CN102652063B - 多层拉伸膜 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供偏光性能优异、同时未见由沿倾斜方向入射的光倾斜方向的入射角引起的透射偏光的色相偏差的、具有反射偏光功能的多层膜。本发明提供将第1层与第2层交替叠层了的251层以上的多层拉伸膜,第1层包含(i)作为二羧酸成分含有萘甲酸成分5摩尔%~50摩尔%、(ii)作为二醇成分含有具有碳原子数2~10的亚烷基的二醇成分的聚酯,第2层包含平均折射率为1.50~1.60,单轴拉伸方向、其正交方向和膜厚度方向各自的折射率差在拉伸前后为0.05以下的热塑性树脂,对于P偏光成分与S偏光成分具有特定的反射率特性的多层拉伸膜。
Description
技术领域
本发明涉及选择性地反射一定的偏光成分,并选择性地透射与该偏光成分垂直方向的偏光成分的多层拉伸膜。更具体而言,涉及选择性地反射一定的偏光成分,并选择性地透射与该偏光成分垂直方向的偏光成分的偏光性能优异,并且不对沿倾斜方向入射的光发生部分反射而消除了透射偏光的色相偏差的多层拉伸膜。
背景技术
折射率低的层与折射率高的层交替叠层而成的膜,通过层间的结构性光干涉,可以成为选择性地反射或透射特定波长的光的光学干涉膜。此外,对于这样的多层膜,通过使膜厚逐渐变化,或者使具有不同反射峰的膜贴合,可以得到与使用了金属的膜同等高的反射率,也可以作为金属光泽膜、反射镜来使用。此外,通过仅沿单方向拉伸这样的多层膜,也可以作为仅反射特定的偏光成分的偏光反射膜来使用。已知,通过将这些多层膜用于液晶显示器等,可以作为液晶显示器等的亮度提高膜来使用。
一般而言,层厚为0.05~0.5μm的由具有不同折射率的层构成的多层膜中,根据构成一方的层的层与构成其他方的层的层的折射率差和膜厚以及叠层数不同,可观察到反射特定的波长的光的增反射这样的现象。一般而言,该反射波长以下述式表示。
λ=2(n1×d1+n2×d2)
(上式中,λ表示反射波长(nm),n1、n2表示各自的层的折射率,d1、d2表示各自的层的厚度(nm))
例如如专利文献1所示,通过在一方的层中使用具有正的应力光学系数的树脂,从而通过沿单轴方向拉伸而使上述层的折射率双折射化而具有各向异性,使膜面内的拉伸方向上的层间的折射率差增大,另一方面,通过使与膜面内的拉伸方向为正交方向上的层间的折射率差减小的方法,可以仅反射特定的偏光成分。
利用该原理,可以设计例如反射一个方向的偏光并透射其正交方向的偏光这样的反射偏光膜,此时的期望的双折射性以下述式表示。
n1X>n2X, n1Y=n2Y
(上式中,n1X、n2X表示各自的层中的拉伸方向的折射率,n1Y、n2Y表示各自的层中的与拉伸方向正交的方向的折射率)
此外,专利文献2、专利文献3中例示了,在折射率高的层中使用聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(以下,有时称为2,6-PEN),在折射率低的层中使用热塑性弹性体、共聚了30摩尔%间苯二甲酸的PEN的多层膜。上述专利文献中例示了,通过在一方的层中使用具有正的应力光学系数的树脂,在其他方的层中使用应力光学系数非常小的(由拉伸得到的双折射的表现极其小的)树脂,从而仅反射特定的偏光的反射偏光膜。
然而,在折射率高的层中使用了2,6-PEN的情况下,在上述层中,拉伸后的与拉伸方向正交的方向(Y方向)的折射率与膜厚度方向(Z方向)的折射率产生差异。因此如果欲使拉伸倍率增大而使拉伸方向(X方向)的层间的折射率差增大、提高偏光性能,则与此相伴,Z方向的层间的折射率差增大。因此存在通过对沿倾斜方向入射的光的部分反射而使透射光的色相偏差进一步增大这样的问题。
专利文献1 : 日本特开平04-268505号公报
专利文献2 : 日本特表平9-506837号公报
专利文献3 : WO01/47711号小册子。
发明内容
本发明的目的是提供一种多层膜,其消除了以往的多层膜所具有的上述的问题,与以往相比进一步提高偏光性能,并且同时对于沿倾斜方向入射的光,没有由倾斜方向的入射角引起的透射偏光的色相偏差,具有反射偏光功能。
本发明基于以下的认识。即,作为构成高折射率层的第1层的树脂,一直以来使用的聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯具有下述特征:虽然通过单轴拉伸,拉伸方向(X方向)的折射率增大,但是在Y方向上在拉伸前后,折射率几乎不变化,另一方面,Z方向的折射率降低。因此,如果欲使拉伸倍率增大而使拉伸方向(X方向)的层间的折射率差增大、提高偏光性能,则与此相伴,Z方向的层间的折射率差增大。此外,如果要使拉伸后的Z方向的层间的折射率一致,则此次Y方向的层间的折射率差增大。因此,难以兼顾偏光性能的提高和对倾斜方向的入射光的透射偏光的色相偏差。
本发明人发现,如果作为构成高折射率层的第1层的树脂,代替聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯而使用含有6,6’-(亚烷基二氧基)二-2-萘甲酸成分的折射率高的聚酯,则可以使单轴拉伸后的第1层的X方向和Y方向的折射率差增大。其结果发现,偏光性能提高,而且关于Y方向和Z方向这两个方向,可以使层间的折射率差减小。
此外,本发明人通过这些认识,发现能够兼顾作为本发明的课题的偏光性能的提高和由倾斜方向的入射角引起的透射偏光的色相偏差的消除,从而完成了本发明。
即,本发明的目的是通过以下的发明而达成的。
1. 一种多层拉伸膜,其是由第1层与第2层交替叠层而成的251层以上的多层拉伸膜,其中,
1) 该第1层是包含二羧酸成分与二醇成分的聚酯的厚度为0.01μm~0.5μm的层,
(i)二羧酸成分含有5摩尔%~50摩尔%的下述式(A)所示的成分和50摩尔%~95摩尔%的下述式(B)所示的成分,
式(A)中,RA表示碳原子数为2~10的亚烷基,
式(B)中,RB表示亚苯基或亚萘基,
(ii)二醇成分含有90摩尔%~100摩尔%的下述式(C)所示的成分,
式(C)中,RC表示碳原子数为2~10的亚烷基,
该第2层是由热塑性树脂形成的厚度0.01μm~0.5μm的层,所述热塑性树脂的平均折射率为1.50~1.60,单轴拉伸方向(X方向)、在膜面内与单轴拉伸方向正交的方向(Y方向)和膜厚度方向(Z方向)的各自的折射率差在拉伸前后为0.05以下,
2)关于将膜面作为反射面,与包含X方向的入射面平行的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为90%以上,
3)关于将膜面作为反射面,与包含X方向的入射面垂直的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为15%以下,并且
4)第1层和第2层中的各自的最大层厚度与最小层厚度的比率均为2.0~5.0。
2. 根据前项1所述的多层拉伸膜,式(A)所示的酸成分为下述式(A-1),
3. 根据前项1或2所述的多层拉伸膜,其中,形成第2层的热塑性树脂是共聚了间苯二甲酸或2,6-萘二甲酸的以对苯二甲酸乙二醇酯成分为主要成分的聚酯。
4. 根据前项1~3中任一项所述的多层拉伸膜,其中,第1层与第2层的X方向的折射率差为0.10~0.45。
5. 根据前项1~4中任一项所述的多层拉伸膜,其中,第1层与第2层的Y方向的折射率差和第1层与第2层的Z方向的折射率差分别为0.05以下。
6. 根据前项1~5中任一项所述的多层拉伸膜,其中,关于与入射面平行的偏光成分,下述式(1)、(2)所示的色相的变化量Δx、Δy均为0.1以下,
Δx=x(0°)-x(50°) (1)
上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,
Δy=y(0°)-y(50°) (2)
上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y。
7. 根据前项1~6中任一项所述的多层拉伸膜,其中,关于与入射面垂直的偏光成分,下述式(1)、(2)所示的色相的变化量Δx、Δy均为0.01以下,
Δx=x(0°) -x(50°) (1)
上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,
Δy=y(0°) -y(50°) (2)
上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y。
8. 根据前项1~7中任一项所述的多层拉伸膜,其中,厚度为15μm~40μm。
9. 根据前项1~8中任一项所述的多层拉伸膜,其中,第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比为1.5倍~5.0倍的范围。
10. 根据前项1~9中任一项所述的多层拉伸膜,其中,在第1层与第2层的交替叠层的至少一方的最外层面上进一步设置热封层而成。
11. 根据前项10所述的多层拉伸膜,其中,热封层包含与第2层相同的热塑性树脂,该热塑性树脂的熔点比第1层的聚酯的熔点低20℃以上,且该热封层的厚度为3~10μm。
12. 一种亮度提高用构件,其包含前项1~11中任一项所述的多层拉伸膜。
13. 一种液晶显示器用复合构件,其是在前项12所述的亮度提高用构件的至少一方的面上叠层光漫射膜而成的。
14. 根据前项13所述的液晶显示器用复合构件,其是亮度提高用构件和光漫射膜经由热封层叠层而成。
15. 根据前项13所述的液晶显示器用复合构件,其中,经由光漫射膜在亮度提高用构件的相反侧进一步具有棱镜层。
