CN105074517A - 光学膜及其制造方法、以及具备光学膜的偏光板、液晶显示装置、偏光投影机用屏幕 - Google Patents

光学膜及其制造方法、以及具备光学膜的偏光板、液晶显示装置、偏光投影机用屏幕 Download PDF

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Abstract

本发明提供可以使正交的偏光成分一方透过且使另一方偏光成分散射的光学膜及其制造方法。该光学膜包含光学各向同性连续相和光学各向异性分散相，其中，光学各向同性连续相的双折射低于1.5×10-4，光学膜的面内方向的一方向D1上的光学各向异性分散相的平均费雷特直径L1相对于与方向D1正交的方向D2上的光学各向异性分散相的平均费雷特直径L2之比：L1/L2为2.5以上，平均费雷特直径L2为0.5μm以下。

Description

光学膜及其制造方法、以及具备光学膜的偏光板、液晶显示装置、偏光投影机用屏幕
技术领域
本发明涉及光学膜及其制造方法，更详细而言，涉及可以适用于偏光板、液晶显示装置及偏光投影机用屏幕的光学膜及其制造方法。
背景技术
以往，液晶显示装置中使用吸收型偏光板，吸收型偏光板仅吸收来自背光源的光中正交的偏光成分一方，由此，仅将特定的偏光成分供给于液晶单元。
入射于吸收型偏光板的来自背光源的光中，偏光成分一方完全被吸收型偏光板吸收，因此，来自背光源的光的利用效率变成低于50％。因此，近年来，研究着在偏光板的光源侧配设辉度提高膜而实现光利用效率的提高(例如，专利文献1～3)。
辉度提高膜是可以一边使透过偏光板的偏光成分透过，一边使被偏光板吸收的偏光成分散射至背光源侧的膜。向背光源侧散射的光被反射膜等反射，而再次供于辉度提高膜。通过重复进行该散射及反射而变化光的偏光方向，可以增大透过偏光板的偏光成分的光量，可以有效地将来自背光源的光供给至液晶单元。
另外，已知有从前面侧(观察者侧)或背面侧投射具有偏光的影像光而显示希望图像的投影屏幕(例如，专利文献4及5)。在这样的偏光投影机用屏幕上形成有反射型偏光层，可以仅使偏光的影像光反射扩散而投影图像，因此，可以防止未偏光的环境光(例如外光等)映入屏幕引起的对比度的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2008-249970号公报
专利文献2：特开2003-207631号公报
专利文献3：特开2003-043260号公报
专利文献4：特开2002-540445号公报
专利文献5：特开2005-107096号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明人等此次得到如下见解：在将双折射小的具有光学各向同性的聚合物设为连续相，并使具有光学各向异性的聚合物分散于连续相中的情况下，控制光学各向异性聚合物的分散方式进行制膜，由此，可得到能够使正交的偏光成分一方透过且使另一方偏光成分散射的膜。而且可知，通过使用该膜作为液晶显示装置的辉度提高膜，可以提高来自光源的光的利用效率。还可知，上述膜可以用作偏光投影屏幕的反射型偏光层，进而，与现有的反射型偏光层相比，可扩大映出的影像的视角。
因此，本发明的目的在于，提供可以使正交的偏光成分一方透过且使另一方偏光成分散射的光学膜及其制造方法。本发明的另一目的在于，提供具备辉度提高效果优异的光学膜的偏光板及液晶显示装置。本发明的又一目的在于，提供可投影不易受到环境光影响的鲜明的图像的偏光投影机用屏幕。
用于解决课题的手段
本发明提供光学膜，包含光学各向同性连续相及光学各向异性分散相，其中，
所述光学各向同性连续相的双折射低于1.5×10-4，
所述光学膜的面内方向的一方向D1上的所述光学各向异性分散相的平均费雷特直径L1相对于与所述方向D1正交的方向D2上的所述光.学各向异性分散相的平均费雷特直径L2之比：L1/L2为2.5以上，
所述平均费雷特直径L2为0.5μm以下。
根据本发明的光学膜，可以使正交的偏光成分一方透过且使另一方散射，可以显著地得到液晶显示装置中的辉度提高效果。
一实施方式中，所述方向D1也可以为所述光学膜的流动方向MD，所述方向D2也可以为所述光学膜的宽度方向TD。
一实施方式中，所述光学各向异性分散相也可以包含棒状液晶聚合物。
一实施方式中，构成所述光学各向同性连续相的树脂的折射率N1、
将所述棒状液晶聚合物在取向基板上取向时的取向方向的折射率N2及在包含所述取向方向的面内与所述取向方向正交的方向的折射率N3满足下述式(A-1)及(A-2)。
N2-N1＞0.19…(A-1)
︱N1-N3︱＜0.09…(A-2)
一实施方式中，构成所述光学各向同性连续相的树脂的玻璃转化温度T1与构成所述光学各向异性分散相的树脂的玻璃转化温度T2之差︱T1-T2︱为低于25℃。
另外，本发明的另一方式提供光学膜的制造方法，具备如下制膜工序：将包含形成所述光学各向同性连续相的第一树脂及形成所述光学各向异性分散相的第二树脂的树脂材料熔融，从T型模头连续地吐出而制膜。
根据本发明的制造方法，可以容易且生产性良好地得到比：L1/L2为2.5以上的光学膜。
一实施方式中，在所述制膜工序中，可以使来自T型模头的吐出物拉伸变形，以使制膜的膜厚d2相对于所述T型模头的模唇间隙d1之比：d2/d1低于0.5。由此，可以更可靠地得到比：L1/L2为2.5以上的光学膜。
在一实施方式中，也可以还具备如下延伸工序，即，将所述制膜工序中制膜的膜在至少一方向上延伸。根据这种延伸工序，可以实现光学膜的机械强度(耐撕裂性、耐折弯性)的提高。
根据本发明的又一方式，还提供具备所述光学膜和吸收型起偏器的偏光板。另外，根据本发明的又一方式，还提供具备所述光学膜的液晶显示装置。这种偏光板及液晶显示装置通过利用本发明的光学膜的辉度提高效果，可以实现较高的光利用效率。
