JP2021162802A - デュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート及び液晶パネル - Google Patents

Abstract

【課題】サブセルとメインセルの２重構造（２枚方式）とするデュアルセル型の液晶パネルにおいて、２枚の液晶パネルを貼り合わせた際に、２枚の液晶パネルのセル配列等によっても、モアレやササムラ等が見えないように抑制した、デュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート及び液晶パネルを提供する。【解決手段】デュアルセル型液晶パネル２０を構成するメインセル２１とサブセル２２との間に設けられるモアレ改善シート１０であって、基材フィルム１と、基材フィルム１の片面若しくは両面に設けられた拡散層２、又は基材フィルム１の内部又は基材フィルム１の片面若しくは両面に設けられた拡散要素とを有し、メインセル２１又はサブセル２２に接着層２４を介して貼り合わされているように構成して上記課題を解決した。【選択図】図１

Description

本発明は、デュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート及び液晶パネルに関する。さらに詳しくは、サブセルとメインセルの２重構造（２枚方式）とするデュアルセル型の液晶パネルにおいて、２枚の液晶パネルを貼り合わせることで生じうるモアレの発生を抑制できる、デュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート及び液晶パネルに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、液晶パネルをサブセルとメインセルの２重構造（２枚方式）とするデュアルセル型の液晶パネルが知られている。このデュアルセル型の液晶パネルは、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）のような高コントラストを実現するとともに、液晶ディスプレイのハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ：ＳＤＲに比べてより広い明るさの幅（ダイナミックレンジ）を表現できる技術のことである。）を実現する技術である。

デュアルセル型の液晶パネルの例として、例えば特許文献１には、２枚の液晶パネルを重ねた場合に顕著になるモアレの発生を低減させることで、表示品位の高い液晶表示装置を実現することを課題とした技術が提案されている。この技術は、第１のパネル及び第２のパネルを重ね合わせるとともに、各パネルに設けられた偏光板は、隣接するパネルの偏光板との間でクロスニコルの関係にあり、第１のパネルが第一の表示信号に基づいた表示を行うとき、第２のパネルが上記第一の表示信号から得られる第二の表示信号に基づいた表示を行う液晶表示装置である。そして、上記重ね合わせた２枚のパネルに光拡散性を有する拡散層が設けられていることで、２枚の液晶パネルを重ねた場合に顕著になるモアレの発生を低減させることが可能となり、その結果、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができるというものである。

ＷＯ２００７／０４０１２７

しかし、上記した従来のデュアルセル型の液晶パネルでは、液晶パネルを２枚重ねているので、２枚の液晶パネルのセル配列に起因したモアレ（干渉縞）の発生やササムラが見えてしまう場合がある。また、液晶表示パネルと拡散層との干渉によって生じるササムラ（ざらつき）と呼ばれる現象が生じてしまう場合がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、サブセルとメインセルの２重構造（２枚方式）とするデュアルセル型の液晶パネルにおいて、２枚の液晶パネルを貼り合わせた際に、２枚の液晶パネルのセル配列等によっても、モアレやササムラが見えないように抑制した、デュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート、及び液晶パネルを提供することにある。

本発明者は、上記課題を検討している過程で、デュアルセル型液晶パネルを構成する２枚の液晶パネルの間に特定のシートを挟むことで、モアレが改善する可能性があることを突き止め、シートの構成についてさらに研究を進め、その結果として得られた知見に基づいて本発明を完成させた。

（１）本発明に係るモアレ改善シートは、デュアルセル型液晶パネルを構成するメインセルとサブセルとの間に設けられるシートであって、基材フィルムと、該基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散層、又は前記基材フィルム内又は前記基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散要素と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、メインセルとサブセルとの間に設けられるモアレ改善シートには拡散層又は拡散要素が設けられているので、その拡散層又は拡散要素により、デュアルセル型液晶パネルを構成する２枚の液晶パネルのセル配列等によってモアレやササムラ等が見えるのを拡散させ、隠蔽性を向上させることができる。

本発明に係るモアレ改善シートにおいて、前記基材フィルムが、アクリル、ポリカーボネート及びトリアセチルセルロースから選ばれる。

本発明に係るモアレ改善シートにおいて、前記基材フィルムが、低リタデーション基材である。

この発明によれば、基材フィルムが低リタデーション基材であるので、デュアルセル型液晶パネルを構成するサブセルから出てくる光の偏光状態をできるだけ維持し、その結果、高輝度を維持し、モアレ防止や隠蔽性向上を実現できる。なお、基材フィルムのリタデーション値としては、１００ｎｍ以下が望ましく、更に望ましくは５０ｎｍ以下である。

