TWI530716B - 液晶顯示裝置、偏光板及偏光片保護膜 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置、偏光板及偏光片保護膜
本發明係關於液晶顯示裝置。詳細而言，係關於改善虹斑之發生的液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置(LCD)所使用的偏光板，通常係以2片偏光片保護膜夾住聚乙烯醇(PVA)等染附有碘之偏光片所構成，作為偏光片保護膜，通常使用三乙醯纖維素(TAC)薄膜。近幾年，隨著LCD之薄型化，要求偏光板的薄層化。然而，若因此使作為保護膜使用的TAC薄膜之厚度變薄，則會發生無法得到充分的機械強度，而且透濕性惡化之問題。又，TAC薄膜係非常高價，而強烈要求便宜的替代素材。
因此，為了偏光板之薄層化，作為偏光片保護膜而即使厚度薄也能保持高的耐久性，有提案使用聚酯薄膜代替TAC薄膜(專利文獻1~3)。
與TAC薄膜相比，聚酯薄膜雖然耐久性優異，但與TAC薄膜不同，由於具有雙折射性，將此作為偏光片保護膜使用時，有因光學的畸變而畫質降低之問題。即，具有雙折射性的聚酯薄膜，由於具有特定的光 學各向異性(遲滯值)，故作為偏光片保護膜時，若自傾斜方向觀察，則發生虹狀的色斑，畫質降低。因此，於專利文獻1~3中，藉由使用共聚合聚酯作為聚酯，進行減小遲滯值之對策。然而，即使為該情況，也無法完全消除虹狀的色斑。
先前技術文獻 專利文獻
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
本發明者等發現作為解決上述問題之手段，使用白色發光二極體作為背光光源，更且使用具有一定的遲滯值之配向聚酯薄膜作為偏光片保護膜(專利文獻4)。然而，發明者等對於具有該構成的液晶顯示裝置，重複進一步的檢討，結果發現即使是經如此改良的液晶顯示裝置，當在一對偏光板兩者使用聚酯薄膜作為偏光片保護膜時，若自傾斜方向來觀察，則視角度而言，依然有發生虹斑的情況之新問題的存在。因此，本發明之主要課題為在使用配向聚酯薄膜作為液晶顯示裝置的一對偏光板兩者之偏光片保護膜時，抑制虹斑之發生。
本發明者對於上述問題進行日以繼夜的檢討，結果發現藉由控制作為偏光片保護膜使用的配向聚酯薄膜之遲滯值及以|ny-nz|/|ny-nx|表示的Nz係數之特性，可有效地抑制當使用聚酯薄膜作為液晶顯示裝置的一對偏光板兩者之偏光片保護膜時的虹斑之發生。本發明係基於該知識見解，重複進一步的研究與改良，結果完成之發明。
代表性的本發明係如以下。
第1項.
一種液晶顯示裝置，其係具有背光光源、2個偏光板及配置於前述2個偏光板之間的液晶胞之液晶顯示裝置，其中前述背光光源係具有連續的發光光譜之白色光源，前述偏光板係在偏光片的兩側積層有偏光片保護膜之構成，配置於入射光側的偏光板之偏光片保護膜的至少一者及配置於出射光側的偏光板之偏光片保護膜的至少一者，係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數之配向聚酯薄膜。
第2項.
如第1項記載之液晶顯示裝置，其中前述配置於入射光側的偏光板之入射光側的偏光片保護膜及前述配置於出射光側的偏光板之出射光側的偏光片保護膜，係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數之配向聚酯薄膜。
第3項.
如第1或2項記載之液晶顯示裝置，其中配向聚酯薄膜的面配向度為0.13以下。
第4項.
如第1~3項中任一項記載之液晶顯示裝置，其中前述具有連續的發光光譜之白色光源係白色發光二極體。
第5項.
一種以具有連續的發光光譜之白色光源作為背光光源之液晶顯示裝置用偏光板，其係由在偏光片的兩側積層有偏光片保護膜之構成所成，至少一側的偏光片保護膜係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數之配向聚酯薄膜。
第6項.
如第5項記載之以具有連續的發光光譜之白色光源作為背光光源之液晶顯示裝置用偏光板，其中前述配向聚酯薄膜的面配向度為0.13以下。
第7項.
一種以具有連續的發光光譜之白色光源作為背光光源之液晶顯示裝置用偏光片保護膜，其係由具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數之配向聚酯薄膜所構成。
第8項.
如第7項記載之以具有連續的發光光譜之白色光源作為背光光源之液晶顯示裝置用偏光片保護膜，其中前述配向聚酯薄膜的面配向度為0.13以下。
第9項.
如第7或8項記載之以具有連續的發光光譜之白色光源作為背光光源之液晶顯示裝置用偏光片保護膜，其中前述配向聚酯薄膜具有易黏著層。
第10項.
