CN102667541A - 偏光性扩散膜及其制造方法以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置 - Google Patents
偏光性扩散膜及其制造方法以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102667541A CN102667541A CN201080058333XA CN201080058333A CN102667541A CN 102667541 A CN102667541 A CN 102667541A CN 201080058333X A CN201080058333X A CN 201080058333XA CN 201080058333 A CN201080058333 A CN 201080058333A CN 102667541 A CN102667541 A CN 102667541A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diffusion barrier
- liquid crystal
- polarity diffusion
- crystal indicator
- polarity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0294—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use adapted to provide an additional optical effect, e.g. anti-reflection or filter
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133536—Reflective polarizers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种具有良好的偏光选择性及扩散性的膜、及容易地制造所述膜的方法。即,本发明的偏光性扩散膜,其是由特性双折射为0.1以上、实质上为1种结晶性树脂所构成的偏光性扩散膜,对于可见光线的全光线透射率为50%~90%,对于可见光线的透射雾度为15%~90%,且对于可见光线的透射偏光度为20%~90%。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏光性扩散膜及其制造方法、以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置被广泛用作计算机、电视及携带电话等的显示装置,但是存在要进一步提高显示特性、使消耗电力减低的要求。对于这些要求有如下的解决方法:使来自光源的光适度扩散,使光源的光利用效率提高。若使来自光源的光适度扩散,则可扩大液晶显示装置的视角,或者可提高亮度等的面内均一性。而且,若光源的光利用效率变高,则可提高液晶显示装置整体的亮度而获得明亮的图像质量,可使消耗电力减低。
公开了一种使偏光a透过,另一方面将与偏光a正交的偏光b反射的反射偏光组件,以及包含该反射偏光组件的液晶显示装置(参照专利文献1)。该液晶显示装置从显示面侧起依次具有液晶单元、反射偏光组件、背光及漫反射板。从该液晶显示装置的背光所发出的光中,偏光a透过反射偏光组件而成为显示光,另一方面,偏光b被反射偏光组件反射而成为反射光。被反射偏光组件反射的偏光b被漫反射板所反射,并且使偏光状态无规化而成为包含偏光a与偏光b的光。被无规化的光中,偏光a透过反射偏光组件而成为显示光,偏光b再次成为反射光。由此,提高了从背光发出的光的利用效率。该反射偏光组件是多层重叠有膜A与膜B的多层膜,所述膜A由聚萘二甲酸乙二醇酯所构成,所述膜B由使用萘二甲酸及对苯二甲酸等作为酸成分的共聚多酯所构成。
作为其它反射偏光组件,公开了一种片,所述片是在由第1透明树脂所构成的连续相中,第2透明树脂分散为粒子状或规定形状而成的片,所述片使偏光a透过,将与偏光a正交的偏光b反射(参照专利文献2和专利文献9)。该片是对二种不同树脂的混合物进行挤出成型而获得的。
而且,公开了赋予有雾度各向异性的光导用的膜、片(参照专利文献3~专利文献5)。从该膜的端面入射的非偏光中,仅仅特定偏光会散射而出射,因此可提高从膜端面照射的光的利用效率。该膜可通过对含有填料或者不含填料的聚萘二甲酸乙二醇酯等的膜进行单轴拉伸而获得。
另外,记载了对结晶化的未取向树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等)进行双轴拉伸取向,从而获得容器用途的树脂物品的方法(参照专利文献6)。
另一方面,对于液晶显示装置而言的重要特性之一是正面亮度。使正面亮度提高的方法已知有:通过使光学膜(例如反射偏光组件)的表面形状为棱镜形状,而调整从膜表面的出射角度(参照专利文献7和专利文献8)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表平9-506985号公报
专利文献2:日本特开2003-075643号公报
专利文献3:日本特开平11-281975号公报
专利文献4:日本特开2001-264539号公报
专利文献5:日本特开2001-49008号公报
专利文献6:日本特表2005-531445号公报
专利文献7:日本特开2007-272052号公报
专利文献8:日本特开2007-206569号公报
专利文献9:日本特表2000-506989号公报
发明内容
专利文献1中所记载的反射偏光组件是多层重叠有膜A、化学结构与膜A不同的膜B的叠层体,因此制造方法复杂,难以减低成本。而且,为了赋予扩散性能,有必要通过贴合、涂装等而进一步形成具有扩散功能的部件或层。而且,专利文献2和专利文献9中所记载的片是通过聚合物合金(polymer alloy)而制造的,因此制造方法复杂,而且难以精密地控制偏光特性、扩散性能。
专利文献3~专利文献5中所记载的膜或片可通过比较容易控制光学特性的方法而制造,是用于对从膜或片的端面入射的光进行导光的部件。因此,专利文献3~专利文献5中所记载的片并不具有使从片表面入射的光中的特定偏光透过的性能,也不具有使该透射光扩散的功能。其理由可能是因为拉伸前的膜的结晶度小,且透射雾度也小。在专利文献6中,对结晶树脂进行拉伸,虽然提高了其透明性,但偏光性、扩散性并不充分。专利文献7和专利文献8中所记载的膜是通过二种不同的树脂而获得的,因此制造方法复杂,难以精密地控制偏光特性、扩散性能。
即,先前期望具有如下性质的膜:使从膜表面所入射的光中的特定方向的直线偏光透过,另一方面效率良好地反射与所述直线偏光正交的直线偏光(即具有“偏光选择性”),且具有扩散性。然而,并未提供可在性能及制造容易性这两个方面得到满足的膜。
而且,期望容易且高制造效率地制造这种膜。
本发明的目的在于提供具有偏光选择性及扩散性的膜,及容易地制造所述膜的方法。而且,本发明的目的在于高制造效率地制造具有偏光选择性及扩散性的膜。另外,本发明的目的在于:通过使用具有偏光选择性及扩散性的膜,而提供可在广视角观看到清晰图像的液晶显示装置,即,从正面方向所测定的亮度与从倾斜方向所测定的亮度这两者均高的液晶显示装置;由此提供减低了对应于亮度得到提高的部分的消耗电力的液晶显示装置。
本发明人等发现:若高密度地形成微小的海岛结构(明暗结构),使岛部(明部)与海部(暗部)的界面量变多,则偏光性扩散膜的透射偏光度与透射雾度得到提高;另外全光线反射率与反射偏光度也得到提高,因此可通过偏光性扩散膜而反射不需要的偏光成分,从而再利用为入射光(提高光的利用效率)。
而且发现:为了高密度地形成微小的海岛结构(明暗结构),重要的是在拉伸前的结晶片中大量形成(拉伸后成为岛状的明部的)微小的结晶部。而且还发现:具有微小的结晶部的拉伸前的结晶片具有特定的色相、散射特性。
另外发现:为了使制造效率提高,而增大由聚酯树脂等结晶性树脂所构成的膜的结晶速度;因此,尝试添加成核剂。其结果,通过将所添加的成核剂设为特定的成核剂,可以不损害所得的膜的偏光性与扩散性的平衡(特别是偏光性)地提高结晶性树脂的结晶速度,由此而提高膜的制造效率。
另外发现:包含偏光性扩散膜(所述偏光性扩散膜通过高密度地形成微小的海岛结构而具有高的透射偏光度与适度的透射雾度)的液晶显示装置,从正面方向所测定的亮度与从倾斜方向所测定的亮度均高。本发明是基于这些知识见解而成的。
本发明的第1形态涉及以下的偏光性扩散膜。
[1]一种偏光性扩散膜,其是由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的偏光性扩散膜,对于可见光线的全光线透射率为50%~90%,对于可见光线的透射雾度为15%~90%,且对于可见光线的透射偏光度为20%~90%。
[2]如[1]所述的偏光性扩散膜,其中,对于可见光线的全光线透射率为50%~80%,对于可见光线的全光线反射率为20%~50%,且对于可见光线的反射偏光度为50%~95%。
[3]如[2]所述的偏光性扩散膜,其中,在膜厚为100μm时的漫反射率为11%~50%。
[4]如[2]或[3]所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜为单轴拉伸树脂膜,所述单轴拉伸树脂膜的结晶度为8%~40%,在所述单轴拉伸树脂膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM像(摄像范围的膜厚方向的距离为0.1μm、且摄像面积为77μm2)中观察到海岛结构,所述海岛结构的海部与岛部实质上由同一组成所构成,所述海岛结构的二值化图像(binarized image)中的岛部的平均粒径为0.1μm~0.8μm,且所述岛部在每77μm2的摄像面积中存在有200个~1200个。
[5]如[1]所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含通过格利芬法(Griffin’s method)而算出的HLB值为1~7.5的羧酸与碱金属的盐,相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述盐的含量为0.005质量份~0.4质量份。
[6]如[5]所述的偏光性扩散膜,其中,所述羧酸为脂肪族羧酸。
[7]如[5]或[6]所述的偏光性扩散膜,其中,所述羧酸为具有1个以上芳香环的羧酸。
[8]如[5]~[7]中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述羧酸盐为褐煤酸钠或苯甲酸钠。
[9]如[1]所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含下述式(I)或式(II)所表示的具有巴比妥酸结构的化合物,相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述式(I)或式(II)所表示的化合物的含量为0.005质量份~10质量份,
[化1]
(式(I)中的R1~R3、以及式(II)中的R1~R3及R5~R6分别独立地表示氢原子、碳数为1~10的取代或未取代的烷基、碳数为1~10的取代或未取代的烷氧基、碳数为3~30的取代或未取代的环状基、或-NH-R4(R4表示与R1相同的基团、或碳数为2~20的羧酸衍生物);L表示氧原子或硫原子)。
[10]如[1]所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含下述式(III)所表示的苯甲酰肼化合物或下述式(IV)所表示的异氰脲酸酯化合物,相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述式(III)或式(IV)所表示的化合物的含量为0.005质量份~10质量份,
[化2]
(在式(III)中,
Q表示碳数为1~12的亚烷基、碳数为2~12的亚链烯基、碳数为3~8的亚环烷基、具有醚键的碳数为4~20的亚烷基、或具有亚环烷基的碳数为5~20的亚烷基,n表示0或1的整数;
R7~R10分别独立地表示氢原子、羟基、卤素原子、碳数为1~12的烷基、碳数为3~8的环烷基、碳数为6~18的芳基、碳数为7~20的芳基烷基、或碳数为7~20的烷基芳基,R7与R8或R9与R10也可键合而形成5元环~8元环),
[化3]
(在式(IV)中,
R11~R13分别独立地表示氢原子、碳数为1~10的烷基、碳数为2~10的链烯基、或碳数为2~10的酰基,X1~X6分别独立地表示氢原子、碳数为1~8的烷基、碳数为3~8的环烷基、碳数为6~18的芳基、或碳数为7~12的芳基烷基)。
[11]如[1]所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含下述式(V)所表示的磺酰胺化合物的金属盐,相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述式(V)所表示的化合物的含量为0.005质量份~10质量份,
[化4]
[在式(V)中,R及R’分别独立地表示氢原子、卤素原子、碱金属原子、氨基、碳数为1~10的取代或未取代的烷基、碳数为1~10的取代或未取代的烷氧基、或碳数为3~30的取代或未取代的环状基,R与R’也可连结而形成环;
n表示1或2的整数,在n为1的情形时,M表示碱金属原子或Al(OH)2;在n为2的情形时,M表示2价金属原子、Al(OH)或连结基(碳数为1~12的亚烷基、碳数为2~12的亚链烯基、碳数为3~8的亚环烷基、具有醚键的碳数为4~20的亚烷基、包含亚环烷基的碳数为5~20的亚烷基或碳数为6~12的亚芳基);在M为连结基的情形时,R’为碱金属原子]。
[12]如[11]所述的偏光性扩散膜,其中,所述式(V)中的M为碱金属原子。
[13]如[2]~[12]中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,在膜厚为100μm时的透射偏光度为30%~90%。
[14]如[2]~[13]中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,结晶度为8%~40%。
[15]如[2]~[14]中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述结晶性树脂为聚酯系树脂、芳香族聚醚酮树脂、或液晶性树脂。
[16]如[2]~[15]中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述结晶性树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[17]如[2]~[16]中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜的至少一个表面具有具聚光功能的表面形状。
[18]如[17]所述的偏光性扩散膜,其中,所述具聚光功能的表面形状是所述偏光性扩散膜的表面形状或者与所述偏光性扩散膜的表面相接的树脂层的形状。
[19]如[17]或[18]所述的偏光性扩散膜,其中,所述具聚光功能的表面形状为一维棱镜、二维棱镜、或微透镜。
本发明的第2形态涉及以下的偏光性扩散膜的制造方法。
[20]一种偏光性扩散膜的制造方法,其是[1]所述的偏光性扩散膜的制造方法,包含如下的步骤:获得由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的非晶态片的步骤;由所述非晶态片获得结晶片的步骤,所述结晶片依据JIS Z8722及JIS Z8729而测定的漫反射光的在L﹡a﹡b﹡表色系统中的色相b﹡为-25~-10;主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
[21]一种偏光性扩散膜的制造方法,其是[1]所述的偏光性扩散膜的制造方法,包含如下的步骤:获得由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的非晶态片的步骤;由所述非晶态片获得结晶片的步骤,所述结晶片由式(1A)、式(1B)及式(2)所导出的波长依赖性低的散射的散射率D1、与由式(1A)、式(1B)及式(3)所导出的波长依赖性高的散射的散射率D2的比D2/D1为1.5以上;主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤,
[数1]
(T﹡:非散射率、λ:波长(nm)、Ttotal:全光线透射率、Tpara:平行光线透射率、Rd:漫反射率)
[数2]
D1={1-exp(-C·t’)}×100…(2)
(D1:波长依赖性低的散射的散射率、C:波长依赖性低的散射的散射系数、t’:结晶片的厚度(μm))
[数3]
(D2:波长依赖性高的散射的散射率、k:散射系数、t’:结晶片的厚度(μm))。
[22]一种偏光性扩散膜的制造方法,其是[2]~[4]中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,包含如下的步骤:对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
[23]一种偏光性扩散膜的制造方法,其是[5]~[8]中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,包含如下的步骤:对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成,并且进一步包含通过格利芬法而算出的HLB值为1~7.5的羧酸与碱金属的盐的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
[24]一种偏光性扩散膜的制造方法,其是[9]~[12]中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,包含如下的步骤:对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成,并且进一步包含所述式(I)~式(V)的至少任一式所表示的化合物的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
[25]如[20]~[24]中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,其中,在所述获得结晶片的步骤中,在下述式(4)所表示的温度T1下,将所述非晶态片加热至结晶度成为3%以上;
Tc-40℃≤T1<Tm-10℃ (4)
(Tc:所述结晶性树脂的结晶温度、Tm:所述结晶性树脂的熔点)。
[26]如[20]~[25]中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,其中,所述结晶片的对于可见光线的透射雾度为7%~70%,且结晶度为3%~20%。
[27]如[20]~[26]中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,其中,所述非晶态片的加热时间为5秒~20分钟。
本发明的第3形态涉及以下的液晶显示装置等。
[28]一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)[1]所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置,所述(C)偏光性扩散膜的所述透射偏光度/所述透射雾度为1.6以上,依据TCO’03Displays标准而测定的倾斜30°亮度比为1.40~1.73。
[29]如[28]所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的对于可见光线的全光线透射率为50%~75%,对于可见光线的透射雾度为15%~45%,对于可见光线的透射偏光度为30%~90%。
[30]如[28]或[29]所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的透射雾度为15%~38%。
[31]如[28]~[30]中任一项所述的液晶显示装置,其中,在将从所述液晶显示装置除去所述(C)偏光性扩散膜而得到的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100的情形时,相对于所述参照用液晶显示装置的正面亮度,所述液晶显示装置的正面亮度为100~140。
[32]如[28]~[31]中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(B)光学组件的至少一个与所述(C)偏光性扩散膜邻接而配置,与所述(C)偏光性扩散膜邻接而配置的所述(B)光学组件具有具聚光功能的表面形状,且所述具聚光功能的表面形状是选自由一维棱镜、二维棱镜、及微透镜所构成的组中的1种以上,在将从所述液晶显示装置除去所述(C)偏光性扩散膜而得到的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100的情形时,相对于所述参照用液晶显示装置的正面亮度,所述液晶显示装置的正面亮度为100~110。
[33]如[28]~[32]中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜是单轴拉伸树脂膜,所述(C)偏光性扩散膜的结晶度为8%~40%,且所述单轴拉伸树脂膜在膜厚为100μm时的对于可见光线的透射雾度为10%~40%,在所述单轴拉伸树脂膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM像(摄像范围的膜厚方向的距离为0.1μm、且摄像面积为77μm2)中观察到明暗结构,所述明暗结构的明部与暗部实质上由同一组成构成。
[34]如[28]~[33]中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的结晶度为8%~40%,在对所述(C)偏光性扩散膜照射多色光时的交叉尼科耳棱镜(crossed Nicol)下的偏光显微镜观察中,观察到明部与暗部,所述明部与暗部实质上由同一组成构成,所述明部具有长轴,且各明部的所述长轴互相大致平行。
[35]一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)[2]~[19]中任一项所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置。
[36]如[28]~[35]中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜与所述(D)液晶面板邻接而配置。
[37]如[28]~[36]中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜兼为构成所述(D)液晶面板的偏光板的光源侧保护膜。
[38]如[28]~[37]中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的反射轴、与构成所述(D)液晶面板且配置于所述光源侧的偏光板的吸收轴方向大致相同。
发明的效果
通过本发明可提供具有偏光选择性及扩散性的膜、及容易地制造所述膜的方法。而且,可高制造效率地制造具有偏光选择性及扩散性的膜。
而且,通过使用具有高的全光线反射率与反射偏光度的偏光性扩散膜,可通过偏光性扩散膜反射不需要的偏光成分,从而再利用为入射光。
另外,通过使用具有高的透射偏光度与适度的透射雾度的偏光性扩散膜,可提供从正面方向所测定的亮度与从倾斜方向所测定的亮度这两者均高的液晶显示装置。
附图说明
图1A是偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM照片的一例。
图1B是图1A的TEM照片的二值化图像。
图2是本发明的偏光性扩散膜的平行于拉伸方向的剖面的偏光显微镜像的一例。
图3是表示熔融挤出成型机的一例的模式图。
图4是表示偏光性扩散膜的表面形状的一例的图。
图5是表示偏光性扩散膜的表面形状的一例的图。