16. 一种液晶显示装置,其含有前项12所述的亮度提高用构件。
17. 一种液晶显示装置,其含有前项13~15中任一项所述的液晶显示器用复合构件。
18. 一种偏振片,其包含前项1~11中任一项所述的多层拉伸膜。
19. 根据前项18所述的偏振片,其中,多层拉伸膜满足:(1)关于将膜面作为反射面、与包含X方向的入射面平行的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为95%以上,
(2)关于将膜面作为反射面,与包含X方向的入射面垂直的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为12%以下。
20. 一种液晶显示装置用光学构件,其中,将第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层,第1偏振片为前项18或19所述的偏振片。
21. 根据前项20所述的液晶显示装置用光学构件,其中,第2偏振片为吸收型偏振片。
22. 一种液晶显示装置用光学构件,其中,将第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层,第1偏振片和第2偏振片为前项18或19所述的偏振片。
23. 一种液晶显示装置用光学构件,其中,将第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层,第1偏振片为前项18或19所述的偏振片与其他偏振片的叠层体,但该其他偏振片为吸收型偏振片的情况除外。
24. 一种液晶显示装置,其具备光源和前项20~23中任一项所述的液晶显示装置用光学构件,且在光源侧配置第1偏振片而成。
25. 根据前项24所述的液晶显示装置,在光源与第1偏振片之间不具有反射型偏振片。
附图说明
图1是2,6-PEN的单轴拉伸后的拉伸方向(X方向)、与拉伸方向正交的方向(Y方向)、厚度方向(Z方向)的折射率(分别表示为nX、nY、nZ)。
图2是本发明中的第1层用芳香族聚酯(I)的单轴拉伸后的拉伸方向(X方向)、与拉伸方向正交的方向(Y方向)、厚度方向(Z方向)的折射率(分别表示为nX、nY、nZ)。
图3是将本发明的多层拉伸膜的膜面作为反射面,与包含拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分(P偏光成分)、和与包含拉伸方向(X方向)的入射面垂直的偏光成分(S偏光成分)相对于波长的反射率的曲线图的一例。入射角为0°。
图4是本发明的液晶显示装置的第1方式的概略截面图。
1 偏振片
2 液晶单元
3 偏振片
4 亮度提高用构件
5 光源
6 液晶面板
图5是本发明的液晶显示装置的第2方式的概略截面图。
7 第2偏振片
8 液晶单元
9 第1偏振片
10 光源
11 液晶面板。
具体实施方式
[多层拉伸膜]
本发明的多层拉伸膜是第1层与第2层交替叠层,具有251层以上,至少沿单轴方向被拉伸的膜。这里,第1层表示折射率比第2层高的层,第2层表示折射率比第1层低的层。
本发明的特征是,由一定的层厚度构成,在构成多层拉伸膜的第1层和第2层中,第1层中使用以具有特定的共聚成分为特征的折射率高的聚酯,并且第2层中使用各向同性且由拉伸引起的折射率变化小的、平均折射率为1.50~1.60的热塑性树脂。
通过使用后述的特定的聚酯构成第1层,能够使拉伸后的第1层的X方向与Y方向的折射率差比以往大,并且关于Y方向和Z方向这两个方向,首次能够减小层间的折射率差。这样,通过在第1层中使用以往未知在具有反射偏光功能的多层膜的第1层中使用的本发明的特定的聚酯,进而通过与后述的第2层的热塑性树脂组合而成为一定层厚度的多层膜,能够兼顾迄今为止难以兼顾的偏光性能的提高和对倾斜方向的入射光的透射偏光的色相偏差。进一步地,由于偏光性能比以往更高,因此只要是与以往同等程度的偏光性能,则可以使膜厚度薄至1/3左右,可以使显示器厚度更加薄化。
这里,拉伸方向(X方向)的折射率有时记载为nX,与拉伸方向正交的方向(Y方向)的折射率有时记载为nY,膜厚度方向(Z方向)的折射率有时记载为nZ。
以下,进一步对于本发明的多层拉伸膜进行详述。
[第1层]
在本发明中,构成第1层的聚酯(以下,有时称为芳香族聚酯(I))是通过以下的二羧酸成分与二醇成分的缩聚而获得的。
(二羧酸成分)
作为构成本发明的芳香族聚酯(I)的二羧酸成分(i),可使用5摩尔%~50摩尔%的下述式(A)所示的成分、和50摩尔%~95摩尔%的下述式(B)所示的成分的至少2种芳香族二羧酸成分或它们的衍生物。这里,各芳香族二羧酸成分的含量是以二羧酸成分的总摩尔数为基准的含量。
(式(A)中,RA表示碳原子数为2~10的亚烷基)
(式(B)中,RB表示亚苯基或亚萘基)
关于式(A)所示的成分,式中,RA为碳原子数为2~10的亚烷基。作为上述亚烷基,可列举亚乙基、亚丙基、亚异丙基、1,4-亚丁基、1,6-亚己基、1,8-亚辛基等。
式(A)所示的成分的含量的下限值优选为7摩尔%,更优选为10摩尔%,进一步优选为15摩尔%。此外,式(A)所示的成分的含量的上限值优选为45摩尔%,更优选为40摩尔%,进一步优选为35摩尔%,特别优选为30摩尔%。因此,式(A)所示的成分的含量优选为5摩尔%~45摩尔%,更优选为7摩尔%~40摩尔%,进一步优选为10摩尔%~35摩尔%,特别优选为15摩尔%~30摩尔%。
优选式(A)所示的成分优选为由6,6’-(亚乙基二氧基)二-2-萘甲酸,6,6’-(1,3-亚丙基二氧基)二-2-萘甲酸和6,6’-(亚丁基二氧基)二-2-萘甲酸衍生的成分。其中,优选式(A)中的RA的碳原子数为偶数的成分,特别优选由下述式(A-1)所示的6,6’-(亚乙基二氧基)二-2-萘甲酸衍生的成分。
上述芳香族聚酯(I)的特征在于,二羧酸成分含有5摩尔%~50摩尔%的式(A)所示的成分。在式(A)所示的成分的比例不满足下限值的情况下,由于不发生因拉伸引起的Y方向的折射率的降低,因此拉伸膜中的Y方向的折射率nY和Z方向的折射率nZ的差异增大,由以倾斜方向的入射角入射的偏光引起的色相偏差难以改善。此外,在式(A)所示的成分的比例超过上限值的情况下,非晶性的特性增大,拉伸膜中的X方向的折射率nX和Y方向的折射率nY的差异减小,因此不发挥作为反射偏光膜的充分性能。
这样,通过使用含有式(A)所示的成分的聚酯,可以制造与以往相比作为反射偏光膜的偏光性能提高,并且也不产生由倾斜方向的入射角引起的色相偏差的多层拉伸膜。
此外,关于式(B)所示的成分,式中,RB为亚苯基或亚萘基。
作为式(B)所示的成分,可例举由对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、或它们的组合衍生的成分,特别优选例示由2,6-萘二甲酸衍生的成分。
式(B)所示的成分的含量的下限值优选为55摩尔%,更优选为60摩尔%,进一步优选为65摩尔%,特别优选为70摩尔%。此外,式(B)所示的成分的含量的上限值优选为93摩尔%,更优选为90摩尔%,进一步优选为85摩尔%。因此,式(B)所示的成分的含量优选为55摩尔%~95摩尔%,更优选为60摩尔%~93摩尔%,进一步优选为65摩尔%~90摩尔%,特别优选为70摩尔%~85摩尔%。
在式(B)所示的成分的比例不满足下限值的情况下,非晶性的特性增大,拉伸膜中的X方向的折射率nX和Y方向的折射率nY的差异减小,因此不发挥作为反射偏光膜的充分性能。此外,在式(B)所示的成分的比例超过上限值的情况下,式(A)所示的成分的比例相对减少,因此拉伸膜中的Y方向的折射率nY和Z方向的折射率nZ的差异增大,由以倾斜方向的入射角入射的偏光引起的色相偏差难以改善。
这样,通过使用含有式(B)所示的成分的聚酯,可以实现在X方向显示高折射率、同时单轴取向性高的双折射率特性。
(二醇成分)
作为构成本发明的芳香族聚酯(I)的二醇成分(ii),可使用90摩尔%~100摩尔%的下述式(C)所示的二醇成分。这里,二醇成分的含量是以二醇成分的总摩尔数为基准的含量。
(式(C)中,RC表示碳原子数为2~10的亚烷基)
式(C)所示的二醇成分的含量优选为95摩尔%~100摩尔%,更优选为98摩尔%~100摩尔%。
式(C)中,RC为碳原子数为2~10的亚烷基,作为上述亚烷基,可例举亚乙基、亚丙基、亚异丙基、1,4-亚丁基、1,6-亚己基、1,8-亚辛基等。其中,作为式(C)所示的二醇成分,优选例举由乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、环己烷二甲醇等衍生的成分。特别优选为由乙二醇衍生的成分。在式(C)所示的二醇成分的比例不满足下限值的情况下,会损害上述的单轴取向性。
(芳香族聚酯(I))
在芳香族聚酯(I)中,由式(A)所示的酸成分和式(C)所示的二醇成分构成的酯单元(-(A)-(C)-)的含量为全部重复单元的5摩尔%~50摩尔%,优选为5摩尔%~45摩尔%,进一步优选为10摩尔%~40摩尔%。
作为构成芳香族聚酯(I)的其它酯单元,可例举对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯等对苯二甲酸亚烷基二醇酯单元、2,6-萘二甲酸乙二醇酯、2,6-萘二甲酸丙二醇酯、2,6-萘二甲酸丁二醇酯等2,6-萘二甲酸亚烷基二醇酯单元。其中,从高折射率性等方面考虑,优选对苯二甲酸乙二醇酯单元、2,6-萘二甲酸乙二醇酯单元,特别优选2,6-萘二甲酸乙二醇酯单元。
作为芳香族聚酯(I),特别优选式(A)所示的二羧酸成分为下述式(A-1)所示的二羧酸成分、式(B)所示的二羧酸成分为来源于2,6-萘二甲酸的芳香族二羧酸成分、二醇成分为乙二醇的聚酯。
