TWI684034B - 偏光件、偏光件的製造方法和包含該偏光件的光學積層體 - Google Patents
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Abstract
Description
發明領域 本發明涉及偏光件、偏光件的製造方法及包含該偏光件的光學積層體。
發明背景 偏光件已經用於液晶顯示裝置等顯示裝置。近年來,已經尋求具有更優異特性的偏光件。例如,為了使顯示影像的色彩更鮮明,已經尋求具有中和色相的偏光件。然而,當使偏光件的色相中和化時,偏光件的透過率趨於增加。透過率高的偏光件會在耐久性方面產生問題。另外,已經提出了使用在特定波長範圍內具吸收極大之二色性物質來獲得中和色相之偏光件的方法(專利文獻1)。即使採用這樣的二色性物質將色相中和化,偏光件的透過率仍趨於增加。因此,尋求色相已中和化而透過率沒有任何增加的偏光件。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2013-210624號公報
發明概要 發明欲解決之課題 本發明是為了解決上述習知問題而做出,並且本發明目的是提供具有中和色相而透過率沒有任何增加的偏光件。 用以解決課題之手段
本發明的偏光件由式(1)所示透過率參數為0.8以上且由式(2)所示色相參數為5以下: [數學式1](式(1)中,T420
表示在波長420nm下的平行透過率,T550
表示在波長550nm下的平行透過率;) [數學式2](式(2)中,a表示平行色相a值,b表示平行色相b值)。 在本發明的一個實施方案中,偏光件的厚度為8μm以下。 在本發明的一個實施方案中,偏光件包含碘作為二色性物質。 根據本發明的另一方面,提供一種偏光件的製造方法。所述方法包括:對熱塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層的積層體依序施行空中拉伸處理、染色處理、水中拉伸處理及乾燥收縮處理。聚乙烯醇系樹脂層包含鹵化物和聚乙烯醇系樹脂。 根據本發明的另一方面,提供了一種光學積層體。該光學積層體包含:所述偏光件;實質上起λ/4片作用的相位差層;及光擴散層。 在本發明的一個實施方案中,光擴散層包含黏著劑和光擴散微粒子。 在本發明的一個實施方案中,光擴散微粒子的平均粒徑為2μm至5μm。 根據本發明的另一方面,提供一種液晶顯示裝置。液晶顯示裝置包含所述光學積層體。 在本發明的一個實施方案中,液晶顯示裝置為反射型液晶顯示裝置。
根據本發明,可以提供具有中和色相的偏光件。更具體地,本發明的偏光件的透過率參數為0.8以上且色相參數為5以下。滿足這樣的參數的偏光件其色相獲中和化。另外,本發明的偏光件可以通過減小偏光件厚度來中和色相。因此,不須提高偏光件的透過率也可中和色相。因此,根據本發明,可以提供具有期望的透過率且色相中和的偏光件。進一步,可以防止偏光件的耐久性降低。
具體實施方式 以下說明本發明的實施方案。然而,本發明不限於這些實施方案。
(術語和符號的定義) 本說明書中使用的術語和符號定義如下。 (1) 折射率(nx、ny和nz) 「nx」表示面內折射率為最大之方向(即,慢軸方向)的折射率,「ny」表示在面內與慢軸正交之方向(即,快軸方向)的折射率,並且「nz」表示厚度方向的折射率。 (2) 面內相位差(Re) 「Re(550)」是指在23℃下以波長550nm光測定的薄膜面內相位差。令薄膜厚度為d(nm)時,Re(550)藉由式:Re=(nx-ny)×d來求得。再者,「Re(450)」是指在23℃下以波長450nm光測定的薄膜面內相位差。 (3) 厚度方向的相位差(Rth) 「Rth(550)」是指在23℃下以波長550nm光測定的薄膜厚度方向相位差。令薄膜厚度為d(nm)時,Rth(550)藉由式:Rth=(nx-nz)×d來求得。再者,「Rth(450)」是指在23℃下以波長450nm光測定的薄膜厚度方向相位差。 (4) Nz係數 Nz係數由式「Nz=Rth/Re」來求得。
A. 偏光件 本發明的偏光件的透過率參數為0.8以上且色相參數為5以下。當偏光件滿足這樣的參數時,獲得具有中和色相的偏光件。
透過率參數是由下式(1)計算出的值。在式(1)中,分別地,T420
表示在波長420nm下的平行透過率(H0),T550
表示在波長550nm下的平行透過率(H0)。本發明的偏光件的透過率參數為0.8以上,優選0.85以上。透過率參數優選盡可能接近於1,因為偏光件的色相更加中和。透過率參數為例如1.0以下。平行透過率為將相同的兩片偏光件重疊以使彼此的吸收軸相互平行來製作的平行型積層偏光件的透過率的值。偏光件的平行透過率用例如分光光度計(JASCO Corporation製造,產品名:「V-7100」)來測定。再者,這些透過率各自為依據JIS Z 8701-1982的2度視野(C光源)進行視感度校正的Y值。 [數學式3]
色相參數為由以下式(2)計算出的值。在式(2)中,分別地,a表示平行色相a值並且b表示平行色相b值。本發明的偏光件的色相參數為5以下,優選4.5以下。色相參數優選盡可能接近於0,因為偏光件的色相更加中和。色相參數為例如1.0以上。又,本說明書中使用的術語「平行色相a值」和「平行色相b值」是指用上述平行型積層偏光件測定的色相a值和色相b值。術語「色相a值」和「色相b值」是指由美國國家標準局(NBS)定義的單體色相。色相a值和色相b值可以用分光光度計(JASCO Corporation製造,產品名:「V-7100」)來測定。 [數學式4]
偏光件的厚度優選為8μm以下,更優選5μm以下。當偏光件的厚度落在此範圍內時,可以獲得具有更加中和色相的偏光件。另外,偏光件的厚度優選為1.0μm以上,更優選2.0μm以上。
偏光件優選在波長380nm至780nm的任何波長下展現吸收二色性。偏光件的單體透過率優選為40.0%以上,更優選41.0%以上,又更優選42.0%以上,又進一步更優選42.5%以上,特別優選43.0%以上。單體透過率為例如50%以下。
偏光件在波長420nm下的平行透過率(H0)優選為20%至40%,更優選22%至38%。當偏光件具有這樣的特性時,可獲得色相更加中和的偏光件。平行透過率(H0)如上描述。透過率為依據JIS Z 8701-1982的2度視野(C光源)進行視感度校正的Y值。
偏光件的偏光度優選為99.8%以上,更優選99.9%以上,又更優選99.95%以上。偏光度(P)通過測定偏光件的單體透過率(Ts)、平行透過率(Tp)和正交透過率(Tc)由以下式來計算。此處,Ts、Tp和Tc各自為依據JIS Z 8701的2度視野(C光源)測定並且進行視感度校正的Y值。 偏光度(P) (%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}×1/2×100
偏光件由NBS定義的單體色相a為-1.2至0,優選-1.0至0。另外,偏光件由NBS定義的單體色相b為0至3.0,優選0至2.5。隨著使得偏光件的單體色相a值和單體色相b值越接近於0,可以獲得顯示影像色彩越鮮明的顯示裝置。因此,單體色相a值和單體色相b值的理想值為0。
本發明的偏光件由包含聚乙烯醇系樹脂(下文中稱為「PVA系樹脂」)的樹脂薄膜構成。PVA系樹脂的實例包括例如聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇通過使聚乙酸乙烯酯皂化來獲得。乙烯-乙烯醇共聚物通過使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化來獲得。
PVA系樹脂的皂化度典型地為85mol%以上,優選95.0mol%以上,更優選99.0mol%以上。另外,皂化度為100mol%以下,優選99.95mol%以下,更優選99.93mol%以下。當偏光件中所含的PVA系樹脂滿足這樣的皂化度時,可以實現優異的加濕可靠性。再者,皂化度可以依循JIS K 6726-1994來求得。