另外，根据本发明的又一方式，还提供具备所述光学膜的偏光投影机用屏幕。通过使用本发明的光学膜作为偏光投影机用屏幕，可以不受环境光影响而鲜明地投影来自偏光投影机的影像光，并且与现有的偏光投影机用屏幕所使用的反射型偏光层相比，可以扩大映出的影像的视角。
发明效果
根据本发明，能够提供使正交的偏光成分一方透过且使另一方偏光成分散射的光学膜及其制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的光学膜的立体图；
图2(a)是表示第一实施方式的膜的I-I剖面的示意剖面图，(b)是表示第二实施方式的膜的II-II剖面的示意剖面图；
图3是表示第一实施方式中从与光学膜的面内方向垂直的方向观察的分散相的投影图的示意图；
图4是实施例1中得到的光学膜的剖面的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式，但本发明不限定于以下的实施方式。
(光学膜)
图1是表示本发明的第一实施方式的光学膜的立体图，图2(a)是表示第一实施方式的光学膜的I-I剖面的示意剖面图，图2(b)是表示第一实施方式的光学膜的II-II剖面的示意剖面图。
图1所示的光学膜10包含光学各向同性连续相1(以下，根据情况，简称为“连续相1”)、和分散而存在于连续相1中的光学各向异性分散相3(以下，根据情况，简称为“分散相3”)。
连续相1是具有光学各向同性的相，其双折射低于1.5×10-4。连续相1的双折射优选为低于1.2×10-4，更优选为低于1.15×10-4。这样的双折射可以通过使用固有双折射率小的树脂形成连续相1而实现。若连续相1的双折射低于1.5×10-4，则发挥如下显著的效果：可以一边进一步扩大与光学膜10的面内方向的一方向D1上的分散相3的折射率差，一边进一步缩小与和D1正交的方向D2上的分散相3的折射率差，能够容易地制造辉度提高效果优异的光学膜。
分散相3是分散于连续相1中的具有光学各向异性的相。分散相3具有光学膜10的面内方向的一方向D1上的平均费雷特直径L1相对于与方向D1正交的面内方向的一方向D2上的平均费雷特直径L2之比：L1/L2为2.5以上的形状。另外，分散相3的平均费雷特直径L2为0.5μm以下。
在此，在从与光学膜10的面内方向垂直的方向D3观察的分散相3的投影图中，在描绘具有与方向D1平行的两边和与方向D2平行的两边且外接于分散相3的矩形时，与方向D1平行的边的长度为费雷特直径L1，与方向D2平行的边的长度为费雷特直径L2。图3是表示从与光学膜的面内方向垂直的方向观察的分散相3的投影图的示意图。
另外，光学膜的平均费雷特直径L1可以如下估算。在与光学膜10的方向D1平行的剖面(即，I-I剖面)上求出与方向D1垂直的2条线段夹持分散相3时的线段间的距离I1。对多个分散相3(例如10个以上)求出该距离，可以将其平均值设为平均费雷特直径L1。
另外，光学膜的平均费雷特直径L2可以如下估算。在与光学膜10的方向D2平行的剖面(即，II-II剖面)上求出与方向D2垂直的2条线段夹持分散相3时的线段间的距离I2。对多个分散相3(例如10个以上)求出该距离，可以将其平均值设为平均费雷特直径L2。
使这样的分散相3分散于连续相1中而成的光学膜10可以使入射于光学膜10的光中D1方向的偏光成分充分地散射且使D2方向的偏光成分充分地透过。因此，光学膜10可以优选用作适用于偏光板的辉度提高膜。
分散相3的平均费雷特直径之比：L1/L2优选为5以上，更优选为10以上。根据这种分散相3，可以进一步显著地得到辉度提高效果。
分散相3的平均费雷特直径L2为0.5μm以下，优选为0.3μm以下，更优选为0.1μm以下。若平均费雷特直径L2超过0.5μm，则处于阻碍D2方向的偏光成分的透过、辉度提高效果降低的倾向。
优选的一方式中，上述方向D1为光学膜10的流动方向(MachineDirection，MD)，上述方向D2为与光学膜10的流动方向垂直的宽度方向(TransverseDirection，TD)。
构成连续相1的树脂(以下，根据情况，称为“第一树脂”)只要可以达成低于1.5×10-4的双折射即可，优选为光透过率80％以上的树脂，更优选为光透过率90％以上的树脂。
另外，构成连续相1的第一树脂优选含有热塑性树脂，作为该热塑性树脂，可以举出：聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-丙烯共聚物)、降冰片烯树脂、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯、聚乙烯-1,2-二苯氧基乙烷-4,4’-二羧酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚碳酸酯、聚苯乙烯(例如，间规聚苯乙烯)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚乙烯醇、纤维素酯(例如，三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、丙酰基纤维素、丁酰基纤维素、乙酰丙酰基纤维素、硝基纤维素)、聚酰胺(例如，尼龙、芳香族聚酰胺)、聚醚酰亚胺、丙烯酸系树脂(例如，聚甲基丙烯酸甲酯)、聚醚酮、聚苯硫醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯丁醛、聚甲醛等。作为这些热塑性树脂，例如，也可以使用市售的作为聚合物的ZEONEX(日本ZEON株式会社)、ZEONOR(日本ZEON株式会社)、ARTON(JSR株式会社)、FUJITAC(富士FILM株式会社)等。热塑性树脂可以单独使用一种或混合两种以上使用。另外，也可以向热塑性树脂中添加低分子量添加剂。作为低分子量添加剂，可以使用抗氧化剂、紫外线吸收剂、相容剂、分散剂及折射率调整剂。
