JP2014238593A - Optical laminate and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型偏光膜を有する光学積層体と、この光学積層体を備える液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an optical laminate having a thin polarizing film and a liquid crystal display device including the optical laminate.
液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力という特徴を備えているので、液晶テレビ、コンピュータモニター、携帯電話、カーナビゲーション、携帯ゲーム機などに広く使われている。 Liquid crystal display devices are thin, lightweight, and have low power consumption, so they are widely used in liquid crystal televisions, computer monitors, mobile phones, car navigation systems, portable game machines, and the like.
しかし液晶表示装置は、表示品位の視野角依存性が大きいという問題を有する。視野角依存性とは、例えば、正面から観察すれば正常な色と高いコントラストの画像であるにもかかわらず、斜めから観察すると色が異なったり、階調が反転したりコントラストが低下したりすることをいう。正常な画像が観察できる角度範囲を視野角といい、視野角依存性の大きいことを視野角が狭いという。 However, the liquid crystal display device has a problem that the viewing angle dependency of display quality is large. The viewing angle dependency is, for example, a normal color and a high-contrast image when viewed from the front, but the color is different, the gradation is inverted, or the contrast is lowered when viewed from an oblique direction. That means. An angle range in which a normal image can be observed is called a viewing angle, and a large viewing angle dependency means a narrow viewing angle.
視野角依存性は、液晶分子の配向モードや屈折率異方性、偏光フィルムの特性、光源の指向性などのような、種々の原因によって生じる。液晶表示装置の視野角依存性を小さくするため、液晶表示パネルの観察者側に、例えば偏光板に係止されたレンズアレイを配置する液晶表示装置が知られている。レンズアレイはレンズシートとも呼ばれ、複数の微小なレンズを周期的に並べたものである。 The viewing angle dependency is caused by various causes such as the alignment mode and refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules, the characteristics of the polarizing film, and the directivity of the light source. In order to reduce the viewing angle dependency of the liquid crystal display device, there is known a liquid crystal display device in which, for example, a lens array locked to a polarizing plate is arranged on the viewer side of the liquid crystal display panel. The lens array is also called a lens sheet, and is a periodic array of a plurality of minute lenses.
液晶表示パネルにレンズアレイを配置することにより、視野角特性は改善されるものの、液晶パネルの画素が形成する周期構造と、レンズアレイのもつ周期構造が干渉してモアレ縞が発生し、表示品位が低下することがある。 Although the viewing angle characteristics are improved by arranging the lens array on the liquid crystal display panel, the periodic structure formed by the pixels of the liquid crystal panel and the periodic structure of the lens array interfere with each other, resulting in moiré fringes. May decrease.
このようなモアレ縞の発生を防ぐため、液晶パネルの画素ピッチとレンズアレイのレンズピッチを高精度に制御し、さらに液晶パネルの画素配列方向と、レンズアレイのレンズ配列方向に適切な角度を設ける必要がある(例えば、特許文献1)。 In order to prevent the occurrence of such moire fringes, the pixel pitch of the liquid crystal panel and the lens pitch of the lens array are controlled with high accuracy, and an appropriate angle is provided between the pixel arrangement direction of the liquid crystal panel and the lens arrangement direction of the lens array. There is a need (for example, Patent Document 1).
また、表示の臨場感を高められる立体表示装置が開発されている。そして立体表示にはいくつか手法がある。特許文献2には、二次元に配列された、複数の右目用画素グループと左目用画素グループとが、液晶パネルに列方向に交互に配置され、液晶パネルの前面偏光フィルムの上に、各画素グループに対応したパターン位相差板が形成され、その前面にレンチキュラーレンズを配置した、立体表示装置が記載されている。 In addition, stereoscopic display devices that can enhance the realistic sensation of display have been developed. There are several methods for stereoscopic display. In Patent Document 2, a plurality of right-eye pixel groups and left-eye pixel groups that are two-dimensionally arranged are alternately arranged in a column direction on a liquid crystal panel, and each pixel is arranged on the front polarizing film of the liquid crystal panel. There is described a stereoscopic display device in which a pattern phase difference plate corresponding to a group is formed and a lenticular lens is arranged on the front surface thereof.
適切な立体表示を得るためには、画素グループおよび位相差板の周期構造に合ったレンチキュラーレンズを使用し、画素グループおよび位相差板の周期構造とレンチキュラーレンズの周期構造を、高精度に制御して配置する必要がある。 To obtain an appropriate 3D display, use a lenticular lens that matches the periodic structure of the pixel group and retardation plate, and control the periodic structure of the pixel group and retardation plate and the periodic structure of the lenticular lens with high accuracy. Need to be placed.
立体表示装置には、パターン位相差板のないものもあるが、パターン位相差板以外の構造は上記の立体表示装置と同様であるため、上記の立体表示装置と同じ課題を有する。 Some 3D display devices do not have a pattern phase difference plate. However, since the structure other than the pattern phase difference plate is the same as that of the 3D display device, it has the same problem as the 3D display device.
液晶表示パネルにおいて、モアレ縞、色ムラ、および立体表示のボケの発生を防ぐため、液晶パネルの画素ピッチとレンズアレイのレンズピッチを高精度に制御し、さらに液晶パネルの画素配列方向とレンズアレイのレンズ配列方向に適切な角度を設ける必要がある。 In the liquid crystal display panel, the pixel pitch of the liquid crystal panel and the lens pitch of the lens array are controlled with high precision in order to prevent the occurrence of moiré fringes, color unevenness, and blurring of the three-dimensional display. It is necessary to provide an appropriate angle in the lens arrangement direction.
液晶パネルの基板とレンズアレイの間には偏光フィルムがあり、レンズアレイは偏光フィルムに接着されている。偏光フィルムの寸法が、バックライト点灯時に発生する熱や、外部環境による温度・湿度により変化すると、レンズアレイは、偏光フィルムの影響を受けて歪むおそれがある。 There is a polarizing film between the substrate of the liquid crystal panel and the lens array, and the lens array is bonded to the polarizing film. If the size of the polarizing film changes due to heat generated when the backlight is turned on or temperature / humidity due to the external environment, the lens array may be distorted due to the influence of the polarizing film.
レンズアレイが歪むと、レンズピッチやレンズ配列方向が変化し、モアレ縞や色ムラが発生し、表示品位が低下するおそれがある。またレンズアレイの歪みによって、レンズアレイが偏光フィルムからはがれるおそれがある。 When the lens array is distorted, the lens pitch and the lens arrangement direction are changed, moire fringes and color unevenness are generated, and the display quality may be deteriorated. Further, the lens array may be peeled off from the polarizing film due to distortion of the lens array.
また立体表示装置においては、偏光フィルムの寸法が、バックライトの点灯時に発生する熱や、外部環境による温度、湿度により変化すると、偏光フィルムに貼り付けられているパターン位相差板と、画素グループやレンズアレイとの間に位置ずれが生じる。これにより、立体表示ボケが発生することがある。 In the stereoscopic display device, when the dimension of the polarizing film changes due to the heat generated when the backlight is turned on, the temperature and humidity due to the external environment, the pattern retardation plate attached to the polarizing film, the pixel group, A positional deviation occurs between the lens array. As a result, stereoscopic display blur may occur.
また、レンズアレイがパターン位相差板と接着されている場合には、レンズアレイに歪が生じて色ムラが発生することがあり、レンズアレイがパターン位相差板からはがれてしまうこともある。 Further, when the lens array is bonded to the pattern phase difference plate, distortion may occur in the lens array and color unevenness may occur, and the lens array may be peeled off from the pattern phase difference plate.
液晶表示パネルや立体表示装置に用いられる従来の偏光フィルムは、偏光子と呼ばれる、厚み30μm程度のフィルムの両面に、透明な保護フィルムが貼り合わされている。従来の偏光フィルムは、代表的には、80℃、120時間の環境下で−0.5%程度の寸法変化(収縮)を示す。−0.5%の寸法変化が発生すると、レンズアレイやパターン位相差板が影響を受けて、モアレ縞や、色ムラ、立体表示ボケが発生するおそれがある。すなわち従来の偏光フィルムは寸法安定性が低いため、モアレ縞や、色ムラ、立体表示ボケの発生を防ぐことが難しい。 In a conventional polarizing film used for a liquid crystal display panel and a stereoscopic display device, a transparent protective film is bonded to both surfaces of a film called a polarizer having a thickness of about 30 μm. Conventional polarizing films typically exhibit a dimensional change (shrinkage) of about −0.5% under an environment of 80 ° C. and 120 hours. When a dimensional change of -0.5% occurs, the lens array and the pattern phase difference plate are affected, and there is a possibility that moire fringes, color unevenness, and stereoscopic display blur may occur. That is, since the conventional polarizing film has low dimensional stability, it is difficult to prevent the occurrence of moire fringes, color unevenness, and stereoscopic display blur.
