WO2011074701A1 - 多層延伸フィルム - Google Patents
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- IWRHUCBSLVVLJD-UHFFFAOYSA-N CC(c(cc1)cc(cc2)c1cc2O)=O Chemical compound CC(c(cc1)cc(cc2)c1cc2O)=O IWRHUCBSLVVLJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Definitions
- the present invention relates to a multilayer stretched film that selectively reflects a certain polarization component and selectively transmits a polarization component perpendicular to the polarization component. More specifically, it has excellent polarization performance that selectively reflects a certain polarization component and selectively transmits a polarization component perpendicular to the polarization component, and partially reflects light incident in an oblique direction.
- the present invention relates to a multilayer stretched film that eliminates the hue shift of transmitted polarized light without being generated.
- a film in which low refractive index layers and high refractive index layers are alternately laminated can be an optical interference film that selectively reflects or transmits light of a specific wavelength by structural optical interference between the layers.
- such a multilayer film can obtain a high reflectance equivalent to that of a film using metal by gradually changing the film thickness or by bonding films having different reflection peaks. It can also be used as a film or a reflection mirror.
- by stretching such a multilayer film only in one direction it can also be used as a polarization reflection film that reflects only a specific polarization component. It is known that these can be used as a brightness enhancement film for a liquid crystal display or the like by using the liquid crystal display or the like.
- a multilayer film composed of layers having different refractive indexes of 0.05 to 0.5 ⁇ m has a difference in refractive index between the layer constituting one layer and the layer constituting the other layer, Depending on the number of layers, there is a phenomenon such as increased reflection that reflects light of a specific wavelength.
- the reflection wavelength is expressed by the following equation.
- ⁇ 2 (n 1 ⁇ d 1 + n 2 ⁇ d 2 ) (In the above formula, ⁇ is the reflection wavelength (nm), n 1 and n 2 are the refractive indexes of the respective layers, and d 1 and d 2 are the thicknesses (nm) of the respective layers)
- n 1 and n 2 are the refractive indexes of the respective layers
- d 1 and d 2 are the thicknesses (nm) of the respective layers
- n 1X > n 2X
- n 1Y n 2Y
- 2,6-PEN polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate
- JP 04-268505 A Japanese National Patent Publication No. 9-506837 WO01 / 47711 pamphlet
- the object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the conventional multilayer film, further improve the polarization performance than before, and simultaneously shift the hue of transmitted polarized light due to the incident angle in the oblique direction with respect to the light incident in the oblique direction.
- the present invention is based on the following findings. That is, polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, which has been conventionally used as a resin for the first layer constituting the high refractive index layer, increases the refractive index in the stretching direction (X direction) by uniaxial stretching.
- the refractive index hardly changes before and after stretching, while the Z direction has a characteristic that the refractive index decreases. Therefore, if the stretching ratio is increased to increase the refractive index difference between the layers in the stretching direction (X direction) to improve the polarization performance, the refractive index difference between the layers in the Z direction increases accordingly. Further, if the refractive index between the layers in the Z direction after stretching is made to coincide, the difference in the refractive index between the layers in the Y direction becomes large. Therefore, it is difficult to achieve both improvement in polarization performance and hue shift of transmitted polarized light with respect to obliquely incident light.
- the present inventor uses a 6,6 ′-(alkylenedioxy) di-2-naphthoic acid component instead of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as the first layer resin constituting the high refractive index layer. It was found that the difference in refractive index between the X direction and the Y direction of the first layer after uniaxial stretching can be increased by using a polyester having a high refractive index and containing bismuth. As a result, in addition to improving the polarization performance, it was found that the difference in refractive index between layers in both the Y direction and the Z direction can be reduced.
- a multilayer stretched film of 251 layers or more in which the first layer and the second layer are alternately laminated 1)
- the first layer is a layer having a thickness of 0.01 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less made of a polyester of a dicarboxylic acid component and a diol component.
- the dicarboxylic acid component contains a component represented by the following formula (A) of 5 mol% or more and 50 mol% or less and a component represented by the following formula (B) of 50 mol% or more and 95 mol% or less, (In the formula (A), R A represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms) (In the formula (B), R B represents a phenylene group or a naphthalenediyl group) (Ii)
- the diol component contains 90 mol% or more and 100 mol% or less of a component represented by the following formula (C), (In the formula (C), R C represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms)
- the second layer has an average refractive index of 1.50 or more and 1.60 or less, a uniaxial stretching direction (X direction), a direction perpendicular to the uniaxial stretching direction in the film plane (Y direction), and a film thickness direction ( (Z direction) each refractive index difference is a layer having
- thermoplastic resin forming the second layer is a polyester mainly composed of an ethylene terephthalate component copolymerized with isophthalic acid or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. 4).
- thermoplastic resin forming the second layer is a polyester mainly composed of an ethylene terephthalate component copolymerized with isophthalic acid or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. 4).
- a difference in refractive index between the first layer and the second layer in the X direction is 0.10 to 0.45. 5.
- a difference in refractive index in the Y direction between the first layer and the second layer and a difference in refractive index in the Z direction between the first layer and the second layer are each 0.05 or less. Stretched film. 6).
- the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y represented by the following formulas (1) and (2) are both 0.1 or less, according to any one of items 1 to 5 above: Multi-layer stretched film.
- ⁇ x x (0 °) ⁇ x (50 °) (1)
- x (0 °) represents the hue x of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- x (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- hue x) ⁇ y y (0 °) ⁇ y (50 °) (2)
- y (0 °) represents the hue y of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- y (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- the polarization component perpendicular to the incident surface is any one of items 1 to 6 above, in which the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y represented by the following formulas (1) and (2) are both 0.01 or less. Multi-layer stretched film.
- ⁇ x x (0 °) ⁇ x (50 °) (1)
- x (0 °) represents the hue x of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- x (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees
- hue x) ⁇ y y (0 °) ⁇ y (50 °) (2)
- y (0 °) represents the hue y of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- y (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- the multilayer stretched film according to any one of 1 to 7 above which has a thickness of 15 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. 9.
- 10. The multilayer stretched film according to any one of the preceding items 1 to 9, wherein a heat seal layer is further provided on at least one outermost layer surface of the alternate lamination of the first layer and the second layer.
- the heat seal layer is made of the same thermoplastic resin as that of the second layer, and the melting point of the thermoplastic resin is 20 ° C.
- a liquid crystal display device comprising the brightness enhancement member according to item 12. 17.
- a liquid crystal display device comprising the composite member for liquid crystal display according to any one of items 13 to 15. 18.
- a polarizing plate comprising the multilayer stretched film according to any one of 1 to 11 above. 19.
- the multilayer stretched film has (1) an average reflectance of a wavelength of 400 to 800 nm with respect to the incident polarized light at incident angles of 0 ° and 50 ° with respect to a polarized light component parallel to the incident surface including the X direction, with the film surface as a reflecting surface.
- the average reflectance at a wavelength of 400 to 800 nm with respect to the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees and 50 degrees is 12%, respectively. 19.
- the first polarizing plate, the liquid crystal cell, and the second polarizing plate are laminated in this order, and the first polarizing plate and the second polarizing plate are the polarizing plates according to the above item 18 or 19, and are optical for a liquid crystal display device. Element. 23.
- the first polarizing plate, the liquid crystal cell, and the second polarizing plate are laminated in this order, and the first polarizing plate is a laminate of the polarizing plate according to claim 18 or 19 and another polarizing plate,
- An optical member for a liquid crystal display device excluding the case where the other polarizing plate is an absorption polarizing plate.
- 24. 24. A liquid crystal display device comprising a light source and the optical member for a liquid crystal display device according to any one of 20 to 23 above, wherein the first polarizing plate is disposed on the light source side. 25. 25.
- FIG. 1 shows the refractive index (n X , n Y , respectively) in the stretching direction (X direction) after uniaxial stretching of 2,6-PEN, the direction orthogonal to the stretching direction (Y direction), and the thickness direction (Z direction).
- n Z shows the refractive index in the stretching direction (X direction) after uniaxial stretching of the aromatic polyester (I) for the first layer in the present invention, the direction orthogonal to the stretching direction (Y direction), and the thickness direction (Z direction).
- FIG. 3 includes a polarizing surface (P-polarized light component) parallel to an incident surface including a stretching direction (X direction) and a stretching direction (X direction), with the film surface of the multilayer stretched film of the present invention as a reflecting surface.
- P-polarized light component parallel to an incident surface including a stretching direction (X direction) and a stretching direction (X direction)
- the film surface of the multilayer stretched film of the present invention as a reflecting surface.
- S polarized light component polarized light component perpendicular
- the incident angle is 0 °.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
- FIG. 5: is a schematic sectional drawing of the 2nd aspect of the liquid crystal display device of this invention.
- the multilayer stretched film of the present invention is a film in which the first layer and the second layer are alternately laminated, has 251 layers or more, and is stretched in at least one axial direction.
- the first layer represents a layer having a higher refractive index than the second layer
- the second layer represents a layer having a lower refractive index than the first layer.
- a feature of the present invention is that a polyester having a high refractive index, characterized by having a specific copolymer component in the first layer in the first layer and the second layer constituting the multilayer stretched film with a constant layer thickness configuration.
- thermoplastic resin having an average refractive index of 1.50 or more and 1.60 or less, which is isotropic and has a small refractive index change due to stretching is used for the second layer.
- a specific polyester described later it becomes possible to increase the refractive index difference between the X direction and the Y direction of the first layer after stretching, and in the Y direction and the Z direction. It becomes possible for the first time to reduce the refractive index difference between the layers in both directions.
- the specific polyester of the present invention which has not been known to be used for the first layer of the multilayer film having a reflective polarization function, is used for the first layer, and a second layer thermoplastic resin described later.
- a multilayer film having a constant layer thickness can achieve both improvement in polarization performance and hue shift of transmitted polarized light with respect to obliquely incident light, which have been difficult until now. Furthermore, since the polarization performance is higher than before, the film thickness can be reduced to about 1/3 and the display thickness can be further reduced if the polarization performance is comparable to the conventional one.
- the refractive index in the stretching direction (X direction) is n X
- the refractive index in the direction perpendicular to the stretching direction (Y direction) is n Y
- the refractive index in the film thickness direction (Z direction) is n Z May be described.
- the multilayer stretched film of the present invention will be described in detail.
- the polyester constituting the first layer (hereinafter sometimes referred to as aromatic polyester (I)) is obtained by polycondensation of the following dicarboxylic acid component and diol component.
- dicarboxylic acid component As a dicarboxylic acid component (i) constituting the aromatic polyester (I) of the present invention, a component represented by the following formula (A) of 5 mol% or more and 50 mol% or less, and 50 mol% or more and 95 mol% or less of At least two kinds of aromatic dicarboxylic acid components or derivatives thereof, which are components represented by the following formula (B), are used.
- each aromatic dicarboxylic acid component is a content based on the total number of moles of the dicarboxylic acid component.
- R A Represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms
- R B Represents a phenylene group or a naphthalenediyl group
- R A Is an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms.
- the alkylene group include an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, and an octamethylene group.
- the lower limit of the content of the component represented by the formula (A) is preferably 7 mol%, more preferably 10 mol%, still more preferably 15 mol%.
- the upper limit of the content of the component represented by the formula (A) is preferably 45 mol%, more preferably 40 mol%, still more preferably 35 mol%, and particularly preferably 30 mol%. Therefore, the content of the component represented by the formula (A) is preferably 5 mol% or more and 45 mol% or less, more preferably 7 mol% or more and 40 mol% or less, and further preferably 10 mol% or more and 35 mol% or less. Especially preferably, it is 15 mol% or more and 30 mol% or less.
- the component represented by the formula (A) is preferably 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid, 6,6 ′-(trimethylenedioxy) di-2-naphthoic acid, and 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid.
- Components derived from 6 ′-(butyleneoxy) di-2-naphthoic acid are preferred.
- R in the formula (A) A
- the number of carbon atoms is preferably an even number, and particularly a component derived from 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid represented by the following formula (A-1) is preferable.
- Such aromatic polyester (I) is characterized in that the dicarboxylic acid component contains a component represented by the formula (A) in an amount of 5 mol% to 50 mol%.
- the proportion of the component represented by the formula (A) is less than the lower limit, the refractive index n in the Y direction in the stretched film does not decrease because the refractive index in the Y direction due to stretching does not occur.
- Y And refractive index n in the Z direction Z And the hue shift due to polarized light incident at an oblique incident angle is difficult to improve.
- Examples of the component represented by the formula (B) include components derived from terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, or combinations thereof. -Preferred examples include components derived from naphthalenedicarboxylic acid.
- the lower limit of the content of the component represented by the formula (B) is preferably 55 mol%, more preferably 60 mol%, still more preferably 65 mol%, and particularly preferably 70 mol%.
- the upper limit of the content of the component represented by the formula (B) is preferably 93 mol%, more preferably 90 mol%, and still more preferably 85 mol%.
- the content of the component represented by the formula (B) is preferably 55 mol% or more and 95 mol% or less, more preferably 60 mol% or more and 93 mol% or less, and further preferably 65 mol% or more and 90 mol% or less. Particularly preferred is 70 mol% or more and 85 mol% or less.
- the proportion of the component represented by the formula (B) is less than the lower limit value, the amorphous characteristics become large, and the refractive index n in the X direction in the stretched film X And the refractive index n in the Y direction Y Therefore, it does not exhibit sufficient performance as a reflective polarizing film.
- the ratio of the component shown by Formula (B) exceeds an upper limit, since the ratio of the component shown by Formula (A) becomes relatively small, the refractive index n in the Y direction in the stretched film Y And refractive index n in the Z direction Z And the hue shift due to polarized light incident at an oblique incident angle is difficult to improve.
- the polyester containing the component represented by the formula (B) it is possible to realize a birefringence characteristic having a high uniaxial orientation while exhibiting a high refractive index in the X direction.
- a diol component represented by the following formula (C) of 90 mol% or more and 100 mol% or less is used as the diol component (ii) constituting the aromatic polyester (I) of the present invention.
- the content of the diol component is a content based on the total number of moles of the diol component.
- R C represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms
- the content of the diol component represented by the formula (C) is preferably 95 mol% to 100 mol%, more preferably 98 mol% to 100 mol%.
- alkylene group examples include an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, and an octamethylene group.
- a component derived from ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, cyclohexane dimethanol, or the like is preferable as the diol component represented by the formula (C).
- Particularly preferred is a component derived from ethylene glycol.
- the content of the ester unit (-(A)-(C)-) composed of the acid component represented by the formula (A) and the diol component represented by the formula (C) is , 5 mol% or more and 50 mol% or less of all repeating units, preferably 5 mol% or more and 45 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 40 mol% or less.
- ester units constituting the aromatic polyester (I) ethylene terephthalate units such as ethylene terephthalate, trimethylene terephthalate, butylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate, trimethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate And alkylene-2,6-naphthalenedicarboxylate units such as butyl and butylene-2,6-naphthalenedicarboxylate.
- ethylene terephthalate units and ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate units are preferable, and ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate units are particularly preferable from the viewpoint of high refractive index.
- the dicarboxylic acid component represented by the formula (A) is a dicarboxylic acid component represented by the following formula (A-1)
- a polyester in which the dicarboxylic acid component represented by the formula (B) is an aromatic dicarboxylic acid component derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and the diol component is ethylene glycol is preferred.
- the aromatic polyester (I) has an intrinsic viscosity of 0.4 to 3 dl / measured at 35 ° C. using a mixed solvent of P-chlorophenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane (weight ratio 40/60).
- the melting point of the aromatic polyester (I) is preferably in the range of 200 to 260 ° C, more preferably in the range of 205 to 255 ° C, and still more preferably in the range of 210 to 250 ° C.
- the melting point can be determined by measuring with DSC. If the melting point of the polyester exceeds the upper limit value, fluidity may be inferior when melt-extruded and molded, and discharge and the like may be made uneven.
- the melting point is less than the lower limit, the film forming property is excellent, but the mechanical properties of the polyester are easily impaired, and the refractive index properties of the present invention are hardly exhibited.
