JP2013122530A - 複合偏光板セット、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】液晶セルの一方の面側に第1粘着剤層を介して配置される第1複合偏光板と、他方の面側に第2粘着剤層を介して配置される第2複合偏光板とからなる複合偏光板セットであって、温度85℃で100時間の熱処理を行なったときに、以下の式(1)で示されるSが、S<2.0を満たす、複合偏光板セット。
【数1】
ここで、熱処理による第1複合偏光板の短辺の収縮率をL1s、長辺の収縮率をL1l、熱処理による第2複合偏光板の短辺の収縮率をL2s、長辺の収縮率をL2lとする。
【選択図】なし
Description
本発明は、液晶セルの一方の面側に配置される第1複合偏光板と、他方の面側に配置される第2複合偏光板とからなる複合偏光板セットである。第1複合偏光板は、長方形状であって、液晶セルに貼合される第1粘着剤層と、第1位相差フィルムと、第1直線偏光フィルムとがこの順で積層されてなり、第2複合偏光板は、長方形状であって、液晶セルに貼合される第2粘着剤層と、第2位相差フィルムと、第2直線偏光フィルムとがこの順で積層されてなる。
L1s:上記熱処理による第1複合偏光板の短辺の収縮率、
L1l:上記熱処理による第1複合偏光板の長辺の収縮率、
L2s:上記熱処理による第2複合偏光板の短辺の収縮率、
L2l:上記熱処理による第2複合偏光板の長辺の収縮率、を表す。
第1複合偏光板10は、第1直線偏光フィルム11と、第1直線偏光フィルム11に貼合層13を介して貼合された第1位相差フィルム12とを備える。そして、第1位相差フィルム12の第1直線偏光フィルム11側の面とは反対側の面に第1粘着剤層15が積層され、第1直線偏光フィルム11の第1位相差フィルム12側の面とは反対側の面に透明保護層14と表面処理層16とがこの順で積層されている。第1複合偏光板10は、第1粘着剤層15を介して液晶セル30に貼合される。
第1直線偏光フィルム11は、入射する自然光から直線偏光を取り出す機能を有するフィルムであり、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光フィルムを用いることができる。第1直線偏光フィルム11を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。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、酢酸ビニルおよびこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、たとえば、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。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%程度、好ましくは98モル%以上である。このポリビニルアルコール系樹脂はさらに変性されていてもよく、たとえば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000〜10,000程度、好ましくは1,500〜5,000程度である。
第1位相差フィルム12としては、位相差フィルムとして要求される特性、すなわち、その複屈折が光学的に均一であるものが好適に選択され、液晶パネルによる位相差の補償(視野角補償の意味も含む)とともに第1直線偏光フィルム11の保護機能等も兼ねて使用される。その例として、従来から画像表示装置に使用されてきたものを限定することなく用いることができ、各種透明高分子の延伸フィルム等からなる複屈折性フィルム、ディスコティック液晶やネマチック液晶が配向固定されたフィルム、フィルム基材上に上記の液晶層が形成されたものなどが挙げられる。フィルム基材上に液晶層を固定する場合、配向液晶層を支持するフィルム基材として、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂フィルムが好ましく用いられる。
第1粘着剤層15は、従来から画像表示装置のために用いられてきた種々の粘着剤をベースに形成されうる。たとえば、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系などのベースポリマーを有するものが用いられる。また、エネルギー線硬化型、熱硬化型などであってもよい。なお、ベースポリマーの分子量を低下させる、ゲル分率を下げる、可塑剤を添加する等により、温度85℃における損失正接(tanδ)が0.4以上の粘着剤層を調整することができる。第1粘着剤層15の厚みは、3〜25μmであることが好ましい。
第1直線偏光フィルム11と第1位相差フィルム12とを貼合する貼合層13は、粘着剤層または接着剤層である。貼合層13が粘着剤層である場合、用いられる粘着剤は特に限定されず、第1粘着剤層15を形成する粘着剤について説明したものと同様の粘着剤を用いることができる。