对于芳香族聚酯(I),使用对氯苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷(重量比40/60)的混合溶剂在35℃测定得到的特性粘度优选为0.4~3dl/g,进一步优选为0.4~1.5dl/g,特别优选为0.5~1.2dl/g。
芳香族聚酯(I)的熔点优选为200~260℃的范围,更优选为205~255℃的范围,进一步优选为210~250℃的范围。熔点可以由DSC测定求出。
如果该聚酯的熔点超过上限值,则有时熔融挤出而成形时流动性差,排出等容易不均匀化。另一方面,如果熔点不满足下限值,则虽然制膜性优异,但容易损害聚酯所具有的机械特性等,而且本发明的折射率特性难以表现。
一般而言,共聚物与均聚物相比熔点低,有机械强度降低的倾向。然而,本发明的聚酯是含有式(A)的成分和式(B)的成分的共聚物,与仅具有式(A)的成分的均聚物相比,虽然熔点低,但具有机械强度为同等程度这样的优异特性。
芳香族聚酯(I)的玻璃化转变温度(以下,有时称为Tg。)优选处于80~120℃的范围,更优选处于82~118℃的范围,进一步优选处于85~118℃的范围。如果Tg处于该范围,则可获得耐热性和尺寸稳定性优异的膜。上述熔点、玻璃化转变温度可以通过共聚成分的种类和共聚量、以及作为副产物的二亚烷基二醇的控制等来调整。
上述芳香族聚酯(I)的制造方法可以按照例如WO2008/153188号小册子的第9页中记载的方法来制造。
(第1层的厚度)
本发明的第1层是各层的厚度为0.01μm~0.5μm的层。通过使第1层的厚度处于上述范围,能够通过层间的光干涉来选择性地反射光。
(第1层的折射率)
将对芳香族聚酯(I)进行单轴拉伸的情况下的各方向的折射率的变化例示于图2中。如图2所示,具有如下特征:X方向的折射率nX具有通过拉伸而增加的倾向,Y方向的折射率nY和Z方向的折射率nZ都具有伴随拉伸而降低的倾向,而且不依赖于拉伸倍率地、nY与nZ的折射率差非常小。
此外,对于第1层,通过使用上述包含特定的共聚成分的芳香族聚酯(I)并实施单轴拉伸,从而具有X方向的折射率nX为1.80~1.90的高折射率特性。通过使第1层中的X方向的折射率处于上述范围,与第2层的折射率差增大,可以发挥充分的反射偏光性能。
此外,Y方向的单轴拉伸后的折射率nY与Z方向的单轴拉伸后的折射率nZ的折射率差具体优选为0.05以下,进一步优选为0.03以下,特别优选为0.01以下。通过使这两个方向的折射率差非常小,从而可发挥即使偏振光以倾斜方向的入射角入射也不产生色相偏差的效果。
另一方面,在构成第1层的聚酯为聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的情况下,如图1所示,不依赖于单轴方向的拉伸倍率,Y方向的折射率nY一定,未观察到降低,与此相对,Z方向的折射率nZ伴随单轴拉伸倍率的增加而折射率降低。因此,Y方向的折射率nY与Z方向的折射率nZ的差增大,偏振光以倾斜方向的入射角入射时容易产生色相偏差。
[第2层]
(热塑性树脂)
在本发明中,第2层包含平均折射率为1.50~1.60,且X方向、Y方向和Z方向的各自的折射率差在拉伸前后为0.05以下的热塑性树脂。这里,所谓平均折射率,是指由下述得到的值:使构成第2层的热塑性树脂单独熔融,通过模头挤出而制成未拉伸膜,对于所得的膜的X方向、Y方向、Z方向各自的方向上的折射率,使用メトリコン制棱镜耦合器在波长633nm下测定,将它们的平均值规定为平均折射率。
此外,对于拉伸前后的折射率差,首先,使构成第2层的热塑性树脂单独熔融,通过模头挤出,制成未拉伸膜。对于所得的膜的X方向、Y方向、Z方向的各方向,使用メトリコン制棱镜耦合器测定波长633nm下的折射率,由三个方向的折射率的平均值求出平均折射率,作为拉伸前的折射率。接下来,对于拉伸后的折射率,使构成第2层的热塑性树脂单独熔融,通过模头挤出,沿单轴方向在135℃实施5倍拉伸而制成单轴拉伸膜,对于所得的膜的X方向、Y方向、Z方向的各方向,使用メトリコン制棱镜耦合器测定波长633nm下的折射率,求出拉伸后的各方向的折射率,将拉伸前后的各方向的折射率差进行比较而得。
构成第2层的热塑性树脂的平均折射率优选为1.53~1.60,进一步优选为1.55~1.60,进一步优选为1.58~1.60。通过使第2层为具有上述平均折射率,而且拉伸前后的折射率差小的各向同性材料,从而可以获得第1层和第2层的层间的拉伸后的X方向的折射率差大,并且Y方向的折射率差和Z方向的折射率差都极小的折射率特性,其结果是,能够兼顾偏光性能和由倾斜方向的入射角引起的色相偏差。
在具有上述折射率特性的热塑性树脂中,从单轴拉伸的制膜性的观点考虑,优选为结晶性聚酯。作为具有上述折射率特性的结晶性聚酯,优选共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、共聚聚萘二甲酸乙二醇酯、或这些共聚聚酯与非晶性聚酯的掺混物。其中,优选共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯。在上述共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯中,优选共聚了间苯二甲酸或2,6-萘二甲酸的以对苯二甲酸乙二醇酯成分为主要成分的聚酯。特别优选共聚了间苯二甲酸或2,6-萘二甲酸的以对苯二甲酸乙二醇酯成分为主要成分的熔点为220℃以下的聚酯。
此外,在共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,上述成分以外的共聚成分优选以构成第2层的聚酯的全部重复单元为基准在10摩尔%以下的范围内含有。作为共聚成分,可以优选例举间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸等中的主要共聚成分以外的芳香族羧酸;己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二甲酸等脂肪族二羧酸;环己烷二甲酸等脂环族二羧酸等酸成分、丁二醇、己二醇等脂肪族二醇;环己烷二甲醇等脂环族二醇等二醇成分。
其中,从比较容易在维持拉伸性的同时使熔点降低的方面考虑,优选间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸这2种共聚成分。即,形成第2层的热塑性树脂优选为共聚了间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸的以对苯二甲酸乙二醇酯成分为主要成分的聚酯。另外,构成第2层的热塑性树脂的熔点不需要从成为膜之前的阶段起就低,只要拉伸处理后变低即可。例如,可以是将2种以上的聚酯掺混,使它们在熔融混炼时进行酯交换而得的物质。
(第2层的层厚度)
第2层是各层的厚度为0.01μm~0.5μm的层。通过使第2层的厚度处于上述范围,能够通过层间的光干涉来选择性地反射光。
(第1层与第2层的折射率差)
第1层与第2层的X方向的折射率差优选为0.10~0.45,进一步优选为0.20~0.40,特别优选为0.25~0.30。通过使X方向的折射率差处于上述范围,可以高效率地提高反射特性,因此可以以更少的叠层数得到高的反射率。
此外,第1层与第2层的Y方向的折射率差和第1层与第2层的Z方向的折射率差优选分别为0.05以下。通过使Y方向和Z方向各自的层间的折射率差都处于上述的范围,可以在偏振光以倾斜方向的入射角入射时抑制色相偏差。
[树脂以外的成分]
对于本发明的多层拉伸膜,为了提高膜的卷绕性,优选在至少一方的最外层含有以层的重量为基准为0.001重量%~0.5重量%的平均粒径为0.01μm~2μm的惰性粒子。如果惰性粒子的平均粒径小于下限值或含量少于下限值,则提高多层拉伸膜的卷绕性的效果容易不充分,另一方面,如果惰性粒子的含量超过上限值或平均粒径超过上限值,则有时由粒子引起的多层拉伸膜的光学特性的恶化显著。优选的惰性粒子的平均粒径为0.02μm~1μm的范围,特别优选为0.1μm~0.3μm的范围。此外,优选的惰性粒子的含量为0.02重量%~0.2重量%的范围。
作为多层拉伸膜中所含有的惰性粒子,可以例举例如二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、磷酸钙、高岭土、滑石那样的无机惰性粒子、有机硅、交联聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物那样的有机惰性粒子。粒子形状只要是凝聚状、球状等一般使用的形状,则没有特别的限制。
惰性粒子不仅可以包含在最外层中而且可以包含在由与最外层相同的树脂构成的层中,例如可以包含在第1层或第2层的至少一方的层中。或者,可以设置与第1层、第2层不同的其它层作为最外层,此外在设置热封层的情况下,可以在该热封层中包含惰性粒子。
[叠层构成]
(叠层数)
本发明的多层拉伸膜是将上述的第1层和第2层交替地叠层合计251层以上而成的。如果叠层数不足251层,则对于与包含拉伸方向的入射面平行的偏光成分的平均反射率特性,在波长400~800nm范围不能满足一定的平均反射率。
从生产性和膜的操作性等观点考虑,叠层数的上限值限制于2001层。对于叠层数的上限值,如果可得到本发明的平均反射率特性,则从生产性、操作性的观点考虑,可以进一步减少叠层数,例如可以为1001层、501层、301层。
(各层厚度)
