聚酯薄膜、偏振片及圖像顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚酯薄膜、偏振片及圖像顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示器（IXD)、等離子體顯示器（PDP)、電致發(fā)光顯示器（0ELD或IELD)、場發(fā) 射顯示器（FED)、觸控面板、電子紙等圖像顯示裝置在圖像顯示面板的顯示畫面?zhèn)扰渲糜衅?振片。例如，液晶顯示裝置作為消耗電力較小且節(jié)省空間的圖像顯示裝置其用途逐年擴(kuò)大。 以往，液晶顯示裝置具有顯示圖像的視角依賴性較大的重大缺點(diǎn)，但VA模式、IPS模式等廣 視角液晶模式已經(jīng)被實(shí)用化，由此，在電視機(jī)等要求高品質(zhì)圖像的市場上，液晶顯示裝置的 需求也正在急劇擴(kuò)大。
[0003] 液晶顯示裝置中所使用的偏振片一般如下構(gòu)成：由使碘或染料吸附取向而成的聚 乙烯醇薄膜等構(gòu)成偏振器，在該偏振器的表背兩側(cè)貼合透明的保護(hù)膜（偏振片保護(hù)膜）。為 方便起見，將貼合于液晶單元的面（與顯示側(cè)相反一側(cè)）的保護(hù)膜稱作內(nèi)側(cè)薄膜，將對置側(cè) (顯示側(cè)）稱作外側(cè)薄膜。聚酯或聚碳酸酯樹脂等具有成本也較低、機(jī)械強(qiáng)度較高且具有低 透濕性等優(yōu)點(diǎn)，因此期待作為外側(cè)薄膜的應(yīng)用。
[0004] 例如，作為改善了彩虹狀不均勻的偏振片保護(hù)膜，已知有通過將Re = 3000~ 30000nm、Re/Rth彡0. 2的取向聚酯薄膜使用于偏振器保護(hù)膜而使彩虹狀不均勻成為無法 視覺識別的程度并且不顯眼來解決彩虹狀不均勻的例子（參考專利文獻(xiàn)1)。另外，通過偏 振光太陽鏡觀察時(shí)，可以明顯視覺識別到該彩虹狀不均勻。
[0005] 以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開2012-256014號公報(bào)
[0008] 發(fā)明的概要
[0009] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0010] 然而，本發(fā)明人制作出將通過實(shí)施上述專利文獻(xiàn)1中所記載的發(fā)明而得到的聚酯 薄膜用作偏振片保護(hù)膜的偏振片，其結(jié)果得知，在高濕度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后發(fā)生翹曲。 將其組裝于液晶顯示裝置，其結(jié)果得知，在高濕度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后的正面方向的圖 像中彩虹狀不均勻（顏色不均勻）有所增加，期待進(jìn)行改進(jìn)。
[0011] 本發(fā)明所要解決的課題在于提供一種當(dāng)組裝于液晶顯示裝置時(shí)能夠抑制在高濕 度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后產(chǎn)生正面方向的彩虹狀不均勻的聚酯薄膜。
[0012] 用于解決技術(shù)課題的手段
[0013] 本發(fā)明人為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用面內(nèi)方向 的延遲Re高至3000nm以上的聚酯薄膜，視覺識別時(shí)能夠使彩虹狀不均勻不顯眼，且通過使 用中央松弛量為〇. 5mm以上且IOmm以下的聚酯薄膜，即使在組裝于液晶顯示裝置并在高濕 度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后，也能夠抑制彩虹狀不均勻的產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)能夠解決上述課題。
[0014] 即，上述課題通過以下結(jié)構(gòu)的本發(fā)明得到解決。
[0015] [1] 一種聚酯薄膜，其含有聚酯樹脂，
[0016] 面內(nèi)方向的延遲Re為3000nm以上，
[0017] 中央松弛量為0. 5mm以上且IOmm以下。
[0018] [2]根據(jù)[1]所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選面內(nèi)方向的延遲Re為30000nm以下。
