CN106802443A - 偏振板用保护膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制偏振板的面对背光单元的一侧表面的划伤、同时抑制对比度的下降的偏振板用保护膜。一种偏振板用保护膜,其中,该保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra为0.04μm以上、十点平均粗糙度Rz为0.1μm以上、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm为0.0007以上,且该保护膜的雾度为40%以下,该表面以面对背光单元的方式配置在背面侧偏振板的背光单元侧。

Description

偏振板用保护膜
技术领域
本发明涉及偏振板用保护膜,尤其涉及在贴合于液晶盒的背光单元侧的偏振板(背面侧偏振板)中在其背光单元侧配置的偏振板用保护膜。另外,还涉及具有本发明的偏振板用保护膜的偏振板。
背景技术
以往,作为在液晶显示面板等各种图像显示面板中使用的偏振板,已知具有如下构成的偏振板:在聚乙烯醇系树脂膜中吸附取向有碘或二向色性染料等二向色性色素的偏振膜的单面或双面上经由粘接剂层层叠有三乙酸纤维素膜之类的保护膜(例如、专利文献1)。这样的偏振板以根据需要进一步层叠有相位差膜、光学补偿膜等各种光学层的形态贴合于液晶盒而构成液晶显示面板,与背光单元一起组装进液晶显示装置中进行使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-211196号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来,对液晶显示装置要求薄型化。与该薄型化相伴,要求也减小组装进液晶显示装置中的液晶显示面板与背光单元之间的间隔。
然而,由于这样的薄型化,因而在液晶面板的背光单元侧贴合的偏振板(背面侧偏振板)容易与背光单元接触。在因该接触而使偏振板划伤时,从背光单元入射的光发生散射,存在使一部分从正面观察时的亮度下降,或者因伤痕的多少或聚集而形成不均从而观察到正常部和异常部,或者另外在黑色显示时从斜向观察时可看到漏光等在图像显示功能上发生问题的可能性。
在上述专利文献1中记载的发明中,通过使用具有特定的表面硬度并且在表面具备凹凸结构的偏振板来抑制划伤。然而,若像上述专利文献1中记载的发明那样抑制划伤,并且同时能够显示高对比度的图像,则能够提供更高品质的偏振板。
由此,本发明的目的在于,解决在液晶盒的背面侧贴合的偏振板的背光单元侧表面上特有的可产生的上述课题,提供抑制这样的偏振板的背光单元侧表面的划伤、同时抑制对比度的下降的偏振板用保护膜。
用于解决问题的手段
本发明提供以下的优选的方案[1]~[4]。
[1]一种偏振板用保护膜,其中,该保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra为0.04μm以上、十点平均粗糙度Rz为0.1μm以上、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm为0.0007以上,且该保护膜的雾度为40%以下,该表面以面对背光单元的方式配置在背面侧偏振板的背光单元侧。
[2]如上述[1]所述的偏振板用保护膜,至少一个表面的维氏硬度HV为15~35。
[3]一种偏振板,其中,至少在背光单元侧配置有上述[1]或[2]所述的偏振板用保护膜。
[4]如上述[3]所述的偏振板,其用于长边800mm以上的液晶显示装置。
[发明的效果]
根据本发明,可以提供抑制背面侧偏振板的背光单元侧表面的划伤且同时抑制对比度的下降的偏振板用保护膜。
附图说明
图1表示显示偏振板的构成和作为液晶显示面板的一个方案的构成的截面图。
符号说明
1、1’、2、2’:保护膜
3、3’:偏振膜
4、4’:粘合层
5:液晶盒
10、10’:偏振板
100:液晶显示面板
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式进行详细说明。
本发明涉及一种偏振板用保护膜和包含该保护膜的偏振板,该保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra为0.04μm以上、十点平均粗糙度Rz为0.1μm以上、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm为0.0007以上,且该保护膜的雾度为40%以下,该表面以面对背光单元的方式配置在背面侧偏振板的背光单元侧。
本发明的保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra为0.04μm以上、优选为0.06μm以上、更优选为0.1μm以上。若保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra为上述下限值以上,则借助表面的凹凸结构,能够使保护膜表面的划伤不明显,图像显示装置中的画质的下降不容易明显。若保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra不足0.04μm,则划伤、由此造成的画质的下降容易明显。需要说明的是,上述算术平均粗糙度Ra通常为2.0μm以下。此处,算术平均粗糙度Ra是指由JIS B0601-1994规定的定义表面的粗糙度的指标。基于此,算术平均粗糙度Ra大表示表面的凹凸大。
本发明的保护膜的至少一个表面的十点平均粗糙度Rz为0.1μm以上、优选为0.2μm以上、更优选为0.3μm以上。若保护膜的至少一个表面的十点平均粗糙度Rz为上述下限值以上,则并非使表面整体均匀地粗面化,而是使凹凸的高度具有差异而使整体的凹凸的高度变得随机,能够使划伤变得更不明显,图像显示装置中的画质的下降不容易明显。若保护膜的至少一个表面的十点平均粗糙度Rz不足0.1μm,则划伤、由此造成的画质的下降容易明显。需要说明的是,上述十点平均粗糙度Rz通常为8.0μm以下。此处,十点平均粗糙度Rz是指由JIS B0601-1994规定的定义表面的粗糙度的指标,是以从最高峰的顶点起第五高为止的峰的顶点的标高的绝对值的平均值与从最低谷的底起第五低为止的谷的底的标高的绝对值的平均值之和来表示的值。
本发明的保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra除以峰谷平均间隔Sm得到的值、即Ra/Sm为0.0007以上、优选为0.0011以上、更优选为0.0015以上,优选为0.009以下、更优选为0.005以下。若保护膜的至少一个表面的Ra/Sm为上述下限值以上,则能够确保保护膜的光扩散性,因此即便表面产生划伤也能够使划伤的可视性下降。若保护膜的至少一个表面的Ra/Sm为上述上限值以下,则能够降低雾度。若保护膜的至少一个表面的Ra/Sm不足0.0007,则保护膜的光扩散性不充分,伤痕容易被辨认。此处,峰谷平均间隔Sm是指由JISB0601-1994规定的值,Ra/Sm表示凹凸的倾斜的程度。
Sm通常为10μm~200μm。
