CN115335737A - 偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置 - Google Patents

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CN115335737A CN202180023086.8A CN202180023086A CN115335737A CN 115335737 A CN115335737 A CN 115335737A CN 202180023086 A CN202180023086 A CN 202180023086A CN 115335737 A CN115335737 A CN 115335737A
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Abstract

本发明的课题在于，提供：能抑制液晶面板的翘曲的偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置。该课题可以通过满足下述的特征(1)和(2)的偏振片保护用聚酯薄膜来解决。(1)前述聚酯薄膜的TD的收缩应力F为8MPa以上且25MPa以下。(2)前述聚酯薄膜的TD的收缩应力F与前述聚酯薄膜在80℃处理30分钟后的TD的热收缩率HS之比(F/HS)为30(MPa/％)以上且60(MPa/％)以下。

Description

偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置在液晶电视、个人电脑的液晶显示器等用途中需求扩大。通常，液晶显示装置通过由玻璃基板夹持有透明电极、液晶层、滤色器等的液晶单元与设置于其两侧的2张偏光板构成，各偏光板成为由2张光学薄膜(例如偏振片保护薄膜和相位差薄膜)夹持有偏振片(也称为偏光膜)的构成。
近年来，确认了由于液晶电视画面的大型化、薄型化而液晶面板成为翘曲、显示不均的现象。例如，刚性会由于液晶面板中使用的玻璃基板的厚度而发生变化，有偏振片的微小收缩产生影响而成为液晶面板翘曲、成为显示不均的情况。特别是，为了液晶面板的进一步薄型化，在使玻璃基板的厚度变得比0.7mm薄的情况下，显示不均的发生容易成为问题，要求其改善。
专利文献1中提出了如下方法：通过使层叠于偏振片的一个面的偏振片保护用聚酯薄膜的收缩力为特定范围，从而改善液晶面板的翘曲和显示不均。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2019/054406
发明内容
发明要解决的问题
随着液晶面板的大型化、液晶单元的玻璃基板的薄型化，为了抑制液晶面板的翘曲，本发明人等发现必须增大偏振片保护用聚酯薄膜的收缩应力。
为了增大偏振片保护用聚酯薄膜的收缩应力，有效的一个对策是提高在80℃处理30分钟后的热收缩率，但如果将使用了这种提高热收缩率的偏振片保护用聚酯薄膜的液晶面板长时间配置在高温环境下，则特别是液晶面板为大型的情况下，有时在液晶面板中会产生翘曲。
本发明是鉴于上述问题和情况而做出的，其主要课题在于，提供：能抑制液晶面板的翘曲的偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置。特别是，其课题在于，提供：将液晶面板长时间放置在高温环境下的情况下也能抑制液晶面板的翘曲的偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置。
用于解决问题的方案
代表性的本发明如以下所述。
项1.
一种偏振片保护用聚酯薄膜，其满足下述的特征(1)和(2)。
(1)前述聚酯薄膜的TD的收缩应力F为8MPa以上且25MPa以下。
(2)前述聚酯薄膜的TD的收缩应力F与前述聚酯薄膜在80℃处理30分钟后的TD的热收缩率HS之比(F/HS)为30(MPa/％)以上且60(MPa/％)以下。
项2.
根据项1所述的偏振片保护用聚酯薄膜，其还满足下述(3)的特征。
(3)前述聚酯薄膜的面内延迟量为3000～30000nm。
项3.
根据项1或2所述的偏振片保护用聚酯薄膜，其还满足下述(4)的特征。
(4)前述聚酯薄膜的厚度为40～200μm。
项4.
根据项1～3中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜，其中，在前述聚酯薄膜的与要层叠偏振片的面相反侧的面上，具有硬涂层、防反射层、低反射层、防眩层或防反射防眩层。
项5.
一种偏光板，其在偏振片的一个面上层叠有项1～4中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜。
项6.
一种偏光板，其在偏振片的一个面上层叠有项1～4中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜、且在偏振片的另一个面上不层叠薄膜。
项7.
一种偏光板，其在偏振片的一个面上层叠有项1～4中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜、且在偏振片的另一个面上层叠有涂布层。
项8.
根据项7所述的偏光板，其中，前述涂布层为硬涂层或相位差膜。
项9.