另外，优选的一方式中，第一树脂为丙烯酸系聚合物。以下，对优选用作第一树脂的丙烯酸系聚合物进行详细叙述。
优选用作第一树脂的丙烯酸系聚合物包含(甲基)丙烯酸酯单元(b)作为结构单元，优选包含N-取代马来酰亚胺单元(a)及(甲基)丙烯酸酯单元(b)作为结构单元。N-取代马来酰亚胺单元(a)具有对丙烯酸系聚合物赋予正的固有双折射的分子结构。
作为对丙烯酸系聚合物赋予正的固有双折射的N-取代马来酰亚胺单元(a)，例如可以举出：N-烷基取代马来酰亚胺或N-芳香族取代马来酰亚胺。作为取代基的烷基或芳香族基，例如也可以为碳原子数1～20的烷基或芳香族基，其结构也可以为直链状，也可以为支链状或环状。
作为N-烷基取代马来酰亚胺单元，例如可以举出：源自N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-正丁基马来酰亚胺、N-异丁基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺、N-正己基马来酰亚胺、N-2-乙基己基马来酰亚胺、N-十二烷基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等单体的结构单元，作为N-芳香族取代马来酰亚胺单元，例如可以举出：源自N-苯基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺等单体的结构单元。
丙烯酸系聚合物也可以包含1种的N-取代马来酰亚胺单元(a)，也可以包含两种以上的N-取代马来酰亚胺单元(a)。N-取代马来酰亚胺单元(a)中，从光学膜的热稳定性及光学特性的观点来看，优选为N-环己基马来酰亚胺单元或N-苯基马来酰亚胺单元。
此外，在N-芳香族取代马来酰亚胺单元中存在对丙烯酸系聚合物赋予负的固有双折射的单元。例如为N-氯苯基马来酰亚胺单元、N-甲基苯基马来酰亚胺单元、N-甲氧基苯基马来酰亚胺单元、N-萘基马来酰亚胺单元等的N-芳香族取代马来酰亚胺单元。丙烯酸系聚合物也可以包含对这些丙烯酸系聚合物赋予负的固有双折射的N-芳香族取代马来酰亚胺单元，但其含量相对于对丙烯酸系聚合物赋予正的固有双折射的N-取代马来酰亚胺单元(a)，优选为40质量％以下。
(甲基)丙烯酸酯单元(b)是对丙烯酸系聚合物赋予负的固有双折射的结构单元。
在丙烯酸系聚合物中，N-取代马来酰亚胺单元(a)具有赋予正的固有双折射的作用，(甲基)丙烯酸酯单元(b)具有赋予负的固有双折射的作用。因此，包含这两种结构单元的丙烯酸系聚合物中，可以在下述延伸工序时，使由两种结构单元产生的双折射相互抵消，而形成双折射极小的连续相1。
(甲基)丙烯酸酯单元(b)只要具有对聚合物赋予负的固有双折射的作用即可，没有特别限定。作为(甲基)丙烯酸酯单元(b)，例如可以举出：源自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羟基己酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羟基戊酯等单体的结构单元。
丙烯酸系聚合物也可以包含1种或两种以上的这些(甲基)丙烯酸酯单元(b)。从光学膜的热稳定性及光学特性的观点来看，(甲基)丙烯酸酯单元(b)特别优选为甲基丙烯酸甲酯(MMA)单元。
丙烯酸系聚合物中的N-取代马来酰亚胺单元(a)的含有率以丙烯酸系聚合物的总量基准计，优选为5质量％以上且30质量％以下，更优选为5质量％以上且25质量％以下，进一步优选为8质量％以上且22质量％以下，特别优选为10质量％以上且22质量％以下。
丙烯酸系聚合物中的(甲基)丙烯酸酯单元(b)的含有率以丙烯酸系聚合物的总量基准计，优选为70质量％以上且95质量％以下，更优选为75质量％以上且95质量％以下，进一步优选为78质量％以上且92质量％以下，特别优选为78质量％以上且90质量％以下。
在丙烯酸系聚合物中的N-取代马来酰亚胺单元(a)及(甲基)丙烯酸酯单元(b)的含有率为上述范围的情况下，可以得到光学特性更优异、具有更高的耐热性的光学膜。另外，在此之外，可以充分抑制由延伸引起的面内相位差Re及厚度方向的相位差Rth，因此，可期待辉度进一步的提高效果。
丙烯酸系聚合物的重均分子量优选为2.0×103～1.0×106，更优选为1.0×104～5.0×105，进一步优选为5.0×104～3.0×105。
此外，本说明书中，丙烯酸系聚合物的重均分子量表示通过TOSOH株式会社的HLC-8220GPC测定的标准聚苯乙烯分子量换算的值。此外，管柱使用TOSOH株式会社的Super-MultiporeHZ-M，测定条件可以设为溶剂HPLC用四氢呋喃(THF)、流量0.35ml/min、管柱温度40℃。
丙烯酸系聚合物也可以进一步具有N-取代马来酰亚胺单元(a)及(甲基)丙烯酸酯单元(b)以外的结构单元(c)。结构单元(c)的含量优选为0～10质量％，更优选为0～5质量％，进一步优选为0～2质量％，特别优选为0～1质量％。
