TW201841768A - 液晶顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種液晶顯示裝置,其係具有包含白色發光二極體之背光光源的液晶顯示裝置,該白色發光二極體具有在藍色區域(400nm以上且小於495nm)、綠色區域(495nm以上且小於600nm)及紅色區域(600nm以上780nm以下)的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且紅色區域(600nm以上780nm以下)中之峰值的半值寬較窄(小於5nm)的發光光譜;即使在使用聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜的情況下,亦可抑制虹斑。
一種液晶顯示裝置,其係具有背光光源、2個偏光板及配置於該2個偏光板之間的液晶單元的液晶顯示裝置,其特徵為:該背光光源係具有在400nm以上且小於495nm、495nm以上且小於600nm及600nm以上780nm以下的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高之峰值的半值寬小於5nm的發光光譜的白色發光二極體;該偏光板之中的至少一個偏光板,係於偏光鏡之至少一側的面上積層有聚酯薄膜者;該聚酯薄膜具有1500nm以上30000nm以下的遲滯值;該聚酯薄膜於至少一側的面上積層有抗反射層及/或低反射層;在該600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長 中,從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量的積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的反射率為2%以下。
Description
本發明係關於一種偏光鏡保護膜、偏光板及液晶顯示裝置。詳細而言,係關於一種經改善虹斑之產生的液晶顯示裝置。
用於液晶顯示裝置(LCD)的偏光板,通常係以2片偏光鏡保護膜夾住使碘染附於聚乙烯醇(PVA)等而成之偏光鏡的構成,通常使用三乙醯纖維素(TAC)薄膜作為偏光鏡保護膜。近年來,隨著LCD的薄型化,而逐漸要求偏光板的薄層化。然而,若因此而使用作保護膜之TAC薄膜的厚度變薄,則無法得到充分的機械強度,又,會發生透濕性變差這樣的問題。又,TAC薄膜非常昂貴,有人提出聚酯薄膜作為低價的代替材料(專利文獻1~3),但有產生虹斑的問題。
於偏光鏡的單側配置具有雙折射性之配向聚酯薄膜的情況下,從背光單元或偏光鏡射出的直線偏光在通過聚酯薄膜時,其偏光狀態發生變化。穿透的光顯示配向聚酯薄膜的雙折射與厚度的積、即遲滯值(retardation)所特有的干涉色。因此,若使用冷陰極管或熱陰極管等不連續的發光光譜作為光源,則根據波長而顯示不同的透射光強度,而成為虹斑(參照:第15次Micro Optical Conference論文集,第30~31項)。
作為解決上述問題之手段,有人提出使用如白色發光二極體這種具有連續且寬廣之發光光譜的白色光源作為背光光源,並進一步使用具有一定遲滯值的配向聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜(專利文獻4)。白色發光二極體在可見光區域中具有連續且寬廣的發光光譜。因此,若著眼於以穿透雙折射體之透射光所產生之干涉色光譜的包絡線形狀,則藉由控制配向聚酯薄膜的遲滯值,可得到與光源的發光光譜相似的光譜,藉此可抑制虹斑。
專利文獻1 日本特開2002-116320號公報
專利文獻2 日本特開2004-219620號公報
專利文獻3 日本特開2004-205773號公報
專利文獻4 WO2011/162198
由於近年來對液晶顯示裝置之色域擴大的要求提高,故開發一種使用包含白色發光二極體(例如,具有藍色發光二極體及至少作為螢光體之K2SiF6:Mn4+等氟化物螢光體的白色發光二極體等)之背光光源的液晶顯示裝置,該白色發光二極體具有在藍色區域(400nm以上且小於495nm)、綠色區域(495nm以上且小於600nm)及紅色區域(600nm以上780nm以下)之各波長區域分別 具有發光光譜之峰頂、且紅色區域(600nm以上780nm以下)中峰值的半值寬較窄(小於5nm)的發光光譜。
工業上使用應用聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜的偏光板生產液晶顯示裝置的情況下,偏光鏡之透射軸與聚酯薄膜之快軸的方向,通常被配置成互相垂直。這是因為,將偏光鏡的聚乙烯醇薄膜進行縱向單軸延伸以進行製造時,其保護膜的聚酯薄膜在縱向延伸之後進行橫向延伸而製造,故聚酯薄膜配向主軸方向成為橫向,若將該等長條形物貼合以製造偏光板,則聚酯薄膜之快軸與偏光鏡之透射軸通常成為垂直方向。此情況下,藉由使用具有特定遲滯值的配向聚酯薄膜作為聚酯薄膜,並使用例如以包含組合有藍色發光二極體與釔.鋁.石榴石系黃色螢光體之發光元件的白色LED為代表的具有連續性且寬廣之發光光譜的光源作為背光光源,雖可大幅改善虹斑,但在使用包含具有在紅色區域(600nm以上780nm以下)中之峰值的半值寬較窄(小於5nm)之發光光譜的白色發光二極體的背光光源的情況下,發現依然存在產生虹斑這樣的新課題。
亦即,本發明之課題在於提供一種液晶顯示裝置,其係具有包含白色發光二極體之背光光源的液晶顯示裝置,該白色發光二極體具有在藍色區域(400nm以上且小於495nm)、綠色區域(495nm以上且小於600nm)及紅色區域(600nm以上780nm以下)的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且紅色區域(600nm以上780nm以下)中之峰值的半值寬較窄(小於5nm)的發光光譜;即使 在使用聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜的情況下,亦可抑制虹斑。
代表性的本發明如下。
項1.一種液晶顯示裝置,其係具有背光光源、2個偏光板及配置於該2個偏光板之間的液晶單元的液晶顯示裝置,其特徵為:該背光光源係具有在400nm以上且小於495nm、495nm以上且小於600nm及600nm以上780nm以下的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高之峰值(在600nm以上780nm以下之波長區域中的峰頂為最高峰值)的半值寬小於5nm的發光光譜的白色發光二極體;該偏光板之中的至少一個偏光板,係於偏光鏡之至少一側的面上積層有聚酯薄膜者;該聚酯薄膜具有1500nm以上30000nm以下的遲滯值;該聚酯薄膜於至少一側的面上積層有抗反射層及/或低反射層;在該600nm以上780nm以下之波長區域中峰值強度最高的峰值之峰頂的波長中之從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量的積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的反射率為2%以下。
項2.如項1之液晶顯示裝置,其中該背光光源的發光光譜, 在400nm以上且小於495nm之波長區域中峰值強度最高之峰值的半值寬為5nm以上,在495nm以上且小於600nm之波長區域中峰值強度最高之峰值的半值寬為5nm以上。
項3.如項1或2之液晶顯示裝置,其中該600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長在620nm以上640nm以下。
項4.如項1或2之液晶顯示裝置,其中該600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長為630nm。
項5.一種偏光鏡保護膜,其係包含具有1500nm以上30000nm以下的遲滯值、且於至少一側的面上積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的偏光鏡保護膜,其特徵為: 在波長600nm以上780nm以下之波長區域的任一波長中之從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量的反射率為2%以下。
