TWI442106B - Phase difference plate and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本發明係關於位相差板。詳言之係關於即使放置於高溫環境下,於液晶顯示裝置的雙折射補償並不會發生變動之位相差板。
為使液晶顯示裝置之色調之角度依存性變小,提案有使在於入射角0度之位向差Re,與在於入射角40度之位向差R40
,滿足0.92≦R40
/Re≦1.08之關係之位相差板;或面內的遲相軸方向的折射率nx
、與其於面內正交之方向之折射率ny
、及厚度方向之折射率nz
,滿足nx
>nz
>ny
之關係之位相差板。
例如,於專利文獻1,揭示有將聚碳酸酯樹脂之膜單軸延伸得到第一異向性膜,一方面將聚苯乙烯樹脂之膜單軸延伸得到第二異向性膜,藉由使第一異向性膜與第二異向性膜之延伸方向直角疊合,可得滿足nx
>nz
>ny
之關係之位相差板。
另外,於專利文獻2,揭示有將聚碳酸酯樹脂之膜單軸延伸得到第一異向性膜,一方面將聚苯乙烯樹脂之膜單軸延伸得到第二異向性膜,藉由使第一異向性膜與第二異向性膜之延伸方向直角疊合,得到呈(Re-Re40
)/Re≦0.07之位相差板。
於專利文獻3,揭示將樹脂膜延伸處理的時候,於該樹脂膜之單面或兩面接著收縮性膜形成層積體,藉由將該層積體加熱延伸處理面賦予向上述樹脂膜延伸方向正交之方向收縮能力,可得滿足0<(nx
-nz
)/(nx
-ny
)<1之關係之位相差板。
於專利文獻4,揭示有將聚碳酸酯樹脂熔融押出得到桿棒,將該杆棒切成圓片得到圓板,由該圓板切出長方形的板,藉由將該長方型板單軸延伸,得到0.92≦Re40
/Re≦1.08之位相差板。
[專利文獻1]日本特開平3-24502號公報
[專利文獻2]日本特開平3-141303號公報
[專利文獻3]日本特開平5-157911號公報
[專利文獻4]日本特開平2-160204號公報
但是,上述專利文獻所述的位相差板,放置於高溫環境下則位相差板值會變動,而於雙折射補償會發生偏移。
因此,本發明的目的係在於提供即使放置於高溫環境下,液晶顯示裝置的雙折射補償並不會產生變動之位相差板。
本發明者,為了達成上述目的研究的結果,發現由固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之A層與固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)之材料所組成之B層而成之層積膜所構成者,上述Ts(A)與上述Ts(B)有5℃以上的差,在可延伸之溫度範圍向單軸延伸之後時位相差對延伸前之位相差滿足特定關係,且波長550nm的光以入射角0度入射時的位相差為Re(nm),以入射角40度入射時的位相差為R40
(nm),滿足特定關係之位相差板,即使放置在高溫環境下,液晶顯示裝置的雙折射補償並不會產生變動。本發明係基於該等見識進一步研究,而完成者。
即,本發明包含以下的態樣。
(1)一種位相差板,由固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之A層;及固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)之材料所組成之B層之層積膜所構成者,上述Ts(A)與上述Ts(B)的差為5℃以上,使一邊的方向為X軸,對X軸於面內正交之方向為Y軸,及厚度方向為Z,在可延伸之溫度範圍向X軸方向以延伸倍率1.25倍單軸延伸時,以入射角0度入射且電場向量振動面在XZ面之直線偏光ΨX對入射角0度入射且電場向量的振動面在YZ面之直線偏光ΨY的位相有較延伸前遲緩之延伸溫度Tα與較延伸前前進之延伸溫度Tβ,且波長550nm的光以入射角0度入射時的位相差為Re(nm),以入射角40度入射時的位相差為R40
(nm),則滿足0.92≦R40
/Re≦1.08。
(2)如(1)所述的位相差板,其中A層與B層直接接觸。
(3)如(1)或(2)所述的位相差板,其中上述A層的總厚度/上述B層的總厚度之比為1/5~1/10。
(4)如(1)~(3)之任何一項所述的位相差板,其中上述固有雙折射值正的材料係聚碳酸酯樹脂,上述固有雙折射值為負的材料係聚苯乙烯樹脂。
(5)上述(1)~(4)之任何一項所述的位相差板之製造方法,其包含:得到包含固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之未延伸膜a與固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)之材料所組成之未延伸膜b而成之層積體之步驟;將該層積體,以較上述Ts(A)及上述Ts(B)之任一較低的溫度高5℃以上的溫度T1(℃)向第一方向延伸之第一延伸步驟;及以較上述Ts(A)或上述Ts(B)之任一較高的溫度低且與T1不同的溫度T2(℃)向第二方向延伸之第二延伸步驟。