- a copolymer has a lower melting point than a homopolymer and tends to decrease mechanical strength.
- the polyester of the present invention is a copolymer containing the component of the formula (A) and the component of the formula (B), and has a lower melting point than the homopolymer having only the component of the formula (A). The mechanical strength is excellent.
- the glass transition temperature (hereinafter sometimes referred to as Tg) of the aromatic polyester (I) is preferably in the range of 80 to 120 ° C, more preferably 82 to 118 ° C, and still more preferably 85 to 118 ° C. When Tg is within this range, a film having excellent heat resistance and dimensional stability can be obtained. Such melting point and glass transition temperature can be adjusted by controlling the kind and copolymerization amount of the copolymerization component and dialkylene glycol as a by-product.
- the method for producing the aromatic polyester (I) can be produced, for example, according to the method described on page 9 of the pamphlet of WO2008 / 153188.
- the 1st layer of this invention is a layer whose thickness of each layer is 0.01 micrometer or more and 0.5 micrometer or less. When the thickness of the first layer is within such a range, light can be selectively reflected by optical interference between layers.
- FIG. 2 shows an example of changes in the refractive index in each direction when the aromatic polyester (I) is uniaxially stretched. As shown in FIG. 2, the refractive index n in the X direction X Is in the direction increasing with stretching, and the refractive index n in the Y direction Y And refractive index n in the Z direction Z Both tend to decrease with stretching, and n is independent of the stretching ratio.
- Y And n Z Is characterized by a very small refractive index difference.
- the first layer is uniaxially stretched using the aromatic polyester (I) containing the specific copolymer component, so that the refractive index n in the X direction is X Has a high refractive index characteristic of 1.80 to 1.90.
- the refractive index in the X direction in the first layer is within such a range, the refractive index difference from the second layer becomes large, and sufficient reflective polarization performance can be exhibited.
- the difference in refractive index is preferably 0.05 or less, more preferably 0.03 or less, and particularly preferably 0.01 or less. Since the difference in refractive index between these two directions is very small, there is an effect that no hue shift occurs even when polarized light is incident at an oblique incident angle.
- the polyester constituting the first layer is polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate (PEN)
- PEN polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate
- the second layer has an average refractive index of 1.50 or more and 1.60 or less, and a difference in refractive index between the X direction, the Y direction, and the Z direction is 0.05 or less before and after stretching. Consists of.
- the average refractive index means that the thermoplastic resin constituting the second layer is melted alone, extruded from a die to create an unstretched film, and the direction of the obtained film in the X direction, Y direction, and Z direction, respectively.
- the refractive index is measured at a wavelength of 633 nm using a Metricon prism coupler, and the average value thereof is defined as the average refractive index.
- the difference in refractive index before and after stretching first, the thermoplastic resin constituting the second layer is melted alone and extruded from a die to create an unstretched film.
- the refractive index at a wavelength of 633 nm is measured using a metricon prism coupler, the average refractive index is obtained from the average value of the refractive indexes in three directions, and stretched. The previous refractive index.
- the thermoplastic resin constituting the second layer is melted alone and extruded from a die, and a uniaxially stretched film is formed by applying 5 times at 135 ° C.
- the refractive index at a wavelength of 633 nm is measured using a Metricon prism coupler to determine the refractive index in each direction after stretching, and each direction before and after stretching. It is obtained by comparing the difference in refractive index.
- the average refractive index of the thermoplastic resin constituting the second layer is preferably from 1.53 to 1.60, more preferably from 1.55 to 1.60, and even more preferably from 1.58 to 1.60. is there.
- the second layer is an isotropic material having such an average refractive index and a small difference in refractive index before and after stretching, the refractive index difference in the X direction after stretching between the first layer and the second layer is reduced.
- a refractive index characteristic that is large and has a very small difference in refractive index in the Y direction and extremely small difference in refractive index in the Z direction can be obtained.
- thermoplastic resins having such a refractive index characteristic a crystalline polyester is preferable from the viewpoint of film forming property in uniaxial stretching.
- copolymerized polyethylene terephthalate As the crystalline polyester having such a refractive index characteristic, copolymerized polyethylene terephthalate, copolymerized polyethylene naphthalene dicarboxylate, or a blend of these copolymerized polyester and amorphous polyester is preferable. Of these, copolymerized polyethylene terephthalate is preferable. Among such copolymerized polyethylene terephthalates, polyesters mainly comprising an ethylene terephthalate component copolymerized with isophthalic acid or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are preferred. In particular, a polyester having a melting point of 220 ° C.
- the copolymer component other than the above components is preferably in the range of 10 mol% or less based on all repeating units constituting the polyester of the second layer.
- Preferred examples include aliphatic dicarboxylic acids such as acids; acid components such as alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; aliphatic diols such as butanediol and hexanediol; and glycol components such as alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol.
- the thermoplastic resin forming the second layer is preferably a polyester mainly composed of an ethylene terephthalate component copolymerized with isophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
- the melting point of the thermoplastic resin constituting the second layer does not have to be low from the stage before forming the film, and may be low after the stretching treatment.
- two or more kinds of polyesters may be blended and transesterified at the time of melt kneading.
- the second layer is a layer having a thickness of 0.01 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less. When the thickness of the second layer is within such a range, light can be selectively reflected by optical interference between layers.
- the refractive index difference in the X direction between the first layer and the second layer is preferably 0.10 to 0.45, more preferably 0.20 to 0.40, and particularly preferably 0.25 to 0.30. is there. When the refractive index difference in the X direction is within such a range, the reflection characteristics can be improved efficiently, so that a high reflectance can be obtained with a smaller number of layers.
- the difference in refractive index in the Y direction between the first layer and the second layer and the difference in refractive index in the Z direction between the first layer and the second layer are 0.05 or less, respectively. Since the refractive index difference between the layers in the Y direction and the Z direction is both in the above-described range, hue deviation can be suppressed when polarized light is incident at an oblique incident angle.
- the multilayer stretched film of the present invention contains at least one outermost layer of inert particles having an average particle diameter of 0.01 ⁇ m to 2 ⁇ m and 0.001 weight based on the weight of the layer. % To 0.5% by weight is preferable.
- the average particle diameter of the inert particles is preferably 0.02 ⁇ m to 1 ⁇ m, particularly preferably 0.1 ⁇ m to 0.3 ⁇ m.
- a preferable content of inert particles is in the range of 0.02 wt% to 0.2 wt%.
- the inert particles included in the multilayer stretched film include inorganic inert particles such as silica, alumina, calcium carbonate, calcium phosphate, kaolin, and talc, and organic materials such as silicone, crosslinked polystyrene, and styrene-divinylbenzene copolymer. Mention may be made of inert particles.
- the particle shape is not particularly limited as long as it is a generally used shape such as agglomerated or spherical.
- the inert particles may be contained not only in the outermost layer but also in a layer composed of the same resin as the outermost layer. For example, the inert particles may be contained in at least one of the first layer and the second layer. Good.
- the multilayer stretched film of the present invention is obtained by alternately laminating a total of 251 layers of the first layer and the second layer described above.
- the average reflectance characteristic of the polarized light component parallel to the incident surface including the stretching direction cannot satisfy a certain average reflectance over a wavelength range of 400 to 800 nm.
- the upper limit of the number of layers is limited to 2001 layers from the viewpoints of productivity and film handling.
- the upper limit value of the number of layers may be further reduced from the viewpoint of productivity and handling properties, and may be, for example, 1001, 501 and 301 layers.
- the thickness of each layer is 0.01 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less. The thickness of each layer can be determined based on a photograph taken using a transmission electron microscope. Since the reflection wavelength band shown by the multilayer stretched film of the present invention is from the visible light region to the near infrared region, it is necessary to set the layer thickness within the above range.
- each layer of the first layer is preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
- the thickness of each layer of the second layer is preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less. (Ratio of maximum layer thickness to minimum layer thickness)
- the ratio between the maximum layer thickness and the minimum layer thickness in each of the first layer and the second layer is 2.0 or more and 5.0 or less, preferably 2.0 or more and 4.0.
- the ratio between the maximum layer thickness and the minimum layer thickness in the first layer is 2.0 or more and 5.0 or less
- the ratio between the maximum layer thickness and the minimum layer thickness in the second layer is 2.0 or more and 5.0 or less. It is.
- the maximum layer thickness of the first layer is the thickness of the largest layer among the first layers of 126 layers. is there.
- the minimum layer thickness of the first layer is the thickness of the smallest layer among the 126 first layers.
- the ratio of the layer thickness is specifically represented by the ratio of the maximum layer thickness to the minimum layer thickness.
- the maximum layer thickness and the minimum layer thickness in each of the first layer and the second layer can be obtained based on a photograph taken using a transmission electron microscope.
- the wavelength to be reflected is determined by the difference in refractive index between layers, the number of layers, and the thickness of the layers.
- each of the laminated first and second layers has a constant thickness, only a specific wavelength is reflected.
- the average reflectance of the polarization component parallel to the incident surface including the stretching direction (X direction) cannot be increased uniformly over a wide wavelength range of 400 to 800 nm.
- the reflection band is excessively widened, and the reflectance of the polarization component parallel to the incident surface including the stretching direction (X direction) decreases.
- the first layer and the second layer may change stepwise or may change continuously. By changing each of the first layer and the second layer laminated in this way, light in a wider wavelength range can be reflected.
- the method of laminating the stretched multilayer film of the present invention is not particularly limited.
- the first layer and the second layer are alternately divided into 137 layers of polyester for the first layer and 138 layers of thermoplastic resin for the second layer.
- a multilayer feed block device in which the flow path is continuously changed to 2.0 to 5.0 times.
- the ratio of the average layer thickness of the second layer to the average layer thickness of the first layer is preferably in the range of 1.5 to 5.0 times.
- the lower limit value of the ratio of the average layer thickness of the second layer to the average layer thickness of the first layer is more preferably 2.0.
- the upper limit of the ratio of the average layer thickness of the second layer to the average layer thickness of the first layer is more preferably 4.0, and even more preferably 3.5. Since the ratio of the average layer thickness of the second layer to the average layer thickness of the first layer is in such a range, secondary reflection occurring at a half wavelength of the reflection wavelength can be effectively used.
- each of the first layer and the second layer The ratio of the maximum layer thickness to the minimum layer thickness can be minimized, which is preferable from the viewpoint of optical characteristics.
- the mechanical properties of the obtained film are also adjusted while maintaining the adhesion between the layers and without changing the resin used. And has an effect of making the film difficult to tear.
- the ratio of the average layer thickness of the second layer to the average layer thickness of the first layer deviates from this range, the secondary reflection that occurs at the half wavelength of the reflection wavelength becomes small, and the reflectance may decrease. .
- the multilayer stretched film of the present invention may have a thickness adjusting layer having a layer thickness of 2 ⁇ m or more in a part of the alternately laminated structure of the first layer and the second layer. .
- the thickness adjusting layer having such a thickness may be the same composition as either the first layer or the second layer, or a composition partially including these compositions. Since the layer thickness is thick, the thickness adjusting layer does not contribute to the reflection characteristics.
- the multilayer stretched film of the present invention is stretched in at least a uniaxial direction in order to satisfy the optical properties of the target reflective polarizing film.
- the uniaxial stretching in the present invention includes not only a film stretched only in a uniaxial direction but also a film stretched in a biaxial direction and further stretched in one direction.
- the uniaxial stretching direction (X direction) may be either the film longitudinal direction or the width direction. Further, in the case of a film stretched in a biaxial direction and stretched in one direction, the direction (X direction) that is more stretched may be either the film longitudinal direction or the width direction.
- the “stretch direction” in relation to polarized light and refractive index refers to the more stretched direction in the biaxial direction.
- known stretching methods such as heat stretching with a rod heater, roll heat stretching, and tenter stretching can be used, but tenter stretching is preferable from the viewpoint of reducing scratches due to contact with the roll and stretching speed.
- tenter stretching is preferable from the viewpoint of reducing scratches due to contact with the roll and stretching speed.
- a multilayer film having a conventional reflective polarization function needs to have a larger number of layers than the present invention, and a thickness of about 100 ⁇ m is required.
- the aromatic polyester (I) having a specific copolymerization component is used as the resin constituting the first layer, and further combined with the second-layer thermoplastic resin described above to form a multilayer film having a constant layer thickness.
- the multilayer stretched film of the present invention has the film surface as a reflection surface, and the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees and 50 degrees with respect to a polarization component parallel to the incident surface including the stretching direction (X direction) of the uniaxially stretched film.
- the average reflectance at a wavelength of 400 to 800 nm is 90% or more.
- the wavelength of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees and 50 degrees is 400 to 800 nm.
- Each average reflectance is 15% or less.
- the incident surface refers to a surface that is perpendicular to the reflecting surface and includes the incident light beam and the reflected light beam.
- the polarization component parallel to the incident surface including the film surface as a reflection surface and including the stretching direction (X direction) of the uniaxially stretched film is generally referred to as P-polarized light.
- a polarized light component having a film surface as a reflection surface and perpendicular to an incident surface including a stretching direction (X direction) of a uniaxially stretched film is generally referred to as S-polarized light.
- the incident angle represents an incident angle with respect to a direction perpendicular to the film surface.
- the wavelength of the incident polarized light at an incident angle of 0 degree is 400 to 800 nm.
- the average reflectance is more preferably 95% or more and 100% or less, and particularly preferably 98% or more and 100% or less.
- the rate is more preferably 93% or more and 99% or less, and particularly preferably 95% or more and 98% or less.
- the average reflectance at a wavelength of 400 to 800 nm with respect to the P-polarized light component at such an incident angle is less than the lower limit, not only the polarization reflection performance as a reflective polarizing film but also a hue shift of the reflected light occurs, resulting in a display. Coloring occurs.
- the higher the average reflectance within this range the higher the polarization reflection performance, but it may be difficult to increase it to an extent exceeding the upper limit due to the composition and stretching.
- the liquid crystal display device of the present invention As a member for improving brightness in the first aspect of the liquid crystal display device of the present invention, it has such a high average reflectance characteristic with respect to the P-polarized component and also has a reflectance characteristic described later with respect to the S-polarized component. It can be used suitably. Further, in this average reflectance range, the average reflectance for the P-polarized light component is 95% or more with respect to the incident angles of 0 degrees and 50 degrees, so that the transmission amount of the P-polarized light can be suppressed as compared with the conventional one, and the S-polarized light. A high polarization performance that selectively transmits light is exhibited, and a high polarization performance comparable to that of a conventional absorption-type polarizing plate is obtained.
- the liquid crystal cell is bonded alone. It can be used as a polarizing plate.
- the P-polarized light in the direction orthogonal to the transmission axis is highly reflected without being absorbed by the film, so that it can also function as a brightness enhancement film for reusing such light.
- the P-polarized light at an incident angle of 50 degrees since the average reflectance is thus high, high polarization performance is obtained, and transmission of light incident in an oblique direction is highly suppressed. Hue shift is suppressed.
- the reflectance is more preferably 12% or less, further preferably 5% or more and 12% or less, and particularly preferably 8% or more and 12% or less.
- an average reflectance of a wavelength of 400 to 800 nm with respect to the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees with respect to a polarization component perpendicular to the incident surface including the stretching direction (X direction) of the uniaxially stretched film Is more preferably 12% or less, still more preferably 5% or more and 10% or less, and particularly preferably 8% or more and 10% or less.
- the polarization transmittance as a reflective polarizing film is lowered, so that it is bonded to a brightness enhancement film such as a liquid crystal display or a liquid crystal cell. It does not exhibit sufficient performance as a polarizing plate.
- the transmittance of the S-polarized component is higher when the polarization reflectance is lower than the above range, it may be difficult to lower the lower limit than the lower limit.
- the reflectance for S-polarized light is 12% or less as well as the above-mentioned high average reflectance for P-polarized light
- the amount of S-polarized light transmitted to the side opposite to the light source is increased, which is comparable to that of a conventional absorption polarizing plate.
- Polarization performance is obtained, and it can be suitably used as a polarizing plate to be bonded to a liquid crystal cell alone as in the second aspect of the liquid crystal display device of the present invention.
