JP2005345990A - 液晶パネル、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光板が液晶セルの両側に配置された液晶パネルであって、バックライト側の偏光板が、輝度向上フィルムと一体化されている場合においても、加湿環境下での表示ムラが生じにくい液晶パネルを提供すること。
【解決手段】 偏光子の両側に透明保護フィルムを有する偏光板を少なくとも有する一体化した光学部材が、液晶セルの両側に貼り合わされた液晶パネルであって、バックライト側の光学部材は、偏光板と輝度向上フィルムとが少なくとも積層されており、視認側の光学部材における偏光板は、偏光子よりも視認側の透明保護フィルムに、ポリエステル系基材フィルムが積層されていることを特徴とする液晶パネル。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶パネルおよび当該液晶パネルに用いる偏光板に関する。また本発明は前記液晶パネルを用いた液晶表示装置に関する。本発明の液晶パネルは、大型液晶表示装置に好適である。

液晶表示装置は、偏光板が液晶セルの両側に配置された液晶パネルと、バックライトを有する。液晶表示装置は各種用途に用いられており、ＴＶ用途などでは大型のものが増えてきている。大型液晶表示装置の駆動モードは、ＶＡモードやＩＰＳモードなどが主に採用されており、コントラストも高く、かつ輝度も高く（明るく）なってきている。しかし、かかる高コントラスト化に伴い、黒表示の際に表示ムラが見えやすくなってきている。また、液晶表示装置の大型化に伴い、偏光板等の光学部材は加熱、加湿環境下において寸法変化が生じ、液晶表示装置の表示ムラを引き起こしやすくなってきている。

またＴＶ用途などの液晶表示装置では輝度を高くする要求があるため、偏光板とともに輝度向上フィルムの使用も必要になってきている。大型液晶表示装置に用いる液晶パネルでは、バックライト側（下側）の偏光板は輝度向上フィルムと一体化したものものが用いられ、視認側（上側）の偏光板は表面処理（アンチグレア層など）が施されたものが用いられるようになっている。このような液晶パネルでは、上下の偏光板の構成や厚みが大きく異なるため、液晶表示装置が加熱、加湿環境下にかれた場合に、偏光板の収縮（膨張）挙動が異なる。その結果、液晶パネルに歪が生じ、黒表示において輝度ムラが視認されるという問題が生じてきている。これら問題に対して、各種の偏光板または液晶表示装置が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。
特開２００２−１８９２１１号公報 特開２００２−２０７２１１号公報 特開２００２−３７２６２１号公報 特開２００３−２７９７４８号公報

偏光板の保護フィルムとしては一般的にはトリアセチルセルロースフィルムが用いられている。トリアセチルセルロースフィルムは水分が出入りし易い材料であり、これを保護フィルムとする偏光板は水分の出入りに伴い寸法変化も生じる。当該偏光板は、加湿試験（６０℃９０％など）で水分吸湿後、室温に放置すると、数時間で吸湿水分の殆どが放出され、その時に偏光板が収縮する。

一方、前記輝度向上フィルムとしては、例えば、直線偏光分離フィルム（例えば、３Ｍ社製，Ｄ−ＢＥＦ）が知られている。当該直線偏光分離フィルムはポリエステル系樹脂の多層押出しフィルムを延伸することで得られる。このようなポリエステル系多層フィルムを偏光板に貼り合わせたものは、偏光板の寸法変化挙動を小さくする効果がある。したがって、下側偏光板の外側に輝度向上フィルムを一体化した場合には、水分の出入りが遅くなる。下側偏光板と輝度向上フィルムが一体化した場合は水分の出入りが遅いため、加湿試験において吸湿した水分は室温放置しても数時間では放出しない。

このように、下側の偏光板では、上側の偏光板に比較して、数倍の時間がかかって水分が出て行くため、上側の偏光板に比較して、下側の偏光板の収縮挙動は時間的に遅い挙動になる。すなわち、加湿試験後に室温放置した場合には、上下偏光板の寸法変化挙動に大きな差が生じ、その結果、室温放置後の数時間から数日の間に液晶パネルに反りが生じ、表示ムラが発生してしまうという問題が生じてきた。

本発明は、偏光板が液晶セルの両側に配置された液晶パネルであって、バックライト側の偏光板が、輝度向上フィルムと一体化されている場合においても、加湿環境下での表示ムラが生じにくい液晶パネルを提供することを目的とする。

