JP2011242582A - 偏光板のセット、ならびにこれを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
液晶セルを挟むように配置される第1の偏光板20と、第2の偏光板30とからなる液晶表示用の偏光板のセットで、第1の偏光板20は、第1の内側保護フィルム23と、第1の偏光フィルム21と、第1の外側保護フィルム25とがこの順で積層されてなり、第1の内側保護フィルム23は、透明なアクリル系樹脂に数平均粒径10〜300nmのゴム弾性体粒子が25〜45重量%配合されたアクリル系樹脂組成物からなり、内部ヘイズ値が0.5%以下でかつ外部ヘイズ値が5%以下であり、波長590nmにおけるR0が10nm以下であり、波長590nmにおけるRthの絶対値が10nm以下である。
【選択図】図1
Description
<偏光板のセット>
図1は、本発明に係る液晶表示装置用の偏光板のセット、および液晶セルからなる液晶パネルの基本的な層構成の一例を示す概略断面図である。液晶パネルは、液晶セル40と、液晶セル40の一方の面側に配置される第1の偏光板20と、他方の面側に配置される第2の偏光板30とからなる。第1の偏光板20と、第2の偏光板30とで、本発明に係る液晶表示装置用の偏光板のセットを構成する。
第1の偏光板20は、第1の内側保護フィルム23と、ポリビニルアルコール系樹脂からなる第1の偏光フィルム21と、透明樹脂からなる第1の外側保護フィルム25とがこの順で積層されてなる。
第1の偏光フィルム21は、具体的には、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものである。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
第1の偏光板20を構成する第1の外側保護フィルム25は、透明樹脂からなるフィルムであれば特に限定されない。その透明樹脂の例としては、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル酸メチル系樹脂等のアクリル系樹脂(メタクリル系樹脂とアクリル系樹脂を含む)、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系共重合樹脂、アクリロニトリル・スチレン系共重合樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリブチレンテフタレート系樹脂、ポリエチレンテフタレート系樹脂に代表されるポリエステル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂を挙げることができる。
本発明に用いる第1の内側保護フィルム23は、透明なアクリル系樹脂に、数平均粒径が10〜300nmのゴム弾性体粒子が25〜45重量%配合されたアクリル系樹脂組成物からなり、内部ヘイズ値が0.5%以下で外部ヘイズ値が5%以下であり、波長590nmにおける面内の位相差値(R0)が10nm以下で、波長590nmにおける厚み方向の位相差値(Rth)の絶対値が10nm以下である。上記にて示したゴム弾性体粒子の配合割合は、ゴム弾性体粒子を含むアクリル系樹脂組成物全体の重量に対するゴム弾性体粒子の重量割合である。
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d (II)
第1の内側保護フィルム23は、波長590nmにおける面内の位相差値(R0)が10nm以下であり、好ましくは5nm以下である。また、波長590nmにおける厚み方向の位相差値(Rth)の絶対値が10nm以下である。第1の内側保護フィルム23の面内の位相差値(R0)が10nmより大きく、厚み方向の位相差値(Rth)の絶対値が10nmよりも大きい場合、斜め方向の漏れ光の着色現象が起こり、表示特性が低下してしまう。
次に、第1の偏光フィルム21に第1の外側保護フィルム25および第1の内側保護フィルム23を積層する方法について説明する。第1の偏光フィルム21の表面に、これら第1の内側保護フィルム23および第1の外側保護フィルム25を積層する方法としては、通常、接着剤を用いて接着する方法が採用される。第1の偏光フィルム21の両面に接着剤を用いる場合は、両面同種の接着剤を用いてもよく、また異種の接着剤を用いてもよい。