如第7~9項中任一項記載之以具有連續的發光光譜之白色光源作為背光光源之液晶顯示裝置用偏光片保護膜，其中前述配向聚酯薄膜係至少由3層所構成，在最外層以外之層中含有紫外線吸收劑，380nm的透光率為20%以下。
本發明的液晶顯示裝置由於抑制虹斑的發生，而具有優異的視覺辨認性。又，本發明的液晶顯示裝置係使沒有虹斑發生之問題，而可利用配向聚酯薄膜作為一對偏光板兩者之偏光片保護膜成為可能。因此，本發明係在保持液晶顯示裝置的充分機械強度之狀態下，使進一步的薄型化成為可能，進而使降低製造成本成為可能。再者，本發明的偏光板及偏光片保護膜係使本發明的液晶顯示裝置之製造成為可能。
1.液晶顯示裝置
一般而言，液晶顯示裝置係以自背光光源相向側朝向顯示影像之側(視覺辨認側或出射光側)的順 序，由後面模組、液晶胞及前面模組所構成。後面模組及前面模組一般而言係由透明基板、形成在該液晶胞側表面之透明導電膜、配置於其相反側之偏光板所構成。此處，偏光板係在後面模組中配置於背光光源相向側，於前面模組中配置於顯示影像側(視覺辨認側或出射光側)。
2.背光光源
本發明的液晶顯示裝置至少含有背光光源、2個偏光板及配置於2個偏光板之間的液晶胞作為構成構件。本發明的液晶顯示裝置亦可適宜地具有此等以外的其它構成構件，例如彩色濾光片、透鏡薄膜、擴散片、防反射薄膜等。
背光之構成係可為以導光板或反射板等作為構成構件之邊緣光方式，也可為直下型方式。於本發明中，作為液晶顯示裝置的背光光源，較佳為使用具有連續之廣泛的發光光譜之白色光源。此處，所謂連續之廣泛的發光光譜，就是意味在至少450nm~650nm的波長範圍，較佳為在可見光的範圍中，光之強度成為零的波長不存在之發光光譜。作為具有如此連續之廣泛的發光光譜之白色光源，例如可舉出白色LED，惟不受此所限定。
於本發明可使用的白色LED中，包含螢光體方式，即藉由組合使用化合物半導體的藍色光，或發出紫外光的發光二極體與螢光體，而發出白色之元件，或有機發光二極體(Organic light-emitting diode：OLED) 等。作為螢光體，例如可舉出釔‧鋁‧石榴石系的黃色螢光體，或鋱‧鋁‧石榴石系的黃色螢光體等。於白色LED之中，由組合有使用化合物半導體的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，由於具有連續之廣泛的發光光譜，同時發光效率亦優異，故適合作為本發明之背光光源。白色LED由於消耗電力小，利用其之本發明的液晶顯示裝置亦有效於節能化。
以往作為背光光源所廣泛使用的冷陰極管或熱陰極管等之螢光管，係具有發光光譜在特定波長具有波峰的不連續發光光譜。因此，難以得到本發明所期望之效果，不宜作為本發明的液晶顯示裝置之光源。
3.偏光片保護膜
偏光板係具有在PVA等染附有碘的偏光片之兩側積層有2片偏光片保護膜之構成。本發明所使用之偏光板係在2片偏光片保護膜的至少一者，使用能滿足特定範圍的遲滯值及以|ny-nz|/|ny-nx|表示的Nz係數之物性的配向聚酯薄膜。
3-1.遲滯值
本發明所使用之偏光片保護膜中所用的配向聚酯薄膜，較佳為具有4000~30000nm的遲滯值。遲滯值小於4000nm時，由於自傾斜方向觀察液晶顯示裝置時呈現干涉色，常常無法確保良好的視覺辨認性。配向聚酯薄膜的較佳遲滯值為4500nm以上，更佳為5000nm以上，尤佳為6000nm以上，尤較佳為8000nm以上，尤更佳為10000nm以上。
配向聚酯薄膜的遲滯值之上限為30000nm。這是因為即便使用具有其以上的遲滯值之配向聚酯薄膜，也無法實質上得到進一步的視覺辨認性之改善效果，隨著遲滯值之上升，薄膜的厚度亦變得相當地厚，作為工業材料的操作性降低。
配向聚酯薄膜的遲滯值係可依照眾所周知的方法，測定2軸方向的折射率與厚度而求得。又，例如，也可使用KOBRA-21ADH(王子計測機器股份有限公司)等市售的自動雙折射測定裝置來測定。
如專利文獻4中所示，當僅使用配向聚酯薄膜作為一對偏光板中的任一者之偏光片保護膜時，藉由將配向聚酯薄膜的遲滯值控制在3000~30000nm之範圍，採用具有連續之廣泛的發光光譜之白色光源作為光源，而抑制虹斑之發生。其原理茲認為如下述。
即，若在偏光片的單側配設具有雙折射性的配向聚酯薄膜，則自偏光片所射出的直線偏光係在通過聚酯薄膜時發生散亂。於是，穿透的光係在聚酯薄膜的雙折射與厚度之乘積的遲滯值顯示特有的干涉色。因此，若使用冷陰極管或熱陰極管等之具有不連續發光光譜之光源作為光源，則會因波長而顯示不同的穿透光強度，呈現虹狀的色斑。
相對於此，於至少450nm~650nm之波長範圍，較佳於可見光範圍中，具有連續之廣泛的發光光譜的光若穿透雙折射體，則干涉色光譜成為包絡線形狀。因此，藉由控制聚酯薄膜的遲滯值，可得到與光源的發 光光譜相似之光譜。茲認為由於如此地使光源的發光光譜與穿透雙折射體的穿透光所造成的干涉色光譜的包絡線形狀成為相似形狀，而不發生虹狀的色斑，顯著地改善視覺辨認性。
然而如上述，若於一對偏光板兩者中使用配向聚酯薄膜作為偏光片保護膜，則依然會有看到虹斑的發生之情況。本發明係使抑制這種虹斑發生成為可能，但其原理尚未充分弄清楚。
3-2.Nz係數
用於偏光片保護膜的配向聚酯薄膜以|ny-nz|/|ny-nx|表示的Nz係數較佳為1.7以下。Nz係數係可如以下般求得。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)求得薄膜的配向軸方向，藉由阿貝折射率計(ADAGO公司製NAR-4T，測定波長589nm)求得配向軸方向及與其正交的方向之二軸的折射率(ny、nx，惟ny>nx)以及厚度方向的折射率(nz)。將如此求得之nx、ny、nz代入以|ny-nz|/|ny-nx|表示的式中，可求得Nz係數。
