JP2016071332A - 複合偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸収型偏光板と、その上に積層される反射型偏光板とを含み、吸収型偏光板は、視感度補正単体透過率が41.8〜43.5%であり、反射型偏光板は、波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率が4%以下である複合偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置が提供される。
【選択図】図1
Description
表示装置のコントラスト=(白表示時の輝度)/(黒表示時の輝度)
で定義される。コントラストが高いことは、白黒が明瞭であり、よりはっきりとした画像が得られることを意味しており、表示装置における視認性の指標の1つとしてよく用いられている。また他の表示品質として輝度(表示画面の明るさ)が挙げられる。近年における液晶パネルの高精細化に伴い、液晶表示装置の高輝度化の要求も高い。
[1] 吸収型偏光板と、その上に積層される反射型偏光板とを含み、
前記吸収型偏光板は、視感度補正単体透過率が41.8〜43.5%であり、
前記反射型偏光板は、波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率が4%以下である、複合偏光板。
前記反射型偏光板は、前記偏光子の他方の面、又は前記酢酸セルロース系樹脂フィルム若しくは前記環状ポリオレフィン系樹脂フィルムの面に粘着剤層若しくは接着剤層を介して積層される、[5]に記載の複合偏光板。
前記複合偏光板は、その吸収型偏光板が前記液晶セル側となるように配置される、液晶表示装置。
L(Bmax)/L(Ymax)>1 (1)
L(Bmax)/L(Gmax)>1、かつL(Bmax)/L(Rmax)>1 (2)
を満たす、[8]に記載の液晶表示装置。
(1)複合偏光板の構成
図1は、本発明に係る複合偏光板の層構成の一例を示す概略断面図である。図1に示される複合偏光板1のように本発明の複合偏光板は、吸収型偏光板100と、その上に積層される反射型偏光板200とを含む。複合偏光板1において吸収型偏光板100は、偏光子5と、その一方の面に第1接着剤層15を介して積層される第1保護フィルム10と、他方の面に第2接着剤層25を介して積層される第2保護フィルム20とを備える両面保護フィルム付偏光板である。反射型偏光板200は、粘着剤層30を介して吸収型偏光板100上に積層することができる。
吸収型偏光板100,110,120は、視感度補正単体透過率Tyが41.8〜43.5%であり、好ましくは42.6〜43.5%であり、より好ましくは42.9〜43.5%である。これにより、反射型偏光板200の波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率が4%以下であることを前提として、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置を実現可能な複合偏光板とすることができる。Tyが41.8%未満であると、透過率が低すぎて十分に高い輝度を得ることができない。Tyが43.5%を超えると、コントラストが低下してしまう。
偏光子5は、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する(透過軸と平行な)振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する吸収型の偏光子であり、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光フィルムを好適に用いることができる。偏光子5は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程;及び、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を含む方法によって製造できる。
第1及び第2保護フィルム10,20はそれぞれ、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのような酢酸セルロース系樹脂;ポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;又はこれらの混合物、共重合物等の熱可塑性樹脂からなるフィルムであることができる。両面保護フィルム付の吸収型偏光板100において第1保護フィルム10と第2保護フィルム20は、互いに同種の樹脂からなる保護フィルムであってもよいし、異種の樹脂からなる保護フィルムであってもよい。
第1及び第2接着剤層15,25を形成する接着剤としては、水系接着剤又は活性エネルギー線硬化性接着剤等を用いることができる。第1接着剤層15を形成する接着剤と第2接着剤層25を形成する接着剤とは同種であってもよいし、異種であってもよい。