(6)上述(5)所述的位相差板之製造方法,其中溫度T2,較上述Ts(A)或Ts(B)之任一為低。
使用本發明之位相差板,則即使放置在高溫環境下,雙折射補償並不會產生變動,而可得耐久性優良的液晶顯示裝置。
本發明之位相差板,其包含:固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之A層;及固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為TS(B)之材料所組成之B層而成之層積膜所構成者。再者,A層及B層分別可以1層或具有2層以上。
用於A層之材料,係固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)。通常作為該材料使用熱可塑性樹脂A。所謂正的固有雙折射,係指延伸方向之折射率大過其正交之方向之折射率。固有雙折射亦可以介電常數分佈計算。
熱可塑性樹脂A,可舉聚乙烯、聚丙烯等之烯烴樹脂;聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等聚酯樹脂;聚苯硫醚等聚芳硫醚樹脂;聚乙烯醇樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚烯丙酯樹脂、纖維素酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚芳碸樹脂、聚氯乙烯樹脂、降冰片烯樹脂、棒狀液晶聚合物等。該等可以單獨一種或組合兩種以上使用。於本發明,該等之中,以位相差顯現性、低溫的延伸性以及與他層之接著性之觀點,以聚碳酸酯樹脂為佳。
上述熱可塑性樹脂A之荷重彎曲溫度Ts(A)以80℃以上為佳,以110℃上更佳,以120℃以上特別佳。荷重彎曲溫度較上述下限值低,則容易緩和配向。
用於B層之材料,係固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)。通常作為該材料使用熱可塑性樹脂B。所謂負的固有雙折射,係指延伸方向之折射率小於其正交之方向折射率。固有雙折射亦可以介電常數分佈計算。
熱可塑性樹脂B,可舉包含苯乙烯或苯乙烯衍生物之單獨聚合體或與其他的單體共聚合體的聚苯乙烯系樹脂;聚丙烯腈樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、或該等之多元共聚合聚合物等。該等可以單獨一種或組合兩種以上使用。含於聚苯乙烯樹脂之其他的單體,較佳者可舉丙烯腈、馬來酐、甲基丙烯酸甲酯、及丁二烯。在於本發明,該等之中,由位相差顯現性高的觀點,以聚苯乙烯系樹脂為佳,進一步以耐熱性高之點,以苯乙烯或苯乙烯衍生物與馬來酐的共聚合體特別佳。
上述熱可塑性樹脂B之荷重彎曲溫度Ts(B)以80℃以上為佳,以110℃以上更佳,以120℃以上特別佳。荷重彎曲溫度較上述下限值低,則容易緩和配向。
熱可塑性樹脂A之荷重彎曲溫度Ts(A),熱可塑性樹脂B之荷重彎曲溫度Ts(B)之差之絕對值為5℃以上,以5~40℃為佳,以8~20℃更佳。若荷重彎曲溫度之差過小,則顯現位相差的溫度依存性會變小。若荷重彎曲溫度之差過大,則荷重彎曲溫度高的熱可塑性樹脂難以延伸,位相差板的平面性容易下降。再者上述熱可塑性樹脂A之荷重彎曲溫度Ts(A),較熱可塑性樹脂B之荷重彎曲溫度Ts(B)高為佳。
在於溫度Ts(B)之熱可塑性樹脂A之斷裂伸度,及在於溫度Ts(A)之熱可塑性樹脂B之斷裂伸度均以50%以上為佳,以80%以上特別佳。只要是斷裂伸度在此範圍之熱可塑性樹脂,則可藉由延伸安定地製作位相差膜。斷裂伸度,係使用JIS K7127所記載的試驗片型式1B的試驗片,以拉張速度100mm/分求得。
熱可塑性樹脂A及/或熱可塑性樹脂B,只要是可於1mm之厚度維持全光線穿透率80%以上,則亦可添加調合劑。
添加之調合劑並無特別限定,例如滑劑;層狀結晶化合物;無機粒子;氧化防止劑、熱穩定劑、光穩定劑、耐候穩定劑、紫外線吸收劑、近紅外線吸收劑等的穩定劑;可塑劑;染料與顏料等著色劑;帶電防止劑等。調合劑量可在不損及本發明之目的之範圍適宜決定。特別是藉由添加滑劑或紫外線吸收劑可提升可僥性及耐候性而佳。
滑劑,可舉二氧化矽、二氧化鈦、氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、硫酸鍶等無機粒子;聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素等有機粒子。於本發明作為滑劑以有機粒子為佳。