丙烯酸系聚合物中的结构单元(c)是源自可以与“通过聚合成为N-取代马来酰亚胺单元(a)的单体”及“通过聚合成为(甲基)丙烯酸酯单元(b)的单体”的两种单体聚合的单体的结构单元。作为结构单元(c)，例如可以举出：源自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、马来酸酐、2-(羟基甲基)丙烯酸、2-(羟基乙基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊氧基乙酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、α-羟基甲基苯乙烯、α-羟基乙基苯乙烯、丙烯睛、甲基丙烯睛、甲基烯丙醇、烯丙醇、乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、乙酸乙烯酯、2-羟基甲基-1-丁烯、甲基乙烯基酮、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基咔唑等单体的结构单元。丙烯酸系聚合物也可以包含两种以上的结构单元(c)。另外，结构单元(c)例如可以为了抑制丙烯酸系聚合物的玻璃转化温度Tg变得过高而添加至丙烯酸系聚合物中。
优选用作第一树脂的上述丙烯酸系聚合物可以通过使上述那样的单体结构单元共聚合而得到。聚合方法没有特别限制，例如可以通过块状聚合、悬浮聚合、乳化聚合、溶液聚合等方法来制造。其中，从聚合后的处理容易、聚合后的处理中不需要用于去除有机溶剂的加热等观点来看，优选为悬浮聚合。悬浮聚合的条件没有特别限制，可以适当应用公知的悬浮聚合的条件。以下，表示利用悬浮聚合的丙烯酸系共聚物的制造方法的一个方式，但本发明并不限定于下述的一例。
首先，以成为期望质量比率的方式将各单体分别计量，将相对于单体总量100质量份为300质量份的去离子水及0.6质量份的作为分散剂的聚乙烯醇(Kuraray株式会社制造的KurarayPoval))投入至悬浮聚合装置中，开始搅拌。接着，将计量的单体、作为聚合引发剂的日本油脂株式会社的PEROYLTCP1质量份、和作为链转移剂的1-辛硫醇0.22质量份投入至悬浮聚合装置中。
然后，向悬浮聚合装置中通入氮气，将反应***升温至70℃后，在70℃下保持3小时并使其反应。反应后，冷却至室温，根据需要进行过滤、清洗及干燥等操作，可以得到粒子状的丙烯酸系共聚物。
构成分散相3的树脂(以下，根据情况，称为“第二树脂”)只要是与构成连续相1的第一树脂不相溶且可以呈现光学各向异性的树脂，就没有特别限定。作为第二树脂，优选为液晶聚合物，更优选为棒状液晶聚合物。作为液晶聚合物，可以使用公知的液晶聚合物，例如可以从特开2000-73063号公报中记载的高分子液晶、特开2004-70345号公报中记载的液晶聚合物等中适当选择使用。
作为构成分散相3的树脂，例如可以举出：液晶性聚酯、液晶性多肽、液晶性聚硅烷、(甲基)丙烯酸系侧链型液晶聚合物、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚苯乙烯等，其中，从具有大的光学各向异性的观点来看，优选为液晶性聚酯、液晶性多肽、液晶性聚硅烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯，更优选为液晶性聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。
在优选的一方式中，第一树脂的玻璃转化温度T1与第二树脂的玻璃转化温度T2之差的绝对值︱T1-T2︱低于25℃。另外，该差︱T1-T2︱可以低于15℃，也可以低于10℃。
根据满足这样玻璃转化温度的关系的第一树脂和第二树脂的组合，在下述的光学膜的制造方法中，可容易得到包含比：L1/L2大的分散相3而成的光学膜。因此，根据这种第一树脂和第二树脂的组合，可以进一步实现显著地得到辉度提高效果的光学膜。
此外，若第一树脂的玻璃转化温度T1相对于第二树脂的玻璃转化温度T2过低，则在下述制膜工序中，不能充分得到熔融挤出的第二树脂的流动性，不能充分地扩大分散相3之比：L1/L2，其结果，有时得到的光学膜的辉度提高效果差。另外，若第一树脂的玻璃转化温度T1相对于第二玻璃转化温度T2过高，则在下述制膜工序中，在熔融挤出时必需高温，因此，有时分散相3中的第二树脂的取向度降低，不能充分达成利用分散相3的D2方向的偏光成分的散射。
另外，第二树脂的玻璃转化温度T2优选比第一树脂的玻璃转化温度T1低。即，玻璃转化温度T1及T2优选满足0℃＜T1-T2＜20℃。根据这种第一树脂和第二树脂的组合，在下述制膜工序中，在第一树脂熔融的温度下使第二树脂充分熔融，因此，可以更可靠地得到比：L1/L2大的分散相3。
此外，在本说明书中，玻璃转化温度表示使用SIINanoTechnology公司制造的示差扫描热量测定装置DSC7020，以升温速度10℃/分钟进行升温时的根据玻璃转化点的起始温度求出的值。此外，试样重量设为5mg～10mg。
另外，第一树脂及第二树脂优选满足下述式(A-1)及(A-2)。
N2-N1＞0.19…(A-1)
∣N1-N3∣＜0.09…(A-2)
式(A-1)及(A-2)中，N1表示构成连续相1的第一树脂的折射率，N2表示将构成分散相3的第二树脂在取向基板上取向时的取向方向的折射率，N3表示在包含将构成分散相3的第二树脂取向于取向基板上时的取向方向的面内与上述取向方向正交的方向的折射率。
第一树脂及第二树脂满足上述式(A-1)时，对D1方向的偏光成分的折射率在连续相1和分散相3中差异大，可以使D2方向的偏光成分进一步效率良好地散射。另外，在第一树脂及第二树脂满足上述式(A-2)时，相对于D2方向的偏光成分的折射率在连续相1和分散相3中变成相同程度，可以将D1方向的偏光成分进一步效率良好地供给至吸收型起偏器，可以进一步显著地得到辉度提高效果。
折射率N2与折射率N1之差N2-N1更优选为超过0.2，进一步优选为超过0.3。另外，折射率N1与折射率N3之差的绝对值︱N1-N3︱更优选为低于0.07，进一步优选为低于0.06。
