JP2007133350A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】パネルの反りを防止して、表示性能の低下を抑えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えた画像表示装置であって、前記表側積層体が偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする画像表示装置。
【選択図】図1
【解決手段】ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えた画像表示装置であって、前記表側積層体が偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする画像表示装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、薄型ディスプレイ等の画像表示装置に関し、特にパソコン用モニター、テレビ等に用いられる液晶表示装置として有用な画像表示装置に関する。
近年、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、PDP等の多くの種類の画像表示装置が開発されている。これらの用途は多岐にわたるが、近年はパソコンのモニター用途からさらにはTV用途としての開発が進められており、それに伴って大画面化が進んでいる。
また、大画面化と同時に画像表示装置全体の薄型化が進行している。画像表示装置の薄型化は画像表示装置を薄いガラスや樹脂製の基板を備えたパネルで構成すること等で達成されるが、このようなパネルは反りが発生しやすく、画像表示装置の表側(視認側)から観察した場合、パネル中央部がへこみ、縁部分が表側に反ることが問題となっている。このような反りが起こると、パネルの縁部分または四隅が筐体に接触することがあり、画面表示性能に悪影響を及ぼす。
上述のパネルの反りは、本来反りを起こさないガラスまたは樹脂製の基板に対して、観察側とその裏側(以下、観察側に対しその裏側を単に「裏側」と称することがある。)とに積層された各種部材が、加熱や吸/放湿などによる膨張・収縮を起こし、観察側と裏側との間でこれらの程度に差が生じ、画像表示装置の表と裏との力のバランスが崩れてしまうことによって発生するものである。通常の画像表示装置においては、パネルの観察側の表面が開放されているのに対し、裏面は筐体に組み込まれて準密閉状態となっている。このため、基板を挟んでいる表側積層体と裏側積層体とで加熱や吸/放湿に差が生じ、そのために膨張・収縮にも差が生じている。
液晶表示装置を例にとると、液晶表示装置は、ガラス基板に液晶を封入した液晶セルの両側に偏光を作り出す偏光板を配置し、必要に応じて位相差板、反射防止フィルム、輝度向上膜等の各種光学素子を積層し、外周部を「ベゼル」と呼ばれるステンレス等の金属板からなる固定枠で固定して液晶モジュールとし、この液晶モジュールを他の構成部材と共に筐体内に組み立て、収納して製造される。
液晶表示装置の電源点灯時はバックライトで温度が上昇するなどの理由により、表側(視認側)とバックライト側とで温度や湿度の差が生じることがある。この場合、液晶セルを境界に、偏光板を含んだ表側積層体とバックライト側の積層体とがさらされる温度や湿度の条件は異なっており、それぞれの積層体はこの影響を受けると考えられる。反りが起こるとパネルの縁部分または四隅が筐体に接触するだけでなく、背面に設置されているバックライトヘの密着により表示性能上の問題も生ずる。さらには黒表示画面とした際にパネル(画面)の四隅がムラ状に光漏れする「コーナームラ」現象を起こし表示性能上非常に大きな問題となることもある。
環境変化によるパネルの反りを改善するために、特許文献1では液晶セルの両側に保護膜付き偏光子からなる偏光板を設け、さらに裏側の偏光板に輝度向上フィルムを積層した液晶表示装置において、表側の偏光板に用いる保護膜と裏側の偏光板に用いる保護膜との膜厚を変えている。しかしながら、表側に設けられる積層体の視認側の保護膜の厚みを薄くすると偏光子の湿度による劣化が進みやすく光学性能が低下するという問題があった。
特開2003−149634号公報
本発明は、パネルの反りを抑制し、表示性能の低下を抑えた画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明の発明者らは、液晶表示装置が高温高湿下に一定期間放置され、常温常湿下に取り出された場合、特に高温高湿により強く曝された表側の積層部材が収縮を起こし、パネルの表と裏との力のバランスが崩れ、反りが生じているが、その表側の積層部材の収縮は主に表側の積層部材を構成する偏光子が収縮しているために生じていることを見出した。
さらに検討した結果、高湿下に放置された場合、観察側の積層部材の偏光板の偏光子は水分を含み、ガラス転移温度が下がり、応力緩和のために、偏光子の製膜時に延伸された延伸軸方向つまり吸収軸方向に、該吸収軸方向と垂直に交わる方向よりも大きく収縮することを見出した。
従って、画像表示装置にパネルを組む場合には、観察側に設けられた積層部材である収縮の大きな偏光子の吸収軸方向を、パネルの長辺方向と平行になるように設置するよりも、パネルの短辺方向と平行に設置したほうがパネルの反りを防止できることを見出した。
具体的には以下の手段により上述の課題を解決することができる。
(1) ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えた画像表示装置であって、前記表側積層体が偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする画像表示装置。
(1) ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えた画像表示装置であって、前記表側積層体が偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする画像表示装置。
(2) 前記表側積層体の視認側に位相差膜を有することを特徴とする(1)に画像表示装置。
(3) 前記表側積層体の視認側に設けられた保護膜を位相差膜とすることを特徴とする(2)に記載の画像表示装置。
(4) 前記表側積層体の視認側に、防眩層、光散乱層、光散乱性の反射防止層、および光散乱性のハードコート層からなる群より選択される少なくとも一層を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(5) 前記パネルの短辺と長辺との比(短辺/長辺)が0.85以下であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(6) 前記パネルの長辺が40cm〜350cmであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(7) 前記表側積層体と前記基板とが粘着剤層を介して積層されており、前記粘着剤層の厚みが30μm〜100μmであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(8) 前記パネルの視認側の表面が開放されており、前記パネルの裏側が筐体で閉じられていることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(9) 前記基板が液晶セルであり、前記裏側積層体が光学補償フィルムを含むことを特徴とする(1)〜(8)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(10) 前記偏光子は、視認側に設けられた視認側保護膜と、基板側に設けられた基板側保護膜とを有し、前記視認側保護膜および前記基板側保護膜の少なくとも一方がセルロースアシレートからなることを特徴とする(9)に記載の画像表示装置。
(11) VA方式またはIPS方式の液晶表示モードを用いた(1)〜(10)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
(12) TN方式またはOCB方式の液晶表示モードを用いた(1)〜(11)のいずれか1項に記載の画像表示装置。
本発明によれば、パネルの反りを抑制し、表示性能の低下を抑えた画像表示装置を提供することができる。
以下に本発明の画像表示装置について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また本明細書においては、「平行」とは2方向のなす角度が0°±1°、「垂直」および「直交」とは2方向のなす角度が90°±1°のことをいう。
(画像表示装置の構成)
本発明の画像表示装置は、ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えている。また、前記表側積層体は、偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする。偏光子には、その視認側に視認側保護膜を、また、基板側に基板側保護膜を設けることができ、前記視認側保護膜および前記基板側保護膜の少なくとも一方をセルロースアシレートで構成することが好ましい。
本発明の画像表示装置は、ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えている。また、前記表側積層体は、偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする。偏光子には、その視認側に視認側保護膜を、また、基板側に基板側保護膜を設けることができ、前記視認側保護膜および前記基板側保護膜の少なくとも一方をセルロースアシレートで構成することが好ましい。
本発明の画像表示装置を構成するパネルには、必要に応じてその他の光学フィルムや機能層が設けられていてもよい。また、パネルは視認側の表面が開放され、且つ、裏面が筐体で閉じられるように画像表示装置に設置されることが好ましい。
本発明の画像表示装置の構成例を図1に示す。図1において、本発明の画像表示装置は、筐体8にパネル1を組み込んで構成されており、パネル1の視認側(紙面上方)の表面は開放されており、裏側(紙面下方)は、筐体8で密封されている。
パネル1は、表側積層体2と基板6と裏側積層体7とで構成され、紙面上方から観察した形状は長方形である。また、表側積層体2は、視認側保護膜3と偏光子4と基板側保護膜5とを積層した構成を有する。
次に図2を用いて本発明における偏光子の吸収軸とパネルとの関係について説明する。図2に示すように、パネル1を図1に示す視認方向から観察すると長方形であり、本発明の画像表示装置は、パネル1の短辺方向と偏光子の吸収軸9とが平行である。このようにパネル1の短辺方向と偏光子の吸収軸9とが平行になるように、偏光子をパネルに設置することでパネルの反りを抑制することができる。
以下の説明では、画像表示装置として液晶表示装置を主たる例として説明するが、本発明の画像表示装置は液晶表示装置に限定されるものではない。