配向聚酯薄膜的Nz係數若超過1.7，則當自傾斜方向觀察液晶顯示裝置時，可能因角度而發生虹斑。Nz係數較佳為1.65以下，更佳為1.63以下。Nz係數之下限值為1.2。此係因為在製造技術上難以得到小於1.2的薄膜。又，為了保持薄膜的機械強度，Nz係數之下限值較佳為1.3以上，更佳為1.4以上，尤佳為1.45以上。
3-3.偏光片保護膜之配置
於本發明的液晶顯示裝置中，上述具有特定的遲滯值及Nz係數之配向聚酯薄膜，係使用作為一對偏光板兩者之偏光片保護膜。所謂的一對偏光板，就是意味對於液晶而言配置在入射光側的偏光板與對於液晶而言配置在出射光側的偏光板之組合。即，該配向聚酯薄膜係使用於入射光側的偏光板與出射光側的偏光板這兩者之偏光板。該配向聚酯薄膜係可使用作為構成各偏光板的二片偏光片保護膜中之至少一者，也可使用其兩者。
於合適的一實施形態中，該配向聚酯薄膜係使用作為入射光側的偏光板之入射光側的偏光片保護膜，並且使用作為出射光側的偏光板之出射光側的偏光片保護膜。於僅在構成偏光板的2片偏光片保護膜之一者使用該配向聚酯薄膜時，另一者可使用任意的偏光片保護膜(例如TAC薄膜等)。作為配置於入射光側的偏光板之液晶胞側的偏光片保護膜及配置於出射光側的偏光板之液晶胞側的偏光片保護膜，若採用該配向聚酯薄膜，則有使液晶胞的偏光特性發生變化之可能性，故此等位置之偏光片保護膜較佳為使用該配向聚酯薄膜以外之偏光片保護膜(例如以TAC薄膜、丙烯酸薄膜、降冰片烯系薄膜為代表之無雙折射的薄膜)。
3-4.面配向係數
除了將配向聚酯薄膜的遲滯值及Nz係數控制在上述的特定範圍，還有藉由使以(nx+ny)/2-nz表示的面配向度成為特定值以下，可更確實地完全消除在一 對偏光板兩者使用聚酯薄膜作為偏光片保護膜時的虹斑。在此，nx、ny及nz之值係藉由與Nz係數同樣之方法求得。配向聚酯薄膜的面配向度較佳為0.13以下，更佳為0.125以下，尤佳為0.12以下。藉由面配向度為0.13以下，可完全消除當自傾斜方向觀察液晶顯示裝置時，因角度而觀察到的虹斑。面配向度較佳為0.08以上，更佳為0.10以上。面配向度小於0.08時，有薄膜厚度變動，遲滯值在薄膜面內變得不均勻之情況。
3-5.遲滯值比
配向聚酯薄膜之遲滯值(Re)與厚度方向遲滯值(Rth)之比(Re/Rth)較佳為0.2以上，更佳為0.5以上，尤佳為0.6以上。此係因上述遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)愈大，則雙折射的作用愈增加各向同性，觀察角度所致的虹狀色斑愈難發生。於完全的一軸性(1軸對稱)薄膜中，上述遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)成為2.0。然而如後述，隨著接近完全的一軸性(1軸對稱)薄膜，與配向方向呈正交的方向之機械強度係顯著降低。
因此，遲滯值與厚度方向的遲滯值之比(Re/Rth)之上限較佳為1.2以下，更佳為1以下。為了完全抑制因觀察角度所造成的虹狀色斑之發生，上述遲滯值與厚度方向相位差之比(Re/Rth)不需要為2，在1.2以下已足夠。又，即使上述比率為1.0以下，也可充分滿足液晶顯示裝置所要求的可見角特性(大約左右180度，上下120度)。
3-6.厚度不均
為了抑制配向聚酯薄膜的遲滯值之變動，薄膜的厚度不均較佳為小。由此觀點來看，配向聚酯薄膜的厚度不均較佳為5%以下，更佳為4.5%以下，尤佳為4%以下，特佳為3%以下。
3-7.厚度
配向聚酯薄膜之厚度，只要不妨礙本發明之效果，則沒有特別的限制，但通常為15~300μm，較佳為15~200μm。薄膜厚度小於15μm時，薄膜的力學特性之各向異性變顯著，有發生裂開、破損等之情況。特佳的厚度之下限為25μm。另一方面，偏光片保護膜的厚度之上限若超過300μm，則偏光板的厚度變得過厚而不宜。從作為偏光片保護膜的實用性之觀點來看，厚度之上限較佳為200μm。特佳的厚度之上限係與一般的TAC薄膜同等程度之100μm。
3-8.聚酯樹脂
本發明中使用之配向聚酯薄膜係可由任意的聚酯樹脂獲得。聚酯樹脂的種類係沒有特別的限制，可使用使二羧酸與二醇縮合而得之任意的聚酯樹脂。
作為製造聚酯樹脂時可使用的二羧酸成分，例如可舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、二苯基羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基碸羧酸、蒽二羧酸、1,3-環戊烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸、六氫對苯二甲酸、六氫間苯二甲酸、丙二 酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3-二乙基琥珀酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、二聚酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二羧酸等。