光学膜10中的分散相3的含有比率以光学膜10的总体积为基准优选为1～50质量％，更优选为2～30质量％。通过使分散相3以这种含有比率分散于连续相1中，可以进一步缩小分散相3的平均费雷特直径L2。
光学膜10的厚度没有特别限制，例如可以设为10～200μm，优选为20～100μm。
(光学膜的制造方法)
其次，对本发明的光学膜的制造方法的一方式进行详细叙述。
本发明的光学膜的制造方法具备如下制膜工序：使包含构成连续相1的第一树脂及构成分散相3的第二树脂的树脂材料熔融，从T型模头连续地吐出而制膜。
制膜工序例如可以将熔融的树脂材料从T型模头连续地吐出至冷却辊上进行实施。此时，吐出至冷却辊上的树脂材料被冷却辊冷却，在抽取辊上卷取成膜。
在此，树脂材料的熔融温度T0(℃)在将第一树脂的玻璃转化温度设为T1(℃)的情况下，优选为T1+30℃＜T0＜T1+250℃，更优选为Tl+50℃＜T0＜T1+200℃。通过设为这样的熔融温度，可以制造使第一树脂及第二树脂充分地流动且使第二树脂分散于第一树脂中的光学膜。
在本方式的制造方法中，在制膜工序中，优选以制膜的膜厚d2相对于T型模头的模唇间隙d1之比：d2/d1低于0.5的方式，将从T型模头吐出的树脂材料拉伸变形。由此，可以充分地扩大所形成的分散相3之比：L1/L2。这种拉伸变形例如可以适当调整来自T型模头的树脂材料的吐出速度、和利用冷却辊及抽取辊的卷取速度进行。
T型模头的模唇间隙d1是指吐出熔融树脂的狭缝的间隔，若d1变大，则吐出之后不久的熔融树脂膜变厚。制膜的膜厚d2是在制膜工序中进行冷却固化后的膜的膜厚，比：d2/d1低于0.5是指在制膜工序中将熔融树脂膜大幅拉伸变形。
制膜工序中得到的膜也可以直接用作光学膜，但更优选在经过下述延伸工序后用作光学膜。
即，本发明的制造方法也可以进一步具有如下延伸工序，将制膜工序中制膜(以下，根据情况，称为“原膜”)在至少一方向上延伸。根据这样的延伸工序，可以提高光学膜的机械强度(耐撕裂性、耐折弯性等)，并且可以进一步提高光学特性。
延伸工序中优选在与原膜的流动方向相同的方向上进行单轴延伸。通过进行这样的延伸，可以进一步扩大分散相3之比：L1/L2，可以得到辉度提高效果更优异的光学膜。
延伸温度在将第一树脂的玻璃转化温度设为T1(℃)的情况下，例如可以设为T1以上且T1+70℃以下，也可以设为T1以上且T1+40℃以下。根据这种延伸温度，可以进一步提高光学膜的机械强度，并且可以进一步提高光学特性。
延伸倍率可以根据要求的机械强度而适当设定，例如可以设为1.2倍～8.0倍，也可以设为1.3倍～6.0倍。
(偏光板)
本发明的偏光板具备吸收型起偏器及上述光学膜，在本发明的偏光板中，上述光学膜作为辉度提高膜发挥功能。
在本发明的偏光板中，光学膜配设于吸收型起偏器的一面上，在将该偏光板应用于液晶显示装置时，偏光板以使来自背光源的光经由光学膜入射至吸收型起偏器的方式进行配置。
另外，在本发明的偏光板中，光学膜及吸收型起偏器以外的构成组件没有特别限制，可以设为与公知的偏光板相同的结构。例如，偏光板也可以根据需要进一步具备保护膜、光学补偿膜等。
(液晶显示装置)
本发明的液晶显示装置具备上述光学膜，在本发明的液晶显示装置中，上述光学膜像作为辉度提高膜发挥功能。
在本发明的液晶显示装置中，上述光学膜以外的构成组件没有特别限制，可以设为与公知的具备辉度提高膜的液晶显示装置同样的结构。例如，本发明的液晶显示装置也可以具有如下结构：在液晶单元的背面侧依序叠层玻璃基板、吸收型起偏器、上述光学膜、棱镜片、扩散板、背光源及反射片材等而成。
本发明的偏光板及液晶显示装置中，具备上述光学膜作为辉度提高膜，因此，可以得到优异的辉度提高效果。
(偏光投影机用屏幕)
本发明的偏光投影机用屏幕具备上述光学膜。本发明的偏光投影机用屏幕中，光学膜以外的构成组件没有特别限制，可以设为与公知的投影机用屏幕同样的结构。例如，偏光投影机用屏幕也可以根据需要进一步具备双凸透镜、菲涅耳透镜、光扩散板等。
本发明的偏光投影机用屏幕中，可以投影不易受到环境光影响的鲜明的图像，并且与现有的反射型偏光层相比，可以扩大映出的影像的视角。另外，也可以作为特开2010-85617号公报所记载的三维显示屏幕。
以上，对本发明优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。
实施例
以下，通过实施例对本发明更具体地进行说明，但本发明不限定于实施例。
(实施例1)
(1)形成光学各向同性连续相的第一树脂的合成
在具备搅拌装置、温度传感器、冷却管及氮气导入管的反应釜中，合计投入去离子水300质量份、作为分散剂的聚乙烯醇(Kuraray株式会社制造的KurarayPoval)0.6质量份，开始搅拌。接着，添加甲基丙烯酸甲酯(MMA)85质量份、N-环己基马来酰亚胺(CHMI)15质量份、作为聚合引发剂的日本油脂株式会社的PEROYLTCP1质量份、及作为链转移剂的1-辛硫醇0.22质量份，通入氮气并且升温至70℃。将达到70℃的状态保持3小时后，进行冷却，通过过滤、清洗、干燥而得到粒子状的丙烯酸系聚合物。
得到的丙烯酸系聚合物的重均分子量为1.5×105，玻璃转化温度Tg为125℃。另外，无取向状态的折射率N1为1.501。此外，重均分子量Mw表示使用TOSOH株式会社的HLC-8220GPC测定的标准聚苯乙烯分子量换算的值。另外，管柱使用TOSOH株式会社的Super-MultiporeHZ-M，测定条件设为溶剂HPLC用四氢呋喃(THF)、流量0.35ml/min、管柱温度40℃。另外，Tg通过使用SIINanoTechnology公司制造的示差扫描热量测定装置DSC7020，以升温速度10℃/分钟进行升温时，根据玻璃转化点的起始温度而求出。此外，丙烯酸系共聚物的试样的质量设为5mg以上且10mg以下。另外，无取向状态的折射率N1通过利用热压机制作膜厚200μm的膜，利用阿贝折射计测定所得到的膜而求出。
