TWI480639B - 顯示裝置、具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板及偏光鏡保護膜 - Google Patents

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Description

顯示裝置、具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板及偏光鏡保護膜
本發明關於液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜。詳言之，係關於視覺辨認性良好，適合於薄型化的液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜。
液晶顯示裝置(LCD)所使用的偏光板，通常係以2片偏光鏡保護膜夾住在聚乙烯醇(PVA)等染上碘的偏光鏡所構成，通常使用三乙醯纖維素(TAC)薄膜作為偏光鏡保護膜。近年來，隨著LCD的薄型化，要求偏光板的薄層化。然而，若將作為此保護膜所用的TAC薄膜之厚度減薄，則無法得到充分的機械強度，而且發生透濕性惡化的問題。又，TAC薄膜係非常高價，而要求便宜的代替材料。
因此，為了偏光板的薄層化，有提案使用聚酯薄膜代替TAC薄膜，以便即使偏光鏡保護膜的厚度減薄，也可保持高的耐久性(專利文獻1～3)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1　特開2002-116320號公報
專利文獻2　特開2004-219620號公報
專利文獻3　特開2004-205773號公報
聚酯薄膜係耐久性比TAC薄膜優異，但由於具有與TAC薄膜不同的雙折射性，當使用其作為偏光鏡保護膜時，由於光學的畸變而有畫質降低的問題。即，具有雙折射性的聚酯薄膜由於具有指定的光學異方向性(遲滯值)，當作為偏光鏡保護膜使用時，若由傾斜方向來觀察，則發生彩虹狀的色斑，畫質降低。因此，專利文獻1～3中，進行藉由使用共聚合聚酯當作聚酯，而減小遲滯值的對策。然而，於該情況下，亦無法完全消除彩虹狀的色斑。
本發明係為了解決該問題而完成者，其目的為提供液晶顯示裝置及偏光鏡保護膜，其可對應於液晶顯示裝置的薄型化(即，具有充分的機械強度)，且不會發生彩虹狀的色斑所致的視覺辨認性之惡化。
本發明者對於使用聚酯薄膜當作偏光鏡保護膜時所發生的彩虹狀色斑之發生機構，進行專心致力的檢討。結果知道，此彩虹狀色斑係起因於聚酯薄膜的遲滯值與背光光源的發光光譜。以往，使用冷陰極管或熱陰極管等的螢光管作為液晶顯示裝置的背光光源。冷陰極管或熱陰極管等的螢光燈之分光分布係顯示具有複數的尖峰之發光光譜，此等不連續的發光光譜係合併而得到白色的光源。當光穿透遲滯值高的薄膜時，因波長而顯示不同的穿透光強度。因此，茲認為若背光光源為不連續的發光光譜，則僅特定波長強烈地穿透，發生彩虹狀的色斑。
本發明者們為了解決上述問題，專心致力地檢討，結果發現藉由組合特定的背光光源與具有特定遲滯值的聚酯薄膜，可解決上述問題，終於完成本發明。
即，本發明係關於以下(1A)～(8A)及(11B)～(9B)的發明。
(1A)一種液晶顯示裝置，其係具有背光光源與配置於2個偏光板之間的液晶胞之液晶顯示裝置，使用白色發光二極體當作前述背光光源，前述偏光板係包含在偏光鏡的兩側積層有偏光鏡保護膜的構造，前述偏光鏡保護膜的至少1個係具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜。
(2A)如前述液晶顯示裝置，其中前述液晶胞係配設有配置在入射光側的偏光板、液晶胞與配置在出射光側的偏光板所成，配置在出射光側的偏光板之射出光側的偏光鏡保護膜係由具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜所成的薄膜。
(3A)如前述液晶顯示裝置，其中前述聚酯薄膜的遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為0.200以上。
(4A)一種偏光板，其係以白色發光二極體為背光光源的液晶顯示裝置中所用的偏光板，前述偏光板係包含在偏光鏡的兩側積層有偏光鏡保護膜的構造，至少一側的偏光鏡保護膜係具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜。
(5A)一種偏光鏡保護膜，其係以白色發光二極體為背光光源的液晶顯示裝置中所用的偏光板用之偏光鏡保護膜，由具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜所成。
(6A)如前述偏光鏡保護膜，其中前述聚酯薄膜的遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為0.200以上。
(7A)如前述偏光鏡保護膜，其中前述聚酯薄膜具有易黏著層。
(8A)如前述偏光鏡保護膜，其中前述聚酯薄膜係包含至少3層以上，在最外層以外的層中含有紫外線吸收劑，380nm的光線穿透率為20%以下。