本发明的保护膜的雾度为40%以下、优选为35%以下、进一步优选为20%以下、更优选为12%以下。若保护膜的雾度为上述上限值以下,则可抑制亮度的下降,对比度良好。若保护膜的雾度高于40%,则亮度的下降增大、对比度下降。为了降低雾度,可减小Ra/Sm,例如减小Ra或者增大Sm即可。需要说明的是,本发明的保护膜的雾度通常为4%以上。此处,雾度可以依据JIS K7136进行测定。具有上述规定的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm和雾度的表面在贴合于液晶盒的背光单元侧的偏振板(背面侧偏振板)中优选为其背光单元侧表面。
本发明的保护膜的至少一个表面的维氏硬度HV优选为15~35、更优选为19~35、进一步优选为19~30。保护膜的至少一个表面的维氏硬度HV为上限值以下而为较软的表面时,借助保护膜的过剩的硬度抑制背光单元的划伤,同时通过Ra、Rz、Ra/Sm处于上述范围内能够使保护膜的划伤不明显。另外,具有上述范围内的维氏硬度HV的表面的保护膜能够在不配置硬涂层等的情况下进行制造,在成本方面有利。需要说明的是,维氏硬度HV能够依据ISO14577进行测定,能够使用超微小硬度计(例如Fischer Instruments公司制的超微小硬度计HM2000)进行测定,是对试料施加10mN的载重10秒钟时的值。从偏振板和背光单元的划伤抑制的观点出发,在贴合于液晶盒的背光单元侧的偏振板中,优选保护膜的背光单元侧表面具有上述维氏硬度HV。
本发明的偏振板用保护膜通常包含热塑性树脂。作为热塑性树脂,没有特别限定。热塑性树脂在透明性、热稳定性、水分屏蔽性、各向同性等方面优异,从而是理想的,例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物;二乙酸纤维素、三乙酸纤维素等纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸聚合物;聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物;聚乙烯、聚丙烯、环系聚烯烃或具有降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏氯乙烯系聚合物、乙烯基缩丁醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚氧亚甲基系聚合物、环氧系聚合物、或者上述聚合物的混合物等聚合物。保护膜也可以作为利用丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸系氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化型或紫外线固化型的树脂的固化层而形成。
其中,从透明性、水分屏蔽性、各向同性的观点出发,热塑性树脂优选为(甲基)丙烯酸聚合物。另外,(甲基)丙烯酸聚合物由于划伤容易明显,因而优选应用本发明。需要说明的是,(甲基)丙烯酸聚合物是指以(甲基)丙烯酸酯为主体的聚合物,可以是1种(甲基)丙烯酸酯的均聚物,也可以是(甲基)丙烯酸酯与其它(甲基)丙烯酸酯等的共聚物。作为(甲基)丙烯酸酯,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯,其烷基的碳数通常为1~4左右。
另外,也可以使用(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸环烷基酯类、(甲基)丙烯酸苯基酯等(甲基)丙烯酸芳基酯类、(甲基)丙烯酸环己基甲酯等(甲基)丙烯酸环烷基烷基酯类、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳烷基酯类。需要说明的是,“(甲基)丙烯酸系”表示“丙烯酸系”和/或“甲基丙烯酸系”。
热塑性树脂为(甲基)丙烯酸聚合物时,可以包含上述(甲基)丙烯酸聚合物以外的其它聚合物。该其它聚合物的含量以热塑性树脂的总质量为基准,优选为0~70质量%、更优选为0~50质量%、进一步优选为0~30质量%。
上述热塑性树脂可以包含粒子。此时,优选该粒子的折射率与上述热塑性树脂的折射率的折射率差Δn小。若折射率差Δn增大,则保护膜的内部雾度容易增大。另外,粒子的粒径优选小。若该粒子的粒径大,则同样地内部雾度容易增大。包含粒子时,为了将雾度设为本发明中规定的范围,期望使用折射率差Δn小的粒子、粒径小的粒子。
热塑性树脂为(甲基)丙烯酸聚合物时,从提高保护膜的耐冲击性、制膜性的观点出发,(甲基)丙烯酸聚合物可以含有橡胶粒子。
橡胶粒子可以为包含显示橡胶弹性的橡胶弹性体层的粒子,例如可以为仅包含显示橡胶弹性的橡胶弹性体层的单层结构的粒子,也可以为具有显示橡胶弹性的橡胶弹性体层以及其它层的多层结构的粒子。作为橡胶弹性体,例如可以举出:烯烃系弹性聚合物、二烯系弹性聚合物、苯乙烯-二烯系弹性共聚物、丙烯酸系弹性聚合物等。其中,从耐光性和透明性的观点出发,优选使用丙烯酸系弹性聚合物。
丙烯酸系弹性聚合物可以为以丙烯酸烷基酯为主体的聚合物,即以总单体量为基准包含50质量%以上来自丙烯酸烷基酯的结构单元的聚合物。
丙烯酸系弹性聚合物可以为丙烯酸烷基酯的均聚物,也可以为包含来自丙烯酸烷基酯的结构单元50质量%以上和来自其它聚合性单体的结构单元50质量%以下的共聚物。
作为构成丙烯酸系弹性聚合物的丙烯酸烷基酯,通常使用其烷基的碳数为4~8的丙烯酸烷基酯。若举出上述其它聚合性单体的例子,则例如为:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯之类的甲基丙烯酸烷基酯;苯乙烯、烷基苯乙烯之类的苯乙烯系单体;丙烯腈、甲基丙烯腈之类的不饱和腈等单官能单体;以及,(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸甲代烯丙酯之类的不饱和羧酸的烯基酯;马来酸二烯丙酯之类的二元酸的二烯基酯;亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯之类的二醇类的不饱和羧酸二酯等多官能单体。
包含丙烯酸系弹性聚合物作为橡胶弹性体的橡胶粒子优选为具有丙烯酸系弹性聚合物的层的多层结构的粒子。具体来说,可以举出:具有丙烯酸系弹性聚合物和在该丙烯酸系弹性聚合物的层的外侧或内侧的以甲基丙烯酸烷基酯为主体的硬质的聚合物层的2层结构的粒子、进一步在该丙烯酸系弹性聚合物的层的内侧具有以甲基丙烯酸烷基酯为主体的硬质的聚合物层的3层结构的粒子。
构成在丙烯酸系弹性聚合物的层的外侧和/或内侧形成的硬质的聚合物层的以甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物中的单体组成的例子与作为(甲基)丙烯酸聚合物的例子举出的以甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物的单体组成的例子同样,特别优选使用以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体组成。这样的多层结构的丙烯酸系橡胶粒子例如可以通过日本特公昭55-27576号公报中记载的方法进行制造。
