JP5170093B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
第1偏光子と第1基板の間に第1位相差層と第2位相差層が配置され、
黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記第1基板、第2基板の表面に対して平行に配向する、IPSモード、FFSモード及びFLCモードのいずれかのモードである液晶表示装置であって、
第1位相差層が負の二軸性であり、
第2位相差層の面内のレターデーションRoが0≦Ro≦50nmであり、且つ第2位相差層の厚み方向のレターデーションRthが50≦Rth≦300nmであり、
第1偏光子の吸収軸と黒表示時の液晶層の遅相軸方向が直交しており、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1位相差層がより第1偏光子側に近い場合は、第1位相差層の面内の遅相軸と第1偏光子の吸収軸が平行であり、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第2位相差層がより第1偏光子側に近い場合は、第1位相差層の面内の遅相軸と第1偏光子の吸収軸が直交であることを特徴とする液晶表示装置。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率であり、dは位相差層の厚さ(nm)である。)
2.前記第1位相差層の下記式で定義されるNzが−1.5≦Nz<−0.5であり、かつRoが50≦Ro≦300nmであることを特徴とする前記1に記載の液晶表示装置。
(式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率である。)
3.第2偏光子と第2基板との間に第3位相差層が配置され、前記第3位相差層のレターデーション値が、0≦Ro≦5nm、かつ0≦|Rth|<40nmを満たすことを特徴とする前記1または2に記載の液晶表示装置。
2 第1位相差層
3 第2位相差層
4 第1基板
5 液晶層
6 第2基板
7 第3位相差層
8 第2偏光子
11 第1偏光子1の吸収軸
12 第1位相差層2の遅相軸
13 第2位相差層3の遅相軸
14 液晶層の遅相軸
15 第2偏光子8の吸収軸
第1偏光子と第1基板の間に第1位相差層と第2位相差層が配置され、
黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記第1基板、第2基板の表面に対して平行に配向する、IPSモード、FFSモード及びFLCモードのいずれかのモードである液晶表示装置であって、
第1位相差層が負の二軸性であり、
第2位相差層の下記式で定義される面内のレターデーションRoが0≦Ro≦50nmであり、且つ第2位相差層の厚み方向のレターデーションRthが50≦Rth≦300nmであり、
第1偏光子の吸収軸と黒表示時の液晶層の遅相軸方向が直交しており、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1位相差層がより第1偏光子側に近い場合は、第1位相差層の遅相軸と第1偏光子の吸収軸が平行であり、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第2位相差層がより第1偏光子側に近い場合は、第1位相差層の遅相軸と第1偏光子の吸収軸が直交であることを特徴とする。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率であり、dは位相差層の厚さ(nm)である。)
前記第1位相差層に負の二軸性を付与するには、誘電率異方性が負の樹脂、例えばスチレン系樹脂、またはフルオレン系樹脂等により単独フィルムとして該層を形成し、同時または逐次二軸延伸することにより作成することができる。または、該樹脂を他の樹脂基材に塗布して乾燥、固定化することで該層を作成することも好ましく、更に他の樹脂基材と該樹脂の積層体を延伸することで負の二軸性を付与することができる。この場合、他の樹脂基材として前記第2の位相差層を用いることもできる。
本発明に係るレターデーションの測定は、一例として王子計測機器製KOBRA21ADHを用い、試料の10カ所程度を23℃、55%RHの環境下、590nmの波長で3次元屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzを求め、次いで上記Ro、Rthの式に各々の屈折率の平均値を代入して求めることができる。
本発明の偏光板及び液晶表示装置の構成を図を用いて説明する。
(第1位相差層)
本発明に係る第1位相差層は、負の二軸性を有することが特徴であり、前記式で定義されるNzが、Nz<−0.5である。好ましくは、第1位相差層のレターデーションRoが50≦Ro≦300nmの範囲にあり、前記式で表されるNzが−1.5≦Nz<−0.5である。さらに好ましくはRoは100≦Ro≦200nmの範囲、Nzは−1.3≦Nz≦−0.8の範囲を満たすことである。
[p−1]:(A1)/(B1)=10/90
(A1)スチレン/ブタジエン共重合体(20/80)
(B1)スチレン/アクリロニトリル/α−メチルスチレン(60/20/20)
[p−2]:(A1)/(B1)=5/95
[p−3]:(A1)/(B2)=10/90
(B2)スチレン/アクリロニトリル(80/20)
[p−4]:(A1)/(B2)=7/93
[p−5]:(A2)/(B3)=12.5/87.5
(A2)スチレン/ブタジエン共重合体(50/50)
(B3)スチレン/アクリロニトリル(75/25)
[p−6]:(A2)/(B4)=15/85
(B4)スチレン/アクリロニトリル/α−メチルスチレン(60/30/10)
[p−7]:(A2)/(B4)=10/90
[p−8]:(A2)/(B3)=10/90
[p−9]:(A3)/(B5)=5/95
(A3)ポリブタジエン
(B5)スチレン/アクリロニトリル(70/30)
[p−10]:(A3)/(B6)=10/90
(B6)スチレン/アクリロニトリル/メタクリロニトリル(75/15/10)
[p−11]:(A2)/(B7)=12/88
(B7)スチレン
[p−12]:(A4)/(B8)=10/90
(A4)スチレン/ブタジエン共重合体(23/77)
(B8)スチレン/メチルメタクリレート/アクリロニトリル(70/10/20)
[p−13]:(A5)/(B9)=10/90
