JP6329248B2 - 液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム、それからなる液晶ディスプレイ用偏光板、液晶ディスプレイ用光学部材および液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
偏光度(P)={(Ts−Tp)/(Tp+Ts)}×100 ・・・(1)
(式(1)中、Tpは400〜800nmの波長範囲におけるP偏光の平均透過率、Tsは400〜800nmの波長範囲におけるS偏光の平均透過率をそれぞれ表す)
第1層はポリエステルを含む層であって、該ポリエステルを構成するジカルボン酸成分として70モル%以下のナフタレンジカルボン酸成分を含有し、
第1層における最大層厚みと最小層厚みの比率(最大層厚み/最小層厚み)が、3.0以上であり、
第2層における最大層厚みと最小層厚みの比率(最大層厚み/最小層厚み)が、2.9以上であり、
1軸延伸方向(X方向)を該反射偏光フィルムの消光軸、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)を該反射偏光フィルムの透過軸とし、X方向を方位角0°、Y方向を方位角90°とした場合において、透過軸に平行な偏光成分のうち、方位角45°を含む入射面において入射角60°で入射する偏光について測定される、波長450〜650nmの範囲での透過率波形の振幅が2.0%以下である液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム(項1)によって達成される。
(項3) 該第1層は、さらにジカルボン酸成分として下記式(A)で表される成分を25モル%以上50モル%以下含有する、項1または2に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項4) 該第1層は、さらにジカルボン酸成分として下記式(B)で表される成分を25モル%以上50モル%以下含有する、項1または2に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項5) 第2層を形成するポリマーが、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸および脂環族ジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を共重合成分として含む共重合ポリエチレンテレフタレートである項1〜4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項6) 前記脂環族ジオールがスピログリコール、トリシクロデカンジメタノールおよびシクロへキサンジメタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種である、項5に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項7) 該1軸延伸多層積層フィルムの積層数が251層以上である項1〜6のいずれかに記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項8) 該1軸延伸多層積層フィルムが中間層を含んでなる項1〜7のいずれかに記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項9) 該偏光度(P)が99.9%以上である項1〜8のいずれかに記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項10) 液晶セルと隣接して用いられる、項1〜9のいずれかに記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
(項13) 項12に記載の液晶ディスプレイ用光学部材であって、ただし第1の偏光板が吸収型偏光板と積層された構成を除く液晶ディスプレイ用光学部材。
(項14) 第2の偏光板が吸収型偏光板である項12または13に記載の液晶ディスプレイ用光学部材。
(項15) 第1の偏光板、液晶セル、および第2の偏光板が積層されてなり、第1の偏光板および第2の偏光板が項11に記載の液晶ディスプレイ用偏光板からなる、液晶ディスプレイ用光学部材。
(項16) 光源と項12〜15のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用光学部材とを備え、第1の偏光板が光源側に配置されてなる液晶ディスプレイ。
(項17) 光源と第1の偏光板との間にさらに反射型偏光板を有していない項16に記載の液晶ディスプレイ。
2 液晶セル
3 第1の偏光板
4 光源
5 液晶パネル
偏光度(P)={(Ts−Tp)/(Tp+Ts)}×100 ・・・(1)
(式(1)中、Tpは400〜800nmの波長範囲におけるP偏光の平均透過率、Tsは400〜800nmの波長範囲におけるS偏光の平均透過率をそれぞれ表す)
