JP2018054730A - 光学積層体および該光学積層体を用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2≦B≦6 ・・・(1)
20≦H≦60 ・・・(2)
B×H≧40 ・・・(3)
ここで、バイアス角とは、法線方向に対する該台形断面の傾斜角を意味する。
1つの実施形態においては、上記光拡散粘着剤層は、粘着剤と該粘着剤に分散した光拡散性微粒子とを含み、該粘着剤の屈折率は1.47〜1.60であり、該光拡散性微粒子の屈折率は該粘着剤の屈折率よりも低い。
1つの実施形態においては、上記光拡散性微粒子と上記粘着剤との屈折率差は0を超えて0.2以下である。
1つの実施形態においては、上記光拡散性微粒子はシリコーン樹脂微粒子である。
1つの実施形態においては、上記光拡散性微粒子の体積平均粒子径は1μm〜4μmである。
1つの実施形態においては、上記マット層の表面の算術平均粗さRaは20nm以上である。
1つの実施形態においては、上記マット層は微粒子を含み、該微粒子の最頻粒子径は該マット層の厚さの±50%の範囲内である。
本発明の別の局面によれば、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、液晶セルと、該液晶セルの視認側と反対側に配置された上記の光学積層体と、を備える。この液晶表示装置において、該光学積層体の偏光子は該液晶セル側に配置されている。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。本実施形態の光学積層体100は、偏光子10と光拡散粘着剤層20とマット層30とルーバー層40とをこの順に備える。すなわち、光学積層体100においては、偏光子とルーバー層(ルーバーフィルム)とが一体化されている。一体化により、液晶表示装置の薄型化が実現され、かつ、部品点数の削減による液晶表示装置およびその製造方法の簡素化が実現される。ルーバー層40は、フィルム面に沿って並列された台形断面を有する光透過部41と、光透過部41間に並列された台形断面を有する光吸収部42と、を有する。本発明の実施形態においては、光拡散粘着剤層20のヘイズ値Hとルーバー層40のバイアス角Bとは、下記式(1)〜(3)の関係を満足する:
2≦B≦6 ・・・(1)
20≦H≦60 ・・・(2)
B×H≧40 ・・・(3)。
ここで、バイアス角とは、図2に示すように法線方向に対する該台形断面の傾斜角を意味する。式(1)〜(3)の関係を満足することにより、モアレの発生が抑制され、高輝度であり、かつ、車載用途として適切な視野角特性を有する液晶表示装置を実現し得る光学積層体を得ることができる。特に式(3)を満足することにより、これらの3つの特性のバランスに優れた(すなわち、3つの特性すべてが良好または許容可能な範囲である)液晶表示装置を実現し得る光学積層体を得ることができる。なお、車載用途として適切な視野角特性としては、代表的には、対称性に優れた輝度コーンが得られるような視野角特性、表示画像のフロントウィンドウへの映り込みを防止し得る視野角特性が挙げられる。
偏光子10としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
光拡散粘着剤層20を構成する光拡散粘着剤は、代表的には、粘着剤と当該粘着剤中に分散した光拡散性微粒子とを含む。
本発明の実施形態においては、マット層30を光拡散粘着剤層20に隣接するよう配置することにより、ルーバー層に起因する優れた特性(代表的には、車載用途として適切な視野角特性)を維持しつつ、モアレの発生を顕著に抑制することができる。これは、マット層と光拡散粘着剤層との相乗的な作用によるものであると推定され、マット層と光拡散粘着剤層とを組み合わせて含む光学積層体を車載用途の液晶表示装置に適用して初めて得られた知見であり、予期せぬ優れた効果である。
ルーバー層40は、ルーバーフィルムで構成されている。ルーバー層(ルーバーフィルム)40は、上記のとおり、フィルム面に沿って並列された光透過部41、41、…と、光透過部41、41、…間に並列された光吸収部42、42、…と、を有する。光透過部41、41、…および光吸収部42、42、…は、図面の奥−手前方向に延びる。すなわち、光透過部41、41、…および光吸収部42、42、…は、ルーバー層を法線方向から見た場合に、交互にストライプ状に形成されている。光透過部41、41、…および光吸収部42、42、…は、図1に現れる断面において略台形の断面形状を有する。より具体的には、光透過部41、41、…は、上底が下底よりも長い台形断面を有し、光吸収部42、42、…は、下底が上底よりも長い台形断面を有する。
上記A項からE項に記載の光学積層体は、液晶表示装置に適用され得る。したがって、本発明は、そのような光学積層体を用いた液晶表示装置を包含する。本発明の実施形態による液晶表示装置は、液晶セルと、該液晶セルの視認側と反対側に配置された上記A項からE項に記載の光学積層体を備える。光学積層体は、偏光子が液晶セル側となるように配置されている。液晶セルは、ホメオトロピック配向型(例えば、VAモード)であってもよく、ホモジニアス配向型(例えば、IPSモード)であってもよい。
実施例および比較例で用いた硬化後の光拡散粘着剤(すなわち、光拡散粘着剤層)について、JIS 7136で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN−150」)を用いて測定した。
(2)輝度
実施例および比較例で得られた液晶表示装置に白画面を表示し、輝度計(AUTRONIC−MELCHERS社製、商品名「Conoscope」)を用いて正面方向の輝度を測定した。以下の評価基準で評価した。
◎:310cd/m2以上
○:290cd/m2以上
△:270cd/m2以上
×:269cd/m2以下
(3)視野角特性
上記(2)と同様にして、全方位、極角0°〜80°の輝度を測定し、(極角65°、方位角25°の輝度)/(極角65°、方位角155°の輝度)の比を算出し、視野角特性の指標とした。
◎:0.50以上
○:0.25以上
△:0.20以上
×:0.19以下
(4)モアレ
実施例および比較例で得られた液晶表示装置の画質を目視で確認し、以下の基準で評価した。
◎:モアレが認められなかった
○:モアレがわずかに認められたが、画質に影響を与えるほどではなかった
△:モアレが認められ、画質に影響を与えた
×:モアレの発生が著しかった
1.光拡散粘着剤の調製
1−1.粘着剤のベースポリマー(アクリル系ポリマー)の調製