(2)由第一树脂形成的连续相的双折射评价
利用Technovel公司制造的双轴螺杆式挤出机KZW-30MG将上述(1)中得到的丙烯酸系聚合物制成膜。此外，双轴挤出机的螺杆直径为15mm，螺杆有效长(L/D)为30，在挤出机上经由配接器设置有衣架式的T型模头。挤出温度设为240℃，螺杆转速设为355rpm，膜成形抽取辊的速度设为3m/分钟，而得到原膜。T型模头的模唇间隙为170μm，相对于此，原膜的厚度为80μm。
将得到的原膜利用井元制作所制造的分批式延伸机在与原膜的流动方向相同的方向上实施自由端单轴延伸(延伸温度：Tg+9℃、延伸倍率：1.4倍)。得到的延伸膜的厚度为60μm，通过Axoscan测定面内相位差Re，结果Re为7.2nm。即，双折射为非常小的1.2×10-4。其原因在于，调整共聚物的组成比，以利用PCHMI具有的正的固有双折射率抵消PMMA具有的负的固有双折射率，具体而言，其原因在于，调整各单体的添加比，以成为MMA：CHMI＝85：15。
(3)形成光学各向异性分散相的第二树脂的合成
利用以下的方法合成作为主链型液晶聚合物的液晶性聚酯。即，使用对苯二甲酸20mmol、2,6-萘二羧酸20mmol、邻苯二酚二乙酸酯40mmol、对乙酰氧基苯甲酸10mmol、6-乙酰氧基-2-萘甲酸20mmol，在氮气环境下以260℃进行4小时聚合，在290℃下进行2小时聚合，然后，在每分钟100ml的氮气气流下以290℃进行4小时聚合，得到液晶性聚酯。得到的液晶性聚酯的玻璃转化温度为112℃。
(4)第二树脂的折射率评价
另外，制备液晶性聚酯的10质量％的苯酚/四氯乙烷混合溶剂(6/4重量比)溶液，将该溶液利用旋转涂布机涂布于具备摩擦聚酰亚胺膜的高折射率玻璃基板上。将涂布膜干燥，在220℃下进行5分钟热处理后，恢复至室温，得到经均匀取向的液晶性薄膜。通过阿贝折射计对该经均匀取向的液晶性薄膜的折射率进行测定，结果，摩擦方向的折射率N2为1.82，与摩擦方向垂直的方向及膜厚方向的折射率N3为1.58。
(5)光学膜的制作
在上述(1)中得到的丙烯酸系聚合物的粉末中，以质量比计成为3％的方式添加上述(3)中得到的液晶性聚酯的粉末，在室温下均匀地进行混合。混合后，投入至Technovel公司制造的双轴螺杆式挤出机KZW-30MG的料斗中，与上述(2)一样地形成原膜。此外，与上述(2)同样，双轴挤出机的螺杆直径为15mm，螺杆有效长度(L/D)为30，在挤出机上经由配接器设置有衣架式的T型模头。另外，挤出温度设为240℃，螺杆转速设为355rpm，膜成形抽取辊的速度设为3m/分钟。T型模头的模唇间隙为170μm，相对于此，原膜的厚度为80μm。
将得到的原膜利用井元制作所制造的分批式延伸机在与原膜的流动方向相同的方向上实施自由端单轴延伸(延伸温度：134℃(连续相的Tg+9℃)、延伸倍率：1.4倍)，得到光学膜。得到的光学膜的厚度为60(μm)。
利用扫描式电子显微镜(SEM)观察所得到的光学膜的剖面，对分散相的平均费雷特直径L1及平均费雷特直径L2进行测定。具体而言，利用SEM观察与光学膜的流动方向平行的剖面，对随机选择的10个分散相，求出以与厚度方向D3平行的2条线段夹持时的该线段间的距离，将其平均值设为平均费雷特直径L1。另外，利用SEM观察与光学膜的流动方向垂直的剖面，对随机选择的10个分散相，求出以与厚度方向D3平行的2条线段夹持时的该线段间的距离，将其平均值设为平均费雷特直径L2。测定的平均费雷特直径L1为1.5μm，平均费雷特直径L2为0.15μm，其比：L1/L2为10。此外，图4(a)是表示实施例1的与光学膜的流动方向平行的剖面的SEM观察照片的图，图4(b)是表示实施例1的与光学膜的流动方向垂直的剖面的SEM观察照片的图。
(6)光学膜的辉度提高率的评价
在背光源(富士Film制造的FUJICHROMEVIEWER5000)的辉度稳定的状态下，相对于以背光源、吸收型偏光板的顺序配置的光源单元，距正面1m的位置利用辉度计(KonicaMinolta制造的CHROMAMATERCS100A)进行5次测定，将其平均值设为基础辉度。接着，对以背光源、辉度提高膜样品、吸收型偏光板的顺序配置的光源单元同样地测定辉度，将相对于基础辉度的提高率评价为辉度提高率(％)。此时，使光学膜样品的延伸方向与吸收型偏光板的吸收轴的方向一致而进行配置。其结果辉度提高率为10.5％。
(7)用作偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价
以在距OnkyoDigitalSolutions株式会社制造的移动LED微型投影机PP-D1S的图像投影透镜2cm的位置设置由含浸有碘的PVA构成的吸收型偏光板且从投影机仅投影一种偏光成分的方式进行准备。在距吸收型偏光板30cm的位置设置所得到的辉度提高膜，以使焦点对准辉度提高膜的位置的方式调整投影机的焦点柄。从与辉度提高膜倾斜45度后方和倾斜45度前方的2个部位，以目视对辉度提高膜所映出的图像的可视性进行评价。在以使辉度提高膜的散射轴即MD方向(注：光学各向异性分散相的长轴方向)与PVA吸收型偏光板的吸收轴正交的方式设置辉度提高膜时，在辉度提高膜上鲜明地映出自投影机投影的图像。另一方面，在以使辉度提高膜的散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴平行的方式进行设置时，不能看到图像。可以应用为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕。
(实施例2)
