JP2009080359A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 白黒表示のパッシブマトリクス型液晶表示装置１０の、高温環境下でのコントラスト低下や周辺むら発生を抑える。
【解決手段】 偏光子保護フィルム１２として従来広く使われているトリアセチルセルロース系樹脂フィルムに代えて、より光弾性係数の小さいフィルム、例えばアクリル系樹脂フィルムないしはノルボルネン系樹脂フィルムを用いる。光弾性係数の小さいポリメタクリル酸メチル樹脂製偏光子保護フィルム１２を用いると、高温環境下で偏光子１１が収縮し偏光子保護フィルム１２が歪んでも、偏光子保護フィルム１２の位相差の変化が少ないため、液晶表示装置１０のコントラスト低下や周辺むら発生を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置に関し、詳しくは白黒表示のパッシブマトリクス型液晶セルを用いた液晶表示装置、特に車載用の液晶表示装置に関する。

白黒表示のパッシブマトリクス型液晶セルを用いた液晶表示装置（パッシブマトリクス液晶表示装置）が車載用液晶表示装置としてよく用いられている。パッシブマトリクス液晶表示装置では画像を表示する液晶パネルに、トランジスターやダイオードのようなアクティブ素子を用いず、パッシブ素子のみを用いて構成する（特許文献１参照）。

車載用の液晶表示装置は温度に関する環境条件が厳しいので、耐久性に優れた染料系偏光子を用いた偏光板（染料系偏光板）が多く使用されてきた。しかしコントラスト等の表示特性においてはヨウ素系偏光子を用いた偏光板（ヨウ素系偏光板）の方がはるかに優れているため、ヨウ素系偏光板を車載用液晶表示装置にも用いる要求が強い。しかしヨウ素系偏光板は温度変化に対する耐久性が弱いのでそのままでは使用できない。そのためヨウ素系偏光板の温度変化に対する耐久性を向上させる要求が強い。

この要求に対し、高温環境においても色相変化の少ないヨウ素系偏光子として、例えば亜鉛などの金属を含有させたヨウ素系偏光子が開発されている（特許文献２参照）。しかしこの種の亜鉛などの金属を含有させたヨウ素系偏光子は高温環境において収縮が発生するという問題がある。偏光子が収縮すると偏光子の両主面に接着された偏光子保護フィルムが追随して歪み、偏光子保護フィルムの位相差が変化することがある。そしてこれが原因となって液晶表示装置のコントラスト低下や周辺むら（白ヌケとも言う）が発生することがある。なお従来は偏光子保護フィルムとしてトリアセチルセルロース系樹脂フィルムが広く使われている。

カラー表示をおこなうアクティブマトリクス型液晶セルにおいては、カラーフィルターなどの種々の膜が積層されているため光の透過率が低く、そのためコントラストも低くなっている。さらに液晶の各要素セルを囲むブラックマトリクスがあるため、コントラスト低下や周辺むらが発生してもあまり目立たない。しかし白黒表示のパッシブマトリクス型液晶セルはカラーフィルター、ブラックマトリクス、金属パターンなどがないため、光の透過率が高く、コントラストも高い。そのためコントラスト低下や周辺むらが発生すると目立ちやすい。特に車載用の白黒表示のパッシブマトリクス型液晶表示装置は夜間使用も多いため、コントラスト低下や周辺むら発生が非常に目立ちやすく、大きな問題となっている。

本明細書では１０の累乗の指数を見易くするため、１０^ｎを１０［ｎ］と表記する。
特開２００１−７５０７２号公報 特開２００６−３１７７４７号公報

本発明は従来の白黒表示のパッシブマトリクス型液晶表示装置の、高温環境でのコントラスト低下や周辺むら発生を抑えることを目的とし、歪みにより発生する偏光子保護フィルムの位相差の変化を従来より少なくすることにより、コントラスト低下や周辺むら発生を抑えるものである。

本発明においては偏光子保護フィルムとして、従来広く使われてきたトリアセチルセルロース系樹脂フィルムに代えて、より光弾性係数（絶対値）の小さいフィルム、例えばアクリル系樹脂フィルムないしはノルボルネン系樹脂フィルムなどを用いる（本明細書では光弾性係数を絶対値で表わすことにする）。このような光弾性係数の小さいフィルムを用いると、高温環境で偏光子が収縮し、それに追随して偏光子保護フィルムが歪んでも偏光子保護フィルムの位相差の変化が少ない。そのため液晶表示装置のコントラスト低下や周辺むら発生を抑えることができる。