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート74.9部、ベンジルアクリレート20部、アクリル酸5部、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.1部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み(モノマーの濃度50%)、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行い、重量平均分子量(Mw)204万、Mw/Mn=3.2のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
上記で得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製のコロネートL,トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体)0.45部およびベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製,ナイパーBMT)0.1部、シランカップリング剤(信越化学工業(株)製のKBM403)0.1部、光拡散性微粒子としてのシリコーン樹脂微粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製トスパール130、体積平均粒子径3μm)3.1部を配合して、光拡散粘着剤の塗工液(固形分11%)を調製した。
2−1.偏光板の作製
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ80μmの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により貼り合せて偏光板を作成した。
次いで、上記で得られた塗工液を、シリコーン処理を施した、38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム(株)製,MRF38)の片面に、乾燥後の光拡散粘着剤層の厚さが12μmになるように塗布し、155℃で1分間乾燥を行った後、上記で得られた偏光板に転写し、光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。光拡散粘着剤層のヘイズ値は20%であった。
市販の長尺状シクロオレフィン(ノルボルネン)系樹脂フィルム(日本ゼオン社製、製品名「ゼオノアZF16」、厚み40μm)を基材として用いた。一方、DIC(株)製、商品名「ユニディックELS−888」80重量部と、DIC(株)製、商品名「ユニディックRS28−605」20重量部とを配合してマット層形成用樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を基材に塗布し、紫外線を露光量230mJ/cm2で照射し、マット層を形成した。得られたマット層の厚みは1.0μmであった。このようにして、マット層/基材の積層体を作製した。
大日本印刷社製ルーバーフィルム「LAF3」を用いた。
マット層/基材の積層体の基材とルーバー層(ルーバーフィルム)とを貼り合わせ、得られた積層体の基材と光拡散粘着剤層付偏光板とを、光拡散粘着剤層を介して貼り合わせ、図1に示すような光学積層体を得た。得られた光学積層体は、式(1)〜(3)を満足した。
Apple社製、製品名「iPad(登録商標)2」(IPSモード)から液晶パネルを取出し、さらに液晶セルの上下に貼り付けられていた光学フィルムを取り除き、光学フィルム除去面を洗浄した。このようにして得られた液晶セルを用いた。液晶セルの一方の面に上記5.で得られた光学積層体を貼り合わせ、他方の面に上記2−1.で得られた偏光板を貼り合わせた。このとき、光学積層体の偏光子の吸収軸と偏光板の偏光子の吸収軸とが直交するようにして、光学積層体および偏光板を貼り合わせた。さらに、上記の「iPad(登録商標)2」から取り出したバックライトユニットを光学積層体の外側に組み込み、液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(2)〜(4)の評価に供した。結果を表1に示す。
光拡散粘着剤層のヘイズ値およびルーバー層のバイアス角を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして光学積層体および液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、式(1)〜(3)を満足する本発明の実施例の光学積層体を用いた液晶表示装置は、輝度、視野角特性およびモアレの特性がバランスよく優れている。一方、比較例の液晶表示装置は、当該3つの特性のうち少なくとも1つが不十分であるか、2つ以上が比較的低評価となっている。
20 光拡散粘着剤層
30 マット層
40 ルーバー層
41 光透過部
42 光吸収部
100 光学積層体
Claims (8)
- 偏光子と光拡散粘着剤層とマット層とルーバー層とをこの順に備え、
該ルーバー層が、フィルム面に沿って並列された台形断面を有する光透過部と、該光透過部間に並列された台形断面を有する光吸収部と、を有し、
該光拡散粘着剤層のヘイズ値Hと該ルーバー層のバイアス角Bとが、下記式(1)〜(3)の関係を満足する、光学積層体:
2≦B≦6 ・・・(1)
20≦H≦60 ・・・(2)
B×H≧40 ・・・(3)
ここで、バイアス角とは、法線方向に対する該台形断面の傾斜角を意味する。 - 前記光拡散粘着剤層が、粘着剤と該粘着剤に分散した光拡散性微粒子とを含み、該粘着剤の屈折率が1.47〜1.60であり、該光拡散性微粒子の屈折率が該粘着剤の屈折率よりも低い、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記光拡散性微粒子と前記粘着剤との屈折率差が0を超えて0.2以下である、請求項2に記載の光学積層体。
- 前記光拡散性微粒子がシリコーン樹脂微粒子である、請求項2または3に記載の光学積層体。
- 前記光拡散性微粒子の体積平均粒子径が1μm〜4μmである、請求項2から4のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記マット層の表面の算術平均粗さRaが20nm以上である、請求項1から5のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記マット層が微粒子を含み、該微粒子の最頻粒子径が該マット層の厚さの±50%の範囲内である、請求項6に記載の光学積層体。
- 液晶セルと、該液晶セルの視認側と反対側に配置された請求項1から7のいずれかに記載の光学積層体と、を備え、
該光学積層体の偏光子が該液晶セル側に配置されている、
液晶表示装置。
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