項6.如項5之偏光鏡保護膜,其中該任一波長在620nm以上640nm以下。
項7.如項5之偏光鏡保護膜,其中該任一波長為630nm。
項8.一種偏光板,其係於偏光鏡之至少一側的面上積層有如項5至7中任一項之偏光鏡保護膜。
本發明之液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜,在任何觀察角度中,皆可確保虹斑的產生明顯被抑制的良好視覺辨認性。
一般而言,液晶顯示裝置係從背光光源側朝向顯示影像側(視覺辨認側)依序由後側模組、液晶單元及前側模組所構成。後側模組及前側模組,一般係由透明基板、形成於該液晶單元側表面的透明導電膜、及配置於其相反側的偏光板所構成。此處,偏光板在後側模組中係配置於背光光源側,在前側模組中則配置於顯示影像側(視覺辨認側)。
本發明之液晶顯示裝置至少以背光光源、及配置於2個偏光板之間的液晶單元為構成構件。
又,液晶顯示裝置,除了背光光源、偏光板、液晶單元以外,亦可適當具有其他構成,例如彩色濾光片、透鏡膜、擴散片、抗反射膜等。亦可於光源側偏光板與背光光源之間設置增亮膜。作為增亮膜,可列舉例如:使一側的直線偏光穿透,並使與其正交之直線偏光反射的反射型偏光板。作為反射型偏光板,例如,適合使用Sumitomo 3M股份有限公司製的DBEF(註冊商標)(Dual Brightness Enhancement Film)系列增亮膜。此外,反射型偏光板通常配置成反射型偏光板之吸收軸與光源側偏光板之吸收軸平行。
配置於液晶顯示裝置內的2個偏光板之中,至少一個偏光板,係於使碘染附於聚乙烯醇(PVA)等而成的偏光鏡之至少一側的面上積層有聚酯薄膜。在本發明中,從抑制虹斑的觀點來看,聚酯薄膜為具有特定遲滯值、且於聚酯薄膜之至少一側的面上積層有抗反射層及/或低反射層者。抗反射層及/或低反射層,可設置於與聚酯薄膜積層偏光鏡之面相反側的面上,亦可設置於聚酯薄膜積層偏光鏡之面上,此兩者皆可。較佳係將抗反射層及/或低反射層設置於與聚酯薄膜積層偏光鏡之面相反側的面上。又,亦可於抗反射層及/或低反射層與聚酯薄膜之間存在其他層(例如易接著層、硬塗層、防眩光層、抗靜電層、防汙層等)。從進一步抑制虹斑的觀點來看,與偏光鏡之透射軸平行之方向的該聚酯薄膜之折射率較佳為1.53~1.62。較佳係於偏光鏡之另一側的面上積層以TAC薄膜、丙烯酸薄膜及降莰烯系薄膜為代表的實質上無雙折射(遲滯值低)的薄膜(3層構成之偏光板),但並非必須於偏光鏡之另一側的面上積層薄膜(2層構成之偏光板)。此外,使用聚酯薄膜作為偏光鏡兩側之保護膜的情況下,兩聚酯薄膜的慢軸較佳為互相略為平行。此處,略為平行係表示由兩軸所形成的角度為-15°~15°,較佳為-10°~10°,更佳為-5°~5°,再佳為-3°~3°,再更佳為-2°~2°,進一步更佳為-1°~1°。
偏光鏡可適當選擇使用可在該技術領域中使用的任意偏光鏡(偏光薄膜)。作為代表性的偏光鏡,可列舉:使碘等的雙色性材料染附於聚乙烯醇薄膜等 者,但並不限定於此,可適當選擇使用習知及今後可開發的偏光鏡。
PVA薄膜可使用市售品,例如,可使用「Kuraray Vinylon(KURARAY(股)製)」、「Tohcello Vinylon(Mitsui Chemicals Tohcello(股)製)」、「Nichigo Vinylon(日本合成化學(股)製)」等。作為雙色性材料,可列舉:碘、重氮化合物、聚次甲基染料等。
偏光鏡可由任意的方法而得,例如可藉由將以雙色性材料使PVA薄膜染附者在硼酸水溶液中進行單軸延伸,並在保持延伸狀態下進行清洗及乾燥而得。單軸延伸的延伸倍率,通常為4~8倍左右,但並無特別限制。其他製造條件等可依照習知的方法適當設定。
作為背光的構成,可為以導光板或反射板等為構成構件的側光式,亦可為直下式,但本發明中,作為液晶顯示裝置的背光光源,較佳為包含白色發光二極體的背光光源,該白色發光二極體具有在400nm以上且小於495nm、495nm以上且小於600nm及600nm以上750nm以下的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高之峰值的半值寬小於5nm的發光光譜。600nm以上780nm以下之波長區域中具有最高峰值強度之峰值的半值寬,其上限較佳為小於5nm,更佳為小於4nm,再佳為小於3.5nm。下限較佳為1nm以上,更佳為1.5nm以上。若峰值的半值寬小於5nm,則液晶顯示裝置的色域寬廣,因而較佳。又,峰值的半值寬並無特別設定下限,可設 定為1nm。若峰值半值寬小於1nm,則具有發光效率變差的疑慮。可從要求之色域與發光效率的平衡設計發光光譜的形狀。此外,此處,半值寬係指峰頂的波長中峰值強度之在1/2強度時的峰寬(nm)。
將具有「帶有上述特徵之發光光譜」的背光光源應用於LCD,因近年來對色域擴大的要求提高而成為備受矚目的技術。將從以往即使用的白色LED(例如,將藍色發光二極體與釔.鋁.石榴石系黃色螢光體組合的發光元件)用作背光光源的LED,只能重現人眼可辨析之光譜的20%左右的顏色。相對於此,使用具有帶上述特徵之發光光譜的背光光源的情況下,則據稱可重現60%以上的顏色。
該400nm以上且小於495nm之波長區域,更佳為430nm以上470nm以下。該495nm以上且小於600nm之波長區域,更佳為510nm以上560nm以下。該600nm以上780nm以下之波長區域,更佳為600nm以上700nm以下,再更佳為610nm以上680mn以下。該600nm以上780nm以下之波長區域的較佳一態樣為620nm以上640nm以下,特佳為630nm。
發光光譜在400nm以上且小於495nm、495nm以上且小於600nm的各波長區域之峰頂中的峰值半值寬(各波長區域中具有最高峰值強度之峰值的半值寬)並無特別限定,但400nm以上且小於495nm之波長區域中具有最高峰值強度之峰值的半值寬較佳為5nm以上,495nm以上且小於600nm之波長區域中具有最高峰 值強度之峰值的半值寬較佳為5nm以上。從確保適當色域的觀點來看,400nm以上且小於495nm、495nm以上且小於600nm的各波長區域之峰頂中的峰值半值寬(各波長區域中具有最高峰值強度之峰值的半值寬)的上限,較佳為140nm以下,較佳為120nm以下,較佳為100nm以下,更佳為80nm以下,再佳為60nm以下,再更佳為50nm以下。
作為具有「帶有上述特徵之發光光譜」的白色光源,具體而言,可列舉例如螢光體式白色發光二極體,其係將藍色發光二極體與螢光體組合。作為該螢光體之中的紅色螢光體,可列舉例如:組成式為K2SiF6:Mn4+的氟化物螢光體(亦稱為「KSF」)、其他。Mn4+賦活氟化物錯合物螢光體,係以Mn4+為活化劑,以鹼金屬、胺或鹼土金屬之氟化物錯合物鹽為主晶的螢光體。形成主晶之氟化物錯合物中,有配位中心為3價金屬(B、Al、Ga、In、Y、Sc、鑭族元素)者、4價金屬(Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Re、Hf)者、5價金屬(V、P、Nb、Ta)者,配位於其周圍之氟原子的數量為5~7。
作為Mn4+賦活氟化物錯合物螢光體的較佳例,具有:A2[MF6]:Mn(A為選自Li、Na、K、Rb、Cs及NH4的一種以上;M為選自Ge、Si、Sn、Ti及Zr的一種以上)、E[MF6]:Mn(E為選自Mg、Ca、Sr、Ba及Zn的一種以上;M為選自Ge、Si、Sn、Ti及Zr的一種以上)、Ba0.65、Zr0.35F2.70:Mn、A3[ZrF7]:Mn(A為選自Li、Na、K、Rb、Cs及NH4的一種以上)、A2[MF5]:Mn(A 為選自Li、Na、K、Rb、Cs及NH4的一種以上;M為選自Al、Ga及In的一種以上)、A3[MF6]:Mn(A為選自Li、Na、K、Rb、Cs及NH4的一種以上;M為選自Al、Ga及In的一種以上)、Zn2[MF7]:Mn(M為選自Al、Ga及In的一種以上)、A[In2F7]:Mn(A為選自Li、Na、K、Rb、Cs及NH4的一種以上)等。