- a polymer having the above-described characteristics is used as the polymer component constituting the first layer and the second layer, and the stretching direction ( In the X direction, the film is stretched at a constant draw ratio to increase the birefringence in the in-plane direction of the first layer, thereby increasing the refractive index difference between the first layer and the second layer in the stretching direction (X direction). Is achieved.
- a polymer having the above-described characteristics is used as a polymer component constituting the first layer and the second layer, and a direction perpendicular to the stretching direction (Y direction) This is achieved by making the difference in the refractive index between the first layer and the second layer in the orthogonal direction (Y direction) extremely small.
- Refractive index characteristics of the first layer Refractive index n in the X direction of the polyester of the first layer X Is preferably increased by 0.20 or more by stretching, more preferably 0.25 or more, and further preferably 0.27 or more. When the refractive index change is larger, the polarization performance can be improved.
- Refractive index n in the Y direction of the first layer polyester Y is preferably lowered in the range of 0.05 to 0.20 by stretching, more preferably 0.06 to 0.15, and still more preferably 0.07 to 0.10.
- the amount of decrease in the refractive index is less than the lower limit, if the resins in both layers are selected so that the interlayer refractive index in the Y direction matches, the difference in the refractive index between the layers in the X direction increases.
- Refractive index n in the Z direction of the first layer polyester Z Is preferably lowered in the range of 0.05 to 0.20 by stretching, more preferably 0.06 to 0.15, and still more preferably 0.07 to 0.10.
- the X direction In order to make the amount of decrease in the refractive index less than the lower limit, the X direction must be lowly oriented, and the refractive index difference between the layers in the X direction may not be sufficiently large.
- Refractive index n in the Y direction after stretching of the first layer Y And Z-direction refractive index after stretching n Z The refractive index difference is preferably 0.05 or less, more preferably 0.03 or less, and particularly preferably 0.01 or less. Since the difference in refractive index between these two directions is very small, there is an effect that no hue shift occurs even when polarized light is incident at an oblique incident angle.
- Such polarized light is particularly effective in eliminating a hue shift with respect to a polarization component (S-polarized light) perpendicular to an incident surface including a stretching direction (X direction) of a uniaxially stretched film with a film surface as a reflecting surface.
- S-polarized light polarization component
- X direction stretching direction
- the multilayer stretched film of the present invention preferably has a hue change amount ⁇ x or ⁇ y represented by the following formulas (1) and (2) of 0.1 or less for the polarization component parallel to the incident surface. More preferably, it is 0.09 or less, and particularly preferably 0.08 or less.
- ⁇ x x (0 °) ⁇ x (50 °) (1)
- x (0 °) represents the hue x of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- x (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees
- hue x) ⁇ y y (0 °) ⁇ y (50 °) (2)
- y (0 °) represents the hue y of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- y (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- the hues x and y related to the polarization component parallel to the incident surface are standard according to JIS standard Z8729 based on transmission spectra measured at 0 ° and 50 ° incident angles for P-polarized light of the film.
- Y, x, and y in the CIE color system for the light source C are represented by calculated values.
- the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y represented by the equations (1) and (2) are incident on the incident polarization component perpendicular to the film surface (0 degree) and incident obliquely by 50 degrees from the direction perpendicular to the film surface.
- the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y exceed the upper limit, the hue shift of the transmitted P-polarized light due to the oblique incident angle is large, and a high viewing angle when used as a brightness enhancement film or a reflective polarizing film for liquid crystal cell bonding. There are cases where the hue shift is large and the visibility is lowered.
- the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y represented by the following formulas (1) and (2) are both 0.01 or less for the polarization component perpendicular to the incident surface.
- ⁇ x x (0 °) ⁇ x (50 °) (1)
- x (0 °) represents the hue x of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- x (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- hue x) ⁇ y y (0 °) ⁇ y (50 °) (2)
- y (0 °) represents the hue y of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- y (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- the hues x and y related to the polarization component perpendicular to the incident surface (S-polarized light) are standard according to JIS standard Z8729 based on transmission spectra measured at 0 ° and 50 ° incident angles for S-polarized light of the film.
- the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y are the change amounts of the hue x and y between the incident polarized light component perpendicular to the film surface (0 degree) and the incident polarized light component inclined at 50 degrees from the direction perpendicular to the film surface. It represents the magnitude and corresponds to the hue shift of transmitted S-polarized light.
- the hue change amounts ⁇ x and ⁇ y exceed the upper limit, the hue shift of the transmitted S-polarized light due to the incident angle in the oblique direction is large, and a high viewing angle is obtained when used as a brightness enhancement film or a reflective polarizing film for liquid crystal cell bonding.
- a hue change amount is achieved by using the above-described specific polyester as the thermoplastic resin constituting the first layer and the second layer, respectively.
- a heat seal layer can be further provided on at least one outermost layer surface of the alternate lamination of the first layer and the second layer.
- thermoplastic resin having a melting point equal to or lower than the melting point of the outermost layer of the alternately laminated layers, but as an advantage that can be formed simultaneously with the alternately laminated layers, the same thermoplastic resin as the second layer is used. It is preferable to use it.
- the thermoplastic resin is preferably a layer having a melting point of 20 ° C. or more lower than the melting point of the polyester of the first layer and a thickness of 3 to 10 ⁇ m. By having the melting point and the layer thickness, the members can be firmly bonded as a heat seal layer.
- the heat seal layer has a layer thickness of 3 to 10 ⁇ m, compared to 0.5 ⁇ m, which is the maximum thickness of the layers constituting such an alternate lamination.
- the layer having a thickness of 4 times or more is a layer that does not contribute to the reflectance in the wavelength band of 400 to 800 nm, and is distinguished from the alternate lamination of the first layer and the second layer. Moreover, even if it uses the blend of the 1st layer and the 2nd layer in the range which does not impair the characteristic as a heat seal layer, it is satisfactory.
- the multilayer stretched film of the present invention selectively reflects the P-polarized light component, selectively transmits the S-polarized light component perpendicular to the polarized light component, and transmits the hue of the transmitted polarized light with respect to the incident light in the oblique direction. The deviation is eliminated. Therefore, it can be suitably used as a brightness enhancement film for a liquid crystal display, and can be processed into a brightness enhancement member. In particular, since it has a higher polarization performance than the conventional one, it is possible to provide a liquid crystal display which has a high luminance improvement rate when used as a member for improving luminance and has a high viewing angle and excellent visibility with little hue shift. it can.
- the film thickness can be made 40 ⁇ m or less.
- the brightness enhancement member prepared using the multilayer stretched film of the present invention is further used as a composite member for a liquid crystal display by further laminating a light diffusion film on at least one surface thereof.
- the brightness enhancement member and the light diffusion film are laminated by being bonded via a heat seal layer. Conventionally, it was used in a layer configuration of 800 layers or more, and the total thickness as a composite member was about 100 microns, but by adopting the layer configuration of the composite member for liquid crystal display of the present invention, the total as a composite member The thickness can be reduced to about 50 microns, and the liquid crystal display can be made thinner.
- the light diffusion film is laminated on at least one surface of the brightness enhancement member, and a prism layer is further provided on the opposite side of the brightness enhancement member via the light diffusion film.
- the configuration is also preferably exemplified. By having such a layer structure, the display can be made thinner and at the same time the brightness enhancement performance is enhanced as compared with the conventional composite member having a layer structure of 800 layers or more.
- the multilayer stretched film of the present invention When the multilayer stretched film of the present invention is used as a brightness enhancement member, it can be used in a liquid crystal display device with the configuration of the first embodiment as shown in FIG.
- a liquid crystal display device in which a brightness enhancement member 4 is disposed between a light source 5 of a liquid crystal display and a liquid crystal panel 6 composed of a polarizing plate 1 / a liquid crystal cell 2 / a polarizing plate 3.
- the [Reflective polarizing plate for bonding liquid crystal cells] The multilayer stretched film of the present invention can be used as a reflective polarizing plate to be bonded to a liquid crystal cell.
- the P-polarized component has an average reflectance of a wavelength of 400 to 800 nm with respect to the incident polarized light at an incident angle of 0 ° and 50 °, respectively, of 95% or more, and the S-polarized component.
- the multilayer stretched film having an average reflectance of 400 to 800 nm with respect to the incident polarized light at incident angles of 0 degrees and 50 degrees, respectively, of 12% or less can be used as a reflective polarizing plate to be bonded to the liquid crystal cell.
- a polarizing plate having such reflectance characteristics has a high polarization performance comparable to that of a conventional absorption polarizing plate, a function as a brightness enhancement film that reflects and reuses polarized light that is not transmitted, and is incident in an oblique direction. The hue shift of the transmitted light with respect to the transmitted light is eliminated.
- the present invention also includes an optical member for a liquid crystal display device in which a first polarizing plate, a liquid crystal cell, and a second polarizing plate comprising the multilayer stretched film of the present invention are laminated in this order (this book) In the invention, it may be referred to as a second aspect of the liquid crystal display device). Such an optical member is also referred to as a liquid crystal panel.
- Such an optical member corresponds to 11 in FIG. 5, the first polarizing plate corresponds to 9, the liquid crystal cell corresponds to 8, and the second polarizing plate corresponds to 7.
- a polarizing plate on both sides of a liquid crystal cell a polarizing property using a multilayer stretched film of the present invention has been obtained by having at least an absorptive polarizing plate. Since high polarization performance that could not be achieved with a film can be obtained, it can be used in combination with a liquid crystal cell instead of a conventional absorption polarizing plate. That is, the feature of the present invention is that a polarizing plate comprising the multilayer stretched film of the present invention is used alone as one first polarizing plate in one of the liquid crystal cells.
- a plurality of the multilayer stretched films of the present invention may be laminated to form the first polarizing plate.
- a laminate in which the multilayer stretched film of the present invention is laminated with another film may be used as the first polarizing plate, but preferably the configuration in which the multilayer stretched film of the present invention and the absorption polarizing plate are laminated is excluded.
- the type of the liquid crystal cell is not particularly limited, and any type of liquid crystal cell such as a VA mode, an IPS mode, a TN mode, an STN mode, or a bend alignment ( ⁇ type) can be used.
- the kind of 2nd polarizing plate is not specifically limited, Both an absorption type polarizing plate and a reflection type polarizing plate can be used.
- the first polarizing plate, the liquid crystal cell, and the second polarizing plate are preferably laminated in this order, and these members may be laminated directly, Further, the layers may be laminated through a layer called an adhesive layer or an adhesive layer that enhances adhesion between layers (hereinafter sometimes referred to as an adhesive layer), a protective layer, or the like.
- an adhesive layer an adhesive layer that enhances adhesion between layers
- a protective layer or the like.
- the pressure-sensitive adhesive forming the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited.
- an acrylic polymer, silicone-based polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyether, fluorine-based or rubber-based polymer is appropriately selected.
- an acrylic pressure-sensitive adhesive that is excellent in transparency, has suitable wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties, and is excellent in weather resistance, heat resistance, and the like.
- the adhesive layer may be provided with a plurality of layers having different compositions or types. From the viewpoint of workability when laminating the liquid crystal cell and the polarizing plate, the adhesive layer is preferably attached in advance to one or both of the polarizing plate and the liquid crystal cell.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be appropriately determined according to the purpose of use and adhesive force, and is generally 1 to 500 ⁇ m, preferably 5 to 200 ⁇ m, and particularly preferably 10 to 100 ⁇ m. (Release film) Moreover, it is preferable that a release film (separator) is temporarily attached to the exposed surface of the pressure-sensitive adhesive layer for the purpose of preventing contamination or the like until it is practically used. Thereby, it can prevent contacting an adhesion layer in the usual handling state.
- release films include plastic films, rubber sheets, paper, cloth, non-woven fabrics, nets, foam sheets, metal foils, laminates thereof, and the like, silicone-based or long-chain alkyl-based, fluorine-based or molybdenum sulfide. Those coated with a release agent such as can be used.
- the present invention also includes a liquid crystal display device comprising a light source and the optical member for a liquid crystal display device of the present invention, wherein the first polarizing plate is disposed on the light source side.
- FIG. 5 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
- the liquid crystal display device has a light source 10 and a liquid crystal panel 11, and further incorporates a drive circuit and the like as necessary.
- the liquid crystal panel 11 includes a first polarizing plate 9 on the light source 10 side of the liquid crystal cell 8. Further, the second polarizing plate 7 is provided on the side opposite to the light source side of the liquid crystal cell 8, that is, on the viewing side.
- an arbitrary type such as a VA mode, an IPS mode, a TN mode, an STN mode, a bend alignment ( ⁇ type), or the like can be used.
- the liquid crystal display device of the present invention has a conventional absorption type by disposing the first polarizing plate 9 made of the reflective polarizing plate for bonding a liquid crystal cell of the present invention having high polarization performance on the light source side of the liquid crystal cell 8.
- the polarizing plate it can be used in combination with a liquid crystal cell.
- the polarizing plate of the present invention has a high polarization performance comparable to that of a conventional absorption polarizing plate and a function as a brightness enhancement film that reflects and reuses polarized light that is not transmitted, the light source 10 and the first polarization There is no need to use a reflective polarizing plate called a brightness enhancement film between the plate 9 and the function of the polarizing plate to be bonded to the brightness enhancement film and the liquid crystal cell can be integrated, thereby reducing the number of members. Can do.
- the liquid crystal display device of the present invention uses the polarizing plate of the present invention as the first polarizing plate, so that the light incident in the oblique direction hardly transmits the P-polarized component incident in the oblique direction, and at the same time obliquely Since the S-polarized component incident in the direction is transmitted while suppressing reflection, the hue deviation of the transmitted light with respect to the light incident in the oblique direction is suppressed. Therefore, it can be visually recognized as the color of the image projected as the liquid crystal display device. Further, normally, as shown in FIG. 5, the second polarizing plate 7 is disposed on the viewing side of the liquid crystal cell 8.
- the second polarizing plate 7 is not particularly limited, and a known one such as an absorption polarizing plate can be used. When the influence of external light is very small, the same type of reflective polarizing plate as the first polarizing plate may be used as the second polarizing plate. In addition to the second polarizing plate, for example, various optical layers such as an optical compensation film can be provided on the viewing side of the liquid crystal cell 8. [Formation of Liquid Crystal Display Device Containing Reflective Polarizing Plate for Bonding Liquid Crystal Cell]
- the liquid crystal display device of the second aspect of the present invention can be obtained by combining the optical member for liquid crystal display device (liquid crystal panel) of the present invention and a light source, and further incorporating a drive circuit and the like as necessary.
- the liquid crystal display device of the present invention allows light emitted from the light source to enter the first polarizing plate. Is preferred.
- the light source of a liquid crystal display device is roughly classified into a direct type and a side light type, but the liquid crystal display device of the present invention can be used without any limitation.
- the liquid crystal display device thus obtained includes, for example, OA equipment such as a personal computer monitor, notebook personal computer, copy machine, etc., mobile equipment such as a mobile phone, a clock, a digital camera, a personal digital assistant (PDA), a mobile game machine, Household electrical equipment such as video cameras, TVs, microwave ovens, back monitors, car navigation system monitors, car audio equipment, in-vehicle equipment, display equipment such as commercial store information monitors, security equipment such as monitoring monitors, It can be used for various applications such as nursing care and medical equipment such as nursing monitors and medical monitors.
- OA equipment such as a personal computer monitor, notebook personal computer, copy machine, etc.
- mobile equipment such as a mobile phone, a clock, a digital camera, a personal digital assistant (PDA), a mobile game machine
- Household electrical equipment such as video cameras, TVs, microwave ovens, back monitors, car navigation system monitors, car audio equipment, in-vehicle equipment
- display equipment such as commercial store information monitors
- the multilayer stretched film of the present invention is formed by extruding a polyester constituting the first layer and a thermoplastic resin constituting the second layer alternately in a molten state in a state where at least 251 layers or more are superimposed, Process). At this time, the laminated body of 251 layers or more laminated is laminated so that the thickness of each layer changes stepwise or continuously in a range of 2.0 times to 5.0 times.
