JP2016143026A - 複合偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸収型偏光板と反射型偏光板とを含む複合偏光板であって、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置を実現できる複合偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】吸収型偏光板と、反射型偏光板と、380〜500nmの波長域内にある青色光の透過を抑制する青色光透過抑制層とを含み、青色光透過抑制層は、500〜780nmの波長域にわたる平均透過率が90%以上であり、かつ380〜500nmの波長域にわたる平均透過率が80%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

本発明は、吸収型偏光板と反射型偏光板とを含む複合偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
偏光板は、液晶表示装置、とりわけ近年ではスマートフォン、タブレット型端末のような各種モバイル機器(中小型液晶表示装置)に広く用いられている。偏光板としては、一般に、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子(直線偏光子)の片面又は両面に保護フィルムを貼合してなる吸収型偏光板が使用されている。
液晶表示装置のモバイル機器への展開に伴い、偏光板の薄膜軽量化、コストダウンが益々求められており、また一方では液晶表示装置の表示品質の向上も要求されている。表示品質の1つにコントラストがある。表示装置のコントラストは、下記式:
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。
液晶表示装置の高コントラス化や高輝度化に関する特許文献には、例えば特許第5147014号公報(特許文献1)及び特開2001−228332号公報(特許文献2)がある。
特許第5147014号公報 特開2001−228332号公報
コントラストを向上させるための手法の1つに、吸収型偏光板の偏光性能、すなわち単体透過率及び偏光度を向上させる方法がある。しかし、偏光度を高めることによってコントラストを高めると単体透過率、ひいては輝度が低下し、逆に輝度を高めるために単体透過率を大きくすると偏光度、ひいてはコントラストが低下してしまうため、吸収型偏光板の偏光性能のみを制御することによって高輝度と高コントラストとの両立を図ることは困難であった。
特許文献1では、液晶表示装置のコントラストを向上させるために、バックライトの発光波長特性、及び吸収型偏光板が有する偏光子の単体コントラストの波長依存性をある特定の関係とすることが提案されているが、高輝度と高コントラストとの両立を図ることは容易ではなかった。
一方、特許文献2に記載されるように、液晶表示装置の輝度を高めるために、バックライト側の吸収型偏光板とバックライトとの間に反射型偏光板(輝度向上フィルムとも呼ばれる。)を配置する技術が従来公知である。しかし、輝度を高めるために吸収型偏光板として単体透過率の高いものを用いつつ、これに反射型偏光板を組み合わせると、黒表示での光漏れが大きくなって、コントラストが低下するという問題があった。
本発明は、吸収型偏光板と反射型偏光板とを含む複合偏光板であって、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置を実現できる複合偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置の提供を目的とする。
本発明は、以下に示す複合偏光板及び液晶表示装置を提供する。
[1] 吸収型偏光板と、反射型偏光板と、380〜500nmの波長域内にある青色光の透過を抑制する青色光透過抑制層と、を含み、
前記青色光透過抑制層は、500〜780nmの波長域にわたる平均透過率が90%以上であり、かつ380〜500nmの波長域にわたる平均透過率が80%以下である、複合偏光板。
[2] 前記吸収型偏光板は、視感度補正単体透過率が42.6〜44.0%であり、視感度補正偏光度が99.5%以上である、[1]に記載の複合偏光板。
[3] 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、[1]又は[2]に記載の複合偏光板。
[4] 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、[1]〜[3]のいずれかに記載の複合偏光板。
[5] 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、[4]に記載の複合偏光板。
[6] 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を介して積層される、[4]に記載の複合偏光板。
[7] バックライト、[1]〜[6]のいずれか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反射型偏光板よりも前記液晶セル側となるように配置される、液晶表示装置。
[8] 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、[7]に記載の液晶表示装置。
本発明の複合偏光板によれば、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置を実現することができる。
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。 本発明に係る複合偏光板の層構成の他の例を示す概略断面図である。 本発明に係る複合偏光板の層構成のさらに他の例を示す概略断面図である。 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。 CCFLタイプのバックライトに液晶セルを積層して測定した発光スペクトルの一例を示すグラフである。 高演色タイプLEDのバックライトに液晶セルを積層して測定した発光スペクトルの一例を示すグラフである。 模擬白色タイプLEDのバックライトに液晶セルを積層して測定した発光スペクトルの一例を示すグラフである。
<複合偏光板>
本発明に係る複合偏光板は、吸収型偏光板と、反射型偏光板と、380〜500nmの波長域内にある青色光の透過を抑制する青色光透過抑制層(ブルーライトカット層)と含むものであり、この青色光透過抑制層は、500〜780nmの波長域にわたる平均透過率が90%以上であり、かつ380〜500nmの波長域にわたる平均透過率が80%以下である。当該複合偏光板は、吸収型偏光板と反射型偏光板との組み合わせによる輝度向上性能を示すとともに、500〜780nmの波長域における高い平均透過率を有しつつ青色光の透過を効果的に抑制する青色光透過抑制層をさらに備えているため、青色光の漏れ(ブルーリーク)が効果的に抑制されており、これにより良好な輝度向上性能とコントラスト向上性能とを併せ持つ。従って、本発明に係る複合偏光板を搭載した液晶表示装置は、高輝度と高コントラストとを兼備したものとなり得る。
(1)複合偏光板の構成
図面を参照して、本発明に係る複合偏光板の層構成の例を挙げると、例えば次のとおりである。