第2の偏光板30の好ましい形態は、第2の内側保護フィルム33と、ポリビニルアルコール系樹脂からなる第2の偏光フィルム31と、透明樹脂からなる防眩性フィルム34とがこの順で積層されてなる。なお、第2の偏光板30は、第2の内側保護フィルム33を備えない構成でもよい。
第2の偏光フィルム31は、具体的には、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものであり、第1の偏光フィルム21について説明したものを同様に用いることができる。第1の偏光フィルム21と第2の偏光フィルム31とは、外形(厚み等)、材質および製造方法などに関し、同じであっても異なっていてもよい。
ハードコート層36は、防眩性フィルム34の表面硬度を高める機能を有する層であり、JIS K5600−5−4で示す鉛筆硬度試験(試験板はガラス板を用いる)で「H」以上の硬度を示すことが好ましい。このようなハードコート層36が設けられた防眩性フィルム34は、その鉛筆硬度が4H以上になることが好ましい。ハードコート層を形成する材料(ハードコート材料)としては、熱や光で硬化する材料であることが好ましく、例えば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタンアクリレート系などの有機ハードコート材料;二酸化ケイ素などの無機ハードコート材料;などを挙げることができる。これらの中でも、接着力が良好であり、生産性に優れる観点から、ウレタンアクリレート系および多官能アクリレート系ハードコート材料が好ましい。
防眩性フィルム34は、透明樹脂フィルムからなる第2の外側保護フィルム35とその表面に積層された微細な表面凹凸形状を有するハードコート層36とからなる。第2の外側保護フィルム35としては、第1の偏光板20で使用した第1の外側保護フィルム25と同様のものを使用するとができる。
第2の内側保護フィルム33は、第1の偏光板20で使用した第1の内側保護フィルム23と同様のものを用いることができ、外形(厚み等)、樹脂種および製造方法などに関し、同じであっても異なっていてもよい。すなわち、第2の内側保護フィルム33は、好ましくは、内部ヘイズ値が0.5%以下で外部ヘイズ値が5%以下であり、波長590nmにおける面内位相差値(R0)が10nm以下で、波長590nmにおける厚み方向の位相差値(Rth)の絶対値が10nm以下である。また、第2の内側保護フィルム33は、好ましくは、透明なアクリル系樹脂に、数平均粒径が10〜300nmのゴム弾性体粒子が25〜45重量%配合されたアクリル系樹脂組成物からなる。
第2の偏光フィルム31に防眩性フィルム34および/または第2の内側保護フィルム33を積層する方法については、第1の偏光板20について記述した方法を同様に採用することができる。第2の偏光フィルム31の両面に接着剤を用いる場合は、両面同種の接着剤を用いてもよく、また異種の接着剤を用いてもよい。また、第1の偏光板20の作製に使用される接着剤と第2の偏光板30の作製に使用される接着剤は、同じであっても、異なっていてもよい。
本発明の液晶パネルは、上述の偏光板のセットを用いた液晶パネルであり、具体的には、図1に示すように、第1の偏光板20、液晶セル40、および第2の偏光板30をこの順で配置してなる。ここで、第1の偏光板20と第2の偏光板30は、例えば、第1および第2の内側保護フィルム23,33を接着面として、接着剤あるいは粘着剤を用いて液晶セル40に貼付される。
図2は、本発明の液晶表示装置の基本的な構成の一例を示す概略断面図である。図2に示される液晶表示装置は、バックライト10、光拡散板50、および、液晶セル40と、液晶セル40の一方の面に貼付された背面側偏光板としての第1の偏光板20と、液晶セル40の他方の面に貼付された前面側偏光板としての第2の偏光板30とからなる。
ここで、光拡散板50は、バックライト10からの光を拡散させる機能を有する光学部材であって、例えば、熱可塑性樹脂に光拡散剤である粒子を分散させて光拡散性を付与したもの、熱可塑性樹脂板の表面に凹凸を形成して光拡散性を付与したもの、熱可塑性樹脂板の表面に粒子が分散された樹脂組成物の塗布層を設け、光拡散性を付与したものなどであり得る。その厚みは、0.1〜5mm程度とすることができる。また、光拡散板50と液晶パネルとの間には、プリズムシート(集光シートとも呼ばれ、例えば、3M社製の「BEF」など)、輝度向上シート(例えば、3M社製の「DBEF」など)、光拡散シートなど、他の光学機能性を示すシートを配置することもできる。他の光学機能性を示すシートは、必要に応じて1枚以上、複数種類配置することも可能である。さらに、光拡散板50として、例えば、シリンドリカルな形状を表面に有するプリズムシートと光拡散板との積層一体品(例えば、特開2006−284697号公報に記載されるもの)のような、光拡散機能に他の機能が複合化された光学シートを用いることも可能である。