(1B)一種液晶顯示裝置，其係具有背光光源與配置於2個偏光板之間的液晶胞之液晶顯示裝置，前述背光光源為白色發光二極體，前述偏光板係包含在偏光鏡的兩側積層有偏光鏡保護膜的構造，前述偏光鏡保護膜的至少1個係具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜。
(2B)如1B記載的液晶顯示裝置，其中對前述液晶胞在出射光側所配置的偏光板之射出光側的偏光鏡保護膜，係由具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜所成的薄膜。
(3B)如1B或2B記載的液晶顯示裝置，其中前述聚酯薄膜的遲滯值與厚度方向遲滯值性之比(Re/Rth)為0.2以上1.2以下。
(4B)如1B～3B中任一項記載的液晶顯示裝置，其中前述白色發光二極體係由藍色LED元件與黃色螢光體所構成。
(5B)一種偏光板，其係以白色發光二極體為背光光源的液晶顯示裝置中所用的偏光板，前述偏光板係包含在偏光鏡的兩側積層有偏光鏡保護膜的構造，至少一側的偏光鏡保護膜係具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜。
(6B)一種偏光鏡保護膜，其係以白色發光二極體為背光光源的液晶顯示裝置中所用的偏光板用之偏光鏡保護膜，由具有3000～30000nm的遲滯值之聚酯薄膜所成。
(7B)如6B記載的偏光鏡保護膜，其中前述聚酯薄膜的遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為0.2以上。
(8B)如6B或7B記載的偏光鏡保護膜，其中前述聚酯薄膜具有易黏著層。
(9B)如6B～8B中任一項記載的偏光鏡保護膜，其中前述聚酯薄膜係包含至少3層以上，在最外層以外的層中含有紫外線吸收劑，380nm的光線穿透率為20%以下。
本發明的液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜，係即使在任一觀察角度中，穿透光的光譜也可得到近似於光源的光譜，可確保無彩虹狀色斑的良好視覺辨認性。又，於合適的一實施形態中，本發明的偏光鏡保護膜具備適合於薄膜化的機械強度。
 [實施發明的形態]
一般而言，液晶面板係自背光光源的對向側起，以朝向顯示圖像的側(視覺辨認側)的順序，由後面模組、液晶胞及前面模組所構成。
後面模組及前面模組一般係由透明基板、在該液晶胞側表面形成的透明導電膜、與在其相反側配置的偏光板所構成。此處，偏光板係在後面模組中配置於背光光源的對向側，在前面模組中配置於顯示圖像側(視覺辨認側)。
本發明的液晶顯示裝置係至少以背光光源與配置於2個偏光板之間的液晶胞當作構成構件。又，此等以外的其它構成，例如可適宜具有彩色濾光片、透鏡薄膜、擴散片、防反射薄膜等。
就背光的構成而言，可為以導光板或反射板等為構成構件的邊緣光方式，也可為正下方型方式，但於本發明中，必須使用白色發光二極體(白色LED)作為液晶顯示裝置的背光光源。於本發明中，所謂的白色LED，就是藉由組合螢光體方式，即使用化合物半導體的藍色光，或發出紫外光的發光二極體與螢光體，而發出白色的元件者。作為螢光體，有釔‧鋁‧石榴石系的黃色螢光體或鋱‧鋁‧石榴石系的黃色螢光體等。其中，由組合有使用化合物半導體的藍色發光二極體與釔‧鋁‧石榴石系黃色螢光體之發光元件所成的白色發光二極體，係具有連續的且寬廣的發光光譜，同時由於發光效率亦優異，而適合作為本發明的背光光源。再者，此處所謂的發光光譜為連續的，就是指至少在可見光的範圍中光的強度成為零的波長係不存在。又，依照本發明的方法，由於可廣泛利用消耗電力小的白色LED，亦可達成節能化的效果。
再者，組合發出紅‧綠‧藍各色的LED而作為白色光源使用的方式(三色LED方式)係亦實用化，但於此方式中，由於發光光譜窄且不連續，預料難以得到本發明所期望的效果，故不宜。
又，於向來作為背光光源所廣用的冷陰極管或熱陰極管等的螢光管中，由於發光光譜僅具有在特定波長有尖峰的不連續發光光譜，而難以得到本發明所期望的效果。
偏光板係具有以2片偏光鏡保護膜貼合於在PVA等染上碘的偏光鏡之構造，但於本發明中，特徵為在作為構成偏光板的偏光鏡保護膜之至少一個，使用具有特定範圍的遲滯值之聚酯薄膜當作偏光鏡保護膜。
就藉由上述態樣來抑制彩虹狀色斑的發生之機構而言，思考如下。
於偏光鏡的一側配置具有雙折射性的聚酯薄膜時，由偏光鏡所出射的直線偏光係在通過聚酯薄膜時發生散亂。所穿透的光係在聚酯薄膜的雙折射與厚度的積之遲滯值顯示特有干涉色。因此，若使用冷陰極管或熱陰極管等不連續的發光光譜當作光源，則隨著波長而顯示不同的穿透光強度，成為彩虹狀的色斑(參照：第15次微光學會議預稿集，第30～31項)。
相對於此，於白色發光二極體中，在可見光範圍具有連續且寬廣的發光光譜。因此，若著眼於穿透雙折射體的穿透光所造成的干涉色光譜之包絡線形狀，則可藉由控制聚酯薄膜的遲滯值，而得到與光源的發光光譜相似的光譜。如上所述，茲認為由於光源的發光光譜與穿透雙折射體的穿透光所造成的干涉色光譜之包絡線形狀成為相似形，而不發生彩虹狀的色斑，顯著改善視覺辨認性。