(A5)ポリイソプレン
(B9)スチレン/t−ブチルスチレン(70/30)
[p−14]:(A6)/(B2)=10/90
(A6)アクリロニトリル/ブタジエン共重合体(50/50)
[p−15]:(A7)/(B1)=12/88
(A7)アクリロニトリル/ブタジエン共重合体(25/75)
[p−16]:(A8)/(B10)=10/90
(A8)アクリル酸エチル/ブタジエン共重合体(50/50)
(B10)スチレン/メチルメタクリレート(80/20)
[p−17]:(A9)/(B11)=15/85
(A9)アクリル酸エチル/スチレン/ブタジエン共重合体(40/30/30)
(B11)スチレン/メタクリロニトリル(75/25)
スチレン系樹脂については、特開平4−97322号公報及び特開平6−67169号公報に記載されている。
次に、本発明に係る第1、第2、第3位相差層の製造方法について、特に好ましい形態である位相差フィルムを例にとって説明する。
本発明の第2位相差層に用いられる基材としては、製造が容易であること、光学的に透明であること等が好ましく、特に透明樹脂フィルムであることが好ましい。
本発明の第2位相差層に好適に用いられるセルロースエステルを詳細に説明する。
式2 0.10≦Y≦1.00
中でも2.30≦X+Y≦2.55が好ましく、2.40≦X+Y≦2.55がより好ましい。また、0.50≦Y≦0.90が好ましく、0.70≦Y≦0.90がより好ましい。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に得ることが好ましい。
セルロースエステルフィルムには可塑剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、マット剤等の添加剤を含有させることができる。
本発明の第1、第2、第3位相差層は、下記に挙げる可塑剤、紫外線吸収剤、微粒子等の添加剤を含有させることができる。
本発明に係る第3位相差層は、面内及び厚み方向のレターデーションが、0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmの範囲である位相差フィルムであることが、IPSモード型液晶表示装置に用いられる位相差フィルムとして好ましい。特に0≦|Rth|<10nmの範囲であることが好ましい。
アクリルポリマーの重量平均分子量は500以上30000以下のもので該ポリマーの組成を制御することで、セルロースエステルと該ポリマーとの相溶性を良好にすることができる。
本発明に用いられるポリマーXは分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaと分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーXbとを共重合して得られた重量平均分子量5000以上30000以下のポリマーである。好ましくは、Xaは分子内に芳香環と親水性基を有しないアクリルまたはメタクリルモノマー、Xbは分子内に芳香環を有せず親水性基を有するアクリルまたはメタクリルモノマーである。
−(Xa)m−(Xb)n−(Xc)p−
更に好ましくは、下記一般式(X−1)で表されるポリマーである。
−[CH2−C(−R1)(−CO2R2)]m−[CH2−C(−R3)(−CO2R4−OH)−]n−[Xc]p−
(式中、R1、R3は、HまたはCH3を表す。R2は炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基を表す。R4は−CH2−、−C2H4−または−C3H6−を表す。Xcは、Xa、Xbに重合可能なモノマー単位を表す。m、n及びpは、モル組成比を表す。ただしm≠0、n≠0、m+n+p=100である。)
本発明に用いられるポリマーXを構成するモノマー単位としてのモノマーを下記に挙げるがこれに限定されない。
重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した。
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
−(Ya)k−(Yb)q−
更に好ましくは、下記一般式(Y−1)で表されるポリマーである。
−[CH2−C(−R5)(−CO2R6)]k−[Yb]q−
(式中、R5は、HまたはCH3を表す。R6は炭素数1〜12のアルキル基またはシクロアルキル基を表す。Ybは、Yaと共重合可能なモノマー単位を表す。k及びqは、モル組成比を表す。ただしk≠0、k+q=100である。)
Ybは、Yaと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば特に制限はない。Ybは複数であってもよい。k+q=100、qは好ましくは0〜30である。
この測定は、JIS K 0070(1992)に準ずる。この水酸基価は、試料1gをアセチル化させたとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数と定義される。具体的には試料Xg(約1g)をフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬(無水酢酸20mlにピリジンを加えて400mlにしたもの)20mlを正確に加える。フラスコの口に空気冷却管を装着し、95〜100℃のグリセリン浴にて加熱する。
(式中、Bは空試験に用いた0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)、Cは滴定に用いた0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)、fは0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター、Dは酸価、また、28.05は水酸化カリウムの1mol量56.11の1/2を表す)
上述のポリマーX、ポリマーYはいずれもセルロースエステルとの相溶性に優れ、蒸発や揮発もなく生産性に優れ、偏光板用保護フィルムとしての保留性がよく、透湿度が小さく、寸法安定性に優れている。
式(i) 5≦Xg+Yg≦35(質量%)
式(ii) 0.05≦Yg/(Xg+Yg)≦0.4
式(i)の好ましい範囲は、10〜25質量%である。