作為製造聚酯樹脂時可使用的二醇成分，例如可舉出乙二醇、丙二醇、六亞甲基二醇、新戊二醇、1,2-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、十亞甲基二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)碸等。
構成聚酯樹脂的二羧酸成分與二醇成分係可使用任1種或2種以上。作為構成聚酯薄膜的合適聚酯樹脂，例如可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等，更佳可舉出聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯，此等亦可更含有其它的共聚合成分。此等樹脂係透明性優異，同時熱、機械特性亦優異，可藉由延伸加工而輕易地控制遲滯值。尤其聚對苯二甲酸乙二酯由於固有雙折射大，即使薄膜的厚度薄，也比較容易地得到大的遲滯值，故為最合適的素材。
3-9.透光率
從抑制偏光片中所含有的碘色素等之光學機能性色素的劣化之觀點來看，配向聚酯薄膜之波長380nm的透光率宜為20%以下。380nm的透光率更佳為15%以下，尤佳為10%以下，特佳為5%以下。前述透光率若為20%以下，則可抑制光學機能性色素之因紫外線 所造成的變質。透光率係在對薄膜的平面呈垂直的方向中所測定者，可使用分光光度計(例如日立U-3500型)來測定。
配向聚酯薄膜之波長380nm的穿透率係可藉由將所摻合的紫外線吸收劑之種類、濃度及薄膜之厚度予以適宜調節，而控制在20%以下。於本發明所使用的紫外線吸收劑中，可適宜選擇眾所周知的紫外線吸收劑而使用。作為具體的紫外線吸收劑，可舉出有機系紫外線吸收劑與無機系紫外線吸收劑，從透明性之觀點來看，較佳為有機系紫外線吸收劑。
作為有機系紫外線吸收劑，可舉出苯并***系、二苯基酮系、環狀亞胺酯系等，以及此等之組合，只要是在本發明的規定吸光度之範圍，則沒有特別的限定。然而，從耐久性之觀點來看，特佳為苯并***系、環狀亞胺酯系。併用2種以上的紫外線吸收劑時，由於可同時吸收各別的波長之紫外線，可進一步改善紫外線吸收效果。
作為二苯基酮系紫外線吸收劑、苯并***系紫外線吸收劑及丙烯腈系紫外線吸收劑，例如可舉出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’-二甲氧基二苯基酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯基酮、2,4-二-第三丁基-6-(5-氯苯并***-2-基)苯酚、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。作為環狀亞胺酯系紫外線吸收劑，例如可舉出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。此等紫外線吸收劑係可僅使用1種，也可併用2種以上。
於配向聚酯薄膜中摻合紫外線吸收劑時，較佳為使配向聚酯薄膜成為3層以上之多層構造，在薄膜的最外層以外之層(即中間層)中添加紫外線吸收劑。
3-10.其它成分等
於配向聚酯薄膜中，除了紫外線吸收劑以外，在不妨礙本發明的效果之範圍內，含有各種的添加劑者亦為較佳的形態。作為添加劑，例如可舉出無機粒子、耐熱性高分子粒子、鹼金屬化合物、鹼土類金屬化合物、磷化合物、抗靜電劑、耐光劑、難燃劑、熱安定劑、抗氧化劑、抗凝膠化劑、界面活性劑等。又，為了達成高透明性，較佳為在聚酯薄膜中實質上不含有粒子。所謂「實質上不含有粒子」，就是意味例如於無機粒子之情況，以螢光X射線分析來定量無機元素時為50ppm以下，較佳為10ppm以下，特佳為檢測極限以下之含量。
4.易黏著層
於本發明中，為了改良與偏光片之黏著性，較佳為在配向聚酯薄膜的至少一面上，具有以聚酯樹 脂、聚胺基甲酸酯樹脂或聚丙烯酸樹脂的至少1種作為主成分之易黏著層。此處，所謂的「主成分」，就是指構成易黏著層的固體成分中50質量%以上之成分。形成本發明的易黏著層所用的塗佈液，較佳為含有水溶性或水分散性的共聚合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂及聚胺基甲酸酯樹脂之內的至少1種之水性塗佈液。作為此等的塗佈液，例如可舉出日本發明專利第3567927號公報、日本發明專利第3589232號公報、日本發明專利第3589233號公報、日本發明專利第3900191號公報、日本發明專利第4150982號公報等所揭示的水溶性或水分散性共聚合聚酯樹脂溶液、丙烯酸樹脂溶液及聚胺基甲酸酯樹脂溶液等。
易黏著層係可在將上述塗佈液塗佈於未延伸薄膜或縱向的單軸延伸薄膜之一面或兩面後，以100~150℃乾燥，更在橫向延伸而得。最終的易黏著層之塗佈量較佳為控制在0.05~0.2g/m2。塗佈量小於0.05g/m2時，會有與所得之偏光片的黏著性變得不充分之情況。另一方面，塗佈量超過0.2g/m2時，會有防黏連性降低之情況。於聚酯薄膜的兩面設置易黏著層時，兩面的易黏著層之塗佈量可為相同或不同，可各自獨立地設定在上述範圍內
為了對易黏著層賦予易滑性，較佳為添加粒子。較佳為使用微粒子的平均粒徑2μm以下的粒子。粒子的平均粒徑若超過2μm，則粒子變得容易自被覆層脫落。作為易黏著層中所含有的粒子，例如可舉出氧化鈦、 硫酸鋇、碳酸鈣、硫酸鈣、矽石、氧化鋁、滑石、高嶺土、黏土、磷酸鈣、雲母、水輝石、氧化鋯、氧化鎢、氟化鋰、氟化鈣等的無機粒子，或苯乙烯系、丙烯酸系、三聚氰胺系、苯并胍胺系、聚矽氧系等的有機聚合物系粒子等。此等係可單獨地添加到易黏著層中，也可組合2種以上添加。