「液晶表示装置」は、基板となる液晶セルの両側に偏光板を配置し、必要に応じて位相差フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム等の各種光学素子が積層された構造を有する。本発明でいう基板は、液晶表示装置の場合には液晶セルに対応し、各積層体は偏光板、位相差フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム等の各種光学素子に対応する。
一般に、液晶表示装置は液晶パネルの外周部を「ベゼル」と呼ばれるステンレス等の金属板からなる固定枠で固定して液晶モジュールとし、この液晶モジュールを他の構成部材と共に筐体内に組み立て、収納して製造される。本発明でも同様の構成で用いることができる。
(基板)
本発明の画像表示装置を構成する基板は、ガラスまたは樹脂(プラスチック)からなる。前記ガラスまたは樹脂は添加剤を含んでいてもよい。また前記基板は、ガラスまたは樹脂以外の構成要素を保持していてもよい。本発明でいう「基板」とは液晶表示装置の場合は、液晶層を保持する板、有機ELやPDPの場合は発光体を保持する板をいう。
(基板)
本発明の画像表示装置を構成する基板は、ガラスまたは樹脂(プラスチック)からなる。前記ガラスまたは樹脂は添加剤を含んでいてもよい。また前記基板は、ガラスまたは樹脂以外の構成要素を保持していてもよい。本発明でいう「基板」とは液晶表示装置の場合は、液晶層を保持する板、有機ELやPDPの場合は発光体を保持する板をいう。
例えば、前記基板が液晶表示装置の液晶セルである場合は、通常この用途に用いられているガラスや樹脂を構成要素として採用することができる。そして、ガラスや樹脂からなるセル基板の間に液晶を封入することができる。また、液晶の両面には透明導電膜を設けることができ、さらに透明導電膜の表側(視認側)にはカラーフィルターを設けることができる。液晶表示装置を薄型化する観点からは、基板は、厚み1mm以下のものが好ましく、0.7mm以下がさらに好ましく、0.5mm以下が最も好ましい。大きさについては特に制限は無いが、面積が広い場合に液晶パネルの反りが発生しやすいことから、特に大画面の液晶表示装置で本発明を用いれば効果的である。
ここで、樹脂基板としては、透明性と機械的強度とを有していればその材質は特に限定されず、従来公知のものを全て使用できる。前記樹脂基板を形成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミド等の熱可塑性樹脂や、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル、ポリジアリルフタレート、ポリイソボニルメタクリレート等の熱硬化性樹脂などを挙げることができる。かかる樹脂は、1種または2種以上を用いることができ、他成分との共重合体や混合物として用いることもできる。
(表面側積層体)
次に、液晶表示装置において表面側積層体について説明する。前記表面積層体は少なくとも偏光子を含み、偏光板として機能する。
(表面側積層体)
次に、液晶表示装置において表面側積層体について説明する。前記表面積層体は少なくとも偏光子を含み、偏光板として機能する。
本発明において、偏光板の種類は本発明の条件を満足しうるものであれば特に制限はないが、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、二色性を有するヨウ素または二色性染料で染色し、延伸して配向させた後に架橋、乾燥させた偏光子と、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の保護膜と貼り合わせて製造される吸収型偏光板を好ましく用いることができる。偏光子は光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。光透過率は30%〜50%が好ましく、35%〜50%がさらに好ましく、40%〜50%であることが最も好ましい。偏光度は90%以上であることが好ましく、95%以上であることがさらに好ましく、99%以上であることが最も好ましい。30%以下の透過率、もしくは90%以下の偏光度の場合には画像表示装置の輝度やコントラストが低く、表示品位が低下する。偏光子の厚みは1〜50μmが好ましく、1〜30μmがさらに好ましく、8〜25μmであることが最も好ましい。
前記偏光子は、視認側に設けられた視認側保護膜と、基板側に設けられた基板側保護膜とを有することができる。また、前記視認側保護膜および前記基板側保護膜の少なくとも一方がセルロースアシレートからなることが好ましい。
本発明において偏光子と各保護膜との接着処理は、特に限定されるものではないが、例えば、ビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤などを介して行うことができる。特に、ポリビニルアルコール系フィルムとの接着性が最も良好である点で、ポリビニルアルコール系接着剤を用いることが好ましい。かかる接着層は、水溶液の塗布乾燥層などとして形成しうるが、その水溶液の調製に際しては必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒も配合することができる。
各保護膜を形成する材料としては、光学性能透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるポリマーが好ましい。例えば、ポリカーボネート系ポリマー、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、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などが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、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、または前記ポリマーを混合したポリマーも例として挙げられる。また本発明に用いられる各保護膜は、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の紫外線硬化型、熱硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
本発明では、各保護膜を形成する材料として、熱可塑性ノルボルネン系樹脂を好ましく用いることができる。熱可塑性ノルボルネン系樹脂としては、日本ゼオン(株)製のゼオネックス、ゼオノア、JSR(株)製のアートン等が挙げられる。
また、各保護膜を形成する材料として、偏光子との貼合性に優れ、従来から偏光板の透明保護膜として用いられてきた、トリアセチルセルロースに代表されるセルロースアシレート等のセルロース系ポリマーを好ましく用いることもできる。
本発明に用いられる各保護膜は、熱可塑性のポリマー樹脂を熱溶融して製膜しても良いし、ポリマーを均一に溶解した溶液から溶液製膜(ソルベントキャスト法)によって製膜してもよい。熱溶融製膜の場合は種々の添加剤(例えば、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、微粒子、光学特性調整剤など)を熱溶融時に加えることができる。一方、保護膜を溶液から調製する場合は、ポリマー溶液(以下、ドープという)には、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、微粒子、光学特性調整剤など)を加えることができる。またその添加する時期はドープ作製工程の何れの段階でも良く、ドープ調製工程の最後であってもよい。
−偏光板を含む表側積層体−
上述のように液晶表示装置の表側積層体は、偏光板を含み、さらに偏光板の視認側および液晶セル側(基板側)に接着される光学部材も含むことができる。
−偏光板を含む表側積層体−
上述のように液晶表示装置の表側積層体は、偏光板を含み、さらに偏光板の視認側および液晶セル側(基板側)に接着される光学部材も含むことができる。
偏光子の液晶セル側の保護膜(基板側保護膜)には光学補償フィルムを必要に応じて用いてもよい。光学補償フィルムは、一般に液晶表示装置の斜め方向の視野角を補償する光学材料のことを指し、位相差板、光学補償シートなどと同義である。光学補償フィルムは、偏光板の保護膜そのものに光学性能を持たせた一体型、例えばトリアセチルセルロースアシレートフィルムに光学補償性能を持たせて偏光子の保護膜としたものでも良い。例えばトリアセチルセルロースフィルムにディスコティック液晶を塗布して、その後偏光板と一体化したものでも良い。
光学補償フィルムを裏側積層体に設ける場合には、表側積層体の偏光子の液晶セル側の保護膜(基板側保護膜)には屈折率の異方性が小さい(面方向や厚み方向で異ならない)保護膜を用いてもよい。
視認側保護膜および基板側保護膜の厚みは20μm〜150μmが好ましい。さらに好ましくは30μm〜130μmが好ましい。
偏光子の視認側の保護膜には前述の材料を用いることができるが、保護膜として位相差を持つものを選べば、観察者が偏光めがねをかけて画像表示装置を見た場合であっても、表示画面が大変暗くなり見えなくなったりするのを防ぐことができる。この位相差膜の位相差としては100nm〜300nm程度が好ましい。また、この位相差膜の遅相軸の方向は偏光子の吸収軸の方向とほぼ45度とするのが好ましい。このような位相差膜は、保護膜とは別に設けても構わない。
また、表側積層体の視認側(特に偏光子上に設けられた視認側の保護膜の表面)には、防眩層、光散乱層、光散乱性の反射防止層、および光散乱性のハードコート層からなる群より選択される少なくとも一層が設けられていることが好ましい。これらの層が設けられていれば、偏光めがねをかけて表示画像を観察したときに、表示画面に濃淡や干渉色が見えてしまったり、表示が見にくくなったり、表示色が別の色に見えたりすることを防ぐことができる。
また、表側積層体の視認側(特に偏光子上に設けられた視認側の保護膜の表面)には、防眩層、光散乱層、光散乱性の反射防止層、および光散乱性のハードコート層からなる群より選択される少なくとも一層が設けられていることが好ましい。これらの層が設けられていれば、偏光めがねをかけて表示画像を観察したときに、表示画面に濃淡や干渉色が見えてしまったり、表示が見にくくなったり、表示色が別の色に見えたりすることを防ぐことができる。
本発明では、偏光板の保護膜上に、少なくとも光散乱層と低屈折率層がこの順で積層されてなる反射防止層、または保護膜上に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順で積層した反射防止層が設けられていることが好ましい。前者の構成では、一般的に鏡面反射率は1%以上となり、Low Reflection(LR)フィルムと呼ばれる。後者の構成では、鏡面反射率0.5%以下を実現するものが可能であり、Anti Reflection(AR)フィルムと呼ばれる。以下において、LRフィルムとARフィルムについて詳しく説明する。
(1)LRフィルム
偏光板の保護膜上に、光散乱層と低屈折率層を設けた反射防止層(LRフィルム)の好ましい例について述べる。
