JP2022050579A - 液晶表示装置、偏光板及び偏光子保護フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
関する。
等にヨウ素を染着させた偏光子を2枚の偏光子保護フィルムで挟んだ構成であり、偏光子
保護フィルムとしては通常トリアセチルセルロース(TAC)フィルムが用いられている
。近年、LCDの薄型化に伴い、偏光板の薄層化が求められるようになっている。しかし
、このために保護フィルムとして用いられているTACフィルムの厚みを薄くすると、充
分な機械強度を得ることが出来ず、また透湿性が悪化するという問題が発生する。また、
TACフィルムは非常に高価であり、安価な代替素材が強く求められている。
が保持できるよう、TACフィルムの代わりにポリエステルフィルムを用いることが提案
されている(特許文献1~3)。
異なり複屈折性を有するため、これを偏光子保護フィルムとして用いた場合、光学的歪み
により画質が低下するという問題があった。すなわち、複屈折性を有するポリエステルフ
ィルムは所定の光学異方性(リタデーション)を有することから、偏光子保護フィルムと
して用いた場合、斜め方向から観察すると虹状の色斑が生じ、画質が低下する。そのため
、特許文献1~3では、ポリエステルとして共重合ポリエステルを用いることで、リタデ
ーションを小さくする対策がなされている。しかし、その場合であっても虹状の色斑を完
全になくすことはできなかった。
イオードを用い、更に偏光子保護フィルムとして一定のリタデーションを有する配向ポリ
エステルフィルムを用いることを見出した(特許文献4)。しかしながら、発明者等は、
かかる構成を有する液晶表示装置について更なる検討を重ねた末、そのように改良された
液晶表示装置であっても、一対の偏光板の両方に偏光子保護フィルムとしてポリエステル
フィルムを用いた場合は、斜め方向から観察すると、角度によっては依然として虹斑が生
じる場合が存在するという新たな課題の存在を発見した。そこで、本発明は、液晶表示装
置の一対の偏光板の両方の偏光子保護フィルムとして配向ポリエステルフィルムを用いた
場合の虹斑の発生を抑制することを主な課題とする。
配向ポリエステルフィルムのリタデーション及び|ny-nz|/|ny-nx|で表さ
れるNz係数という特性を制御することにより、液晶表示装置の一対の偏光板の両方の偏
光子保護フィルムとしてポリエステルフィルムを用いた場合の虹斑の発生を効果的に抑制
できることを見出した。本発明は、係る知見に基づき、更なる研究と改良を重ねた結果完
成した発明である。
項1.
バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有
する液晶表示装置であって、
前記バックライト光源は連続した発光スペクトルを有する白色光源であり、
前記偏光板は偏光子の両側に偏光子保護フィルムを積層した構成であり、
入射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方、及び出射光側に配さ
れる偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方が、4000~30000nmのリタ
デーション及び1.70以下のNz係数を有する配向ポリエステルフィルムである、
液晶表示装置。
項2.
前記入射光側に配される偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム及び前記出射光側に配
される偏光板の出射光側の偏光子保護フィルムが、4000~30000nmのリタデー
ション及び1.7以下のNz係数を有する配向ポリエステルフィルムである、項1記載の
液晶表示装置。
項3.
配向ポリエステルフィルムの面配向度が0.13以下である、項1又は2記載の液晶表
示装置。
項4.
前記連続した発光スペクトルを有する白色光源が、白色発光ダイオードである、項1~
3のいずれかに記載の液晶表示装置。
項5.
偏光子の両側に偏光子保護フィルムを積層した構成からなり、
少なくとも片側の偏光子保護フィルムが4000~30000nmのリタデーション及び
1.7以下のNz係数を有する配向ポリエステルフィルムである、連続した発光スペクト
ルを有する白色光源をバックライト光源とする液晶表示装置用偏光板。
項6.
前記配向ポリエステルフィルムの面配向度が0.13以下である、項5記載の連続した
発光スペクトルを有する白色光源をバックライト光源とする液晶表示装置用偏光板。
項7.
4000~30000nmのリタデーション及び1.7以下のNz係数を有する配向ポ
リエステルフィルムからなる、連続した発光スペクトルを有する白色光源をバックライト
光源とする液晶表示装置用偏光子保護フィルム。
項8.
前記配向ポリエステルフィルムの面配向度が0.13以下であることを特徴とする、項
7記載の連続した発光スペクトルを有する白色光源をバックライト光源とする液晶表示装
置用偏光子保護フィルム。
項9.
前記配向ポリエステルフィルムが易接着層を有する、項7又は8記載の連続した発光ス
ペクトルを有する白色光源をバックライト光源とする液晶表示装置用偏光子保護フィルム
。
項10.
