CN105593725B - 偏光板组及前板一体型液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供下述偏光板组和将该偏光板组贴合于液晶盒而形成的前板一体型液晶显示面板,所述偏光板组是配置于液晶盒观看侧的前板一体型偏光板与配置于液晶盒背面侧的背面侧偏光板的组,所述前板一体型偏光板由前面侧偏光板及配置在其观看侧的杨氏模量为2GPa以上的前板构成,对所述偏光板组而言,将于85℃进行了100小时加热时的前面侧偏光板的吸收轴方向及透射轴方向的尺寸变化率分别记为Fa、Ft,将于85℃进行了100小时加热时的背面侧偏光板的吸收轴方向及透射轴方向的尺寸变化率分别记为Ra、Rt时,满足下式:(Ra-Ft)<(Fa-Rt)。

Description

偏光板组及前板一体型液晶显示面板
技术领域
本发明涉及偏光板组以及将它们贴合于液晶盒而成的前板一体型液晶显示面板,所述偏光板组包含将前板(front-plate)一体化的前面侧偏光板、和背面侧偏光板。
背景技术
液晶显示装置一直以来已被用于台式计算器、电子钟表、个人电脑等,近年来对其的需求急剧增加,最近其还被用于移动电话、平板型终端等,其用途也在广泛扩展。这些液晶显示装置通常包含在液晶盒的表面背面配置一对偏光板而成的液晶显示面板作为主要构件。
最近,在市场上,伴随着画面大型化的移动电话、平板型终端等移动设备的普及,要求作为其构成构件的液晶显示面板的轻量化、薄型化,存在将液晶盒的玻璃基板、前板减薄的倾向。另外,为了消除界面处的反射、光的散射从而提高可视性,还有用压敏粘合剂、紫外线固化型树脂将前板与液晶显示面板一体化的倾向。
以往的液晶显示面板中,前板及液晶盒厚,因此,即使在高温环境下,因偏光板的收缩而导致的翘曲也能被抑制,但伴随着近年来像前文所述那样将前板、液晶盒中使用的玻璃基板减薄的倾向,产生了发生因偏光板在高温环境下收缩而导致的液晶显示面板的翘曲、无法装进最终产品的壳体等问题。
为了抑制这样的液晶显示面板的翘曲,使被配置于液晶盒观看侧的偏光板(前面侧偏光板)的厚度、与被配置于液晶盒的与观看侧相反的一侧(背面侧)的偏光板(背面侧偏光板)的厚度不同的方法是现有技术中已知的。例如,在日本特开2012-058429号公报(专利文献1)中,记载了通过使前面侧偏光板的偏光膜(偏光片(polarizer))的厚度比背面侧偏光板的偏光膜薄,从而抑制液晶显示面板的翘曲的方法。
然而,如前文所述,液晶显示面板在高温环境下的翘曲起因于由偏光片的厚度导致的偏光板收缩,因此,像专利文献1那样减薄前面侧偏光板的偏光片的厚度时,尤其是在为了提高可视性而用压敏粘合剂、紫外线固化型树脂等将前板一体化而成的液晶显示面板的情况下,有时发生翘曲,翘曲的抑制不一定令人满意。
另外,日本特开2002-221715号公报(专利文献2)中记载了下述内容:在使用有塑料基板液晶盒的液晶显示元件(液晶显示面板)中,为了抑制塑料基板液晶盒的翘曲量,使构成前面侧偏光板的保护层的厚度比构成背面侧偏光板的保护层的厚度小。然而,在将专利文献2这样的使保护层的厚度不同的方法应用于为了提高可视性而将前板与前面侧偏光板一体化而成的液晶显示面板的情况下,在高温环境下,有时会发生因保护层热收缩而导致的液晶盒翘曲,产生无法装进最终产品的壳体这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-058429号公报
专利文献2:日本特开2002-221715号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供:制成液晶显示面板时高温环境下的翘曲量能被抑制的偏光板组、及将该偏光板组贴合于液晶盒而形成的前板一体型液晶显示面板。
用于解决课题的手段
本发明提供如下所示的偏光板组及前板一体型液晶显示面板。
[1]一种偏光板组,其是配置于液晶盒观看侧的前板一体型偏光板与配置于所述液晶盒背面侧的背面侧偏光板的组,所述前板一体型偏光板由前面侧偏光板及配置在所述前面侧偏光板的观看侧的前板构成,所述前板的杨氏模量为2GPa以上,
将于85℃进行了100小时加热时的所述前面侧偏光板的吸收轴方向及透射轴方向的尺寸变化率分别记为Fa、Ft,将于85℃进行了100小时加热时的所述背面侧偏光板的吸收轴方向及透射轴方向的尺寸变化率分别记为Ra、Rt时,所述偏光板组满足下式:
(Ra-Ft)<(Fa-Rt) [I]。
[2]项[1]所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板包含偏光片,
所述前面侧偏光板的偏光片的厚度大于所述背面侧偏光板的偏光片的厚度。
[3]项[1]或[2]所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板具有方形形状,所述方形形状具有长边和短边,
对所述前面侧偏光板而言,其吸收轴与短边方向大致平行,
