng)(酯交換法)等方法制造。作為上述雙酚類，可以列舉出2,2_雙(4-鞋苯基)丙烷(俗稱雙酚A)、雙(4-羥苯基)曱烷、1，1-雙(4-羥苯基)乙烷、2，2-雙(4-羥苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥苯基)辛烷；2，2-雙(4-羥苯基)苯基曱烷、2，2-雙(4-羥基-1-甲基苯基)丙烷、2，2-雙(3-甲基-4-羥苯基)丙烷、2，2-雙(3，5-二曱基-4-羥苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)萘基甲烷、1,1-雙(4-羥基-叔丁基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷、2，2-雙(4-羥基-3,5-四甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、2，2-雙(4-羥基-3,5-四氯苯基)丙烷、2，2-雙(4-幾基-3,5-四溴苯基)丙烷等雙(羥基芳基)烷烴類，1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)戊烷、1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷(俗稱雙酚Z)、1,1-雙(4-羥苯基)-3，5,5-三甲基環(huán)己烷等雙(羥基芳基)環(huán)烷烴類，雙(4-羥苯基)硫醚等雙(羥基芳基)硫醚類，雙(4-鞋苯基)砜等雙(鞋基芳基)砜類等。尤其，2，2-雙(4-羥苯基)丙烷(俗稱雙酚A)是優(yōu)選的。另一方面，作為石友酸酯形成化合物，可以列舉出例如光氣、三光氣、碳酸二苯酯、碳酸二對曱苯基酯、碳酸苯基-對曱苯基酯、碳酸二-對氯苯基酯、碳酸二萘酯等碳酸雙芳基酯。還可以并用兩種以上這些的化合物。此外，在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，還可以將三環(huán)[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇、環(huán)己烷-l，4-二甲醇、十氫化萘-2，6-二曱醇、降冰片烷二甲醇、五環(huán)十五烷二曱醇、環(huán)戊烷-l，3-二甲醇、1，4-丁二醇、1,6-己二醇、螺環(huán)二醇、異山梨醇、異二縮甘露醇(isomannide)等與上述雙酚類并用。本發(fā)明的聚合物薄膜優(yōu)選由于在至少一個面的表面上具有凹凸形狀的圖樣而具有霧度50%以上的功能。該表面形狀優(yōu)選是光漫射性優(yōu)異的壓花圖樣、V形溝圖樣、壟狀圖樣等，尤其壓花圖樣是優(yōu)選的。通過在薄膜表面上具有凹凸形狀的圖樣，透光率和霧度升高，光漫射性能變得優(yōu)異。作為本發(fā)明的樹脂制薄膜的制造方法，可以使用通常的熔融擠出成形裝置來成形。將在擠出機內(nèi)熔融并從T形模頭擠出的熔融樹脂薄膜在具有橡膠彈性的第一冷卻輥和表面壓花加工的金屬制第二冷卻輥之間擠壓，從而在薄膜表面上賦予凹凸形狀，用配置于下游側(cè)的金屬制第三冷卻輥和引出輥(takeawayroll)引出薄膜。實施例以下通過實施例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明決不限于這些實施例。特性的評j介如下所述。(1)總透光率、霧度用抹式會社村上色彩技術(shù)研究所制造的霧度計HM-150型測定。(2)正面輝度將輝度計(；、乂A夕制造的LS-llO)設(shè)置在距離尺寸7cmx9cm的背燈單元的發(fā)光面30cm的位置，測定光源的正面輝以凹凸面朝向光源側(cè)的方向，將切成6.5cmx8.5cm大小的漫射薄膜安裝在背燈發(fā)光面上，用膠帶固定，然后用輝度計測定正面輝度。(3)薄膜表面粗糙度的測定測定裝置使用林式會社《一工>義制造的超深度形狀測定顯孩14竟VK-8500。