前記セルロースエステルやアクリルポリマー以外でも、環状オレフィン樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート等を溶融製膜し、延伸処理を施さないことにより、0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmの範囲である位相差フィルムを作成することもできる。
[実施例]
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
自動複屈折率計(王子計測機器(株)製、KOBRA−21ADH)を用いて位相差フィルムのレターデーションを測定した。位相差フィルムを23℃、55%RHの環境下で、590nmの波長において10カ所測定し3次元屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzを求めた。下記式に従って面内方向のレターデーションRoを、また、厚み方向のレターデーションRth、Nzを算出した。それぞれ10カ所測定しその平均値で示した。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(式中、Roはフィルム面内レターデーション値、Rthはフィルム厚み方向レターデーション値、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率、nzはフィルムの厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
〈位相差フィルム1の作製〉
(ドープ液1の調製)
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アセチル基置換度1.6、プロピオニル基置換度0.9) 100質量部
芳香族末端エステル系可塑剤(化2) 5質量部
トリメチロールプロパントリベンゾエート 5質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 52質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、セルロースエステル混合物を調製した。製膜ライン中で日本精線(株)製のファインメットNFで該混合物を濾過した。
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 10質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 80質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。分散後の液濁度は200ppmであった。二酸化珪素分散液に80質量部のメチレンクロライドを撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。その後、上記セルロースエステル混合物100質量部に対し、二酸化珪素分散希釈液を10質量部添加し、よく攪拌してドープ液1とした。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、その後、テンターによりTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に160℃で1.05倍に延伸した。このとき延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、160℃、110℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥させた以外は、位相差フィルム1と同様に行い、位相差フィルム2を得た。位相差フィルム2の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は90μm、巻数は4000m、Ro5nm、Rth100nm、遅相軸方向はTDであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、テンターでTD方向に1.05倍に延伸しながら、搬送張力を加えてMD方向に160℃で1.1倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、120℃、110℃で乾燥した以外は位相差フィルム1と同様に行い、位相差フィルム3を得た。位相差フィルム3の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro5nm、Rth100nm、遅相軸方向はMDであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160°でMD方向に1.15倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.15倍に延伸した以外は位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム4を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム4の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000m、Ro0nm、Rth200nmであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160°でMD方向に1.2倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.2倍に延伸した以外は位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム5を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム5の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は70μm、巻数は4000m、Ro0nm、Rth300nmであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160°でMD方向に1.2倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.15倍に延伸した以外は位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム6を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム6の