一种液晶显示装置，其包含项5～8中任一项所述的偏光板。
发明的效果
根据本发明，可以提供：能抑制液晶面板的翘曲的偏振片保护薄膜、偏光板和液晶显示装置。特别是可以提供：将液晶面板长时间放置在高温环境下的情况下也能抑制液晶面板的翘曲的偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置。
具体实施方式
本发明的偏振片保护用聚酯薄膜优选为由聚酯薄膜形成、且层叠于偏振片(例如由聚乙烯醇和色素形成的薄膜)的至少一个面用于制作偏光板的偏振片保护薄膜。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，聚酯薄膜的TD的收缩应力F的值优选8MPa以上且25MPa以下。如果使收缩应力F的下限值为8MPa以上，则可以充分减少液晶面板的翘曲。另外，如果使收缩应力F的上限值为25MPa以下，则还可以防止液晶面板沿相反方向往回翘曲的情况。因此，收缩应力F优选前述的范围。收缩应力F的下限更优选10MPa以上、进一步优选12MPa以上。收缩应力F的上限更优选23MPa以下、进一步优选20MPa以下。收缩应力F的范围更优选10MPa以上且23MPa以下、进一步优选12MPa以上且20MPa以下。
对于聚酯薄膜的MD的收缩应力Fv，在通常制膜中实施后述的微拉伸的情况下，由于泊松收缩而MD中也产生应力，但优选大致1.8～2.2MPa左右的收缩应力。聚酯薄膜的MD的收缩应力Fv可以通过MD的张力而任意控制。
TD的收缩应力F和MD的收缩应力Fv如实施例中详述，通过TMA(热机械分析)而测量。需要说明的是，TD是Transverse Direction的简称，本说明书中，有时称为宽度方向、横向。MD是Machine Direction的简称，本说明书中，有时称为薄膜流动方向、长度方向、纵向。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，从进一步减少液晶面板的翘曲、或抑制伴有扭转的卷曲(螺旋桨式卷曲)的观点出发，聚酯薄膜的TD的收缩应力F与聚酯薄膜的MD的收缩应力Fv之比(F/Fv)优选1.5以上且15以下。前述比(F/Fv)的范围更优选1.5以上且12以下、进一步优选1.5以上且10以下、进一步更优选1.5以上且8以下。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，聚酯薄膜的TD的收缩应力F(MPa)与聚酯薄膜在80℃处理30分钟后的TD的热收缩率HS(％)之比(F/HS)优选30(MPa/％)以上且60(MPa/％)以下。通过使比(F/HS)为前述范围，从而将液晶面板长时间放置于高温环境下的情况下，也可以抑制液晶面板的翘曲。比(F/HS)更优选35(MPa/％)以上且55(MPa/％)以下。需要说明的是，比(F/HS)的上限值如果为60(MPa/％)以下，则制膜稳定性改善，可以进行更稳定的作业。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，聚酯薄膜在80℃处理30分钟后的TD的热收缩率优选0.1～5％。TD的热收缩率的下限优选0.1％以上、更优选0.15％以上、最优选0.2％以上。TD的热收缩率的上限优选5％以下、4.5％以下、4％以下、3％以下、或2％以下，更优选1.5％以下、进一步优选1％以下、特别优选0.7％以下、最优选0.5％以下。TD的热收缩率如果为0.1％以上，则可以容易无波动地控制热收缩率。另外，TD的热收缩率如果为5％以下，则偏振片保护薄膜也不会有由于背光的热而在单向上热收缩而引起液晶面板的翘曲的担心。
TD的热收缩率可以以后述的实施例中采用的方法测定。
通常，液晶显示装置被配置为2张偏光板成为交叉棱镜的关系。如果以交叉棱镜的关系来配置2张偏光板，则通常光不通过2张偏光板。然而，由于上述偏振片的收缩或翘曲，结果完全的交叉棱镜的关系崩解，有产生漏光的担心。从抑制漏光的观点出发，偏振片保护薄膜的热收缩率成为最大的方向与偏振片的透光轴所呈的角度越小越优选。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，厚度优选40～200μm。更优选40～100μm、进一步优选40～80μm。厚度如果为40μm以上，则不易破裂，另外，也不易成为由于刚性不足所导致的平面性不良。另外，厚度如果为200μm以下，则薄膜在TD上的收缩应力的波动小，也可以抑制控制收缩应力所需的成本。厚度可以以后述的实施例中采用的方法测定。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，从抑制液晶显示装置的画面上观察到的虹斑的观点出发，面内延迟量优选处于特定范围。面内延迟量的下限优选3000nm以上、4000nm以上、5000nm以上、6000nm以上、7000nm以上、或8000nm以上。面内延迟量的上限优选30000nm以下、更优选18000nm以下、进一步优选15000nm以下、进一步更优选10000nm以下。特别是，从薄膜化的观点出发，面内延迟量优选低于10000nm、或9000nm以下。