如上所述，於本發明中由於將具有寬廣的發光光譜之白色發光二極體使用於光源，可僅以比較簡便的構造而使穿透光的光譜之包絡線形狀近似於光源的發光光譜。
為了達成上述效果，偏光鏡保護膜所用的聚酯薄膜較佳為具有3000～30000nm的遲滯值。遲滯值若低於3000nm，則在作為偏光鏡保護膜使用的情形，由傾斜方向觀察時，因為呈現強的干涉色，故包絡線形狀與光源的發光光譜不同，無法確保良好的視覺辨認性。較佳的遲滯值之下限值為4500nm，其次較佳的下限值為5000nm，尤佳的下限值為6000nm，更佳的下限值為8000nm，尤更佳的下限值為10000nm。
另一方面，遲滯值的上限為30000nm。即使使用具有其以上的遲滯值之聚酯薄膜，也不僅實質上得不到進一步的視覺辨認性之改善效果，而且薄膜的厚度亦變為相當厚，作為工業材料的操作性會降低而不宜。
再者，本發明的遲滯值係可藉由測定雙軸方向的折射率與厚度而求得，也可使用KOBRA-21ADH(王子計測機器股份有限公司)等市售的自動雙折射測定裝置來求得。
於本發明中，特徵為偏光鏡保護膜的至少一個係具有上述特定遲滯值的偏光鏡保護膜。具有該特定遲滯值的偏光鏡保護膜之配置係沒有特別的限定，當為配設有配置在入射光側(光源側)的偏光板、液晶胞與配置在出射光側(視覺辨認側)的偏光板之液晶顯示裝置時，配置在入射光側的偏光板之入射光側的偏光鏡保護膜，或配置在出射光側的偏光板之射出光側的偏光鏡保護膜，較佳為由具有該特定遲滯值的聚酯薄膜所成的偏光鏡保護膜。特佳的態樣為以配置在出射光側的偏光板之射出光側的偏光鏡保護膜成為具有該特定遲滯值的聚酯薄膜之態樣。於上述以外的位置配置聚酯薄膜時，會使液晶胞的偏光特性產生變化。由於在需要偏光特性的地方不宜使用本發明的高分子薄膜，故較佳為使用作為如此特定位置的偏光板之保護膜。
本發明的偏光板係具有在聚乙烯醇(PVA)等染有碘的偏光鏡上貼合2片偏光鏡保護膜之構造，特徵為任一偏光鏡保護膜為具有上述特定遲滯值的偏光板保護膜。於另一方的偏光鏡保護膜中，較佳為使用如以TAC薄膜或丙烯酸薄膜、原冰片烯系薄膜為代表的無雙折射之薄膜。
於本發明所用的偏光板中，以防止反射或抑制眩光、抑制損傷等為目的，將各種的硬塗劑塗布在表面上亦為較佳的態樣。
本發明所用的聚酯係可使用聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯，亦可含有其它共聚合成分。此等樹脂係透明性優異，同時熱、機械特性亦優異，可藉由延伸加工來容易控制遲滯值。尤其是聚對苯二甲酸乙二酯由於固有雙折射大，即使薄膜的厚度薄也比較容易得到大的遲滯值，故係最合適的材料。
又，以抑制碘色素等的光學機能性色素之劣化為目的，本發明的保護膜在波長380nm的光線穿透率宜為20%以下。380nm的光線穿透率更佳為15%以下，尤佳為10%以下，特佳為5%以下。前述光線穿透率若為20%以下，則可抑制光學機能性色素因紫外線的變質。再者，本發明中的穿透率係沿對薄膜的平面呈垂直的方向測定者，可使用分光光度計(例如日立U-3500型)來測定。
為了使本發明的保護膜之波長380nm的穿透率成為20%以下，宜適宜調節紫外線吸收劑的種類、濃度及薄膜的厚度。本發明所使用的紫外線吸收劑係眾所周知的物質。作為紫外線吸收劑，可舉出有機系紫外線吸收劑與無機系紫外線吸收劑，從透明性的觀點來看，較佳為有機系紫外線吸收劑。
作為有機系紫外線吸收劑，苯并三唑系、二苯基酮系、環狀亞胺基酯系等及其組合，惟只要是本發明所規定的吸光度之範圍，則沒有特別的限定。但是，從耐久性的觀點來看，特佳為苯并三唑系、環狀亞胺基酯系。併用2種以上的紫外線吸收劑時，由於可同時吸收各自的波長之紫外線，可進一步改善紫外線吸收效果。
就二苯基酮系紫外線吸收劑、苯并三唑系紫外線吸收劑、丙烯腈系紫外線吸收劑而言，例如可舉出2-[2’-羥基-5’-(甲基丙烯醯氧基甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羥基-5’-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羥基-5’-(甲基丙烯醯氧基丙基)苯基]-2H-苯并三唑、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯基酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯基酮、2,4-二-第三丁基-6-(5-氯苯并三唑-2-基)苯酚、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(5-氯(2H)-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(第三丁基)苯酚、2,2’-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚等。就環狀亞胺基酯系紫外線吸收劑而言，例如可舉出2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并酮-4-酮)、2-甲基-3,1-苯并-4-酮、2-丁基-3,1-苯并-4-酮、2-苯基-3,1-苯并-4-酮等。然而，不受此等所特別限定。