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000m、Ro30nm、Rth200nm、遅相軸方向はMDであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160°でMD方向に1.21倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.15倍に延伸した以外は位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム6を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム6の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000m、Ro50nm、Rth200nm、遅相軸方向はMDであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160℃でMD方向に1.17倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.17倍に延伸した以外は位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム8を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム8の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000m、Ro0nm、Rth150nmであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160℃でMD方向に1.3倍に延伸した後、190℃で加熱した以外は、位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム9を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム9の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000m、Ro80nm、Rth150nm、遅相軸方向はMDであった。
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、搬送張力を加えて160℃でMD方向に1.2倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.2倍に延伸した以外は、位相差フィルム1と同様に行い位相差フィルム10を得た。延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム10の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は120μm、巻数は4000m、Ro0nm、Rth350nmであった。
(ポリマーXの合成)
攪拌機、2個の滴下ロート、ガス導入管及び温度計の付いたガラスフラスコに、表1記載の種類及び比率(モル組成比)のモノマーXa、Xb混合液40g、連鎖移動剤のメルカプトプロピオン酸2g及びトルエン30gを仕込み、90℃に昇温した。その後、一方の滴下ロートから、表1記載の種類及び比率(モル組成比)のモノマーXa、Xb混合液60gを3時間かけて滴下すると共に、同時にもう一方のロートからトルエン14gに溶解したアゾビスイソブチロニトリル0.4gを3時間かけて滴下した。その後更に、トルエン56gに溶解したアゾビスイソブチロニトリル0.6gを2時間かけて滴下した後、更に2時間反応を継続させ、ポリマーXを得た。得られたポリマーXは常温で固体であった。ポリマーXの重量平均分子量は下記測定法により表1に示した。
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
(重量平均分子量測定)
重量平均分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した。
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
特開2000−128911号公報に記載の重合方法により塊状重合を行った。即ち、攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、投入口及び環流冷却管を備えたフラスコにモノマーYaとして、下記メチルアクリレート(MA)を投入し、窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素ガスで置換した下記チオグリセロールを攪拌下添加した。チオグリセロール添加後、内容物の温度を適宜変化させ4時間重合を行い、内容物を室温に戻し、それにベンゾキノン5質量%テトラヒドロフラン溶液を20質量部添加し、重合を停止させた。内容物をエバポレーターに移し、80℃で減圧下、テトラヒドロフラン、残存モノマー及び残存チオグリセロールを除去し、表1に記載のポリマーYを得た。得られたポリマーYは常温で液体であった。該ポリマーYの重量平均分子量は上記測定法により表1に示した。
チオグリセロール 5質量部
(二酸化珪素分散液)
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 12質量部
(1次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 88質量部
以上をディゾルバーで30分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。分散後の液濁度は200ppmであった。二酸化珪素分散液に88質量部のメチレンクロライドを攪拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間攪拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。
メチレンクロライド 50質量部
ポリマーX 12質量部
ポリマーY 7質量部
二酸化珪素分散希釈液 10質量部
チヌビン109(チバ・ジャパン(株)製) 1.2質量部
チヌビン171(チバ・ジャパン(株)製) 0.8質量部
以上について、メチレンクロライドとポリマーXとポリマーYを攪拌しながら完全溶解させた後、二酸化珪素分散液を添加させて攪拌混合させてドープ添加液を調製した。