图6是表示偏光性扩散膜的表面形状的一例的图。
图7是表示液晶显示装置的构成的一例的图。
图8是表示液晶显示装置的构成的一例的图。
图9是说明液晶显示装置的显示机构的图。
图10A是实施例的偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM照片的一例。
图10B是图10A的TEM照片的二值化图像。
图11A是实施例的偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM照片的一例。
图11B是图11A的TEM照片的二值化图像。
图12A是实施例的偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM照片的一例。
图12B是图12A的TEM照片的二值化图像。
图13A是实施例的偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM照片的一例。
图13B是图13A的TEM照片的二值化图像。
图14是说明液晶显示装置的倾斜30°亮度的测定方法的图。
图15A是偏光性扩散膜的加热辊面附近的剖面的TEM像(端视图)。
图15B是偏光性扩散膜的空气面附近的剖面的TEM像(端视图)。
图16是偏光性扩散膜的表面光扩散层的表面的光学显微镜照片。
具体实施方式
1.偏光性扩散膜
所谓偏光性扩散膜是兼具“偏光选择性”与“扩散性”的膜。所谓偏光选择性,是指使特定方向的直线偏光较与其正交的直线偏光更多地透过,更多地反射与特定方向的直线偏光正交的直线偏光的特性。另一方面,所谓扩散性是指使透射光扩散的特性。即,所谓偏光性扩散膜,可使特定方向的直线偏光透过而扩散,但却将与所述特定方向的直线偏光正交的直线偏光反射而返回至光入射侧。
(全光线透射率)
偏光性扩散膜具有一定以上的对于可见光线的“全光线透射率”或“全光线反射率”。本发明的偏光性扩散膜的对于可见光线的全光线透射率优选为50%以上,更优选为55%以上,进一步优选为65%以上。所述全光线透射率越高越好,但由于产生在膜的两个面的表面反射,因此通常为90%以下,优选为80%以下,更优选为75%以下。然而,也可通过设置抗反射膜等而进一步提高全光线透射率。
通过使所述全光线透射率为50%以上,可并不显著损害包含本发明的偏光性扩散膜的液晶显示装置的亮度地,通过偏光选择性(偏光反射性)与扩散性的效果而高亮度化。
本申请中的对于可见光线的全光线透射率是全光线透射率的视觉平均值,可通过以下的步骤求出。
1)在分光光度计的积分球的光线入射口侧的试验片设置部的近前安放消偏光板,使光可从消偏光板表面的法线方向入射。由此而使无偏光的光可从作为试验片的膜表面的法线方向入射。使透过消偏光板的波长范围为380nm~780nm的光入射至膜表面,每隔10nm地测定全光线透射率。
2)根据上述1)中所得的全光线透射数据,基于JIS R-3106而算出视觉平均值的全光线透射率Ttotal。
3)也可将算出的全光线透射率Ttotal转换为膜厚t为100μm时的值(Ttotal@100μm)。具体而言,应用以下的式即可。
[数4]
通过如此地使用消偏光板,即使分光光度计的分光光发生某种程度偏光,也可对其进行校正,评价膜本来的特性。或者在并不使用消偏光板的情形时,全光线透射率Ttotal也可通过以下的方式进行测定。
1)对膜表面照射波长范围为380nm~780nm的光,每隔10nm地测定全光线透射率。
2)使上述1)的膜在包含膜表面的平面内旋转90度,与1)同样地进行而测定全光线透射率。
3)求出上述1)与2)中所测定的全光线透射率数据的各波长下的平均值,获得平均的全光线透射数据。根据平均的全光线透射数据而算出视觉平均值的全光线透射率Ttotal。
(全光线反射率)
本发明的偏光性扩散膜的对于可见光线的全光线反射率优选为20%以上,更优选为25%以上。若对于可见光线的全光线反射率过高,则应透过的偏光成分也会过剩地反射,因此最多为50%以下。另一方面,若对于可见光线的全光线反射率不足20%,则偏光性扩散膜所反射的不需要的偏光成分变少,因此反射的光的再利用效率降低。
对于可见光线的全光线反射率Rtotal可通过以下的步骤进行测定。
1)在分光光度计的积分球的光线入射口的试验片设置部的近前安放消偏光板,使光可从消偏光板表面的法线方向入射。由此而使无偏光的光可从作为试验片的膜的法线方向入射。
2)将膜安装于反射测定样品安装部,测定对于无偏光的全光线反射率。在上述安装部安装有副白板(氧化铝的完全漫反射板)。
3)其次,使透过消偏光板的波长范围为380nm~780nm的光入射至膜表面,每隔10nm波长地测定全光线反射率。根据所得的全光线反射数据,基于JIS R-3106而算出视觉平均值的全光线反射率Rtotal。
(透射偏光度)
表示偏光性扩散膜的偏光选择性的指标的例子是“透射偏光度”或“反射偏光度”。所谓膜的透射偏光度是表示选择性透过偏光V、及与偏光V正交的偏光P的任意偏光的性质的指标。即,本发明的偏光性扩散膜如后述那样包含单轴拉伸树脂膜,具有如下的性质:与平行于其拉伸方向(拉伸轴)的偏光P相比而言,更选择性地透过垂直于其拉伸方向(拉伸轴)的偏光V。所谓“反射轴”是指与垂直于该轴的偏光相比而言,更选择性反射平行于该轴的偏光的轴。
透射偏光度以下述式所表示。在下述式中,“Tv”是表示对于垂直于所述拉伸轴的偏光V的、膜的全光线透射率(%)。另一方面,“Tp”是表示对于平行于所述拉伸轴的偏光P的、膜的全光线透射率(%)。
[数5]
本发明的偏光性扩散膜的对于可见光线的透射偏光度优选为20%以上,更优选为30%以上,进一步优选为40%以上,进一步优选为50%以上。而且,从与扩散性的平衡考虑,所述透射偏光度为90%以下,从与透射性的平衡考虑,所述透射偏光度为80%以下。
对于本发明的偏光性扩散膜而言,“每单位厚度的膜的透射偏光度”也为重要的参数。若每单位厚度的膜的透射偏光度过低,则为了确保偏光性扩散膜的性能,可产生使膜极其厚的需要。因此,从膜的使用、树脂必要量的观点考虑不优选。因此,膜厚为100μm时的透射偏光度(透射偏光度@100μm)优选为30%以上,更优选为35%以上,进一步优选为40%以上。而且,从与扩散性的平衡考虑,膜厚为100μm时的透射偏光度为90%以下。膜厚t为100μm时的透射偏光度通过如下的方式求出即可:根据式(3)与式(4)算出膜厚t为100μm时的Tv及Tp(Tv@100μm及Tp@100μm),将所算出的Tv@100μm及Tp@100μm应用在式(5)中而求出。
[数6]
式(5)
特别是将偏光性扩散膜适用于液晶显示装置中的情形时,优选使对于偏光V的膜的全光线透射率Tv,较对于偏光P的膜的全光线透射率Tp更高10%以上。由此可赋予液晶显示装置更优异的显示特性。
透射偏光度的测定通过以下的步骤进行即可。
1)在分光光度计的积分球的试验片设置部的近前安放偏光板,使光可从所安放的偏光板表面的法线方向入射。由此可使垂直于偏光板的吸收轴的直线偏光入射至试验片。
2)使作为试验片的膜密合安放于偏光板上,测定对于偏光线的全光线透射率。
3)首先,使作为试验片的膜的拉伸轴平行于所入射的直线偏光的偏光方向。照射波长范围为380nm~780nm的直线偏光,每隔10nm波长地测定全光线透射率。将测定值除以偏光板的全光线透射率,基于JIS R-3106而求出平行于拉伸轴的偏光的全光线透射率Tp。也可将所求出的Tp转换为Tp@100μm。
4)其次,使作为试验片的膜在包含膜表面的平面内旋转90度,使作为试验片的膜的拉伸轴垂直于所入射的直线偏光的偏光方向。与3)同样地照射波长范围为380nm~780nm的直线偏光,每隔10nm波长地测定全光线透射率。与3)同样地将测定值除以偏光板的全光线透射率,基于JIS R-3106而求出与拉伸轴垂直的偏光的全光线透射率Tv。也可将所求出的Tv转换为Tv@100μm。
5)将所得的全光线透射率Tp与Tv、或者Tp@100μm与Tv@100μm应用于所述式(2)或式(5)中,算出透射偏光度。
(反射偏光度)
所谓膜的反射偏光度是表示选择性反射偏光V、及与偏光V正交的偏光P的任意偏光的性质的指标。偏光性扩散膜如后述那样包含单轴拉伸树脂膜,具有如下的性质:与垂直于拉伸方向(拉伸轴)的偏光V相比而言,更选择性地反射平行于其拉伸方向(拉伸轴)的偏光P。即,和与平行于拉伸轴的偏光P相比而言,更选择性地透过垂直于拉伸轴的偏光V基本同义。因此,存在如下的倾向:若反射偏光度高,则透射偏光度也变高。
反射偏光度也可与透射偏光度同样地通过下述式算出。在下述式中,“Rv”表示对于垂直于拉伸轴的偏光V的、膜的全光线反射率(%)。另一方面,“Rp”表示对于平行于拉伸轴的偏光P的、膜的全光线反射率(%)。
[数7]
Rp及Rv的测定通过以下的步骤进行即可。
1)在分光光度计的积分球的光线入射口的试验片设置部的近前安放偏光板,使光可从所安放的偏光板表面的法线方向入射。由此可使垂直于偏光板的吸收轴的直线偏光入射至作为试验片的膜。而且,在安放作为试验片的膜之前,在安放有氧化铝的完全扩散板的状态下测定基线。由此,可直接测定将透过偏光板的直线偏光的入射光设为100%时的反射率。
2)将膜安装于反射测定样品安装部,以如下的方式测定对于直线偏光的全光线反射率。
3)首先,使膜的拉伸轴平行于所入射的直线偏光的偏光方向。照射波长范围为380nm~780nm的直线偏光,每隔10nm波长地测定全光线反射率。根据测定值,基于JIS R-3106而求出对于平行于拉伸轴的偏光的全光线反射率Rp。
4)其次,使膜在包含膜表面的平面内旋转90度,使膜的拉伸轴垂直于所入射的直线偏光的偏光方向。与3)同样地照射波长范围为380nm~780nm的直线偏光,每隔10nm波长地测定全光线反射率。与3)同样地根据测定值,基于JIS R-3106而求出对于垂直于拉伸轴的偏光的全光线反射率Rv。
本发明的偏光性扩散膜的对于可见光线的反射偏光度优选为50%~95%,更优选为65%~95%。其原因在于:若对于可见光线的反射偏光度不足50%,则容易产生全光线反射率降低,透射偏光度也变低的现象。
(透射雾度)
另一方面,表示偏光性扩散膜的扩散性的指标的一例是“透射雾度”。本发明的偏光性扩散膜的对于可见光线的透射雾度优选为15%以上,更优选为25%以上。其原因在于:在适用于液晶显示装置的光扩散膜时,可赋予装置以不均的减低与均一的亮度。而且,所述透射雾度优选为90%以下。其原因在于:透射雾度过高的膜虽然具有高的扩散性,但由于光线损失等而造成液晶显示装置的亮度降低。
对于本发明的偏光性扩散膜而言,“每单位厚度的膜的透射雾度”也为重要的参数。若每单位厚度的膜的透射雾度过低,则为了确保偏光性扩散膜的性能,可产生使膜极其厚的需要。因此,从膜的使用、树脂必要量的观点考虑不优选。另一方面,若每单位厚度的膜的透射雾度过高,则也存在如下的情形:所期望厚度的膜的透射雾度变得过高,由于光线损失等而使液晶显示装置的亮度降低。因此,膜厚为100μm时的透射雾度(透射雾度@100μm)优选为10%~90%,更优选为15%~80%。
透射雾度及透射雾度@100μm的测定通过以下的步骤进行即可。
1)在分光光度计的光线入射口的试验片设置部的近前安放消偏光板,使光可从消偏光板表面的法线方向入射。由此可使无偏光的光从作为试验片的膜表面的法线方向入射。对膜表面照射波长范围为380nm~780nm的光,每隔10nm波长地测定平行光线透射率。
2)根据上述1)中所得的平行光线透射数据,基于JIS R-3106而算出视觉平均值的平行光线透射率Tpara。
3)根据上述2)所算出的平行光线透射率Tpara、与所述的全光线透射率Ttotal,根据以下的式(7)算出透射雾度。
4)将上述2)所算出的平行光线透射率Tpara转换为膜厚t为100μm时的值(Tpara@100μm)。具体而言,应用于以下的式(8)即可。
5)根据上述4)所算出的膜厚t为100μm时的平行光线透射率(Tpara@100μm)及所述的膜厚t为100μm时的全光线透射率(Ttotal@100μm),根据以下的式(9)算出膜厚t为100μm时的透射雾度(透射雾度@100μm)。
[数8]
透射雾度=100×(1-Tpara/Ttotal) 式(7)
透射雾度100μm=100×(1-Tpara100μm/Ttotal100μm)式(9)
透射雾度也可通过市售的雾度计(浊度计)而简易地测定。在此情形时,在雾度计的光线入射口的试验片设置部的近前安放消偏光板,使光可从消偏光板表面的法线方向入射。由此可使无偏光的光从作为试验片的膜表面的法线方向入射。
如后述那样,为了使液晶显示装置的正面亮度与倾斜方向亮度平衡,优选将其所包含的偏光性扩散膜的透射雾度以如下方式进行调整。即,偏光性扩散膜的透射雾度优选为45%以下,更优选为38%以下。其原因在于:若偏光性扩散膜的透射雾度过高,则扩散性高,因此使从液晶背光用面光源及配置于其正上方的光学组件所出射的正面方向的光(相对于画面而言为法线方向的光)过剩地扩散,使液晶显示装置的正面亮度降低。另一方面,偏光性扩散膜的透射雾度如上所述优选为15%以上,更优选为25%以上。其原因在于:若偏光性扩散膜的透射雾度不足15%,则液晶显示装置的倾斜方向的亮度变低。膜厚为100μm时的透射雾度(透射雾度@100μm)优选为10%~40%,更优选为15%~30%。
对此,若提高偏光性扩散膜的透射偏光度而提高偏光选择性,则即使透射雾度较高,也可提高液晶显示装置的正面亮度。具体而言,如后述那样,可在将正面相对亮度设为100以上的同时,提高倾斜方向的亮度(降低倾斜30°亮度比)。即,在将正面相对亮度设为100以上的同时,作为用于提高倾斜方向的亮度的指标之一,优选透射偏光度/透射雾度(透射偏光度除以透射雾度而得的值)为1.6以上,更优选为1.67以上。
为了获得具有这种透射偏光度/透射雾度的偏光性扩散膜,例如调整后述的偏光性扩散膜的制造方法的2)获得结晶片的步骤中的加热温度(T1)、加热时间、拉伸前的预热温度、预热时间及拉伸步骤中的拉伸温度、及拉伸速度等即可。
(漫反射率)
对于可见光线的漫反射率是对于入射光的漫反射光的比率,是反射性的指标之一。漫反射率较其它反射特性(例如规则反射率)更容易受到膜的内部结构所造成的影响。本发明的偏光性扩散膜的对于可见光线的漫反射率Rd优选为20%~50%,更优选为25%~50%,进一步优选为30%~50%。若漫反射率过低,则膜的界面反射或光散射少,因此反射不需要的偏光成分的性能变低。另一方面,若漫反射率过高,则虽然具有高的扩散性,但就连应透过的有用的偏光成分也会过剩地反射。膜厚为100μm时的漫反射率Rd@100μm优选为11%~50%,更优选为18%~50%。
对于可见光线的漫反射率Rd的测定通过以下的步骤进行即可。
1)在膜表面(两面)涂布无色透明的硅油(例如二甲基聚硅氧烷)以使表面的凸凹平整,准备试验片。并不限定于硅油,只要为无色透明、且溶合于膜表面而使表面的凸凹消失的物质就可为任一种。由此可使由于表面状态(凸凹)所造成的对于漫反射率的影响消失。
2)在分光光度计的积分球的光线入射口的近前安放消偏光板,使光可从膜表面的法线方向入射。由此可使无偏光的光从法线方向入射至作为试验片的膜表面。而且,在从试验片规则反射的光线的前进方向设置光阱(light trap),以使规则反射成分消失。将所测定的膜设置于试验片设置部(反射测定用),使透过消偏光板的波长范围为380nm~780nm的光入射,每隔10nm地测定漫反射率。
3)根据上述2)中所得的漫反射数据,基于JIS R-3106而算出视觉平均值的漫反射率Rd。
4)也可将所算出的漫反射率Rd转换为膜厚t(μm)为100μm时的值(Rd@100μm)。具体而言,应用于以下的式中即可。
[数9]
Rd100μm=Rd×100/t 式(10)
通过如此地使用消偏光板,即使分光光度计的分光光发生某种程度偏光,也可对其进行校正,评价膜本来的特性。或者在并不使用消偏光板的情形时,可通过以下的方式进行测定。
1)对膜表面照射波长范围为380nm~780nm的光,每隔10nm地测定漫反射率。
2)使所述膜在包含膜表面的平面内旋转90度,与上述1)同样地进行而测定漫反射率。
3)求出上述1)与上述2)中所测定的漫反射率数据的各波长下的平均值,获得平均的漫反射数据。根据平均的漫反射数据而算出视觉平均值的漫反射率Rd。
所述全光线透射率、全光线反射率、透射偏光度、反射偏光度、透射雾度及漫反射率的测定例如使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4100、及根据需要而使用的积分球附属装置而进行即可。
如上所述,本发明的偏光性扩散膜可通过如下的光学特性而特征化:对于可见光线的“全光线透射率”、“透射偏光度”及“透射雾度”这3个光学特性,或者对于可见光线的“透射偏光度”、“反射偏光度”、“透射雾度”、“漫反射率”、“全光线透射率”及“全光线反射率”这6个光学特性。即,在本发明的偏光性扩散膜中,上述3个光学特性或上述6个光学特性高水平地平衡。特别是在兼顾“透射偏光度”与“透射雾度”或者兼顾“反射偏光度”与“透射雾度”的方面具有优点。可认为这些平衡通过后述的膜的结晶度、“结晶性相对高、分子取向相对强的部分”与“结晶性相对低、分子取向相对弱的部分”的混合存在状态而实现。
(结晶性树脂)
本发明的偏光性扩散膜是实质上由1种结晶性树脂所构成的膜,优选为单轴拉伸树脂膜。其原因在于:若单轴拉伸树脂膜为由多种不同的树脂所构成的树脂合金,则在种类不同的树脂彼此之间产生界面而容易相分离。特别是若多种树脂之间的相容性低,则界面的粘接力弱,因此变得容易在拉伸时界面剥离而产生空隙。若产生空隙,则空隙中的光线散射过于变强而成为光线损失的原因,变得难以控制光扩散性。
所谓结晶性树脂是包含结晶性高分子的树脂,是结晶质区域的形成较多的树脂材料。此处,优选结晶性树脂的特性双折射为一定以上的值。
所谓特性双折射,是“表示高分子的分子取向性高低的参数”,由以下的式表示。在下述式中,Δno表示特性双折射;n表示平均折射率;NA表示阿伏伽德罗数;ρ表示密度;M表示分子量;α1表示分子链方向的极化率;α2表示与分子链垂直的方向的极化率。
Δno=(2π/9){(n2+2)2/n}(NA·ρ/M)(α1-α2)
特性双折射高的树脂在通过拉伸、其它方法进行加工时,显示出分子取向、其双折射变大的特性。
各种树脂的特性双折射例如在日本特开2004-35347号公报等中有所记载。本发明的偏光性扩散膜中所含的单轴拉伸树脂膜的结晶性树脂的特性双折射优选为0.1以上。特性双折射为0.1以上的结晶性树脂的例子包括聚酯系树脂、芳香族聚醚酮树脂及液晶性树脂。
特性双折射为0.1以上的聚酯系树脂的具体例包括:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚-2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚-2,6-萘二甲酸乙二醇酯。特性双折射为0.1以上的聚酯系树脂的具体例另外也包括:所述聚酯树脂的共聚物、在所述聚酯系树脂中含有0.1摩尔%以下的间苯二甲酸、环己烷二甲醇、对苯二甲酸二甲酯等作为共聚单体而成的物质。
特性双折射为0.1以上的芳香族聚醚酮树脂的具体例包括聚醚醚酮。特性双折射为0.1以上的液晶性树脂的具体例包括对苯二甲酸乙二醇酯与对羟基苯甲酸的缩聚物。
特性双折射为0.1以上的结晶性树脂的主成分优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯的例子包括:以对苯二甲酸与乙二醇为单体成分的缩聚物(均聚物);进一步包含对苯二甲酸与乙二醇以外的共聚单体成分的共聚物(共聚物)。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物中的共聚单体成分的例子包括:二乙二醇、新戊二醇、聚亚烷基二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇等二醇成分;己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸等羧酸成分;及对苯二甲酸二甲酯等酯成分等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物中的共聚单体成分的含量优选为5重量%以下。其原因在于:一般而言,共聚单体成分具有妨碍结晶化的倾向,但若为上述范围,则并不妨碍后述的明暗结构的形成。共聚单体成分具有妨碍结晶化的倾向,因此也可在结晶性低的暗部较多地含有。另外,暗部与明部中各自所含的共聚单体成分等的含量也可不同。
聚酯系树脂也可为:作为主成分的单元相同的均聚物与共聚物的混合物;分子量不同的均聚物之间的混合物;分子量不同的共聚物之间的混合物等。
聚酯系树脂也可在不损害本发明的效果的范围内含有与该聚酯树脂相容的不同种的树脂。例如,在聚酯系树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯的情形时,不同种的树脂的例子包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。然而,若过于大量添加不同种的树脂,则有时会相分离。因此,相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯,不同种的树脂的含量优选为5重量%以下。为了确实地抑制由于不同种的树脂与聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合所造成的相分离的形成,优选将萘二甲酸等作为共聚成分而少量地共聚。
聚酯系树脂的IV值优选为0.5~0.9,更优选为0.6~0.85。所谓树脂的特性粘度(IV值),是1分子溶质(树脂)对溶液粘度所贡献的比例的指标,是将溶液的比粘度[(溶液的粘度-溶剂的粘度)/溶剂的粘度]除以浓度所得的值外推至浓度为零的状态的值。IV值低的聚酯系树脂的分子量低,且柔软,因此易于拉伸,但若过低则变得难以挤出,制膜性降低。根据这些理由,若聚酯系树脂的IV值为上述范围,则易于拉伸,制膜性也变良好。
作为聚酯系树脂的IV值可测定如下的试样溶液在25℃下的溶液粘度,所述试样溶液是使0.5g的聚酯系树脂颗粒加热溶解于100ml的苯酚/四氯乙烷混合溶剂(重量比为50/50)中,然后进行冷却而得到的溶液。
(成核剂)
本发明的偏光性扩散膜,如上所述实质上由1种结晶性树脂所构成,但也可进一步含有微量的成核剂。本发明的偏光性扩散膜优选为对实质上由1种结晶性树脂所构成的结晶片进行单轴拉伸而得到的膜,结晶片也可进一步含有微量的成核剂。成核剂主要对膜的机械特性等造成影响,可控制结晶速度、结晶大小。
本发明的偏光性扩散膜中所含有的成核剂也可为羧酸的碱金属盐。另外,通过格利芬法而算出的羧酸的HLB值为1~7.5。在使用HLB值为上述范围内的羧酸的碱金属盐作为成核剂而得到的偏光性扩散膜中易于形成海岛结构,所述海岛结构是在结晶性相对低的部分(海部)中适度地分散有结晶性相对高的部分(岛部)。而且,形成有这种海岛结构的本发明的偏光性扩散膜的全光线透射率、透射雾度、及透射偏光度的平衡显著优异。另外,羧酸的HLB值是通过格利芬法,使用以下所示的式而算出的值。
HLB值=20×亲水部的式量的总和/分子量
若通过格利芬法而算出的上述羧酸的HLB值不足1或者超过7.5,则在所得的偏光性扩散膜中,在结晶性相对低的部分(海部)中分散有结晶性相对高的部分(岛部)的海岛结构中,难以形成优选的岛部的分散状态(形状及量)。因此存在光学特性降低的倾向。
羧酸的碱金属盐中的羧酸可为脂肪族羧酸及芳香族羧酸的任一种。作为脂肪族羧酸的具体例,可列举硬脂酸(十八酸、HLB值:约3.2)、山嵛酸(二十二酸、HLB值:约2.6)、褐煤酸(二十八酸、HLB值:约2.0)等。其中优选为褐煤酸。
优选所述芳香族羧酸具有1个以上芳香环。作为这种芳香族羧酸的具体例,可列举苯甲酸(HLB值:约7.4)、对叔丁基苯甲酸(HLB值:约5.1)、甲苯甲酸(HLB值:约6.6)等。其中优选为苯甲酸。
作为羧酸的碱金属盐中的碱金属,可列举锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)等。其中优选为锂(Li)、钠(Na)。
作为成核剂而使用的羧酸的碱金属盐的优选例,可列举褐煤酸钠、苯甲酸钠等。
