CN109416428A - 光学构件及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低成本、且可抑制透过偏光太阳镜看带保护盖的液晶显示装置时的可见性的降低的光学构件。光学构件具备偏振膜及保护盖，保护盖的面内相位差为1000nm以上，保护盖的慢轴与上述偏振膜的吸收轴所成的角度为40°～50°。

Description

光学构件及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种光学构件及具有光学构件的液晶显示装置。
背景技术
为了降低阳光刺眼环境下的眩光，使用具有偏光特性的太阳镜(偏光太阳镜)。然而，当在戴上偏光太阳镜的状态下看液晶显示装置时，液晶显示装置的显示光有时因观察者的姿势而被偏光太阳镜吸收，可见性降低。
专利文献1中记载有一种可见性改善方法，其是使用白色发光二极管作为液晶显示装置的背光源，并且按照起偏器的吸收轴与高分子膜的慢轴所成的角大致成为45°的方式，将具有3000～30000nm的延迟的高分子膜配置于起偏器的观察者侧来使用。通过专利文献1的可见性改善方法，可改善透过偏光太阳镜观察画面时的可见性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-215646号公报
发明内容
发明所要解决的问题
例如，搭载于车载导航系统的液晶显示装置的显示面板被塑料等透明的保护盖覆盖。当将专利文献1的可见性改善方法中所使用的高分子膜应用于车载导航系统用液晶显示装置时，有产生受到保护盖的光学特性的影响而亮度降低，或者产生虹不均(rainbowunevenness)等问题的情形。或者，专利文献1的可见性改善方法中，需要使用高相位差的高分子膜，与以往的液晶显示装置相比高成本化。
本发明是鉴于上述问题而完成者，其目的在于提供一种低成本、且可抑制透过偏光太阳镜看带保护盖的液晶显示装置时的可见性的降低的光学构件。
解决问题的技术手段
本发明的光学构件具备偏振膜及保护盖，上述保护盖的面内相位差为1000nm以上，上述保护盖的慢轴与上述偏振膜的吸收轴所成的角度为40°～50°。
在一个实施方式中，上述保护盖的面内相位差为7000nm以上。
在一个实施方式中，上述保护盖的厚度为1000μm以上。
在一个实施方式中，当将上述保护盖的根据ASTM-D790的弯曲试验方法获得的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将上述保护盖的厚度设为T(mm)时，S×T的值为400以上。
在一个实施方式中，在上述保护盖与上述偏振膜之间填充有粘合剂。
在一个实施方式中，在上述保护盖的与上述偏振膜相反的一侧层叠有防反射膜。
本发明的液晶显示装置具备上述光学构件。
发明效果
根据本发明，为低成本、且可抑制透过偏光太阳镜看带保护盖的液晶显示装置时的可见性的降低。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的光学构件的剖视图。
图2是本发明的另一实施方式的光学构件的剖视图。
图3是本发明的又一实施方式的光学构件的剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
(用语及记号的定义)
本说明书中，所谓“面内相位差”是23℃下的在波长550nm的光下所测得的层(膜)的面内的相位差，当将层(膜)的厚度设为d(nm)时，通过式：Re＝(nx－ny)×d求出。此处，“nx”是面内的折射率达到最大的方向(即慢轴方向)的折射率，“ny”是在面内与慢轴正交的方向(即快轴方向)的折射率，“nz”设为厚度方向的折射率。
A.光学构件
图1是本发明的一个实施方式的光学构件的剖视图。如图1所示，光学构件10具有偏振膜1与保护盖2的层叠构造。保护盖2的面内相位差为1000nm以上，保护盖2的慢轴与偏振膜1的吸收轴所成的角度为40°～50°。本发明的光学构件10可搭载于液晶显示装置。通过将光学构件10设置于液晶显示装置的液晶单元的观察者侧，可提升透过偏光太阳镜观察液晶显示装置的显示画面时的可见性。具体而言，可抑制正面亮度的降低、及与视角对应的色相的变化(色移)。
图2是本发明的另一实施方式的光学构件的剖视图。图2所示的光学构件11具有经由层间填充粘合剂3将偏振膜1与保护盖2贴合的结构。图3是本发明的又一实施方式的光学构件的剖视图。如图3所示的光学构件12那样，也可在保护盖2的观察者侧设置防反射膜4。作为防反射膜4，可采用本领域通常使用的防反射膜，例如可采用具有由中折射率材料构成的层、由高折射率材料构成的层、及由低折射率材料构成的层的多层膜。