紫外線吸收劑,可舉氧基二苯甲酮系化合物、苯並三唑系化合物、柳酸酯系化合物、二苯甲酮系紫外線吸收劑、苯並三唑系紫外線吸收劑、丙烯腈系紫外線吸收劑、三嗪系化合物、鎳錯鹽系化合物、無機粉體等。合適的紫外線吸收劑,可舉2,2’-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯並三唑-2-基)酚)、2-(2’-羥基3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5-氯三唑、2,4-二第三丁基-6-(5-氯三唑-2-基)酚、2,2’-二羥4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2,4,4’-四羥基二苯甲酮等,特別合適者可舉2,2’-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯並三唑-2-基)酚)。
本發明之位相差板,係以一邊的方向為X軸,對X軸於面內正交之方向為Y軸,及厚度方向為Z,在可延伸之溫度範圍向X軸方向以延伸倍率1.25倍單軸延伸時,以入射角0度入射且個電場向量振動面是XZ面之直線偏光ΨX對入射角0度入射且電場向量的振動面在YZ面之直線偏光ΨY的位相有較延伸前遲緩之延伸溫度Tα與較延伸前前進之延伸溫度Tβ。即,本發明之位相差板,單軸延伸時所產生的位相差對延伸前之位相差之增減依存於延伸溫度。
直線偏光ΨX係以ΨX=sin(ωt+θ)表示。直線偏光ΨY係以ΨY=sin(ωt)表示。θ係在於本發明之位相差板之直線偏光ΨX與直線偏光ΨY的位相差。ω是角速度,t是時間。將本發明之位相差板於可延伸的溫度範圍向X軸方向以延伸倍率1.25倍單軸延伸,則ΨX對於ΨY位相僅變化Δθ。即,延伸之後之直線偏光ΨX’係以ΨX’=sin(ωt’+θ-Δθ)。延伸後之直線偏光ΨY’係以ΨY’=sin(ωt’)表示。t’是時間。ΨY’=ΨY時,本發明之位相差板,具有上述的Δθ變正的延伸溫度Tα,及Δθ成為負的延伸溫度Tβ
。
位相差,係將上述X軸方向之折射率nX
與上述Y軸方向折射率nY
之差(=nX
-nY
)乘以厚度d所求得之值。將A層與B層層積時的位相差,係由A層的位相差與B層的位相差所合成。
為具有Δθ成正的延伸溫度Tα
,及Δθ成負的延伸溫度Tβ
,將在於高的溫度TH
之單軸延伸所產生,由荷重彎曲溫度高的材料所組成之層的位相差的變化ΔθH
變的較由荷重彎曲溫度低的材料所組成之層的位相差的變化ΔθL
大,而在於低的溫度TL
之單軸延伸所產生,由荷重彎曲由溫度高的材料所組成之層的位相差的變化△θH
變的較由荷重彎曲溫度低的材料所組成之層的位相差的變化ΔθL
小地調整A層及B層之厚度為佳。
位相差的變化Δθ由正轉負或由負轉正的溫度,通常在於[Ts(A)或Ts(B)之任一較高的溫度},與[{TS
(A)或TS
(B)之任一較低的溫度}-10℃]之間為佳。
A層的總厚度/上述B層的總厚度之比以1/5~1/10為佳,以1/6~1/9更佳。A層變的過厚、或B層變的過厚,顯現位向差之溫度依存性會變小。
A層及B層之厚度,係使用市售之接觸式厚度計,測定膜之總厚度,接著將厚度測定部分切斷用光學顯微鏡觀察剖面,求各層之厚度比,由其比例計算A層及B層之厚度。將以上的操作於膜的MD方向以及TD方向每一定間隔進行,求厚度的平均值以及離散。
再者,厚度的離散,係將上述測定之測定值之算術平均值Tave
作為基準,測定之厚度T中的最大值為Tmax
,最小值為Tmin
,以下式算出。
厚度的離散(μm)=Tave
-Tmin
,及Tmax
-Tave
之中較大者。
藉由A層及B層之厚度的離散在全面以1μm以下,可使色調的離散變小。另外,長期使用後之色調變化也會較均勻。
為使A層及B層之厚度的離散在全面為1μm以下,需進行(1)於押出機內設置網眼為20μm以下之聚合物過過濾器;(2)使齒輪幫浦以5轉/分鐘以上旋轉;(3)在模具周圍配置框圍手段;(4)把空隙為200mm以下;(5)在冷卻輥輪上澆鑄時進行邊綠固定;以及(6)作為押出機使用雙軸押出機或者螺桿形式為雙軸型的單軸押出機。
本發明之位相差板製造用之層積膜,亦可具有A層及B層以外之層。例如接著A層與B層之接著層、使膜的滑性變好的墊層、耐衝擊性聚甲基丙烯酸酯樹脂層等的硬塗層、反射防止層、防污層等。
如上所述A層與B層雖亦可經由接著劑層層積,但是若A層與B層直接接觸層積,則在層積體、位相差板成形性、及位相差板耐久性較佳。
