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CN103890619A - 单轴延伸多层层叠膜 - Google Patents

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CN103890619A
CN103890619A CN201180074224.1A CN201180074224A CN103890619A CN 103890619 A CN103890619 A CN 103890619A CN 201180074224 A CN201180074224 A CN 201180074224A CN 103890619 A CN103890619 A CN 103890619A
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Teijin DuPont Films Japan Ltd
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Abstract

提供与以往相比进一步地正面方向的亮度高的单轴延伸多层层叠膜以及由其所构成的单轴延伸多层层叠膜层叠体。第一层与第二层交替地层叠251层以上的单轴延伸多层膜,第一层由以包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯作为结构成分的层构成,第二层是以热可塑性树脂作为结构成分的层,该热可塑性树脂是平均折射率为1.60以上1.65以下且为负的光学各向异性或者各向同性的树脂,通过单轴延伸多层层叠膜达到关于S偏振光分量,对于入射角0度和50度的该入射偏振光的平均反射率分别为90%以上、关于P偏振光分量,对于入射角0度的该入射偏振光的平均反射率为15%以下,对于入射角50度的该入射偏振光的平均反射率为20%以上。

Description

单轴延伸多层层叠膜
技术领域
本发明涉及选择性地反射固定的偏振光分量,并选择性地透过与该偏振光分量垂直方向的偏振光分量的单轴延伸多层层叠膜。更详细地,本发明涉及针对固定的偏振光分量,对来自膜正面和倾斜方向的入射角选择性地反射,针对与该偏振光分量垂直方向的偏振光分量,对来自膜正面方向的入射角选择性地透过,对来自膜倾斜方向的入射角具有固定的反射率,由此正面方向的亮度大幅提高的单轴延伸多层层叠膜。
背景技术
交替层叠多个折射率低的层和折射率高的层所得的膜能够设为通过层间的结构性光干涉来选择性地反射或透过特定波长的光的光学干涉膜。另外,在这样的多层层叠膜中,通过使膜厚缓慢变化、粘贴具有不同的反射峰的膜,从而能够得到与使用金属的膜同等的高反射率,还能够作为金属光泽膜、反射镜使用。进而,因为通过将这样的多层层叠膜仅在一个方向上延伸从而能够仅反射特定的偏振光分量,且另一方面能够使在其正交方向上的偏振光分量按原样透过,能够作为偏振光反射膜使用,所以作为液晶显示器等的亮度提高膜而被使用。
一般地,由层厚度为0.05~0.5 μm、具有不同的折射率的层构成的多层光学膜利用构成一层的层与构成另一层的层之间的折射率差与膜厚以及层叠数,来展示出反射特定的波长的光的增加反射等现象。一般地,其反射波长由下述的式子示出。  
λ=2(n1×d1+n2×d2)
(在上式中,λ表示反射波长(nm),n1、n2表示各个层的折射率,d1、d2表示各个层的厚度(nm))。
例如按照专利文献1所示,通过使用于一层具有正应力光学系数的树脂,以利用单轴方向的延伸使这样的层的折射率双折射化而使之具有各向异性,使膜面内的延伸方向上的层间折射率差变大,另一方面使与膜面内的延伸方向正交方向上的层间的折射率差变小的方法,能够仅反射特定的偏振光分量反射。
利用这种原理,例如能够设计反射一个方向的偏振光反射,而透过其正交方向的偏振光这类的反射偏振光膜,用以下式表示此时的期望的双折射性。  
n1X>n2X、n1Y=n2Y
(在上述式中,n1X、n2X表示各层的延伸方向的折射率,n1Y、n2Y表示正交于各层的延伸方向的方向的折射率)。
另外,在专利文献2中例示了于折射率高的层使用聚—2,6—萘二羧酸乙二酯(以下,有时称为2,6—PEN)、于折射率低的层使用共聚合有30 mol%的热可塑性弹性体、对苯二甲酸的PEN的多层膜。这是例示通过于一层使用具有正应力光学系数的树脂、于其它层使用应力光学系数非常小(由延伸所致的双折射显现极小)的树脂来仅反射特定的偏振光的反射偏振光膜的多层膜。
关于这样的反射偏振光膜的研讨主要着眼于延伸方向的层间折射率差和与膜面内的延伸方向正交方向的层间折射率差,想要使没有透过的偏振光在光源侧反射,对光进行再利用而增高亮度提高性能。
另一方面,关于着眼于没有通过的偏振光分量的再利用的技术,该偏振光分量的反射率达到接近100%,处于仅通过再利用这样的偏振光的方法难以进一步提高亮度提高性能的状况。
另外,在专利文献3中虽然公开了使聚—2,6—萘二羧酸乙二酯与间规(syndiotactic)聚苯乙烯交替层叠成的单轴延伸多层层叠膜,但是其为仅在某一部分的波长峰上使得反射且作为膜的透过率高的多层膜,而没有提出亮度提高膜的概念。
(专利文献1):特开平04—268505号公报
(专利文献2):特表平9—506837号公报
(专利文献3) :WO01/47711号刊件。
发明内容
本发明的目的在于,提供不仅再利用没有通过的偏振光分量,即使针对其正交方向的偏振光分量、即在以往的情下以大范围的角度透过的偏振光分量,也对在膜倾斜方向上入射的偏振光分量具备固定的反射率,由此与以往相比正面方向的亮度大幅提高的单轴延伸多层层叠膜、以及由其所构成的单轴延伸多层层叠膜层叠体。
另外,本发明的第二目的在于,提供与以往相比正面方向的亮度大幅提高且正面方向的色调偏差小的单轴延伸多层层叠膜以及由其所构成的单轴延伸多层层叠膜层叠体。
本发明基于以下见解。即,发现了在可见光的波长域中,在具有使一个偏振光反射而使其正交方向的偏振光透过的功能的多层层叠膜中,通过在除了以往的反射轴方向的偏振光的高反射特性之外,新具备选择性地将透过轴方向的偏振光中来自膜正面方向的入射角的偏振光分量透过、使从膜倾斜方向入射的偏振光分量反射的功能,从而即使关于向倾斜方向出射的透过轴方向的偏振光分量,也能够在光源侧使之反射而再利用,正面亮度大幅提高。
作为液晶显示器的亮度提高膜,存在再利用偏振光的上述那样的亮度提高膜、通过在聚乙烯对苯二甲酸酯膜上排列50微米左右的三角柱而降低特定方向的亮度来提高正面亮度的棱镜片等。
在本发明中,通过对多层层叠膜的双折射特性进行控制,实现了在进行偏振光的再利用的同时,使在以往的情况下被透过的特定方向的入射角的光反射而提高正面亮度,能够统一在以往的情况下通过对由多层层叠膜构成的亮度提高膜与棱镜进行组合的方法来进行液晶显示器的正面亮度提高与视野角控制的两个部件的功能。