吸収型偏光板100,110における第1保護フィルム10の外面、又は吸収型偏光板120における偏光子5の外面に、複合偏光板を他の部材(例えば液晶表示装置に適用する場合における液晶セルや、他の光学フィルム)に貼合するための粘着剤層を積層してもよい。粘着剤層を形成する粘着剤は通常、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂等をベースポリマーとし、そこに、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物のような架橋剤を加えた粘着剤組成物からなる。さらに微粒子を含有して光散乱性を示す粘着剤層とすることもできる。粘着剤層の厚みは1〜40μmであることができるが、加工性、耐久性の特性を損なわない範囲で薄く形成することが好ましく、具体的には3〜25μmであることが好ましい。
上述の偏光子5(偏光フィルム)の片面に第1接着剤層15を介して第1保護フィルム10を常法に従って貼合することにより、図2(a)及び(b)に示される片面保護フィルム付の吸収型偏光板110,120を得ることができる。偏光子5の他面に第2接着剤層25を介して第2保護フィルム20を貼合すれば、図1に示される両面保護フィルム付の吸収型偏光板100が得られる。吸収型偏光板100を得る場合において、第1及び第2保護フィルム10,20は同時に貼合されてもよいし、逐次的に貼合されてもよい。
基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることによりポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程、
積層フィルムを一軸延伸して延伸フィルムを得る延伸工程、
延伸フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色して偏光子5を形成することにより偏光性積層フィルムを得る染色工程、
偏光性積層フィルムの偏光子5上に第1保護フィルム10を貼合して貼合フィルムを得る第1貼合工程、
貼合フィルムから基材フィルムを剥離除去して片面保護フィルム付の吸収型偏光板110,120を得る剥離工程
をこの順で含む方法によって製造することができる。
吸収型偏光板110,120の偏光子5側の面に第2保護フィルム20を貼合する第2貼合工程
を含む。
反射型偏光板200は、バックライト光を透過偏光と反射偏光又は散乱偏光に分離するような機能を有する偏光変換素子である。反射型偏光板200を吸収型偏光板100,110,120上に配置することにより、バックライト光の利用効率を向上させることができるので、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。さらに本発明に従い、反射型偏光板200の波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率T(450−550)を4%以下とすれば、青色領域から視感度の高い波長領域までの光抜けを抑制できるため、吸収型偏光板100,110,120の視感度補正単体透過率Tyが41.8〜43.5%、好ましくは42.6〜43.5%である(好ましくはさらに、視感度補正偏光度Pyが99.9%以上である)ことを前提として、高輝度で、かつ高コントラストの液晶表示装置を実現可能な複合偏光板とすることができる。反射型偏光板200としては、市販のものを用いてもよい。
吸収型偏光板100,110,120上に反射型偏光板200を積層した本発明の複合偏光板1,2,3によれば、これを適用した液晶表示装置の輝度及びコントラストを高めることができる。液晶表示装置の輝度は、市販の輝度計や分光放射計によって測定することができる。これらの測定装置によって測定される輝度値は、視感度補正されたものである。
TX(λ)=0.5×[Tp(λ)2+Tc(λ)2]/100 (4)
TY(λ)=Tp(λ)×Tc(λ)/100 (5)
で表される。
本発明に係る液晶表示装置の層構成の一例を示す図3を参照して、本発明に係る液晶表示装置は、バックライト60、上記本発明に係る複合偏光板、及び液晶セル50をこの順に含む。図3は、複合偏光板として図1に示される複合偏光板1を用いた例である。複合偏光板1,2,3は、その吸収型偏光板100,110,120が液晶セル50側となるように、すなわち反射型偏光板200がバックライト60側となるように配置される。複合偏光板1,2,3は、粘着剤層40を介して液晶セル50上に積層することができる。液晶セルの駆動方式は、従来公知のいかなる方式であってもよいが、好ましくはインプレーンスイッチング(IPS)、垂直配向(VA)モードである。
L(Bmax)/L(Ymax)>1 (1)
を満たすことをいい、またBGRタイプにおいては、下記式(2):
L(Bmax)/L(Gmax)>1、かつL(Bmax)/L(Rmax)>1 (2)
を満たすことをいう。
(Ymax−550)<(550−Bmax) (6)
を満たし、またBGRタイプにおいては、下記式(7):
(Rmax−550)<(550−Bmax) (7)
を満たす。
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
