TWI502257B - 液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜

本發明係關於液晶顯示裝置。詳而言之係關於經改善虹斑之產生的液晶顯示裝置。

使用於液晶顯示裝置(LCD)的偏光板，通常係以2片偏光鏡保護膜夾住在聚乙烯醇(PVA)等上經染附碘的偏光鏡所構成，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，逐漸有要求偏光板的薄層化。然而，倘若為此而將作為保護膜使用的TAC薄膜之厚度變薄，則無法得到充分的機械強度，而且透濕性會變高而偏光鏡變得易於劣化。又，TAC薄膜非常昂貴，而強烈追求廉價的替代材料。

因此，由於偏光板的薄層化，即便偏光鏡保護膜的厚度變薄，為了仍可保持高耐久性，有提案使用聚酯薄膜來取代TAC薄膜(專利文獻1~3)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-116320號公報

[專利文獻2]日本特開2004-219620號公報

[專利文獻3]日本特開2004-205773號公報

聚酯薄膜與TAC薄膜相較，耐久性優良，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，由於光學上的畸變(distorsion)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各向異性(遲滯值)，當作為偏光鏡保護膜使用時，若由斜向來觀察，則會發生彩虹狀的色斑，畫質會降低。因此，專利文獻1~3中，有進行藉由使用共聚聚酯當作聚酯，而減小遲滯值的對策。然而，即便是該情況，亦無法完全消除彩虹狀的色斑。

本發明者等發現使用具有連續發光光譜之白色光源作為背光光源，進一步使用具有一定遲滯值之配向聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜來當作解決上述問題之手段。然而，發明者等針對具有該構成之液晶顯示裝置，重複深入探討的結果，又發現即便是經如此改良之液晶顯示裝置，在將聚酯薄膜使用於一對的偏光板之兩者來作為偏光鏡保護膜的情形，若由斜向來觀察，會存在因角度不同而產生虹斑的狀況，虹斑的問題並未完全解決。

即，當使用採用聚酯薄膜作為偏光鏡保護膜之偏光板，在工業上進行液晶顯示裝置生產時，一對偏光板通常以構成該等之聚酯薄膜的配向主軸之方向成互相垂直之方式來配置。此係起因於如下情事。也就是說，偏光鏡之聚乙烯醇薄膜在縱向單軸延伸製造時，由於該保護膜之聚酯薄膜通常在縱向延伸後，再橫向延伸來製造，聚酯薄膜配向主軸方向成為橫方向。倘若貼合此等長條物來製造偏光板，則聚酯薄膜的配向主軸與偏光鏡的偏光軸通常會成為垂直方向。然後，當以正交尼可稜鏡的條件來配置如此偏光板時，由於一對偏光鏡(聚乙烯醇薄 膜)以其偏光軸成互相垂直的方式來配置，保護膜之聚酯薄膜的配向主軸的方向亦通常會成互相垂直。又再發見此時藉由使用具有特定的遲滯值之配向聚酯薄膜作為聚酯薄膜，使用具連續發光光譜之白色光源作為背光光源，雖可大幅改善虹斑，但從斜向來觀察時，會隨角度不同而觀察到淡淡的虹斑。

本發明者針對上述問題進行日以繼夜的探討之結果，發現在構成配置於液晶的兩側之1對偏光板的配向聚酯薄膜(偏光鏡保護膜)之配向主軸互相略為平行之情形下雖觀察不到虹斑，但在略為垂直之情形則會隨觀賞液晶顯示裝置的角度不同而產生虹斑。本發明係基於該知識見解，一再地深入研究與改良之結果而完成之發明。

代表性的本發明如下。

項1.一種液晶顯示裝置，其係具有背光光源、2個偏光板及經配置於前述2個偏光板之間的液晶胞之液晶顯示裝置，前述背光光源係具有連續發光光譜之白色光源，前述2個偏光板包含各個偏光鏡與其兩側的保護膜，前述兩側的保護膜之至少一者係具有3000~30000nm之遲滯值的配向聚酯薄膜，構成前述2個偏光板之配向聚酯薄膜的配向主軸互相略為平行。

項2.如項1所記載之液晶顯示裝置，其中前述配向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1.2以下。

項3.如項1或2之任一項所記載之液晶顯示裝置，其 中前述具有連續發光光譜之白色光源係白色發光二極體。

項4.如項1~3之任一項所記載之液晶顯示裝置，其中前述聚酯薄膜包含3層以上，在最外層以外之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，即使在任一觀察角度，穿透光的光譜也可獲得近似於光源的光譜，可確保經刻意抑制虹狀色斑發生之良好視覺辨認性。又，於較佳的一實施形態中，本發明的偏光鏡保護膜具備適合於薄膜化的機械強度。