又，於紫外線吸收劑以外，在不妨礙本發明的效果之範圍內，含有觸媒以外的各種添加劑者亦為較佳的樣態。就添加劑而言，例如可舉出無機粒子、耐熱性高分子粒子、鹼金屬化合物、鹼土類金屬化合物、磷化合物、抗靜電劑、耐光劑、難燃劑、熱安定劑、抗氧化劑、防凝膠化劑、界面活性劑等。又，為了達成高的透明性，亦較佳為在聚酯薄膜中實質上不含有粒子。所謂的「實質上不含有粒子」，例如當為無機粒子時，以螢光X射線分析來定量無機元素時，意味50ppm以下，較佳為10ppm以下，特佳為檢測極限以下的含量。
再者，於本發明的聚酯薄膜中，為了使與偏光鏡的黏合性成為良好，亦可施予電暈處理、塗覆處理或火焰處理等。
於本發明中，為了改良與偏光鏡的黏合性，較佳為在本發明的薄膜之至少一面，具有以聚酯樹脂、聚胺甲酸酯樹脂或聚丙烯酸樹脂中的至少一種類為主成分之易黏著層。此處，所謂的「主成分」，就是構成易黏著層的固體成分中之50質量%以上的成分。本發明的易黏著層之形成中所用的塗布液，較佳為含有水溶性或水分散性的共聚合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂及聚胺甲酸酯樹脂之內的至少一種之水性塗布液。就此等的塗布液而言，例如可舉出日本發明專利第3567927號公報、日本發明專利第3589232號公報、日本發明專利第3589233號公報、日本發明專利第3900191號公報、日本發明專利第4150982號公報等中所揭示的水溶性或水分散性共聚合聚酯樹脂溶液、丙烯酸樹脂溶液、聚胺甲酸酯樹脂溶液等。
易黏著層係可藉由將前述塗布液塗布在縱向的單軸延伸薄膜之一面或兩面後，在100～150℃下乾燥，再沿橫向延伸而得。最終的易黏著層之塗布量，較佳為管理在0.05～0.20g/m2 。塗布量若低於0.05g/m2 ，則與所得之偏光鏡的黏合性會變不充分。另一方面，塗布量若超過0.20g/m2 ，則防黏連性會降低。於聚酯薄膜的兩面設置易黏著層時，兩面的易黏著層之塗布量可為相同或不同，可各自獨立地在上述範圍內設定。
為了對易黏著層賦予易滑性，較佳為添加粒子。較佳為使用微粒子的平均粒徑2μm以下的粒子。粒子的平均粒徑若超過2μm，則粒子變容易自被覆層脱落。就易黏著層中所含有的粒子而言，可列舉例如氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、硫酸鈣、矽石、氧化鋁、滑石、高嶺土、黏土、磷酸鈣、雲母、鋰膨潤石、氧化鋯、氧化鎢、氟化鋰、氟化鈣等的無機粒子，或苯乙烯系、丙烯酸系、三聚氰胺系、苯并胍胺系、聚矽氧系等的有機聚合物系粒子等。此等可單獨地添加到易黏著層中，也可組合2種以上添加。
又，就將塗布液塗布的方法而言，可使用眾所周知的方法。例如，可舉出逆輥塗覆法、凹版輥塗覆法、滾塗法、輥刷法、噴塗法、氣刀塗覆法、線桿塗覆、管刮法等，可單獨或組合此等方法來進行。
再者，上述粒子的平均粒徑之測定係藉由下述方法來進行。
用掃描型電子顯微鏡(SEM)拍攝粒子的照片，以最小粒子1個的大小成為2～5mm的倍率，測定300～500個粒子的最大直徑(最遠的2點間之距離)，將其平均值當作平均粒徑。
本發明的保護膜之聚酯薄膜係可依照一般的聚酯薄膜之製造方法來製造。例如，可舉出將聚酯樹脂熔融，將壓出成片狀而成形的無配向聚酯，在玻璃轉移溫度以上的溫度，利用輥的速度差於縱向延伸後，藉由拉幅機沿橫向延伸，並施予熱處理之方法。
本發明的聚酯薄膜係可為單軸延伸薄膜，也可為雙軸延伸薄膜，但使用雙軸延伸薄膜作為偏光鏡保護膜時，雖然即使自薄膜面的正上方來觀察也看不到彩虹狀的色斑，但由於自傾斜方向來觀察時會看到彩虹狀的色斑，而必須注意。
此現象係因為雙軸延伸薄膜係包含在行進方向、寬度方向、厚度方向具有不同折射率的折射率橢圓體，因此藉由薄膜內部的光之穿透方向，而存在遲滯值成為零(折射率橢圓體看似真圓)方向，若自傾斜方向的特定方向來觀察液晶顯示畫面，則會有發生遲滯值成為零的點之情況，以該點為中心，彩虹狀色斑生成同心圓狀。而且，若將自薄膜面的正上方(法線方向)到看見彩虹狀色斑的位置為止之角度定為θ，則薄膜面內的雙折射愈大，此角度θ愈大，彩虹狀的色斑愈難以看到。由於雙軸延伸薄膜的角度θ有變小的傾向，故較佳為單軸延伸薄膜，因彩虹狀的色斑變為難以看到。
然而，於完全單軸性(單軸對稱)薄膜中，由於在與配向方向呈正交的方向之機械強度係顯著降低而不宜。本發明較佳為在實質上不發生彩虹狀色斑的範圍或在液晶顯示畫面所要求的視野角範圍中不發生彩虹狀色斑的範圍，具有雙軸性(雙軸對稱性)。
本發明者等發現作為一邊保持保護膜的機械強度，一邊抑制彩虹斑的發生之手段，將保護膜的遲滯值(面內遲滯值)與厚度方向的遲滯值(Rth)之比控制在特定的範圍內。厚度方向相位差係意味將自厚度方向截面來觀看薄膜時的2個之雙折射△Nxz、△Nyz各自乘以薄膜厚度d而得之相位差的平均。面內遲滯值與厚度方向遲滯值之差愈小，由於觀察角度所造成的雙折射之作用係增加等方向性，故觀察角度所造成的遲滯值之變化愈小。因此，茲認為觀察角度所造成的彩虹狀色斑係變為難以發生。