前記配向ポリエステルフィルムが少なくとも3層からなり、最外層以外の層に紫外線吸
収剤を含有し、380nmの光線透過率が20%以下である、項7~9のいずれかに記載
の連続した発光スペクトルを有する白色光源をバックライト光源とする液晶表示装置用偏
光子保護フィルム。
また、本発明の液晶表示装置は、虹斑発生の問題なく、一対の偏光板の両方の偏光子保護
フィルムとして配向ポリエステルフィルムを利用することを可能にする。よって、本発明
は、液晶表示装置の十分な機械的強度を保持した状態で、一層の薄型化を可能にし、引い
ては、製造コストを低減することを可能にする。更に、本発明の偏光板及び偏光子保護フ
ィルムは、本発明の液晶表示装置の製造を可能にする。
一般に、液晶表示装置は、バックライト光源に対向する側から画像を表示する側(視認
側又は出射光側)に向かう順に、後面モジュール、液晶セル及び前面モジュールから構成
されている。後面モジュール及び前面モジュールは、一般に、透明基板と、その液晶セル
側表面に形成された透明導電膜と、その反対側に配置された偏光板とから構成されている
。ここで、偏光板は、後面モジュールでは、バックライト光源に対向する側に配置され、
前面モジュールでは、画像を表示する側(視認側又は出射光側)に配置されている。
本発明の液晶表示装置は少なくとも、バックライト光源、2つの偏光板、及び2つの偏
光板の間に配された液晶セルを構成部材として含む。本発明の液晶表示装置は、これら以
外の他の構成部材、例えば、カラーフィルター、レンズフィルム、拡散シート、反射防止
フィルム等を適宜有しても構わない。
も、直下型方式であっても構わない。本発明では、液晶表示装置のバックライト光源とし
て、連続した幅広い発光スペクトルを有する白色光源を用いることが好ましい。ここで、
連続した幅広い発光スペクトルとは、少なくとも450nm~650nmの波長領域、好
ましくは可視光の領域において光の強度がゼロになる波長が存在しない発光スペクトルを
意味する。このような連続した幅広い発光スペクトルを有する白色光源としては、例えば
、白色LEDを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
色光、もしくは紫外光を発する発光ダイオードと蛍光体を組み合わせることにより白色を
発する素子や、有機発光ダイオード(Organic light-emitting
diode:OLED)等が含まれる。蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミ
ニウム・ガーネット系の黄色蛍光体やテルビウム・アルミニウム・ガーネット系の黄色蛍
光体等を挙げることができる。白色LEDの中でも、化合物半導体を使用した青色発光ダ
イオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光
素子からなる白色発光ダイオードは、連続的で幅広い発光スペクトルを有していると共に
発光効率にも優れるため、本発明のバックライト光源として好適である。白色LEDは消
費電力が小さいため、それを利用した本発明の液晶表示装置は、省エネルギー化にも資す
る。
、発光スペクトルが特定波長にピークを有する不連続な発光スペクトルを有する。よって
、本発明の所期の効果を得ることは困難であるため、本発明の液晶表示装置の光源として
は好ましくない。
偏光板は、PVA等にヨウ素を染着させた偏光子の両側に2枚の偏光子保護フィルムを
積層した構成を有する。本発明で使用される偏光板は、2枚の偏光子保護フィルムの少な
くとも一方に、特定範囲のリタデーション及び|ny-nz|/|ny-nx|で表され
るNz係数という物性を満たす配向ポリエステルフィルム用いる。
本発明で使用される偏光子保護フィルムに用いられる配向ポリエステルフィルムは、4
000~30000nmのリタデーションを有することが好ましい。リタデーションが4
000nm未満では、液晶表示装置を斜め方向から観察した時に干渉色を呈するため、良
好な視認性を常に確保することができないためである。配向ポリエステルフィルムの好ま
しいリタデーションは4500nm以上、次に好ましくは5000nm以上、より好まし
くは6000nm以上、更に好ましくは8000nm以上、より更に好ましくは1000
0nm以上である。
のリタデーションを有する配向ポリエステルフィルムを用いても更なる視認性の改善効果
は実質的に得られず、リタデーションの上昇に伴ってフィルムの厚みも相当に厚くなり、
工業材料としての取り扱い性が低下するためである。
屈折率と厚みを測定して求めることができる。また、例えば、KOBRA-21ADH(
王子計測機器株式会社)等の市販の自動複屈折測定装置を用いて測定することもできる。
方のみの偏光子保護フィルムとして用いる場合は、配向ポリエステルフィルムのリタデー
ションを3000~30000nmの範囲に制御し、光源として連続的で幅広い発光スペ
クトルを有する白色光源を採用することにより、虹斑の発生は抑制される。その原理は、
下記のように考えられる。
子から射出した直線偏光はポリエステルフィルムを通過する際に乱れが生じる。そして、
透過した光はポリエステルフィルムの複屈折と厚さの積であるリタデーションに特有な干
渉色を示す。そのため、光源として冷陰極管や熱陰極管等の不連続な発光スペクトルを有
する光源を用いると、波長によって異なる透過光強度を示し、虹状の色斑を呈することと
なる。
において連続的で幅広い発光スペクトルを有する光が、複屈折体を透過すると、干渉色ス
ペクトルは包絡線形状となる。そこで、ポリエステルフィルムのリタデーションを制御す
ることで、光源の発光スペクトルと相似なスペクトルを得ることが可能となる。このよう
に、光源の発光スペクトルと複屈折体を透過した透過光による干渉色スペクトルの包絡線
形状とを相似形とすることで、虹状の色斑が発生せずに、視認性が顕著に改善すると考え
られる。
ムを偏光子保護フィルムとして用いると、依然として虹斑の発生が見られる場合があった
。本発明は、そのような虹斑発生の抑制を可能にするが、その原理は未だ十分に解明され
ていない。
偏光子保護フィルムに用いる配向ポリエステルフィルムは、|ny-nz|/|ny-