本発明に係るモアレ改善シートにおいて、前記拡散層は、拡散性粒子を含んだコーティング層又は表面凹凸のあるコーティング層であり、前記拡散要素は、前記基材フィルムの内部に拡散性粒子を含有する、又は、前記基材フィルムの表面に凹凸を有する。

（２）本発明に係るデュアルセル型液晶パネルは、メインセルとサブセルとの間にモアレ改善シートが設けられるデュアルセル型液晶パネルであって、前記モアレ改善シートが、基材フィルムと、該基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散層、又は前記基材フィルム内又は前記基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散要素とを有し、前記メインセル又は前記サブセルに接着層を介して貼り合わされている、ことを特徴とする。

本発明に係るデュアルセル型液晶パネルにおいて、前記モアレ改善シートを構成する前記基材フィルムが、アクリル、ポリカーボネート及びトリアセチルセルロースから選ばれる。

本発明に係るデュアルセル型液晶パネルにおいて、前記モアレ改善シートを構成する前記基材フィルムが、低リタデーション基材である。

本発明に係るデュアルセル型液晶パネルにおいて、前記モアレ改善シートを構成する前記拡散層は、拡散性粒子を含んだコーティング層又は表面凹凸のあるコーティング層であり、前記拡散要素は、前記基材フィルムの内部に拡散性粒子を含有する、又は、前記基材フィルムの表面に凹凸を有する。

本発明によれば、サブセルとメインセルの２重構造（２枚方式）とするデュアルセル型の液晶パネルにおいて、２枚の液晶パネルを貼り合わせた際に、２枚の液晶パネルのセル配列等によっても、モアレやササムラ等が見えないように抑制した、デュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート及び液晶パネルを提供することができる。特に、基材フィルムの片面又は両面に拡散層が設けられているので、その拡散層により、２枚の液晶パネルのセル配列等によってモアレやササムラ等が見えるのを拡散させ、隠蔽性を向上させることができる。

本発明に係るデュアルセル型液晶パネルの一例を示す模式断面図である。 本発明に係るモアレ改善シートの一例を示す模式断面図である。 本発明に係るモアレ改善シートの他の例を示す模式断面図である。

本発明に係るデュアルセル型液晶パネル用のモアレ改善シート及び液晶パネルについて図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有する限り各種の変形が可能であり、以下の説明及び図面の形態に限定されない。

本発明に係るモアレ改善シート１０は、図１〜図３に示すように、デュアルセル型液晶パネル２０を構成するメインセル２１とサブセル２２との間に設けられるシートであって、基材フィルム１と、基材フィルム１の片面若しくは両面に設けられた拡散層２、又は基材フィルム１の内部又は基材フィルム１の片面若しくは両面に設けられた拡散要素とを有し、メインセル２１又はサブセル２２に接着層２４を介して貼り合わされている、ことに特徴がある。

本発明に係るデュアルセル型液晶パネル２０は、図１に例示するように、上記本発明に係るモアレ改善シート１０がメインセル２１とサブセル２２との間に設けられたデュアルセル型液晶パネル２０である、ことに特徴がある。

本発明では、メインセル２１とサブセル２２との間にモアレ改善シート１０が配置され、そのモアレ改善シート１０には拡散層２や拡散要素が設けられているので、その拡散層２又は拡散要素により、デュアルセル型液晶パネル２０を構成する２枚の液晶パネルのセル配列等によってモアレやササムラ等が見えるのを拡散させ、隠蔽性を向上させることができる。

以下、各構成要素について説明する。

［デュアルセル型液晶パネル］
デュアルセル型液晶パネル２０は、上記特許文献１等で既に知られているように、液晶パネルをサブセル２２とメインセル２１の２重構造（２枚方式）のデュアルセル技術である。このデュアルセル型液晶パネル２０は、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）のような高コントラストを実現するとともに、液晶ディスプレイのハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ：ＳＤＲに比べてより広い明るさの幅（ダイナミックレンジ）を表現できる技術のことである。）を実現することができる技術である。

サブセル２２は、白黒表示で光源のシャッターの役割を果たすための液晶セルであるが、カラーフィルタを備えたカラー液晶セルであってもよい。サブセル２２の両面には、偏光素子２３が設けられており、そうした偏光素子２３は、偏光膜であってもよいし、偏光板であってもよい。一方、メインセル２１は、カラー映像を表示する役割を果たすための液晶セルであり、カラーフィルタを備えている。メインセル２１の両面にも偏光素子２３が設けられており、そうした偏光素子２３は、偏光膜であってもよいし、偏光板であってもよい。