本發明的聚酯薄膜之遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)較佳為0.200以上，更佳為0.500以上，尤佳為0.600以上。上述遲滯值與厚度方向遲滯值對比(Re/Rth)愈大，則雙折射的作用增加等方向性，觀察角度所造成的彩虹狀色斑之發生愈難以發生。而且於完全的單軸性(單軸對稱)薄膜中，上述遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為2.0。然而如前述，隨著對完全單軸性(單軸對稱)薄膜的接近，與配向方向呈正交的方向之機械強度係顯著降低。
另一方面，本發明的聚酯薄膜之遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)較佳為1.2以下，更佳為1.0以下。為了完全抑制觀察角度所造成的彩虹狀色斑之發生，上述遲滯值與厚度方向相位差之比(Re/Rth)係未必要為2.0，1.2以下已足夠。又，即使上述比率為1.0以下，也可充分滿足液晶顯示裝置所要求的視野角特性(左右180度、上下120度程度)。
若具體說明本發明的聚酯薄膜之製膜條件，則縱延伸溫度、橫延伸溫度較佳為80～130℃，特佳為90～120℃。縱延伸倍率較佳為1.0～3.5倍，特佳為1.0倍～3.0倍。又，橫延伸倍率較佳為2.5～6.0倍，特佳為3.0～5.5倍。為了將遲滯值控制在上述範圍，更佳為控制縱延伸倍率與橫延伸倍率的比率。縱橫的延伸倍率之差若過小，則變難以提高遲滯值而不宜。又，設定低的延伸溫度亦可在提高遲滯值上可較佳地對應。於接著的熱處理中，處理溫度較佳為100～250℃，特佳為180～245℃。
為了抑制遲滯值的變動，較佳為薄膜的厚度不均小。延伸溫度、延伸倍率由於對薄膜的厚度不均造成大的影響，從厚度不均的觀點來看，亦必須進行製膜條件的最合適化。尤其是，為了提高遲滯值，若降低縱延伸倍率，則縱厚度不均會惡化。縱厚度不均係在延伸倍率的某一特定範圍有非常惡化的區域，故宜在此範圍以外處設定製膜條件。
本發明的薄膜之厚度不均程度較佳為5.0%以下，更佳為4.5%以下，尤佳為4.0%以下，特佳為3.0%以下。
如前述，將了將薄膜的遲滯值控制在特定範圍，可藉由適宜地設定延伸倍率或延伸溫度、薄膜的厚度來進行。例如，延伸倍率愈高，延伸溫度愈低，薄膜的厚度愈厚，則愈容易得到高的遲滯值。相反地，延伸倍率愈低，延伸溫度愈高，薄膜的厚度愈薄，則愈容易得到低的遲滯值。但是，若增厚薄膜的厚度，則厚度方向相位差容易變大。因此，薄膜厚度較佳為適宜地設定在後述的範圍。又，除了遲滯值的控制，還必須考慮加工所需要的物性等，設定最終的製膜條件。
本發明的聚酯薄膜之厚度為任意，但較佳為15～300μm的範圍，更佳為15～200μm的範圍。即使為低於15μm的厚度之薄膜，原理上也可得到3000nm以上的遲滯值。然而，於該情況下，薄膜的力學特性之異方向性會變顯著，容易發生裂開、破損等，作為工業材料的實用性係顯著降低。特佳的厚度之下限為25μm。另一方面，偏光鏡保護膜的厚度之上限若超過300μm，則偏光板的厚度變過厚而不宜。從作為偏光鏡保護膜的實用性之觀點來看，厚度的上限較佳為200μm。特佳的厚度之上限係一般的TAC薄膜同等程度之100μm。於上述厚度範圍中，為了亦將遲滯值控制在本發明的範圍，作為薄膜基材所使用的聚酯，聚對苯二甲酸乙二酯係合適。
又，就在本發明的聚酯薄膜中摻合紫外線吸收劑的方法而言，可組合採用眾所周知的方法，例如可預先使用混煉擠壓機，摻合經乾燥的紫外線吸收劑與聚合物原料以製作母料，在薄膜製膜時混合指定的該母料與聚合物原料之方法等而摻合。
此時，為了均勻分散紫外線吸收劑，而且經濟地摻合，母料的紫外線吸收劑濃度較佳為5～30質量%的濃度。就製作母料的條件而言，較佳為使用混煉擠壓機，在壓出溫度為聚酯原料的熔點以上、290℃以下的溫度，以1～15分鐘壓出。在290℃以上，紫外線吸收劑的減量大，而且母料的黏度降低變大。於壓出溫度1分鐘以下，紫外線吸收劑的均勻混合變為困難。此時，按照需要，亦可添加安定劑、色調調整劑、抗靜電劑。
又，於本發明中，較佳為使薄膜成為至少3層以上的多層構造，在薄膜的中間層添加紫外線吸收劑。在中間層含有紫外線吸收劑的3層構造之薄膜，具體地可如以下地製作。單獨以指定的比例混合外層用的聚酯之丸粒、中間層用的含有紫外線吸收劑的母料與聚酯的丸粒，進行乾燥後，供應給眾所周知的熔融積層用擠壓機，自狹縫狀的模頭壓出成為片狀，在流延輥上使其冷卻固化而製作未延伸薄膜。即，使用2台以上的擠壓機、3層的集料管或合流區(例如具有矩形合流部的合流區)，積層構成兩外層的薄膜層、構成中間層的薄膜層，由噴嘴壓出3層薄片，在流延輥上冷卻而製作未延伸薄膜。再者，於本發明中，為了去除造成光學缺點的原料之聚酯中所含有的異物，較佳為在熔融壓出之際進行高精度過濾。熔融樹脂的高精度過濾所用的濾材之過濾粒子大小(初期過濾效率95%)較佳為15μm以下。濾材的過濾粒子大小若超過15μm，則20μm以上的異物之去除容易變不充分。
[實施例]
以下，舉出實施例來更具體說明本發明，惟本發明不受下述實施例所限制，在可適合本發明的宗旨之範圍內，亦可加以適宜變更而實施，彼等皆包含於本發明的技術範圍。再者，以下實施例中的物性之評價方法係如以下。