測定i殳定為物4竟x50、自動快門、自動增益控制。螺距(PITCH)按0.1)um來進行測定。(算術(shù)平均粗糙度(Ra))算術(shù)平均粗糙度如下得出從粗糙度曲線在其平均線方向上取基準(zhǔn)長度(l),在該取樣部分的平均線方向上設(shè)X軸，在與該X軸正交的方向上設(shè)Y軸，用y二f(x)表示粗糙度曲線時，以微米(|Lim)求出由下式得出的值。Ra的計算方法用圖表示時如圖l所示。(最大高度(Ry))最大高度如下得出從粗糙度曲線在其平均線方向上取基準(zhǔn)長度，在與該粗糙度曲線正交的方向上測定該取樣部分的峰頂線與谷底線的間隔，將該值用樣t米(pm)表示。(十點平均粗糙度(Rz))十點平均粗糙度如下得出從粗糙度曲線在其平均線方向上取基準(zhǔn)長度(1),求出在與該取樣部分的平均線正交的方向上測定的、從最高的峰頂?shù)降谖甯叩姆屙數(shù)臉?biāo)高(Yp)的絕對值的平均值與最低的谷底到第五低的谷底的標(biāo)高(Yv)的絕對值的平均值之和，將該值用微米()am)表示。即，Rz通過下式求出。另外，Rz的計算方法在用圖表示時如圖2所示。rtIY印+Yp2+Y陶十Yfw+Yp51+1Yvi+YV2+Yv3+Yv4十YvslRz=~~--^5Yp,+Yp2+Yp3+Yp4+Yp5:對于基準(zhǔn)長度(1)的取樣部分的最高峰頂?shù)降谖甯叩姆屙數(shù)臉?biāo)高YVl+Yv2+Yv3+Yv4+Yv5:對于基準(zhǔn)長度(1)的取樣部分的最低谷底到第五低的谷底的標(biāo)高(凹凸的平均間隔(Sm))凹凸的平均間隔如下得出從粗糙度曲線在其平均線方向上取基準(zhǔn)長度(l)，在該抽取部分內(nèi)，求出對應(yīng)于一個峰及與之相鄰的一個谷的平均線的長度之和(以下稱為凹凸的間隔)，表示該多個凹凸的間隔的算術(shù)平均值。雖然在標(biāo)準(zhǔn)中以毫米(mm)為單位，但在本裝置中，為了精確對象范圍，以微米(pm)為單位。即，Sm通過下式求出。另外，Sm的計算方法用圖表示時如圖3所示。10Sm=—2Smin:i一1(局部峰頂?shù)钠骄g隔(s))局部峰頂?shù)钠骄g隔如下得出從粗糙度曲線在其平均線方向上取基準(zhǔn)長度，在該取樣部分內(nèi)，求出對應(yīng)于相鄰的局部峰頂間的平均線的長度(以下稱為局部峰頂?shù)拈g隔)，表示該多個局部峰頂?shù)拈g隔的算術(shù)平均值。使用熱風(fēng)干燥機，將聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑料抹式會社生產(chǎn)的LupilonE-2000)粒料在120°C下干燥3小時。將該粒料通過90mm單螺桿擠出機和T形才莫頭在270。C下熔融擠出，擠出的熔融薄膜在直徑220mm的硅橡膠制的第一冷卻輥與表面算術(shù)平均粗糙度為2.4pm的、壓花加工的直徑450mm的金屬制第二冷卻輥之間擠壓。然后，在薄膜表面上賦予壓花花紋，冷卻，進一步通過表面為鏡面的金屬制第三冷卻輥，一邊用引出輥引出，一邊成形厚度130pm的單面壓花薄膜。此時，將第一冷卻輥的溫度設(shè)定在50。C，將第二冷卻輥的溫度設(shè)定在130。C,將第三冷卻輥的溫度設(shè)定在130。C,冷卻輥的速度為9.9m/min。所得薄膜的特性評價結(jié)果在表l中示出。在測定輝度時，通過安裝本實施例的聚碳酸酯樹月旨制薄膜，可以顯著提高輝度。[實施例2]使用熱風(fēng)干燥機，將聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑料林式會社生產(chǎn)的LupilonE-2000)粒料在120°C下干燥3小時。將該粒料通過90mm單螺桿擠出機和T形模頭在270。C下熔融擠出，擠出的熔融薄膜在直徑220mm的硅橡膠制的第一冷卻輥與表面算術(shù)平均粗糙度為2.4nm的、壓花加工的直徑450mm的金屬制第二冷卻輥之間擠壓。