1軸延伸方向(X方向)を該反射偏光フィルムの消光軸、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)を該反射偏光フィルムの透過軸とし、X方向を方位角0°、Y方向を方位角90°とした場合において、透過軸に平行な偏光成分のうち、方位角45°を含む入射面において入射角60°で入射する偏光について測定される、波長450〜650nmの範囲での透過率波形の振幅が2.0%以下である。
(偏光度)
本発明の液晶ディスプレイ反射板用反射偏光フィルムは、下記式(1)で表される偏光度(P)が99.5%以上であり、好ましくは99.6%以上、さらに好ましくは99.9%以上である。
(式(1)中、Tpは400〜800nmの波長範囲におけるP偏光の平均透過率、Tsは400〜800nmの波長範囲におけるS偏光の平均透過率をそれぞれ表す)
本発明におけるP偏光とは、1軸延伸多層積層フィルムからなる反射偏光フィルムにおいて、フィルム面を反射面とし、1軸延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分と定義される。また本発明におけるS偏光とは、1軸延伸多層積層フィルムからなる反射偏光フィルムにおいて、フィルム面を反射面とし、1軸延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分と定義される。
また本発明における偏光度の測定は、偏光度測定装置を用いて測定することができる。
本発明の1軸延伸多層積層フィルムは、1軸延伸方向(X方向)を該反射偏光フィルムの消光軸、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)を該反射偏光フィルムの透過軸とし、X方向を方位角0°、Y方向を方位角90°とした場合において、透過軸に平行な偏光成分のうち、方位角45°を含む入射面において入射角60°で入射する偏光について測定される、波長450〜650nmの範囲での透過率波形の振幅が2.0%以下である。
本発明の反射偏光フィルムの400〜800nmの波長範囲におけるS偏光の平均透過率Tsは60%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、特に好ましくは80%以上である。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層と第2層とが交互に積層された多層構造を有する。
本発明において、延伸方向(X方向)の屈折率はnX、延伸方向と直交する方向(Y方向)の屈折率はnY、フィルム厚み方向(Z方向)の屈折率はnZと記載することがある。
第1層を構成するポリマーは、平均屈折率1.60以上1.70以下であって、1軸延伸方向(X方向)の屈折率nXが延伸により増大し、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)の屈折率nYおよびフィルム厚み方向(Z方向)の屈折率nZが延伸により低下する熱可塑性樹脂であることが好ましい。
次に、延伸後の屈折率については、第1層を構成するポリマーを単独で溶融させてダイより押出し、1軸方向に115℃で5倍を施して1軸延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのX方向、Y方向、Z方向それぞれの方向について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmにおける屈折率を測定し、延伸後の各方向の屈折率とする。
かかる方法で得られた延伸前の屈折率と延伸後の各方向の屈折率とを比較し、延伸による屈折率変化の変化を確認することができる。
第1層を形成するポリマーの1つとして、下記の特定構造の芳香族系共重合成分をジカルボン酸成分に有する芳香族ポリエステル(1)が例示される。かかるポリエステルは、以下に詳述するジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合によって得られる。
本発明において芳香族ポリエステル(1)を構成するジカルボン酸成分の好ましい例として、50モル%以上70モル%以下のナフタレンジカルボン酸成分と、25モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分を特定量ずつ含有することが好ましい。
かかる共重合成分を含むポリエステルを用い、さらに後述するように、特定の延伸条件の範囲内で行うことにより、偏光性能をより高めることができ、また斜め45°方位の入射角60°で入射した偏光について色相ずれが生じにくくなる。
本発明において芳香族ポリエステル(1)を構成するジオール成分として、炭素数2〜10のアルキレン基を有するジオール成分を90モル%以上100モル%以下含有することが好ましい。ここで、ジオール成分の含有量は、ジオール成分の全モル数を基準とする含有量である。
該ジオール成分の含有量は、より好ましくは95モル%以上100モル%以下、さらに好ましくは98モル%以上100モル%以下である。
