JP7156034B2 - 液晶表示装置、偏光板および偏光子保護フィルム - Google Patents
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Description
項1.
ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムからなる偏光子保護フィルムであって、前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムは下記の(1)及び(2)を満たすことを特徴とする偏光子保護フィルム。
(1)ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムが3000nm以上30000nm以下のリタデーションを有する
(2)X線回折で測定した結晶の(100)面のフィルム面に対する配向度が0.70以下である
項2.
前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムは、遅相軸方向に測定した結晶の(-105)面の結晶サイズが36Å以上である、項1に記載の偏光子保護フィルム。
項3.
偏光子の少なくとも一方の面に項1又は2に記載の偏光子保護フィルムが積層された偏光板。
項4.
バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
前記2つの偏光板のうち、少なくとも一方が項3に記載の偏光板である、液晶表示装置。
本発明の偏光子保護フィルムに用いられるポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムは、3000nm以上30000nm以下のリタデーション(Re、面内リタデーション)を有することが好ましい。リタデーションが3000nm未満では、偏光子保護フィルムとして用いた場合、斜め方向から観察した時に強い干渉色を呈し、良好な視認性を確保することができない。好ましいリタデーションの下限値は4000nm、次に好ましい下限値は5000nm、より好ましい下限値は6000nmである。
本発明の偏光板は、ポリビニルアルコール(PVA)などにヨウ素を染着させた偏光子の少なくとも一方の面に偏光子保護フィルムを貼り合わせた構造を有し、いずれかの偏光子保護フィルムが前述した本発明の偏光子保護フィルムであることが好ましい。他方の偏光子保護フィルムには、TACフィルムやアクリルフィルム、ノルボルネン系フィルムに代表されるような複屈折が無いフィルムを用いることが好ましい。もしくは他方には偏光子保護フィルムが存在しなくてもよい。本発明に用いられる偏光板には、写り込み防止やギラツキ抑制、キズ抑制などを目的として、種々のハードコートを表面に塗布することも好ましい様態である。
一般に、液晶パネルは、バックライト光源に対向する側から画像を表示する側(視認側)に向かう順に、後面モジュール、液晶セルおよび前面モジュールから構成されている。後面モジュールおよび前面モジュールは、一般に、透明基板と、その液晶セル側表面に形成された透明導電膜と、その反対側に配置された偏光板とから構成されている。ここで、偏光板は、後面モジュールでは、バックライト光源に対向する側に配置され、前面モジュールでは、画像を表示する側(視認側)に配置されている。
リタデーションとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性(△Nxy=|nx-ny|)とフィルム厚みd(nm)との積(△Nxy×d)と定義されるパラメーターであり、光学的等方性又は異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性(△Nxy)は、以下の方法により求めた。分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)を用いて、フィルムの遅相軸方向を求め、遅相軸方向が測定用サンプル長辺と平行になるように、4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(遅相軸方向の屈折率:ny,遅相軸方向と直交する方向の屈折率:nx)、及び厚さ方向の屈折率(nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)によって求め、前記二軸の屈折率差の絶対値(|nx-ny|)を屈折率の異方性(△Nxy)とした。フィルムの厚みd(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。屈折率の異方性(△Nxy)とフィルムの厚みd(nm)の積(△Nxy×d)より、リタデーション(Re)を求めた。
厚さ方向リタデーションとは、フィルム厚さ方向断面から見たときの2つの複屈折△Nxz(=|nx-nz|)、△Nyz(=|ny-nz|)にそれぞれフィルム厚さdを掛けて得られるリタデーションの平均を示すパラメーターである。リタデーションの測定と同様の方法でnx、ny、nzとフィルム厚みd(nm)を求め、(△Nxz×d)と(△Nyz×d)との平均値を算出して厚さ方向リタデーション(Rth)を求めた。
結晶の(100)面のフィルム面に対する配向度は、X線回折装置(株式会社リガク社製、RINT2100PC)を用いて、極点測定により得られた回折強度の遅相軸方向を軸とした半値幅から、(180-半値幅)/180で定義されるパラメーターである。測定に用いたX線は、Cu-Kα線で、波長は1.5418Åである。極点測定はRINT2100PCに装着できるRINT2000ゴニオメータと極点用多目的試料台を取り付け、シュルツ反射法にて行った。サンプルは直径5cmの円状に切り出し、遅相軸方向がβ=90度および270度方向と一致するよう試料台に取り付けた。なお、サンプルの遅相軸方向は、分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)を用いて求めた。測定条件の詳細は、管電圧を40kV、管電流を40mA、2θ固定角度を25.830度、発散縦制限を1.2mm、発散スリットを1度、散乱スリットを7mm、受光スリットを7mmとした。透過測定ではα開始角度=0度、α終了角度=35度、αステップ角度=5度とした。反射測定ではα開始角度=25度、α終了角度=90度、αステップ角度=5度とした。走査方法は同心円にβ開始角度=0度、β終了角度=360度、βステップ角度=5度である。
以下、結晶の(100)面のフィルム面に対する配向度の計算方法を示す。測定で得られたβ=0度およびβ=180度における反射回折強度プロファイルをI(α)(25≦α≦90)とする。横軸をα’(β=0度のときα’=α、β=180度のときα’=180-α)、縦軸を各α’における回折強度とすることで、β=0度および180度における回折強度プロファイルを接続し、回折強度プロファイルI(α’)(25≦α’≦155)が得られる。このとき、α’=90度における回折強度は、β=0度とβ=180度の平均値を用いた。α’=25度および155度での回折強度を結ぶ直線をベースラインとして差し引き、得られた回折強度プロファイルから半値幅を用いて、(180-半値幅)/180により、結晶の(100)面のフィルム面に対する配向度を算出した。半値幅の単位は度である。