PVA系樹脂的平均聚合度可以依照目的適當地選擇。平均聚合度典型地為1,000至10,000,優選1,200至6,000,更優選2,000至5,000。再者,平均聚合度可以依循JIS K 6726-1994來求得。
偏光件典型地包含二色性物質。二色性物質的具體實例包括碘和有機染料。這些物質可以單獨使用或組合二種以上使用。碘優選用作二色性物質。
B. 偏光件的製造方法 偏光件可以通過任意適當的方法來製造。偏光件通過例如使樹脂薄膜經歷各種處理,例如溶脹處理、拉伸處理、染色處理、不溶化處理、交聯處理、洗滌處理和乾燥處理等來獲得。在一個實施方案中,當進行各種處理時,樹脂薄膜可以為形成於基材上的樹脂層。基材和樹脂層的積層體可以通過例如將包含上述樹脂薄膜形成材料的塗布液塗布至基材的方法、或將樹脂薄膜積層在基材上的方法來獲得。
本發明的偏光件的製造方法優選對熱塑性樹脂基材和聚乙烯醇系樹脂的積層體依序施行空中拉伸處理、染色處理、水中拉伸處理和乾燥收縮處理。在積層體中,PVA系樹脂層優選包含鹵化物和PVA系樹脂。另外,本發明的偏光件的製造方法可以包括任意適當的其它步驟。其它步驟的實例包括不溶化處理、交聯處理和洗滌處理等。這些處理可以各自在偏光件的製造方法的任意適當階段進行。
B-1. 積層體的製造 上述積層體通過任意適當的方法來獲得。積層體通過例如將包含鹵化物和PVA系樹脂的PVA系樹脂層形成在熱塑性樹脂基材的一側來獲得。PVA系樹脂層可以通過任意適當的方法來形成。該層優選通過以下來形成:將包含鹵化物和PVA系樹脂的塗布液塗布至長條狀熱塑性樹脂基材的單側,並且使之乾燥。當使用長條狀熱塑性樹脂基材時,積層體可以在輸送的同時連續地經歷各處理。本說明書中使用的術語「長條狀」意指長度充分地大於其寬度的細長形狀。
B-1-1. 熱塑性樹脂基材 任意適當的形成材料(熱塑性樹脂)可以用作熱塑性樹脂基材的形成材料。其實例包括:酯系樹脂,例如聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂;環烯烴系樹脂,例如降烯系樹脂;烯烴系樹脂,例如聚丙烯;(甲基)丙烯酸系樹脂;聚醯胺系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;和該等的共聚物樹脂。其中,優選降烯系樹脂和無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。
在一個實施方案中,優選使用無定形(非結晶的)聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。其中,特別優選使用非結晶性(難以結晶化)聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。非結晶性聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂的具體實例包括:進一步包含作為二羧酸的間苯二甲酸和/或環己烷二羧酸的共聚物;和進一步包含作為二醇的環己烷二甲醇及/或二甘醇的共聚物。
在優選實施方案中,熱塑性樹脂基材包括具有間苯二甲酸單元的聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。這是因為這樣的熱塑性樹脂基材在拉伸性方面非常優異並且可以在其拉伸時抑制結晶化。推測這是借助導入間苯二甲酸單元而賦予主鏈很大彎曲造成。
聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂具有對苯二甲酸單元和乙二醇單元。間苯二甲酸單元的含有比率相對於全部重複單元的總和優選為0.1mol%以上,更優選1.0mol%以上。這是因為可獲得拉伸性非常優異的熱塑性樹脂基材。另一方面,間苯二甲酸單元的含有比率相對於全部重複單元的總和優選為20mol%以下,更優選10mol%以下。當含有比率如上設定時,基材的結晶化度可以在後述的乾燥收縮處理中良好地增加。
熱塑性樹脂基材的厚度優選為20μm至300μm,更優選50μm至200μm。當厚度小於20μm時,會難以形成PVA系樹脂層。當厚度大於300μm時,在例如後述的水中拉伸處理中,熱塑性樹脂基材會花費長時間吸收水,並且會需要過大的負荷來拉伸它。熱塑性樹脂基材的表面可以經歷表面改性處理(例如,電暈處理),或可以在其上形成易接著層。這樣的處理可以提供熱塑性樹脂基材與樹脂層間密著性優異的積層體。
熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度(Tg)優選為120℃以下,更優選100℃以下,又更優選90℃以下。這是因為當將積層體拉伸時,可以充分地確保拉伸性,同時抑制了樹脂層(PVA系樹脂)的結晶化。結果,可以製造具有優異偏光特性的偏光件。另一方面,熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度優選為60℃以上。藉由使用這樣的熱塑性樹脂基材,在將上述包含PVA系樹脂的塗布液塗布/乾燥時,可防止熱塑性樹脂基材變形(例如,凹凸、弛垂或起皺的發生)等不良狀況,因此可以良好地製造積層體。另外,PVA系樹脂層的拉伸可以在適合的溫度(例如,約60℃)下良好地進行。再者,熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度可以通過例如將改性基團導入基材的構成材料及/或用結晶化材料加熱基材來調節。再者,玻璃轉變溫度(Tg)為依循JIS K 7121求得的值。
熱塑性樹脂基材的吸水率優選為0.2%以上,更優選0.3%以上。熱塑性樹脂基材吸收水,並且水可以起到像增塑劑的作用從而使基材增塑。結果,基材的拉伸應力可以大幅降低,因此可高倍率拉伸。另一方面,熱塑性樹脂基材的吸水率優選為3.0%以下,更優選1.0%以下。當使用這樣的熱塑性樹脂基材時,可以防止例如在製造時由於熱塑性樹脂基材的尺寸穩定性顯著降低導致所獲得的偏光件外觀劣化等不良情況。另外,在水中拉伸時可以防止熱塑性樹脂基材斷裂、PVA系樹脂層自熱塑性樹脂基材剝離。再者,熱塑性樹脂基材的吸水率可以通過例如將改性基團導入基材構成材料來調節。吸水率為依循JIS K 7209求得的值。
熱塑性樹脂基材可以預先(在後述PVA系樹脂層形成之前)拉伸。在一個實施方案中,將熱塑性樹脂基材朝長條狀熱塑性樹脂基材的橫向(正交於長度方向的方向)拉伸。橫向優選為正交於後述積層體拉伸方向的方向。再者,如本說明書中使用的術語「正交」包含實質上正交的情況。此處,短語「實質上正交」包括其中由各方向形成的角度為90°±5.0°的情況,並且該角度優選為90°±3.0°,更優選90°±1.0°。
熱塑性樹脂基材的拉伸溫度相對於玻璃轉變溫度(Tg)優選為Tg-10℃至Tg+50°。熱塑性樹脂基材的拉伸倍率優選為1.5倍至3.0倍。
任意適當的方法可以用作熱塑性樹脂基材的拉伸方法。具體地,該方法可以為固定端拉伸或可以為自由端拉伸。拉伸模式可以為乾式拉伸或可以為濕式拉伸。熱塑性樹脂基材的拉伸可以在一個階段中進行,或可以在多個階段中進行。當在多個階段中進行拉伸時,拉伸倍率為各個階段的拉伸倍率的乘積。
B-1-2. 塗布液 如上所述,塗布液包含鹵化物和PVA系樹脂。塗布液典型地為通過將上述鹵化物和上述PVA系樹脂溶解在溶劑中獲得的溶液。已公開於A欄者可用作PVA系樹脂。塗布液中的PVA系樹脂的含量相對於100重量份溶劑優選為3重量份至20重量份。在這樣的含量下,可以形成與熱塑性樹脂基材密著的均勻塗布膜。
任意適當的鹵化物可以用作所述鹵化物。其實例包括碘化物和氯化鈉。碘化物的實例包括碘化鉀、碘化鈉、和碘化鋰。其中,優選碘化鉀。
塗布液中的鹵化物的含量相對於100重量份的PVA系樹脂優選為5重量份至20重量份,並且相對於100重量份的PVA系樹脂更優選為10重量份至15重量份。當鹵化物的含量相對於100重量份的PVA系樹脂為大於20重量份時,鹵化物會滲出而使得最終所獲得的偏光件白濁。