- the multilayer unstretched film thus obtained is stretched in the film forming direction or at least one axial direction (direction along the film surface) in the width direction perpendicular thereto.
- the stretching temperature is preferably in the range of the glass transition temperature (Tg) to Tg + 50 ° C. of the polyester of the first layer.
- the draw ratio at this time is preferably 2 to 10 times, more preferably 2.5 to 7 times, even more preferably 3 to 6 times, and particularly preferably 4.5 to 5.5 times.
- the larger the draw ratio the smaller the variation in the plane direction of the individual layers in the first layer and the second layer due to the thinning by stretching, and the light interference of the multilayer stretched film becomes uniform in the plane direction. This is preferable because the difference in refractive index between the layers and the second layer in the stretching direction becomes large.
- known stretching methods such as heat stretching with a rod heater, roll heating stretching, and tenter stretching can be used. From the viewpoints of reducing scratches due to contact with the roll and stretching speed, tenter stretching is performed. preferable.
- the stretching process is also performed in the direction orthogonal to the stretching direction (Y direction) and biaxial stretching is performed, it is preferable to limit the stretching ratio to about 1.05 to 1.20 times. If the stretch ratio in the Y direction is further increased, the polarization performance may be deteriorated. Moreover, it is preferable to perform a heat setting process after extending
- the invention is further described by way of examples.
- the physical property and characteristic in an Example were measured or evaluated by the following method.
- DSC trade name: DSC2920, manufactured by TA Instruments.
- Identification of resin and identification of copolymer component and amount of each component For each layer of the film sample, the component of the resin, the copolymer component, and the amount of each component were identified by 1 H-NMR measurement.
- Thickness of each layer A film sample was cut into a film length direction of 2 mm and a width direction of 2 cm, fixed to an embedding capsule, and then embedded with an epoxy resin (Epomount manufactured by Refine Tech Co., Ltd.). The embedded sample was cut perpendicularly in the width direction with a microtome (LETRAC ULCT UCT manufactured by LEICA) to form a thin film slice having a thickness of 5 nm. Using a transmission electron microscope (Hitachi S-4300), the film was observed and photographed at an acceleration voltage of 100 kV, and the thickness of each layer was measured from the photograph.
- LETRAC ULCT UCT manufactured by LEICA
- the ratio of the maximum layer thickness to the minimum layer thickness in the first layer and the ratio of the maximum layer thickness to the minimum layer thickness in the second layer were determined.
- the average layer thickness of the first layer and the average layer thickness of the second layer were determined, respectively, and the average layer thickness of the second layer with respect to the average layer thickness of the first layer was calculated. .
- the outermost heat seal layer was excluded from the first layer and the second layer. Further, when a thickness adjusting layer having a thickness of 2 ⁇ m or more exists in the alternate lamination, such a layer was also excluded from the first layer and the second layer.
- the respective refractive indexes in the stretching direction (X direction), the orthogonal direction (Y direction), and the thickness direction (Z direction) (respectively denoted as n X , n Y , and n Z ).
- n X , n Y , and n Z was determined by measuring the refractive index at a wavelength of 633 nm using a Metricon prism coupler, and the refractive index was determined before and after stretching.
- ⁇ x x (0 °) ⁇ x (50 °) (1)
- x (0 °) represents the hue x of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- x (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees
- hue x) ⁇ y y (0 °) ⁇ y (50 °) (2)
- y (0 °) represents the hue y of the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 0 degrees
- y (50 °) represents the transmission spectrum of the incident polarized light at an incident angle of 50 degrees.
- Luminance improvement rate (I) when used as a luminance enhancement member The laminate sample films (multilayer stretched films) prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were used as a light source and a polarizing plate in an LCD panel (Diamond Crysta RDT158V-N 2004 manufactured by Mitsubishi Electric Corporation). When the white color is displayed on the PC, the front luminance is measured with a Topcon luminance meter (BM-7) from a location 500 mm away from the luminance before the sample film is inserted. The rate of increase was calculated, and the brightness enhancement effect when used as a brightness enhancement member was evaluated. (9) Heat seal strength The heat seal surfaces of the films were put together, leaving a chuck grip, and pressure-bonded at 140 ° C.
- the obtained laminate sample was slit to a width of 25 mm, and the position of the crosshead was adjusted so as not to sag by sandwiching the grip margin with the chuck of the crosshead of a tensile tester (trade name “Tensilon” manufactured by Toyo Baldwin).
- the laminate was pulled at a crosshead speed of 100 mm / min, the laminate sample was peeled off, and the load was measured with a load cell attached to a testing machine to obtain heat seal strength (unit: N / 25 mm).
- Luminance improvement rate (II) and hue (II) when used as a polarizing plate to be bonded to a liquid crystal cell Using the liquid crystal display devices prepared in Examples 7 to 13 and Comparative Examples 7 to 13 as the display of a personal computer, the front luminance of the screen of the liquid crystal display device when white display is performed by a personal computer is measured by FPD viewing angle manufactured by Optodesign. It measured with the evaluation apparatus (ErgoScope88), the increase rate of the brightness
- Brightness improvement effect is 160% or more ⁇ : Brightness improvement effect is 150% or more and less than 160% ⁇ : Brightness improvement effect is 140% or more and less than 150% ⁇ : Brightness improvement effect is less than 140%
- the maximum change in hue x or y at all viewing angles from 0 to 80 degrees was evaluated based on the following criteria. ⁇ : Maximum change of both x and y is less than 0.03 ⁇ : Maximum change of either x or y is less than 0.03 ⁇ : Maximum change of either x or y is 0.03 or more ⁇ : x, y In both cases, the maximum change is 0.03 or more. (11) Contrast evaluation when used as a polarizing plate to be bonded to a liquid crystal cell.
- the liquid crystal display devices prepared in Examples 7 to 13 and Comparative Examples 7 to 13 are used as personal computer display displays.
- the front luminance of the screen of the liquid crystal display device when white and black screens are displayed on a personal computer is measured with an FPD viewing angle measurement evaluation device (ErgoScope 88) manufactured by Opto Design, Inc., and the brightness is brighter than the white screen and darker than the black screen.
- Luminance was obtained, and the contrast obtained from bright / dark luminance was evaluated according to the following criteria.
- B Contrast (bright luminance / dark luminance) 200 or more and less than 1,000
- X Contrast (bright luminance / dark luminance) Less than 200
- Dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate, 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid, and ethylene glycol were subjected to esterification and transesterification in the presence of titanium tetrabutoxide, and then further The polycondensation reaction was performed, and the intrinsic viscosity was 0.62 dl / g, 65 mol% of the acid component was 2,6-naphthalenedicarboxylic acid component (in the table, indicated as NDC), and 35 mol% of the acid component was 6,
- An aromatic polyester (ENA35PEN) having a 6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid component (described as ENA in the table)
- spherical silica particles 0.10 wt% of spherical silica particles (average particle size: 0.3 ⁇ m, ratio of major axis to minor axis: 1.02, average deviation of particle size: 0.1) based on the weight of the first layer
- This was used as the first layer polyester.
- 20 mol% isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate (IA20PET) having an intrinsic viscosity (orthochlorophenol, 35 ° C.) of 0.62 dl / g was prepared.
- the prepared polyester for the first layer and polyester for the second layer were each dried at 170 ° C. for 5 hours, then supplied to the first and second extruders, and heated to 300 ° C.
- the polyester for the first layer into 137 layers and the polyester for the second layer into 138 layers After branching the polyester for the first layer into 137 layers and the polyester for the second layer into 138 layers, the first layer and the second layer are alternately laminated, and the maximum layer thickness in each of the first layer and the second layer Using a multi-layer feedblock device in which the minimum layer thickness continuously changes up to 2.2 times at the maximum / minimum, a total of 275 layers in which the first layer and the second layer are alternately stacked A melt was obtained. While maintaining the laminated state, the same polyester as the second layer polyester is led from the third extruder to the three-layer die on both sides thereof, and a heat seal layer is further provided on both sides of the melt in the laminated state of 275 layers in total. Laminated.
- the supply amount of the third extruder was adjusted so that both end layers (heat seal layers) were 18% of the whole.
- the laminated state is led to a die, cast on a casting drum, adjusted so that the average layer thickness ratio of the first layer and the second layer is 1.0: 2.6, and a total of 277 layers.
- a multilayer unstretched film was prepared. This multilayer unstretched film was stretched 5.2 times in the width direction at a temperature of 135 ° C., and heat-set at 140 ° C. for 3 seconds. The thickness of the obtained film was 33 ⁇ m.
- Table 1 shows the resin composition of each layer of the obtained multilayer stretched film, the characteristics of each layer, and Table 2 shows the physical properties.
- both sides of the obtained multilayer stretched film were respectively bonded to the back coat surface of a light diffusion film (Eiwa Co., Ltd .: Opulse BS-912) by pressure bonding at 140 ° C. and 275 kPa for 2 seconds, and laminated film.
- a multilayer stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin composition or the layer thickness of each layer was changed.
- Table 2 shows the physical properties of the obtained multilayer stretched film.
- the obtained multilayer stretched film was bonded to the back coat surface of a light diffusion film (Eiwa Co., Ltd .: Opulse BS-912) by pressure bonding at 140 ° C.
- NDC20PET used as the second layer polyester in Example 2 is a copolymer component of 20 mol% isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate (IA20PET) used as the second layer polyester in Example 1 with 2,6- It is a copolyester changed to naphthalene dicarboxylic acid (NDC).
- IA20PET isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate
- NDC naphthalene dicarboxylic acid
- the ENA21PEN / PCT blend used as the polyester for the second layer in Example 4 is the ENA21PEN which is the polyester for the first layer of Example 4 (79 mol% of the acid component is a 2,6-naphthalenedicarboxylic acid component, 21 mol% of the acid component is 6,6 '-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid component, aromatic polyester whose glycol component is ethylene glycol) and PCTA AN004 (polycyclohexanedimethylene terephthalate) manufactured by Eastman Chemical Co. -Isophthalate copolymer) is mixed at a weight ratio of 2: 1.
- Example 5 A multilayer stretched film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the copolymerization ratio of the polyester for the first layer was changed as shown in Table 1 and the layer thickness was changed as shown in Table 1.
- Table 1 shows the resin composition of each layer of the obtained multilayer stretched film, the characteristics of each layer, and Table 2 shows the physical properties.
- the back coat surface of a light diffusion film (Eiwa Co., Ltd .: Opulse BS-912) is provided on one side of the obtained multilayer stretched film, and the prism sheet (Made by Mitsubishi Rayon: “Diaart” Y type (M268Y) is provided on the opposite side. The back coat surface of)) was sandwiched and bonded at 140 ° C.
- polyester in Table 1 is as follows. NDC: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid ENA: 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid EG: ethylene glycol IA: isophthalic acid TA: terephthalic acid PEN: polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxy Rate PET: Polyethylene terephthalate Comparative Example 1 Polyester for the first layer is polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate (PEN) having an intrinsic viscosity (orthochlorophenol, 35 ° C.) of 0.62 dl / g, and an intrinsic viscosity (orthochlorophenol is used for the thermoplastic resin for the second layer).
- PEN polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate
- Comparative Examples 2-6 As shown in Table 1, a multilayer stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that any of the resin composition, the layer thickness, and the production conditions was changed. Table 1 shows the resin composition of each layer of the obtained multilayer stretched film, the characteristics of each layer, and Table 2 shows the physical properties. As for the obtained film, polarization performance fell compared with the Example. Further, the hue change amount of either P-polarized light or S-polarized light was large, and a hue shift occurred.
- Comparative Example 7 (Creating a polarizer) Dyeing a polymer film composed mainly of polyvinyl alcohol [Kuraray's trade name “9P75R (thickness: 75 ⁇ m, average polymerization degree: 2,400, saponification degree 99.9 mol%)”] between rolls having different peripheral speeds While being stretched and conveyed. First, it was immersed in a 30 ° C. water bath for 1 minute to swell the polyvinyl alcohol film and stretched 1.2 times in the conveying direction, and then a 30 ° C.
- the film was stretched 3 times in the transport direction while dyeing, based on a film that was not stretched at all (original length).
- the film was stretched 6 times in the conveying direction on the basis of the original length while being immersed in an aqueous solution having a boric acid concentration of 4% by weight and a potassium iodide concentration of 5% by weight for 30 seconds.
- the obtained stretched film was dried at 70 ° C. for 2 minutes to obtain a polarizer.
- the polarizer had a thickness of 30 ⁇ m and a moisture content of 14.3% by weight.
- (Create adhesive) Polyvinyl alcohol resin having an acetoacetyl group (average polymerization degree 1,200, saponification degree 98.5 mol%, acetoacetylation degree 5 mol%) 100 parts by weight, 50 parts by weight of methylol melamine at 30 ° C. It melt
- An aqueous adhesive solution was prepared by adding 18 parts by weight of an aqueous solution containing alumina colloid having a positive charge (average particle diameter of 15 nm) at a solid content concentration of 10% by weight to 100 parts by weight of this aqueous solution.
- the viscosity of the adhesive solution was 9.6 mPa ⁇ s
- the pH was in the range of 4 to 4.5
- the blending amount of the alumina colloid was 74 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol resin.
- An optically isotropic element having a thickness of 80 ⁇ m, a front retardation of 0.1 nm, and a thickness direction retardation of 1.0 nm (the Fuji Colloid product name “Fujitack ZRF80S”) was applied to one side of the polarizer by roll-to-roll so that the conveying direction of both was parallel, and the same was applied to the opposite side of the polarizer.
- an optically isotropic element (trade name “Fujitack ZRF80S” manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) coated with the above-mentioned alumina colloid-containing adhesive so as to have a thickness after drying of 80 nm is conveyed. Laminated with roll-to-roll so that the directions are parallel, and then dried for 6 minutes at 55 ° C. to obtain a polarizing plate.
- the (Creation of LCD panel) A liquid crystal panel provided with an IPS mode liquid crystal cell and adopting a direct-type backlight (from Matsushita Electric Co., Ltd., VIERA TH-32LZ80 2007), and a polarizing plate disposed above and below the liquid crystal cell
- the optical compensation film was removed, and the glass surface (front and back) of the liquid crystal cell was washed.
- an acrylic pressure-sensitive adhesive is applied to the light source side surface of the liquid crystal cell so that the polarizing plate X is in the same direction as the absorption axis direction of the light source side polarizing plate arranged in the original liquid crystal panel.
- the polarizing plate X was disposed in the liquid crystal cell.
- the polarizing plate X is placed on the viewing side surface of the liquid crystal cell with an acrylic pressure-sensitive adhesive in the same direction as the absorption axis direction of the viewing side polarizing plate arranged in the original liquid crystal panel.
- the polarizing plate X was placed in a liquid crystal cell. In this way, a liquid crystal panel in which the polarizing plate X was disposed on one main surface of the liquid crystal cell and the polarizing plate X was disposed on the other main surface was obtained.
- a multilayer stretched film (first polarizing plate) obtained on the light source side main surface and a liquid crystal panel in which polarizing plate X (second polarizing plate) was arranged on the viewing side main surface were obtained.
- the above liquid crystal panel was incorporated into the original liquid crystal display device, the light source of the liquid crystal display device was turned on, and the brightness, hue and contrast of the white screen and black screen were evaluated with a personal computer (measurement methods (10), (11)). .
- Table 3 shows the physical properties of the liquid crystal display device thus obtained.
- Example 13 The same operation as in Example 7 was repeated except that three multilayer stretched films obtained in Example 1 were bonded in parallel and used as the first polarizing plate.
- Comparative Examples 8-13 A liquid crystal display device was prepared by forming a liquid crystal panel using the multilayer stretched film obtained in Comparative Examples 1 to 6 as a first polarizing plate. As for the obtained film, the polarization performance fell compared with the Example, and sufficient brightness improvement rate was not obtained. Also, at least the hue change amount of either x or y was larger than that of the example. EFFECT OF THE INVENTION
- the multilayer stretched film of the present invention eliminates the hue shift of transmitted polarized light due to the incident angle in the oblique direction seen in the conventional reflective polarizing film, and has higher polarization performance than the conventional one. Therefore, when used as a polarizing plate to be bonded to a brightness enhancement film or a liquid crystal cell, a high brightness improvement rate can be obtained, and a liquid crystal display excellent in visibility with a small viewing angle and a high viewing angle can be provided.