第1直線偏光フィルム11の片面に設けられる透明保護層14は、適宜な透明フィルムで構成することができる。中でも、透明性や、光学特性の均一性、機械強度、熱安定性などに優れる樹脂からなるフィルムが好ましく用いられる。たとえば、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースの如きセルロース系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂フィルム、ポリメチル(メタ)アクリレートやポリエチル(メタ)アクリレートのようなアクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリエーテルスルホン系樹脂フィルム、ポリスルホン系樹脂フィルム、ポリイミド系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ノルボルネンの如き環状オレフィンをモノマーとする環状オレフィン系樹脂フィルムなどが挙げられる。透明保護層14と第1直線偏光フィルム11の接着には、接着剤または粘着剤を用いることができる。
第1複合偏光板10は、以上のように構成されるものであるが、透明保護層14の上には必要に応じて、ハードコート層、反射防止層、防眩層などの表面処理層16が設けられていてもよい。ハードコート層は、偏光板表面の傷付き防止のために形成されるものであり、主に紫外線硬化型樹脂、たとえば、アクリル系やシリコーン系などの樹脂から、透明保護層14との密着性や硬度に優れるものが適宜に選定され、透明保護層14の表面に形成することができる。また反射防止層は、偏光板の表面における外光の反射防止を目的として形成されるものであり、公知の方法で形成することができる。防眩層は、偏光板の表面に外光が写り込んで発生する視認性の阻害を防止するために形成されるものであり、たとえば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式等による粗面化方式や、紫外線硬化型樹脂に透明微粒子を混合した塗工液を塗布して硬化させる方式などによって、透明保護層14の表面に凹凸構成となるように形成されるのが一般的である。
第2複合偏光板20は、第2直線偏光フィルム21と、第2直線偏光フィルム21に貼合層23を介して貼合された第2位相差フィルム22とを備える。第2複合偏光板20においては、さらに、第2位相差フィルム22の第2直線偏光フィルム21側の面とは反対側の面に第2粘着剤層25が積層され、第2直線偏光フィルム21の第2位相差フィルム22側の面とは反対側の面に透明保護層24と他の光学層26とがこの順で積層されている。第2複合偏光板20は、第2粘着剤層25を介して液晶セル30に貼合される。
第2直線偏光フィルム21は、入射する自然光から直線偏光を取り出す機能を有するフィルムであり、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光フィルムを用いることができ、第1直線偏光フィルム11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直線偏光フィルム11と第2直線偏光フィルム21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。
第2位相差フィルム22としては、位相差フィルムとして要求される特性、すなわち、その複屈折が光学的に均一であるものが好適に選択され、位相差の補償とともに第2直線偏光フィルム21の保護機能等も兼ねて使用される。第2位相差フィルム22は、第1位相差フィルム12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位相差フィルム12と第2位相差フィルム22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。
第2粘着剤層25は、従来から画像表示装置のために用いられてきた種々の粘着剤をベースに形成されうる。たとえば、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系などのベースポリマーを有するものが用いられる。また、エネルギー線硬化型、熱硬化型などであってもよい。なお、温度85℃における損失正接(tanδ)が0.4以上の粘着剤層とするためには、ウレタン系をベースポリマーとする粘着剤が好適である。第2粘着剤層25は、第1粘着剤層15について説明したものを同様に用いることができる。
第2直線偏光フィルム21と第2位相差フィルム22とを貼合する貼合層23は、粘着剤層または接着剤層である。貼合層23は、貼合層13について説明したものを同様に用いることができる。貼合層13と貼合層23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。
第2直線偏光フィルムの片面に設けられる透明保護層24は、適宜な透明フィルムで構成することができる。透明保護層24は、第1複合偏光板10の透明保護層14について説明したものを同様に用いることができる。
透明保護層24の上に、さらに、反射層、半透過反射層、光拡散層、集光板、輝度向上フィルムなどの光学層26を積層することができる。