本発明では、寸法変化の少ない偏光フィルムを作製した。そして、この偏光フィルムとレンズアレイとを積層して光学積層体を作製した。そして、その光学積層体を備えた液晶表示装置を作製した。 In the present invention, a polarizing film with little dimensional change was produced. The polarizing film and the lens array were laminated to produce an optical laminate. And the liquid crystal display device provided with the optical laminated body was produced.
本発明では、偏光フィルムの寸法変化率は、代表的には、80℃、120時間の環境下で−0.2%以下である(−0.2%以下とは、−0.2%〜0%という意味)。本発明の偏光フィルムを用いる液晶表示パネルや立体表示装置では偏光フィルムの寸法変化率が小さいため、レンズアレイの歪みも少なく、モアレ縞や、色ムラ、立体表示ボケが発生するおそれが少ない。 In the present invention, the dimensional change rate of the polarizing film is typically −0.2% or less in an environment of 80 ° C. and 120 hours (−0.2% or less means −0.2% to Meaning 0%). In the liquid crystal display panel and the stereoscopic display device using the polarizing film of the present invention, since the dimensional change rate of the polarizing film is small, the distortion of the lens array is small, and there is little possibility of generating moire fringes, color unevenness, and stereoscopic display blur.
本発明の要旨は次のとおりである。
(1)本発明の光学積層体は、光の進行方向を制御する複数のレンズを有するレンズアレイからなる光学素子と、基材の一主面に薄型偏光膜が積層されてなる偏光フィルムとを有する。薄型偏光膜は、前記基材と一緒に自由端縦延伸され、ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂からなる。光学素子と偏光フィルムとは積層され、薄型偏光膜の厚みは、8μm以下である。偏光フィルムは、MD(長手)方向およびTD(幅)方向の寸法変化率が、いずれも−0.2%以下(−0.2%〜0%)である。
(2)本発明の光学積層体は、ポリビニルアルコール系樹脂と一緒に延伸された基材の厚みが、20μm〜80μmである。
(3)本発明の光学積層体は、基材と一緒に延伸されヨウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚み8μm以下の薄型偏光膜を、別の基材へ転写し積層してなる偏光フィルムと、光の進行方向を制御する複数のレンズを有するレンズアレイからなる光学素子とを積層してなる。
(4)本発明の光学積層体においては、上記別の基材の厚みが、20μm〜80μmである。
(5)本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、上記に記載の光学積層体とを備える。
The gist of the present invention is as follows.
(1) The optical layered body of the present invention comprises an optical element comprising a lens array having a plurality of lenses for controlling the traveling direction of light, and a polarizing film in which a thin polarizing film is laminated on one principal surface of a substrate. Have. The thin polarizing film is made of a polyvinyl alcohol-based resin that has been subjected to longitudinal stretching at the free end together with the substrate and dyed with iodine. The optical element and the polarizing film are laminated, and the thickness of the thin polarizing film is 8 μm or less. In the polarizing film, the dimensional change rate in the MD (longitudinal) direction and the TD (width) direction are both −0.2% or less (−0.2% to 0%).
(2) In the optical layered body of the present invention, the base material stretched together with the polyvinyl alcohol resin has a thickness of 20 μm to 80 μm.
(3) The optical laminate of the present invention is a polarizing film obtained by transferring a thin polarizing film having a thickness of 8 μm or less made of a polyvinyl alcohol resin stretched together with a base material and dyed with iodine to another base material and laminating it. And an optical element composed of a lens array having a plurality of lenses for controlling the traveling direction of light.
(4) In the optical laminated body of this invention, the thickness of said another base material is 20 micrometers-80 micrometers.
(5) The liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal panel and the optical laminate described above.
本発明による、偏光フィルムと光学素子を積層してなる光学積層体は、例えば温度変化による寸法変化率が極めて少なく、レンズアレイの歪みが抑えられるため、長期間にわたり、レンズアレイから出射する光の進行方向を、適切に制御することができる。 The optical layered body formed by laminating the polarizing film and the optical element according to the present invention has, for example, an extremely small dimensional change rate due to a temperature change and suppresses distortion of the lens array. The traveling direction can be appropriately controlled.
また、この光学積層体を備えた本発明の液晶表示装置は、高温状態に長時間置かれても、光学積層体から出射する光の進行方向が、適切に制御されるため、モアレ縞や色ムラ、立体表示ボケが発生しにくく、高品位な表示をすることができる。 In addition, the liquid crystal display device of the present invention provided with this optical laminate can appropriately control the traveling direction of light emitted from the optical laminate even when left in a high temperature state for a long time. Unevenness and stereoscopic display blur are unlikely to occur, and high-quality display can be achieved.
さらに、立体表示をするためのパターン位相差板を有する光学積層体は、温度変化による寸法変化が極めて少ないため、画素グループや、レンズアレイとのズレが抑えられ、立体表示ボケのない、高品位な表示をすることができる。 In addition, optical laminates that have a patterned phase difference plate for 3D display have very little dimensional change due to temperature changes, so they can be kept from shifting with pixel groups and lens arrays, and there is no 3D display blur. Display.
[光学積層体]
図1に、本発明の光学積層体10の一例の断面を模式的に示す。基材11の一主面に、薄型偏光膜12が積層されてなる偏光フィルム13とレンズアレイ14が、接着層15を介して積層一体化される。薄型偏光膜12の厚みは8μm以下である。また薄型偏光膜12は、基材と一緒に延伸することで、吸収軸および透過軸が発現し、偏光素子として機能する。レンズアレイ14は典型的にはシート状であり、レンズシートとも呼ばれる。
[Optical laminate]
In FIG. 1, the cross section of an example of the optical laminated
このとき、レンズアレイ14のレンズ14a側の主面が、薄型偏光膜12と対向するように配置し、隣り合うレンズ14aの間が、接着層15で埋まらないようにして接着させる。これは、各レンズ14aの隙間に接着層15が入り込むと、各レンズ14aの屈折作用が弱くなり、レンズアレイ14による視野角補償効果が小さくなるためである。
At this time, the main surface of the
図2に、本発明の光学積層体20の他例の断面を模式的に示す。二枚の基材21、22に薄型偏光膜23が狭持されてなる偏光フィルム24と、レンズアレイ25が、接着層26を介して積層一体化される。薄型偏光膜23の厚みは8μm以下である。このときレンズアレイ25のレンズ25a側の主面が、偏光フィルム24と対向するようにし、隣り合うレンズ25aの間が、接着層26で埋まらないようにして接着させる。
In FIG. 2, the cross section of the other example of the optical
偏光フィルム24においては、二枚の基材21、22のうちの一枚と薄型偏光膜23とを延伸し、延伸後に他方の一枚と貼り合わせても良い。また、薄型偏光膜23を二枚の基材21、22で狭持(貼り合せ)させてから延伸させてもよい。このように薄型偏光膜23の表裏に基材21、22を貼り合わせることにより、例えば偏光フィルム24だけを取り扱う場合に、薄型偏光膜23に傷がつくことを防止できる。
In the
[偏光フィルム]
本発明の液晶表示装置に用いられる偏光フィルムは、代表的には、高温(例えば80℃)で長時間(例えば120時間)置かれても寸法変化が少ない。寸法変化率は、代表的には、−0.2%以下(−0.2%〜0%)である。
[Polarized film]
The polarizing film used in the liquid crystal display device of the present invention typically has little dimensional change even when placed at a high temperature (for example, 80 ° C.) for a long time (for example, 120 hours). The dimensional change rate is typically −0.2% or less (−0.2% to 0%).
図3に、本発明の光学積層体および液晶表示装置に用いられる偏光フィルムの例を、従来の偏光フィルムと共に示して説明する。 In FIG. 3, the example of the polarizing film used for the optical laminated body of this invention and a liquid crystal display device is shown and demonstrated with the conventional polarizing film.