較佳的Mn4+賦活氟化物錯合物螢光體之一,係以鹼金屬之六氟錯合物鹽為主晶的A2MF6:Mn(A為選自Li、Na、K、Rb、Cs及NH4的一種以上;M為選自Ge、Si、Sn、Ti及Zr的一種以上)。其中較佳係A為選自K(鉀)及Na(鈉)的1種以上、M為Si(矽)或Ti(鈦)者。其中特佳係A為K(K占A總量的比例為99莫耳%以上)、M為Si者。期望賦活元素中Mn(錳)為100%,但亦可在相對於賦活元素之總量小於10莫耳%的範圍內包含Ti、Zr、Ge、Sn、Al、Ga、B、In、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Ru、Ag、Zn及Mg等。M為Si的情況下,期望Si與Mn之總計中Mn的比例在0.5莫耳%~10莫耳%的範圍內。作為其他較佳Mn4+賦活氟化物錯合物螢光體,可列舉以化學式A2+xMyMnzFn(A為Na及K;M為Si及Al;-1≦x≦1且0.9≦y+z≦1.1且0.001≦z≦0.4且5≦n≦7)表示者。
背光光源較佳為具有藍色發光二極體與至少具有氟化物螢光體以作為螢光體的白色發光二極體,特佳為具有藍色發光二極體與至少具有K2SiF6:Mn4+的氟化物螢光體以作為螢光體的白色發光二極體。例如, 可使用日亞化學工業股份有限公司製的白色LED、即NSSW306FT等的市售品。
又,作為該螢光體之中的綠色螢光體,可列舉例如:以β-SiAlON:Eu等為基本組成的賽隆(SiAlON)系螢光體、以(Ba,Sr)2SiO4:Eu等為基本組成的矽酸鹽系螢光體、其他。
此外,在400nm以上且小於495nm之波長區域、495nm以上且小於600nm之波長區域或600nm以上780nm以下之波長區域的任一波長區域中,存在複數峰值的情況可考量如下。
複數峰值為分別獨立之峰值的情況下,較佳為峰值強度最高之峰值的半值寬在上述範圍。再者,關於具有最高峰值強度之70%以上強度的其他峰值,半值寬同樣在上述範圍者為更佳態樣。
關於具有複數峰值重疊之形狀的一個獨立峰值,在可直接測量複數峰值之中峰值強度最高之峰值的半值寬的情況下,使用其半值寬。此處,獨立之峰值,係指峰值的短波長側、長波長側兩側具有達到峰值強度的1/2之強度的區域者。亦即,在複數峰值重疊,而各個峰值於其兩側不具有達到峰值強度的1/2之強度的區域的情況下,將該複數峰值整體視為一個峰值。這種具有複數峰值重疊之形狀的一個峰值,係將其中最高峰值強度的1/2強度中的峰寬(nm)作為半值寬。
此外,將複數峰值之中峰值強度最高的點當作為峰頂。
此外,400nm以上且小於495nm之波長區域、495nm以上且小於600nm之波長區域、或600nm以上780nm以下之波長區域的各波長區域中具有最高峰值強度的峰值,較佳為與其他波長區域的峰值為互相獨立的關係。特別是從色彩的清晰度方面來看,較佳的是於「495nm以上且小於600nm之波長區域中具有最高峰值強度的峰值」與「600nm以上780nm以下之區域中具有最高峰值強度的峰值」之間的波長區域中存在下述區域:強度達到600nm以上780nm以下之波長區域中具有最高峰值強度之峰值的峰值強度之1/3以下的區域。
背光光源的發光光譜,可藉由使用Hamamatsu Photonics K.K.製多通道分光器PMA-12等的分光器進行測量。
本案發明人等進行深入研究的結果發現,在具有如上述背光光源,即包含在藍色區域(400nm以上且小於495nm)、綠色區域(495nm以上且小於600nm)及紅色區域(600nm以上780nm以下)的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且紅色區域(600nm以上780nm以下)中峰值的半值寬較窄之白色發光二極體的背光光源的液晶顯示裝置中,只要使用具有在特定波長中反射率低的抗反射層及/或低反射層、且具有特定遲滯值的聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜,則具有抑制虹斑的效果。此處,特定波長,係指在背光光源的發光光譜中,與600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高之峰值對應的波長(峰值強度最高的峰值之峰頂的波長)。亦即,本案 發明人等發現,若在背光光源的發光光譜中600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長中,從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量的積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的反射率為2%以下,則特別具有抑制虹斑的效果。
於偏光鏡的單側配置有配向聚酯薄膜的情況下,從背光單元或偏光鏡射出之直線偏光在通過聚酯薄膜時,偏光狀態發生變化。偏光狀態發生變化的主要原因之一,其被認為可能是受到空氣層與配向聚酯薄膜之界面的折射率差、或偏光鏡與配向聚酯薄膜之界面的折射率差的影響。入射至配向聚酯薄膜的直線偏光通過各界面時,因界面間的折射率差而使光的一部分反射。
通過偏光鏡入射至配向聚酯薄膜的光為直線偏光,其被認為係在直線偏光的狀態下,穿透率相對於波長無相依性。直線偏光的入射光,因為通過配向聚酯薄膜而變成橢圓偏光或圓偏光。相位差δ係以δ=2π×Re/λ(Re:遲滯值,λ:波長)表示,相位差δ因波長λ而異。亦即,直線偏光、橢圓偏光、圓偏光的變化週期因光的波長λ而異,故認為從配向聚酯薄膜射出時的偏光狀態因波長而異。從配向聚酯薄膜射出至視覺辨認側時,相對於入射面,垂直的S偏光成分比平行的P偏光成分更容易被反射,而具有該差值(P偏光成分與S偏光成分之差)隨著從法線的視覺辨認角度變大而變大的傾向。偏光度不同的各波長光係容易被反射之S偏光的影響各不相同,故通過界面時各穿透率發生變化。通過界面時,S偏光成 分較多之波長帶的穿透率變低,這被認為是產生虹斑的主要原因之一。特別是在600nm以上780nm以下之紅色區域中具有陡峭之峰值的情況下,波長所引起的穿透率變化大,故容易出現色斑。利用薄膜干涉,可抑制任意波長的界面反射,因此認為,藉由形成在陡峭之峰值中的反射率低的抗反射層及/或低反射層,可提高紅色區域的穿透率(亦即可抑制S偏光成分的反射)。在具有陡峭之峰值的紅色區域中,S偏光成分的穿透率提高,故相對於通過偏光鏡之入射光,配向聚酯薄膜之出射光的穿透率變化變少,藉此可抑制虹斑。
如上所述,本發明中,在具有包含在藍色區域(400nm以上且小於495nm)、綠色區域(495nm以上且小於600nm)及紅色區域(600nm以上780nm以下)的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且紅色區域(600nm以上780nm以下)中之峰值的半值寬較窄之白色發光二極體的背光光源的液晶顯示裝置中,即使使用應用聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜的偏光板,亦不會發生虹斑,而具有良好的視覺辨認性。
本發明之偏光板係於偏光鏡之至少一側的面上積層包含聚酯薄膜之偏光鏡保護膜。用於偏光鏡保護膜之聚酯薄膜較佳為具有1500nm以上30000nm以下的遲滯值。若遲滯值在上述範圍,則具有更容易降低虹斑的傾向,因而較佳。較佳的遲滯值的下限值為3000nm,進而較佳的下限值為3500nm,更佳的下限值為4000nm或5000nm,再佳的下限值為6000nm或7000nm, 再更佳的下限值為8000nm。較佳的上限為30000nm,具有其以上之遲滯值的聚酯薄膜,其厚度變得相當厚,而具有作為工業材料的使用性降低的傾向。更佳的上限為15000nm,再佳為12000nm,再更佳為11000nm。
此外,本發明之遲滯值,可測量雙軸方向的折射率與厚度而求得,亦可使用KOBRA-21ADH(王子計測設備股份有限公司)等市售的自動雙折射測量裝置而求得。此外,折射率可藉由阿貝折射率計(測量波長589nm)而求得。