B.偏振膜
偏振膜1具有起偏器与保护层的层叠结构。具体而言，在偏振膜1与保护盖2的层叠结构中，可于起偏器的保护盖2侧设置保护层(未图示)。或者，也可于起偏器的与保护盖2相反的一侧具备另一保护层(未图示：以下亦称为内侧保护层)。
B-1.起偏器
作为起偏器，可采用任意适当的起偏器。例如，形成起偏器的树脂膜可为单层的树脂膜，也可为两层以上的层叠体。作为由单层的树脂膜构成的起偏器的具体例，可列举：对聚乙烯醇(PVA)系膜、部分缩甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜实施利用碘或二色性染料等二色性物质的染色处理及拉伸处理而成者；PVA的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向膜等。就光学特性优异的方面而言，优选使用利用碘将PVA系膜染色并进行单轴拉伸而获得的起偏器。
上述利用碘的染色例如是通过将PVA系膜浸渍于碘水溶液中而进行。上述单轴拉伸的拉伸倍率优选为3～7倍。拉伸可于染色处理后进行，也可一面进行染色一面进行。或者，也可进行拉伸后进行染色。根据需要对PVA系膜实施溶胀处理、交联处理、清洗处理、干燥处理等。例如通过在染色前将PVA系膜浸渍于水中进行水洗，不仅可清洗PVA系膜表面的污垢或抗黏连剂，而且可使PVA系膜溶胀而防止染色不均等。
作为使用层叠体而获得的起偏器的具体例，可列举：使用树脂基材与层叠于该树脂基材上的PVA系树脂层(PVA系树脂膜)的层叠体、或树脂基材与涂布形成于该树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体而获得的起偏器。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体而获得的起偏器例如可通过如下操作而制作：将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材上，使其干燥而于树脂基材上形成PVA系树脂层，获得树脂基材与PVA系树脂层的层叠体；对该层叠体进行拉伸及染色而将PVA系树脂层制成起偏器。在本实施方式中，拉伸代表性地包括使层叠体浸渍于硼酸水溶液中并进行拉伸的操作。此外，拉伸根据需要可进一步包括在硼酸水溶液中的拉伸前对层叠体在高温(例如95℃以上)下进行空中拉伸的操作。所获得的树脂基材/起偏器的层叠体可直接使用(即，可将树脂基材作为起偏器的保护层)，也可自树脂基材/起偏器的层叠体剥离树脂基材，在该剥离面上层叠与目的对应的任意适当的保护层而使用。此种起偏器的制造方法的详细内容例如是记载于日本特开2012-73580号公报中。将该公报的全部记载以参考的方式引用至本说明书中。
起偏器的厚度代表性地为1μm～80μm。起偏器的厚度的上限优选为50μm，更优选为35μm，特别优选为30μm。起偏器的厚度的下限优选为1μm，更优选为3μm。若起偏器的厚度为此种范围，则可良好地抑制加热时的卷曲，且可获得良好的加热时的外观耐久性。
B-2.保护层
上述保护层通过可用作起偏器的保护层的任意适当的膜而形成。作为成为该膜的主成分的材料的具体例，可列举：三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂；或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂等。或者，也可列举(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外，例如也可列举硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。或者，也可使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜。作为该膜的材料，例如可使用含有侧链中具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂、及侧链中具有取代或未取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可列举含有具有异丁烯及N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物、及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成形物。