- the multilayer stretched film of the present invention can be used for a brightness enhancement film, a polarizing plate to be bonded to a liquid crystal cell, and a liquid crystal display.
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Abstract
Description
一般に層厚が0.05~0.5μmの異なる屈折率を持った層で構成される多層フィルムは、一方の層を構成する層と他方の層を構成する層の屈折率差と膜厚および積層数により、特定の波長の光を反射する増反射といった現象がみられる。一般にその反射波長は、下記の式で示される。
λ=2(n1×d1+n2×d2)
(上式中、λは反射波長(nm)、n1、n2はそれぞれの層の屈折率、d1、d2はそれぞれの層の厚み(nm)を表わす)
例えば特許文献1に示されている通り、一方の層に正の応力光学係数をもった樹脂を使用することで、1軸方向に延伸することによりかかる層の屈折率を複屈折化させて異方性を持たせ、フィルム面内の延伸方向における層間の屈折率差を大きくし、一方でフィルム面内の延伸方向と直交方向における層間の屈折率差を小さくする方法により、特定の偏光成分のみを反射することができる。
この原理を利用して、例えば一方向の偏光を反射し、その直交方向の偏光を透過するといった反射偏光フィルムを設計することができ、そのときの望ましい複屈折性は下記の式で表される。
n1X>n2X、 n1Y=n2Y
(上式中、n1X、n2Xはそれぞれの層における延伸方向の屈折率、n1Y、n2Yはそれぞれの層における延伸方向に直交する方向の屈折率を表す)
また、特許文献2、特許文献3には、屈折率の高い層にポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(以下、2,6−PENと称することがある)を使用し、屈折率の低い層に熱可塑性エラストマーやイソフタル酸を30mol%共重合したPENを使用した多層フィルムが例示されている。これは、一方の層に正の応力光学係数を有する樹脂を使用し、他方の層に応力光学係数が非常に小さい(延伸による複屈折の発現が極めて小さい)樹脂を使用することで、特定の偏光のみを反射する反射偏光フィルムを例示したものである。
しかしながら、屈折率の高い層に2,6−PENを使用した場合、かかる層において、延伸後の延伸方向に直交する方向(Y方向)の屈折率とフィルム厚み方向(Z方向)の屈折率に差異が生じる。そのため延伸倍率を大きくして延伸方向(X方向)の層間の屈折率差を大きくし、偏光性能を高めようとすると、それに伴いZ方向の層間の屈折率差が大きくなる。そのため斜め方向に入射した光に対する部分的な反射により透過光の色相ずれがさらに大きくなるという問題点があった。
本発明は、以下の知見に基づく。即ち、高屈折率層を構成する第1層の樹脂として従来から用いられていたポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは、一軸延伸により、延伸方向(X方向)の屈折率は増大するものの、Y方向では延伸前後でほとんど屈折率が変化せず、一方Z方向は屈折率が低下する特徴を有する。そのため、延伸倍率を大きくして延伸方向(X方向)の層間の屈折率差を大きくし、偏光性能を高めようとすると、それに伴いZ方向の層間の屈折率差が大きくなる。また、延伸後のZ方向の層間の屈折率を一致させようとすると今度はY方向の層間の屈折率差が大きくなる。そのため、偏光性能の向上と斜め方向の入射光に対する透過偏光の色相ずれの両立が難しい。
本発明者は、高屈折率層を構成する第1層の樹脂として、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートに代えて、6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分を含有する屈折率の高いポリエステルを用いると、一軸延伸後の第1層のX方向とY方向の屈折率差を大きくすることができることを見出した。その結果、偏光性能が向上することに加え、Y方向とZ方向の両方向について層間の屈折率差を小さくすることができることを見出した。
また本発明者は、これらの知見より、本発明の課題である偏光性能の向上と斜め方向の入射角による透過偏光の色相ずれ解消の両立化が可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明の目的は、以下の発明により達成される。
1. 第1層と第2層とが交互に積層された251層以上の多層延伸フィルムであり、
1)該第1層は、ジカルボン酸成分とジオール成分とのポリエステルからなる厚み0.01μm以上0.5μm以下の層であり、
(i)ジカルボン酸成分は5モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分および50モル%以上95モル%以下の下記式(B)で表される成分を含有し、
(式(A)中、RAは炭素数2~10のアルキレン基を表わす)
(式(B)中、RBはフェニレン基またはナフタレンジイル基を表わす)
(ii)ジオール成分は90モル%以上100モル%以下の下記式(C)で表される成分を含有し、
(式(C)中、RCは炭素数2~10のアルキレン基を表わす)
該第2層は平均屈折率1.50以上1.60以下であって、1軸延伸方向(X方向)、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)およびフィルム厚み方向(Z方向)のそれぞれの屈折率差が延伸前後で0.05以下である熱可塑性樹脂からなる厚み0.01μm以上0.5μm以下の層であって、
2)フィルム面を反射面とし、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度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ90%以上であり、
3)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ15%以下であり、かつ
4)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以下であることを特徴とする多層延伸フィルム。
2. 式(A)で表される酸成分が下記式(A−1)である前項1に記載の多層延伸フィルム。
3. 第2層を形成する熱可塑性樹脂が、イソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルである前項1または2に記載の多層延伸フィルム。
4.第1層と第2層のX方向の屈折率差が0.10~0.45である前項1~3のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
5. 第1層と第2層のY方向の屈折率差および第1層と第2層のZ方向の屈折率差がそれぞれ0.05以下である前項1~4のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
6. 入射面に対して平行な偏光成分について、下記式(1)、(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyがいずれも0.1以下である前項1~5のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす)
7. 入射面に対して垂直な偏光成分について、下記式(1)、(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyがいずれも0.01以下である前項1~6のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす)
8. 厚みが15μm以上40μm以下である前項1~7のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
9. 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1.5倍以上5.0倍以下の範囲である前項1~8のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
10. 第1層と第2層との交互積層の少なくとも一方の最外層面上にさらにヒートシール層が設けられてなる前項1~9のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
11. ヒートシール層が第2層と同じ熱可塑性樹脂からなり、該熱可塑性樹脂の融点が第1層のポリエステルの融点より20℃以上低く、かつ厚み3~10μmの層である前項10に記載の多層延伸フィルム。
12. 前項1~11のいずれか一項に記載の多層延伸フィルムからなる輝度向上用部材。
13. 前項12記載の輝度向上用部材の少なくとも一方の面に光拡散フィルムが積層されてなる液晶ディスプレイ用複合部材。
14. 輝度向上用部材と光拡散フィルムとがヒートシール層を介して積層されてなる前項13記載の液晶ディスプレイ用複合部材。
15. 光拡散フィルムを介して輝度向上用部材と反対側にさらにプリズム層を有する前項13記載の液晶ディスプレイ用複合部材。
16. 前項12に記載の輝度向上用部材を含む液晶ディスプレイ装置。
17. 前項13~15のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ用複合部材を含む液晶ディスプレイ装置。
18. 前項1~11のいずれか一項に記載の多層延伸フィルムからなる偏光板。
19. 多層延伸フィルムが、(1)フィルム面を反射面とし、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度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ95%以上であり、
(2)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ12%以下である前項18記載の偏光板。
20. 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、第1の偏光板が前項18または19に記載の偏光板である液晶ディスプレイ装置用光学部材。
21. 第2の偏光板が、吸収型偏光板である前項20記載の液晶ディスプレイ装置用光学部材。
22. 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、第1の偏光板および第2の偏光板が、前項18または19に記載の偏光板である液晶ディスプレイ装置用光学部材。
23. 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、第1の偏光板が請求項18または19に記載の偏光板と他の偏光板との積層体であり、ただし該他の偏光板が吸収型偏光板である場合を除く、液晶ディスプレイ装置用光学部材。
24. 光源と前項20~23のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ装置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装置。
25. 光源と第1の偏光板との間に反射型偏光板を有していない前項24記載の液晶ディスプレイ装置。
図2は、本発明における第1層用芳香族ポリエステル(I)の1軸延伸後の延伸方向(X方向)、延伸方向と直交する方向(Y方向)、厚み方向(Z方向)の屈折率(それぞれnX、nY、nZと示す)である。
図3は、本発明の多層延伸フィルムのフィルム面を反射面とし、延伸方向(X方向)を含む入射面に対して平行な偏光成分(P偏光成分)、および延伸方向(X方向)を含む入射面に対して垂直な偏光成分(S偏光成分)の波長に対する反射率のグラフの一例である。入射角は0°である。
図4は、本発明の液晶ディスプレイ装置の第1態様の概略断面図である。
1 偏光板
2 液晶セル
3 偏光板
4 輝度向上用部材
5 光源
6 液晶パネル
図5は、本発明の液晶ディスプレイ装置の第2態様の概略断面図である。
7 第2の偏光板
8 液晶セル
9 第1の偏光板
10 光源
11 液晶パネル
本発明の多層延伸フィルムは、第1層と第2層とが交互に積層され、251層以上を有し、少なくとも1軸方向に延伸されたフィルムである。ここで第1層は第2層より屈折率の高い層、第2層は第1層より屈折率の低い層をそれぞれ表す。
本発明の特徴は、一定の層厚み構成で、多層延伸フィルムを構成する第1層と第2層において、第1層に特定の共重合成分を有することを特徴とする屈折率の高いポリエステルを用い、かつ第2層に等方性で延伸による屈折率変化の小さい、平均屈折率が1.50以上1.60以下の熱可塑性樹脂を用いることにある。
後述する特定のポリエステルを用いて第1層を構成することにより、延伸後の第1層のX方向とY方向の屈折率差を従来より大きくすることが可能となり、かつY方向とZ方向の両方向について層間の屈折率差を小さくすることが初めて可能となる。このように、従来、反射偏光機能を有する多層フィルムの第1層に用いられることが知られていなかった本発明の特定のポリエステルを第1層に用い、さらに後述する第2層の熱可塑性樹脂と組み合わせて一定層厚みの多層フィルムにすることにより、これまで困難であった、偏光性能の向上と斜め方向の入射光に対する透過偏光の色相ずれの両立化が可能となる。さらに、偏光性能が従来よりも高くなるため、従来と同程度の偏光性能であればフィルム厚みを1/3程度に薄くでき、ディスプレイ厚みをより薄肉化することができる。
ここで、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。
以下、さらに本発明の多層延伸フィルムについて詳述する。
[第1層]
本発明において、第1層を構成するポリエステル(以下、芳香族ポリエステル(I)と称することがある)は以下の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。
(ジカルボン酸成分)
本発明の芳香族ポリエステル(I)を構成するジカルボン酸成分(i)として、5モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分、および50モル%以上95モル%以下の下記式(B)で表される成分の、少なくとも2種の芳香族ジカルボン酸成分またはそれらの誘導体が用いられる。ここで、各芳香族ジカルボン酸成分の含有量は、ジカルボン酸成分の全モル数を基準とする含有量である。
(式(A)中、RAは炭素数2~10のアルキレン基を表わす)
(式(B)中、RBはフェニレン基またはナフタレンジイル基を表わす)
式(A)で表される成分について、式中、RAは炭素数2~10のアルキレン基である。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る。
式(A)で表される成分の含有量の下限値は、好ましくは7モル%、より好ましくは10モル%、さらに好ましくは15モル%である。また、式(A)で表される成分の含有量の上限値は、好ましくは45モル%、より好ましくは40モル%、さらに好ましくは35モル%、特に好ましくは30モル%である。従って、式(A)で表される成分の含有量は、好ましくは5モル%以上45モル%以下、より好ましくは7モル%以上40モル%以下、さらに好ましくは10モル%以上35モル%以下、特に好ましくは15モル%以上30モル%以下である。
式(A)で表される成分は、好ましくは6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸、6,6’−(トリメチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸および6,6’−(ブチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸から誘導される成分が好ましい。これらの中でも式(A)におけるRAの炭素数が偶数のものが好ましく、特に下記式(A−1)で表わされる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が好ましい。
かかる芳香族ポリエステル(I)は、ジカルボン酸成分が5モル%以上50モル%以下の式(A)で表される成分を含有することを特徴とする。式(A)で示される成分の割合が下限値に満たない場合は、延伸によるY方向の屈折率の低下が生じないため、延伸フィルムにおけるY方向の屈折率nYとZ方向の屈折率nZの差異が大きくなり、斜め方向の入射角で入射した偏光による色相ずれが改善し難い。また、式(A)で示される成分の割合が上限値を超える場合は、非晶性の特性が大きくなり、延伸フィルムにおけるX方向の屈折率nXとY方向の屈折率nYとの差異が小さくなるため、反射偏光フィルムとして十分な性能を発揮しない。
このように、式(A)で表される成分を含有するポリエステルを用いることで、反射偏光フィルムとしての偏光性能を従来より高めつつ、斜め方向の入射角による色相ずれも生じない多層延伸フィルムを製造することができる。
また、式(B)で表される成分について、式中、RBはフェニレン基またはナフタレンジイル基である。
式(B)で表される成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、またはこれらの組み合わせから誘導される成分が挙げられ、特に2,6−ナフタレンジカルボン酸から誘導される成分が好ましく例示される。
式(B)で表される成分の含有量の下限値は、好ましくは55モル%、より好ましくは60モル%、さらに好ましくは65モル%、特に好ましくは70モル%である。また、式(B)で表される成分の含有量の上限値は、好ましくは93モル%、より好ましくは90モル%、さらに好ましくは85モル%である。従って、式(B)で表される成分の含有量は、好ましくは55モル%以上95モル%以下、より好ましくは60モル%以上93モル%以下、さらに好ましくは65モル%以上90モル%以下、特に好ましくは70モル%以上85モル%以下である。
式(B)で示される成分の割合が下限値に満たない場合は、非晶性の特性が大きくなり、延伸フィルムにおけるX方向の屈折率nXとY方向の屈折率nYとの差異が小さくなるため、反射偏光フィルムとして十分な性能を発揮しない。また、式(B)で示される成分の割合が上限値を超える場合は、式(A)で示される成分の割合が相対的に少なくなるため、延伸フィルムにおけるY方向の屈折率nYとZ方向の屈折率nZの差異が大きくなり、斜め方向の入射角で入射した偏光による色相ずれが改善し難い。
このように、式(B)で表される成分を含有するポリエステルを用いることで、X方向に高屈折率を示すと同時に1軸配向性の高い複屈折率特性を実現できる。
(ジオール成分)
本発明の芳香族ポリエステル(I)を構成するジオール成分(ii)として、90モル%以上100モル%以下の下記式(C)で表されるジオール成分が用いられる。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。
(式(C)中、RCは炭素数2~10のアルキレン基を表わす)
式(C)で表されるジオール成分の含有量は、好ましくは95モル%以上100モル%以下、より好ましくは98モル%以上100モル%以下である。
式(C)中、RCは炭素数2~10のアルキレン基であり、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る。これらの中でも式(C)で表されるジオール成分として、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から誘導される成分が好ましく挙げられる。特に好ましくはエチレングリコールから誘導される成分である。式(C)で示される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。
(芳香族ポリエステル(I))
芳香族ポリエステル(I)において、式(A)で表される酸成分と式(C)で表されるジオール成分で構成されるエステル単位(−(A)−(C)−)の含有量は、全繰り返し単位の5モル%以上50モル%以下であり、好ましくは5モル%以上45モル%以下、さらに好ましくは10モル%以上40モル%以下である。
芳香族ポリエステル(I)を構成する他のエステル単位として、エチレンテレフタレート、トリメチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレートなどのアルキレンテレフタレート単位、エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、トリメチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ブチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートなどのアルキレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が挙げられる。これらの中でも高屈折率性などの点からエチレンテレフタレート単位やエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましく、特にエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位が好ましい。