かかるアルキレン基として、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられ、中でもエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等が好ましく挙げられ、特に好ましくはエチレングリコールである。該ジオール成分の割合が下限値に満たない場合は、前述の1軸配向性が損なわれることがある。
本発明において好適な芳香族ポリエステル(1)の態様として、特に、ナフタレンジカルボン酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸から誘導される成分であり、式(A)で表されるジカルボン酸成分が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸から誘導される成分であり、ジオール成分がエチレングリコールであるポリエステルが好ましい。
かかる特定の共重合成分を含む芳香族ポリエステル(1)を第1層に用いて1軸延伸を施す場合、第1層のX方向の屈折率nXが1.80〜1.90の高屈折率特性を有する。第1層におけるX方向の屈折率がかかる範囲にある場合、第2層との屈折率差が大きくなり、十分な反射偏光性能を発揮することができる。
本発明の第1層を構成するポリマーとして、芳香族ポリエステル(I)以外に以下の芳香族ポリエステル(II)の態様も好ましく例示される。
具体的には、芳香族ポリエステル(I)の式(A)で表される成分に代わり、ジカルボン酸成分として下記式(B)で表される成分を用い、25モル%以上50モル%以下の範囲で含有する芳香族ポリエステルが挙げられる。
芳香族ポリエステル(II)を構成するジカルボン酸成分およびジオール成分のうち、式(B)で表される成分以外の構成については、芳香族ポリエステル(I)と同じものを用いることができ、それらの含有量も芳香族ポリエステル(I)に準じる。
本発明において、1軸延伸多層積層フィルムの第2層は共重合ポリエステルからなることが好ましく、平均屈折率1.50以上1.60以下かつ光学等方性の層であることが好ましい。
なお、脂環族ジオールを共重合成分として含む方が、第1層のポリエステルとの屈折率の関係をより調整しやすい。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、かかる第1層、第2層以外に、中間層を含んでいてもよい。中間層は層厚みが2μm以上30μm以下の厚さであることが好ましく、かかる中間層を第1層と第2層の交互積層構成の内部に有していてもよい。
(積層数)
本発明の1軸延伸多層積層フィルムは、上述の第1層および第2層が交互に合計251層以上積層されていることが好ましい。積層数が251層未満であると、延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分の平均反射率特性について、波長400〜800nmにわたり一定の平均反射率が得られないことがある。
第1層および第2層の各層の厚みは0.01μm以上0.5μm以下であることが好ましい。また第1層の各層の厚みは、より好ましくは0.01μm以上0.1μm以下、第2層の各層の厚みは、より好ましくは0.01μm以上0.3μm以下である。各層の厚みは透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層および第2層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みの比率がいずれも2.0以上5.0以下であることが好ましく、より好ましくは2.0以上4.0以下、さらに好ましくは2.0以上3.5以下、特に好ましくは2.0以上3.0以下である。かかる層厚みの比率は、具体的には最小層厚みに対する最大層厚みの比率で表わされる。第1層、第2層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みは、透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比が0.5倍以上4.0倍以下の範囲であることが好ましい。第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比の下限値は、より好ましくは0.8である。また、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みの比の上限値は、より好ましくは3.0である。最も好適な範囲は、1.1以上3.0以下である。
