TWI436128B - Liquid crystal display device and polarizing plate protective film - Google Patents

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Seiichi Isojima
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Dainippon Printing Co Ltd
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Description

液晶顯示裝置及偏光板保護膜
本發明係關於一種液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置中所使用之偏光板保護膜。
液晶顯示裝置具有省電力、輕量、薄型等特徵，故而取代先前之CRT(Cathode Ray Tube，陰極射線管)顯示器而於近年來迅速普及。
作為通常之液晶顯示裝置，例如可列舉：如圖2所示，具有背光光源(未圖示)、背光側之偏光板25、液晶單元21、彩色濾光片22及顯示側之偏光板23之構造。偏光板23及25係以僅使具有特定振動方向之振動面之直線偏光選擇性地穿透之方式構成，且以各自之振動方向相互成為直角之關係之方式於正交偏光狀態下相對向地配置。又，液晶單元21配置於偏光板23與25之間。
另外，於液晶顯示裝置中所使用之偏光板上通常設置有偏光板保護膜，作為該偏光板保護膜，先前使用由三乙酸纖維素所代表之纖維素酯所構成之膜。其係基於以下之優點：纖維素酯之延遲值較低，故而對液晶顯示裝置之顯示品質之影響較少；及因具有適度之透水性，故於偏光板製造時可使偏光元件中殘留之水分透過偏光板保護膜而使其乾燥等。又，纖維素酯膜於相對廉價之方面亦有貢獻。
然而，於將該種纖維素酯膜作為支撐今後亦將擴大之 液晶顯示裝置產業之構件進行考慮之情形時，存在各種問題。作為其中尤其重大之問題，指出有如下者。
首先，通常情況下，纖維素酯膜之製造係藉由所謂之溶液製膜法而製造，該溶液製膜法係藉由將於有機溶劑中溶解有纖維素酯而成之溶液澆鑄於支持體上，並使溶劑乾燥後將其剝離而製膜。然而，為了實施該種溶液製膜法，需要包括溶劑之乾燥步驟等在內大規模之設備與特別之技術，故而僅擁有特殊技術者可進行製造，而無法滿足與將要擴大之液晶顯示裝置市場對應之供求。因此，今後亦依存於纖維素酯膜作為偏光板保護膜會阻礙甚至可謂為目前我國之主產業之液晶顯示裝置產業之發展。
又，通常情況下，於利用上述溶液製膜方法製造纖維素酯膜之情形時，作為纖維素酯溶液中所使用之有機溶劑，二氯甲烷被用作主溶劑。然而，由於該二氯甲烷被疑有對人體之危險性，故而將來依存於纖維素酯膜會伴隨液晶顯示裝置產業之發展而使二氯甲烷使用量、排出量增加，從而於環境方面亦並非為所期望者。
就該種纖維素酯膜之問題而言，期望將市場上容易獲得或能以簡易之方法進行製造之通用性膜用作偏光板保護膜，例如，作為纖維素酯代替膜，正嘗試利用聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯膜(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2004-205773號公報
然而，根據本發明者等人之研究可知，於使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET，Polyethylene terephthalate)等聚酯膜作為纖維素酯膜代替膜之情形時，存在如下問題：液晶顯示裝置中顏色差異之不均(以下亦稱為「虹不均」)尤其於自斜方觀察顯示畫面時產生，而損害液晶顯示裝置之顯示品質。
再者，所謂上述虹不均，係指因光之干擾而使觀察到之顏色(干擾光)於影像顯示裝置之顯示畫面整體看起來並非均勻色而為條紋狀等色不均之現象。
針對使用該種聚酯膜之偏光板保護膜之問題，進而進行了研究，結果發現，藉由使用具有較高為某種程度之延遲值之聚酯膜作為偏光板保護膜，與使用由先前之聚酯膜所構成之偏光板保護膜之情形相比，可改善虹不均之問題。
此處，作為將具有較高為某種程度之延遲值之聚酯膜用作偏光板保護膜之液晶顯示裝置，已知有例如日本專利特開2011-107198號公報所記載之液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置係於液晶單元之視認側設置有偏光板，於該偏光板之視認側配置有具有3000~30000 nm之延遲之高分子膜，且將該高分子膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度設為大致45度，其中，作為高分子膜，使用配向聚酯膜。根據該液晶顯示裝置，認為即便於經由太陽眼鏡等偏光板觀察顯示影像之情形時，亦與使用先前之聚酯膜作為偏光板保護膜之情形相比，可於某種程度上改善虹不均之產生。
然而，近年來，液晶顯示裝置之顯示影像日益高精細 化，顯示影像所要求之品質亦為極其高度者。因此，亦必需更高度地抑制液晶顯示裝置之顯示畫面所產生之虹不均。
然而，於先前之偏光板保護膜中，無法充分應對該種更高度之虹不均之抑制。
根據本發明者等人進一步研究之結果，可知其原因在於，於使用先前之具有較高為某種程度之延遲值之配向聚酯膜作為偏光板保護膜之液晶顯示裝置中，僅著眼於作為透射光之背光之影響進行有各種研究，故而遺忘於有戶外光線或螢光燈光之環境下之來自液晶顯示裝置之外部之光之影響。
即，即便為使用先前之具有較高為某種程度之延遲值之配向聚酯膜作為偏光板保護膜之液晶顯示裝置，亦會因戶外光線或螢光燈之光之反射光而產生虹不均，導致產生使顯示品質降低等不良情形，而無法充分應對高度之虹不均之抑制。