相对于结晶性树脂100质量份,作为成核剂而使用的上述羧酸的碱金属盐的含量优选为0.005质量份~0.4质量份,更优选为0.01质量份~0.38质量份,特别优选为0.03质量份~0.3质量份。若成核剂的含量不足0.005质量份,则存在不能充分获得成核剂的添加效果的情形。另一方面,若成核剂的含量超过0.4质量份,则存在透射偏光度、透射雾度的值反而降低的倾向。
本发明的偏光性扩散膜中所含有的成核剂可为具有巴比妥酸结构的化合物、苯甲酰肼化合物、异氰脲酸酯化合物及磺酰胺化合物的金属盐等。这种成核剂可有效地提高结晶性树脂的结晶速度。另外,使用这种成核剂所得的偏光性扩散膜易于形成在结晶性相对低的部分(海部)中适度地分散有结晶性相对高的部分(岛部)的海岛结构,因此全光线透射率、透射雾度及透射偏光度的平衡显著优异。
具有巴比妥酸结构的化合物优选为下述式(I)或式(II)所表示的化合物。
[化5]
式(I)的R1~R3及式(II)的R1~R3及R5~R6分别独立地表示:
氢原子;
甲基、乙基、丙基、异丙基及丁基等碳数为1~10的取代或未取代的烷基;
甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基及丁氧基等碳数为1~10的取代或未取代的烷氧基;
苯基、萘基、苄基及环戊基等碳数为3~30的取代或未取代的环状基;或
-NH-R4(R4表示与R1相同的基团,或者乙酸酯、丙烯酸酯及富马酸酯等碳数为2~20的羧酸衍生物)。R1~R3优选为丁基、环戊基及苄基,R5~R6优选为氢原子。L表示氧原子或硫原子。
式(I)所表示的化合物优选以下述式(I-II)表示,式(II)所表示的化合物优选以下述式(II-II)或式(II-III)表示。在下述式中,R1~R3、R5~R6及L与上述相同,M为碱金属原子及碱土金属原子等,优选为钠。这些具体的化合物例如可为日本特开2008-7593号公报中所记载的化合物。
[化6]
苯甲酰肼化合物优选为下述式(III)所表示的化合物。
[化7]
在式(III)中,Q表示:
亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基及亚辛基等碳数为1~12的亚烷基;
亚乙烯基及亚丙烯基等碳数为2~12的亚链烯基;
亚环己基等碳数为3~8的亚环烷基;
二乙醚基及二丙醚基等具有醚键的碳数为4~20的亚烷基;或
甲基环己基甲基等具有亚环烷基的碳数为5~20的亚烷基;
优选为碳数为4~10的亚烷基,更优选为碳数为6~10的亚烷基。n表示0或1的整数。
在式(III)中,R7~R10分别独立地表示:
氢原子;羟基;卤素原子;
甲基、乙基、丙基及丁基等碳数为1~12的烷基;
环戊基、环己基及环庚基等碳数为3~8的环烷基;
苯基、联苯基及萘基等碳数为6~18的芳基;
苄基及苯基乙基等碳数为7~20的芳基烷基;或
甲基苯基、乙基苯基及丙基苯基等碳数为7~20的烷基芳基;
优选为氢原子。R7与R8或R9与R10也可键合而形成5元环~8元环。例如,R7与R8也可与它们所键合的苯环一同形成萘环。
异氰脲酸酯化合物优选为下述式(IV)所表示的化合物。
[化8]
在式(IV)中,R11~R13分别独立地表示:
氢原子;
甲基、乙基、丙基及丁基等碳数为1~10的烷基;
乙烯基、丙烯基、丁烯基及戊烯基等碳数为2~10的链烯基;或
乙酰基、丙酰基及丁酰基等碳数为2~10的酰基;
优选为丙酰基。
在式(IV)中,X1~X6分别独立地表示:
氢原子;
甲基、乙基、丙基及丁基等碳数为1~8的烷基;
环戊基及环己基等碳数为3~8的环烷基;
苯基、联苯基及萘基等碳数为6~18的芳基;或
苯基甲基及苯基乙基等碳数为7~12的芳基烷基;
优选为氢原子。这些具体的化合物例如可为日本特开2006-249304号公报中所记载的化合物。
磺酰胺化合物的金属盐优选为下述式(V)所表示的磺酰胺化合物的金属盐。
[化9]
在式(V)中,R及R’分别独立地表示氢原子、卤素原子、碱金属原子、氨基、碳数为1~10的取代或未取代的烷基、碳数为1~10的取代或未取代的烷氧基或碳数为3~30的取代或未取代的环状基。R与R’也可连结而形成环。
卤素原子的例子包括氟、氯、溴及碘。
碳数为1~10的取代或未取代的烷基的例子包括:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、庚基、辛基、异辛基、2-乙基己基、叔辛基、壬基及癸基等。烷基中所含的一部分亚甲基也可被醚键、羰基或羰氧基等取代。取代的烷基所具有的取代基例如为卤素原子(氟、氯、溴及碘等)及氰基等。
碳数为1~10的取代或未取代的烷氧基的例子包括:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异丁氧基、戊氧基、异戊氧基、叔戊氧基、己氧基、环己基氧基、庚氧基、异庚氧基、叔庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、叔辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基及癸氧基等。烷氧基中所含的一部分亚甲基也可被醚键、羰基或羰氧基等取代。取代的烷氧基所具有的取代基例如为卤素原子(氟、氯、溴及碘等)及氰基等。
碳数为3~30的取代或未取代的环状基为包含单环、多环、稠环或集合环的有机基。环可为芳香环也可为饱和脂肪族环。环的碳原子的一部分也可取代为氧原子、氮原子及硫原子等。取代的环状基所具有的取代基是碳数为1~5的烷基及碳数为1~5的烷氧基等。
碳数为3~30的取代或未取代的环状基的例子包括:苯基、萘基、蒽基、联苯基、三苯基、2-甲基苯基(邻甲苯基、甲苯基(cresyl))、3-甲基苯基(间甲苯基)、4-甲基苯基(对甲苯基)、4-氯苯基、4-羟基苯基、3-异丙基苯基、4-异丙基苯基、4-丁基苯基、4-异丁基苯基、4-叔丁基苯基、4-己基苯基、4-环己基苯基、4-辛基苯基、4-(2-乙基己基)苯基、4-硬脂基苯基、2,3-二甲基苯基(二甲苯基(xylyl))、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,4-二-叔丁基苯基、2,5-二-叔丁基苯基、2,6-二-叔丁基苯基、2,4-二-叔戊基苯基、2,5-二-叔戊基苯基、2,5-二-叔辛基苯基、2,4-二枯基苯基、环己基苯基、2,4,5-三甲基苯基(均三甲苯基(mesityl))、4-氨基苯基、5-二甲基氨基萘基;
吡咯基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、吡唑基、唑基、异唑基、噻唑基、异噻唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、6-乙氧基-苯并噻唑基、2,6-二甲氧基-4-嘧啶基、5-甲基-1,3,4-噻二唑-2-基及5-甲基-3-异唑基等。特别优选为苯基及萘基。
在式(V)中,n表示1或2的整数。在n为1的情形时,M表示碱金属原子或Al(OH)2。碱金属原子为锂、钠或钾,优选为钠。
在n为2的情形时,M表示2价金属原子、Al(OH)或连结基。其中,在M为连结基的情形时,R’为碱金属原子。2价金属原子的例子包括:镁、钙、锶、钡、钛、锰、铁、锌、硅、锆、钇、钡及铪等。
连结基的例子包括:亚甲基、亚乙基、亚丙基、甲基亚乙基、亚丁基、1-甲基亚丙基、2-甲基亚丙基、1,2-二甲基亚丙基、1,3-二甲基亚丙基、1-甲基亚丁基、2-甲基亚丁基、3-甲基亚丁基、4-甲基亚丁基、2,4-二甲基亚丁基、1,3-二甲基亚丁基及亚戊基等碳数为1~12的亚烷基;
亚乙烯基、甲基亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基、亚异丁烯基、亚戊烯基及亚己烯基等碳数为2~12的亚链烯基;
亚环丙基、1,3-亚环丁基、1,3-亚环戊基、1,4-亚环己基及1,5-亚环辛基等碳数为3~8的亚环烷基;
具有醚键的碳数为4~20的亚烷基;包含亚环烷基的碳数为5~20的亚烷基;及碳数为6~12的亚芳基等。特别优选为亚甲基、1,4-亚苯基、1,5-亚萘基、2,6-亚萘基及联苯基等有机基。
式(V)所表示的磺酰胺化合物的金属盐更优选为式(VI)~式(VIII)所表示的磺酰胺化合物的金属盐。
[化10]
[化11]
[化12]
在式(VI)~式(VIII)中,R及R’与所述式(V)的R及R’同样地定义。p表示0~3的整数,在R为2以上的情形时,相互可相同也可不同。X、X1及X2表示碱金属原子。L与所述式(V)的连结基同样地定义。
式(VI)~式(VIII)所表示的磺酰胺化合物的金属盐的具体例可列举日本特开2009-96833号公报及日本特开2007-327028号公报中所记载的化合物等。
上述式(I)或式(II)所表示的具有巴比妥酸结构的化合物、式(III)所表示的苯甲酰肼化合物、式(IV)所表示的异氰脲酸酯化合物及式(V)所表示的磺酰胺化合物的金属盐中,从并不损害所得的膜的雾度与偏光度的平衡,提高结晶速度的方面等考虑,优选为上述式(V)所表示的磺酰胺化合物的金属盐。
作为成核剂而使用的上述具有巴比妥酸结构的化合物、苯甲酰肼化合物、异氰脲酸酯化合物、及磺酰胺化合物的金属盐的含量,相对于100质量份的结晶性树脂优选为0.005质量份~10质量份,更优选为0.01质量份~10质量份,更优选为0.01质量份~5质量份,进一步优选为0.03质量份~3质量份,特别优选为0.05质量份~1质量份。这是因为若这些成核剂的含量不足0.005质量份,则不能充分获得成核剂的添加效果;若超过10质量份,则所得的膜的光学特性有可能降低。
结晶片中所含有的成核剂的其它例子包括:磷酸、亚磷酸及这些酸的酯以及二氧化硅、高岭土、碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、滑石、氧化铝等的无机粒子;其它各种有机粒子。
本发明的偏光性扩散膜也可在不损害本发明的效果的范围内含有其它任意成分、添加剂。其它任意成分可以是低分子量蜡、增塑剂、高级脂肪酸及其金属盐等;添加剂可以是热稳定剂、抗氧化剂、静电防止剂、润滑剂、耐光剂、防粘剂、增稠剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂、颜料、阻燃剂及用于调整显示装置的图像质量的色料等。
特别是在本发明中,为了添加成核剂,优选进一步添加抗氧化剂。即,由于成核剂的添加,在挤出成型时有时会产生聚酯系树脂的水解、变色。在此情形时,通过进一步添加抗氧化剂,可有效地抑制聚酯系树脂的水解、变色。抗氧化剂的优选的添加量相对于聚酯系树脂为0.01重量%~0.3重量%。
其它任意成分及添加剂的含量相对于聚酯系树脂优选为5重量%以下。其它任意成分及添加剂仅以例如ppm级等的少量而含有的情形时,也可不必对聚酯系树脂具有相容性。
本发明的偏光性扩散膜中所含的由结晶性树脂所构成的单轴拉伸树脂膜的结晶度,为了优先获得膜的尺寸稳定性,优选为8%~40%;为了优先获得高的透射偏光度,优选为8%~30%。即,其原因在于进行了热处理(用于拉伸后固定拉伸状态的热处理)的所述单轴拉伸树脂膜具有如下的优点:结晶度变高,且透射偏光度有若干降低,但高温保存后光学特性的降低、尺寸变化少。
由结晶性树脂所构成的单轴拉伸树脂膜的结晶度更优选为11%~29%。这是为了获得上述的所期望的全光线透射率、透射雾度、偏光选择性。
结晶度可根据利用密度法的测定、利用X射线衍射法的测定而求出,但本发明中的结晶度是利用密度法而测定的。所谓密度法,是根据树脂的密度而求出结晶度的方法。作为基准的树脂的密度例如在以下的文献中有所记载。
R.de.P.Daubeny,C.W.Bunn,C.J.Brrown,Proc.Roy.Soc.,A226,531(1954)
树脂的密度的测定的优选例包括利用密度梯度管法的测定。所谓密度梯度管法,在JIS-7112中有所规定,除调制测定溶液以外,可基于JIS-7112而进行。利用密度梯度管法的密度测定例如使用密度梯度管法比重测定用水槽(OMD-6/池田理化工业株式会社)而进行即可。
而且,在通过对由结晶性树脂所构成的结晶片进行单轴拉伸而得到的膜内,混合存在有结晶相与非晶相。在本发明的偏光性扩散膜中,“结晶性相对高的部分”与“非晶性相对高且结晶性相对低的部分”混合存在的状态可通过将膜薄切片化进行观察而得到的透射型电子显微镜(TEM)图像进行观察。该混合存在状态可通过将膜薄切片化而进行观察而得到的TEM图像,观察为“明暗结构”。
所谓通过TEM而观察的明暗结构,是指在TEM图像中“明部”与“暗部”混合存在的结构;具体而言是“明部”与“暗部”形成海岛的结构。可以认为在后述图1A及图1B中所示的本发明的偏光性扩散膜的TEM图像中,“明部”是结晶性相对高的部分;“暗部”是结晶性相对低的部分。TEM像中的“明部”与“暗部”的结晶性的比较可通过显微拉曼分析(分辨率为1μm)以横切明部与暗部这两者的方式进行扫描,对拉曼光谱进行分析而确认。
明部与暗部实质上由同一组成的树脂(高分子)构成。所谓“明部与暗部实质上由同一组成的树脂构成”,并非“构成明部的树脂”中存在“构成暗部的不同组成的树脂粒子、填料等”的状态;而是指构成两者的成分是实质上同一组成的树脂成分。
图1A及图1B是垂直于本发明的偏光性扩散膜的拉伸方向的膜剖面的TEM像的一例。图1A的摄像面积为77μm2(摄像范围的膜厚方向的距离:7μm,垂直于拉伸方向的方向的距离:11μm)。如图1A所示,在垂直于拉伸方向的膜剖面的TEM像中可看到无方向性的岛状明部、或者在与膜表面平行的方向有若干伸长的明部。
图1A的垂直于拉伸方向的膜剖面的TEM像中的岛状的明部的平均粒径大小并无特别限制,但从实现光学的效果的观点考虑为0.1μm~0.8μm、优选为0.1μm~0.6μm、更优选为0.1μm~0.5μm。另外,也可一同存在有平均粒径不足0.1μm的岛相。平均粒径为0.1μm~0.8μm的明部优选在每77μm2的摄像面积中存在有200个~1200个,更优选存在有300个~800个。通过如此高密度地形成有微小的岛状的明部,不仅可如后述那样获得高的透射偏光度与透射雾度,而且也可获得高的反射偏光度与漫反射率。
另外,本发明的偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的剖面的TEM像(参照图1A)的二值化处理图像(参照图1B:对图1A的TEM像进行二值化处理而得的图像)中的“明部的面积分率”优选为6%~80%,更优选为10%~75%,进一步优选为30%~60%,特别优选为35%~55%。
TEM像中的“明部”与“暗部”未必明显,但认为该部分的树脂的密度、结晶性不同。由于密度、结晶性不同,因此认为其折射率、取向性、双折射也不同。
在膜的剖面的TEM像中,明部分散于暗部中的情形时,由于构成各部的树脂的折射率不同而产生膜的界面反射或光散射。因此,在膜的剖面的TEM像中,若分散有适度的量的明部,则可将膜的透射雾度及漫反射率调整为适宜的范围。
TEM像中的“明部”与“暗部”,因其树脂的密度、结晶度的不同而取向性不同,拉伸后的双折射产生差。双折射产生差的结果,平行于拉伸方向的方向与垂直于拉伸方向的方向上产生不同的折射率差。因此,对于平行于拉伸方向的偏光的反射率、光散射,与对于垂直于拉伸方向的偏光的反射率、光散射之间产生差。在如聚对苯二甲酸乙二醇酯这样具有正的双折射的结晶性树脂中,平行于拉伸方向的方向的折射率差变得比垂直于拉伸方向的方向的折射率差更大,因此平行于拉伸方向的偏光更容易被反射、散射。
膜的剖面的TEM像中的明部与暗部的界面越多,则在平行于拉伸方向的偏光与垂直于拉伸方向的偏光中,反射量、散射量的差越大,且膜的透射偏光度及反射偏光度越大。若各明部的面积过大,或者明部连结而并不相互分离,则与暗部的界面变少。另一方面,若明部与暗部的界面过多,则过于散射而造成光线损失增加或者偏光变乱。因此,若膜的剖面的TEM像中的明部以适度的量、适度的形状进行分散,则可将膜的透射偏光度及反射偏光度调整为适宜的范围。
在本发明的偏光性扩散膜中,为了获得高的透射偏光度与适度的透射雾度,进一步获得高的反射偏光度与漫反射率,重要的是高密度地形成微细的岛部。即,通过使明部与暗部的界面变多,可使膜的界面反射或光散射变多而表现出适度的透射雾度与漫反射率,且在平行于拉伸方向的偏光与垂直于拉伸方向的偏光中使反射量、散射量的差增大,可使透射偏光度、反射偏光度增大。明部与暗部的界面量例如可通过结晶性树脂的种类、成核剂的添加、特性粘度(IV值)或后述的雾度升高结晶化时的加热条件等而进行调整。
为了获得单轴拉伸树脂膜的剖面的TEM图像,首先切割单轴拉伸树脂膜而获得薄切片试样。使所述切割面垂直于单轴拉伸树脂膜的拉伸方向,且平行于膜的厚度方向。薄切片试样可通过一般的方法而获得,例如可通过如下方式而获得:将被树脂包埋的膜样品固定于超薄切片机的试样固持器(holder)上;使用剃刀刃进行修整;用玻璃刀或人工蓝宝石刀切出面;通过超薄切片机的钻石刀切出0.1μm~1μm厚的薄切片。
所得的薄切片试样也可任意地染色。例如可将切片试样放入至加入有四氧化钌晶体的染色容器中,在常温下进行约2小时的蒸汽染色。
通过透射电子显微镜装置对染色的或未染色的薄切片试样的切割面进行摄像,获得TEM像(端视图的像)。透射电子显微镜装置的例子包括日立高新技术公司制造的H-7650。优选将加速电压设为数10kV~100kV左右。观察倍率例如设为约1000~4000倍;观察视场范围优选为5μm2~10000μm2,更优选为10μm2~1000μm2。以约5000~50000倍输出图像。
获得所输出的TEM图像的每个像素(pixel)的明度、与图像整体的明度的平均。将较平均更亮的像素数相对于总像素数的比率作为“明部的面积分率”。
图像处理可使用一般所利用的图像解析软件(例如WayneRasband制作的ImageJ 1.32S)而进行。具体而言,使TEM图像为JPEG等一般的图像数字文件(灰度级,例如256灰度);对每个像素求出灰度,将像素数与灰度直方图化,然后进行二值化处理,将二值化处理中的阈值以上的灰度(明)的像素设为1,将不足阈值的灰度(暗)的像素设为0;算出相对于总像素数的值为1的像素数,作为明部的面积分率。
明部的平均粒径可通过以下的步骤而求出。
1)通过所述图像处理软件进行粒子解析,算出具有一定以上的大小的所有明部的个数与面积分率。具体而言,将面积相当于直径不足0.035μm的圆的面积的明部从图像中除去后,算出剩余的明部(具有相当于直径0.035μm以上的圆的面积的明部)的个数与面积分率。
2)根据上述1)中所得的明部的面积分率、TEM像的比例尺而算出(具有相当于直径0.035μm以上的圆的面积的)明部的面积。
3)通过将上述2)中所得的明部的面积除以上述1)中所得的明部的个数,而算出每1个明部的平均面积。另外,将每1个明部的平均面积除以圆周率后,取其平方根而乘以2,将所得的值作为将每1个明部视为圆时的直径,将该直径作为“平均粒径”。
如上所述,优选将相当于直径0.035μm以上的圆的面积的明部作为对象而算出明部的平均粒径。由此可除去起因于如下因素的干扰(noise):二值化图像的对比度不充分,或者岛状的明部的剖面形状并非圆形等。
另外,由于TEM观察状态或图像输出中的主要因素,有时尽管实际上具有同一明度,但在所输出的图像中作为不同的明度而输出。例如存在如下的现象:在图像的左侧区域与右侧区域,尽管实际上具有同一明度,但仍作为不同的明度而输出;随着从图像的左侧向右侧,尽管实际上具有同一明度,但仍作为缓缓变明亮的结果而输出。在这种情形时,优选在进行背景校正后,进行直方图化及二值化处理,算出明部的面积分率。
图2是对结晶性树脂的单轴拉伸树脂膜的平行于拉伸方向的切割面照射多色光时的交叉尼科耳棱镜下的偏光显微镜照片(观察范围约为200μm2)。如图2所示,在平行于拉伸方向的膜剖面的偏光显微镜像中,可以观察到看着相对亮的“明部”与看着相对暗的“暗部”。“明部”与“暗部”也可形成海岛结构。明部可以是具有主要沿拉伸方向伸长的长轴的岛状。
在交叉尼科耳棱镜(包括正交尼科耳棱镜)下的偏光显微镜照片中,看着相对亮的部分(明部)存在结晶度及取向度均高的倾向,看着相对暗的部分(暗部)存在结晶度及取向度均低的倾向。即,明部的结晶度及取向度与暗部的结晶度及取向度相比而言更高。若结晶度大则变得易于取向;若取向度大则双折射变大。因此,所谓“明部的结晶度与取向度与暗部的结晶度与取向度相比而言更大”,表示“明部的双折射大于暗部的双折射”。
偏光显微镜图像可使用在透射像的入射光侧、观察光侧分别配置有偏光组件(偏光膜)的装置:NIKON OPTIPHOT-2而进行观察。偏光像是使用摄影装置:CANON POWERSHOT A650,设定为物镜:×100、观察倍率:1000倍而进行摄影。
单轴拉伸树脂膜的偏光显微镜图像可通过直接观察膜表面而获得,但为了获得高的分析精度的偏光显微镜图像,优选切割单轴拉伸树脂膜而获得薄切片试样。使所述切割面平行于单轴拉伸树脂膜的拉伸方向,且平行于膜的厚度方向。薄切片试样可通过与上述同样的一般的方法而获得。具有平行于单轴拉伸树脂膜的拉伸方向的切割面的切片的厚度,从容易观察明暗结构的方面考虑,优选为0.5μm~2μm。
本发明中所谓的交叉尼科耳棱镜状态,是指夹持膜样品的2个偏光组件的偏光轴所成的角互相交叉的状态(并非平行尼科耳棱镜的状态)。在2个偏光组件的偏光轴交叉的状态下,改变这些偏光轴的交叉角度而寻找明暗对比度变为最高的角度;优选在该角度(例如90°等)下观察明暗像。
2.偏光性扩散膜的制造方法
本发明的偏光性扩散膜的制造方法具有如下步骤:(1)获得由所述的结晶性树脂所构成的非晶态片的步骤、(2)由非晶态片获得拉伸前的结晶片的步骤、(3)对结晶片进行单轴拉伸的步骤。
(1)获得非晶态片的步骤
由所述的结晶性树脂所构成的非晶态片可以是从市场能够获得的非晶态片,也可为通过熔融挤出成型机等公知的膜成型机构进行制膜而获得的非晶态片。本发明中的非晶态中可包含少量的结晶部。
在非晶态片中也可少量含有上述的成核剂。这种非晶态片可通过如下方式而获得:将结晶性树脂的颗粒、成核剂投入至熔融挤出成型机中进行熔融混炼,然后进行挤出成型。
成核剂相对于结晶性树脂的分散状态较大程度地影响到所得的膜的特性。因此,为了提高所述成核剂相对于结晶性树脂的分散性,也可使用将高浓度的成核剂和与构成非晶态片的结晶性树脂为同一种类的结晶性树脂颗粒进行熔融混炼而预先制成母胶(master batch)的物质。而且,在不将成核剂制成母胶而直接使用的情形时,优选使所投入的所述成核剂的平均粒径及含水率为一定以下。即,所投入的所述成核剂的平均粒径优选为30μm以下,更优选为5μm以下。其原因在于:若所述成核剂的平均粒径超过30μm,则分散性低、难以获得充分的添加效果。
熔融挤出成型机可为公知的成型机,主要由对颗粒状的树脂进行熔融混炼的挤出机、将熔融混炼的树脂排出的成型机所构成。
挤出机的例子包括单轴挤出机或双轴挤出机等,优选为单轴挤出机。挤出机的筒直径及长度并无限制,优选筒直径D为20mm~150mm的范围,且L/D(筒长度L与筒直径D的比)为10~40的范围。螺杆的种类并无特别的限制,例如除了全螺纹(full flight)型、屏障螺纹(barrier flight)型等之外,也可为Dulmage型、销(pin)型、菠萝型及Unimelt型等。
成型机的例子包括T模(T-die)、圆模(circular die)等,从可均一地形成膜厚的方面考虑,优选为T模。从提高树脂的计量性的方面考虑,也可在挤出机与成型机之间设置齿轮泵。
图3是表示熔融挤出成型机1的一例的模式图。熔融挤出成型机1具有:熔融挤出机2、安装于其前端部的T模4。熔融挤出机2具有:筒2A、内置于其中的螺杆2B、投入树脂颗粒的料斗6。由此,将从料斗6投入的树脂颗粒,用熔融挤出机2在树脂的熔融温度以上进行熔融混炼后,使熔融树脂从T模4排出。通过浇铸辊8使所排出的熔融树脂冷却固化,由此可获得非晶态片9。
(2)获得拉伸前的结晶片的步骤
重要的是拉伸前的结晶片具有规定范围的结晶度与透射雾度。这是为了赋予拉伸后的膜以适宜的透射雾度与透射偏光度这两者、或者漫反射率与反射偏光度这两者。
拉伸前的结晶片的结晶度优选为3%以上,更优选为3%~30%,进一步优选为3%~20%。其原因在于:若拉伸前的结晶片的结晶度为该范围,则可将拉伸后的树脂膜的结晶度设定为例如8%~40%、优选为8%~30%。
若拉伸前的结晶片的结晶度过高,则结晶片变硬,变得需要大的拉伸应力。因此,不仅结晶性比较高的部分,而且结晶性比较低的部分的取向也变强。而且,若拉伸前的结晶片的结晶度过高,则有时包含大的晶粒。因此,对于进行单轴拉伸而得到的膜而言,有时无法赋予作为偏光性扩散膜的所期望的光学特性,或者结晶度过高而造成拉伸自身变困难。另一方面,若拉伸前的结晶片的结晶度过低,则取向的晶体少,不太需要拉伸应力。因此,结晶性比较高的部分也变得难以取向。