芳香族ポリエステル(I)として、特に、式(A)で表されるジカルボン酸成分が下記式(A−1)で表わされるジカルボン酸成分であり、
式(B)で表されるジカルボン酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸由来の芳香族ジカルボン酸成分であり、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。
芳香族ポリエステル(I)は、P−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比40/60)の混合溶媒を用いて35℃で測定した固有粘度が0.4~3dl/gであることが好ましく、さらに好ましくは0.4~1.5dl/g、特に好ましくは0.5~1.2dl/gである。
芳香族ポリエステル(I)の融点は、好ましくは200~260℃の範囲、より好ましくは205~255℃の範囲、さらに好ましくは210~250℃の範囲である。融点はDSCで測定して求めることができる。
該ポリエステルの融点が上限値を越えると、溶融押出して成形する際に流動性が劣り、吐出などが不均一化しやすくなることがある。一方、融点が下限値に満たないと、製膜性は優れるものの、ポリエステルの持つ機械的特性などが損なわれやすくなり、また本発明の屈折率特性が発現し難い。
一般的に共重合体は単独重合体に比べて融点が低く、機械的強度が低下する傾向にある。しかし、本発明のポリエステルは、式(A)の成分および式(B)の成分を含有する共重合体であり、式(A)の成分のみを有する単独重合体に比べて融点が低いものの機械的強度は同程度であるという優れた特性を有する。
芳香族ポリエステル(I)のガラス転移温度(以下、Tgと称することがある。)は、好ましくは80~120℃、より好ましくは82~118℃、さらに好ましくは85~118℃の範囲にある。Tgがこの範囲にあると、耐熱性および寸法安定性に優れたフィルムが得られる。かかる融点やガラス転移温度は、共重合成分の種類と共重合量、そして副生物であるジアルキレングリコールの制御などによって調整できる。
かかる芳香族ポリエステル(I)の製造方法は、例えばWO2008/153188号パンフレットの第9頁に記載されている方法に準じて製造することができる。
(第1層の厚み)
本発明の第1層は、各層の厚みが0.01μm以上0.5μm以下の層である。第1層の厚みがかかる範囲にあることにより、層間の光干渉によって選択的に光を反射することが可能となる。
(第1層の屈折率)
芳香族ポリエステル(I)を1軸延伸した場合の各方向の屈折率の変化例を図2に示す。図2に示すように、X方向の屈折率nXは延伸により増加する方向にあり、Y方向の屈折率nYとZ方向の屈折率nZはともに、延伸に伴い低下する傾向にあり、しかも延伸倍率によらずnYとnZの屈折率差が非常に小さいことを特徴としている。
また第1層は、かかる特定の共重合成分を含む芳香族ポリエステル(I)を用いて1軸延伸を施すことにより、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ことにより、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。
またY方向の1軸延伸後の屈折率nYとZ方向の1軸延伸後の屈折率nZの屈折率差は、具体的には0.05以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.03以下、特に好ましくは0.01以下である。これら2方向の屈折率差が非常に小さいことにより、偏光光が斜め方向の入射角で入射しても色相ずれが生じない効果を奏する。
一方、第1層を構成するポリエステルがポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)の場合、図1に示すように、1軸方向の延伸倍率によらず、Y方向の屈折率nYは一定で低下がみられないのに対し、Z方向の屈折率nZは1軸延伸倍率の増加に伴い屈折率が低下する。そのため、Y方向の屈折率nYとZ方向の屈折率nZの差が大きくなり、偏光光が斜め方向の入射角で入射した際に色相ずれが生じやすくなる。
[第2層]
(熱可塑性樹脂)
本発明において、第2層は平均屈折率1.50以上1.60以下であって、X方向、Y方向およびZ方向のそれぞれの屈折率差が延伸前後で0.05以下である熱可塑性樹脂からなる。ここで平均屈折率とは、第2層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させ、ダイより押出して未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おける屈折率について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長633nmで測定し、それらの平均値を平均屈折率として規定したものである。
また、延伸前後の屈折率差については、まず、第2層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させてダイより押出し、未延伸フィルムを作成する。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、3方向の屈折率の平均値より平均屈折率を求め、延伸前の屈折率とする。次に、延伸後の屈折率については、第2層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させてダイより押出し、1軸方向に135℃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て延伸後の各方向の屈折率を求め、延伸前後の各方向の屈折率差を比較して得られる。
第2層を構成する熱可塑性樹脂の平均屈折率は、好ましくは1.53以上1.60以下、さらに好ましくは1.55以上1.60以下、さらに好ましくは1.58以上1.60以下である。第2層がかかる平均屈折率を有し、しかも延伸前後の屈折率差の小さい等方性材料であることにより、第1層と第2層の層間における延伸後のX方向の屈折率差が大きく、かつY方向の屈折率差およびZ方向の屈折率差が共に極めて小さい屈折率特性を得ることができ、その結果、偏光性能と斜め方向の入射角による色相ずれの両立が可能となる。
かかる屈折率特性を有する熱可塑性樹脂の中でも、1軸延伸における製膜性の観点から、結晶性ポリエステルであることが好ましい。かかる屈折率特性を有する結晶性ポリエステルとして、共重合ポリエチレンテレフタレート、共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート、またはこれら共重合ポリエステルと非晶性ポリエステルとのブレンドが好ましい。中でも共重合ポリエチレンテレフタレートが好ましい。かかる共重合ポリエチレンテレフタレートの中でも、イソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルが好ましい。特にイソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とする融点が220℃以下のポリエステルであることが好ましい。
また、共重合ポリエチレンテレフタレートの場合、上記成分以外の共重合成分は、第2層のポリエステルを構成する全繰り返し単位を基準として10モル%以下の範囲内であることが好ましい。共重合成分として、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸などのうちのメインの共重合成分以外の芳香族カルボン酸;アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸といった脂環族ジカルボン酸等の酸成分、ブタンジオール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノールといった脂環族ジオール等のグリコール成分を好ましく挙げることができる。
これらの中でも、比較的、延伸性を維持しながら融点を低下させやすいことから、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸の2種の共重合成分が好ましい。即ち、第2層を形成する熱可塑性樹脂が、イソフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルであることが好ましい。なお、第2層を構成する熱可塑性樹脂の融点は、フィルムにする前の段階から低い必要はなく、延伸処理後に低くなっていれば良い。例えば、2種以上のポリエステルをブレンドし、これらを溶融混練時にエステル交換させたものであってもよい。
(第2層の層厚み)
第2層は、各層の厚みが0.01μm以上0.5μm以下の層である。第2の層の厚みがかかる範囲にあることにより、層間の光干渉によって選択的に光を反射することが可能となる。
(第1層と第2層の屈折率差)
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るため、より少ない積層数で高い反射率を得ることができる。
また、第1層と第2層のY方向の屈折率差および第1層と第2層のZ方向の屈折率差は、それぞれ0.05以下であることが好ましい。Y方向およびZ方向それぞれの層間の屈折率差がともに上述の範囲にあることにより、偏光光が斜め方向の入射角で入射した際に色相ずれを抑制することができる。
[樹脂以外の成分]
本発明の多層延伸フィルムは、フィルムの巻取り性を向上させるために、少なくとも一方の最外層に平均粒径が0.01μm~2μmの不活性粒子を、層の重量を基準として0.001重量%~0.5重量%含有することが好ましい。不活性粒子の平均粒径が下限値よりも小さいか、含有量が下限値よりも少ないと、多層延伸フィルムの巻取り性を向上させる効果が不十分になりやすく、他方、不活性粒子の含有量が上限値を超えるか、平均粒径が上限値を超えると、粒子による多層延伸フィルムの光学特性の悪化が顕著になることがある。好ましい不活性粒子の平均粒径は、0.02μm~1μm、特に好ましくは0.1μm~0.3μmの範囲である。また、好ましい不活性粒子の含有量は、0.02重量%~0.2重量%の範囲である。
多層延伸フィルムに含有させる不活性粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、カオリン、タルクのような無機不活性粒子、シリコーン、架橋ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体のような有機不活性粒子を挙げることができる。粒子形状は、凝集状、球状など一般的に用いられる形状であれば特に限定されない。
不活性粒子は、最外層のみならず、最外層と同じ樹脂で構成される層中に含まれていてもよく、例えば第1層または第2層の少なくとも一方の層中に含まれていてもよい。または、第1層、第2層と異なる別の層を最外層として設けてもよく、またヒートシール層を設ける場合は該ヒートシール層中に不活性粒子が含まれていてもよい。
[積層構成]
(積層数)
本発明の多層延伸フィルムは、上述の第1層および第2層を交互に合計251層以上積層したものである。積層数が251層未満であると、延伸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を満足することができない。
積層数の上限値は、生産性およびフィルムのハンドリング性など観点から2001層に制限される。積層数の上限値は、本発明の平均反射率特性が得られれば生産性やハンドリング性の観点からさらに積層数を減らしてもよく、例えば1001層、501層、301層であってもよい。
(各層厚み)
第1層および第2層は、層間の光干渉によって選択的に光を反射するために、各層の厚みは0.01μm以上0.5μm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。
本発明の多層延伸フィルムが示す反射波長帯は、可視光域から近赤外線領域であることから、上記層厚の範囲とすることが必要である。層厚みが0.5μmを超えると反射帯域が赤外線領域になり、反射偏光フィルムとして有用性が得られない。一方、層厚みが0.01μm未満であると、ポリエステル成分が光を吸収し反射性能が得られなくなる。
第1層の各層の厚みは、好ましくは0.01μm以上0.1μm以下である。また第2層の各層の厚みは、好ましくは0.01μm以上0.3μm以下である。
(最大層厚みと最小層厚みの比率)
本発明の多層延伸フィルムは、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以下であり、好ましくは2.0以上4.0以下、より好ましくは2.0以上3.5以下、さらに好ましくは2.0以上3.0以下である。
即ち、第1層における最大層厚みと最小層厚みの比率が2.0以上5.0以下であり、かつ第2層における最大層厚みと最小層厚みの比率が2.0以上5.0以下である。
例えば、第1層が126層あり第2層が125層ある多層延伸フィルムにおいて、第1層の最大層厚みとは、126層ある第1層の中で最も厚みの大きい層の厚みのことである。第1層の最小層厚みとは、126層ある第1層の中で最も厚みの小さい層の厚みのことである。
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。
多層延伸フィルムは、層間の屈折率差、層数、層の厚みによって反射する波長が決まるが、積層された第1層および第2層のそれぞれが一定の厚みでは、特定の波長のみしか反射することができず、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の幅広い波長帯にわたって均一に平均反射率を高めることができない。また、最大層厚みと最小層厚みの比率が上限値を超える場合は、反射帯域が広がりすぎ、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反射率が低下する。
第1層および第2層は、段階的に変化してもよく、連続的に変化してもよい。このように積層された第1層および第2層のそれぞれが変化することで、より広い波長域の光を反射することができる。
本発明の多層延伸フィルムの積層方法は特に限定されないが、例えば、第1層用ポリエステルを137層、第2層用熱可塑性樹脂を138層に分岐させた、第1層と第2層が交互に積層され、その流路が連続的に2.0~5.0倍までに変化する多層フィードブロック装置を使用する方法が挙げられる。
(第1層と第2層の平均層厚み比)
本発明の多層延伸フィルムは、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1.5倍以上5.0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2.0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4.0であり、さらに好ましくは3.5である。
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かかる範囲にあることにより、反射波長の半波長で生じる2次反射を有効に利用できるため、第1層および第2層それぞれの最大層厚みと最小層厚みの比率を最小限に抑えることができ、光学特性の観点から好ましい。また、このように第1層と第2層の厚み比を変化させることにより、層間の密着性を維持したまま、また使用する樹脂を変更することなく、得られたフィルムの機械特性も調整することができ、フィルムが裂けにくくなる効果も有する。
一方、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かかる範囲からはずれる場合、反射波長の半波長で生じる2次反射が小さくなってしまい、反射率が低下することがある。
(厚み調整層)
本発明の多層延伸フィルムは、かかる第1層、第2層以外に、層厚みが2μm以上の厚み調整層を第1層と第2層の交互積層構成の一部に有していてもよい。かかる厚みの厚み調整層を第1層と第2層の交互積層構成の一部に有することにより、偏光機能に影響を及ぼすことなく、第1層および第2層を構成する各層厚みを均一に調整しやすくなる。かかる厚みの厚み調整層は、第1層、第2層のいずれかと同じ組成、またはこれらの組成を部分的に含む組成であってもよく、層厚みが厚いため、反射特性には寄与しない。一方、透過する偏光光には影響することがあるため、層中に粒子を含める場合は既述の粒子濃度の範囲内であることが好ましい。
[1軸延伸フィルム]
本発明の多層延伸フィルムは、目的とする反射偏光フィルムとしての光学特性を満足するために、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、偏光光や屈折率との関係での「延伸方向」とは、2軸方向のうちのより延伸された方向を指す。
延伸方法としては、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。
[フィルム厚み]
本発明の多層延伸フィルムは、フィルム厚みが15μm以上40μm以下であることが好ましい。従来の反射偏光機能を有する多層フィルムは、P偏光について90%程度の平均反射率を得るためには、本発明より層数を多くする必要があり、100μm程度の厚みが必要であったところ、本発明は、第1層を構成する樹脂として、特定の共重合成分を有する芳香族ポリエステル(I)を用い、さらに既述の第2層の熱可塑性樹脂と組み合わせて一定層厚みの多層フィルムにすることにより、従来と同程度の偏光性能であれば層数を減らしても達成することが可能となり、フィルム厚みを1/3程度の40μm以下に薄くできることを見出した点にも特徴がある。かかるフィルム厚みにより、ディスプレイ厚みをより薄肉化することができる。
[平均反射率]
本発明の多層延伸フィルムは、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度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ90%以上である。
また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垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ15%以下である。
ここで、入射面とは反射面と垂直の関係にあり、かつ入射光線と反射光線を含む面を指す。また、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は、一般的にP偏光とも称される。また、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垂直な偏光成分は、一般的にS偏光とも称される。さらに入射角とは、フィルム面の垂直方向に対する入射角を表す。
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(P偏光)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、さらに好ましくは95%以上100%以下であり、特に好ましくは98%以上100%以下である。
また、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50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率は、さらに好ましくは93%以上99%以下であり、特に好ましくは95%以上98%以下である。
かかる入射角でのP偏光成分に対する波長400~800nmの平均反射率が下限値に満たない場合、反射偏光フィルムとしての偏光反射性能はもとより、反射した光の色相ずれが生じ、ディスプレイとした場合に着色が生じる。一方、かかる範囲内でより該平均反射率が高い方がより偏光反射性能が高まるものの、上限値を超える程度にまで高くすることは組成や延伸との関係で難しいことがある。
P偏光成分に対するこのような高い平均反射率特性を有し、さらにS偏光成分に対して後述する反射率特性をも備えることにより、本発明の液晶ディスプレイ装置の第1態様における輝度向上用部材として好適に用いることができる。
また、かかる平均反射率の範囲において、P偏光成分に対する平均反射率がさらに入射角0度および50度に対して95%以上であることにより、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され、従来の吸収型偏光板に匹敵する高い偏光性能が得られ、本発明の液晶ディスプレイ装置の第2態様のように、単独で液晶セルと貼り合せ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。また、入射角50度でのP偏光についても平均反射率がこのように高いことにより、高い偏光性能が得られるとともに、斜め方向に入射した光の透過が高度に抑制されるため、かかる光による色相ずれが抑制される。