サブセル２２とメインセル２１との間には、本発明に係るモアレ改善シート１０が設けられている。メインセル２１とサブセル２２との間にモアレ改善シート１０が設けられることにより、モアレ改善シート１０が有する拡散層２により、２枚の液晶パネルのセル配列等によってモアレやササムラ等が見えるのを拡散させ、隠蔽性を向上させることができる。

モアレ改善シート１０は、図１に示すように、接着層２４を介してメインセル２１に貼り合わされていることが好ましい。具体的には、図２及び図３に示すように、モアレ改善シート１０の拡散層の反対面である基材フィルム側の面Ｓ２を、接着層２４を介してメインセル２１に貼り合わせている。なお、モアレ改善シート１０をサブセル２２に貼り合わせても構わないが、その場合であっても、基材フィルム側の面Ｓ２を、接着層２４を介してサブセル２２に貼り合わせる。

接着層２４は特に限定されず、いわゆる光学シートが液晶パネルに貼り合わされる際に用いられる接着層であれば各種のものを用いることができる。好ましくは、ＯＣＡ粘着層が用いられる。ＯＣＡ粘着層は、光学的に均一で透明であり、剥がれや気泡が発生しにくい特性があるので好ましい。

デュアルセル型液晶パネル２０は、図１に示すように、バックライト３１が隣接して配置されている。バックライト３１は、例えば多数の光源が設けられたバックライトであってもよいし、光源が側面に配置されたバックライトであってもよい。光源としては、ＬＥＤランプが好ましく用いられる。なお、バックライトには、必要に応じて反射体が設けられていてもよい。反射体は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、ポリエステルフィルムに銀を蒸着した複合フィルム、多層構造の反射フィルム、白色の発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を挙げることができる。

［モアレ改善シート］
モアレ改善シート１０は、図２に示すように、基材フィルム１と、拡散要素２とで少なくとも構成されている。拡散要素２は、基材フィルム１の片面若しくは両面に設けられた拡散層、又は、基材フィルム１の内部又は基材フィルム１の片面若しくは両面に設けられた拡散要素（拡散構造ともいう。）を有している。

（基材フィルム）
基材フィルム１は、特に限定されないが、一般的な光学シートで用いられる基材フィルムを採用できる。基材フィルム１の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート（トリアセチルセルロース等）、耐候性塩化ビニル等を挙げることができる。なお、本発明に係るモアレ改善シート１０は、駆動時に熱が発生しやすいデュアルセル型液晶パネル２０に用いられるので、そうした熱に耐えられる耐熱性の基材フィルムであることが好ましい。具体的には、アクリル、ポリカーボネート及びトリアセチルセルロースから選ばれる構成材料からなる基材フィルムであることが好ましい。基材フィルム１は、熱追従性の成分（例えばゴム成分等）を含有していてもよい。ゴム成分を含む基材フィルムは、デュアルセル型液晶パネル２０の駆動時の熱によっても柔軟に追従することができるので、それらセルとの密着状体が顕著に変動せず、拡散性を低下させずに隠蔽性を向上させることができる点で好ましく適用できる。

基材フィルム１は、低リタデーション基材であることが好ましい。低リタデーション基材は、デュアルセル型液晶パネル２０を構成するサブセル２２から出てくる光の偏光状態をできるだけ維持し、視野角輝度の低下を抑制することができ、その結果、高輝度を維持し、モアレ抑制、ササムラ抑制、隠蔽性向上を実現できる点で有利である。リタデーション値は，光が垂直入射する場合、フィルム面内の２つの主屈折率の差にフィルムの厚みを掛けた値で定義されるので、本発明では面内リタデーション値という。基材フィルム１の面内リタデーション値は、基材フィルムの構成材料によっても異なるので特に限定されないが、樹脂材料により、上限を、１００ｎｍ、５０ｎｍ、５ｎｍとすることができる。なお、面内リタデーション値の下限も基材フィルムの構成材料によっても異なるので特に限定されないが、０ｎｍ程度とすることができる。面内リタデーション値は、市販のリタデーション測定装置で測定することができる。