本發明之位相差板之總厚度以20~300μm為佳,以30~200μm更佳,以40~150μm特別佳。較20μm還薄,則有機械強度變弱之虞。較300μm為厚,則有柔軟性惡化,有損及操作性之虞。
本發明之位相差板,係波長550nm的光以入射角0度入射時的位相差為Re(nm),以及波長550nm的光以入射角40度入射時的位相差為R40
(nm)時,滿足0.92≦R40
/Re≦1.08者。
本發明之位相差板,波長550nm的光以入射角0度入射時的位向差Re以50~400nm為佳,以100~350nm更佳。再者Re及R40
係使用平行尼科爾旋轉法[王子測量機器公司製、KOBRA-WR]在波長550nm測定之值。
以本發明之製造方法所得之位相差板,於60℃、相對溼度90%、100小時的熱處理,於縱方向及橫方向的收縮率以0.5%以下為佳,以0.3%以下更佳。收縮率超過此範圍,則在高溫高濕環境下使用時,會因收縮應力而發生位相差板的變形、由顯示裝置剝離。
本發明之位相差板,全光線穿透率以85%以上為佳。未滿85%,不適合作光學構件。上述光線穿透率係遵照JIS K0115,使用分光光度計(日本分光公司製,紫外可視近紅外分光光度計「V-570」)測定。
本發明之位相差板,其霧度以5%以下為佳,以3%以下更佳,以1%以下特別佳。霧度高,則顯示影像的鮮明性會成下降傾向。在此,霧度係遵照JIS K7361-1997,使用日本電色工業公司製「濁度計NDH-300A」,測定5處,由此求平均值。
本發明之位相差板,ΔYI以5以下為佳,以3以下更佳。該YI在於上述範圍,則不會有著色而視認性會變好。ΔYI係遵照ASTM E313,使用日本電色工業公司製「分光色差計SE2000」測定。進行五次同樣的測定,以其算術平均值求得。
本發明之位相差板,以JIS鉛筆硬度具有H或其以上的硬度為佳。該JIS鉛筆硬度之調整,可藉由變更樹脂之種類或變更樹脂之層而進行。JIS鉛筆硬度係遵照JIS K 5600-5-4,將各種硬度的鉛筆傾斜45度,由上施加500g重的荷重刮拭膜表面,開始帶傷的鉛筆硬度。
本發明之位相差板,其製造方法並無特別限制。本發明位相差板之較佳的製法,係包含:得到包含固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之未延伸膜a與固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)之材料所組成之未延伸膜b而成之層積體之步驟;將該層積體,以較上述Ts(A)及上述Ts(B)之任一較低的溫度高5℃以上的溫度T1(℃)向第一方向延伸之第一延伸步驟;及以較上述Ts(A)或上述Ts(B)之任一較高的溫度低且與T1不同的溫度T2(℃)向第二方向延伸之第二延伸步驟之方法。
作為構成上述未延伸膜a及未延伸膜b的材料,可使用上述熱可塑性樹脂A及熱可塑性樹脂B。
用於本發明之位相差板之製造方法之層積體,使一邊的方向為X軸,對X軸於面內正交之方向為Y軸,及厚度方向為Z,以對主面垂直入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光,對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於YZ面之直線偏光的位相在溫度T1向X軸方向單軸延伸時會遲緩、以與溫度T1不同的溫度T2向X軸方向單軸延伸時為前進者為佳。
於藉由單軸延伸在X軸顯現遲相軸之膜,振動面在於XZ面之直線偏光,對振動面在於YZ面之直線偏光位相會遲緩。相反地藉由單軸延伸在X軸顯現進相軸之膜,振動面在於XZ面之直線偏光,對振動面在於YZ面之直線偏光位相會前進。可良好地用於本發明之層積體係遲相軸或進相軸的顯現方式依存於延伸溫度之膜。
如此於位相差之顯現具有溫度依存性之膜,可藉由將具有正的固有雙折射之熱可塑性樹脂A所組成之膜a之層(a層),及由具有負的固有雙折射之熱可塑性樹脂B所組成之膜b之層(b層),調整熱可塑性樹脂之固有雙折射及各樹脂層之厚度比等的關係層積而得。
用於本發明之位相差板之製造方法之層積體,可分別具有熱可塑性樹脂A所組成的a層(未延伸膜a),及由熱可塑性樹脂B所組成的b層(未延伸膜b)1層或者2層以上。
位相差,係延伸方向之X軸方向之折射率nx
與面向延伸方法相似的正交之方向之Y軸方向之折射率ny
之差(=nx
-ny
)乘以厚度d所求得之值。層積由熱可塑性樹脂A所組成之層a層及由熱可塑性樹脂B所組成之層b層時之位相差,係由a層的位相差與b層的位相差所合成。為使a層與b層所組成之層積體的位相差的符號,可藉由在於高的溫度TH
及低的溫度TL
之延伸而相反,而在於低的溫度TL