任意適當的溶劑可以用作塗布液的溶劑。其實例包括水、二甲亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、例如各種二醇類和三羥甲基丙烷等多元醇類、例如乙二胺和二乙三胺等胺類。其中,優選水。溶劑可以單獨使用或組合二種以上來使用。
塗布液還可以包含上述PVA系樹脂和鹵化物以外的添加劑。任意適當的添加劑可以用作所述添加劑。添加劑的實例包括增塑劑和界面活性劑等。增塑劑的實例包括多元醇類,例如乙二醇和甘油等。界面活性劑為例如非離子界面活性劑。出於進一步改善所獲得的PVA系樹脂層的均勻性、染色性和拉伸性的目的,可以使用這些添加劑。
B-2. 空中拉伸處理 如上所述,積層體依序經歷空中拉伸處理、染色處理、水中拉伸處理和乾燥收縮處理。通常,藉由PVA系樹脂層的拉伸,PVA系樹脂中的聚乙烯醇分子定向性變高,但若將拉伸後的PVA系樹脂層浸漬在包含水的液體中會妨礙聚乙烯醇分子的定向從而降低定向性。特別是,在採用硼酸溶液中拉伸作為水中拉伸,並且為了使熱塑性樹脂基材的拉伸可以穩定而將上述積層體在相對較高溫度下在硼酸溶液中拉伸的情況下,定向性降低的趨勢是顯著的。例如,一般PVA薄膜單體在硼酸溶液中的拉伸通常在60℃下進行,相對的,A-PET(熱塑性樹脂基材)和PVA系樹脂層積層體的拉伸則在高達70℃左右的溫度下進行。在此情況下,拉伸初始的PVA的定向性會在藉水中拉伸而改善定向性之前的階段中降低。相反地,在將包含鹵化物的PVA系樹脂層和熱塑性樹脂基材的積層體在硼酸溶液中拉伸之前,藉由在空中高溫拉伸(輔助拉伸),可促進輔助拉伸後積層體的PVA系樹脂層中的PVA系樹脂結晶化。結果,在將PVA系樹脂層浸漬於液體的情況下,與PVA系樹脂層不含鹵化物的情況相比,可以抑制聚乙烯醇分子的定向擾動及定向性降低。因而,可以改善經過染色處理和水中拉伸處理等將積層體浸漬於液體中進行的處理步驟獲得的偏光件的光學特性。
特別地,為了可以獲得高光學特性,選擇空中拉伸(輔助拉伸)和硼酸溶液中拉伸組合的兩階段拉伸方法。藉由如兩階段拉伸般導入輔助拉伸,可在拉伸的同時抑制熱塑性樹脂基材的結晶化。因此,可解決在隨後的硼酸溶液中拉伸時熱塑性樹脂基材因過度結晶化而拉伸性降低的問題,使積層體可以更高的倍率拉伸。進一步,在將PVA系樹脂塗布至熱塑性樹脂基材上的情況下,為了抑制熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度的影響,與一般將PVA系樹脂塗布至典型金屬鼓上的情況相比,塗布溫度需要降低。結果,會發生以下問題:PVA系樹脂的結晶化變得相對低而未獲得充分光學特性。相反地,當導入輔助拉伸時,即使在將PVA系樹脂塗布至熱塑性樹脂基材上的情況下,仍可以提高PVA系樹脂的結晶性,因此可以實現高的光學特性。另外,藉由同時預先提高PVA系樹脂的定向性,可以防止在隨後染色步驟或水中拉伸步驟中浸漬於水中時,例如PVA系樹脂定向性降低或溶解等問題,因此可以實現高的光學特性。
空中拉伸(下文中有時稱為「空中輔助拉伸」)的拉伸方法可以為固定端拉伸(例如,用拉幅拉伸機來拉伸積層體的方法),或可以為自由端拉伸(例如,使積層體通過圓周速度相異的輥間以單軸拉伸的方法)。可以積極地採用自由端拉伸,以便可以獲得高的光學特性。在一個實施方案中,空中拉伸處理包括加熱輥拉伸步驟,係將積層體朝其長度方向輸送並同時用加熱輥間的圓周速度差來拉伸。空中拉伸處理典型地包括區域拉伸步驟和加熱輥拉伸步驟。又,區域拉伸步驟和加熱輥拉伸步驟的順序沒有限制,並且區域拉伸步驟可以預先進行,或加熱輥拉伸步驟可以預先進行。可以省略區域拉伸步驟。在一個實施方案中,區域拉伸步驟和加熱輥拉伸步驟依序進行。另外,在另一實施方案中,將薄膜端部夾持在拉幅拉伸機上並且朝流動方向擴大拉幅機間的距離來拉伸(拉幅機間距離的擴大對應拉伸倍率)。此時,寬度方向(相對於流動方向呈垂直的方向)上的拉幅機距離設定成可以任意地彼此接近。可以優選地設定成相對於流動方向上的拉伸倍率,更接近於自由端拉伸。在自由端拉伸的情況下,以寬度方向收縮率=(1/拉伸倍率)1/2
」來計算。
空中輔助拉伸可以在一個階段中進行,或可以在多個階段中進行。當在多個階段中進行時,拉伸倍率為各個階段的拉伸倍率的乘積。優選的是,空中輔助拉伸中的拉伸方向與水中拉伸中的拉伸方向大略相同。
空中輔助拉伸中的拉伸倍率優選為2.0倍至3.5倍。空中輔助拉伸和水中拉伸組合時的最大拉伸倍率相對於積層體的原始長度優選為5.0倍以上,更優選5.5倍以上,又更優選6.0倍以上。如本說明書中使用的術語「最大拉伸倍率」是指積層體即將斷裂之前的拉伸倍率,並且是指比另行確認積層體斷裂時的拉伸倍率所獲得的值低0.2的值。
空中輔助拉伸的拉伸溫度可以依照例如熱塑性樹脂基材的形成材料和拉伸模式等而設定至任意適當的值。拉伸溫度優選為熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度(Tg)以上,更優選為熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度(Tg)+10℃以上,又更優選Tg+15℃以上。另一方面,拉伸溫度優選170℃以下。當在這樣的溫度下進行拉伸時,抑制PVA系樹脂結晶化的快速推進,因此可以抑制由於結晶化導致的不良狀況(例如,因拉伸妨礙PVA系樹脂層定向)。
B-3. 不溶化處理 積層體按需要在空中輔助拉伸處理之後且在染色處理和水中拉伸處理之前經歷不溶化處理。上述不溶化處理典型地藉由將PVA系樹脂層(積層體)浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由進行不溶化處理,將耐水性賦予PVA系樹脂層,因此可以防止在浸漬於水中時PVA定向性降低。該硼酸水溶液的濃度相對於100重量份的水優選為1重量份至4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液溫優選為20℃至50℃。
B-4. 染色處理 染色處理優選藉使二色性物質吸收來進行。該吸收方法為例如將PVA系樹脂層(積層體)浸漬於包含二色性物質的染色液中的方法、將該染色液塗布至PVA系樹脂層的方法、或將該染色液噴霧至PVA系樹脂層的方法等。優選將PVA系樹脂層(積層體)浸漬於染色液中的方法。這是因為二色性物質可以良好地吸附。
當碘用作二色性物質時,碘水溶液優選地用作染色液。碘的摻混量相對於100重量份的水優選為0.05重量份至5.0重量份。碘水溶液優選摻混有碘化物以改善碘在水中的溶解度。碘化物的實例包括碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、和碘化鈦等。其中,碘化鉀優選用作碘化物。碘化物的摻混量相對於100重量份的水優選為0.1重量份至10重量份,更優選0.3重量份至5重量份。當包含碘化鉀的碘水溶液用作染色液時,碘水溶液中的碘和碘化鉀之間的含量比優選為1:5至1:20,更優選1:5至1:10。
染色時染色液的液溫優選為20℃至50℃。當通過浸漬來進行染色時,浸漬時間優選為5秒至5分鐘,更優選30秒至90秒。又,可以設定染色條件(濃度和液溫、以及浸漬時間)來使最終所獲得的偏光件的偏光度或單體透過率可以落在期望的範圍內。
B-5. 交聯處理 PVA系樹脂層按需要在上述染色處理之後且在水中拉伸處理之前施行交聯處理。上述交聯處理典型地通過使PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉著經歷交聯處理,將耐水性賦予PVA系樹脂層,因此可以防止在隨後的水中拉伸中,PVA分子在浸漬於高溫水中時定向性降低。該硼酸水溶液的濃度相對於100重量份的水優選為1重量份至5重量份。另外,當交聯處理在染色處理之後進行時,硼酸水溶液優選包含碘化物。藉由摻混碘化物可以抑制已吸附於PVA系樹脂層的碘洗析。碘化物的摻混量相對於100重量份的水優選為1重量份至5重量份。碘化物的具體實例如上描述。交聯浴(硼酸水溶液)的液溫優選為20℃至50℃。