本発明の1軸延伸多層積層フィルムは、目的とする反射偏光フィルムとしての光学特性を得るために、少なくとも1軸方向に延伸されている。本発明における1軸延伸には、1軸方向にのみ延伸したフィルムの他、2軸方向に延伸されたフィルムであって、一方向により延伸されたフィルムも含まれる。1軸延伸方向(X方向)は、フィルム長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。また、2軸方向に延伸されたフィルムであって、一方向により延伸されたフィルムの場合は、より延伸される方向(X方向)はフィルム長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよく、延伸倍率の低い方向は、1.05〜1.20倍程度の延伸倍率にとどめることが偏光性能を高める点で好ましい。2軸方向に延伸され、一方向により延伸されたフィルムの場合、偏光や屈折率との関係での「延伸方向」とは、より延伸された方向を指す。
第1層と第2層のX方向の屈折率差は0.10〜0.45であることが好ましく、さらに好ましくは0.20〜0.40、特に好ましくは0.25〜0.30である。X方向の屈折率差がかかる範囲にあることにより、反射特性を効率よく高めることができ、より少ない積層数で高い反射率を得ることができるので好ましい。
すなわち、フィルムの延伸方向(本発明でいうX方向、あるいは消光軸方向)を含む入射面に対して平行なP偏光、あるいは垂直なS偏光について、フィルムの延伸方向(本発明でいうX方向、あるいは消光軸方向)を含む入射面において斜めの入射角で観察した場合の色相ずれ(左右の視野角特性)を解消でき、好ましい。
本発明の反射偏光フィルムは、フィルム面を反射面とし、1軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分について、入射角0度での該入射偏光に対する波長400〜800nmの平均反射率は、98%以上100%以下であることが好ましい。P偏光成分に対する平均反射率がこのように高いことにより、P偏光の透過量を従来よりも抑え、S偏光を選択的に透過させる高い偏光性能が発現し、99.5%以上の高偏光度が得られ、吸収型偏光板を併用することなく、単独で液晶セルに隣接する偏光板として用いることができる。同時に、透過軸と直交方向のP偏光が該反射偏光フィルムに吸収されずに高度に反射されることにより、かかる反射光を再利用させる輝度向上フィルムとしての機能も兼ね備えることができる。
本発明の1軸延伸多層積層フィルムのフィルム厚みは15μm以上200μm以下であることが好ましく、さらに50μm以上180μm以下であることが好ましい。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、固有粘度が0.55dl/g以上0.75dl/g以下であることが好ましく、より好ましくは0.57dl/g以上0.70dl/g以下である。フィルムの固有粘度が下限値に満たないと、未延伸方向における引裂き強度が低下して1軸延伸多層積層フィルム製膜時または液晶表示装置用光学部材製造時の工程で破断が生じることがある。一方、フィルムの固有粘度が上限値を超えると溶融粘度が上昇するため、生産性の低下を伴うことがある。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、広角X線回折測定において、アルキレンナフタレートの結晶構造に由来する(−110)面の回折ピークが存在しないことがより好ましい。
アルキレンナフタレートの結晶構造に由来する(−110)面の回折ピークが高いと、第1層のフィルム面内方向を複屈折率化させることにより、延伸方向の第1層と第2層の屈折率差を大きくでき、偏光度を上げ易くなる。しかし、面配向成分が多くなることにより、芳香族ポリエステル(I)、芳香族ポリエステル(II)のような組成であっても、Y方向およびZ方向それぞれの層間に屈折率差が生じることがあり、本発明で規定する斜め45°方位の偏光について色相ずれが生じることがある。
つぎに、本発明における1軸延伸多層積層フィルムの製造方法について詳述する。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、第1層を構成するポリマーと第2層を構成するポリマーとを溶融状態で交互に重ね合わせて合計で300層以下の交互積層体を作成し、その両面に膜厚の層(バッファ層)を設け、レイヤーダブリングと呼ばれる装置を用いて該バッファ層を有する交互積層体を例えば2〜4分割し、該バッファ層を有する交互積層体を1ブロックとしてブロックの積層数(ダブリング数)が2〜4倍になるように再度積層する方法で積層数を増やすことができる。かかる方法により、多層構造の内部にバッファ層同士が2層積層された中間層を有する1軸延伸多層積層フィルムを得ることができる。
上述した方法で所望の積層数に積層化された多層未延伸フィルムは、製膜方向、またはそれに直交する幅方向の少なくとも1軸方向(フィルム面に沿った方向)に延伸される。延伸温度は、第1層のポリマーのガラス転移点の温度(Tg)〜(Tg+20)℃の範囲で行われ、従来よりも低めの温度で延伸を行うことにより、フィルムの配向特性を高度に制御することができる。