对所述背面侧偏光板而言,其吸收轴与长边方向大致平行。
[4]项[1]~[3]中任一项所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板各自具有:
由聚乙烯醇系树脂膜形成的偏光片,和
层叠于所述偏光片的至少一面的保护层。
[5]项[4]所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板中的至少一方具有:层叠于所述偏光片的液晶盒侧的面的液晶盒侧保护层,
所述液晶盒侧保护层具有面内相位差。
[6]项[4]或[5]所述的偏光板组,其中,所述背面侧偏光板进一步具有:层叠于与液晶盒呈相反侧的最表面的、除所述偏光片及所述保护层以外的其他光学层。
[7]前板一体型液晶显示面板,其具有项[1]~[6]中任一项所述的偏光板组和液晶盒,其中,
所述前板一体型偏光板以其前面侧偏光板侧贴合于所述液晶盒的观看侧,所述背面侧偏光板贴合于所述液晶盒的背面侧。
[8]项[7]所述的前板一体型液晶显示面板,其中,于85℃进行了240小时加热时的翘曲量以绝对值计为0.5mm以下。
发明的效果
通过本发明,可提供能够有效地抑制高温环境下的翘曲量、能够容易地装进最终产品壳体中的前板一体型液晶显示面板。
附图说明
[图1]为表示本发明所涉及的偏光板组中优选的层结构的例子的示意性截面图。
[图2]为表示本发明所涉及的前板一体型液晶显示面板中优选的层结构的例子的示意性截面图。
[图3]为表示前面侧偏光板、及其吸收轴和透射轴的轴角度的示意性平面图。
[图4]为表示背面侧偏光板、及其吸收轴和透射轴的轴角度的示意性平面图。
具体实施方式
<偏光板组>
图1为以示意性截面图表示本发明所涉及的偏光板组中优选的层结构的例子的图。另外,图2为表示将图1所示的偏光板组(前板一体型偏光板40及背面侧偏光板50)贴合于液晶盒60而成的前板一体型液晶显示面板80的图。参照图1,本发明的偏光板组由前板一体型偏光板40和背面侧偏光板50构成。构成本发明的偏光板组的前板一体型偏光板40为前面侧偏光板30与被配置在其观看侧的前板10的一体化物。图1的例子中,前面侧偏光板30包含:偏光片37;被贴合于偏光片37的观看侧的面的保护层35a;被贴合于偏光片37的与观看侧呈相反侧(液晶盒侧)的面的保护层35b。
另外,背面侧偏光板50包含:偏光片57;被贴合于偏光片57的观看侧(液晶盒60侧)的面的保护层55a;被贴合于偏光片37的与观看侧呈相反侧(背面侧)的面的保护层55b。
(1)前板
前板10发挥抑制液晶盒60的翘曲、保护液晶盒60的作用,其可以是杨氏模量为2GPa以上的透光性的(优选为光学透明的)板状体。前板10只要满足上述杨氏模量,则可以是单层结构,也可以是多层结构。
在使用了前板一体型液晶显示面板的最终产品中,前板10被配置在最外面,因此需要其即使在户外或半户外使用的情况下也显示出充分的耐久性。从这样的观点考虑,前板10优选由玻璃或强化玻璃这样的无机材料、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸系树脂这样的有机材料构成。
前板10例如可以是构成触控面板的强化玻璃或膜。对于触控面板的方式没有特别限制,可例举静电电容方式、表面弹性波方式、电阻膜方式、电磁感应方式、光传感器方式、红外线方式等。
前板10可以具有防反射、防污、电磁波屏蔽、近红外线屏蔽、调整颜色、或防止玻璃飞散等功能。具有上述功能的前板例如是将具有上述功能的1层以上的层(或膜)层叠在由上述那样的无机材料或有机材料形成的基板上而得到的前板。所述多层结构的前板10例如可通过在由上述那样的无机材料或有机材料形成的基板上直接涂布可有效地赋予上述功能的材料的方法而制成,或通过贴合另行制成的具有上述功能的功能性膜而制成。
如图1所示,前板10与前面侧偏光板30的一体化可通过介由紫外线固化型树脂或压敏粘合剂20将它们贴合而实现。为了消除前板10与前面侧偏光板30的界面处的反射、光的散射从而提高可视性,对于紫外线固化型树脂或压敏粘合剂20而言,优选其折射率与前板10的折射率接近或相同,以及,优选为光学透明。
作为紫外线固化性树脂,可使用(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂这样的通常的紫外线固化性液状物。另外,作为压敏粘合剂,可使用以丙烯酸系聚合物、聚硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等为基础聚合物的压敏粘合剂。其中,优选使用如丙烯酸系压敏粘合剂这样光学透明性优异、透明性高的丙烯酸系压敏粘合剂。本文中,“(甲基)丙烯酸酯((metha)acrylic ester)”表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,此外,提到(甲基)丙烯酸酯((metha)acrylate)等时的“(甲基)”也表示同样的含义。