本發明鑒於上述現狀，目的在於提供一種可極其高度地抑制液晶顯示裝置之顯示影像產生虹不均之液晶顯示裝置、及該液晶顯示裝置中所使用之偏光板保護膜。
本發明為一種液晶顯示裝置，具有由背光光源、液晶單元、彩色濾光片、偏光板及偏光板保護膜之順序配置而成之構成，上述偏光板保護膜具有6000 nm以上之延遲，並且以下述方式配設：於面內折射率最大之方向即慢軸方向之折射率(nx)、及與上述慢軸方向正交之方向即快軸 方向之折射率(ny)之差(nx-ny)為0.05以上，且以上述偏光板之吸收軸與上述偏光板保護膜之慢軸所形成之角度成為0°±30°之範圍或90°±30°之範圍。
於本發明之液晶顯示裝置中，較佳為上述背光光源為白色發光二極體。
又，較佳為上述偏光板保護膜係由選自由聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚胺酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚系樹脂、聚醚酮系樹脂、(甲基)丙烯腈系樹脂、及環烯烴系樹脂所組成之群中之任一種材料所構成。
又，本發明亦為一種偏光板保護膜，係用於本發明之液晶顯示裝置。
以下，對本發明進行詳細說明。
再者，於本發明中，只要無特別記載，則單體、低聚物、預聚物等硬化性樹脂前驅物亦記載為“樹脂”。
本發明者等人鑒於上述先前之問題進行努力研究，結果發現，作為偏光板保護膜，使用具有特定之延遲值且於慢軸方向及與該慢軸方向正交之快軸方向上具有特定之折射率差者，並且將該偏光板保護膜以其慢軸相對於偏光板之吸收軸所形成之角度成為大致0°或90°之方式配設，藉此，即便於有戶外光線或螢光燈光之環境下使用之情形時，亦可極其高度地抑制顯示影像產生虹不均。
圖1係示意地表示本發明之液晶顯示裝置之一例之剖面圖。
如圖1所示，本發明之液晶顯示裝置10具有由液晶單元11、彩色濾光片12、偏光板13及偏光板保護膜14之順序配置而成之構成。
又，雖未圖示，但本發明之液晶顯示裝置10於液晶單元11之與彩色濾光片12相反之側具有背光光源，進而，液晶單元11亦可為由2個偏光板夾持之構造，於此情形時，於液晶單元11之與彩色濾光片12為相反側之面設置有與偏光板13為相同構成之偏光板，但該等2個偏光板通常以彼此之吸收軸成為90°(正交偏光)之方式配設。
於本發明之液晶顯示裝置中，上述偏光板保護膜配置於最靠視認側，且具有6000 nm以上之延遲。若延遲未達6000 nm，則本發明之液晶顯示裝置之顯示影像會產生虹不均。另一方面，作為上述偏光板保護膜之延遲之上限，並無特別限定，但較佳為3萬nm左右。若超過3萬nm，則並未觀察到顯示影像之虹不均改善效果進一步提昇，且膜厚變得非常厚，故而欠佳。
上述偏光板保護膜之延遲就虹不均防止性及薄膜化之觀點而言較佳為1萬~2萬nm。
再者，上述延遲係藉由於偏光板保護膜之面內折射率最大之方向(慢軸方向)之折射率(nx)、與慢軸方向正交之方向(快軸方向)之折射率(ny)、及偏光板保護膜之厚度(d)且由下述式所表示。
延遲(Re)=(nx-ny)×d
又，上述延遲例如可藉由王子計測機器公司製造之 KOBRA-WR進行測定(測定角0°，測定波長548.2 nm)。
再者，於本發明中，上述nx-ny(以下亦記為△n)為0.05以上。若上述△n未達0.05，則無法獲得充分之虹不均之抑制效果。又，由於為獲得上述延遲值而要使所需之膜厚變厚，故而欠佳。上述△n之較佳之下限為0.07。
作為構成上述偏光板保護膜之材料，只要為滿足上述延遲者則並無特別限定，例如可較佳使用選自由聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚胺酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚系樹脂、聚醚酮系樹脂、(甲基)丙烯腈系樹脂、及環烯烴系樹脂所組成之群中之1種。其中，上述偏光板保護膜較佳為由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所構成。其原因在於，聚對苯二甲酸乙二酯之通用性較高，且容易獲得。於本發明中，即便為如PET之通用性極高之膜，亦可獲得能製作顯示品質較高之液晶顯示裝置之偏光板保護膜。進而，PET之透明性、熱或機械特性優異，可藉由進行延伸加工而控制延遲，且固有雙折射較大，即便膜厚較薄亦可相對容易地獲得較大之延遲。
作為獲得上述偏光板保護膜之方法，只要為滿足上述延遲之方法則並無特別限定，例如可列舉如下方法：於由上述PET等聚酯所構成之情形時，使材料之聚酯熔融，將擠出成形為片狀之未延伸聚酯於玻璃轉移溫度以上之溫度下使用拉幅機等進行橫延伸後，實施熱處理。
作為上述橫延伸溫度，較佳為80~130℃，更佳為90 ~120℃。又，橫延伸倍率較佳為2.5~6.0倍，更佳為3.0~5.5倍。若上述橫延伸倍率超過6.0倍，則所獲得之由聚酯所構成之偏光板保護膜之透明性變得容易降低，若延伸倍率未達2.5倍，則延伸張力亦變小，故而有所獲得之偏光板保護膜之雙折射變小而無法使延遲成為6000 nm以上之情形。
又，於本發明中，亦可使用雙軸延伸試驗裝置於上述條件下進行上述未延伸聚酯之橫延伸後，進行相對於該橫延伸之流動方向之延伸(以下亦稱為縱延伸)。於此情形時，上述縱延伸較佳為延伸倍率為2倍以下。若上述縱延伸之延伸倍率超過2倍，則有無法使△n之值成為上述範圍之情形。
又，作為上述熱處理時之處理溫度，較佳為100~250℃，更佳為180~245℃。
作為將以上述方法製作之偏光板保護膜之延遲控制為6000 nm以上之方法，可列舉適當設定延伸倍率或延伸溫度、製作之偏光板保護膜之膜厚之方法。具體而言，例如延伸倍率越高、延伸溫度越低、而且膜厚越厚，則變得越容易獲得較高之延遲；延伸倍率越低、延伸溫度越高、而且膜厚越薄，則變得越容易獲得較低之延遲。