本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）本発明の液晶表示装置は、パッシブマトリクス型の液晶セルと、上記液晶セルの両側に配置される偏光板とを備え、上記偏光板は偏光子と、当該偏光子の両主面に接着剤層を介して積層配置される偏光子保護フィルムとを有し、上記偏光子保護フィルムの光弾性係数（絶対値）が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ以下であることを特徴とする。
（２）本発明の液晶表示装置においては、上記偏光子保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルムまたはノルボルネン系樹脂フィルムからなることを特徴とする。
（３）本発明の液晶表示装置においては、上記偏光板の上記液晶セル側の上記偏光子保護フィルムは、ポジティブＡプレートまたはネガティブ二軸の位相差フィルムからなることを特徴とする。ここで、フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎ_ｘ、進相軸方向の屈折率をｎ_ｙ、厚み方向の位相差をｎ_ｚとするとき、ポジティブＡプレートはｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＝ｎ_ｚであるもの、ネガティブ二軸はｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＞ｎ_ｚであるものをいう。
（４）本発明の液晶表示装置においては、上記偏光板の上記液晶セル側の上記偏光子保護フィルムは、正面位相差が５０ｎｍ以上、かつ、厚み方向の位相差が１００ｎｍ以上の位相差フィルムからなることを特徴とする。正面位相差、厚み方向位相差は次のように定義される。フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎ_ｘ、進相軸方向の屈折率をｎ_ｙ、厚み方向の位相差をｎ_ｚ、フィルムの厚みをｄとしたとき、正面位相差ＲｅはＲｅ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）ｄ、厚み方向位相差ＲｔｈはＲｔｈ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｚ）ｄである。またＮｚ係数は、Ｎｚ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｚ）／（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）である。
（５）本発明の液晶表示装置においては、上記偏光板の上記液晶セル側の上記偏光子保護フィルムは、正面位相差が５０ｎｍ以上、または、厚み方向の位相差が１００ｎｍ以上の位相差フィルムからなることを特徴とする。
（６）本発明の液晶表示装置においては、上記接着剤層はポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤および平均粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍの金属化合物コロイドを含む接着剤より形成されていることを特徴とする。
（７）本発明の液晶表示装置においては、上記金属化合物コロイドはアルミナコロイドであることを特徴とする。
（８）本発明の液晶表示装置においては、上記パッシブマトリクス型の液晶セルはＶＡ液晶セルであることを特徴とする。ここでＶＡ液晶セルとは垂直配向モード液晶セルをいう。
（９）本発明の液晶表示装置においては、上記偏光子の吸収軸は上記液晶セルの電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５±１０°に配置され、上記液晶セルの両側に配置された偏光子の吸収軸は誤差２０°以内で互いに直交することを特徴とする。
（１０）本発明の液晶表示装置はパッシブマトリクス型の白黒表示の液晶表示装置であることを特徴とする。
（１１）本発明の液晶表示装置は車載用の液晶表示装置であることを特徴とする。

本発明においては偏光子保護フィルムとして、従来広く使われているトリアセチルセルロース系樹脂フィルムに代えて、より光弾性係数の小さいフィルム、例えばアクリル系樹脂フィルムないしはノルボルネン系樹脂フィルムなどを用いる。偏光子保護フィルムとして光弾性係数の小さいフィルムを用いると、高温環境で偏光子が収縮し、それに追随して偏光子保護フィルムが歪んでも、偏光子保護フィルムの位相差の変化が少ない。そのため液晶表示装置のコントラストの低下や周辺むら（白ヌケ）の発生を抑えることができる。

本発明は、カラーフィルターやブラックマトリクスを備えていないため、コントラストの低下や周辺むらの発生が目立ちやすい白黒表示のパッシブマトリクス液晶表示装置、特にその中でも車載用の液晶表示装置に用いると効果的である。

本発明の液晶表示装置は偏光板／粘着剤層／液晶セル／粘着剤層／偏光板からなる積層構造をなしている（バックライト関係は省略する）。さらに偏光板は、偏光子保護フィルム／接着剤層／偏光子／接着剤層／偏光子保護フィルムからなる積層構造をなしている。まず偏光板の構成要素である偏光子、偏光子保護フィルム、接着剤層について説明する。

＜偏光子＞
偏光子としては、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などの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料など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などを用いることができる。中でもポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸させたものからなる偏光子が好適である。偏光子の厚さは５μｍ〜８０μｍ程度が好適である。

偏光子はポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し、元長の３倍〜７倍に一軸延伸して作製する。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。また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洗してもよい。延伸はヨウ素染色の前後、途中のいずれでおこなうこともできる。