光散乱層には、マット粒子が分散されているのが好ましく、光散乱層のマット粒子以外の部分の素材の屈折率は1.50〜2.00の範囲にあることが好ましく、低屈折率層の屈折率は1.20〜1.49の範囲にあることが好ましい。本発明において光散乱層は、防眩性とハードコート性を兼ね備えており、一層であってもよいし、複数層、例えば二層〜四層で構成されていてもよい。
偏光板の保護膜上に、光散乱層と低屈折率層を設けた反射防止層(LRフィルム)の好ましい例について述べる。
光散乱層には、マット粒子が分散されているのが好ましく、光散乱層のマット粒子以外の部分の素材の屈折率は1.50〜2.00の範囲にあることが好ましく、低屈折率層の屈折率は1.20〜1.49の範囲にあることが好ましい。本発明において光散乱層は、防眩性とハードコート性を兼ね備えており、一層であってもよいし、複数層、例えば二層〜四層で構成されていてもよい。
反射防止層は、その表面凹凸形状として、中心線平均粗さRaが0.08〜0.40μm、10点平均粗さRzがRaの10倍以下、平均凹凸間距離Smが1〜100μm、凹凸最深部からの凸部高さの標準偏差が0.5μm以下、中心線を基準とした平均凹凸間距離Smの標準偏差が20μm以下、傾斜角0〜5゜の面が10%以上となるように設計すれば、十分な防眩性と目視での均一なマット感が達成されるので好ましい。
また、C光源下での反射光の色味がa*値−2〜2、b*値−3〜3、380nm〜780nmの範囲内での反射率の、最小値と最大値の比0.5〜0.99であれば、反射光の色味がニュートラルとなるので好ましい。さらにC光源下での透過光のb*値が0〜3とすれば、表示装置に適用した際の白表示の黄色味が低減されるので好ましい。さらにまた、面光源上と反射防止層の間に120μm×40μmの格子を挿入して、フィルム上で輝度分布を測定した際の輝度分布の標準偏差を20以下にすれば、高精細パネルに本発明の偏光板を適用したときのギラツキが低減されるので好ましい。
本発明で用いることができる反射防止層の光学特性を、鏡面反射率2.5%以下、透過率90%以上、60゜光沢度70%以下とすれば、外光の反射を抑制でき、視認性が向上するため好ましい。特に鏡面反射率は1%以下がより好ましく、0.5%以下であることが最も好ましい。ヘイズ20%〜50%、内部ヘイズ/全ヘイズ値の比が0.3〜1、光散乱層までのヘイズ値から低屈折率層を形成後のヘイズ値の低下が15%以内、くし幅0.5mmにおける透過像鮮明度20%〜50%、垂直透過光/垂直から2゜傾斜方向の透過率比が1.5〜5.0とすれば、高精細LCDパネル上でのギラツキ防止、文字等のボケの低減が達成されるので好ましい。
−低屈折率層−
本発明で用いることができる低屈折率層の屈折率は、好ましくは1.20〜1.49であり、さらに好ましくは1.30〜1.44の範囲にある。さらに、低屈折率層は下記数式を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
(m/4)λ×0.7<nLdL<(m/4)λ×1.3
上式中、mは正の奇数であり、nLは低屈折率層の屈折率であり、そして、dLは低屈折率層の膜厚(nm)である。また、λは波長であり、500〜550nmの範囲の値である。
本発明で用いることができる低屈折率層の屈折率は、好ましくは1.20〜1.49であり、さらに好ましくは1.30〜1.44の範囲にある。さらに、低屈折率層は下記数式を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
(m/4)λ×0.7<nLdL<(m/4)λ×1.3
上式中、mは正の奇数であり、nLは低屈折率層の屈折率であり、そして、dLは低屈折率層の膜厚(nm)である。また、λは波長であり、500〜550nmの範囲の値である。
低屈折率層を形成する素材について以下に説明する。
低屈折率層は、低屈折率バインダーとして、含フッ素ポリマーを含むことが好ましい。
フッ素ポリマーとしては、動摩擦係数0.03〜0.20、水に対する接触角90〜120゜、純水の滑落角が70゜以下の、熱または電離放射線により架橋する含フッ素ポリマーが好ましい。本発明に関する偏光板を画像表示装置に装着した時、市販の接着テープとの剥離力が低いほどシールやメモを貼り付けた後に剥がれ易くなり好ましく、引張試験機で測定した場合、該剥離力が500gf以下であることが好ましく、300gf以下であることがより好ましく、100gf以下であることが最も好ましい。また、微小硬度計で測定した表面硬度が高いほど傷がつき難く、該表面硬度は0.3GPa以上が好ましく、0.5GPa以上がより好ましい。
低屈折率層は、低屈折率バインダーとして、含フッ素ポリマーを含むことが好ましい。
フッ素ポリマーとしては、動摩擦係数0.03〜0.20、水に対する接触角90〜120゜、純水の滑落角が70゜以下の、熱または電離放射線により架橋する含フッ素ポリマーが好ましい。本発明に関する偏光板を画像表示装置に装着した時、市販の接着テープとの剥離力が低いほどシールやメモを貼り付けた後に剥がれ易くなり好ましく、引張試験機で測定した場合、該剥離力が500gf以下であることが好ましく、300gf以下であることがより好ましく、100gf以下であることが最も好ましい。また、微小硬度計で測定した表面硬度が高いほど傷がつき難く、該表面硬度は0.3GPa以上が好ましく、0.5GPa以上がより好ましい。
低屈折率層に用いられる含フッ素ポリマーとしては、ペルフルオロアルキル基含有シラン化合物{例えば(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン}の加水分解物、脱水縮合物の他、含フッ素モノマー単位と架橋反応性付与のための構成単位を構成成分とする含フッ素共重合体が挙げられる。
含フッ素モノマーの具体例としては、例えばフルオロオレフィン類(例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロオクチルエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール等)、(メタ)アクリル酸の部分または完全フッ素化アルキルエステル誘導体類[例えば「ビスコート6FM」{大阪有機化学工業(株)製}や"M−2020"{ダイキン工業(株)製}等]、完全または部分フッ素化ビニルエーテル類等が挙げられるが、好ましくはペルフルオロオレフィン類であり、屈折率、溶解性、透明性、入手性等の観点から特に好ましくはヘキサフルオロプロピレンである。
架橋反応性付与のための構成単位としては、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテルのように、分子内に予め自己架橋性官能基を有するモノマーの重合によって得られる構成単位、カルボキシル基やヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基等を有するモノマー{例えば(メタ)アクリル酸、メチロール(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アリルアクリレート、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、マレイン酸、クロトン酸等}の重合によって得られる構成単位、これらの構成単位に高分子反応によって(メタ)アクリロイル基等の架橋反応性基を導入した構成単位(例えばヒドロキシ基に対してアクリル酸クロリドを作用させる等の手法で導入できる)が挙げられる。
また上記含フッ素モノマー単位、架橋反応性付与のための構成単位以外に溶媒への溶解性、皮膜の透明性等の観点から適宜フッ素原子を含有しないモノマーを共重合することもできる。併用可能なモノマー単位には特に限定はなく、例えばオレフィン類(エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等)、アクリル酸エステル類(アクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル)、メタクリル酸エステル類(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート等)、スチレン誘導体(スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル等)、アクリルアミド類(N−t−ブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド等)、メタクリルアミド類、アクリロ二トリル誘導体等を挙げることができる。
上記のポリマーに対しては、特開平10−25388号公報および特開平10−147739号各公報に記載のごとく、適宜硬化剤を併用してもよい。
−光散乱層−
光散乱層は、表面散乱および内部散乱の少なくともいずれかによる光拡散性と、フィルムの耐擦傷性を向上するためのハードコート性をフィルムに付与する目的で形成される。従って、ハードコート性を付与するためのバインダー、光拡散性を付与するためのマット粒子、および必要に応じて高屈折率化、架橋収縮防止、高強度化のための無機フィラーを含んで形成される。また、このような光散乱層を設けることにより、該光散乱層が防眩層としても機能し、偏光板が防眩層を有することになる。
光散乱層は、表面散乱および内部散乱の少なくともいずれかによる光拡散性と、フィルムの耐擦傷性を向上するためのハードコート性をフィルムに付与する目的で形成される。従って、ハードコート性を付与するためのバインダー、光拡散性を付与するためのマット粒子、および必要に応じて高屈折率化、架橋収縮防止、高強度化のための無機フィラーを含んで形成される。また、このような光散乱層を設けることにより、該光散乱層が防眩層としても機能し、偏光板が防眩層を有することになる。
光散乱層の膜厚は、ハードコート性を付与する目的で、1〜10μmが好ましく、1.2〜6μmがより好ましい。光散乱層の膜厚が該下限値以上であれば、ハード性が不足するなどの問題が生じにくく、該上限値以下であれば、カールや脆性が悪化して加工適性が不足するなどの不都合が生じにくいので好ましい。
光散乱層のバインダーとしては、飽和炭化水素鎖またはポリエーテル鎖を主鎖として有するポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素鎖を主鎖として有するポリマーであることがさらに好ましい。またバインダーポリマーは架橋構造を有することが好ましい。飽和炭化水素鎖を主鎖として有するバインダーポリマーとしては、エチレン性不飽和モノマーの重合体が好ましい。飽和炭化水素鎖を主鎖として有し、且つ架橋構造を有するバインダーポリマーとしては、2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの(共)重合体が好ましい。バインダーポリマーを高屈折率にするには、このモノマーの構造中に芳香族環や、フッ素以外のハロゲン原子、硫黄原子、リン原子、および窒素原子から選ばれた少なくとも1種の原子を含むものを選択することもできる。