作為上述偏光板保護膜之厚度，根據其構成材料等而適當決定，較佳為20~500μm之範圍內。若未達20μm，則有無法使上述偏光板保護膜之延遲成為6000 nm以上之情形，又，有力學特性之各向異性變得顯著，變得容易產 生龜裂、破裂等，而作為工業材料之實用性顯著降低之情形。另一方面，若超過500μm，則偏光板保護膜非常剛直，高分子膜特有之柔軟性降低，作為工業材料之實用性仍降低，故而欠佳。上述偏光板保護膜之厚度之更佳之下限為30μm，更佳之上限為400μm，進而更佳之上限為300μm。
又，上述偏光板保護膜較佳為可見光區域中之穿透率為80%以上，更佳為84%以上。再者，上述穿透率可藉由JIS K7361-1(塑膠-透明材料之總透光率之試驗方法)進行測定。
該種本發明之液晶顯示裝置中所使用之偏光板保護膜亦為本發明之一。
於本發明之液晶顯示裝置中，上述偏光板保護膜以該偏光板保護膜之慢軸與下述之偏光板(配置於液晶單元之視認側之偏光板)之吸收軸所形成之角度成為0°±30°之範圍或90°±30°之範圍之方式配設。藉由使上述偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度處於上述範圍內，可極其高度地抑制本發明之液晶顯示裝置之顯示影像產生虹不均。雖其理由尚不明確，但認為係基於如下理由。
即，於無戶外光線或螢光燈之光之環境下(以下亦將該種環境下稱為「暗處」)，藉由將偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度設置為0°及90°、或45°，可抑制虹不均之產生。於上述偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度為0°及90°之情形時，下述式中之「sin2 2 θ」成為0，光未穿透，故而不會產生虹不均。另 一方面，於上述偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度為45°之情形時，光之穿透率成為最大，若為具有連續之寬範圍之光譜之背光光源，則可抑制虹不均之產生。再者，於下述式中，I/I0 表示穿透設置成正交偏光狀態之2片偏光板之光之穿透率，I表示穿透設置成正交偏光狀態之2片偏光板之光之強度，I0 表示入射至設置成正交偏光狀態之2片偏光板之光之強度。
I/I0 =sin2 2 θ．sin2 (π Re/λ)
然而，於有戶外光線或螢光燈之光之環境下(以下亦將該種環境下稱為「明處」)，戶外光線或螢光燈之光並非僅為具有連續之寬範圍之光譜者，故而若不使偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°或90°，則會產生虹不均而導致顯示品質降低。認為該現象之原因在於，例如入射至液晶顯示畫面之螢光燈之反射光中S偏光(於顯示畫面之左右方向上振動之光)較多。S偏光會穿過偏光板保護膜，並於與偏光元件之界面處反射後返回至觀測者側，此時於將偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度設置為45°之情形時，認為不具有連續之寬範圍之光譜之光會受到相位差，而導致產生虹不均。
於本發明之液晶顯示裝置中，上述偏光板之吸收軸與上述偏光板保護膜之慢軸所形成之角度為0°±30°或90°±30°，但較佳為處於0°±10°或90°±10°之範圍內，更佳為處於0°±7°或90°±7°之範圍內，進而較佳為處於0°±3°或90°±3°之範圍內，最佳為0°或90°。
又，於本發明之液晶顯示裝置中，上述偏光板保護膜較佳為上述慢軸方向之配向角差為6°以內，更佳為4°以內，進而較佳為2°以內。藉由使上述偏光板保護膜之偏光角差處於6°以內，可尤其防止將偏光板之吸收軸與偏光板保護膜之慢軸所形成之角度設置為0°或90度之情形時之虹不均之產生。其理由如下所述。
即，於相對於配置為正交偏光之偏光板間以某角度θ進行設置時，穿透該偏光板間之光之穿透率由下述式表示。
I/I0 =sin2 2 θ．sin2 (π Re/λ)
其中，I表示穿透配置為正交偏光之偏光板間之光之強度，I0 表示入射至配置為正交偏光之偏光板間之光之強度。
於此情形時，於將偏光板保護膜之慢軸相對於偏光板之吸收軸之角度(θ)設為45°時，上述光之穿透率成為最大，由於該穿透率會根據偏光板保護膜之延遲及穿透之光之波長而發生變化，故而觀測到上述延遲值所特有之干擾色(虹不均等)。此處，於如本發明般將上述角度(θ)設為0°或90°之情形時，上述光之穿透率成為零，故而未觀測到干擾色。
此時，於用作上述偏光板保護膜之具有雙折射之膜存在如超過6°之較大之配向角差之情形時，有上述光之穿透率上升而成為產生干擾色之原因之情形。
再者，上述偏光板保護膜之配向角差例如作為自使用王子計測機器公司製造之分子配向計(MOA；Molecular Orientation Analyzer)測定之配向角之最大值減去最小值所 得之值而求出。
又，上述偏光板保護膜之慢軸方向係使用上述分子配向計(MOA：Molecular Orientation Analyzer)求出之上述偏光板保護膜之慢軸方向之平均配向角之方向。
於本發明之液晶顯示裝置中，作為背光光源，並無特別限定，但較佳為白色發光二極體(白色LED)。
所謂上述白色LED，係指藉由螢光體方式，即，組合使用化合物半導體之發出藍光或紫戶外光線之發光二極體與螢光體而發出白色之元件。其中，由組合使用化合物半導體之藍色發光二極體與釔-鋁-石榴石系黃色螢光體之發光元件所構成之白色發光二極體具有連續且寬範圍之發光光譜，故而對虹不均之改善較為有效，並且發光效率亦優異，因此作為本發明之上述背光光源較佳。又，由於可廣泛利用消耗電力較少之白色LED，故而亦可發揮省能量化之效果。
作為上述偏光板，只要為具備所期望之偏光特性者則並無特別限定，通常可使用液晶顯示裝置之偏光板所使用者。具體而言，例如較佳使用使聚乙烯醇膜延伸而成且含有碘之偏光板。