拉伸前的结晶片的结晶度可与上述同样地由利用密度法的测定而求出。晶粒的大小可通过利用偏光显微镜的观察而求出。
拉伸前的结晶片的对于可见光线的透射雾度优选为7%~70%,更优选为15%~60%。这是为了适宜地调整拉伸后的膜的透射雾度,获得实用的偏光度。拉伸前的结晶片的透射雾度可与上述偏光性扩散膜的透射雾度同样地测定。然而,拉伸前的结晶片基本不具有光学各向异性,因此其透射雾度的测定无需改变偏光性扩散膜的朝向而求出平均值。
如上所述,重要的是将拉伸前的结晶片的结晶度与透射雾度调整为规定的范围;优选拉伸前的结晶片的结晶度为3%~20%,且对于可见光线的透射雾度为7%~70%。这是为了赋予拉伸后的膜以高的偏光性与扩散性这两者。
另外,为了获得具有高的透射偏光度与适度的透射雾度的偏光性扩散膜,优选拉伸前的结晶片的色相b﹡在规定的范围。如上所述,偏光性扩散膜的透射偏光度与透射雾度会由于偏光性扩散膜的微结构而产生大的变化。即,重要的是获得高密度地形成有微小的结晶部的微结构,因此,有必要预先在拉伸前的结晶片中大量形成(拉伸后成为岛状的明部的)微小的结晶部。由此,拉伸前的结晶片高密度地具有微小的结晶部,因此其漫反射光的色相带有蓝色。
拉伸前的结晶片依据JIS Z8722及JIS Z8729的漫反射光的在L﹡a﹡b﹡表色系统中的色相b﹡优选为-25~-10,更优选为-20~-14。若色相b﹡不足-25,则拉伸前的结晶片的蓝色变强,若超过-10而较大,则拉伸前的结晶片接近无色。蓝色过强的结晶片过多地存在有小的晶粒,因此片变硬而变得难以拉伸。另一方面,无色的结晶片暗示着结晶部比较大。因此,认为任意情况均难以在拉伸后的片中获得实用的透射偏光度、透射雾度。
拉伸前的结晶片的厚度t’为1000μm时的漫反射光在L﹡a﹡b﹡表色系统中的色相b﹡@1000μm优选为-21~-10。
拉伸前的结晶片的对于可见光线的漫反射光的色相b﹡、以及膜厚为1000μm时的对于可见光线的漫反射光的色相b﹡@1000μm的测定通过以下的步骤进行即可。
1)在分光光度计的积分球上,在从试验片规则反射的光线的前进方向设置光阱,以使规则反射成分消失。作为试验片的膜的厚度例如可为约600μm左右。将该膜设置于试验片设置部(反射测定用)。然后,使波长范围为380nm~780nm的光入射至膜,每隔5nm地测定漫反射率。
2)根据上述1)中所得的漫反射率的数据,算出依据JIS Z8722及JIS Z8729的、CIE标准光源(C光源)基准的漫反射光的在L﹡a﹡b﹡表色系统中的色相b
3)另外,也可通过以下方式算出膜厚t’为1000μm时的漫反射光的色相b﹡@1000μm。具体而言,通过将上述1)中所得的漫反射率Rd(λ)的每个各波长的数据应用于下述式中,而获得膜厚为1000μm时的漫反射率Rd@1000μm的数据。根据所得的漫反射率Rd@1000μm的数据,与上述2)同样地进行而算出膜厚为1000μm时的漫反射光的色相b﹡@1000μm。
Rd(λ)@1000μm=Rd(λ)×1000/t’
而且,为了获得具有高的透射偏光度与适度的透射雾度的偏光性扩散膜,优选拉伸前的结晶片的波长依赖性低的散射率D1与波长依赖性高的散射率D2的比(D2/D1)在规定范围。由于拉伸前的结晶片如上所述具有大量微小的晶粒,因此使波长范围为380nm~780nm的光入射时的光散射,与波长依赖性低的散射(几何光学散射等“大粒子散射”)相比而言,波长依赖性高的散射(也称为“小粒子散射”或“瑞利散射(Rayleigh scattering)”)的比例更大。
拉伸前的结晶片的波长依赖性低的散射率D1与波长依赖性高的散射率D2的比D2/D1优选为1.5以上,更优选为2.5以上。若拉伸前的结晶片的散射比D2/D1不足1.5,则拉伸前的结晶片中的微小的晶粒变少。因此,认为难以获得透射偏光度、透射雾度高的偏光性扩散膜。
散射率D1是由式(1A)、式(1B)及式(2)所导出的散射率,散射率D2是由式(1A)、式(1B)及式(3)所导出的散射率。在式(1A)及式(1B)中,λ:波长(nm)、Ttotal:全光线透射率、Tpara:平行光线透射率、及Rd:漫反射率。在式(2)中,C:波长依赖性低的散射的散射系数、t’:结晶片的厚度(μm);在式(3)中,k/λ4:由式(1A)所得的值、k:散射系数、t’:结晶片的厚度(μm)。
[数10]
[数11]
D1={1-exp(-C·t’)}×100…(2)
散射率D1与D2的测定通过以下的步骤进行即可。
1)对拉伸前的结晶片照射波长范围为380nm~780nm的光,每隔10nm波长地分别测定Ttotal:全光线透射率、Tpara:平行光线透射率及Rd:漫反射率。漫反射率Rd的测定通过上述的漫反射光的色相b﹡的测定中的1)的步骤进行即可。
2)将上述1)中所得的每个各波长的Ttotal:全光线透射率、Tpara:平行光线透射率及Rd:漫反射率分别代入至式(1B)中而算出非散射率T﹡。
3)将上述2)中所得的非散射率T﹡代入至式(1A)的左边而得到的值作为纵轴,将1/λ4作为横轴而获得曲线。通过由最小二乘法对该曲线进行直线近似,由此算出截距C与斜率k(均为散射系数)。
4)将上述3)中所得的截距C与结晶片的厚度t’(μm)代入至式(2)中而算出散射率D1。同样地,将上述3)中所得的斜率k、波长λ(例如550nm)及结晶片的厚度t’(μm)代入至式(3)中,算出例如波长550nm的散射率D2。由此算出散射比D2/D1。
所述2)中的非散射率T﹡是表示入射光中,不仅除去了扩散成分(漫透射成分及漫反射成分)而且除去了规则反射成分及光线损失(吸收)的平行光线透射的程度。该非散射率T﹡也可通过将Tpara:平行光线透射率、Rs:规则反射率及L:光线损失应用于下述式中而算出。
T﹡=Tpara/{1-(Rs/100)-(L/100)}
拉伸前的结晶片的厚度主要由要通过(3)拉伸步骤而得到的拉伸膜的厚度及拉伸倍率而决定,优选为50μm~2000μm,更优选为80μm~1500μm左右。
拉伸前的结晶片可通过a)使非晶态的结晶性树脂片进行雾度升高结晶化而获得,有时也进一步根据需要b)在拉伸前进行预热,由此使其进一步雾度升高结晶化而获得,并无特别的限定。或者,也可不是在(2)获得拉伸前的结晶片的步骤中,而是在所述(1)获得非晶态片的步骤中进行雾度升高结晶化。
在所述(1)获得非晶态片的步骤中进行雾度升高结晶化的方法包括:减小从模头排出的熔融树脂的冷却速度,使其熔融结晶化的方法(从熔融状态结晶化的方法)等。熔融树脂的冷却速度例如可通过浇铸辊的温度、浇铸片的厚度等而调整。例如,若通过浇铸辊进行冷却时的浇铸片的厚度为1000μm左右,则冷却速度变小,因此易于熔融结晶化。
由结晶性树脂所构成的片可为单层,也可为多层。
非晶态的结晶性树脂的雾度升高结晶化可通过以规定的温度及时间对非晶态聚酯树脂片进行加热而进行。非晶态的结晶性树脂片的加热,可以在将非晶态的结晶性树脂片安放在拉伸装置(例如拉幅拉伸机的预热区)上施加一定张力的状态下进行加热,也可以用拉伸装置以外的加热机构(例如吉尔烘箱(Geer oven)、加热辊、红外线加热器或将它们组合而成的装置)等进行加热。
对非晶态的结晶性树脂片进行加热而进行雾度升高结晶化的情形时的加热温度(T1)设定为结晶性树脂的结晶温度Tc附近。结晶温度通常有冷结晶温度Tcc与熔融结晶温度Thc,在本发明中的结晶温度Tc表示冷结晶温度Tcc。结晶性树脂的结晶温度Tc通常位于结晶性树脂的玻璃化转变温度Tg与熔化温度Tm之间的温度范围(Tg<Tc<Tm)。
为了使非晶态的结晶性树脂片易于雾度升高结晶化,加热温度(T1)优选为“Tc-40℃≤T1<Tm-10℃”,更优选为“Tc-30℃≤T1<Tm-10℃”。在聚对苯二甲酸乙二醇酯的情形时,T1为约105℃~180℃。此处,Tc为结晶性树脂的结晶温度,Tm为结晶性树脂的熔化温度。例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶温度Tc为约115℃~170℃。
结晶性树脂的结晶温度(Tc)优选通过片或未结晶化的状态(处于过冷却状态)的结晶性树脂的差示扫描量热分析(DSC)而求出。差示扫描量热分析(DSC)依据JIS K7122而进行即可。优选结晶性树脂的熔化温度(Tm)也依据JIS K7122而通过差示扫描量热分析求出。然而,如此而测定的结晶温度存在因试验片的状态(颗粒状或片状)而不同的情况。
在对非晶态的结晶性树脂片进行加热而使其雾度升高结晶化的情形时的加热时间,以结晶片满足一定的结晶度(例如3%~20%)与透射雾度(例如7%~70%)的方式进行设定即可。若加热时间长则结晶度也变高,若加热时间短则结晶度也变低。对非晶态的结晶性树脂片进行加热而使其雾度升高结晶化的情形时的加热时间因加热温度(T1)、片的厚度、构成片的树脂的分子量、添加剂及共聚物的种类、量、或者加热方法而异,为5秒~20分钟,优选为10秒~10分钟。
例如,在用120℃的吉尔烘箱对非晶态的由聚对苯二甲酸乙二醇酯所构成的片进行加热处理的情形时,加热时间优选为1.5分钟~10分钟左右,更优选为1.5分钟~7分钟左右。而且,在用120℃的加热辊进行加热的情形时,加热时间优选为10秒~100秒,更优选为15秒~60秒。
然而,在进一步进行拉伸前的预热的情形时,在该预热中也存在结晶片进一步结晶化的情形。在此情形时,可考虑拉伸前的预热而将雾度升高结晶化的加热时间适宜地较短地设定。
无论是何种情况,用于雾度升高结晶化的加热温度及加热时间均可考虑加热方法、线速度及热风的风量等的影响而适宜调整。
如上所述,也可在拉伸前对雾度升高结晶化的片进一步进行预热。所谓拉伸前的预热,是指在即将拉伸之前对安放在拉伸装置上的片进行加热,由此而使其具有适于拉伸的柔软度。
存在由于拉伸前的预热而进行结晶化的情形。在此情形时,优选预先调整好雾度升高结晶化的条件(加热温度、加热时间)。
为了使结晶片具有适于拉伸的柔软度,拉伸前的预热的预热温度(T2)设定在玻璃化转变温度Tg的附近温度以上的范围。预热温度(T2)也可与后述的拉伸温度(T3)相同。例如,在由聚对苯二甲酸乙二醇酯所构成的结晶片的情形时,虽然会因树脂的粘度、结晶片的结晶度以及线速度、风量而异,但将预热温度(T2)大概设定为95℃~180℃。
拉伸前的预热的预热时间可以以拉伸开始时的结晶片到达规定预热温度的方式而进行适宜调整。若预热时间过长,则有时结晶片的结晶度过度地(例如超过30%)提高,拉伸自身变困难。另一方面,若拉伸前的预热时间过短,则拉伸开始时的结晶片的温度并未充分地提高,因此拉伸应力过高而造成拉伸变困难。例如,在由聚对苯二甲酸乙二醇酯所构成的结晶片的情形时,优选预热时间为0.1分钟~10分钟。
无论是何种情况,预热温度(T2)及预热时间均可考虑线速度、热风的风量等的影响而适宜调整。
(3)拉伸步骤
拉伸步骤是对“拉伸前的结晶片”进行拉伸的步骤。通过拉伸,可获得透射雾度与透射偏光度得到控制的膜。
所谓“拉伸前的结晶片”,可以是进行了雾度升高结晶化而得到的片;也可以是进行了所述雾度升高结晶化后,进一步进行预热而得到的片。
对由结晶性树脂所构成的拉伸前的结晶片进行单轴拉伸的方法并无特别的限定。所谓“单轴拉伸”,表示单轴方向的拉伸,但也可以以不损害本发明的效果的程度而在与该单轴方向不同的方向上进行拉伸。由于所使用的拉伸设备等,有时即使要在单轴方向上进行拉伸,但实质上也会在与该单轴方向不同的方向上进行拉伸。可以理解为所述“单轴拉伸”中也包含这种拉伸。
例如,有时即使在垂直于所期望的拉伸方向的方向上,片也会被拉伸。通常情况下,所谓纯粹的单轴拉伸,是仅将拉伸前的片坯料的4个边中的相对的2个边加以固定,使垂直于拉伸方向的方向的两端成为自由状态而进行拉伸(也称为“横向自由单轴拉伸”)。在横向自由单轴拉伸中,随着拉伸,垂直于拉伸方向的方向由于泊松(Poisson)变形而收缩。因此,在垂直于拉伸方向的方向上并未拉伸。
另一方面,在将坯料的4个边加以固定(夹住)的情形时,即使仅在一个方向上拉伸坯料,也会由于垂直于拉伸方向的方向的端部被固定(也称为“横向固定单轴拉伸”)而无法收缩,在垂直于拉伸方向的方向上,虽然仅是少许但也实质上被拉伸了。
所述“单轴拉伸”包括横向自由单轴拉伸及横向固定单轴拉伸。横向自由单轴拉伸的例子包括辊拉伸法等,横向固定单轴拉伸除了上述以外还包括利用拉幅法的横向单轴拉伸。
单轴拉伸的拉伸速度并无特别的限定,优选为5%/秒~500%/秒,更优选为9%/秒~500%/秒,进一步优选为9%/秒~300%/秒。所谓拉伸速度,是将初始的样品长度设为Lo,将时间t后的被拉伸的样品的长度设为L时,以如下的式所表示。若拉伸速度过快,则有时拉伸应力增大而对设备所造成的负担变大,结果难以均一地拉伸。另一方面,若拉伸速度过慢,则有时由于生产速度极端地变慢而导致生产率降低。
拉伸速度(%/秒)=(L-Lo)/Lo/t×100
拉伸速度可根据拉伸前的结晶片的结晶度而改变。结晶片的结晶度越变高,则膜越变硬而造成拉伸应力变大,因此存在最佳的拉伸速度变低的倾向。
例如,在约120℃下对由聚对苯二甲酸乙二醇酯所构成的结晶片进行拉伸的情形时,优选拉伸速度为5%/秒~220%/秒。另外,从拉伸工序的初期至后期,拉伸速度也可未必固定,例如可在初期设为25%/秒,而整体设为10%/秒。
若拉伸温度(T3)高,则在拉伸时对结晶片所施加的应力小,因此并非是结晶性比较高的部分,而是结晶性比较低的部分未充分取向地伸长。若拉伸温度(T3)低,则在拉伸时对结晶片所施加的应力大,因此不仅仅是结晶性比较高的部分取向,结晶性比较低的部分也取向。例如,在对由聚对苯二甲酸乙二醇酯所构成的结晶片进行拉伸的情形时,优选拉伸温度(T3)为95℃~135℃。
拉伸温度(T3)可与拉伸前的预热的预热温度(T2)相同或不同。
拉伸倍率也可根据所选择的树脂而加以选择,并无特别的限定。在聚酯系树脂的情形时,优选为2倍~10倍。若拉伸倍率过大,则有时产生拉伸断裂的可能性变高;若过小则有时不能获得充分的分子取向状态。
通过拉伸步骤而得到的拉伸后的膜的厚度为20μm~500μm,优选为30μm~300μm。过薄的膜并不具有充分的刚性,存在变得难以保持平面性,且变得难以使用、难以组入至液晶显示装置中的情形。另一方面,过厚的膜存在难以卷为卷状物形态,或必要的树脂量增加而使生产率降低的情形。
在先前的膜制造条件下,对结晶性树脂的坯料、结晶片进行单轴拉伸的情形时,在坯料阶段所存在的微晶(一般是由层状结晶所构成的球晶)、结晶片的球晶的大部分被解体,分子链被均匀地拉长的情况很多。因此,所得的拉伸膜具有大致均一的取向结构,透明性也高。相对于此,本发明的单轴拉伸树脂膜是对使聚酯树脂在规定的条件下结晶化而得到的结晶片进行单轴拉伸而获得的,因此可获得如上所述的特定的明暗结构。由此可获得表现出所期望的光学特性的拉伸膜。
特别是本发明的偏光性扩散膜高密度地形成有微小的岛状的明部。因此,可表现出高的透射偏光度与适度的透射雾度、或者高的反射偏光度与漫反射率。
3.偏光性扩散膜的用途
本发明的偏光性扩散膜优选用作液晶显示装置的部件。在将本发明的偏光性扩散膜配设于液晶显示装置内时,为了提高液晶显示装置的亮度、特别是正面亮度,优选本发明的偏光性扩散膜的一个面或两个面具有具聚光功能的表面形状。通常情况下,更优选仅仅一个面具有具聚光功能的形状。例如,将偏光性扩散膜用作液晶显示装置的部件的情形时,优选在“与偏光板相接的一侧的表面”具有具聚光功能的表面形状。
通过使偏光性扩散膜的表面形状成为具聚光功能的表面形状,可由于偏光选择性而选择性地透过,由于扩散性而使朝倾斜方向出射的偏光向正面方向聚集,因此正面亮度进一步提高。由此,兼具聚光功能与偏光反射特性的偏光性扩散膜与“将从先前起所使用的棱镜膜或微透镜膜与偏光性扩散膜加以组合”的情形相比而言,可以低成本而进一步提高正面亮度。
另一方面,若对偏光性扩散膜的表面进行例如赋形为棱镜状、调整其棱镜顶角等而使聚光性过于增大,则倾斜方向的亮度容易降低;即,液晶显示装置的倾斜30°亮度比容易降低。因此,优选以液晶显示装置的倾斜30°亮度比可维持为1.73以下的程度地调整偏光性扩散膜的表面形状。
作为从先前起所使用的棱镜膜、微透镜膜的一般的膜,是对双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜进行了表面加工的膜。即使将这些膜与具有偏光选择性的偏光性扩散膜加以组合,双轴拉伸PET膜的相位差也大,因此在所选择的偏光透过双轴拉伸PET膜时,偏光变乱。因此,会损害偏光反射的效果。而且,以这些膜的取向轴(滞相轴)与偏光性扩散膜的拉伸方向平行或垂直的方式进行配置这一操作在工艺上也困难。由此,与将棱镜膜或微透镜膜与偏光性扩散膜加以组合而使用的情形相比而言,本发明的偏光性扩散膜也可实现成本减低,且可减小液晶显示装置的厚度。
具聚光功能的表面形状的例子包括一维棱镜状(参照图4)、二维棱镜状(参照图5)、微透镜形状(参照图6)、波纹状等,并无特别的限定。具聚光功能的表面形状的例子还包括:将一维棱镜状与微透镜状组合而成的形状、不连续地形成有一维棱镜状或波纹状的形状而成的形状等。
所谓一维棱镜是指多个三棱柱配置为列状的状态(参照图4)。在图4中表示具有一维棱镜状的表面形状的偏光性扩散膜的、垂直于棱镜的脊线的剖面图。棱镜间距P1可等间距也可不等间距,但优选为约1μm~200μm。棱镜顶角θ1优选为约60度~140度,在特别提高聚光性的情形时优选为约85度~95度。优选棱镜的高度h1为约0.4μm~110μm。优选棱镜的脊线平行地沿着偏光性扩散膜的单轴拉伸树脂膜的拉伸方向或者与拉伸方向正交,更优选与拉伸方向正交。其原因在于:在偏光性扩散膜的制造中,有时不仅提高单轴拉伸树脂膜的片获得效率,亮度也进一步得到提高。
所谓二维棱镜,是指多个四角锥配置为矩阵状的状态(参照图5)。在图5中表示具有二维棱镜状表面形状的偏光性扩散膜的、包含剖面的立体图。四角锥的顶点之间的距离P2可等间距也可不等间距,但优选为约1μm~200μm;从四角锥的底面起的高度h2优选为约0.4μm~110μm。棱镜顶角θ2为约60度~140度即可,在特别提高聚光性的情形时为约85度~95度即可。
所谓微透镜形状是指多个凸透镜配置于膜表面的状态(参照图6)。凸透镜可具有规则性地进行配置,也可无规地进行配置。所谓具有规则性的配置,是指以最密填充的方式进行配置等。透镜形状并不特别限定于球面、非球面的任一种,其形状及大小可根据所期望的聚光性能及扩散性能而适宜选择。在图6(A)中表示具有微透镜形状的表面形状的偏光性扩散膜的俯视图;在图6(B)中表示膜的剖面图。各微透镜的透镜直径D优选为约4μm~200μm,透镜的高度h’优选为约2μm~100μm。
本发明的具有具聚光功能的表面形状的偏光性扩散膜的厚度也包括具聚光功能的表面形状的厚度,优选为20μm~650μm。
如上所述,本发明的偏光性扩散膜的表面也可具有具聚光功能的表面形状,该表面形状可为所述单轴拉伸树脂膜自身的表面形状;也可为在单轴拉伸树脂膜的表面另行配置的层的形状。另行配置的层优选为与单轴拉伸树脂膜直接接触的层;即,优选并不经由粘接层等而直接配置。
形成具聚光功能的表面形状的方法并无特别的限定,可利用惯用的方法。例如,为了使单轴拉伸树脂膜自身的表面形状成为具聚光功能的表面形状,通过如下的方式形成即可:将模具在例如树脂的玻璃化转变温度Tg以上、结晶温度Tc以下的温度条件下热压于单轴拉伸树脂膜的表面,冷却固化后将模具剥离。热压除了平板叠层压制之外,也可使用如下的方法而进行:使用了赋形辊的辊压制、双带式压制等。
而且,为了使在单轴拉伸树脂膜的表面所另行配置的层的形状成为具聚光功能的表面形状,只要在单轴拉伸树脂膜的表面重叠注入有活性能量线固化树脂的模具并使其成为密合状态;对其照射活性能量线而进行树脂固化;将模具剥离即可。活性能量线固化树脂的例子包括紫外线固化树脂、电子束固化树脂等。
也可对本发明的偏光性扩散膜的表面实施电晕处理、活性能量线照射、底涂处理等公知的易粘接处理、公知的易滑处理。另外,也可对偏光性扩散膜的表面通过公知的处理方法而实施反射防止处理、抗牛顿环处理、静电防止处理、硬涂处理。也可通过偏光性扩散膜的表面所配置的所述活性能量线固化树脂、后述的表面光扩散层而赋予静电防止性、硬涂性。
另一方面,本发明的偏光性扩散膜也可在其表面具有具光扩散功能的表面光扩散层。优选表面光扩散层具有深度(或高度)为0.1μm~50μm左右的微小凸凹。通过使用具有这种表面光扩散层的偏光性扩散膜,可隐藏或减低导光板的图案、棱镜片的眩光、条纹、由于视角所造成的亮度的急剧变化。
表面光扩散层的例子包括:1)在表面赋予有微细的凸凹形状的涂布树脂层;2)包含珠粒(beads)或填料(以下总称为“珠粒”)的涂布树脂层等。包含珠粒的涂布树脂层的例子包括:用于防止与邻接的片或膜的粘着、牛顿环的产生的背面涂层等。
构成1)在表面赋予有微细的凸凹形状的涂布树脂层(不含珠粒的涂布树脂层)的涂布树脂为透明树脂即可。这种透明树脂的例子包括:丙烯酸系树脂、硅系树脂、三聚氰胺系树脂、聚氨酯系树脂、醇酸系树脂、氟系树脂等热固化型树脂;及紫外线固化型树脂等活性能量线固化型树脂。
在表面赋予有微细的凸凹形状的涂布树脂层例如可通过如下方法而形成:在表面具有微细的凸凹形状的模具内面与偏光性扩散膜表面之间使涂布树脂固化的方法等。在此情形时,可在模具内面与偏光性扩散膜表面之间流入涂布树脂液,使其与偏光性扩散膜密合后,进行固化;也可在偏光性扩散膜的表面涂布涂布树脂液且加以干燥后,按压模具内面而使其固化。涂布树脂液的涂布方法并无特别的限制,可为棒涂法(bar coating)、反涂法(reverse coating)、凹版涂布法(gravure coating)、模涂法(die coating)及辊涂法(roll coating)等公知的涂布方法。
2)包含珠粒的涂布树脂层含有(作为粘合剂的)涂布树脂与珠粒。(作为粘合剂的)涂布树脂可使用与上述同样的树脂。珠粒由无机化合物或有机化合物所构成,优选这些化合物透明。
透明的无机化合物的例子包括二氧化硅。透明的有机化合物的例子包括PBMA(聚甲基丙烯酸丁酯)及PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等丙烯酸系树脂;聚乙烯等聚烯烃系树脂;聚酯系树脂;及聚苯乙烯系树脂等。
为了使珠粒易于分散于涂布树脂中,珠粒的表面也可进行化学改性。珠粒的粒径通常为1μm~80μm,优选为3μm~50μm。珠粒的粒径分布并无特别的限制,可为单分散也可为多分散。珠粒的种类、粒径及其粒径分布可根据所期望的扩散性能而适宜选择。
包含珠粒的涂布树脂层中的珠粒的含量可根据珠粒的粒径、表面形状、所需的透射雾度等而适宜决定,相对于包含珠粒的涂布树脂层整体而言可设为0.1重量%~80重量%左右。
包含珠粒的涂布树脂层可通过如下的方法而形成:将在涂布树脂液中分散有珠粒的粒子分散涂布液涂布于偏光性扩散膜的表面并加以干燥后,使其固化的方法等。粒子分散涂布液的涂布方法可与上述相同。
这些表面光扩散层的透射雾度可为2%~95%左右,但若透射雾度过高则表面光扩散层的全光线透射率降低,若过低则光扩散功能不足。在有必要减低导光板的图案、棱镜片的眩光、条纹及由于视角所造成的亮度的急剧变化的情形时,表面光扩散层的透射雾度优选为50%~85%左右。另一方面,在防止与邻接的片或膜的粘着、牛顿环的产生的情形时,表面光扩散层的透射雾度优选为2%~20%左右。而且,如后述那样,在有必要将以浅角度而从导光板出射的光线向正面方向扶起(准直)的情形时,表面光扩散层的透射雾度优选为40%~95%左右。
表面光扩散层的透射雾度可通过如下方式而求出:以与上述同样的方法而测定在透明PET膜上形成有表面光扩散层的样品的透射雾度。
表面光扩散层的厚度,在为不含珠粒的涂布树脂层的情形时优选为1μm~10μm左右;在包含珠粒的涂布树脂层的情形时,包含珠粒在内的厚度具体而言优选为1μm~90μm左右,更优选为3μm~50μm左右。
表面光扩散层可设于偏光性扩散膜的一面上,也可设于两面上。在将表面光扩散层设于偏光性扩散膜的两面上的情形时,在其中一个面上所设的表面光扩散层与在另一个面上所设的表面光扩散层的表面形状、透射雾度、材质也可不同。由此,在将表面光扩散层设于偏光性扩散膜的两面上的情形时,可抑制在仅设在一面上的情形时具有产生的可能性的“偏光性扩散膜翘曲”。