之延伸,使荷重彎曲溫度高的樹脂所顯現的位相差之絕對值較荷重彎曲溫度低的樹脂所顯現的位相差之絕對值小,而在於高的溫度TH
之延伸,使荷重彎曲溫度低的樹脂所顯現的位相差之絕對值較荷重彎曲溫度高的樹脂所顯現的位相差之絕對值小地調整a層及b層之厚度為佳。如此地,藉由單軸延伸調整a層及b層所分別顯現之X軸方向之折射率nx
與Y軸方向之折射率ny
之差,a層厚之總和與b層厚之總和,可得對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光,對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於YZ面之直線偏光的位相在溫度T1向X軸方向單軸延伸時會遲緩,以與溫度T1不同的溫度T2向X軸方向單軸延伸時為前進之膜。再者,溫度T1,係TH
或TL
之任意一方之溫度,溫度T2,係與T1不同之TH
或TL
之任意一方之溫度。
圖1是層積體的a層(荷重彎曲溫度高之熱可塑性樹脂A所組成之層)及b層(荷重彎曲溫度低之熱可塑性樹脂B所組成之層)分別單獨延伸時之位相差之溫度依存性,與延伸層積體(a層+b層)時之位相差之溫度依存性。在於溫度Tb之延伸,由於b層所顯現的負的位相差較a層所顯現之正的位相差為大,故層積體(a層+b層)之延伸會顯現負的位相差Δ。另一方面在於溫度Ta之延伸,由於b層延伸所顯現的負的位相差較a層延伸所顯現之正的位相差為小,故層積體(a層+b層)之延伸會顯現正的位相差Δ。
例如,未延伸膜a為聚碳酸酯系樹脂,未延伸膜b為苯乙烯-馬來酐共聚合體時,未延伸膜a之厚度的總和與未延伸膜b之厚度的總和之比,以1:5~1:15為佳,以1:5~1:10更佳。即使未延伸膜a變的過厚,或未延伸膜b變的過厚,可以顯現位相差的溫度依存性會變小。
層積體的總厚度以10~500μm為佳,以20~200μm更佳,以30~150μm特別佳。較10μm薄則難以得到充分的位相差,機械強度亦會變弱。較500μm厚則柔軟性會惡化而有損及操作性之虞。
a層以及b層之厚度係使用市售之接觸式厚度計,測定膜之總厚度,接著將厚度測定部分切斷用光學顯微鏡觀察剖面,求各層之厚度比,由其比例計算a層及b層之厚度。將以上的操作於膜的MD方向以及TD方向每一定間隔進行,求厚度的平均值以及離散。
再者,厚度的離散,係將上述測定之測定值之算術平均值Tave
作為基準,測定之厚度T中的最大值為Tmax
,最小值為Tmin
,以下式算出。
厚度的離散(μm)=Tave
-Tmin
,及Tmax
-Tave
之中較大者。
藉由使a層及b層之厚度的離散在全面以1μm以下,可使色調的離散變小。另外,長期使用後之色調變化也會較均勻。
為使a層及b層之厚度的離散在全面為1μm以下,需進行(1)於押出機內設置網眼為20μm以下之聚合物過過濾器;(2)使齒輪幫浦以5轉/分鐘以上旋轉;(3)在模具周圍配置框圍手段;(4)使空隙為200mm以下;(5)於冷卻輥輪上澆鑄時進行邊緣固定;及(6)押出機使用雙軸押出機或者螺桿形式為雙軸型的單軸押出機。
得到層積體之方法可舉共押出T型模具法、共押出膨脹法、共押出層壓法等的共押出成形法;乾層壓等之膜層壓成形法;及於樹脂膜表面塗敷樹脂溶液等之塗敷成形法或共流延法等的習知之方法。其中,由製造效率,或在膜中不會殘留溶劑等的揮發性成分之觀點,以共押出成形法為佳。共押出成形法之中,以共押出T型模具法為佳。於共押出T型模具法有分流器方式以及多重分歧管方式,可使層A厚度之離散較少之點以多重分歧管方式特別佳。
作為得到層積體之方法,採用共押出T型模具法時,在於具有T型模具之押出機之樹脂材料之熔融溫度,係以較所使用之各樹脂材料之熱可塑性樹脂A玻璃轉移溫度(Tg)高80~180℃之溫度為佳,以較玻璃轉移溫度高100~150℃之溫度更佳。於押出機之熔融溫度過低,則有樹脂材料流動性不足之虞,相反地熔融溫度過度大,則有樹脂惡化的可能性。
押出溫度只要按照所使用之熱可塑性樹脂A適宜選擇即可。押出機內的溫度,於樹脂投入口以Tg~(Tg+100)℃、押出機出口以(Tg+50)℃~(Tg+170)℃、模具溫度以(Tg+50)℃~(Tg+170)℃為佳。
於押出成形法,係將模具開口部所押出的片狀熔融樹脂材料密著於冷卻滾筒。使熔融樹脂材料密著於冷卻滾筒之方法,並無特別限制,可舉例如,空刀方式、真空箱方式、靜電密著方式等。
冷卻滾筒的數量並無特別限制,通常是2支以上。又,冷卻滾筒的配置方法,可舉例如直線型、Z型、L型等,並無特別限制。又,由模具開口部押出之熔融樹脂通過冷卻滾筒的方法亦並無特別限制。