作為上述液晶單元，並無特別限定，例如通常可使用公知者作為液晶顯示裝置用液晶單元。又，作為液晶顯示裝置用液晶單元，已知有TN(Twisted Nematic，扭轉向列)、STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列)、VA(Vertical Alignment，垂直配向)、IPS(In-Plane Switching，橫向電 場切換)及OCB(Optically Compensated Bend，光學補償彎曲)等顯示方式者，於本發明中可使用該等中之任一顯示方式之液晶單元。
又，作為上述彩色濾光片，並無特別限定，例如通常可使用公知者作為液晶顯示裝置之彩色濾光片。該種彩色濾光片通常由紅色、綠色及藍色之各色透明著色圖案構成，該等各透明著色圖案係由溶解或分散有著色劑，較佳為分散有顏料微粒子之樹脂組成物所構成。再者，上述彩色濾光片之形成雖亦可藉由製備著色為特定顏色之油墨組成物並針對每個著色圖案印刷而進行，但更佳為使用含有特定顏色之著色劑之塗料類之感光性樹脂組成物且藉由光微影法而進行。
本發明之液晶顯示裝置亦可於上述偏光板之設置有偏光板保護膜之相反側面設置另一偏光板保護膜。藉由設置該種另一偏光板保護膜，可防止上述偏光板暴露於空氣中之水分等中，或防止偏光板之尺寸變化。
作為上述另一偏光板保護膜，只要為具有透明性者則並無特別限定，但較佳為可見光區域中之穿透率為80%以上者，更佳為90%以上者。此處，上述穿透率可藉由JIS K7361-1(塑膠-透明材料之總透光率之試驗方法)進行測定。
作為構成上述另一偏光板保護膜之材料，例如可列舉：纖維素衍生物、環烯烴系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚醯亞胺、聚芳酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碸、聚醚碸、非晶形聚烯烴、改質丙烯酸系聚合物、聚苯 乙烯、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚酯類等樹脂材料。其中，作為上述樹脂材料，較佳使用纖維素衍生物或環烯烴系聚合物。
作為上述纖維素衍生物，只要為具備所期望之透明性、透濕性等者則並無特別限定，其中，尤佳使用乙酸纖維素。
作為上述乙酸纖維素，最佳為使用平均醋化度為57.5~62.5%(取代度：2.6~3.0)之三乙酸纖維素。此處，所謂醋化度，係指纖維素每單位質量之結合乙酸量。醋化度可藉由ASTM：D-817-91(乙酸纖維素等之試驗方法)中之乙醯化度之測定及計算而求出。
作為上述環烯烴系聚合物，只要為具有由環狀烯烴(環烯烴)所構成之單體之單元之樹脂則並無特別限定。作為該種由環狀烯烴所構成之單體，例如可列舉降莰烯或多環降莰烯系單體等。
再者，作為上述環烯烴系聚合物，可較佳使用環烯烴聚合物(COP，Cycloolefin Polymer)或環烯烴共聚物(COC，Cycloolefin Copolymer)之任一種。上述環烯烴系聚合物既可為由上述環狀烯烴所構成之單體之單獨聚合物，亦可為共聚物。
又，上述環烯烴系聚合物較佳為於23℃下之飽和吸水率為1質量%以下者，其中較佳為0.1質量%~0.7質量%之範圍內者。藉由使用該種環烯烴系聚合物，可使上述另一偏光板保護膜成為更難以產生吸水所致之光學特性之變化 或尺寸之變化者。
此處，上述飽和吸水率可藉由依據ASTM D570於23℃之水中浸漬1週並測定增加重量而求出。
進而，上述環烯烴系聚合物較佳為玻璃轉移點為100~200℃之範圍內者，更佳為100~180℃之範圍內者，進而較佳為100~150℃之範圍內者。藉由使玻璃轉移點為上述範圍內，可使上述另一偏光板保護膜成為耐熱性及加工適應性更優異者。
作為由上述環烯烴系樹脂所構成之另一偏光板保護膜之具體例，例如可列舉：Ticona公司製造之Topas、JSR公司製造之ARTON、日本ZEON公司製造之ZEONOR、ZEONEX、三井化學公司製造之APEL等。
上述另一偏光板保護膜既可為由單層所構成者，亦可為具有積層有複數層之構成者。此處，作為積層有複數層之構成，既可為積層有複數層由同一組成所構成之層之構成，亦可為積層有由不同組成所構成之層之構成。
又，上述另一偏光板保護膜亦可為藉由具有折射率各向異性而具有光學補償功能者。
即，於本發明中，作為上述另一偏光板保護膜，可使用液晶顯示裝置用之光學補償膜(相位差膜)。作為上述另一偏光板保護膜具有光學補償功能之態樣，可列舉於由如上所述之材料所構成之膜中含有具有折射率各向異性之化合物之態樣、或於上述膜上形成有含有具有折射率各向異性之化合物之層之態樣等。
於本發明中可較佳使用該等中之任一態樣，但就容易根據用途而任意調整折射率各向異性之方面而言，較佳使用後者之態樣。
作為具有上述折射率各向異性之化合物，例如可列舉棒狀化合物、圓盤狀化合物及液晶化合物等。又，該等具有折射率各向異性之化合物可藉由規則地配向而表現優異之光學補償功能，故而就配向穩定性之觀點而言，較佳為使用具有聚合性官能基之化合物。
該種偏光板保護膜及另一偏光板保護膜、與偏光板可介隔接著劑層而配置。
作為上述接著劑層所使用之接著劑，並無特別限定，例如可列舉：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮等親水性接著劑，或丙烯酸系黏著劑、胺酯系黏著劑、環氧系黏著劑等。其中，例如對於如PET之疏水性之偏光板保護膜，較佳為紫外線硬化型之接著劑層。
又，對於紫外線穿透率較高之偏光板保護膜，預先使上述接著劑層含有紫外線吸收劑亦為較佳之態樣。
本發明之液晶顯示裝置亦可為於上述偏光板保護膜上形成有單層或複數層之任意層之構成。