为了隐藏或减低导光板的图案、棱镜片的眩光、条纹、由于视角所造成的亮度的急剧变化,应提高偏光性扩散膜的光扩散功能,也可考虑提高偏光性扩散膜的内部雾度的方法。然而,若要提高偏光性扩散膜的内部雾度,则光线损失增加,或偏光变乱。对此,通过在偏光性扩散膜的表面设置如上所述的表面光扩散层,可不使透射偏光度显著降低地仅提高外部雾度。因此,具有表面光扩散层的偏光性扩散膜具有高的透射偏光度与高的透射雾度。
另外,在将具有表面光扩散层的偏光性扩散膜配设于导光板之上的情形时,可将以浅角度而从导光板出射的光线向正面方向扶起(准直)。而且,在仅将扩散片配设于导光板之上的情形时,未能向正面方向全部扶起的光线也可通过在扩散片之上进一步配设“具有表面光扩散层的偏光性扩散膜”而向正面方向扶起(准直)。由此,具有表面光扩散层的偏光性扩散膜可进一步提高液晶显示装置的正面亮度。
4.液晶显示装置
本发明的偏光性扩散膜优选作为一部件而用于液晶显示装置。具体而言,本发明的液晶显示装置至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)本发明的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板。此处,所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配设。
(A)液晶背光用面光源
液晶背光用面光源可以是将公知的光源配设于导光板侧面的侧光(端面照光)型面光源、或使公知的光源排列于扩散板下的直下型面光源等。公知的光源的例子包括:冷阴极管(CCFL)、热阴极管(HCFL)、外部电极荧光灯管(EEFL)、平面荧光灯管(FFL)、发光二极管组件(LED)、有机电致发光组件(OLED)。
(B)光学组件及/或气隙
所谓光学组件是指使来自液晶背光用面光源的光扩散的组件。所述光学组件的例子包括:涂装有含有填料或珠粒的粘合剂的扩散膜、棱镜片及微透镜片。
所谓气隙是指在液晶背光用面光源与本发明的偏光性扩散膜之间所设的空气层。该空气层成为液晶背光用面光源与偏光性反射膜之间的反射界面,且可使来自液晶背光用面光源的光扩散。气隙的例子包括形成于棱镜片的凹部的空气层。
(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板
液晶单元是包含密封在二块基板之间的液晶的装置。基板可由公知的材料构成,其例子包括玻璃板、塑料膜。偏光板也可由公知的材料构成,其例子包括使用有二色性色素的二色性偏光板。下部偏光板配置于(A)面光源侧;上部偏光板配置于显示画面侧。下部偏光板的吸收轴与上部偏光板的吸收轴互相正交。
在具有大型显示画面(例如20英寸以上)的液晶显示装置中,一般偏光板的吸收轴与显示画面的横向一致的情况居多。另一方面,在具有中小型显示画面(例如不足20英寸)的液晶显示装置中,一般以相对于显示画面的纵横而倾斜45°的方式配置偏光板的吸收轴的情况居多。
优选所述(A)~(D)的各部件以(A)、(B)、(C)、(D)的顺序进行配置。图7是表示本发明的液晶显示装置的一例的分解图。在图7中,(A)侧光型液晶背光用面光源由导光板50、反射片60、光源70构成。在图7中,显示(C)偏光性扩散膜30、珠粒涂布型扩散膜等(B)光学组件40。另外,在图7中,光学组件40也可具有多块配置的形态,也可具有不配置的形态。(D)液晶面板由液晶单元10、上部偏光板20和下部偏光板21构成。
图8是表示本发明的液晶显示装置的其它例的分解图。除了配置(A)直下型面光源、扩散板而代替(A)侧光型液晶背光用面光源以外,与图8的液晶显示装置大致同样地构成。(A)直下型面光源由排列在面内的光源70和反射片60构成。扩散板80配置于(A)直下型面光源与扩散膜、棱镜片、微透镜片等(B)光学组件40之间。另外,在图8中,光学组件40也可具有多块配置的形态,也可具有不配置的形态。
图9是说明本发明的液晶显示装置的显示机构的图。在图9中,偏光性扩散膜30以拉伸轴成为纸面水平的方式进行配置。偏光性扩散膜30具有使垂直于其拉伸轴的偏光透过,且反射与拉伸轴平行的偏光的性能。下部偏光板21以吸收轴成为纸面水平的方式进行配置。
从光源所发出的非偏光100具有:偏光P,具有平行于偏光性扩散膜30的拉伸轴的偏光方向;偏光V,具有垂直于偏光性扩散膜30的拉伸轴的偏光方向。非偏光100中所含的偏光V大多透过偏光性扩散膜30而成为偏光V101。偏光V101并未被下部偏光板21所吸收而透过,成为显示光。偏光V101的大部分在维持偏光的状态下向光线出射方向扩散,因此在较广的视角中成为显示光。
另一方面,非偏光100中所含的偏光P的一部分透过偏光性扩散膜30而扩散,成为偏光P102。偏光P102被下部偏光板21所吸收。而且,非偏光100中所含的偏光P的剩余的大多被反射,被反射的光大多成为偏光P103。
偏光P103进一步被光学组件、反射片(均未图示)所反射,同时偏光被解消而成为反射光104。反射光104被再利用为非偏光100。本发明的液晶显示装置由于这种机构而可以对光进行再利用,因此可以在扩大视角的同时提高亮度。
在图9所示的装置中,优选以偏光性扩散膜30的反射轴(在由单轴拉伸而制成的情形时为拉伸轴)与下部偏光板21的吸收轴大致平行的方式设置该偏光性扩散膜30。其原因在于:可增大显示光的量,且提高光的利用效率。
在本发明的液晶显示装置中,优选(C)偏光性扩散膜与所述(D)液晶面板邻接而进行配置。若为这种构成,则可不需要在先前的液晶显示装置中配置于(B)与(D)之间的“上扩散膜”等。即,本发明的液晶用显示装置具有具优异偏光扩散性的(C)偏光性扩散膜,因此即使不具有上扩散膜等部件,亮度不均也少,且亮度也得到提高。
当然,在(C)偏光性扩散膜与(D)液晶面板之间也可配置其它膜,在此情形时,该其它膜优选为并不怎么使从(C)偏光性扩散膜透过的偏光V变乱、反射、或吸收的膜。其它膜为“以双轴拉伸PET膜为基材的光学膜”的情形时,有必要以双轴拉伸PET膜的取向轴(滞相轴)垂直或平行于(C)偏光性扩散膜的拉伸轴的方式进行配置。
(C)偏光性扩散膜存在如下的情形:在二个面的结晶化状态不同,具体而言二个面附近的海岛结构不同。在此情形时,根据液晶背光的构成,偏光性扩散膜的二个面中海岛结构的密度高的面存在如下的情形:优选以成为(A)液晶背光用面光源侧的方式进行配置;优选以成为(A)液晶背光用面光源侧的相反侧的方式进行配置。如上所述,通过适宜选择(C)偏光性扩散膜的配置形态,可提高后述的液晶显示装置的正面相对亮度及积分相对亮度。
偏光性扩散膜的二个面中“海岛结构的密度高的面”通常多数情况为在偏光性扩散膜的制造过程中与加热辊相接的面。认为其原因在于:与加热辊相接的面(加热辊面)上,与不与加热辊相接的面(空气面)相比而言膜的表面温度更易变高,且容易进行结晶性树脂片的结晶化。
偏光性扩散膜的二个面中“海岛结构的密度高的面”可通过对偏光性扩散膜的剖面进行TEM观察的方法而确定。即,准备在偏光性扩散膜的垂直于拉伸方向的方向进行切割而成的试样片。其次,对试样片中的其中一个膜面附近的剖面进行TEM观察。同样地,对试样片中另一个膜面附近的剖面进行TEM观察。然后,将所观察的海岛结构为高密度的膜面确定为“海岛结构的密度高的面”。
而且,“海岛结构的密度高的面”也可为使偏光性扩散膜的二个面中的各个面朝向测定光的入射面侧而测定透射偏光度或反射偏光度的情形时,所测定的透射偏光度或反射偏光度高的面。
“所测定的透射偏光度或反射偏光度高的面”具体可通过以下的方法而确定。即,在将偏光性扩散膜设置于分光光度计的样品设置部时,以使偏光性扩散膜的其中一个面成为测定光入射面的方式进行配置,测定偏光性扩散膜的光学特性。同样地,以使偏光性扩散膜的另一个面成为测定光入射面的方式进行配置,测定偏光性扩散膜的光学特性。然后,将所得的透射偏光度或反射偏光度高的膜面确定为“透射偏光度或反射偏光度高的面”。
优选本发明的液晶显示装置的“正面相对亮度”适度地高。具体而言,在将从本发明的液晶显示装置中除去偏光性扩散膜而得到的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100时,本发明的包含偏光性扩散膜的液晶显示装置的正面亮度相对于参照用液晶显示装置的正面亮度优选为100~140。将所述将参照用液晶显示装置的正面亮度设为100时的本发明的包含偏光性扩散膜的液晶显示装置的正面亮度称为“正面相对亮度”。
液晶显示装置的正面相对亮度可通过以下的方式而求出。
1)具有(B)具聚光性的片(聚光性片)的液晶显示装置的情形
1-1)准备依次包含有(A)液晶背光用面光源、(B)聚光性片、(C)偏光反射片或上扩散膜、及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板的液晶显示装置。(B)聚光性片例如为棱镜片、微透镜片等。
1-2)将在所述1-1)的液晶显示装置中移去了(C)偏光反射片或上扩散膜的装置作为参照用液晶显示装置。而且,测定参照用液晶显示装置的正面亮度。
1-3)另一方面,将在所述1-1)的液晶显示装置中配置有(C)本发明的偏光性扩散膜而取代(C)偏光反射片或上扩散膜的装置作为评价用液晶显示装置。而且,测定评价用液晶显示装置的正面亮度。
1-4)将所述1-2)中所得的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100时的所述1-3)中所得的评价用液晶显示装置的正面亮度作为“正面相对亮度”。
2)不具(B)聚光性片的液晶显示装置的情形
2-1)准备依次包含有(A)液晶背光用面光源、(B’)至少一个以上具有光扩散性的片(光扩散性片)、及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板的液晶显示装置(然而,该液晶显示装置中不含(B)聚光性片)。
2-2)将所述2-1)的液晶显示装置直接作为参照用液晶显示装置;或者将在所述2-1)的液晶显示装置中,将(B’)光扩散性片之中的最靠近(D)液晶面板的扩散性片仅仅移去一个而成的装置作为参照用液晶显示装置。而且,测定参照用液晶显示装置的正面亮度。
2-3)另一方面,将在所述2-1)的液晶显示装置中,在(B’)光扩散性片与(D)液晶面板之间配置有(C)本发明的偏光性扩散膜而成的装置作为评价用液晶显示装置。而且,测定评价用液晶显示装置的正面亮度。
2-4)将所述2-2)中所得的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100时的所述2-3)中所得的评价用液晶显示装置的正面亮度作为“正面相对亮度”。
即,“正面相对亮度”是表示液晶显示装置通过包含“(C)本发明的偏光性扩散膜”而何种程度提高正面亮度。
为了提高液晶显示装置的“正面相对亮度”,一般而言可列举使用具有聚光性的片(聚光性片)的方法。聚光性片如上所述可以是棱镜片(3M公司制造的BEF等)及微透镜片等。为了有效地提高液晶显示装置的正面相对亮度,优选使至少一个以上(B)光学组件的表面成为具聚光性的表面形状。具聚光性的表面形状可以是选自一维棱镜、二维棱镜及微透镜所构成的组中的1种以上。以下,将包含具有这种表面形状的光学组件的(B)光学组件称为“(B)具聚光性的光学组件”。
另一方面,若液晶显示装置的正面相对亮度高,则变得易于使在倾斜方向所出射的偏光向正面方向聚集,因此倾斜方向的亮度变得容易降低。若倾斜方向的亮度降低,则视角变窄。因此,本发明的液晶显示装置的倾斜30°亮度比优选为1.40~1.73。根据液晶显示装置的构成,倾斜30°亮度比也有时成为1.45~1.73。
“倾斜30°亮度比”与液晶显示装置的视角相关,其数值越低,则表示可从倾斜方向所辨认或测定的亮度越高,视角越广。倾斜30°亮度比可依据TCO’03Displays(Flat Panel Displays ver.3.063页~66页)的标准而测定。
根据液晶显示装置的标准(TCO Displays 5.0),要求倾斜30°亮度比为1.73以下。在其它的标准(TCO’03Displays)中,要求倾斜30°亮度比为1.70以下。
为了提高液晶显示装置的“倾斜30°亮度比”,可列举使用光扩散性高的片(光扩散性片)的方法。然而,包含光扩散性片的液晶显示装置一般情况下正面相对亮度低。即,即使将聚光性片与光扩散性片加以组合,也不容易使“倾斜30°亮度比”与“正面相对亮度”高度地平衡。通过使用特定的偏光反射片(3M公司制造的DBEF等),虽然也可提高液晶显示装置的正面相对亮度,且减低倾斜30°亮度比,但成本变高。
因此,为了使“倾斜30°亮度比”与“正面相对亮度”高度地平衡,优选使用具有高的透射偏光度与适度的透射雾度的(C)本发明的偏光性扩散膜。所谓具有高的透射偏光度与适度的透射雾度的(C)本发明的偏光性扩散膜,优选为上述的透射偏光度/透射雾度被调整为1.6以上的(C)本发明的偏光性扩散膜。即,所述(C)本发明的偏光性扩散膜由于其高的透射偏光度,可以不使正面亮度降低,由于其适度的透射雾度而可提高倾斜方向的亮度(使倾斜30°亮度比降低)。其结果,可使“倾斜30°亮度比”与“正面相对亮度”高度地平衡。
而且,进一步优选将所述(C)本发明的偏光性扩散膜与(B)具聚光性的光学组件加以组合。即,(B)具聚光性的光学组件聚光而提高正面亮度,另一方面使倾斜方向的亮度降低。若倾斜方向的亮度降低,则倾斜30°亮度比变高(视角变窄)。因此,通过进一步组合具有高的透射偏光度与适度的透射雾度的(C)本发明的偏光性扩散膜,由于其高的透射偏光度,可以不使由(B)具聚光性的光学组件提高的正面亮度降低地提高倾斜方向的亮度(使倾斜30°亮度比降低)。
优选这种具有(B)具聚光性的光学组件、(C)本发明的偏光性扩散膜的本发明的液晶显示装置的正面相对亮度为100~110,且倾斜30°亮度比为1.40~1.73。
在本发明的液晶显示装置中,优选(B)具聚光性的光学组件与(C)偏光性扩散膜邻接而配置。其原因在于:若在(B)具聚光性的光学组件与(C)偏光性扩散膜之间配置“扩散性高的光学组件”,则由于(B)具聚光性的光学组件而聚光的光会扩散,从而失去配置(B)具聚光性的光学组件的意义。
由此,包含(B)具聚光性的光学组件、(C)光学特性得到调整的本发明的偏光性扩散膜的液晶显示装置的正面相对亮度高,且倾斜30°亮度比也低。因此,可提供能够以更广的视场观看清晰图像的液晶显示装置。
如上所述,在(C)偏光性扩散膜的表面形成有一维棱镜的情形时,优选该棱镜的脊线与单轴拉伸树脂膜的拉伸方向平行或垂直地配置。另一方面,与单轴拉伸树脂膜的拉伸方向平行地配置着的下侧偏光板的吸收轴,多数情况下与如上所述一般具有大型显示画面(例如20英寸以上)的液晶显示装置(例如液晶电视)的显示画面的纵向平行地配置。
在一维棱镜的脊线与拉伸树脂膜的拉伸方向垂直地配置的情形时,多数情况下与显示画面的横向平行。若一维棱镜的脊线与显示画面的横向平行,则倾斜横向的亮度(在显示画面的横向中的倾斜方向的亮度)的降低变少。
在相对于显示画面的纵横而倾斜45°地配置偏光板的吸收轴的情形时,与其使本发明的偏光性扩散膜的表面成为一维棱镜相比而言,不如优选使其成为微透镜形状。
而且,一般情况下偏光板具有用于保护其表面的膜。然而,在本发明的液晶显示装置中,可使(C)偏光性扩散膜具有作为构成液晶面板、配置于光源侧的偏光板(下部偏光板)的保护膜的作用。即,本发明的(C)偏光性扩散膜也可与偏光板一体化而成为“具有偏光性扩散功能的偏光板”。通常情况下,偏光板的偏光组件由单轴拉伸而进行制造,其拉伸方向成为吸收轴。因此,若由卷至卷(roll to roll)方式而将(C)通过纵单轴辊拉伸而制造的偏光性扩散膜与偏光组件贴合,则可容易地制造“具有偏光性扩散功能的偏光板”。
由以上可知,若使用本发明的(C)偏光性扩散膜,则可省略作为先前液晶显示装置的构成部件而使用的部件。省略了部件的液晶用显示装置具有低成本且薄型的优点。
先前的液晶显示装置为了达成提高亮度、减低亮度不均、提高视角的任一种或者这些的全部而在(A)与(D)之间包含如下的部件。
1块或多块扩散膜;1块或多块扩散膜、1块或多块棱镜片;或者1块或多块扩散膜、1块或多块棱镜片、1块上扩散膜。
而且,先前的液晶显示装置也存在具有微透镜膜而代替扩散膜的情形,也存在具有与(D)邻接的偏光反射膜(住友3M公司制造的DBEF等)而代替扩散膜的情形。
另一方面,本发明的液晶显示装置具有具优异的偏光扩散性的膜,因此成为即使不具有棱镜片、上扩散膜、DBEF等部件,也亮度高并且视角广、亮度不均少的液晶用显示装置。并且为低成本的装置。
实施例
以下,参照实施例对本发明加以更详细的说明。本发明的范围并不限定于这些实施例而进行解释。
1.微结构的研究
(实施例1)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=32的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(均聚物、DEG含量:1.65摩尔%±0.02摩尔%标准范围内)的颗粒进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为265℃。所得的浇铸片的厚度为600μm。
通过吉尔烘箱以120℃的温度对所得的浇铸片进行3.7分钟的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片。
将该坯料裁断为90mm×90mm的大小,用夹具夹住4个边,安放于高分子膜双轴拉伸装置(岩本制作所公司制造的BIX-703型)上。夹具间隔的纵、横均为70mm。将坯料的MD方向作为拉伸方向。对所安放的膜进行预热。将预热温度(T2)设为117℃,将加热时间设为1.5分钟。其后,以24mm/秒的拉伸速度单轴拉伸为5倍的拉伸倍率,获得偏光性扩散膜。可将垂直于膜的拉伸方向的端加以固定而进行拉伸,即进行所谓的横向固定拉伸。所得的偏光性扩散膜的厚度为133μm。
(实施例2~6)
以表1所示的方式设定雾度升高结晶化的加热时间与预热温度(T2),除此以外与实施例1同样地进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(实施例7~8)
将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的颗粒替换为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(均聚物、DEG含量:1.30摩尔%±0.10摩尔%标准范围内)的颗粒,另外将T模的挤出温度设为273℃,除此以外与实施例1同样地进行而获得浇铸片。其次,以表2所示的方式变更加热时间与预热温度(T2),除此以外与实施例1同样地进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(实施例9)
以表2所示的方式变更雾度升高结晶化的加热时间与预热温度(T2),除此以外与实施例7同样地进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(实施例10)
以表2所示的方式变更雾度升高结晶化的加热时间与预热温度(T2),除此以外与实施例1同样地进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(实施例11)
将实施例1的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的颗粒替换为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(均聚物、乙烯-不饱和羧酸共聚物含量:0.1重量%以下、DEG含量:1.3摩尔%±0.1摩尔%)的颗粒,另外将T模的挤出温度设为278℃,除此以外与实施例1同样地进行而获得浇铸片。以表2中所示的条件对该浇铸片进行加热,除此以外与实施例1同样地进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(实施例12)
将实施例1的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂替换为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(共聚单体成分:间苯二甲酸0.5摩尔%、环己烷二甲醇0.4摩尔%、二乙二醇1.2摩尔%),除此以外与实施例1同样地进行而获得偏光性扩散膜。
分别对实施例1~实施例12中所得的偏光性扩散膜的全光线透射率(Ttotal);透射偏光度及膜厚为100μm时的透射偏光度;透射雾度;全光线反射率(Rtotal);反射偏光度;漫反射率;及膜厚为100μm时的漫反射率进行测定。而且,对各实施例中的雾度升高结晶化后预热前的“拉伸前的结晶片”的透射雾度也进行测定。这些测定使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4100、积分球附属装置而进行。
另外,在实施例2、实施例8、实施例10~实施例12中,对垂直于拉伸方向的切割面进行TEM观察。用超薄切片机的钻石刀,对单轴拉伸树脂膜在垂直于其拉伸方向且平行于膜的厚度方向上进行切割,获得厚度为0.1μm的薄切片试样。用透射电子显微镜装置对所得的薄切片试样的切割面进行摄像,获得TEM像(端视图的像)。透射电子显微镜装置使用日立高新技术公司制造的H-7650。观察倍率为20000倍;观察视场范围为77μm2(7μm×11μm)。
通过图像解析软件(WayneRasband制作的ImageJ 1.32S)对所得的TEM像进行二值化。根据所得的二值化图像,求出单位摄像面积(77μm2)的明部的个数、明部的平均粒径及明部的面积率。
分别将实施例1~实施例6的评价结果汇总于表1中,将实施例7~实施例12的评价结果汇总于表2中。而且,将实施例2的TEM像示于所述图1A中,将其二值化图像示于所述图1B中;将实施例8的TEM像示于图10A中,将其二值化图像示于图10B中;将实施例10的TEM像示于图11A中,将其二值化图像示于图11B中;将实施例11的TEM像示于图12A中,将其二值化图像示于图12B中;将实施例12的TEM像示于图13A中,将其二值化图像示于图13B中。
表1
表2
可知实施例1~实施例11的偏光性扩散膜具有较实施例12的偏光性扩散膜更高的透射偏光度、反射偏光度及全光线反射率。
而且,根据图1A、图10A~图13A的TEM像的比较可知:实施例2、实施例8及实施例10~实施例11的偏光性扩散膜也较实施例12的偏光性扩散膜更高密度地形成有微小尺寸的岛部。如上所述,在实施例1~实施例11的偏光性扩散膜中,岛状的明部与暗部的界面量较先前更多,因此可认为获得了高的透射偏光度或反射偏光度及全光线反射率。
其中,在实施例8及实施例11的偏光性扩散膜中,虽然在TEM像中的明部的平均粒径乍一看较小,但通过粒子解析所算出的平均粒径表现出大一些。认为这是因为微小的岛状的明部细长且连接的部分多,因此每个明部的粒径大,且算出的个数少(参照图10A及图12A)。
(实施例13)
准备聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂:三井化学株式会社制造的J005(均聚物、DEG含量:1.65摩尔%±0.02摩尔%标准范围内)的颗粒。将该聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的颗粒在除湿干燥机(日水加工株式会社制造的ADH750CL)中以150℃的温度进行4小时的热处理。
如图3所示,利用具有全螺纹螺杆的L/D=32的单轴挤出机以表3中所示的条件进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。所得的浇铸片的厚度为591μm。
利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行22秒的加热,获得拉伸前的结晶片。
将该坯料裁断为90mm×90mm的大小,用夹具夹住4个边,安放于高分子膜双轴拉伸装置(岩本制作所公司制造的BIX-703型)上。夹具间隔的纵、横均为70mm。将坯料的MD方向作为拉伸方向。对所安放的膜进行预热。将预热温度(T2)设为115℃,将加热时间设为1.5分钟。其后,以24mm/秒的拉伸速度单轴拉伸为5倍的拉伸倍率,获得偏光性扩散膜。可将垂直于膜的拉伸方向的端加以固定而进行拉伸,即进行所谓的横向固定拉伸。所得的偏光性扩散膜的厚度为111μm。
(实施例14)