聚酯薄膜的遲滯值(Re:面內遲滯值)與厚度方向之遲滯值(Rth)的比值(Re/Rth),較佳為0.2以上,更佳為0.5以上,再佳為0.6以上。上述遲滯值與厚度方向遲滯值的比值(Re/Rth)越大,雙折射作用的等向性越增加,而越具有不易產生因觀察角度所造成之虹斑的傾向。完全的單軸性(單軸對稱)薄膜中上述遲滯值與厚度方向遲滯值的比值(Re/Rth)為2.0,故上述遲滯值與厚度方向遲滯值的比值(Re/Rth)上限較佳為2.0。此外,厚度方向相位差係指從厚度方向剖面觀察薄膜時之2個雙折射△Nxz、△Nyz分別乘以薄膜厚度d所得到之相位差的平均。
從進一步抑制虹斑的觀點來看,聚酯薄膜的NZ係數較佳為2.5以下,更佳為2.0以下,再佳為1.8以下,再更佳為1.6以下。接著,完全的單軸性(單軸對稱)薄膜中NZ係數為1.0,故NZ係數的下限為1.0。然而,具有隨著接近完全的單軸性(單軸對稱)薄膜,與配 向方向正交之方向的機械強度明顯降低的傾向,因此必須留意。
NZ係數係以|Ny-Nz|/|Ny-Nx|表示,此處,Ny表示慢軸方向的折射率,Nx表示與慢軸正交之方向的折射率(快軸方向的折射率),Nz表示厚度方向的折射率。使用分子配向計(王子計測器股份有限公司製、MOA-6004型分子配向計)求出薄膜的配向軸,並藉由阿貝折射率計(ATAGO公司製、NAR-4T、測量波長589nm)求出配向軸方向和與其正交之方向的雙軸的折射率(Ny、Nx,其中,Ny>Nx)及厚度方向的折射率(Nz)。將以此方式所求出的值代入|Ny-Nz|/|Ny-Nx|,可求出NZ係數。
又,從進一步抑制虹斑的觀點來看,聚酯薄膜的Ny-Nx值,較佳為0.05以上,更佳為0.07以上,再佳為0.08以上,再更佳為0.09以上,最佳為0.1以上。上限並無特別規定,但聚對苯二甲酸乙二酯系薄膜的情況下,上限較佳為1.5左右。
在本發明中,作為更佳態樣,較佳為使與構成偏光板之偏光鏡的透射軸方向平行的方向上聚酯薄膜的折射率在1.53以上1.62以下的範圍。藉此,可抑制偏光鏡與聚酯薄膜之界面中的反射,而可進一步抑制虹斑。較佳為1.61以下,更佳為1.60以下,再佳為1.59以下,再更佳為1.58以下。
另一方面,折射率的下限值較佳為1.53。若折射率小於1.53,則聚酯薄膜的結晶化變得不充分, 而具有由尺寸穩定性、力學強度、化學抗性等的延伸所得到的特性變得不充分的疑慮。較佳為1.56以上,更佳為1.57以上。
為了將與偏光鏡之透射軸方向平行之方向的聚酯薄膜的折射率設定在1.53以上1.62以下的範圍,偏光板中,較佳為偏光鏡的透射軸與聚酯薄膜的快軸(與慢軸垂直的方向)略為平行。藉由下述製膜步驟中的延伸處理,可將聚酯薄膜中與慢軸垂直之方向、即快軸方向的折射率調節為1.53~1.62左右的低值。藉由使聚酯薄膜之快軸方向與偏光鏡之透射軸方向略為平行,可將與偏光鏡之透射軸方向平行之方向的聚酯薄膜之折射率設定為1.53~1.62。此處,略為平行係指偏光鏡之透射軸與偏光鏡保護膜之快軸所形成的角度為-15°~15°,較佳為-10°~10°,更佳為-5°~5°,再佳為-3°~3°,再更佳為-2°~2°,進一步更佳為-1°~1°。在較佳一實施形態中,略為平行係實質上平行。此處,實質上平行,係指在使偏光鏡與保護膜貼合時,在容許不可避免產生之偏差的程度下,透射軸與快軸平行。慢軸的方向,可用分子配向計(例如,王子計測器股份有限公司製、MOA-6004型分子配向計)進行測量而求得。
亦即,聚酯薄膜之快軸方向的折射率較佳為1.53以上1.62以下,藉由以使偏光鏡之透射軸與聚酯薄膜之快軸略為平行的方式進行積層,可使與偏光鏡之透射軸平行的方向上之聚酯薄膜的折射率為1.53以上1.62以下。
用於本發明的包含聚酯薄膜之偏光鏡保護膜,可用於入射光側(光源側)與出射光側(視覺辨認側)兩者的偏光板,但較佳為至少用於出射光側(視覺辨認側)之偏光板的保護膜。
關於配置於出射光側的偏光板,包含上述聚酯薄膜之偏光鏡保護膜係可以該偏光鏡為起點而配置於液晶側,亦可配置於出射光側,亦可配置於兩側,但較佳為至少配置於出射光側。
在配置於入射光側的偏光板中,包含上述聚酯薄膜之偏光鏡保護膜,亦可以其偏光鏡為起點而配置於入射光側,亦可配置於液晶單元側,亦可配置於兩側,但較佳態樣為至少配置於入射光側。又,配置於入射光側的偏光板係亦可為不使用包含聚酯薄膜之偏光鏡保護膜,而使用三乙醯纖維素薄膜等實質上無雙折射(遲滯值低)的偏光鏡保護膜者。
用於聚酯薄膜的聚酯,可使用聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯,但亦可包含其他共聚合成分。該等樹脂的透明性優異,同時熱特性、機械特性亦為優異,可藉由延伸加工輕易地控制遲滯值。特別是聚對苯二甲酸乙二酯的固有雙折射大,藉由將薄膜進行延伸,可將快軸(與慢軸方向垂直)方向的折射率壓低,而且即使薄膜的厚度薄亦較容易得到大的遲滯值,故為最佳材料。
又,以抑制碘色素等光學功能性色素的劣化為目的,期望聚酯薄膜在波長380nm的透光率為20% 以下。380nm的透光率更佳為15%以下,再佳為10%以下,特佳為5%以下。若該透光率為20%以下,則可抑制光學功能性色素由紫外線所引起的變質。此外,穿透率係在相對於薄膜之平面垂直的方向上所測量者,可使用分光光度計(例如,日立U-3500型)進行測量。
為了使聚酯薄膜在波長380nm的穿透率為20%以下,期望適當調節紫外線吸收劑的種類、濃度及薄膜的厚度。本發明所使用的紫外線吸收劑為習知的物質。作為紫外線吸收劑,可列舉有機系紫外線吸收劑與無機系紫外線吸收劑,但從透明性的觀點來看,較佳為有機系紫外線吸收劑。作為有機系紫外線吸收劑,可列舉苯并***系、二苯甲酮系、環狀亞胺基酯系等及其組合,但只要在本發明規定之吸光度的範圍內,則並無特別限定。從耐久性的觀點來看,特佳為苯并***系、環狀亞胺基酯系。併用2種以上之紫外線吸收劑的情況下,因可同時吸收各自波長的紫外線,故可進一步改善紫外線吸收效果。
作為二苯甲酮系紫外線吸收劑、苯并***系紫外線吸收劑、丙烯腈系紫外線吸收劑,可列舉例如:2-[2’-羥基-5’-(甲基丙烯醯氧基甲基)苯基]-2H-苯并***、2-[2’-羥基-5’-(甲基丙烯醯基氧基乙基)苯基]-2H-苯并***、2-[2’-羥基-5’-(甲基丙烯醯氧基丙基)苯基]-2H-苯并***、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮、2,4-二-第三丁基-6-(5-氯苯并***-2-基)酚、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5- 氯苯并***、2-(5-氯(2H)-苯并***-2-基)-4-甲基-6-(第三丁基)苯酚、2,2’-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并***-2-基)苯酚等。作為環狀亞胺基酯系紫外線吸收劑,可列舉例如:2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并-4-酮)、2-甲基-3,1-苯并-4-酮、2-丁基-3,1-苯并-4-酮、2-苯基-3,1-苯并-4-酮等。然而,並非特別限定於此。
又,除了紫外線吸收劑以外,在不妨礙本發明之效果的範圍內,使其含有觸媒以外的各種添加劑亦為較佳樣態。作為添加劑,可列舉例如:無機粒子、耐熱性高分子粒子、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物、磷化合物、抗靜電劑、耐光劑、阻燃劑、熱穩定劑、抗氧化劑、抗膠化劑、界面活性劑等。又,為了發揮高透明性,聚酯薄膜中實質上不含粒子亦為較佳。「實質上不含粒子」係指例如無機粒子的情況下,以螢光X射線分析定量無機元素時為50ppm以下、較佳為10ppm以下、特佳為檢出界限以下的含量。
較佳係在用於本發明之偏光鏡保護膜的聚酯薄膜之至少一側的表面設置抗反射層及/或低反射層。