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、その上に積層される青色光透過抑制層(ブルーライトカット層)300とをこの順に含む。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、第1粘着剤層41を介して吸収型偏光板100上に積層することができる。複合偏光板1において青色光透過抑制層300は、反射型偏光板200の外面に直接形成されている。
図2は、本発明に係る複合偏光板の層構成の他の例を示す概略断面図である。図2に示される複合偏光板2は、基材フィルム301の一方の面に青色光透過抑制層300を有する青色光透過抑制フィルム(ブルーライトカットフィルム)350を用い、これを第2粘着剤層42を介して反射型偏光板200の外面に積層貼合したこと以外は図1に示される複合偏光板1と同様の層構成を有している。このように、青色光透過抑制フィルム350を用い、これを粘着剤層(又は接着剤層など)を介して反射型偏光板200に貼合することによって、複合偏光板にコントラスト向上性能(ブルーリーク抑制機能)を付与することもできる。
図3(a)及び(b)に示されるように、吸収型偏光板は片面保護フィルム付偏光板であってもよい。すなわち、図3(a)に示される複合偏光板3において吸収型偏光板110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とを備える片面保護フィルム付偏光板である。反射型偏光板200は、偏光子5における第1保護フィルム10とは反対側の面上に第1粘着剤層41を介して積層されている。また、青色光透過抑制層300は、反射型偏光板200の外面に直接形成されている。
一方、図3(b)に示される複合偏光板4を構成する吸収型偏光板120もまた、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とを備えるものであるが、反射型偏光板200は、第1保護フィルム10の外面に第1粘着剤層41を介して積層されている。青色光透過抑制層300は、反射型偏光板200の外面に直接形成されている。図3(a)及び(b)に示される複合偏光板3,4においても、青色光透過抑制層300の代わりに、青色光透過抑制フィルム350を用いてもよい。
複合偏光板1,2,3,4は、第1保護フィルム10、偏光子5及び/又は青色光透過抑制層300の外面上に積層される他の光学機能層(又はフィルム)や粘着剤層、粘着剤層の外面に積層されるセパレートフィルム(「剥離フィルム」とも呼ばれる。)、プロテクトフィルム等をさらに有していてもよい。光学機能層(又はフィルム)は、複合偏光板の最表面ではなく、内部に介在していてもよい。
(2)吸収型偏光板の光学特性
吸収型偏光板100,110,120は、輝度向上性能とコントラスト向上性能との両立の観点から、視感度補正単体透過率Tyが42.6〜44.0%であることが好ましく、42.9〜44.0%であることがより好ましく、42.9〜43.5%であることがさらに好ましい。Tyが42.6%未満であると、透過率が低すぎて十分に高い輝度が得られにくい。Tyが44.0%を超えると、コントラストが低下する傾向にある。
またコントラスト向上の観点から、吸収型偏光板100,110,120は、視感度補正偏光度Pyが99.5%以上であることが好ましく、99.9%以上であることがより好ましく、99.95%以上であることがさらに好ましい。視感度補正単体透過率Ty及び視感度補正偏光度Pyの測定方法は、下記実施例の項の記載に従う。
(3)偏光子
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。
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他、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体等が挙げられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体の例は、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及びアンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等を含む。本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルから選択される少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリロイル」などというときについても同様である。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は通常、85〜100mol%程度であり、98mol%以上が好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール又はポリビニルアセタール等を用いることもできる。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は通常、1000〜10000程度であり、1500〜5000程度が好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、JIS K 6726に準拠して求めることができる。
このようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光子5の原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法が採用される。ポリビニルアルコール系原反フィルムの厚みは、例えば150μm以下であり、好ましくは100μm以下(例えば50μm以下)である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素の染色前、染色と同時、又は染色の後に行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前又はホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行ってもよい。
一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤や水を用いてポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は通常、3〜8倍程度である。
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方法としては、例えば、該フィルムを二色性色素が含有された水溶液に浸漬する方法が採用される。二色性色素としては、ヨウ素や二色性有機染料が用いられる。なお、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
ヨウ素による染色処理としては通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100重量部あたり0.01〜1重量部程度であることができる。ヨウ化カリウムの含有量は、水100重量部あたり0.5〜20重量部程度であることができる。また、この水溶液の温度は、20〜40℃程度であることができる。一方、二色性有機染料による染色処理としては通常、二色性有機染料を含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法が採用される。二色性有機染料を含有する水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含有していてもよい。この水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100重量部あたり1×10-4〜10重量部程度であることができる。この水溶液の温度は、20〜80℃程度であることができる。
