JP2014123154A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶セルと、それを挟持する第一および第二の偏光板とを有する液晶表示装置であって、液晶セルは、対向する第一および第二の基板と、それらの間に挟持され、電圧無印加時に第一および第二の基板の表面に対して垂直に配向する液晶分子を含む液晶層と、を有し、第二の基板のみに、前記液晶分子に電圧を印加するための画素電極および対向電極が配置され、前記第二の偏光板は、前記液晶セルの前記第二の基板側に配置された第二の偏光子と、前記第二の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された偏光板保護フィルムとを有し、前記第一の偏光板は、前記液晶セルの前記第一の基板側に、偏光板保護フィルムを介さずに配置された第一の偏光子を有する、液晶表示装置。
【選択図】図2
Description
[1] 液晶セルと、前記液晶セルを挟持する第一および第二の偏光板と、バックライトと、を有する液晶表示装置であって、前記液晶セルは、対向する第一および第二の基板と、前記第一および第二の基板間に挟持された、正の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、を有し、前記液晶セルの前記第一および第二の基板のうちの前記第二の基板に、前記液晶分子に電圧を印加するための画素電極および対向電極が配置され、前記液晶セルは、電圧無印加時には、前記液晶分子を前記第一および第二の基板の表面に対して垂直に配向させ、電圧印加時には、前記液晶分子を前記複数の電極間に生じる電界によって前記第一および第二の基板の表面に対して水平に配向させるものであり、前記第一の偏光板は、前記液晶セルの前記第一の基板側に配置された第一の偏光子と、前記第一の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された偏光板保護フィルムF2と、を有し、前記第二の偏光板は、前記液晶セルの前記第二の基板側に配置された第二の偏光子と、前記第二の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された偏光板保護フィルムF3と、を有し、前記偏光板保護フィルムF3の、JIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度が、前記偏光板保護フィルムF2のJIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度よりも低い、液晶表示装置。
[2] 前記第一の偏光板は視認側に配置されており、前記第二の偏光板はバックライト側に配置されている、[1]に記載の液晶表示装置。
[3] 前記偏光板保護フィルムF3のJIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度が、150g/(m2・24hr)以下である、[1]または[2]に記載の液晶表示装置。
[4] 前記偏光板保護フィルムF2の、JIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度と、前記偏光板保護フィルムF3の、JIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度との差が、250g/(m2・24hr)以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の液晶表示装置。
[5] 前記バックライトは、LEDバックライトである、[1]〜[4]のいずれかに記載の液晶表示装置。
[6] 前記偏光板保護フィルムF3は、シクロオレフィン樹脂フィルム、(メタ)アクリレート樹脂フィルム、ポリオレフィンフィルムおよびポリカーボネートフィルムからなる群より選ばれる、[1]〜[5]のいずれかに記載の液晶表示装置。
[7] 液晶セルと、前記液晶セルを挟持する第一および第二の偏光板と、バックライトと、を有する液晶表示装置であって、前記液晶セルは、対向する第一および第二の基板と、前記第一および第二の基板間に挟持された、正の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、を有し、前記液晶セルの前記第一および第二の基板のうちの前記第二の基板に、前記液晶分子に電圧を印加するための画素電極および対向電極が配置され、前記液晶セルは、電圧無印加時には、前記液晶分子を前記第一および第二の基板の表面に対して垂直に配向させ、電圧印加時には、前記液晶分子を前記複数の電極間に生じる電界によって前記第一および第二の基板の表面に対して水平に配向させるものであり、前記第二の偏光板は、前記液晶セルの前記第二の基板側に配置された第二の偏光子と、前記第二の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された偏光板保護フィルムF3と、を有し、前記第一の偏光板は、前記液晶セルの前記第一の基板側に、偏光板保護フィルムを介さずに配置された第一の偏光子を有する、液晶表示装置。
液晶セル20は、対向する第一および第二の基板と、第一および第二の基板の間に挟持された液晶層と、を有する。液晶セルの表示方式は、前述の通り、コントラストが高く、視野角も広いことからVA方式が好ましく、なかでもTBA方式が好ましい。
第一の偏光板40は、液晶セル20の対向基板120側に配置されており(図2および図3参照)、第一の偏光子42と、それを挟持する偏光板保護フィルム44(F1)および46(F2)と、を有する。第二の偏光板60は、液晶セル20のアクティブマトリクス基板110側に配置されており、第二の偏光子62と、それを挟持する偏光板保護フィルム64(F3)および66(F4)と、を有する。偏光板保護フィルム44(F1)、46(F2)、64(F3)および66(F4)は、視認側からこの順に配置されている。