橡胶粒子的直至其中含有的橡胶弹性体层(丙烯酸系弹性聚合物的层)的外侧为止的直径(平均粒径)优选为10nm以上、更优选为30nm以上、进一步优选为50nm以上,优选为350nm以下、更优选为300nm以下、进一步优选为280nm以下。
直至橡胶粒子中的橡胶弹性体层(丙烯酸系弹性聚合物的层)的外侧为止的直径(平均粒径)如下进行测定。即,若将这样的橡胶粒子混入(甲基)丙烯酸聚合物制成膜并对其截面用氧化钌的水溶液进行染色,则仅橡胶弹性体层发生着色而以大致圆形状观察到,母层的(甲基)丙烯酸聚合物不被染色。因此,从如此进行染色的膜截面,使用超薄切片机(microtome)等制备薄片,用电子显微镜对其进行观察。并且,随机地提取100个经染色的橡胶粒子,对各自的粒径(直至橡胶弹性体层的外侧为止的直径)进行测定后,将其数平均值作为上述平均粒径。用这样的方法进行测定,因此所得的上述平均粒径为数均粒径。
橡胶粒子是最外层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的硬质的聚合物且其中包裹有橡胶弹性体层(丙烯酸系弹性聚合物的层)的橡胶粒子的情况下,若将该橡胶粒子混入母体的(甲基)丙烯酸聚合物,则橡胶粒子的最外层与母体的(甲基)丙烯酸聚合物混同。因此,若用氧化钌对其截面进行染色并用电子显微镜进行观察,则橡胶粒子作为不包括最外层的状态的粒子被观察。具体来说,内层为丙烯酸系弹性聚合物、外层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的硬质的聚合物的2层结构的橡胶粒子的情况下,内层的丙烯酸系弹性聚合物部分被染色而作为单层结构的粒子被观察到。另外,最内层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的硬质的聚合物、中间层为丙烯酸系弹性聚合物、最外层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的硬质的聚合物的3层结构的橡胶粒子的情况下,作为最内层的粒子中心部分不被染色、仅中间层的丙烯酸系弹性聚合物部分被染色的2层结构的粒子被观察到。
(甲基)丙烯酸聚合物包含橡胶粒子的情况下,关于橡胶粒子在保护膜中的含量,从提高保护膜的耐冲击性、制膜性的观点出发,以与构成保护膜的(甲基)丙烯酸聚合物的合计质量为基准,以3质量%以上、60质量%以下的比例配合橡胶粒子,更优选为45质量%以下,进一步优选为35质量%以下。如果保护膜中的橡胶粒子的粒径、含量为上述范围内,则可以抑制雾度的上升。需要说明的是,在本发明中,使用具有显示橡胶弹性的层以及其它层的多层结构的粒子作为橡胶粒子时,将由显示橡胶弹性的橡胶弹性体层与其内侧的层构成的部分的质量作为橡胶粒子的质量。例如,使用上述的3层结构的橡胶粒子时,将中间层的丙烯酸系弹性聚合物部分与最内层的以甲基丙烯酸甲酯为主体的硬质的聚合物部分的合计质量作为橡胶粒子的质量。若使上述的3层结构的丙烯酸系橡胶粒子溶于丙酮,则中间层的丙烯酸系弹性聚合物部分和最内层的以甲基丙烯酸甲酯为主体的硬质的聚合物部分作为不溶物而残留,因而中间层与最内层在3层结构的丙烯酸系橡胶粒子中所占的合计的质量比例可以容易地求出。
在(甲基)丙烯酸聚合物包含橡胶粒子的情况下,该膜的制作所使用的含有橡胶粒子的(甲基)丙烯酸聚合物组合物可以通过利用熔融混炼等将(甲基)丙烯酸聚合物与橡胶粒子进行混合由此得到,此外,也可以通过先制作橡胶粒子,在橡胶粒子的存在下使作为(甲基)丙烯酸聚合物的原料的单体组合物聚合的方法由此得到。
热塑性树脂中除了上述粒子以外可以含有通常的添加剂,例如紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、表面活性剂等。作为紫外线吸收剂,例如:作为三嗪系紫外线吸收剂,可以举出Chemipro公司制的“Kemisorb 102”、株式会社ADEKA制的“ADEKA STAB LA46”“ADEKASTAB LAF70”、BASF公司制的“TINUVIN 460”“TINUVIN 405”“TINUVIN 400”“TINUVIN 477”、Sunchemi公司制的“CYASORB UV-1164”;作为苯并三唑系紫外线吸收剂,可以举出株式会社ADEKA制的“ADEKA STAB LA31”“ADEKA STAB LA36”、Sumika Chemtex公司制“Sumisorb200”“Sumisorb 250”“Sumisorb 300”“Sumisorb 340”“Sumisorb 350”、Chemipro公司制的“Kemisorb 74”“Kemisorb 79”“Kemisorb 279”、BASF公司制的“TINUVIN 99-2”“TINUVIN900”“TINUVIN 928”等。
保护膜的面取向系数ΔP的绝对值可以为2.0×10-4以下。面取向系数ΔP是作为与构成膜的高分子的分子链的取向状态相关的指标的物性值,将膜的面内慢轴方向(在面内折射率达到最大的方向)的折射率设为nx、面内快轴方向(与面内慢轴方向正交的方向)的折射率设为ny、膜的厚度方向的折射率设为nz时,由下述式:面取向系数ΔP=(nx+ny)/2-nz进行定义。
保护膜的厚度没有特别限制,通常为500μm以下、优选为10~300μm、更优选为20~200μm、进一步优选为30~100μm。另外,保护膜可以由附加有光学补偿功能的透明保护膜等构成。
具有上述规定的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm和雾度的保护膜的制造方法没有特别限定,例如可以通过压花加工方式等进行制造。压花加工方式的情况下,在表面经粗面化处理的成形模具与具有平滑表面的成形模具之间,夹入热塑性树脂颗粒或包含热塑性树脂和上述粒子的颗粒等,在加热下进行压制处理,进行制膜,由此可以得到具有所期望的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz和算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm的保护膜。另外,也可以通过使用两块经粗面化处理的板来制造在双面具有所期望的Ra、Rz和Ra/Sm的保护膜。此处,加热温度只要在热塑性树脂的熔融温度以上就没有特别限定。另外,压花加工方式的情况下,也可以通过进行热塑性树脂的熔融挤出,用一对辊夹着所挤出的树脂来进行制膜,由此制造本发明的保护膜。一对辊中,一个辊为在表面具有凹凸的压花辊,另一辊可以为压花辊,也可以为表面平滑的镜面辊,也可以为橡胶制弹性辊。压花加工方式的情况下,通过适当选择压花辊的表面形状,可以得到具有所期望的Ra、Rz、Sm和雾度的膜。另外,也可以对预先赋予了凹凸的膜进行拉伸。通过进行拉伸可以减小Ra/Sm。另外,也可以减小Ra、Rz。
表面经粗面化处理的成形模具、压花辊的凹凸被转印至膜从而可以得到本发明的保护膜。成形模具、压花辊的凹凸以与作为目标的保护膜的Ra、Rz、和Sm相应的形状进行形成即可。成形模具、压花辊的凹凸例如可以通过使用喷吹微细的硬质的粒子而在表面设置微细凹凸的喷砂法进行形成。例如,如果增大粒径,则Ra增大,如果增大每单位面积的粒子的数量,则Sm减小。另外,若粒子的硬度高,则Ra、Rz增大。