(1)遲滯值(Re)
所謂的遲滯值，就是以薄膜上之正交的雙軸之折射率的各向異性(△Nxy=∣Nx-Ny∣)與薄膜厚度d(nm)之積(△Nxy×d)所定義的參數，其係顯示光學的各向同性、各向異性之尺度。雙軸的折射率之各向異性(△Nxy)係藉由以下的方法求得。使用二片的偏光板，求得薄膜的配向軸方向，以配向軸方向成為正交的方式，切出4cm×2cm的長方形，當作測定用樣品。對此樣品，藉由阿貝折射率計(ATAGO公司製,NAR-4T,測定波長589nm)，求得正交的雙軸之折射率(Nx，Ny)及厚度方向的折射率(Nz)，將前述雙軸的折射率差之絕對值(∣Nx-Ny∣)當作折射率的各向異性(△Nxy)。薄膜的厚度d(nm)係使用電氣測微計(FEINPRUF公司製,Millitron 1245D)來測定，將單位換算成nm。藉由折射率的各向異性(△Nxy)與薄膜的厚度d(nm)之積(△Nxy×d)來求得遲滯值(Re)。
(2)厚度方向遲滯值(Rth)
所謂的厚度方向遲滯值，就是表示自薄膜厚度方向截面來觀看時的2個之雙折射△Nxz(∣Nx-Nz∣)、△Nyz(∣Ny-Nz∣)各自乘以薄膜厚度d而得之遲滯值的平均之參數。藉由與遲滯值的測定同樣的方法，求得Nx、Ny、Nz與薄膜厚度d(nm)，算出(△Nxz×d)與(△Nyz×d)的平均值，求得到厚度方向遲滯值(Rth)。
(3)波長380nm的光線穿透率
使用分光光度計(日立製作所製,U-3500型)，以空氣層為標準，測定各薄膜的波長300～500nm區域之光線穿透率，求得波長380nm的光線穿透率。
(4)彩虹斑觀察
於由PVA與碘所成的偏光鏡之一側，黏貼經由後述方法所作成的聚酯薄膜，以使偏光鏡的吸收軸與薄膜的配向主軸呈垂直，於其相反面黏貼TAC薄膜(富士軟片(股)公司製，厚度80μm)，而作成偏光板。
將所得之偏光板設置在由組合有藍色發光二極體與釔‧鋁‧石榴石系黃色螢光體的發光元件所成的白色LED當作光源(日亞化學,NSPW500CS)之液晶顯示裝置的出射光側，以使聚酯薄膜成為視覺辨認側。此液晶顯示裝置係在液晶胞的入射光側具有2片的TAC薄膜當作偏光鏡保護膜之偏光板。自液晶顯示裝置的偏光板之正面及傾斜方向來目視觀察，如以下地判斷有無彩虹斑的發生。
再者，於比較例3中，代替白色LED，使用以冷陰極管為光源的背光光源。
◎：自任一方向，皆沒有彩虹斑的發生。
○：自傾斜方向觀察時，可觀察到一部分極淡的彩虹斑。
×：自傾斜方向觀察時，明確可觀察到彩虹斑。
(5)撕裂強度
使用東洋精機製作所製愛爾曼多夫(Elmendorf)撕裂試驗機，依照JIS P-8116，測定各薄膜的撕裂強度。以撕裂方向與薄膜的配向軸方向呈平行的方式進行，如以下地判定。再者，配向軸方向的測定係以分子配向計(王子計測器股份有限公司製，MOA-6004型分子配向計)來測定。
○：撕裂強度為50mN以上
×：撕裂強度密小於50mN
(製造例1-聚酯A)
將酯化反應罐升溫，於到達200℃的時間點，投入86.4質量份的對苯二甲酸及64.6質量份的乙二醇，邊攪拌邊投入當作觸媒之0.017質量份的三氧化銻、0.064質量份的醋酸鎂4水合物、0.16質量份的三乙胺。其次，進行加壓升溫，於錶壓0.34MPa、240℃的條件下進行加壓酯化反應後，使酯化反應罐返回常壓，添加0.014質量份的磷酸。再者，費15分鐘升溫至260℃，添加0.012質量份的磷酸三甲酯。接著，在15分鐘後以高壓分散機進行分散處理，15分鐘後，將所得之酯化反應生成物移到聚縮合反應罐，於280℃在減壓下進行聚縮合反應。
聚縮合反應結束後，以95%截止直徑為5μm的NASLON製過濾器進行過濾處理，由噴嘴壓出線料狀，使用已預先經過濾處理(孔徑：1μm以下)的冷卻水來冷卻、固化，切割成丸粒狀。所得之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(A)的固有黏度為0.62dl/g，係實質上不含有惰性粒子及內部析出粒子。(以下簡稱PET(A))。
(製造例2-聚酯B)
混合10質量份經乾燥的紫外線吸收劑(2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并酮-4-酮)、90質量份不含有粒子的PET(A)(固有黏度為0.62dl/g)，使用混煉擠壓機，得到含有紫外線吸收劑的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(B)。(以下簡稱PET(B))。
(製造例3-黏著性改質塗布液之調整)
藉由常用方法進行酯交換反應及聚縮合反應，調製作為二元酸成分(對於二元酸成分全體)的46莫耳%對苯二甲酸、46莫耳%間苯二甲酸及8莫耳%5-磺酸基間苯二甲酸鈉、作為二醇成分(對於二醇成分全體)的50莫耳%乙二醇及50莫耳%新戊二醇之組成的含有水分散性磺酸金屬鹽基的共聚合聚酯樹脂。其次，於混合51.4質量份的水、38質量份的異丙醇、5質量份的正丁基溶纖劑、0.06質量份的非離子系界面活性劑後，加熱攪拌，若到達77℃，則添加5質量份的上述含有水分散性磺酸金屬鹽基的共聚合聚酯樹脂，繼續攪拌直到樹脂塊變消失為止後，將樹脂水分散液冷卻到常溫為止，而得到固體成分濃度5.0質量%的均勻水分散性共聚合聚酯樹脂液。再者，使3質量份的凝聚體二氧化矽粒子(富士SILYSIA(股)公司製，Sylysia 310)分散於50質量份的水中後，於99.46質量份的上述水分散性共聚合聚酯樹脂液中添加0.54質量份的Sylysia 310之水分散液，邊攪拌邊添加20質量份的水，而得到黏著性改質塗布液。