(2)前面侧偏光板及背面侧偏光板
关于前面侧偏光板30,其作为与前板10一体化而形成的前板一体型偏光板40,被配置在液晶盒60的观看侧,其至少包含偏光片37。前面侧偏光板30除了具有偏光片37之外,通常还具有层叠在偏光片37的至少一面的保护层。图1的例子中,在偏光片37的两面贴合有保护层35a、35b。不限于图1的例子,也可例如省略保护层35b等而仅在偏光片37的一面层叠保护层。
背面侧偏光板50为被配置于液晶盒60的背面侧(与观看侧相反的一侧)的偏光板,其至少包含偏光片57。背面侧偏光板50除了具有偏光片57之外,通常还具有层叠在偏光片57的至少一面的保护层。图1的例子中,在偏光片57的两面贴合有保护层55a、55b。不限于图1的例子,也可例如省略保护层55a等而仅在偏光片57的一面层叠保护层。
图3为表示前面侧偏光板30、及其吸收轴30a和透射轴30b的轴角度的示意性平面图,图4为表示背面侧偏光板50、及其吸收轴50a和透射轴50b的轴角度的示意性平面图。如图示那样,前面侧偏光板30及背面侧偏光板50的外形形状例如可以是具有长边和短边的方形形状。而且,该情况下,前面侧偏光板30(偏光片37)的吸收轴30a与前面侧偏光板30的短边(因此,为贴合前面侧偏光板30的液晶盒60的短边)所成的角度通常在±45度以内,优选在±10度以内。更优选地,前面侧偏光板30的吸收轴30a与前面侧偏光板30的短边平行、或大致平行(所成角度在±7度以内)。同样地,与吸收轴30a正交的透射轴30b与前面侧偏光板30的长边(因此,为贴合前面侧偏光板30的液晶盒60的长边)所成的角度通常在±45度以内,优选在±10度以内。前面侧偏光板30的透射轴30b与前面侧偏光板30的长边平行、或大致平行(所成角度在±7度以内)。图3中,前面侧偏光板30的吸收轴30a与前面侧偏光板30的短边平行,前面侧偏光板30的透射轴30b与前面侧偏光板30的长边平行。
另外,参照图4,背面侧偏光板50(偏光片57)的吸收轴50a与背面侧偏光板50的长边(因此,为贴合背面侧偏光板50的液晶盒60的长边)所成的角度通常在±45度以内,优选在±10度以内。更优选地,背面侧偏光板50的吸收轴50a与背面侧偏光板50的长边平行、或大致平行(所成角度在±7度以内)。同样地,与吸收轴50a正交的透射轴50b与背面侧偏光板50的短边(因此,为贴合背面侧偏光板50的液晶盒60的短边)所成的角度通常在±45度以内,优选在±10度以内。更优选地,背面侧偏光板50的透射轴50b与背面侧偏光板50的短边平行、或大致平行(所成角度在±7度以内)。图4中,背面侧偏光板50的吸收轴50a与背面侧偏光板50的长边平行,背面侧偏光板50的透射轴50b与背面侧偏光板50的短边平行。
对于具有上述这样的轴角度的本发明的偏光板组,将于85℃进行了100小时加热时的前面侧偏光板30(未贴合前板10、也未贴合于液晶盒60的状态)的吸收轴30a方向及透射轴30b方向的尺寸变化率分别记为Fa、Ft,将于85℃进行了100小时加热时的背面侧偏光板50(未贴合于液晶盒60的状态)的吸收轴50a方向及透射轴50b方向的尺寸变化率分别记为Ra、Rt时,Fa、Ft、Ra及Rt满足以下关系:
(Ra-Ft)<(Fa-Rt) [I]。
本文中所称的吸收轴方向的尺寸变化率由下式[II]表示,其中,将加热前的偏光板的吸收轴方向的长度记为L0(mm),将加热后的偏光板的吸收轴方向的长度记为L1(mm)。
尺寸变化率=[(L0-L1)/L0]×100 [II]
透射轴方向的尺寸变化率亦如此,其除了为透射轴方向的长度这点之外,与吸收轴方向的尺寸变化率相同。
更具体而言,上述吸收轴及透射轴为偏光板所具有的偏光片的吸收轴及透射轴。尺寸变化率的具体的测定方法可按照后述的实施例的项目中记载的方法。
高温环境下偏光板的收缩在吸收轴方向上大,尤其是,背面侧偏光板50(其吸收轴方向的尺寸较大)的吸收轴50a方向的尺寸变化率对前板一体型液晶显示面板的翘曲起支配作用。通过满足上式[I]的偏光板组,能合适地平衡对翘曲起支配作用的背面侧偏光板50的吸收轴50a方向的尺寸变化率Ra、与前面侧偏光板30的透射轴30b方向(其同样是前面侧偏光板30中尺寸较大的方向)的尺寸变化率Ft,由此,制成前板一体型液晶显示面板时的高温环境下的翘曲量可被有效地抑制,例如,即使在将前板一体型液晶显示面板于85℃加热240小时的条件下,也可将其翘曲量抑制在以绝对值计为0.5mm以下。需要说明的是,前板一体型液晶显示面板的翘曲量可按照后述的实施例的项目中记载的方法测定。
前面侧偏光板30的吸收轴方向的尺寸变化率Fa优选为1.2~3.0%,更优选为1.3~2.0%。尺寸变化率Fa超过3.0%时,收缩量过大,在高温环境下,有前面侧偏光板30从液晶盒60剥离之虞。基于同样的理由,前面侧偏光板30的透射轴方向的尺寸变化率Ft优选为0.1~2.0%,更优选为0.2~1.0%。背面侧偏光板50的吸收轴方向的尺寸变化率Ra优选为0.8~3.0%,更优选为1.0~2.0%。背面侧偏光板50的透射轴方向的尺寸变化率Rt优选为0.1~2.0%,更优选为0.1~1.0%。前面侧偏光板30的透射轴方向的尺寸变化率Ft或背面侧偏光板50的透射轴方向的尺寸变化率Rt低于0.1%时,有时会导致妨碍偏光板的光学特性。