B-6. 水中拉伸處理 水中拉伸處理通過將積層體浸漬於拉伸浴中來進行。根據水中拉伸處理,可以在低於上述熱塑性樹脂基材及/或PVA系樹脂層的玻璃轉變溫度(典型地約80℃)的溫度下拉伸,因此PVA系樹脂層可以在抑制了結晶化的同時以高倍率拉伸。結果,可以製造具有優異的光學特性的偏光件。
任意適當的方法可以用作積層體的拉伸方法。具體地,可以為固定端拉伸或可以為自由端拉伸(例如使積層體通過圓周速度相異的輥之間以單軸拉伸的方法)。其中,優選採用自由端拉伸。積層體的拉伸可以在一個階段中進行,或可以在多個階段中進行。當在多個階段中進行拉伸時,後述的積層體的拉伸倍率(最大拉伸倍率)為各個階段的拉伸倍率的乘積。
水中拉伸優選使積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行(硼酸溶液中拉伸)。使用硼酸水溶液作為拉伸浴可以對PVA系樹脂層賦予可耐受拉伸時施加之張力的剛性以及不溶於水的耐水性。具體地,硼酸可以在水溶液中生成四羥基硼酸根陰離子,從而經由氫鍵與PVA系樹脂交聯,結果,將剛性和耐水性賦予PVA系樹脂層,因此該層可以良好地拉伸。因而,可以製造具有優異光學特性的偏光件。
上述硼酸水溶液優選通過將硼酸及/或硼酸鹽溶解於用作溶劑的水中來獲得。硼酸水溶液的硼酸濃度相對於100重量份的水優選為1重量份至10重量份,更優選2.5重量份至6重量份,又更優選3重量份至5重量份。當硼酸濃度設定至1重量份以上時,可以有效地抑制PVA系樹脂層的溶解,可以製造更高特性的偏光件。再者,硼酸或硼酸鹽以外,還可以使用將例如硼砂等硼化合物、乙二醛或戊二醛等溶解於溶劑中獲得的水溶液。
上述拉伸浴(硼酸水溶液)優選進一步摻混有碘化物。藉由摻混碘化物可以抑制已吸附於PVA系樹脂層的碘洗析。碘化物的具體實例如上描述。碘化物的濃度相對於100重量份的水優選為0.05重量份至15重量份,更優選0.5重量份至8重量份。
拉伸溫度(拉伸浴的液溫)優選為40℃至85℃,更優選60℃至75℃。在這樣的溫度下,PVA系樹脂層可以在抑制了溶解的同時以高倍率拉伸。具體地,如上所述,熱塑性樹脂基材的玻璃轉變溫度(Tg),在與PVA系樹脂層之形成的關係上,優選為60℃以上。在此情況下,一旦拉伸溫度低於40℃,即使考量水造成的熱塑性樹脂基材增塑,也有不能良好地拉伸之虞。另一方面,隨著拉伸浴的溫度升高,PVA系樹脂層的溶解性會變高,恐有不能獲得優異光學特性之虞。積層體浸漬於拉伸浴中的時間優選為15秒至5分鐘。
水中拉伸的拉伸倍率優選為1.5倍以上,更優選3.0倍以上。積層體的總拉伸倍率相對於積層體的原始長度優選為5.0倍以上,更優選5.5倍以上。當實現這樣的高拉伸倍率時,可以製造光學特性非常優異的偏光件。這樣的高拉伸倍率可以通過採用水中拉伸模式(硼酸溶液中拉伸)來實現。
B-7. 洗滌處理 優選在水中拉伸處理之後且在乾燥收縮處理之前經歷洗滌處理。上述洗滌處理典型地通過將樹脂薄膜浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。
B-8. 乾燥收縮處理 乾燥收縮處理可以通過加熱整個區域來進行的區域加熱來進行,或可以通過加熱輸送輥(使用所謂的加熱輥)來進行(加熱輥乾燥模式)。優選使用該二者。當利用加熱輥來乾燥時,有效地抑制積層體的加熱捲曲,因此可以製造外觀優異的偏光件。具體地,在使積層體依傍加熱輥的狀態下乾燥時,可有效地促進上述熱塑性樹脂基材結晶化使結晶化度增加,即使在相對低的乾燥溫度下,也可以使熱塑性樹脂基材的結晶化度良好地增加。結果,熱塑性樹脂基材的剛性增加從而成為可耐受PVA系樹脂層因乾燥而收縮的狀態,捲曲因此受到抑制。另外,當使用加熱輥時,積層體可以在保持為平坦狀態的同時乾燥,因此不僅可以抑制捲曲的發生,還可以抑制起皺的發生。
乾燥收縮處理優選在將積層體在長度方向上輸送的同時加熱來進行。此時,積層體會通過乾燥收縮處理朝其寬度方向收縮。結果,可以改善光學特性。這是因為PVA和PVA/碘錯合物的定向性可以利用收縮有效地改善。通過乾燥收縮處理得到的積層體寬度方向收縮率優選為1%以上,更優選2%以上,又更優選4%以上。另外,積層體寬度方向收縮率優選為10%以下,更優選8%以下,又更優選6%以下。
圖1為用於示出乾燥收縮處理一例的示意圖。在乾燥收縮處理中,利用已加熱至預定溫度的輸送輥R1至R6和導向輥G1至G4輸送積層體200的同時使之乾燥。在圖示例中,配置輸送輥R1至R6使PVA樹脂層面和熱塑性樹脂基材面可交替地連續加熱,然而,例如也可以配置輸送輥R1至R6使積層體200的僅一個面(例如,熱塑性樹脂基材表面)連續地被加熱。
乾燥條件可以通過調節輸送輥的加熱溫度(加熱輥的溫度)、加熱輥的數目、與加熱輥接觸的時間來控制。加熱輥的溫度優選為60℃至120℃,更優選65℃至100℃,又更優選70℃至80℃。可使熱塑性樹脂基材的結晶化度良好地增加,良好地抑制積層體的捲曲,同時可以製造耐久性非常優異的光學積層體。再者,各加熱輥的溫度可以用接觸型溫度計來測定。雖然在圖示例中配置6個輸送輥,但輸送輥的數目沒有特別限制,只要該數目為多數個即可。輸送輥典型地為配置2個至40個,優選4個至30個。使積層體與加熱輥接觸的時間(總接觸時間)優選為1秒至300秒,更優選1秒至20秒,又更優選1秒至10秒。
加熱輥可以配置在加熱爐(例如,烘箱)中,或可以配置在典型的生產線中(在室溫環境下)。加熱輥優選配置在包括鼓風機的加熱爐中。當利用加熱輥所行的乾燥和熱風乾燥併用時,可以抑制加熱輥之間的急遽溫度變化,因此可以容易地控制寬度方向收縮。熱風乾燥的溫度優選為30℃至100℃。另外,熱風乾燥時間優選為1秒至300秒。熱風的風速優選為約10m/sec至約30m/sec。又,該風速為加熱爐中的風速,可以用微葉片型數位風速計來測定。
C. 光學積層體的整個構造 本發明的光學積層體包括上述偏光件和光擴散層。光學積層體可以依照例如用途等包含任意適當的其它層。其它層的實例可舉相位差層和表面處理層(例如,抗反射層、防眩層或硬塗層)等。
在一個實施方案中,本發明的光學積層體包含:上述偏光件;實質上起λ/4片作用的相位差層;和光擴散層。圖2為根據本發明一個實施方案的光學積層體的示意性截面圖。光學積層體100包括:偏光件10;實質上起λ/4片作用的相位差層20;和光擴散層30。如上所述,偏光件10的透過率參數為0.8以上並且色相參數為5以下。當光學積層體包括這樣的偏光件時,可獲得可提供優異顯示特性(例如,更鮮明的色彩、優異的反射色相和優異的視角特性)之液晶顯示裝置的光學積層體。
光學積層體100在圖示實例中包括僅一層光擴散層30,也可以包括兩層以上的光擴散層。例如,積層體可以在偏光件10與相位差層20之間進一步具備光擴散層。另外,相位差層20可以為單層,或可以具有積層結構。雖未圖示,不過上述各層可以透過接著層(接著劑層或黏著劑層)來積層。在一個實施方案中,光擴散層30為光擴散黏著劑層。在該實施方案中,光擴散層也起接著層的作用。另外,光學積層體100可以進一步包括任意適當的其它層。其它層的實例包括上述那些。
光學積層體的厚度可以設定至任意適當的值。典型地為約40μm至約300μm。
C-1. 光擴散層 光擴散層30可以由光擴散元件構成,或可以由光擴散黏著劑或光擴散黏接劑構成。光擴散元件包含基質和分散於該基質中的光擴散性微粒子。光擴散元件可以為光擴散硬化層(例如,將包含基質用樹脂和光擴散性微粒子以及按需要之添加劑而成的分散液(光擴散層形成用塗布液)塗布至任意適當的基材,並且使之硬化及/或乾燥來形成的層),或可以為光擴散薄膜(例如,市售的薄膜)。光擴散黏著劑的基質可由黏著劑構成,並且光擴散黏接劑的基質可由黏接劑構成。