＜偏光子保護フィルム＞
偏光子保護フィルムとして位相差のない透明樹脂フィルムを用いる。ここで「位相差のない」とは正面位相差が１０ｎｍ未満、かつ厚み方向位相差が１０ｎｍ未満という意味である。光弾性係数（絶対値）が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ以下の偏光子保護フィルム材料としてはポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂などが挙げられる。アクリル系樹脂のガラス転移温度は、耐久性から考えて、好ましくは１１５℃以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１２５℃以上、特に好ましくは１３０℃以上である。ガラス転移温度の上限は成形性から考えて１７０℃である。偏光子保護フィルムの適切な厚さは１μｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜３００μｍ、より好ましくは５μｍ〜２００μｍである。

＜位相差を有する偏光子保護フィルム＞
偏光子保護フィルムとして偏光子の片面の液晶セル側には、正面位相差が５０ｎｍ以上（望ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍ）、厚み方向位相差が１００ｎｍ以上（望ましくは１００ｎｍ〜３００ｎｍ）の位相差フィルムを用いることがある。このような位相差を有する偏光子保護フィルムとして、アクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂などの樹脂フィルムを一軸または二軸延伸してなる複屈折性フィルムを用いることができる。

位相差フィルムの光弾性係数とは、位相差フィルムに外力を加えて内部に応力を発生させたときの複屈折の生じやすさの係数をいう（光弾性係数は正の場合と負の場合があるが、本明細書では絶対値で表現する）。一般に位相差フィルムの光弾性係数は、その絶対値が小さいほど耐熱性が高くなる（温度変化による歪みが抑えられるため位相差が変化しにくい）。具体的には，例えば偏光子保護フィルムの光弾性係数（絶対値）が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ以下であると、高温高湿環境下において、偏光子が伸縮しても偏光子保護フィルムが歪みにくいので、偏光子保護フィルムの位相差変化が抑えられる。その結果、高温高湿下において、偏光子保護フィルムの位相差ムラを生じにくくできる。逆に光弾性係数が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎより大きいと、例えば高温高湿環境下、具体的には車載時に炎天下にさらされたときなど、偏光子からの応力等により偏光子保護フィルムが歪むとともに位相差が変化し、位相差の変化した部分で黒表示の際に光が偏光板を透過して白っぽくなり不具合となる（白ヌケという）。本発明の液晶表示装置に備えられた偏光子保護フィルムは光弾性係数（絶対値）が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ以下であることを特徴とする。

光弾性係数は、例えば、日本分光株式会社製分光エリプソメーター、製品名「Ｍ−２２０」を用いて、２ｃｍ×１０ｃｍの試験片に２３℃で応力をかけながら、波長５９０ｎｍの光でフィルム面内の位相差値を測定し、位相差値と応力の関数の傾きから算出することができる。

＜接着剤層＞
接着剤層を形成する接着剤としては金属化合物コロイドを分散させたポリビニルアルコール系接着剤が好ましい。金属化合物コロイドを分散させたポリビニルアルコール系接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤および金属化合物コロイドを含む。以下ポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤、金属化合物コロイドについて説明する。

接着剤に用いるポリビニルアルコール系樹脂としてはポリビニルアルコール樹脂、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。後者には偏光板の耐久性向上の効果がある。ポリビニルアルコール系樹脂は、接着性の点から、平均重合度が１００〜５，０００程度、好ましくは１，０００〜４，０００、平均ケン化度が８５モル％〜１００モル％程度、好ましくは９０モル％〜１００モル％である。

アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂のアセトアセチル基変性度は０．１モル％以上であればよい。０．１モル％未満では接着剤層の耐水性が不足する。アセトアセチル基変性度は好ましくは０．１モル％〜４０モル％、更に好ましくは１モル％〜２０モル％、特に好ましくは２モル％〜７モル％である。アセトアセチル基変性度はＮＭＲ（核磁気共鳴）装置で測定する。

架橋剤としてはアミノ−ホルムアルデヒド樹脂やジアルデヒド類が好ましい。アミノ−ホルムアルデヒド樹脂としてはメチロール基を有する化合物が好ましく、ジアルデヒド類としてはグリオキザールが好適である。中でもメチロールメラミンが特に好適である。架橋剤の適切な配合量はポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して、１０重量部〜６０重量部、好ましくは２０重量部〜５０重量部である。この範囲で良好な接着性が得られる。

分散させる金属化合物コロイドとしては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムなどの金属酸化物のコロイド、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、燐酸カルシウムなどの金属塩のコロイド、タルク、クレイ、カオリンなどの鉱物のコロイドが挙げられる。中でもアルミナコロイドが好適である。金属化合物コロイドの平均粒径は１ｎｍ〜１００ｎｍ、その中でも特に１ｎｍ〜５０ｎｍが好適である。なお平均粒径は日機装社製、粒度分布計：ナノトラックＵＰＡ１５０により動的光散乱法で測定したものである。

金属化合物コロイドの分散媒は主として水であるが、アルコール類などの他の分散媒を用いることもできる。分散媒には安定剤として硝酸、塩酸、酢酸などの酸を添加することもできる。

