JP5372215B2 - 偏光板およびこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光板およびこれを用いた液晶表示装置に関し、より詳くは、光漏れ、黄変とエッグむら現象の改善および吸湿遮断に効果的な偏光板の保護フィルムの配置構造を含む液晶表示装置およびこれに適用される偏光板に関する。本出願は、２００６年７月３１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００６−００７２３０５号の出願日の利益を主張し、その内容すべては本明細書に含まれる。

従来の偏光板は、ポリビニルアルコール系（以下、ＰＶＡとする）ポリマーフィルムにヨウ素または二色性染料を吸着配向させた偏光膜に、保護膜としてトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを接着剤で接着したものが一般的であった。偏光膜の両面にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを備えた従来の偏光板を図１に例示した。図１の偏光板の一面には、液晶表示装置に適用するための減圧接着剤層（ＰＳＡ）がさらに備えられている。図１の偏光板を液晶表示装置に適用した例を図２に例示した。

しかしながら、前記トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムは吸湿率や透湿度が大きいため、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを保護膜として用いる偏光板は、高温多湿環境下において偏光機能が低下するという問題がある。このために、吸収率や水蒸気透過率が小さいフィルムを保護膜とする偏光板が提案された。例えば、図３のように、偏光板両面のうち液晶セル側に備えられた内部保護フィルムとしてシクロオレフィン系樹脂フィルムで用いた例が提案された。

しかしながら、上述した従来技術において、液晶表示装置の最外郭にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムが位置する場合には、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムが湿気防止機能が優れておらず、湿気に弱いポリビニルアルコール系樹脂フィルムが湿気を吸収するようになり、この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムのサイズ変化によって偏光機能が低下して光漏れ機能が生じるという問題がある。

当技術分野では、高温多湿環境において偏光板の機能低下、特に耐久性低下、光漏れ、黄変、およびエッグむら現象を防ぐことができる技術の開発が求められている。

本発明者は、液晶セルの両面に偏光板が備えられた液晶表示装置であって、液晶表示装置の最外郭に位置する偏光板の保護フィルム、すなわち偏光板の外部保護フィルムが偏光板の吸湿性および透湿性を決定し、多湿環境における偏光板の機能低下防止に重要な影響を及ぼす反面、前記偏光板の液晶セル側に配置される保護フィルム、すなわち偏光板の内部保護フィルムは、偏光板の吸湿性および透湿性に大きく影響を及ぼさないため、液晶セルとの接着性向上、光漏れ防止、エッグむら改善効果などを達成しようとする物性を考慮し、多様に選択することができるという事実を明らかにした。

これにより、本発明は、多湿環境で耐久性が優れるように配置された偏光板を含み、光漏れおよびエッグむら現象が改善された液晶表示装置およびこれに適用される偏光板を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、液晶セルおよびこの液晶セルの両面にそれぞれ備えられた第１偏光板と第２偏光板を含む液晶表示装置であって、前記第１偏光板と第２偏光板はそれぞれポリビニルアルコール系偏光膜とその両面に備えられた保護フィルムを含み、前記第１偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムであり、前記第１偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムであることを特徴とする液晶表示装置を提供する。

また、本発明は、液晶セルおよびこの液晶セルの両面にそれぞれ備えられた第１偏光板と第２偏光板を含む液晶表示装置であって、前記第１偏光板と第２偏光板はそれぞれポリビニルアルコール系偏光膜とその両面に備えられた保護フィルムを含み、前記第１偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムであり、前記第１偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムであり、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムがそれぞれＵＶ吸収剤を含むか、又は前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面または下面にＵＶ吸収層が備えられたことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

また、本発明は、前記液晶表示装置に適用される偏光板を提供する。

具体的に、本発明の一実施形態は、ポリビニルアルコール系偏光膜、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムおよび、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面または下面にＵＶ吸収層が含まれた偏光板を提供する。

前記偏光板において、前記ポリビニルアルコール系偏光膜と前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの間に、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムおよび前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムの上面に備えられた輝度向上フィルムをさらに備えることができる。

本発明に係る液晶表示装置は、多湿条件下における偏光板の機能低下が少なく、光漏れおよびエッグむら改善効果が優れている。さらに、黄変現象も生じない。

従来の偏光板の構造を例示した図である。 従来の偏光板が適用された液晶表示装置の構造を例示した図である。 従来の偏光板が適用された液晶表示装置の構造を例示した図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構造を例示した図である。 本発明の実施形態に係る偏光板の構造を例示した図である。 本発明の実施形態に係る偏光板の構造を例示した図である。 本発明の実施形態に係る偏光板の構造を例示した図である。 本発明の実施形態に係る偏光板の構造を例示した図である。 本発明の実施形態に係る偏光板の構造を例示した図である。 本発明の実施形態に係る偏光板の構造を例示した図である。 偏光板の外部保護フィルムおよび内部保護フィルムの種類による液晶表示装置における光漏れ防止効果を比較した図である。 偏光板の外部保護フィルムおよび内部保護フィルムの種類による液晶表示装置における光漏れ防止効果を比較した図である。 偏光板の外部保護フィルムおよび内部保護フィルムの種類による液晶表示装置における光漏れ防止効果を比較した図である。 実施例１および実施例２で製造された偏光板のＵＶ照射前後の光学物性を示すグラフである。 実施例１および実施例２で製造された偏光板のＵＶ照射前後の光学物性を示すグラフである。 偏光板の透過率を測定する方法の概略図である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶セルおよびこの液晶セルの両面にそれぞれ備えられた第１偏光板と第２偏光板を含む液晶表示装置であって、前記第１偏光板と第２偏光板はそれぞれポリビニルアルコール系偏光膜とその両面に備えられた保護フィルムを含み、前記第１偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムであり、前記第１偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムは水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムであることを特徴とする。本発明に係る液晶表示装置の構造は図４に例示したが、本発明の範囲がその構造にのみ限定されることはない。