从更有效地抑制前板一体型液晶显示面板的翘曲量的观点考虑,上式[I]的左边即(Ra-Ft)越小越好。(Ra-Ft)优选为1.0%以下,更优选为0.9%以下,进一步优选为0.8%以下。
上式[1]的关系式的实现例如可通过使前面侧偏光板30所具有的偏光片37的厚度大于背面侧偏光板50所具有的偏光片57的厚度而达成。其原因在于,偏光片的厚度越小,尺寸变化率变得越小。
作为前面侧偏光板30及背面侧偏光板50中使用的偏光片37、57,没有特别限制,例如,可合适地使用使二色性色素(碘、有机染料)在聚乙烯醇系树脂膜上吸附取向而成的偏光片。构成偏光片37、57的聚乙烯醇系树脂可通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了可例举作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯之外,还可例举乙酸乙烯酯及可与其共聚的其他单体的共聚物等。作为与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如,可举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。该聚乙烯醇系树脂可以进一步被改性,例如,也可使用用醛类进行改性而得的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。
聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000~10000左右,优选为1500~5000左右。作为具体的聚乙烯醇系树脂、二色性色素,例如,可举出日本特开2012-159778号公报中例举的那些。
将上述聚乙烯醇系树脂进行制膜而得到的膜可作为偏光片37、57的原料膜使用。将聚乙烯醇系树脂进行制膜的方法没有特别限制,也可利用已知的方法进行制膜。由聚乙烯醇系树脂形成的原料膜的厚度没有特别限制,例如,为1~150μm左右。还考虑到进行拉伸的容易性等时,其厚度优选为10μm以上。
偏光片37、57例如可经过将上述那样的聚乙烯醇系树脂膜单轴拉伸的工序、用二色性色素对聚乙烯醇系树脂膜进行染色而使该二色性色素吸附的工序、用硼酸水溶液处理吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜的工序、及在利用硼酸水溶液进行处理后进行水洗的工序,最后进行干燥而制造。偏光片37、57的制造工序中的聚乙烯醇系树脂膜的拉伸、染色、硼酸处理、水洗工序、干燥工序例如可按照日本特开2012-159778号公报中记载的方法进行。该文献中记载的方法中,不使用由上述聚乙烯醇系树脂形成的原料膜,而是通过在基材膜上涂覆聚乙烯醇系树脂,形成作为偏光片的聚乙烯醇系树脂层,制造在其上层叠有保护层的偏光板。
偏光片37、57的厚度可以为2~40μm左右,优选为3~30μm左右。
被贴合于偏光片37、57的至少一面的保护层可以是由透明树脂形成的层,优选由透明性、均匀的光学特性、机械强度、热稳定性等优异的树脂形成。构成保护层的透明树脂的具体例包括:三乙酰纤维素、二乙酰纤维素这样的纤维素系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯这样的聚酯系树脂;聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯这样的(甲基)丙烯酸系树脂;聚碳酸酯系树脂;聚醚砜系树脂;聚砜系树脂;聚酰亚胺系树脂;聚乙烯、聚丙烯这样的聚烯烃系树脂;聚降冰片烯系树脂。
在偏光片37的两面层叠保护层35a、35b的情况下,上述保护层35a、35b可以是相同的保护层,也可以是不同的保护层。对于偏光片57的保护层55a、55b也同样。
前面侧偏光板30及背面侧偏光板50中的至少一方具有层叠于偏光片的液晶盒60侧的面的液晶盒侧保护层,该液晶盒侧保护层具有面内相位差是优选的。例如,前面侧偏光板30中,贴合于偏光片37的液晶盒60侧的保护层35b可以是具有面内相位差的保护层。另外,例如,背面侧偏光板50中,贴合于偏光片57的液晶盒60侧的保护层55a可以是具有面内相位差的保护层。
保护层的面内相位差可通过单轴拉伸或双轴拉伸而赋予。面内相位差值R0根据应用的液晶盒60的种类适当设定即可,通常优选设定为30nm以上。面内相位差值R0的上限例如为300nm左右。面内相位差值R0由下式定义:
R0=(nx-ny)×d [III]。
nx为保护层的面内慢轴方向的折射率,ny为面内快轴方向(与面内慢轴方向正交的方向)的折射率,d为保护层的厚度。