該背光光源之發光光譜在600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長中之積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的反射率較佳為2%以下。此外,反射率係從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量者。若反射率超過2%,則視覺容易辨認出虹斑,因而不佳。反射率更佳為1.6%以下,再佳為 1.2%以下,特佳為1%以下。反射率的下限並無特別設定,例如為0.01%。反射率最佳為0%。積層抗反射層的情況下,該反射率的上限較佳為小於1%。積層低反射層的情況下,該反射率的上限較佳為2%以下,更佳為小於2%,下限較佳為1%左右。
可用下述實施例所記載之方法進行反射率的測量。
抗反射層可為單層亦可為多層,單層的情況下,只要將包含折射率低於聚酯薄膜之材料的折射率層的厚度形成光波長的1/4波長或其奇數倍,即可得到抗反射效果。又,抗反射層為多層的情況下,只要使低折射率層與高折射率層交互2層以上,且適當控制各層的厚度而積層,即可得到抗反射效果。又,亦可因應需求於抗反射層之間積層硬塗層,以及於硬塗層上形成防汙層。
作為抗反射層,其他亦可列舉應用蛾眼結構者。蛾眼結構係形成於表面的節距小於波長的凹凸結構,藉由該結構,可將與空氣之交界部中急劇且不連續的折射率變化轉換成連續且逐漸推移的折射率變化。藉此,因於表面形成蛾眼結構,薄膜表面上的光反射減少。例如,可參照日本特表2001-517319號公報。
作為形成抗反射膜的方法,可列舉:藉由蒸鍍或濺射法於基材表面形成抗反射層的乾式塗布法;於基材表面塗布抗反射用塗布液並使其乾燥以形成抗反射層的濕式塗布法;或併用兩者的方法。在本發明中,抗反射層的組成及其形成方法,只要滿足上述特性,則並無特別限定。
低反射層可使用以往習知者。例如可藉由下述方法形成:以蒸鍍法或濺射法將金屬或氧化物的薄膜至少積層1層以上的方法;及將有機薄膜塗布一層或複數層的方法等。作為低反射層,較佳可使用塗布有一層折射率低於聚酯薄膜或積層於聚酯薄膜上之硬塗層等的有機薄膜者。
亦可進一步賦予防眩功能於抗反射層及/或低反射層。藉此,可進一步抑制虹斑。亦即,可為抗反射層與防眩光層的組合、低反射層與防眩光層的組合、抗反射層與低反射層與防眩光層的組合。特佳為低反射層與防眩光層的組合。作為防眩光層,可使用以往習知的防眩光層。例如,從抑制薄膜之表面反射的觀點來看,較佳為在聚酯薄膜上積層防眩光層後,積層抗反射層或低反射層的態樣。
作為使在背光光源的發光光譜中600nm以上780nm以下之波長區域中的峰值強度最高之峰值位置中之積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的反射率變小的方法之一,可列舉例如:以使積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜之反射光譜的底部波長在600nm以上780nm以下之波長區域的方式,設計抗反射層、低反射層。
欲使抗反射層及/或低反射層之反射光譜的底部波長為600nm以上780nm以下,例如,抗反射層或低反射層為單層的情況下,只要以滿足2nd=λb/4之算式的方式調整抗反射層、低反射層的厚度即可。此處,n 表示抗反射層的折射率或低反射層的折射率、d表示抗反射層的厚度或低反射層的厚度、λb表示反射光譜的底部波長。
抗反射層、低反射層為多層的情況下,亦可由薄膜干涉的原理計算如下。例如,以5層(第1層、第2層、第3層、第4層、第5層之5層構成;於第1層中,與第2層接觸側的相反側存在入射介質層(in);又,於第5層中,與第4層接觸側的相反側存在出射介質層(out))為例,若使折射率為n、反射率為r、厚度為d、折射角為θ、波長為λ、相位差為△,則最下層(第5層)的反射率係由薄膜干涉的算式以下式表示。下標數字表示各層。又,反射率之連續下標數字表示各層之間的反射率。
△x係以折射角θx呈V字型地往返各層x之薄膜內部時的相位差,可以[數2]的算式進行計算。
θx可藉由連續使用司乃耳定律,以[數3]的算式進行計算。
一般計算多層膜反射的情況下,可藉由一邊考量相位一邊將來自複數交界面之反射光相加來計算,故各層的反射率可由下式而得。
5層整體的反射率可由以下算式而得。
反射率之下標數字的相加表示各層之間的加總反射率。可藉由從上式調整各層的折射率n或厚度d,在目標波長中設計底部波長。
在背光光源的發光光譜中,600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長λp與該積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜之反射光譜的底部波長λb係λp與λb之差值的絕對值宜為30nm以下,較佳為20nm以下,更佳為10nm以下,再更佳為5nm以下。此外,反射光譜的底部波長係在400nm~780nm之反射光譜中反射率為最小的波長。
設置抗反射層或低反射層時,聚酯薄膜較佳為於其表面具有易接著層。此時,從抑制反射光所造成之干涉的觀點來看,較佳為將易接著層之折射率調整在抗反射層或低反射層之折射率與聚酯薄膜之折射率的乘積平均附近。可採用習知的方法調整易接著層的折射率,例如,可藉由使黏結劑樹脂含有鈦、鍺或其他金屬種類而輕易進行調整。
為了與偏光鏡的接著性良好,亦可對聚酯薄膜實施電暈處理、塗布處理或火焰處理等。
在本發明中,為了改良與偏光鏡的接著性,較佳係於本發明之薄膜的至少單面具有以聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂或聚丙烯酸樹脂之至少1種為主要成分的易接著層。此處,「主要成分」係指構成易接著層之固體成分之中50質量%以上的成分。用於形成本發明之易接著層的塗布液,較佳為包含水溶性或水分散性之共聚合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂及聚胺基甲酸酯樹脂之中至少1種的水性塗布液。作為該等塗布液,可列舉例如:日本專利第3567927號公報、日本專利第3589232號公報、日本專利第3589233號公報、日本專利第3900191號公報、日本專利第4150982號公報等已揭示的水溶性或水分散性共聚合聚酯樹脂溶液、丙烯酸樹脂溶液、聚胺基甲酸酯樹脂溶液等。
易接著層可將該塗布液塗布於未延伸薄膜或縱向之單軸延伸薄膜的單面或雙面後,於100~150℃下進行乾燥,並進一步在橫向上進行延伸而得。易接著層的最終塗布量,較佳為管理在0.05~0.2g/m2。若塗布量小於0.05g/m2,則有與所得到之偏光鏡的接著性變得不充分的情況。另一方面,若塗布量超過0.2g/m2,則具有耐結塊性降低的情況。於聚酯薄膜之雙面設置易接著層的情況下,雙面之易接著層的塗布量,可為相同亦可為相異,可分別獨立在上述範圍內設定。
為了賦予易接著層易滑性,較佳為添加粒子。較佳為使用微粒子之平均粒徑為2μm以下的粒子。若粒子的平均粒徑超過2μm,則粒子容易從被覆層脫落。作為含於易接著層的粒子,可列舉例如:氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化矽、氧化鋁、滑石、高嶺土、黏土、磷酸鈣、雲母、鋰膨潤石、氧化鋯、氧化鎢、氟化鋰、氟化鈣等的無機粒子;及苯乙烯系、丙烯酸系、三聚氰胺系、苯胍系、矽酮系等的有機聚合物系粒子等。該等可單獨添加至易接著層,亦可組合添加2種以上。
又,作為塗布塗布液的方法,可使用習知的方法。可列舉例如,逆輥塗布法、凹版印刷塗布法、接觸塗布法、輥刷法、噴塗法、氣刀塗布法、線棒塗布法、管狀刮刀塗布法(pipe doctor method)等,可單獨或組合該等方法而進行。
此外,藉由下述方法進行上述粒子之平均粒徑的測量。以掃描式電子顯微鏡(SEM)拍攝粒子的影像,以最小粒子1個的大小為2~5mm的倍率,測量300~500個粒子的最大徑(最遠2點之間的距離),將其平均值當作為平均粒徑。
用作偏光鏡保護膜的聚酯薄膜,可依照一般的聚酯薄膜之製造方法進行製造。例如,將聚酯樹脂熔融並擠製成片狀所成形的無配向聚酯,在玻璃轉移溫度以上的溫度下,應用滾筒的速度差將其在縱向上延伸後,藉由拉幅機在橫向上延伸,並實施熱處理的方法。
本發明所使用的聚酯薄膜可為單軸延伸薄膜,亦可為雙軸延伸薄膜,但將雙軸延伸薄膜用作偏光鏡保護膜的情況下,即使從薄膜面的正上方進行觀察亦沒有發現虹斑,但從斜向觀察時,有觀察到虹斑的情況,因此必須注意。