また本発明は、前記液晶パネルの視認側に用いる偏光板を提供することを目的とする。さらに本発明は、前記液晶パネルを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記に示す液晶パネルにより前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、偏光子の両側に透明保護フィルムを有する偏光板を少なくとも有する一体化した光学部材が、液晶セルの両側に貼り合わされた液晶パネルであって、
バックライト側の光学部材は、偏光板と輝度向上フィルムとが少なくとも積層されており、
視認側の光学部材における偏光板は、偏光子よりも視認側の透明保護フィルムに、ポリエステル系基材フィルムが積層されていることを特徴とする液晶パネル、に関する。

前記液晶パネルにおいて、視認側の偏光板は、透明保護フィルムとして、トリアセチルセルロースフィルムを用いることができる。

前記液晶パネルにおいて、バックライト側および／または視認側の光学部材は、偏光板よりも液晶セル側に、位相差板が積層されているものを用いることができる。

前記液晶パネルにおいて、ポリエステル系基材フィルムが、ハードコート処理層、アンチグレア処理層および反射防止処理層から選ばれるいずれか少なくとも１つの表面処理層を有することができる。

また本発明は、前記液晶パネルにおいて、視認側の光学部材に用いる偏光板であって、当該偏光板は、偏光子よりも視認側の透明保護フィルムに、ポリエステル系基材フィルムが積層されていることを特徴とする偏光板、に関する。

さらに本発明は、前記液晶パネルおよびバックライトを有することを特徴とする液晶表示装置、に関する。

上記本発明の液晶パネルでは、バックライト側の光学部材として、偏光板と輝度向上フィルムとが一体化したものが用いられているため、バックライト側の偏光板は、加熱、加湿環境下においても寸法変化の挙動が小さい。一方、視認側の光学部材では、偏光子よりも視認側の透明保護フィルムに、ポリエステル系基材フィルムを積層したものを用いている。ポリエステル系基材フィルムは低透湿性であり、かかるポリエステル系基材フィルムにより、視認側の偏光板も加熱、加湿環境下における寸法変化の挙動を小さく抑えている。このように本発明の液晶パネルでは、上下の両偏光板に生じる寸法変化、特に加湿条件下における寸法変化を抑制している。そのため、上下の両偏光板で生じる挙動変化の差が小さくなり、加湿条件下においても、表示ムラの発生の低減が可能である。特に黒表示のムラを生じにくくすることができる。

また上記液晶パネルでは、液晶セル側の透明保護フィルムとして、透湿度の高いトリアセチルセルロースフィルムを用いる場合に有効である。トリアセチルセルロースフィルムを用いた場合には、ポリエステル系基材フィルムの積層により、加熱環境下において偏光子の色相変化が生じやすくなった場合においても、このような不具合を解消することができる。前記透明保護フィルムとして、透湿度が３００（ｇ／ｍ²／２４時間）以上、さらには５００（ｇ／ｍ²／２４時間）以上の場合が好ましい。

上記本発明の液晶パネルは、反りの発生し易い、ＶＡモードやＩＰＳモードの高コントラストを有する大型化パネルを搭載した大型液晶表示装置において有用であり、大型パネルに伴う表示ムラ、特に黒表示のムラを抑えることができる。大型パネルは、対角１０インチ以上、さらには１５インチ以上の場合に有用である。

また上記液晶パネルでは、バックライト側の光学部材と視認側の光学部材は、加湿条件下において、液晶パネルは反りが生じないように、または凸状に反るように設計するのが好ましい。液晶パネルの反りは凹状の場合よりも、凸状に反る方が、表示ムラを抑えることができる。このように液晶パネルの反りを調整するには、バックライト側の光学部材よりも視認側の光学部材の寸法変化（収縮）が同じもの、またはバックライト側の光学部材よりも視認側の光学部材の寸法変化が小さく（収縮が小さく）なるように、それぞれの光学部材を制御するのが好ましい。

たとえば、バックライト側の光学部材に用いる輝度向上フィルムとして、ポリエステル系樹脂の多層押出しフィルムの延伸物を用いる場合には、視認側の偏光板に積層するポリエステル系基材フィルムの厚みと輝度向上フィルムの厚みと近くすることにより、バックライト側の光学部材と視認側の光学部材との寸法変化が小さく制御できる。