第二の偏光子62の、延伸による残留ストレスによる収縮力を得るためには、第二の偏光子62が一定以上の水分を含むことが必要である。そのため、偏光板保護フィルムF3の、JIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度は、150g/(m2・24hr)以下であることが好ましく、140g/(m2・24hr)以下であることがより好ましい。偏光板保護フィルムF3の透湿度が高すぎると、第二の偏光子62の水分が排出されやすくなり、必要以上に第二の偏光子62の含水率が低下するからである。
Ro=(nx−ny)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(d:フィルムの厚み(nm)、nx:フィルム面内の遅相軸方向の屈折率、ny:フィルム面内において、遅相軸に対して直交する方向の屈折率、nz:厚み方向におけるフィルムの屈折率)。
1)フィルムの平均屈折率を、屈折計により測定する。
2)王子計測機器製KOBRA 31WRにより、フィルム法線方向からの波長546nmの光を入射させたときの面内のレターデーションRoを測定する。
3)王子計測機器製KOBRA 31WRにより、フィルム法線方向に対してθの角度(入射角(θ))から波長546nmの光を入射させたときのレターデーション値R(θ)を測定する。θは0°よりも大きく、好ましくは30°〜50°である。
4)測定されたRoおよびR(θ)と、前述の平均屈折率と膜厚とから、王子計測機器製KOBRA 31WRによりnx、nyおよびnzを算出し、Rthを算出することができる。
偏光板保護フィルムF2は、偏光板保護フィルムF3よりも透湿度が高い透明樹脂フィルムであればよく、偏光板保護フィルムF3の透湿度との差が前述の範囲を満たす透明樹脂フィルムであることが好ましい。典型的には、偏光板保護フィルムF3の、JIS Z 0208に準拠して測定される40℃、90%RHにおける透湿度は、400g/(m2・24hr)以上であることが好ましく、430g/(m2・24hr)以上であることがより好ましい。偏光板保護フィルムF2の好ましい例には、セルロースエステル樹脂フィルムが含まれる。
偏光板保護フィルム44(F1)および66(F4)は、偏光子(第一の偏光子42および第二の偏光子62)の含水率を調整する機能を有さないか、またはその機能が低い。よって、偏光板保護フィルム44(F1)および66(F4)は透明樹脂であれば特に制限されず、熱可塑性樹脂であることが好ましい。そのような熱可塑性樹脂の好ましい例には、セルロースエステル樹脂フィルムが含まれる。また、偏光板保護フィルム44(F1)および66(F4)は、反射防止層などの、他の光学機能を有するフィルムまたは層であってもよい。
バックライト80は、偏光板保護フィルムF1またはF4に対向して配置され、好ましくは偏光板保護フィルムF4に対向して配置される。バックライト80と、偏光板保護フィルムF1またはF4との間には、任意の光学部材が配置されてもよい。
シクロオレフィン樹脂フィルム(F−4)の作製
疎水性ポリマーAとしての環状オレフィンポリマー(APEL(登録商標)6013T:三井化学(株)製)と、透湿性ポリマーAとしてのエチレンアクリル酸系のカリウムアイオノマー(エンティラ(商標)MK400:三井デュポンポリケミカル(株)製)とを準備した。そして、疎水性ポリマーA:透湿性ポリマーAの質量比が、80:20となるように混合した。得られた混合物を、撹拌式加熱槽にて105℃で4時間撹拌した。
ポリビニルアセタールフィルム(F−6)の作製
重合度500、鹸化度98モル%のポリビニルアルコール100gを、700gの蒸留水に加熱下で溶解させた後、20℃に保持した。得られた溶液に、35質量%の塩酸29gを加え、さらにベンズアルデヒド50gを添加した。その後、得られた溶液を12℃まで冷却して、樹脂(ポリビニルアセタール)を析出させた。
ポリビニルアセタールフィルム(F−7)の作製
フィルム厚みが38μmとなるように製膜した以外は製造例2と同様にしてポリビニルアセタールフィルムを得た。
(実施例1)
2−1.偏光子の作製
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、35℃の水で膨潤させた。得られたフィルムを、ヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5gおよび水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し;さらに、ヨウ化カリウム3g、ホウ酸7.5gおよび水100gからなる45℃の水溶液に浸漬した。そして、得られたフィルムを、延伸温度55℃、延伸倍率6倍の条件で一軸延伸した。この一軸延伸フィルムを、水洗した後、乾燥させて、厚さ20μmの偏光子を得た。
1)第一の偏光板(視認側の偏光板)の作製
i) 偏光板保護フィルムF1およびF2として、表1のフィルムF−8(セルローストリアセテート樹脂フィルム)を準備した。これらのフィルムF−8を、予め60℃の2mol/Lの水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬させて鹸化処理した後、水洗し、乾燥させた。
ii) 前記作製した偏光子を、固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤溶液に1〜2秒間浸漬させた。
iii) 偏光子に付着した過剰のポリビニルアルコール接着剤を軽く拭き取った。その後、前記i)で得た鹸化処理済みのフィルムF−8を、偏光子のそれぞれの面に配置し、フィルムF−8(F1)/偏光子/フィルムF−8(F2)の積層物を得た。
iv) 得られた積層物を、ロール機により、圧力20〜30N/cm2、搬送スピード2m/分で貼り合わせた。貼り合わせた積層物を、2分間乾燥させて、第一の偏光板とした。