図3(a)は従来の偏光フィルム30であり、保護フィルム31が偏光子32の表裏に貼り合わされている。保護フィルム31は、代表的には、厚み40μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムである。偏光子32は、代表的には、厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムである。
FIG. 3A shows a conventional
図3(b)は本発明に用いられる偏光フィルム40の一例であり、基材41の表面上に、薄型偏光膜42が積層されている。基材41は、代表的には、厚み20μm〜80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、アモルファスPETフィルム、ポリメチルペンテン(TPX)フィルム、アクリル系樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルムなどである。薄型偏光膜42は、代表的には、厚み8μm以下のポリビニルアルコール(PVA)膜である。
FIG. 3B is an example of the
図3(b)に示す、本発明に用いられる偏光フィルム40は、基材41の表面にポリビニルアルコール水溶液を塗布し、乾燥させてポリビニルアルコール膜を形成したのち、基材41と一緒に延伸し、ヨウ素などで染色して薄型偏光膜42を形成したものである。本発明に用いられる偏光フィルム40はこの製法によるため、従来の偏光フィルム30に比べ、薄型偏光膜42が非常に薄い。(従来の偏光子32の厚みは30μm程度、本発明の薄型偏光膜42の厚みは8μm以下)。
The
図3(c)は本発明に用いられる偏光フィルム50の他例であり、薄型偏光膜51の両面が基材52、53により狭持されている。基材52、53は、代表的には、厚み20μm〜80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、アモルファスPETフィルム、ポリメチルペンテン(TPX)フィルム、アクリル系樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルムなどである。薄型偏光膜51は、代表的には、厚み8μm以下のポリビニルアルコール(PVA)膜である。
FIG. 3C shows another example of the
図3(c)に示す、本発明に用いられる偏光フィルム50は、一方の基材52の表面にポリビニルアルコール水溶液を塗布し、乾燥させてポリビニルアルコール膜を形成したのち、一方の基材52と一緒に延伸し、ヨウ素などで染色して薄型偏光膜51を形成し、薄型偏光膜51に他方の基材53を貼り合せたものである。本発明に用いられる偏光フィルム50はこの製法によるため、従来の偏光フィルム30に比べ、薄型偏光膜51が非常に薄い。(従来の偏光子32の厚みは30μm程度、本発明の薄型偏光膜51の厚みは8μm以下)。
A
本発明に用いられる偏光フィルム40、50が、高温での寸法変化の少ない理由は、次のように考えられる。
(1)薄型偏光膜42、51の厚みが薄い。従来の偏光子32は厚みが30μm程度あるが、本発明に用いられる薄型偏光膜42、51の厚みは8μm以下である。一般に、薄い膜やフィルムは厚いものに比べて寸法変化が少ない。
(2)基材41、52、53は、高温による寸法変化が、薄型偏光膜42、51に比べて非常に少ない材質のものが選ばれる。本発明に用いられる偏光フィルム40、50では、薄型偏光膜42、51の収縮応力が発生したとき、基材41、52、53が薄型偏光膜42、51よりも厚くて剛性が大きいため、薄型偏光膜42、51の応力の影響が少なく、偏光フィルム40、50が収縮しにくい。
The reason why the polarizing
(1) The thin
(2) The
本発明に用いられる偏光フィルム40、50において、薄型偏光膜42、51の適切な厚みは8μm以下であり、基材41、52、53の適切な厚みは20μm〜80μmである。基材41、52、53の厚みが20μmを下回ると、基材41、52、53の剛性が不足して、偏光フィルム40、50が収縮しやすくなるおそれがある。基材41、52、53の厚みが80μmを超えると、偏光フィルム40、50が厚くなりすぎて屈曲性に乏しくなり、パネルへの貼り易さなどの実用性に欠けるようになる。
In the
一方、従来の偏光フィルム30でも、保護フィルム31には、高温による寸法変化が偏光子32に比べて非常に少ない材質のものが選ばれる。代表的には、保護フィルム31の寸法変化率は、−0.03%程度である。
On the other hand, in the conventional
しかし、偏光子32と保護フィルム31の厚みが同程度なので、偏光子32の収縮応力が発生したとき、保護フィルム31は、収縮応力に対抗するだけの剛性を有しない。そのため、偏光フィルム30の収縮を防ぐことが難しい。実際に、発明者らの実験によると、保護フィルム31の厚みが小さくなるに従って、偏光フィルム30の寸法収縮率が大きくなる傾向にある。
However, since the thicknesses of the
[偏光フィルムの製造方法]
本発明に用いられる偏光フィルム40、50は、それぞれ基材41、52、53と薄型偏光膜42、51の積層体からなり、その製造方法は後述する工程により得ることができる。
[Production method of polarizing film]
The polarizing
本発明の偏光フィルム40は、基材41の表面にビニルアルコール系ポリマーの薄膜を塗布形成し、薄膜を基材41と一緒に延伸したのち、例えばヨウ素などを染色して、薄膜に偏光機能を付加し、基材41と薄型偏光膜42の積層体とすることで製造される。
In the
本発明の偏光フィルム50は、基材52の表面にビニルアルコール系ポリマーの薄膜を塗布形成し、薄膜を基材52と一緒に延伸したのち、例えばヨウ素などを染色して、薄膜に偏光機能を付加し、基材52と薄型偏光膜51の積層体を製造し、さらに薄型偏光膜51に基材53を積層することで製造される。
In the
上記のようにして得られた偏光フィルム40、50は、温度や湿度の影響を受けにくく、温度や湿度による寸法変化が非常に少ない。通常、偏光フィルムの寸法変化は、最も伸縮しやすい偏光子が支配しているので、寸法変化が少ない薄型偏光膜42、51を含む本発明の偏光フィルム40、50は、寸法変化率が小さい。
The polarizing
偏光フィルム40、50の寸法変化率は、具体的には、80℃の恒温環境試験室に120時間保管したとき、少なくとも−0.2%以下(−0.2%〜0%)にすることができ、好ましくは−0.1%以下(−0.1%〜0%)とすることができる。
Specifically, the dimensional change rate of the
偏光フィルム40、50の寸法変化率が小さい理由は、完全には解明できていないが、上述した(1)、(2)の他に次の(ア)〜(エ)を含む事項が複合的に作用していると推測される。
(ア)ビニルアルコール系ポリマーの薄膜であること。
(イ)ビニルアルコール系ポリマーの薄膜が塗布形成されており、この薄膜が接着剤などを介しないで、基材41、52と密着積層していること。
(ウ)ビニルアルコール系ポリマーの薄膜だけを延伸するのではなく、この薄膜と基材41、52を一緒に延伸していること。
(エ)ビニルアルコール系ポリマーの薄膜と基材41、52を延伸したのち、ヨウ素などを染色していること。
The reason why the dimensional change rate of the
(A) A thin film of vinyl alcohol polymer.
(A) A thin film of vinyl alcohol polymer is applied and formed, and this thin film is closely adhered to the
(C) Rather than stretching only a vinyl alcohol polymer thin film, this thin film and the
(D) After the vinyl alcohol polymer thin film and the
偏光フィルム40は、基材41と薄型偏光膜42からなり、その厚みは使用する基材41の厚みにより変わるが、好ましくは20μm〜90μm程度である。
The
偏光フィルム50は、基材52、53と薄型偏光膜51からなり、その厚みは使用する基材52、53の厚みにより変わるが、好ましくは40μm〜170μm程度である。
The
薄型偏光膜42、51の偏光度は、好ましくは99%以上であり、透過率は、好ましくは39%〜46%である。
The polarization degree of the thin
上記の工程で用いられる基材41、52は、ビニルアルコール系ポリマーの薄膜を均一に塗布形成できる、平滑性に優れたものである。かつ、基材41、52に上記の薄膜を密着積層した状態で延伸できる、延伸性に優れたものが好ましく用いられる。
The
基材41、52の材質としては、例えばオレフィン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー、アクリル系ポリマー、アモルファスPETポリマー、およびこれらのブレンドポリマーなどが挙げられる。基材41、52には、ビニルアルコール系ポリマー薄膜の密着性を高めるために、ウレタン樹脂などの易接着層を設けてもよい。
Examples of the material of the
基材41、52の延伸前の厚みは、好ましくは50μm〜200μmであり、延伸後の厚みは、好ましくは20μm〜80μmである。なお基材41、52が易接着層を有する場合は、この厚みの範囲は易接着層を含む厚みである。
The thickness before stretching of the
ビニルアルコール系ポリマーは、代表的には、ポリビニルアルコールやエチレンビニルアルコール共重合体である。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルを鹸化加水分解して得られ、エチレンビニルアルコール共重合体は、エチレン酢酸ビニル共重合体を鹸化加水分解して得られる。 The vinyl alcohol polymer is typically polyvinyl alcohol or an ethylene vinyl alcohol copolymer. Polyvinyl alcohol is obtained by saponification hydrolysis of polyvinyl acetate, and ethylene vinyl alcohol copolymer is obtained by saponification hydrolysis of ethylene vinyl acetate copolymer.