金属化合物コロイドには表面に正電荷を有するものと負電荷を有するものがあるが、正電荷を有する金属化合物コロイドの方がクニックの発生を抑える効果が大きい。クニックとは、偏光子と偏光子保護フィルムの界面に発生する局所的な凹凸欠陥であり、折り目のように見える不具合を生じる。液晶セルを全面黒色としたときにも、クニックの部分はバックライトの光を通し、黒色とならないので欠陥となる。正電荷を有する金属化合物コロイドとしてはアルミナコロイド、チタニアコロイドがある。金属化合物コロイドの表面電荷は調整後の接着剤のｐＨにより変化する。接着剤の適切なｐＨは通常２〜６、好ましくは２．５〜５、さらに好ましくは３〜５、特に好ましくは３．５〜４．５である。

また接着剤中の金属化合物コロイドの適切な重量比は、ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して金属化合物コロイド１０重量部〜２００重量部、好ましくは２０重量部〜１７５重量部、更に好ましくは３０重量部〜１５０重量部である。

接着剤の粘度は１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓの範囲が好適である。接着剤には更にシランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐加水分解安定剤などを配合することができる。

以下実施例を具体的に説明する。
＜実施例１＞
図１を参照して実施例１の液晶表示装置１０を説明する。
（偏光子）
平均重合度２，７００、厚さ７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを速比の異なるロール間で染色しながら延伸搬送した。まず３０℃の水浴中に１分間浸漬させて、ポリビニルアルコールフィルムを膨潤させつつ搬送方向に１．２倍に延伸した後、３０℃のヨウ化カリウム濃度０．０３％、ヨウ素濃度０．３％の水溶液（浴液）中に１分間浸漬することで、染色しながら搬送方向に、全く延伸していないフィルムを基準として３倍に延伸した。次に６０℃のホウ酸濃度４％、ヨウ化カリウム濃度５％の水溶液（浴液）中に３０秒間浸漬しながら搬送方向に、全く延伸していないフィルムを基準として６倍に延伸した。次に得られた延伸フィルムを７０℃で２分間乾燥することで偏光子１１を得た。偏光子１１の厚さは３０μｍ、水分率１４．３％であった。

（偏光子保護フィルム）
ポリメタクリル酸メチル樹脂を用いて偏光子保護フィルムを作製した。ポリメタクリル酸メチル樹脂（三菱レーヨン社製、アクリペットＶＨ、光弾性係数５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ）９０重量部と、位相差を消失させる作用を有するアクリロニトリル−スチレン共重合体（旭化成社製、スタイラックＡＳ）１０重量部とを溶解してＴダイより押し出し、キャストロール上でフィルム状に形成した後、ゾーン延伸法により、縦方向の延伸倍率を１．８倍として縦延伸された分子が一軸配向されたポリメタクリル酸メチルフィルムを得た。光弾性係数は前述の方法により測定した。そしてテンター延伸法により横方向の延伸倍率を２．２倍として逐次二軸延伸にて、分子が二軸配向された厚さ４０μｍのポリメタクリル酸メチルフィルムを得て、偏光子保護フィルム１２とした。このフィルムの正面位相差、厚み方向位相差は実質上無かった（１０ｎｍ未満であった）。またこのフィルムの透湿度は９０ｇ／ｍ^２・２４ｈであった。フィルムの透湿度はＪＩＳ Ｚ ０２０８に規定された透湿度試験法（カップ法）により測定した。

（接着剤層）
アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂（平均重合度１，２００、ケン化度９８．５モル％、アセトアセチル化度５モル％）１００部に対し、メチロールメラミン５０部を３０℃の温度条件下で純水に溶解し、固形分濃度３．７％に調整した水溶液を調製した。この水溶液１００部に対してアルミナコロイド水溶液（平均粒径１５ｎｍ、固形分濃度１０％、正電荷）１８部を加えて接着剤を調製した。接着剤のｐＨは４〜４．５の範囲、アルミナコロイドの配合量はポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して７４重量部であった。なおアルミナコロイド水溶液におけるコロイドの平均粒径は日機装社製、粒度分布計：ナノトラックＵＡＰ１５０を用いて動的光散乱法（光相関法）で測定した。

（偏光板）
上記の偏光子保護フィルム１２の一主面に、上記の接着剤を乾燥後の接着剤層１３の厚さが８０ｎｍとなるように塗布した。アルミナコロイドを含む接着剤により形成された接着剤層１３が塗布された偏光子保護フィルム１２を上記の偏光子１１の両主面にロール機を用いて貼り合わせ、５５℃で６分間乾燥させて偏光板１４を作製した。