前面侧偏光板30及背面侧偏光板50可具有的保护层的厚度通常为5~200μm左右,优选为10μm以上,另外,优选为80μm以下,进一步优选为40μm以下。
偏光片与保护层的贴合可使用粘接剂(adhesive,日语:接着剤)或压敏粘合剂(pressure sensitive adhesive,日语:粘着剤)。作为粘接剂,可使用含有聚乙烯醇系树脂、聚氨酯树脂作为主成分的水系粘接剂、含有紫外线固化型树脂(环氧系树脂等)这样的光固化型树脂的光固化型粘接剂。作为压敏粘合剂,可使用以丙烯酸系聚合物、聚硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等为基础聚合物的压敏粘合剂。在贴合于偏光片之前,也可对保护层的贴合面实施皂化处理、电晕放电处理、底漆处理、锚涂处理等粘接易化处理。
前面侧偏光板30具有层叠于偏光片37的观看侧的保护层35a的情况下,在该保护层35a的外表面上,根据需要可设置硬涂层、防反射层或防眩层等表面处理层。硬涂层是为了防止前面侧偏光板30的表面损伤而形成的表面处理层,其构成材料可考虑与保护层35a的密合性、硬度而从紫外线固化型树脂、例如丙烯酸系、聚硅氧烷系等树脂中选择。
防反射层是为了防止前面侧偏光板30的表面反射外部光线而形成的表面处理层,可利用已知的方法形成。防眩层是为了防止由于在前面侧偏光板30的表面映入外部光线而导致的可视性的降低而形成的表面处理层,一般而言通过以下方式形成:例如利用基于喷砂方式、压纹加工方式等的粗面化方式、在紫外线固化型树脂中混合透明微粒的方式等,使保护层35a的表面成为凸凹结构。
前面侧偏光板30及/或背面侧偏光板50可以具有1层或2层以上的呈现与偏光板不同的光学功能的、除偏光片及保护层以外的其他光学层。其他光学层的具体例例如包括反射层、半透射型反射层、相位差板、增亮膜。例如,前面侧偏光板30及/或背面侧偏光板50可以是:在包含偏光片和保护层的上述偏光板上进一步层叠相位差板而成的椭圆偏光板或圆偏光板、其中1层保护层为视场角补偿膜的偏光板、在包含偏光片和保护层的上述偏光板上进一步层叠增亮膜而成的偏光板等。
相位差板为能够用于形成尤其是移动用途的图像显示装置中使用的椭圆偏振光或圆偏振光模式的复合偏光板的、所谓的λ板(1/2λ板或1/4λ板),其可层叠在前文所述的保护层上。椭圆偏振光或圆偏振光模式的复合偏光板具有以下功能:当入射的偏振方向为直线偏振光时,将其变换为椭圆偏振光或圆偏振光;当入射的偏振方向为椭圆偏振光或圆偏振光时,将其变换为直线偏振光。尤其是,作为可将椭圆偏振光或圆偏振光变换为直线偏振光、将直线偏振光变换为椭圆偏振光或圆偏振光的相位差板,可使用被称为1/4λ板的相位差板。另外,1/2λ板具有变换直线偏振光的方向的功能。
作为相位差板的具体例,可例举对选自聚碳酸酯系、聚乙烯醇系、聚苯乙烯系、聚甲基丙烯酸甲酯系、聚丙烯这样的聚烯烃系、聚芳酯系、聚酰胺系、聚烯烃系、聚降冰片烯系等中的树脂膜进行拉伸处理而得到的拉伸膜。所述拉伸膜可以是利用单轴、双轴等适当的方式进行了处理的拉伸膜。另外,也可以是通过在与热收缩性膜的粘接下施加收缩力及/或拉伸力从而控制了膜的厚度方向的折射率的双折射性膜。
增亮膜是出于提高液晶显示装置等的亮度的目的而使用的,其具体例包括:被设计为将多片折射率各向异性相互不同的薄膜层叠从而使反射率产生各向异性的反射型偏振光分离片材、在膜基材上支承有胆甾相液晶聚合物的取向膜或其取向液晶层的圆偏振光分离片材。
可使用压敏粘合剂或粘接剂将上述光学层与偏光板一体化。可使用的压敏粘合剂或粘接剂没有特别限制,可选择使用适当的物质。从粘接操作的简便性、防止光学扭曲的发生等观点考虑,优选使用压敏粘合剂。对于压敏粘合剂没有特别限制,例如,可使用以丙烯酸系聚合物、聚硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等为基础聚合物的压敏粘合剂。其中,优选选择使用丙烯酸系压敏粘合剂这样的光学透明性优异、保持适度的润湿性和凝聚力、与偏光板及光学层的粘接性也优异、而且具有良好的耐热性、在高温环境下不发生浮起或剥落等剥离问题的物质。
用于贴合光学层的由压敏粘合剂形成的层根据需要可含有用于呈现光散射性的微粒,可含有玻璃纤维、玻璃珠、树脂珠、金属粉、其他无机粉末这样的填充剂、颜料、着色剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。紫外线吸收剂包括水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络盐系化合物等。
背面侧偏光板50优选具有1层或2层以上层叠于与液晶盒60呈相反侧的最表面的上述其他光学层,作为背面侧偏光板50在上述最表面上具有的光学层,可举出增亮膜等。
<前板一体型液晶显示面板>