聚酯薄膜的延迟量也可以通过测定双轴方向的折射率和厚度而求出，或者也可以使用KOBRA-21ADH(王子计测机器株式会社)之类的市售的自动双折射测定装置而求出。需要说明的是，折射率可以通过阿贝折射率计(测定波长589nm)而求出。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，面内延迟量(Re)与厚度方向延迟量(Rth)之比(Re/Rth)优选0.2以上、0.3以上、或0.4以上，更优选0.5以上，进一步优选0.6以上。上述面内延迟量与厚度方向延迟量之比(Re/Rth)越大，双折射的作用越增加各向同性，有变得不易产生由于观察角度所导致的虹状色斑的发生的倾向。完全的单轴性(单轴对称)薄膜中，上述面内延迟量与厚度方向延迟量之比(Re/Rth)成为2，因此，上述面内延迟量与厚度方向延迟量之比(Re/Rth)的上限优选2。优选的Re/Rth的上限为1.2以下。需要说明的是，厚度方向延迟量是指，从厚度方向截面观察薄膜时的2个双折射△Nxz、△Nyz分别乘以薄膜厚度d而得到的值的平均。
对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，从进一步抑制虹状色斑的观点出发，聚酯薄膜的NZ系数优选2.5以下、更优选2以下、进一步优选1.8以下、更进一步优选1.6以下。而且，完全的单轴性(单轴对称)薄膜中，NZ系数成为1，因此，NZ系数的下限为1。有NZ系数越大，与取向方向正交的方向的机械强度越改善的倾向。
NZ系数用|Ny-Nz|/|Ny-Nx|表示，此处Ny是指，聚酯薄膜的慢轴方向的折射率，Nx是指，与慢轴正交的方向的折射率(快轴方向的折射率)，Nz是指，厚度方向的折射率。用分子取向计(王子计测机器株式会社制、MOA-6004型分子取向计)求出薄膜的取向轴，通过阿贝折射率计(ATAGOCO.,LTD.制、NAR-4T、测定波长589nm)求出取向轴方向和与其正交的方向这二轴的折射率(Ny、Nx，其中Ny＞Nx)和厚度方向的折射率(Nz)。将如此求出的值代入至|Ny-Nz|/|Ny-Nx|，可以求出NZ系数。
另外，对于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜，从进一步抑制虹状色斑的观点出发，聚酯薄膜的Ny-Nx的值优选0.05以上、更优选0.07以上、进一步优选0.08以上、更进一步优选0.09以上、最优选0.1以上。Ny-Nx的上限没有特别限制，聚对苯二甲酸乙二醇酯系薄膜的情况下，优选0.15左右。
本发明的偏振片保护用聚酯薄膜可以由任意的聚酯树脂得到。聚酯树脂的种类没有特别限制，例如可以使用使二羧酸成分与二醇成分缩合而得到的任意聚酯树脂。
作为聚酯树脂的制造中能使用的二羧酸成分，例如可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、二苯基二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基砜二羧酸、蒽二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、六氢对苯二甲酸、六氢间苯二甲酸、丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3-二乙基琥珀酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、二聚酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二羧酸等。
作为聚酯树脂的制造中能使用的二醇成分，例如可以举出乙二醇、丙二醇、己二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、癸二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜等。
构成聚酯树脂的二羧酸成分和二醇成分均可以使用1种或2种以上。作为构成聚酯薄膜的适合的聚酯树脂，例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等，更优选可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯，但它们可以进一步包含其他共聚成分。这些树脂的透明性优异，且热特性、机械特性也优异。特别是，聚对苯二甲酸乙二醇酯能达成高弹性模量，另外，热收缩率的控制也较容易，因此，为适合的原材料。
在需要高度地提高聚酯薄膜的热收缩率的情况下，理想的是添加共聚成分而适度地降低结晶度。另外，由于对于玻璃化转变温度附近以下的变形来说弹性应变、永久应变的比率高，因此，通常难以高度地提高热收缩率。因此，根据需要导入玻璃化转变温度低的成分也是优选的实施方式。作为玻璃化转变温度低的成分，具体而言，可以举出丙二醇、1,3-丙二醇等。
为了使与偏振片的粘接性良好，也可以对偏振片保护用聚酯薄膜实施电晕处理、涂布处理、火焰处理等。
(易粘接层的赋予)
为了改良与硬涂层等功能层、偏振片的粘接性，优选在聚酯薄膜的至少单面具有易粘接层。这种具有易粘接层的聚酯薄膜也包含于本发明的偏振片保护用聚酯薄膜。
优选在聚酯薄膜的至少单面具有将选自由聚酯树脂(包含共聚聚酯树脂)、聚氨酯树脂和聚丙烯酸类树脂组成的组中的至少1种作为主成分的易粘接层。此处，“主成分”是指，构成易粘接层的固体成分中为50质量％以上的成分。易粘接层的形成中使用的涂布液优选包含选自由水溶性或水分散性的共聚聚酯树脂、聚丙烯酸类树脂和聚氨酯树脂组成的组中的至少1种的水性涂布液。作为这些涂布液，例如可以举出日本专利第3567927号公报、日本专利第3589232号公报、日本专利第3589233号公报、日本专利第3900191号公报、日本专利第4150982号公报等中公开的水溶性或水分散性共聚聚酯树脂溶液、丙烯酸类树脂溶液、聚氨酯树脂溶液等。