2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーとしては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル{例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート}、上記のエチレンオキシド変性体、ビニルベンゼンおよびその誘導体(例えば、1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン)、ビニルスルホン(例えば、ジビニルスルホン)、アクリルアミド(例えば、メチレンビスアクリルアミド)およびメタクリルアミドが挙げられる。これらのモノマーは2種以上併用してもよい。
高屈折率モノマーの具体例としては、ビス(4−メタクリロイルチオフェニル)スルフィド、ビニルナフタレン、ビニルフェニルスルフィド、4−メタクリロキシフェニル−4'−メトキシフェニルチオエーテル等が挙げられる。これらのモノマーも2種以上併用してもよい。
これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル開始剤または熱ラジカル開始剤の存在下、電離放射線の照射または加熱により行うことができる。従って、エチレン性不飽和基を有するモノマー、光ラジカル開始剤または熱ラジカル開始剤、マット粒子および無機フィラーを含有する塗布液を調製し、該塗布液を保護膜上に塗布後、電離放射線または熱による重合反応により硬化して反射防止層を形成することができる。これらの光ラジカル開始剤等は公知のものを使用することができる。
ポリエーテルを主鎖として有するポリマーは、多官能エポシキシ化合物の開環重合体が好ましい。多官能エポシキ化合物の開環重合は、光酸発生剤または熱酸発生剤の存在下、電離放射線の照射または加熱により行うことができる。従って、多官能エポシキシ化合物、光酸発生剤または熱酸発生剤、マット粒子および無機フィラーを含有する塗布液を調製し、該塗布液を保護膜上に塗布後電離放射線または熱による重合反応により硬化して反射防止層を形成することができる。
2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの代わりに、またはそれに加えて、架橋性官能基を有するモノマーを用いてポリマー中に架橋性官能基を導入し、この架橋性官能基の反応により、架橋構造をバインダーポリマーに導入してもよい。
架橋性官能基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基および活性メチレン基が含まれる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステルおよびウレタン、テトラメトキシシランのような金属アルコキシドも、架橋構造を導入するためのモノマーとして利用できる。ブロックイソシアナート基のように、分解反応の結果として架橋性を示す官能基を用いてもよい。すなわち、本発明において架橋性官能基は、すぐには反応を示すものではなくとも、分解した結果反応性を示すものであってもよい。
これら架橋性官能基を有するバインダーポリマーは塗布後、加熱することによって架橋構造を形成することができる。
これら架橋性官能基を有するバインダーポリマーは塗布後、加熱することによって架橋構造を形成することができる。
光散乱層には、防眩性付与の目的で、フィラー粒子より大きく、平均粒子サイズが通常1〜10μm、好ましくは1.5〜7.0μmのマット粒子、例えば無機化合物の粒子または樹脂粒子が含有される。マット粒子の具体例としては、例えばシリカ粒子、TiO2粒子等の無機化合物の粒子;アクリル粒子、架橋アクリル粒子、ポリスチレン粒子、架橋スチレン粒子、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。なかでも架橋スチレン粒子、架橋アクリル粒子、架橋アクリルスチレン粒子、シリカ粒子が好ましい。マット粒子の形状は、球状あるいは不定形のいずれも使用できる。
また、粒子サイズの異なる2種以上のマット粒子を併用して用いてもよい。より大きな粒子サイズのマット粒子で防眩性を付与し、より小さな粒子サイズのマット粒子で別の光学特性を付与することが可能である。
さらに、上記マット粒子の粒子サイズ分布としては、単分散であることが最も好ましく、各粒子の粒子サイズは、それぞれ同一に近ければ近いほどよい。例えば、平均粒子サイズよりも20%以上粒子サイズが大きな粒子を粗大粒子と規定した場合には、この粗大粒子の割合は全粒子数の1%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1%以下であり、さらに好ましくは0.01%以下である。このような粒子サイズ分布を持つマット粒子は通常の合成反応後に、分級によって得られ、分級の回数を上げることやその程度を強くすることにより、より好ましい分布のマット剤を得ることができる。
上記マット粒子は、形成された光散乱層のマット粒子量が好ましくは10〜1000mg/m2、より好ましくは100〜700mg/m2となるように光散乱層に含有される。
マット粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。
マット粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。
光散乱層には、層の屈折率を高めるために、上記のマット粒子に加えて、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物からなり、平均粒子サイズが0.2μm以下、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.06μm以下である無機フィラーが含有されることが好ましい。
また逆に、マット粒子との屈折率差を大きくするために、高屈折率マット粒子を用いた光散乱層では層の屈折率を低目に保つためにケイ素の酸化物を用いることも好ましい。好ましい粒子サイズは前述の無機フィラーと同じである。
また逆に、マット粒子との屈折率差を大きくするために、高屈折率マット粒子を用いた光散乱層では層の屈折率を低目に保つためにケイ素の酸化物を用いることも好ましい。好ましい粒子サイズは前述の無機フィラーと同じである。
光散乱層に用いられる無機フィラーの具体例としては、TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITOとSiO2等が挙げられる。TiO2およびZrO2が高屈折率化の点で特に好ましい。該無機フィラーは表面をシランカップリング処理またはチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
これらの無機フィラーの添加量は、光散乱層の全質量の10〜90%であることが好ましく、より好ましくは20〜80%であり、特に好ましくは30〜75%である。
なお、このようなフィラーは、粒子サイズが光の波長よりも十分小さいために散乱が生じず、バインダーポリマーに該フィラーが分散した分散体は光学的に均一な物質として振舞う。
光散乱層のバインダーおよび無機フィラーの混合物のバルクの屈折率は、1.50〜2.00であることが好ましく、より好ましくは1.51〜1.80である。屈折率を上記範囲とするには、バインダーおよび無機フィラーの種類および量割合を適宜選択すればよい。どのように選択するかは、予め実験的に容易に知ることができる。
光散乱層は、特に塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状均一性を確保するために、フッ素系、シリコーン系の何れかの界面活性剤、またはその両者を光散乱層形成用の塗布組成物中に含有することが好ましい。特にフッ素系の界面活性剤は、より少ない添加量において、本発明において好ましく用いられる反射防止層の塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状故障を改良する効果が現れるため、好ましく用いられる。すなわち、面状均一性を高めつつ、高速塗布適性を持たせることにより生産性を高めることができる点で好ましい。
(2)ARフィルム
次に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順で積層された反射防止層(ARフィルム)について述べる。これらの層は、視認側保護膜の上に形成されることが好ましい。
次に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順で積層された反射防止層(ARフィルム)について述べる。これらの層は、視認側保護膜の上に形成されることが好ましい。
中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)の順序の層構成からなる反射防止層は、以下の関係を満足する屈折率を有する様に設計される。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>保護膜の屈折率>低屈折率層の屈折率
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>保護膜の屈折率>低屈折率層の屈折率
また、保護膜と中屈折率層の間に、ハードコート層を設けてもよい。さらには、中屈折率ハードコート層、高屈折率層および低屈折率層からなってもよく、例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の反射防止層が挙げられる。
さらに各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例えば、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等)等が挙げられる。
さらに各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例えば、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等)等が挙げられる。
反射防止層のヘイズは、5%以下あることが好ましく、3%以下がさらに好ましい。また、膜の表面強度は、JIS K−5400に従う鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
−高屈折率層および中屈折率層−
反射防止層の高い屈折率を有する層は、平均粒子サイズ100nm以下の高屈折率の無機化合物微粒子およびマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化膜からなる。
反射防止層の高い屈折率を有する層は、平均粒子サイズ100nm以下の高屈折率の無機化合物微粒子およびマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化膜からなる。
高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。
このような微粒子とするには、粒子表面が表面処理剤で処理されること(例えば、シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908号公報、アニオン性化合物或は有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とすること(特開2001−166104号公報等)、特定の分散剤併用(例えば、特開平11−153703号公報、米国特許第6210858号明細書、特開2002−277609号公報等)等挙げられる。
マトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。
さらに好ましい材料としては、ラジカル重合性およびカチオン重合性の少なくともいずれかの重合性基を2個以上有する多官能性化合物含有組成物、加水分解性基を含有する有機金属化合物を含有する組成物、およびその部分縮合体を含有する組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が挙げられ、例えば、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。
さらに好ましい材料としては、ラジカル重合性およびカチオン重合性の少なくともいずれかの重合性基を2個以上有する多官能性化合物含有組成物、加水分解性基を含有する有機金属化合物を含有する組成物、およびその部分縮合体を含有する組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が挙げられ、例えば、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。
また、金属アルコキドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜も好ましい。例えば、特開2001−293818号公報等に記載されている。
高屈折率層の屈折率は、1.70〜2.20であることが好ましい。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。また、厚さは5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
−低屈折率層−
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなる。低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55であることが好ましい。より好ましくは1.30〜1.50である。
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなる。低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55であることが好ましい。より好ましくは1.30〜1.50である。
低屈折率層は、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段としては、表面に滑り性を付与することが有効で、従来公知のシリコーンの導入、フッ素の導入等による薄膜層の改質手段を適用することができる。
含フッ素化合物は、フッ素原子を35〜80質量%の範囲で含む架橋性または重合性の官能基を含む化合物が好ましく、例えば、特開平9−222503号公報段落番号[0018]〜[0026]、同11−38202号公報段落番号[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報段落番号[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報等に記載の化合物が挙げられる。
含フッ素化合物の屈折率は1.35〜1.50であることが好ましい。より好ましくは1.36〜1.47である。
含フッ素化合物の屈折率は1.35〜1.50であることが好ましい。より好ましくは1.36〜1.47である。
シリコーン化合物としては、ポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基あるいは重合性官能基を含有して、膜中で橋かけ構造を有するものが好ましい。例えば、反応性シリコーン(例えば、サイラプレーン、チッソ(株)製等)、両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)等が挙げられる。
架橋または重合性基を有する、含フッ素ポリマーおよびシロキサンポリマーの少なくともいずれかの架橋または重合反応は、重合開始剤、増感剤等を含有する最外層を形成するための塗布組成物を塗布と同時に、または塗布後に光照射や加熱することにより行い、それによって低屈折率層を形成することが好ましい。
またシランカップリング剤等の有機金属化合物と、特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを、触媒共存下に縮合反応で硬化するゾル/ゲル硬化膜も好ましい。
例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物またはその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報記載等記載の化合物)、フッ素含有長鎖基であるポリ(ペルフルオロアルキルエーテル)基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)等が挙げられる。
例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物またはその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報記載等記載の化合物)、フッ素含有長鎖基であるポリ(ペルフルオロアルキルエーテル)基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)等が挙げられる。
低屈折率層は、上記以外の添加剤として、充填剤{例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820号公報の段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等}、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有することができる。
低屈折率層が最外層の下層に位置する場合、低屈折率層は気相法(真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成されてもよい。安価に製造できる点で、塗布法が好ましい。
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。
−ハードコート層−
ハードコート層は、反射防止層を設けた保護膜に物理強度を付与するために、保護膜の表面に設けることが好ましい。特に、保護膜と前記高屈折率層の間に設けることが好ましい。ハードコート層は、光および/または熱の硬化性化合物の架橋反応、または、重合反応により形成されることが好ましい。硬化性化合物における硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましい。また加水分解性官能基含有の有機金属化合物や有機アルコキシシリル化合物も好ましい。
ハードコート層は、反射防止層を設けた保護膜に物理強度を付与するために、保護膜の表面に設けることが好ましい。特に、保護膜と前記高屈折率層の間に設けることが好ましい。ハードコート層は、光および/または熱の硬化性化合物の架橋反応、または、重合反応により形成されることが好ましい。硬化性化合物における硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましい。また加水分解性官能基含有の有機金属化合物や有機アルコキシシリル化合物も好ましい。
これらの化合物の具体例としては、高屈折率層で例示したと同様のものが挙げられる。
ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、国際公開第00/46617号パンフレット等に記載のものが挙げられる。
ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、国際公開第00/46617号パンフレット等に記載のものが挙げられる。
高屈折率層はハードコート層を兼ねることができる。このような場合、高屈折率層で記載した手法を用いて微粒子を微細に分散してハードコート層に含有させて形成することが好ましい。
ハードコート層は、平均粒子サイズ0.2〜10μmの粒子を含有させて防眩機能(アンチグレア機能)を付与した防眩層を兼ねることもできる。
ハードコート層の膜厚は、用途により適切に設計することができる。ハードコート層の膜厚は、0.2〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜7μmである。
ハードコート層の表面強度は、JIS K−5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。またJIS K−5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
(裏側積層体)
液晶表示装置の裏側積層体は、偏光板や、さらに偏光板の液晶セル側およびバックライト側に接着される光学部材も含むことができる。
液晶表示装置の裏側積層体は、偏光板や、さらに偏光板の液晶セル側およびバックライト側に接着される光学部材も含むことができる。
裏側積層体の液晶セル側には光学補償フィルム、またバックライト側には拡散シート、輝度向上膜などを必要に応じて用いる場合がある。これら各部材同士は粘着剤を用いて接着してもよく、このときの粘着剤も裏側積層体に含まれる。ただし、拡散シートや輝度向上膜などがバックライト側に配置されても裏側偏光板と直接接着されていない場合は、本発明では裏側積層体には含まないものとする。
裏側積層体の光学補償フィルムは、表側積層体の部分で述べたものと同様の偏光板と一体化する型でも良いし、また、複数枚用いて貼りあわせたものでも良い。貼りあわせる光学補償フィルムとしては主にポリマーフィルムが好ましく用いられる。例えば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や、面方向に一軸に延伸され厚み方向にも延伸された厚み方向の屈折率を制御した傾斜配向ポリマーフィルムのような2方向延伸フィルムなどが用いられる。さらには傾斜配向フィルムも用いられる。例えばポリマーフィルムに熱収縮性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および/または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。
(粘着剤)
これら視認側および液晶セル側の各層を構成する各部材同士は粘着剤を含む粘着剤層を用いて接着されるのが一般的である。これらの粘着剤層は、アクリル系等の従来に準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。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などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着剤層であることが好ましい。粘着剤層は必要に応じて設ければよく、本発明では例えば、光学補償フィルムと保護膜との接着や液晶セルと保護膜の接着など基板と表面側積層体との接着等に必要に応じて設けることができる。