（液晶表示装置）
オプトレックス社の車載用オーディオデッキから白黒表示の液晶部分に用いられているパッシブ型のＶＡ液晶セル１５を取り外し、この液晶セル１５の視認側とバックライト側に上記の偏光板１４を、アクリル系粘着剤層１６（厚さ２０μｍ）で貼り付けた。このとき偏光子１１の吸収軸１１ａが液晶セル１５の電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５°±１０°に、上下の偏光子１１の吸収軸１１ａ、１１ｂが誤差２０°以内で互いに直交するようにした。このようにして図１に示す実施例１の液晶表示装置１０を作製した。

車載用液晶表示装置は通常運転席と助手席の中間部に設置されるため、通常の液晶表示装置のように正面から見ることは困難で、斜めから見ることになる。通常の液晶表示装置は偏光子の吸収軸が液晶セルの電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して平行または垂直であるので、斜めから見たときコントラストが低下しやすい。そのため車載用液晶表示装置には適していない。偏光子の吸収軸が液晶セルの位相差軸（遅相軸）に対して４５°になるようにすると、斜めから見たときのコントラスト低下を防ぐことができる。そのため車載用液晶表示装置では偏光子の吸収軸を液晶セルの位相差軸（遅相軸）に対して４５°にすることがある。

通常の液晶表示装置のように、偏光子の吸収軸が液晶セルの電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して平行または垂直であれば周辺むらは偏光板のかどに発生するためあまり目立たない。しかし車載用液晶表示装置のように、偏光子の吸収軸が液晶セルの電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５°をなしていると、周辺むらは偏光板の長辺・短辺の中央付近に発生するので目立ちやすい。このため周辺むらは車載用液晶表示装置において特に問題となる。

さらに白黒表示のパッシブマトリクス型液晶セルはカラー液晶セルと異なりカラーフィルター、ブラックマトリクス、金属パターンなどがないため、光の透過率が高く、コントラストも高い。そのためコントラスト低下や周辺むらが発生するとカラー液晶セルに比べ目立ちやすい。特に車載用の白黒表示のパッシブマトリクス型液晶表示装置は夜間使用も多いため、コントラスト低下や周辺むら発生が非常に目立ちやすい。

＜実施例２＞
図２を参照して実施例２の液晶表示装置２０を説明する。
（偏光子）
実施例１と同様にして偏光子２１を作製した。
（偏光子保護フィルム）
実施例１と同様にして偏光子保護フィルム２２を作製した。
（接着剤層）
接着剤を調製するさいにアルミナコロイドを配合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして接着剤層２３を作製した。
（偏光板）
実施例１と同様にして偏光板２４を作製した。接着剤層２３はアルミナコロイドが含有されていない接着剤により形成された点が実施例１と異なる。
（液晶表示装置）
実施例１と同様にパッシブ型のＶＡ液晶セル２５の視認側とバックライト側に上記の偏光板２４を、アクリル系粘着剤層２６（厚さ２０μｍ）で貼り付けて液晶表示装置２０を作製した。このとき実施例１と同様に偏光子２１の吸収軸２１ａが液晶セル２５の電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５°±１０°に、上下の偏光子２１の吸収軸２１ａ、２１ｂが誤差２０°以内で互いに直交するようにした。接着剤層２３はアルミナコロイドが含有されていない接着剤により形成された点が実施例１と異なる。

＜実施例３＞
図３を参照して実施例３の液晶表示装置３０を説明する。
（偏光子）
実施例１と同様にして偏光子３１を作製した。
（偏光子保護フィルム）
ノルボルネン系樹脂フィルム（日本ゼオン社製、ゼオノア、厚さ４０μｍ、光弾性係数３．１×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ）の二軸延伸フィルムを用いて偏光子保護フィルム３２を作製した。偏光子保護フィルム３２の正面位相差はＲｅ＝５５ｎｍ、厚み方向位相差はＲｔｈ＝１５５ｎｍ、Ｎｚ係数＝２．８であった。また偏光子保護フィルム３２の透湿度＝１０ｇ／ｍ^２・２４ｈであった。
（接着剤層）
実施例１と同様にして接着剤層３３を作製した。
（偏光板）
実施例１と同様にして偏光板３４を作製した。偏光子保護フィルム３２が実施例１と異なる。
（液晶表示装置）
実施例１と同様にパッシブ型のＶＡ液晶セル３５の視認側とバックライト側に上記の偏光板３４を、アクリル系粘着剤層３６（厚さ２０μｍ）で貼り付けて液晶表示装置３０を作製した。このとき実施例１と同様に偏光子３１の吸収軸３１ａが液晶セル３５の電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５°±１０°に、上下の偏光子３１の吸収軸３１ａ、３１ｂが誤差２０°以内で互いに直交するようにした。偏光子保護フィルム３２が実施例１と異なる。