作為上述任意層，並無特別限定，例如可列舉：硬塗層、抗靜電層、低折射層、高折射率層、防眩層、防污層等。
上述硬塗層係保證本發明之液晶顯示裝置之表面之硬塗性之層，較佳為使用含有藉由例如紫外線或電子束而硬 化之樹脂即游離放射線硬化型樹脂與光聚合起始劑的硬塗層形成用組成物而形成者。
作為上述游離放射線硬化型樹脂，例如可列舉具有丙烯酸酯系官能基之化合物等具有1個或2個以上之不飽和鍵之化合物。作為具有1個不飽和鍵之化合物，例如可列舉：(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯啶酮等。作為具有2個以上之不飽和鍵之化合物，例如可列舉：聚羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能化合物，或上述多官能化合物與(甲基)丙烯酸酯等之反應產物(例如多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯)等。再者，於本說明書中，「(甲基)丙烯酸酯」係指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
除上述化合物以外，具有不飽和雙鍵之相對低分子量之聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、胺酯樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、多硫醇多烯樹脂(polythiolpolyene resin)等亦可用作上述游離放射線硬化型樹脂。
上述游離放射線硬化型樹脂亦可與溶劑乾燥型樹脂(熱塑性樹脂等於塗敷時僅藉由使為調整固形物成分而添加之溶劑乾燥便成為被膜之類之樹脂)一併使用。藉由併用溶劑乾燥型樹脂，可有效防止塗佈面之被膜缺陷。作為 可與上述游離放射線硬化型樹脂一併使用之溶劑乾燥型樹脂，並無特別限定，通常可使用熱塑性樹脂。
作為上述熱塑性樹脂，並無特別限定，例如可列舉：苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、乙烯醚系樹脂、含鹵素之樹脂、脂環式烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、纖維素衍生物、聚矽氧系樹脂及橡膠或彈性體等。上述熱塑性樹脂較佳為非結晶性，且可溶於有機溶劑(尤其是可溶解複數種聚合物或硬化性化合物之共通溶劑)中。尤其，就製膜性、透明性或耐候性之觀點而言，較佳為苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、脂環式烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、纖維素衍生物(纖維素酯類等)等。
又，上述硬塗層形成用組成物亦可含有熱硬化性樹脂。
作為上述熱硬化性樹脂，並無特別限定，例如可列舉：酚樹脂、脲樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、脈胺樹脂(guanamine resin)、不飽和聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、環氧樹脂、胺基醇酸樹脂、三聚氰胺-脲共縮聚樹脂、矽樹脂、聚矽氧烷樹脂等。
作為上述光聚合起始劑，並無特別限定，可使用公知者，例如，作為上述光聚合起始劑，具體例可列舉：苯乙酮類、二苯甲酮類、米其勒苯甲醯基苯甲酸酯(Michler's benzoyl benzoate)、α-戊基肟酯(α-amyloxime ester)、9-氧硫類(thioxanthone)、苯丙酮類、二苯基乙二酮(benzil)類、安息香(benzoin)類、醯基氧化膦類。又，較佳為混合光 增感劑而使用，作為其具體例，例如可列舉：正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦等。
作為上述光聚合起始劑，於上述游離放射線硬化型樹脂為具有自由基聚合性不飽和基之樹脂系之情形時，較佳為單獨或混合使用苯乙酮類、二苯甲酮類、9-氧硫類、安息香、安息香甲醚等。又，於上述游離放射線硬化型樹脂為具有陽離子聚合性官能基之樹脂系之情形時，作為上述光聚合起始劑，較佳為單獨或混合使用芳香族重氮鹽、芳香族鋶鹽、芳香族錪鹽、茂金屬化合物、安息香磺酸酯等。
上述硬塗層形成用組成物中之上述光聚合起始劑之含量較佳為相對於上述游離放射線硬化型樹脂100質量份而為1~10質量份。其原因在於，若未達1質量份，則有無法使本發明之液晶顯示裝置中之硬塗層之硬度為上述範圍之情形，若超過10質量份，則有游離放射線未到達塗設之膜之深部而未促進內部硬化，無法獲得作為目標之硬塗層之表面之鉛筆硬度3 H以上之虞。
上述光聚合起始劑之含量之更佳之下限為2質量份，更佳之上限為8質量份。藉由使上述光聚合起始劑之含量處於該範圍內，不會於膜厚方向上產生硬度分佈，而容易成為均勻之硬度。
上述硬塗層形成用組成物亦可含有溶劑。
作為上述溶劑，可根據使用之樹脂成分之種類及溶解性而選擇使用，例如可例示：酮類(丙酮、甲基乙基酮、 甲基異丁基酮、環己酮、二丙酮醇等)、醚類(二烷、四氫呋喃、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等)、脂肪族烴類(己烷等)、脂環式烴類(環己烷等)、芳香族烴類(甲苯、二甲苯等)、鹵化碳類(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯類(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇類(乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇等)、賽路蘇類(甲基賽路蘇、乙基賽路蘇等)、乙酸賽路蘇類、亞碸類(二甲基亞碸等)、醯胺類(二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等)等，亦可為該等之混合溶劑。