[實施發明之形態]

一般而言，以自背光光源側朝向顯示影像之側(視覺辨認側)的順序，液晶顯示裝置具有後板模組(back module)、液晶胞及前板模組(front module)。後板模組及前板模組一般係由透明基板、於該液晶胞側表面形成的透明導電膜與配置於其相反側的偏光板所構成。此處，偏光板在後板模組中係配置於背光光源側，而在前板模組中則配置於顯示影像側(視覺辨認側)。

本發明的液晶顯示裝置至少包含背光光源與經配置於2個偏光板之間的液晶胞作為構成構件。又，適當地具有此等以外的其他構成，例如彩色濾光片、透鏡薄膜、擴散片、防反射薄膜等亦無妨。

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，亦可為正下方型方式，但於本發明中，較佳為使用具有連續廣幅的發光光譜之白色光源作為液晶顯示裝置的背光光源。此處所謂連續廣幅的發光光譜，係意指至少在450nm~650nm的波長區域，較佳在可見光的區域中，不存在光強度為零之波長的發光光譜。就具有如此連續廣幅的發光光譜之白色光源而言，例如可列舉白色發光二極體(白色LED)。白色LED中包含螢光體方式，即藉由組合經使用化合物半導體之發藍色光、或紫外光的發光二極體與螢光體而發白色的元件、有機發光二極體(Organic light-emitting diode：OLED)等。就螢光體而言，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，包含組合經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而成之發光元件的白色發光二極體，由於不僅具有連續廣幅的發光光譜，而且發光效率亦優良，故適合作為本發明的背光光源。又，依照本發明的方法，由於可廣泛地利用消耗電力較小的白色LED，亦能發揮節能化的效果。

由於自以往作為背光光源而被廣泛使用之冷陰極管或熱陰極管等螢光管的發光光譜僅具有在特定波長有波峰的不連續發光光譜，故難以獲得本發明期望的效果，因此不佳。

偏光板係具有以2片偏光鏡保護膜夾住於PVA等上經染附碘的偏光鏡之兩側的構成，但本發明的特徵在於使用具有特定範圍的遲滯值之聚酯薄膜作為構成偏光板 的偏光鏡保護膜的至少之一。

就藉由上述態樣來抑制虹狀色斑的發生之機構而言，構思如下。

在偏光鏡的單側上配置具有雙折射性的配向聚酯薄膜時，由偏光鏡射出的直線偏光在通過聚酯薄膜時會發生散亂。穿透的光在聚酯薄膜的雙折射與厚度之積的遲滯值方面顯示特有的干涉色。因此，若使用冷陰極管或熱陰極管等不連續發光光譜作為光源，則會因波長不同而顯示不同的穿透光強度，產生虹狀的色斑(參照：第15次微光學會議(Microoptics Conference)預備稿集，第30~31頁)。

相對於此，於白色發光二極體中，通常至少在450nm~650nm的波長區域、較佳為在可見光區域中具有連續廣幅的發光光譜。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曲線形狀，則可藉由控制聚酯薄膜的遲滯值來獲得與光源的發光光譜相似之光譜。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曲線形狀成為相似形，故虹狀的色斑不會發生，並顯著地改善視覺辨認性。

如上所述，藉由將具有廣幅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就能使穿透光的光譜之包絡曲線形狀近似於光源的發光光譜。

為了要發揮上述效果，使用於偏光鏡保護膜之配向聚酯薄膜較佳為具有3000~30000nm的遲滯值。遲滯值 小於3000nm，在作為偏光鏡保護膜使用的情形，由斜向觀察時，由於呈現強烈干涉色，故包絡曲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。較佳的遲滯值的下限值為4500nm，其次較佳的下限值為5000nm，更佳的下限值為6000nm，進一步更佳的下限值為8000nm，再進一步更佳的下限值為10000nm。

另一方面，遲滯值的上限為30000nm。即便使用具有超過其遲滯值的配向聚酯薄膜，不僅是實質上無法獲得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地厚，作為工業材料的操作性會降低故不佳。

另外，本發明的遲滯值可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)之市售的自動雙折射測定裝置來求得。在本說明書中，所謂遲滯值係意指面內的遲滯值。