二色性色素による染色後のホウ酸処理としては通常、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬する方法が採用される。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、このホウ酸含有水溶液は、ヨウ化カリウムを含有することが好ましい。ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は、水100重量部あたり2〜15重量部程度であることができる。この水溶液におけるヨウ化カリウムの量は、水100重量部あたり0.1〜15重量部程度であることができる。この水溶液の温度は、50℃以上であることができ、例えば50〜85℃である。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬することにより行うことができる。水洗処理における水の温度は通常、5〜40℃程度である。水洗後に乾燥処理を施して、偏光子5が得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行うことができる。
また、偏光子5の製造方法の他の例として、例えば、特開2000−338329号公報や特開2012−159778号公報に記載の方法が挙げられる。この方法では、基材フィルムの表面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する溶液を塗布して樹脂層を設けた後、基材フィルムと樹脂層からなる積層フィルムを延伸し、次いで染色処理、架橋処理等を施して、樹脂層から偏光子層を形成する。基材フィルムと偏光子層からなるこの偏光性積層フィルムは、偏光子層面に保護フィルム等を貼合した後、基材フィルムを剥離除去して、偏光子5の片面に保護フィルム等を有する片面保護フィルム付偏光板とすることができる。基材フィルムの剥離によって露出した偏光子層面にさらに保護フィルムを貼合すれば、両面保護フィルム付偏光板となる。
偏光子5の厚みは、40μm以下とすることができ、好ましくは30μm以下(例えば20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下)である。特開2000−338329号公報や特開2012−159778号公報に記載の方法によれば、薄膜の偏光子5をより容易に製造することができ、偏光子5の厚みを、例えば20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下とすることがより容易になる。偏光子5の厚みは、通常2μm以上である。偏光子5の厚みを小さくすることは、複合偏光板、ひいては液晶表示装置の薄型化に有利である。
以上のような方法によって得られる偏光子5において、視感度補正単体透過率Ty及び視感度補正偏光度Pyを上記好ましい数値範囲内に調整するための具体的方法としては、例えば染色処理に用いる水溶液における二色性色素の濃度や、染色温度、染色時間を調整したり、乾燥処理における温度や時間を調整したりする方法を挙げることができる。
(4)第1及び第2保護フィルム
第1及び第2保護フィルム10,20はそれぞれ、樹脂フィルムであることができ、具体的には、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/又は第2保護フィルム10,20は、位相差フィルムのような光学機能を併せ持つ保護フィルムであることもできる。例えば、上記熱可塑性樹脂からなるフィルムを延伸(一軸延伸又は二軸延伸等)したり、該フィルム上に液晶層等を形成したりすることにより、任意の位相差値が付与された位相差フィルムとすることができる。
鎖状ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂のような鎖状オレフィンの単独重合体のほか、2種以上の鎖状オレフィンからなる共重合体を挙げることができる。
環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称である。環状ポリオレフィン系樹脂の具体例を挙げれば、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレンのような鎖状オレフィンとの共重合体(代表的にはランダム共重合体)、及びこれらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、並びにそれらの水素化物等である。中でも、環状オレフィンとしてノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマー等のノルボルネン系モノマーを用いたノルボルネン系樹脂が好ましく用いられる。
酢酸セルロース系樹脂は、セルロースの部分または完全酢酸エステル化物であり、例えばトリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等が挙げられる。
ポリエステル系樹脂はエステル結合を有する、上記酢酸セルロース系樹脂以外の樹脂であり、多価カルボン酸又はその誘導体と多価アルコールとの重縮合体からなるものが一般的である。多価カルボン酸又はその誘導体としてはジカルボン酸又はその誘導体を用いることができ、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジメチルテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸ジメチル等が挙げられる。多価アルコールとしてはジオールを用いることができ、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
ポリエステル系樹脂の具体例は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリシクロへキサンジメチルテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルナフタレートを含む。
ポリカーボネート系樹脂は、カルボナート基を介してモノマー単位が結合された重合体からなる。ポリカーボネート系樹脂は、ポリマー骨格を修飾したような変性ポリカーボネートと呼ばれる樹脂や、共重合ポリカーボネート等であってもよい。
(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を主な構成モノマーとする樹脂である。(メタ)アクリル系樹脂の具体例は、例えば、ポリメタクリル酸メチルのようなポリ(メタ)アクリル酸エステル;メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体;メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体;メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体;(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂等);メタクリル酸メチルと脂環族炭化水素基を有する化合物との共重合体(例えば、メタクリル酸メチル−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体等)を含む。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチルのようなポリ(メタ)アクリル酸C1-6アルキルエステルを主成分とする重合体が用いられ、より好ましくは、メタクリル酸メチルを主成分(50〜100重量%、好ましくは70〜100重量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が用いられる。