本发明涉及的前板一体型液晶显示面板是将上述的前板一体型偏光板40及背面侧偏光板50贴合于液晶盒60而形成的。图2为表示本发明所涉及的前板一体型液晶显示面板中优选的层结构的例子的示意性截面图,示出了将图1所示的偏光板组(前板一体型偏光板40及背面侧偏光板50)贴合于液晶盒60而成的前板一体型液晶显示面板80。
如图2所示那样,对于前板一体型偏光板40而言,将其前板10置于观看侧,即,以其前面侧偏光板30侧贴合于液晶盒60的观看侧。背面侧偏光板50贴合于液晶盒60的背面侧。前板一体型偏光板40及背面侧偏光板50在液晶盒60上的贴合可使用压敏粘合剂进行。对于压敏粘合剂而言,例如,可使用以丙烯酸系聚合物、聚硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等为基础聚合物的压敏粘合剂。其中,优选使用丙烯酸系压敏粘合剂,丙烯酸系压敏粘合剂的光学透明性优异,具有良好的耐热性,在高温环境下不易产生浮起或剥落等剥离问题,对于防止因热膨胀差等而导致的光学特性的降低、抑制前板一体型液晶显示面板的翘曲也有利。
通常,在将偏光板贴合于液晶盒60之前,预先在偏光板的液晶盒60侧的最表面层叠由上述压敏粘合剂形成的压敏粘合剂层。对该压敏粘合剂层的外表面,在实际使用该压敏粘合剂层之前,出于防止污染等目的而用隔膜进行临时保护是优选的。隔膜可以是根据需要在以上述保护层为基准的树脂膜基材上设置利用合适的剥离剂(聚硅氧烷系、长链烷基系、氟系、硫化钼等)的剥离涂层而成的隔膜。前板一体型偏光板40及背面侧偏光板50以它们的短边与液晶盒60的短边平行的方式而被贴合。
液晶盒60的驱动模式可以是VA模式、IPS模式、TN模式等这类现有已知的任何模式,贴合前板一体型偏光板40及背面侧偏光板50的液晶盒基板可以是由玻璃、透明树脂等形成的基板。
本发明的前板一体型液晶显示面板80由于使用了上述的偏光板组,所以于85℃进行了240小时加热时的翘曲量以绝对值计可以为0.5mm以下,进一步可以为0.4mm以下,更进一步可以为0.3mm以下。如上所述,本发明的前板一体型液晶显示面板80可抑制高温环境下的翘曲,即使在放置于高温环境下后,也可容易地装进最终产品的壳体中。
实施例
以下,示出实施例进一步具体说明本发明,但本发明不限于这些例子。这些例子中,只要没有特别说明,则表示含量或使用量的%及份是以重量为基准的。
<实施例1>
按照下述步骤制作图2所示的层结构的前板一体型液晶显示面板。
(1)前面侧偏光板30的制作
利用干式拉伸将厚度为60μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度为约2400,皂化度为99.9摩尔%以上)单轴拉伸至约5倍,进而,在保持紧绷状态的情况下将其浸渍于60℃的纯水中1分钟,然后在碘/碘化钾/水的重量比为0.05/5/100的水溶液中于28℃浸渍60秒。然后,在碘化钾/硼酸/水的重量比为8.5/8.5/100的水溶液中于72℃浸渍300秒。接下来,用26℃的纯水进行20秒洗涤,然后于65℃进行干燥,得到在聚乙烯醇膜上吸附取向有碘的厚度为23μm的偏光片37。
接下来,在得到的偏光片37的单面上涂布水系的环氧系粘接剂(其是在100份水中溶解3份羧基改性聚乙烯醇〔从Kuraray Co.,Ltd.获得的商品名“KL-318”〕、并向该水溶液中添加1.5份作为水溶性环氧树脂的聚酰胺环氧系添加剂〔田冈化学工业(株)制的商品名“Sumirez Resin 650(30)”,固态成分浓度为30%的水溶液〕而得到的),贴合厚度为40μm的三乙酰纤维素膜〔Konica Minolta Opto Inc.制的商品名“KC4UY”〕作为保护层35a,在偏光片37的相反侧,使用前述的粘接剂,贴合厚度为23μm的由降冰片烯系树脂形成的未经拉伸的膜〔日本ZEON Corporation制的商品名“ZEONOR”〕作为保护层35b。
(2)背面侧偏光板50的制作
利用干式拉伸将厚度为30μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度为约2400,皂化度为99.9摩尔%以上)单轴拉伸至约5倍,进而,在保持紧绷状态的情况下将其浸渍于60℃的纯水中1分钟,然后在碘/碘化钾/水的重量比为0.05/5/100的水溶液中于28℃浸渍60秒。然后,在碘化钾/硼酸/水的重量比为8.5/8.5/100的水溶液中于72℃浸渍300秒。接下来,用26℃的纯水进行20秒洗涤,然后于65℃进行干燥,得到在聚乙烯醇膜上吸附取向有碘的厚度为11μm的偏光片57。
接下来,利用与前面侧偏光板30同样的方法,使用与上述相同的环氧系粘接剂,在得到的偏光片57上贴合保护层55a(上文所述的厚度为23μm的“ZEONOR”)及保护层55b(厚度为25μm的三乙酰纤维素膜〔Konica Minolta Opto Inc.制的商品名“KC2UA”〕)。
(3)前板一体型液晶显示面板的制作