本發明的特徵在於設置於偏光鏡的兩側之保護膜的至少之一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係使用於入射光側(光源側)與出射光側(視覺辨認側)兩者的偏光板。於配置在入射光側的偏光板方面，具有上述特定遲滯值之偏光鏡保護膜，以該偏光鏡為起點可配置於入射光側，亦可配置於液晶胞側，還可配置於兩側，較佳為至少配置於入射光側。關於配置於出射光側的偏光板，上述具有特定遲滯值之偏光鏡保護膜，以該偏光鏡為起點可配置於液晶側，亦可配置於出射光側，還可配置於兩側，較佳為至少配置於出射光側。基於確保良好偏光特性的觀點，較 佳為將具有上述特定範圍的遲滯值之偏光鏡保護膜使用於配置於入射光側的偏光板之入射光側的偏光鏡保護膜及配置於出射光側之偏光板的出射光側的偏光鏡保護膜。

本發明的偏光板之特徵在於具有用2片偏光鏡保護膜夾住經在聚乙烯醇(PVA)等上染附碘的薄膜等週知的偏光鏡的兩側之構造，且至少任一個偏光鏡保護膜為具有上述特定遲滯值的偏光板保護膜。較佳為將如以TAC薄膜或丙烯酸薄膜、降冰片烯系薄膜為代表的無雙折射之薄膜使用於另一個偏光鏡保護膜。

當使用配向聚酯薄膜作為偏光鏡兩側的保護膜時，較佳為兩邊的配向聚酯薄膜之配向主軸互相略為平行。

在本發明的液晶顯示裝置中，構成夾住液晶而被配置之1對的偏光板(以液晶為基準，在光源側之偏光板與在視覺辨認側之偏光板)之偏光鏡保護膜的配向主軸互相略為平行。此處所謂略為平行，係意指當假設兩偏光板存在於同一平面狀上時，一個偏光鏡保護膜的配向主軸與另一個偏光鏡保護膜的配向主軸所成夾角為-15°~15°，較佳為-10°~10°，更佳為-5°~5°，進一步更佳為-3°~3°，再進一步更佳為-2°~2°，更上一層更佳為-1°~1°。在一較佳的實施形態中，所謂略為平行係實質上的平行。此處所謂實質上的平行，係意指當一對偏光板以其偏光軸成互相垂直的方式來配置時，在容許無法避免地產生之偏移的程度內配向主軸互相為平行。其機構雖尚未明，但如此地藉由構成2個偏光板的配向聚酯薄膜 之配向主軸係略為平行，即可抑制在液晶顯示畫面上產生虹斑。配向主軸的方向可用分子配向計(例如王子計測器股份有限公司製，MOA-6004型分子配向計)進行測定來求取。

基於更加地抑制虹斑且使視覺辨認性提升之觀點，各偏光板之偏光鏡的偏光軸與配向聚酯薄膜(偏光鏡保護膜)的配向主軸較佳為略為平行或略為垂直。此處前述所謂略為平行，係意指偏光鏡的偏光軸與配向聚酯薄膜的配向主軸所成夾角較佳為-15°~15°，更佳為-10°~10。，進一步更佳為-5°~5°，再進一步更佳為-3°~3°，更上一層更佳為-1°~1°。相同地，所謂前述略為垂直，係意指偏光鏡的偏光軸與垂直於配向聚酯薄膜的配向主軸之軸所成夾角較佳為-15°~15°，更佳為-10°~10°，進一步更佳為-5°~5°，再進一步更佳為-3°~3°，更上一層更佳為-1°~1°。在一較佳的實施形態中，所謂略為平行或略為垂直係實質上的平行或實質上的垂直。此處所謂實質上的平行，係意指當以偏光鏡的偏光軸與配向聚酯薄膜的配向主軸成平行的方式來配置時，在容許無法避免地產生之偏移的程度內互相地平行。相同地，所謂實質上的垂直，係意指當以偏光鏡的偏光軸與配向聚酯薄膜的配向主軸成垂直的方式來配置時，在容許無法避免地產生之偏移的程度內互相地垂直。

在使用於本發明之偏光板中，以預防映入或抑制眩光、抑制損傷等為目的，在配向聚酯表面上設置各種功能層，即硬塗層、防眩層、抗反射層等亦為較佳態樣。 當設置各種功能層時，配向聚酯薄膜較佳為在其表面具有易接著層。此時，基於抑制因反射光所致之干涉的觀點，較佳為將易接著層的折射率調整為功能層的折射率與配向聚酯薄膜的折射率之相乘平均附近。可採用週知的方法來調整易接著層的折射率，例如藉由使黏著劑樹脂含有鈦或鍺、其他的金屬種而可輕易地調整。