因此,通过将本发明的多层层叠膜用作液晶显示器的亮度提高膜,从而在削减棱镜部件的同时增高光利用效率,液晶显示器的消耗电力的削减成为可能。另外,由于本发明的多层层叠膜与立体形状的棱镜片等不同,为平面状,所以还能够期待与其它光学膜的统一。
即通过以下发明来达到本发明的目的。
1.一种第一层与第二层交替层叠251层以上的单轴延伸多层层叠膜,所述单轴延伸多层层叠膜的特征在于,
1)第一层是以包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯作为结构成分的厚度0.01 μm以上0.5 μm以下的层,在单轴延伸方向(X方向)、膜面内与单轴延伸方向正交的方向(Y方向)以及膜厚度方向(Z方向)上,第一层的Y方向与Z方向的折射率差为0.1以上;
2)第二层是以热可塑性树脂作为结构成分的厚度0.01 μm以上0.5 μm以下的层,该热可塑性树脂是平均折射率为1.60以上1.65以下且为负的光学各向异性或者各向同性的树脂;
3)以膜面作为反射面,关于相对包含Y方向的入射面垂直的偏振光分量,对于入射角0度和50度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率分别为90%以上;以及
4)以膜面作为反射面,关于相对包含Y方向的入射面平行的偏振光分量,对于入射角0度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率为15%以下,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率为20%以上。
2.根据前项1记载的单轴延伸多层层叠膜,构成第二层的负的光学各向异性的树脂为间规聚苯乙烯系树脂,关于相对包含该Y方向的入射面平行的偏振光分量,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率为50%以上。
3.根据前项2记载的单轴延伸多层层叠膜,第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)为0.1以上5.0以下。
4.根据前项1记载的单轴延伸多层层叠膜,构成第二层的各向同性的树脂是以全部重复单位作为基准在30摩尔%以上70摩尔%以下的范围内共聚合有对苯二甲酸成分或者异苯二甲酸成分中的至少一个成分的共聚合聚萘二羧酸乙二酯。
5.根据前项4记载的单轴延伸多层层叠膜,第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)为1.2以上5.0以下。
6.根据前项4或者5记载的单轴延伸多层层叠膜,单轴延伸多层层叠膜在膜厚度方向上的结晶取向度为—0.30以上0.05以下。
7.根据前项1记载的单轴延伸多层层叠膜,第一层的聚酯为聚—2,6—萘二羧酸乙二酯。
8.根据前项1记载的单轴延伸多层层叠膜,第一层、第二层均不包含粒子。
9.根据前项1记载的单轴延伸多层层叠膜,被用作液晶显示器的亮度提高膜。
10.在前项1~9中的任一项记载的单轴延伸多层层叠膜的至少一面进一步层叠耐热性热可塑性树脂膜而成的单轴延伸多层层叠膜层叠体。
11.由前项1~9中的任一项记载的单轴延伸多层层叠膜构成的液晶显示器用亮度提高膜。
附图说明
图1是2,6—PEN的单轴延伸倍率和单轴延伸后的延伸方向(X方向)、与延伸方向正交的方向(Y方向)、厚度方向(Z方向)的折射率(分别示出为nX、nY、nZ)。
图2是表示将间规聚苯乙烯系树脂使用于第二层的、本发明的单轴延伸多层层叠膜的反射率特性的图表的一个例子,是以膜面作为反射面,关于相对于包含非延伸方向(Y方向)的入射面平行的偏振光分量(本发明中的P偏振光分量)以及相对于包含非延伸方向(Y方向)的入射面垂直的偏振光分量(本发明中的S偏振光分量)的反射率特性。
图3是关于图2的入射面(包含非延伸方向(Y方向)的入射面=YZ面)以及入射角的说明图,在该入射面内将Z轴方向的入射角设为0度,在该入射面内以0度为基准的角度θ相当于入射角。
图4是以参考程度表示对将间规聚苯乙烯系树脂使用于第二层的本发明的单轴延伸多层层叠膜的入射面进行变更时的反射率特性的图表,是表示在将入射面变更为与延伸方向(X方向)平行的方向的情况下相对于入射面垂直的偏振光分量(图4中的S偏振光分量)以及相对于入射面平行的偏振光分量(图4中的P偏振光分量)的反射率特性。
图5是关于图4的入射面(包含延伸方向(X方向)的入射面=XZ面)以及入射角的说明图,在该入射面内将Z轴方向的入射角设为0度,在该入射面内以0度为基准的角度θ相当于入射角。
具体实施方式
[单轴延伸多层层叠膜]
本发明的单轴延伸多层层叠膜是第一层与第二层交替层叠251层以上的单轴延伸多层层叠膜。以下说明构成本发明的单轴延伸多层层叠膜的第一层、第二层以及反射特性。
在本发明中,分别由第一层表示折射率比第二层高的层,第二层表示折射率比第一层低的层。
另外,在本发明中,所谓反射面指膜面。在本发明中,所谓入射面指处于与反射面垂直的关系并且包含入射光线和反射光线的面。以膜面作为反射面,相对于包含单轴延伸膜的非延伸方向(Y方向)的入射面平行的偏振光分量在本发明中还被称为P偏振光。另外,以膜面作为反射面,相对于包含单轴延伸膜的非延伸方向(Y方向)的入射面垂直的偏振光分量在本发明中还被称为S偏振光。
进一步地,用相对于膜面的垂直方向的入射角来表示入射角,在本发明中,在包含单轴延伸膜的非延伸方向(Y方向)的入射面中将Z方向设为0度,将该入射面内的入射光线与Z方向的角度称为入射角。
另外,在本发明中,有时将单轴延伸膜的非延伸方向(Y方向)称为透过轴方向,将单轴延伸膜的延伸方向(X方向)称为反射轴方向。
[第一层]
本发明的第一层是以包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯作为结构成分的层。通过使用包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯,从而由于延伸产生大的双折射,示出适合于反射偏振光膜的折射率特性。
包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯具体地优选为以聚酯的全部重复单位作为基准以90摩尔%以上的2,6—萘二羧酸作为单体成分利用缩聚得到的结晶性聚酯,进一步优选为2,6—萘二羧酸成分的含有量为95摩尔%以上。在此,所谓结晶性聚酯意味着是具有熔点的聚酯。
作为这样的聚酯,具体地举出聚—2,6—萘二羧酸乙二酯、聚—2,6—萘二羧酸丁二酯、聚—2,6—萘二羧酸丙二酯或其共聚物。其中还优选主要重复单位由2,6—萘二羧酸乙二酯构成的聚酯。
