JP2016504632A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、液晶表示装置に関し、より詳しくは、少なくとも一面に接合された保護フィルムを具備する偏光子をそれぞれ備えた上部偏光板及び下部偏光板を備え、前記上部偏光板と下部偏光板との間に液晶セルが介在され、前記下部偏光板が、少なくとも一面に光学機能性層を備え、前記上部偏光子及び下部偏光子は、吸収軸が互いに垂直であり、前記下部偏光子の収縮力が、3.5N/2mm以下であり、(下部偏光子の収縮力/上部偏光子の収縮力)を1以下とすることで、液晶表示装置の反り、特にCAP型の反りを抑え、光漏れ現象及びニュ−トンリング現象の発生を抑制することができる液晶表示装置に関する。【選択図】なし
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置(LCD;Liquid crystal display device)は、画像表示装置の一種であり、典型的な画像表示装置である陰極線管(CRT;Cathode-ray tube)と比較して軽薄短小化及び省電力を実現することができるといった長所がある。液晶表示装置は、CRTとは異なり自ら光を発する素子ではないため、液晶パネルの他に光源を必要とする。このような液晶表示装置の光源としては、主に蛍光ランプが用いられ、液晶表示装置の液晶パネルの両面には下部偏光板及び上部偏光板がそれぞれ配置される。下部偏光板及び上部偏光板は、ランプから出る光を遮断又は通過させる。
一般的に、偏光板は、第1の偏光子保護フィルム、偏光子、及び第2の偏光子保護フィルムから構成される積層体の片面に、液晶セルとの接合のための粘着剤層を備え、他方の面には、表面保護フィルムを備える構造を有する。この時、上部偏光板及び下部偏光板として、同一の構成の偏光板が液晶セルの両面に接合されてもよい。
その一方で、近年では、液晶表示装置の大型化及び薄型化が進み、またその用途の拡大に伴って偏光板の機能向上が強く求められており、それによって上部偏光板及び下部偏光板として互いに異なる特性が付与された偏光板がそれぞれ適用されている。例えば、上部偏光板としては、偏光子の視認側面に偏光子保護フィルムの他に、広視野角補償フィルム、機能性コーティング層(ハードコーティング層、帯電防止層、反射防止層等)又はこれらの積層体等をさらに具備した偏光板が適用され、下部偏光板としては、偏光子のバックライトユニット側面に偏光子保護フィルムの他に、輝度向上フィルム、拡散保護フィルム又はこれらの積層体等を具備した偏光板が適用される。このような異なる特性を付与するための機能性フィルム、コーティング層又は積層体は、それぞれ、材料、厚み、延伸方向、透湿度等の物性が互いに異なる。
通常の偏光板は一定方向に延伸され、且つ二色性染料で染められたポリビニルアルコール(PVA;Polyvinyl alcohol)フィルムを偏光子として備えているが、延伸されたPVAフィルムは、温度又は湿度の変化によって延伸軸方向に収縮する。特に、偏光子上に互いに異なる機能性フィルム、コーティング層又は積層体を具備した偏光板がそれぞれ上部偏光板及び下部偏光板として適用される場合、これらの透湿度の差によって収縮率が大きくなり、それによって液晶パネルが反る顕著なカール(curl)現象が生じる。これにより、光漏れ現象が生じて液晶パネルの不良が生じてしまう。
韓国公開特許第2012−99172号公報には、偏光板、その製造方法及びそれを利用した画像表示装置が開示されているものの、前記問題点に対する代案については提示されていない。
本発明は、反りを改善し、光漏れ現象が抑制された液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、ニュ−トンリング現象が抑制された液晶表示装置を提供することを目的とする。
1.少なくとも一面に接合された保護フィルムを具備する偏光子をそれぞれ備えた上部偏光板及び下部偏光板を備え、前記上部偏光板と前記下部偏光板との間に液晶セルが介在され、前記下部偏光板は、少なくとも一面に光学機能性層を備え、前記上部偏光子及び前記下部偏光子は、吸収軸が互いに垂直であり、前記下部偏光子の収縮力は3.5N/2mm以下であり、(下部偏光子の収縮力/上部偏光子の収縮力)が1以下である液晶表示装置。
2.前記項目1において、前記上部偏光子及び前記下部偏光子は、厚みが15〜35μmである液晶表示装置。
3.前記項目1において、前記上部偏光子及び前記下部偏光子の厚みが同一である液晶表示装置。
4.前記項目1において、前記上部偏光板は前記液晶セルの上面に、前記下部偏光板は前記液晶セルの下面にそれぞれ接合されている液晶表示装置。
5.前記項目4において、前記下部偏光板は、前記液晶セルに接する面の反対面に前記光学機能性層を備える液晶表示装置。
6.前記項目1において、前記光学機能性層は、反射型偏光分離層、位相差層、反射防止層、反射層、及び輝度向上層からなる群から選択されるものである液晶表示装置。
本発明は、液晶表示装置の反り、特にCAP型の反りを抑え、光漏れ現象及びニュ−トンリング現象の発生を抑制する。
本発明は、少なくとも一面に接合された保護フィルムを具備する偏光子をそれぞれ備えた上部偏光板及び下部偏光板を備え、前記上部偏光板と下部偏光板との間に液晶セルが介在され、前記下部偏光板は、少なくとも一面に光学機能性層を備え、前記上部偏光子及び下部偏光子は、吸収軸が互いに垂直であり、前記下部偏光子の収縮力は3.5N/2mm以下であり、(下部偏光子の収縮力/上部偏光子の収縮力)を1以下とすることで、液晶表示装置の反り、特にCAP型の反りを抑え、光漏れ現象及びニュ−トンリング現象の発生を抑制することができる液晶表示装置に関する。