デジタルマイクロメーターMH−15M((株)ニコン製)を用いて、フィルムの厚みdを測定した。
位相差測定装置KOBRA(登録商標)−WR(王子計測機器(株)製)を用いて、測定波長590nmで面内の位相差値R0を測定した。
直読ヘイズコンピューターHGM−2DP(スガ試験機(株)製)を用いて、保護フィルムのヘイズ値を測定した。また内部ヘイズ値はフタル酸ジメチルにフィルムを浸漬させて、測定を行った。また、ヘイズ値から内部ヘイズ値差し引いた値を外部ヘイズ値とした。
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.02/2/100の水溶液に30℃で浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が12/5/100の水溶液に56.5℃で浸漬した。引き続き、8℃の純水で洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムを得た。延伸は、主に、ヨウ素染色およびホウ酸処理の工程で行い、トータル延伸倍率は5.3倍、厚みは27μmであった。
ペンタエリスリトールトリアクリレートと多官能ウレタン化アクリレート(ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートとの反応生成物)とが重量比60/40で、酢酸エチルに固形分濃度60%で溶解されており、レベリング剤を含む光硬化性樹脂組成物を用いた。
(アクリル系樹脂)
アクリル系樹脂として、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96%/4%の共重合体を用いた。
アクリル系弾性重合体粒子として、最内層が、メタクリル酸メチルに少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた硬質の重合体、中間層が、アクリル酸ブチルを主成分とし、さらにスチレン及び少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた軟質のゴム弾性体、最外層が、メタクリル酸メチルに少量のアクリル酸エチルを用いて重合させた硬質の重合体からなる3層構造の弾性体粒子であって、ゴム弾性体粒子の数平均粒径が240nmのものを用いた。
アクリル系樹脂のペレット70部とアクリル系弾性重合体粒子30部とを、スーパーミキサーで混合し、二軸押出機で溶融混練して、アクリル系樹脂組成物ペレットとした。このアクリル系樹脂組成物のペレットを、65mmφ一軸押出機に投入し、設定温度275℃のT型ダイを介して押し出し、45℃に温度設定した鏡面を有する二本のポリシングロールフィルムの両面を挟み込んで冷却し、厚さ80μmの保護フィルムを得た。この保護フィルムの面内の位相差値(R0)は3.5nm、フィルムの厚み方向の位相差値(Rth)は−5.7nm、内部ヘイズ値は0.4%、外部ヘイズ値は1.5%であり、ハンドリング性は良かった。
(a)背面側偏光板(第1の偏光板)の作製
製造例1で得られた偏光フィルム(第1の偏光フィルム)の片面に延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ40μm)を第1の外側保護フィルムとして、その貼合面にコロナ処理を施した後、接着剤を介して貼合した。偏光フィルムの反対面には、製造例3で得られた保護フィルムを第1の内側保護フィルムとして、その貼合面にコロナ処理を施した後、接着剤を介して貼合し、背面側偏光板(第1の偏光板)を得た。なお、第1の内側保護フィルムおよび第1の外側保護フィルムは、それらの遅相軸が偏光フィルムの延伸軸とそれぞれ直交するように貼合した。次に、該背面側偏光板の第1の内側保護フィルム面に粘着剤(厚さ25μm)の層を設けた。
製造例1で得られた偏光フィルム(第2の偏光フィルム)の片面に、製造例2で得られた防眩性フィルム(A)をハードコート層でない面を貼合面として接着剤を介して貼合し、偏光フィルムの反対面には、製造例3で得られた保護フィルムを第2の内側保護フィルムとして、その貼合面にコロナ処理を施した後、接着剤を介して貼合し、前面側偏光板(第2の偏光板)を得た。なお、第2の内側保護フィルムは、その遅相軸が偏光フィルムの延伸軸と直交するように貼合した。該前面側偏光板の第2の内側保護フィルム面に粘着剤(厚さ25μm)の層を設けた。