本发明的保护膜可以在不与偏振膜粘接的保护膜的面具有表面处理层,例如可以具有防反射层等光学层、抗静电层、防污层等。另外,本发明的保护膜可以具有硬涂层,从成本方面来看,优选不具有硬涂层。具有硬涂层时,为了实现雾度40%以下,优选在硬涂层中不包含粒子。
本发明的偏振板用保护膜配置在背面侧偏振板的背光单元侧。此处,背面侧偏振板的背光单元侧表示在将背面侧偏振板配置在液晶显示装置中时面对液晶显示装置中的背光单元的偏振板的一侧。背面侧偏振板的背光单元侧是与观看侧相反的一侧。观看侧是指背面侧偏振板的两侧之中面对液晶盒的一侧。另外,本发明的偏振板用保护膜配置在偏振板的最外层。本发明的偏振板用保护膜其至少一个表面具有上述规定的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm和雾度,从划伤的抑制和可视性的观点出发,优选至少背面侧偏振板的背光单元侧表面具有上述规定的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm和雾度。本发明的偏振板用保护膜也可以配置在背面侧偏振板的观看侧,从抑制对比度的下降的观点出发,优选配置在背面侧偏振板的背光侧。
包含本发明的偏振板用保护膜的偏振板(以下也称作本发明的偏振板)的构成只要本发明的偏振板用保护膜至少被配置在背面侧偏振板的背光单元侧就没有特别限制。在本发明的一个实施方式中,本发明的偏振板由保护膜、偏振膜和粘合层构成。此处,本发明的偏振板用保护膜以与液晶显示装置中的背光单元面对并接近的方式配置在偏振膜表面。本发明的偏振板(特别是背面侧偏振板)经由粘合层被配置在液晶盒的一侧、特别是背光单元侧,进而将本发明的偏振板或其它的偏振板也配置在液晶盒的另一个表面,从而构成液晶显示面板。可以将该液晶显示面板与例如背光单元一起组装来制造液晶显示装置。
基于图1对具有本发明的偏振板用保护膜的偏振板和具有该偏振板的液晶显示面板的一个实施方式中的构成进行说明。本发明的偏振板(10)由本发明的保护膜(1)、偏振膜(3)、保护膜(2)和粘合层(4)依次构成。需要说明的是,通常偏振膜(3)与保护膜(1)或(2)经由粘接剂层叠。保护膜(2)可以与保护膜(1)相同或不同。
在本发明的一个实施方式中,液晶显示面板(100)由液晶盒(5)、经由粘合层(4)分别贴合于液晶盒(5)的本发明的偏振板(10)和偏振板(10’)构成。在本发明的一个实施方式中,偏振板(10’)与偏振板(10)同样,由保护膜(1’)、偏振膜(3’)、保护膜(2’)和粘合层(4’)依次构成。偏振板(10’)的构成可以与偏振板(10)相同或不同。
偏振膜与保护膜通常经由粘接剂层粘接。作为构成粘接剂层的粘接剂,没有特别限定,从减薄粘接剂层的观点出发,可以举出水系的粘接剂、即将粘接剂成分溶于水中的粘接剂,或者将粘接剂成分分散在水中的粘接剂。例如,可以使用包含聚乙烯醇系树脂或氨基甲酸酯树脂的粘接剂作为粘接剂成分。在偏振膜的双面具有保护膜时,用于其粘接的粘接剂可以相同也可以不同。
包含聚乙烯醇系树脂作为粘接剂成分时,聚乙烯醇系树脂可以为部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇,以及羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羟甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇等经改性的聚乙烯醇系树脂。通常,以聚乙烯醇系树脂作为粘接剂成分的粘接剂可以以聚乙烯醇系树脂的水溶液的形式进行制备。粘接剂中的聚乙烯醇系树脂的浓度相对于水100质量份通常为1~10质量份、优选为1~5质量份。
在以聚乙烯醇系树脂作为粘接剂成分的粘接剂中,从提高粘接性的观点出发,优选添加乙二醛、水溶性环氧树脂等固化性成分和/或交联剂。作为水溶性环氧树脂,例如可以适合地使用通过使表氯醇与利用二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等多亚烷基多元胺与己二酸等二羧酸的反应而得到的聚酰胺进行反应而得到的聚酰胺多元胺环氧树脂。作为该聚酰胺多元胺环氧树脂的市售品,可以举出“Sumirez Resin 650”(Sumika Chemtex株式会社制)、“Sumirez Resin 675”(Sumika Chemtex株式会社制)、“WS-525”(日本PMC株式会社制)等。这些固化性成分和/或交联剂的添加量(共同添加时是指其合计质量)相对于聚乙烯醇系树脂100质量份通常为1~100质量份、优选为1~50质量份。若上述固化性成分和/或交联剂的添加量为上述范围内,则粘接性提高,可以形成显示良好粘接性的粘接剂层。
另外,包含氨基甲酸酯树脂作为粘接剂成分时,优选使用聚酯系离聚物型氨基甲酸酯树脂与具有环氧丙氧基的化合物的混合物。此处,聚酯系离聚物型氨基甲酸酯树脂是指具有聚酯骨架且在其骨架中导入有少量的离子性成分(亲水成分)的氨基甲酸酯树脂。该离聚物型氨基甲酸酯树脂可不使用乳化剂而直接在水中发生乳化形成乳液,因此适合作为水系的粘接剂。聚酯系离聚物型氨基甲酸酯树脂其本身是公知的,例如在日本特开平7-97504号公报中被记载作为用于使酚系树脂分散在水性介质中的高分子分散剂的例子,另外在日本特开2005-70140号公报和日本特开2005-208456号公报中披露了:以聚酯系离聚物型氨基甲酸酯树脂与具有环氧丙氧基的化合物的混合物作为粘接剂在包含聚乙烯醇系树脂的偏振膜上贴合环烯烃系树脂膜的形态。
粘接剂在保护膜和/或待贴合于该保护膜的偏振膜上的涂布可以用公知的方法进行,例如可以使用流延法、迈尔棒涂法、凹版涂布法、逗号涂布机法、刮刀法、模涂法、浸渍涂布法、喷雾法等。流延法是指,一边使作为被涂布物的膜沿大致垂直方向、大致水平方向或两者之间的倾斜方向移动,一边在其表面流下粘接剂并使之扩展的方法。在涂布粘接剂后,将保护膜和待贴合于该保护膜的偏振膜重叠,利用夹持辊等进行夹持从而进行膜的贴合。使用夹持辊的膜的贴合可以采用例如:在涂布粘接剂后,用辊等进行加压而均匀进行扩张的方法;在涂布粘接剂后,通过辊与辊之间并进行加压而进行扩张的方法等。此时,所使用的辊的材质可以为金属、橡胶等。另外,在使膜通过多个辊间而进行扩张时,多个辊可以是相同材质,也可以是不同材质。
需要说明的是,对于保护膜与偏振膜的粘接面,为了提高粘接性,可以适当实施等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、火焰(flame)处理、皂化处理等表面处理。作为皂化处理,可以举出在氢氧化钠、氢氧化钾等碱的水溶液中进行浸渍的方法。
上述贴合后,进行干燥使粘接剂固化由此可以得到偏振板。该干燥处理例如通过喷吹热风来进行,其温度通常为40~100℃的范围内,优选为60~100℃的范围内。另外,干燥时间通常为20~1200秒。
由干燥后的粘接剂形成的粘接剂层的厚度通常为0.001~5μm,优选为0.01~2μm,更优选为0.01~1μm。若粘接剂层的厚度为上述范围内,则可以确保充分的粘接性,并且在外观上也优选。