根据需要可对保护层实施硬涂处理、抗反射处理、抗粘处理、防眩处理等表面处理。进而/或者，根据需要可对保护层实施改善透过偏光太阳镜进行观察时的可见性的处理(代表性地为赋予(椭)圆偏光功能，赋予超高相位差)。通过实施此种处理，可提升透过偏光太阳镜看搭载有光学构件10的液晶显示装置的显示画面时的可见性。
保护层的厚度代表性地为5mm以下，优选为1mm以下，更优选为1μm～500μm，进一步优选为5μm～150μm。其中，实施表面处理时，保护层的厚度是包括表面处理层的厚度在内的厚度。
内侧保护层优选为就光学方面而言为各向同性。本说明书中，所谓“就光学方面而言为各向同性”是指面内相位差Re(550)为0nm～10nm，厚度方向的相位差Rth(550)为-10nm～+10nm。内侧保护层只要就光学方面而言为各向同性，则可由任意适当的材料构成。该材料例如可自上文中关于保护层所叙述的材料中适当地选择。
内侧保护层的厚度优选为5μm～200μm，更优选为10μm～100μm，进一步优选为15μm～95μm。
C.保护盖
保护盖2由具有双折射性的透明的塑料材料构成。保护盖2的面内相位差优选为1000nm以上，更优选为3000nm以上，进一步优选为5000nm以上，特别优选为7000nm以上。保护盖2的面内相位差的上限例如为30000nm。由此，可抑制透过偏光太阳镜看搭载有光学构件10的液晶显示装置时的与视角对应的色相的变化(色移)。
保护盖2的慢轴与偏振膜1的吸收轴所成的角度优选为40°～50°，更优选为42°～48°，特别优选为约45°。由此，可抑制透过偏光太阳镜看搭载有光学构件10的液晶显示装置时的正面亮度的降低。
保护盖2的厚度优选为1000μm以上，更优选为2000μm以上。通过将保护盖2的厚度设为1000μm以上，当将光学构件10设置于液晶显示装置的液晶单元的观察者侧时，可实现为了保护液晶单元所需要的机械强度。另外，保护盖2的厚度优选为4000μm以下。由此，可使液晶显示装置小型化，并且也可将保护盖2应用于带触摸面板的液晶显示装置。
当将保护盖的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将保护盖的厚度设为T(mm)时，表示保护盖的强度的S×T的值优选为400以上，更优选为500以上，进一步优选为600以上。另一方面，S×T的上限值优选为4000，更优选为2000。保护盖的弯曲强度可依据ASTM-D790的弯曲试验方法进行测定。
作为构成保护盖2的材料，可采用任意适当的材料。作为上述材料，可使用聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等。保护盖2可如图1所示那样不空出间隙而贴合于偏振膜1，也可在与偏振膜1之间空出间隙而设置。
在一个实施方式中，保护盖2的慢轴与偏振膜1的吸收轴所成的角度为40°～50°，且保护盖2的面内相位差为1000nm以上。由此，通过将光学构件10设置于液晶显示装置的液晶单元的观察者侧，可不另外需要高相位差的膜，而抑制透过偏光太阳镜看液晶显示装置时的可见性的降低。具体而言，可抑制正面亮度的降低、及与视角对应的色相的变化(色移)。
D.层间填充粘合剂
作为层间填充粘合剂3，可采用任意适当的粘合剂。例如，层间填充粘合剂3可为包含丙烯酸系聚合物的丙烯酸系粘合剂。层间填充粘合剂3中的丙烯酸系聚合物的含量并无特别限定，就臭气的观点而言，优选为96重量％～100重量％，更优选为98重量％～100重量％。上述丙烯酸系聚合物优选为以具有直链或分支链状的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯及/或(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯作为必需的单体成分(monomer component)而构成的丙烯酸系聚合物。
作为层间填充粘合剂3的具体构成，优选为包含如下丙烯酸系聚合物的丙烯酸系粘合剂层，该丙烯酸系聚合物包含相对于构成丙烯酸系聚合物的单体成分总量(100重量％)，含有丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)84～94重量％、丙烯酸(AA)5～15重量％、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)0.03～0.15重量％的单体成分。或者，作为层间填充粘合剂3的另一具体构成，优选为包含如下丙烯酸系聚合物的丙烯酸系粘合剂层，该丙烯酸系聚合物包含相对于构成丙烯酸系聚合物的单体成分总量(100重量％)，含有丙烯酸异辛酯(i-OA)84～94重量％、丙烯酸(AA)5～15重量％、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)0.03～0.15重量％的单体成分。