セルロースエステル(リンター綿から合成されたセルローストリアセテート、アセチル基置換度2.92) 100質量部
メチレンクロライド 380質量部
エタノール 30質量部
ドープ添加液 前記作製質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
(二酸化珪素分散液A)
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 12質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 88質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。分散後の液濁度は200ppmであった。二酸化珪素分散液に88質量部のメチレンクロライドを撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合し、二酸化珪素分散希釈液Aを作製した。
チヌビン109(チバ・ジャパン(株)製) 11質量部
チヌビン171(チバ・ジャパン(株)製) 5質量部
メチレンクロライド 100質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、濾過した。
セルロースエステル(リンター綿から合成されたセルローストリアセテート)
100質量部
(Mn=148000、Mw=310000、Mw/Mn=2.1、アセチル基置換度2.92)
トリメチロールプロパントリベンゾエート 5.0質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 5.5質量部
メチレンクロライド 440質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、ドープ液Aを調製した。
(ドープ液2の調製)
MS樹脂(メタクリル酸メチル・スチレンコポリマー:電気化学工業製 TX400S) 171質量部
メチレンクロライド 360質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解しドープ液2とした。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.05倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.15倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムBを得た。位相差フィルムBの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro100nm、Rth−150nm、Nz−1、遅相軸はMD方向であった。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.2倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.1倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムBを得た。位相差フィルムBの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro100nm、Rth−150nm、Nz−1、遅相軸はTD方向であった。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.12倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.2倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムDを得た。位相差フィルムDの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro80nm、Rth−160nm、Nz−1.5、遅相軸はMD方向であった。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.3倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.05倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムEを得た。位相差フィルムEの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は100μm、巻数は4000m、Ro200nm、Rth−220nm、Nz−0.6、遅相軸はTD方向であった。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.15倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.02倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムFを得た。位相差フィルムFの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro100nm、Rth−100nm、Nz−0.5、遅相軸はTD方向であった。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.25倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.12倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムGを得た。位相差フィルムGの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro100nm、Rth−210nm、Nz−0.5、遅相軸はTD方向であった。