(粘着剤)
これら視認側および液晶セル側の各層を構成する各部材同士は粘着剤を含む粘着剤層を用いて接着されるのが一般的である。これらの粘着剤層は、アクリル系等の従来に準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。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などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着剤層であることが好ましい。粘着剤層は必要に応じて設ければよく、本発明では例えば、光学補償フィルムと保護膜との接着や液晶セルと保護膜の接着など基板と表面側積層体との接着等に必要に応じて設けることができる。
本発明の液晶表示装置においては、表側積層体を基板に貼り合わせる際に用いる粘着剤層の厚みは30μm〜100μmが好ましく、33μm〜70μmがより好ましく、34μm〜50μmがさらに好ましい。
前記粘着剤の素材としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤等の感圧系の粘着剤が好ましい。
アクリル系粘着剤の場合には、そのベースポリマーであるアクリル系重合体に使用されるモノマーとしては、各種(メタ)アクリル酸エステル〔(メタ)アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを総称した表現であり、以下(メタ)の付く化合物名は同様の意味である。〕を使用できる。かかる(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、フェニル(メタ)アクリレート等を例示でき、これらを単独もしくは組合せて使用できる。また、得られるアクリル系重合体に極性を付与するために、前記(メタ)アクリル酸エステルの一部に代えて(メタ)アクリル酸を少量使用することもできる。さらに、架橋性単量体として(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等も併用しうる。さらに所望により、(メタ)アクリル酸エステル重合体の粘着特性を損なわない程度において他の共重合可能な単量体、たとえば酢酸ビニル、スチレン等を併用しうる。
ゴム系粘着剤のベースポリマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、再生ゴム、ポリイソブチレン系ゴム、スチレン−イソプレン−スチレン系ゴム、スチレン−ブタジエン−スチレン系ゴム等が挙げられる。
シリコーン系粘着剤のベースポリマーとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン等が挙げられる。
ポリエーテル系粘着剤のベースポリマーとしては、例えば、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルブチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。
本発明で用いる粘着剤は、例えば、前記ベースポリマー(a)に、分子量10万以下の化合物(b)をブレンドすることにより調製することができる。(a):(b)の割合(質量比)は、90:10〜20:80とするのがより好ましい。
前記分子量10万以下の化合物(b)としては、ベースポリマー(a)とブレンドした際に相溶性がよく、光学的に透明であり、ガラス転移点(Tg)が30℃以上のものが好ましい。たとえば、質量平均分子量10万以下の前記ベースポリマーと同様のポリマーであって、モノマー成分として例えば(メタ)アクリル酸メチルのようなTgの高い成分を多く用いたもの等が挙げられる。
また、本発明で用いる粘着剤には、架橋剤を含有させることができる。架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、ポリアミン化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
さらに、本発明で用いる粘着剤には、必要に応じて、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を、本発明の目的を逸脱しない範囲でそれぞれ適宜使用することができる。これらの添加剤としては、従来から公知のものを適宜選択して使用することができる。
粘着剤層の形成方法は、特に制限されない。例えば、粘着剤の溶液を塗布して乾燥する方法、粘着剤層を設けた離型シートを用いて粘着剤層を転写する方法等の従来公知の方法が挙げられる。
ここで説明した粘着剤や粘着剤層の形成方法は、表側積層体を基板に貼り合わせる際だけでなく、その他の貼り合わせに使用することもできる。例えば、裏側積層体を基板に貼り合わせる際や、光学補償フィルムと保護膜を接着する際や、液晶セルと保護膜を接着する際などにも、必要に応じて使用することができる。
(パネル)
本発明ではパネルの反りおよび反りによる液晶表示装置のコーナームラをより効果的に防止するために、表側の偏光板の吸収軸をパネルの短辺方向と平行に張り合わせる方式を採用する。
本発明ではパネルの反りおよび反りによる液晶表示装置のコーナームラをより効果的に防止するために、表側の偏光板の吸収軸をパネルの短辺方向と平行に張り合わせる方式を採用する。
画像表示装置に用いられる各層の大きさは、パネル(画面)の大きさに等しい。画像表示装置のパネルサイズに依存するが、実用的なサイズや製造上の観点から長辺の長さは10cm〜500cmであることが好ましい。より好ましくは20cm〜450cmであり、さらに好ましくは30cm〜400cm、とくに好ましくは40cm〜350cmである。大きさについては特に制限は無いが、面積が広いければ広いほど液晶パネルの反りが大きくなることから、特に大画面の液晶表示装置で本発明を用いれば効果的である。
またパネルの短辺と長辺との比(短辺/長辺)が小さくなるほど、本発明の効果は大きくなり、短辺/長辺の値が0.85以下、特に0.7以下で本発明の効果が著しくなる。
またパネルの短辺と長辺との比(短辺/長辺)が小さくなるほど、本発明の効果は大きくなり、短辺/長辺の値が0.85以下、特に0.7以下で本発明の効果が著しくなる。
(パネルの反り)
本発明におけるパネルの反りは、パネルを温度50℃、相対湿度95%にて50時間静置した後、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分経過した時点で測定する。「反り」の測定は、パネルを水平な台の上に置いて行う。反りによって水平な台から浮き上がっているパネル外縁のうち、もっとも反りが大きい部分の浮き上がりの高さを反り量(mm)として測定する。その反り量w(mm)を、パネルの長辺方向の長さL(mm)で割ることによって、反り率(w/L)を求める。本発明における反り率は、パネルのサイズが横40cm、縦32cmでは、w/L≦0.003を満たすことが望ましく、w/L≦0.0025を満たすことがさらに望ましい。
本発明におけるパネルの反りは、パネルを温度50℃、相対湿度95%にて50時間静置した後、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分経過した時点で測定する。「反り」の測定は、パネルを水平な台の上に置いて行う。反りによって水平な台から浮き上がっているパネル外縁のうち、もっとも反りが大きい部分の浮き上がりの高さを反り量(mm)として測定する。その反り量w(mm)を、パネルの長辺方向の長さL(mm)で割ることによって、反り率(w/L)を求める。本発明における反り率は、パネルのサイズが横40cm、縦32cmでは、w/L≦0.003を満たすことが望ましく、w/L≦0.0025を満たすことがさらに望ましい。
(画像表示装置)
本発明の画像表示装置は、上述したように、液晶表示装置、有機EL表示装置、PDP等の多くの種類の画像表示装置を含む。
本発明の画像表示装置は、上述したように、液晶表示装置、有機EL表示装置、PDP等の多くの種類の画像表示装置を含む。
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、様々な表示モードの液晶セルを用いて達成することができる。表示モードとして、IPS(In-Plane Switching)、VA(Vertical Aligned)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensated Bend)、STN(Super Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、AFLC(Anti-ferroelectric Liquid Crystal)、およびHAN(Hybrid Aligned Nematic)のような様々な表示モードが提案されている。また、前記表示モードを配向分割した表示モードも提案されている。
本発明の画像表示装置は、VA方式またはIPS方式の液晶表示モード、或いは、TN方式またはOCB方式の液晶表示モードを用いることが好ましい。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1]
(1)保護膜の作製
アセチル置換度2.86のセルロースアセテート100質量部、トリフェニルフォスフェート(TPP)10質量部、メチレンクロライド(第1溶媒)400質量部、メタノール(第2溶媒)60質量部を、それぞれミキシングタンク内に投入して攪拌することにより溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。このセルロースアセテート溶液を濾過後、金属支持体上に流延し、100℃のテンターゾーンで保持して搬送後、130℃の乾燥ゾーンを30分間通して乾燥させ、透明フィルム試料101を作製した。できあがった透明フィルム101の残留溶剤量は0.2%以下であり、膜厚は80μmであった。なお、上述のアセチル置換度とは、セルロースの2位、3位および5位の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されている割合を示すものであり、2位、3位および5位のすべての水酸基の水素原子がアセチル基で置換されているときのアセチル置換度は3である。
前記透明フィルム試料101を、1.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で2分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、各透明フィルム試料の表面を表面処理した。
(1)保護膜の作製