IPSモードのワイド32型液晶表示装置〔(株)日立製作所製のWooo(型番:W32L−H9000)〕を分解して上下の偏光板を剥がし、それらオリジナル偏光板の代わりに、上記(a)、(b)で製造した粘着剤付き第1の偏光板と第2の偏光板を液晶セルの前面側(視認側)と背面側(光入射側)にクロスニコル状態となるようにそれぞれの粘着剤層側で貼合した。このとき、前面側(視認側)の偏光板の吸収軸が、液晶セル内液晶分子の電圧無印加(黒表示)時の配向方向と平行になるように配置した。このIPSモード液晶表示装置を再び組み立てて点灯し、液晶セルに電圧を印加しない黒表示状態におけるカラーシフトを、ELDIM社製の液晶視野角・色度特性測定装置EZ contrastで測定したところ、カラーシフトΔu′v′は0.12であった。
(d)背面側偏光板の作製
製造例3で得られた保護フィルムの代わりに、ケン化処理されたトリアセチルセルロースフィルム(厚さ80μm、R0=3nm、Rth=50nm)を第1の内側保護フィルムとして用いたこと以外は、実施例1と同様にして背面側偏光板を作製した。
製造例3で得られた保護フィルムの代わりに、ケン化処理されたトリアセチルセルロースフィルム(厚さ80μm、R0=3nm、Rth=50nm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして前面側偏光板を作製した。
上記(d)、(e)の偏光板を用いて、実施例1と同様に液晶表示装置を組み立てカラーシフトを測定したところ、カラーシフトΔu′v′は0.18であった。
Claims (6)
- 液晶セルの一方の面側に配置される第1の偏光板と、他方の面側に配置される第2の偏光板とからなる液晶表示用の偏光板のセットであって、
第1の偏光板は、第1の内側保護フィルムと、ポリビニルアルコール系樹脂からなる第1の偏光フィルムと、透明樹脂からなる第1の外側保護フィルムとがこの順で積層されてなり、
第2の偏光板は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる第2の偏光フィルムと、透明樹脂からなる第2の外側保護フィルムとが積層されてなり、
第1の内側保護フィルムは、透明なアクリル系樹脂に数平均粒径10〜300nmのゴム弾性体粒子が25〜45重量%配合されたアクリル系樹脂組成物からなり、内部ヘイズ値が0.5%以下でかつ外部ヘイズ値が5%以下であり、波長590nmにおける面内の位相差値(R0)が10nm以下であり、波長590nmにおける厚み方向の位相差値(Rth)の絶対値が10nm以下である、偏光板のセット。 - 第1の偏光板において、第1の偏光フィルムと第1の内側保護フィルム、第1の偏光フィルムと第1の外側保護フィルムがそれぞれ活性エネルギー線により硬化するエポキシ化合物を含有する樹脂組成物からなる接着剤によって接着されている、請求項1に記載の偏光板のセット。
- 第2の内側保護フィルムは、内部ヘイズ値が0.5%以下でかつ外部ヘイズ値が5%以下であり、波長590nmにおける面内の位相差値(R0)が10nm以下であり、波長590nmにおける厚み方向の位相差値(Rth)の絶対値が10nm以下である、請求項1または2に記載の偏光板のセット。
- 第2の内側保護フィルムは、透明なアクリル系樹脂に数平均粒径10〜300nmのゴム弾性体粒子が25〜45重量%配合されたアクリル系樹脂組成物からなる、請求項1〜3のいずれかに記載の偏光板のセット。
- 液晶セルと、その両面に配置された一対の偏光板とからなり、
前記一対の偏光板は、請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板のセットであり、
第1の外側保護フィルム、第1の偏光フィルム、第1の内側保護フィルム、前記液晶セル、第2の偏光フィルム、第2の外側保護フィルムがこの順で積層されている、液晶パネル。 - バックライト、光拡散板、および請求項5に記載の液晶パネルを備え、
前記バックライト、前記光拡散板、第1の偏光板、前記液晶セル、第2の偏光板がこの順で配置されている、液晶表示装置。
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