[0019] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選面內(nèi)方向的延遲Re與厚度方向延 遲Rth之比即Re/Rth為0. 2以上且1. 2以下。
[0020] [4]根據(jù)[1]至[3]中任一項(xiàng)所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選在薄膜面內(nèi)距離15cm的 2點(diǎn)的熱收縮率之差的變動(dòng)比例為1 %以上且30%以下。
[0021] [5]根據(jù)[1]至[4]中任一項(xiàng)所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選所述聚酯薄膜是通過熔 融擠出聚酯樹脂而成型為薄膜狀之后，對該薄膜進(jìn)行拉伸及熱處理而形成，
[0022] 并且是通過將拉伸的前半部分的薄膜溫度設(shè)為比拉伸的后半部分的薄膜溫度低 5°C以上且50°C以下進(jìn)行拉伸而成。
[0023] [6]根據(jù)[5]所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選所述聚酯薄膜是通過在拉伸前對薄膜進(jìn) 行涂布液的涂布而形成聚合物層，
[0024] 并且是通過將涂布液在薄膜端部的涂布量設(shè)為比薄膜中央部的涂布量多1 %以上 且30%以下而形成。
[0025] [7]根據(jù)[5]或[6]所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選所述聚酯薄膜是通過利用卡盤把 持薄膜的兩端并沿與薄膜傳送方向正交的方向?qū)⒈∧U(kuò)幅進(jìn)行拉伸而形成，
[0026] 并且是通過將卡盤向薄膜兩端的薄膜咬入量賦予Imm以上且IOmm以下的差進(jìn)行 拉伸而成。
[0027] [8]根據(jù)[5]至[7]中任一項(xiàng)所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選所述聚酯薄膜是通過將 制膜成拉伸及熱處理后的寬度為3m以上且8m以下的薄膜分割為2條以上且6條以下并卷 取各分割的薄膜而形成。
[0028] [9]根據(jù)[1]至[8]中任一項(xiàng)所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選聚酯樹脂使用鋁催化劑 進(jìn)行聚合。
[0029] [10]根據(jù)[5]至[9]中任一項(xiàng)所述的聚酯薄膜，其中，優(yōu)選所述聚酯薄膜是通過在 熱處理中沿薄膜傳送方向松弛1%以上且10%以下而形成。
[0030] [11] -種偏振片，其層疊有[1]至[10]中任一項(xiàng)所述的聚酯薄膜、偏振器及纖維 素?；锬?。
[0031] [12]根據(jù)[11]所述的偏振片，其中，優(yōu)選纖維素酰化物膜的含水率偏差為1%以 上且10%以下。
[0032] [13]根據(jù)[11]或[12]所述的偏振片，其中，優(yōu)選纖維素?；锬さ暮穸葹?0 μπι 以上且70μπι以下。
[0033] [14]根據(jù)[11]至[13]中任一項(xiàng)所述的偏振片，其中，優(yōu)選纖維素?；锬さ腞e 分布為Inm以上且10nm。
[0034] [15] -種圖像顯示裝置，其包括：
[0035] [11]至[14]中任一項(xiàng)所述的偏振片；及
[0036] 白色光源，具有連續(xù)的發(fā)光光譜。
[0037] 發(fā)明效果
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種當(dāng)組裝于液晶顯示裝置時(shí)，能夠抑制在高濕度環(huán)境下 經(jīng)過一段時(shí)間后產(chǎn)生正面方向的彩虹狀不均勻的聚酯薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下，對本發(fā)明的聚酯薄膜、偏振片及圖像顯示裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0040] 以下所記載的構(gòu)成要件的說明有時(shí)基于本發(fā)明的代表性實(shí)施方式來進(jìn)行，但本發(fā) 明并不限定于這種實(shí)施方式。另外，本說明書中，用"~"表示的數(shù)值范圍是指將"~"的前 后所記載的數(shù)值作為下限值及上限值而包含的范圍。