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垂直な偏光成分(S偏光)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、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは5%以上12%以下であり、特に好ましくは8%以上12%以下である。
また、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垂直な偏光成分について入射角50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率は、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは5%以上10%以下であり、特に好ましくは8%以上10%以下である。
かかる入射角でのS偏光成分に対する波長400~800nmの平均反射率が上限値を越える場合、反射偏光フィルムとしての偏光透過率が低下するため、液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムや液晶セルに貼り合せる偏光板としての十分な性能を発現しない。
一方、かかる範囲内でより該偏光反射率が低い方がよりS偏光成分の透過率が高くなるものの、下限値より低くすることは組成や延伸との関係で難しいことがある。特に、上述のP偏光に対する高い平均反射率とともに、S偏光に対する反射率が12%以下になると、光源と反対側に透過されるS偏光量の増大により、従来の吸収型偏光板に匹敵する高い偏光性能が得られ、本発明の液晶ディスプレイ装置の第2態様のように、単独で液晶セルと貼り合せる偏光板として好適に用いることができる。
かかるP偏光成分についての平均反射率特性を得るためには、各層厚み、積層数に加え、第1層および第2層を構成するポリマー成分として上述の特性を有するポリマーを用い、かつ延伸方向(X方向)に一定の延伸倍率で延伸して第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(X方向)における第1層と第2層の屈折率差を大きくすることによって達成される。
また、S偏光成分についての平均反射率特性を得るためには、第1層および第2層を構成するポリマー成分として上述の特性を有するポリマーを用い、かつ該延伸方向と直交する方向(Y方向)に延伸しないか、低延伸倍率での延伸にとどめることにより、該直交方向(Y方向)における第1層と第2層の屈折率差を極めて小さくすることによって達成される。
(第1層の屈折率特性)
第1層のポリエステルのX方向における屈折率nXは、延伸により0.20以上増大することが好ましく、より好ましくは0.25以上、さらに好ましくは0.27以上である。該屈折率の変化がより大きい方が偏光性能を高めることができるが、延伸倍率が高すぎるとフィルム破断が生じる関係で、上限値は0.35に制限され、さらには0.30である。
第1層のポリエステルのY方向における屈折率nYは、延伸により0.05以上0.20以下の範囲で低下することが好ましく、より好ましくは0.06以上0.15以下、さらに好ましくは0.07以上0.10以下である。該屈折率の低下量が下限値に満たない場合は、Y方向の層間屈折率が一致するように両層の樹脂を選択すると、X方向の層間の屈折率差を大きくするに伴いZ方向の層間の屈折率のずれが大きくなり、偏光性能の向上と斜め方向の入射光に対する透過偏光の色相ずれの両立化が困難であることがある。一方、該屈折率の低下量が上限値を超える場合は、配向性が高すぎて、機械的な強度が十分でないことがある。
第1層のポリエステルのZ方向における屈折率nZは、延伸により0.05以上0.20以下の範囲で低下することが好ましく、より好ましくは0.06以上0.15以下、さらに好ましくは0.07以上0.10以下である。該屈折率の低下量を下限値に満たない範囲にするためにはX方向を低配向にせざるを得ず、X方向の層間の屈折率差を十分に大きくすることができないことがある。一方、該屈折率の低下量が上限値を超える場合は、配向性が高すぎて、機械的な強度が十分でないことがある。
第1層の延伸後のY方向屈折率nYと延伸後のZ方向屈折率nZの屈折率差は、0.05以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.03以下、特に好ましくは0.01以下である。これら2方向の屈折率差が非常に小さいことにより、偏光光が斜め方向の入射角で入射しても色相ずれが生じない効果を奏する。かかる偏光光は特に、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垂直な偏光成分(S偏光)についての色相ずれの解消に効果的である。
[色相の変化量]
本発明の多層延伸フィルムは、入射面に対して平行な偏光成分について、下記式(1)、(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyがいずれも0.1以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.09以下、特に好ましくは0.08以下である。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす)
入射面に対して平行な偏光成分(P偏光)に係る色相x、yは、フィルムのP偏光について0°および50°入射角で測定した透過スペクトルをもとに、JIS規格Z8729に準じて標準光源Cに対するCIE表色系におけるY、x、yを求めた値で表わされる。
また、式(1)、式(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyは、フィルム面に垂直方向(0度)の入射偏光成分とフィルム面に垂直な方向から50度斜め方向の入射偏光成分との色相x、yの変化量の大きさを表わしており、透過P偏光の色相ずれに相当する。
かかる色相の変化量Δx、Δyが上限値を超える場合、斜め方向の入射角による透過P偏光の色相ずれが大きく、輝度向上フィルムや液晶セル貼合せ用反射偏光フィルムとして用いた場合に高視野角での色相ずれが大きく、視認性が低下することがある。
また、本発明の多層延伸フィルムは、入射面に対して垂直な偏光成分について、下記式(1)、(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyがいずれも0.01以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.005以下、特に好ましくは0.003以下である。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす)
入射面に対して垂直な偏光成分(S偏光)に係る色相x、yは、フィルムのS偏光について0°および50°入射角で測定した透過スペクトルをもとに、JIS規格Z8729に準じて標準光源Cに対するCIE表色系におけるY、x、yを求めた値で表わされる。
また、色相の変化量Δx、Δyは、フィルム面に垂直方向(0度)の入射偏光成分とフィルム面に垂直な方向から50度斜め方向の入射偏光成分との色相x、yの変化量の大きさを表わしており、透過S偏光の色相ずれに相当する。
かかる色相の変化量Δx、Δyが上限値を超える場合、斜め方向の入射角による透過S偏光の色相ずれが大きく、輝度向上フィルムや液晶セル貼合せ用反射偏光フィルムとして用いた場合に高視野角での色相ずれが大きく、視認性が低下することがある。かかる色相変化量は、第1層、第2層を構成する熱可塑性樹脂として、それぞれ上述の特定のポリエステルを用いることにより達成される。
[ヒートシール層]
本発明の多層延伸フィルムは、第1層と第2層との交互積層の少なくとも一方の最外層面上にさらにヒートシール層を設けることができる。ヒートシール層を有することにより、例えば液晶ディスプレイの部材として他の部材と積層させる際に、加熱処理により、ヒートシール層を介して部材同士を貼り合せることができる。
かかるヒートシール層として、該交互積層の最外層の融点と同程度か該融点以下の熱可塑性樹脂を用いることが好ましいが、交互積層と同時に形成できる利点として、第2層と同じ熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、該熱可塑性樹脂の融点が第1層のポリエステルの融点より20℃以上低く、かつ厚み3~10μmの層であることが好ましい。かかる融点でかつ該層厚みを有することにより、ヒートシール層として部材同士を強固に接着することができる。
ヒートシール層として第2層と同じ熱可塑性樹脂を用いる場合、かかるヒートシール層は層厚みが3~10μmであり、このような交互積層を構成する層の最大厚みである0.5μmに比して4倍以上の厚みの層は、波長400~800nmの波長帯での反射率に寄与しない層であり、第1層と第2層の交互積層とは区別される。また、ヒートシール層としての特性を損なわない範囲で、第1層および第2層のブレンド物を使用しても問題ない。
[輝度向上用部材]
本発明の多層延伸フィルムは、P偏光成分を選択的に高反射し、該偏光成分と垂直方向のS偏光成分を選択的に高透過させ、かつ斜め方向に入射した光についての透過偏光の色相ずれが解消される。そのため、液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして好適に使用することができ、加工して輝度向上用部材にすることができる。特に従来よりも高い偏光性能を有することから、輝度向上用部材として用いた場合に高い輝度向上率が得られ、かつ高視野角で色相ずれの少ない視認性に優れた液晶ディスプレイを提供することができる。しかもフィルム厚みを40μm以下にできる。
[液晶ディスプレイ用複合部材]
本発明の多層延伸フィルムを用いて作成された輝度向上用部材は、さらにその少なくとも一方の面に光拡散フィルムを積層し、液晶ディスプレイ用複合部材として使用されることが好ましい。また、輝度向上用部材と光拡散フィルムとはヒートシール層を介して貼り合せて積層されることが好ましい。従来は、800層以上の層構成で使用され、複合部材としての合計厚みが100ミクロン程度であったが、本発明の液晶ディスプレイ用複合部材の層構成を採用することにより、複合部材としての合計厚みを50ミクロン程度に薄くすることが可能となり、液晶ディスプレイの薄肉化が可能となる。
また、本発明の液晶ディスプレイ用複合部材は、輝度向上用部材の少なくとも一方の面に光拡散フィルムを積層し、該光拡散フィルムを介して輝度向上用部材と反対側にさらにプリズム層を有する層構成も好ましく例示される。かかる層構成を有することにより、従来の800層以上の層構成の複合部材と比べて、ディスプレイの薄膜化が実現できると同時に輝度向上性能も高まる。
[輝度向上用部材を含む液晶ディスプレイ装置]
本発明の多層延伸フィルムを輝度向上用部材として用いる場合、図4に示すような第1態様の構成で液晶ディスプレイ装置に用いることができる。
具体的には、液晶ディスプレイの光源5と、偏光板1/液晶セル2/偏光板3で構成される液晶パネル6との間に輝度向上用部材4を配置する態様の液晶ディスプレイ装置が例示される。
[液晶セル貼合せ用反射偏光板]
本発明の多層延伸フィルムは、液晶セルと貼り合せる反射偏光板として用いることができる。
具体的には、本発明の多層延伸フィルムのうち、P偏光成分について入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ95%以上であり、S偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ12%以下である多層延伸フィルムを、液晶セルと貼り合せる反射偏光板として用いることができる。
かかる反射率特性を有する偏光板は、従来の吸収型偏光板に匹敵する高い偏光性能と、透過されない偏光光を反射させて再利用する輝度向上フィルムとしての機能とを備え、しかも斜め方向に入射した光に対する透過光の色相ずれが解消される。
[液晶ディスプレイ装置用光学部材]
本発明には、本発明の多層延伸フィルムからなる第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装置用光学部材も発明の一態様として含まれる(本発明において、液晶ディスプレイ装置の第2態様と称することがある)。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5における11に相当し、第1の偏光板は9、液晶セルは8、第2の偏光板は7に相当する。
従来は液晶セルの両側の偏光板として、吸収型偏光板を少なくとも有することにより、高い偏光性能が得られていたところ、本発明の多層延伸フィルムを用いた偏光板であれば、従来の多層延伸フィルムでは到達できなかった高偏光性能が得られるため、従来の吸収型偏光板に代えて液晶セルと貼り合せて用いることができるものである。
すなわち、本発明の特徴は、第1の偏光板として本発明の多層延伸フィルムからなる偏光板を液晶セルの一方において単独で用いることにある。本発明の多層延伸フィルムを複数積層して第1の偏光板としてもよい。本発明の多層延伸フィルムを他のフィルムと積層した積層体を第1の偏光板として用いてもよいが、好ましくは本発明の多層延伸フィルムと吸収型偏光板とが積層された構成は除かれる。
液晶セルの種類は特に限定されず、VAモード、IPSモード、TNモード、STNモードやベンド配向(π型)など、任意のタイプのものを用いることができる。
また、第2の偏光板の種類は特に限定されず、吸収型偏光板、反射型偏光板のいずれも用いることができる。第2の偏光板として反射型偏光板を用いる場合、本発明の多層延伸フィルムからなる反射偏光板を用いることが好ましい。
本発明の液晶ディスプレイ装置用光学部材は、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ることが好ましく、これらの各部材同士は直接積層されてもよく、また粘着層や接着層と称される層間の接着性を高める層(以下、粘着層と称することがある)、保護層などを介して積層されてもよい。
[液晶ディスプレイ装置用光学部材の形成]
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。
液晶セルと偏光板とを積層する際の作業性の観点において、粘着層は、予め偏光板、あるいは液晶セルの一方または両方に付設しておくことが好ましい。粘着層の厚みは、使用目的や接着力等に応じて適宜決定でき、一般には1~500μmであり、5~200μmが好ましく、特に10~100μmが好ましい。
(離型フィルム)
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うる。
[液晶セル貼合せ用反射偏光板を含む液晶ディスプレイ装置]
本発明には、光源と本発明の液晶ディスプレイ装置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装置も発明の一態様として含まれる。
図5に本発明の第2態様である液晶ディスプレイ装置の概略断面図を示す。液晶ディスプレイ装置は光源10および液晶パネル11を有し、さらに必要に応じて駆動回路等を組込んだものである。液晶パネル11は、液晶セル8の光源10側に第1の偏光板9を備える。また、液晶セル8の光源側と反対側、すなわち、視認側に第2の偏光板7を備えている。液晶セル8としては、例えばVAモード、IPSモード、TNモード、STNモードやベンド配向(π型)などの任意なタイプのものを用いうる。
本発明の液晶ディスプレイ装置は、液晶セル8の光源側に、高偏光性能を有する本発明の液晶セル貼合せ用反射偏光板からなる第1の偏光板9を配置することによって、従来の吸収型偏光板に代えて液晶セルと貼り合せて用いることができる。
本発明の偏光板は、従来の吸収型偏光板に匹敵する高い偏光性能と、透過されない偏光光を反射させて再利用する輝度向上フィルムとしての機能とを備えるため、光源10と第1の偏光板9との間にさらに輝度向上フィルムとよばれる反射型偏光板を用いる必要がなく、輝度向上フィルムと液晶セルに貼り合せる偏光板の機能を一体化させることができるため、部材数を減らすことができる。
さらに本発明の液晶ディスプレイ装置は、第1の偏光板として本発明の偏光板を用いることにより、斜め方向に入射した光についても、斜め方向に入射したP偏光成分をほとんど透過させず、同時に斜め方向に入射したS偏光成分については反射を抑えて透過させるため、斜め方向に入射した光に対する透過光の色相ずれが抑制される特徴を有する。そのため、液晶ディスプレイ装置として投射した映像のカラーのままで視認できる。
また、通常は図5に示すように、液晶セル8の視認側に第2の偏光板7が配置される。第2の偏光板7は特に制限されず、吸収型偏光板など公知のものを用いることができる。外光の影響が非常に少ない場合には、第2の偏光板として第1の偏光板と同じ種類の反射型偏光板を用いてもかまわない。また、液晶セル8の視認側には、第2の偏光板以外にも、例えば光学補償フィルム等の各種の光学層を設けることができる。
[液晶セル貼合せ用反射偏光板を含む液晶ディスプレイ装置の形成]
本発明の液晶ディスプレイ装置用光学部材(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第2態様の液晶ディスプレイ装置が得られる。また、これら以外にも液晶ディスプレイ装置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装置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。
一般に液晶ディスプレイ装置の光源は、直下方式とサイドライト方式に大別されるが、本発明の液晶ディスプレイ装置においては、方式の限定なく使用可能である。
このようにして得られた液晶ディスプレイ装置は、例えば、パソコンモニター,ノートパソコン,コピー機等のOA機器、携帯電話,時計,デジタルカメラ,携帯情報端末(PDA),携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ,テレビ,電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター,カーナビゲーションシステム用モニター,カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター,医療用モニター等の介護・医療機器等、種々の用途に用いることができる。
[多層延伸フィルムの製造方法]
つぎに、本発明の多層延伸フィルムの製造方法について詳述する。
本発明の多層延伸フィルムは、第1層を構成するポリエステルと第2層を構成する熱可塑性樹脂とを溶融状態で交互に少なくとも251層以上重ね合わせた状態で押出し、多層未延伸フィルム(シート状物とする工程)とする。このとき、積層された251層以上の積層物は、各層の厚みが段階的または連続的に2.0倍~5.0倍の範囲で変化するように積層される。
このようにして得ら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層のポリエステルのガラス転移点の温度(Tg)~Tg+50℃の範囲が好ましい。このときの延伸倍率は2~10倍であることが好ましく、さらに好ましくは2.5~7倍、さらいに好ましくは3~6倍、特に好ましくは4.5~5.5倍である。延伸倍率が大きい程、第1層および第2層における個々の層の面方向のバラツキが、延伸による薄層化により小さくなり、多層延伸フィルムの光干渉が面方向に均一になり、また第1層と第2層の延伸方向の屈折率差が大きくなるので好ましい。このときの延伸方法は、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。また、かかる延伸方向と直交する方向(Y方向)にも延伸処理を施し、2軸延伸を行う場合は、1.05~1.20倍程度の延伸倍率にとどめることが好ましい。Y方向の延伸倍率をこれ以上高くすると、偏光性能が低下することがある。また、延伸後にさらに熱固定処理を施すことが好ましい。
(1)ポリエステルおよびフィルムの融点(Tm)およびガラス転移点(Tg)
ポリエステル試料またはフィルムサンプルを10mgサンプリングし、DSC(TAインスツルメンツ社製、商品名:DSC2920)を用い、20℃/minの昇温速度で、融点およびガラス転移点を測定する。
(2)樹脂の特定ならびに共重合成分および各成分量の特定
フィルムサンプルの各層について、1H−NMR測定より樹脂の成分ならびに共重合成分および各成分量を特定した。
(3)各層の厚み
フィルムサンプル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層における最小層厚みに対する最大層厚みの比率、第2層における最小層厚みに対する最大層厚みの比率をそれぞれ求めた。
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、最外層のヒートシール層は第1層と第2層から除外した。また交互積層中に2μm以上の厚み調整層が存在する場合は、かかる層も第1層と第2層から除外した。
(4)フィルム全体厚み
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。
(5)各方向の延伸後の屈折率および平均屈折率