在这些聚酯中还因为把取向状态保持在期望的状态,所以优选聚—2,6—萘二羧酸乙二酯;或作为从属酸成分将6,6’—(伸乙基二氧基)二—2—萘甲酸、6,6’—(三亚甲基二氧基)二—2—萘甲酸或者6,6’—(伸丁基二氧基)二—2—萘甲酸以聚酯的全部重复单位作为基准以2摩尔%以上5摩尔%以下共聚合的聚—2,6—萘二羧酸乙二酯等。作为其它共聚合成分,优选举出异苯二甲酸、2,7—萘二羧酸那样的其它芳香族羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等脂肪族二羧酸、环已烷二羧酸等脂环族二羧酸等酸成分、丁二醇、己二醇等脂肪族二醇、环己烷二甲醇等脂环族二醇等二醇成分。
构成第一层的各层的厚度为0.01 μm以上0.5 μm以下。这样的层厚度能够根据使用透过型电子显微镜拍摄的照片来求得。构成第一层的各层具有这样范围的层厚度,由此在400 nm~800 nm的波长域中显现层间光干涉所致的反射性能。当第一层的层厚度超出0.5 μm时反射频带成为红外线区域,不能得到作为反射偏振光膜的有用性。另一方面,当层厚度不到0.01 μm时,聚酯成分吸收光而变为不能得到反射性能。
另外,在膜的单轴延伸方向(X方向)、在膜面内与单轴延伸方向正交的方向(Y方向)以及膜厚度方向(Z方向)上,要求第一层的Y方向与Z方向的折射率差为0.1以上。
在此,第一层的Y方向的折射率、Z方向的折射率由关于使构成第一层的聚酯单独熔融而通过压模挤出、在单轴方向上以135℃实施五倍的延伸作成单轴延伸膜而得到的膜的Y方向、Z方向各自的方向,使用Metricon(メトリコン)公司制作的棱镜耦合器测量波长633 nm的折射率的值来表示。
由于作为第一层使用包含双折射性的2,6—萘二羧酸的聚酯且第一层的Y方向和Z方向的折射率差大、另外作为第二层使用平均折射率为1.60以上1.65以下且为负的光学各向异性或者各向同性的热可塑性树脂,因此膜面内的Y方向上的第一层与第二层的折射率差变小,关于相对于包含Y方向的入射面平行的偏振光分量中从垂直方向入射的偏振光(入射角0度的入射偏振光)和接近垂直的角度的入射偏振光得到高透过性能。
另一方面,在包含Y方向的入射面中,当使入射光线的入射角倾斜时,变成不仅受到Y方向的层间折射率差的影响,还受到X方向的层间折射率差与Z方向的层间折射率差的影响,在从斜向入射的情况下层间折射率差变大。因此,得到作为本发明的特征的、关于相对于包含Y方向的入射面平行的偏振光分量中向倾斜方向入射的偏振光为高反射性能,能够有效地再利用该倾斜入射光而大幅提高正面亮度。
为了增高该倾斜方向的偏振光的反射性能,根据树脂的种类相比于第二层使第一层的厚度进一步增厚是有效果的。
作为使第一层的Y方向和Z方向的折射率差为0.1以上的方法,可举出于第一层使用包含双折射性的2,6—萘二羧酸成分的聚酯,在记载于膜制造方法的范围内延伸膜的方法。
[第二层]
本发明的第二层是以热可塑性树脂作为结构成分的厚度0.01 μm以上0.5 μm以下的层,该热可塑性树脂为平均折射率为1.60以上1.65以下且为负的光学各向异性或者各向同性的树脂。
通过使用具有上述折射率特性的负的折射性的树脂或者各向同性的树脂作为构成第二层的热可塑性树脂,分别通过以下机制,显现使相对于包含Y方向的入射面平行的偏振光中从膜倾斜方向入射的偏振光分量反射的功能。
首先,在使用平均折射率为1.60以上1.65以下的负的光学各向异性树脂作为第二层的情况下,通过进行单轴延伸,延伸方向(X方向)的折射率变得小于延伸前的平均折射率,而对于在膜面内与单轴延伸方向正交的方向(Y方向)和膜厚度方向(Z方向)的折射率则示出变得大于延伸前的平均折射率的所谓负的光学各向异性。当对示出这样的负的光学各向异性的热可塑性树脂进行单轴延伸时,第二层的折射率在Y方向和Z方向与X方向相比变大。
通过分别使用包含2,6—萘二羧酸的聚酯作为第一层,使用这样的平均折射率的负的光学各向异性树脂作为第二层,从而能够使第一层与第二层在X方向上的层间折射率差变大,第一层与第二层的Y方向的折射率差变小。另外,第一层与第二层的Z方向的层间折射率差也起因于第一层的特性而变大。在这些树脂的组合的情况下,特别是X方向的层间折射率差增大。
因此,关于相对于包含Y方向的入射面平行的偏振光中向倾斜方向入射的P偏振光,通过如前述那样影响X方向、Y方向以及Z方向所有的层间折射率差,从而得到高的反射性能,能够有效地再利用该倾斜入射偏振光的反射光而大幅提高正面亮度。
另外,在使用平均折射率为1.60以上1.65以下的各向同性树脂作为第二层的情况下,第二层具有单轴延伸后的X方向、Y方向、Z方向的折射率差小的折射率特性。本发明中的所谓各向同性具体来说指延伸前的平均折射率与延伸后的X方向、Y方向、Z方向的折射率的差在三个方向上均为0.05以下或是延伸后的X方向、Y方向、Z方向的折射率差为0.05以下。
通过于第二层使用这样的折射率特性的各向同性树脂且使用上述的包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯作为第一层的树脂,从而第一层与第二层在X方向上的层间折射率差、第一层与第二层在Z方向上的层间折射率差均变大,而第一层与第二层在Y方向上的层间折射率差变小。因此,除了使特定方向的偏振光选择性地反射的反射偏振光膜的功能以外,还能够得到作为本发明的特征的、关于向倾斜方向入射的P偏振光的反射性能。另外,在使用这样的各向同性树脂作为第二层的情况下,虽然与使用负的光学各向异性的树脂的情况相比X方向的层间折射率差变小,但是由于显现倾斜方向的P偏振光的反射性能,所以与第二层相比进一步使第一层的厚度增厚是有效果的。通过使延伸方向的面取向性高的第一层与第二层相比相对较厚,从而能够增高第一层的折射率特性的影响。
此外,所谓延伸前的平均折射率是将构成第二层的热可塑性树脂单独地熔融,通过压模挤出作成未延伸膜,关于所得到的膜的X方向、Y方向、Z方向各自的方向上的折射率,使用Metricon(メトリコン)公司制作的棱镜耦合器以波长633 nm进行测量,将这些测量的平均值作为平均折射率而规定的折射率。
另外,第二层的延伸后的X方向、Y方向、Z方向的折射率是将构成第二层的热可塑性树脂单独地熔融,通过压模挤出,在单轴方向上以135℃实施五倍的延伸作成单轴延伸膜,关于所得到的膜的X方向、Y方向、Z方向各自的方向,使用Metricon(メトリコン)公司制作的棱镜耦合器来测量波长633 nm的折射率而求得的折射率。
使用于第二层的热可塑性树脂的平均折射率优选为1.61以上1.64以下,进一步优选为1.62以上1.63以下,从上述的树脂中使用单轴延伸后的第一层与第二层的Y方向折射率接近的树脂、优选为该Y方向的折射率差为0.1以下、进一步优选0.05以下的树脂。
(负的光学各向异性树脂)
作为平均折射率为上述范围的负的光学各向异性树脂,可举出间规聚苯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐改性聚苯乙烯、芴改性聚碳酸酯等。当考虑由延伸所致的各方向的折射率时其中还优选间规聚苯乙烯系树脂。