[0041] [聚酯薄膜]
[0042] 本發(fā)明的聚酯薄膜含有聚酯樹脂，且面內(nèi)方向的延遲Re為3000nm以上，中央松弛 量為0. 5mm以上且IOmm以下。
[0043] 通過這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的聚酯薄膜當(dāng)組裝于液晶顯示裝置時(shí)，能夠抑制在高濕度 環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后產(chǎn)生正面方向的彩虹狀不均勻。
[0044] <聚酯薄膜的特性>
[0045] -相位差-
[0046] 本發(fā)明的聚酯薄膜的面內(nèi)方向的延遲Re為3000nm以上，優(yōu)選3000~30000nm，更 優(yōu)選4500~20000nm，進(jìn)一步優(yōu)選為6000~15000nm。通過將聚酯薄膜的Re設(shè)為3000nm 以上，使彩虹狀不均勻不易顯現(xiàn)，因此優(yōu)選。
[0047] 另一方面，即使聚酯薄膜的Re超過30000nm，彩虹狀不均勻減少效果也僅僅呈飽 和狀態(tài)，可以得到本發(fā)明的效果。若聚酯薄膜的Re為30000nm以下，則一側(cè)的取向不會變 得過強(qiáng)，并且相反方向的取向不會變得過低，力學(xué)強(qiáng)度不易下降，聚酯薄膜不易產(chǎn)生擦傷， 能夠抑制將本發(fā)明的聚酯薄膜加工成偏振片之后進(jìn)行裁剪時(shí)的破裂發(fā)生率，因此優(yōu)選。
[0048] 彩虹狀不均勻在從視覺識別側(cè)觀察從背光光源沿傾斜方向入射到具有較大的雙 折射具體而言Re為500nm以上且小于3000nm的聚合物薄膜作為保護(hù)膜的偏振片的光時(shí)出 現(xiàn)，在包含亮線光譜的例如將冷陰極管等光源作為背光的液晶顯示裝置中尤其明顯。
[0049] 在此，當(dāng)將具有連續(xù)的發(fā)光光譜的白色光源用作背光光源時(shí)，若本發(fā)明的聚酯薄 膜的Re在上述范圍內(nèi)，則不易視覺識別彩虹狀不均勻，因此優(yōu)選。
[0050] 本發(fā)明的聚酯薄膜的面內(nèi)方向的延遲Re與厚度方向延遲Rth之比即Re/Rth優(yōu)選 0. 2以上且1. 2以下，更優(yōu)選0. 3以上且1. 15以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 4以上且I. 1以下。若 Re/Rth為0. 2以上，則根據(jù)觀察角度（傾斜觀察圖像顯示裝置時(shí)），不易產(chǎn)生彩虹狀不均 勻，因此優(yōu)選。并且，即使Re/Rth超過1. 2,彩虹狀不均勻的視角依賴性減少效果也僅僅呈 飽和狀態(tài)，若Re/Rth為1. 2以下，則力學(xué)特性小幅下降，不易產(chǎn)生擦傷，因此優(yōu)選。
[0051] 通過將表示Re、Rth的關(guān)系的Nz值設(shè)為適當(dāng)?shù)闹?，也能夠減少彩虹狀不均勻，根 據(jù)彩虹形狀不均勻的減少效果及制造適性，Nz值優(yōu)選絕對值為2. 0以下，更優(yōu)選為0. 5~ 2. 0,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5~1. 5。
[0052] 彩虹形狀不均勻是因入射光而產(chǎn)生的，因此通常在白顯示時(shí)被觀察到。
[0053] 本發(fā)明的聚酯薄膜的面內(nèi)相位差值Re由下述式（4)表示。
[0054] Re = (nx-ny) X Y1......(4)
[0055] 其中，nx為聚酯薄膜的面內(nèi)慢軸方向的折射率，ny為聚酯薄膜的面內(nèi)快軸方向 (與面內(nèi)慢軸方向正交的方向）的折射率，Y1為聚酯薄膜的厚度。
[0056] 本發(fā)明的聚酯薄膜的厚度方向的延遲Rth由下述式（5)表示。
[0057] Rth= {(nx+ny)/2-nz} X Y1......(5)
[0058] 其中，nz為聚酯薄膜的厚度方向的折射率。
[0059] 并且，本發(fā)明的聚酯薄膜的Nz值優(yōu)選為2.0以下。另外，聚酯薄膜的Nz值由下述 式（6)表不。