以下に本発明を図面を参照しながら説明する。図１、図２は、本発明の液晶パネルの一例を示すものであり、液晶セルＬＣの両側には偏光板Ｐを有する光学部材Ｍ１（バックライト側）と偏光板Ｐを有する光学部材Ｍ２（視認側）が粘着層（接着層）Ａにより積層されている。図の上側が視認側、下側がバックライト側である。バックライト側の偏光板Ｐおよび視認側の偏光板Ｐは、いずれも、偏光子１の両側に透明保護フィルム２を有する。バックライト側の光学部材Ｍ１は、偏光板Ｐと輝度向上フィルムＢとが粘着層（接着層）Ａにより一体化したものを用いている。視認側の光学部材Ｍ２は、偏光板Ｐにポリエステル系基材フィルムＣが粘着層（接着層）Ａにより一体化したものを用いている。図２では、ポリエステル系基材フィルムＣに表面処理層Dを設けた場合である。

図３は、図１において、ポリエステル系基材フィルムＣを用いていない場合である。図４は図３において、バックライト側の偏光板Ｐに輝度向上フィルムＢを積層していない場合である。

光学部材Ｍ１、Ｍ２は偏光板Ｐを少なくとも有する。偏光板Ｐは、偏光子１の両側に透明保護フィルム２を有するものを用いる。

偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。

ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。

偏光板Ｐに用いる透明保護フィルム２は、特に制限されない。当該透明保護フィルム２はポリマーによる塗布層として、またはフィルムのラミネート層等として設けることができる。透明保護フィルムを形成する、透明ポリマーまたはフィルム材料としては、適宜な透明材料を用いうるが、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。前記透明保護フィルムを形成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。

また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／または非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さいため偏光板の歪みによるムラなどの不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。

前記透明保護フィルム２の厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。

また、透明保護フィルム２は、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、透明保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。

前記透明保護フィルム２としては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。一方、トリアセチルセルロースなどは、厚み方向の位相差値Ｒｔｈが大きく、色付きが問題となるが、イソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物等は、厚み方向の位相差値Ｒｔｈが３０ｎｍ以下のものを使用可能であり、色付きをほぼ解消することができる。なお、偏光子１の両側に透明保護フィルム２を設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる透明保護フィルムを用いてもよい。

視認側の光学部材Ｍ２は、前記偏光板Ｐとポリエステル系基材フィルムＣとが積層している。ポリエステル系基材フィルムＣは、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマーにより形成される。ポリエステル系基材フィルムＣの厚さは特に制限されないが、１０〜２００μｍ程度、さらには２５〜１５０μｍである。またポリエステル系基材フィルムＣの厚さは、輝度向上フィルムＢの厚みと近いものが好ましく、輝度向上フィルムＢとの厚み差は±７５μｍ、さらには±５０μｍとするのが好ましい。

透明保護フィルム２へのポリエステル系基材フィルムＣの積層法は特に制限されず、粘着剤（接着剤）Ａにより貼り合わせてもよいし、透明保護フィルム２にコーティング、熱ラミネート、同時押し出し成形などにより形成してもよい。また透明保護フィルム２へのポリエステル系基材フィルムＣの積層は、偏光板Ｐの作製した後の透明保護フィルム２に行なってもよく、偏光板作製前の透明保護フィルム２に行なってもよい。

また前記ポリエステル系基材フィルムＣの表面は、ハードコート層や反射防止処理層、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理層を施したものであってもよい。

ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。

反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。反射防止膜の材料としては、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂等の樹脂系材料、樹脂中にコロイダルシリカ等の無機微粒子を分散させたハイブリッド系材料、テトラエトキシシラン、チタンテトラエトキシド等の金属アルコキシドを用いたゾル−ゲル系材料等があげられる。また、それぞれの材料は、表面の防汚染性付与するためフッ素基を含有するものを選択することができる。耐擦傷性の面からは、無機成分含有量が多い低屈折率層材料が優れる傾向にあり、特にシロキサンオリゴマーおよびフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤を含有するゾル−ゲル系材料が好ましい。

スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。

なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。

前記偏光子１と透明保護フィルム２との接着処理には、接着剤が用いられる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤が用いられる。接着層の厚さは、特に制限されないが、通常０．１〜５μｍ程度である。

バックライト側の光学部材Ｍ１は、前記偏光板Ｐと輝度向上フィルムＢとが少なくとも粘着層（接着層）Ａにより一体化している。

偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。

輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態となる。すなわち、拡散板は偏光を元の自然光状態にもどす。この非偏光状態、すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射し、再び拡散板を通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。このように輝度向上フィルムと上記反射層等の間に、偏光を元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一で明るい画面を提供することができる。かかる拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。