为了通过层间的光干涉来选择性地反射光,第1层和第2层的各层的厚度为0.01μm~0.5μm。各层的厚度可以基于使用透射型电子显微镜拍摄的照片来求出。
本发明的多层拉伸膜所显示的反射波长带为从可见光区域至近红外线区域,因此需要设定为上述层厚的范围。如果层厚度超过0.5μm,则反射带域变为红外线区域,得不到作为反射偏光膜的有用性。另一方面,如果层厚度不足0.01μm,则聚酯成分吸收,得不到反射性能。
第1层的各层的厚度优选为0.01μm~0.1μm。此外,第2层的各层的厚度优选为0.01μm~0.3μm。
(最大层厚度与最小层厚度的比率)
本发明的多层拉伸膜的第1层和第2层中的各自的最大层厚度与最小层厚度的比率均为2.0~5.0,优选为2.0~4.0,更优选为2.0~3.5,进一步优选为2.0~3.0。
即,第1层中的最大层厚度与最小层厚度的比率为2.0~5.0,并且第2层中的最大层厚度与最小层厚度的比率为2.0~5.0。
例如,在第1层有126层、第2层有125层的多层拉伸膜中,所谓第1层的最大层厚度,是指有126层的第1层中厚度最大的层的厚度。所谓第1层的最小层厚度,是指有126层的第1层中厚度最小的层的厚度。
上述层厚度的比率具体以最大层厚度相对于最小层厚度的比率表示。第1层、第2层中的各自的最大层厚度和最小层厚度可以基于使用透射型电子显微镜拍摄的照片来求出。
对于多层拉伸膜,根据层间的折射率差、层数、层的厚度来决定反射的波长,如果被叠层的第1层和第2层各自为一定的厚度,则仅能反射特定的波长,对于与包含拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分的平均反射率特性,不能在波长400~800nm的宽广波长带范围均匀地提高平均反射率。此外,在最大层厚度与最小层厚度的比率超过上限值的情况下,反射带域过宽,与包含拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分的反射率会降低。
第1层和第2层可以阶段性变化,也可以连续变化。这样通过被叠层的第1层和第2层各自变化,可以反射更宽的波长区域的光。
本发明的多层拉伸膜的叠层方法没有特别的限制,可例举例如,使第1层用聚酯分成137层、使第2层用热塑性树脂分成138层,将第1层与第2层交替叠层,使用其流路连续变化至2.0~5.0倍的多层进料头(多層フィードブロック)装置的方法。
(第1层与第2层的平均层厚度比)
本发明的多层拉伸膜,第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比例优选为1.5倍~5.0倍的范围。第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比的下限值更优选为2.0。此外,第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比的上限值更优选为4.0,进一步优选为3.5。
通过使第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比例处于上述范围,可以有效地利用由反射波长的半波长产生的2次反射,从而可以将第1层和第2层各自的最大层厚度与最小层厚度的比率抑制在最小限度,这从光学特性的观点考虑是优选的。此外,通过这样使第1层与第2层的厚度比变化,可以维持层间的附着性,而且也可以在不变更所使用的树脂的情况下调整所得的膜的机械特性,还具有膜不易破裂的效果。
另一方面,在第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比例偏离上述范围的情况下,有时由反射波长的半波长产生的2次反射变小,反射率降低。
(厚度调整层)
本发明的多层拉伸膜除了上述第1层、第2层以外,可以在第1层与第2层的交替叠层构成的一部分中具有层厚度为2μm以上的厚度调整层。通过使第1层与第2层的交替叠层构成的一部中具有上述厚度的厚度调整层,可以不对偏光功能造成影响,而易于均匀地调整构成第1层和第2层的各层厚度。上述厚度的厚度调整层与第1层、第2层的任一层为相同的组成、或部分地包含这些组成的组成,由于层厚度厚,因此无助于反射特性。另一方面,有时会对所透射的偏振光有影响,因此在层中包含粒子的情况下,优选在已经描述的粒子浓度的范围内。
[单轴拉伸膜]
为了满足作为目的的反射偏光膜的光学特性,将本发明的多层拉伸膜至少沿单轴方向拉伸。本发明中的单轴拉伸中,除了仅沿单轴方向拉伸了的膜以外,也包含沿双轴方向被拉伸且沿一个方向进一步被拉伸了的膜。单轴拉伸方向(X方向)可以为膜长度方向、宽度方向的任一方向。此外,在沿双轴方向被拉伸且沿一个方向进一步被拉伸了的膜的情况下,进一步被拉伸的方向(X方向)可以为膜长度方向、宽度方向的任一方向,拉伸倍率低的方向限于1.05~1.20倍左右的拉伸倍率,这在提高偏光性能方面是优选的。在沿双轴方向被拉伸且沿一个方向进一步被拉伸了的膜的情况下,与偏振光、折射率的关系中的“拉伸方向”,是指双轴方向中进一步被拉伸的方向。
作为拉伸方法,可以使用采用棒状加热器进行的加热拉伸、辊加热拉伸、拉幅拉伸等公知的拉伸方法,但从与辊的接触引起的损伤的降低、拉伸速度等的观点考虑,拉幅拉伸是优选的。
[膜厚度]
本发明的多层拉伸膜的膜厚度优选为15μm~40μm。以往的具有反射偏光功能的多层膜,对于P偏光,为了得到90%左右的平均反射率,需要比本发明更多的层数,需要为100μm左右的厚度,而本发明在下述方面也具有特征:作为构成第1层的树脂,使用具有特定的共聚成分的芳香族聚酯(I),进而与已经描述的第2层的热塑性树脂组合而成为一定层厚度的多层膜,从而如果是与以往同等程度的偏光性能,则即使减少层数也能够实现,发现可以使膜厚度薄至1/3左右的40μm以下。利用上述膜厚度,可以使显示器厚度进一步薄化。
[平均反射率]
对于本发明的多层拉伸膜,关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为90%以上。
此外,关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面垂直的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为15%以下。
这里,所谓入射面,是指与反射面具有垂直的关系,并且包含入射光线和反射光线的面。此外,将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分一般也被称为P偏光。此外,将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面垂直的偏光成分一般也被称为S偏光。此外所谓入射角,是指相对于膜面的垂直方向的入射角。
关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分(P偏光),对于入射角0度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率进一步优选为95%~100%,特别优选为98%~100%。
此外,关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面平行的偏光成分,对于入射角50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率进一步优选为93%~99%,特别优选为95%~98%。
在对于上述入射角下的P偏光成分的波长400~800nm的平均反射率不满足下限值的情况下,作为反射偏光膜的偏光反射性能不言而喻,还会产生反射的光的色相偏差,形成显示器时发生着色。另一方面,虽然在上述范围内该平均反射率更高时,偏光反射性能更高,但提高至超过上限值的程度由于组成、拉伸的关系而有时较难。
通过对P偏光成分具有这样高的平均反射率特性,此外对S偏光成分也具备后述的反射率特性,可以适合用作本发明的液晶显示装置的第1方式中的亮度提高用构件。
此外,在上述平均反射率的范围,通过使对于P偏光成分的平均反射率进一步对于入射角0度和50度为95%以上,可表现比以往更加抑制P偏光的透射量,使S偏光选择性地透射的高偏光性能,得到与以往的吸收型偏振片相匹敌的高偏光性能,如本发明的液晶显示装置的第2方式那样,可以单独作为与液晶单元贴合的偏振片来使用。同时,通过使与透射轴正交方向的P偏光不被膜吸收而高度地被反射,也可以兼备作为再利用上述光的亮度提高膜的功能。此外,即使对于入射角50度下的P偏光,平均反射率也这样高,由此可得到高的偏光性能,同时高度地抑制沿倾斜方向入射的光的透射,因此可抑制由上述光引起的色相偏差。
关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面垂直的偏光成分(S偏光),对于入射角0度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率更优选为12%以下,进一步优选为5%~12%,特别优选为8%~12%。
此外,关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面垂直的偏光成分,对于入射角50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率更优选为12%以下,进一步优选为5%~10%,特别优选为8%~10%。
在对于上述入射角下的S偏光成分的波长400~800nm的平均反射率超过上限值的情况下,作为反射偏光膜的偏光透射率降低,因此不表现作为液晶显示器等的亮度提高膜、贴合于液晶单元的偏振片的充分的性能。