第1及び/又は第2保護フィルム10,20の偏光子5とは反対側の表面には、ハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、防汚層のような表面処理層(コーティング層)を形成することもできる。
第1及び第2保護フィルム10,20の厚みは、複合偏光板及び液晶表示装置の薄膜化の観点から、好ましくは90μm以下、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは40μm以下である。当該厚みは、強度及び取扱性の観点から、通常5μm以上である。
吸収型偏光板の好ましい実施形態の例を挙げれば、例えば、第1保護フィルム10が環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(ノルボルネン系樹脂フィルム等)であり、第2保護フィルム20が酢酸セルロース系樹脂フィルム(TACフィルム等)である両面保護フィルム付の吸収型偏光板100、及び、第1保護フィルム10が環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(ノルボルネン系樹脂フィルム等)又は酢酸セルロース系樹脂フィルム(TACフィルム等)である片面保護フィルム付の吸収型偏光板110,120等である。これらの実施形態において、第1保護フィルム10は、液晶セルのタイプ等に応じた面内位相差値及び/又は厚み方向位相差値を有する位相差フィルムであってもよい。
偏光子5に貼合される少なくとも1つの保護フィルムを透湿度の低い樹脂フィルムとすることも好ましい実施形態の1つである。これにより、高湿度環境下又は高温高湿度環境下における偏光子5の光学特性の劣化を抑制し得る。当該保護フィルムの透湿度は、40℃90%RHの環境下で、好ましくは400g/m2・24hr以下であり、より好ましくは300g/m2・24hr以下であり、さらに好ましくは100g/m2・24hr以下であり、特に好ましくは50g/m2・24hr以下である。
(5)第1及び第2接着剤層
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。
水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる接着剤、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等が挙げられる。中でもポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる水系接着剤が好適に用いられる。
ポリビニルアルコール系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルをケン化処理して得られるビニルアルコールホモポリマーのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体をケン化処理して得られるポリビニルアルコール系共重合体、又はそれらの水酸基を部分的に変性した変性ポリビニルアルコール系重合体等を用いることができる。水系接着剤は、多価アルデヒド、水溶性エポキシ化合物、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物等の添加剤を含むことができる。
水系接着剤を使用する場合は、偏光子5と保護フィルムとを貼合した後、水系接着剤中に含まれる水を除去するために乾燥させる乾燥工程を実施することが好ましい。乾燥工程後、例えば20〜45℃程度の温度で養生する養生工程を設けてもよい。
上記活性エネルギー線硬化性接着剤とは、紫外線のような活性エネルギー線を照射することで硬化する接着剤をいい、例えば、重合性化合物及び光重合開始剤を含むもの、光反応性樹脂を含むもの、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含むもの等を挙げることができる。重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマーのような光重合性モノマーや、光重合性モノマーに由来するオリゴマーを挙げることができる。光重合開始剤としては、紫外線のような活性エネルギー線の照射により中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルのような活性種を発生する物質を含むものを挙げることができる。重合性化合物及び光重合開始剤を含む活性エネルギー線硬化性接着剤として、光硬化性エポキシ系モノマー及び光カチオン重合開始剤を含むものを好ましく用いることができる。
活性エネルギー線硬化性接着剤を用いる場合は、偏光子5と保護フィルムとを貼合した後、必要に応じて乾燥工程を行い、次いで活性エネルギー線を照射することによって活性エネルギー線硬化性接着剤を硬化させる硬化工程を行う。活性エネルギー線の光源は特に限定されないが、波長400nm以下に発光分布を有する紫外線が好ましく、具体的には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等を用いることができる。
接着剤を用いた偏光子5と保護フィルムとの貼合に先立って、必要に応じて偏光子5の貼合面及び/又は保護フィルムの貼合面に表面活性化処理、例えばプラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理等を施してもよい。
(6)粘着剤層及びその他の層
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(例えば図4参照)。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。
粘着剤層を形成する方法は特に限定されるものではなく、保護フィルム等の表面に、上記したベースポリマーをはじめとする各成分を含む粘着剤組成物(粘着剤溶液)を塗工し、乾燥して粘着剤層を形成してもよいし、セパレートフィルム(剥離フィルム)上に粘着剤層を形成した後、この粘着剤層を保護フィルム等の表面に転写してもよい。粘着剤層を保護フィルム等の表面に形成する際には、必要に応じて保護フィルム等の貼合面及び/又は粘着剤層の貼合面に表面活性化処理、例えばプラズマ処理、コロナ処理等を施してもよい。
粘着剤層についての上記記載は、図1及び図3に示される第1粘着剤層41及び図2にしめされる第2粘着剤層42にも適用することができる。
偏光板は、粘着剤層の外面に積層されるセパレートフィルムを含み得る。セパレートフィルムは、ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等からなるフィルムであることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレートの延伸フィルムが好ましい。