上述干燥后,通过在室温以上的温度实施至少半天、优选为几天以上的熟化由此可以得到充分的粘接强度。熟化温度优选为30~50℃的范围,更优选为35~45℃的范围。若熟化温度为上述范围内,则在卷成卷筒的状态下的所谓“卷紧”不易发生。需要说明的是,熟化时的湿度没有特别限制,相对湿度在0~70%RH的范围中即可。熟化时间通常为1~10天,优选为2~7天。
另外,也可以使用光固化性粘接剂作为上述粘接剂。作为光固化性粘接剂,例如可以举出:光固化性环氧树脂和光阳离子聚合引发剂等的混合物、光固化性丙烯酸系树脂与光自由基聚合引发剂等的混合物。使用光固化性粘接剂的情况下,通过照射活性能量射线使光固化性粘接剂固化。活性能量射线的光源没有特别限定,优选在波长400nm以下具有发光分布的活性能量射线,具体来说,优选低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。
对光固化性粘接剂的光照射强度根据光固化性粘接剂的组成适当确定,没有特别限定,对聚合引发剂的活化有效的波长区域的照射强度优选为0.1~6000mW/cm2、更优选为10~1000mW/cm2、进一步优选为20~500mW/cm2。若照射强度为上述范围内,则可适当确保反应时间,可以抑制因从光源辐射的热和光固化性粘接剂的固化时的发热所造成的树脂的黄变、偏振膜的劣化。对光固化性粘接剂的光照射时间根据进行固化的光固化性粘接剂进行适当选择即可,没有特别限制,进行设定使得以上述照射强度与照射时间之积的形式表示的累积光量优选为10~10000mJ/m2、更优选为50~1000mJ/m2、进一步优选为80~500mJ/m2。若对光固化性粘接剂的累积光量为上述范围内,则可以产生充足量的来自聚合引发剂的活性物种从而使固化反应更可靠地推进,另外照射时间不会变得过长,可以维持良好的生产率。
需要说明的是,通过活性能量射线的照射使光固化性粘接剂固化时,优选在例如偏振膜的偏振度、透射率和色相以及构成保护膜等的各种膜的透明性之类的偏振板的各功能不下降的条件下进行固化。
构成偏振板的偏振膜是具有从入射的自然光提取线偏振光的功能的膜,例如可以使用在聚乙烯醇系树脂膜中吸附取向有二向色性色素的膜作为偏振膜。作为构成聚乙烯醇系树脂膜的聚乙烯醇系树脂,可以将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化后使用。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了乙酸乙烯酯的均聚物即聚乙酸乙烯酯之外,可以举出乙酸乙烯酯与可与其共聚的其它单体的共聚物(例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等)。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其它单体,例如可以举出:不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%,优选为98摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂可以经过改性,例如可以使用经醛类改性而成的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛和聚乙烯醇缩丁醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000~10000,优选1500~5000。
可以将这样的聚乙烯醇系树脂制膜后用作偏振膜的坯膜。将聚乙烯醇系树脂制膜的方法没有特别限定,可以用以往公知的方法进行制膜。由聚乙烯醇系树脂构成的坯膜的膜厚没有特别限定,如果考虑到易拉伸性,例如为10~150μm,优选为15~100μm,更优选为20~80μm。
偏振膜通常经过如下工序进行制造:对这样的聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序;通过利用二向色性色素对聚乙烯醇系树脂膜进行染色由此使二向色性色素吸附的工序;将吸附有二向色性色素的聚乙烯醇系树脂膜用硼酸水溶液进行处理的工序;和在利用硼酸水溶液的处理后进行水洗处理的工序。
聚乙烯醇系树脂膜的单轴拉伸可以在二向色性色素的染色前进行,也可以与染色同时进行,或也可以在染色之后进行。在染色之后进行单轴拉伸的情况下,该单轴拉伸可以在硼酸处理之前进行,也可以在硼酸处理中进行。也能够在上述多个阶段中进行单轴拉伸。在单轴拉伸时,可以在圆周速度不同的辊间沿单轴进行拉伸,也可以使用热辊沿单轴进行拉伸。另外,单轴拉伸可以为在大气中进行拉伸的干式拉伸,也可以为在使用溶剂使聚乙烯醇系树脂膜溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率从抑制偏振膜的变形的观点出发优选为8倍、更优选为7.5倍、进一步优选为7倍以下。另外,拉伸倍率从表现作为偏振膜的功能的观点出发通常为4.5倍以上。
作为用二向色性色素对聚乙烯醇系树脂膜进行染色的方法,例如可以列举将聚乙烯醇系树脂膜在含有二向色性色素的水溶液中进行浸渍的方法。作为二向色性色素,例如可以使用碘或二向色性染料。二向色性染料例如包括C.I.DIRECT RED 39等由双偶氮化合物构成的二向色性直接染料;由三偶氮、四偶氮化合物等构成的二向色性直接染料。需要说明的是,聚乙烯醇系树脂膜优选在染色处理之前预先实施在水中的浸渍处理。
使用碘作为二向色性色素时,通常采用在含有碘和碘化钾的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。该水溶液中的碘的含量通常相对于水100质量份为0.01~1质量份,碘化钾的含量通常相对于水100质量份为0.5~20质量份。使用碘作为二向色性色素时,用于染色的水溶液的温度通常为20~40℃,另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为20~1800秒。
使用二向色性染料作为二向色性色素时,通常采用在包含水溶性二向色性染料的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。该水溶液中的二向色性染料的含量通常相对于水100质量份为1×10-4~10质量份,优选为1×10-3~1质量份,更优选为1×10-3~1×10-2质量份。该水溶液可以含有硫酸钠等无机盐作为染色助剂。使用二向色性染料作为二向色性色素时,用于染色的染料水溶液的温度通常为20~80℃,另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为10~1800秒。