层间填充粘合剂3的厚度优选为25μm～500μm，更优选为75μm～350μm。层间填充粘合剂3对保护盖2的23℃下的180°剥离粘合力(称为“粘合力(23℃)”)优选为5N/20mm以上，更优选为8N/20mm以上。通过将粘合力(23℃)设为5N/20mm以上，可抑制延迟气泡(随时间经过出现于与保护盖的界面的气泡)的产生。其中，上述粘合力(23℃)可通过在23℃下进行以保护盖作为被粘合体的180°剥离试验(依据JIS Z0237(2000)，拉伸速度：300mm/分钟)而测定。
关于此种层间填充粘合剂的详细内容，例如在日本特开2012-153788号公报中作为粘合剂层有记载。将该公报的全部记载以参考的方式引用至本说明书中。
E.液晶显示装置
上述A项至D项中记载的光学构件可应用于液晶显示装置。因此，本发明包含使用此种光学构件的液晶显示装置。本发明的实施方式的液晶显示装置具备液晶单元、及配置于该液晶单元的观察侧的上述A项至D项中记载的光学构件。光学构件以偏振膜成为液晶单元侧的方式配置。
[实施例]
以下，通过实施例具体地说明本发明，但本发明并不受这些实施例的限定。
＜实施例1＞
1.偏振片的制作
针对厚度80μm的聚乙烯醇膜，于速度比不同的辊间，于30℃下一面于0.3％浓度的碘溶液中染色1分钟，一面拉伸至3倍。其后，于60℃下一面于包含4％浓度的硼酸、10％浓度的碘化钾的水溶液中浸渍0.5分钟一面拉伸至综合拉伸倍率为6倍。继而，通过在30℃下于包含1.5％浓度的碘化钾的水溶液中浸渍10秒而进行清洗后，于50℃下进行4分钟干燥而获得起偏器。通过聚乙烯醇系粘接剂将经皂化处理的厚度80μm的三乙酰纤维素膜贴合于该起偏器的两面上，制作偏振片(偏振膜)。
2.光学构件的制作
作为保护盖，使用面内相位差为7605nm且由聚碳酸酯树脂与聚甲基丙烯酸甲酯树脂的层叠结构构成的厚度为1450μm的塑料盖(三菱瓦斯化学公司制造，制品名“HMR551T”)。经由层间填充粘合剂(日东电工公司制造，制品名“CS9864”)，将上述塑料盖与上述偏振片以塑料盖的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度θ成为45°的方式贴合，由此获得光学构件。
当将依据ASTM-D790的弯曲试验方法所测得的上述保护盖的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将保护盖的厚度设为T(mm)时，保护盖的强度(S×T)为1377。
＜比较例1＞
作为保护盖，使用面内相位差为877nm且由聚碳酸酯树脂构成的厚度为1500μm的塑料盖(三菱瓦斯化学公司制造，制品名“NF2000”)，除此以外，以与实施例1相同的方式获得光学构件。
当将依据ASTM-D790的弯曲试验方法所测得的上述保护盖的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将保护盖的厚度设为T(mm)时，保护盖的强度(S×T)为1425。
＜比较例2＞
作为保护盖，使用面内相位差为461nm且由聚碳酸酯树脂构成的厚度为2000μm的塑料盖(帝人公司制造，制品名“PC1151”)，除此以外，以与实施例1相同的方式获得光学构件。
当将依据ASTM-D790的弯曲试验方法所测得的上述保护盖的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将保护盖的厚度设为T(mm)时，保护盖的强度(S×T)为1900。
＜比较例3＞
作为保护盖，使用面内相位差为0.4nm且由聚甲基丙烯酸甲酯树脂构成的厚度为1500μm的塑料盖(三菱丽阳公司制造，制品名“MR200”)，除此以外，以与实施例1相同的方式获得光学构件。
当将依据ASTM-D790的弯曲试验方法所测得的上述保护盖的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将保护盖的厚度设为T(mm)时，保护盖的强度(S×T)为1425。
＜比较例4＞