ポリカーボネートの重合は公知のホスゲンを用いた界面重縮合法によって行われた。攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応槽に水酸化ナトリウム水溶液およびイオン交換水を仕込み、これに下記構造を有するモノマー[A]と[B]を86対14のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加えた。次にこれに塩化メチレンを加え、20℃でホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。更に、p−tert−ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。反応終了後有機相分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比は仕込み量比とほぼ同様であった。
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、搬送張力を加えてMD方向100℃で1.2倍に延伸した後、テンターでTD方向に1.4倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムIを得た。位相差フィルムIの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は160μm、巻数は4000m、Ro350nm、Rth−525nm、Nz−1、遅相軸はTD方向であった。
(ドープ液3の調製)
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アセチル基置換度1.6、プロピオニル基置換度0.9) 100質量部
芳香族末端エステル系可塑剤(化2) 5質量部
トリメチロールプロパントリベンゾエート 5質量部
サッカロースオクタアセテート 10質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 52質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、セルロースエステル混合物を調製した。製膜ライン中で日本精線(株)製のファインメットNFで該混合物を濾過した。
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 10質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 80質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。分散後の液濁度は200ppmであった。二酸化珪素分散液に80質量部のメチレンクロライドを撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。その後、上記セルロースエステル混合物100質量部に対し、二酸化珪素分散希釈液を10質量部添加し、よく攪拌してドープ液3とした。
ベルト流延装置を用い、温度32℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体にドープ液3を均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したセルロースエステルのウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1650mm幅にスリットし、その後、搬送張力を加えながらMD方向に1.2倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で、乾燥させた。このとき延伸を始めたときの残留溶剤量は20%であった。
厚さ120μmのポリビニルアルコールフィルムを、沃素1kg、ホウ酸4kgを含む水溶液100kgに浸漬し50℃で長尺方向に6倍に延伸して膜厚25μmの長手方向に吸収軸がある偏光子を作った。この偏光子の片面にアルカリケン化処理を行った市販のセルロースエステルフィルムKC8UX(コニカミノルタオプト(株)製)を、もう片面には同様にアルカリケン化処理を行った位相差フィルム1、3〜10を、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤としてロール トゥ ロールで貼り合わせ第2位相差層付き偏光板1、3〜10とした。アルカリケン化処理の条件は以下の通り。
ケン化工程 2N−NaOH 50℃ 90秒
水洗工程 水 30℃ 45秒
中和工程 10質量%HCl 30℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 45秒
上記条件でフィルム試料をケン化、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで80℃で乾燥を行った。
[実施例]
(実施例1)
作製した偏光板1の第2位相差層である位相差フィルム1側に、第1位相差層である位相差フィルムAをアクリル系粘着剤を用いてロール トゥ ロールで貼合し、位相差層付偏光板1を作製した。IPSモード型液晶表示装置である日立製液晶テレビWooo W32L−H90から、予め貼合されていた偏光板を剥がし、バックライト側の液晶セルのガラス面に上記位相差フィルム側が接するように位相差層付偏光板1を貼合した。その際、第1偏光子の吸収軸と黒表示時の液晶層の遅相軸方向が直交するように配置した。また、視認側の液晶セルのガラス面には、KC4UEが接するように且つ、第2偏光子の吸収軸方向と液晶セルの黒表示時の液晶層の遅相軸方向が平行になるように偏光板11を貼合し、液晶表示装置1を作製した。偏光板、液晶セルの構成、配置は、図1に示す構成、配置である。
第1位相差層として位相差フィルムBの片面にコロナ処理を行い、処理した面と偏光板12のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側とを、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤として用いてロール トゥ ロールで貼合し、更に位相差フィルムBの上にアクリル系粘着剤を用いて第2位相差層として位相差フィルム2をロール トゥ ロールで貼合し、位相差層付偏光板2を作製した。実施例1の位相差層付偏光板1の代わりに位相差層付偏光板2を用いた以外は同様にして、液晶表示装置2を作製した。偏光板、液晶セルの構成、配置は、図2に示す構成、配置である。
〔塗布液1の調製〕
MS樹脂(電気化学工業製 TX320XL) 60質量部
メチルエチルケトン 80質量部
酢酸メチル 80質量部
以上を密閉容器に投入し、撹拌しながら完全に溶解し塗布液1とした。