使用於本發明的配向聚酯係可使用聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯，含有其他共聚成分亦無妨。此等樹脂不僅透明性優良，而且熱、機械特性亦優良，藉由延伸加工而可輕易控制遲滯值。尤其是聚對苯二甲酸乙二酯由於固有雙折射大，即使薄膜的厚度薄仍可比較輕易地獲得高遲滯值，故為最合適的材料。

又，以抑制碘色素等的光學功能性色素之劣化為目的，本發明的保護膜之波長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，進一步更佳為10%以下，特佳為5%以下。前述光線穿透率若為20%以下，則可抑制光學功能性色素因紫外線所致的變質。另外，本發明中的穿透率係對薄膜的平面呈垂直的方法來測定，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，可藉由在薄膜中添加紫外線吸收劑、或將含有紫外線吸收劑之塗布液塗布於薄膜表面而達成，宜適當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週知的物質。就紫外線吸收 劑而言，可舉出有機系紫外線吸收劑與無機系紫外線吸收劑，基於透明性的觀點，較佳為有機系紫外線吸收劑。就有機系紫外線吸收劑而言，可列舉苯并三唑系、二苯基酮系、環狀亞胺基酯系等及其組合，只要是本發明規定的吸光度之範圍，則沒有特別的限定。然而，基於耐久性的觀點，特佳為苯并三唑系、環狀亞胺基酯系。當併用2種以上的紫外線吸收劑時，由於可同時吸收各自波長之紫外線，故可更加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，可列舉例如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，並未特別限定於此等。

又，於紫外線吸收劑以外，在不妨礙本發明的效果之範圍內，含有各種添加劑亦為較佳的樣態。就添加劑 而言，例如可列舉無機粒子、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，為了發揮高透明性，較佳亦為在聚酯薄膜中實質上不含粒子。所謂的「實質上不含粒子」，係意指例如無機粒子的情形，以螢光X射線分析來定量無機元素時，以重量計為50ppm以下，較佳為10ppm以下，特佳為偵測極限以下的含量。

此外，為了讓與偏光鏡的接著性變為良好，亦可對本發明的配向聚酯薄膜施予電暈處理、塗覆處理或火焰處理等。

於本發明中，為了改良與偏光鏡的接著性，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接著層。此處，所謂的「主成分」，意謂在構成易接著層的固體成分中50質量%以上的成分。使用於本發明的易接著層之形成的塗布液，較佳為含有水溶性或水分散性的共聚聚酯樹脂、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，可列舉例如日本專利第3567927號公報、日本專利第3589232號公報、日本專利第3589233號公報、日本專利第3900191號公報、日本專利第4150982號公報等中所揭示的水溶性或水分散性共聚聚酯樹脂溶液、丙烯酸樹脂溶液、聚胺甲酸酯樹脂溶液等。

易接著層係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，再沿橫向延伸而可獲得。乾燥後之最終易接著層之塗布量，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接著性有時會變得不充分。另一方面，塗布量若超過0.20g/m² ，則防黏連性有時會降低。於聚酯薄膜的兩面設置易接著層時，兩面的易接著層之塗布量可為相同或不同，可各自獨立地設定在上述範圍內。

為了對易接著層賦予易滑性，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，則粒子會變得容易從被覆層脫落。就易接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、聚矽氧系等之有機聚合物系粒子等。此等可單獨地添加到易接著層中，亦可組合2種以上再添加。

又，就塗布塗布液的方法而言，可使用週知的方法。可列舉例如逆輥塗覆法、凹版輥塗覆法、接觸塗法(kiss coating process)、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。

另外，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)，將其平均值作 為平均粒徑。

本發明的保護膜之配向聚酯薄膜係可遵循一般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下，利用輥的速度差沿縱向延伸後，藉由拉幅機沿橫向延伸，並施予熱處理之方法。

本發明的配向聚酯薄膜為單軸延伸薄膜無妨，為雙軸延伸薄膜亦無妨，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虹狀的色斑，但由於從斜向來觀察時會觀察到虹狀的色斑，故必須注意。

引起此現象的原因係由於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，隨著在薄膜內部的光之穿透方向不同，而存在遲滯值成為零(折射率橢圓體看似真圓)的方向。因此，倘若從斜向的特定方向來觀察液晶顯示畫面，則會有產生遲滯值成為零的點之情況，以該點為中心，虹狀色斑會生成同心圓狀。而且，倘若將自從薄膜面的正上方(法線方向)至看得到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會變得愈大，虹狀的色斑會變得愈難以看到。在雙軸延伸薄膜方面，由於角度θ有變小的傾向，單軸延伸薄膜會變得難以看到虹狀的色斑故較佳。