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一面に接合された保護フィルムを具備する偏光子をそれぞれ備えた上部偏光板及び下部偏光板を備え、前記上部偏光板と下部偏光板との間に液晶セルが介在され、前記下部偏光板は、少なくとも一面に光学機能性層を備え、前記上部偏光子及び下部偏光子は、吸収軸が互いに垂直となるように配置される。
以下、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。
図1は、本発明の液晶表示装置の一具体例の断面図を概略的に示す。
本発明において、上部偏光板107は、光源から出射した光が液晶セル103を通過した後、偏光板を通過するように位置付けられた偏光板であり、下部偏光板108は、光源から出射した光が液晶セル103を通過する前に、偏光板を通過するように位置付けられた偏光板である。
上部偏光板107及び下部偏光板108は、それぞれ偏光子102、105の少なくとも一面に接合された保護フィルム101a、101b、104a、104bを具備する。
上部偏光子102及び下部偏光子105は、ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素が吸着配向されたものである。
偏光子102、105を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することで得られてもよい。
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に、酢酸ビニル及びこれ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。
酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体としては、不飽和カルボン酸系、不飽和スルホン酸系、オレフィン系、ビニルエーテル系、アンモニウム基を有するアクリルアミド系単量体等が挙げられる。また、ポリビニルアルコール系樹脂は、変性されたものであってもよく、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も用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%であり、好ましくは98モル%以上であり、また重合度は、通常1,000〜10,000であり、好ましくは1,500〜5,000である。
このようなポリビニルアルコール系樹脂を膜で形成したものが偏光子の円盤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の膜形成方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法を用いることができる。ポリビニルアルコール系円盤フィルムの膜厚みは、特に制限されず、例えば、10〜150μmであってよい。
偏光子102、105は、通常、前述のようなポリビニルアルコール系円盤フィルムを膨潤、染色、架橋、延伸、洗浄、及び乾燥する段階を経て製造される。各工程の手順、繰り返し回数、工程条件等は、本発明の目的を逸脱しない限り特に限定されることはなく、必要に応じて一部段階は省略されてもよい。
(下部偏光子の収縮力)/(上部偏光子の収縮力)の値は1以下であり、好ましくは0.95以下であってよい。下部偏光子105の収縮力と上部偏光子102の収縮力との関係が前記数値範囲を満たす場合、液晶表示装置100の反りを防ぎ、特に下部偏光子105の収縮力が上部偏光子102の収縮力と比較して小さいため、CAP型の反りを抑えることができ、それによって光漏れ及びニュ−トンリング現象の発生を抑制することができる。
また、下部偏光子105の収縮力は3.5N/2mm以下であり、好ましくは3.4N/2mm以下であってよい。下部偏光子105の収縮力が前記数値範囲内の場合、CAP型の反り防止効果を最大限に発揮することができる。
偏光子102、105の収縮力を調節する方法は、特に限定されず、当分野で収縮力調節のために用いられる一般的な方法であってよく、例えば、偏光子製造工程中の延伸段階における延伸比、架橋段階における遂行温度、架橋用水溶液のホウ酸濃度等で調節することができる。
偏光子102、105の厚みは、特に限定されることなく、例えば、15〜35μmであってよい。上部偏光子102及び下部偏光子105の厚みが同一であることは製造工程上の効率及び生産性向上の側面で好ましい。
偏光子102、105の厚みは、製造の際、各段階における延伸比及び総累積延伸比を変化させる方法、又は厚みが薄い薄膜ポリビニルアルコール系円盤フィルムを利用する方法等で調節することができる。通常、総累積延伸比は4〜8倍、好ましくは4.5〜7倍、より好ましくは5〜6.5倍であってよい。