セルロースエステルフィルム1上に、塗布液1を押し出しコーターを用いて塗布し、搬送しながら50℃で乾燥を行いMS樹脂層を形成した。続いて、100℃に加熱しながら搬送張力を加え、MD方向に1.2倍に延伸した後、テンターを用いてTD方向に1.1倍延伸を行った。その後、80℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、積層位相差層3を得た。積層位相差層の平均膜厚は58μm、巻数は4000mであった。この位相差層のうち、セルロース層のRoは0nm、Rthは100nm、MS樹脂層のRoは100nm、Rthは−150nm、Nzは−1、遅相軸はTD方向であった。
セルロースエステルフィルム2上に、上記塗布液1を押し出しコーターを用いて塗布し、搬送しながら50℃で乾燥を行い、続いてテンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に100℃で1.2倍に延伸した後、搬送張力をかけてMD方向に1.1倍延伸を行った。その後、80℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、積層位相差層4を得た。積層位相差層の平均膜厚は60μm、巻数は4000mであった。この位相差層のうち、セルロース層のRoは0nm、Rthは100nm、MS樹脂層のRoは100nm、Rthは−150nm、Nzは−1、遅相軸はMD方向であった。
実施例1の偏光板1の代わりに、表2記載の第1位相差層、第2位相差層を用いた位相差層付き偏光板を用いた以外は同様にして、液晶表示装置5〜9、11、12、16を作製した。
第1位相差層として位相差フィルムDの片面にコロナ処理を行い、処理した面と偏光板12のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側とを、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤として用いてロール トゥ ロールで貼合し、更に位相差フィルムDの上にアクリル系粘着剤を用いて第2位相差層として位相差フィルム2をロール トゥ ロールで貼合し、位相差層付偏光板を作製した。実施例1の位相差層付偏光板1の代わりに該位相差層付偏光板を用いた以外は同様にして、液晶表示装置10を作製した。偏光板、液晶セルの構成、配置は、図2に示す構成、配置である。
偏光板11のKC4UEの代わりに、位相差フィルム3、11、12を用いた偏光板を各々作製し、実施例11と同様にして、表2記載の実施例13〜15の構成である液晶表示装置13〜15を作製した。
(比較例1)
実施例1で用いた偏光板1の代わりに、KC4UE(コニカミノルタオプト(株)製)を偏光板12のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側に、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤として用いてロール トゥ ロールで貼合して偏光板を作製し、KC4UE面側を液晶セルに貼合した以外は実施例1と同様にして、比較例1の構成の液晶表示装置17を作製した。
実施例1で用いた偏光板1の代わりに、表2記載の第1位相差層、第2位相差層を用いた位相差層付き偏光板を用いた以外は同様にして比較例2〜5の構成の液晶表示装置18〜21を作製した。
(正面コントラスト)
23℃55%RHの環境で、各々の液晶表示装置のバックライトを点灯し、測定はELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて、液晶表示装置で白表示と黒表示の表示画面の法線方向からの輝度を測定し、その比を正面コントラストとした。
/(表示装置の法線方向から測定した黒表示の輝度)
上記正面コントラストが100を超えると、優れた液晶表示装置である。
目視により、以下基準に従い評価した。
○:黒がしまって見えるが、やや鮮明さが低い
△:黒のしまりがなく、鮮明さがやや低い
×:黒のしまりがなく、鮮明さが低い
結果を表2に示す。
Claims (5)
- 第1偏光子と、第1基板と、液晶層と、第2基板と、第2偏光子とがこの順に配置され、
第1偏光子と第1基板の間に第1位相差層と第2位相差層が配置され、
黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記第1基板、第2基板の表面に対して平行に配向する、IPSモード、FFSモード及びFLCモードのいずれかのモードである液晶表示装置であって、
第1位相差層が負の二軸性であり、
第2位相差層の面内のレターデーションRoが0≦Ro≦50nmであり、且つ第2位相差層の厚み方向のレターデーションRthが50≦Rth≦300nmであり、
第1偏光子の吸収軸と黒表示時の液晶層の遅相軸方向が直交しており、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1位相差層がより第1偏光子側に近い場合は、第1位相差層の面内の遅相軸と第1偏光子の吸収軸が平行であり、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第2位相差層がより第1偏光子側に近い場合は、第1位相差層の面内の遅相軸と第1偏光子の吸収軸が直交であることを特徴とする液晶表示装置。
Ro=(nx−ny)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率であり、dは位相差層の厚さ(nm)である。) - 前記第1位相差層の下記式で定義されるNzが−1.5≦Nz<−0.5であり、かつRoが50≦Ro≦300nmであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
Nz=(nx−nz)/(nx−ny) - 第2偏光子と第2基板との間に第3位相差層が配置され、前記第3位相差層のレターデーション値が、0≦Ro≦5nm、かつ0≦|Rth|<40nmを満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記第2位相差層が、セルロースエステル系樹脂からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差層が、スチレン系樹脂、またはフルオレン系樹脂からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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