在上述(1)中得到的前面侧偏光板30的保护层35b的外表面,涂布压敏粘合剂〔LINTEC Corporation制的商品名“#KZ”,丙烯酸系压敏粘合剂〕,形成厚度为20μm的压敏粘合剂层。另外,在上述(2)中得到的背面侧偏光板50的保护层55a的外表面,涂布压敏粘合剂〔LINTEC Corporation制的商品名“#KZ”,丙烯酸系压敏粘合剂〕,形成厚度为20μm的压敏粘合剂层。
接下来,将具有压敏粘合剂层的前面侧偏光板30以偏光片37的吸收轴与液晶盒60的短边平行的方式裁切成5英寸的大小,并且,将具有压敏粘合剂层的背面侧偏光板50以偏光片57的吸收轴与液晶盒60的长边平行的方式裁切成5英寸的大小。接下来,介由各压敏粘合剂层,以2片偏光板的短边与液晶盒60的短边平行的方式,将裁切得到的2片偏光板贴合于液晶盒60。
接下来,在前面侧偏光板30的保护层35a侧涂布紫外线固化型光学弹性树脂〔Dexerials Corporation制的商品名“Super View Resin”〕,在其上层叠杨氏模量为70GPa、厚度为0.55mm的前板10〔Corning Incorporated制的商品名“Gorilla”〕。然后,从前板10侧照射紫外线〔Fusion UV Systems Inc.制的“D bulb”,累积光量1200mJ/cm2〕,制作前板一体型液晶显示面板。
<实施例2>
按照下述步骤制作前板一体型液晶显示面板。需要说明的是,虽然在下述记载中使用了图1及图2所示的参照符号,但与这些图不同,本实施例中制作的背面侧偏光板50不具有液晶盒60侧的保护层55a,并且,在背面侧偏光板50上,在保护层55b的外表面层叠有增亮膜。
(1)前面侧偏光板30的制作
制作与实施例1的(1)相同的前面侧偏光板30。
(2)背面侧偏光板50的制作
将平均聚合度为1100、皂化度为99.5摩尔%的乙酰乙酰基改性聚乙烯醇粉末〔日本合成化学工业(株)制的商品名“GOHSEFIMERZ-200”〕溶解于95℃的热水,制备3%浓度的水溶液。以相对于每6份聚乙烯醇的固态成分为5份的比例在该水溶液中混合水溶性聚酰胺环氧树脂〔田冈化学工业(株)制的商品名“Sumirez Resin 650”,固态成分浓度为30%的水溶液〕作为交联剂,制成底漆用涂布液。而后,对基材膜(厚度为110μm、熔点为163℃的聚丙烯膜)实施电晕放电处理,然后使用微凹版涂布机在该电晕放电处理面上涂布底漆用涂布液。然后,于80℃进行10分钟干燥,形成厚度为0.2μm的底漆层。
接下来,将平均聚合度为2400、皂化度为98.0~99.0摩尔%的聚乙烯醇粉末〔从Kuraray Co.,Ltd.获得的商品名“PVA124”)溶解于95℃的热水,制备8%浓度的聚乙烯醇水溶液。使用唇式涂布机(lip coater),于室温将得到的水溶液涂布到上述基材膜的底漆层上,于80℃进行20分钟干燥,制作由基材膜/底漆层/聚乙烯醇层形成的层叠膜。
接下来,以160℃的温度对得到的层叠膜进行自由端纵向单轴拉伸,直至5.8倍。按上文所述得到的层叠拉伸膜的整体厚度为28.5μm,聚乙烯醇层的厚度为5.0μm。
将得到的层叠拉伸膜在水/碘/碘化钾的重量比为100/0.35/10的水溶液中于26℃浸渍90秒进行染色,然后用10℃的纯水洗涤。接下来,将该层叠拉伸膜在水/硼酸/碘化钾的重量比为100/9.5/5的水溶液中于76℃浸渍300秒,使聚乙烯醇交联。接下来,用10℃的纯水进行10秒洗涤,最后于80℃进行200秒的干燥处理。通过以上的操作,制作在聚丙烯基材膜上形成有偏光片57的偏振性层叠膜,所述偏光片57由吸附取向有碘的聚乙烯醇层形成。
在得到的偏振性层叠膜的与基材膜相反的面(偏光片面)上涂布水系的环氧系粘接剂(其是在100份水中溶解3份羧基改性聚乙烯醇〔从Kuraray Co.,Ltd.获得的商品名“KL-318”〕、并向该水溶液中添加1.5份作为水溶性环氧树脂的聚酰胺环氧系添加剂〔田冈化学工业(株)制的商品名“Sumirez Resin 650(30)”,固态成分浓度为30%的水溶液〕而得到的),贴合厚度为25μm的三乙酰纤维素膜〔Konica Minolta Opto Inc.制的商品名“KC2UA”〕作为保护层55b,通过仅剥离基材膜,得到由保护层55b/偏光片57/底漆层形成的偏光板。
然后,在保护层55b的外表面贴合厚度为5μm的压敏粘合剂〔LINTEC Corporation制的商品名“#L2”,丙烯酸系压敏粘合剂〕,形成压敏粘合剂层,然后,在其上贴合厚度为26μm的增亮膜〔3M公司制的商品名“Advanced Polarized Film,Version 3”〕。
(3)前板一体型液晶显示面板的制作
使用本实施例的前述(1)、(2)中得到的前面侧偏光板30、背面侧偏光板50,除此以外与实施例1同样地操作,制作前板一体型液晶显示面板。
<比较例1>
使用实施例1的(2)中制作的背面侧偏光板50作为前面侧偏光板30,使用实施例1的(1)中制作的前面侧偏光板30作为背面侧偏光板50,除此以外与实施例1同样地操作,制作前板一体型液晶显示面板。