光擴散層的光擴散性能可以由例如霧度值表示。霧度值可以因應光學積層體運用的用途設定成任意的適當值。例如,當光學積層體用於反射型液晶顯示裝置時,光擴散層的霧度值優選為80%以上,更優選80%至98%,又更優選85%至98%。又,當用於透射型液晶顯示裝置時,光擴散層的霧度值優選為20%以上,更優選20%至80%,又更優選20%至60%。當霧度值設定在該範圍內時,可以提供視角特性優異的液晶顯示裝置。光擴散層的霧度值可以通過調節例如基質(黏著劑)的構成材料、以及光擴散性微粒子的構成材料、體積平均粒徑和摻混量等來調節。
光擴散層的總透光率優選為75%以上,更優選80%以上,又更優選85%以上。
光擴散層的厚度可以依照例如其構造和期望的光擴散性能等來適當地調節。具體地,光擴散層的厚度優選為5μm至100μm,更優選10μm至30μm。
在一個實施方案中,光擴散層30由光擴散黏著劑構成。光擴散黏著劑典型地包含用作基質的黏著劑和分散於該黏著劑中的光擴散性微粒子。藉由光擴散層由光擴散黏著劑構成的情況,可以有助於液晶顯示裝置的薄型化,這是因為可以省略在貼合偏光件及/或相位差層等任意其它構成構件時的接著層(黏著劑層或黏接劑層)。
任意適當的黏著劑可以用作該黏著劑(基質)。黏著劑的具體實例包括橡膠系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、環氧系黏著劑、和纖維素系黏著劑等,優選丙烯酸系黏著劑。丙烯酸系黏著劑的使用可以獲得耐熱性和透明性優異的光擴散層。黏著劑可以單獨使用或組合二種以上使用。
任意適當的丙烯酸系黏著劑可以用作該丙烯酸系黏著劑。丙烯酸系黏著劑的玻璃轉變溫度優選為-60℃至-10℃,更優選-55℃至-15℃。丙烯酸系黏著劑的重量平均分子量優選為200,000至3,000,000,更優選250,000至2,800,000。具有這樣的特性的丙烯酸系黏著劑的使用可以獲得適當的黏著性。
丙烯酸系黏著劑的折射率優選為1.40至1.65,更優選1.45至1.60。
上述丙烯酸系黏著劑典型地通過使賦予黏著性之主要單體、賦予內聚性之共聚單體、和賦予黏著性且含作為交聯點官能基之單體聚合來獲得。具有上述特性的丙烯酸系黏著劑可以通過任意適當的方法來合成,並且可以參考例如由Dainippon Tosho Publishing Co., Ltd.出版的Katsuhiko Nakamae著的「接著/黏著的化學和應用」來合成。另外,可以使用公開於日本特開2014-224964號中應用於光擴散黏著劑層的黏著劑。該文獻的記載作為參考引入本說明書中。
光擴散層中的黏著劑的含量優選為50wt%至99.7wt%,更優選52wt%至97wt%。
任意適當的微粒子可以用作光擴散性微粒子,只要可獲得本發明效果即可。其具體實例包括無機微粒子和高分子微粒子。光擴散性微粒子優選為高分子微粒子。高分子微粒子的材質為例如聚矽氧樹脂、甲基丙烯酸系樹脂(例如,聚甲基丙烯酸甲酯)等的丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚胺酯樹脂或三聚氰胺樹脂。因為這些樹脂具有對黏著劑的優異分散性和與黏著劑的適當折射率差,因此這些樹脂可以提供擴散性能優異的光擴散黏著劑層。其中,優選選自於由聚矽氧樹脂、聚苯乙烯樹脂和丙烯酸樹脂所構成群組中的至少一種。光擴散性微粒子的形狀可以為例如真球狀、扁平狀、或不定形狀。光擴散性微粒子可以單獨使用或組合二種以上使用。
在一個實施方案中,各光擴散性微粒子的折射率低於黏著劑的折射率。各光擴散性微粒子的折射率優選為1.30至1.70,更優選1.40至1.65。當光擴散性微粒子的折射率落在此範圍內時,與黏著劑的折射率差可以設定在期望的範圍內。結果,可以獲得具有期望霧度值的光擴散層。
各光擴散性微粒子與黏著劑之間的折射率差的絕對值優選為大於0且0.2以下,更優選超過0且0.15以下,又更優選0.01至0.13。
光擴散性微粒子的體積平均粒徑優選為1μm至5μm,更優選2μm至5μm,又更優選3μm至5μm。當光擴散性微粒子的體積平均粒徑落在此範圍內時,可以獲得具有期望霧度值且具有中和色相的光擴散黏著劑層。當光學積層體用於例如反射型液晶顯示裝置時,優選的是,光擴散性微粒子的體積平均粒徑落在上述範圍內。另外,當光學積層體用於透射型液晶顯示裝置時,體積平均粒徑優選為2.5μm至5μm。再者,體積平均粒徑可以用例如超離心式自動粒度分佈測定裝置來測定。
光擴散黏著劑中的光擴散性微粒子的含量優選為0.3wt%至50wt%,更優選3wt%至48wt%。當光擴散性微粒子的摻混量設定在該範圍內時,可以獲得具有優異光擴散性能的光擴散黏著劑層。
光擴散層可以包含任意適當的添加劑。添加劑的實例包括抗靜電劑和抗氧化劑。
在另一實施方案中,光擴散層由光擴散元件構成。在此情況下,光擴散層典型地包含基質和分散於該基質中的光擴散性微粒子。基質由例如電離輻射硬化型樹脂構成。電離輻射的實例包括紫外線、可見光、紅外線、電子束。其中,優選紫外線,因此,基質優選以紫外線硬化型樹脂構成。紫外線硬化型樹脂的實例包括丙烯酸系樹脂、脂肪族(例如,聚烯烴)樹脂和聚胺酯系樹脂等。關於光擴散性微粒子,可以使用與可用於光擴散黏著劑中的光擴散性微粒子相同的微粒子。
光擴散層可以通過例如以下來形成:將包含黏著劑(或接著劑或基質用樹脂)和光擴散性微粒子以及按需要之添加劑的分散液(光擴散層形成用塗布液)塗布至任意適當的基材上,並且使之硬化及/或乾燥。基材可以為例如分離件,或可以為上述偏光件或相位差薄膜。如上所述,光擴散層可以通過塗布來形成,因此,當使用長條狀相位差薄膜和長條狀偏光件時,光學積層體可以通過卷對卷方法來製作,結果,可以改善液晶顯示裝置的製造效率。
C-2. 相位差層 相位差層是構成為實質上起λ/4片作用的相位差層。相位差層20僅需要是實質上起λ/4片作用的層即可。例如,該層可以為單層(所謂的λ/4片);或可以為具有積層結構的層,該積層結構為組合多數相位差片而發揮作為λ/4片光學補償功能。
相位差層的Nz係數優選為1至3,更優選1至2.5,又更優選1至2。當滿足這樣的關係時,可以實現更優異的反射色相。
可以設定相位差層的厚度以獲得期望的面內相位差。相位差層的厚度優選為10μm至80μm,更優選20μm至60μm。
在一個實施方案中,相位差層優選示出nx>ny≥nz的折射率特性。相位差層的面內相位差Re(550)優選為80nm至200nm,更優選100nm至180nm,又更優選110nm至170nm。
相位差層優選具有所謂的反向波長分散依賴性(wavelength dispersion dependency),其中面內相位差滿足Re(450)<Re(550)的關係。當滿足這樣的關係時,可以實現優異的反射色相。Re(450)/Re(550)優選為0.8以上且小於1,更優選0.8以上且0.95以下。
相位差層具有慢軸。由相位差層慢軸和偏光件吸收軸形成的角度優選為38°至52°,更優選42°至48°,又更優選約45°。在這樣的角度下,可以實現非常優異的防反射特性。
相位差層典型地為由任意適當的樹脂形成的相位差薄膜。聚碳酸酯系樹脂優選用作形成相位差薄膜的樹脂。關於聚碳酸酯系樹脂的詳情和其具體實例記載於例如日本特開2014-026266號公報中。該公報的記載作為參考併入本說明書中。
相位差層通過例如拉伸由上述聚碳酸酯系樹脂形成的薄膜來獲得。任意適當的成形加工方法可以用作由聚碳酸酯系樹脂形成薄膜的方法。其具體實例包括壓縮成形法、轉注模製法、射出成形法、擠製成形法、吹塑成形法、粉末成形法、FRP成形法、流延塗布法(例如流延法)、壓延成形法和熱壓法。其中,優選擠製成形法或流延塗布法。這是因為可以提高所獲得的薄膜的平滑性並且獲得良好的光學均勻性。成形條件可以適當地根據例如所使用的樹脂的組成和種類、以及相位差層期望的特性等來設定。對於聚碳酸酯系樹脂,很多薄膜製品是市售的,因此市售的薄膜可以直接供應至拉伸處理。
樹脂薄膜(未拉伸薄膜)的厚度可以根據例如相位差層的期望厚度和期望光學特性、以及後述的拉伸條件而設定至任意適當的值。厚度優選為50μm至300μm。