作為上述硬塗層形成用組成物中之原料之含有比例(固形物成分)，並無特別限定，通常較佳設為5~70質量%、尤佳設為25~60質量%。
於上述硬塗層形成用組成物中，亦可根據提高硬塗層之硬度、抑制硬化收縮、控制折射率、賦予防眩性等目的而添加先前公知之分散劑、界面活性劑、抗靜電劑、矽烷偶合劑、增黏劑、防著色劑、著色劑(顏料、染料)、消泡劑、調平劑、難燃劑、紫外線吸收劑、接著賦予劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、表面改質劑、易滑劑等。
又，上述硬塗層形成用組成物亦可混合光增感劑而使用，作為其具體例，例如可列舉：正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦(poly-n-butylphosphine)等。
作為上述硬塗層形成用組成物之製備方法，只要可均勻地混合各成分則並無特別限定，例如可使用塗料振盪器(paint shaker)、球磨機、捏合機、混合機等公知之裝置而進 行。
又，作為將上述硬塗層形成用組成物塗佈於偏光板保護膜上之方法，並無特別限定，例如可列舉：旋轉塗佈法、浸漬法、噴霧法、模塗法、棒式塗佈法、輥式塗佈法、液面彎曲式塗佈法(Meniscus coater method)、軟板印刷法、絲網印刷法、珠塗法等公知之方法。
於上述偏光板保護膜上塗佈上述硬塗層形成用組成物而形成之塗膜較佳為視需要進行加熱及/或乾燥，且藉由活性能量線照射等使其硬化。
作為上述活性能量線照射，可列舉紫外線或電子束之照射。作為上述紫外線源之具體例，例如可列舉：超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、黑光螢光燈、金屬鹵化物燈等光源。又，作為紫外線之波長，可使用190~380 nm之波長區域。作為電子束源之具體例，可列舉：柯克考羅夫特-華登(Cockcroft-Walton)型、範德格拉夫(Van de Graaff)型、共振變壓器型、絕緣芯變壓器型、或直線型、高頻高壓加速器型、高頻型等各種電子束加速器。
再者，上述硬塗層之膜厚(硬化時)為0.1~100μm，較佳為0.8~20μm之範圍。上述硬塗層之膜厚係利用電子顯微鏡(SEM(Scanning Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡)、TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)、STEM(Scanning Transmission Electron Microscopy，掃描穿透式電子顯微鏡))觀察剖面並測定所得之值。
上述抗靜電層例如可藉由使上述硬塗層形成用組成物中含有抗靜電劑而形成。
作為上述抗靜電劑，可使用先前公知者，例如可使用四級銨鹽等陽離子性抗靜電劑、或摻雜有錫之氧化銦(ITO，氧化銦錫)等微粒子、或導電性聚合物等。
於使用上述抗靜電劑之情形時，其含量較佳為相對於全部固形物成分之合計質量而為1~30質量%。
又，上述防眩層例如可藉由使上述硬塗層形成用組成物中含有防眩劑而形成。
作為上述防眩劑，並無特別限定，可使用公知之無機系或有機系之各種微粒子。
作為上述微粒子之平均粒徑，並無特別限定，但通常情況下設為0.01~20μm左右即可。
又，上述微粒子之形狀可為圓球狀、橢圓狀等中之任一者，較佳可列舉圓球狀。
上述微粒子為發揮防眩性者，較佳為透明性之微粒子。作為該種微粒子之具體例，若為無機系，則例如可列舉二氧化矽珠，若為有機系，則例如可列舉塑膠珠。
作為上述塑膠珠之具體例，例如可列舉：苯乙烯珠(折射率1.60)、三聚氰胺珠(折射率1.57)、丙烯酸珠(折射率1.49)、丙烯酸-苯乙烯珠(折射率1.54)、聚碳酸酯珠、聚乙烯珠等。
上述低折射率層係發揮於來自外部之光(例如螢光燈、自然光等)在上述偏光板保護膜之表面反射時降低其 反射率之作用之層。
上述低折射率層之折射率小於上述偏光板保護膜且大於空氣。
上述低折射率層較佳為對於穿透上述偏光板保護膜之光之折射率為1.1~2.0之範圍內，更佳為1.2~1.8之範圍內，進而較佳為1.3~1.6之範圍內。藉由使上述低折射率層之折射率為上述範圍內，可使本發明之液晶顯示裝置為顯示品質更高者。
上述低折射率層之折射率亦可為使折射率於低折射率層中自偏光板保護膜側朝空氣側緩緩地向空氣之折射率變化者。
作為上述低折射率層所使用之材料，只要為可形成具有上述折射率之低折射率層者則並無特別限定，例如較佳為含有上述硬塗層形成用組成物中說明之樹脂材料。
又，上述低折射率層除含有上述樹脂材料以外，可藉由含有含聚矽氧之共聚物、含氟之共聚物、及微粒子而調整折射率。
作為上述含聚矽氧之共聚物，例如可列舉含聚矽氧之亞乙烯共聚物。又，作為上述含氟之共聚物之具體例，例如可列舉藉由使含有偏二氟乙烯與六氟丙烯之單體組成物共聚合而獲得之共聚物。
又，作為上述微粒子，例如可列舉：二氧化矽微粒子、丙烯酸微粒子、苯乙烯微粒子、丙烯酸苯乙烯共聚合微粒子、具有空隙之微粒子。再者，於本發明中，所謂「具有 空隙之微粒子」，係指形成填充氣體至微粒子之內部之構造及/或含有氣體之多孔質構造體，而與微粒子本來之折射率相比折射率與微粒子中之氣體之佔有率呈反比例地降低之微粒子。
上述防污層係發揮使本發明之液晶顯示裝置之最表面不易附著污漬(指紋、水性或油性油墨類、鉛筆等)，或者即便於附著有污漬之情形時亦可容易拭去之作用之層。又，亦可藉由形成上述防污層而謀求對本發明之液晶顯示裝置之防污性與耐擦傷性的改善。
上述防污層例如可藉由含有防污染劑及樹脂之組成物而形成。