利用二向色性色素的染色后的硼酸处理可以通过将经染色的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在硼酸水溶液中来进行。硼酸水溶液中的硼酸的量相对于水100质量份通常为2~15质量份,优选为5~12质量份。使用碘作为二向色性色素时,优选该硼酸水溶液含有碘化钾。硼酸水溶液中的碘化钾的量相对于水100质量份通常为0.1~15质量份,优选为5~12质量份。在硼酸水溶液中的浸渍时间通常为60~1200秒,优选为150~600秒,更优选为200~400秒。硼酸水溶液的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃,更优选为60~80℃。
通常对硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜进行水洗处理。水洗处理例如可以通过将经硼酸处理的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在水中来进行。水洗处理中的水的温度通常为5~40℃,浸渍时间通常为1~120秒。在水洗后实施干燥处理,可得到偏振膜。干燥处理可以使用热风干燥机、远红外线加热器来进行。干燥处理的温度通常为30~100℃,优选为40~95℃,更优选为50~90℃。干燥处理的时间通常为60~600秒,优选为120~600秒。
如此,对聚乙烯醇系树脂膜实施单轴拉伸、利用二向色性色素的染色和硼酸处理,可得到偏振膜。偏振膜的厚度例如可以设为5~40μm。
涂布型的薄膜偏振膜与将以往公知的聚乙烯醇系树脂膜进行拉伸而成的偏振膜相比,尺寸变化率小。因此,通过使用涂布型的薄膜偏振膜,例如即便在长期的使用和/或高温环境下的使用中也可以抑制偏振板的尺寸变化,可以进一步抑制与偏振膜的尺寸变化相伴的偏振板与背光单元的接触。作为涂布型的薄膜偏振膜,例如可以使用日本特开2012-58381、日本特开2013-37115、国际公开第2012/147633、国际公开第2014/091921中例示的涂布型的薄膜偏振膜。
本发明的偏振板中包含的粘合层可以层叠于偏振膜或保护膜、或者根据情况层叠于偏振膜或保护膜上的各种表面处理层。
作为构成粘合层的粘合剂,可以没有特别限制地使用以往公知的粘合剂,例如可以使用含有丙烯酸系、橡胶系、氨基甲酸酯系、硅酮系、聚乙烯基醚系等基础聚合物的粘合剂。另外,也可以是能量射线固化型粘合剂、热固化型粘合剂等。这些之中,以透明性、粘合力、返工性、耐候性、耐热性等优异的丙烯酸系树脂作为基础聚合物的粘合剂是适宜的。
作为丙烯酸系粘合剂,没有特别限定,优选使用(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯系基础聚合物、包含两种以上这些(甲基)丙烯酸酯等的共聚系基础聚合物。此外,在这些基础聚合物中共聚有极性单体。作为极性单体,例如可以列举:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有羧基、羟基、酰胺基、氨基、环氧基等的单体。
这些丙烯酸系粘合剂可以单独使用,但通常与交联剂并用。作为交联剂,可例示:可与羧基之间形成羧酸金属盐的二价或多价金属离子;可与羧基之间形成酰胺键的多元胺化合物;可与羧基之间形成酯键的聚环氧化合物、多元醇化合物;可与羧基之间形成酰胺键的多异氰酸酯化合物等。其中,广泛使用多异氰酸酯化合物。
能量射线固化型粘合剂是指具有如下性质的粘合剂:具有受到紫外线、电子射线等能量射线的照射而固化的性质,并且具有在能量射线照射前也具有粘合性而与膜等被粘物密合,并且能够通过能量射线的照射进行固化从而调整密合力的性质。作为能量射线固化型粘合剂,尤其优选使用紫外线固化型粘合剂。能量射线固化型粘合剂一般而言以丙烯酸系粘合剂和能量射线聚合性化合物作为主要成分而成。通常还配合有交联剂,另外根据需要也可以配合光聚合引发剂、光敏剂等。
粘合层除了上述基础聚合物和交联剂以外,为了调整粘合剂的粘合力、凝聚力、粘性、弹性模量、玻璃化转变温度等,可以根据需要包含例如作为天然物或合成物的树脂类、粘合性赋予树脂、抗氧化剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、染料、颜料、消泡剂、腐蚀剂、光聚合引发剂等添加剂。此外,也可以含有微粒而形成显示光散射性的粘合层。紫外线吸收剂包括水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络盐系化合物等。
在本发明中,优选在构成粘合层的粘合剂中含有硅烷系化合物,特别优选在配合交联剂前的丙烯酸系树脂中含有硅烷系化合物。对于硅烷系化合物而言,为了提高对玻璃的粘合力,通过包含硅烷系化合物,夹在玻璃基板中的液晶盒与粘合层的密合性提高,可以确保对显示面板的高的粘接力。
粘合层例如可以通过如下方法设置:将上述的粘合剂制成有机溶剂溶液,在想要进行层叠的膜(例如偏振膜等)上通过模头涂布机、凹版涂布机等进行涂布,使之干燥。另外,也可以通过将在实施脱模处理的塑料膜(被称作隔离膜)上形成的片状粘合剂转印至想要进行层叠的膜或层的方法来进行设置。对于粘合层的厚度没有特别限制,一般而言优选为2~40μm的范围内,更优选为5~35μm的范围内,进一步优选为10~30μm的范围内。
在适宜的一个方案中,粘合层由作为丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-羟基乙酯和丙烯酸的共聚物的丙烯酸系树脂、硅烷系化合物和作为交联剂的异氰酸酯化合物构成。
本发明的偏振板根据需要可以还层叠有相位差膜和视角补偿膜等光学层。
作为相位差膜,可以举出:对高分子原材料进行单轴或双轴拉伸处理而成的双折射性膜、液晶聚合物的取向膜、用膜支撑液晶聚合物的取向层的相位差膜等。拉伸处理例如可以通过辊拉伸法、长间隙拉伸法、拉幅机拉伸法、管膜拉伸法等进行。拉伸倍率在单轴拉伸的情况下通常为1.1~3倍。相位差膜的厚度没有特别限制,一般而言为10~200μm,优选为20~100μm。
作为高分子原材料,例如可以举出:聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羟乙酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、具有降冰片烯结构的聚烯烃、聚氯乙烯、纤维素系聚合物或这些二元系、三元系各种共聚物、接枝共聚物、混合物等。这些高分子原材料通过拉伸等形成取向物(拉伸膜)。
作为液晶聚合物,例如可以举出:在聚合物的主链、侧链中导入有赋予液晶取向性的共轭性的直线状原子团(介晶)的主链型、侧链型的各种聚合物。作为主链型的液晶聚合物的具体例,可以举出利用赋予弯曲性的间隔部键合介晶基团的结构的、例如向列取向性的聚酯系液晶聚合物、盘状聚合物、胆甾型聚合物等。作为侧链型的液晶聚合物的具体例,可以举出:以聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯为主链骨架、经由由共轭性的原子团构成的间隔部具有向列取向赋予性的由对位取代环状化合物单元构成的介晶部作为侧链的液晶聚合物等。对于这些液晶聚合物而言,例如在玻璃板上形成的聚酰亚胺、聚乙烯醇等薄膜的表面经摩擦处理后的薄膜、对在玻璃板上形成的聚酰亚胺、聚乙烯醇等薄膜的表面斜向蒸镀氧化硅后的薄膜等的取向处理面上展开液晶聚合物的溶液后进行热处理来进行。