上述拉伸可以採用任意適當的拉伸方法和拉伸條件(例如拉伸溫度、拉伸倍率和拉伸方向)。具體地,可以單獨採用如自由端拉伸、固定端拉伸、自由端收縮和固定端收縮等各種拉伸方法,或可以同時或循序採用該等方法。關於拉伸方向,可以在長度方向、寬度方向、厚度方向和斜向方向等各種方向或維度上進行。相對於樹脂薄膜的玻璃轉變溫度(Tg),拉伸溫度優選Tg-30℃至Tg+60℃,更優選Tg-10℃至Tg+50℃。
上述具有期望光學特性(例如折射率特性、面內相位差和Nz係數)的相位差薄膜可以通過適當地選擇上述拉伸方法和拉伸條件來獲得。
在一個實施方案中,相位差薄膜通過使樹脂薄膜經歷單軸拉伸或固定端單軸拉伸來製作。固定端單軸拉伸具體地為例如使樹脂薄膜朝其長度方向行進同時朝其寬度方向(橫向)拉伸的方法。拉伸倍率優選為1.1倍至3.5倍。
在另一實施方案中,相位差薄膜可以通過如下來製造:將長條狀樹脂薄膜朝相對於長度方向呈預定角度θ之方向連續地斜向拉伸。藉由採用斜向拉伸,可獲得具有相對於薄膜長度方向呈角度θ的定向角(在角度θ的方向上有慢軸)的長條狀拉伸薄膜,並且在例如與偏光件積層時可進行卷對卷,製造方法可以簡化。再者,角度θ可以為由偏光件吸收軸和相位差層慢軸形成的角度。
作為用於斜向拉伸的拉伸機例如可列舉如下的拉幅式拉伸機,其能夠朝橫向及/或縱向施加左右側速度相異的進給力或拉伸力、或是卷取力。拉幅式拉伸機的實例包括橫向單軸拉伸機和同步雙軸拉伸機,並且可以使用任意合適的拉伸機,只要可以將長條狀樹脂薄膜連續地進行斜向拉伸即可。
通過分別適當地控制拉伸機中左右側的速度,可以獲得上述具有期望面內相位差且在上述期望方向上具有慢軸的相位差層(實質上為長條狀相位差薄膜)。
上述薄膜的拉伸溫度可以根據例如相位差層的期望面內相位差值和厚度、所使用樹脂種類、所使用薄膜厚度、以及拉伸倍率來改變。具體地,拉伸溫度優選為Tg-30℃至Tg+30℃,更優選Tg-15℃至Tg+15℃,最優選Tg-10℃至Tg+10℃。當將薄膜在這樣的溫度下拉伸時,可以獲得具有適當特性的相位差層。再者,Tg是指薄膜構成材料的玻璃轉變溫度。
在另一實施方案中,相位差層顯示平面波長分散特性(flat wavelength dispersion characteristic)。在此情況下,相位差層的Re(450)/Re(550)優選為0.99至1.03,並且Re(650)/Re(550)優選為0.98至1.02。在此情況下,相位差層可以具有積層結構。具體地,接近於理想的反向波長分散特性的特性可以通過起λ/2片作用的相位差薄膜和起λ/4片作用的相位差薄膜以預定軸角度(例如,50°至70°,優選約60°)來配置而獲得,結果,可以實現非常優異的抗反射特性。
在本實施方案中,由相位差層慢軸和偏光件吸收軸形成的角度可以設定為任意適當的角度。例如,可以配置成起λ/2片作用的薄膜的慢軸和偏光件吸收軸所形成的角度為5°至30°,優選約15°,並且起λ/4片作用的薄膜的慢軸和偏光件吸收軸所形成的角度為60°至90°,優選約75°。在這樣的角度下,可以實現非常優異的抗反射特性。
在本實施方案中,相位差層可以由可滿足上述特性的任意適當的樹脂薄膜構成。這樣的樹脂的典型代表例可舉環狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、聚酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。其中,可以適合地使用環狀烯烴系樹脂或聚碳酸酯系樹脂。
環狀烯烴系樹脂為以環狀烯烴作為聚合單元而聚合的樹脂的通稱,並且其實例包括記載於日本特開平1-240517號公報、日本特開平3-14882號公報和日本特開平3-122137公報等中的樹脂。其具體實例包括:環狀烯烴的開環(共)聚合物、環狀烯烴的加成聚合物、環狀烯烴和乙烯或丙烯等α-烯烴的共聚物(典型地為無規共聚物)、和將所述聚合物用不飽和羧酸或其衍生物改性獲得的接枝改性物;以及其等的氫化物。環狀烯烴的具體實例包括降烯系單體。
在本發明中,在不損害本發明目的之程度上,可以併用可進行開環聚合的其它環烯烴類。這樣的環烯烴的具體實例包括各自具有一個反應性雙鍵的化合物,例如環戊烯、環辛烯和5,6-二氫二環戊二烯。
市售的薄膜可以用作上述環狀烯烴系樹脂薄膜。其具體實例包括:Zeon Corporation的產品名「ZEONEX」和「ZEONOR」;JSR Corporation的產品名「Arton」;TICONA的產品名「TOPAS」;和Mitsui Chemicals, Inc.的產品名「APEL」。
D. 光學積層體的用途 本發明的光學積層體可以用於各種顯示裝置。其實例包括液晶顯示裝置、有機電致發光(EL)顯示裝置、無機電致發光(EL)顯示裝置、電子發射顯示裝置(例如,場發射顯示裝置(FED)或表面傳導電子發射顯示裝置(SED))、電子紙(使用電子墨或電泳元件的顯示裝置)、電漿顯示裝置、投射型顯示裝置(例如,光柵光閥(GLV)顯示裝置或具有數位微鏡裝置(DMD)的顯示裝置)和壓電陶瓷顯示器等。這些顯示裝置可以是顯示二維影像的顯示裝置,或可以是顯示三維影像的立體顯示裝置。
E. 液晶顯示裝置 本發明的液晶顯示裝置包含上述光學積層體。液晶顯示裝置的實例可舉透射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直視型液晶顯示裝置和投射型液晶顯示裝置等。
本發明的液晶顯示裝置優選為反射型液晶顯示裝置。當反射型液晶顯示裝置包含上述光學積層體時,可以獲得顯示影像更鮮明的液晶顯示裝置。另外,可以改善液晶顯示裝置的反射色相和視角特性。在一個實施方案中,本發明的反射型液晶顯示裝置可以適合地用作戶外所使用的液晶顯示裝置,因為該裝置可以有效地利用周圍光。另外,如上所述,本發明的液晶顯示裝置在反射色相和視角特性方面優異。因此,即使用作大型液晶顯示裝置時,也可以確保良好的可視性。當用作大型液晶顯示裝置時,可以用作一片大型顯示裝置,或可以配置多數液晶顯示裝置(例如,縱向3片×橫向4片)從而製成大型液晶顯示裝置。如上所述,用於本發明反射型液晶顯示裝置的光學積層體,其外周緣部的消偏光或漏光趨向於小。因此,也可以適合地用於大型液晶顯示裝置。進一步,也可以適合地用於具有小表框或無邊框的液晶顯示裝置中。
如上所述,本發明的液晶顯示裝置可以用作大型液晶顯示裝置。當用作一片大型液晶顯示裝置時,可以用作例如顯示畫面的尺寸為20英寸以上的液晶顯示裝置。 實施例
本發明通過實施例在以下具體地描述,然而,本發明不受這些實施例限制。各特性的測定方法如下描述。還有,實施例和比較例中的術語「份」和「%」以重量為基準,除非另有說明。
(1)厚度 使用度盤規(PEACOCK製造,產品名:「DG-205型pds-2」)來進行測定。 (2)透過率 實施例1和2與比較例1中獲得的偏光件的透過率用分光光度計(JASCO Corporation製造,產品名:「V-7100」)來測定。該等透過率為依據JIS Z 8701-1982的2度視野(C光源)進行視感度校正的Y值。保護薄膜的折射率為1.50,偏光件不與保護薄膜接觸該表面的折射率為1.53。 (3)透過率參數 以與上述(2)中相同的方式來測定在波長420nm和波長520nm下的平行透過率。利用已測定之平行透過率值,由下式算出透過率參數。 [數學式5](4)色相參數 測定實施例1和2與比較例1中獲得的偏光件的平行色相a值和平行色相b值。用分光光度計(JASCO Corporation製造,產品名:「V-7100」)來進行測定。利用測定之值由下式算出偏光件的色相參數。 [數學式6](5)平行色相a值和b值 測定實施例1和2與比較例1中獲得的偏光件的平行色相a值和平行色相b值。用分光光度計(JASCO Corporation製造,產品名:「V-7100」)來進行測定。 (6)相位差 參考例2和3中獲得的相位差薄膜的相位差用由Axometrics, Inc.製造的AxoScan來測定。測定波長為450nm和550nm,並且測定溫度為23℃。另外,從相位差薄膜切出50mm×50mm的薄膜片用作測定樣品。 (7)黏著劑的折射率 塗布至透明基材上的參考例1的黏著劑的折射率用Abbe折射儀(DR-M2,Atago Co., Ltd.製造)來測定,所述黏著劑不含光擴散微粒子。 (8)霧度值 實施例3和4與比較例2中形成的光擴散層的霧度值用霧度計(Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.製造,產品名:「HN-150」)依據JIS 7136中規定的方法來測定。 (9)色相變化 針對實施例3和4與比較例2中獲得的光學積層體,求出色相變化Δab。測定係採用亮度計(Topcon Corporation製造,產品名:「SR-UL1」)。將各光學積層體放置在反射片(Toray Advanced Film Co., Ltd.製造,產品名:「Cerapeel DMS-X42」)上進行測定。配置螢光燈(200lx:使用照度計IM-5測量的值)並照射以使其出射光與光學積層體鉛直方向形成的角度為30°來入射。針對NBS(a,b),在僅將反射片以來自螢光燈的光照射的條件下測定色相(a0