另一方面,虽然在上述范围内该偏光反射率更低时,S偏光成分的透射率更高,但进一步降低下限值由于组成、拉伸的关系而有时较难。特别是,如果对于上述的P偏光的高平均反射率并且对于S偏光的反射率变为12%以下,则由于透射至光源的相反侧的S偏光量的增大,因此可得到与以往的吸收型偏振片相匹敌的高偏光性能,如本发明的液晶显示装置的第2方式那样,可以适合用作单独作为与液晶单元贴合的偏振片。
为了得到关于上述P偏光成分的平均反射率特性,可以如下述这样实现:除了各层厚度、叠层数以外,作为构成第1层和第2层的聚合物成分,使用具有上述的特性的聚合物,并且沿拉伸方向(X方向)以一定的拉伸倍率拉伸而使第1层的膜面内方向双折射率化,由此使拉伸方向(X方向)上的第1层与第2层的折射率差增大。
此外,为了得到关于S偏光成分的平均反射率特性,可以如下述这样实现:作为构成第1层和第2层的聚合物成分,使用具有上述的特性的聚合物,并且不沿与该拉伸方向正交的方向(Y方向)拉伸,或限于低拉伸倍率的拉伸,由此使该正交方向(Y方向)上的第1层与第2层的折射率差极小。
(第1层的折射率特性)
第1层的聚酯的X方向上的折射率nX优选通过拉伸而增大0.20以上,更优选为0.25以上,进一步优选为0.27以上。该折射率的变化更大时,可以提高偏光性能,但因为如果拉伸倍率过高、则产生膜断裂的关系,所以上限值被限制于0.35,进一步被限制于0.30。
第1层的聚酯的Y方向上的折射率nY优选通过拉伸而降低0.05~0.20的范围,更优选为0.06~0.15,进一步优选为0.07~0.10。在该折射率的降低量不满足下限值的情况下,如果以Y方向的层间折射率一致的方式选择两层的树脂,则伴随着使X方向的层间的折射率差增大,Z方向的层间的折射率的偏差增大,有时难以兼顾偏光性能的提高和对于倾斜方向的入射光的透射偏光的色相偏差。另一方面,在该折射率的降低量超过上限值的情况下,有时取向性过高,机械强度不充分。
第1层的聚酯的Z方向上的折射率nZ优选通过拉伸而降低0.05~0.20的范围,更优选为0.06~0.15,进一步优选为0.07~0.10。为了使该折射率的降低量为不满足下限值的范围,必须使X方向低取向,因此有时不能使X方向的层间的折射率差充分增大。另一方面,在该折射率的降低量超过上限值的情况下,取向性过高,有时机械强度不充分。
第1层的拉伸后的Y方向折射率nY和拉伸后的Z方向折射率nZ的折射率差优选为0.05以下,进一步优选为0.03以下,特别优选为0.01以下。通过使这两个方向的折射率差非常小,即使偏振光以倾斜方向的入射角入射也可发挥不产生色相偏差的效果。上述偏振光特别是在消除关于将膜面作为反射面,与包含单轴拉伸膜的拉伸方向(X方向)的入射面垂直的偏光成分(S偏光)的色相偏差方面具有效果。
[色相的变化量]
对于本发明的多层拉伸膜,关于与入射面平行的偏光成分,下述式(1)、(2)所示的色相的变化量Δx、Δy均优选为0.1以下,进一步优选为0.09以下,特别优选为0.08以下。
Δx=x(0°)-x(50°) (1)
(上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x)
Δy=y(0°)-y(50°) (2)
(上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y)
与入射面平行的偏光成分(P偏光)所涉及的色相x、y以基于对于膜的P偏光以0°和50°的入射角测定得到的透射光谱,按照JIS标准Z8729求出相对于标准光源C的CIE表色系中的Y、x、y而得的值表示。
此外,式(1)、式(2)所示的色相的变化量Δx、Δy表示与膜面垂直方向(0度)的入射偏光成分和从与膜面垂直的方向倾斜50度方向的入射偏光成分的色相x、y的变化量的大小,与透射P偏光的色相偏差相当。
在上述色相的变化量Δx、Δy超过上限值的情况下,由倾斜方向的入射角引起的透射P偏光的色相偏差大,在作为亮度提高膜、液晶单元贴合用反射偏光膜而使用的情况下,有时高视角下的色相偏差大,视觉辨认度降低。
此外,对于本发明的多层拉伸膜,关于与入射面垂直的偏光成分,下述式(1)、(2)所示的色相的变化量Δx、Δy均优选为0.01以下,进一步优选为0.005以下,特别优选为0.003以下。
Δx=x(0°)-x(50°) (1)
(上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x)
Δy=y(0°)-y(50°) (2)
(上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y)
与入射面垂直的偏光成分(S偏光)所涉及的色相x、y以基于对于膜的S偏光以0°和50°的入射角测定得到的透射光谱,按照JIS标准Z8729求出相对于标准光源C的CIE表色系中的Y、x、y而得的值表示。
此外,色相的变化量Δx、Δy表示与膜面垂直方向(0度)的入射偏光成分和从与膜面垂直的方向倾斜50度方向的入射偏光成分的色相x、y的变化量的大小,与透射S偏光的色相偏差相当。
在上述色相的变化量Δx、Δy超过上限值的情况下,由倾斜方向的入射角引起的透射S偏光的色相偏差大,在作为亮度提高膜、液晶单元贴合用反射偏光膜而使用的情况下,有时高视角下的色相偏差大,视觉辨认度降低。对于上述色相变化量,通过分别使用上述特定的聚酯作为构成第1层、第2层的热塑性树脂来实现。
[热封层]
本发明的多层拉伸膜可以在第1层与第2层的交替叠层的至少一方的最外层面上进一步设置热封层。通过具有热封层,在例如与作为液晶显示器的构件的其它构件叠层时,通过加热处理,可以经由热封层而使构件之间贴合。
作为上述热封层,优选使用与该交替叠层的最外层的熔点为同等程度或该熔点以下的热塑性树脂,但作为可以与交替叠层同时形成的优点,优选使用与第2层相同的热塑性树脂。进一步地,优选是该热塑性树脂的熔点比第1层的聚酯的熔点低20℃以上,并且厚度为3~10μm的层。通过具有上述熔点并且该层厚度,可以作为热封层牢固地将构件之间粘接。
在作为热封层而使用与第2层相同的热塑性树脂的情况下,上述热封层的层厚度为3~10μm,这样的与构成交替叠层的层的最大厚度0.5μm相比为4倍以上的厚度的层是无助于在波长400~800nm的波长带的反射率的层,与第1层与第2层的交替叠层相区别。此外,在不损害作为热封层的特性的范围,即使使用第1层和第2层的掺混物也没有问题。
[亮度提高用构件]
本发明的多层拉伸膜可选择性地高反射P偏光成分,并选择性地高透射与该偏光成分为垂直方向的S偏光成分,并且可消除对于沿倾斜方向入射的光的透射偏光的色相偏差。因此,可以适合用作液晶显示器的亮度提高膜,可以进行加工而成为亮度提高用构件。特别是由于具有比以往高的偏光性能,因此在作为亮度提高用构件使用的情况下可得到高的亮度提高率,并且可以提供在高视角下色相偏差少的视觉辨认度优异的液晶显示器。而且,可以使膜厚度为40μm以下。
[液晶显示器用复合构件]
使用本发明的多层拉伸膜而制成的亮度提高用构件优选进一步在其至少一方的面上叠层光漫射膜,作为液晶显示器用复合构件而使用。此外,亮度提高用构件与光漫射膜优选经由热封层而贴合并叠层。以往,以800层以上的层构成使用,作为复合构件的合计厚度为100微米左右,但通过采用本发明的液晶显示器用复合构件的层构成,能够使作为复合构件的合计厚度薄至50微米左右,能够实现液晶显示器的薄化。
此外,本发明的液晶显示器用复合构件也优选例示在亮度提高用构件的至少一方的面上叠层光漫射膜,经由该光漫射膜在亮度提高用构件的相反侧进一步具有棱镜层的层构成。通过具有上述层构成,与以往的800层以上的层构成的复合构件相比,在可以实现显示器的薄膜化的同时,亮度提高性能也提高。
[包含亮度提高用构件的液晶显示装置]
在使用本发明的多层拉伸膜作为亮度提高用构件的情况下,可以以图4所示那样的第1方式的构成用于液晶显示装置中。
具体而言,可例示在液晶显示器的光源5与由偏振片1/液晶单元2/偏振片3构成的液晶面板6之间配置亮度提高用构件4的方式的液晶显示装置。
[液晶单元贴合用反射偏振片]
本发明的多层拉伸膜可以作为与液晶单元贴合的反射偏振片来使用。
具体而言,本发明的多层拉伸膜中,可以将下述这样的多层拉伸膜作为与液晶单元贴合的反射偏振片来使用,所述多层拉伸膜是关于P偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为95%以上,关于S偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为12%以下的多层拉伸膜。
具有上述反射率特性的偏振片具备与以往的吸收型偏振片相匹敌的高偏光性能、和作为使不被透射的偏振光反射而再利用的亮度提高膜的功能,而且可消除对于沿倾斜方向入射的光的透射光的色相偏差。
[液晶显示装置用光学构件]
本发明也包含含有本发明的多层拉伸膜的第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层而成的液晶显示装置用光学构件来作为发明的一方式(在本发明中,有时称为液晶显示装置的第2方式)。上述光学构件也被称为液晶面板。上述光学构件与图5中的11相当,第1偏振片与9相当,液晶单元与8相当,第2偏振片与7相当。
以往通过至少具有吸收型偏振片来作为液晶单元的两侧的偏振片,而获得高偏光性能,但如果是使用了本发明的多层拉伸膜的偏振片,则可得到以往的多层拉伸膜所无法达到的高偏光性能,因此可以取代以往的吸收型偏振片而与液晶单元贴合使用。