単体透過率及び偏光度は、それぞれ下記式:
単体透過率(λ)=0.5×(Tp(λ)+Tc(λ))
偏光度(λ)=100×(Tp(λ)−Tc(λ))/(Tp(λ)+Tc(λ))
で定義される。Tp(λ)は、入射する波長λnmの直線偏光とパラレルニコルの関係で測定した偏光板の透過率(%)であり、Tc(λ)は、入射する波長λnmの直線偏光とクロスニコルの関係で測定した偏光板の透過率(%)である。
波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率T(450−550)は、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行った値であり、積分球付き分光光度計〔日本分光(株)製の「V7100」、2度視野;C光源〕を用いて測定した。具体的には、この分光光度計を用いて、波長450〜550nmの範囲においてTp(λ)及びTc(λ)を求め、上記式(5)に従って、波長450〜550nmの範囲において5nm刻み(dλ=5nm)でTY(λ)を算出し、下記式(8):
反射型偏光板の反射軸と吸収型偏光板の吸収軸とのなす角度αは、複合偏光板から反射型偏光板と吸収型偏光板とを分離し、同一の辺を基準辺として、反射型偏光板の反射軸、及び吸収型偏光板の吸収軸を、王子計測機器(株)製の自動複屈折計「KOBRA−WPR」を用いて回転検光子法により測定し、下記式(9):
α=(反射型偏光板の反射軸角度)−(吸収型偏光板の吸収軸角度) (9)
に従って算出した。
(1)偏光子の作製
厚み30μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約4倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、40℃の純水に40秒間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.04/5.7/100の水溶液に28℃で30秒間浸漬して染色処理を行った。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が11.0/6.2/100の水溶液に70℃で120秒間浸漬した。引き続き、8℃の純水で15秒間洗浄した後、300Nの張力で保持した状態で、60℃で50秒間、次いで75℃で20秒間乾燥して、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み12μmの偏光子を得た。
水100重量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔(株)クラレから入手した商品名「KL−318」〕を3重量部溶解し、その水溶液に水溶性エポキシ樹脂であるポリアミドエポキシ系添加剤〔田岡化学工業(株)から入手した商品名「スミレーズレジン 650(30)」、固形分濃度30重量%の水溶液〕を1.5重量部添加して、水系接着剤を調製した。この水系接着剤を上記(1)で得られた偏光子の一方の面に塗工し、ニップロールにより、保護フィルムとして厚み25μmのトリアセチルセルロースフィルム(TAC)〔コニカミノルタオプト(株)社製の「KC2UA」、位相差特性なし〕を接着剤層を介して貼合するとともに、他方の面に同じ水系接着剤からなる接着剤層を介して、面内位相差値10nm以下で23μm厚のノルボルネン系樹脂フィルム〔日本ゼオン(株)製の「ZEONOR」〕を貼合した。張力を280N/mに保ちながら、貼合から5秒後に当該貼合物に対して60℃で220秒、次いで80℃で125秒の乾燥処理を施して、視感度補正単体透過率Tyが43.5%、視感度補正偏光度Pyが99.97%の吸収型偏光板を得た。その後、ノルボルネン系樹脂フィルムの外面に厚み25μmのシート状粘着剤〔リンテック(株)製の「#7」〕を貼合した。
上記(2)で得られた吸収型偏光板のTACフィルム側の外面に、厚み25μmのシート状粘着剤〔リンテック(株)製の「#7」〕を介して、波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率T(450−550)が1.81%の反射型偏光板を、吸収型偏光板の吸収軸に対して反射型偏光板の反射軸のなす角度が反時計回りに4°になるように貼合して、複合偏光板を得た。
反射型偏光板としてT(450−550)が2.42%のものを用いたこと以外は実施例1と同様にして複合偏光板を得た。
反射型偏光板としてT(450−550)が2.84%のものを用いたこと以外は実施例1と同様にして複合偏光板を得た。
反射型偏光板としてT(450−550)が3.48%のものを用いたこと以外は実施例1と同様にして複合偏光板を得た。
染色処理工程において、吸収型偏光板の視感度補正単体透過率Tyが43.0%、視感度補正偏光度Pyが99.99%になるように、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.044/5.7/100の水溶液を用いたこと以外は実施例4と同様にして複合偏光板を得た。