易粘接层例如可以将前述涂布液涂布于未拉伸薄膜、或纵向的单轴拉伸薄膜的单面或两面后，以100～150℃进行干燥，进一步沿横向进行拉伸而得到。最终的易粘接层的涂布量(干燥后的涂布量)优选管理为0.05～0.2g/m2。涂布量如果为0.05g/m2以上，则与得到的偏振片的粘接性充分。另一方面，涂布量如果为0.2g/m2以下，则耐粘连性改善。在聚酯薄膜的两面设置易粘接层的情况下，两面的易粘接层的涂布量可以相同也可以不同，可以各自独立地在上述范围内设定。
为了对易粘接层赋予易滑性，优选添加颗粒。颗粒优选使用平均粒径为2μm以下的细粒。颗粒的平均粒径如果为2μm以下，则可以抑制颗粒的脱落。作为易粘接层中含有的颗粒，例如可以举出氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅、氧化铝、滑石、高岭土、粘土、磷酸钙、云母、锂蒙脱石、氧化锆、氧化钨、氟化锂、氟化钙等无机颗粒、苯乙烯系、丙烯酸类、三聚氰胺系、苯并胍胺系、有机硅系等的有机聚合物系颗粒等。它们可以单独添加至易粘接层，也可以组合2种以上而添加。
另外，作为涂布涂布液的方法，可以使用公知的方法。例如可以举出逆转辊/涂布法、凹版/涂布法、唇口/涂布法、辊刷法、喷雾涂布法、气刀涂布法、线棒涂布法、管式刮刀法等，可以单独或者组合这些方法而进行。
需要说明的是，上述颗粒的平均粒径的测定根据下述方法进行。
对颗粒用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄照片，以最小的颗粒1个的大小成为2～5mm的倍率、测定300～500个颗粒的最大直径(最远离的2点间的距离)，将其平均值作为平均粒径。
(功能层的赋予)
在本发明的偏振片保护用聚酯薄膜的、与要层叠偏振片的面相反侧的面上，优选具有硬涂层、防眩层、防反射层、低反射层(包含防低反射层和低反射防眩层)、防反射防眩层、抗静电层等功能层。在这些功能层被层叠在聚酯薄膜的状态下，优选收缩应力F和比(F/HS)具有前述条件。
使用了本发明的偏振片保护用聚酯薄膜的偏光板由于期望的是在聚酯薄膜的热收缩率残留的状态下与液晶单元的玻璃板一体化，因此，在赋予功能层的情况下，理想的实施方式是将干燥温度设定得低，或利用UV照射、电子束照射等热历程小的方法来进行。另外，在聚酯薄膜的制膜工序中赋予这些功能层时，可以在不有损已提高的热收缩率的情况下，使本发明的偏光板与液晶单元的玻璃板一体化，因此，是更理想的实施方式。
(聚酯薄膜的制造方法)
聚酯薄膜可以依据一般的聚酯薄膜的制造方法而制造。例如可以举出如下方法：使聚酯树脂熔融，挤出为片状并成型为无取向聚酯，将所述无取向聚酯在玻璃化转变温度以上的温度下，利用辊的速度差沿纵向进行拉伸，然后利用拉幅机沿横向进行拉伸，实施热处理(热定型)。聚酯薄膜可以为单轴拉伸薄膜，也可以为双轴拉伸薄膜，优选主要沿横向进行了强烈拉伸的单轴拉伸薄膜，可以为沿与主拉伸方向垂直方向进行轻微拉伸。
如果具体说明聚酯薄膜的制膜条件，则纵向拉伸温度和横向拉伸温度分别优选80～130℃、特别优选90～120℃。纵向拉伸倍率优选1～3.5倍、特别优选1倍～3倍。另外，横向拉伸倍率优选2.5～6倍、特别优选3～5.5倍。为了将延迟量控制为上述范围，优选控制纵向拉伸倍率与横向拉伸倍率的比率。接下来的热处理(热定型)中，处理温度优选100～250℃、特别优选180～245℃。
优选经拉伸/热定型区，将薄膜导入至设定温度低于热定型区的冷却区，沿TD进行微拉伸。根据微拉伸时的温度和微拉伸倍率，能控制TD的收缩应力与热收缩率。升高微拉伸时的薄膜实际温度、或增大TD微拉伸倍率，从而有TD的收缩应力F增大的倾向。另外，随着微拉伸时的薄膜实际温度变低，有F/HS降低的倾向。为了使TD的收缩应力F、和TD的收缩应力F与TD的热收缩率HS之比(F/HS)为前述优选的范围，优选下述式所示的TD微拉伸倍率为1.5％～5％的范围。
TD微拉伸倍率＝(微拉伸后的TD横向宽度-微拉伸前的TD横向宽度)/微拉伸前的TD横向宽度
另外，微拉伸结束时的薄膜实际温度优选大致120℃～150℃。薄膜的实际温度可以根据自前区的引入热量(伴随流)、该区的温度/风速/喷嘴配置等而控制。
本发明的偏光板是在偏振片的至少一个面上层叠有本发明的偏振片保护用聚酯薄膜。优选在偏振片的另一个面上层叠有TAC薄膜、丙烯酸类薄膜、降冰片烯薄膜等不具有双折射性的薄膜。或者，从薄型的观点出发，在偏振片的另一个面上不层叠任何薄膜的偏光板也是优选的方案。在该情况下，虽然在偏振片的另一个面上不层叠薄膜，但可以在偏振片上层叠涂布层。作为涂布层，可以为硬涂层等功能层，也可以为通过涂覆而形成的相位差膜。
需要说明的是，在将本发明的偏振片保护用聚酯薄膜以外的薄膜、涂布层层叠于偏振片的情况下，跟偏振片的透光轴平行的方向上的、偏振片保护用聚酯薄膜以外的薄膜、涂布层的收缩应力、和跟偏振片的吸光轴平行的方向上的、偏振片保护用聚酯薄膜以外的薄膜、涂布层的收缩应力均优选偏振片保护用聚酯薄膜的TD的收缩应力的值以下，更优选为偏振片保护用聚酯薄膜的MD的收缩应力的值以下。
另外，跟偏振片的透光轴平行的方向上的、偏振片保护用聚酯薄膜以外的薄膜、涂布层的收缩力、和跟偏振片的吸光轴平行的方向上的、偏振片保护用聚酯薄膜以外的薄膜、涂布层的收缩力优选250N/m以下、进一步优选200N/m以下。对于偏振片保护用聚酯薄膜以外的薄膜、涂布层，评价对象的特定方向的收缩力(N/m)用薄膜或涂布层的厚度(mm)×特定方向的弹性模量(N/mm2)×在80℃处理30分钟后的特定方向的热收缩率(％)÷100×1000而定义。