フィルムの遅相軸方向における結晶の(-105)面の結晶サイズは、X線回折装置(株式会社リガク社製、RINT2500)を用いて遅相軸方向に測定したθ/2θの回折強度プロファイルから、結晶の(-105)面の回折位置(2θ=42.7度)における回折ピークの実測半値幅(B)を読み取り、次式(シェラーの式)を用いて見掛けの結晶サイズ(ACS)として算出した。測定に用いたX線は、Cu-Kα線で、波長は1.5418Åである。なお、ベースラインは、2θが30度から42.7度の間で最も回折強度が小さい点と、42.7度から50度の間で最も回折強度の小さい点の2点を直線で繋いだ線とした。(ACS=0.9λ/(βcosθ))。ここで、λはX線の波長(1.5418Å)、βは読み取った実測半値幅(B)と補正のための定数(b)から(B2-b2)1/2で計算される半値幅である。なお、補正のための定数(b)は、シリコン粉末NIST640bを同条件で測定したときの半値幅である。ここで、β、B、bはいずれもラジアン単位の値である。なお、サンプルの遅相軸方向は、分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)を用いて求めた。
PVAとヨウ素からなる偏光子の片側に後述する方法で作成したポリエチレンテレフタレートフィルムを偏光子の吸収軸とフィルムの配向主軸が垂直になるように貼り付け、その反対の面に市販のTACフィルムを貼り付けて、ポリエチレンテレフタレートフィルム/偏光子/TACフィルムからなる偏光板を作成した。得られた偏光板を、市販の液晶表示装置(SONY社製のBRAVIA KDL-40W920A)に元々存在した出射光側の偏光板と置き換えた。なお、偏光板の吸収軸が、元々液晶表示装置に貼付されていた偏光板の吸収軸方向と一致するように、ポリエチレンテレフタレートフィルムが視認側になるよう偏光板を置き換えた。前記液晶表示装置は、励起光を出射する光源と量子ドットを含むバックライト光源を有する。この液晶表示装置のバックライト光源の発光スペクトルを、浜松ホトニクス製 マルチチャンネル分光器 PMA-12を用いて測定したところ、450nm、528nm、630nm付近にピークトップを有する発光スペクトルが観察され、各ピークトップの半値幅は16nm~34nmであった。なお、スペクトル測定の際の露光時間は20msecとした。
このようにして作製した液晶表示装置に白画像を表示させ、ディスプレイの正面、および、斜め方向から目視観察を行って、虹ムラの発生について、以下の基準に従って判定した。なお、観察角度は、ディスプレイの画面の中心から法線方向(垂直)に引いた線と、ディスプレイ中心と観察時の眼の位置とを結ぶ直線とのなす角とした。
◎: 観察角度0~65度の範囲で、虹ムラは観察されなかった。
○: 観察角度0~65度の範囲で、わずかに虹ムラは観察された。
×: 観察角度0~65度の範囲で虹ムラが観察された。
エステル化反応缶を昇温し200℃に到達した時点で、テレフタル酸を86.4質量部およびエチレングリコール64.6質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチモンを0.017質量部、酢酸マグネシウム4水和物を0.064質量部、トリエチルアミン0.16質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行いゲージ圧0.34MPa、240℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0.014質量部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル0.012質量部を添加した。次いで15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、15分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反応を行った。
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジン-4-オン)10質量部、粒子を実質上含有しないPET(A)(固有粘度が0.62dl/g)90質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有するポリエチレンテレフタレート樹脂(B)を得た。(以後、PET(B)と略す。)
常法によりエステル交換反応および重縮合反応を行って、ジカルボン酸成分として(ジカルボン酸成分全体に対して)テレフタル酸46モル%、イソフタル酸46モル%および5-スルホナトイソフタル酸ナトリウム8モル%、グリコール成分として(グリコール成分全体に対して)エチレングリコール50モル%およびネオペンチルグリコール50モル%の組成の水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂を調製した。次いで、水51.4質量部、イソプロピルアルコール38質量部、n-ブチルセルソルブ5質量部、ノニオン系界面活性剤0.06質量部を混合した後、加熱撹拌し、77℃に達したら、上記水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂5質量部を加え、樹脂の固まりが無くなるまで撹拌し続けた後、樹脂水分散液を常温まで冷却して、固形分濃度5.0質量%の均一な水分散性共重合ポリエステル樹脂液を得た。さらに、凝集体シリカ粒子(富士シリシア(株)社製、サイリシア310)3質量部を水50質量部に分散させた後、上記水分散性共重合ポリエステル樹脂液99.46質量部にサイリシア310の水分散液0.54質量部を加えて、撹拌しながら水20質量部を加えて、接着性改質塗布液を得た。