即,本发明的特征在于,在液晶单元的一方单独使用包含本发明的多层拉伸膜的偏振片作为第1偏振片。也可以将本发明的多层拉伸膜多个叠层而作为第1偏振片。可以使用将本发明的多层拉伸膜与其它膜叠层而成的叠层体作为第1偏振片,但优选将由本发明的多层拉伸膜和吸收型偏振片叠层而成的构成除外。
液晶单元的种类没有特别限定,可以使用VA模式、IPS模式、TN模式、STN模式、弯曲取向(π型)等任意类型的液晶单元。
此外,第2偏振片的种类没有特别限定,可以使用吸收型偏振片、反射型偏振片的任一种。在使用反射型偏振片作为第2偏振片的情况下,优选使用包含本发明的多层拉伸膜的反射偏振片。
本发明的液晶显示装置用光学构件优选将第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层而成,这些各构件之间可以直接叠层,且也可以经由被称为粘着层、粘接层的提高层间的粘接性的层(以下,有时称为粘着层)、保护层等进行叠层。
[液晶显示装置用光学构件的形成]
作为在液晶单元上配置偏振片的方法,优选将两者通过粘着层而叠层。形成粘着层的粘着剂没有特别限制,可以适宜选择使用例如以丙烯酸系聚合物、硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系、橡胶系等聚合物为基础聚合物的粘着剂。特别优选如丙烯酸系粘着剂那样透明性优异、具有适度的润湿性和凝聚性和粘接性的粘着特性,耐气候性、耐热性等优异的粘着剂。此外,粘着层可以设置多个不同组成或种类的层。
在将液晶单元和偏振片叠层时的操作性的观点中,粘着层优选预先附设在偏振片或液晶单元的一方或两方。粘着层的厚度可以根据使用目的、粘接力等来适宜决定,一般为1~500μm,优选为5~200μm,特别优选为10~100μm。
(脱模膜)
此外,对于粘着层的露出面,为了在直至供于实用的期间防止其污染等的目的,优选临时粘结覆盖脱模膜(间隔物)。由此,可以防止在通常的操作状态下与粘着层接触。作为脱模膜,可使用例如将塑料膜、橡胶片、纸、布、无纺布、网、发泡片、金属箔、它们的层压体等根据需要用有机硅系、长链烷基系、氟系、硫化钼等剥离剂进行了涂布处理而得的脱模膜。
[包含液晶单元贴合用反射偏振片的液晶显示装置]
本发明中也包含具备光源和本发明的液晶显示装置用光学构件,且第1偏振片配置在光源侧而成的液晶显示装置作为发明的一方式。
图5显示作为本发明的第2方式的液晶显示装置的概略截面图。液晶显示装置具有光源10和液晶面板11,进一步根据需要组入驱动电路等。液晶面板11在液晶单元8的光源10侧具备第1偏振片9。此外,在与液晶单元8的光源侧的相反侧,即,视认侧具备第2偏振片7。作为液晶单元8,可以使用例如VA模式、IPS模式、TN模式、STN模式、弯曲取向(π型)等任意类型液晶单元。
本发明的液晶显示装置通过在液晶单元8的光源侧配置具有高偏光性能的本发明的包含液晶单元贴合用反射偏振片的第1偏振片9,可以取代以往的吸收型偏振片而与液晶单元贴合使用。
本发明的偏振片具备与以往的吸收型偏振片相匹敌的高偏光性能和作为使不透射的偏振光反射而再利用的亮度提高膜的功能,因此不需要在光源10与第1偏振片9之间进一步使用被称为亮度提高膜的反射型偏振片,可以使亮度提高膜和与液晶单元贴合的偏振片的功能一体化,因此可以减少构件数。
进一步地,本发明的液晶显示装置通过使用本发明的偏振片作为第1偏振片,即使对于沿倾斜方向入射的光,也几乎不使沿倾斜方向入射的P偏光成分透射,同时对于沿倾斜方向入射的S偏光成分,抑制反射而使其透射,因此具有可抑制对于沿倾斜方向入射的光的透射光的色相偏差的特征。因此,可以直接视认作为液晶显示装置而投射的影像的颜色。
此外,通常,如图5所示,在液晶单元8的视认侧配置有第2偏振片7。第2偏振片7没有特别限制,可以使用吸收型偏振片等公知的偏振片。在外光的影响非常少的情况下,也可以使用与第1偏振片相同种类的反射型偏振片作为第2偏振片。此外,在液晶单元8的视认侧,除了第2偏振片以外,还可以设置例如光学补偿膜等各种光学层。
[包含液晶单元贴合用反射偏振片的液晶显示装置的形成]
将本发明的液晶显示装置用光学构件(液晶面板)与光源组合,进而根据需要组入驱动电路等,从而可得到本发明的第2方式的液晶显示装置。此外,除了这些以外,也可以组合对于液晶显示装置的形成必要的各种构件,但本发明的液晶显示装置优选使从光源射出的光入射至第1偏振片。
一般而言,液晶显示装置的光源大致分为直下方式和侧光方式,但在本发明的液晶显示装置中,能够不限定方式地使用。
这样得到的液晶显示装置可以用于例如,个人电脑监视器、笔记本电脑、复印机等OA设备、便携电话、钟表、数字照像机、便携信息终端(PDA)、便携游戏机等便携设备、摄像机、电视、微波炉等家庭用电气设备、后监视器(back monitor)、汽车导航***用监视器、汽车音频等车载用设备、商业店铺用信息用监视器等展示设备、监视用监视器等警备设备、护理用监视器、医疗用监视器等护理医疗设备等各种用途。
[多层拉伸膜的制造方法]
接下来,对于本发明的多层拉伸膜的制造方法进行详述。
对于本发明的多层拉伸膜,将构成第1层的聚酯和构成第2层的热塑性树脂以熔融状态交替地重叠至少251层以上,在该状态下挤出,制成多层未拉伸膜(制成片状物的工序)。此时,叠层而成的251层以上的叠层物以各层的厚度阶段性或连续地在2.0倍~5.0倍的范围变化的方式进行叠层。
这样得到的多层未拉伸膜在制膜方向或与制膜方向正交的宽度方向的至少单轴方向(沿着膜面的方向)被拉伸。拉伸温度优选为第1层的聚酯的玻璃化转变温度(Tg)~Tg+50℃的范围。此时的拉伸倍率优选为2~10倍,进一步优选为2.5~7倍,进一步优选为3~6倍,特别优选为4.5~5.5倍。拉伸倍率越大,则第1层和第2层中的各个层的面方向的不均匀由于由拉伸引起的薄层化而越小,多层拉伸膜的光干涉在面方向越均匀,此外,第1层与第2层的拉伸方向的折射率差越大,因此优选。此时的拉伸方法可以使用采用棒状加热器进行的加热拉伸、辊加热拉伸、拉幅拉伸等公知的拉伸方法,但从与辊的接触引起的损伤的降低、拉伸速度等的观点考虑,优选拉幅拉伸。此外,在与上述拉伸方向正交的方向(Y方向)也实施拉伸处理而进行双轴拉伸的情况下,优选限于1.05~1.20倍左右的拉伸倍率。如果将Y方向的拉伸倍率提高到上述倍率以上,则有时偏光性能会降低。此外,优选在拉伸后进一步实施热定形处理。
实施例
采用实施例对本发明进一步进行说明。另外,实施例中的物性、特性通过下述的方法进行测定或评价。
(1)聚酯和膜的熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)
将聚酯试样或膜样品取样10mg,使用DSC(TAインスツルメンツ社制,商品名:DSC2920),以20℃/min的升温速度测定熔点和玻璃化转变温度。
(2)树脂的特定以及共聚成分和各成分量的特定
对于膜样品的各层,通过1H-NMR测定来特定树脂的成分以及共聚成分和各成分量。
(3)各层的厚度
将膜样品切出长度方向为2mm、宽度方向为2cm的膜,固定至包埋囊后,利用环氧树脂(リファインテック(株)制エポマウント)进行包埋。将被包埋的样品用切片机(LEICA制ULTRACUT UCT)沿宽度方向垂直切断,制成5nm厚的薄膜切片。使用透射型电子显微镜(日立S-4300)在加速电压100kV下进行观察拍摄,由照片测定各层的厚度。
此外,基于所得的各层的厚度,分别求出第1层中的最大层厚度相对于最小层厚度的比率、第2层中的最大层厚度相对于最小层厚度的比率。
此外,基于所得的各层的厚度,分别求出第1层的平均层厚度、第2层的平均层厚度,算出第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度。
并且,最外层的热封层从第1层和第2层中排除。此外,在交替叠层中存在2μm以上的厚度调整层的情况下,上述层也从第1层和第2层中排除。
(4)膜整体厚度
将膜样品夹入スピンドル检测器(安立电气(株)制K107C)中,利用数字差动电子测微计(安立电气(株)制K351),在不同位置测定10处的厚度,求出平均值,作为膜厚度。
(5)各方向的拉伸后的折射率和平均折射率
对于构成各层的各个树脂,分别使其熔融,通过模头挤出,分别准备在流延鼓上流延而成的膜。此外,准备将所得的膜在135℃下沿单轴方向进行了5倍拉伸而成的拉伸膜。对于所得的流延膜和拉伸膜,分别对于拉伸方向(X方向)和与其正交方向(Y方向)、厚度方向(Z方向)的各自的折射率(分别设为nX、nY、nZ),使用メトリコン制棱镜耦合器测定求出波长633nm下的折射率,作为拉伸前、拉伸后的折射率。对于平均折射率,将拉伸前的各自的折射率的平均值作为平均折射率。
(6)反射率、反射波长
使用分光光度计((株)岛津制作所制,MPC-3100),在光源侧安装偏光滤光器,在波长400nm至800nm的范围测定各波长下的与蒸镀有铝的镜的相对镜面反射率。此时,将以使偏光滤光器的透射轴与膜的拉伸方向(X方向)一致的方式配置的情况下的测定值作为P偏光,将以与膜的拉伸方向正交的方式配置偏光滤光器的透射轴的情况下的测定值作为S偏光。对于各自的偏光成分,将400-800nm的范围的反射率的平均值作为平均反射率。
(7)色相(I)
关于样品膜的各个P偏光和S偏光,由以0°和50°的入射角测定得到的透射光谱,按照JISZ8729求出相对于标准光源C的CIE表色系中的Y、x、y。此外,关于各个P偏光和S偏光,通过下述的式(1)、(2)求出关于0°和50°的x、y的差异(色相的变化量)。
Δx=x(0°)-x(50°) (1)
(上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x)