然而，在完全單軸性(單軸對稱性)薄膜方面，由於在與配向方向呈正交的方向之機械強度會顯著降低故不 佳。本發明較佳為在實質上不發生虹狀色斑的範圍中或在液晶顯示畫面所要求的視角範圍中不發生虹狀色斑的範圍中，具有雙軸性(雙軸對稱性)。

本發明者等發現以保護膜的遲滯值(面內遲滯值)與厚度方向的遲滯值(Rth)之比收斂在特定的範圍內的方式進行控制作為保持保護膜的機械強度，同時抑制虹斑的發生之手段。厚度方向相位差係意指將從厚度方向截面來觀察薄膜時的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。由於面內遲滯值與厚度方向遲滯值之差愈小，因觀察角度不同所造成的雙折射之作用會愈發地增加等方向性，故因觀察角度不同所造成的遲滯值之變化愈小。因此，茲認為因觀察角度不同所造成的虹狀色斑會變得難以產生。

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，進一步更佳為0.600以上。上述遲滯值與厚度方向遲滯值對比(Re/Rth)愈大，雙折射的作用會愈發地增加等方向性，因觀察角度不同所造成的虹狀色斑之產生會愈難以發生。而且在完全的單軸性(單軸對稱)薄膜方面，上述遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)為2.0。然而，如前述般地隨著近似完全單軸性(單軸對稱)薄膜，與配向方向呈正交的方向之機械強度會顯著降低。

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。為了完全抑制因觀察角度不同所造成的虹狀色斑之產生， 上述遲滯值與厚度方向相位差之比(Re/Rth)不需為2.0，在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角特性(大約左右180度、上下120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。縱橫的延伸倍率的差若過小，則會變得難以提高遲滯值而不佳。又，在提高遲滯值方面，設定低延伸溫度亦為較佳的對應。在接續的熱處理中，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。由於延伸溫度、延伸倍率會對薄膜的厚度不均造成較大影響，故基於厚度不均的觀點，亦必須進行製膜條件的最佳化。尤其是倘若為了要提高遲滯值，而降低縱延伸倍率，則縱厚度不均之值有時會變高。由於在延伸倍率的某一特定範圍中，有縱厚度不均變得非常高的區域，故在跳脫此範圍以外之處來設定製膜條件為宜。

本發明的薄膜之厚度不均較佳為5.0%以下，更佳為4.5%以下，進一步更佳為4.0%以下，特佳為3.0%以下。薄膜的厚度不均可用任意的手段來測定，例如沿薄膜的流動方向採取連續之帶狀試樣(長度3m)，使用SEIKO‧EM(股)製電子測微計(Millitron 1240)等測定機，以1cm 間隔來測定100點的厚度，求取厚度的最大值(dmax)、最小值(dmin)、平均值(d)，用下式可算出。

厚度不均(%)=((dmax-dmin)/d)×100

如前所述，為了要將薄膜的遲滯值控制於特定範圍，可藉由適當地設定延伸倍率或延伸溫度、薄膜的厚度來進行。例如，縱向延伸與橫向延伸的延伸倍率愈高，延伸溫度愈低，薄膜的厚度愈厚，則愈容易得到高遲滯值。反之，縱向延伸與橫向延伸的延伸倍率差愈低，延伸溫度愈高，薄膜的厚度愈薄，則愈容易得到低遲滯值。又，延伸溫度愈高，總延伸倍率愈低，則愈容易得到遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)低的薄膜。反之延伸溫度愈低，總延伸倍率愈高，則愈容易得到遲滯值與厚度方向遲滯值之比(Re/Rth)高的薄膜。又，最終的製膜條件除了遲滯值的控制之外，還必須考慮加工所需的物性等來設定。

本發明的配向聚酯薄膜雖為任意厚度，但較佳為15~300μm的範圍，更佳為15~200μm的範圍。即使為小於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，容易產生龜裂、破損等，作為工業材料的實用性會顯著降低。特佳的厚度下限為25μm。另一方面，偏光鏡保護膜的厚度之上限若超過300μm，則偏光板的厚度會變得過厚而不佳。基於作為偏光鏡保護膜的實用性之觀點，厚度的上限較佳為200μm。特佳的厚度之上限係與一般的TAC薄膜同等程度之100μm。於上述厚度範圍 中，為了要將遲滯值控制在本發明的範圍，作為薄膜基材使用的聚酯，聚對苯二甲酸乙二酯亦適合。