按照以下的方法测定实施例1~2及比较例1中制作的前面侧偏光板30(未与前板10一体化的状态)的吸收轴方向及透射轴方向的高温环境下的尺寸变化率Fa、Ft、背面侧偏光板50的吸收轴方向及透射轴方向的高温环境下的尺寸变化率Ra、Rt、以及前板一体型液晶显示面板的高温环境下的翘曲量。得到的结果示于表1。
(偏光板的尺寸变化率)
从得到的偏光板切出收缩量测定用的试验片。试验片的形状为相对的2边与拉伸方向(偏光片的吸收轴方向)平行的正方形或长方形,使所述与拉伸方向平行的边的长度为30~50mm,使与所述边正交的边的长度为20~50mm。将该试验片在85℃的环境下静置100小时。使用Nikon Corporation制的二维测量仪“NEXIVVMR-12072”,测定在85℃的环境下静置100小时之前的吸收轴方向及与其正交的透射轴方向的长度L0、和静置后的吸收轴方向及与其正交的透射轴方向的长度L1,按照下式求出尺寸变化率Fa、Ft、Ra、Rt
尺寸变化率=[(L0-L1)/L0]×100 [II]
(前板一体型液晶显示面板的翘曲量)
将前板一体型液晶显示面板在85℃的环境下静置240小时,然后使前板10朝上置于Nikon Corporation制的二维测量仪“NEXIVVMR-12072”的测定台上。接下来,使焦点合焦于测定台的表面,并以此处为基准,然后使焦点分别合焦于前板一体型液晶显示面板的4个角部、4边的各中央及前板一体型液晶显示面板表面的中央(共9点),测定距前述作为基准的焦点的距离,然后将距测定台的距离以绝对值计为最长的距离作为翘曲量。
表1
附图标记说明
10 前板
20 紫外线固化型树脂或压敏粘合剂
30 前面侧偏光板
30a 前面侧偏光板的吸收轴
30b 前面侧偏光板的透射轴
35a、35b 前面侧偏光板的保护层
37 前面侧偏光板的偏光片
40 前板一体型偏光板
50 背面侧偏光板
50a 背面侧偏光板的吸收轴
50b 背面侧偏光板的透射轴
55a、55b 背面侧偏光板的保护层
57 背面侧偏光板的偏光片
59 背面侧偏光板的压敏粘合剂层
60 液晶盒
80 前板一体型液晶显示面板

Claims (10)

1.一种偏光板组,其是配置于液晶盒观看侧的前板一体型偏光板与配置于所述液晶盒背面侧的背面侧偏光板的组,所述前板一体型偏光板由前面侧偏光板及配置在所述前面侧偏光板的观看侧的前板构成,所述前板的杨氏模量为2GPa以上,
将于85℃进行了100小时加热时的所述前面侧偏光板的吸收轴方向及透射轴方向的尺寸变化率分别记为Fa、Ft,将于85℃进行了100小时加热时的所述背面侧偏光板的吸收轴方向及透射轴方向的尺寸变化率分别记为Ra、Rt时,所述偏光板组满足下式:
(Ra-Ft)<(Fa-Rt) [I]。
2.如权利要求1所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板包含偏光片,
所述前面侧偏光板的偏光片的厚度大于所述背面侧偏光板的偏光片的厚度。
3.如权利要求1所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板具有方形形状,所述方形形状具有长边和短边,
对所述前面侧偏光板而言,其吸收轴与短边方向大致平行,
对所述背面侧偏光板而言,其吸收轴与长边方向大致平行。
4.如权利要求2所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板具有方形形状,所述方形形状具有长边和短边,
对所述前面侧偏光板而言,其吸收轴与短边方向大致平行,
对所述背面侧偏光板而言,其吸收轴与长边方向大致平行。
5.如权利要求1~4中任一项所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板各自具有:
由聚乙烯醇系树脂膜形成的偏光片,和
层叠于所述偏光片的至少一面的保护层。
6.如权利要求5所述的偏光板组,其中,所述前面侧偏光板及所述背面侧偏光板中的至少一方具有:层叠于所述偏光片的液晶盒侧的面的液晶盒侧保护层,
所述液晶盒侧保护层具有面内相位差。
7.如权利要求5所述的偏光板组,其中,所述背面侧偏光板进一步具有:层叠于与液晶盒呈相反侧的最表面的、除所述偏光片及所述保护层以外的其他光学层。
8.如权利要求6所述的偏光板组,其中,所述背面侧偏光板进一步具有:层叠于与液晶盒呈相反侧的最表面的、除所述偏光片及所述保护层以外的其他光学层。
9.前板一体型液晶显示面板,其具有权利要求1~8中任一项所述的偏光板组和液晶盒,其中,
所述前板一体型偏光板以其前面侧偏光板侧贴合于所述液晶盒的观看侧,所述背面侧偏光板贴合于所述液晶盒的背面侧。
10.如权利要求9所述的前板一体型液晶显示面板,其中,于85℃进行了240小时加热时的翘曲量以绝对值计为0.5mm以下。
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