将上述(5)的原膜的延伸温度变更为144℃，除此以外，以与实施例1相同的方法制作光学膜。此外，将延伸温度变更为144℃进行上述(2)的评价，结果Re为6.9nm，双折射为1.5×10-4。
另外，在得到的光学膜中，分散相的平均费雷特直径L1为1.5μm，平均费雷特直径L2为0.15μm，其比：L1/L2为10。另外，以与上述(6)相同的方式测定的辉度提高率为9.8％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价相同的方式对得到的光学膜进行评价，结果，可以应用为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕。
(实施例3)
在形成光学各向同性连续相的第一树脂的合成方法中，将树脂的组成设为甲基丙烯酸甲酯(MMA)81质量份、N-环己基马来酰亚胺(CHMI)11质量份、N-苯基马来酰亚胺(PhMI)8质量份，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到光学膜。得到的丙烯酸系聚合物的重均分子量为1.5×105，Tg为130℃。另外，无取向状态的折射率N1为1.502。将得到的原膜利用井元制作所制造的分批式延伸机在与原膜的流动方向相同的方向上实施自由端单轴延伸(延伸温度：连续相的Tg+9℃(139℃)、延伸倍率：1.4倍)的情况下的面内相位差Re为4.8nm。即，双折射为非常小的8.0×10-5。其原因在于，调整共聚物的组成比，以利用聚N-环己基马来酰亚胺(CHMI)与聚N-苯基马来酰亚胺(PhMI)具有的正的固有双折射率抵消PMMA具有的负的固有双折射率。
添加有分散相的光学膜的分散相平均费雷特直径L1为1.4μm，平均费雷特直径L2为0.15μm，其比L1/L2为9.3。辉度提高率为10.2％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价相同的方式对得到的光学膜进行评价，结果，可以应用为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕。
(实施例4)
在形成光学各向同性连续相的第一树脂的合成方法中，将树脂的组成设为甲基丙烯酸甲酯(MMA)88质量份、丙烯酸苯氧基乙酯12质量份，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到光学膜。得到的丙烯酸系聚合物的重均分子量为1.5×105，Tg为100℃。另外，无取向状态的折射率N1为1.493。将得到的原膜利用井元制作所制造的分批式延伸机在与原膜的流动方向相同的方向上实施自由端单轴延伸(延伸温度：分散相的Tg+9℃(121℃)、延伸倍率：1.4倍)的情况下的面内相位差Re为4.8nm。即，双折射为非常小的8.0×10-5。其原因在于，调整共聚物的组成比，以利用聚丙烯酸苯氧基乙酯具有的正的固有双折射率抵消PMMA具有的负的固有双折射率。
添加有分散相的光学膜的分散相平均费雷特直径L1为1.5μm，平均费雷特直径L2为0.20μm，其比：L1/L2为7.5。辉度提高率为9％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价相同的方式对所得到的光学膜进行评价，结果可以应用作仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕。
(比较例1)
使用SumikaStyronPolycarbonate株式会社的市售树脂SD2201W(Tg：137℃、无取向状态的折射率：1.582)作为第一树脂，除此以外，与实施例1一样，得到原膜。此外，对SD2201W进行上述(2)的评价，结果Re为450nm，即双折射为7.5×10-3。
将得到的原膜利用井元制作所制造的分批式延伸机在与原膜的流动方向相同的方向上实施自由端单轴延伸(延伸温度：146℃(连续相Tg+9℃)、延伸倍率：1.4倍)，得到光学膜。得到的光学膜的厚度为60μm。
另外，在得到的光学膜中，分散相的平均费雷特直径L1为0.40μm，平均费雷特直径L2为0.08μm，其比：L1/L2为5.0。另外，与上述(6)同样地测定的辉度提高率为1.3％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价一样地评价得到的光学膜，结果以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴正交的方式设置光学膜时所放映出的图像与实施例1～4相比，对比度降低，鲜明度差。另外，即使在以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴平行的方式进行设置时，也不鲜明，但可以看到图像。因此，作为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕比实施例1～4差。
(比较例2)
将上述(5)的原膜的延伸温度变更为156℃，除此以外，通过与比较例1相同的方法制作光学膜。此外，将延伸温度变更为156℃而进行上述(2)的评价，结果Re为420nm，即双折射为7.0×10-3。
另外，在得到的光学膜中，分散相的平均费雷特直径L1为0.38μm，平均费雷特直径L2为0.1μm，其比：L1/L2为3.8。另外，以与上述(6)同样地测定的辉度提高率为0.8％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价一样地评价得到的光学膜，结果，以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴正交的方式设置光学膜时所放映出的图像与实施例1～4相比，对比度降低，鲜明度差。另外，即使在以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴平行的方式设置时，也不鲜明，但可以看到图像。因此，作为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕比实施例1～4差。