前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。

従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。

可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。

なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。

本発明の液晶パネルは、液晶セルＬＣのバックライト側に前記光学部材Ｍ１、視認側に前記光学部材Ｍ２がそれぞれ積層されている。光学部材Ｍ１は、図１乃至図２に示すように、輝度向上フィルムＢがバックライト側になるように配置される。光学部材Ｍ２は、ポリエステル系基材フィルムＣが視認側になるように配置される。

光学部材Ｍ１は偏光板Ｐおよび輝度向上フィルムＢを有する他に、また光学部材Ｍ２はＰおよびポリエステル系基材フィルムＣを有する他に、実用に際して他の光学層と積層して用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板があげられる。

反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行なうことができる。

反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。

反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。

なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。

偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられる。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。

楕円偏光板はスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。

また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組み合わせで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組み合わせとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学部材としたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。

視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。

また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。

また偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。

前記光学部材は、液晶表示装置、液晶パネルの製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、予め積層して光学部材としたのものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学部材の接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。

前述の光学部材の積層または光学部材の液晶セルへの積層は、接着層または粘着層により行なう。接着層または粘着層を形成する接着剤または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、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。

また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。

粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。

光学部材の片面又は両面への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または光学部材上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを偏光板上または光学部材上に移着する方式などがあげられる。

粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として光学部材の片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、光学部材の表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、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。

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にセパレータが仮着されてカバーされる。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。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、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等の適宜な薄葉体を、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等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。

なお本発明において、上記した光学部材等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。

液晶表示装置は従来より知られている各種装置に適用できる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行ないうる。液晶表示装置は一般に、液晶セルと、液晶セルの両側に前記光学部材を有する液晶パネル、さらにバックライトを有する。液晶表示装置は、前記構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成される。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。本発明の液晶表示装置は、ＩＰＳモード、ＶＡ型を用いた大型液晶表示装置に好適である。

バックライトとしては、直下型バックライト、サイドライト型バックライト、面状光源を用いたことができる。またバックライトには反射板を用いることができる。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板などの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。

以下に本発明を実施例等をあげて説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。

実施例１
（偏光子）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、５重量％（重量比：ヨウ素／ヨウ化カリウム＝１／１０）のヨウ素水溶液中で染色した。次いで、３重量％のホウ酸および２重量％ヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬し、さらに４重量％のホウ酸および３重量％のヨウ化カリウムを含む水溶液中で５．５倍まで延伸した後、５重量％のヨウ化カリウム水溶液に浸漬した。その後、４０℃のオ−ブンで３分間乾燥を行い、厚さ３０μｍの偏光子を得た。

（バックライト側の光学部材）
偏光子の両面にケン化処理した厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合せて偏光板を得た。ポリビニルアルコール系接着剤は、それぞれ保護フィルムの側に塗布し、７０℃で１０分間乾燥させて偏光板を得た。ポリビニルアルコール系接着剤により形成された接着剤層の厚さは３０ｎｍになるようにした。前記偏光板と、厚さ１３５μｍの輝度向上フィルム（３Ｍ社製，Ｄ−ＢＥＦ）をアクリル系粘着剤（厚さ２０μｍ）で貼り合せてバックライト側の光学部材を作製した。

（視認側の光学部材）
バックライト側の光学部材に用いたのと同様の偏光板を用い、片側のトリアセチルセルロースフィルムに、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをアクリル系粘着剤（厚さ２０μｍ）で貼り合わせて、視認側の光学部材を作製した。

（液晶パネル）
液晶セルとして、ＶＡモードの液晶セルを用いた。当該液晶セルのバックライト側および視認側に上記光学部材をそれぞれ、アクリル系粘着剤（厚さ２５μｍ）で貼り合せて、図１に相当する液晶パネルを作製した。バックライト側の光学部材は偏光板の側を積層した。視認側の光学部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルムが視認側になるように積層した。

実施例２
（視認側の光学部材）
実施例１において、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの代わりに、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いたこと以外は実施例１と同様にして視認側の光学部材を作製した。

（液晶パネル）
実施例１において、視認側の光学部材を上記で得られたものに変えたこと以外は実施例１と同様にして、図１に相当する液晶パネルを作製した。

実施例３
（視認側の光学部材）
実施例１において、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの代わりに、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（当該フィルム表面にはアクリル系の紫外線硬化型樹脂により厚さ５μｍのハードコート層が形成されている）を用いたこと以外は実施例１と同様にして視認側の光学部材を作製した。