所谓间规聚苯乙烯系树脂是具有立体构造为间规构造、即相对于由碳—碳键形成的主链,作为侧链的苯基、取代苯基交替地位于相反方向的立体构造的树脂,通过同位素碳的核磁共振法定量其立构规整度(tacticity)。虽然通过该方法测量的立构规整度能够由连续的多个结构单位的存在比例,例如在两个的情况下由二合体(dyad)示出,在三个的情况下由三合体(triad)示出,在五个的情况下由五合体(pentad)示出,但是作为在本发明中所说的间规聚苯乙烯系树脂,可举出按照消旋二合体(racemic dyad)具有75%以上、优选为85%以上,或者按照消旋五合体具有30%以上、优选50%以上的间规性的聚苯乙烯、聚烷基苯乙烯、聚卤化苯乙烯、聚烷氧基苯乙烯、聚乙烯基苯甲酸或者它们的氢化聚合物以及它们的共聚物。
在本发明中,作为像这样具有间规构造的聚苯乙烯系树脂的总称,称作为间规聚苯乙烯系树脂。
在这些树脂中优选的间规聚苯乙烯系树脂为熔点在220℃~270℃的范围内的树脂,进一步优选为在240℃~270℃的范围内的树脂。
另外,作为间规聚苯乙烯系树脂能够使用共聚物,优选为间规聚苯乙烯与对—甲基苯乙烯的共聚物。在此,间规聚苯乙烯均聚物的熔点为270℃,虽然能够通过调整对—甲基苯乙烯的共聚合量来调整熔点,但是当对—甲基苯乙烯多时熔点下降,结晶性也下降。这样的共聚合量优选在20摩尔%以下的范围内。当熔点低于220℃时间规聚苯乙烯系树脂的结晶性过低,变得难以进行制膜,另外有时耐热性(接受热处理时的尺寸变化)下降。
虽然在由该间规聚苯乙烯系树脂构成的第二层只要是在光学上的特性不恶化的范围内添加惰性粒子也没关系,但是优选为实质上不含有惰性粒子。
无规聚苯乙烯、等规聚苯乙烯结晶性低而难以进行制膜,另外由于不具有结晶构造或者构造松散,所以耐热性差而不优选。
包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯虽然由于延伸因而延伸方向的折射率增加,但是间规聚苯乙烯系树脂由于示出负的光学各向异性,因此延伸方向的折射率反而下降,能够使两个层的X方向的折射率差变大。
此外,由包含2,6—萘二羧酸的聚酯构成的层(第一层)与由本发明中的负的光学各向异性的树脂构成的层(第二层)的熔点差优选在30℃以内。当该差变为大于30℃时,在进行熔融而层叠之后,在固化而形成未延伸片的时间点有时产生层间的剥离、在之后的延伸时产生剥离。
(各向同性树脂)
作为平均折射率在上述范围的各向同性的树脂,是具有这样的折射率特性的热可塑性树脂,虽然只要是在延伸之后不示出双折射性的树脂就没有特别的限定,但是可举出例如聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等。从层间的密接性、延伸性的观点看,其中还优选共聚合聚萘二羧酸烷二酯。
作为该共聚合聚萘二羧酸烷二酯,例示为以全部重复单位为基准以30摩尔%以上70摩尔%以下的范围共聚合有对苯二甲酸成分或者异苯二甲酸成分中的至少一个成分的共聚合聚萘二羧酸乙二酯、共聚合聚萘二羧酸丁二酯。另外,从膜制膜性、与第一层的层间密接性的观点看,进一步优选使用这样的共聚合聚萘二羧酸乙二酯作为第二层。这样的共聚合聚酯的共聚合量优选为进一步在40摩尔%以上65摩尔%以下。
(第二层的各层厚度)
构成第二层的各层的厚度为0.01 μm以上0.5 μm以下。能够根据使用透过型电子显微镜拍摄的照片来求得这样的层厚度。由于构成第二层的各层具有这样的范围的层厚度,因而在400 nm~800 nm的波长域中显现由层间的光干涉所致的反射性能。当第二层的层厚度超出0.5 μm时反射频带成为红外线区域,不能得到作为反射偏振光膜的有用性。另一方面,当层厚度不到0.01 μm时,聚酯成分吸收光而变为不能得到反射性能。
[粒子]
本发明的单轴延伸多层层叠膜在满足这样的反射率特性的范围内为了提高膜的卷取性,也可以在至少一个最外层以层的重量为基准含有0.001重量%~0.5重量%的平均粒径0.01 μm~2 μm的惰性粒子。在添加惰性粒子的情况下,优选的惰性粒子的平均粒径为0.02 μm~1 μm,特别优选为0.1 μm~0.3 μm的范围。另外,优选的惰性粒子的含有量为0.02重量%~0.2重量%的范围。
作为单轴延伸多层层叠膜所含有的惰性粒子,可举出例如二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、磷酸钙、高岭土、滑石那样的无机惰性粒子、硅、交联聚苯乙烯、苯乙烯—二乙烯基苯共聚物那样的有机惰性粒子。粒子形状只要是凝聚状、球状等一般地使用的形状则不特别地限定。
另外,只要是满足这样的反射率特性的范围内,则不仅是最外层,在由与最外层相同的树脂构成的层中也可以包含惰性粒子,例如在第一层或者第二层的至少一个层中也可以包含惰性粒子。或者,也可以将与第一层、第二层不同的另外的层设置为最外层。
为了达到更良好的光学特性,优选为第一层、第二层均不包含粒子。由于膜中不包含粒子,因而对于以入射角0°入射的P偏振光的透过率提高,并且能够使波长400 nm~800 nm中对于该P偏振光的平均反射率更小,正面亮度更为提高。
[层叠结构]
(层叠数)
本发明的单轴延伸多层层叠膜是交替地层叠上述第一层和第二层合计251层以上的层叠膜。单轴延伸多层层叠膜的层叠数优选为301层以上,更优选为401层以上,进一步优选为501层以上,特别优选为551层以上。当层叠数不足下限值时,关于相对于包含非延伸方向(Y方向)的入射面垂直的偏振光分量(S偏振光)的平均反射率特性,不能遍及波长400 nm~800 nm来满足的固定的平均反射率。同时,当层叠数不足下限值时,关于相对于包含非延伸方向(Y方向)的入射面平行的偏振光分量(P偏振光)在入射角50度的平均反射率特性,也不能遍及波长400 nm~800 nm来满足固定的平均反射率。
层叠数的上限值从生产性和膜的处理性等观点看优选为2001层。关于层叠数的上限值,如果能得到本发明的平均反射率特性,则从生产性、处理性的观点看也可以进一步减少层叠数,例如也可以是1001层、801层。
(第一层与第二层的平均层厚度比)
在使用上述的各向同性树脂作为构成第二层的热可塑性树脂的情况下,除了起因于树脂的各方向的折射率特性以外,进一步地第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)影响与包含Y方向的入射面平行的P偏振光中倾斜地入射的偏振光分量的反射特性,通过与第二层的平均层厚度相比使第一层的平均层厚度更厚,能够有效地再利用倾斜方向的入射偏振光的反射,能够有效地增高正面亮度。
第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)虽然只要是0.5以上5.0以下的范围就得到150%以上的正面亮度提高率,但是为了得到160%以上的正面亮度提高率,优选为这样的层厚度比为1.2以上5.0以下。另外,这样的层厚度比的上限值优选为4.0,进一步优选为3.5。