保護フィルム101a、101b、104a、104bとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等に優れているフィルムであれば特に制限されない。具体的な例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルム;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系フィルム;ポリカーボネート系フィルム;ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート等のアクリル系フィルム;ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のスチレン系フィルム;ポリオレフィン系フィルム;塩化ビニル系フィルム;ナイロン、芳香族ポリアミド等のポリアミド系フィルム;イミド系フィルム;スルホン系フィルム;ポリエーテルケトン系フィルム;硫化ポリフェニレン系フィルム;ビニルアルコール系フィルム;塩化ビニリデン系フィルム;ビニルブチラール系フィルム;アリレート系フィルム;ポリオキシメチレン系フィルム;ウレタン系フィルム;エポキシ系フィルム;シリコーン系フィルム等が挙げられる。これらの中でも、特に偏光特性又は耐久性を考慮すると、アルカリ等によってケン化された表面を有するセルロース系フィルムが好ましい。また、保護フィルム101a、101b、104a、104bは、位相差機能のような光学補償機能を有するフィルムであってもよい。
接合は、当業界において偏光板の製造に一般的に用いられる接着剤で行われてよく、接合後に乾燥段階を経てもよい。
乾燥温度及び時間は、特に限定されることなく、例えば、40〜100℃で20〜1200秒間遂行されてもよい。
上部偏光板107に備えられた上部偏光子102と、下部偏光板108に備えられた下部偏光子105とは、吸収軸が互いに垂直となるように配置される。例えば、上部偏光子102は、長辺方向が延伸方向に対して平行であり、下部偏光子105は、長辺方向が延伸方向に対して垂直であってもよく、その逆の場合であってもよい。
上部偏光板107と下部偏光板108との間には、液晶セル103が介在される。上部偏光板107は液晶セル103の上面に、下部偏光板108は液晶セル103の下面にそれぞれ接合される。下部偏光板108は、液晶セル103と接する面の反対面に光学機能性層106を備えてもよい。
液晶セル103は、特に限定されることなく、当分野で一般的に用いられる液晶セルであってよい。
光学機能性層106は、コーティング方式で塗布されてもよく、別途の機能性フィルムであってもよい。
光学機能性層106は特に限定されることなく、例えば、反射型偏光分離層、位相差層、反射防止層、反射層、輝度向上層等が挙げられる。
輝度向上層としては、例えば、誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が異なる薄膜フィルムの多層積層体のような、所定偏光軸の直線偏光は透過し、他の光は反射する特性を示すもの(住友3M(株)製、D−BEF等)、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したもの(日東電工社製、PCF350やMerck社製、Transmax等)のような、左折又は右折するある一方の円偏光は反射し、他方の光は透過する特性を示すもの等を用いることができる。
光学機能性層を備えると、液晶表示装置の光学性能は改善されるが、液晶表示装置の反りが誘発される可能性がある。しかしながら、本発明の液晶表示装置は、反りが改善されるため、光学機能性層を備えたとしても反りの発生を最小限にすることができる。
液晶セル103に対する偏光板107、108の接合は、粘着層によって遂行されてもよい。
粘着層は、粘着剤樹脂、架橋剤、及び必要に応じてシランカップリング剤を含む粘着剤組成物から形成されてもよい。また、粘着剤樹脂としては、アクリル系又はウレタン系樹脂を主成分とするものを用いてもよく、その中でも透明性が良好である点でアクリル系樹脂が好ましい。
以下、本発明の理解を容易にするために好適な実施例を示すが、これら実施例は本発明を例示するに過ぎず、添付された特許請求の範囲を制限するわけではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内において実施例に対し変更が多様であること且つ修正が可能であることは、当業者にとって明らかなものであり、このような変更及び修正が添付された特許請求の範囲に属するのも当然のことである。
実施例1.
(1)上部偏光板の製造
厚み75μmのポリビニルアルコールフィルムを30℃、0.3%のヨウ素水溶液に浸漬して3倍に延伸し、60℃のホウ酸4%及びヨウ素化カリウム10%を含む架橋用水溶液に浸漬して総5.5倍に延伸した。その後、30℃の1.5%ヨウ素化カリウム水溶液に10秒間浸漬して洗浄した後、50℃で4分間乾燥して偏光子を製造した。
(1)上部偏光板の製造
厚み75μmのポリビニルアルコールフィルムを30℃、0.3%のヨウ素水溶液に浸漬して3倍に延伸し、60℃のホウ酸4%及びヨウ素化カリウム10%を含む架橋用水溶液に浸漬して総5.5倍に延伸した。その後、30℃の1.5%ヨウ素化カリウム水溶液に10秒間浸漬して洗浄した後、50℃で4分間乾燥して偏光子を製造した。
製造された偏光子の両面に40μmのケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコール系接着剤で接合し、60℃で4分間乾燥して偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
架橋用水溶液のホウ酸含有量が2%であること以外は、上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
架橋用水溶液のホウ酸含有量が2%であること以外は、上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例2.