基材フィルム１は、図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、拡散要素２を有していてもよい。ここでいう拡散要素２は、基材フィルム１の内部、又は、基材フィルム１の片面若しくは両面に有するものである。基材フィルム１の内部に有するものとしては、図２（Ｄ）に示すように、拡散性粒子が基材フィルム内に分散している形態を挙げることができる拡散性粒子としては、一般的な光拡散性の微粒子が用いられ、例えば、ポリメタクリル酸メチル（アクリル）系拡散性粒子、ポリメタクリル酸ブチル系拡散性粒子、ポリカーボネート系拡散性粒子、ポリウレタン系拡散性粒子、ナイロン拡散性粒子、炭酸カルシウム系拡散性粒子、シリカ系拡散性粒子、シリコーン樹脂拡散性粒子等が用いられる。一方、基材フィルム１の片面若しくは両面に有するものとしては、図２（Ｃ）に示すように、マット処理のように、基材フィルム１の面に所定の表面粗さを持たせて光拡散機能を付与したものを挙げることができる。その手段としては、表面をサンドブラスト等により機械的に荒らす方法、又は、粒子を含む凹凸層を形成する方法等を例示できる。

基材フィルム１の拡散性能は、その仕様に応じて任意に設計できる。そうした拡散性能は、含有させる拡散性粒子の種類、大きさ（例えば平均粒径）、形状、含有量等で任意に設計することができる。また、基材フィルム１の表面に設ける凹凸の形状、大きさ等で任意に設計することができる。拡散性粒子としては、１種又は２種以上の拡散性粒子を用いてもよい。２種以上の拡散性粒子を用いる場合、平均粒径が同じものでもよいし異なるものでもよい。拡散性粒子を任意に選択して用いることにより、モアレ抑制、ササムラ抑制を実現することができる。なお、拡散性粒子の平均粒径としては、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲から任意に選択することが好ましい。

基材フィルム１の厚さは特に限定されないが、通常では、２０μｍ〜２００μｍ程度の厚さのものを例示できる。基材フィルム１には、後述の拡散層や接着層２４との密着性を向上させるために、その表面にアンカーコート処理等の密着性向上処理が施されていてもよい。基材フィルム１は必要に応じて延伸処理されてもよく、例えば二軸延伸処理でも一軸延伸処理でもよい。

（拡散層）
拡散層２は、図２（Ａ）（Ｂ）及び図３に示すように、基材フィルム１の片面又は両面に設けられる。この拡散層２は、上記したように、基材フィルム１の内部や表面に拡散要素が設けられていない場合に好ましく設けられるが、併存させてもよい。拡散層２は、拡散性粒子を含んだコーティング層又は表面凹凸のあるコーティング層を好ましく挙げることができる。

拡散層２が拡散性粒子を含んだコーティング層である場合、その拡散性粒子は、基材フィルム１の説明欄で説明した拡散性粒子と同様のものを使用できる。ここでの拡散性粒子も上記同様、どの程度の拡散性能を持たせるかで、含有させる拡散性粒子の種類、大きさ、形状、含有量等で任意に設計することができる。また、拡散層２が表面凹凸のあるコーティング層である場合、その表面に設ける凹凸も、どの程度の拡散性能を持たせるかで、形状、大きさ等で任意に設計することができる。ここで用いる拡散性粒子も、上記基材フィルムに含有させる拡散性粒子と同様とすることができる。

拡散層２の構成材料は特に限定されないが、一般的に用いられている熱硬化性樹脂組成物や活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を好ましく挙げることができる。特に紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化できる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線により速やかに硬化できるので好ましい。

活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、一般的には、例えば、ポリエステル、（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらのうち、活性エネルギー線により硬化して塗料等の用途に使用されるモノマーとしては、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の、分子中に（メタ）アクリロイル基（アクリロイル基又はメタアクリロイル基）を有するモノマーがある。これらは、単独又は２種以上の混合物として使用される。また、モノ（メタ）アクリレートとしては、モノアルコールのモノ（メタ）アクリル酸エステル、ポリオールのモノ（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。好ましい樹脂組成物としては、ウレタン（メタ）アクリレートと単官能アクリレートとの混合樹脂に、ラジカル性光重合開始剤を加えた樹脂組成物を挙げることができる。

なお、樹脂組成物として、本発明の要旨を変更しない範囲で他の任意成分を配合してもよい。また、必要に応じて、シリコーン、酸化防止剤、重合禁止剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、溶剤、非反応性アクリル樹脂、非反応性ウレタン樹脂、非反応性ポリエステル樹脂、顔料、染料、光拡散剤等も併用することができる。

拡散層２の形成方法は特に限定されないが、上記樹脂組成物を基材上に塗布し、その後に熱を加え又は活性エネルギー線を照射して形成することができる。拡散層２は、基材フィルム１の一方又は両方の面に形成することができる。照射する活性エネルギー線のランプとしては、例えば、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ＵＶランプ、可視光ハロゲンランプ、キセノンランプ等を挙げることができ、任意の照射強度で照射する。