需要说明的是，弹性模量如下：静置在25℃、50RH％的环境中168小时后，依据JIS-K7244(DMS)，使用Seiko Instruments Inc.制的动态粘弹性测定装置(DMS6100)进行评价。在拉伸模式、驱动频率1Hz、卡盘间距5mm、升温速度2℃/分钟的条件下，测定25℃～120℃的温度依赖性，将30℃～100℃的储能模量的平均作为弹性模量。
工业上，本发明的偏光板优选的是使偏振片的长条物与偏振片保护用聚酯薄膜的长条物以辊对辊的形式借助粘接剂层叠而得到的。而且，偏振片通常沿纵向经拉伸而制造，因此，在MD上具有吸光轴，在TD上具有透光轴。
本发明的偏光板中，偏振片与偏振片保护用聚酯薄膜优选以偏振片的透光轴与偏振片保护用聚酯薄膜的TD成为大致平行的方式进行层叠。此处，大致平行是指，偏振片的透光轴、与偏振片保护用聚酯薄膜的TD所形成的角度优选0°±15°以下、更优选0°±10°以下、进一步优选0°±8°以下、进一步更优选0°±5°以下、特别优选0°±3°以下、最优选0°。
另外，本发明的偏光板中，偏振片与偏振片保护用聚酯薄膜优选以偏振片的透光轴与偏振片保护用聚酯薄膜的慢轴成为大致平行的方式进行层叠。此处，大致平行是指，偏振片的透光轴与偏振片保护用聚酯薄膜的慢轴所形成的角度优选0°±15°以下、更优选0°±10°以下、进一步优选0°±8°以下、进一步更优选0°±5°以下、特别优选0°±3°以下、最优选0°。
本发明的液晶显示装置只要包含本发明的偏光板就没有特别限制，通常至少具有：背光光源；和，配置于2个偏光板之间的液晶单元。前述2个偏光板中的至少一者优选为本发明的偏光板、即、将本发明的偏振片保护用聚酯薄膜作为偏振片保护薄膜的偏光板。液晶显示装置的前述2个偏光板这两者可以为本发明的偏光板。
作为液晶单元的构成构件的玻璃基板的厚度优选0.7mm以下、更优选0.6mm以下、进一步优选0.5mm以下、最优选0.4mm以下。
本发明的偏振片保护用聚酯薄膜可以用于任意尺寸的液晶显示装置，但可以用于优选42英寸以上、更优选46英寸以上、进一步优选50英寸以上、进一步更优选55英寸以上、特别优选60英寸以上的液晶显示装置。
本发明的偏振片保护用聚酯薄膜优选的是，以可视侧偏光板的偏振片为起点而使用于可视侧的偏振片保护薄膜的位置、和/或以光源侧偏光板的偏振片为起点而使用于光源侧的偏振片保护薄膜的位置。
通常，液晶显示装置具有长方形的形状(液晶显示装置内使用的2张偏光板也为长方形)，一个偏光板其长边与吸光轴平行，另一个偏光板其长边与透光轴平行，以吸光轴彼此成为垂直关系的方式进行配置。而且，通常偏光板的长边与吸光轴具有平行关系的偏光板作为液晶显示装置的可视侧偏光板使用，偏光板的长边与透光轴具有平行关系的偏光板作为液晶显示装置的光源侧偏光板使用。
收缩应力大的偏振片的吸光轴方向成为长边的偏光板有由于收缩而变得容易产生卷曲的形状因子的问题(卷曲通常容易在长边方向上发生)，或有因液晶面板内的上下偏光板的非对称构成所产生的影响，而液晶面板在被配置于交叉棱镜的上下偏光板的偏振片透光轴成为长边的偏光板侧呈凸起的倾向。
从抑制液晶面板的翘曲的观点出发，优选至少使用本发明的偏光板作为偏光板的长边与透光轴具有平行关系的偏光板。另外，还优选偏光板的长边与透光轴具有平行关系的偏光板和偏光板的长边与吸光轴具有平行关系的偏光板这两者均使用本发明的偏光板。
实施例
以下，参照实施例，对本发明更具体地进行说明，但本发明不受下述实施例的限制，在能符合本发明的主旨的范围内可以适宜加以变更而实施，它们均包含于本发明的保护范围。
(1)聚酯薄膜的MD、TD的收缩应力
在25℃/50RH％的环境下静置168小时后，用热机械分析装置(Hitachi High-TechScience Inc.制、TMA7100)进行测定。使薄膜样品为宽度1mm、样品长为15mm，在极小载荷19mN下固定，从30℃以5℃/分钟升温至260℃，测定收缩载荷。由得到的收缩载荷曲线，从80℃至150℃呈现的最大收缩载荷除以初始截面积，作为收缩应力(MPa)。
需要说明的是，测定MD的收缩应力时，以薄膜样品长与MD成为平行的方式进行设定，测定TD的收缩应力时，以薄膜样品长与TD成为平行的方式进行设定。
(2)聚酯薄膜的TD的热收缩率
将聚酯薄膜在25℃/50RH％的环境下静置168小时后，绘制直径80mm的圆，用图像尺寸测定器(KEYENCE公司制Image measure IM6500)每隔1°地测定圆的直径，作为处理前的长度。接着，用设定为80℃的吉尔老化恒温箱进行30分钟的热处理，之后，在室温设定为25℃的环境中冷却10分钟后利用与处理前同样的方法每隔1°地进行评价，作为处理后的长度。需要说明的是，上述处理用偏振片保护用聚酯薄膜单独进行。
在以下的计算式中代入TD的处理前的长度、处理后的长度的值，求出TD的热收缩率。
热收缩率＝(处理前的长度-处理后的长度)/处理前的长度×100
(3)薄膜厚度
聚酯薄膜的厚度(mm)如下测定：在25℃、50RH％的环境下静置168小时后使用电测微器(Feinpruf公司制、Militron 1245D)进行测定，将单位换算为mm。
(4)液晶面板的翘曲
对于各实施例/比较例中制作的液晶面板，在设定为80℃、5％RH的吉尔老化恒温箱内进行2小时的热处理，之后，在已设定为室温25℃、50％RH的环境下进行30分钟冷却后，使凸侧向下而放置于水平面，用卷尺测量4处角落的高度，将最大值作为翘曲量。如以下评价翘曲量。需要说明的是，对于液晶面板，利用棱柱支撑4处角落，并使面板在棱柱上成为水平的方式静置了的状态(即，4处角落以外，面板为浮起的状态)下进行上述热处理和冷却处理。
○：0mm以上且低于1.5mm
×：1.5mm以上