又，就在本發明中的聚酯薄膜中摻合紫外線吸收劑的方法而言，可組合採用週知的方法，例如可藉由預先使用混煉擠出機，摻合經乾燥的紫外線吸收劑與聚合物原料來製作母料，在薄膜製膜時混合規定的該母料與聚合物原料之方法等來摻合。添加於薄膜中的紫外線吸收劑之添加重量較佳為0.3~1.5%，更佳為0.4~1.0%。

為了要均勻分散紫外線吸收劑，而且經濟地摻合，此時較佳為使母料的紫外線吸收劑濃度成為5~30質量%的濃度。就製作母料的條件而言，較佳為使用混煉擠出機，在擠出溫度為聚酯原料的熔點以上290℃以下的溫度，以1~15分鐘擠出。在290℃以上，紫外線吸收劑的減少量會變大，而且母料的黏度降低會變大。在滯留時間1分鐘以下，紫外線吸收劑的均勻混合會變得困難。此時依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，並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，具體上可如下般地來製作。以指定的比例混合外層用的單獨聚酯之錠粒、中間層用的含有紫外線吸收劑的母料與聚酯的錠粒並乾燥後，供給至週知的熔融積層用擠出機，從狹縫狀的模頭壓擠出成為片狀，在流延輥上使其冷卻固化來製作未延伸薄膜。即使用2臺以上的擠出機、3層的集料管或合流區段(例如具有矩形合流部的合流區段)，積層構 成兩外層的薄膜層、構成中間層的薄膜層，從金屬噴嘴擠出3層薄片，在流延輥上冷卻來製作未延伸薄膜。另外，於本發明中，為了要去除造成光學缺點的原料之聚酯中所含有的異物，較佳為在熔融擠出時進行高精度過濾。熔融樹脂的高精度過濾所用的濾材之過濾粒子尺寸(初始過濾效率95%)較佳為15μm以下。濾材的過濾粒子尺寸若超過15μm，則20μm以上的異物之去除容易變得不充分。

[實施例]

以下，參照實施例來更具體地說明本發明，惟本發明不因下述實施例而受限，在可適合本發明的旨趣之範圍內，亦可加以適當變更來實施，該等均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如下。

(1)薄膜配向主軸

薄膜的配向主軸方向係使用分子配向計(王子計測器股份有限公司製，MOA-6004型分子配向計)來求取。

(2)遲滯值(Re)

所謂的遲滯值，係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，亦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)係藉由以下的方法來求得。使用分子配向計(王子計測器股份有限公司製，MOA-6004型分子配向計)求取薄膜的配向主軸方向，以配向主軸方向與測定用試樣長邊成平行的方 式裁切4cm×2cm的長方形作為測定用樣品。針對此樣品，藉由阿貝(Abbe)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 |)作為折射率的各向異性(△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。由折射率的各向異性(△Nxy)與薄膜的厚度d(nm)之積(△Nxy×d)來求取遲滯值(Re)。

(3)厚度方向遲滯值(Rth)

所謂的厚度方向遲滯值，係表示自薄膜厚度方向截面來觀察時的2個雙折射△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。用與遲滯值之測定相同的方法，求得Nx、Ny、Nz與薄膜厚度d(nm)，將(△Nxz×d)與(△Nyz×d)的平均值算出，求取厚度方向遲滯值(Rth)。

(4)在波長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，求取波長380nm的光線穿透率。

(5)虹斑觀察

在包含PVA與碘的偏光鏡之單側上，以偏光鏡之偏光軸與聚酯薄膜之配向主軸成垂直或平行的方式黏貼用後述之方法製作之聚酯薄膜1~10的任一者，在其反面上黏貼TAC薄膜(FUJI FILM(股)製，厚度80μm)來製作偏光 板。將製得之偏光板夾住液晶，以各偏光板成為在正交尼可稜鏡的條件下的方式，在兩側各自配置一片來製作液晶顯示裝置。此時各偏光板係以前述聚酯薄膜與液晶成為相反側(遠位)的方式來配置。又，各偏光板係以包含構成其之聚酯薄膜的偏光鏡保護膜之配向主軸成互相垂直或平行的方式來配置。另外，關於在偏光鏡保護膜的配向主軸成互相垂直的情形，以偏光鏡保護膜的配向主軸與偏光鏡的偏光軸成互相垂直的方式來貼合。在液晶顯示裝置的光源方面，係將包含組合藍色發光二極體與釔‧鋁‧石榴石系黃色螢光體而成之發光元件的白色LED使用於光源(日亞化學，NSPW500CS)。從如此的液晶顯示裝置之偏光板的正面及斜向來目視觀察，針對虹斑有無發生，如下地進行判定。

