JP2018136401A - 液晶表示装置および光学部材 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記視認側粘着剤層は上記波長選択吸収層として機能する。
1つの実施形態においては、上記液晶表示装置は、上記反射型偏光子の上記背面側偏光板と反対側に上記波長選択吸収層を有する。1つの実施形態においては、上記波長選択吸収層はアンチブロッキング機能を有する。1つの実施形態においては、上記波長選択吸収層の上記反射型偏光子と反対側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、上記液晶表示装置は、上記反射型偏光子と上記波長選択吸収層との間に、面内位相差Re(550)が100nm〜200nmである位相差層をさらに有する。1つの実施形態においては、上記背面側偏光板の偏光子の吸収軸と上記位相差層の遅相軸とのなす角度は40°〜50°である。
1つの実施形態においては、上記波長選択吸収層は、570nm〜610nmの範囲の波長帯域に吸収極大波長を有する波長選択吸収材料を含む。
本発明の別の局面によれば、光学部材が提供される。この光学部材は、波長選択吸収層と反射型偏光子と偏光板と粘着剤層とをこの順に有し、該粘着剤層を介して液晶セルの背面側に貼り合わせられる。
まず、液晶表示装置の全体構成について、図面を参照して代表的な実施形態を説明する。各図面において、同一の構成要素は同一符号を付し、重複した説明は省略する。また、見やすくするために、図面における各層の厚みの比率は実際とは異なっている。なお、液晶表示装置の構成要素については、B項〜H項で詳細に説明する。
B−1.波長選択吸収粘着剤層
波長選択吸収粘着剤層21は、代表的には、マトリックスとしての粘着剤と、当該粘着剤に分散した波長選択吸収材料とを含む。
粘着剤としては、任意の適切な粘着剤を用いることができる。粘着剤は、好ましくは、低い酸素透過性および透湿性を有し、高い光安定性および化学的安定性を有し、所定の屈折率を有し、優れた透明性を有し、および/または、波長選択吸収材料に対して優れた分散性を有する。
波長選択吸収材料の代表例としては、波長選択吸収性色素が挙げられる。波長選択吸収性色素としては、任意の適切な波長選択吸収性色素が用いられ得る。波長選択吸収性色素の具体例としては、アントラキノン系、トリフェニルメタン系、ナフトキノン系、チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、スクアリリウム系、シアニン系、ポルフィリン系、アザポルフィリン系、フタロシアニン系、サブフタロシアニン系、キニザリン系、ポリメチン系、ローダミン系、オキソノール系、キノン系、アゾ系、キサンテン系、アゾメチン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、アントラピリドン系、イソインドリノン系、インダンスロン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、キノリン系、トリフェニルメタン系の化合物が挙げられる。
波長選択吸収粘着剤層(実質的には、粘着剤)は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、光拡散材料、光に異方性を付与する材料、光を偏光化する材料が挙げられる。光拡散材料の具体例としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、またはこれらの共重合系樹脂で構成される微粒子が挙げられる。光に異方性を付与する材料および/または光を偏光化する材料の具体例としては、長軸と短軸で複屈折が異なる楕円球状微粒子、コアシェル型微粒子、積層型微粒子が挙げられる。添加剤の種類、数、配合量等は、目的に応じて適切に設定され得る。
通常の視認側粘着剤層23は、波長選択吸収材料を含まないこと以外はB−1項で説明した波長選択吸収粘着剤層と同様である。
視認側偏光板31は、代表的には、吸収型偏光子と、吸収型偏光子の少なくとも一方の側に配置された保護層と、を有する。
吸収型偏光子としては、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。
保護層は、偏光板の保護フィルムとして使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
背面側粘着剤層22は、波長選択吸収材料を含まないこと以外はB−1項で説明した波長選択吸収粘着剤層と同様である。
背面側偏光板32もまた、代表的には、吸収型偏光子と、吸収型偏光子の少なくとも一方の側に配置された保護層と、を有する。吸収型偏光子および保護層については、視認側偏光板と同様である。ただし、背面側偏光板においては、液晶セル側および背面側のいずれの保護層にも、上記C−2項に記載のような表面処理が施されることはない。
反射型偏光子40は、特定の偏光状態(偏光方向)の偏光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する機能を有する。反射型偏光子40は、直線偏光分離型であってもよく、円偏光分離型であってもよい。以下、一例として、直線偏光分離型の反射型偏光子について説明する。なお、円偏光分離型の反射型偏光子としては、例えば、コレステリック液晶を固定化したフィルムとλ/4板との積層体が挙げられる。
波長選択吸収層50は、代表的には、マトリックスとしての樹脂と、当該マトリックスに分散した波長選択吸収材料とを含む。
位相差層60は、目的に応じて任意の適切な光学的特性および/または機械的特性を有し得る。
色彩輝度計((株)トプコンテクノハウス製のSR−UL1)を用いて測定した。