(5)长时间/高温环境下配置后的液晶面板的翘曲
对于各实施例/比较例中制作的液晶面板，在设定为70℃、5％RH的吉尔老化恒温箱内进行240小时的热处理，之后，在设定为室温25℃50％RH的环境下冷却30分钟后，使凸侧向下而放置于水平面，用卷尺测量4处角落的高度，将最大值作为翘曲量。如以下评价翘曲量。需要说明的是，对于液晶面板，利用棱柱支撑4处角落，并使面板在棱柱上成为水平的方式静置了的状态(即，4处角落以外，面板为浮起的状态)下进行上述热处理和冷却处理。
○：0mm以上且低于3.0mm
×：3.0mm以上
(6)聚酯薄膜的折射率和面内延迟量(Re)
面内延迟量是用薄膜上正交的二轴的折射率的各向异性(△Nxy＝|Nx-Ny|)与薄膜厚度d(nm)之积(△Nxy×d)所定义的参数，是表示光学各向同性、各向异性的尺度。二轴的折射率的各向异性(△Nxy)通过以下的方法求出。用分子取向计(王子计测机器株式会社制、MOA-6004型分子取向计)，求出薄膜的慢轴方向，以慢轴方向与测定用样品长边成为平行的方式，切成4cm×2cm的长方形作为测定用样品。对于该样品，通过阿贝折射率计(ATAGOCO.,LTD.制、NAR-4T、测定波长589nm)求出正交的二轴的折射率(慢轴方向的折射率：Ny，与慢轴方向正交的方向的折射率：Nx)和厚度方向的折射率(Nz)，将前述二轴的折射率差的绝对值(|Nx-Ny|)作为折射率的各向异性(△Nxy)。用电测微计(Feinpruf公司制、Millitron1245D)测定薄膜的厚度d(nm)，将单位换算为nm。根据折射率的各向异性(△Nxy)与薄膜的厚度d(nm)之积(△Nxy×d)，求出面内延迟量(Re)。
(7)厚度方向延迟量(Rth)
厚度方向延迟量是指，表示从薄膜厚度方向截面观察时的2个双折射△Nxz(＝|Nx-Nz|)、△Nyz(＝|Ny-Nz|)分别乘以薄膜厚度d而得到的延迟量的平均的参数。利用与面内延迟量的测定同样的方法求出Nx、Ny、Nz和薄膜厚度d(nm)，并算出(△Nxz×d)与(△Nyz×d)的平均值，求出厚度方向延迟量(Rth)。
(制造例1-聚酯A)
对酯化反应罐进行升温，在到达200℃的时刻，投入对苯二甲酸86.4质量份和乙二醇64.6质量份，边搅拌边投入作为催化剂的三氧化锑0.017质量份、乙酸镁四水合物0.064质量份、三乙胺0.16质量份。接着，进行加压升温，在表压0.34MPa、240℃的条件下进行加压酯化反应后，使酯化反应罐恢复到常压，添加磷酸0.014质量份。进而，用15分钟升温至260℃，添加磷酸三甲酯0.012质量份。接着15分钟后，用高压分散机进行分散处理，15分钟后，将所得酯化反应产物移送到缩聚反应罐中，在280℃下、减压下进行缩聚反应。
缩聚反应结束后，用95％截止直径为5μm的NASLON制过滤器进行过滤处理，从喷嘴挤出为股线状，使用预先进行了过滤处理(孔径：1μm以下)的冷却水进行冷却、固化，切割成粒料状。所得聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(A)的特性粘度为0.62dl/g，实质上不含有非活性颗粒及内部析出颗粒。(以下简写为PET(A)。)
(制造例2-聚酯B)
将干燥后的紫外线吸收剂(2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)10质量份、不含有颗粒的PET(A)(特性粘度为0.62dl/g)90质量份混合，使用混炼挤出机，得到含有紫外线吸收剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(B)。(以下简写为PET(B))
(制造例3-粘接性改性涂布液的制备)
通过常规方法进行酯交换反应及缩聚反应，制备作为二羧酸成分的(相对于二羧酸成分整体)对苯二甲酸46摩尔％、间苯二甲酸46摩尔％及5-磺基间苯二甲酸钠8摩尔％、作为二醇成分的(相对于二醇成分整体)乙二醇50摩尔％及新戊二醇50摩尔％的组成的含水分散性磺酸金属盐基的共聚聚酯树脂。接着，将水51.4质量份、异丙醇38质量份、正丁基溶纤剂5质量份、非离子系表面活性剂0.06质量份混合后，进行加热搅拌，达到77℃后，加入上述含水分散性磺酸金属盐基的共聚聚酯树脂5质量份，继续搅拌至树脂的块消失后，将树脂水分散液冷却至常温，得到固体成分浓度5.0质量％的均匀的水分散性共聚聚酯树脂液。进而，使聚集体二氧化硅颗粒(FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD.制、SILYSIA 310)3质量份分散于水50质量份后，向上述水分散性共聚聚酯树脂液99.46质量份中加入SILYSIA 310的水分散液0.54质量份，边搅拌边加入水20质量份，得到粘接性改性涂布液。
(实施例1)
＜偏振片保护用聚酯薄膜1的制造＞
将作为基材薄膜中间层用原料的不含有颗粒的PET(A)树脂粒料90质量份和含有紫外线吸收剂的PET(B)树脂粒料10质量份以135℃进行6小时减压干燥(1Torr)后，供给至挤出机2(中间层II层用)，另外，通过常规方法将PET(A)干燥，分别供给至挤出机1(外层I层和外层III层用)，以285℃溶解。将该2种聚合物分别用不锈钢烧结体的滤材(公称过滤精度10μm颗粒95％截止)过滤，利用2种3层合流块进行层叠，自喷嘴挤出为片状后，利用静电施加浇注法缠绕在表面温度30℃的流延鼓(casting drum)上进行冷却固化，制作未拉伸薄膜。此时，以I层、II层、III层的厚度的比成为10：80：10的方式调整各挤出机的排出量。