上述防污染劑係以本發明之液晶顯示裝置之最表面之污漬防止為主要目的，亦可對本發明之液晶顯示裝置賦予耐擦傷性。
作為上述防污染劑，例如可列舉：氟系化合物、矽系化合物、或該等之混合化合物。更具體而言可列舉：2-全氟辛基乙基三胺基矽烷等具有氟烷基之矽烷偶合劑等，尤其可較佳使用具有胺基者。
作為上述樹脂，並無特別限定，可列舉上述硬塗層形成用組成物中例示之樹脂材料。
上述防污層例如可形成於上述硬塗層上。尤佳為以防污層成為最表面之方式形成。
例如亦可藉由對硬塗層本身賦予防污性能而代替上述防污層。
再者，於本發明之液晶顯示裝置中，上述任意層通常設置於上述偏光板保護膜之視認側(最表面側)，但例如亦可設置於上述偏光板保護膜之彩色濾光片側。
本發明可提供一種因由上述構成所構成故可極其高度地抑制顯示影像產生虹不均之液晶顯示裝置。
藉由下述之實施例對本發明之內容進行說明，但本發明之內容並不由該等實施態樣進行限定性地解釋。又，只要無特別說明，則「份」及「%」為質量基準。
(實施例1)
使聚對苯二甲酸乙二酯材料於290℃下熔融後，通過膜形成模具而擠出為片狀，使其密接於經水冷冷卻之旋轉急冷鼓上進行冷卻，而製作未延伸膜。將該未延伸膜利用雙軸延伸試驗裝置(東洋精機公司製造)於120℃下預熱1分鐘後，於120℃下以延伸倍率4.5倍進行延伸，其後，於與該延伸方向呈90度之方向上以延伸倍率1.5倍進行延伸，而獲得延遲=9900 nm、膜厚=100μm、△n=0.099之偏光板保護膜。
其次，於液晶螢幕(FLATORON IPS226V(LG Electronics Japan公司製造))之觀測者側之偏光板上配置所獲得之偏光板保護膜，而製作液晶顯示裝置。再者，偏光板保護膜係以該偏光板保護膜之慢軸與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(實施例2)
將偏光板保護膜之慢軸與液晶螢幕之觀察者側之偏光板之吸收軸所形成之角度設為30°，除此以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(實施例3)
將偏光板保護膜之慢軸與液晶螢幕之觀察者側之偏光板之吸收軸所形成之角度設為60°，除此以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(實施例4)
將偏光板保護膜之慢軸與液晶螢幕之觀察者側之偏光板之吸收軸所形成之角度設為90°，除此以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(實施例5)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=8200 nm、膜厚=92μm、△n=0.089之偏光板保護膜。除使用所獲得之偏光板保護膜以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(實施例6)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=19000 nm、膜厚=190μm、△n=0.100之偏光板保護膜。除使用所獲得之偏光板保護膜以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(實施例7)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸 倍率，而獲得延遲=7500 nm、膜厚=75μm、△n=0.100之偏光板保護膜。以偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(實施例8)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=7500 nm、膜厚=94μm、△n=0.08之偏光板保護膜。以偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(實施例9)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=6100 nm、膜厚=61μm、△n=0.100之偏光板保護膜。以偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(實施例10)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=6100 nm、膜厚=81μm、△n=0.075之偏光板保護膜。以偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(比較例1)
將偏光板保護膜之慢軸與液晶螢幕之觀察者側之偏光 板之吸收軸所形成之角度設為45°，除此以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(比較例2)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=5200 nm、膜厚=52μm、△n=0.100之偏光板保護膜。以偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(比較例3)
以實施例9中獲得之偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為45°之方式設置。
(比較例4)
使用延遲=6200 nm、膜厚=188μm、△n=0.033之東洋紡公司製造之PET膜A4100作為偏光板保護膜，除此以外，以與實施例1相同之方式製作液晶顯示裝置。