塗佈液係可使用眾所周知的方法來塗佈。例如，可舉出逆輥塗佈法、凹版塗佈法、吻塗法、輥刷法、噴塗法、氣刀塗佈法、線桿塗佈法、管刮法等。可單獨或組合此等方法來進行。
上述粒子的平均粒徑之測定，可藉由下述方法來進行。使用掃描型電子顯微鏡(SEM)拍攝粒子的照片，以最小粒子1個的大小成為2~5mm的倍率，測定300~500個粒子的最大直徑(離最遠的2點間之距離)，將其平均值當作平均粒徑。
為了使與偏光片的黏著性成為良好，亦可對配向聚酯薄膜施予電暈處理、塗覆處理或火焰處理等。
5.機能層
於本發明所使用的偏光板，以防止寫入或抑制耀眼、抑制損傷等為目的，在配向聚酯表面上設置各種的機能層，即選自由硬塗層、防眩層、防反射層、低反射層、防低反射層及防反射防眩層所組成之群組中的1種以上之機能層者亦為較佳的形態。於設置各種的機能層時，配向聚酯薄膜較佳為在其表面具有易黏著層。此時，從抑制反射光所致的干涉之觀點來看，較佳為將 易黏著層的折射率調整至機能層的折射率與配向聚酯薄膜的折射率之相乘平均附近。易黏著層的折射率之調整係可採用眾所周知的方法，例如可藉由在黏結劑樹脂中含有鈦或鋯、其它金屬物種，而輕易地調整。
6.配向聚酯薄膜之製造方法
本發明的保護膜之配向聚酯薄膜係可依照一般的聚酯薄膜之製造方法來製造。例如，可舉出將聚酯樹脂熔融，將擠出成片狀而成形的無配向聚酯，在玻璃轉移溫度以上的溫度，利用輥的速度差於縱向延伸後，藉由拉幅機在橫向延伸，並且施予熱處理之方法。
本發明的配向聚酯薄膜係可為單軸延伸薄膜，也可為雙軸延伸薄膜，使用雙軸延伸薄膜作為偏光片保護膜時，即使自薄膜面的正上方來觀察也看不到虹狀的色斑，但自傾斜方向來觀察時，會有觀察到虹狀的色斑之情況，故必須留意。
此現象係因為雙軸延伸薄膜係由在行進方向、寬度方向、厚度方向中具有不同折射率的折射率橢圓體所構成，依據薄膜內部的光之穿透方向，存在遲滯值成為零(折射率橢圓體呈現真圓)的方向。因此，若自特定的方向來觀察液晶顯示畫面，則有發生遲滯值成為零之點的情況，而以該點作為中心，虹狀的色斑以同心圓狀出現。而且，若將自薄膜面的正上方(法線方向)至看見虹狀的色斑之位置為止的角度當作θ，則此角度θ係薄膜面內的雙折射愈大則愈大，愈難以看見虹狀的色斑。由於在雙軸延伸薄膜中角度θ有變小之傾向，故單軸延伸薄膜者不易看見虹狀的色斑而較佳。
然而，於完全的一軸性(1軸對稱)薄膜中，由於與配向方向呈正交的方向之機械強度係顯著降低而不宜。本發明較佳為在實質上不發生虹狀的色斑之範圍或在液晶顯示畫面所要求的視角範圍中不發生虹狀的色斑之範圍，具有二軸性(2軸對稱性)。如此的2軸對稱性係可藉由在如下述的條件下製造配向聚酯薄膜而得。
上述具有特定的遲滯值及Nz係數之配向聚酯薄膜，係可藉由調節製膜時的條件(例如延伸倍率、延伸溫度、薄膜的厚度等)而獲得。例如，延伸倍率愈高、延伸溫度愈低、薄膜的厚度愈厚，則愈容易得到高的遲滯值。另一方面，延伸倍率愈低、延伸溫度愈高、薄膜的厚度愈薄，則愈容易得到低的遲滯值。
作為具體的製膜條件，例如縱延伸溫度及横延伸溫度較佳為80~145℃，特佳為90~140℃。縱延伸倍率較佳為1.0~3.5倍，特佳為1.0倍~3.0倍。又，橫延伸倍率較佳為2.5~6.0倍，特佳為3.0~5.5倍。
為了將遲滯值控制在上述特定之範圍，較佳為控制縱延伸倍率與橫延伸倍率之比率。縱橫的延伸倍率之差若過小，則遲滯值難以變高而不宜。又，設定低的延伸溫度者亦在提高遲滯值上較佳。接續的熱處理之溫度較佳為100~250℃，特佳為180~245℃。
為了使Nz係數成為上述的特定值，較佳為控制縱延伸倍率與橫延伸倍率之比率，最佳為成為單軸延伸薄膜。又，為了降低Nz係數，亦較佳為添加共聚合成分以便提高聚合物的分子量、降低結晶性。再者，為 了將薄膜的Nz係數控制在特定之範圍，可藉由適宜設定總延伸倍率、延伸溫度而進行。例如，總延伸倍率愈低、延伸溫度愈高，亦可得到低的Nz係數。
為了使面配向度成為上述的特定值，較佳為控制總延伸倍率。由於總延伸倍率若過高，則面配向度變過高而不宜。又，控制延伸溫度者亦在降低面配向度方面為較佳。藉由增大縱延伸倍率與橫延伸倍率之差、設定低的總延伸倍率、設定高的延伸溫度，可使Nz係數、面配向度成為特定之值以下。
由於延伸溫度及延伸倍率係對薄膜的厚度不均造成大的影響，從厚度不均的觀點來看，亦必須進行製膜條件的最適化。尤其若為了提高遲滯值而降低縱延伸倍率，則縱厚度不均會惡化。縱厚度不均係具有在延伸倍率的某一特定範圍會變得非常差的區域，故宜在避開此範圍處設定製膜條件。
紫外線吸收劑對配向聚酯薄膜之摻合，係可組合眾所周知的方法來實施。例如，可藉由使用混煉擠壓機來摻合經乾燥的紫外線吸收劑與聚合物原料以預先製作母料，在薄膜製膜時混合指定的該母料與聚合物原料之方法等而摻合。
上述母料的紫外線吸收劑濃度，為了使紫外線吸收劑均勻地分散而且經濟地摻合，較佳為設成5~30質量%之濃度。作為製作母料的條件，較佳為使用混煉擠壓機，擠出溫度為聚酯原料之熔點以上、290℃以下之溫度，以1~15分鐘擠出。在290℃以上，紫外線吸 收劑的減量變大，而且母料的黏度降低會變大。於1分鐘以下的擠出中，紫外線吸收劑的均勻混合係變困難。此時依需要亦可添加安定劑、色調調整劑、抗靜電劑。