於本發明,根據冷卻滾筒的溫度,押出的片狀樹脂材料與冷卻滾筒的密著情形會變化。升高冷卻滾筒的溫度密著性雖會提高,但是溫度升的過高,則片狀樹脂材料會無法從冷卻滾筒剝落,有產生捲繞於滾筒的不良狀況之虞。因此,冷卻滾筒的溫度,以模具押出之熱可塑性樹脂A的玻璃轉移溫度為Tg,以(Tg+30)℃為佳,以(Tg-5)℃~(Tg-45)℃範圍更加。藉由如此可防止產生滑移與傷痕等的不良狀況。
又,減少含於膜中的殘留溶劑的含量為佳。為此之手段,可舉(1)減少成為原料之熱可塑性樹脂之殘留溶劑;(2)在成形膜之前將樹脂材料予備乾燥;等的手段。預備乾燥,係例如將樹脂材料作成膠粒等的形態,以熱風乾燥機等進行。乾燥溫度以100℃以上為佳,乾燥時間以2小時以上為佳。藉由進行予備乾燥,可減低膜中的殘留溶劑,並且可預防押出的片狀樹脂材料的起泡。
在延伸前述層積體之前,亦可設置預先加熱之步驟(預熱步驟)。加熱層積體的手段,可舉烘箱型加熱裝置、循環式加熱裝置、或浸泡於液體中等。其中以烘箱型加熱裝置為佳。在預熱步驟之加熱溫度,通常為延伸溫度-40℃~延伸溫度+20℃,以延伸溫度-30℃~延伸溫度+15℃為佳。延伸溫度,係指加熱裝置之設定溫度。
(第一延伸處理)
於本發明,首先將該層積體,以較上述Ts(A)及上述Ts(B)之任一溫度中較低者高5℃以上的溫度T1(℃)向第一方向單軸共延伸。
Ts(A)>Ts(B)時,使溫度T1較Ts(B)高5℃以上,使之較Ts(B)高5~15℃更佳。
Ts(B)>Ts(A)時,使溫度T1較Ts(A)高5℃以上,使之較Ts(A)高5~15℃更佳。
第一延伸處理可以先前習知之方法進行。可舉例如,利用輥輪之間的周速差向縱方向單軸延伸之方法,或使用張布機向橫方向單軸延伸之方法等。向縱方向單軸延伸之方法,可舉於輥輪之間的IR加熱方式或浮動方式等。由可得光學均勻性高之位相差板之點以浮動方式較佳。向橫方向單軸延伸之方法,可舉張布機法。
為減小延伸不均與厚度不均,可於延伸區域在寬度方向具有溫度差。為於延伸區域在寬度方向有溫度差,可使用調整溫風噴嘴在寬度方向的開口度,將IR加熱器在寬度方向排列進行加熱控制等習知之手法。
(第二延伸處理)
其次,以較上述Ts(A)或上述Ts(B)之任一較高的溫度為低的溫度T2(℃)向第二方向單軸延伸。溫度T2,只要是與溫度T1不同的溫度並無特別限制,惟最好較溫度T1低。又,溫度T2較上述Ts(A)及Ts(B)低更佳。
於第二延伸處理,可直接使用第一延伸處理所採用的方法。第二延伸處理,以較第一延伸處理的延伸倍率更小的延伸倍率進行為佳。
第一延伸處理之第一方向,及第二延伸處理之第二方向,呈89度~91度的範圍的角度交叉之關係為佳。
於第一延伸處理及/或第二延伸處理之後,亦可將延伸之膜做固定處理。於固定處理之溫度,通常為室溫~延伸溫度+30℃,以延伸溫度-40℃~延伸溫度+20℃為佳。
本發明之位相差板,由於可作雙折射之高度補償,故以其單獨或與其他的構件組合,可使用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、電漿顯示裝置、FED(電場發射)顯示裝置、SED(表面電場)顯示裝置等。
液晶顯示裝置,係具備將光入射側偏光板、液晶胞、光出射側偏光板以該順序配置之液晶面板者。藉由將本發明之製造方法所得之位相差板,配置於液晶胞與光入射側偏光板之間及/或在液晶胞與光出射側偏光板之間,可大幅提升液晶顯示裝置的視認性。液晶胞的驅動方式,可舉橫向電場效應(IPS)模式、垂直配向(VA)模式、多象限垂直配向(MVA)模式、連續燄火狀排列(CPA)模式、混合式配向(HAN)模式、扭轉向列(TN)模式、超扭轉向列(STN)模式、光學補償彎曲(OCB)模式等。
本發明之位向差板,亦可黏貼於液晶胞或偏光板。可將該位相差板黏貼於偏光板的兩面,亦可僅黏貼於單面。又,亦可使用2片以上該位相差板。於黏貼可使用習知之接著劑。
偏光板,係由偏光子與黏貼於其兩面之保護膜所組成。可取代該保護膜,直接將本發明之製造方法所得之位相差板黏貼於偏光板,將位相差板作為保護膜。由於省略保護膜,故可使液晶顯示裝置變薄。
[實施例]
邊顯示實施例,更加詳細地說明本發明,惟本發明並不應該限定於以下實施例。再者部以及%,若無特別提及係重量基準。
(透明膜之膜厚)
膜之膜厚,係使用接觸式厚度計測定。
構成膜的各層之層厚,係將膜包埋於環氧樹脂後,使用切片機(大和工業公司製產品名「RUB-2100」)切片,使用掃描式電子顯微鏡觀察剖面,測定。
(光線穿透率)
遵照JIS K0115,使用分光光度計(日本分光公司製,紫外可視近紅外分光光度計「V-570」)測定。
(荷重彎曲溫度)
樹脂荷重彎曲溫度係遵照JISK7191作成試驗片測定之。
(Re、R40
)
使用平行尼科爾旋轉法(王子測量機器公司製、KOBRA-WR)測定在於波長590nm之Re、R40