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、例えば接着剤層や粘着剤層を介して、吸収型偏光板以外の光学機能を有する光学フィルムを積層してもよい。かかる光学フィルムとしては、基材表面に液晶性化合物が塗布され、配向されている光学補償フィルム;ポリカーボネート系樹脂や環状ポリオレフィン系樹脂からなる位相差フィルム等が挙げられる。
(7)吸収型偏光板の製造方法
上述の偏光子5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3(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。さらに、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及び図2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。
単体(単独)フィルムからなる偏光子5に保護フィルムを貼合する方法に限らず、上述のように、製造工程中のポリビニルアルコール系樹脂層及び偏光子を支持するための基材フィルムを利用して吸収型偏光板を作製してもよい。この場合、片面保護フィルム付の吸収型偏光板110,120は、例えば下記工程:
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。
図1及び図2に示される両面保護フィルム付の吸収型偏光板100を作製する場合には、剥離工程の後に、さらに
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。
(8)反射型偏光板、及び反射型偏光板の吸収型偏光板への積層
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。反射型偏光板200としては、市販のものを用いてもよい。液晶セルに複合偏光板を積層することにより液晶表示装置を構築する場合において、反射型偏光板200は、吸収型偏光板100,110,120における液晶セルとは反対側の面に配置される。
反射型偏光板200は、例えば異方性反射偏光子であることができる。異方性反射偏光子の一例は、一方の振動方向の直線偏光を透過し、他方の振動方向の直線偏光を反射する異方性多重薄膜であり、その具体例は3M製の「DBEF」(特開平4−268505号公報等)、「APF」(3M社製、住友スリーエム(株)から入手可能)である。異方性反射偏光子の他の一例は、コレステリック液晶層とλ/4板との複合体であり、その具体例は日東電工製の「PCF」である(特開平11−231130号公報等)。異方性反射偏光子のさらに他の一例は、反射グリッド偏光子であり、その具体例は、金属に微細加工を施して可視光領域でも反射偏光を出射するような金属格子反射偏光子(米国特許第6288840号明細書等)、金属微粒子を高分子マトリックス中に添加して延伸したフィルム(特開平8−184701号公報)である。
反射型偏光板200の厚みは、10〜100μm程度であることができるが、複合偏光板及び液晶表示装置の薄膜化の観点から、好ましくは10〜50μmである。反射型偏光板200は通常、図1〜図3に示されるように第1粘着剤層41を介して吸収型偏光板100,110,120上に積層することができる。ただし、接着剤を用いて貼合することも可能である。図1及び図2において反射型偏光板200は、第1粘着剤層41を介して第2保護フィルム20上に積層されており、図3(a)において反射型偏光板200は、第1粘着剤層41を介して偏光子5上に積層されており、図3(b)において反射型偏光板200は、第1粘着剤層41を介して第1保護フィルム10上に積層されている。反射型偏光板200における粘着剤層30とは反対側の面に、ハードコート層、防眩層、光拡散層、1/4波長の位相差値を持つ位相差層(位相差フィルム)のような光学機能層を設けてもよい。また、反射型偏光板200と青色光透過抑制層300との間に、保護フィルムや位相差フィルム等を配置してもよい。
反射型偏光板200は、その反射軸と吸収型偏光板100,110,120の吸収軸とのなす角度αが平行又は略平行となるように、吸収型偏光板100,110,120上に積層されることが好ましい。平行又は略平行とは、具体的には上記角度αが0±4°であることをいう。角度αが上記範囲内であることは、黒表示時の光漏れの抑制、ひいては液晶表示装置のコントラスト向上の点で有利である。角度αの測定方法は、下記実施例の項の記載に従う。
(9)青色光透過抑制層
青色光透過抑制層300は、380〜500nmの波長域内にある青色光の透過を抑制する層であり、好ましくは、上記波長域全体にわたって青色光の透過を抑制する層である。複合偏光板に良好な輝度向上性能を付与するために、青色光透過抑制層300は、500〜780nmの波長域にわたる平均透過率T(500−780)が90%以上であり、好ましくは95%以上である。また、複合偏光板に良好なコントラスト向上性能を付与するために、青色光透過抑制層300は、380〜500nmの波長域にわたる平均透過率T(380−500)が80%以下であり、好ましくは75%以下である。青色光透過抑制層300の500〜780nmの波長域にわたる平均透過率T(500−780)は、分光光度計を用い、各波長(5nm刻み)での透過率を測定し、500〜780nmの波長域にわたるそれらの平均を求めることによって得ることができる。380〜500nmの波長域にわたる平均透過率T(380−500)についても同様である。
図2に示されるように、青色光透過抑制層300は、基材フィルム301の一方の面に青色光透過抑制層300を有する青色光透過抑制フィルム350の形態で複合偏光板に組み込むこともできる。ただし、青色光透過抑制層300は、基材フィルム301の表面に積層されている必要は必ずしもなく、例えば青色光透過抑制層300を内層とする三層構造フィルムなどのように基材フィルム301の内部に形成されていてもよいし、あるいは、青色光透過抑制層300は、青色光透過抑制機能を有する基材フィルム301自体であってもよい。
基材フィルム301は、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)熱可塑性樹脂で構成することができ、その具体例については、上述の保護フィルムについての記述が引用される。中でも、基材フィルム301は、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、及び(メタ)アクリル系樹脂からなる群より選択される樹脂で構成されることが好ましい。
基材フィルム301は位相差特性を有していてもよく、例えばλ/2板、λ/4板等の位相差板(位相差フィルム)であってもよい。好ましくはλ/4板である。基材フィルム301に位相差特性を付与し、この基材フィルム301(好ましくはλ/4板)を反射型偏光板200の外側(液晶セルに複合偏光板を積層することにより液晶表示装置を構築する場合において、反射型偏光板200における液晶セル(及び吸収型偏光板100,110,120)とは反対側)に配置することにより、複合偏光板により良好な輝度向上性能を付与することができる。
基材フィルム301がλ/4板である場合、青色光透過抑制フィルム350は、反射型偏光板200の反射軸方向を基準に、基材フィルム301の遅相軸方向が反時計回りに略45°又は略135°傾くように配置される。略45°とは45°±20°を意味し、略135°とは135°±20°を意味する。反射型偏光板200の反射軸方向を基準とする基材フィルム301の遅相軸の角度θ1が上記範囲外であると、輝度の向上効果が不十分になりやすい。角度θ1(反射型偏光板200の反射軸方向基準、反時計回り)は、好ましくは45±10°又は135±10°の範囲であり、より好ましくは45±5°又は135±5°の範囲である。位相差板である基材フィルム301は、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、及び(メタ)アクリル系樹脂からなる群より選択される樹脂で構成される延伸フィルムであることができる。