對於具有3層以上的多層構造之配向聚酯薄膜的中間層，紫外線吸收劑之摻合係可藉由如下的手法來實施。將作為外層用的聚酯之丸粒單獨、作為中間層用之含有紫外線吸收劑的母料與聚酯之丸粒以指定的比例混合，乾燥後，供應給眾所周知的熔融積層用擠壓機，自狹縫狀的模頭擠出成片狀，在澆鑄輥上使其冷卻固化而製作未延伸薄膜。即，使用2台以上的擠壓機、3層的歧管(manifold)或合流塊(例如具有方型合流部的合流塊)，將構成兩外層的薄膜層、構成中間層的薄膜層予以積層，自噴嘴擠出3層之片，在澆鑄輥上冷卻以製作未延伸薄膜。
為了去除成為光學缺點之原因的原料之聚酯中所含有的異物，於配向聚酯薄膜之製造過程中，在熔融擠出之際，較佳為進行高精度過濾。熔融樹脂的高精度過濾時所使用之濾材的過濾粒子大小(初期過濾效率95%)較佳為15μm以下。濾材的過濾粒子大小若超過15μm，則20μm以上的異物之去除容易變得不充分。
[實施例]
以下，參照實施例來更具體說明本發明，惟本發明不受下述實施例所限制，在能適合本發明的宗旨之範圍內，亦可加以適宜變更而實施，彼等皆包含於本發明之技術範圍。
實施例中的物性之評價方法係如以下。
(1)遲滯值(Re)
所謂的遲滯值，就是以薄膜上之正交的二軸之折射率的各向異性(△Nxy=|Nx-Ny|)與薄膜厚度d(nm)之積(△Nxy×d)所定義的參數，其係顯示光學的各向同性、各向異性之基準。二軸的折射率之各向異性(△Nxy)係藉由以下的方法求得。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)求得薄膜的配向軸方向，以配向軸方向成為長邊之方式，切出4cm×2cm的長方形，當作測定用樣品。對此樣品，使用阿貝折射率計(ADAGO公司製NAR-4T，測定波長589nm)測定正交的二軸之折射率(nx、ny)及厚度方向之折射率(Nz)，將前述二軸的折射率差之絕對值(|nx-ny|)當作折射率的各向異性(△Nxy)。薄膜的厚度d(nm)係使用電氣測微計(FEINPRUF公司製Millitron 1245D)來測定，將單位換算成nm。由折射率的各向異性(△Nxy)與薄膜的厚度d(nm)之積(△Nxy×d)來求得遲滯值(Re)。
(2)Nz係數
將由|ny-nz|/|ny-nx|所得之值當作Nz係數。惟，以成為ny>nx之方式，選擇ny及nx之值。
(3)面配向度(△P)
將由(nx+ny)/2-nz所得之值當作面配向度(△P)。
(4)厚度方向遲滯值(Rth)
所謂的厚度方向遲滯值，就是表示將自薄膜厚度方向截面來觀看時的2個雙折射△Nxz(=|nx-nz|)、△Nyz(=|ny-nz|)各自乘以薄膜厚度d而得之遲滯值的平均之參數。藉由與遲滯值的測定同樣的方法，求得Nx、Ny、Nz與薄膜厚度d(nm)，算出(△Nxz×d)與(△Nyz×d)之平均值，求得厚度方向遲滯值(Rth)。
(5)虹斑觀察
於由PVA與碘所成之偏光片的一側，以偏光片的偏光軸與聚酯薄膜的配向主軸呈垂直的方式，貼附以後述的方法所作成的聚酯薄膜，於其相反側之面貼附TAC薄膜(富士軟片(股)公司製，厚度80μm)，而作成偏光板。將所得之偏光板夾住液晶，以各偏光板成為正交尼科爾之條件下的方式，在兩側各配置一片而製作液晶顯示裝置。各偏光板係以前述聚酯薄膜與液晶成為相反側(遠位)之方式來配置。於液晶顯示裝置之光源中，使用由組合有藍色發光二極體與釔‧鋁‧石榴石系黃色螢光體的發光元件所構成之白色LED於光源(日亞化學，NSPW500CS)。從如此的液晶顯示裝置之正面及傾斜方向來目視觀察，對於虹斑有無發生，如以下地判斷。
A：從任一方向來看，皆無虹斑之發生。
A’：從傾斜方向來觀察時，因角度而觀察到極淡的虹斑。
B：從傾斜方向來觀察時，因角度而觀察到淡的虹斑。
C：從傾斜方向來觀察時，觀察到虹斑。
D：從正面方向及傾斜方向來觀察時，觀察到虹斑。
(6)撕裂強度
使用東洋精機製作所製艾爾曼多夫(Elmendorf)撕裂試驗機，依照JIS P-8116，測定各薄膜的撕裂強度。以撕裂方向與薄膜的配向主軸方向呈平行之方式進行，如以下地判斷。再者，配向主軸方向之測定係藉由分子配向計(王子計測器股份有限公司製MOA-6004型分子配向計)來測定。
○：撕裂強度為50mN以上
×：撕裂強度小於50mN
(製造例1-聚酯A)
將酯化反應罐升溫，於到達200℃的時間點，投入86.4質量份的對苯二甲酸及64.6質量份的乙二醇，邊攪拌邊投入當作觸媒之0.017質量份的三氧化銻、0.064質量份的乙酸鎂4水合物、0.16質量份的三乙胺。其次，進行加壓升溫，於錶壓0.34MPa、240℃的條件下進行加壓酯化反應後，使酯化反應罐返回常壓，添加0.014質量份的磷酸。再者，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，將所得之酯化反應生成物移到聚縮合反應罐，於280℃在減壓下進行聚縮合反應。
於聚縮合反應結束後，用95%過濾粒徑為5μm的Naslon製過濾器進行過濾處理，自噴嘴擠出股條 狀，使用預先已進行過濾處理(孔徑：1μm以下)的冷卻水使其冷卻、固化，切割成丸粒狀。所得之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(A)的固有黏度為0.62dl/g，實質上不含有惰性粒子及內部析出粒子。(以下，簡稱PET(A))。
(製造例2-聚酯B)