准备聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂:三井化学株式会社制造的J125(均聚物、DEG含量:1.30摩尔%±0.10摩尔%标准范围内)的颗粒代替聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(J005三井化学株式会社制造)的颗粒。将该聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的颗粒在除湿干燥机(日水加工株式会社制造的ADH750CL)中以150℃的温度进行4小时的热处理。
其次,以表3所示的方式变更挤出条件及结晶化条件,除此以外与实施例13同样地进行而获得拉伸前的结晶片。
然后,以表3所示的方式变更预热温度(T2),除此以外与实施例13同样地进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(比较例1)
以表3所示的方式变更挤出条件及结晶化条件,除此以外与实施例13同样地进行而获得拉伸前的结晶片。
另外,对拉伸温度进行微调,除此以外与实施例13同样地对拉伸前的结晶片进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
(比较例2)
以表3所示的方式变更挤出条件及结晶化条件,除此以外与实施例14同样地进行而获得拉伸前的结晶片。
另外,对拉伸温度进行微调,除此以外与实施例14同样地对拉伸前的结晶片进行单轴拉伸,获得偏光性扩散膜。
分别对实施例13~实施例14及比较例1~比较例2中所得的偏光性扩散膜的全光线透射率(Ttotal);透射偏光度及膜厚为100μm时的透射偏光度;及透射雾度进行测定。而且,对各实施例及比较例中的雾度升高结晶化后预热前的“拉伸前的结晶片”的透射雾度、漫反射光的色相b﹡、厚度标准化后的色相b﹡@1000μm及散射比D2/D1进行测定。通过对全光线透射率Ttotal、平行光线透射率Tpara及漫反射率Rd进行测定而求出漫反射光的色相b﹡。这些测定使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4100、积分球附属装置而进行。
将实施例13~实施例14及比较例1~比较例2的测定结果汇总于表3。
表3
在实施例13~实施例14中,可知所得的结晶片的色相b﹡低,且具有蓝色。而且可知结晶片的散射比D2/D1也大至1.5以上,波长依赖性低的小粒子散射的比例多。根据这些现象,暗示着在实施例13~实施例14中所得的结晶片中高密度地形成有微小的结晶部。而且可知由实施例13~实施例14而得到的偏光性扩散膜表现出35%以上的高的透射偏光度@100μm。
相对于此,在比较例1~比较例2中,可知所得的结晶片的色相b﹡高,且并无蓝色。而且可知结晶片的散射比D2/D1不足1.5,波长依赖性低的小粒子散射的比例少。根据这些现象可知:在比较例1~比较例2中所得的结晶片中并未高密度地形成微小的结晶部,所得的偏光性扩散膜的透射偏光度也低。
2.成核剂的研究
(实施例15)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=32的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂A(均聚物、DEG含量:1.65摩尔%±0.02摩尔%标准范围内)的颗粒、相对于该聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂A为0.175重量%的成核剂(磺酰胺化合物的钠盐、熔点360℃~370℃)进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为285℃。所得的浇铸片的厚度为670μm。
利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行25秒的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片。
将该坯料裁断为90mm×90mm的大小,用夹具夹住4个边,安放于高分子膜双轴拉伸装置(岩本制作所公司制造的BIX-703型)上。夹具间隔的纵、横均为70mm。将坯料的MD方向作为拉伸方向。对所安放的膜进行预热。将预热温度(T2)设为115℃,将加热时间设为1.5分钟。其后,以24mm/秒的拉伸速度单轴拉伸为5倍的拉伸倍率,获得偏光性扩散膜。可将垂直于膜的拉伸方向的端加以固定而进行拉伸,即进行所谓的横向固定拉伸。所得的偏光性扩散膜的厚度为141μm。
(实施例16~实施例17)
以表4所示的方式变更成核剂的添加量,除此以外与实施例15大致同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(实施例18~实施例19)
分别将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂A的颗粒变更为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂B(均聚物、DEG含量:1.30摩尔%±0.10摩尔%标准范围内)的颗粒;将成核剂的添加量变更为表4中所示的值,除此以外与实施例15大致同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(实施例20)
(比较例3)
未添加成核剂,以表4所示的方式变更加热时间,除此以外与实施例15同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(比较例4)
未添加成核剂,以表4所示的方式变更加热时间,除此以外与实施例18同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(实施例21)
未添加成核剂,以表5所示的方式变更加热时间,除此以外与实施例20同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(实施例22)
使用0.2重量%的2,2’-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)磷酸钠(ADEKA株式会社制造的NA11)代替磺酰胺化合物的钠盐(熔点为360℃~370℃)作为成核剂,对加热时间进行微调,除此以外与实施例20同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(实施例23)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=32的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯(均聚物、DEG含量:1.65摩尔%±0.02摩尔%标准范围内)的颗粒100质量份、作为成核剂的褐煤酸钠(Clariant Japan株式会社制造)0.1质量份进行熔融混炼,然后使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为285℃。所得的浇铸片的厚度为617μm。
利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行54秒的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片(坯料)。
将所得的坯料裁断为90mm×90mm的大小,用夹具夹住4个边,安放于高分子膜双轴拉伸装置(岩本制作所公司制造、BIX-703型)上。夹具间隔的纵、横均为70mm。将坯料的MD方向作为拉伸方向。对所安放的膜进行预热。将预热温度(T2)设为115℃,将加热时间设为1.5分钟。其后,以24mm/秒的拉伸速度单轴拉伸为5倍的拉伸倍率,获得偏光性扩散膜。可将垂直于膜的拉伸方向的端加以固定而进行拉伸,即进行所谓的横向固定拉伸。所得的偏光性扩散膜的厚度为124μm。
(实施例24~实施例28)
设为表6中所示的原材料的组成、(1)结晶化的条件及(2)拉伸的条件,除此以外与所述实施例23同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(比较例5~比较例6)
设为表6中所示的原材料的组成、(1)结晶化的条件及(2)拉伸的条件,除此以外与所述实施例23同样地进行而获得偏光性扩散膜。
分别对各实施例及比较例中所得的偏光性扩散膜的全光线透射率(Ttotal);透射偏光度及膜厚为100μm时的透射偏光度;及透射雾度进行测定。而且,也对各实施例及比较例中的雾度升高结晶化后预热前的“拉伸前的结晶片”的透射雾度进行测定。这些测定使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4100、积分球附属装置而进行。
分别将实施例15~实施例19及比较例3~比较例4的评价结果汇总于表4中,将实施例20~实施例22的评价结果汇总于表5中,将实施例23~实施例28及比较例5~比较例6的评价结果汇总于表6中。
表4
表5
表6
如表4及表5所示,可知:添加有磺酰胺化合物的金属盐作为成核剂的实施例15~实施例20的膜,与并未添加成核剂的比较例3~比较例4及实施例21的膜以及含有其它成核剂的实施例22的膜相比而言,可以并不使最终所得的膜的光学特性(特别是透射偏光度)降低地在短时间内表现出规定的雾度,且制造效率高。
另外,根据实施例15~实施例17可知:若成核剂的添加量变大,则结晶速度也变大,且制造效率进一步提高。
如表6所示,可知:添加褐煤酸钠或苯甲酸钠作为成核剂的实施例23~实施例28的偏光性扩散膜,与未添加成核剂的比较例5及比较例6的偏光性扩散膜相比而言具有更优异的光学特性。而且可知:在实施例23~实施例28中,可以并不使最终所得的偏光性扩散膜的光学特性(特别是透射偏光度)降低地在短时间内表现出规定的雾度,且制造效率高。
另外,根据实施例23~实施例26可知:随着成核剂的添加量变多,结晶速度也变大,且制造效率进一步提高。
3.液晶显示装置的正面相对亮度、积分相对亮度及倾斜30°亮度的研究
(实施例29)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=28.5的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯(三井化学公司制造、J125JZD)的树脂颗粒进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为270℃。所得的浇铸片的厚度为800μm。利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行40秒的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片。
在所得的结晶片的表面涂布硅油(信越化学工业株式会社制造、二甲基硅油KF-96)而消除外部雾度,由日本电色工业公司制造的浊度计NDH2000而测定透射雾度。
将所述结晶片导至拉幅拉伸机,以5.0倍的拉伸倍率在结晶化坯料的TD方向上进行拉伸,获得厚度约206μm的偏光性扩散膜。
(实施例30)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=32的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯(三井化学公司制造、J005)的树脂颗粒进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为270℃。所得的浇铸片的厚度为800μm。利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行40秒的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片。
在所得的结晶片的表面涂布硅油(信越化学工业株式会社制造、二甲基硅油KF-96)而消除外部雾度,由日本电色工业公司制造的浊度计NDH2000而测定透射雾度。
将所述结晶片导至拉幅拉伸机,以5.0倍的拉伸倍率在结晶化坯料的TD方向上进行拉伸,获得厚度约178μm的偏光性扩散膜。
(实施例31)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=28的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯(三井化学公司制造、J005)的树脂颗粒进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为270℃。所得的浇铸片的厚度为800μm。利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行50秒的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片。
在所得的结晶片的表面涂布硅油(信越化学工业株式会社制造、二甲基硅油KF-96)而消除外部雾度,由日本电色工业公司制造的浊度计NDH2000测定透射雾度。
将所述结晶片导至拉幅拉伸机,以5.0倍的拉伸倍率在结晶化坯料的TD方向上进行拉伸,获得厚度约186μm的偏光性扩散膜。
(实施例32)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=28的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯(三井化学公司制造、J005)的树脂颗粒进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为270℃。所得的浇铸片的厚度为800μm。利用加热辊在120℃的温度下对所得的浇铸片进行50秒的加热(雾度升高结晶化),获得拉伸前的结晶片。
在所得的结晶片的表面涂布硅油(信越化学工业株式会社制造、二甲基硅油KF-96)而消除外部雾度,由日本电色工业公司制造的浊度计NDH2000测定透射雾度。
将所述结晶片导至拉幅拉伸机,以5.0倍的拉伸倍率在结晶化坯料的TD方向上进行拉伸,获得厚度约213μm的偏光性扩散膜。
(比较例7)
使用上扩散膜(TSUJIDEN Co.,Ltd.制造、D117VGZ、透射雾度为48%、厚度为214μm)代替偏光性扩散膜。
(比较例8)
不使用偏光性扩散膜也不使用偏光反射片。
与上述同样地对实施例29~实施例32中所得的偏光性扩散膜以及比较例7中所准备的上扩散膜的全光线透射率、透射雾度、及透射偏光度进行测定。而且,通过以下的<亮度的评价方法>对具有实施例29~实施例32中所得的偏光性扩散膜、比较例7中所准备的上扩散膜的液晶显示装置以及参照用的比较例8的液晶显示装置的正面相对亮度、积分相对亮度及倾斜30°亮度比进行测定。将它们的结果示于表7中。
<亮度的评价方法>
首先,准备18.5广角型液晶显示装置(LG Display Co.,Ltd制造、型号:LM185WH1-TLA1、TN方式TFT)。在该液晶显示装置的背光模块(unit)(冷阴极管上下水平1个灯(共计2个灯)侧光型)的导光板主表面与液晶面板之间,从导光板侧起依次配置有珠粒涂布型扩散片(透射雾度为85%)、棱镜片(脊线为水平方向、间距为50μm)及偏光反射片(3M公司制造的DBEF-D)。准备将该液晶显示装置的构成以如下方式进行变更而成的装置。
参照用液晶显示装置的准备
准备具有在所述18.5广角型液晶显示装置中移去了偏光反射片的构成的液晶显示装置,作为参照用液晶显示装置(比较例8)。
评价用液晶显示装置的准备
准备在所述18.5广角型液晶显示装置中配置有相同片尺寸的实施例29~实施例32的偏光性扩散膜或比较例7的上扩散膜取代偏光反射片的液晶显示装置,作为评价用液晶显示装置。以偏光性扩散膜的拉伸轴(反射轴)与液晶面板的下部偏光板的吸收轴大致平行的方式配置该偏光性扩散膜。
1)正面相对亮度的测定
1-1)使参照用液晶显示装置的显示面垂直于水平面,设置于色彩亮度计的θ平台。将液晶显示装置的显示面的法线方向与色彩亮度计的测定轴一致时的测定轴设定为0°。然后,通过色彩亮度计(TOPCON TECHNOHOUSE公司制造的BM-7)测定液晶显示装置的显示面中央部的正面亮度(在测定轴为0°时的亮度)。
1-2)另一方面,与所述1-1)同样地测定评价用液晶显示装置的正面亮度。
1-3)算出所述1-1)中所得的参照用液晶显示装置的正面亮度为100时的、所述1-2)中所得的评价用液晶显示装置的正面亮度的相对值而作为“正面相对亮度”。
2)积分相对亮度的测定
2-1)一边使参照用液晶显示装置的显示面在画面横向(水平方向)在-85°~+85°的范围内旋转,一边通过色彩亮度计每隔5°对液晶显示装置的显示面中央部的亮度进行测定。将测定亮度时的视角(在各角度的测定范围)设为0.1°。而且,将在-85°~+85°的范围内每隔5°而测定的亮度进行累计而得到的数值作为“积分亮度”。
2-2)另一方面,与所述2-1)同样地测定评价用液晶显示装置的积分亮度。
2-3)算出所述2-1)中所得的参照用液晶显示装置的积分亮度作为100时的、所述2-2)中所得的评价用液晶显示装置的积分亮度的相对值作为“倾斜相对亮度(积分相对亮度)”。
3)倾斜30°亮度比的测定(TCO’03Displays中所规定的水平方向的角度依赖性的评价)
依据TCO’03Displays(Flat Panel Displays ver.3.0P.63~66)的标准,通过色彩亮度计对液晶显示装置(参照用液晶显示装置及评价用液晶显示装置)的显示面的法线方向相对于色彩亮度计的测定轴(0°)而倾斜30°时的、显示面左右的规定部位的亮度进行测定。由此对液晶显示装置的水平方向的角度依赖性进行评价。
图14A及图14B是说明“TCO’03Displays Flat Panel Displays Ver.3.02005-10-9”中所记载的倾斜30°亮度比的测定方法的图。具体而言,如图14A所示,在与液晶显示装置110的显示面对向的位置放置色彩亮度计112(TOPCON TECHNOHOUSE公司制造的BM-7)。其次,使所述液晶显示装置110的显示面的法线方向相对于色彩亮度计112的测定轴而在水平面内倾斜30°。此时,使液晶显示装置的显示面中央部与色彩亮度计的距离成为液晶显示装置的对角尺寸×1.5(其中,使液晶显示装置的显示面中央部与色彩亮度计的距离为500mm以上)。另外,在上述18.5广角型液晶显示装置(对角18.5广角型的尺寸)的情形时,液晶显示装置的显示面与色彩亮度计的距离为705mm。
而且,如图14B所示,在将液晶显示装置110的显示面的画面横向(水平方向)的宽度设为W时,将成为测定点的“左侧规定位置”设为距显示面的横向的左端W/10、且显示面的垂直于画面横向的方向(画面纵向)的中央的位置(将画面纵向的长度设为H时,距上端或下端H/2的位置)。同样地,将“右侧规定位置”设为距显示面的画面横向的右端W/10、且显示面的画面纵向的中央的位置(距上端或下端H/2的位置)。而且,将以这些“左侧规定位置”及“右侧规定位置”(也总称为“左右规定位置”)为中心、以纵40mm×横40mm的四角形所围的各区域的亮度设定为最大亮度(256灰度显示的情形时,R(红)G(绿)B(蓝)均为255);将所述四角形周围的背景的亮度设定为最大亮度的8成的亮度(RGB均为204)。
将对液晶显示装置的显示面的左侧规定位置进行测定所得的亮度设为PL,将对右侧规定位置进行测定所得的亮度设为PR时,求出最大值(PL、PR)/最小值(PL、PR)作为倾斜30°亮度比。所谓最大值(PL、PR)是表示PL、PR中较高的值,所谓最小值(PL、PR)是表示PL、PR中较低的值。而且,如图14A所示,测定以从色彩亮度计112观看时所述液晶显示装置110的显示面的左侧成为内部(变远)的方式进行倾斜时的(+)30°倾斜亮度比。同样地,测定以从色彩亮度计112观看时所述液晶显示装置110的显示面的右侧成为内部(变远)的方式进行倾斜时的(-)30°倾斜亮度比。将所得的(+)30°倾斜亮度比与(-)30°倾斜亮度比的平均值作为“倾斜30°亮度比”。
表7
如表7所示,可知:包含透射偏光度/透射雾度为1.6以上的实施例29~实施例32的偏光性扩散膜的液晶显示装置的正面相对亮度及积分相对亮度均为100以上,较包含比较例7及比较例8的偏光性扩散膜的液晶显示装置的正面相对亮度及积分相对亮度更高。而且可知:包含实施例29~实施例32的偏光性扩散膜的液晶显示装置的倾斜30°亮度比,较包含比较例7的上扩散膜的液晶显示装置的倾斜30°亮度比更低,且倾斜30°亮度比与正面相对亮度的平衡优异。
4.偏光性扩散膜的安装面的研究
(实施例33)
准备聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂:三井化学株式会社制造的J005(均聚物、DEG含量:1.65摩尔%±0.02摩尔%标准范围内)的颗粒。利用除湿干燥机(日水加工株式会社制造的ADH750CL)在150℃的温度下对该聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的颗粒进行4小时的热处理。其后,利用具有全螺纹螺杆的L/D=28的单轴挤出机在272℃下进行熔融混炼后,使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。
利用加热辊在119℃下对所得的浇铸片进行49秒的加热,获得拉伸前的结晶片。
将所述结晶片导至拉幅拉伸机,以5.0倍的拉伸倍率在结晶化坯料的TD方向上进行拉伸,获得厚度约176μm的偏光性扩散膜。
分别对所得的偏光性扩散膜的全光线透射率(Ttotal);透射偏光度及膜厚为100μm时的透射偏光度;透射雾度;全光线反射率(Rtotal);反射偏光度进行测定。这些测定使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4100、积分球附属装置而进行。
这些测定是改变与分光光度计对向的偏光性扩散膜的面而分别进行的。即,偏光性扩散膜的面包括:在其制造过程中与加热辊相接触的一侧的面(加热辊面)、并不与加热辊相接触的一侧的面(空气面)。分别对1)将与分光光度计对向的面作为偏光性扩散膜的加热辊面的情形、2)将与分光光度计对向的面作为偏光性扩散膜的空气面的情形进行测定。将它们的结果示于表8中。
而且,对以与实施例33相同条件而制作的偏光性扩散膜的与拉伸方向垂直的方向上进行切割而得到的剖面(端视图)进行TEM观察。将加热辊面附近的剖面的TEM图像(端视图)示于图15A,将空气面附近的剖面的TEM图像(端视图)示于图15B。
另外,对于使用所得的偏光性扩散膜的液晶显示装置的正面相对亮度与积分相对亮度,与上述<亮度的评价方法>同样地进行测定。即,准备18.5广角型液晶显示装置(LG Display Co.,Ltd公司制造、型号:LM185WH1-TLA1、TN方式TFT)。而且,准备将该液晶显示装置的构成以如下的方式进行变更而成的装置。
1)有棱镜片的情形
参照用液晶显示装置的准备
准备具有在所述18.5广角型液晶显示装置中移去了偏光反射片的构成的液晶显示装置,作为参照用液晶显示装置。
评价用液晶显示装置的准备
准备在所述18.5广角型液晶显示装置中配置有相同片尺寸的实施例33的偏光性扩散膜代替偏光反射片的液晶显示装置,作为评价用液晶显示装置。以偏光性扩散膜的拉伸轴(反射轴)与液晶面板的下部偏光板的吸收轴大致平行的方式配置该偏光性扩散膜。
2)无棱镜片的情形
参照用液晶显示装置的准备
准备具有在所述18.5广角型液晶显示装置中移去了偏光反射片与棱镜片的构成的液晶显示装置,作为参照用液晶显示装置。
评价用液晶显示装置的准备
准备在所述18.5广角型液晶显示装置中移去棱镜片、且配置有相同片尺寸的实施例33的偏光性扩散膜代替偏光反射片而成的液晶显示装置,作为评价用液晶显示装置。以偏光性扩散膜的拉伸轴(反射轴)与液晶面板的下部偏光板的吸收轴大致平行的方式配置该偏光性扩散膜。
而且,分别对1)有棱镜片的情形、2)无棱镜片的情形,与上述<亮度的评价方法>同样地进行而测定评价用液晶显示装置的正面相对亮度及积分相对亮度。将所得的结果示于表8。