青色光透過抑制層300の厚みは、例えば0.1〜100μmであり、青色光透過抑制層300と基材フィルム301とで構成される青色光透過抑制フィルム350の厚みは、例えば5〜300μmである。青色光透過抑制層300及び青色光透過抑制フィルム350としては、従来公知の構成のものを用いることができ、市販品を用いることもできる。
青色光の透過を抑制する青色光透過抑制層300及び青色光透過抑制フィルム350は、当該青色光を吸収することによって透過を抑制するもの(吸収型)と、当該青色光を反射することによって透過を抑制するもの(反射型)とに大別される。本発明においては、いずれのタイプも用いることができる。
複合偏光板における青色光透過抑制層300又は青色光透過抑制フィルム350の配置位置は特に制限されない。例えば図1〜図3の例のように、吸収型偏光板100,110,120と、反射型偏光板200と、青色光透過抑制層300又は青色光透過抑制フィルム350とがこの順に配置されるよう、反射型偏光板200における吸収型偏光板100,110,120とは反対側に青色光透過抑制層300又は青色光透過抑制フィルム350を配置してもよいし、これ以外の位置(例えば、吸収型偏光板100,110,120における反射側偏光板200とは反対側や、吸収型偏光板100,110,120と反射側偏光板200との間)に配置してもよい。
青色光透過抑制層300又は青色光透過抑制フィルム350が反射型の場合、液晶セルに複合偏光板を積層することにより液晶表示装置を構築する場合において、青色光透過抑制層300又は青色光透過抑制フィルム350が液晶セルと吸収型偏光板100,110,120との間や、吸収型偏光板100,110,120と反射側偏光板200との間に配置されると、青色光透過抑制層300や青色光透過抑制フィルム350は、偏光解消要素となり得る。従って、反射型である場合、青色光透過抑制層300又は青色光透過抑制フィルム350は、反射型偏光板200における吸収型偏光板100,110,120とは反対側に配置されることが好ましい。
(10)複合偏光板の特性
本発明の複合偏光板によれば、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。
一方、液晶表示装置の輝度及びコントラストは、液晶表示装置を実際に構築して、その輝度及びコントラストを直接測定することでも評価できるが、複合偏光板の各波長λにおける透過率(Tx(λ)又はTy(λ))に、「液晶セルとバックライトとの組み合わせ」における各波長λの発光強度(P(λ))を乗じて、視感度補正を行った白表示時の輝度L(=下記式(3)の分子)、及び当該白表示時の輝度Lと黒表示時の輝度(=下記式(3)の分母)との比で定義されるコントラストSCRをそれぞれ指標として評価することもできる。これらの指標としての輝度L及びコントラストSCRは、380〜780nmの波長範囲における値であることができ、それぞれL(380−780)、SCR(380−780)とする。L(380−780)、SCR(380−780)が大きいほど液晶表示装置の輝度、コントラストも高い。
CR(380−780)は、下記式(3):
で定義される。式(3)における右辺の分子は、波長380〜780nmにおけるP(λ)・y(λ)・T(λ)の積算値であり、分母は、波長380〜780nmにおけるP(λ)・y(λ)・T(λ)の積算値である。本発明では、SCR(380−780)の実際の測定においてこれらの積算値はそれぞれ、波長380〜780nmにおけるP(λ)・y(λ)・T(λ)、P(λ)・y(λ)・T(λ)を5nm刻みで測定したときの和として求められる。
上記式(3)においてP(λ)は、バックライト上に液晶セルを積層し、バックライトを点灯した状態で測定される発光強度であり、y(λ)は、2度視野等色関数(明所視における比視感度関数)である。また、Tx(λ)及びTy(λ)はそれぞれ下記式(4)及び(5):
(λ)=0.5×[Tp(λ)+Tc(λ)]/100 (4)
(λ)=Tp(λ)×Tc(λ)/100 (5)
で表される。
上記式(4)及び(5)における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複合偏光板の透過率(%)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複合偏光板の透過率(%)である。Tp(λ)及びTc(λ)の測定装置には分光光度計を用いる。Tc(λ)値をより正しく評価するためには、より高い吸光度領域まで測定可能な分光光度計を用いる必要があり、具体的には吸光度7〜8程度の測定が可能な分光光度計を用いる。このような分光光度計としては、日本分光(株)製の分光光度計「V7100」等が挙げられる。直線偏光光を入光させる方法としては、方解石等からなる偏光プリズムを用いる方法が一般的に知られており、偏光プリズムの消光比は10-5以下とする。
複合偏光板に含まれる構成層(例えば、吸収型偏光板の保護フィルムや、青色光透過抑制フィルムの基材フィルム等)がいずれも位相差特性を実質的に有しない場合(具体的には波長590nmにおける面内位相差値Re及び厚み方向位相値Rthが10nm以下である場合)や、位相差特性を有していても、その遅相軸が偏光子の吸収軸と平行又は直交している場合には、そのままその複合偏光板をSCR(380−780)の測定サンプルとして用いることができる。一方、偏光子の両方の面に位相差特性を有する層が配置され、それらの遅相軸が偏光子の吸収軸と平行も直交もしていない場合には、その位相差によってTp(λ)、Tc(λ)を正しく測定できなくなるため、例えば吸収型偏光板の保護フィルムが位相差特性を有するときであれば、この保護フィルムを吸収型偏光板から剥離除去したものに反射型偏光板及び青色光透過抑制層を積層したもの、又は、吸収型偏光板に含まれるものと同じ偏光子に反射型偏光板及び青色光透過抑制層を積層したものを測定サンプルとする。
面内位相差値Re及び厚み方向位相差値Rthは、それぞれ下記式:
e=(nx−ny)×d
th=〔(nx+ny)/2−nz〕×d
で定義される。式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向(x軸方向)の屈折率であり、nyはフィルム面内の進相軸方向(面内でx軸に直交するy軸方向)の屈折率であり、nzはフィルム厚み方向(フィルム面に垂直なz軸方向)の屈折率であり、dはフィルムの厚みである。
本発明に係る複合偏光板は、液晶表示装置のコントラストの観点から、SCR(380−780)が30000以上であることが好ましく、40000以上であることがより好ましい。
<液晶表示装置>
本発明に係る液晶表示装置の層構成の一例を示す図4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4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1,2,3,4は通常、背面側(バックライト側)偏光板として用いられ、その吸収型偏光板100,110,120が反射型偏光板200よりも液晶セル50側となるように配置される。また、複合偏光板1,2,3,4が吸収型偏光板100,110,120と、反射型偏光板200と、青色光透過抑制層300とをこの順に含む場合、青色光透過抑制層300は、バックライト60側となる。複合偏光板1,2,3,4は、第3粘着剤層43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50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。