(實施例1)
作為基材薄膜中間層用原料，將9.0質量份的不含有粒子的PET(A)樹脂丸粒與10質量份的含有紫外線吸收劑的PET(B)樹脂丸粒在135℃減壓乾燥(1Torr)6小時後，供應給擠壓機2(中間層II層用)，而且藉由常用方法將PET(A)乾燥，分別供應給擠壓機1(外層I層及外層III用)，在285℃溶解。將此2種聚合物各自以不銹鋼燒結體的濾材(標稱過濾精度10μm粒子95%截止)來過濾，於2種3層合流區中積層，自噴嘴壓出成片狀後，使用靜電施加流延法，捲繞於背面溫度30℃的流延滾筒上，冷卻固化，以製作未延伸薄膜。此時，以I層、II層、III層的厚度之比成為10：80：10的方式，調整各擠壓機的吐出量。
其次，藉由逆輥法，於此未延伸PET薄膜的兩面，以乾燥後的塗布量成為0.08g/m2 的方式，塗布上述黏著性改質塗布液後，於80℃乾燥20秒。
將形成有此塗布層的未延伸薄膜導引至拉幅延伸機，一邊以夾具抓住薄膜的端部，一邊導引至溫度125℃的熱風區，在寬度方向延伸4.0倍。其次，保持寬度方向經延伸的寬度，以溫度225℃處理30秒，再於寬度方向進行3%的鬆弛處理，而得到薄膜厚度約50μm的單軸配向PET薄膜。
(實施例2)
除了變更未延伸薄膜的厚度，以使厚度成為約100μm以外，與實施例1同樣地得到單軸配向PET薄膜。
(實施例3)
使用經加熱的輥群及紅外線加熱器，將用與實施例1同樣的方法所製作的未延伸薄膜加熱至105℃，然後用具有周速差的輥群，在行進方向延伸1.5倍後，藉由與實施例1同樣的方法在寬度方向延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約50μm的雙軸配向PET薄膜。
(實施例4)
藉由與實施例3同樣的方法，在行進方向延伸2.0倍，在寬度方向延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約50μm的雙軸配向PET薄膜。
(實施例5)
藉由與實施例3同樣的方法，在行進方向延伸3.3倍，在寬度方向延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約75μm的雙軸配向PET薄膜。
(實施例6)
藉由與實施例1同樣的方法，在中間層不使用含有紫外線吸收劑的PET樹脂(B)，而得到薄膜厚度50μm的單軸配向PET薄膜。所得之薄膜的彩虹狀的色斑被消除，但380nm的光線穿透率高，有使光學機能性色素劣化之虞。
(實施例7)
藉由與實施例3同樣的方法，在行進方向延伸4.0倍，在寬度方向延伸1.0倍，而得到薄膜厚度約100μm的單軸配向PET薄膜。所得之薄膜係Re為3000nm以上且視覺辨認性良好，但機械強度稍差。
(實施例8)
藉由與實施例3同樣的方法，在行進方向延伸3.5倍，在寬度方向延伸3.7倍，而得到薄膜厚度約250μm的雙軸配向PET薄膜。所得之薄膜係Re為4500nm以上，但由於Re/Rth比低於0.2，在傾斜方向看到極淡的彩虹斑。
(實施例9)
藉由與實施例1同樣的方法，在行進方向延伸1.0倍，在寬度方向延伸3.5倍，而得到薄膜厚度約75μm的單軸配向PET薄膜。
(實施例10)
使用與實施例1同樣的方法，藉由變更未延伸薄膜的厚度，而得到厚度約275μm的單軸配向PET薄膜。
(比較例1)
藉由與實施例3同樣的方法，在行進方向延伸3.6倍，在寬度方向延伸4.0倍，而得到薄膜厚度約38μm的雙軸配向PET薄膜。所得之薄膜係遲滯值低，自傾斜方向觀察時，看到彩虹狀的色斑。
(比較例2)
使用與實施例1同樣的方法，藉由變更未延伸薄膜的厚度，而得到厚度約10μm的單軸配向PET薄膜。所得之薄膜係非常容易裂開，由於沒有硬挺感而無法使用作為偏光鏡保護膜，又，遲滯值亦低，看到彩虹狀的色斑。
(比較例3)
除了以液晶顯示裝置的光源作為冷陰極管而進行彩虹斑觀察以外，與實施例1同樣。
以下的表1中顯示對於實施例1～10及比較例1～3的聚酯薄膜，彩虹斑觀察及測定撕裂強度的結果。
如表1中所示，使用實施例1～10的薄膜來進行彩虹斑觀察，結果自正面方向觀察時，任一薄膜皆沒有看到彩虹斑。對於實施例3～5及8的薄膜，傾斜地觀察時，部分地看到彩虹斑，但對於實施例1、2、6、7、9及10的薄膜，即使傾斜地觀察時，也完全沒有看到彩虹斑。另一方面，比較例1～3的薄膜係在傾斜地觀察時，明顯地看到彩虹斑。
又，可清楚明白實施例7及比較例2的薄膜係撕裂強度不足。茲認為實施例7的薄膜係因為Re/Rth過大，比較例2的薄膜係因為膜厚過薄。
[產業上的利用可能性]
藉由使用本發明的液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜，沒有由於彩虹狀的色斑而使視覺辨認性降低，可助於LCD的薄型化、低成本化，產業上的利用可能性極高。