表8
如表8所示,可知:在偏光性扩散膜的二个面中,将哪个面配置为光源侧(光线入射面),则所得的透射偏光度及反射偏光度不同。具体而言,将偏光性扩散膜的加热辊面配置为光线入射面(光源侧)与将空气面配置为光线入射面(光源侧)时相比而言,透射偏光度及反射偏光度高一些。
而且可知:如图15A及图15B所示,与偏光性扩散膜的空气面附近(图15B)相比而言,偏光性扩散膜的加热辊面附近(图15A)更高密度地形成有海岛结构。根据这些现象,暗示着加热辊面的偏光度更高于偏光性扩散膜的空气面的偏光度。
而且,可知:作为不含棱镜片的液晶显示装置的显示特性,以偏光性扩散膜的加热辊面为光线入射面(光源侧)与以空气面为光线入射面(光源侧)相比而言,正面相对亮度及积分相对亮度更高。根据该现象,暗示着在不含棱镜片的液晶显示装置中,优选以偏光性扩散膜的加热辊面成为光源侧的方式进行配置。
5.表面光扩散层的研究
(实施例34)
利用具有全螺纹螺杆的L/D=28的单轴挤出机对聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(均聚物、DEG含量:1.65摩尔%±0.02摩尔%标准范围内)的颗粒进行熔融混炼,然后使其从T模排出而制膜,获得浇铸片。在T模的挤出温度为272℃。所得的浇铸片的厚度为800μm。
利用加热辊在130℃的温度下对所得的浇铸片进行23秒的加热,获得拉伸前的结晶片。所得的结晶片的透射雾度为21%。
将所述结晶片导至拉幅拉伸机,以5.0倍的拉伸倍率在结晶化坯料的TD方向上进行拉伸,获得厚度约173μm的偏光性扩散膜。
表面光扩散层的形成
在丙烯酸系光固化树脂中混合3重量%的丙烯酸树脂珠粒(材质:聚甲基丙烯酸丁酯、平均粒径:5μm、涂布于透明PET膜上时的雾度:9.89%),调制表面光扩散层用涂布液。
通过棒式涂布机将所得的表面光扩散层用涂布液涂布于所述拉伸膜的一面。由此而获得形成有厚度5μm的表面光扩散层(其中,无珠粒的部分的表面光扩散层的厚度为3.5μm)的偏光性扩散膜。
(实施例35)
并不形成表面光扩散层,除此以外与实施例34同样地进行而获得偏光性扩散膜。
(比较例9)
使用厚度为188μm的双轴拉伸PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)代替拉伸膜,除此以外与实施例14同样地进行而获得扩散膜。
对实施例34及实施例35中所得的偏光性扩散膜以及比较例9的膜的透射雾度;透射偏光度;反射偏光度进行测定。这些测定可使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4100、积分球附属装置而进行。偏光性扩散膜的透射雾度也可通过雾度计(日本电色工业公司制造的浊度计NDH2000)而进行测定。将它们的结果示于表9中。
而且,通过光学显微镜以450倍的倍率对实施例34的偏光性扩散膜的表面光扩散层的表面进行观察。将所得的光学显微镜照片示于图16。
另外,与上述4.偏光性扩散膜的安装面的研究中的亮度的评价方法同样地对使用实施例34~实施例35及比较例9中所得的膜的液晶显示装置的正面相对亮度与积分相对亮度进行测定。将它们的结果示于表9中。
表9
如表9所示,可知:具有表面光扩散层的实施例34的偏光性扩散膜在维持高的透射偏光度、反射偏光度的同时,且具有较不具表面光扩散层的实施例35的偏光性扩散膜更高的透射雾度。由于具有表面光扩散层的偏光性扩散膜的透射雾度高,因此棱镜片所造成的眩光、条纹减低。
而且可知:作为包含棱镜片的液晶显示装置的显示特性,实施例34及实施例35同等;但作为不含棱镜片的液晶显示装置的显示特性,使用了具有表面光扩散层的偏光性扩散膜的实施例34与使用了不具表面光扩散层的偏光性扩散膜的实施例35相比而言,正面相对亮度、积分相对亮度高一些。
本申请主张于2009年12月25日提出申请的日本特愿2009-295817号、于2009年12月28日提出申请的日本特愿2009-297761号、于2009年12月28日提出申请的日本特愿2009-297762号、于2010年3月26日提出申请的日本特愿2010-073650号、于2010年6月7日提出申请的日本特愿2010-129944号的优先权。这些申请说明书及附图所记载的内容全部被引用至本说明书中。
产业上的可利用性
根据本发明,可提供一种从膜的表面所入射的光中使特定偏光效率良好地透过及扩散,同时效率良好地反射与所述偏光正交的偏光的膜。使用该膜的液晶显示装置成为亮度高且视角广、亮度不均少的液晶用显示装置。
符号说明
1:熔融挤出成型机
2:熔融挤出机
2A:筒
2B:螺杆
4:T模
6:料斗
8:浇铸辊
9:非晶态片
10:液晶单元
20:上部偏光板
21:下部偏光板
30:偏光性扩散膜
40:光学组件
50:导光板
60:反射片
70:光源
80:扩散板
100:来自光源的非偏光
101:偏光V
102:偏光P
103:偏光P
104:反射光
110:液晶显示装置
112:色彩亮度计。
Claims (44)
1.一种偏光性扩散膜,其是由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的偏光性扩散膜,
对于可见光线的全光线透射率为50%~90%,
对于可见光线的透射雾度为15%~90%,且
对于可见光线的透射偏光度为20%~90%。
2.如权利要求1所述的偏光性扩散膜,其中,对于可见光线的全光线透射率为50%~80%,
对于可见光线的全光线反射率为20%~50%,且
对于可见光线的反射偏光度为50%~95%。
3.如权利要求2所述的偏光性扩散膜,其中,在膜厚为100μm时的漫反射率为11%~50%。
4.如权利要求2所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜为单轴拉伸树脂膜,
所述单轴拉伸树脂膜的结晶度为8%~40%,
在所述单轴拉伸树脂膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM像(摄像范围的膜厚方向的距离为0.1μm、且摄像面积为77μm2)中观察到海岛结构,
所述海岛结构的海部与岛部实质上由同一组成所构成,
所述海岛结构的二值化图像中的岛部的平均粒径为0.1μm~0.8μm,且所述岛部在每77μm2的摄像面积中存在有200个~1200个。
5.如权利要求1所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含通过格利芬法而算出的HLB值为1~7.5的羧酸与碱金属的盐,
相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述盐的含量为0.005质量份~0.4质量份。
6.如权利要求5所述的偏光性扩散膜,其中,所述羧酸为脂肪族羧酸。
7.如权利要求5所述的偏光性扩散膜,其中,所述羧酸为具有1个以上芳香环的羧酸。
8.如权利要求5所述的偏光性扩散膜,其中,所述羧酸盐为褐煤酸钠或苯甲酸钠。
10.如权利要求1所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含下述式(III)所表示的苯甲酰肼化合物或下述式(IV)所表示的异氰脲酸酯化合物,
相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述式(III)或式(IV)所表示的化合物的含量为0.005质量份~10质量份,
在式(III)中,
Q表示碳数为1~12的亚烷基、碳数为2~12的亚链烯基、碳数为3~8的亚环烷基、具有醚键的碳数为4~20的亚烷基、或具有亚环烷基的碳数为5~20的亚烷基,n表示0或1的整数;
R7~R10分别独立地表示氢原子、羟基、卤素原子、碳数为1~12的烷基、碳数为3~8的环烷基、碳数为6~18的芳基、碳数为7~20的芳基烷基、或碳数为7~20的烷基芳基,R7与R8或R9与R10也可键合而形成5元环~8元环;
在式(IV)中,
R11~R13分别独立地表示氢原子、碳数为1~10的烷基、碳数为2~10的链烯基、或碳数为2~10的酰基,
X1~X6分别独立地表示氢原子、碳数为1~8的烷基、碳数为3~8的环烷基、碳数为6~18的芳基、或碳数为7~12的芳基烷基。
11.如权利要求1所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜进一步包含下述式(V)所表示的磺酰胺化合物的金属盐,
相对于100质量份的所述结晶性树脂,所述式(V)所表示的化合物的含量为0.005质量份~10质量份,
在式(V)中,R及R’分别独立地表示氢原子、卤素原子、碱金属原子、氨基、碳数为1~10的取代或未取代的烷基、碳数为1~10的取代或未取代的烷氧基、或碳数为3~30的取代或未取代的环状基,R与R’也可连结而形成环;
n表示1或2的整数,在n为1的情形时,M表示碱金属原子或Al(OH)2;在n为2的情形时,M表示2价金属原子、Al(OH)或连结基(碳数为1~12的亚烷基、碳数为2~12的亚链烯基、碳数为3~8的亚环烷基、具有醚键的碳数为4~20的亚烷基、包含亚环烷基的碳数为5~20的亚烷基或碳数为6~12的亚芳基);在M为连结基的情形时,R’为碱金属原子。
12.如权利要求11所述的偏光性扩散膜,其中,所述式(V)中的M为碱金属原子。
13.如权利要求2、5及9~11中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,在膜厚为100μm时的透射偏光度为30%~90%。
14.如权利要求2、5及9~11中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,结晶度为8%~40%。
15.如权利要求2、5及9~11中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述结晶性树脂为聚酯系树脂、芳香族聚醚酮树脂、或液晶性树脂。
16.如权利要求2、5及9~11中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述结晶性树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
17.如权利要求2、5及9~11中任一项所述的偏光性扩散膜,其中,所述偏光性扩散膜的至少一个表面具有具聚光功能的表面形状。
18.如权利要求17所述的偏光性扩散膜,其中,所述具聚光功能的表面形状是所述偏光性扩散膜的表面形状或者与所述偏光性扩散膜的表面相接的树脂层的形状。
19.如权利要求17所述的偏光性扩散膜,其中,所述具聚光功能的表面形状为一维棱镜、二维棱镜、或微透镜。
20.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求1所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
获得由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的非晶态片的步骤;
由所述非晶态片获得结晶片的步骤,所述结晶片依据JIS Z8722及JISZ8729而测定的漫反射光的在L﹡a﹡b﹡表色系统中的色相b﹡为-25~-10;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
21.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求1所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
获得由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的非晶态片的步骤;
由所述非晶态片获得结晶片的步骤,所述结晶片由式(1A)、式(1B)及式(2)所导出的波长依赖性低的散射的散射率D1、与由式(1A)、式(1B)及式(3)所导出的波长依赖性高的散射的散射率D2的比D2/D1为1.5以上;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤;
T﹡:非散射率、λ:波长(nm)、Ttotal:全光线透射率、Tpara:平行光线透射率、Rd:漫反射率;
D1={1-exp(-C·t’)}×100…(2)
D1:波长依赖性低的散射的散射率、C:波长依赖性低的散射的散射系数、t’:结晶片的厚度(μm);
D2:波长依赖性高的散射的散射率、k:散射系数、t’:结晶片的厚度(μm)。
22.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求2所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
23.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求5所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成,并且进一步包含通过格利芬法而算出的HLB值为1~7.5的羧酸与碱金属的盐的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
24.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求9所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成,并且进一步包含所述式(I)或式(II)所表示的化合物的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
25.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求10所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成,并且进一步包含所述式(III)或式(IV)所表示的化合物的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
26.一种偏光性扩散膜的制造方法,其是权利要求11所述的偏光性扩散膜的制造方法,包括:
对由特性双折射为0.1以上的、实质上为1种结晶性树脂所构成,并且进一步包含所述式(V)所表示的化合物的非晶态片进行加热,获得结晶片的步骤;
主要在单轴方向上对所述结晶片进行拉伸的步骤。
27.如权利要求20~26中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,其中,在所述获得结晶片的步骤中,在下述式(4)所表示的温度T1下,将所述非晶态片加热至结晶度成为3%以上,
Tc-40℃≤T1<Tm-10℃ (4)
Tc:所述结晶性树脂的结晶温度、Tm:所述结晶性树脂的熔点。
28.如权利要求20~26中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,其中,所述结晶片的对于可见光线的透射雾度为7%~70%,且结晶度为3%~20%。
29.如权利要求20~26中任一项所述的偏光性扩散膜的制造方法,其中,所述非晶态片的加热时间为5秒~20分钟。
30.一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)权利要求1所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置,
所述(C)偏光性扩散膜的所述透射偏光度/所述透射雾度为1.6以上,
依据TCO’03Displays标准而测定的倾斜30°亮度比为1.40~1.73。
31.如权利要求30所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的
对于可见光线的全光线透射率为50%~75%,
对于可见光线的透射雾度为15%~45%,
对于可见光线的透射偏光度为30%~90%。
32.如权利要求30所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的透射雾度为15%~38%。
33.如权利要求30所述的液晶显示装置,其中,在将从所述液晶显示装置除去所述(C)偏光性扩散膜而得到的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100的情形时,
相对于所述参照用液晶显示装置的正面亮度,所述液晶显示装置的正面亮度为100~140。
34.如权利要求30所述的液晶显示装置,其中,所述(B)光学组件的至少一个与所述(C)偏光性扩散膜邻接而配置,
与所述(C)偏光性扩散膜邻接而配置的所述(B)光学组件具有具聚光功能的表面形状,且
所述具聚光功能的表面形状是选自由一维棱镜、二维棱镜、及微透镜所构成的组中的1种以上,
在将从所述液晶显示装置除去所述(C)偏光性扩散膜而得到的参照用液晶显示装置的正面亮度设为100的情形时,
相对于所述参照用液晶显示装置的正面亮度,所述液晶显示装置的正面亮度为100~110。
35.如权利要求30所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜是单轴拉伸树脂膜,
所述(C)偏光性扩散膜的结晶度为8%~40%,且
所述单轴拉伸树脂膜在膜厚为100μm时的对于可见光线的透射雾度为10%~40%,
在所述单轴拉伸树脂膜的垂直于拉伸方向的切割面的TEM像(摄像范围的膜厚方向的距离为0.1μm、且摄像面积为77μm2)中观察到明暗结构,
所述明暗结构的明部与暗部实质上由同一组成构成。
36.如权利要求30所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的结晶度为8%~40%,
在对所述(C)偏光性扩散膜照射多色光时的交叉尼科耳棱镜下的偏光显微镜观察中,观察到明部与暗部,
所述明部与暗部实质上由同一组成构成,
所述明部具有长轴,且各明部的所述长轴互相大致平行。
37.一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)权利要求2所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且
所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置。
38.一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)权利要求5所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且
所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置。
39.一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)权利要求9所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且
所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置。
40.一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)权利要求10所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且
所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置。
41.一种液晶显示装置,其至少包含:(A)液晶背光用面光源、(B)至少1个光学组件及/或气隙、(C)权利要求11所述的偏光性扩散膜、以及(D)以2个以上偏光板夹持液晶单元而成的液晶面板,且
所述(A)至(D)的各部件以上述顺序进行配置。
42.如权利要求30及37~41中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜与所述(D)液晶面板邻接而配置。
43.如权利要求30及37~41中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜兼为构成所述(D)液晶面板的偏光板的光源侧保护膜。
44.如权利要求30及37~41中任一项所述的液晶显示装置,其中,所述(C)偏光性扩散膜的反射轴、与构成所述(D)液晶面板且配置于所述光源侧的偏光板的吸收轴方向大致相同。
Applications Claiming Priority (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009-295817 | 2009-12-25 | ||
JP2009295817 | 2009-12-25 | ||
JP2009-297761 | 2009-12-28 | ||
JP2009297762 | 2009-12-28 | ||
JP2009297761 | 2009-12-28 | ||
JP2009-297762 | 2009-12-28 | ||
JP2010073650 | 2010-03-26 | ||
JP2010-073650 | 2010-03-26 | ||
JP2010129944 | 2010-06-07 | ||
JP2010-129944 | 2010-06-07 | ||
PCT/JP2010/007490 WO2011077742A1 (ja) | 2009-12-25 | 2010-12-24 | 偏光性拡散フィルムおよびその製造方法、ならびに偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102667541A true CN102667541A (zh) | 2012-09-12 |
Family
ID=44195295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080058333XA Pending CN102667541A (zh) | 2009-12-25 | 2010-12-24 | 偏光性扩散膜及其制造方法以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120262646A1 (zh) |
EP (1) | EP2518533A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2011077742A1 (zh) |
KR (1) | KR20120085920A (zh) |
CN (1) | CN102667541A (zh) |
TW (1) | TW201207442A (zh) |
WO (1) | WO2011077742A1 (zh) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104007500A (zh) * | 2013-02-27 | 2014-08-27 | 富士胶片株式会社 | 起偏器、使用了该起偏器的偏振片、液晶显示装置以及偏振片的制造方法 |
CN104541189A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-04-22 | 富士胶片株式会社 | 光学膜及其制造方法、偏振片以及液晶显示装置 |
CN104744732A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 富士胶片株式会社 | 光学膜、使用了该光学膜的偏振片及液晶显示装置以及化合物 |
CN107001622A (zh) * | 2014-07-23 | 2017-08-01 | Cdp创新公司 | 含有接枝的双(磺酰基)亚胺钠或锂盐的新型聚合物、其制备方法及其作为电池电解质的用途 |
CN108776365A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-09 | 惠州市华星光电技术有限公司 | 导光板结构 |