各層を構成する個々の樹脂について、それぞれ溶融させてダイより押出し、キャスティングドラム上にキャストしたフィルムをそれぞれ用意した。また、得られたフィルムを135℃にて一軸方向に5倍延伸した延伸フィルムを用意した。得られたキャストフィルムと延伸フィルムについて、それぞれ延伸方向(X方向)とその直交方向(Y方向)、厚み方向(Z方向)のそれぞれの屈折率(それぞれnX、nY、nZとする)を、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て求め、延伸前、延伸後の屈折率とした。平均屈折率については、延伸前のそれぞれの屈折率の平均値を平均屈折率とした。
(6)反射率、反射波長
分光光度計((株)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、各波長でのアルミ蒸着したミラー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。
(7)色相(I)
サンプルフィルムのP偏光およびS偏光それぞれについて、0°および50°の入射角で測定した透過スペクトルから、JISZ8729に準じて標準光源Cに対するCIE表色系におけるY,x,yを求めた。また、P偏光およびS偏光それぞれについて、0°および50°のx、yについての差異(色相の変化量)を下記の式(1)、(2)により求めた。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす)
(8)輝度向上用部材として用いた場合の輝度向上率(I)
実施例1~6および比較例1~6において作成した積層体サンプルフィルム(多層延伸フィルム)を、LCDパネル((株)三菱電機製Diamond Crysta RDT158V−N 2004年製)中の光源と偏光板との間に挿入し、PCにて白色を表示したときの正面輝度を500mm離れた場所からトプコン製輝度計(BM−7)で測定し、サンプルフィルム挿入前の輝度に対するサンプルフィルム挿入後の輝度の上昇率を算出し、輝度向上用部材として用いた場合の輝度向上効果を評価した。
(9)ヒートシール強度
フィルムのヒートシール面同士を合せて、チャック掴み代を残して、140℃、275kPaにて2秒間圧着し、ラミネートサンプルを作成した。得られたラミネートサンプルを25mm幅にスリットし、引張試験機(東洋ボールドウィン社製の商品名「テンシロン」)のクロスヘッドのチャックに掴み代を挟み、たるみの無いようにクロスヘッド位置を調整した。100mm/分のクロスヘッド速度で引張り、ラミネートサンプルを剥離させて試験機に装着されたロードセルで荷重を測定して、ヒートシール強度(単位:N/25mm)とした。
(10)液晶セルと貼り合せる偏光板として用いた場合の輝度向上率(II)、および色相(II)
パソコンの表示ディスプレイとして、実施例7~13および比較例7~13において作成した液晶ディスプレイ装置を用い、パソコンにより白色表示したときの液晶ディスプレイ装置の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7に対する輝度の上昇率、およびカラーを算出し、液晶セルと貼り合せる偏光板として用いた場合の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
あわせて画面の正面を0度とし、0度~80度の全方位視野角での色相xまたはyの最大変化を下記の基準で評価した。
◎: x、yともに最大変化が0.03未満
○: x、yのいずれかの最大変化が0.03未満
△: x、yのいずれかの最大変化が0.03以上
×: x、yともに最大変化が0.03以上
(11)液晶セルと貼り合せる偏光板として用いた場合のコントラスト評価
パソコンの表示ディスプレイとして、実施例7~13および比較例7~13において作成した液晶ディスプレイ装置を用い、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装置の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) 1,000以上
○: コントラスト(明輝度/暗輝度) 200以上1,000未満
×: コントラスト(明輝度/暗輝度) 200未満
実施例1
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0.62dl/gで、酸成分の65モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸成分(表中、NDCと記載)、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(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(ENA35PEN)を得た。これに真球状シリカ粒子(平均粒径:0.3μm、長径と短径の比:1.02、粒径の平均偏差:0.1)を第1層の重量を基準として0.10wt%添加したものを第1層用ポリエステルとした。
第2層用熱可塑性樹脂として固有粘度(オルトクロロフェノール、35℃)0.62dl/gのイソフタル酸20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート(IA20PET)を準備した。
準備した第1層用ポリエステルおよび第2層用ポリエステルを、それぞれ170℃で5時間乾燥後、第1、第2の押出機に供給し、300℃まで加熱して溶融状態とした。第1層用ポリエステルを137層、第2層用ポリエステルを138層に分岐させた後、第1層と第2層が交互に積層され、かつ第1層と第2層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みが最大/最小で2.2倍まで連続的に変化するような多層フィードブロック装置を使用して、第1層と第2層が交互に積層された総数275層の積層状態の溶融体とした。その積層状態を保持したまま、その両側に第3の押出機から第2層用ポリエステルと同じポリエステルを3層ダイへと導き、総数275層の積層状態の溶融体の両側にヒートシール層をさらに積層した。両端層(ヒートシール層)は、全体の18%になるよう第3の押出機の供給量を調整した。その積層状態を保持したままダイへと導き、キャスティングドラム上にキャストして、第1層と第2層の平均層厚み比が1.0:2.6になるように調整し、総数277層の多層未延伸フィルムを作成した。
この多層未延伸フィルムを135℃の温度で幅方向に5.2倍に延伸し、140℃で3秒間熱固定処理を行った。得られたフィルムの厚みは33μmであった。
得られた多層延伸フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表1に、また物性を表2に示す。また、得られた多層延伸フィルムの両面をそれぞれ光拡散フィルム(恵和(株)製:オパルスBS−912)のバックコート面と140℃、275kPaにて2秒間圧着して貼り合わせて積層体フィルムを得た。
実施例2~4、6
表1に示すとおり、各層の樹脂組成または層厚みを変更した以外は、実施例1と同様にして多層延伸フィルムを得た。得られた多層延伸フィルムの物性を表2に示す。また、得られた多層延伸フィルムを光拡散フィルム(恵和(株)製:オパルスBS−912)のバックコート面と140℃、275kPaにて2秒間圧着して貼り合わせて積層体フィルムを得た。
なお、実施例2で第2層用ポリエステルとして用いたNDC20PETとは、実施例1の第2層用ポリエステルとして用いたイソフタル酸20mol%共重合ポリエチレンテレフタレート(IA20PET)の共重合成分を2,6−ナフタレンジカルボン酸(NDC)に変更した共重合ポリエステルである。
また、実施例4で第2層用ポリエステルとして用いたENA21PEN/PCTブレンドとは、実施例4の第1層用ポリエステルである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)とイーストマンケミカル社製PCTA AN004(ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体)を重量比率で2:1になるように混合したものである。
実施例5
第1層用ポリエステルの共重合比率を表1に示すとおりに変更し、層厚みを表1に示すように変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、多層延伸フィルムを作成した。得られた多層延伸フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表1に、また物性を表2に示す。
また、得られた多層延伸フィルムの片面に光拡散フィルム(恵和株式会社製:オパルスBS−912)のバックコート面を、反対面にプリズムシート(三菱レーヨン製:「ダイヤアート」Yタイプ(M268Y))のバックコート面をはさみ140℃、275kPaにて2秒間圧着して貼り合わせて積層体フィルムを得た。得られた積層体フィルムを用いて輝度向上効果を測定したところ、210%の輝度向上効果が得られた。
表1中のポリエステルの組成は以下の通りである。
NDC:2,6−ナフタレンジカルボン酸
ENA:6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸
EG:エチレングリコール
IA:イソフタル酸
TA:テレフタル酸
PEN:ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート
PET:ポリエチレンテレフタレート
比較例1
第1層用ポリエステルを固有粘度(オルトクロロフェノール、35℃)0.62dl/gのポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)、第2層用熱可塑性樹脂を固有粘度(オルトクロロフェノール、35℃)0.62dl/gのテレフタル酸64mol%共重合ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(TA64PEN)に変更し、表1に示す製造条件に変更する以外は実施例1と同様にして多層延伸フィルムを得た。得られた多層延伸フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表1に、また物性を表2に示す。
得られた多層延伸フィルムは、S偏光の平均反射率が入射角0°、50°ともに15%を超えており、偏光性能が実施例に比べて低下した。またP偏光のΔxの色相変化量が実施例に比べて大きく、色相ずれが生じた。
比較例2~6
表1に示すとおり、樹脂組成、層厚み、製造条件のいずれかを変更した以外は実施例1と同様にして、多層延伸フィルムを得た。得られた多層延伸フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表1に、また物性を表2に示す。得られたフィルムはいずれも実施例に比べて偏光性能が低下した。またP偏光またS偏光のいずれかの色相変化量が大きく色相ずれが生じた。
(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。
(接着剤の作成)
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1,200、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。
(吸収型偏光板の作成)
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(株)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。
(液晶パネルの作成)
IPS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(松下電器(株)製ビエラTH−32LZ80 2007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、上記の偏光板Xを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様の方向となるように、アクリル系粘着剤を介して偏光板Xを液晶セルに配置した。
次いで、液晶セルの視認側の表面に、上記の偏光板Xを、元の液晶パネルに配置されていた視認側偏光板の吸収軸方向と同様の方向となるように、アクリル系粘着剤を介して偏光板Xを液晶セルに配置した。このようにして、液晶セルの一方主面に偏光板X、他方主面に偏光板Xが配置された液晶パネルを得た。
(液晶ディスプレイ装置の作成)
上記の液晶パネルを、元の液晶ディスプレイ装置に組込み、液晶ディスプレイ装置の光源を点灯させ、パソコンにて白画面および黒画面を表示して、液晶表示装置の輝度、色相およびコントラストを評価した(測定方法(10)、(11))。このようにして得られた液晶ディスプレイ装置の物性を表3に示す。
実施例7~12
(液晶パネルの形成)
前記比較例7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、実施例1~6で得られた多層延伸フィルムを用いた以外は比較例7と同様にして、液晶セルの光源側主面に得られた多層延伸フィルム(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。
(液晶ディスプレイ装置の作成)
上記の液晶パネルを元の液晶ディスプレイ装置に組込み、液晶ディスプレイ装置の光源を点灯させ、パソコンにて白画面および黒画面の輝度、色相およびコントラストを評価した(測定方法(10)、(11))。このようにして得られた液晶ディスプレイ装置の物性を表3に示す。
実施例13
実施例1で得られた多層延伸フィルムを平行に3枚貼り合せ、第1の偏光板として用いた以外は実施例7と同様の操作を繰り返した。
比較例8~13
比較例1~6で得られた多層延伸フィルムを第1の偏光板として液晶パネルを形成し、液晶ディスプレイ装置を作成した。
得られたフィルムはいずれも実施例に比べて偏光性能が低下しており、十分な輝度向上率が得られなかった。また、少なくともx、yいずれかの色相変化量が実施例に比べて大きかった。
本発明の多層延伸フィルムは従来の反射偏光フィルムで見られた斜め方向の入射角による透過偏光の色相ずれが解消され、しかも従来よりも高い偏光性能を有する。そのため輝度向上フィルムや液晶セルと貼り合せる偏光板として用いた場合に高い輝度向上率が得られ、かつ高視野角で色相ずれの少ない視認性に優れた液晶ディスプレイを提供することができる。
Claims (24)
- 第1層と第2層とが交互に積層された251層以上の多層延伸フィルムであり、
1)該第1層は、ジカルボン酸成分とジオール成分とのポリエステルからなる厚み0.01μm以上0.5μm以下の層であり、
(i)ジカルボン酸成分は5モル%以上50モル%以下の下記式(A)で表される成分および50モル%以上95モル%以下の下記式(B)で表される成分を含有し、
(式(A)中、RAは炭素数2~10のアルキレン基を表わす)
(式(B)中、RBはフェニレン基またはナフタレンジイル基を表わす)
(ii)ジオール成分は90モル%以上100モル%以下の下記式(C)で表される成分を含有し、
(式(C)中、RCは炭素数2~10のアルキレン基を表わす)
該第2層は平均屈折率1.50以上1.60以下であって、1軸延伸方向(X方向)、フィルム面内で1軸延伸方向に直交する方向(Y方向)およびフィルム厚み方向(Z方向)のそれぞれの屈折率差が延伸前後で0.05以下である熱可塑性樹脂からなる厚み0.01μm以上0.5μm以下の層であって、
2)フィルム面を反射面とし、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度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ90%以上であり、
3)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ15%以下であり、かつ
4)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以下であることを特徴とする多層延伸フィルム。 - 第2層を形成する熱可塑性樹脂が、イソフタル酸もしくは2,6−ナフタレンジカルボン酸を共重合したエチレンテレフタレート成分を主たる成分とするポリエステルである請求項1または2に記載の多層延伸フィルム。
- 第1層と第2層のX方向の屈折率差が0.10~0.45である請求項1~3のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
- 第1層と第2層のY方向の屈折率差および第1層と第2層のZ方向の屈折率差がそれぞれ0.05以下である請求項1~4のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
- 入射面に対して平行な偏光成分について、下記式(1)、(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyがいずれも0.1以下である請求項1~5のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす) - 入射面に対して垂直な偏光成分について、下記式(1)、(2)で表わされる色相の変化量Δx、Δyがいずれも0.01以下である請求項1~6のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
Δx=x(0°)−x(50°) ・・・(1)
(上記式(1)中、x(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わし、x(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相xを表わす)
Δy=y(0°)−y(50°) ・・・(2)
(上記式(2)中、y(0°)は入射角0度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わし、y(50°)は入射角50度での該入射偏光の透過スペクトルの色相yを表わす) - 厚みが15μm以上40μm以下である請求項1~7のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
- 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1.5倍以上5.0倍以下の範囲である請求項1~8のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
- 第1層と第2層との交互積層の少なくとも一方の最外層面上にさらにヒートシール層が設けられてなる請求項1~9のいずれか一項に記載の多層延伸フィルム。
- ヒートシール層が第2層と同じ熱可塑性樹脂からなり、該熱可塑性樹脂の融点が第1層のポリエステルの融点より20℃以上低く、かつ厚み3~10μmの層である請求項10に記載の多層延伸フィルム。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の多層延伸フィルムからなる輝度向上用部材。
- 請求項12記載の輝度向上用部材の少なくとも一方の面に光拡散フィルムが積層されてなる液晶ディスプレイ用複合部材。
- 輝度向上用部材と光拡散フィルムとがヒートシール層を介して積層されてなる請求項13記載の液晶ディスプレイ用複合部材。
- 光拡散フィルムを介して輝度向上用部材と反対側にさらにプリズム層を有する請求項13記載の液晶ディスプレイ用複合部材。
- 請求項12に記載の輝度向上用部材を含む液晶ディスプレイ装置。
- 請求項13記載の液晶ディスプレイ用複合部材を含む液晶ディスプレイ装置。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の多層延伸フィルムからなる偏光板。
- 多層延伸フィルムが、(1)フィルム面を反射面とし、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度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ95%以上であり、
(2)フィルム面を反射面とし、X方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角0度および50度での該入射偏光に対する波長400~800nmの平均反射率がそれぞれ12%以下である請求項18記載の偏光板。 - 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、第1の偏光板が請求項18記載の偏光板である液晶ディスプレイ装置用光学部材。
- 第2の偏光板が、吸収型偏光板である請求項20記載の液晶ディスプレイ装置用光学部材。
- 第1の偏光板、液晶セルおよび第2の偏光板がこの順で積層され、第1の偏光板および第2の偏光板が、請求項18記載の偏光板である液晶ディスプレイ装置用光学部材。
- 光源と請求項20記載の液晶ディスプレイ装置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装置。
- 光源と第1の偏光板との間に反射型偏光板を有していない請求項23記載の液晶ディスプレイ装置。
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