相位差膜例如可以是以补偿因各种波片、液晶层的双折射所得到的着色、视角等为目的的相位差膜等具有与使用目的相应的相位差的相位差膜,也可以是层叠2种以上的相位差膜而对相位差等光学特性进行了控制的膜等。
视角补偿膜是用于扩大视场角使得即便从相对于屏幕为略倾斜的方向观察液晶显示装置的屏幕时也可比较清晰地看到图像的膜。
作为这样的视角补偿膜,例如有:相位差膜、液晶聚合物等的取向膜、在透明基材上支撑有液晶聚合物等的取向层的视角补偿膜等。通常的相位差膜使用沿其面方向进行单轴拉伸的具有双折射的聚合物膜,与此相对,用作视角补偿膜的相位差膜使用沿面方向进行双轴拉伸的具有双折射的聚合物膜、沿面方向进行单轴拉伸且还沿厚度方向进行拉伸的对厚度方向的折射率进行了控制的具有双折射的聚合物、倾斜取向膜等双向拉伸膜等。作为倾斜取向膜,例如可以举出:在聚合物膜上粘接热收缩膜,在利用加热得到的其收缩力的作用下对聚合物膜进行拉伸处理或/和收缩处理后的聚合物膜;对液晶聚合物进行倾斜取向的倾斜取向膜等。作为相位差膜的原材料聚合物,可以使用与就之前的相位差膜进行说明的聚合物同样的原材料聚合物,可以适当选择使用以基于因液晶盒带来的相位差的因视场角的变化所导致的着色等的防止、良好观看的视场角的放大等为目的的原材料聚合物。
另外,从达成良好观看的宽视场角的观点出发,优选使用利用三乙酸纤维素膜支撑由液晶聚合物的取向层、特别是盘状液晶聚合物的倾斜取向层构成的光学各向异性层的视角补偿膜。
本发明的偏振板例如可以通过在偏振膜上利用粘接剂贴合保护膜,在待与液晶盒贴合的一侧的保护膜的表面上形成粘合层来进行制造。本发明的偏振板还包含光学层的情况下,例如在保护膜上利用粘接剂或粘合剂贴合构成光学层的各种膜,在跟与保护膜粘接的面相反侧的面上形成粘合层即可。由此,可以得到包含液晶盒和本发明的偏振板的液晶显示面板。
另外,本发明的偏振板可以适宜地用于具有各种屏幕尺寸的液晶显示面板。屏幕尺寸越大,各构成部件的尺寸也增大,因此膨胀、收缩等的变形量增大,其结果,认为对偏振板的划伤也容易发生。此外还发现,在屏幕的纵横比为9∶16或9∶21的长方形且横长的图像显示面板中,背面侧偏振板的背光单元侧表面的划伤特别容易发生。本发明的偏振板可以有效抑制因与背光单元的接触所产生的划伤,另外可以有效抑制对比度的下降,因此即便屏幕尺寸大,也可以抑制偏振板的划伤。长边优选为800mm以上、更优选为1000mm以上且通常为2000mm以下的液晶显示装置的背光单元的情况下,使用包含本发明的保护膜的偏振板特别有利。关于具有液晶显示面板的屏幕尺寸,例如可以用于具有5英寸(长边:100~150mm)、10英寸(长边:200~250mm)、17英寸(长边:320~400mm)、32英寸(长边:680~720mm)、40英寸(长边:860~910mm)、46英寸(长边:980~1030mm)、55英寸(长边:1180~1230mm)、65英寸(长边:1400~1450mm)、75英寸(长边:1600~1700mm)、85英寸(长边:1800~1900mm)的屏幕尺寸的液晶显示面板,尤其用于具有40英寸以上的屏幕尺寸的液晶显示面板是有利的。
包含本发明的偏振板的液晶显示面板具有优选为5mm以下、更优选为3mm以下、进一步优选为2mm以下且优选为0.1mm以上、更优选为0.2mm以上、进一步优选为0.3mm以上的厚度。若液晶显示面板的厚度为上述上限值以下,则包含液晶显示面板的液晶显示装置的薄型化变得容易,若液晶显示面板的厚度为上述下限值以上,则液晶显示面板不易变形,构成该液晶显示面板的液晶盒与偏振板的接触被抑制,因此可以抑制偏振板的划伤。需要说明的是,液晶显示面板的厚度通常为0.01mm以上。
包含本发明的偏振板的液晶显示装置的偏振板的背光单元侧表面难以划伤,因此图像显示功能不易产生问题,也能够抑制对比度的下降。
[实施例]
以下举出实施例和比较例,更详细说明本发明。
(实施例1)
将甲基丙烯酸系树脂70质量%和橡胶粒子30质量%用高速混合器进行混合,用双螺杆挤出机进行熔融混炼制成粒子。在用喷砂对表面进行粗面化处理使得Ra为0.05μm、Rz为0.21μm、Ra/Sm为0.0015的SUS板与具有平滑表面的铝板之间夹入上述粒子,进一步在用铁板夹着其外侧的状态下进行压制处理。压制处理使用200℃的压制机(制造商:神藤金属工业所、型号:NSF-100型单动压缩成形机),压制机的间隙设为1cm。首先,作为预热进行2分钟加热,接着,在约2MPa的压力下保持1分钟。之后,保持用铁板夹着所成形的膜的状态从压制机中取出,在冷却盘上进行6分钟冷却,得到了保护膜(1)。保护膜(1)的厚度为270μm。需要说明的是,根据JIS K7105进行测定的雾度为4.8%。
需要说明的是,作为上述甲基丙烯酸系树脂,使用了甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯=96%/4%(质量比)的共聚物。另外,作为上述橡胶粒子,使用三层结构的弹性体粒子,最内层由在甲基丙烯酸甲酯中使用少量的甲基丙烯酸烯丙酯进行聚合的硬质的聚合物构成,中间层由以丙烯酸丁酯为主要成分、此外使用苯乙烯和少量的甲基丙烯酸烯丙酯进行聚合的软质的弹性体构成,最外层由在甲基丙烯酸甲酯中使用少量的丙烯酸乙酯进行聚合的硬质的聚合物构成,直至作为中间层的弹性体为止的平均粒径为240nm。需要说明的是,在该橡胶粒子中,最内层与中间层的合计质量为粒子整体的70%。
(实施例2)
将上述粒子投入直径65mm的单轴挤出机,经由设定温度275℃的T型模头进行挤出,将所挤出的树脂用经粗面化使得Ra为2.7μm、Rz为16μm、Ra/Sm为0.015的压花辊与橡胶制弹性辊夹着,得到了保护膜(2)。保护膜(2)的厚度为80μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为21.4%。
(实施例3)
除了使用Ra为0.06μm、Rz为0.29μm、Ra/Sm为0.0019的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(3)。保护膜(3)的厚度为270μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为6.2%。
(实施例4)
除了使用Ra为0.28μm、Rz为1.51μm、Ra/Sm为0.0042的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(4)。保护膜(4)的厚度为170μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为12.4%。
(实施例5)
除了使用Ra为0.37μm、Rz为1.91μm、Ra/Sm为0.0047的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(5)。保护膜(5)的厚度为170μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为17.4%。
(实施例6)