本発明における1軸延伸多層積層フィルムは、多層構造の反射偏光フィルムでありながら、99.5%以上の高偏光度と、透過されない偏光を反射させて再利用できる輝度向上フィルムとしての機能とを備えており、しかも斜め45°方位での色相ずれが解消されるため、吸収型偏光板を併用することなく、単独で液晶セルに隣接して用いられる液晶ディスプレイの偏光板として用いることができ、特に大画面の液晶ディスプレイの偏光板として用いた場合に、あらゆる視野角から視認しても色相ずれが少なく、色相の再現性の高い高性能な大画面の液晶ディスプレイを提供することができる。
本発明には、本発明の液晶ディスプレイ用偏光板からなる第1の偏光板、液晶セル、および第2の偏光板がこの順で積層された液晶ディスプレイ用光学部材も発明の一態様として含まれる。かかる光学部材は液晶パネルとも称される。かかる光学部材は図3における5に相当し、第1の偏光板は3、液晶セルは2、第2の偏光板は1に相当する。
[液晶ディスプレイ用光学部材の形成]
液晶セルに偏光板を配置する方法としては、両者を粘着層によって積層することが好ましい。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤のように透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を有し、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましい。また、粘着層は異なる組成又は種類の層を複数設けてもよい。
また、粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的として離型フィルム(セパレータ)が仮着されてカバーされることが好ましい。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。離型フィルムとしては、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体などを、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデンなどの剥離剤でコート処理したものを用いる。
本発明には、光源と本発明の液晶ディスプレイ用光学部材とを備え、第1の偏光板が光源側に配置されてなる液晶ディスプレイも発明の一態様として含まれる。
[液晶ディスプレイの形成]
液晶ディスプレイ用光学部材(液晶パネル)と光源とを組合せ、さらに必要に応じて駆動回路等を組込むことによって本発明の液晶ディスプレイが得られる。また、これら以外にも液晶ディスプレイの形成に必要な各種部材を組合せることができるが、本発明の液晶ディスプレイは光源から射出される光を第1の偏光板に入射させるものであることが好ましい。
なお、実施例中の物性や特性は、下記の方法にて測定または評価した。
得られた反射偏光フィルムを偏光度測定装置(日本分光株式会社製「VAP7070S」)を用いてP偏光の透過率、S偏光の透過率、および偏光度を測定した。
偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向(X方向)と合わせるように配置した場合の測定値をP偏光とし、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向と直交するように配置した場合の測定値をS偏光としたときの偏光度(P,単位%)は以下の式(1)で表される。
(式(1)中、Tpは400〜800nmの波長範囲におけるP偏光の平均透過率、Tsは400〜800nmの波長範囲におけるS偏光の平均透過率をそれぞれ表す)
なお、測定光の入射角は0度に設定して測定を行った。
得られた反射偏光フィルムを用い、測定装置として偏光度測定装置(日本分光株式会社製「VAP7070S」)を用いて、方位角45°を含む入射面において入射角60°にフィルムを傾けた場合での、波長450〜650nmの範囲の透過率を測定し、波長450〜650nmの範囲の透過率波形をもとに最小透過率と最大透過率を求め、その差を振幅とした。かかる測定は偏光フィルタの透過軸をフィルムの透過軸(Y方向)と平行となるよう配置して行われた。
分光光度計(島津製作所製、MPC−3100)を用い、光源側に偏光フィルタを装着し、各波長での硫酸バリウム標準板と反射偏光フィルムとの相対鏡面反射率を波長400nmから800nmの範囲で測定する。このとき、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向(X方向)と合わせるように配置した場合の測定値をP偏光とし、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向と直交するように配置した場合の測定値をS偏光とした。それぞれの偏光成分について、400−800nmの範囲での反射率の平均値を平均反射率とした。なお、測定光の入射角は0度に設定して測定を行った。
各層試料を10mgサンプリングし、DSC(TAインスツルメンツ社製、商品名:DSC Q400)を用い、20℃/min.の昇温速度で、各層を構成するポリマーの融点およびガラス転移点を測定する。
フィルムの各層について、1H−NMR測定よりポリマー成分ならびに共重合成分および各成分量を特定した。