拡散層は種々の方法で形成できる。例えば、光拡散性材料を透光性バインダー樹脂に分散させた塗料を、吹付け塗装、ロールコート等で塗工して形成してもよいし、光拡散性材料を分散させた樹脂材料を準備し、その樹脂材料を基材フィルムの押出材料とともに共押出しして形成してもよい。なお、拡散層の厚さは形成方法によっても異なり特に限定されないが、塗工層の場合では１μｍ以上３０μｍ以下の範囲とすることができ、押出の場合は、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲とすることができる。

（シート全体）
モアレ改善シート１０の拡散性は、偏光をできるだけ壊さないこと、モアレ防止、隠蔽性向上の確保から、上記した拡散層や拡散要素が設計される。全体のヘイズ値は、３０％以上９５％以下であることが好ましく、４０％以上８０％以下であることがより好ましい。こうした範囲内のヘイズとすることにより、ヘイズによる輝度の低下を抑制し、モアレ抑制、ササムラ抑制、隠蔽性の向上を確保することができる。「ヘイズ値」とは、ＪＩＳ−Ｋ７１３６：２０００に準拠して測定されるヘイズ値のことを言う。測定装置は特に限定されないが、例えば、スガ試験機株式会社製の「ＨＺ−２」等で測定することができる。ここでのヘイズは、シート全体での値として評価されるが、より詳しい解析は、シートの内部散乱（内部ヘイズ）と外部散乱（表面散乱のヘイズ）とを区別した測定値で評価することができる。

こうして構成されたモアレ改善シート１０は、サブセル２２とメインセル２１の間に設けられて、２重構造（２枚方式）のデュアルセル型の液晶パネル２０を構成する。この場合において、２枚の液晶パネルのセル配列等によっても、モアレやササムラ等が見えないように抑制することができる。このときのモアレは、デュアルセル型液晶パネルを使用したＬＣＤモジュールを組み立てて点灯させた際に目視評価でき、ササムラは、同様に組み立てて点灯させた際に、緑の単色画面にて画面から１５ｃｍ離して目視評価できる。

１ 基材フィルム
２ 拡散層、拡散要素
３ 粒子
３ａ 大きい粒子
３ｂ 小さい粒子
４ 凹凸表面
５ 粒子
１０ モアレ改善シート
２０ デュアルセル型液晶パネル
２１ サブセル
２２ メインセル
２３ 偏光素子（偏光膜、偏光板）
２４ 接着層
３１ バックライト
Ｓ１ 表面側
Ｓ２ 裏面側

Claims (8)

1. デュアルセル型液晶パネルを構成するメインセルとサブセルとの間に設けられるシートであって、基材フィルムと、該基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散層、又は前記基材フィルム内又は前記基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散要素とを有する、ことを特徴とするモアレ改善シート。
2. 前記基材フィルムが、熱追従性のよいゴム成分を含有する、アクリル、ポリカーボネート及びトリアセチルセルロースから選ばれる、請求項１に記載のモアレ改善シート。
3. 前記基材フィルムが、低リタデーション基材である、請求項１又は２に記載のモアレ改善シート。
4. 前記拡散層は、拡散性粒子を含んだコーティング層又は表面凹凸のあるコーティング層であり、前記拡散要素は、前記基材フィルムの内部に拡散性粒子を含有する、又は、前記基材フィルムの表面に凹凸を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモアレ改善シート。
5. メインセルとサブセルとの間にモアレ改善シートが設けられるデュアルセル型液晶パネルであって、前記モアレ改善シートが、基材フィルムと、該基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散層、又は前記基材フィルム内又は前記基材フィルムの片面若しくは両面に設けられた拡散要素とを有し、前記メインセル又は前記サブセルに接着層を介して貼り合わされている、ことを特徴とするデュアルセル型液晶パネル。
6. 前記モアレ改善シートを構成する前記基材フィルムが、熱追従性のよいゴム成分を含有する、アクリル、ポリカーボネート及びトリアセチルセルロースから選ばれる、請求項５に記載のデュアルセル型液晶パネル。
7. 前記基材フィルムが、低リタデーション基材である、請求項５又は６に記載のデュアルセル型液晶パネル。
8. 前記モアレ改善シートを構成する前記拡散層は、拡散性粒子を含んだコーティング層又は表面凹凸のあるコーティング層であり、前記拡散要素は、前記基材フィルムの内部に拡散性粒子を含有する、又は、前記基材フィルムの表面に凹凸を有する、請求項５〜７のいずれか１項に記載のデュアルセル型液晶パネル。
   
   
   

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