,對膜長邊方向之遲相軸之角度。將同樣的測定,向位相差膜的寬幅方向以等間隔測定10點,算出平均值。
又根據下式,求層積膜的平均折射率nave
。
nave
=Σ(ni
×Li
)/ΣLi
ni
:i層樹脂之折射率
Li
:i層之膜厚
再者,由上述Re、R40
、nave
、膜之膜厚,算出層積膜的nx
、ny
、nz
。
(耐久性試驗)
將位相差板放置於80℃的烘箱500小時,測定放置後之位相差板之Re、R40
。
製造例1
準備兩種兩層共押出成形用的膜成形裝置,將聚碳酸酯樹脂(旭化成公司製、WONDERLITE PC-110,荷重彎曲溫度145度)之膠粒,投入具有雙軸型螺桿的一邊的單軸押出機,使之熔融。
將苯乙烯-馬來酐共聚合體樹脂(NovaChemicals公司製、DylarkD332、荷重彎曲溫度135℃)的膠粒,投入具有雙軸型螺桿的一邊的單軸押出機,使之熔融。
將熔融的260℃的聚碳酸酯樹脂透過10μm網目的葉盤形狀的聚合物過濾器供給於多歧管模具(模唇的表面粗糙度Ra:0.1μm)之一邊的多歧管,將熔融的260℃的苯乙烯-馬來酐共聚合體樹脂透過10μm網目的葉盤形狀的聚合物過濾器供給於另一邊的多歧管。
將聚碳酸酯樹脂及苯乙烯-馬來酐共聚合體樹脂由該多歧管模具,以260℃同時押出成膜狀。將該膜狀熔融樹脂澆鑄於表面溫度調整為130℃的冷卻輥輪,接著通過表面溫度調整為50℃的2支冷卻輥輪之間,得到由聚碳酸酯樹脂層(A層:20μm)與苯乙烯-馬來酐共聚合體樹脂層(B層:160μm)所組成之寬1350mm且厚度為180μm之層積體E1。
製造例2
取代DylarkD332使用聚苯乙烯樹脂(日本聚苯乙烯公司製,HF44,荷重彎曲溫度73℃),使A層之厚度為80μm,B層之厚度為80μm以外,以與製造例1同樣地得到聚碳酸酯樹脂層(A層:80μm)-聚苯乙烯樹脂層(B層:80μm)所構成之寬1350mm、厚度160μm之層積體E2。
將層積體E1及E2,以70℃、80℃、120℃、130℃、135℃、140℃、145℃及150℃的延伸溫度向膜的長邊方向單軸延伸1.25倍。於表1表示使單軸延伸方向為X軸,對於單軸延伸方向於膜面內正交之方向為Y軸,及膜厚度方向為Z軸時,對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光,對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於YZ面之直線偏光的位相之遲緩。於層積體E1,對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光的對膜面垂直入射且電場向量的振動面在於YZ面之直線偏光的位相在130℃前進,於135℃遲緩。可知層積體E1在130℃與135℃之間,具有位相的顯現方法由負轉變為正的溫度。層積體E2於任何延伸溫度位相均會遲緩。
實施例1
將製造例1所得之層積體E1供給於縱方向單軸延伸機,以延伸溫度145℃,延伸倍率1.5向縱方向延伸。接著,將延伸之膜供給於張布延伸機,以延伸溫度130℃,延伸倍率1.25向寬方向延伸,得到複數片位相差板R1。
將位相差板R1,以表2所記載的溫度,向一方向(例如對縱延伸時方向為0度的方向:X軸)延伸1.25倍,測定以入射角0度入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光ΨX’對以入射角0度入射且電場向量振動面在於YZ面之直線偏光ΨY’之位相之遲緩,由直線偏光ΨX對延伸之前之直線偏光ΨY之位相之遲緩測定變化量。
位相差板R1,以145℃延伸時位相較延伸前遲緩97nm,以130℃延伸時位相較延伸前前進141nm。該位相差板R1之R40
/Re為0.997,而滿足0.92≦R40
/Re≦1.08之關係。於表2表示該相差板R1之耐久性試驗之結果。
實施例2
於實施例1將寬方向的延伸倍率變更為1.5以外,以與實施例1同樣地得到位相差板R2。
位相差板R2,以145℃延伸時位相較延伸前遲緩80nm,以130℃延伸時位相較延伸前前進117nm。該位相差板R2之R40
/Re為1.006,而滿足0.92≦R40
/Re≦1.08之關係。於表2表示耐久性試驗之結果。
比較例1
於實施例1取代層積體E1使用層積體E2,將橫向延伸溫度變更為80℃以外,以與實施例1同樣地得到位相差板R3。位相差板R3於任何延伸溫度,位相均較延伸前遲緩。於表2表示耐久性試驗之結果。
比較例2
單層押出成形得到厚度30μm之聚碳酸酯樹脂(旭化成公司製、WONDERLITE PC-110,荷重彎曲溫度145度)製之膜。將該單層膜供於縱單軸延伸機,以延伸溫度150℃、延伸倍率1.2向長邊方向延伸。