除了使用Ra为1.01μm、Rz为4.33μm、Ra/Sm为0.0083的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(6)。保护膜(6)的厚度为170μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为32.4%。
(实施例7)
除了将厚度设定从80μm设成60μm以外,与实施例2同样地进行,得到了保护膜(7)。保护膜(7)的厚度为60μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为34.1%。
(比较例1)
除了将所挤出的树脂用具有镜面的2根抛光辊夹着以外,与实施例2同样地进行,得到了保护膜(8)。保护膜(8)的厚度为80μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为1.1%。
(比较例2)
除了使用Ra为0.03μm、Rz为0.14μm、Ra/Sm为0.0003的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(9)。保护膜(9)的厚度为270μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为2.3%。
(比较例3)
除了使用Ra为0.04μm、Rz为0.19μm、Ra/Sm为0.0009的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(10)。保护膜(10)的厚度为270μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为4.3%。
(比较例4)
除了使用Ra为1.38μm、Rz为5.90μm、Ra/Sm为0.01的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(11)。
保护膜(11)的厚度为170μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为41.8%。
(比较例5)
除了使用Ra为0.65μm、Rz为3.42μm、Ra/Sm为0.0091的经粗面化的SUS板作为经粗面化的SUS板以外,与实施例1同样地进行,得到了保护膜(12)。保护膜(12)的厚度为170μm。需要说明的是,根据JIS K7105测定的雾度为50.6%。
接着,对于在上述实施例和比较例中得到的保护膜(1)~(12),如下测定总光线透射率、雾度、算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz、峰谷平均间隔Sm和维氏硬度HV,此外进行划伤难度和对比度的评价。其结果示于表1。
(总光线透射率、雾度的测定)
依据JIS K7361,使用株式会社村上色彩技术研究所制的雾度计HM150,分别测定了保护膜(1)~(12)的总光线透射率。另外,依据JIS K7136,使用株式会社村上色彩技术研究所制的雾度计HM150,分别测定了保护膜(1)~(12)的雾度。
(算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz和峰谷平均间隔Sm的测定)
依据JIS B0601-1994,株式会社东京精密制的表面粗糙度形状测定机ハンディ一サ一フE-35A,分别测定了保护膜(1)~(12)的算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz和峰谷平均间隔Sm。
(维氏硬度HV的测定)
依据ISO14577,使用Fischer Instruments公司制的超微小硬度计HM2000进行测定,将分别对保护膜(1)~(12)施加10mN的载重10秒钟时的值作为维氏硬度HV。
(划伤难度的评价)
依据K5600-5-4,使用安田精机制作所制的No.553-M1电动铅笔划痕硬度试验机进行测定。首先,将保护膜(1)~(12)分别用胶带固定玻璃板上,以使铅笔呈45度的方式安装,施加500g的载重对样品表面进行拉划。使用相同硬度的铅笔进行5次试验。另外,将铅笔的硬度改变为3H~5B,进行同样的拉划试验。
将拉划表面后的膜载于黑板上,在荧光灯反射下观察有无膜的表面上的划伤。将5次均未产生划伤的最大的铅笔硬度作为该膜的铅笔硬度。使用3H~5B的铅笔时全部在膜上观察到划伤的情况评价为“6B以下”。在此,从表面的划伤难度的观点出发,优选铅笔硬度为5B以上。
(对比度的评价)
距液晶显示装置(株式会社索尼制、BRAVIA KDL-32EX550)的测定面1m设置分光放射计(Topcon Techno House公司制、SR-UL1),在设为测定角2°视野的状态下,连接数字视频信号发生器(Astro Design公司制),测定进行黑显示和白显示的电视的黑亮度和白亮度。
测定在设成黑显示后40分钟后进行5次测定,将其平均值作为黑亮度。之后,变为白显示,5分钟后进行5次测定,将其平均值作为白亮度。白亮度除以黑亮度所得的值(7326)作为对比度,将该值作为基准值。
测定基准值后,拆解液晶显示装置,在与背光单元面对的一侧的偏振板上分别配置保护膜(1)~(12),再次组装液晶显示装置。之后,在与测定基准值时同样的条件下测定白亮度和黑亮度而算出对比度。基于该算出的对比度和基准值,依据以下式子算出对比度下降率。
对比度下降率(%)={(基准值-对比度)/基准值}×100
需要说明的是,在此,优选对比度下降率为20%以下。
[表1]
在实施例1~7中得到的保护膜(1)~(7)的情况下,雾度、Ra、Rz和Ra/Sm为规定的范围,而此时,铅笔硬度为5B以上,对比度下降率为20%以下,可知得到了可抑制表面的划伤、同时抑制对比度的下降的保护膜。另一方面,在比较例1~3中得到的保护膜(8)~(10)的情况下,可知铅笔硬度低,不能充分抑制表面的划伤。另外,在比较例4和5中得到的保护膜(11)和(12)的情况下,对比度下降率高。因此,可以保护膜(8)~(12)不能解决本发明的课题。
(参考例)
拆解的液晶显示装置的观看侧偏振板上配置保护膜(6)且与背光面对的一侧的偏振板在保持原样的状态下再次组装液晶显示装置。之后,在与测定基准值时同样的条件下测定白亮度和黑亮度而算出对比度。基于该算出的对比度和基准值,算出对比度下降率。
其结果,对比度为5660、对比度下降率为23%。

Claims (6)

1.一种偏振板用保护膜,其中,该保护膜的至少一个表面的算术平均粗糙度Ra为0.04μm以上、十点平均粗糙度Rz为0.1μm以上、算术平均粗糙度Ra/峰谷平均间隔Sm为0.0007以上,且该保护膜的雾度为40%以下,该表面以面对背光单元的方式配置在背面侧偏振板的背光单元侧。
2.如权利要求1所述的偏振板用保护膜,至少一个表面的维氏硬度HV为15~35。
3.一种偏振板,其中,至少在背光单元侧配置有权利要求1或2所述的偏振板用保护膜。
4.如权利要求3所述的偏振板,其用于长边800mm以上的液晶显示装置。
5.一种液晶显示面板,其包含权利要求3所述的偏振板和液晶盒。
6.一种液晶显示装置,其包含权利要求5所述的液晶显示面板和背光单元。
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