ビニルアルコール系ポリマーは、適当な溶媒(例えば熱水)に溶解して溶液状にしたのち、任意のコータにて基材41、52の表面に薄膜状に塗布形成される。ビニルアルコール系ポリマー薄膜の延伸前の厚みは、好ましくは、1μm〜20μmである。
The vinyl alcohol-based polymer is dissolved in an appropriate solvent (for example, hot water) to form a solution, and is then formed into a thin film on the surfaces of the
ビニルアルコール系ポリマー薄膜と基材41、52の積層体は、任意の延伸装置(例えばテンター延伸機)により、縦、横、または斜め方向に延伸(空中延伸)される。このように、薄膜を基材41、52と一緒に延伸することによって、薄膜が破断することなく、均一に延伸することができる。このときの延伸倍率は、最終的に得られる薄型偏光膜42、51の光学特性に応じて任意に設定されるが、好ましくは3倍〜6倍である。この際の延伸温度は好ましくは100℃〜180℃である。
The laminate of the vinyl alcohol polymer thin film and the
前記の延伸は通常の空中延伸(空気中の延伸)であるが、出願人による研究の結果、ポリビニルアルコール系樹脂を、低温(85℃以下)のホウ酸水溶液中において、総延伸倍率が5倍以上になるように延伸すること(ホウ酸水中延伸)により、さらに光学特性の優れた薄型偏光膜が得られることが分かった。 Although the above-mentioned stretching is ordinary air stretching (stretching in the air), as a result of the study by the applicant, the polyvinyl alcohol resin is subjected to a total stretching ratio of 5 times in a boric acid aqueous solution at a low temperature (85 ° C. or lower). It has been found that a thin polarizing film with further excellent optical properties can be obtained by stretching the film as described above (stretching in boric acid in water).
ホウ酸は水溶液中で、テトラヒドロキシホウ酸アニオンを生成する。このテトラヒドロキシホウ酸アニオンは、ビニルアルコール系ポリマーのヒドロキシ基と水素結合し、ビニルアルコール系ポリマーを架橋させると推察される。この架橋により、ビニルアルコール系ポリマーが不溶化し、水溶液中で延伸することができるようになる。 Boric acid generates a tetrahydroxyborate anion in an aqueous solution. This tetrahydroxyborate anion is presumed to hydrogen bond with the hydroxy group of the vinyl alcohol polymer to crosslink the vinyl alcohol polymer. By this crosslinking, the vinyl alcohol polymer is insolubilized and can be stretched in an aqueous solution.
PVA系樹脂をホウ酸水溶液中で延伸すれば、PVA系樹脂層を不溶化できるので、総延伸倍率で5倍以上の高倍率に延伸することが可能になる。 If the PVA-based resin is stretched in an aqueous boric acid solution, the PVA-based resin layer can be insolubilized, so that it can be stretched at a high magnification of 5 times or more in terms of the total stretch ratio.
樹脂基材と一体に薄いPVA系樹脂を空中で延伸する従来製法によっては、高性能な薄型偏光膜を得ることは難しい。その要因は、「空中延伸」と云われる延伸方法を用いていることに起因する。温度に関わらず、空中延伸による場合、延伸によってPVA系樹脂の結晶化が進み、延伸対象の樹脂基材を含めて総延伸倍率を元長の5倍以上にすることは難しい。かつ、PVA系樹脂にラメラ構造や球晶のように配向に寄与しない高次構造(大きな構造)が形成されることによって、二色性物質を十分に吸着させ、かつ高次に配向させることができなくなるものと推論される。 It is difficult to obtain a high-performance thin polarizing film by a conventional manufacturing method in which a thin PVA-based resin is stretched in the air integrally with a resin base material. The cause is due to the use of a drawing method called “air drawing”. Regardless of the temperature, in the case of stretching in the air, crystallization of the PVA resin proceeds by stretching, and it is difficult to make the total stretching ratio including the resin base material to be stretched 5 times or more of the original length. In addition, a high-order structure (large structure) that does not contribute to orientation, such as a lamellar structure or spherulite, is formed in the PVA-based resin, so that the dichroic substance can be sufficiently adsorbed and oriented in a higher order. Inferred to be impossible.
ポリビニルアルコール系樹脂を低温でホウ酸水中延伸することにより、ポリビニルアルコール系ポリマーの結晶化を防ぎながら、薄いPVA系樹脂を5倍以上の高倍率に延伸することができる。その結果、薄いPVA系樹脂の非晶質部分の配向性が高まることになるという推論に至る。また高倍率に延伸することによって、PVA系樹脂中に存在するポリヨウ素イオン錯体などの二色性物質が、高次に一方向に並ぶことになる。その結果として、光学特性の高い薄型偏光膜が得られる。 By stretching the polyvinyl alcohol resin in boric acid in water at a low temperature, the thin PVA resin can be stretched at a high magnification of 5 times or more while preventing crystallization of the polyvinyl alcohol polymer. As a result, an inference is made that the orientation of the amorphous portion of the thin PVA-based resin is increased. Moreover, by extending | stretching at high magnification, dichroic substances, such as a polyiodine ion complex which exists in PVA-type resin, will be located in a high order in one direction. As a result, a thin polarizing film having high optical characteristics can be obtained.
延伸された、基材41、52と薄膜の積層体は、二色性物質(例えばヨウ素や有機染料)を含有する染色浴中に浸漬され、染色される。この際、基材41、52の材料として水酸基を有しない疎水性樹脂(例えばノルボルネン系ポリマー)を用いれば、基材41、52は染色されない。染色浴の温度は、好ましくは、10℃〜50℃である。延伸された積層体を染色浴に浸漬する総時間は、好ましくは、5秒〜240秒である。
The stretched laminate of the
また、薄型偏光膜42は、図3(d)〜(e)に示すように、別の基材43へ、接着剤(図示せず)などを介して転写して、偏光フィルム44を作製することができる。転写後の基材43は、例えば保護フィルムとして使用することもできる。この基材43はキャスト法や押し出し法により作製され、材質や厚みは適宜選択することができる。更に、図3(f)に示すように、薄型偏光膜42に保護フィルム45を積層して、薄型偏光膜42の両側を保護した偏光フィルム46を作製することもできる。
Further, as shown in FIGS. 3D to 3E, the thin
従来用いられている基材は、厚みが40μmおよび80μmの、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムである。ハンドリングなどを考慮すると、厚み20μm程度までは、保護フィルムとして使用できる。したがって、転写後に保護フィルムとして使用する基材43の厚みは、20μm〜80μmが好ましいといえる。
A conventionally used base material is a triacetyl cellulose (TAC) film having a thickness of 40 μm and 80 μm. Considering handling, etc., it can be used as a protective film up to a thickness of about 20 μm. Therefore, it can be said that the thickness of the
本発明者らの推測によれば、ビニルアルコール系ポリマーの薄膜を延伸した後に、染色浴に浸漬し薄膜を膨潤させることも、内部応力を低減して、薄型偏光膜42、51の寸法変化率を小さくする効果がある。