Δy=y(0°)-y(50°) (2)
(上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y)。
(8)作为亮度提高用构件使用的情况下的亮度提高倍率(I)
将实施例1~6和比较例1~6中制成的叠层体样品膜(多层拉伸膜)***LCD面板((株)三菱电机制Diamond Crysta RDT158V-N 2004年制)中的光源与偏振片之间,从距离500mm的场所由トプコン制亮度计(BM-7)测定在PC中显示白色时的正面亮度,算出***样品膜后的亮度相对于***样品膜前的亮度的上升率,来评价在作为亮度提高用构件而使用的情况下的亮度提高效果。
(9)热封强度
使膜的热封面之间合起来,留下卡盘夹持端头,以140℃、275kPa的条件压接2秒,制成层压样品。将所得的层压样品切割成25mm宽,在拉伸试验机(东洋ボールドウィン社制的商品名“テンシロン”)的十字头的卡盘中夹入夹持端头,调整十字头位置以使样品无松弛。以100mm/分钟的十字头速度进行拉伸,使层压样品剥离,用安装于试验机的测力传感器测定负荷,作为热封强度(单元:N/25mm)。
(10)作为与液晶单元贴合的偏振片而使用的情况下的亮度提高率(II)和色相(II)
作为个人电脑的显示显示器,使用在实施例7~13和比较例7~13中制成的液晶显示装置,通过オプトデザイン社制FPD视角测定评价装置(ErgoScope88)测定利用个人电脑进行白色显示时的液晶显示装置的画面的正面亮度,算出相对于比较例7的亮度的上升率和颜色,由下述的基准评价作为与液晶单元贴合的偏振片而使用的情况下的亮度提高效果。
◎: 亮度提高效果为160%以上
○: 亮度提高效果为150%以上且不足160%
△: 亮度提高效果为140%以上且不足150%
×: 亮度提高效果不足140%。
同时以下述的基准评价将画面的正面作为0度,以0度~80度的全方位视角下的色相x或y的最大变化。
◎: x、y的最大变化均不足0.03
○: x、y中任一个的最大变化不足0.03
△: x、y中任一个的最大变化为0.03以上
×: x、y的最大变化均为0.03以上。
(11)作为与液晶单元贴合的偏振片而使用的情况下的对比度评价
作为个人电脑的显示显示器,使用在实施例7~13和比较例7~13中制成的液晶显示装置,通过オプトデザイン社制FPD视角测定评价装置(ErgoScope88)测定利用个人电脑显示白色和黑画面时的液晶显示装置的画面的正面亮度,由白画面求出明亮度,且由黑画面求出暗亮度,以以下的基准评价由明亮度/暗亮度求出的对比度。
◎: 对比度(明亮度/暗亮度) 1,000以上
○: 对比度(明亮度/暗亮度) 200以上且不足1,000
×: 对比度(明亮度/暗亮度) 不足200 。
实施例1
使2,6-萘二甲酸二甲酯、6,6’-(亚乙基二氧基)二-2-萘甲酸以及乙二醇在四丁氧基钛的存在下进行酯化反应和酯交换反应,进一步接着进行缩聚反应,得到特性粘度0.62dl/g,酸成分的65摩尔%为2,6-萘二甲酸成分(表中,记载为NDC)、酸成分的35摩尔%为6,6’-(亚乙基二氧基)二-2-萘甲酸成分(表中,记载为ENA),二醇成分为乙二醇的芳香族聚酯(ENA35PEN)。向其中添加以第1层的重量为基准为0.10重量%的圆球状二氧化硅粒子(平均粒径:0.3μm,长径与短径的比:1.02,粒径的平均偏差:0.1),将其制成第1层用聚酯。
作为第2层用热塑性树脂,准备特性粘度(邻氯苯酚,35℃)为0.62dl/g的间苯二甲酸20摩尔%共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(IA20PET)。
将准备的第1层用聚酯和第2层用聚酯分别在170℃干燥5小时后,供给至第1、第2挤出机,加热到300℃,成为熔融状态。使第1层用聚酯分成137层,使第2层用聚酯分成138层后,将第1层与第2层交替地叠层,并且使用使第1层与第2层中的各自的最大层厚度与最小层厚度连续地变化直到以最大/最小计为2.2倍的那样的多层进料头装置,制成第1层与第2层交替叠层而成的总数275层的叠层状态的熔融体。保持其叠层状态,在其两侧从第3挤出机向3层模头导入与第2层用聚酯相同的聚酯,在总数275层的叠层状态的熔融体的两侧进一步叠层热封层。对于两端层(热封层),调整第3挤出机的供给量以成为整体的18%。保持其叠层状态,向模头导入,在流延鼓上流延,将第1层与第2层的平均层厚度比调整成为1.0:2.6,制成总数为277层的多层未拉伸膜。
将该多层未拉伸膜在135℃的温度下沿宽度方向拉伸至5.2倍,在140℃进行3秒热定形处理。所得的膜的厚度为33μm。
将所得的多层拉伸膜的各层的树脂构成、各层的特征示于表1中,且将物性示于表2中。此外,将所得的多层拉伸膜的两面分别以140℃、275kPa的条件与光漫射膜(惠和(株)制:オパルスBS-912)的背涂面压接2秒使其贴合,得到叠层体膜。
实施例2~4、6
如表1所示,变更各层的树脂组成或层厚度,除此以外,与实施例1同样地操作,得到多层拉伸膜。将所得的多层拉伸膜的物性示于表2中。此外,将所得的多层拉伸膜以140℃、275kPa的条件与光漫射膜(惠和(株)制:オパルスBS-912)的背涂面压接2秒使其贴合,得到叠层体膜。
并且,实施例2中作为第2层用聚酯使用的NDC20PET,是指将实施例1的作为第2层用聚酯使用的间苯二甲酸20摩尔%共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(IA20PET)的共聚成分变更为2,6-萘二甲酸(NDC)而得的共聚聚酯。
此外,实施例4中作为第2层用聚酯而使用的ENA21PEN/PCT掺混物,是指将实施例4的作为第1层用聚酯的ENA21PEN(酸成分的79摩尔%为2,6-萘二甲酸成分,酸成分的21摩尔%为6,6’-(亚乙基二氧基)二-2-萘甲酸成分,二醇成分为乙二醇的芳香族聚酯)与イーストマンケミカル社制PCTA AN004(聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯-间苯二甲酸酯共聚物) 混合成以重量比率计为2:1的掺混物。
实施例5
将第1层用聚酯的共聚比率如表1所示变更,将层厚度如表1所示变更,除此以外,与实施例1进行同样的操作,制成多层拉伸膜。将所得的多层拉伸膜的各层的树脂构成、各层的特征示于表1中,且将物性示于表2中。
此外,在所得的多层拉伸膜的一面夹入光漫射膜(惠和株式会社制:オパルスBS-912)的背涂面,在相反面夹入棱镜片(三菱レーヨン制:“ダイヤアート”Y型(M268Y))的背涂面,以140℃、275kPa的条件压接2秒使其贴合,得到叠层体膜。使用所得的叠层体膜测定亮度提高效果,结果得到210%的亮度提高效果。
表1中的聚酯的组成如下。
NDC:2,6-萘二甲酸
ENA:6,6’-(亚乙基二氧基)二-2-萘甲酸
EG:乙二醇
IA:间苯二甲酸
TA:对苯二甲酸
PEN:聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯。
比较例1
将第1层用聚酯变更成特性粘度(邻氯苯酚,35℃)为0.62dl/g的聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN),将第2层用热塑性树脂变更成特性粘度(邻氯苯酚,35℃)为0.62dl/g的对苯二甲酸64摩尔%共聚聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(TA64PEN),变更为表1所示的制造条件,除此以外,与实施例1同样地操作,得到多层拉伸膜。将所得的多层拉伸膜的各层的树脂构成、各层的特征示于表1中,且将物性示于表2中。
对于所得的多层拉伸膜,S偏光的平均反射率在入射角0°、50°下均超过15%,偏光性能与实施例相比降低。此外,P偏光的Δx的色相变化量与实施例相比较大,产生色相偏差。
比较例2~6
如表1所示,将树脂组成、层厚度、制造条件的任一条件进行变更,除此以外,与实施例1同样地操作,得到多层拉伸膜。将所得的多层拉伸膜的各层的树脂构成、各层的特征示于表1中,且将物性示于表2中。所得的膜与实施例相比偏光性能均降低。此外,P偏光和S偏光的任一者的色相变化量大,产生色相偏差。
比较例7
(偏光元件的制成)
将以聚乙烯醇为主成分的高分子膜[クラレ制 商品名“9P75R(厚度:75μm,平均聚合度:2,400,皂化度99.9摩尔%)”]一边在圆周速度不同的辊间染色一边进行拉伸输送。首先,将其在30℃的水浴中浸渍1分钟,使聚乙烯醇膜溶胀,同时沿输送方向拉伸至1.2倍后,一边通过在30℃的碘化钾浓度为0.03重量%、碘浓度为0.3重量%的水溶液中浸渍1分钟进行染色一边沿输送方向以完全不拉伸的膜(原长)为基准拉伸至3倍。接下来一边在60℃的硼酸浓度为4重量%、碘化钾浓度为5重量%的水溶液中浸渍30秒,一边沿输送方向以原长基准拉伸至6倍。接下来,通过将所得的拉伸膜在70℃干燥2分钟来得到偏光元件。另外,偏光元件的厚度为30μm,水分率为14.3重量%。
(粘接剂的制成)
相对于具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂(平均聚合度1,200,皂化度98.5摩尔%,乙酰乙酰化度5摩尔%)100重量份,将羟甲基三聚氰胺50重量份在30℃的温度条件下溶解在纯水中,调制成固体成分浓度为3.7重量%的水溶液。相对于该水溶液100重量份,加入以固体成分浓度为10重量%含有具有正电荷的氧化铝胶体(平均粒径15nm)的水溶液18重量份,调制成粘接剂水溶液。粘接剂溶液的粘度为9.6mPas,pH为4~4.5的范围,氧化铝胶体的配合量相对于聚乙烯醇系树脂100重量份为74重量份。