＜比較例＞
図４を参照して比較例の液晶表示装置４０を説明する。
（偏光子）
実施例１と同様にして偏光子４１を作製した。
（偏光子保護フィルム）
トリアセチルセルロースフィルム（コニカ社製、ＫＣ４ＵＷＹ、厚さ４０μｍ、光弾性係数１．５×１０［−１１］ｍ^２／Ｎ）を用いて偏光子保護フィルム４２を作製した。偏光子保護フィルム４２の正面位相差、厚み方向位相差は実質上無かった（１０ｎｍ未満であった）。また偏光子保護フィルム４２の透湿度＝４００ｇ／ｍ^２・２４ｈであった。
（接着剤層）
実施例１と同様にして接着剤層４３を作製した。
（偏光板）
実施例１と同様にして偏光板４４を作製した。偏光子保護フィルム４２が実施例１と異なる。
（液晶表示装置）
実施例１と同様にパッシブ型のＶＡ液晶セル４５の視認側とバックライト側に上記の偏光板４４を、アクリル系粘着剤層４６（厚さ２０μｍ）で貼り付けて液晶表示装置４０を作製した。このとき実施例１と同様に偏光子４１の吸収軸４１ａが液晶セル４５の電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５°±１０°に、上下の偏光子４１の吸収軸４１ａ、４１ｂが誤差２０°以内で互いに直交するようにした。偏光子保護フィルム４２が実施例１と異なる。

＜評価１：周辺むら＞
実施例１〜実施例３および比較例の液晶表示装置１０、２０、３０、４０を９５℃の恒温槽内にて保管する耐久試験をおこない、２４時間後の周辺むら（黒輝度の一様性）の評価をおこなった。黒輝度の測定はコニカミノルタ社製ＣＡ−１５００を使用した。

図５に比較例の液晶表示装置４０の偏光板４４の周辺むらの発生状況を模式的に示す。図５の偏光板４４は作図の都合上白黒反転して図示されているが、実際はバックライトの光を通さないため全面黒色である。周辺むらとは、本来は全面黒色でなければならないにもかかわらず、周辺に黒色の薄い部分ができてバックライトの光を通し白っぽく見えることをいう（白ヌケともいう）。

図５（ａ）は耐久性試験前の周辺むらの発生状況であるが、偏光板４４は全面黒色で周辺むらは見られない。図５（ｂ）は２４時間試験後の周辺むらの発生状況で、偏光板４４の長辺・短辺の中央付近に黒色が薄くなって白っぽくなった部分４４ａ（斜線部）が発生している。これを周辺むら４４ａという。このように比較例の液晶表示装置４０には偏光板４４の周辺むらが発生した。

一方、実施例１〜実施例３の液晶表示装置１０、２０、３０は同様の耐久試験をおこなっても目視で分かるほどの周辺むらは発生しなかった。すなわち試験前も試験後も図５（ａ）のような全面黒色状態であった。そのため図示はしない。

＜評価２：位相差変化＞
実施例１〜実施例３、および比較例の液晶表示装置１０、２０、３０、４０を９５℃の恒温槽内にて保管し、５００時間の耐久試験を実施した。途中、２４時間、１２０時間、２５０時間と、最終５００時間の時点で位相差の変化の評価をおこなった。位相差の測定は王子計測器社製ＫＯＢＲＡ３１ＰＲＷを使用した。

図６に実施例１および比較例の液晶表示装置１０、４０の偏光板１４、４４について、位相差の変化を測定した位置（１）、（２）、（３）を示す。（１）は偏光板の長辺の中央、（２）は短辺の中央、（３）はかどである。

図７に実施例１および比較例の偏光板１４、４４の各測定位置（１）、（２）、（３）での位相差の変化を示す。比較例（１）、（２）、（３）はそれぞれ比較例の測定位置（１）、（２）、（３）での位相差変化を意味し、実施例（１）、（２）、（３）はそれぞれ実施例１の測定位置（１）、（２）、（３）での位相差変化を意味する。

図７を参照して比較例の偏光板４４の位相差変化を詳細に見ると、測定位置（３）（偏光板のかど）では位相差変化は少なく＋１ｎｍから＋２ｎｍの変化であるが、測定位置（２）（偏光板の短辺中央）ではかなり大きく−５ｎｍから−８ｎｍの変化があり、さらに測定位置（１）（偏光板の長辺中央）では更に大きく＋１３ｎｍから＋１５ｎｍの変化がある。位相差は最初の２４時間で大きく変化し、その後５００時間までの変化は少ない。