According to the estimation of the present inventors, after stretching a thin film of a vinyl alcohol polymer, the thin film is immersed in a dyeing bath to swell the thin film, reducing the internal stress and reducing the dimensional change rate of the thin
[レンズアレイ]
図4(a)に、本発明の液晶表示装置に用いられるレンズアレイ60の一例を示す。透明基板61の片面に、多数のレンチキュラーレンズ62が、ピッチPLで周期的に配列されている。ピッチPLは、代表的には、0.1mm程度である。レンチキュラーレンズ62の光軸と直交する方向が、レンチキュラーレンズ62の配列方向である。配列するレンズは他に、図4(b)に示すフライアイレンズ63や、リニアフレネルレンズ、マイクロプリズム、シリンドリカルレンズ、マイクロレンズアレイなどでもよい。
[Lens Array]
FIG. 4A shows an example of a
図1に示した、偏光フィルム13とレンズアレイ14を備えた光学積層体10は、偏光フィルム13の収縮率が従来の偏光フィルムより格段に小さいので、レンズアレイ14の歪みが抑えられる。そのため、カラーフィルター(図示しない)に入射する入射光がずれることがなく、色ムラの発生が抑えられる。
Since the
[液晶表示装置]
図5(a)に、本発明の液晶表示装置70の一例を模式的に示す。液晶表示装置70は、液晶パネル71と、本発明の光学積層体10と、偏光フィルム72と、面光源(バックライト)73を備える。
[Liquid Crystal Display]
FIG. 5A schematically shows an example of the liquid
液晶パネル71は一対の基板71aに狭持された液晶層71bを備える。液晶パネル71の面光源73側に、本発明の光学積層体10が貼り付けられる。液晶パネル71の、光学積層体10と反対の側に、偏光フィルム72が貼り付けられる。
The
図5(b)に、本発明の液晶表示装置80の他例を模式的に示す。液晶表示装置80は、液晶パネル81と、本発明の光学積層体10と、偏光フィルム82と、面光源(バックライト)83を備える。液晶パネル81は、一対の基板81aに狭持された液晶層81bを備える。図5(a)の本発明の液晶表示装置70との違いは、面光源83が、液晶パネル81を基準として、光学積層体10の反対側にあることである。
FIG. 5B schematically shows another example of the liquid
図6(a)に、本発明の液晶表示装置90の他例を模式的に示す。液晶表示装置90は、液晶パネル91と、本発明の光学積層体20と、偏光フィルム92と、面光源(バックライト)93を備える。
FIG. 6A schematically shows another example of the liquid
液晶パネル91は一対の基板91aに狭持された液晶層91bを備える。液晶パネル91の面光源93側に、本発明の光学積層体20が貼り付けられる。液晶パネル91の、光学積層体20と反対の側に、偏光フィルム92が貼り付けられる。
The liquid crystal panel 91 includes a
図6(b)に、本発明の液晶表示装置100の他例を模式的に示す。液晶表示装置100は、液晶パネル101と、本発明の光学積層体20と、偏光フィルム102と、面光源(バックライト)103を備える。液晶パネル101は、一対の基板101aに狭持された液晶層101bを備える。図6(a)の本発明の液晶表示装置100との違いは、面光源103が、液晶パネル101を基準として、光学積層体20の反対側にあることである。
FIG. 6B schematically shows another example of the liquid
本発明は液晶パネルを用いた立体表示装置にも適用できる。適用可能な立体表示装置としては、例えば、図7に示すレンチキュラー方式の液晶表示装置110が挙げられる(特許文献2)。一般に、液晶セルの、右目用画素グループ111に対応する右円偏光と、左目用画素グループ112に対応する左円偏光を出射するため、偏光フィルム113の直上に、パターン位相差板114とレンズアレイ115とが順次積層され、パターン位相差板114は、シリンドリカルレンズ(レンズアレイ115)に対応する複数の遅相軸パターンを有する。
The present invention can also be applied to a stereoscopic display device using a liquid crystal panel. As an applicable stereoscopic display device, for example, a lenticular type liquid
パターン位相差板114の形成方法については、種々の方法が開示されている。例えば、1/2波長板を、フォトリソグラフィプロセスを用いて、走査線と平行な方向に交互にパターンニングして、1/2波長の位相差をもつ部分と、位相差のない部分を基板上に形成する。これらの上に、1/2波長の位相差をもつ部分の遅相軸と直交した遅相軸を有する、1/4波長の位相差板を、基板の全面に積層する。これにより、遅相軸が直交した、ストライプ状のパターン1/4波長板を形成する方法がある。
Various methods for forming the
別方法として、基板に、ポリイミドやポリビニルアルコールなどのラビング配向膜を形成する。走査線と平行な方向に交互に遅相軸を得るために、マスクパターンを作製して、ラビング方向をストライプ状に制御する。その上に、液晶材料を配向させて、遅相軸が互いに直交するストライプ状の1/4波長板を形成する方法がある。 As another method, a rubbing alignment film such as polyimide or polyvinyl alcohol is formed on the substrate. In order to obtain a slow axis alternately in a direction parallel to the scanning line, a mask pattern is produced and the rubbing direction is controlled in a stripe shape. On top of that, there is a method in which a liquid crystal material is aligned to form a striped quarter-wave plate whose slow axes are orthogonal to each other.
さらに別方法として、基板に光配向膜を形成し、走査線と平行な方向に、交互に遅相軸を得るためマスクパターンを作製する。偏光UV照射をする際に、ストライプ状に制御し、その上に液晶材料を配向させる。このようにして、遅相軸が互いに直交するストライプ状の1/4波長板を形成する方法がある。 As another method, a photo-alignment film is formed on the substrate, and a mask pattern is produced in order to obtain a slow axis alternately in a direction parallel to the scanning line. When the polarized UV irradiation is performed, the stripe shape is controlled, and the liquid crystal material is aligned thereon. In this way, there is a method of forming a striped quarter-wave plate whose slow axes are orthogonal to each other.
図8は、本発明の液晶表示装置120の一例の模式図である。この液晶表示装置120は立体表示が可能である。液晶表示装置120は、液晶パネル121と、本発明の光学積層体122と、レンズアレイ123と、偏光フィルム124と、面光源(バックライト)125を備える。
FIG. 8 is a schematic diagram of an example of the liquid
液晶パネル121は一対の基板121aに狭持された液晶層121bを備える。液晶層121b内の液晶セルは、右目用画素グループ121cと、左目用画素グループ121dが交互に配置される。
The
本発明の光学積層体122は、基材122aの一主面に薄型偏光膜122bが積層されてなる偏光フィルム122cと、パターン位相差板122dを積層したものである。
The
液晶セルの右目用画素グループ121cおよび左目用画素グループ121dのピッチと、パターン位相差板122dのピッチと、レンズアレイ123のピッチは一致する。
The pitch of the right-
レンズアレイ123はパターン位相差板122dの上に配置されるが、パターン位相差板122dとは接着させず、ベゼルによって固定してもよい。あるいは、レンズアレイ123は、粘着剤などによりパターン位相差板122dと貼り合わせてもよい。
Although the
従来の偏光フィルムがベゼルにより固定されている場合は、面光源点灯時の熱や、外部環境による温度、湿度の変化により、偏光フィルムの寸法が変化しやすい。そのため、パターン位相差板と液晶セルの位置がズレやすく、立体表示ボケが発生しやすい。 When a conventional polarizing film is fixed by a bezel, the dimensions of the polarizing film are likely to change due to changes in temperature and humidity due to heat generated when the surface light source is turned on and the external environment. For this reason, the positions of the pattern phase difference plate and the liquid crystal cell are easily misaligned, and stereoscopic display blur is likely to occur.
従来の偏光フィルムがレンズアレイと接着されている場合は、偏光フィルムの寸法変化は見かけ上小さくなるが、偏光フィルムの収縮応力によりレンズアレイが歪むため、立体表示ボケが発生しやすい。 When the conventional polarizing film is bonded to the lens array, the dimensional change of the polarizing film is apparently reduced, but the lens array is distorted due to the contraction stress of the polarizing film, so that stereoscopic display blur is likely to occur.