(2)色域(演色性)
液晶表示装置にて赤、緑、青、それぞれ単色を表示し、上記(1)の色彩輝度計にて各種表示した色の色度(x,y)を測定した。得られた赤、緑、青の座標(x,y)3点を結んで得られる三角形の面積を計算し、DCI−P3の規定色域(三角形)の面積に対する比率を算出した。
(3)耐傷性
エム・ティー・エム社製の商品名「10連式ペン試験」を用い、25mmφの冶具に両面テープにてスチールウール(ボンスター販売社製、商品名「#0000」)を取り付け、荷重300gをかけてサンプル面に冶具を置き、10往復試験後に傷の状態を目視にて確認した。以下の評価基準で評価した。
◎:傷が全く確認されなかった
○:1本以上、10本未満の傷が確認された
×:10本以上の傷が確認された
(薄型偏光子を有する偏光板の作製)
まず、非晶性PET基材に9μm厚のPVA層が製膜された積層体を一体で延伸に供した。具体的には、当該積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸に供して延伸積層体を作製し、次に、延伸積層体を染色に供して着色積層体を作製し、さらに着色積層体を延伸温度65度のホウ酸水中延伸に供した(総延伸倍率5.94倍)。このようにして、非晶性PET基材と4μm厚のPVA層(偏光子)とを含む光学フィルム積層体を作製した。さらに、当該光学フィルム積層体の偏光子の表面にポリビニルアルコール系接着剤を塗布し、塗布面に、けん化処理した40μm厚のアクリル樹脂フィルムを貼り合せた。次いで、非晶性PET基材を剥離して、薄型偏光子/保護層(アクリル樹脂フィルム)の構成を有する偏光板を作製した。
1.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82部、ベンジルアクリレート15部、4−ヒドロキシブチルアクリレート3部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、前記モノマー混合物(固形分)100部に対して、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部を酢酸エチルと共に仕込み、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60℃付近に保って7時間重合反応を行った。その後、得られた反応液に、酢酸エチルを加えて、固形分濃度30%に調整した、重量平均分子量100万のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
2.粘着剤組成物の調製
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、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(日本カーリット社製)0.002部を配合し、さらに、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート(三井化学社製:タケネートD110N)0.1部と、ジベンゾイルパーオキサイド0.3部と、γ−グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業社製:KBM−403)0.075部と、カネカ社製のサイリルSAT10(数平均分子量4000)0.5部と、ポルフィリン系色素(山田化学工業社製の商品名FDG−007:波長595nmに極大吸収波長を有する)0.25部を配合と、を配合し、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
上記で得られた波長選択吸収粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離基材(三菱樹脂社製 MRF38CK)の表面に、アプリケータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥することにより、厚さ20μmの波長選択吸収粘着剤層を形成した。この波長選択吸収粘着剤層を、上記偏光板の偏光子の面に転写し、波長選択吸収粘着剤層付偏光板を作製した。
ポルフィリン系色素を配合しなかったこと以外は上記と同様にして、剥離基材上に粘着剤層を形成した。この粘着剤層を上記と同様の偏光板の偏光子面に転写し、粘着剤層付偏光板を作製した。さらに、この粘着剤層付偏光板の保護層表面に、通常のアクリル系粘着剤(厚み23μm)を介して反射型偏光子を貼り合わせ、粘着剤層/偏光板/反射型偏光子の構成を有する光学部材を作製した。なお、反射型偏光子は、LGエレクトロニクス社製の液晶TV(43UF7710)のバックライトユニットから取り出した反射型偏光子から、両面に設けられている拡散層を除去したものを用いた。
LGエレクトロニクス社製の液晶TV(43UF7710)から液晶パネル(IPSモードの液晶セルを含む液晶パネル)を取出し、さらに、液晶セルの両側の光学フィルム等をすべて取り除いた。除去面(基板表面)を洗浄し、得られた液晶セルを用いた。この液晶セルの視認側表面に、上記の波長選択吸収粘着剤層付偏光板を、その波長選択吸収粘着剤層を介して貼り合わせた。さらに、液晶セルの背面側に、上記の光学部材を、その粘着剤層を介して貼り合わせた。このようにして、IPSモードの液晶パネルを作製した。この液晶パネルにバックライトユニットを組み込み、図1の構成を有する液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(1)〜(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