当第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)超出上限值时,层间的光干涉下降,不能确保S偏振光的充分的反射特性。另外,当这样的层厚度比不足下限值时,P偏振光中的倾斜入射光的再利用变得不充分,不能得到正面亮度的大幅提高。
在使用上述的负的光学各向异性的树脂作为构成第二层的热可塑性树脂的情况下,由于树脂的折射率特性因而对于P偏振光的倾斜入射光的反射率提高,虽然第一层与第二层的平均层厚度的关系没有特别限制,但是这样的层厚度比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)优选为0.1以上5.0以下的范围。由于该层厚度比为这样的范围,因而得到正面亮度的大幅提高。
另外,在使用负的光学各向异性的树脂的情况下,这样的层厚度比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)优选为0.2以上3.0以下的范围,更优选为0.3以上3.0以下的范围,进一步优选为0.5以上2.0以下,特别优选为0.7以上1.5以下。当该层厚度比偏离0.2以上3.0以下的范围时色调偏差变大,在用作液晶显示器的亮度提高膜时,有时变为缺乏影像的再现性、视认性下降。
(最大层厚度与最小层厚度的比率)
虽然多层层叠膜通常根据折射率、层数、层的厚度来决定反射的波长,但是所层叠的第一层和第二层的各层以固定的厚度仅能反射特定波长。因此,在本发明的单轴延伸多层层叠膜中,第一层和第二层各层的最大层厚度与最小层厚度的比率为2.0以上5.0以下,由此能够在波长400 nm~800 nm的可见光整个区域中增高反射特性。
第一层和第二层各层的最大层厚度与最小层厚度的比率的下限值更优选为2.1,上限值优选为4.0,更优选为3.5,进一步优选为3.0。
当第一层和第二层各层的最大厚度与最小厚度的比率不足下限值时,遍及400 nm~800 nm的波长域,关于S偏振光的反射特性、P偏振光的倾斜方向的反射特性不能得到设为目的的反射特性。另一方面,当第一层和第二层各层的最大厚度与最小厚度的比率超出上限值时反射频带过宽,400 nm~800 nm的波长域中的平均反射率下降,因此不能得到设为目的的反射特性。
能够根据使用透过型电子显微镜拍摄的照片来求得第一层、第二层中的各层的最大层厚度与最小层厚度。
另外,第一层和第二层还可以阶段性地变化,也可以连续地变化。
作为得到这样的层厚度特性的方法,可举出例如在使第一层用树脂与第二层用树脂交替地层叠之时,使用多层给料管(feed block)装置,使给料管的流路的厚度连续地变化的方法。另外,作为使得阶段性地变化的方法,可举出通过多层给料管装置来层叠均匀的厚度的层,进一步层叠由与此不同的层厚度构成的均匀厚度的层,进一步层叠这些层叠流动体,使层厚度阶段性地变化的方法。作为使层厚度阶段性地变化的一个例子,可举出以1.0:1.3:2.0的比变化的层结构。
另外,还可以使用在使这些多层流动体垂直于面地分支之后再次进行层叠而使之为251层以上等层叠化方法,例示有例如进行三分支来增加层叠数的方法。
(其它层)
本发明的单轴延伸多层层叠膜除了这样的第一层、第二层以外,还可以在这样的层叠膜的表层、中间层存在超出0.5 μm的厚膜层。通过在第一层与第二层的交替层叠结构的一部分具有这样的厚度的层,从而不影响偏振光功能,变得容易均匀地调整构成第一层和第二层的各层厚度。这样的厚度的层还可以是与第一层、第二层中的任一个相同的组成或部分地包含这些组成的组成,由于层厚度较厚,因此对反射特性没有贡献。另一方面,因为有时影响透过的偏振光,所以优选在层中不含有粒子。
(膜厚度)
本发明的单轴延伸多层层叠膜的膜厚度优选为15 μm以上150 μm以下,进一步优选为30 μm以上100 μm以下。
[单轴延伸膜]
本发明的单轴延伸多层层叠膜为了满足作为设为目的的反射偏振光膜的光学特性,至少在单轴方向上延伸。本发明中的单轴延伸除了仅在单轴方向上延伸的膜以外,还包含作为在两轴方向上延伸的膜而在一方向上更多地延伸的膜。单轴延伸方向(X方向)还可以是膜长度方向、宽度方向中的任一方向。另外,在作为在两轴方向上延伸的膜而在一方向上更多地延伸的膜的情况下,更多地延伸的方向(X方向)还可以是膜长度方向、宽度方向中的任一方向,延伸倍率低的方向限于1.05~1.20倍左右的延伸倍率就增高偏振光性能这点而言是优选的。在两轴方向上延伸而在一方向上更多地延伸的膜的情况下,于偏振光、折射率的关系的所谓“延伸方向”指更多地延伸的方向。
作为延伸方法,虽然能够使用利用棒状加热器的加热延伸、辊加热延伸、拉幅机延伸等公知的延伸方法,但是从减少由与辊的接触所致的划痕、延伸速度等的观点看,优选为拉幅机延伸。
[反射特性]
本发明的单轴延伸多层层叠膜将膜面作为反射面,关于相对于包含Y方向的入射面垂直的偏振光分量(S偏振光),对于入射角0度和50度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率(有时分别称为入射角0度的平均反射率、入射角50度的平均反射率)分别为90%以上。
另外,将膜面作为反射面,关于相对于包含Y方向的入射面平行的偏振光分量(P偏振光),对于入射角0度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率(有时称为入射角0度的平均反射率)为15%以下,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率(有时称为入射角50度的平均反射率)为20%以上。
关于S偏振光分量,对于入射角0度和50度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率优选为95%以上100%以下,更优选为98%以上100%以下。
当关于S偏振光分量的平均反射率不足下限值时,作为反射偏振光膜的偏振光反射性能不充分,作为液晶显示器等的亮度提高膜不显现充分的性能。
关于S偏振光分量,为了得到这样的反射率特性,除了各层厚度、层叠数之外,可举出第一层与第二层在膜延伸方向(X方向)的折射率差大,优选可举出为0.15以上。具体地说,在本发明中可举出使用作为第一层用树脂、第二层用树脂而举出的树脂在X方向上以固定范围的倍率进行延伸,增高第一层的双折射性的方法。另外,可举出为了在波长400 nm~800 nm的宽波长范围内增高反射率,将最大层厚度与最小层厚度的比率设为上述范围的方法。
关于P偏振光分量,对于入射角0度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率优选为13%以下、更优选为5%以上13%以下。