接着，通过逆转辊法以干燥后的涂布量为0.08g/m2的方式将上述粘接性改性涂布液涂布到该未拉伸PET薄膜的双面后，在80℃下干燥20秒。
将该形成有涂布层的未拉伸薄膜导入到拉幅拉伸机中，边用夹具固定薄膜的端部，边导入至温度105℃的热风区，沿TD拉伸至4.0倍。接着，以温度180℃、30秒进行热处理，之后，导入至120℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向进行2.5％拉伸(微拉伸)，之后，将固定冷却至60℃的薄膜的两端部的夹具打开，以350N/m的张力进行拉取，采集由薄膜厚度约80μm的单轴取向PET薄膜形成的大直径卷，将得到的大直径卷3等分，得到3条分切卷(L(左侧)，C(中央)，R(右侧))。从位于R的分切卷得到偏振片保护用聚酯薄膜1。用非接触的辐射温度计测量沿前述宽度方向2.5％拉伸结束时刻时的、行进中的薄膜实际温度，结果为125℃左右。
＜液晶面板的制作＞
在包含PVA、碘和硼的偏振片的单侧，以偏振片的透光轴与偏振片保护用聚酯薄膜1的TD成为平行的方式粘附偏振片保护用聚酯薄膜1。另外，在偏振片的相反的面粘附TAC薄膜(富士胶片株式会社制、厚度80μm)，制作光源侧偏光板。
从液晶单元使用有厚度0.4mm的玻璃基板的65英寸的IPS型液晶电视中取出液晶面板。从液晶面板剥离光源侧偏光板，代替其，将上述制作的光源侧偏光板以偏振片的透光轴与剥离前的光源侧偏光板的透光轴方向(与水平方向平行)一致的方式，借助PSA(压敏粘接剂)粘贴在液晶单元上，制作液晶面板。
需要说明的是，以偏振片保护用聚酯薄膜1与液晶单元成为远端侧(相反侧)的方式使光源侧偏光板粘贴在液晶单元上。另外，可视侧偏光板是在偏振片的两面层叠TAC薄膜而得到，以偏振片的吸光轴方向与水平方向成为平行的方式粘贴在液晶单元上。
(实施例2)
＜偏振片保护用聚酯薄膜2的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至120℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸3.0％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护用聚酯薄膜2。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜2，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(实施例3)
＜偏振片保护用聚酯薄膜3的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至120℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸3.5％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜3。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜3，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(实施例4)
＜偏振片保护用聚酯薄膜4的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至120℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸4.0％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜4。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜4，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(实施例5)
＜偏振片保护用聚酯薄膜5的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至120℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸4.5％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜5。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜5，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(比较例1)
＜偏振片保护用聚酯薄膜6的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至120℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸5.0％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜6。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜6，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(比较例2)