nx|で表されるNz係数が1.7以下であることが好ましい。Nz係数は次のようにし
て求めることができる。分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配
向計)を用いてフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向とこれに直交する方向の二軸の
屈折率(ny、nx、但しny>nx)、及び厚さ方向の屈折率(nz)をアッベ屈折率
計(アタゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)によって求める。こうして求めた
nx、ny、nzを、|ny-nz|/|ny-nx|で表される式に代入して、Nz係
数を求めることができる。
ら観察した際に、角度によっては虹斑が生じ得る。Nz係数はより好ましくは1.65以
下、さらに好ましくは1.63以下である。Nz係数の下限値は、1.2である。これは
、1.2未満のフィルムを得ることは製造技術的に難しいためである。また、フィルムの
機械的強度を保つためには、Nz係数の下限値は1.3以上が好ましく、より好ましくは
1.4以上、さらに好ましくは1.45以上である。
本発明の液晶表示装置では、上記特定のリタデーション及びNz係数を有する配向ポリ
エステルフィルムが、一対の偏光板の両方の偏光子保護フィルムとして使用される。一対
の偏光板とは、液晶に対して入射光側に配置される偏光板と液晶に対して出射光側に配置
される偏光板との組合せを意味する。即ち、当該配向ポリエステルフィルムは、入射光側
の偏光板と出射光側の偏光板の両方の偏光板に用いられる。当該配向ポリエステルフィル
ムは、各偏光板を構成する二枚の偏光子保護フィルムのうち少なくとも一方として使用さ
れていれば良く、その両方に使用されても良い。
射光側の偏光子保護フィルムとして使用され、且つ、出射光側の偏光板の出射光側の偏光
子保護フィルムとして使用される。偏光板を構成する2枚の偏光子保護フィルムの一方の
みに当該配向ポリエステルフィルムが使用される場合、他方には任意の偏光子保護フィル
ム(例えば、TACフィルム等)を使用することができる。入射光側に配される偏光板の
液晶セル側の偏光子保護フィルム及び出射光側に配される偏光板の液晶セル側の偏光子保
護フィルムとして当該配向ポリエステルフィルムを採用すると、液晶セルの偏光特性を変
化させてしまう可能性があるため、これらの位置の偏光子保護フィルムは、当該配向ポリ
エステルフィルム以外の偏光子保護フィルム(例えば、TACフィルム、アクリルフィル
ム、ノルボルネン系フィルムに代表されるような複屈折が無いフィルム)を用いることが
好ましい。
配向ポリエステルフィルムのリタデーション値及びNz係数を上記の特定範囲に制御す
ることに加え、(nx+ny)/2-nzで表される面配向度を特定値以下にすることに
より、より確実に一対の偏光板の両方に偏光子保護フィルムとしてポリエステルフィルム
を用いた場合の虹斑を完全に解消することができる。ここで、nx、ny及びnzの値は
、Nz係数と同様の方法で求められる。配向ポリエステルフィルムの面配向度は0.13
以下が好ましく、より好ましくは0.125以下、さらの好ましくは0.12以下である
。面配向度が0.13以下にすることで、液晶表示装置を斜め方向から観察した場合に角
度によって観察される虹斑を完全に解消することができる。面配向度は0.08以上が好
ましく、より好ましくは0.10以上である。面配向度が0.08未満では、フィルム厚
みが変動し、リタデーションの値がフィルム面内で不均一になる場合がある。
配向ポリエステルフィルムは、そのリタデーション(Re)と厚さ方向リタデーション
(Rth)の比(Re/Rth)が、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.5以上
、さらに好ましくは0.6以上である。上記リタデーションと厚さ方向リタデーションの
比(Re/Rth)が大きいほど、複屈折の作用は等方性を増し、観察角度による虹状の
色斑の発生が生じ難くなるためである。完全な1軸性(1軸対称)フィルムでは上記リタ
デーションと厚さ方向リタデーションの比(Re/Rth)は2となる。しかし、後述す
るように完全な1軸性(1軸対称)フィルムに近づくにつれ配向方向と直行する方向の機
械的強度が著しく低下する。
好ましくは1.2以下、より好ましくは1以下である。観察角度による虹状の色斑発生を
完全に抑制するためには、上記リタデーションと厚さ方向位相差の比(Re/Rth)が
2である必要は無く、1.2以下で十分である。また、上記比率が1.0以下であっても
、液晶表示装置に求められる視野角特性(左右180度、上下120度程度)を満足する
ことは十分可能である。
配向ポリエステルフィルムのリタデーションの変動を抑制する為には、フィルムの厚み
斑が小さいことが好ましい。この観点から、配向ポリエステルフィルムの厚み斑は5%以
下であることが好ましく、4.5%以下であることがさらに好ましく、4%以下であるこ
とがよりさらに好ましく、3%以下であることが特に好ましい。
配向ポリエステルフィルムの厚みは、本発明の効果を妨げない限り特に制限されないが
、通常15~300μmであり、好ましくは15~200μmである。フィルム厚みが1
5μm未満では、フィルムの力学特性の異方性が顕著となり、裂け、破れ等を生じる場合
がある。特に好ましい厚みの下限は25μmである。一方、偏光子保護フィルムの厚みの
上限は、300μmを超えると偏光板の厚みが厚くなりすぎてしまい好ましくない。偏光
子保護フィルムとしての実用性の観点から、厚みの上限は200μmが好ましい。特に好
ましい厚みの上限は一般的なTACフィルムと同等程度の100μmである。
本発明に用いられる配向ポリエステルフィルムは、任意のポリエステル樹脂から得るこ
とができる。ポリエステル樹脂の種類は、特に制限されず、ジカルボン酸とジオールとを
縮合させて得られる任意のポリエステル樹脂を使用することができる。
酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタ
レンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸
、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボ
ン酸、アントラセンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,3-シク
ロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタ
ル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、3,3-ジ
エチルコハク酸、グルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2-メチルア
ジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、セバシン酸
、スベリン酸、ドデカジカルボン酸等が挙げられる。
ール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1
,2-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、デカメチレ
ングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタン
ジオール、1,6-ヘキサジオール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン等が挙げられる。
種以上を用いることができる。ポリエステルフィルムを構成する好適なポリエステル樹脂
としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどが挙げられ、より好ましくはポ
リエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを挙げることができるが、これら
は更に他の共重合成分を含んでも良い。これらの樹脂は透明性に優れるとともに、熱的、
機械的特性にも優れており、延伸加工によって容易にリタデーションを制御することがで
きる。特に、ポリエチレンテレフタレートは固有複屈折が大きく、フィルムの厚みが薄く
ても比較的容易に大きなリタデーションが得られるので、最も好適な素材である。
配向ポリエステルフィルムは、偏光子に含まれるヨウ素色素等の光学機能性色素の劣化
を抑制する観点から、波長380nmの光線透過率が20%以下であることが望ましい。
380nmの光線透過率は15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5
%以下が特に好ましい。前記光線透過率が20%以下であれば、光学機能性色素の紫外線
による変質を抑制することができる。光線透過率は、フィルムの平面に対して垂直方法に
測定したものであり、分光光度計(例えば、日立U-3500型)を用いて測定すること
ができる。
、濃度、及びフィルムの厚みを適宜調節することで20%以下に制御することができる。
本発明で使用される紫外線吸収剤には、公知の紫外線吸収剤を適宜選択して使用すること
ができる。具体的な紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤と無機系紫外線吸収剤が
挙げられるが、透明性の観点から有機系紫外線吸収剤が好ましい。
ミノエステル系等、並びにこれらの組み合わせが挙げられるが本発明の規定する吸光度の
範囲であれば特に限定されない。しかし、耐久性の観点からはベンゾトアゾール系、環状
イミノエステル系が特に好ましい。2種以上の紫外線吸収剤を併用した場合には、別々の
波長の紫外線を同時に吸収させることができるので、より紫外線吸収効果を改善すること
ができる。
トリル系紫外線吸収剤としては、例えば、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロ
イルオキシメチル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-
5’-(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[
2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]-2H-ベンゾ
トリアゾール、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2
’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジ-tert-ブチル-6-
(5-クロロベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール、2-(2’-ヒドロキシ-3
’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-
(5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-メチル-6-(tert
-ブチル)フェノール、2,2’-メチレンビス(4-(1,1,3,3-テトラメチル
ブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール等が挙げられる。環
状イミノエステル系紫外線吸収剤としては、例えば、2,2’-(1,4-フェニレン)
ビス(4H-3,1-ベンズオキサジノン-4-オン)、2-メチル-3,1-ベンゾオ
キサジン-4-オン、2-ブチル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン、2-フェニル
-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、1種
のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
を3層以上の多層構造とし、フィルムの最外層以外の層(即ち、中間層)に紫外線吸収剤