（液晶パネル）
実施例１において、視認側の光学部材を上記で得られたものに変えたこと以外は実施例１と同様にして、図２に相当する液晶パネルを作製した。視認側の光学部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルムが視認側になるように積層した。

実施例４
（視認側の光学部材）
実施例１において、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの代わりに、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（当該フィルム表面にはアクリル系の紫外線硬化型樹脂により厚さ５μｍのハードコート層が形成されている）を用いたこと、アクリル系粘着剤の代わりにウレタン系接着剤を用いて積層したこと以外は実施例１と同様にして視認側の光学部材を作製した。

（液晶パネル）
実施例１において、視認側の光学部材を上記で得られたものに変えたこと以外は実施例１と同様にして、図２に相当する液晶パネルを作製した。視認側の光学部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルムが視認側になるように積層した。

比較例１
（液晶パネル）
実施例１において、視認側の光学部材として、ポリエチレンテレフタレートフィルムを積層せず、偏光板のみ用いたこと以外は実施例１と同様にして、図３に相当する液晶パネルを作製した。

比較例２
（液晶パネル）
実施例１において、液晶セルの両側に、実施例１のバックライト側の光学部材に用いたのと同様の偏光板を用いたこと以外は実施例１と同様にして、図４に相当する液晶パネルを作製した。

（評価）
実施例および比較例で得られた液晶パネル（サイズ：４１０ｍｍ×３１０ｍｍ）を、加湿環境下（６０℃，９０％ＲＨ）に２４時間投入した後、さらに室温に戻して２４時間放置したものについて下記評価を行なった。結果を表１に示す。表１には視認側の光学部材に用いた偏光板に用いた低透湿度層の透湿度（ｇ／ｍ²／２４時間）を併せて示す。

（液晶パネルの反り方向および反り量）
反り方向は、液晶パネルを通常の向き（視認側が上側）になるようにフラットな台上に置いた場合に、四隅が反り上がった場合を凹、逆側に反った場合を凸とした。反り量は、液晶パネルの四隅が反り上がる向きにフラットな台上に置き、四隅の反りあがり高さを測定し、それらの平均値とした。

（黒表示の際の輝度ムラおよび輝度差）
サイドライト型バックライトに、液晶パネルを配置した液晶表示装置を作製した。当該液晶表示装置について、黒表示にした時の液晶パネル表面の輝度ムラを目視で観察した。また黒表示にした時にムラとして見えた部分の輝度Ａと、ムラのない部分の輝度Ｂとした場合に、Ａ／Ｂの値を輝度差とした。輝度は、ミノルタ株式会社製のＣＡ−１５００を用いて測定した。輝度差（Ａ／Ｂ）の値が大きいほど、面内の輝度ムラが大きいことを意味する。

本発明の液晶パネルの断面図の一例である。 本発明の液晶パネルの断面図の一例である。 比較例１の液晶パネルの断面図である。 比較例２の液晶パネルの断面図である。

符号の説明

Ｐ 偏光板
Ｍ１、Ｍ２ 光学部材
Ｂ 輝度向上フィルム
１ 偏光子
２ 透明保護フィルム
Ｄ 表面処理層
ＬＣ 液晶セル
Ａ 粘着層（接着層）

Claims (6)

1. 偏光子の両側に透明保護フィルムを有する偏光板を少なくとも有する一体化した光学部材が、液晶セルの両側に貼り合わされた液晶パネルであって、
   バックライト側の光学部材は、偏光板と輝度向上フィルムとが少なくとも積層されており、
   視認側の光学部材における偏光板は、偏光子よりも視認側の透明保護フィルムに、ポリエステル系基材フィルムが積層されていることを特徴とする液晶パネル。
2. 視認側の偏光板は、透明保護フィルムが、トリアセチルセルロースフィルムであることを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
3. バックライト側および／または視認側の光学部材は、偏光板よりも液晶セル側に、位相差板が積層されていることを特徴とする請求項１または２記載の液晶パネル。
4. ポリエステル系基材フィルムが、ハードコート処理層、アンチグレア処理層および反射防止処理層から選ばれるいずれか少なくとも１つの表面処理層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶パネル。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の液晶パネルにおいて、視認側の光学部材に用いる偏光板であって、当該偏光板は、偏光子よりも視認側の透明保護フィルムに、ポリエステル系基材フィルムが積層されていることを特徴とする偏光板。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の液晶パネルおよびバックライトを有することを特徴とする液晶表示装置。
   
   

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