另外,关于P偏振光分量,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率在作为第二层的树脂使用本发明的负的光学各向异性树脂的情况下,优选为50%以上,更优选为70%以上100%以下,进一步优选为80%以上99%以下。在作为第二层的树脂使用本发明的各向同性树脂的情况下,关于P偏振光分量,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率优选为20%以上50%以下,更优选为25%以上40%以下。
关于P偏振光分量,将入射角0度的平均反射率抑制在这样的范围,并且另一方面,将入射角50度的平均反射率设为比0度的平均反射率高的上述范围,由此能够使由倾斜方向入射的P偏振光分量在光源侧反射而再利用,能够实现高出以往的亮度提高膜的正面亮度提高性能。
关于P偏振光分量,当对于入射角0度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率超出上限值时,由于作为反射偏振光膜的偏振光透过率下降,因此作为液晶显示器等的亮度提高膜不显现充分的性能。另一方面,当P偏振光分量的对于入射角50度的该入射偏振光的波长400 nm~800 nm的平均反射率不足下限值时,因为由倾斜方向入射的P偏振光分量的大部分按原样透过膜,在光源侧反射的偏振光减少,所以P偏振光的再利用效率不充分,不能得到超出以往的反射偏振光膜的正面亮度提高性能。
关于P偏振光分量,为了得到这样的反射率特性,除了各层厚度、层叠数以外,还可举出X方向的层间折射率差与Z方向的层间折射率差如已叙述那样较大,Y方向的层间折射率差较小,优选为0.02以下;另外根据树脂的种类进一步使第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比为已叙述的固定范围。
另外,为了遍及波长400 nm~800 nm的宽波长范围增高对于向倾斜方向入射的P偏振光的反射率,可举出将最大层厚度与最小层厚度的比率设为上述的范围的方法。
本发明的单轴延伸多层层叠膜优选地关于S偏振光分量在波长400 nm~800 nm的各波长的最大反射率与最小反射率的差为10%以内,并且即使关于P偏振光分量,在波长400 nm~800 nm的各波长的最大反射率与最小反射率的差也为10%以内。当上述各偏振光分量的最大反射率与最小反射率的差为10%以上时,由于产生反射或者透过的光的色调的偏差,因此在使用于液晶显示器等时有时产生问题。
[结晶取向度]
本发明的单轴延伸多层层叠膜优选为膜的厚度方向的结晶取向度为—0.30以上0.05以下,更优选为—0.10以上0.00以下。示出膜的厚度方向的结晶取向度的值越大则面取向性越小、单轴取向性越高。当这样的结晶取向度超出上限值时单轴取向性过强,不能同时满足各方向上的折射率特性。另一方面,当这样的结晶取向度不足下限值时由于面取向变得过多而产生两轴取向性,因此不能得到本发明的偏振光反射特性。
本发明中的膜厚度方向的结晶取向度,主要起因于构成第一层的聚酯树脂的结晶取向度,使用X射线衍射装置在膜的结晶构造中,求出作为相对于与萘环平行的面(110面)和与分子链方向平行的面(206面)垂直的面的结晶面(010面)的厚度方向(ND)的结晶取向指数<cos2Φ010,ND>,用通过下式(1)得到的结晶取向度f010,ND来表示。
[单轴延伸多层层叠膜的制造方法]
接着,详细描述本发明的单轴延伸多层层叠膜的制造方法。
关于本发明的单轴延伸多层层叠膜,把包含2,6—萘二羧酸的聚酯(第一层用)以及显现本发明的第二层的折射率特性的热可塑性树脂(第二层用)在熔融状态下在交替地重叠至少251层的状态下挤出,设为多层未延伸膜(设为片状物的工序)。此时,所层叠的251层以上的层叠物以各层的厚度阶段性或者连续地在2.0倍~5.0倍的范围内变化的方式层叠。
以这种方式得到的多层未延伸膜在制膜方向或者正交于该制膜方向的宽度方向的至少单轴方向(沿膜面的方向)上延伸(X方向)。延伸温度优选为第一层的聚酯的玻璃转移点温度(Tg)~Tg+50℃的范围。此时的延伸倍率优选为2~10倍,进一步优选为2.5~7倍,进一步优选3~6倍,特别优选为4.5~5.5倍。由于延伸倍率越大,第一层和第二层中的各个层的面方向的偏差由于因延伸所致的薄层化而变得越小,延伸多层层叠膜的光干涉在面方向上变为均匀,因此是优选的,另外由于第一层与第二层的延伸方向的折射率差以及厚度方向的折射率差变大,因此是优选的。此时的延伸方法虽然能够使用利用棒状加热器的加热延伸、辊加热延伸、拉幅机延伸等公知的延伸方法,但是从减少由与辊的接触所致的划痕、延伸速度等观点看,优选为拉幅机延伸。另外,在与这样的延伸方向正交的方向(Y方向)上也实施延伸处理,在进行两轴延伸的情况下,优选为限于1.05~1.20倍左右的延伸倍率。当使Y方向的延伸倍率高于该延伸倍率时,有时偏振光性能下降。另外,优选在延伸之后进一步实施热固定处理。
[亮度提高膜]
本发明的单轴延伸多层层叠膜选择性地高反射S偏振光分量,使与该S偏振光分量垂直方向的P偏振光分量中入射角0度附近的光选择性地高透过,并且反射向倾斜方向入射的P偏振光分量,因此通过使用为液晶显示器的亮度提高膜,能够再利用所反射的S偏振光分量与P偏振光分量,能够还对P偏振光的一部分进行再利用而与以往相比大幅提高正面亮度。
另外,多层层叠膜本身具备这样的功能,由此相对于以往的情况下对由多层层叠膜构成的亮度提高膜与棱镜片进行组合来进行液晶显示器的正面亮度提高与视野角控制,通过使用本发明的多层层叠膜,从而能够统一以往的亮度提高膜与棱镜的两个部件的功能,在削减部件的同时增高光利用效率,液晶显示器的消耗电力的削减成为可能。
[单轴延伸多层层叠膜层叠体]
在将本发明的单轴延伸多层层叠膜用作为液晶显示器等的亮度提高膜的情况下,从确保平面性等观点看,能够在本发明的单轴延伸多层层叠膜的至少一面层叠耐热性热可塑性树脂膜。
虽然关于构成耐热性热可塑性树脂膜的树脂没有特别地限定,但是可举出聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂等。特别是从透明性和耐热性的观点看其中还优选使用聚碳酸酯树脂。总称为聚碳酸酯的高分子材料虽然总称为在其合成方法中使用缩聚反应而主链以碳酸键结合的材料,但是在这些当中一般还意味着由酚衍生物和碳酰氯、碳酸二苯酯等的缩聚得到的材料。虽然通常优选地选择以被称呼为双酚—A的2,2—双(4—羟基苯基)丙烷作为双酚成分的聚碳酸酯,但是通过适当地选择各种双酚衍生物,能够构成聚碳酸酯共聚物。
作为这样的共聚合成分,除了该双酚—A以外,能够举出双(4—羟基苯基)甲烷、1,1—双(4—羟基苯基)环己烷、9,9—双(4—羟基苯基)芴、1,1—双(4—羟基苯基)—3,3,5—三甲基环己烷、2,2—双(4—羟基—3—甲基苯基)丙烷、2,2—双(4—羟基苯基)—2—苯基乙烷、2,2—双(4—羟基苯基)—1,1,1,3,3,3—六氟丙烷、双(4—羟基苯基)二苯基甲烷、双(4—羟基苯基)硫醚、双(4—羟基苯基)砜等。