を添加することが好ましい。
配向ポリエステルフィルムには、紫外線吸収剤以外に、本発明の効果を妨げない範囲で
、各種の添加剤を含有させることも好ましい様態である。添加剤として、例えば、無機粒
子、耐熱性高分子粒子、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、リン化合物、帯
電防止剤、耐光剤、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、ゲル化防止剤、界面活性剤等が挙げ
られる。また、高い透明性を奏するためにはポリエステルフィルムに実質的に粒子を含有
しないことも好ましい。「粒子を実質的に含有させない」とは、例えば無機粒子の場合、
ケイ光X線分析で無機元素を定量した場合に50ppm以下、好ましくは10ppm以下
、特に好ましくは検出限界以下となる含有量を意味する。
本発明においては、偏光子との接着性を改良のために、配向ポリエステルフィルムの少
なくとも片面に、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリアクリル樹脂の少なくと
も1種類を主成分とする易接着層を有することが好ましい。ここで、「主成分」とは易接
着層を構成する固形成分のうち50質量%以上である成分をいう。本発明の易接着層の形
成に用いる塗布液は、水溶性又は水分散性の共重合ポリエステル樹脂、アクリル樹脂及び
ポリウレタン樹脂の内、少なくとも1種を含む水性塗布液が好ましい。これらの塗布液と
しては、例えば、特許第3567927号公報、特許第3589232号公報、特許第3
589233号公報、特許第3900191号公報、特許第4150982号公報等に開
示された水溶性又は水分散性共重合ポリエステル樹脂溶液、アクリル樹脂溶液、及びポリ
ウレタン樹脂溶液等が挙げられる。
面に塗布した後、100~150℃で乾燥し、さらに横方向に延伸して得ることができる
。最終的な易接着層の塗布量は、0.05~0.2g/m2に管理することが好ましい。
塗布量が0.05g/m2未満であると、得られる偏光子との接着性が不十分となる場合
がある。一方、塗布量が0.2g/m2を超えると、耐ブロッキング性が低下する場合が
ある。ポリエステルフィルムの両面に易接着層を設ける場合は、両面の易接着層の塗布量
は、同じであっても異なっていてもよく、それぞれ独立して上記範囲内で設定することが
できる。
径は2μm以下の粒子を用いることが好ましい。粒子の平均粒径が2μmを超えると、粒
子が被覆層から脱落しやすくなる。易接着層に含有させる粒子としては、例えば、酸化チ
タン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、シリカ、アルミナ、タルク、カ
オリン、クレー、リン酸カルシウム、雲母、ヘクトライト、ジルコニア、酸化タングステ
ン、フッ化リチウム、フッ化カルシウム等の無機粒子や、スチレン系、アクリル系、メラ
ミン系、ベンゾグアナミン系、シリコーン系等の有機ポリマー系粒子等が挙げられる。こ
れらは、単独で易接着層に添加されてもよく、2種以上を組合せて添加することもできる
。
ト法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、
エアナイフコート法、ワイヤーバーコート法、パイプドクター法等が挙げられる。これら
の方法を単独であるいは組み合わせて行うことができる。
微鏡(SEM)で写真を撮り、最も小さい粒子1個の大きさが2~5mmとなるような倍
率で、300~500個の粒子の最大径(最も離れた2点間の距離)を測定し、その平均
値を平均粒径とする。
ーティング処理や火炎処理等を施したりすることも可能である。
本発明に用いられる偏光板には、写り込み防止やギラツキ抑制、キズ抑制等を目的とし
て、種々の機能層、すなわちハードコート層、防眩層、反射防止層、低反射層、低反射防
止層、及び反射防止防眩層からなる群より選択される1種以上の機能層を配向ポリエステ
ル表面に設けることも好ましい様態である。種々の機能層を設けるに際して、配向ポリエ
ステルフィルムはその表面に易接着層を有することが好ましい。その際、反射光による干
渉を抑える観点から、易接着層の屈折率を、機能層の屈折率と配向ポリエステルフィルム
の屈折率の相乗平均近傍になるように調整することが好ましい。易接着層の屈折率の調整
は、公知の方法を採用することができ、例えば、バインダー樹脂に、チタンやジルコニウ
ム、その他の金属種を含有させることで容易に調整することができる。
本発明の保護フィルムである配向ポリエステルフィルムは、一般的なポリエステルフィ
ルムの製造方法に従って製造することができる。例えば、ポリエステル樹脂を溶融し、シ
ート状に押出し成形された無配向ポリエステルをガラス転移温度以上の温度において、ロ
ールの速度差を利用して縦方向に延伸した後、テンターにより横方向に延伸し、熱処理を
施す方法が挙げられる。
いが、二軸延伸フィルムを偏光子保護フィルムとして用いた場合、フィルム面の真上から
観察しても虹状の色斑が見られないが、斜め方向から観察した時に虹状の色斑が観察され
る場合があるので注意が必要である。
る屈折率楕円体からなり、フィルム内部での光の透過方向によりリタデーションがゼロに
なる(屈折率楕円体が真円に見える)方向が存在するためである。従って、液晶表示画面
を斜め方向の特定の方向から観察すると、リタデーションがゼロになる点を生じる場合が
あり、その点を中心として虹状の色斑が同心円状に生じることとなる。そして、フィルム
面の真上(法線方向)から虹状の色斑が見える位置までの角度をθとすると、この角度θ
は、フィルム面内の複屈折が大きいほど大きくなり、虹状の色斑は見え難くなる。二軸延
伸フィルムでは角度θが小さくなる傾向があるため、一軸延伸フィルムのほうが虹状の色
斑は見え難くなり好ましい。
的強度が著しく低下するので好ましくない。本発明は、実質的に虹状の色斑を生じない範
囲、又は液晶表示画面に求められる視野角範囲において虹状の色斑を生じない範囲で、2
軸性(2軸対象性)を有していることが好ましい。このような2軸対象性は、下記のよう
な条件で配向ポリエステルフィルムを製造することで得られる。
