JP2016504632A

JP2016504632A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2016504632A
Application number: JP2015552567A
Authority: JP
Inventors: ミンソクキム，; ナヨンキム，; ジュンソクキム，
Original assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Current assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-02-12
Also published as: KR20140091363A; TW201428362A; CN104919363A; WO2014109489A1

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。

韓国公開特許第２０１２−９９１７２号公報

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。

図１は、本発明の液晶表示装置の一具体例を示した断面図である。図２は、実施例１の反り画像である。図３は、実施例１の光漏れ画像である。図４は、比較例３の反り画像である。図５は、比較例３の光漏れ画像である。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

測定結果を下記表１に示す。

（２）反り測定
０．５ＴＧｌａｓｓ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、ＩＮＴＥＫＩＭＳ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
０．５ＴＧｌａｓｓ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

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

Claims

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。