(吸收型偏振片的制成)
在厚度80μm、正面延迟0.1nm、厚度方向延迟1.0nm的光学各向同性元件(富士フィルム制商品名“フジタック ZRF80S”的一面上涂布上述的含有氧化铝胶体的粘接剂,以使干燥后的厚度为80nm,将其用辊对辊方式叠层在上述的偏光元件的一面,使两者的输送方向平行。接着,在偏光元件的相反侧的面也同样地操作,在光学各向同性元件(富士フィルム(株)制商品名“フジタック ZRF80S”)的一面涂布上述的含有氧化铝胶体的粘接剂,使干燥后的厚度为80nm,将其以辊对辊方式进行叠层,使它们的输送方向平行。然后,使其在55℃干燥6分钟,得到偏振片。将该偏振片作为“偏振片X”。
(液晶面板的制成)
从具备IPS模式的液晶单元、并采用了直下型的背光的液晶电视(松下电器(株)制ビエラTH-32LZ80 2007年制)中取出液晶面板,除去配置在液晶单元上下的偏振片和光学补偿膜,洗涤该液晶单元的玻璃面(表面和背面)。接着,在上述液晶单元的光源侧的表面,以使上述的偏振片X与配置于原液晶面板的光源侧偏振片的吸收轴方向为同样的方向,经由丙烯酸系粘着剂在液晶单元上配置偏振片X。
接着,在液晶单元的视觉辨认侧的表面,以使上述的偏振片X与配置于原液晶面板的视觉辨认侧偏振片的吸收轴方向为同样的方向,经由丙烯酸系粘着剂在液晶单元上配置偏振片X。这样,得到在液晶单元的一主面上配置有偏振片X、在另一主面上配置有偏振片X的液晶面板。
(液晶显示装置的制成)
将上述的液晶面板组入原液晶显示装置中,点亮液晶显示装置的光源,利用个人电脑显示白画面和黑画面,评价液晶显示装置的亮度、色相和对比度(测定方法(10)、(11))。将这样得到的液晶显示装置的物性示于表3中。
实施例7~12
(液晶面板的形成)
在上述比较例7中,作为光源侧的第1偏振片,代替偏振片X而使用实施例1~6中所得的多层拉伸膜,除此以外,与比较例7同样地操作,得到在液晶单元的光源侧主面配置有所得的多层拉伸膜(第1偏振片),在视觉辨认侧主面配置有偏振片X(第2偏振片)的液晶面板。
(液晶显示装置的制成)
将上述的液晶面板组入原液晶显示装置中,点亮液晶显示装置的光源,评价在个人电脑中的白画面和黑画面的亮度、色相和对比度(测定方法(10)、(11))。将这样得到的液晶显示装置的物性示于表3中。
实施例13
使实施例1中所得的多层拉伸膜平行地贴合3片,作为第1偏振片而使用,除此以外,重复进行与实施例7同样的操作。
比较例8~13
将比较例1~6中所得的多层拉伸膜作为第1偏振片来形成液晶面板,制成液晶显示装置。
所得的膜与实施例相比偏光性能均降低,得不到充分的亮度提高率。此外,至少x、y的任一色相变化量与实施例相比较大。
发明的效果
本发明的多层拉伸膜可消除以往的反射偏光膜中出现的由倾斜方向的入射角引起的透射偏光的色相偏差,而且具有比以往高的偏光性能。因此,可以提供在作为亮度提高膜、与液晶单元贴合的偏振片而使用的情况下,得到高的亮度提高率,并且高视角下色相偏差少的视觉辨认度优异的液晶显示器。
产业可利用性
本发明的多层拉伸膜可以用于亮度提高膜、与液晶单元贴合的偏振片、液晶显示器。
Claims (24)
1.多层拉伸膜,其是将第1层与第2层进行了交替叠层的251层以上的多层拉伸膜,其特征在于,
1)该第1层是包含二羧酸成分与二醇成分的聚酯的厚度为0.01μm~0.5μm的层,
(i)二羧酸成分含有5摩尔%~50摩尔%的下述式(A)所示的成分和50摩尔%~95摩尔%的下述式(B)所示的成分,
式(A)中,RA表示碳原子数为2~10的亚烷基,
式(B)中,RB表示亚苯基或亚萘基,
(ii)二醇成分含有90摩尔%~100摩尔%的下述式(C)所示的成分,
式(C)中,RC表示碳原子数为2~10的亚烷基,
该第2层是包含热塑性树脂的厚度为0.01μm~0.5μm的层,所述热塑性树脂的平均折射率为1.50~1.60,且单轴拉伸方向即X方向、在膜面内与单轴拉伸方向正交的方向即Y方向和膜厚度方向即Z方向的各自的折射率差在拉伸前后为0.05以下,
2)关于将膜面作为反射面、与包含X方向的入射面平行的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为90%以上,
3)关于将膜面作为反射面、与包含X方向的入射面垂直的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为15%以下,且
4)第1层和第2层中的各自的最大层厚度与最小层厚度的比率均为2.0~5.0。
2.根据权利要求1所述的多层拉伸膜,其中,式(A)所示的酸成分为下述式(A-1),
3.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,形成第2层的热塑性树脂是共聚了间苯二甲酸或2,6-萘二甲酸的以对苯二甲酸乙二醇酯成分为主要成分的聚酯。
4.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,第1层与第2层的X方向的折射率差为0.10~0.45。
5.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,第1层与第2层的Y方向的折射率差和第1层与第2层的Z方向的折射率差分别为0.05以下。
6.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,对于与入射面平行的偏光成分,下述式(1)、(2)所示的色相的变化量Δx、Δy均为0.1以下,
Δx=x(0°)-x(50°)…(1)
上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,
Δy=y(0°)-y(50°)…(2)
上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y。
7.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,对于与入射面垂直的偏光成分,下述式(1)、(2)所示的色相的变化量Δx、Δy均为0.01以下,
Δx=x(0°)-x(50°)…(1)
上述式(1)中,x(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,x(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相x,
Δy=y(0°)-y(50°)…(2)
上述式(2)中,y(0°)表示入射角0度下的该入射偏光的透射光谱的色相y,y(50°)表示入射角50度下的该入射偏光的透射光谱的色相y。
8.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其厚度为15μm~40μm。
9.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,第2层的平均层厚度相对于第1层的平均层厚度的比例为1.5倍~5.0倍的范围。
10.根据权利要求1或2所述的多层拉伸膜,其中,在第1层与第2层的交替叠层的至少一方的最外层面上进一步设置热封层而成。
11.根据权利要求10所述的多层拉伸膜,其中,热封层是包含与第2层相同的热塑性树脂、且为厚度3~10μm的层,该热塑性树脂的熔点比第1层的聚酯的熔点低20℃以上。
12.亮度提高用构件,其包含权利要求1~11中任一项所述的多层拉伸膜。
13.液晶显示器用复合构件,其在权利要求12所述的亮度提高用构件的至少一面上叠层光漫射膜而成。
14.根据权利要求13所述的液晶显示器用复合构件,其中,亮度提高用构件和光漫射膜经由热封层叠层而成。
15.根据权利要求13所述的液晶显示器用复合构件,其中,经由光漫射膜在亮度提高用构件的相反侧进一步具有棱镜层。
16.液晶显示装置,其含有权利要求12所述的亮度提高用构件。
17.液晶显示装置,其含有权利要求13所述的液晶显示器用复合构件。
18.偏振片,其包含权利要求1~11中任一项所述的多层拉伸膜。
19.根据权利要求18所述的偏振片,其中,多层拉伸膜是下述这样的膜,即,(1)关于将膜面作为反射面、与包含X方向的入射面平行的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为95%以上,
(2)关于将膜面作为反射面、与包含X方向的入射面垂直的偏光成分,对于入射角0度和50度下的该入射偏光的波长400~800nm的平均反射率分别为12%以下。
20.液晶显示装置用光学构件,其中,将第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层,第1偏振片为权利要求18所述的偏振片。
21.根据权利要求20所述的液晶显示装置用光学构件,其中,第2偏振片为吸收型偏振片。
22.液晶显示装置用光学构件,其中,将第1偏振片、液晶单元和第2偏振片依次叠层,第1偏振片和第2偏振片为权利要求18所述的偏振片。
23.液晶显示装置,其具备光源和权利要求20所述的液晶显示装置用光学构件,且在光源侧配置第1偏振片而成。
24.根据权利要求23所述的液晶显示装置,其中,在光源与第1偏振片之间不具有反射型偏振片。
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