膜時の条件(例えば、延伸倍率、延伸温度、フィルムの厚み等)を調節することにより得
ることができる。例えば、延伸倍率が高いほど、延伸温度が低いほど、フィルムの厚みが
厚いほど高いリタデーションが得られ易い。一方、延伸倍率が低いほど、延伸温度が高い
ほど、フィルムの厚みが薄いほど、低いリタデーションが得られ易い。
好ましく、特に好ましくは90~140℃である。縦延伸倍率は1.0~3.5倍が好ま
しく、特に好ましくは1.0倍~3.0倍である。また、横延伸倍率は2.5~6.0倍
が好ましく、特に好ましくは3.0~5.5倍である。
比率を制御することが好ましい。縦横の延伸倍率の差が小さすぎるとリタデーション高く
することが難しくなり好ましくない。また、延伸温度を低く設定することもリタデーショ
ンを高くする上では好ましい。続く熱処理の温度は、100~250℃が好ましく、特に
好ましくは180~245℃である。
ことが好ましく、一軸延伸フィルムとすることが最も好ましい。また、Nz係数を下げる
ためには、ポリマーの分子量を上げる、結晶性を下げるために共重合成分を添加すること
も好ましい。更に、フィルムのNz係数を特定の範囲に制御するためには、トータル延伸
倍率、延伸温度を適宜設定することにより行うことが出来る。例えばトータル延伸倍率が
低いほど、延伸温度が高いほど、低いNz係数を得ることが出来る。
トータル延伸倍率が高すぎると、面配向度が高くなりすぎるため好ましくない。また延伸
温度を制御することも面配向度を低くする上では好ましい。縦延伸倍率と横延伸倍率の差
を大きくし、トータル延伸倍率を低く設定し、延伸温度を高く設定することで、Nz係数
、面配向度を特定の値以下とすることが可能となる。
点からも製膜条件の最適化を行うことが好ましい。特にリタデーションを高くするために
縦延伸倍率を低くすると、縦厚み斑が悪くなることがある。縦厚み斑は延伸倍率のある特
定の範囲で非常に悪くなる領域があることから、この範囲を外したところで製膜条件を設
定することが望ましい。
できる。例えば、混練押出機を用いて、乾燥させた紫外線吸収剤とポリマー原料とをブレ
ンドして予めマスターバッチを作製し、フィルム製膜時に所定の該マスターバッチとポリ
マー原料を混合する方法等によって配合することができる。
に配合するために5~30質量%の濃度にするのが好ましい。マスターバッチを作製する
条件としては混練押出機を用い、押し出し温度はポリエステル原料の融点以上、290℃
以下の温度で1~15分間で押し出すことが好ましい。290℃以上では紫外線吸収剤の
減量が大きく、また、マスターバッチの粘度低下が大きくなる。1分以下の押し出しでは
紫外線吸収剤の均一な混合が困難となる。この時、必要に応じて安定剤、色調調整剤、帯
電防止剤を添加しても良い。
合は、次のよう手法で実施することができる。外層用としてポリエステルのペレット単独
、中間層用として紫外線吸収剤を含有したマスターバッチとポリエステルのペレットを所
定の割合で混合し、乾燥したのち、公知の溶融積層用押出機に供給し、スリット状のダイ
からシート状に押出し、キャスティングロール上で冷却固化せしめて未延伸フィルムを作
る。すなわち、2台以上の押出機、3層のマニホールド又は合流ブロック(例えば角型合
流部を有する合流ブロック)を用いて、両外層を構成するフィルム層、中間層を構成する
フィルム層を積層し、口金から3層のシートを押し出し、キャスティングロールで冷却し
て未延伸フィルムを作る。
向ポリエステルフィルムの製造過程において、溶融押し出しの際に高精度濾過を行うこと
が好ましい。溶融樹脂の高精度濾過に用いる濾材の濾過粒子サイズ(初期濾過効率95%
)は、15μm以下が好ましい。濾材の濾過粒子サイズが15μmを超えると、20μm
以上の異物の除去が不十分となりやすい。
定されず、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり
、それらは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)リタデーション(Re)
リタデーションとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性(△Nxy=|nx
-ny|)とフィルム厚みd(nm)との積(△Nxy×d)で定義されるパラメーター
であり、光学的等方性及び異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性(△Nxy)
は、以下の方法により求めた。分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型
分子配向計)を用いてフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が長辺となるように4c
m×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交す
る二軸の屈折率(nx,ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタ
ゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)を用いて測定し、前記二軸の屈折率の差の
絶対値(|nx-ny|)を屈折率の異方性(△Nxy)とした。フィルムの厚みd(n
m)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測
定し、単位をnmに換算した。屈折率の異方性(△Nxy)とフィルムの厚みd(nm)
の積(△Nxy×d)より、リタデーション(Re)を求めた。
|ny-nz|/|ny-nx|で得られる値をNz係数とした。ただし、ny>nxと
なるように、ny及びnxの値を選択した。
(nx+ny)/2-nzで得られる値を面配向度(△P)とした。
厚さ方向リタデーションとは、フィルム厚さ方向断面から見たときの2つの複屈折△N
xz(=|nx-nz|)、△Nyz(=|ny-nz|)にそれぞれフィルム厚さdを
掛けて得られるリタデーションの平均を示すパラメーターである。リタデーションの測定