アセチル置換度2.86のセルロースアセテート100質量部、トリフェニルフォスフェート(TPP)10質量部、メチレンクロライド(第1溶媒)400質量部、メタノール(第2溶媒)60質量部を、それぞれミキシングタンク内に投入して攪拌することにより溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。このセルロースアセテート溶液を濾過後、金属支持体上に流延し、100℃のテンターゾーンで保持して搬送後、130℃の乾燥ゾーンを30分間通して乾燥させ、透明フィルム試料101を作製した。できあがった透明フィルム101の残留溶剤量は0.2%以下であり、膜厚は80μmであった。なお、上述のアセチル置換度とは、セルロースの2位、3位および5位の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されている割合を示すものであり、2位、3位および5位のすべての水酸基の水素原子がアセチル基で置換されているときのアセチル置換度は3である。
前記透明フィルム試料101を、1.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で2分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、各透明フィルム試料の表面を表面処理した。
(2)ヨウ素系偏光板の作製
厚み80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥することにより、厚み25μmの偏光子を得た。
厚み25μmの偏光子の両面に、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前記表面処理した透明フィルム試料101を保護膜として貼り合せて、表側(視認側)および裏側(バックライト側)のヨウ素系偏光板を作製した。
厚み80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥することにより、厚み25μmの偏光子を得た。
厚み25μmの偏光子の両面に、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前記表面処理した透明フィルム試料101を保護膜として貼り合せて、表側(視認側)および裏側(バックライト側)のヨウ素系偏光板を作製した。
(3)液晶表示装置の作製
次いで、厚み0.5mmのガラス基板を用いた横長辺40cm、縦短辺32cmのサイズのIPS型液晶セルに、表側は偏光板の偏光子の吸収軸の向きがパネルの短辺方向と平行となるように、IPS型液晶セルの裏側には偏光板の偏光子吸収軸が表側の偏光板の吸収軸と直交するように、偏光板を厚さ27μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
次いで、厚み0.5mmのガラス基板を用いた横長辺40cm、縦短辺32cmのサイズのIPS型液晶セルに、表側は偏光板の偏光子の吸収軸の向きがパネルの短辺方向と平行となるように、IPS型液晶セルの裏側には偏光板の偏光子吸収軸が表側の偏光板の吸収軸と直交するように、偏光板を厚さ27μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
(4)液晶表示装置の湿熱処理による評価
作製した液晶表示装置を温度50℃、相対湿度95%の環境下で50時間放置した。処理後、そのまま温度25℃、相対湿度60%の環境に移した。電源を投入し、黒表示状態を目視で観察した。次に、液晶表示装置からパネルのみを取り出して、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分が経過した時点での反り量wを測定した。反り量wを長辺方向の長さLで割ることにより反り率w/L(mm/mm)を求めた。その結果反り率は0.0026であった。
作製した液晶表示装置を温度50℃、相対湿度95%の環境下で50時間放置した。処理後、そのまま温度25℃、相対湿度60%の環境に移した。電源を投入し、黒表示状態を目視で観察した。次に、液晶表示装置からパネルのみを取り出して、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分が経過した時点での反り量wを測定した。反り量wを長辺方向の長さLで割ることにより反り率w/L(mm/mm)を求めた。その結果反り率は0.0026であった。
[実施例2]
実施例1と同様のIPS型液晶セルに、実施例1と同様に作製した偏光板を偏光子の吸収軸の向きが実施例1と同様の方向になるように、厚さが30μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
実施例1と同様のIPS型液晶セルに、実施例1と同様に作製した偏光板を偏光子の吸収軸の向きが実施例1と同様の方向になるように、厚さが30μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
実施例1と同様に、作製した液晶表示装置を温度50℃、相対湿度95%の環境下で50時間放置した。処理後、そのまま温度25℃、相対湿度60%の環境に移した。電源を投入し、黒表示状態を目視で観察した。次に、液晶表示装置からパネルのみを取り出して、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分が経過した時点での反り量wを測定した。反り量wを長辺方向の長さLで割ることにより反り率w/L(mm/mm)を求めた。その結果反り率は0.0021であった。また、反りによる表示の悪化は見られず、実用上問題ないレベルであることが確認された。
[実施例3]
表側偏光板の視認側保護膜を下記の通りの方法で作成したものに変更した以外は実施例1と同様にしてIPS型液晶表示装置を作成した。
表側偏光板の視認側保護膜を下記の通りの方法で作成したものに変更した以外は実施例1と同様にしてIPS型液晶表示装置を作成した。
(1)表側偏光板の視認側保護膜の作製
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
<セルロースアセテート溶液の組成>
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
別のミキシングタンクに、下記レターデーション上昇剤30質量部、メチレンクロライド80質量部およびメタノール20質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。セルロースアセテート溶液474質量部にレターデーション上昇剤溶液30質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調製した。レターデーション上昇剤の添加量は、セルロースアセテート100質量部に対して、6.9質量部であった。
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延した。残留溶剤量が15質量%のフイルムを、130℃の条件で、テンターを用いて40%の延伸倍率で横延伸して、セルロースアセテートフイルム試料102(厚さ:130μm)を製造した。
このフイルムの位相差を日本分光社製、エリプソメーターM−150で測定したところ、105nmであった。
このフイルムの位相差を日本分光社製、エリプソメーターM−150で測定したところ、105nmであった。
(2)反射防止層を有する保護膜の作製
(2−1)光散乱層用塗布液の調製
ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物(PETA、日本化薬(株)製)50gをトルエン38.5gで希釈した。さらに、重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)を2g添加し、混合攪拌した。この溶液を塗布、紫外線硬化して得られた塗膜の屈折率は1.51であった。
(2−1)光散乱層用塗布液の調製
ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物(PETA、日本化薬(株)製)50gをトルエン38.5gで希釈した。さらに、重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)を2g添加し、混合攪拌した。この溶液を塗布、紫外線硬化して得られた塗膜の屈折率は1.51であった。
さらにこの溶液にポリトロン分散機にて10000rpmで20分分散した平均粒子サイズ3.5μmの架橋ポリスチレン粒子(SX−350、屈折率1.60、綜研化学(株)製)の30質量%トルエン分散液を1.7gおよび平均粒子サイズ3.5μmの架橋アクリル−スチレン粒子(屈折率1.55、綜研化学(株)製)の30質量%トルエン分散液を13.3g加え、最後に、フッ素系表面改質剤(下記のFP−1)0.75g、シランカップリング剤(KBM−5103、信越化学工業(株)製)を10g加えて、得られた混合液を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して光散乱層の塗布液を調製した。
(2−2)低屈折率層用塗布液の調製
攪拌機と還流冷却器を備えた反応器に、メチルエチルケトン120質量部、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM5103、信越化学工業(株)製)100質量部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート3質量部を加えて混合したのち、イオン交換水30質量部を加え、60℃で4時間反応させた後、室温まで冷却し、ゾル液aを得た。質量平均分子量は1600であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は100質量%であった。また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。
攪拌機と還流冷却器を備えた反応器に、メチルエチルケトン120質量部、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM5103、信越化学工業(株)製)100質量部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート3質量部を加えて混合したのち、イオン交換水30質量部を加え、60℃で4時間反応させた後、室温まで冷却し、ゾル液aを得た。質量平均分子量は1600であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は100質量%であった。また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。
屈折率1.42の熱架橋性含フッ素ポリマー(JN−7228、固形分濃度6質量%、JSR(株)製)13g、シリカゾル(シリカ、MEK−STの粒子サイズ違い、平均粒子サイズ45nm、固形分濃度30質量%、日産化学(株)製)1.3g、上で調製したゾル液a0.6g、メチルエチルケトン5g、およびシクロヘキサノン0.6gを添加し攪拌した後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して、低屈折率層用塗布液を調製した。
(2−3)保護膜への塗布