反射型偏光板を、吸収型偏光板の吸収軸に対して反射型偏光板の反射軸のなす角度が反時計回りに5°になるように貼合したこと以外は実施例4と同様にして複合偏光板を得た。
染色処理工程において、吸収型偏光板の視感度補正単体透過率Tyが42.3%、視感度補正偏光度Pyが99.99%になるように、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.061/5.7/100の水溶液を用いたこと以外は実施例4と同様にして複合偏光板を得た。
染色処理工程において、吸収型偏光板の視感度補正単体透過率Tyが41.8%、視感度補正偏光度Pyが100.00%になるように、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.069/5.7/100の水溶液を用いたこと以外は実施例4と同様にして複合偏光板を得た。
反射型偏光板としてT(450−550)が4.37%のものを用いたこと以外は実施例1と同様にして複合偏光板を得た。
染色処理工程において、吸収型偏光板の視感度補正単体透過率Tyが44.0%、視感度補正偏光度Pyが99.80%になるように、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.031/5.7/100の水溶液を用いたこと以外は実施例4と同様にして複合偏光板を得た。
反射型偏光板としてT(450−550)が5.20%のものを用いたこと以外は実施例1と同様にして複合偏光板を得た。
(1)輝度
上述のように液晶表示装置の輝度は、輝度L(380−780)によって評価することができる。L(380−780)が大きいほど液晶表示装置の輝度が高い。L(380−780)は、上記式(3)における右辺の分子と同義であり、波長380〜780nmの範囲において5nm刻み(dλ=5nm)でTp(λ)及びTc(λ)を、上で説明した方法で測定し、上記式(3)及び(4)に従って求めた。P(λ)には、下記バックライト1に下記のVA型の液晶セルを積層したものの発光スペクトル(図6)を用いた。結果を表2に示す。
上述のように液晶表示装置のコントラストは、コントラストSCR(380−780)によって評価することができる。SCR(380−780)が大きいほど液晶表示装置のコントラストが高い。波長380〜780nmの範囲において5nm刻み(dλ=5nm)でTp(λ)及びTc(λ)を、上で説明した方法で測定し、上記式(3)〜(5)に従ってSCR(380−780)を求めた。上記式(3)におけるP(λ)には、下記バックライト1に下記のVA型の液晶セルを積層したものの発光スペクトル(図6)を用いた。結果を表2に示す。
Claims (9)
- 吸収型偏光板と、その上に積層される反射型偏光板とを含み、
前記吸収型偏光板は、視感度補正単体透過率が41.8〜43.5%であり、
前記反射型偏光板は、波長450〜550nmにおける視感度補正直交透過率が4%以下である、複合偏光板。 - 前記吸収型偏光板は、視感度補正単体透過率が42.6〜43.5%である、請求項1に記載の複合偏光板。
- 前記吸収型偏光板は、視感度補正偏光度が99.9%以上である、請求項1又は2に記載の複合偏光板。
- 前記反射型偏光板の反射軸と前記吸収型偏光板の吸収軸とのなす角度が0±4°である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合偏光板。
- 前記吸収型偏光板は、偏光子と、その少なくとも一方の面に積層される樹脂フィルムとを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合偏光板。
- 前記吸収型偏光板は、前記偏光子と、その一方の面に接着剤層を介して積層される酢酸セルロース系樹脂フィルムと、他方の面に接着剤層を介して積層される環状ポリオレフィン系樹脂フィルムとを含む、請求項5に記載の複合偏光板。
- 前記吸収型偏光板は、前記偏光子と、その一方の面に接着剤層を介して積層される酢酸セルロース系樹脂フィルム又は環状ポリオレフィン系樹脂フィルムとを含み、
前記反射型偏光板は、前記偏光子の他方の面、又は前記酢酸セルロース系樹脂フィルム若しくは前記環状ポリオレフィン系樹脂フィルムの面に粘着剤層若しくは接着剤層を介して積層される、請求項5に記載の複合偏光板。 - バックライト、請求項1〜7のいずれか1項に記載の複合偏光板、及び液晶セルをこの順に含み、
前記複合偏光板は、その吸収型偏光板が前記液晶セル側となるように配置される、液晶表示装置。 - 前記バックライトに前記液晶セルを積層し、前記バックライトを点灯した状態で測定される発光スペクトルにおいて、青色、緑色、黄色及び赤色の発光ピーク波長における発光強度をそれぞれL(Bmax)、L(Gmax)、L(Ymax)及びL(Rmax)とするとき、下記式(1)又は下記式(2):
L(Bmax)/L(Ymax)>1 (1)
L(Bmax)/L(Gmax)>1、かつL(Bmax)/L(Rmax)>1 (2)
を満たす、請求項8に記載の液晶表示装置。
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