A：從任一方向均無彩虹斑的發生。

B：從斜向觀察時，因角度不同而可觀察到淡淡的虹斑。

C：從斜向觀察時，可觀察到虹斑。

D：從正面方向及斜向觀察時，可觀察到虹斑。

(6)撕裂強度

使用東洋精機製作所製Elmendorf撕裂試驗機，遵循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成平行的方式來進行，如下地來判定。

○：撕裂強度為50mN以上

×：撕裂強度小於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，在攪拌的同時投入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質量份的三乙胺作為觸媒。接著進行加壓升溫，於錶壓0.34MPa、240℃的條件下進行加壓酯化反應後，使酯化反應罐回到常壓，添加0.014質量份的磷酸。再花費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，將製得之酯化反應生成物傳送至聚縮合反應罐，於280℃在減壓下進行聚縮合反應。

聚縮合反應結束後，以95%阻斷直徑為5μm的NASLON製過濾器進行過濾處理，從噴嘴擠出成絞線狀，使用經預先進行過濾處理(孔徑：1μm以下)的冷卻水來冷卻、固化，切割成錠粒狀。製得之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(A)的固有黏度為0.62dl/g，且實質上不含惰性粒子及內部析出粒子(以下簡稱為PET(A))。

(製造例2-聚酯B)

混合10質量份的經乾燥之紫外線吸收劑(2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并酮-4-酮)、90質量份的不含粒子之PET(A)(固有黏度為0.62dl/g)，使用混煉擠出機，得到含有紫外線吸收劑的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(B)(以下簡稱為PET(B))。

(製造例3-接著性改質塗布液之調製)

藉由常法來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。接著，在混合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，繼續攪拌直至樹脂結塊消失後，將樹脂水分散液冷卻至常溫，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。進一步使3質量份的凝集體二氧化矽粒子(FUJI SILYSIA(股)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，在攪拌的同時添加20質量份的水，製得接著性改質塗布液。

(偏光鏡保護膜1)

將90質量份的不含粒子之PET(A)樹脂錠粒與10質量份的含有紫外線吸收劑的PET(B)樹脂錠粒作為基材薄膜中間層用原料，在135℃下減壓乾燥(1Torr)6小時後，供給至擠出機2(中間層II層用)，又藉由常法將PET(A)乾燥，各自供給至擠出機1(外層I層及外層III用)，在285℃下熔解。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%阻斷)來過濾，用2種3層合流區段來積層，從金屬噴嘴擠出成片狀後，使用施加靜電流延法，捲繞於背面溫度30℃的流延滾筒上冷卻固化，來製作未延伸薄膜。此時，以I層、II層、III層的厚度之比成 為10：80：10的方式，調整各擠出機的吐出量。

接著藉由逆輥法，以乾燥後的塗布量成為0.08g/m² 的方式在此未延伸PET薄膜的兩面塗布上述接著性改質塗布液後，在80℃下乾燥20秒。

將經形成有此塗布層的未延伸薄膜導引至拉幅延伸機，在以夾具抓持薄膜的端部的同時，導引至溫度125℃的熱風區，沿寬度方向延伸4.0倍。接著，沿寬度方向保持經延伸的寬度，以溫度225℃處理30秒，再沿寬度方向進行3%的鬆弛處理，而得到薄膜厚度約50μm的單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜2)

除了藉由變更未延伸薄膜的厚度，使厚度成為約100μm以外，與偏光鏡保護膜1相同地為之製得單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜3)

使用經加熱的輥群及紅外線加熱器，將藉由與偏光鏡保護膜1相同的方法所製作之形成有塗布層的未延伸薄膜加熱至105℃，然後用有周速差的輥群，沿行進方向延伸1.5倍後，用與偏光鏡保護膜1相同的方法沿寬度方向延伸4.0倍，而製得薄膜厚度約50μm的雙軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜4)

用與偏光鏡保護膜3相同的方法，沿行進方向延伸2.0倍，沿寬度方向延伸4.0倍，而製得薄膜厚度約50μm的雙軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜5)

用與偏光鏡保護膜1相同的方法，不將含有紫外線吸收劑的PET樹脂(B)使用於中間層，而製得薄膜厚度50μm的單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜6)

用與偏光鏡保護膜3相同的方法，沿行進方向延伸4.0倍，沿寬度方向延伸1.0倍，而製得薄膜厚度約100μm的單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜7)