作製したフィルム試料102をロール形態で巻き出して、上記の機能層(光散乱層)用塗布液を、線数180本/インチ、深度40μmのグラビアパターンを有する、直径50mmのマイクログラビアロールとドクターブレードを用いて、グラビアロール回転数30rpm、搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で150秒乾燥の後、さらに窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量250mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚さ6μmの機能層を形成し、巻き取った。
作製したフィルム試料102をロール形態で巻き出して、上記の機能層(光散乱層)用塗布液を、線数180本/インチ、深度40μmのグラビアパターンを有する、直径50mmのマイクログラビアロールとドクターブレードを用いて、グラビアロール回転数30rpm、搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で150秒乾燥の後、さらに窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量250mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚さ6μmの機能層を形成し、巻き取った。
上記の機能層(光散乱層)を塗設したトリアセチルセルロースフィルムを再び巻き出して、その光散乱層側に、上で調製した低屈折率層用塗布液を、線数180本/インチ、深度40μmのグラビアパターンを有する、直径50mmのマイクログラビアロールとドクターブレードを用いて、グラビアロール回転数30rpm、搬送速度15m/分の条件で塗布し、120℃で150秒乾燥の後、さらに140℃で8分乾燥させてから窒素パージ下で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量900mJ/cm2の紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、反射防止層を有する保護膜(フィルム試料103)を作製した。
(3)表側偏光板の作製
実施例1において透明フィルム試料101に対して行ったのと同じ表面処理を、上で作製したフィルム試料103に対しても行った。
実施例1と同様にして偏光子を作製し、その表面に視認側保護膜として前記表面処理したフィルム試料103を、セル側保護膜として実施例1で作製した表面処理したフィルム試料101を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせて、表側偏光板を作成した。
この場合、視認側保護膜の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は45度となるようにした。
実施例1において透明フィルム試料101に対して行ったのと同じ表面処理を、上で作製したフィルム試料103に対しても行った。
実施例1と同様にして偏光子を作製し、その表面に視認側保護膜として前記表面処理したフィルム試料103を、セル側保護膜として実施例1で作製した表面処理したフィルム試料101を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせて、表側偏光板を作成した。
この場合、視認側保護膜の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は45度となるようにした。
(4)液晶表示装置の作製
上で作製した表側偏光板と実施例1で作製した裏側偏光板を用いて、以下の手順で液晶表示装置を作製した。
次いで、厚み0.5mmのガラス基板を用いた横長辺40cm、縦短辺32cmのサイズのIPS型液晶セルに、表側は偏光板の偏光子の吸収軸の向きがパネルの短辺方向と平行となるように、IPS型液晶セルの裏側には偏光板の偏光子吸収軸が表側の偏光板の吸収軸と直交するように、偏光板を厚さ30μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
上で作製した表側偏光板と実施例1で作製した裏側偏光板を用いて、以下の手順で液晶表示装置を作製した。
次いで、厚み0.5mmのガラス基板を用いた横長辺40cm、縦短辺32cmのサイズのIPS型液晶セルに、表側は偏光板の偏光子の吸収軸の向きがパネルの短辺方向と平行となるように、IPS型液晶セルの裏側には偏光板の偏光子吸収軸が表側の偏光板の吸収軸と直交するように、偏光板を厚さ30μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
(5)液晶表示装置の湿熱処理による評価
作製した液晶表示装置を温度50℃、相対湿度95%の環境下で50時間放置した。処理後、そのまま温度25℃、相対湿度60%の環境に移した。電源を投入し、黒表示状態を目視で観察した。次に、液晶表示装置からパネルのみを取り出して、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分が経過した時点での反り量wを測定した。反り量wを長辺方向の長さLで割ることにより反り率w/L(mm/mm)を求めた。その結果反り率は0.0021であった。
また上記構成の画像表示装置の表示画面を詳細に観察したが、画像表示特性に特に問題はなかった。また、市販の偏光めがねをかけて表示画面を観察しても、画面に濃淡や干渉色が見えたり、全体が暗く見えたりすることはなかった。
作製した液晶表示装置を温度50℃、相対湿度95%の環境下で50時間放置した。処理後、そのまま温度25℃、相対湿度60%の環境に移した。電源を投入し、黒表示状態を目視で観察した。次に、液晶表示装置からパネルのみを取り出して、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分が経過した時点での反り量wを測定した。反り量wを長辺方向の長さLで割ることにより反り率w/L(mm/mm)を求めた。その結果反り率は0.0021であった。
また上記構成の画像表示装置の表示画面を詳細に観察したが、画像表示特性に特に問題はなかった。また、市販の偏光めがねをかけて表示画面を観察しても、画面に濃淡や干渉色が見えたり、全体が暗く見えたりすることはなかった。
[比較例1]
実施例と同様のIPS型液晶セルに、その表側は偏光板の偏光子の吸収軸の向きがパネルの長辺方向と平行となるように、IPS型液晶セルの裏側には偏光板の偏光子吸収軸が表側の偏光板の吸収軸と直交するように、実施例と同様に作製した偏光板を厚さ30μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
実施例と同様のIPS型液晶セルに、その表側は偏光板の偏光子の吸収軸の向きがパネルの長辺方向と平行となるように、IPS型液晶セルの裏側には偏光板の偏光子吸収軸が表側の偏光板の吸収軸と直交するように、実施例と同様に作製した偏光板を厚さ30μmのアクリル系粘着剤を介して貼り合せて液晶パネルを作製し、この液晶パネルを筐体に組み込んで液晶表示装置を作製した。
実施例と同様に、作製した液晶表示装置を温度50℃、相対湿度95%の環境下で50時間放置した。処理後、そのまま温度25℃、相対湿度60%の環境に移した。電源を投入し、黒表示状態を目視で観察した。次に、液晶表示装置からパネルのみを取り出して、温度25℃、相対湿度60%の環境下に移してから20分が経過した時点での反り量wを測定した。反り量wを長辺方向の長さLで割ることにより反り率w/L(mm/mm)を求めた。その結果、反り率は0.0032で、0.003より大きく、反りによるコーナームラや四隅の光もれが生じ、実質的に使用には問題があるレベルであることが確認された。
以上のように、本発明の画像表示装置は、パネルの反りが抑制されているため、表示性能の低下を効果的に抑えることができる。このため、環境変化が著しい条件下においても、優れた表示性能を維持することが可能である。したがって、本発明は産業上の利用可能性が高い。
1 パネル
2 表側積層体
3 視認側保護膜
4 偏光子
5 基板側保護膜
6 基板
7 裏側積層体
8 筐体
9 吸収軸
2 表側積層体
3 視認側保護膜
4 偏光子
5 基板側保護膜
6 基板
7 裏側積層体
8 筐体
9 吸収軸
Claims (12)
- ガラスまたは樹脂からなる基板と、前記基板の視認側に設けられた表側積層体と、前記基板の裏側に設けられた裏側積層体と、を有する長方形のパネルを備えた画像表示装置であって、前記表側積層体が偏光子を有し、前記偏光子の吸収軸が前記パネルの短辺方向と平行であることを特徴とする画像表示装置。
- 前記表側積層体の視認側に位相差膜を有することを特徴とする請求項1に画像表示装置。
- 前記表側積層体の視認側に設けられた保護膜を位相差膜とすることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記表側積層体の視認側に、防眩層、光散乱層、光散乱性の反射防止層、および光散乱性のハードコート層からなる群より選択される少なくとも一層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記パネルの短辺と長辺との比(短辺/長辺)が0.85以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記パネルの長辺が40cm〜350cmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記表側積層体と前記基板とが粘着剤層を介して積層されており、前記粘着剤層の厚みが30μm〜100μmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記パネルの視認側の表面が開放されており、前記パネルの裏側が筐体で閉じられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記基板が液晶セルであり、前記裏側積層体が光学補償フィルムを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記偏光子は、視認側に設けられた視認側保護膜と、基板側に設けられた基板側保護膜とを有し、前記視認側保護膜および前記基板側保護膜の少なくとも一方がセルロースアシレートからなることを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
- VA方式またはIPS方式の液晶表示モードを用いた請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- TN方式またはOCB方式の液晶表示モードを用いた請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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2006
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