＜偏振片保护用聚酯薄膜7的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至100℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸1.0％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜7。用非接触的辐射温度计测量前述沿宽度方向1.0％拉伸结束时刻时的、行进中的薄膜实际温度，结果为115℃左右。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜7，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(比较例3)
＜偏振片保护用聚酯薄膜8的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至100℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸1.5％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜8。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜8，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(比较例4)
＜偏振片保护用聚酯薄膜9的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至100℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸2.0％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜9。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜9，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(比较例5)
＜偏振片保护用聚酯薄膜10的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至100℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸2.5％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜10。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜10，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
(比较例6)
＜偏振片保护用聚酯薄膜11的制造＞
实施例1的偏振片保护用聚酯薄膜1的制膜中，以温度180℃进行30秒热处理后，导入至100℃的冷却区，将薄膜沿宽度方向拉伸3.5％，除此之外，与偏振片保护用聚酯薄膜1同样地得到偏振片保护薄膜11。
＜液晶面板的制作＞
实施例1中，将偏振片保护用聚酯薄膜1替换为偏振片保护用聚酯薄膜11，除此之外，与实施例1同样地制作液晶面板。
[表1]
Figure BDA0003856053580000211
根据表1所示的结果确认了，使用了本发明的偏振片保护用聚酯薄膜的偏光板与比较例的偏光板相比，可以抑制液晶面板的翘曲。
实施例1～5中，不使用TAC薄膜作为光源侧偏光板的液晶单元侧保护薄膜，除此之外，同样地制作液晶面板。各实施例的液晶面板在前述“液晶面板的翘曲”、“长时间/高温环境下配置后的液晶面板的翘曲”的任意评价中均得到了良好的结果(〇)。
产业上的可利用性
根据本发明，可以提供：能抑制液晶面板的翘曲的偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置。

Claims (9)

1.一种偏振片保护用聚酯薄膜，其满足下述的特征(1)和(2)，
(1)所述聚酯薄膜的TD的收缩应力F为8MPa以上且25MPa以下；
(2)所述聚酯薄膜的TD的收缩应力F与所述聚酯薄膜在80℃处理30分钟后的TD的热收缩率HS之比(F/HS)为30(MPa/％)以上且60(MPa/％)以下。
2.根据权利要求1所述的偏振片保护用聚酯薄膜，其还满足下述(3)的特征，
(3)所述聚酯薄膜的面内延迟量为3000～30000nm。
3.根据权利要求1或2所述的偏振片保护用聚酯薄膜，其还满足下述(4)的特征，
(4)所述聚酯薄膜的厚度为40～200μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜，其中，在所述聚酯薄膜的与要层叠偏振片的面相反侧的面上，具有硬涂层、防反射层、低反射层、防眩层或防反射防眩层。
5.一种偏光板，其在偏振片的一个面上层叠有权利要求1～4中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜。
6.一种偏光板，其在偏振片的一个面上层叠有权利要求1～4中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜、且在偏振片的另一个面上不层叠薄膜。
7.一种偏光板，其在偏振片的一个面上层叠有权利要求1～4中任一项所述的偏振片保护用聚酯薄膜、且在偏振片的另一个面上层叠有涂布层。
8.根据权利要求7所述的偏光板，其中，所述涂布层为硬涂层或相位差膜。
9.一种液晶显示装置，其包含权利要求5～8中任一项所述的偏光板。
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