用與偏光鏡保護膜1相同的方法，沿行進方向延伸1.0倍，沿寬度方向延伸3.5倍，而製得薄膜厚度約75μm的單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜8)

使用與偏光鏡保護膜1相同的方法，藉由變更未延伸薄膜的厚度，而製得厚度約275μm的單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜9)

用與偏光鏡保護膜3相同的方法，沿行進方向延伸3.6倍，沿寬度方向延伸4.0倍，而製得薄膜厚度約38μm的雙軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜10)

使用與偏光鏡保護膜1相同的方法，藉由變更未延伸薄膜的厚度，而製得厚度約10μm的單軸配向PET薄膜。

(偏光鏡保護膜11)

除了製成單層以外，與偏光鏡保護膜5相同地為之，製得薄膜厚度50μm的單軸配向PET薄膜。另外，變更包 含組合藍色發光二極體與釔‧鋁‧石榴石系黃色螢光體而成之發光元件的白色LED，而將OLED使用於液晶顯示裝置的光源，進行虹斑觀察。

將針對使用偏光鏡保護膜1~11並如上述般地製作之液晶顯示裝置，虹斑觀察及測定撕裂強度之結果表示於以下的表1。

表1中所謂「配向主軸關係」，係意指液晶顯示裝置中的作為2個偏光板的保護膜使用之配向聚酯薄膜的配向主軸之關係。在表1中，偏光鏡保護膜No.1-1係表示使用偏光鏡保護膜1作為偏光鏡保護膜，使用冷陰極管作為光源的情形。所謂偏光鏡保護膜No.1-2，係表示使用偏光鏡保護膜No.1，以光源側的偏光板之偏光鏡保護膜的配向主軸與視覺辨認側的偏光板之偏光鏡保護膜的配向主軸所成夾角為8°(略為平行)的方式來配置1對偏光板的情形(其中各偏光板以成為正交尼可稜鏡環境下的方式來配置)。所謂偏光鏡保護膜No.1-3，係表示使用偏光鏡保護膜No.1，以光源側的偏光板之偏光鏡保護膜的配向主軸與視覺辨認側的偏光板之偏光鏡保護膜的配向主軸所成夾角為4°(略為平行)的方式來配置1對偏光板的情形(其中各偏光板以成為正交尼可稜鏡環境下的方式來配置)。

如表1所示，在使用偏光鏡保護膜1~8或11而且以構成2個偏光板的聚酯薄膜之配向主軸成互相略為平行的方式來配置偏光板的情形，無論從任何角度觀賞液晶顯示裝置的畫面皆觀察不到虹斑。另一方面，即便使用相同的偏光鏡保護膜1~8及11，在以構成2個偏光板的聚酯薄膜之配向主軸成互相垂直的方式來配置偏光板的情形，會有因觀賞液晶顯示裝置畫面之角度不同而產生虹斑的情形。此外，使用偏光鏡保護膜9或10的情形或使用冷陰極管作為光源的情形，在從斜向觀察液晶顯示裝置的畫面時，會看到明顯的虹斑。

[產業上之可利用性]

藉由使用本發明的液晶顯示裝置、偏光板及偏光鏡保護膜，不會因虹狀的色斑而導致視覺辨認性降低，可有助於LCD的薄型化、低成本化，產業上的利用可能性極高。

Claims (7)

1. 一種液晶顯示裝置，其係具有背光光源、2個偏光板及經配置於該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廣幅發光光譜之白色光源，該2個偏光板各自具有偏光鏡與至少在其一側具有3000~30000nm之遲滯值的配向聚酯薄膜，構成該2個偏光板之配向聚酯薄膜的配向主軸互相略為平行。
2. 一種液晶顯示裝置，其係具有背光光源、2個偏光板及經配置於該2個偏光板之間的液晶胞之液晶顯示裝置，該背光光源係白色發光二極體，該2個偏光板各自具有偏光鏡與至少在其一側具有3000~30000nm之遲滯值的配向聚酯薄膜，構成該2個偏光板之配向聚酯薄膜的配向主軸互相略為平行。
3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該白色發光二極體係螢光體方式的白色發光二極體。
4. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該白色發光二極體係包含組合藍色發光二極體與釔‧鋁‧石榴石系黃色螢光體的發光元件。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中該配向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1.2以下。
6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中該聚酯薄膜包含3層以上，在最外層以外之層中含有紫外線吸收劑，380nm的光線穿透率為20%以下。
7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置， 其中該2個偏光板各自包含偏光鏡與其兩側的保護膜，該兩側的保護膜之至少一者係具有3000~30000nm之遲滯值的配向聚酯薄膜。