一方実施例１の偏光板１４の位相差変化を詳細に見ると、測定位置（１）、（２）、（３）での差異があまりなく、どの測定位置でも＋２ｎｍから＋５ｎｍの間の変化に収まっており、変化の絶対量が少ない。比較例と同様、変化は最初の２４時間が大きく、その後５００時間までの変化は少ない。

評価２の位相差変化は評価１の周辺むら（図５）と関連がある。比較例の偏光板４４において位相差の変化の小さい測定位置（３）（偏光板４４のかど）では周辺むらが発生していない（黒色が薄くなっていない）。逆に位相差の変化の大きい測定位置（１）（長辺中央）、（２）（短辺中央）では周辺むらが発生している（光を通すようになり白っぽくなっている）。また位相差変化の小さい実施例１の偏光板１４ではどの測定位置でも周辺むらが発生していない（黒色が薄くなっていない）。つまり位相差の変化の大きい位置では周辺むらが発生しやすく（黒色が薄くなる）、位相差の変化の小さい位置では周辺むらが発生しにくい（黒色が薄くならない）と考えられる。

比較例の偏光板４４においては偏光子４１の収縮に追随して偏光子保護フィルム４２が歪むと考えられる。その歪みに対応して偏光子保護フィルム４２の屈折率楕円体（非図示）は、測定位置（１）（長辺中央）では長辺方向に、測定位置（２）（短辺中央）では短辺方向に、測定位置（３）（かど）では長辺と４５°をなす方向に変化する。図４に示すように偏光子４１の吸収軸４１ａ、４１ｂは偏光板４４の長辺と４５°をなしているため屈折率楕円体の変化方向は、測定位置（１）（長辺中央）と測定位置（２）（短辺中央）では吸収軸４１ａ、４１ｂと略４５°をなし、測定位置（３）（かど）では吸収軸４１ａ、４１ｂと略平行または垂直となる。

偏光子保護フィルム４２の屈折率楕円体の変化方向が吸収軸４１ａ、４１ｂと略４５°をなす場所では、屈折率楕円体の伸びは偏光板４４の位相差の変化を引き起こしやすい（従って周辺むらを発生させやすい）。しかし屈折率楕円体の変化方向が吸収軸４１ａ、４１ｂと略平行または垂直である場所では、屈折率楕円体の変化は位相差の変化を引き起こしにくい（従って周辺むらを発生させにくい）。前者は偏光板４４の測定位置（１）（偏光板の長辺中央）と（２）（短辺中央）であるため、この位置は位相差の変化と周辺むらが発生しやすく、後者は測定位置（３）（かど）であるため、この位置は位相差の変化と周辺むらが発生しにくい。

また偏光子保護フィルムの歪みによる屈折率楕円体の変化は偏光子保護フィルムの光弾性係数と関連があり、光弾性係数が大きいほど加熱による歪みに起因する屈折率楕円体の変化が大きいと考えられる。比較例の偏光子保護フィルム４２はトリアセチルセルロース系樹脂フィルムであるため、光弾性係数（絶対値）が１．５×１０［−１１］ｍ^２／Ｎ程度とかなり大きい。一方実施例１の偏光子保護フィルム１２はポリメタクリル酸メチル樹脂フィルムであるため、光弾性係数が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ程度と比較例の偏光子保護フィルム４２の約１／３である。そのため実施例１の偏光子保護フィルム１２の屈折率楕円体の変化は、比較例の偏光子保護フィルム４２よりもかなり小さいと考えられる。

以上を整理すると、実施例１の偏光子保護フィルム１２は比較例の偏光子保護フィルム４２より光弾性係数が小さいので、屈折率楕円体の変化が少ない。したがって実施例１の偏光板１４は比較例の偏光板４４より位相差の変化が少ない（図７）。その結果、比較例の偏光板４４は周辺むらが発生しやすいが、実施例１の偏光板１４は周辺むらが発生しにくい（図５）と考えられる。

実施例２の偏光板２４は偏光子保護フィルム２２が実施例１と同じポリメタクリル酸メチル樹脂フィルムであるため、実施例１の偏光板１４と同じく周辺むらが発生しにくい。

実施例３の偏光子保護フィルム３２はノルボルネン系樹脂フィルムであるため、光弾性係数は３．１×１０［−１２］ｍ^２／Ｎと実施例１の偏光子保護フィルム１２と同程度である。そのため実施例３の偏光板３４も実施例１の偏光板１４と同様に周辺むらが発生しにくい。また実施例３の偏光子保護フィルム３２はノルボルネン系樹脂フィルムであるため、正面位相差Ｒｅが５０ｎｍ以上（例えば５５ｎｍ）、厚み方向の位相差Ｒｔｈが１００ｎｍ以上（例えば１５５ｎｍ）である。この結果、液晶表示装置の視野角特性（斜めから見たときの色相、コントラストの変化）が良好である。