这样的共聚合成分的比例优选为聚碳酸酯共聚物的全部重复单位中2~20摩尔%,进一步优选为5~10摩尔%。
在此使用的聚碳酸酯树脂的粘度平均分子量优选为10,000以上200,000以下。当粘度平均分子量低于10,000时存在所得到的膜的机械强度不够的情况,另外当成为200,000以上的高分子量时掺杂物的粘度变得过大,有时变得缺乏操作性。
作为在单轴延伸多层层叠膜的至少一面层叠耐热性热可塑性树脂膜的方法,能够适当地应用在耐热性热可塑性树脂膜的一侧使用辊涂机等涂布粘合层之后,在室温下贴合单轴延伸多层层叠膜的方法;在耐热性热可塑性树脂膜的一侧涂布热封层之后通过层压等进行加热压接的方法;另外通过在耐热性热可塑性树脂膜的一侧涂布紫外线硬化性的树脂之后照射紫外线来粘接的方法等公知的技术。
实施例
根据实施例来进一步说明本发明。此外,利用下述方法来测量或者评价实施例中的物性、特性。
(1)树脂和膜的熔点(Tm)
取样10mg的树脂或者膜样品,使用DSC(TA Instruments(インスツルメンツ)公司制作,商品名称:DSC2920),以20℃/min的升温速度测量熔点和玻璃转移点。
(2)树脂的指定及共聚合成分和各成分量的指定
关于膜样品的各层,通过1H—NMR测量来指定各树脂成分及共聚合成分和各成分量。
(3)各层的厚度
将膜样品切成膜长度方向2mm、宽度方向2cm,在固定到包埋胶囊之后,用环氧树脂(REFINETEC(リファインテック)(股份)制作的EPOMOUNT(エポマウント))进行包埋。通过MICROTOME(ミクロトーム)(LEICA制作的ULTRACUT UCT)在宽度方向上垂直地切断包埋的样品,使之为5 nm厚的膜切片。使用透过型电子显微镜(日立S—4300)以加速电压100kV进行观察拍摄,根据照片来测量各层的厚度。
另外,根据得到的各层的厚度,分别求得第一层之中的最大层厚度相对于最小层厚度的比率、第二层之中的最大层厚度相对于最小层厚度的比率。
另外,根据得到的各层的厚度,分别求得第一层的平均层厚度、第二层的平均层厚度,计算出第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度。
此外,在最外层或者交替层叠中存在超出0.5μm的厚度的调整层的情况下,从第一层和第二层排除这样的层。
(4)膜整体厚度
将膜样品夹在主轴检测器(安立电气(股份)制作的K107C),利用数字差动电子测微计(安立电气(股份)制作的K351)在不同的位置测量10个点的厚度,求得平均值作为膜厚度。
(5)各方向的延伸前、延伸后的折射率
关于构成各层的各个树脂,分别使之熔融而通过压模挤出,浇铸于浇铸滚筒上而得到未延伸膜。另外,预备了把得到的未延伸膜接着在135℃下在单轴方向上延伸5倍的延伸膜。使用得到的未延伸膜和延伸膜,关于延伸方向(X方向)、其正交方向(Y方向)、厚度方向(Z方向)的各自的折射率(分别设为nX、nY、nZ),使用Metricom(メトリコン)制作的棱镜耦合器以波长633 nm进行测量,求得延伸前的折射率、延伸后的折射率。
根据延伸前的三个方向的折射率的平均值来求得各层的延伸前的平均折射率。另外,根据延伸后的三个方向的折射率的平均值来求得各层的延伸后的平均折射率。
(6)反射率、反射波长
使用分光光度计(岛津制作所制作,MPC—3100),在光源侧安装偏振光滤光器,在波长400 nm至800 nm的范围内测量各波长的相对于积分球的全光线反射率。此时,将以与膜的非延伸方向(Y方向)一致的方式配置偏振光滤光器的透过轴的情况下的测量值设为“相对于包含Y方向的入射面平行的偏振光(P偏振光)”,将以与膜的非延伸方向正交的方式配置偏振光滤光器的透过轴的情况下的测量值设为“相对于包含Y方向的入射面垂直的偏振光(S偏振光)”。
关于各个偏振光分量,根据在400 nm—800 nm的范围内的反射率数据来求得平均值,设为平均反射率。另外,入射角0度的测量以光源位于与膜面垂直的方式配置膜样品来进行,入射角50度的测量以光源位于这样的入射角的延长上的方式配置膜样品来进行。
(7)结晶取向度
使用X射线衍射装置(理学电机制作的ROTAFLEX RINT2500HL)来求得膜的结晶面(010)的厚度方向ND的结晶取向指数<cos2ΦND,010>,利用下式(1)求得结晶取向度f010,ND
Figure 553877DEST_PATH_IMAGE002
此外,ND方向的结晶取向度使用极点试料台(理学电机制作的多功能试料台)来测量。
(8)亮度提高效果
把取出LCD面板(松下电器制作的VIERA(ビエラ)TH—32LZ80 2007年制)中的光学膜(扩散膜、棱镜片)的状态作为参照,把得到的单轴延伸多层层叠膜插入到该LCD面板的液晶单元偏振光板与光源之间,利用Opto Design(オプトデザイン)公司制作的FPD视野角测量评价装置(ErgoScope88)来测量在PC显示白色时的正面亮度,计算出单轴延伸多层层叠膜插入后的正面亮度相对于单轴延伸多层层叠膜插入前的正面亮度的上升率,按下述基准来评价正面亮度提高效果。
AA:正面亮度提高效果为180%以上
A:正面亮度提高效果为160%以上、不到180%
B:正面亮度提高效果为150%以上、不到160%
C:正面亮度提高效果为140%以上、不到150%
D:正面亮度提高效果不到140%。
(9)色调
还使用正面亮度提高效果的测量方法来进行色彩测量,根据插入样品之后的正面亮度的色调x和y的值相对于插入样品膜之前的正面亮度的色调x和y的值的差异,按下述基准来评价色调。
◎:x、y差异均不到0.03
○:x、y中的任一个的最大变化为0.03以上
×:x、y最大变化均为0.03以上。
(10)耐久性评价试验
在140℃、275kPa的条件下将光扩散性的耐热性热可塑性树脂膜(惠和股份有限公司制作:OPALUS BS—912)的背涂覆面对得到的单轴延伸多层层叠膜的两面都进行2秒钟压接来进行贴合,作成层叠体膜,插入到LCD面板(松下电器制作的VIERA(ビエラ)TH—32LZ80 2007年制)中的液晶单元偏振光板与光源之间,在把背光灯连续点亮3000hr之后,将其取出用肉眼观察片的外观,基于下述基准来进行评价。
◎连续点亮后的膜外观完全看不到变化或者虽然连续点亮后的膜通过目视可以认出变化,但是为不到0.5 mm高度的无法计测的凹凸
○可在连续点亮后的膜看到0.5 mm以上不到1 mm高度的凹凸
×可在连续点亮后的膜上看到1 mm以上高度的凹凸。
[实施例1]
将固有粘度(鄰氯酚,35℃)0.62dl/g的聚—2,6—萘二羧酸乙二酯(PEN)作为第一层用聚酯,作为第二层用热可塑性树脂准备以8摩尔%共聚合有对—甲基苯乙烯的间规聚苯乙烯共聚物。