若具體說明聚酯薄膜的製膜條件,則縱向延伸溫度、橫向延伸溫度較佳為80~130℃,特佳為90~120℃。為了使薄膜以慢軸朝向TD方向的方式配向,縱向延伸倍率較佳為1.0~3.5倍,特佳為1.0倍~3.0倍。又,橫向延伸倍率較佳為2.5~6.0倍,特佳為3.0~5.5倍。為了使薄膜以使慢軸成為MD方向的方式配向,縱向延伸倍率較佳為2.5倍~6.0倍,特佳為3.0~5.5倍。又,橫向延伸倍率較佳為1.0倍~3.5倍,特佳為1.0倍~3.0倍。
為了將聚酯薄膜之快軸方向的折射率及遲滯值控制在上述範圍內,較佳為控制縱向延伸倍率與橫向延伸倍率的比例。為了提高遲滯值,較佳為提高縱横的延伸倍率之差。又,將延伸溫度設得較低,在降低聚酯薄膜之快軸方向的折射率、提高遲滯值方面亦為較佳對策。在接下來的熱處理中,處理溫度較佳為100~250℃,特佳為180~245℃。
為了抑制薄膜內的遲滯值變動,較佳為薄膜的厚度不均較小。延伸溫度、延伸倍率對薄膜的厚度不均造成很大的影響,故從厚度不均的觀點來看,較佳為進行製膜條件的最佳化。特別是若為了提高遲滯值而 降低縱向延伸倍率,則有縱向厚度不均惡化的情況。縱向厚度不均在延伸倍率的某個特定範圍內具有極度惡化的區域,故期望排除該範圍而設定製膜條件。
聚酯薄膜的厚度不均較佳為5%以下,再佳為4.5%以下,再更佳4%以下,特佳為3%以下。
如上所述,為了將聚酯薄膜的遲滯值控制在特定範圍,可藉由適當設定延伸倍率、延伸溫度及薄膜的厚度來進行。例如,延伸倍率越高,延伸溫度越低,薄膜的厚度越厚,而越容易得到高遲滯值。反之,延伸倍率越低,延伸溫度越高,薄膜的厚度越薄,而越容易得到低遲滯值。然而,若將薄膜的厚度變厚,則厚度方向相位差容易變大。因此,期望將薄膜厚度適當設定在下述範圍。又,除了控制遲滯值以外,亦期望考量加工所需的物性等而設定最終的製膜條件。
聚酯薄膜的厚度為任意,但較佳在15~300μm的範圍,更佳在15~200μm的範圍。即使是厚度低於15μm的薄膜,原理上亦可得到1500nm以上的遲滯值。然而,此情況下,薄膜之力學特性的異向性變得明顯,而變得容易產生***、破損等,作為工業材料的實用性明顯降低。特佳厚度的下限為25μm。另一方面,若偏光鏡保護膜之厚度的上限超過300μm,則偏光板的厚度變得太厚,因而不佳。從作為偏光鏡保護膜之實用性的觀點來看,厚度的上限較佳為200μm。特佳厚度的上限係與一般的TAC薄膜相同程度的100μm。為了在上述厚度範圍內亦將遲滯值控制在本發明之範圍內,用作薄膜基材的聚酯較佳為聚對苯二甲酸乙二酯。
又,作為於聚酯薄膜中摻合紫外線吸收劑的方法,可組合採用習知的方法,例如可藉由預先使用揉合擠製機,將經乾燥之紫外線吸收劑與聚合物原料混合以製作母料,並在製作薄膜時將既定的該母料與聚合物原料混合的方法等來進行摻合。
此時,為了使紫外線吸收劑均勻地分散且經濟性地摻合,較佳為使母料的紫外線吸收劑濃度為5~30質量%的濃度。作為製作母料的條件,較佳為使用揉合擠製機,以擠製溫度為聚酯原料之熔點以上、290℃以下的溫度擠製1~15分鐘。若為290℃以上,則紫外線吸收劑大幅減量,又,母料的黏度大幅降低。擠製溫度若為1分鐘以下,則難以均勻混合紫外線吸收劑。此時,亦可因應需求添加穩定劑、色調調整劑、抗靜電劑。
又,較佳係使聚酯薄膜為至少3層以上的多層結構,並於薄膜的中間層添加紫外線吸收劑。中間層包含紫外線吸收劑的3層結構之薄膜,具體而言,可用以下方式製作。將作為外層用的聚酯顆粒單獨供給至習知的熔融積層用擠製機,並將作為中間層用的含有紫外線吸收劑之母料與聚酯顆粒以既定比例混合並進行乾燥後供給至習知的熔融積層用擠製機,從狹縫狀模具擠製成片狀,在鑄造滾筒上使其冷卻固化以製作未延伸薄膜。亦即,使用2台以上的擠製機、3層之分歧管或合流區段(例如具有方形合流部的合流區段),將構成兩外層的薄膜層、構成中間層的薄膜層進行積層,從噴嘴擠製3層的片材,在鑄造滾筒上冷卻以製作未延伸薄膜。 此外,本發明中,為了去除成為光學缺點之原因的原料聚酯中所包含之異物,較佳為在熔融擠製時進行高精度過濾。用於熔融樹脂之高精度過濾之濾材的過濾粒子大小(初期過濾效率95%)較佳為15μm以下。若濾材的過濾粒子大小超過15μm,則20μm以上之異物的去除容易變得不充分。
以下,參照實施例更具體地說明本發明,但本發明並不受下述實施例所限制,在可符合本發明之主旨的範圍內,亦可適當加以變更而實施,該等皆包含於本發明之技術的範圍內。此外,以下的實施例中物性的評價方法如下。
使用分子配向計(王子計測器股份有限公司製、MOA-6004型分子配向計),求出薄膜的慢軸方向,以使慢軸方向與測量用樣本長邊平行的方式,裁切出4cm×2cm的長方形,作成測量用樣本。針對該樣本,藉由阿貝折射率計(ATAGO公司製、NAR-4T、測量波長589nm),求出正交之雙軸的折射率(慢軸方向的折射率:Ny,快軸(與慢軸方向正交之方向的折射率):Nx)及厚度方向的折射率(Nz)。
遲滯值係以薄膜上正交之雙軸的折射率的異向性(△Nxy=|Nx-Ny|)與薄膜厚度d(nm)的積(△Nxy×d)所定義的參數,係表示光學等向性、異向性的尺度。藉由以下方法求出雙軸之折射率的異向性(△Nxy)。使用分子配向計(王子計測器股份有限公司製、MOA-6004型分子配向計),求出薄膜的慢軸方向,以使慢軸方向與測量用樣本長邊呈平行的方式,裁切出4cm×2cm的長方形,作為測量用樣本。針對該樣本,藉由阿貝折射率計(ATAGO公司製、NAR-4T、測量波長589nm)求出正交之雙軸的折射率(慢軸方向的折射率:Ny,與慢軸方向正交之方向的折射率:Nx)及厚度方向的折射率(Nz),將該雙軸之折射率差的絕對值(|Nx-Ny|)作為折射率的異向性(△Nxy)。薄膜的厚度d(nm)係使用電測微計(Feinpruf GmbH公司製、Miritoron1245D)進行測量,將單位換算成nm。由折射率的異向性(△Nxy)與薄膜的厚度d(nm)的積(△Nxy×d),求出遲滯值(Re)。
厚度方向遲滯值,係表示從薄膜厚度方向剖面觀察時2個雙折射△Nxz(=|Nx-Nz|)、△Nyz(=|Ny-Nz|)分別乘以薄膜厚度d所得到之遲滯值的平均的參數。以與測量遲滯值相同的方法求出Nx、Ny、Nz與薄膜厚度d(nm),算出(△Nxz×d)與(△Nyz×d)的平均值以求出厚度方向遲滯值(Rth)。
將由上述(1)所得到之Ny、Nx、Nz的值代入式:NZ=|Ny-Nz|/|Ny-Nx|,求出NZ係數。
各實施例所使用的液晶顯示裝置係使用東芝公司製的REGZA 43J10X。使用Hamamatsu Photonics K.K.製多通道分光器PMA-12測量該液晶顯示裝置之背光光源(白色發光二極體)的發光光譜,結果在450nm、535nm、630nm附近觀察到具有峰頂的發光光譜。各峰頂的半值寬(各波長區域中具有最高峰值強度之峰值的半值寬)分別係450nm的峰值為17nm,535nm的峰值為45nm,630nm的峰值為2nm。此外,該光源在600nm以上780nm以下之波長區域具有複數峰值,但係以在該區域中峰值強度最高的630nm附近之峰值評價半值寬。又,測量光譜時的曝光時間為20msec。
從所得到之偏光鏡保護膜在任意位置裁切出成A4尺寸,以耐水砂紙將與積層有低反射層(或抗反射層)之面相反的基材面均勻地磨傷後,塗上BLACK MAGIC INK(註冊商標),再貼上黑色膠帶(日東電工製乙烯膠帶No.21黑),藉此製作使低反射層(或抗反射層)之相反面無反射的樣本。使用島津製作所(股)製的分光光度計UV-3150,測量製作之樣本的低反射層(或抗反射層)在 400~800nm中的反射光譜。反射光譜測量條件係以鏡面反射測量裝置(島津製作所(股)製零件編號206-14064)中標準附設的A1蒸鍍反光鏡(零件編號202-35988-05)為基準反光鏡,以全光束5°之入射角,於相對鏡面反射下實施。此外,在抽樣間距:1nm、樣品遮罩之開口尺寸:5mmΦ的條件下進行測量。由(5)背光光源的發光光譜的測量結果可知,發光光譜在600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長為630nm,故從所得到之反射光譜求出630nm下的反射率。又,針對偏光鏡保護膜1,亦求出底部波長。