液晶表示装置は通常、液晶セル50における背面側偏光板(本発明に係る複合偏光板)が積層される面とは反対側の面に積層される前面側(視認側)偏光板70をさらに含む。前面側偏光板70もまた、粘着剤層を介して液晶セル50上に積層することができる。前面側偏光板70、液晶セル50及び背面側偏光板が液晶パネルを構成する。
バックライト60に複合偏光板を積層することなく液晶セル50を積層し、バックライト60を点灯したときに液晶セル50を通過して発せられる光のスペクトルは全波長で一様ではなく、波長ごとに強弱が存在する。この強弱は、バックライトからの発光スペクトルと液晶セル50が有するカラーフィルターの設計によって決まるものである。
図5〜図7は、バックライトに液晶セルを積層し、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の例を示したものである。図5はバックライトに冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)を用いた例であり、図6は高演色タイプの発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)を用いた例であり、図7は模擬白色タイプのLEDを用いた例である。液晶セルのカラーフィルターの設計は、液晶表示装置の色作りに重要であるため、各社ごとに設計の違いがあるが、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色で構成されるものが多い。バックライトのタイプによって発光の原理が異なることから、バックライトに液晶セルを積層したときの発光スペクトルの形状もある程度特徴的なものとなる。
バックライトに液晶セルを積層したときの発光スペクトルの形状は、大きく分けて2つのタイプがある。1つのタイプは、図5及び図6のように、青(B)、緑(G)及び赤(R)の3つの発光ピークを含むタイプ(以下、BGRタイプともいう。)である。もう一つのタイプは、図7のように、青(B)及び黄(Y)の2つの発光ピークを含むタイプ(以下、BYタイプともいう。)である。
本発明に係る複合偏光板によれば、発光スペクトルがいずれのタイプであっても高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置を実現することが可能であるが、青色領域の発光強度が高い発光スペクトルにおいて本発明はとりわけ有効である。すなわち、複合偏光板が備える吸収型偏光板の視感度補正単体透過率Tyを比較的高くして高輝度を得ようとすると、一般に吸収型偏光板における青色領域の吸光度が低くなってしまい、この波長領域の光が黒表示時に特に光抜け(ブルーリーク)を起こしやすくなる傾向にあるところ、青色光透過抑制層を含む本発明に係る複合偏光板によれば、発光強度の高い青色領域の光抜けを効果的に抑制できるので、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置を提供することができる。
バックライトに液晶セルを積層し、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、青色領域の発光強度が高い発光スペクトルとは、具体的には、BYタイプにおいては、下記式(1):
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。
上記式(1)及び(2)においてBmax、Gmax、Ymax及びRmaxはそれぞれ青色、緑色、黄色及び赤色の発光ピーク波長を示し、L(Bmax)、L(Gmax)、L(Ymax)及びL(Rmax)はそれぞれ、発光ピーク波長Bmax、Gmax、Ymax及びRmaxにおける発光強度を示す。
例えば携帯電話の液晶表示装置のようにLEDバックライトタイプのものは、図6及び図7のようにピークがはっきりしており、非常に分かりやすいが、大型液晶テレビ等で見られるCCFLタイプのバックライトでは、図5のように、1色が細かい複数のピークから構成されることもある。そこで、Bmaxは、発光ピーク波長が380〜500nmの間にある発光ピークの内、積分面積が最大となるピークの発光ピーク波長とする。ピーク波長は、ノイズのような微細な飛び跳ね等はピークとはカウントせず、必要に応じて適切な正規分布近似等のフィッティング手法を行って決定される。同様に、Gmax及びYmaxは、発光ピーク波長が500〜570nmにある発光ピークの内、積分面積が最大となるピークの発光ピーク波長であり、Rmaxは発光ピーク波長が570〜700nmにある発光ピークの内、積分面積が最大となるピークの発光ピーク波長である。
なお一般的に、バックライトに液晶セルを積層し、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は、BYタイプにおいては、下記式(6):
(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。
上記式(6)及び(7)における「550」は、人間の目の感度が最も高い波長およそ550nmの光を考慮したものであり、これらの式は、視感度補正された輝度を測定したとき、赤色又は黄色の光と比べて青色の光は弱く計測されることを意味している。白色LED等をバックライトに用いる携帯電話やPDAのようなモバイル用途の液晶表示装置においてはとりわけ、その原理上、長波長側のピークに制約ができるために、式(1)及び(6)、又は式(2)及び(7)を充足する傾向が高い。しかしながら、CCFLタイプのバックライトを用いる大型TV等においても、色作り等の観点から当該式を充足することが好ましい。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
(偏光子、保護フィルム及び反射型偏光板の厚み)
(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。
(ブルーライトカットフィルムの平均透過率)
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、各波長(5nm刻み)での透過率を測定した。380〜500nmの波長域にわたるそれらの平均を求めて、これを、380〜500nmの波長域にわたる平均透過率T(380−500)とし、500〜780nmの波長域にわたるそれらの平均を求めて、これを、500〜780nmの波長域にわたる平均透過率T(500−780)とした。ブルーライトカットフィルムの平均透過率は、それが有する青色光透過抑制層の平均透過率と実質的に同じであるといえる。
(吸収型偏光板の視感度補正単体透過率及び視感度補正偏光度)
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吸収型偏光板の透過率(%)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吸収型偏光板の透過率(%)である。