然后，在薄膜表面上賦予壓花花紋，冷卻，進一步通過表面為鏡面的金屬制第三冷卻輥，一邊用引出輥引出，一邊成形厚度75iim的單面壓花薄膜。此時，將第一冷卻輥的溫度設(shè)定在60。C,將第二冷卻輥的溫度設(shè)定在135。C,將第三冷卻輥的溫度設(shè)定在135。C,冷卻輥的速度為17.0m/min。所得薄膜的特性評價結(jié)果在表l中示出。在測定輝度時，通過安裝本實施例的聚碳酸酯樹脂制薄膜，可以顯著提高輝度。使用熱風(fēng)干燥機，將聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑料林式會社生產(chǎn)的LupilonE-2000)粒料在120°C下干燥3小時。將該粒料通過90mm單螺桿擠出機和T形模頭在270。C下熔融擠出，擠出的熔融薄膜在直徑220mm的硅橡膠制的第一冷卻輥與表面算術(shù)平均粗糙度為0.8^im的、壓花加工的直徑450mm的金屬制第二冷卻輥之間擠壓。然后，在薄膜表面上賦予壓花花紋，冷卻，進一步通過表面為鏡面的金屬制第三冷卻輥，一邊用引出輥引出，一邊成形厚度130pm的單面壓花薄膜。此時，將第一冷卻輥的溫度設(shè)定在50。C,將第二冷卻輥的溫度設(shè)定在130。C,將第三冷卻輥的溫度設(shè)定在13(TC,冷卻輥的速度為9.9m/min。所得薄膜的特性評價結(jié)果在表l中示出。在測定輝度時，通過安裝本比較例的聚碳酸酯樹脂制薄膜，輝度沒有顯著提高。[比較例2]使用筒中塑料工業(yè)公司制造的聚碳酸酯薄膜ECG100-80，進行與實施例1和2同樣的測定。所得薄膜的特性評價結(jié)果在表1中示出。使用筒中塑料工業(yè)公司制造的聚碳酸酯薄膜ECG100S,進行與實施例l和2同樣的測定。所得薄膜的特性評價結(jié)果在表l中示出。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求1.一種聚合物薄膜，其算術(shù)平均粗糙度Ra為0.5μm～2.5μm，最大高度Ry為3μm～11μm，十點平均高度Rz為3μm～8μm，透光率為85％以上。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚合物薄膜，其中凹凸的平均間隔Sm為90ium160，局部峰頂?shù)钠骄g隔S為5jum~15)um。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚合物薄膜，其中霧度為50%以上。4.根據(jù)權(quán)利要求l~3的任一項所述的聚合物薄膜，其通過熔融才齊出法來制造。5.根據(jù)權(quán)利要求l~4的任一項所述的聚合物薄膜，其包含聚碳酸酯樹脂。全文摘要根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種聚合物薄膜，該聚合物薄膜的Ra(算術(shù)平均粗糙度)為0.5μm～2.5μm，Ry(最大高度)為3μm～11μm，Rz(十點平均高度)為3μm～8μm，透光率為85％以上。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案能夠同時滿足以往沒有的光漫射作用、輝度提高、透射率等。此外，優(yōu)選的方案是，Sm(凹凸的平均間隔)為90μm～160μm，局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)為5μm～15μm。文檔編號B29C59/04GK101622120SQ20078004671公開日2010年1月6日申請日期2007年12月21日優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日發(fā)明者三浦光雄,加藤賢治,奈良努,林勝茂,橫山潤申請人:Mgc菲爾須特股份有限公司;三菱瓦斯化學(xué)株式會社