本発明の偏光フィルム122cを備えた光学積層体122を用いると、面光源125点灯時の熱や、外部環境による温度、湿度の変化があっても、パターン位相差板122dの位置ズレや、レンズアレイ123の歪みが発生しない。右目用画素グループ121cおよび左目用画素グループ121dと、パターン位相差板122dおよびレンズアレイ123の関係にズレが生じないため、立体表示ボケを抑えることができる。
When the optical
従来の偏光フィルムをこのような液晶表示装置に用いた場合、製造当初は、モアレ縞が発生しにくいようにできる。しかし、例えば車載など、高温環境下で偏光フィルムの寸法変化に影響を受けると、光学素子に歪みが生じる。光学素子がレンズアレイの場合は、レンズ配列のピッチPLや配列方向がずれたり、レンズアレイと偏光フィルムがはがれたりする。また、光学素子がパターン位相差板の場合は、パターン位相差板と画素グループとに位置ずれが生じる。この結果、モアレ縞、色ムラや立体表示ボケが発生することがある。しかし、本発明の光学積層体10、20、122を使用すると、高温環境下でも光学素子に歪みやハガレが発生することなく、光学素子と他の光学部材との位置ずれが抑えられるため、液晶表示装置におけるモアレ縞、色ムラや立体表示ボケの発生が抑制される。
When a conventional polarizing film is used for such a liquid crystal display device, moire fringes are unlikely to occur at the beginning of manufacture. However, when the dimensional change of the polarizing film is affected under a high temperature environment such as in a vehicle, the optical element is distorted. If the optical element is a lens array, or shift pitch P L and the arrangement direction of the lens array, polarizing film is peeled off the lens array. Further, when the optical element is a pattern phase difference plate, a positional deviation occurs between the pattern phase difference plate and the pixel group. As a result, moire fringes, color unevenness, and stereoscopic display blur may occur. However, when the
実施例1〜14では、ポリビニルアルコールを基材に塗工し、延伸・染色して作製したフィルムを用いる本発明の光学積層体を備えた液晶表示装置を作製した。 In Examples 1-14, the liquid crystal display device provided with the optical laminated body of this invention using the film produced by apply | coating polyvinyl alcohol to a base material, extending | stretching and dye | staining was produced.
偏光フィルムにおいて、ポリビニルアルコール塗膜の厚みは、4水準(3.2μm、4.3μm、10.0μm、18.0μm)とした。また、延伸・染色後の薄型偏光膜の厚みは、4水準(1.3μm、1.7μm、4.0μm、7.2μm)とした。 In the polarizing film, the thickness of the polyvinyl alcohol coating film was set to 4 levels (3.2 μm, 4.3 μm, 10.0 μm, 18.0 μm). The thickness of the thin polarizing film after stretching and dyeing was set to 4 levels (1.3 μm, 1.7 μm, 4.0 μm, 7.2 μm).
基材の種類と厚みは表1のように選択し、製作した。 The type and thickness of the substrate were selected as shown in Table 1 and manufactured.
比較例1〜8は、従来の偏光子延伸方法に基づいた製造方法により得られた偏光フィルムである。 Comparative Examples 1-8 are polarizing films obtained by a production method based on a conventional polarizer stretching method.
[実施例1]
ポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製JC−40)を熱水溶解してから冷却し、7重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。
[Example 1]
A polyvinyl alcohol resin (JC-40 manufactured by Nippon Vinegar Pover Co., Ltd.) was dissolved in hot water and then cooled to prepare a 7% by weight polyvinyl alcohol aqueous solution.
ノルボルネン系樹脂フィルム(JSR社製、アートン)の表面を、易接着のためのコロナ処理をしたのち、ポリビニルアルコール水溶液を塗工し、100℃で10分間乾燥させ、厚み3.2μmのポリビニルアルコール塗膜を得た。これによりポリビニルアルコール塗膜とノルボルネン系樹脂フィルムを積層した積層体を得た。 The surface of a norbornene-based resin film (manufactured by JSR, Arton) is subjected to corona treatment for easy adhesion, and then coated with an aqueous polyvinyl alcohol solution, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and coated with a 3.2 μm thick polyvinyl alcohol. A membrane was obtained. Thereby, the laminated body which laminated | stacked the polyvinyl alcohol coating film and the norbornene-type resin film was obtained.
得られた積層体をロールtoロールにて、140℃で、自由端縦延伸(積層体の幅方向端部を保持しないで長手方向に延伸する)にて、縦4.5倍延伸して延伸積層体とした。延伸後の積層体は、フィルム幅が360mm、基材厚みは40μm、ポリビニルアルコール塗膜の厚みは1.3μmであった。 The obtained laminate is stretched 4.5 times longitudinally by roll-to-roll at 140 ° C. by free-end longitudinal stretching (stretching in the longitudinal direction without holding the widthwise end of the laminate). A laminated body was obtained. The stretched laminate had a film width of 360 mm, a substrate thickness of 40 μm, and a polyvinyl alcohol coating film thickness of 1.3 μm.
次に延伸積層体を20℃のヨウ素水溶液(ヨウ素:ヨウ化カリウム:水=1:10:200)に60秒間浸漬した後、55℃の10重量%ホウ酸水溶液に420秒間浸漬し、さらに30℃の4重量%ヨウ化カリウム水溶液に10秒間浸漬したのち、60℃で4分間乾燥を行ない、偏光フィルムを得た。完成した偏光フィルムの、ポリビニルアルコール塗膜からなる薄型偏光膜の厚みは1.3μmであった。 Next, the stretched laminate was immersed in an aqueous iodine solution at 20 ° C. (iodine: potassium iodide: water = 1: 10: 200) for 60 seconds, then immersed in an aqueous 10 wt% boric acid solution at 55 ° C. for 420 seconds, and further 30 After being immersed in a 4 wt% potassium iodide aqueous solution at 10 ° C. for 10 seconds, drying was performed at 60 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizing film. The thickness of the thin polarizing film which consists of a polyvinyl alcohol coating film of the completed polarizing film was 1.3 micrometers.
得られた偏光フィルムの光学特性を、ポリビニルアルコール塗膜面にプリズム薄型偏光膜からの光が入射される構成にて、積分球付き分光光度計(日立製作所製 U−4100)にて測定したところ、透過率41.5%、偏光度99.8%であった。 The optical properties of the obtained polarizing film were measured with a spectrophotometer with an integrating sphere (U-4100 manufactured by Hitachi, Ltd.) in a configuration in which light from the prismatic thin polarizing film was incident on the polyvinyl alcohol coating film surface. The transmittance was 41.5% and the degree of polarization was 99.8%.
各直線偏光に対する透過率は、グランテーラープリズム薄型偏光膜を通して得られた完全偏光を100%として測定した。なお透過率はCIE1931表色系に基づいて算出した視感度補正したY値で示した。また偏光度Pは、
P={(k1−k2)/(k1+k2)}×100
で算出した。ここでk1、k2は最大透過率方向の直線偏光の透過率、およびその直交方向の線偏光の透過率を表わす。
The transmittance for each linearly polarized light was measured with 100% of the completely polarized light obtained through the Gran Taylor prism thin polarizing film. The transmittance is indicated by the Y value corrected for the visibility calculated based on the CIE 1931 color system. The degree of polarization P is
P = {(k 1 −k 2 ) / (k 1 + k 2 )} × 100
Calculated with Here, k 1 and k 2 represent the transmittance of linearly polarized light in the maximum transmittance direction and the transmittance of linearly polarized light in the orthogonal direction.
レンズアレイは、ノルボルネン系樹脂フィルム(JSR社製 アートン 厚み150μm 幅750mm)を透明基板とし、所定の凹部を有する金型に充填、硬化させた紫外線硬化樹脂(JSR社製 Z9001)を透明基板の表面に転写して形成した。レンズピッチPLは0.1mm、レンズ高さは0.04mmとした。 The lens array uses a norbornene-based resin film (Artron thickness 150 μm, width 750 mm, manufactured by JSR) as a transparent substrate, and an ultraviolet curable resin (Z9001, manufactured by JSR) filled and cured in a mold having a predetermined concave portion. It was formed by transferring to Lens pitch P L is 0.1 mm, the height of the lens was 0.04 mm.
図6(b)のように、レンズアレイと偏光フィルムからなる本発明の光学積層体を、アクリル系粘着剤により、液晶パネルに貼り合わせて、モアレ縞と色ムラを観察するための液晶表示装置を製作した。 As shown in FIG. 6B, a liquid crystal display device for observing moire fringes and color unevenness by laminating the optical laminate of the present invention comprising a lens array and a polarizing film to a liquid crystal panel with an acrylic adhesive. Was made.
さらに、図8のように、パターン位相差板と、偏光フィルムからなる本発明の光学積層体を、アクリル系粘着剤により、レンズアレイと液晶パネルとの間に介在させるように貼り合わせて、立体表示ボケを観察するための液晶表示装置を製作した。液晶パネルは、右目用画素グループと左目用画素グループからなる液晶セルを備える。 Further, as shown in FIG. 8, the optical layered body of the present invention composed of a pattern retardation plate and a polarizing film is bonded with an acrylic adhesive so as to be interposed between a lens array and a liquid crystal panel, A liquid crystal display device for observing display blur was manufactured. The liquid crystal panel includes a liquid crystal cell including a right-eye pixel group and a left-eye pixel group.