將酯化反應罐升溫,在到達200℃的時間點,加入86.4質量份的對苯二甲酸及64.6質量份的乙二醇,一邊攪拌一邊加入0.017質量份的作為觸媒之三氧化二銻、0.064質量份的醋酸鎂四水合物及0.16質量份的三乙胺。接著,進行加壓升溫,並在錶壓0.34MPa、240℃的條件下進行加壓酯化反應後,將酯化反應罐回復至常壓,添加0.014質量份的磷酸。再者,花費15分鐘升溫至260℃,添加0.012質量份的磷酸三甲酯。接著,在15分鐘後,以高壓分散機進行分散處理,15分鐘後,將所得到之酯化反應生成物移至聚縮合反應罐,於280℃、減壓下進行聚縮合反應。
聚縮合反應結束後,以95%截留直徑為5μm的納斯綸(naslon)製過濾器進行過濾處理,從噴嘴擠製成 股線狀,使用預先進行過濾處理(孔徑:1μm以下)的冷卻水使其冷卻、固化,並切成顆粒狀。所得到之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(A)的固有黏度為0.62dl/g,實質上不含非活性粒子及內部析出粒子。(以下簡稱為PET(A))。
將10質量份的經乾燥之紫外線吸收劑(2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并-4-酮)及90質量份的不含粒子之PET(A)(固有黏度為0.62dl/g)混合,使用揉合擠製機,得到含有紫外線吸收劑的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(B)。(以下簡稱PET(B))。
藉由常法進行酯交換反應及聚縮合反應,製備水分散性含磺酸金屬鹼之共聚合聚酯樹脂,其組成為:作為二羧酸成分(相對於二羧酸成分整體)的46莫耳%之對苯二甲酸、46莫耳%之間苯二甲酸及8莫耳%之間苯二甲酸5-磺酸鈉;作為二醇成分(相對於二醇成分整體)的50莫耳%之乙二醇及50莫耳%之新戊二醇。接著,將51.4質量份的水、38質量份的異丙醇、5質量份的正丁基賽路蘇及0.06質量份的非離子系界面活性劑混合後,進行加熱攪拌,達到77℃時,加入5質量份的上述水分散性含磺酸金屬鹼之共聚合聚酯樹脂,持續攪拌至無樹脂的結塊後,將樹脂水分散液冷卻至常溫,得到固體含量濃度5.0質量%的均勻之水分散性共聚合聚酯樹脂液。再 者,使3質量份的凝聚體二氧化矽粒子(FUJI SILYSIA(股)公司製、SYLYSIA 310)分散於50質量份的水中後,於99.46質量份的上述水分散性共聚合聚酯樹脂液中加入0.54質量份的SYLYSIA 310之水分散液,一邊攪拌一邊加入20質量份的水,得到接著性改質塗布液。
將2,2,2-丙烯酸三氟乙酯(45質量份)、丙烯酸全氟辛基乙酯(45質量份)、丙烯酸(10質量份)、偶氮異丁腈(1.5質量份)及甲乙酮(200質量份)置入反應容器,在氮氣環境下,於80℃下使其反應7小時,得到重量平均分子量20000之聚合物的甲乙酮溶液。以甲乙酮將所得到之聚合物溶液稀釋至固體含量濃度5質量%,得到氟聚合物溶液C。用以下方式將所得到之氟聚合物溶液C混合,得到低反射層塗布液。
作為偏二氟乙烯系聚合物粒子,將571.4g的偏二氟乙烯/四氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物(=72.1/14.9/13(莫耳%))粒子的水性分散液(固體含量濃度45.5質量%)加入2L玻璃製分離式燒瓶,並加入37.1g的作為乳化劑之Newcol 707SF(日本乳化劑(股)製)、及59.3g的水,充分混合以調整水性分散液。
接著,於1L玻璃製燒瓶中加入208.1g的甲基丙烯酸甲酯、44.9g的丙烯酸正丁酯及7.0g的丙烯酸,以調整單體溶液。
將分離式燒瓶的內部溫度升溫至80℃,花費3小時將單體溶液的總量添加至該偏二氟乙烯/四氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物粒子的水分散液。又,添加單體溶液的同時,一邊每隔30分鐘分7次添加41.1g的1質量%之硫酸銨一邊進行聚合。從聚合開始5小時後,將反應溶液冷卻至室溫以結束反應,得到丙烯酸-氟複合聚合物粒子的水性分散體(固體含量濃度52.0質量%)。所得到之丙烯酸-氟複合聚合物粒子中氟聚合物部分與丙烯酸聚合物部分的質量比為50/50。
加入8.08質量份的該丙烯酸-氟複合聚合物粒子水分散液、61.47質量份的水、20.00質量份的異丙醇、8.40質量份的唑啉交聯劑WS-700(日本觸媒製EPOCROS製)、1.75質量份的膠質氧化矽粒子SNOWTEX ST-ZL(日產化學工業製)及0.30質量份的矽系界面活性劑並進行攪拌,得到低反射層塗布液。
作為偏二氟乙烯系聚合物粒子,將571.4g的偏二氟乙烯/四氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物(=72.1/14.9/13(莫耳%))粒子之水性分散液(固體含量濃度45.5質量%)加入2L玻璃製分離式燒瓶,並加入37.1g的作為乳化劑之Newcol 707SF(日本乳化劑(股)製)、及59.3g的水,充分混合以調整水性分散液。
接著,於1L玻璃製燒瓶中加入208.1g的甲基丙烯酸甲酯、44.9g的丙烯酸正丁酯及7.0g的丙烯酸,以調整單體溶液。
將分離式燒瓶的內部溫度升溫至80℃,花費3小時將單體溶液的總量添加至該偏二氟乙烯/四氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物粒子的水分散液。又,添加單體溶液的同時,一邊每隔30分鐘分7次添加41.1g的1質量%之硫酸銨一邊進行聚合。從聚合開始5小時後,將反應溶液冷卻至室溫以結束反應,得到丙烯酸-氟複合聚合物粒子的水性分散體(固體含量濃度52.0質量%)。所得到之丙烯酸-氟複合聚合物粒子中氟聚合物部分與丙烯酸聚合物部分的質量比為50/50。
加入12.12質量份的該丙烯酸-氟複合聚合物粒子水分散液、61.47質量份的水、20.00質量份的異丙醇、2.80質量份的唑啉交聯劑WS-700(日本觸媒製EPOCROS製)、1.75質量份的膠質氧化矽粒子SNOWTEX ST-ZL(日產化學工業製)及0.30質量份的矽系界面活性劑並進行攪拌,得到低反射層塗布液。
將90質量份作為基材薄膜中間層用原料的不含粒子之PET(A)樹脂顆粒與10質量份的含有紫外線吸收劑之PET(B)樹脂顆粒於135℃下進行減壓乾燥(1Torr)6小時後,供給至擠製機2(中間層II層用),又,藉由常法將PET(A)乾燥並分別供給至擠製機1(外層I層及外層III用),於285℃下進行溶解。將該兩種聚合物分別以不鏽鋼燒結體的濾材(標稱過濾精度10μm粒子95%截留)進行過濾,在2種3層合流區段中積層,從噴嘴擠製成片狀後,使用靜電施加澆鑄法捲繞於表面溫度30℃的鑄造鼓輪上以使其冷卻固化,製作未延伸薄膜。此時,以使I層、II層、III層之厚度的比值為10:80:10的方式調整各擠製機的吐出量。
接著,藉由逆輥法於該未延伸PET薄膜中之後續形成低反射層之面的相反側塗布製造例3之接著性改質塗布液,使其成為0.08g/m2後,於80℃下乾燥20秒鐘。
將形成有該塗布層的未延伸薄膜導向拉幅延伸機,一邊以夾具夾持薄膜的端部,一邊導向溫度125℃的熱風區,在寬度方向上延伸4.0倍。接著,保持在寬度方向上經延伸的寬度,於溫度225℃下處理10秒鐘,進一步在寬度方向上進行3.0%的鬆弛處理,得到薄膜厚度約100μm的PET薄膜。
在該PET薄膜之形成低反射層之側的塗布面上塗布製造例4之塗布液,於150℃下乾燥2分鐘,形成膜厚0.1μm的低反射層,得到偏光鏡保護膜1。
測量偏光鏡保護膜1的反射光譜,結果波長630nm下的反射率為1.00%。此外,反射光譜的底部波長亦為630nm。又,偏光鏡保護膜1的遲滯值(Re)為10300nm,厚度方向的遲滯值(Rth)為12350nm,Re/Rth為0.834,NZ係數為1.699。