[0060] Nz = (ηχ-nz) / (nx-ny)......(6)
[0061 ] 本說明書中，波長λ nm下的Re、Rth及Nz能夠如下進(jìn)行測定。
[0062] 使用兩片偏振片，求出聚酯薄膜的取向軸方向，以取向軸方向正交的方式切出 4cmX2cm的長方形來作為測定用樣品。對于該樣品，通過阿貝折射儀（ATAGO AND CO. ,LTD. 制，NAR-4T，測定波長589nm)求出正交的兩軸的折射率（Nx，Ny)及厚度方向的折射率（Nz)， 將上述兩軸的折射率差的絕對值（INx-NyI)作為折射率的各向異性（ANxy)。聚酯薄膜的 厚度yi(nm)使用電測微計(jì)（Fine Liu off Corp.制，Miritoronl245D)進(jìn)行測定，并將單位 換算為nm。由測定出的Nx、Ny、Nz、Y1的值分別計(jì)算出Re、Rth、Nz。
[0063] 上述Re、Rth能夠根據(jù)薄膜中所使用的聚酯樹脂的種類、上述聚酯樹脂與添加劑 的量、延遲顯現(xiàn)劑的添加、薄膜的膜厚、薄膜的拉伸方向及拉伸率等進(jìn)行調(diào)整。
[0064] 將本發(fā)明的聚酯薄膜控制在上述Re、Rth的范圍內(nèi)的方法并沒有特別限制，例如 能夠通過后述的拉伸法來實(shí)現(xiàn)。
[0065] -中央松弛量-
[0066] 本發(fā)明的聚酯薄膜的中央松弛量為0. 5mm以上且IOmm以下，更優(yōu)選為1mm以上且 9mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2mm以上且8mm以下。
[0067] 通過中央松弛量在上述范圍內(nèi)，在將本發(fā)明的聚酯薄膜作為偏振片保護(hù)膜組裝于 液晶顯示裝置使用時(shí)，不僅能夠消除在高濕度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后沿正面方向產(chǎn)生的彩 虹狀不均勻，還能夠消除偏振片的翹曲。推斷其基于以下原因。
[0068] 通常將纖維素?；锬さ裙钠衿Ｗo(hù)膜和本發(fā)明的聚酯薄膜貼合而形成 偏振片，但與聚酯薄膜相比，纖維素?；锬さ奈暂^大，在高濕條件下伸長，其結(jié)果，如 雙金屬那樣在偏振片的表背產(chǎn)生薄膜的伸長差，從而偏振片發(fā)生翹曲。
[0069] 聚酯薄膜中央松弛也就是聚酯薄膜伸長而變松弛，這會與纖維素?；锬さ纳扉L 相抵消，能夠抑制在高濕度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后的偏振片的翹曲。
[0070] 在低濕條件下，纖維素?；锓炊鴷摑穸湛s，但由于下述原因，不易發(fā)生翹 曲。在將偏振器（用碘染色的PVA等）和偏振片保護(hù)膜（纖維素酰化物、聚酯）貼合而制 作偏振片時(shí)，使用粘接劑并將其充分干燥，因此偏振片充分脫濕，以該狀態(tài)組裝于液晶顯示 裝置（LCD)。因此，偏振片保護(hù)膜不會進(jìn)一步干燥、收縮，成為問題的僅僅是吸濕、伸長。
[0071] 通過聚酯薄膜的中央松弛量在上述范圍內(nèi)，能夠與纖維素?；锬さ奈鼭裆扉L相 抵消，能夠抑制將本發(fā)明的聚酯薄膜組裝于偏振片時(shí)在高濕度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后的偏 振片的翹曲。另外，通過由偏振片的翹曲產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，在用作偏振片保護(hù)膜的聚酯薄膜 中顯現(xiàn)延遲，產(chǎn)生彩虹狀不均勻，但若聚酯薄膜的中央松弛量在上述范圍內(nèi)，則也能夠抑制 因這種偏振片的翹曲引起的、當(dāng)組裝于液晶顯示裝置時(shí)在高濕度環(huán)境下經(jīng)過一段時(shí)間后產(chǎn) 生正面方向的彩虹狀不均勻。
[0072] 在測定本發(fā)明的聚酯薄膜的中央松弛量時(shí)，將裁剪成薄膜的長邊（以下，也稱為 MD。MD是指制造薄膜時(shí)的薄膜傳送方向。）方向0. 5mX薄膜的短邊（以下，也稱為TD。TD 是指與制造薄膜時(shí)的薄膜傳送方向正交的方向。）方向〇. 5m的正方形的薄膜置于水平且平 滑的臺面上，并使用游標(biāo)卡尺測定薄膜松弛而從臺面最浮起的部位的高度。另外，由于本發(fā) 明的聚酯薄膜的中央松弛量不會根據(jù)環(huán)境濕度而大幅變化，因此作為測定條件并沒有特別 限制，可以在常溫下測定中央松弛量。