1軸延伸多層積層フィルムをフィルム長手方向2mm、幅方向2cmに切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂(リファインテック(株)製エポマウント)にて包埋した。包埋されたサンプルをミクロトーム(LEICA製ULTRACUT UCT)で幅方向に垂直に切断し、5nm厚の薄膜切片にした。透過型電子顕微鏡(日立S−4300)を用いて加速電圧100kVにて観察撮影し、写真から各層の厚みを測定した。
また得られた各層の厚みをもとに、第1層の平均層厚み、第2層の平均層厚みをそれぞれ求め、第1層の平均層厚みに対する第2層の平均層厚みを算出した。
なお、第1層と第2層の厚みを求めるに際し、中間層および最外層は第1層と第2層から除外した。
フィルムサンプルをスピンドル検出器(安立電気(株)製K107C)にはさみ、デジタル差動電子マイクロメーター(安立電気(株)製K351)にて、異なる位置で厚みを10点測定し、平均値を求めフィルム厚みとした。
X線回折装置(理学電機製ROTAFLEX RINT2500HL)を用いて、以下の条件にて測定した。X線源としてCuK−αを用いて、発散スリット1/2°、散乱スリット1/2°、受光スリット0.15mm、スキャンスピード1000°/分の条件で2θ角度10°から60°まで測定し、Pseudo Voightピークモデルを用いた多重反射ピーク分離法により、結晶面由来の回折ピーク、アモルファス由来のハロー、バックグラウンドを分離する。結晶面由来の回折ピークの内、結晶(−110)面に相当する回折ピークの存在有無を確認した。
VA型液晶ディスプレイパネル(シャープ製AQUOS LC−20E90 2011年製)を用いて、その中の下側偏光板(光源側偏光板)と光学補償フィルムを取り除き、多層積層フィルムサンプルと置き換え、白色表示したときの液晶ディスプレイ画面の正面輝度をオプトデザイン社製FPD視野角測定評価装置(ErgoScope88)で測定し、比較例1に対する輝度の上昇率を算出し、輝度向上効果を下記の基準で評価した。
◎:輝度向上効果が160%以上
○:輝度向上効果が150%以上、160%未満
△:輝度向上効果が140%以上、150%未満
×:輝度向上効果が140%未満
上述の(9)と同様に評価用の表示装置を作成し、黒色表示をしたときの液晶ディスプレイ画面について、画面の正面から観察したときの色を基準とし、画面の上下方向を0°とした45°方位において、画面に垂直な方向から60°の角度で観察したときの色変化を、下記の基準で評価した。
◎:比較例1に対して色変化が同等レベル
○:比較例1に対して色変化が若干あるものの、黒として認識できる
×:比較例1に対して色変化があり、また黒以外の色が見える
パソコンの表示ディスプレイとして得られた液晶ディスプレイを用い、パソコンにより白色および黒画面を表示したときの液晶ディスプレイ画面の正面輝度をオプトデザイン社製FPD視野角測定評価装置(ErgoScope88)で測定し、白画面より明輝度を、また黒画面より暗輝度をそれぞれ求め、明輝度/暗輝度より求められるコントラストを以下の基準で評価した。
◎: コントラスト(明輝度/暗輝度) 2000以上
○: コントラスト(明輝度/暗輝度) 1000以上2000未満
×: コントラスト(明輝度/暗輝度) 1000未満
[比較例1]
(偏光子の作成)
ポリビニルアルコールを主成分とする高分子フィルム[クラレ製 商品名「9P75R(厚み:75μm、平均重合度:2,400、ケン化度99.9モル%)」]を周速の異なるロール間で染色しながら延伸搬送した。まず、30℃の水浴中に1分間浸漬させてポリビニルアルコールフィルムを膨潤させつつ搬送方向に1.2倍に延伸した後、30℃のヨウ化カリウム濃度0.03重量%、ヨウ素濃度0.3重量%の水溶液中で1分間浸漬することで、染色しながら搬送方向に、全く延伸していないフィルム(原長)を基準として3倍に延伸した。次に60℃のホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%の水溶液中に30秒間浸漬しながら、搬送方向に原長基準で6倍に延伸した。次に、得られた延伸フィルムを70℃で2分間乾燥することで偏光子を得た。なお、偏光子の厚みは30μm、水分率は14.3重量%であった。
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度1200、ケン化度98.5モル%、アセトアセチル化度5モル%)100重量部に対して、メチロールメラミン50重量部を30℃の温度条件下で純水に溶解し、固形分濃度3.7重量%の水溶液を調製した。この水溶液100重量部に対して、正電荷を有するアルミナコロイド(平均粒子径15nm)を固形分濃度10重量%で含有する水溶液18重量部を加えて接着剤水溶液を調製した。接着剤溶液の粘度は9.6mPa・sであり、pHは4〜4.5の範囲であり、アルミナコロイドの配合量は、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して74重量部であった。