將90質量份作為基材薄膜中間層用原料的不含粒子之PET(A)樹脂顆粒與10質量份含有紫外線吸收劑之PET(B)樹脂顆粒於135℃下進行減壓乾燥(1Torr)6小時後,供給至擠製機2(中間層II層用),又,藉由常法將PET(A)乾燥並分別供給至擠製機1(外層I層及外層III用),於285℃下進行溶解。將該兩種聚合物分別以不鏽鋼燒結體的濾材(標稱過濾精度10μm粒子95%截留)進行過濾,在2種3層合流區段中積層,從噴嘴擠製成片狀後,使用靜電施加澆鑄法捲繞於表面溫度30℃的鑄造鼓輪上以使其冷卻固化,製作未延伸薄膜。此時,以使I層、II層、III層之厚度的比值為10:80:10的方式調整各擠製機的吐出量。
接著,藉由逆輥法於該未延伸PET薄膜之形成低反射層之側塗布製造例5之塗布液,使乾燥後之塗布量成為0.09g/m2,並於積層有低反射層之面的相反 側塗布製造例3之接著性改質塗布液,使其成為0.08g/m2,之後於80℃下乾燥20秒鐘。
將形成有該塗布層的未延伸薄膜導向拉幅延伸機,一邊以夾具夾持薄膜的端部,一邊導向溫度125℃的熱風區,在寬度方向上延伸4.0倍。接著,保持在寬度方向上經延伸的寬度,於溫度225℃下處理10秒鐘,進一步在寬度方向上進行3.0%的鬆弛處理,得到薄膜厚度約100μm的偏光鏡保護膜2。
偏光鏡保護膜2的遲滯值(Re)、厚度方向的遲滯值(Rth)、Re/Rth、NZ係數與偏光鏡保護膜1相同。
測量偏光鏡保護膜2的反射光譜,結果波長630nm下的反射率為2.11%。波長550nm下的反射率為1.96%。
將90質量份作為基材薄膜中間層用原料的不含粒子之PET(A)樹脂顆粒與10質量份含有紫外線吸收劑之PET(B)樹脂顆粒於135℃下進行減壓乾燥(1Torr)6小時後,供給至擠製機2(中間層II層用),又,藉由常法將PET(A)乾燥並分別供給至擠製機1(外層I層及外層III用),於285℃下進行溶解。將該兩種聚合物分別以不鏽鋼燒結體的濾材(標稱過濾精度10μm粒子95%截留)進行過濾,在2種3層合流區段中積層,從噴嘴擠製成片狀後,使用靜電施加澆鑄法捲繞於表面溫度30℃的鑄造鼓輪上以使其冷卻固化,製作未延伸薄膜。此時,以使I層、II層、III層之厚度的比值為10:80:10的方式調整各擠製機的吐出量。
接著,藉由逆輥法於該未延伸PET薄膜之形成低反射層之側塗布製造例6的低反射層塗布液,使乾燥後之塗布量成為0.108g/m2,並於積層有低反射層之面的相反側塗布製造例3之接著性改質塗布液,使其成為0.080g/m2,之後,於80℃下乾燥20秒鐘。
將形成有該塗布層的未延伸薄膜導向拉幅延伸機,一邊以夾具夾持薄膜的端部,一邊導向溫度125℃的熱風區,在寬度方向上延伸4.0倍。接著,保持在寬度方向上經延伸的寬度,於溫度225℃下處理10秒鐘,進一步在寬度方向上進行3.0%的鬆弛處理,得到薄膜厚度約100μm的偏光鏡保護膜3。
偏光鏡保護膜3的遲滯值(Re)為10300nm,厚度方向的遲滯值(Rth)為12350nm,Re/Rth為0.834,NZ係數為1.699。
又,偏光鏡保護膜3的反射光譜,其底部波長為630nm,波長630nm下的反射率為1.71%。
以使偏光鏡之透射軸與薄膜之快軸垂直的方式,將偏光鏡保護膜1貼附於包含PVA與碘之偏光鏡的單側,並於其相反面貼附TAC薄膜(Fujifilm(股)公司製、厚度80μm),以作成偏光板。此外,於偏光鏡保護膜未積層低反射層的面上積層偏光鏡,作成偏光板。
以使聚酯薄膜與液晶成為相反側(遠位)的方式,將東芝公司製REGZA 43J10X之視覺辨認側的偏光板置換 成上述所作成的偏光板,作成液晶顯示裝置。此外,以使偏光板之透射軸的方向與置換前的偏光板之透射軸的方向相同的方式進行置換。
在實施例1中,除了使用偏光鏡保護膜2代替偏光鏡保護膜1以外,以相同的方式作成液晶顯示裝置。
在實施例1中,除了使用偏光鏡保護膜3代替偏光鏡保護膜1以外,以相同的方式作成液晶顯示裝置。
將實施例1及2、以及比較例1的液晶顯示裝置並排,在暗處從正面及斜向目視觀察畫面,結果相較於比較例1,實施例1及2更可抑制虹斑的產生。又,實施例1與2中,實施例1的液晶顯示裝置更可抑制虹斑的產生。此外,此處所說的虹斑係視覺辨認者一邊移動頭部一邊從斜向觀察薄膜時(一邊相對於薄膜法線方向改變角度一邊進行觀察時),在畫面上觀察到的霧狀虹斑。
實施例1及2、以及比較例1中,聚酯薄膜的厚度皆為100μm,將其置換成80μm之薄膜(遲滯值(Re)為8080nm,厚度方向的遲滯值(Rth)為9960nm,Re/Rth為0.811,NZ係數為1.733)以製造實施例1’、實施例2’、比較例1’的液晶顯示裝置,結果同樣地,相較於比較例1’,實施例1’及實施例2’的液晶顯示裝置更可 抑制虹斑的產生。實施例1’與實施例2’中,實施例1’更可抑制虹斑。此外,此處所說的虹斑係一邊移動頭部一邊從斜向觀察薄膜時(一邊相對於薄膜法線方向改變角度一邊進行觀察時),在畫面上觀察到的霧狀虹斑。
又,實施例1及2、以及比較例1中,聚酯薄膜的厚度皆為100μm,製造將其置換成60μm之薄膜(遲滯值(Re)為6060nm,厚度方向的遲滯值(Rth)為7470nm,Re/Rth為0.811,NZ係數為1.733)的實施例1”、實施例2”、比較例1”之液晶顯示裝置,結果同樣地,相較於比較例1”,實施例1”及實施例2”的液晶顯示裝置更可抑制虹斑的產生。實施例1”與實施例2”中,實施例1”更可抑制虹斑。此外,此處所說的虹斑係一邊移動頭部一邊從斜向觀察薄膜時(一邊相對於薄膜法線方向改變角度一邊進行觀察時),在畫面上觀察到的霧狀虹斑。
本發明之液晶顯示裝置及偏光板,可確保在任何角度中皆可明顯抑制虹斑產生的良好視覺辨認性,其對產業界上的幫助極高。
Claims (8)
- 一種液晶顯示裝置,其係具有背光光源、2個偏光板及配置於該2個偏光板之間的液晶單元的液晶顯示裝置,其特徵為:該背光光源係具有在400nm以上且小於495nm、495nm以上且小於600nm及600nm以上780nm以下的各波長區域分別具有發光光譜的峰頂、且600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高之峰值的半值寬小於5nm的發光光譜的白色發光二極體;該偏光板之中的至少一個偏光板係於偏光鏡之至少一側的面上積層有聚酯薄膜者;該聚酯薄膜具有1500nm以上30000nm以下的遲滯值;該聚酯薄膜於至少一側的面上積層有抗反射層及/或低反射層;在該600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長中之從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量的積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的反射率為2%以下。
- 如請求項1之液晶顯示裝置,其中該背光光源的發光光譜,在400nm以上且小於495nm之波長區域中之峰值強度最高之峰值的半值寬為5nm以上,在495nm以上且小於600nm之波長區域中之峰值強度最高之峰值的半值寬為5nm以上。
- 如請求項1或2之液晶顯示裝置,其中該600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長在620nm以上640nm以下的區域。
- 如請求項1或2之液晶顯示裝置,其中該600nm以上780nm以下之波長區域中之峰值強度最高的峰值之峰頂的波長為630nm。
- 一種偏光鏡保護膜,其係包含具有1500nm以上30000nm以下的遲滯值、且於至少一側的面上積層有抗反射層及/或低反射層之聚酯薄膜的偏光鏡保護膜,其特徵為:在波長600nm以上780nm以下之波長區域的任一波長中之從積層有抗反射層及/或低反射層之側所測量的反射率為2%以下。
- 如請求項5之偏光鏡保護膜,其中該任一波長在620nm以上640nm以下的區域。
- 如請求項5之偏光鏡保護膜,其中該任一波長為630nm。
- 一種偏光板,其係於偏光鏡之至少一側的面上積層有如請求項5至7中任一項之偏光鏡保護膜。
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