視感度補正単体透過率Ty及び視感度補正偏光度Pyは、各波長毎に求めた単体透過率(λ)及び偏光度(λ)に対して、JlS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行ったものであり、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〕を使用して測定した。なお、測定は吸収型偏光板単体で行った。測定の際、反射型偏光板と貼り合わされる面とは反対側に入射光が入射されるようにセットした。またTy及びPyは、波長380〜780nmの範囲において5nm刻みで測定した。
(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)
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(8):
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) (8)
に従って算出した。
<実施例1>
(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0.044/5.7/100の染色水溶液に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のホウ酸水溶液に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。
(2)吸収型偏光板の作製
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(TAC)フィルム〔コニカミノルタオプト(株)社製の商品名「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)製の商品名「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43.0%、視感度補正偏光度Pyが99.99%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)製の商品名「#7」〕を貼合した。
(3)複合偏光板の作製
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)製の商品名「#7」〕を介して、厚み26μmの反射型偏光板〔3M社製の商品名「APF」、住友スリーエム(株)より入手〕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αが反時計回りに4°になるように貼合した。
次いで、反射型偏光板の外面に、ブルーライトカットフィルムA〔ELECOM社製の商品名「EF−FLBLシリーズ」、反射型〕を貼合して、複合偏光板を得た。ブルーライトカットフィルムAのT(380−500)、T(500−780)は、それぞれ78.9%、95.0%であった。
<比較例1>
ブルーライトカットフィルムAの代わりに、ブルーライトカットフィルムB〔サンワサプライ(株)製の商品名「LCD−140WBC」、吸収型〕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。ブルーライトカットフィルムBのT(380−500)、T(500−780)は、それぞれ73.8%、79.7%であった。
<比較例2>
ブルーライトカットフィルムAを貼合しないこと以外は実施例1と同様にして複合偏光板を得た。
<実施例2>
ポリビニルアルコールフィルムの染色処理において、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.04/5.7/100の染色水溶液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。得られた吸収型偏光板の視感度補正単体透過率Ty、視感度補正偏光度Pyは、それぞれ43.5%、が99.97%であった。
<比較例3>
ブルーライトカットフィルムAの代わりに、ブルーライトカットフィルムBを用いたこと以外は実施例2と同様にして複合偏光板を得た。
<比較例4>
ブルーライトカットフィルムAを貼合しないこと以外は実施例2と同様にして複合偏光板を得た。
〔液晶表示装置の表示品質の評価〕
(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7)を用いた。結果を表2に示す。
(2)コントラスト
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7)を用いた。結果を表2に示す。
また、P(λ)に下記バックライト2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)を用いたこと以外は上と同様にしてL’(380−780)及びSCR’(380−780)を求めた。結果を表2に示す。
バックライト1は、模擬白色タイプLEDバックライトである。これにVA型の液晶セルを積層し、バックライト1を点灯した状態で測定した発光スペクトルを図7に示す。またバックライト2は、高演色タイプLEDバックライトである。これにVA型の液晶セルを積層し、バックライト2を点灯した状態で測定した発光スペクトルを図6に示す。発光スペクトルの測定にはTOPCON製の分光放射計「SR−UL1」を用いた。これらの発光スペクトルから求められる発光スペクトル特性を下記の表1にまとめた。
1,2,3,4 複合偏光板、5 偏光子、10 第1保護フィルム、15 第1接着剤層、20 第2保護フィルム、25 第2接着剤層、41 第1粘着剤層、42 第2粘着剤層、43 第3粘着剤層、50 液晶セル、60 バックライト、70 前面側偏光板、100,110,120 吸収型偏光板、200 反射型偏光板、300 青色光透過抑制層、301 基材フィルム、350 青色光透過抑制フィルム。

Claims (8)

  1. 吸収型偏光板と、反射型偏光板と、380〜500nmの波長域内にある青色光の透過を抑制する青色光透過抑制層と、を含み、
    前記青色光透過抑制層は、500〜780nmの波長域にわたる平均透過率が90%以上であり、かつ380〜500nmの波長域にわたる平均透過率が80%以下である、複合偏光板。
  2. 前記吸収型偏光板は、視感度補正単体透過率が42.6〜44.0%であり、視感度補正偏光度が99.5%以上である、請求項1に記載の複合偏光板。
  3. 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又は2に記載の複合偏光板。
  4. 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1〜3のいずれか1項に記載の複合偏光板。
  5. 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4に記載の複合偏光板。
  6. 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を介して積層される、請求項4に記載の複合偏光板。
  7. バックライト、請求項1〜6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反射型偏光板よりも前記液晶セル側となるように配置される、液晶表示装置。
  8. 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7に記載の液晶表示装置。
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