CN109270618A (zh) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 三星Sdi株式会社 | 偏光板以及包括偏光板的光学显示器 |
TWI689754B (zh) * | 2012-11-30 | 2020-04-01 | 美商3M新設資產公司 | 具有反射偏光器之放射式顯示器 |
WO2020062585A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 惠科股份有限公司 | 偏光片和显示装置 |
WO2020062577A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 惠科股份有限公司 | 偏光片和显示装置 |
WO2020062592A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 惠科股份有限公司 | 偏光板及显示装置 |
CN106463290B (zh) * | 2014-06-27 | 2021-04-09 | 积水保力马科技株式会社 | 输入部件、传感器片以及装饰部件 |
CN114114500A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 宁波激智科技股份有限公司 | 一种保偏光学膜、一种保偏扩散膜及双面雾保偏扩散膜 |
US11280945B2 (en) | 2017-07-18 | 2022-03-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Polarizing plate and optical display comprising the same |
CN115335437A (zh) * | 2020-03-27 | 2022-11-11 | 富士胶片株式会社 | 聚合物薄膜及通信用基板 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101919409B1 (ko) | 2011-12-21 | 2018-11-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 확산시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛, 액정표시장치모듈 |
JP6056246B2 (ja) * | 2012-07-30 | 2017-01-11 | 株式会社Jvcケンウッド | 画像表示装置 |
KR20150037550A (ko) * | 2013-09-30 | 2015-04-08 | 주식회사 엘지화학 | 국지적으로 편광 해소 영역을 갖는 편광판 및 그 제조 방법 |
US10012866B2 (en) * | 2014-03-19 | 2018-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mirror display and electronic device |
CN103982827A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模组以及液晶显示器 |
WO2016068087A1 (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-06 | 旭硝子株式会社 | 透過型透明スクリーン、映像表示システムおよび映像表示方法 |
KR20160116162A (ko) | 2015-03-26 | 2016-10-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
JP6834957B2 (ja) * | 2015-07-10 | 2021-02-24 | 日本ゼオン株式会社 | 液晶表示装置 |
JP6870619B2 (ja) | 2015-12-07 | 2021-05-12 | 大日本印刷株式会社 | タッチパネルペン用筆記シート、タッチパネル、タッチパネルシステム、表示装置、及びタッチパネルペン用筆記シートの選別方法 |
KR101915110B1 (ko) * | 2015-12-29 | 2018-11-05 | 도레이케미칼 주식회사 | 복합 반사편광 필름의 제조방법 |
KR101937456B1 (ko) | 2016-04-01 | 2019-01-11 | 에스케이씨하이테크앤마케팅(주) | K-Si-F계 형광체 및 색순도 향상 필름을 포함하는 액정표시장치 |
US11524472B2 (en) * | 2017-01-06 | 2022-12-13 | National Taiwan University Of Science And Technology | Method of manufacturing optical component having micro-structures |
TWI631070B (zh) * | 2017-01-06 | 2018-08-01 | 國立台灣科技大學 | 具有微結構之光學元件的製造方法 |
JPWO2019004456A1 (ja) * | 2017-06-30 | 2020-04-16 | 富士フイルム株式会社 | 光学素子、ウェアラブルディスプレイデバイス |
KR102146993B1 (ko) * | 2017-12-20 | 2020-08-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 명암비 개선 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 |
CN109782197B (zh) * | 2019-02-27 | 2020-11-13 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 芯片原子传感实现方法及其传感器 |
CN112083599A (zh) * | 2019-06-14 | 2020-12-15 | 群创光电股份有限公司 | 显示设备 |
DE102020002158A1 (de) | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Bwf Kunststoffe Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung einer Mikrolinse und eines extrudierten Formkörpers mit einer Mikrolinse |
DE102022210445A1 (de) | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Continental Automotive Technologies GmbH | Anzeigeeinrichtung mit Diffusor |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5751388A (en) * | 1995-04-07 | 1998-05-12 | Honeywell Inc. | High efficiency polarized display |
TW507104B (en) * | 1998-09-16 | 2002-10-21 | Teijin Ltd | Application of light source including light guide for emanating linearly polarized light to liquid crystal display |
US20030081313A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-05-01 | Masanori Hiraishi | Polarizing element, and plane light source unit and liquid crystal display apparatus using the same |
JP3463981B2 (ja) * | 1998-08-19 | 2003-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光学素子の作製法 |
US20060093809A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Hebrink Timothy J | Optical bodies and methods for making optical bodies |
JP2006249304A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Adeka Corp | 芳香族二塩基酸系ポリエステル組成物 |
JP2007272052A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Asahi Kasei Corp | 光学フィルム |
JP2008007593A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Adeka Corp | ポリエステル樹脂組成物 |
US20080197518A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-08-21 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Shaped article with polymer domains and process |
CN101443409A (zh) * | 2006-05-09 | 2009-05-27 | 株式会社Adeka | 聚酯树脂组合物 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001049008A (ja) * | 1998-09-29 | 2001-02-20 | Teijin Ltd | ヘイズ異方性を有する前方散乱性高分子フィルム |
JP4253472B2 (ja) * | 2001-06-22 | 2009-04-15 | ダイセル化学工業株式会社 | 偏光素子並びにそれを用いた面光源装置及び液晶表示装置 |
JP4140884B2 (ja) | 2002-07-04 | 2008-08-27 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 炭酸ストロンチウムの製造方法、非複屈折性光学樹脂材料並びに光学素子 |
JP5587533B2 (ja) | 2007-10-12 | 2014-09-10 | 株式会社Adeka | ポリエステル樹脂組成物 |
WO2009110337A1 (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-11 | 東レ株式会社 | 熱賦形光学フィルム用ポリエステル樹脂およびそれを用いた二軸配向ポリエステルフィルム |
JP5008147B2 (ja) | 2008-06-05 | 2012-08-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 減圧乾燥装置 |
JP4962423B2 (ja) | 2008-06-16 | 2012-06-27 | 日本軽金属株式会社 | 伝熱板の製造方法 |
JP2009297762A (ja) | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Ntn Corp | バックアップロール軸受装置 |
JP2010073650A (ja) | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 照明器具 |
JP2010129944A (ja) | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Panasonic Corp | プリント配線板の製造方法 |
-
2010
- 2010-12-24 TW TW099145887A patent/TW201207442A/zh unknown
- 2010-12-24 KR KR1020127015938A patent/KR20120085920A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-12-24 WO PCT/JP2010/007490 patent/WO2011077742A1/ja active Application Filing
- 2010-12-24 EP EP10838980A patent/EP2518533A1/en not_active Withdrawn
- 2010-12-24 JP JP2011547322A patent/JPWO2011077742A1/ja active Pending
- 2010-12-24 CN CN201080058333XA patent/CN102667541A/zh active Pending
-
2012
- 2012-06-25 US US13/532,579 patent/US20120262646A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5751388A (en) * | 1995-04-07 | 1998-05-12 | Honeywell Inc. | High efficiency polarized display |
JP3463981B2 (ja) * | 1998-08-19 | 2003-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光学素子の作製法 |
TW507104B (en) * | 1998-09-16 | 2002-10-21 | Teijin Ltd | Application of light source including light guide for emanating linearly polarized light to liquid crystal display |
US20030081313A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-05-01 | Masanori Hiraishi | Polarizing element, and plane light source unit and liquid crystal display apparatus using the same |
US20060093809A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Hebrink Timothy J | Optical bodies and methods for making optical bodies |
JP2006249304A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Adeka Corp | 芳香族二塩基酸系ポリエステル組成物 |
JP2007272052A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Asahi Kasei Corp | 光学フィルム |
CN101443409A (zh) * | 2006-05-09 | 2009-05-27 | 株式会社Adeka | 聚酯树脂组合物 |
JP2008007593A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Adeka Corp | ポリエステル樹脂組成物 |
US20080197518A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-08-21 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Shaped article with polymer domains and process |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10240033B2 (en) | 2012-09-28 | 2019-03-26 | Fujifilm Corporation | Optical film and method for manufacturing same, polarization plate, and liquid crystal display apparatus |
CN104541189A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-04-22 | 富士胶片株式会社 | 光学膜及其制造方法、偏振片以及液晶显示装置 |
TWI689754B (zh) * | 2012-11-30 | 2020-04-01 | 美商3M新設資產公司 | 具有反射偏光器之放射式顯示器 |
CN104007500A (zh) * | 2013-02-27 | 2014-08-27 | 富士胶片株式会社 | 起偏器、使用了该起偏器的偏振片、液晶显示装置以及偏振片的制造方法 |
CN104007500B (zh) * | 2013-02-27 | 2018-06-08 | 富士胶片株式会社 | 起偏器、使用了该起偏器的偏振片、液晶显示装置以及偏振片的制造方法 |
CN104744732B (zh) * | 2013-12-27 | 2020-03-03 | 富士胶片株式会社 | 光学膜、使用了该光学膜的偏振片及液晶显示装置以及化合物 |
CN104744732A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 富士胶片株式会社 | 光学膜、使用了该光学膜的偏振片及液晶显示装置以及化合物 |
CN106463290B (zh) * | 2014-06-27 | 2021-04-09 | 积水保力马科技株式会社 | 输入部件、传感器片以及装饰部件 |
CN107001622A (zh) * | 2014-07-23 | 2017-08-01 | Cdp创新公司 | 含有接枝的双(磺酰基)亚胺钠或锂盐的新型聚合物、其制备方法及其作为电池电解质的用途 |
CN109270618A (zh) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 三星Sdi株式会社 | 偏光板以及包括偏光板的光学显示器 |
US11280945B2 (en) | 2017-07-18 | 2022-03-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Polarizing plate and optical display comprising the same |
CN108776365A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-09 | 惠州市华星光电技术有限公司 | 导光板结构 |
WO2020062585A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 惠科股份有限公司 | 偏光片和显示装置 |
WO2020062577A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 惠科股份有限公司 | 偏光片和显示装置 |
WO2020062592A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 惠科股份有限公司 | 偏光板及显示装置 |
CN115335437A (zh) * | 2020-03-27 | 2022-11-11 | 富士胶片株式会社 | 聚合物薄膜及通信用基板 |
CN114114500A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 宁波激智科技股份有限公司 | 一种保偏光学膜、一种保偏扩散膜及双面雾保偏扩散膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2011077742A1 (ja) | 2013-05-02 |
EP2518533A1 (en) | 2012-10-31 |
WO2011077742A1 (ja) | 2011-06-30 |
US20120262646A1 (en) | 2012-10-18 |
KR20120085920A (ko) | 2012-08-01 |
TW201207442A (en) | 2012-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102667541A (zh) | 偏光性扩散膜及其制造方法以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置 | |
CN101990649B (zh) | 偏光性扩散薄膜、及其制造方法以及含有其的液晶显示装置 | |
CN101600977B (zh) | 表面光扩散性聚酯膜 | |
TWI551919B (zh) | 液晶顯示裝置 | |
CN101265335B (zh) | 反射板用聚酯薄膜 | |
CN102959459A (zh) | 液晶显示装置、偏振板及偏振片保护膜 | |
JP7396402B2 (ja) | 液晶表示装置、偏光板および偏光子保護フィルム | |
JP7205527B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
CN114325916B (zh) | 液晶显示装置、偏光板和偏振片保护膜 | |
KR102369250B1 (ko) | 액정표시장치, 편광판 및 편광자 보호 필름 | |
JP2012237822A (ja) | 偏光性拡散フィルム、偏光性拡散フィルムの製造方法、および偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置 | |
JP2014145985A (ja) | 偏光性拡散フィルム、偏光性拡散フィルムの製造方法、および偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置 | |
CN112805603B (zh) | 液晶显示装置、偏光板和偏振片保护薄膜 | |
JP2011117992A (ja) | 偏光性拡散フィルム、偏光性拡散フィルムの製造方法、および偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置 | |
JP2011145642A (ja) | 偏光性拡散フィルム、偏光性拡散フィルムの製造方法、および偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置 | |
CN103033965A (zh) | 液晶显示器及驱动液晶显示器的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1172097 Country of ref document: HK |
|
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120912 |