i) 偏光板保護フィルムF4として、表1のフィルムF−8(セルローストリアセテート樹脂フィルム)を準備した。このフィルムF−8を、予め60℃の2mol/Lの水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬させて鹸化処理した後、水洗し、乾燥させた。
ii) 前記作製した偏光子に、固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤溶液を塗布した。
iii) 前記i)で得られた鹸化処理済みのフィルムF−8を、偏光子の一方の面に配置した後、圧着して、端部から過剰なポリビニルアルコール接着剤を吸引除去した。その後、60℃で1分間乾燥させた。
v) 得られた接着剤付きフィルムを、前記偏光子の他方の面に配置して、フィルムF−1(F3)/偏光子/フィルムF−8(F4)の積層物を得た。この積層物を、ロール機により圧力20〜30N/cm2、搬送スピード2m/分で貼り合わせた。
vi) 貼り合わせた積層物の両側から、電子線を照射して、UV硬化接着剤を硬化させて、第二の偏光板とした。ライン速度は、20m/分、加速電圧は250kV、照射線量は20kGyとした。
SONY製40型ディスプレイBRAVIA−KDL−40EX700(LEDバックライト、開口率53%)を準備した。液晶セルは、アクティブマトリクス基板がバックライト側になるように配置されていた。そして、この液晶ディスプレイの液晶セルの両面に取り付けられていた2枚の偏光板を剥がしとった。そして、液晶セルの視認側の面に前記作製した第一の偏光板を取り付け、バックライト側の面に前記作製した第二の偏光板を取り付けた。偏光板と液晶セルとの貼り合わせには、粘着剤として、日東電工(株)製 光学用透明粘着シートLUCIACS CS9621Tを用いた。これにより、開口率が53%の液晶表示装置を得た。
偏光板保護フィルムF3を、表2に示されるように変更した以外は、実施例1と同様にして第一および第二の偏光板を作製し、液晶表示装置を作製した。
偏光板保護フィルムF2およびF3を、表2に示されるように変更した以外は、実施例1と同様にして第一および第二の偏光板を作製し、液晶表示装置を作製した。
偏光板保護フィルムF2を用いなかった以外は実施例5と同様にして第一および第二の偏光板を作製し、液晶表示装置を作製した。
偏光板保護フィルムF2およびF3を、表2に示されるように変更した以外は、実施例1と同様にして第一および第二の偏光板を作製し、液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置を、50℃80%RHの環境下で48時間保存した。次いで、液晶表示装置を、23℃55%RHの環境下でバックライトを点灯させた状態で24時間黒表示させた後、表示画面おける光漏れの程度を目視観察した。(黒表示させたときの)光漏れの程度は、表示画面を正面から目視観察したときの、光漏れの視認のしやすさを、被験者30人による主観評価により行った。評価基準は、以下の通りとした。
◎:光漏れをほとんど視認できないレベル
○:光漏れを若干視認できるが、許容できるレベル
△:光漏れを視認できるが、許容できるレベル
×:光漏れを明確に視認でき、許容できないレベル
そして、被験者30人の評価結果のうち、最も多かった評価結果を表2に記載した。
2 アクティブマトリクス基板
3 対向基板
4 液晶層
10 液晶表示装置
20 液晶セル
40 第一の偏光板
42 第一の偏光子
44 偏光板保護フィルムF1
46 偏光板保護フィルムF2
60 第二の偏光板
62 第二の偏光子
64 偏光板保護フィルムF3
66 偏光板保護フィルムF4
80 バックライト
110 アクティブマトリクス基板
111、121 絶縁基板
112 画素電極
113 対向電極
114 電界
115、125 垂直配向膜
120 対向基板
122 ブラックマトリクス
123 カラーフィルタ
130 液晶層
131 液晶分子
140 表示画面
142 光漏れ
Claims (4)
- 液晶セルと、前記液晶セルを挟持する第一および第二の偏光板と、バックライトと、を有する液晶表示装置であって、
前記液晶セルは、対向する第一および第二の基板と、前記第一および第二の基板間に挟持された、正の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、を有し、
前記液晶セルの前記第一および第二の基板のうちの前記第二の基板に、前記液晶分子に電圧を印加するための画素電極および対向電極が配置され、
前記液晶セルは、電圧無印加時には、前記液晶分子を前記第一および第二の基板の表面に対して垂直に配向させ、電圧印加時には、前記液晶分子を前記複数の電極間に生じる電界によって前記第一および第二の基板の表面に対して水平に配向させるものであり、
前記第二の偏光板は、前記液晶セルの前記第二の基板側に配置された第二の偏光子と、前記第二の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された偏光板保護フィルムとを有し、
前記第一の偏光板は、前記液晶セルの前記第一の基板側に、偏光板保護フィルムを介さずに配置された第一の偏光子を有する、液晶表示装置。 - 前記第一の偏光板は視認側に配置されており、前記第二の偏光板はバックライト側に配置されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記バックライトは、LEDバックライトである、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記第二の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された前記偏光板保護フィルムは、シクロオレフィン樹脂フィルム、(メタ)アクリレート樹脂フィルム、ポリオレフィンフィルムおよびポリカーボネートフィルムからなる群より選ばれる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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