, b0
);和將光學積層體放置在反射片上的狀態下測定色相(ax
, bx
),利用測得之值,依據下式算出Δab。色相變化Δab優選為3以下,更優選2.5以下。其中Δab落在該範圍內的情況意味著各光學積層體的色相更加中和。 [數學式7](10)對比度 如圖3(a)所示配置亮度計、光學積層體、玻璃和螢光燈從而測量正面白場亮度。更具體地,將彼此相同的光學積層體放置在玻璃(厚度:1.3μm)的兩面上,配置螢光燈(200lx:使用照度計IM-5測量的值)並照射以使其光與光學積層體鉛直方向形成的角度為30°來入射。自未配置螢光燈該側的光學積層體鉛直方向出射之光,使用亮度計(由Topcon Corporation製造,商品名:「SR-UL1」,測量距離:500mm,測量角度:2°)來測定,並且將所得值定義為正面白場亮度。 此外,如圖3(b)所示配置亮度計、光學積層體、反射片和螢光燈從而測量黑場亮度。更具體地,將光學積層體放置在反射片(由Toray Advanced Film Co., Ltd.製造,商品名:「Cerapeel DMS-X42」)上,配置上述螢光燈並照射以使其光與光學積層體鉛直方向形成的角度為30°來入射。鉛直方向的反射光的亮度使用亮度計來測量,並且將所得值定義為正面黑場亮度。 將測得的正面白場亮度除以正面黑場亮度來計算對比度之比。
[實施例1] 偏光件的製作1 使用長條狀且吸水率為0.75%且Tg為約75℃的無定形間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度:100μm)作為熱塑性樹脂基材。對樹脂基材的單面施行電暈處理(處理條件:55 W∙min/m2
)。 PVA水溶液(塗布液)通過將13重量份的碘化鉀添加至100重量份的PVA系樹脂來製備,所述PVA系樹脂係聚乙烯醇(聚合度:4,200, 皂化度:99.2mol%)和乙醯乙醯基改性PVA (Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.製造,產品名:「GOHSEFIMER Z410」)以9:1混合而獲得。 將上述PVA水溶液塗布至熱塑性樹脂基材的電暈處理表面,並且在60℃下乾燥,從而形成厚度為13μm的PVA系樹脂層,獲得了積層體。 將所得積層體在130℃的烘箱中在圓周速度相異的輥間朝其縱向(長度方向)進行2.4倍的自由端單軸拉伸(空中輔助拉伸處理)。 接下來,使積層體浸漬於液溫為40℃的不溶化浴(相對於100重量份的水摻混4重量份的硼酸而獲得的硼酸水溶液)中30秒(不溶化處理)。 接下來,使積層體浸漬於液溫為30℃的染色浴(相對於100重量份的水以重量比1:7摻混碘和碘化鉀而獲得的碘水溶液)中60秒,調節染色浴的碘濃度以使最終獲得的偏光件的單體透過率(Ts)成為任意適當的值(染色處理)。 接下來,浸漬於液溫為40℃的交聯浴(相對於100重量份的水摻混3重量份的碘化鉀、5重量份的硼酸而獲得的硼酸水溶液)中30秒(交聯處理)。 之後,使積層體浸漬於液溫為70℃的硼酸水溶液(硼酸濃度:相對於100重量份的水為4.0重量份的硼酸)中,同時在圓周速度各異的輥之間朝縱向(長度方向)以總拉伸倍率變為5.5倍進行單軸拉伸(水中拉伸處理)。 之後,使積層體浸漬於液溫為20℃的洗滌浴(相對於100重量份的水摻混4重量份的碘化鉀而獲得的水溶液)(洗滌處理)。 之後,在保持在70℃下的烘箱中乾燥並同時使之接觸表面溫度保持在75℃的SUS製加熱輥約2秒(乾燥收縮處理)。通過乾燥收縮處理得到的積層體在寬度方向上的收縮率為2.5%。 於前述獲得的各偏光件的表面(與樹脂基材相反的表面),透過紫外線硬化型接著劑貼合丙烯酸系薄膜(表面折射率:1.50,厚度:40μm)作為保護薄膜。具體地,塗布硬化型接著劑以使總厚度變為1.0μm,使用輥機貼合。之後,從保護薄膜側照射UV光線使接著劑硬化。接下來,剝離樹脂基材,獲得了具有保護薄膜/偏光件之構成的10個偏光板。 各所得偏光件的厚度、透過率參數、色相參數、透過率、平行色相a和平行色相b在表1中示出。
[實施例2] 偏光件的製作2 除了塗布PVA水溶液(塗布液)以使所獲得的偏光件厚度變為3μm以外,以與實施例1相同的方式獲得8個偏光板。所得偏光件的厚度、透過率參數、色相參數、透過率、平行色相a和平行色相b在表2中示出。
(比較例1) 偏光件的製作3 將厚度為75μm的聚乙烯醇系薄膜(PVA薄膜)(Kuraray Co., Ltd.製造,產品名:「VF-PS-N#7500」)浸漬於液溫為25℃的溫水(溶脹浴)中使之溶脹,同時將該薄膜朝流動方向拉伸以使拉伸倍率相對於原始長度變為2.4倍。 接下來,將該薄膜浸漬於液溫為30℃的染色浴(以碘:碘化鉀之重量比為1:7之比例添加了碘化物的碘水溶液)中60秒進行染色,同時將該薄膜朝流動方向拉伸以使拉伸倍率相對於原始長度變為3.3倍。另外,藉由將染色浴的碘含量從相對於100重量份的水為0.03重量份改變至0.1重量份,來調節所獲得的偏光件的透過率。 接下來,將該薄膜浸漬於液溫為30℃的水溶液(相對於100重量份的水摻混4重量份的硼酸和3重量份的碘化鉀而獲得的水溶液)中30秒。 接下來,將該薄膜浸漬於液溫為60℃的拉伸浴(相對於100重量份的水摻混4重量份的硼酸和5重量份的碘化鉀而獲得的水溶液)中40秒,同時將該薄膜朝流動方向拉伸以使拉伸倍率相對於原始長度變為6倍。 接下來,將該薄膜浸漬於液溫為30℃的洗滌浴(相對於100重量份的水摻混3重量份的碘化鉀而獲得的水溶液)中10秒進行洗滌,進一步,將該薄膜在50℃下乾燥4分鐘而獲得偏光件。 隨後,將PVA系樹脂水溶液(Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.製造,產品名:「GOHSEFIMER(註冊商標)Z-200」,樹脂濃度:3wt%)塗布至所得偏光件的表面,並且貼合保護薄膜(厚度:25μm)。將所得物於維持在60℃下的烘箱中加熱5分鐘而獲得偏光板(偏光件(透過率:42.3%,厚度:30μm)/保護薄膜)。所得偏光件的厚度、透過率參數、色相參數、透過率、平行色相a和平行色相b在表3中示出。
[評價] 實施例1和2中獲得的偏光件的透過率參數為0.8以上且色相參數為5以下,均為色相已中和化的偏光件。進一步,色相可不受偏光件透過率影響而被中和。另外,厚度輕薄,因此能夠減少使用偏光件的顯示裝置的厚度。
[參考例1] 光擴散黏著劑的製作 相對於丙烯酸系聚合物溶液的固體成分100份,摻混異氰酸酯交聯劑(Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.製造,產品名:「CORONATE L」) 0.6份和用作光擴散性微粒子的聚矽氧樹脂微粒子(Momentive Performance Materials Inc.製造,產品名:「TOSPEARL 145」,體積平均粒徑:4μm) 29份來製備光擴散黏著劑的塗布液(固體成分:13.2%)。