(比较例3)
在上述(5)的光学膜的制作中，将T型模头的模唇间隙设为100μm，螺杆转速设为100rpm，将膜成形抽取辊的速度设为1m/分钟，得到厚度80μm的原膜，除此以外，通过与实施例1相同的方法制作光学膜。
在得到的光学膜中，分散相的平均费雷特直径L1为1.2μm，平均费雷特直径L2为0.55μm，其比：L1/L2为2.18。可认为其原因在于，从T型模头模唇吐出的熔融树脂的拉伸变形小。另外，以与上述(6)一样地测定的辉度提高率为4.5％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价一样地评价得到的光学膜，结果，以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴正交的方式设置光学膜时所放映出的图像与实施例1～4相比，对比度降低，鲜明度差。另外，即使在以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴平行的方式设置时，也不鲜明，但可以看到图像。因此，作为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕比实施例1～4差。
(比较例4)
使用对苯二甲酸40mmol、邻苯二酚二乙酸酯20mmol、甲基对苯二酚二乙酸酯20mmol，在氮气气氛下以260℃进行4小时聚合，在290℃下进行2小时聚合，继续在每分钟100ml的氮气气流下以290℃进行4小时聚合，得到液晶性聚酯。得到的液晶性聚酯的Tg为97℃。另外，对得到的液晶性聚酯进行与上述(2)的折射率评价相同的折射率评价，结果，摩擦方向的折射率N2为1.82，与摩擦方向垂直的方向及膜厚方向的折射率N3为1.58。
使用该液晶性聚酯作为第二树脂，除此以外，通过与比较例3同样的方法制作光学膜。在得到的光学膜中，分散相的平均费雷特直径L1为1.2μm，平均费雷特直径L2为0.55μm，其比：L1/L2为2.18。可认为其原因在于，作为第二树脂的液晶性聚酯的Tg较低，与构成连续相的丙烯酸系聚合物的Tg之差较大，因此，分散相的双折射率变小。另外，与上述(6)同样地测定的辉度提高率为1.5％。
另外，以与用作实施例1的偏光投影机用屏幕时的图像可视性评价一样地评价得到的光学膜，结果，以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴正交的方式设置光学膜时所放映出的图像与实施例1～4相比，对比度降低，鲜明度差。另外，即使在以使散射轴与PVA吸收型偏光板的吸收轴平行的方式设置时，也不鲜明，但可以看到图像。因此，作为仅使一方向的偏光成分散射而映出像的偏光投影机屏幕比实施例1～4差。
符号说明
1…光学各向同性连续相、3…光学各向异性分散相、10…光学膜。

Claims (11)

1.光学膜，包含光学各向同性连续相和光学各向异性分散相，其中，
所述光学各向同性连续相的双折射低于1.5×10-4，
所述光学膜的面内方向的一方向D1上的所述光学各向异性分散相的平均费雷特直径L1相对于与所述方向D1正交的方向D2上的所述光学各向异性分散相的平均费雷特直径L2之比：L1/L2为2.5以上，
所述平均费雷特直径L2为0.5μm以下。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述方向D1为所述光学膜的流动方向MD，所述方向D2为所述光学膜的宽度方向TD。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜，其中，所述光学各向异性分散相包含棒状液晶聚合物。
4.根据权利要求3所述的光学膜，其中，构成所述光学各向同性连续相的树脂的折射率N1、
将所述棒状液晶聚合物在取向基板上取向时的取向方向的折射率N2及在包含所述取向方向的面内与所述取向方向正交的方向的折射率N3满足下述式(A-1)及(A-2)：
N2-N1＞0.19···(A-1)
︱N1-N3︱＜0.09···(A-2)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学膜，其中，构成所述光学各向同性连续相的树脂的玻璃转化温度T1与构成所述光学各向异性分散相的树脂的玻璃转化温度T2之差︱T1-T2︱低于25℃。
6.光学膜的制造方法，制造权利要求1～5中任一项所述的光学膜，其中，
具备如下制膜工序：将包含形成所述光学各向同性连续相的第一树脂和形成所述光学各向异性分散相的第二树脂的树脂材料熔融，从T型模头连续地吐出而制膜。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，在所述制膜工序中，使来自T型模头的吐出物拉伸变形，以使被制膜的膜的膜厚d2相对于所述T型模头的模唇间隙d1之比：d2/d1低于0.5。
8.根据权利要求6或7所述的制造方法，其中，还具备将所述制膜工序中制膜的膜在至少一方向上延伸的延伸工序。
9.偏光板，具备权利要求1～5中任一项所述的光学膜和吸收型起偏器。
10.液晶显示装置，具备权利要求1～5中任一项所述的光学膜。
11.偏光投影机用屏幕，具备权利要求1～5中任一项所述的光学膜。
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