以單層押出成形得到厚度60μm之苯乙烯-馬來酐共聚合體樹脂(NovaChemicals公司製、DylarkD332、荷重彎曲溫度135℃)製之膜。將該單層膜供於張布延伸機,以延伸溫度135℃,延伸倍率1.5向寬方向延伸。
將所得之二片延伸膜以丙烯酸系接著劑(厚度5μm)黏貼,得到位相差板R4。
位相差板R4於任何延伸溫度,位相均較延伸前遲緩。該位相差板R4之R40
/Re為1.006,而為滿足0.92≦R40/Re≦1.08之關係。於表2表示耐久性試驗之結果。
如表2所示,在於可延伸之溫度範圍向X軸方向以延伸倍率1.25倍單軸延伸時,以入射角0度入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光ΨX對以入射角0度入射且電場向量的振動面在於YZ面之直線偏光ΨY位相有較延伸前遲緩之延伸溫度Tα
及較延伸前前進之延伸溫度Tβ
,且滿足0.92≦R40
/Re≦1.08之關係之位相差板(實施例1及2),即使放置在80℃的高溫之後,R40
及Re值之下降小,R40
/Re之值維持0.92≦R40
/Re≦1.08之關係。結果,可知即使放置在高溫環境下,液晶顯示裝置之雙折射補償並不會發生變動,可保持影像品質。
相對此,在可延伸之溫度範圍向X軸方向以延伸倍率1.25倍單軸延伸時,以入射角0度入射且電場向量的振動面在於XZ面之直線偏光ΨX對以入射角0度入射且電場向量的振動面在於YZ面之直線偏光ΨY位相只有較延伸前遲緩之延伸溫度Tα
之位相差板(比較例2),即使在放置於高溫之前滿足0.92≦R40
/Re≦1.08之關係,放置於80℃的高溫下後,R40
或Re大幅降低,而R40
/Re之值變的無法滿足0.92≦R40
/Re≦1.08之關係。結果,可知液晶顯示裝置之雙折射補償產生偏移,而影像品量惡化。
圖1係表示A層及B層以及A層與B層之層積體的位相差的溫度依存性之圖。
Claims (10)
- 一種位相差板,由固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之A層及固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)之材料所組成之B層之層積膜所構成者,上述Ts(A)與上述Ts(B)的差為5℃以上,使一邊的方向為X軸,對X軸於面內正交之方向為Y軸,及厚度方向為Z,在可延伸之溫度範圍向X軸方向以延伸倍率1.25倍單軸延伸而測定時,以入射角0度入射且電場向量振動面是XZ面之直線偏光Ψ X對入射角0度入射且電場向量的振動面在YZ面之直線偏光Ψ Y的位相有較延伸前遲緩之延伸溫度Tα 與較延伸前前進之延伸溫度Tβ ,且波長550nm的光以入射角0度入射時的位相差為Re(nm),以入射角40度入射時的位相差為R40 (nm),則滿足0.92≦R40 /Re≦1.08。
- 如申請專利範圍第1項所述的位相差板,其中A層與B層直接接觸。
- 如申請專利範圍第1項所述的位相差板,其中上述A層的總厚度/上述B層的總厚度之比為1/5~1/10。
- 如申請專利範圍第1項所述的位相差板,其中上述固有雙折射值正的材料係聚碳酸酯樹脂,上述固有雙折射值為負的材料係聚苯乙烯樹脂。
- 如申請專利範圍第1項所述的位相差板,其中上述Ts(A)與上述Ts(B)的差的絕對值為5~40℃。
- 一種位相差板之製造方法,其係製造如申請專利範圍第1項所述的位相差板,其中包含:得到包含固有雙折射值為正且荷重彎曲溫度為Ts(A)之材料所組成之未延伸膜a與固有雙折射值為負且荷重彎曲溫度為Ts(B)之材料所組成之未延伸膜b而成之層積體之步驟;將該層積體,以較上述Ts(A)及上述Ts(B)之任一較低的溫度高5℃以上的溫度T1(℃)向第一方向延伸之第一延伸步驟;及以較上述Ts(A)或上述Ts(B)之任一較高的溫度低且與T1不同的溫度T2(℃)向第二方向延伸之第二延伸步驟。
- 如申請專利範圍第6項所述的位相差板之製造方法,其中溫度T2,較上述Ts(A)或Ts(B)之任一為低。
- 如申請專利範圍第6項所述的位相差板之製造方法,其中該未延伸膜a為聚碳酸酯系樹脂、該未延伸膜b為苯乙烯-馬來酐共聚合體。
- 如申請專利範圍第8項所述的位相差板之製造方法,其中該未延伸膜a之厚度的總和與該未延伸膜b之厚度的總和之比為1:5~1:15。
- 如申請專利範圍第6項所述的位相差板之製造方法,其中上述Ts(A)與上述Ts(B)的差的絕對值為5~40℃。
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