[參考例2] 相位差薄膜1的製作 利用具備攪拌葉片和已控制在100℃之回流冷凝器的兩個立式反應器構成的批次型聚合裝置來進行聚合。將9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)]苯基芴(BHEPF)、異山梨醇(ISB)、二甘醇(DEG)、碳酸二苯酯(DPC)和乙酸鎂四水合物以莫耳比BHEPF/ISB/DEG/DPC/乙酸鎂成為0.348/0.490/0.162/1.005/1.00×10-5
投入裝置中。在各反應器內已經充分進行氮氣取代之後(氧濃度:0.0005vol%至0.001vol%),用熱媒來進行反應器加溫,在內溫變為100℃的時間點開始攪拌。升溫開始40分鐘後使內溫達到220℃,進行控制以保持該溫度並同時開始減壓,自溫度已到達220℃起設定在13.3kPa計90分鐘。將伴隨聚合反應副產的苯酚蒸氣導入100℃的回流冷凝器,將苯酚蒸氣中以微量存在的單體成分送回反應器,並且將未冷凝的苯酚蒸氣導入45℃的冷凝器並且回收。
將氮氣導入第一反應器使其暫時回復至大氣壓後,將第一反應器內的低聚反應液移至第二反應器。接下來,開始第二反應器內的升溫和減壓,在50分鐘內使內溫240℃、壓力0.2kPa。之後,使聚合進行直至獲得預定的攪拌動力。在到達預定動力的時間點將氮氣導入反應器使壓力回復,將反應液以線料形式提取並且用旋轉切割機進行造粒,從而獲得聚碳酸酯樹脂A,其具有以下共聚組成:BHEPF/ISB/DEG= 34.8/49.0/16.2 [mol%]。聚碳酸酯樹脂的比濃黏度為0.430dL/g且玻璃轉變溫度為128℃。
所得聚碳酸酯樹脂在80℃下真空乾燥5小時後,利用薄膜製膜裝置製作厚度為130μm的聚碳酸酯樹脂薄膜,所述薄膜製膜裝置具備單螺桿擠出機(Isuzu Kakoki製造,螺桿直徑:25mm,筒體設定溫度:220℃)、T型模具(寬度:900mm,設定溫度:220℃)、冷卻輥(設定溫度:125℃)和卷取機。
(斜向拉伸) 如上所述獲得的聚碳酸酯樹脂薄膜通過參照日本特開2014-194483號公報的實施例1的方法經歷斜向拉伸而獲得相位差薄膜。再者,關於裝置的詳細構成,日本特開. 2014-194483號公報的記載作為參考併入本說明書中。相位差薄膜的具體製造過程如下所述:將聚碳酸酯樹脂薄膜(厚度:130μm,寬度:765mm)在拉伸裝置的預熱區域預熱至142℃。在預熱區域中,左右夾具的夾具間距為125mm。接下來,在所述薄膜進入第一斜向拉伸域C1的同時開始增大右側夾具的夾具間距,並且夾具間距在第一斜向拉伸區域C1中從125mm增大至177.5mm。夾具間距變化率為1.42。在第一斜向拉伸區域C1中,開始減小左側夾具的夾具間距,並且夾具間距在第一斜向拉伸區域C1中從125mm減小至90mm。夾具間距變化率為0.72。進一步,在所述薄膜進入第二斜向拉伸區域C2的同時,開始增大左側夾具的夾具間距,在第二斜向拉伸區域C2中從90mm增大至177.5mm。另一方面,右側夾具的夾具間距在第二斜向拉伸區域C2中維持在177.5mm。此外,在上述斜向拉伸的同時,在寬度方向上也進行1.9倍之拉伸。再者,上述斜向拉伸在135℃下進行。
(MD收縮處理) 接下來,在收縮區域進行MD收縮處理。具體地,左側夾具和右側夾具的夾具間距均從177.5mm減小至165mm。MD收縮處理中的收縮率為7.0%。
如以上,獲得相位差薄膜1(厚度:50μm)。所得相位差薄膜的Re(550)為141nm並且示出反向分散特性。
[參考例3] 相位差薄膜2的製作 利用厚度為23μm的光擴散黏著劑層(參考例3中獲得的光擴散黏著劑組成物),將環烯烴系相位差薄膜A (Kaneka Corporation製造,產品名:「KUZ-FILM #270」,厚度:33μm,Re(550)=270nm,Re(450)/Re(550)=1.00,Nz係數=1.00)和環烯烴系相位差薄膜B(Kaneka Corporation製造,產品名:「KUZ-FILM #140」,厚度:28μm,Re(550)=140nm,Re(450)/Re(550)=1.00,Nz係數=1.00)以雙方慢軸所形成的角度變為60°來貼合,而製作了相位差薄膜2。
[實施例3] 光學積層體1的製作 將參考例1中獲得的光擴散黏著劑組成物塗布至包含實施例1中獲得的透過率43.4%偏光件(實施例1-7的偏光件)的偏光板中之偏光件側使其乾燥後厚度變為23μm,形成光擴散黏著劑層。將參考例2中獲得的相位差薄膜以相位差薄膜慢軸和偏光件吸收軸形成的角度為45°來配置並貼合。接下來,將光擴散黏著劑組成物塗布至相位差薄膜的未貼合偏光件該面使其乾燥後厚度變為23μm,形成光擴散黏著劑層。之後,使之乾燥/硬化而獲得了光學積層體1。 所得光學積層體的Δab為2.2且對比度之比為263。另外,光擴散層各自的霧度為95.1%。
[實施例4] 光學積層體2的製作 將參考例1中獲得的光擴散黏著劑組成物塗布至包含實施例2中獲得的透過率43.4%偏光件(實施例2-2的偏光件)的偏光板中之偏光件側使其乾燥後厚度變為23μm,形成光擴散黏著劑層。貼合參考例3中獲得的相位差薄膜層,獲得了光學積層體2。 所得光學積層體的Δab為2.1且對比度之比為260。另外,光擴散層的霧度為95.1%。
(比較例2) 光學積層體C1的製作 除了使用包含比較例1中獲得的透過率43.4%偏光件(比較例1-2的偏光件)作為偏光件的偏光板以外,以與實施例3相同的方式來獲得光學積層體C1。 所得光學積層體的Δab為4.6且對比度之比為259。另外,光擴散層的霧度為95.1%。
[評價] 實施例3和4中獲得的各光學積層體具有高的對比度之比並且反射色相優異。比較例2的光學積層體具有高的對比度之比,但在反射色相方面有改善的餘地。 [產業上之可利用性]
本發明的偏光件可以適合地用於顯示裝置,例如液晶顯示裝置、有機電致發光(EL)顯示裝置、無機電致發光(EL)顯示裝置、電子發射顯示裝置(例如,場發射顯示裝置(FED)或表面傳導電子發射顯示裝置(SED))、電子紙(使用電子墨或電泳元件的顯示裝置)、電漿顯示裝置、投射型顯示裝置(例如,光柵光閥(GLV)顯示裝置或具有數位微鏡裝置(DMD)的顯示裝置)和壓電陶瓷顯示器等。
10‧‧‧偏光件20‧‧‧相位差層30‧‧‧光擴散層100‧‧‧光學積層體200‧‧‧積層體G1-G4‧‧‧導向輥R1-R6‧‧‧輸送輥
圖1是用於示出使用加熱輥的乾燥收縮處理的實例的示意圖。 圖2是根據本發明的一個實施方案的光學積層體的示意性截面圖。 圖3(a)是用於示出正面白場亮度(front white brightness)的測定方法的示意圖並且圖(b)是用於示出正面黑場亮度(front black brightness)的測定方法的示意圖。
10‧‧‧偏光件
20‧‧‧相位差層
30‧‧‧光擴散層
100‧‧‧光學層疊體
Claims (8)
- 如請求項1之偏光件,其厚度為8μm以下。
- 一種偏光件的製造方法,係製造如請求項1或2之偏光件,該製造方法包含:對熱塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層的積層體依序施行空中拉伸處理、染色處理、水中拉伸處理及乾燥收縮處理,該聚乙烯醇系樹脂層包含鹵化物和聚乙烯醇系樹脂。
- 一種光學積層體,包含:如請求項1之偏光件;實質上起λ/4片作用的相位差層;及光擴散層。
- 如請求項4之光學積層體,其中前述光擴散層包含黏著劑及光擴散微粒子。
- 如請求項5之光學積層體,其中前述光擴 散微粒子的平均粒徑為2μm至5μm。
- 一種液晶顯示裝置,包含如請求項4至6中任一項之光學積層體。
- 如請求項7之液晶顯示裝置,其為反射型液晶顯示裝置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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