[0073] -膜厚-
[0074] 本發(fā)明的聚酯薄膜的厚度優(yōu)選設(shè)為20~200 μ m，更優(yōu)選設(shè)為30~160 μ m，尤其 優(yōu)選為40~140 μm。若聚酯薄膜的厚度為20 μm以上，則具有容易操作的傾向。
[0075] -熱收縮不均勻_
[0076] 本發(fā)明的聚酯薄膜在薄膜面內(nèi)距離15cm的2點(diǎn)的熱收縮率之差的變動(dòng)比例（也 稱為熱收縮不均勻）優(yōu)選為1%以上且30%以下，更優(yōu)選為2%以上且25%以下，進(jìn)一步優(yōu) 選為3%以上20%以下。
[0077] 其為了在液晶顯示裝置（以下，也稱為IXD)的尺寸（數(shù)十cm)中有效地顯現(xiàn)下述 效果，成為熱收縮不均勻的2點(diǎn)間的距離優(yōu)選成為LCD尺寸的數(shù)分之一，因此以15cm間隔 測定熱收縮率。
[0078] 如上所述，制作偏振片時(shí)，將聚酯薄膜與偏振器貼合并進(jìn)行加熱干燥，但此時(shí)會產(chǎn) 生熱收縮。其結(jié)果，若聚酯薄膜的薄膜面內(nèi)的熱收縮率存在不均勻性，則與薄膜面內(nèi)的熱收 縮率相同的情況相比，能夠更有效地減少偏振片的翹曲。推斷其基于以下原因。若聚酯薄 膜存在薄膜面內(nèi)的熱收縮不均勻，則熱收縮率較大的部位能夠有效地吸收纖維素?；锬?的伸長量。其結(jié)果，與在相同的平均熱收縮率下薄膜面內(nèi)的熱收縮不均勻較少的薄膜相比， 薄膜面內(nèi)的熱收縮不均勻存在于上述范圍內(nèi)的薄膜能夠減輕偏振片的翹曲。
[0079] 聚酯薄膜的熱收縮不均勻在上述下限值以上的范圍內(nèi)時(shí)容易得到上述效果，能夠 抑制偏振片的翹曲，另一方面，若聚酯薄膜的熱收縮不均勻在上述上限值以下的范圍內(nèi)，則 不易產(chǎn)生熱收縮率極小的部位，這不會阻礙吸收纖維素酰化物膜的伸長，從而能夠抑制偏 振片的翹曲。
[0080] 如下測定本發(fā)明的聚酯薄膜的薄膜面內(nèi)的熱收縮不均勻。
[0081] 首先，對于聚酯薄膜中的任意點(diǎn)及從此處沿MD方向、TD方向距離15cm的點(diǎn)這3點(diǎn) 測定MD方向、TD方向的熱收縮率。按下述順序測定熱收縮率。
[0082] i)在各點(diǎn)上，將樣品裁剪成TD為5cmXMD為15cm、MD為5cmXTD為15cm，將前者 作為MD樣品，將后者作為TD樣品。
[0083] ii)在25°C、相對濕度60%下調(diào)濕3小時(shí)以上之后，開設(shè)出IOcm間隔的孔，使用銷 規(guī)進(jìn)行長度測定。將其設(shè)為L1。
[0084] iii)在無張力條件下，在空氣中于80°C、相對濕度90%下對長度測定后的樣品進(jìn) 行30分鐘熱處理，并在25°C、相對濕度60%下將其調(diào)濕3小時(shí)以上。
[0085] iv)在熱處理之后，使用銷規(guī)測定孔間的長度。將其設(shè)為L2。將100X (L1-L2)/LI 作為熱收縮率（％ )。
[0086] 接著，將上述中所求出的上述3點(diǎn)的MD方向的熱收縮率的最大值與最小值之差除 以3點(diǎn)的MD方向的熱收縮率的平均值并以百分比表示的值作為MD方向的熱收縮率的變動(dòng) 比例。并且，同樣地，將上述3點(diǎn)的TD方向的熱收縮率的最大值與最小值之差除以3點(diǎn)的 TD方向的熱收縮率的平均值，作為以百分比表示的值來求出TD方向的熱收縮率的變動(dòng)比 例。MD方向的熱收縮率的變動(dòng)比例和TD方向的熱收縮率的變動(dòng)比例中，將較大的變動(dòng)比例 作為"在薄膜面內(nèi)距離15cm的2點(diǎn)的熱收縮率之差的變動(dòng)比例"（熱收縮不均勻）。
[0087] -平均熱收縮率_
[0088] 本發(fā)明的聚酯薄膜的優(yōu)選的平均熱收縮率為0. 01 %以上且2%以下，更優(yōu)選為 0. 05%以上且1. 5%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 %以上且1 %以下。若為該范圍的上限值以下， 則難以顯現(xiàn)上述范圍的中央松弛的效果。若為該范圍的下限值以上，則難以顯現(xiàn)上述范圍 的熱收縮不均勻。
[0089] 聚酯薄膜的平均熱收縮率是作為在測定熱收縮不均勻時(shí)求出的3點(diǎn)的MD方向的 熱收縮率