実施例1の液晶表示装置について、80℃、24時間の環境試験を行ない、試験後の表示劣化を調べたところ、色ムラ、モアレ縞、立体表示ボケの発生はなく、表示劣化はなかった。 The liquid crystal display device of Example 1 was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 24 hours and examined for display deterioration after the test. As a result, no color unevenness, moire fringes, and three-dimensional display blur occurred, and there was no display deterioration.
実施例1に使用した偏光フィルムを、偏光フィルム単独で80℃、120時間の環境試験をしたところ、表1に示すように、寸法変化率は、MD(長手方向)が−0.022%、TD(幅方向)が−0.049%であった。 When the polarizing film used in Example 1 was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 120 hours using the polarizing film alone, as shown in Table 1, the dimensional change rate was -0.022% in MD (longitudinal direction), TD (width direction) was -0.049%.
[実施例2〜6]
ポリビニルアルコール水溶液の塗工量を調整し、ポリビニルアルコール塗膜からなる薄型偏光膜の厚みと、基材の厚みを表1のように調整した。それ以外は、実施例1と同様にして、偏光フィルムおよび液晶表示装置を作製した。
[Examples 2 to 6]
The coating amount of the polyvinyl alcohol aqueous solution was adjusted, and the thickness of the thin polarizing film composed of the polyvinyl alcohol coating film and the thickness of the substrate were adjusted as shown in Table 1. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the polarizing film and the liquid crystal display device.
実施例1と同じく、液晶表示装置について、80℃、24時間の環境試験を行なった。試験後、色ムラ、モアレ縞、立体表示ボケの発生はなく表示劣化はなかった。偏光フィルム単独での、80℃、120時間の環境試験のおける寸法変化率は、表1のとおりであった。 As in Example 1, the liquid crystal display device was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 24 hours. After the test, there was no occurrence of color unevenness, moire fringes and stereoscopic display blur, and there was no display deterioration. Table 1 shows the dimensional change rate of the polarizing film alone in the environmental test at 80 ° C. for 120 hours.
[実施例7〜14]
ポリビニルアルコール水溶液の塗工量を調節し、ポリビニルアルコール塗膜からなる薄型偏光膜の厚みと、基材の厚みを、表1のように調整した。図3(c)のように、薄型偏光膜の両面を基材で積層して、偏光フィルムを作製した。それ以外は実施例1と同様である。
[Examples 7 to 14]
The coating amount of the polyvinyl alcohol aqueous solution was adjusted, and the thickness of the thin polarizing film composed of the polyvinyl alcohol coating film and the thickness of the substrate were adjusted as shown in Table 1. As shown in FIG. 3C, both surfaces of the thin polarizing film were laminated with a base material to produce a polarizing film. The rest is the same as in the first embodiment.
図6(b)のように、レンズアレイと偏光フィルムを、アクリル系粘着剤により、液晶パネルに貼り合わせて、モアレ縞と色ムラを観察するための液晶表示装置を製作した。 As shown in FIG. 6B, the lens array and the polarizing film were bonded to a liquid crystal panel with an acrylic adhesive to produce a liquid crystal display device for observing moire fringes and color unevenness.
さらに、図8のように、パターン位相差板と偏光フィルムからなる本発明の光学積層体を、アクリル系粘着剤により、レンズアレイと液晶パネルとの間に介在させるように貼り合わせて、立体表示ボケを観察するための液晶表示装置を製作した。液晶パネルは、右目用画素グループと左目用画素グループからなる液晶セルを備える。(偏光フィルムが両面基材である点は、図8と異なる。)実施例10、11については、基材をアクリル系樹脂フィルム(AC)にした。 Further, as shown in FIG. 8, the optical laminate of the present invention composed of a pattern phase difference plate and a polarizing film is bonded with an acrylic adhesive so as to be interposed between the lens array and the liquid crystal panel, and is displayed in three dimensions. A liquid crystal display device for observing blur was manufactured. The liquid crystal panel includes a liquid crystal cell including a right-eye pixel group and a left-eye pixel group. (The point that a polarizing film is a double-sided base material is different from FIG. 8.) In Examples 10 and 11, the base material was an acrylic resin film (AC).
実施例1と同じく、液晶表示装置について、80℃、24時間の環境試験を行なった。試験後、色ムラ、モアレ縞、立体表示ボケの発生はなく表示劣化はなかった。偏光フィルム単独での、80℃、120時間の環境試験のおける寸法変化率は、表1のとおりであった。 As in Example 1, the liquid crystal display device was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 24 hours. After the test, there was no occurrence of color unevenness, moire fringes and stereoscopic display blur, and there was no display deterioration. Table 1 shows the dimensional change rate of the polarizing film alone in the environmental test at 80 ° C. for 120 hours.
[比較例1]
レンズアレイと、従来の偏光フィルム(日東電工社製NPF)で保護フィルム(厚み40μm)が片側である偏光フィルムを、アクリル系粘着剤により、液晶パネルに貼り合わせて、モアレ縞と色ムラを観察するための液晶表示装置を製作した。保護フィルムは、トリアセチルセルロース樹脂フィルム(TAC)である。
[Comparative Example 1]
A lens film and a conventional polarizing film (NPF manufactured by Nitto Denko Corporation) with a protective film (
さらに、パターン位相差板と、従来の偏光フィルム(日東電工社製NPF)で保護フィルム(厚み40μm)が片側である偏光フィルムとからなる光学積層体を、アクリル系粘着剤により、レンズアレイと液晶パネルとの間に介在させるように貼り合わせて、立体表示ボケを観察するための液晶表示装置を製作した。液晶パネルは、右目用画素グループと左目用画素グループからなる液晶セルを備える。 Furthermore, an optical laminate comprising a pattern phase difference plate and a polarizing film having a conventional polarizing film (NPF manufactured by Nitto Denko Corporation) with a protective film (thickness: 40 μm) on one side is bonded to a lens array and a liquid crystal with an acrylic adhesive. A liquid crystal display device for observing stereoscopic display blur was produced by bonding the panels so as to be interposed between the panels. The liquid crystal panel includes a liquid crystal cell including a right-eye pixel group and a left-eye pixel group.
比較例1の液晶表示装置について、80℃、24時間の環境試験を行なった。試験後、色ムラ、モアレ縞、立体表示ボケが発生しており、表示特性の劣化が見られた。比較例1に使用した偏光フィルムを単独で、80℃、120時間の環境試験をしたところ、寸法変化率は、表1に示すように、MD(長手方向)が−0.730%、TD(幅方向)が−0.406%であった。 The liquid crystal display device of Comparative Example 1 was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 24 hours. After the test, color unevenness, moire fringes and stereoscopic display blur occurred, and display characteristics were deteriorated. When the polarizing film used in Comparative Example 1 alone was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 120 hours, as shown in Table 1, MD (longitudinal direction) was −0.730%, TD ( Width direction) was −0.406%.
[比較例2]
保護フィルムを厚み80μmにした以外は、比較例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。比較例2の液晶表示装置について、比較例1と同様に、80℃、24時間の環境試験を行なった。試験後、色ムラ、モアレ縞、立体表示ボケが発生しており、表示特性の劣化が見られた。偏光フィルム単独での、80℃、120時間の環境試験結果は、表1に示すとおりである。
[Comparative Example 2]
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the protective film had a thickness of 80 μm. The liquid crystal display device of Comparative Example 2 was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 24 hours in the same manner as Comparative Example 1. After the test, color unevenness, moire fringes and stereoscopic display blur occurred, and display characteristics were deteriorated. Table 1 shows the results of an environmental test of the polarizing film alone at 80 ° C. for 120 hours.
[比較例3〜8]
図3(a)のように、保護フィルムを偏光子の両側に積層し、保護フィルムの厚みを表1のようにしたこと以外は、比較例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。比較例6は、保護フィルムとして、アクリル系樹脂フィルム(AC)を用いた。
[Comparative Examples 3 to 8]
As shown in FIG. 3A, a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that a protective film was laminated on both sides of the polarizer and the thickness of the protective film was as shown in Table 1. In Comparative Example 6, an acrylic resin film (AC) was used as the protective film.
各比較例の液晶表示装置について、比較例1の液晶表示装置と同様に、80℃、24時間の環境試験を行なった。試験後、色ムラ、モアレ縞、立体表示ボケが発生しており、表示特性の劣化が見られた。偏光フィルム単独での、80℃、120時間の環境試験結果は、表1に示すとおりである。 The liquid crystal display device of each comparative example was subjected to an environmental test at 80 ° C. for 24 hours in the same manner as the liquid crystal display device of comparative example 1. After the test, color unevenness, moire fringes and stereoscopic display blur occurred, and display characteristics were deteriorated. Table 1 shows the results of an environmental test of the polarizing film alone at 80 ° C. for 120 hours.