基材フィルム中間層用原料として粒子を含有しないPET(A)樹脂ペレット90質量部と紫外線吸収剤を含有したPET(B)樹脂ペレット10質量部を135℃で6時間減圧乾燥(1Torr)した後、押出機2(中間層II層用)に供給し、また、PET(A)を常法により乾燥して押出機1(外層I層および外層III用)にそれぞれ供給し、285℃で溶解した。この2種のポリマーを、それぞれステンレス焼結体の濾材(公称濾過精度10μm粒子95%カット)で濾過し、2種3層合流ブロックにて、積層し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この時、I層、II層、III層の厚さの比は10:80:10となるように各押し出し機の吐出量を調整した。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.5倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約80μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度120℃で熱風吹き出し口の風速が12m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.5倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約100μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度130℃で熱風吹き出し口の風速が9m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に5.5倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約60μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に5.0倍、流れ方向に0.9倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約60μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度120℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に5.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約40μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度110℃で熱風吹き出し口の風速が12m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.5倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約125μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度115℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.5倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約60μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度120℃で熱風吹き出し口の風速が12m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に5.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度130℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約50μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃で熱風吹き出し口の風速が5m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃で熱風吹き出し口の風速が5m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約50μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度95℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度150℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約60μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムを、加熱されたロール群および赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に1.5倍延伸した後、温度100℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約50μmの二軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度90℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度200℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約50μmの一軸配向PETフィルムを得た。
実施例1と同じ方法で作製された未延伸フィルムを、加熱されたロール群および赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に3.5倍延伸した後、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度130℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.0倍となるよう延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度220℃で熱風吹き出し口の風速が10m/秒の熱風ゾーンで熱処理し、さらに幅方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約100μmの二軸配向PETフィルムを得た。
Claims (4)
- ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムからなる偏光子保護フィルムであって、
前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムは下記の(1)及び(2)を満たすことを特徴とする偏光子保護フィルム。
(1)ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムが6000nm以上10000nm以下のリタデーションを有する
(2)X線回折で測定した結晶の(100)面のフィルム面に対する配向度が0.70以下である - 前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムは、遅相軸方向に測定した結晶の(-105)面の結晶サイズが36Å以上である、請求項1に記載の偏光子保護フィルム。
- 偏光子の少なくとも一方の面に請求項1又は2に記載の偏光子保護フィルムが積層された偏光板。
- バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
前記2つの偏光板のうち、少なくとも一方が請求項3に記載の偏光板である、液晶表示装置。
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