混合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)、90質量份的不含粒子之PET(A)(固有黏度為0.62dl/g)，使用混煉擠壓機，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))，
(製造例3-黏著性改質塗佈液之調整)
藉由常用方法進行酯交換反應及聚縮合反應，調製(相對於二羧酸成分全體)46莫耳%對苯二甲酸、46莫耳%間苯二甲酸及8莫耳%5-磺酸基間苯二甲酸鈉作為二羧酸成分、(相對於二醇成分全體)50莫耳%乙二醇及50莫耳%新戊二醇作為二醇成分之組成的含有水分散性磺酸金屬鹽基的共聚合聚酯樹脂。其次，於混合51.4質量份的水、38質量份的異丙醇、5質量份的正丁基溶纖劑、0.06質量份的非離子系界面活性劑後，加熱攪拌，一旦到達77℃，則添加5質量份的上述含有水分散性磺酸金屬鹽基的共聚合聚酯樹脂，繼續攪拌直到樹脂塊變得消失為止後，將樹脂水分散液冷卻到常溫為止，而得到固體成分濃度5.0質量%的均勻水分散性共聚合聚酯樹脂液。再者，使3質量份的凝聚體矽石粒子(富士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添加0.54質量份的Sylysia 310之水分散液，邊攪拌邊添加20質量份的水，而得到黏著性改質塗佈液。
(偏光片保護膜1)
將90質量份的不含粒子之PET(A)樹脂丸粒與10質量份的含紫外線吸收劑之PET(B)樹脂丸粒作為基材薄膜中間層用原料，在135℃減壓乾燥(1Torr)6小時後，供應給擠壓機2(中間層II層用)，另外藉由常見方法將PET(A)乾燥，分別供應給擠壓機1(外層I層及外層III用)，在285℃溶解。將此2種的聚合物各自以不鏽鋼燒結體的濾材(公稱過濾精度過濾10μm粒子95%)進行過濾，藉由2種3層合流塊進行積層，由噴嘴擠出成片狀後，使用靜電施加澆鑄法，捲繞於表面溫度30℃之澆鑄滾筒上而冷卻固化，製作未延伸薄膜。此時以I層、II層、III層之厚度比成為10：80：10方式調整各擠壓機的吐出量。
其次，藉由逆輥法，於此未延伸PET薄膜的兩面，以乾燥後的塗佈量成為0.08g/m2的方式，塗佈上述黏著性改質塗佈液後，於80℃乾燥20秒
將形成有此塗佈層的未延伸薄膜導引至拉幅延伸機，一邊以夾具抓住薄膜的端部，一邊導引至溫度125℃的熱風區，在寬度方向延伸4.0倍。其次，保持寬度方向經延伸的寬度，以溫度225℃處理30秒，再於寬度方向進行3%的鬆弛處理，而得到薄膜厚度約50μm的單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜2)
除了藉由變更未延伸薄膜的厚度，而成為厚度約100μm以外，與偏光片保護膜1同樣地得到單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜3)
除了使用經加熱的輥群及紅外線加熱器，將藉由與偏光片保護膜1同樣的方法所製作之未延伸薄膜加熱至105℃，然後用有圓周速度差的輥群，在行進方向中延伸1.5倍後，用與偏光片保護膜1同樣的方法，在寬度方向中延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約50μm之雙軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜4)
用與偏光片保護膜3同樣的方法，在行進方向中延伸2.0倍，在寬度方向中延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約50μm之雙軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜5)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，而不將含有紫外線吸收劑的PET樹脂(B)使用於中間層，得到薄膜厚度50μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜6)
用與偏光片保護膜3同樣的方法，在行進方向中延伸4.0倍，在寬度方向中延伸1.0倍，而得到薄膜厚度約100μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜7)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，在行進方向中延伸1.0倍，在寬度方向中延伸3.5倍，而得到薄膜厚度約75μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜8)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，變更未延伸薄膜之厚度，橫延伸倍率為3.8倍，延伸溫度為135℃，而得到厚度約100μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜9)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，橫延伸倍率為3.8倍，延伸溫度為135℃，而得到厚度約50μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜10)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，橫延伸倍