反射型偏光子を配置しなかったこと以外は実施例1と同様にして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。
波長選択吸収粘着剤層の代わりに通常のアクリル系粘着剤(実施例1の背面側粘着剤層に用いたものと同じ粘着剤)を用いて視認側粘着剤層を形成したこと以外は実施例1と同様にして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。
波長選択吸収粘着剤層の代わりに通常のアクリル系粘着剤(実施例1の背面側粘着剤層に用いたものと同じ粘着剤)を用いて視認側粘着剤層を形成したこと、ならびに、光学部材の反射型偏光子の背面側に波長選択吸収層を設けたこと以外は実施例1と同様にして、図2の構成を有する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。
なお、波長選択吸収層は以下のようにして形成した。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、面内位相差Re(550)=140nm)を支持体として用いた。一方、紫外線硬化型樹脂(大阪有機化学工業社製、商品名「ビスコート#300」)100重量部に対して、実施例1で用いた波長選択吸収性色素0.75重量を配合して波長選択吸収層形成用樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を支持体に塗布し、紫外線を露光量230mJ/cm2で照射し、波長選択吸収層を形成した。得られた波長選択吸収層の厚みは5μmであった。このようにして、波長選択吸収層/支持体(λ/4板)の積層体を作製した。得られた積層体の支持体を光学部材の反射型偏光子に貼り合わせた。
波長選択吸収層の背面側にアンチブロッキング層を設けたこと以外は実施例2と同様にして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。
なお、アンチブロッキング層は以下のようにして形成した。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)を支持体として用いた。一方、紫外線硬化型樹脂(大阪有機化学工業社製、商品名「ビスコート#300」)100重量部に対して、アクリル系樹脂微粒子(積水化成社製、商品名「XX−131−AA」、最頻粒子径3μm)5重量部を配合してアンチブロッキング層形成用樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を支持体に塗布し、紫外線を露光量230mJ/cm2で照射し、アンチブロッキング層を形成した。得られたアンチブロッキング層の厚みは5μmであった。このようにして、アンチブロッキング層/支持体の積層体を作製した。得られた積層体から、アクリル系粘着剤を介してアンチブロッキング層を波長選択吸収層に転写した。
表1から明らかなように、本発明の実施例の液晶表示装置は、正面輝度および色域(演色性)がバランスよく優れている。さらに、実施例3の液晶表示装置は、波長選択吸収層にアンチブロッキング機能を付与することにより、耐傷性が顕著に改善されている。さらに、実施例の液晶表示装置は、例えば量子ドットのような高価な材料を用いることもなく、デバイスの構成を複雑化することもないので、非常に低コストで作製できることを確認した。
21 波長選択吸収粘着剤層
22 背面側粘着剤層
23 視認側粘着剤層
31 視認側偏光板
32 背面側偏光板
40 反射型偏光子
50 波長選択吸収層
60 位相差層
100 液晶表示装置
101 液晶表示装置
Claims (9)
- 液晶セルと、
該液晶セルの視認側に該液晶セル側から順に配置された視認側粘着剤層および視認側偏光板と、
該液晶セルの背面側に該液晶セル側から順に配置された背面側粘着剤層、背面側偏光板および反射型偏光子と、
を備え、
該液晶セルの視認側または背面側のいずれかに波長選択吸収層を有する、
液晶表示装置。 - 前記視認側粘着剤層が前記波長選択吸収層として機能する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記反射型偏光子の前記背面側偏光板と反対側に前記波長選択吸収層を有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記波長選択吸収層がアンチブロッキング機能を有する、請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記波長選択吸収層の前記反射型偏光子と反対側の表面の算術平均粗さRaが20nm以上である、請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記反射型偏光子と前記波長選択吸収層との間に、面内位相差Re(550)が100nm〜200nmである位相差層をさらに有する、請求項3から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記背面側偏光板の偏光子の吸収軸と前記位相差層の遅相軸とのなす角度が40°〜50°である、請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記波長選択吸収層が、570nm〜610nmの範囲の波長帯域に吸収極大波長を有する波長選択吸収材料を含む、請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 波長選択吸収層と反射型偏光子と偏光板と粘着剤層とをこの順に有し、
該粘着剤層を介して液晶セルの背面側に貼り合わせられる、
光学部材。
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