厚み80μm、正面レターデーション0.1nm、厚み方向レターデーション1.0nmの光学等方性素子(富士フィルム製商品名「フジタック ZRF80S」の片面に、上記のアルミナコロイド含有接着剤を、乾燥後の厚みが80nmとなるように塗布し、これを上記の偏光子の片面に両者の搬送方向が平行となるようにロール・トゥー・ロールで積層した。続いて、偏光子の反対側の面にも同様にして光学等方性素子(富士フィルム製商品名「フジタック ZRF80S」)の片面に上記のアルミナコロイド含有接着剤を乾燥後の厚みが80nmとなるように塗布したものを、これらの搬送方向が平行となるようにロール・トゥー・ロールで積層した。その後55℃で6分間乾燥させて偏光板を得た。この偏光板を「偏光板X」とする。
VAモードの液晶セルを備え、直下型のバックライトを採用した液晶テレビ(シャープ製AQUOS LC−20E90 2011年製)から液晶パネルを取り出し、液晶セルの上下に配置されていた偏光板および光学補償フィルムを取り除いて、該液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した。続いて、上記液晶セルの光源側の表面に、元の液晶パネルに配置されていた光源側偏光板の吸収軸方向と同じ吸収軸方向となるように、アクリル系粘着剤を介して上記の偏光板Xを液晶セルに配置した。
上記の液晶パネルを元の液晶テレビに組込み、液晶テレビの光源を点灯させ、パソコンにて白画面および黒画面を表示して、液晶ディスプレイの輝度を評価した。
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸、そしてエチレングリコールを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル化反応およびエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、固有粘度0.63dl/gで、酸成分の70モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の30モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分(表中、ENAと記載)、グリコール成分がエチレングリコールである芳香族ポリエステル(表中、ENA30PENと記載)を第1層用ポリエステルとし、第2層用ポリエステルとして固有粘度0.70dl/gの2,6−ナフタレンジカルボン酸30mol%、スピログリコール20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート(NDC30SPG20PET)を準備した。
前記比較例1において、光源側の第1の偏光板として偏光板Xに代えて、得られた反射偏光フィルムを用いた以外は比較例1と同様にして、液晶セルの光源側主面に得られた反射偏光フィルム(第1の偏光板)、視認側主面に偏光板X(第2の偏光板)が配置された液晶パネルを得た。
上記の液晶パネルを元の液晶ディスプレイに組込み、液晶ディスプレイの光源を点灯させ、パソコンにて白画面および黒画面の輝度を評価した。
表1に示すとおり、各層の樹脂組成や層厚み、延伸条件を変更した以外は実施例1と同様にして、1軸延伸多層積層フィルムを得た。このようにして得られた1軸延伸多層積層フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表1に、1軸延伸多層積層フィルムの物性および液晶ディスプレイの物性を表2に示す。
第1層用ポリエステルにENA35PEN(酸成分の65モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の35モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分がエチレングリコールである芳香族ポリエステル)、第2層用ポリエステルにIA20PET(イソフタル酸20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート)を用いた。また、延伸温度135℃、延伸倍率6.0倍で延伸し、さらに135℃で同方向に15%延伸しながら120℃で3秒間熱固定処理を行い、フィルムを得た。
第1層用ポリエステルにENA21PEN(酸成分の79モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の21モル%が6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分、グリコール成分がエチレングリコールである芳香族ポリエステル)、第2層用ポリエステルにIA20PET(イソフタル酸20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート)を用いた。また、延伸温度120℃、延伸倍率5.2倍で延伸し、さらに120℃で同方向に15%延伸しながら120℃で3秒間熱固定処理を行い、フィルムを得た。本比較例3は芳香族ポリエステル(I)の式(A)で表される成分の割合が実施例よりも少ないため、ななめ45°方位での透過率波形のばらつきが大きく、液晶ディスプレイで視野角特性を評価した際、色相ずれが十分に解消されなかった。