作为保护盖，使用面内相位差为112.4nm且由聚甲基丙烯酸甲酯树脂/聚碳酸酯树脂/聚甲基丙烯酸甲酯树脂的层叠结构构成的厚度为1500μm的塑料盖(可乐丽公司制造，制品名“MT3LTR”)，除此以外，以与实施例1相同的方式获得光学构件。
当将依据ASTM-D790的弯曲试验方法所测得的上述保护盖的弯曲强度设为S(kgf/cm2)、将保护盖的厚度设为T(mm)时，保护盖的强度(S×T)为1425。
＜比较例5＞
将塑料盖与偏振片以塑料盖的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度θ成为0°的方式贴合，除此以外，以与实施例1相同的方式获得光学构件。
＜比较例6＞
将塑料盖与偏振片以塑料盖的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度θ成为0°的方式贴合，除此以外，以与比较例1相同的方式获得光学构件。
＜比较例7＞
将塑料盖与偏振片以塑料盖的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度θ成为0°的方式贴合，除此以外，以与比较例2相同的方式获得光学构件。
＜比较例8＞
将塑料盖与偏振片以塑料盖的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度θ成为0°的方式贴合，除此以外，以与比较例3相同的方式获得光学构件。
＜比较例9＞
将塑料盖与偏振片以塑料盖的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度θ成为0°的方式贴合，除此以外，以与比较例4相同的方式获得光学构件。
针对实施例1及比较例1～9的光学构件，如下评价透过偏光太阳镜观察具备各光学构件的液晶显示装置时的正面亮度及色移。
(1)正面亮度的测定方法
将ITEC公司的LED面光源“LPDC1-12150NCW-1R6”配置于光学构件的背面侧(偏振片侧)，将设想为偏光太阳镜的偏振片配置于光学构件的前面侧(塑料盖侧)，使用ConoScope(AUTRONIC MELCHERS股份有限公司制造)，经由光学构件及偏振片测定光源的亮度(单位：cd/m2)。其中，偏振片是以其起偏器的吸收轴与光学构件的起偏器的吸收轴正交的方式配置。
(2)色移的测定方法
以与正面亮度的测定相同的方式配置光源、光学构件及偏振片，使用ConoScope(AUTRONIC MELCHERS股份有限公司制造)，测定极角0°～60°方向的方位角0°～360°的色相、x值及y值。作为色移量(Δxy值)，将任意2点处的x值及y值设为(xA，yA)及(xB，yB)，将下式：{(xA－xB)2+(yA－yB)2}1/2的最大值作为Δxy值。其中，偏振片是以其起偏器的吸收轴与光学构件的起偏器的吸收轴正交的方式配置。
将实施例1及比较例1～4的光学构件的正面亮度及色移的测定结果示于表1，将比较例5～9的光学构件的正面亮度及色移的测定结果示于表2。其中，表1及表2中，作为色移的测定结果，示出xy色度图(横轴：x值，纵轴：y值)及色移量(Δxy值)。
[表1]
[表2]
产业上的可利用性
本发明的光学构件优选用于搭载于手机、便携式信息终端、数码相机、摄录像机、便携式游戏机、车载导航、复印机、打印机、传真、钟表、微波炉、车等的液晶显示装置。
符号说明
1 偏振膜
2 保护盖
3 层间填充粘合剂
4 防反射膜
10、11、12 光学构件

Claims (7)

1.一种光学构件，其具备偏振膜及保护盖，
所述保护盖的面内相位差为1000nm以上，
所述保护盖的慢轴与所述偏振膜的吸收轴所成的角度为40°～50°。
2.如权利要求1所述的光学构件，其中，所述保护盖的面内相位差为7000nm以上。
3.如权利要求1或2所述的光学构件，其中，所述保护盖的厚度为1000μm以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的光学构件，其中，当将所述保护盖的根据ASTM-D790的弯曲试验方法获得的弯曲强度设为S、将所述保护盖的厚度设为T时，S×T的值为400以上，其中，弯曲强度的单位为kgf/cm2，厚度的单位为mm。
5.如权利要求1～4中任一项所述的光学构件，其中，在所述保护盖与所述偏振膜之间填充有粘合剂。
6.如权利要求1～5中任一项所述的光学构件，其中，在所述保护盖的与所述偏振膜相反的一侧层叠有防反射膜。
7.一种液晶显示装置，其具备权利要求1～6中任一项所述的光学构件。
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