率為3.8倍，而得到厚度50μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜11)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，橫延伸倍率為4.2倍，延伸溫度為135℃，而得到厚度約50μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜12)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，藉由變更未延伸薄膜之厚度，將橫延伸倍率變更為3.8倍，而得到厚度38μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜13)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，藉由變更未延伸薄膜之厚度，而得到厚度38μm之單軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜14)
用與偏光片保護膜3同樣的方法，在行進方向中延伸1.8倍，在寬度方向中延伸2.0倍，而得到薄膜厚度約275μm之雙軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜15)
用與偏光片保護膜3同樣的方法，在行進方向中延伸3.6倍，在寬度方向中延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約38μm之雙軸配向PET薄膜。
(偏光片保護膜16)
用與偏光片保護膜1同樣的方法，藉由變更未延伸薄膜之厚度，而得到厚度約10μm之單軸配向PET薄膜。
將對於使用偏光片保護膜1~17而如上述所製作的液晶顯示裝置，測定虹斑觀察及撕裂強度之結果顯示於以下的表1。
表1中，偏光片保護膜No.7*表示使用偏光片保護膜7作為偏光片保護膜，使用有機發光二極體(OLED)作為光源之情況。又，表1中，偏光片保護膜No.7**表示使用偏光片保護膜7作為偏光片保護膜，使用冷陰極管作為光源之情況。表1中，偏光片保護膜No.1*表示使用偏光片保護膜1作為出射光側偏光板之出射光側的偏光片保護膜，將TAC薄膜使用於出射光側偏光板之入射光側的偏光片保護膜及入射光側偏光板之兩側的偏光片保護膜之情況。
根據表1中所示的結果，顯示當配向聚酯薄膜的遲滯值為4000以上，而且其Nz係數為1.7以下時，顯著地抑制虹斑之發生。又顯示除了此條件，藉由將配向聚酯薄膜的面配向度控制在0.13以下，可更有效地抑制虹斑之發生。
[產業上之可利用性]
藉由使用本發明的液晶顯示裝置、偏光板及偏光片保護膜，可沒有因虹狀之色斑而降低視覺辨認性之情況，而有助於LCD之薄型化、低成本化。因此，本發明之產業上的可利用性極高。

Claims (8)

  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胞之液晶顯示裝置，其中該背光光源係具有連續的發光光譜之白色光源，該偏光板係在偏光片積層有配向聚酯薄膜之構成，配置於入射光側的偏光板之配向聚酯薄膜及配置於出射光側的偏光板之配向聚酯薄膜，係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數。
  2. 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胞之液晶顯示裝置，其中該背光光源係白色發光二極體，該偏光板係在偏光片積層有配向聚酯薄膜之構成，配置於入射光側的偏光板之配向聚酯薄膜及配置於出射光側的偏光板之配向聚酯薄膜，係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中配向聚酯薄膜的面配向度為0.13以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該具有連續的發光光譜之白色光源係白色發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第2或4項之液晶顯示裝置，其中該白色發光二極體係螢光方式之白色發光二極體。
  6. 如申請專利範圍第2或4項之液晶顯示裝置，其中該 白色發光二極體係由組合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。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中該偏光板係在偏光片的兩側積層有偏光片保護膜之構成，配置於入射光側的偏光板之偏光片保護膜的至少一者及配置於出射光側的偏光板之偏光片保護膜的至少一者，係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數之配向聚酯薄膜。
  8. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中該配置於入射光側的偏光板之入射光側的偏光片保護膜及配置於出射光側的偏光板之出射光側的偏光片保護膜，係具有4000~30000nm的遲滯值及1.7以下的Nz係數之配向聚酯薄膜。
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