(比較例5)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸倍率，而獲得延遲=7500 nm、膜厚=188μm、△n=0.040之偏光板保護膜。
除使用所獲得之偏光板保護膜以外，以與實施例1相同之方法製作液晶顯示裝置。
(比較例6)
調整以與實施例1相同之方式獲得之未延伸膜之延伸 倍率，而獲得延遲=6100 nm、膜厚=160μm、△n=0.038之偏光板保護膜。以偏光板保護膜之慢軸(平均配向角)與液晶螢幕之觀測者側之偏光板之吸收軸所形成之角度成為0°之方式配置。
(虹不均評價)
對於實施例及比較例中製作之液晶顯示裝置，於暗處及明處(液晶螢幕周邊照度400勒克斯(lux))，5個人自正面及斜方向(約50度)目視及經由偏光太陽眼鏡進行顯示影像之觀測，依照以下基準評價虹不均之有無。
◎：未觀測到虹不均。
○：雖觀測到虹不均，但程度較低，為實際使用上無問題之水準。
△：觀測到虹不均。
×：較強程度地觀測到虹不均。
再者，於圖3中表示使用之液晶螢幕(FLATORON IPS226V(LG Electronics Japan公司製造))之背光光源之發光光譜，於圖4中表示明處之虹不均評價時使用之戶外光線之發光光譜。
(平均配向角與配向角差之測定)
針對實施例7~10、比較例3及6之液晶顯示裝置，測定偏光板保護膜之慢軸方向之平均配向角及配向角差。
於測定中，使用王子計測機器公司製造之分子配向計(MOA；Molecular Orientation Analyzer)，如圖5所示，於液晶螢幕(21.5英吋，螢幕上下方向27 cm，左右方向 48 cm)中進行上下方向、左右方向均為5 cm之間隔且合計為40個點之配向角之測定，將平均值設為平均配向角，將配向角差設為自所測定之配向角之最大值減去最小值而獲得之值。再者，圖5中之黑點為測定點。
如表1所示，偏光板保護膜之延遲為6000 nm以上且偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸處於0°±30°或90°±30°之範圍內的實施例之液晶顯示裝置於明處及暗處之目視、經由偏光太陽眼鏡之任一種虹不均評價中均優異。又，偏光板保護膜之慢軸方向之配向角差為1.7°之實施例8之液晶顯示裝置與該配向角差為0.8°之實施例7之液晶顯示裝置相比，於明處及暗處之經由偏光太陽眼鏡之虹不均評價中略差。
同樣地，偏光板保護膜之慢軸方向之配向角差為2.2°之實施例10之液晶顯示裝置與該配向角差為1.1°之實施例9之液晶顯示裝置相比，於明處及暗處之經由偏光太陽眼鏡之虹不均評價中略差。
相對於此，偏光板保護膜之慢軸與偏光板之吸收軸所形成之角度為45°之比較例1及比較例3之液晶顯示裝置於暗處之虹不均評價中為良好，但於明處之經由偏光太陽眼鏡之虹不均評價中較差。又，延遲未達6000 nm之比較例2之液晶顯示裝置於明處及暗處之任一處之虹不均評價中均較差。
又，比較例4~6之液晶顯示裝置雖偏光板保護膜之延遲為6000 nm以上，但△n之值未達0.05，故而於明處及暗處之虹不均評價中較差。
又，若將實施例9、10及比較例6之液晶顯示裝置進行比較，則比較例6之液晶顯示裝置較實施例9、10之液晶顯示裝置而言於明處及暗處之經由偏光太陽眼鏡之虹不 均評價中較差，認為其亦受下述情況影響：相對於比較例6之偏光板保護膜之慢軸方向之配向角差為6.6°之較大之值，而實施例9之偏光板保護膜之配向角差為1.1°、實施例10之偏光板保護膜之配向角差為2.2°之較小之值。
[產業上之可利用性]
本發明之液晶顯示裝置可應用於具備具有較高之延遲值之偏光板保護膜之液晶顯示裝置，可極其高度地抑制顯示影像產生虹不均。
10、20‧‧‧液晶顯示裝置
11、21‧‧‧液晶單元
12、22‧‧‧彩色濾光片
13、23、25‧‧‧偏光板
14‧‧‧偏光板保護膜
圖1係示意地表示本發明之液晶顯示裝置之一例之剖面圖。
圖2係示意地表示先前之液晶顯示裝置之一例之剖面圖。
圖3係實施例及比較例中使用之液晶螢幕之背光光源之發光光譜。
圖4係實施例及比較例中之明處之虹不均評價時使用之戶外光線之發光光譜。
圖5係說明平均配向角與配向角差之測定方法之圖。

Claims (4)

  1. 一種液晶顯示裝置，具有由背光光源、液晶單元、彩色濾光片、偏光板及偏光板保護膜之順序配置而成之構成，上述偏光板保護膜具有6000nm以上之延遲，並且以下述方式配設：於面內折射率最大之方向即慢軸方向之折射率(nx)、及與上述慢軸方向正交之方向即快軸方向之折射率(ny)之差(nx-ny)為0.05以上，且以上述偏光板之吸收軸與上述偏光板保護膜之慢軸所形成之角度成為0°±30°之範圍或90°±30°之範圍；上述偏光板保護膜之上述慢軸方向之配向角差為6°以內。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中背光光源為白色發光二極體。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之液晶顯示裝置，其中偏光板保護膜係由選自由聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚胺酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚系樹脂、聚醚酮系樹脂、(甲基)丙烯腈系樹脂、及環烯烴系樹脂所組成之群中之任一種材料所構成。
  4. 一種偏光板保護膜，係配置於液晶顯示裝置之觀察者側的偏光板上而使用者，具有6000nm以上之延遲，於面內折射率最大之方向即慢軸方向之折射率(nx)、及與上述慢軸方向正交之方向即快軸方向之折射率(ny)之差(nx -ny)為0.05以上，且上述偏光板保護膜之上述慢軸方向之配向角差為6°以內。
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