[評価方法]
[偏光フィルムの寸法変化率]
作製した偏光フィルムに、厚み20μmのアクリル系粘着剤を形成した。得られた粘着剤付偏光フィルムを、延伸方向が0°になるように、100mm×100mmのサイズにカットし、厚み1mmのガラス板上に貼り合わせて測定サンプルとし、偏光フィルムの四隅に印をつけた。
[Evaluation method]
[Dimensional change rate of polarizing film]
An acrylic pressure-sensitive adhesive having a thickness of 20 μm was formed on the produced polarizing film. The obtained polarizing film with pressure-sensitive adhesive is cut into a size of 100 mm × 100 mm so that the stretching direction is 0 °, and bonded to a glass plate with a thickness of 1 mm to obtain a measurement sample, and marks are formed at the four corners of the polarizing film. Wearing.
ミツトヨ社製画像測定機(クイックビジョン)により、偏光フィルムの四隅の印間の長さL0を測定した。 The Mitutoyo machine vision (Quick Vision) and measuring the length L 0 between marks at the four corners of the polarizing film.
測定したサンプルを、80℃の加熱オーブン中に120時間投入したのち、再度、偏光フィルムの四隅の印間の長さL120を測定した。 After the measured sample was put in a heating oven at 80 ° C. for 120 hours, the length L 120 between the marks at the four corners of the polarizing film was measured again.
寸法変化率は次式により算出した。
寸法変化率(%)={(L120−L0)/L0}×100
The dimensional change rate was calculated by the following equation.
Dimensional change rate (%) = {(L 120 −L 0 ) / L 0 } × 100
[モアレ縞と色ムラ]
モアレ縞と色ムラを観察するための液晶表示装置を作製し、加熱環境下(80℃、24時間)に暴露した後、モアレ縞と色ムラを目視観察した。
[Moire stripes and color unevenness]
A liquid crystal display device for observing moire fringes and color unevenness was prepared and exposed to a heating environment (80 ° C., 24 hours), and then moire fringes and color unevenness were visually observed.
[立体表示ボケ]
立体表示ボケを観察するための液晶表示装置を作製し、加熱環境下(80℃、24時間)に暴露した後、立体表示ボケを目視観察した。
[3D blurring]
A liquid crystal display device for observing stereoscopic display blur was prepared, and after exposure to a heated environment (80 ° C., 24 hours), the stereoscopic display blur was visually observed.
本発明による、偏光フィルムと光学素子を積層してなる光学積層体は、例えば温度変化による寸法変化率が極めて少なく、レンズアレイの歪みが抑えられるため、長期間にわたり、レンズアレイから出射する光の進行方向を、適切に制御することができる。 The optical layered body formed by laminating the polarizing film and the optical element according to the present invention has, for example, an extremely small dimensional change rate due to a temperature change and suppresses distortion of the lens array. The traveling direction can be appropriately controlled.
また、この光学積層体を備えた本発明の液晶表示装置は、高温状態に長時間置かれても、光学積層体から出射する光の進行方向が、適切に制御されるため、モアレ縞や色ムラ、立体表示ボケが発生しにくく、高品位な表示をすることができる。 In addition, the liquid crystal display device of the present invention provided with this optical laminate can appropriately control the traveling direction of light emitted from the optical laminate even when left in a high temperature state for a long time. Unevenness and stereoscopic display blur are unlikely to occur, and high-quality display can be achieved.
このため、本発明の液晶表示装置は、例えば、車載、FA(Factory Automation)、屋外といった、温度条件の厳しい環境で使用するのに特に適している。 For this reason, the liquid crystal display device of the present invention is particularly suitable for use in an environment with severe temperature conditions such as in-vehicle, FA (Factory Automation), and the outdoors.
10 光学積層体
11 基材
12 薄型偏光膜
13 偏光フィルム
14 レンズアレイ
14a レンズ
15 接着層
20 光学積層体
21 基材
22 基材
23 薄型偏光膜
24 偏光フィルム
25 レンズアレイ
25a レンズ
26 接着層
30 偏光フィルム
31 保護フィルム
32 偏光子
40 偏光フィルム
41 基材
42 薄型偏光膜
43 基材
44 偏光フィルム
45 保護フィルム
46 偏光フィルム
50 偏光フィルム
51 薄型偏光膜
52 基材
53 基材
60 レンズアレイ
61 透明基板
62 レンチキュラーレンズ
63 フライアイレンズ
70 液晶表示装置
71 液晶パネル
71a 基板
71b 液晶層
72 偏光フィルム
73 面光源
80 液晶表示装置
81 液晶パネル
81a 基板
81b 液晶層
82 偏光フィルム
83 面光源
90 液晶表示装置
91 液晶パネル
91a 基板
91b 液晶層
92 偏光フィルム
93 面光源
100 液晶表示装置
101 液晶パネル
101a 基板
101b 液晶層
102 偏光フィルム
103 面光源
110 液晶表示装置
111 右目用画素グループ
112 左目用画素グループ
113 偏光フィルム
114 パターン位相差板
115 レンズアレイ
120 液晶表示装置
121 液晶パネル
121a 基板
121b 液晶層
121c 右目用画素グループ
121d 左目用画素グループ
122 光学積層体
122a 基材
122b 薄型偏光膜
122c 偏光フィルム
122d パターン位相差板
123 レンズアレイ
124 偏光フィルム
125 面光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical laminated body 11 Base material 12 Thin polarizing film 13 Polarizing film 14 Lens array 14a Lens 15 Adhesive layer 20 Optical laminated body 21 Base material 22 Base material 23 Thin polarizing film 24 Polarizing film 25 Lens array 25a Lens 26 Adhesive layer 30 Polarizing film DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 Protective film 32 Polarizer 40 Polarizing film 41 Base material 42 Thin polarizing film 43 Base material 44 Polarizing film 45 Protective film 46 Polarizing film 50 Polarizing film 51 Thin polarizing film 52 Base material 53 Base material 60 Lens array 61 Transparent substrate 62 Lenticular lens 63 Fly-eye lens 70 Liquid crystal display device 71 Liquid crystal panel 71a Substrate 71b Liquid crystal layer 72 Polarizing film 73 Surface light source 80 Liquid crystal display device 81 Liquid crystal panel 81a Substrate 81b Liquid crystal layer 82 Polarizing film 83 Surface light source 90 Liquid crystal display device 91 Liquid crystal panel 91a Plate 91b Liquid crystal layer 92 Polarizing film 93 Surface light source 100 Liquid crystal display device 101 Liquid crystal panel 101a Substrate 101b Liquid crystal layer 102 Polarizing film 103 Surface light source 110 Liquid crystal display device 111 Right-eye pixel group 112 Left-eye pixel group 113 Polarizing film 114 Pattern retardation plate 115 lens array 120 liquid crystal display device 121 liquid crystal panel 121a substrate 121b liquid crystal layer 121c pixel group for right eye 121d pixel group for left eye 122 optical laminate 122a base material 122b thin polarizing film 122c polarizing film 122d pattern retardation plate 123 lens array 124 polarizing film 125 surface light source
Claims (5)
基材の一主面に薄型偏光膜が積層されてなる偏光フィルムとを有し、
上記薄型偏光膜は、前記基材と一緒に自由端縦延伸され、ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂からなり、
上記光学素子と上記偏光フィルムとは積層され、
上記薄型偏光膜の厚みが、8μm以下であり、
上記偏光フィルムは、MD(長手)方向およびTD(幅)方向の寸法変化率が、いずれも−0.2%以下である光学積層体。 An optical element comprising a lens array having a plurality of lenses for controlling the traveling direction of light;
Having a polarizing film in which a thin polarizing film is laminated on one main surface of a substrate;
The thin polarizing film is made of a polyvinyl alcohol-based resin that is stretched at the free end along with the base material and dyed with iodine.
The optical element and the polarizing film are laminated,
The thin polarizing film has a thickness of 8 μm or less,
The polarizing film is an optical laminate in which the dimensional change rate in the MD (longitudinal) direction and the TD (width) direction are both −0.2% or less.
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2014
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