本発明の複合偏光板セットは、液晶セル30の両面に配置して、液晶パネル1とすることができる。典型的には、VA(Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モードの液晶セル30を使用して液晶パネル1を形成することができる。液晶パネル1においては、本発明に係る複合偏光板セットが用いられているため、熱ムラの低減が実現され、表示品位の向上が図られる。
図3は、本発明に係る液晶表示装置の層構成の一例を示す概略断面図である。図3に示す液晶表示装置2は、図2に示す液晶パネル1と、光拡散板40、バックライト50を備える。液晶表示装置2は、液晶パネル1において背面側偏光板である第2複合偏光板20がバックライト50側となるように配置される。ここでは、液晶パネル1の全面に対して配置され、光拡散板を介して照射する直下型方式のバックライトを備える液晶表示装置を例示したが、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルの縁に配置し、導光板を介して照射するエッジライト方式のバックライトを備える構成であってもよい。
光拡散板40は、バックライト50からの光を拡散させる機能を有する光学部材であって、たとえば、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40と液晶パネル1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40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。
<第1複合偏光板の作製>
平均重合度約2400、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、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.1/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が10.5/7.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き10℃の純水で5秒間洗浄した後、95℃で152秒乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向されてなる偏光フィルムを得た。この偏光フィルムを第1直線偏光フィルムとして用いた。
第2複合偏光板は、各要素が第1複合偏光板で用いたものと同じである、トリアセチルセルロース系フィルム/接着剤A/第2直線偏光フィルム/接着剤B/シクロオレフィン系樹脂フィルム(第2位相差フィルム)からなる積層体を用いた。なお、この積層体の作製において、第2複合偏光板の第2直線偏光フィルムの吸収軸が短辺を基準として64°、そして第2位相差フィルムの遅相軸が吸収軸に対して反時計回りに45°になるように貼合した。
(接着剤A)
100重量部の水に、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセファイマーZ−200、日本合成化学工業(株)製)4重量部、グリオキシル酸ナトリウム(SPM−01、日本合成化学工業(株)製)4重量部を溶解させて、ポリビニルアルコール系樹脂接着剤Aを調製した。
100重量部の水に、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセファイマーZ−200、日本合成化学工業(株)製)2重量部、グリオキシル酸ナトリウム(SPM−01、日本合成化学工業(株)製)2重量部を溶解させて、ポリビニルアルコール系樹脂接着剤Bを調製した。
(粘着剤層A:アクリル系粘着剤層)
ブチルアクリレートとメチルアクリレートと2−フェノキシエチルアクリレートと2−ヒドロキシエチルアクリレートとの共重合体にイソシアネート系架橋剤を添加してなるアクリル系粘着剤の有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に、ダイコーターにて乾燥後の厚みが25μmとなるように塗工してなる剥離フィルム付きシート状粘着剤層を形成した。この粘着剤層を粘着剤層Aとした。以下に示す測定方法により粘着剤層Aのtanδを測定したところ、85℃におけるtanδは0.19であった。
ブチルアクリレートとアクリル酸との共重合体にイソシアネート系架橋剤を添加してなるアクリル系粘着剤の有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に、ダイコーターにて乾燥後の厚みが25μmとなるように塗工してなる剥離フィルム付きシート状粘着剤層を形成した。この粘着剤層を粘着剤層Bとした。以下に示す測定方法により粘着剤層Bのtanδを測定したところ、85℃におけるtanδは0.20であった。
ブチルアクリレートとアクリル酸の共重合体にウレタンアクリレートオリゴマーを配合し、さらにイソシアネート系架橋剤を添加した有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に、ダイコーターにて乾燥後の厚みが25μmとなるように塗工したシート状粘着剤層を形成した。この粘着剤層を粘着剤層Cとした。以下に示す測定方法により粘着剤層Cのtanδを測定したところ、85℃におけるtanδは0.14であった。
ポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートを主成分として構成されたウレタン樹脂と、さらにイソシアネート系架橋剤を添加した有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に、ダイコーターにて乾燥後の厚みが20μmとなるように塗工したシート状粘着剤層を形成した。この粘着剤層を粘着剤層Dとした。以下に示す測定方法により粘着剤層Dのtanδを測定したところ、85℃におけるtanδは0.43であった。
「S値の算出」を行なうにあたって、熱処理による第1複合偏光板の短辺の収縮率L1s、長辺の収縮率L1l、熱処理による第2複合偏光板の短辺の収縮率L2s、長辺の収縮率L2lを以下の測定値に基づき算出した。まず、91mm×52mmの第1複合偏光板および第2複合偏光板を、それぞれの複合偏光板に設けられた第1粘着剤層または第2粘着剤層を介して、厚さ0.7mmのガラス板の両面に、互いの偏光板の吸収軸が直交するように貼り付け、温度50℃、圧力0.5MPaの条件で20分間オートクレーブ処理を行った。自然冷却後、それぞれのサンプル(複合偏光板セット付きガラス板)の第1複合偏光板および第2複合偏光板のそれぞれについて、短辺および長辺の長さを、(株)ニコン社製の二次元測定器“NEXIV VMR−12072”を用いて測定した。
91mm×52mmの第1複合偏光板および第2複合偏光板を、それぞれの複合偏光板に設けられた第1粘着剤層または第2粘着剤層を介して、厚さ0.7mmのガラス板の両面に、互いの偏光板の吸収軸が直交するように貼り付け、温度50℃、圧力0.5MPaの条件で20分間オートクレーブ処理を行った。自然冷却後、それぞれのサンプルを温度が85℃に保たれたオーブンに投入し、100時間保持する熱処理を行った。熱処理後のサンプルの熱ムラの程度について、目視にて1〜5の5段階で評価した。「ムラが全く発生しない」を「1」、「全ての辺においてムラが明らかに発生している」を「5」として評価した。すなわち、評価の数値が高い程、ムラの発生が顕著であったことを示している。結果を表1に示す。また、熱処理後のサンプルの面内の輝度分布を(株)アイシステム社製「Eye−scale4W」で測定した。実施例1〜3、比較例1〜3の輝度分布の測定結果を図4〜9に示す。
粘着剤層A〜Dを4cm×4cm、厚み100μmの樹脂製フィルムに積層し試験片を作製した。該試験片について、JIS K7244−10に準拠して、Anton−Paar社製の測定器「Physica MCR301」で直径25mmのパラレルプレートを用いて、周波数1Hzの捻りせん断法で、85℃のtanδを求めた。
Claims (5)
- 液晶セルの一方の面側に配置される第1複合偏光板と、他方の面側に配置される第2複合偏光板とからなる複合偏光板セットであって、
前記第1複合偏光板は、長方形状であって、前記液晶セルに貼合される第1粘着剤層と、第1位相差フィルムと、第1直線偏光フィルムとがこの順で積層されてなり、
前記第2複合偏光板は、長方形状であって、前記液晶セルに貼合される第2粘着剤層と、第2位相差フィルムと、第2直線偏光フィルムとがこの順で積層されてなり、
温度85℃で100時間の熱処理を行なったときに、以下の式(1)で示されるSが、S<2.0を満たす、複合偏光板セット。
- 前記第1粘着剤層と前記第2粘着剤層の少なくとも一方は、温度85℃における損失正接(tanδ)が0.4以上である、請求項1に記載の複合偏光板セット。
- 前記第1複合偏光板において、前記第1直線偏光フィルムの吸収軸と前記第1複合偏光板の長辺とのなす角度αが0°以上45°以下であり、前記第1直線偏光フィルム側から見たときの前記第1直線偏光フィルムの吸収軸に対する前記第1位相差フィルムの遅相軸のなす角度が反時計回りに135°±20°の範囲であり、
前記第2複合偏光板において、前記第2直線偏光フィルムの吸収軸と前記第2複合偏光板の長辺とのなす角度βが45°以上90°以下であり、前記第2直線偏光フィルム側から見たときの前記第2直線偏光フィルムの吸収軸に対する前記第2位相差フィルムの遅相軸のなす角度が反時計回りに45°±20°の範囲であり、
α+βが90°である、請求項1または2に記載の複合偏光板セット。 - 液晶セルと、その両面に配置された一対の複合偏光板とからなり、
前記一対の複合偏光板は、請求項1〜3のいずれかに記載の複合偏光板セットであり、
前記第1直線偏光フィルム、前記第1位相差フィルム、前記液晶セル、前記第2位相差フィルム、前記第2直線偏光フィルムがこの順で積層され、
前記第1複合偏光板と前記第2複合偏光板とがそれらの長辺が互いに平行になるように配置されている、液晶パネル。 - バックライトおよび請求項4に記載の液晶パネルを備える、液晶表示装置。
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