接着,在把第一层用聚酯在170℃下干燥5小时以及把第二层用树脂在100℃下干燥3小时之后,提供给第一、第二挤出机,加热至300℃而成为熔融状态,在使第一层用聚酯分支为276层、使第二层用树脂分支为275层之后,交替地层叠第一层与第二层并且第一层与第二层的各自的最大层厚度与最小层厚度以最大/最小来连续地变化直至2.2倍,并且使用以第一层与第二层的平均层厚度为1.0:1.0的方式设计的多层给料管装置,按原样保持其层叠状态导入到压模,浇铸于浇铸滚筒上,作成第一层与第二层的平均层厚度为1.0:1.0的、第一层与第二层交替地层叠的总数551层的未延伸多层层叠膜。
将该多层未延伸膜在135℃的温度下在宽度方向上延伸至5.2倍,在150℃下进行3秒钟的加热固定处理。得到的膜的厚度为55μm。
在表1示出得到的单轴延伸多层层叠膜的各层的树脂结构、各层的特征,另外在表2示出物性。
[实施例2~4]
按表1所示,除了变更各层的树脂组成以外,进行与实施例1相同的操作,得到单轴延伸多层层叠膜。在表1示出得到的单轴延伸多层层叠膜的各层的树脂结构、各层的特征,另外在表2示出物性。
[实施例5、6]
按表1所示,除了变更各层的层厚度以外,进行与实施例1相同的操作,得到单轴延伸多层层叠膜。在表1示出得到的单轴延伸多层层叠膜的各层的树脂结构、各层的特征,另外在表2示出物性。
[比较例1~2]
按表1所示,除了变更各层的树脂组成和制造条件以外,进行与实施例1相同的操作,得到单轴延伸多层层叠膜。在表1示出得到的单轴延伸多层层叠膜的各层的树脂结构、各层的特征,另外在表2示出物性。
Figure 70626DEST_PATH_IMAGE004
[实施例7]
把以第一层的重量为基准以0.15wt%向固有粘度(鄰氯酚,35℃)0.62dl/g的聚—2,6—萘二羧酸乙二酯(PEN)添加真球状二氧化硅粒子(平均粒径:0.3μm、长径与短径的比:1.02、粒径的平均偏差:0.1)所得的聚酯作为第一层用聚酯,作为第二层用热可塑性树脂准备以64mol%共聚合有固有粘度(鄰氯酚,35℃)0.62dl/g的对苯二甲酸的聚—2,6—萘二羧酸乙二酯(TA64PEN)。
接着,将第一层用聚酯和第二层用聚酯分别在170℃下干燥5小时之后,提供给第一、第二挤出机,加热至300℃而成为熔融状态,在使第一层用聚酯分支为276层、使第二层用聚酯分支为275层之后,交替地层叠第一层与第二层,并且第一层与第二层的各自的最大层厚度与最小层厚度以最大/最小来连续地变化直至2.2倍,并且使用以第一层与第二层的平均层厚度成为1.0:0.8的方式设计的多层给料管装置,按原样保持其层叠状态导入到压模,浇铸于浇铸滚筒上,作成第一层与第二层的平均层厚度为1.0:0.8的、第一层与第二层交替地层叠的总数551层的未延伸多层层叠膜。
将该多层未延伸膜在135℃的温度下在宽度方向上延伸至5.2倍,在150℃下进行3秒钟的加热固定处理。得到的膜的厚度为55μm。
在表3示出得到的单轴延伸多层层叠膜的各层的树脂结构、各层的特征,另外在表4示出物性。
[实施例8~10、比较例3~5]
按表1所示,除了变更各层的树脂组成、层厚度和制造条件以外,进行与实施例1相同的操作,得到单轴延伸多层层叠膜。在表3示出得到的单轴延伸多层层叠膜的各层的树脂结构、各层的特征,另外在表4示出物性。
Figure 386201DEST_PATH_IMAGE005
发明的效果
本发明的单轴延伸多层层叠膜除了以往的反射轴方向的偏振光的高反射特性以外,新具备选择性地将透过轴方向的偏振光中来自膜正面方向的入射角的偏振光分量透过、使从膜倾斜方向入射的偏振光分量反射的功能,从而即使关于向倾斜方向出射的透过轴方向的偏振光分量,也能够在光源侧使之反射而再利用,正面亮度大幅提高。
产业上的可利用性
多层层叠膜本身具备这样的功能,由此相对于以往的情况下利用对由多层层叠膜构成的亮度提高膜与棱镜进行组合的方法来进行液晶显示器的正面亮度提高与视野角控制,通过使用本发明的多层层叠膜,从而能够统一以往的亮度提高膜与棱镜的两个部件的功能,在削减部件的同时增高光利用效率,液晶显示器的消耗电力的削减成为可能。 

Claims (11)

1.一种第一层与第二层交替地层叠251层以上的单轴延伸多层层叠膜,所述单轴延伸多层层叠膜的特征在于,
1)第一层是以包含2,6—萘二羧酸成分的聚酯作为结构成分的厚度0.01 μm以上0.5 μm以下的层,在单轴延伸方向(X方向)、膜面内与单轴延伸方向正交的方向(Y方向)以及膜厚度方向(Z方向)上,第一层的Y方向与Z方向的折射率差为0.1以上;
2)第二层是以热可塑性树脂作为结构成分的厚度0.01 μm以上0.5 μm以下的层,该热可塑性树脂是平均折射率为1.60以上1.65以下且为负的光学各向异性或者各向同性的树脂;
3)以膜面作为反射面,关于相对包含Y方向的入射面垂直的偏振光分量,对于入射角0度和50度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率分别为90%以上;以及
4)以膜面作为反射面,关于相对包含Y方向的入射面平行的偏振光分量,对于入射角0度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率为15%以下,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率为20%以上。
2.根据权利要求1所述的单轴延伸多层层叠膜,构成第二层的负的光学各向异性的树脂为间规聚苯乙烯系树脂,关于相对包含该Y方向的入射面平行的偏振光分量,对于入射角50度的该入射偏振光的波长400~800 nm的平均反射率为50%以上。
3.根据权利要求2所述的单轴延伸多层层叠膜,第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)为0.1以上5.0以下。
4.根据权利要求1所述的单轴延伸多层层叠膜,构成第二层的各向同性的树脂是以全部重复单位作为基准在30摩尔%以上70摩尔%以下的范围内共聚合有对苯二甲酸成分或者异苯二甲酸成分中的至少一个成分的共聚合聚萘二羧酸乙二酯。
5.根据权利要求4所述的单轴延伸多层层叠膜,第一层的平均层厚度相对于第二层的平均层厚度的比(第一层的平均层厚度/第二层的平均层厚度)为1.2以上5.0以下。
6.根据权利要求4或5所述的单轴延伸多层层叠膜,单轴延伸多层层叠膜在膜厚度方向上的结晶取向度为-0.30以上0.05以下。
7.根据权利要求1所述的单轴延伸多层层叠膜,第一层的聚酯为聚—2,6—萘二羧酸乙二酯。
8.根据权利要求1所述的单轴延伸多层层叠膜,第一层、第二层均不包含粒子。
9.根据权利要求1所述的单轴延伸多层层叠膜,被用作为液晶显示器的亮度提高膜。
10.在权利要求1~9中的任一项记载的单轴延伸多层层叠膜的至少一面进一步层叠耐热性热可塑性树脂膜而成的单轴延伸多层层叠膜层叠体。
11.由权利要求1~9中的任一项记载的单轴延伸多层层叠膜构成的液晶显示器用亮度提高膜。
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