と同様の方法でnx、ny、nzとフィルム厚みd(nm)を求め、(△Nxz×d)と
(△Nyz×d)との平均値を算出して厚さ方向リタデーション(Rth)を求めた。
PVAとヨウ素からなる偏光子の片側に後述する方法で作成したポリエステルフィルム
を偏光子の偏光軸とポリエステルフィルムの配向主軸が垂直になるように貼り付け、その
反対側の面にTACフィルム(富士フイルム(株)社製、厚み80μm)を貼り付けて偏
光板を作成した。得られた偏光板を液晶を挟んで両側に一枚ずつ、各偏光板がクロスニコ
ルの条件下になるよう配置して液晶表示装置を作製した。各偏光板は、前記ポリエステル
フィルムが液晶とは反対側(遠位)となるように配置された。液晶表示装置の光源には、
青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合
わせた発光素子からなる白色LEDを光源(日亜化学、NSPW500CS)に用いた。
このような液晶表示装置の正面、及び斜め方向から目視観察し、虹斑の発生有無について
、以下のように判定した。
A’:斜め方向から観察したときに、角度によって極薄い虹斑が観察される。
B: 斜め方向から観察したときに、角度によって薄い虹斑が観察される。
C: 斜め方向から観察したときに、虹斑が観察される。
D: 正面方向及び斜め方向から観察したときに、虹斑が観察される。
東洋精機製作所製エレメンドルフ引裂試験機を用いて、JIS P-8116に従い、
各フィルムの引裂き強度を測定した。引裂き方向はフィルムの配向主軸方向と平行となる
ように行ない、以下のように判定した。なお、配向主軸方向の測定は分子配向計(王子計
測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)で測定した。
○:引裂き強度が50mN以上
×:引裂き強度が50mN未満
エステル化反応缶を昇温し200℃に到達した時点で、テレフタル酸を86.4質量部
及びエチレングリコール64.6質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチ
モンを0.017質量部、酢酸マグネシウム4水和物を0.064質量部、トリエチルア
ミン0.16質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行いゲージ圧0.34MPa、24
0℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0
.014質量部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル
0.012質量部を添加した。次いで15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、15分
後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反
応を行った。
、ノズルからストランド状に押出し、予め濾過処理(孔径:1μm以下)を行った冷却水
を用いて冷却、固化させ、ペレット状にカットした。得られたポリエチレンテレフタレー
ト樹脂(A)の固有粘度は0.62dl/gであり、不活性粒子及び内部析出粒子は実質
上含有していなかった。(以後、PET(A)と略す。)
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベ
ンズオキサジノン-4-オン)10質量部、粒子を含有しないPET(A)(固有粘度が
0.62dl/g)90質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有するポリ
エチレンテレフタレート樹脂(B)を得た。(以後、PET(B)と略す。)
常法によりエステル交換反応及び重縮合反応を行って、ジカルボン酸成分として(ジカ
ルボン酸成分全体に対して)テレフタル酸46モル%、イソフタル酸46モル%及び5-
スルホナトイソフタル酸ナトリウム8モル%、グリコール成分として(グリコール成分全
体に対して)エチレングリコール50モル%及びネオペンチルグリコール50モル%の組
成の水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂を調製した。次いで、水5
1.4質量部、イソプロピルアルコール38質量部、n-ブチルセルソルブ5質量部、ノ
ニオン系界面活性剤0.06質量部を混合した後、加熱撹拌し、77℃に達したら、上記
水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂5質量部を加え、樹脂の固まり
が無くなるまで撹拌し続けた後、樹脂水分散液を常温まで冷却して、固形分濃度5.0質
量%の均一な水分散性共重合ポリエステル樹脂液を得た。さらに、凝集体シリカ粒子(富
士シリシア(株)社製、サイリシア310)3質量部を水50質量部に分散させた後、上
記水分散性共重合ポリエステル樹脂液99.46質量部にサイリシア310の水分散液0
.54質量部を加えて、撹拌しながら水20質量部を加えて、接着性改質塗布液を得た。
基材フィルム中間層用原料として粒子を含有しないPET(A)樹脂ペレット90質量
部と紫外線吸収剤を含有したPET(B)樹脂ペレット10質量部を135℃で6時間減
圧乾燥(1Torr)した後、押出機2(中間層II層用)に供給し、また、PET(A
)を常法により乾燥して押出機1(外層I層及び外層III用)にそれぞれ供給し、28
5℃で溶解した。この2種のポリマーを、それぞれステンレス焼結体の濾材(公称濾過精
度10μm粒子95%カット)で濾過し、2種3層合流ブロックにて、積層し、口金より
シート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティ
ングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この時、I層、II層、
III層の厚さの比は10:80:10となるように各押し出し機の吐出量を調整した。
0.08g/m2になるように、上記接着性改質塗布液を塗布した後、80℃で20秒間
乾燥した。
ップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に4.0倍に延伸した。
次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、さらに幅
方向に3%の緩和処理を行い、フィルム厚み約50μmの一軸配向PETフィルムを得た
。
未延伸フィルムの厚みを変更することにより、厚み約100μmとすること以外は偏光
子保護フィルム1と同様にして一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、加熱されたロ
ール群及び赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走
行方向に1.5倍延伸した後、偏光子保護フィルム1と同様の方法で幅方向に4.0倍延
伸して、フィルム厚み約50μmの二軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム3と同様の方法で、走行方向に2.0倍、幅方向に4.0倍延伸し
て、フィルム厚み約50μmの二軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法で、中間層に紫外線吸収剤を含有するPET樹脂(
B)を用いずに、フィルム厚み50μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム3と同様の方法で、走行方向に4.0倍、幅方向に1.0倍延伸し
て、フィルム厚み約100μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法で、走行方向に1.0倍、幅方向に3.5倍延伸し
て、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更し、横延伸倍
率を3.8倍、延伸温度を135℃として、厚み約100μmの一軸配向PETフィルム
を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、横延伸倍率を3.8倍、延伸温度を135
℃として、厚み約50μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、横延伸倍率を3.8倍として、厚み50μ
mの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、横延伸倍率を4.2倍、延伸温度を135
℃として、厚み約50μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更し、横延伸倍
率を3.8倍に変更することにより、厚み38μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更することによ
り、厚みを38μmの一軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム3と同様の方法で、走行方向に1.8倍、幅方向に2.0倍延伸し
て、フィルム厚み約275μmの二軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム3と同様の方法で、走行方向に3.6倍、幅方向に4.0倍延伸し
て、フィルム厚み約38μmの二軸配向PETフィルムを得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更することによ
り、厚み約10μmの一軸配向PETフィルムを得た。
斑観察及び引裂き強度を測定した結果を以下の表1に示す。
ルム7を用い、光源として有機発光ダイオード(OLED)を用いた場合を示す。また、
表1中、偏光子保護フィルムNo.7**は、偏光子保護フィルムとして偏光子保護フィ
ルム7を用い、光源として冷陰極管を用いた場合を示す。表1中、偏光子保護フィルムN
o.1*は、出射光側偏光板の出射光側の偏光子保護フィルムとして偏光子保護フィルム
1を用い、出射光側偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム及び入射光側偏光板の両側の
偏光子保護フィルムにTACフィルムを用いた場合を示す。
であり、且つ、そのNz係数が1.7以下である場合に、虹斑の発生が顕著に抑制される
ことが示された。また、この条件に加えて、配向ポリエステルフィルムの面配向度を0.
13以下に制御することによって、より効果的に虹斑の発生を抑制することが可能である
ことが示された。
より視認性を低下させること無く、LCDの薄型化、低コスト化に寄与することが可能と
なる。よって、本発明の産業上の利用可能性は極めて高い。
Claims (2)
- バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
入射光側に配される偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム及び出射光側に配される偏光板の出射光側の偏光子保護フィルムが、8000~30000nmの面内リタデーション、0.13以下の面配向度、及び1.7以下のNz係数を有する配向ポリエステルフィルムである、
液晶表示装置。 - バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
入射光側に配される偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム及び出射光側に配される偏光板の出射光側の偏光子保護フィルムが、4000~30000nmの面内リタデーション、0.13以下の面配向度、及び1.7以下のNz係数を有する配向ポリエステルフィルムである、
液晶表示装置(但し、前記配向ポリエステルフィルムが、フィルム上の直交する二軸の屈折率をnx及びny、フィルム厚さ方向の屈折率をnzとする場合、1.580のnx、1.678のny、及び1.525のnzを有する液晶表示装置を除く)。
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