Claims (17)
- 第1層と第2層とが交互に積層された1軸延伸多層積層フィルムからなる液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルムであって、該反射偏光フィルムの下記式(1)で表される偏光度(P)が99.5%以上であり、
偏光度(P)={(Ts−Tp)/(Tp+Ts)}×100 ・・・(1)
(式(1)中、Tpは400〜800nmの波長範囲におけるP偏光の平均透過率、Tsは400〜800nmの波長範囲におけるS偏光の平均透過率をそれぞれ表す)
第1層はポリエステルを含む層であって、該ポリエステルを構成するジカルボン酸成分として70モル%以下のナフタレンジカルボン酸成分を含有し、
第1層における最大層厚みと最小層厚みの比率(最大層厚み/最小層厚み)が、3.0以上であり、
第2層における最大層厚みと最小層厚みの比率(最大層厚み/最小層厚み)が、2.9以上であり、
1軸延伸方向(X方向)を該反射偏光フィルムの消光軸、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)を該反射偏光フィルムの透過軸とし、X方向を方位角0°、Y方向を方位角90°とした場合において、透過軸に平行な偏光成分のうち、方位角45°を含む入射面において入射角60°で入射する偏光について測定される、波長450〜650nmの範囲での透過率波形の振幅が2.0%以下であることを特徴とする液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。 - 該第1層は、ポリエステルを含む層であって、1)該ポリエステルを構成するジカルボン酸成分として50モル%以上70モル%以下のナフタレンジカルボン酸成分を含有し、2)ジオール成分として炭素数2〜10のアルキレン基を有するジオール成分を90モル%以上100モル%以下含有し、3)広角X線回折測定において、アルキレンナフタレートの結晶構造に由来する(−110)面の回折ピークが存在しない、請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 第2層を形成するポリマーが、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸および脂環族ジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を共重合成分として含む共重合ポリエチレンテレフタレートである請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 前記脂環族ジオールがスピログリコール、トリシクロデカンジメタノールおよびシクロへキサンジメタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 該1軸延伸多層積層フィルムの積層数が251層以上である請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 該1軸延伸多層積層フィルムが中間層を含んでなる請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 該偏光度(P)が99.9%以上である請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 液晶セルと隣接して用いられる、請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム。
- 請求項1に記載の液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルムからなる液晶ディスプレイ用偏光板。
- 請求項11に記載の液晶ディスプレイ用偏光板からなる第1の偏光板、液晶セル、および第2の偏光板がこの順で積層されてなる液晶ディスプレイ用光学部材。
- 請求項12に記載の液晶ディスプレイ用光学部材であって、ただし第1の偏光板が吸収型偏光板と積層された構成を除く液晶ディスプレイ用光学部材。
- 第2の偏光板が吸収型偏光板である請求項12または13に記載の液晶ディスプレイ用光学部材。
- 第1の偏光板、液晶セル、および第2の偏光板が積層されてなり、第1の偏光板および第2の偏光板が請求項11に記載の液晶ディスプレイ用偏光板からなる、液晶ディスプレイ用光学部材。
- 光源と請求項12に記載の液晶ディスプレイ用光学部材とを備え、第1の偏光板が光源側に配置されてなる液晶ディスプレイ。
- 光源と第1の偏光板との間にさらに反射型偏光板を有していない請求項16に記載の液晶ディスプレイ。
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