＜評価３：外観、クニック＞
実施例１〜実施例３および比較例の偏光板１４、２４、３４、４４を１０００ｍｍ×１０００ｍｍの大きさに各々２枚ずつ切り出し、各々吸収軸が直交するように蛍光灯上に積層配置し、光の透過状態を目視観察した。２枚の偏光板の吸収軸が直交しているから本来光は通過せず全面黒色となるはずだが、クニックがあるとクニックの部分は光が一部通過し、明るい折り目のように見える。この評価では目視でクニックの個数を数えた。

図８にクニックの評価結果を示す。実施例２の偏光板２４はクニックが２４個と、他に比べて圧倒的に多い。これはポリメタクリル酸メチル樹脂のようなアクリル系樹脂からなる偏光子保護フィルム２２と偏光子２１を、金属化合物コロイドを含有しない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２３で貼り合わせると、クニックが発生しやすいことを示す。

しかし実施例１の偏光板１４のように金属化合物コロイド（ここではアルミナコロイド）を分散させ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１３で貼り合わせた場合は、実施例２の偏光板２４と同じアクリル系樹脂からなる偏光子保護フィルム１２であってもクニックの発生が抑えられる。これはアルミナコロイドおよび／またはアルミナの作用効果である。

実施例３の偏光板３４のようなノルボルネン系樹脂からなる偏光子保護フィルム３２と偏光子３１も、もし金属化合物コロイドを含有しない接着剤により形成された接着剤層２３で貼り合わるとクニックが発生しやすい。しかし図８、実施例３の偏光板３４は金属化合物コロイド（ここではアルミナコロイド）を分散させ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３３で貼り合わせているので、クニックの発生が抑えられている。

実施例１の液晶表示装置の平面図、正面図 実施例２の液晶表示装置の平面図、正面図 実施例３の液晶表示装置の平面図、正面図 比較例の液晶表示装置の平面図、正面図 周辺むらのある比較例の液晶表示装置の平面図 位相差変化の測定位置の説明図 位相差変化のグラフ クニックの評価結果

符号の説明

１０ 液晶表示装置
１１ 偏光子
１１ａ、１１ｂ 吸収軸
１２ 偏光子保護フィルム
１３ 接着剤層
１４ 偏光板
１５ 液晶セル
１６ アクリル系粘着剤層
２０ 液晶表示装置
２１ 偏光子
２１ａ，２１ｂ 吸収軸
２２ 偏光子保護フィルム
２３ 接着剤層
２４ 偏光板
２５ 液晶セル
２６ アクリル系粘着剤層
３０ 液晶表示装置
３１ 偏光子
３１ａ、３１ｂ 吸収軸
３２ 偏光子保護フィルム
３３ 接着剤層
３４ 偏光板
３５ 液晶セル
３６ アクリル系粘着剤層
４０ 液晶表示装置
４１ 偏光子
４１ａ、４１ｂ 吸収軸
４２ 偏光子保護フィルム
４３ 接着剤層
４４ 偏光板
４４ａ 周辺むら
４５ 液晶セル
４６ アクリル系粘着剤層

Claims (11)

1. パッシブマトリクス型の液晶セルと、
   上記液晶セルの両側に配置される偏光板とを備え、
   上記偏光板は偏光子と、当該偏光子の両主面に接着剤層を介して積層配置される偏光子保護フィルムとを有し、
   上記偏光子保護フィルムの光弾性係数（絶対値）が５×１０［−１２］ｍ^２／Ｎ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記偏光子保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルムまたはノルボルネン系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記偏光板の上記液晶セル側の上記偏光子保護フィルムは、ポジティブＡプレートまたはネガティブ二軸の位相差フィルムからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 上記偏光板の上記液晶セル側の上記偏光子保護フィルムは、正面位相差が５０ｎｍ以上、かつ、厚み方向の位相差が１００ｎｍ以上の位相差フィルムからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 上記偏光板の上記液晶セル側の上記偏光子保護フィルムは、正面位相差が５０ｎｍ以上、または、厚み方向の位相差が１００ｎｍ以上の位相差フィルムからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 上記接着剤層はポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤および平均粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍの金属化合物コロイドを含む接着剤より形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 上記金属化合物コロイドはアルミナコロイドであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 上記パッシブマトリクス型の液晶セルはＶＡ液晶セルであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 上記偏光子の吸収軸は上記液晶セルの電圧印加時の位相差軸（遅相軸）に対して４５±１０°に配置され、上記液晶セルの両側に配置された偏光子の吸収軸は誤差２０°以内で互いに直交することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 上記液晶表示装置はパッシブマトリクス型の白黒表示の液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 上記液晶表示装置は車載用の液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の液晶表示装置。

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