Claims (22)

  1. 一種顯示裝置，其包含：具有連續發光光譜的白色光源、及將具有3000~30000nm的遲滯值之配向膜積層於偏光鏡而成之偏光板。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該配向膜的遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為0.2以上1.2以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之顯示裝置，其中該具有連續性發光光譜的白色光源係白色發光二極體。
  4. 如申請專利範圍第3項之顯示裝置，其中該白色發光二極體係螢光體方式的白色發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該配向膜係聚酯薄膜。
  6. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示裝置係液晶顯示裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示裝置係具有背光光源與配置於2個偏光板之間的液晶胞之液晶顯示裝置，該背光光源係具有連續發光光譜的白色光源，該偏光板係包含在偏光鏡的兩側積層有偏光鏡保護膜的構造，且該偏光鏡保護膜中的至少1個係具有3000~30000nm的遲滯值之配向膜。
  8. 一種具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置 用偏光板，其係將具有3000~30000nm的遲滯值之配向膜積層於偏光鏡。
  9. 如申請專利範圍第8項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板，其中該配向膜的遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為0.2以上1.2以下。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板，其中該具有連續性發光光譜的白色光源係白色發光二極體。
  11. 如申請專利範圍第10項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板，其中該白色發光二極體係螢光體方式的白色發光二極體。
  12. 如申請專利範圍第8項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板，其中該配向膜係聚酯薄膜。
  13. 如申請專利範圍第8項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板，其中該顯示裝置係液晶顯示裝置。
  14. 如申請專利範圍第8項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光板，其係包含在偏光鏡的兩側積層有偏光鏡保護膜的構造，且至少一側的偏光鏡保護膜係具有3000~30000nm的遲滯值之配向膜。
  15. 一種具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其包含具有3000~30000nm的遲滯值之配向膜。
  16. 如申請專利範圍第15項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該配向膜的遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為0.2以上。
  17. 如申請專利範圍第15或16項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該配向膜具有易黏著層。
  18. 如申請專利範圍第15項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該配向膜係包含至少3層以上，在最外層以外的層中含有紫外線吸收劑，且其380nm的光線穿透率為20%以下。
  19. 如申請專利範圍第15項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該具有連續性發光光譜的白色光源係白色發光二極體。
  20. 如申請專利範圍第19項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該白色發光二極體係螢光體方式的白色發光二極體。
  21. 如申請專利範圍第15項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該配向膜係聚酯薄膜。
  22. 如申請專利範圍第15項之具備具有連續性發光光譜的白色光源之顯示裝置用偏光鏡保護膜，其中該顯示裝置係液晶顯示裝置。
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