(1)上部偏光板の製造
架橋用水溶液のホウ酸含有量が6%であること以外は、実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
架橋用水溶液のホウ酸含有量が6%であること以外は、実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例3.
(1)上部偏光板の製造
架橋用水溶液のホウ酸含有量が6%、総延伸比が6倍となるように延伸したこと以外は、実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
架橋用水溶液のホウ酸含有量が6%、総延伸比が6倍となるように延伸したこと以外は、実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例4.
(1)上部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例1.
(1)上部偏光板の製造
実施例1の下部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例1の下部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例2.
(1)上部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例3.
(1)上部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例4.
(1)上部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例5.
(1)上部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例1の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例6.
(1)上部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例2の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例7.
(1)上部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(1)上部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
(2)下部偏光板の製造
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例3の上部偏光板の製造と同様の方法で偏光板を製造した。
実験例.
(1)収縮力測定
実施例及び比較例で製造した偏光子を80℃で240分加熱した後、10mm×2mm(長辺が延伸方向)サイズにカットし、SII社のSS6100装置で収縮力を測定した。
(1)収縮力測定
実施例及び比較例で製造した偏光子を80℃で240分加熱した後、10mm×2mm(長辺が延伸方向)サイズにカットし、SII社のSS6100装置で収縮力を測定した。
測定結果を下記表1に示す。
(2)反り測定
0.5T Glassの両面に、前記実施例及び比較例で製造した偏光板を接合した。その後、60℃のオーブンに24時間放置してから、さらに常温で2時間放置した後、INTEK IMS社の二次元測定機で反りを測定し、その最大値を下記表1に示す。
0.5T Glassの両面に、前記実施例及び比較例で製造した偏光板を接合した。その後、60℃のオーブンに24時間放置してから、さらに常温で2時間放置した後、INTEK IMS社の二次元測定機で反りを測定し、その最大値を下記表1に示す。
実施例1及び比較例3の反り画像は、それぞれ図2及び図4に示す。
(3)光漏れ観察
0.5T Glassの両面に、前記実施例及び比較例で製造した偏光板を接合した。その後、60℃のオーブンに24時間放置してから、さらに常温で1時間放置した後、バックライト上に載置して、光漏れが生じるかを観察した。
0.5T Glassの両面に、前記実施例及び比較例で製造した偏光板を接合した。その後、60℃のオーブンに24時間放置してから、さらに常温で1時間放置した後、バックライト上に載置して、光漏れが生じるかを観察した。
観察結果は下記表1に示し、実施例1及び比較例3の光漏れ画像は、それぞれ図3及び図5に示す。
○:エッジ部で光漏れ現象が発生
△:エッジ部で光漏れ現象が微細に発生
×:光漏れ現象が発生しない
○:エッジ部で光漏れ現象が発生
△:エッジ部で光漏れ現象が微細に発生
×:光漏れ現象が発生しない
前記表1、図2乃至5を参照すると、下部偏光子の収縮力と上部偏光子の収縮力との関係が本発明の数値範囲に含まれる実施例1乃至4は、CAP型反り高さの最大値が0.13〜0.22に収まり、且つ光漏れが生じないことを確認することができる。
しかしながら、比較例1乃至7は、CAP型反り高さの最大値が0.37〜0.63で反りが顕著であり、且つエッジ部で光漏れが生じたことを確認することができる。
100:液晶表示装置
101a、101b:保護フィルム
102:上部偏光子
103:液晶セル
104a、104b:保護フィルム
105:下部偏光子
106:光学機能性層
107:上部偏光板
108:下部偏光板
101a、101b:保護フィルム
102:上部偏光子
103:液晶セル
104a、104b:保護フィルム
105:下部偏光子
106:光学機能性層
107:上部偏光板
108:下部偏光板
Claims (6)
- 少なくとも一面に接合された保護フィルムを具備する偏光子をそれぞれ備えた上部偏光板及び下部偏光板を備え、前記上部偏光板と前記下部偏光板との間に液晶セルが介在され、前記下部偏光板が、少なくとも一面に光学機能性層を備え、前記上部偏光子及び前記下部偏光子は、吸収軸が互いに垂直であり、前記下部偏光子の収縮力が、3.5N/2mm以下であり、(下部偏光子の収縮力/上部偏光子の収縮力)が1以下である液晶表示装置。
- 前記上部偏光子及び前記下部偏光子は、厚みが15〜35μmである、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記上部偏光子及び前記下部偏光子の厚みが同一である、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記上部偏光板が前記液晶セルの上面に、前記下部偏光板が前記液晶セルの下面にそれぞれ接合されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記下部偏光板が、前記液晶セルに接する面の反対面に前記光学機能性層を備える、請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記光学機能性層が、反射型偏光分離層、位相差層、反射防止層、反射層、及び輝度向上層からなる群から選択される、請求項1に記載の液晶表示装置。
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