また、本発明に係る液晶表示装置は、前記第１偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムあり、前記第１偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムは水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムであり、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムがそれぞれＵＶ吸収剤を含むか、又は前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面または下面にＵＶ吸収層が備えられたことを特徴とする。

本発明では、上記のように、液晶表示装置の最外郭に位置する偏光板の保護フィルムとして水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムを用いることで、水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムを用いたとしても、他の位置、例えば図３のように偏光板の内部保護フィルムとして配置した液晶表示装置に比べて多湿条件下における偏光板の機能低下防止効果が極めて優れる。また、液晶セル側に備えられる偏光膜保護フィルムとして水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムを用いることで、光漏れ、黄変、およびエッグむら現象の改善効果が優れる。エッグむら現象とは、卵型の丸いむらが発生することを意味する。前記液晶セル側の反対側に備えられる偏光膜保護フィルムにＵＶ吸収剤が添加されたりＵＶ吸収層が備えられてＵＶ吸収機能が付加される場合には、液晶セル側に備えられる偏光子保護フィルムとして水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムを用いる場合にも、光漏れ、黄変、およびエッグむら現象の改善効果が優れる。

本発明において、前記第１偏光板と第２偏光板の一構成要素であるポリビニルアルコール系偏光膜としては、ポリビニルアルコールを用いて形成された高分子フィルムを一定の方向に分子配列し、ヨウ素または２色性物質を吸着させたフィルムを用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させた後、ホウ酸槽で１軸延伸したポリビニルアルコール・ヨウ素系偏光膜と、ポリビニルアルコールフィルムに２色性染料を拡散吸着させた後に１軸延伸したポリビニルアルコール・染料系偏光膜と、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて延伸してポリビニレン構造を有するポリビニルアルコール・ポリビニレン系偏光膜と、ポリビニルアルコールフィルムに銀、水銀、鉄などの金属を吸着させたポリビニルアルコール・金属系偏光膜と、ポリビニルアルコールフィルムをヨウ化カリウムとチオ類酸ソーダを含むホウ酸溶液で処理した近紫外偏光膜と、分子内に陽イオン基を含有する変性ポリビニルアルコールから形成されたポリビニルアルコール系フィルムの表面および／または内部に２色性染料を有する偏光膜などがあるが、これにのみ限定されることはなく、当技術分野で周知のものを用いることができる。

ポリビニルアルコール系偏光膜の製造方法についても特に限定されることはない。例えば、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸した後にヨウ素イオンを吸着する方法と、ポリビニルアルコール系フィルムを２色性染料によって染色した後に延伸する方法と、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸した後に２色性染料で染色する方法と、２色性染料をポリビニルアルコール系フィルムに印刷した後に延伸する方法と、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸した後に２色性染料を印刷する方法などを挙げることができる。具体的には、ヨウ素をヨウ化カリウム溶液に溶解してヨウ素イオンを生成し、このイオンをポリビニルアルコールフィルムに吸着させてフィルムを延伸した後、１−４％ホウ酸水溶液に３０−４０℃の温度で浸漬して偏光膜を製造する方法、またはポリビニルアルコールフィルムをホウ酸処理して１軸方向に３−７倍延伸させ、０．０５−５％の２色性染料水溶液に３０−４０℃の温度で浸漬して染料を吸着させ、８０−１００℃で乾燥して熱固定することによって偏光膜を製造する方法などがある。

本発明において、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の一面に備えられた保護フィルムの水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムは、本発明に係る液晶表示装置の最外郭に位置して湿気による前記偏光膜の機能低下を防ぐことができ、光漏れおよびエッグむら現象防止効果を向上させることができる。本発明において、前記水蒸気透過率は特に制限されることはないが、４０℃、相対湿度９０％の条件で測定した値とすることができる。

本発明において、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムは、水蒸気透過率が小さいほど好ましい。また、前記フィルムの水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日をより大きいすれば、水分から偏光膜を保護する機能が不足する。前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムは、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ²日〜５０ｇ／ｍ²日であることがより好ましく、０．５ｇ／ｍ²日〜１０ｇ／ｍ²日であることがより好ましい。

前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムは、水蒸気透過率が前記範囲に属していて偏光板および液晶表示装置の機能に悪影響を及ぼさない限り、その種類が特に限定されることはない。水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの非制限的な例としては、ＣＯＰ（シクロオレフィン ポリマー）、ＣＯＣ（シクロオレフィン コポリマー）、ＰＮＢ（ポリノルボルネン）、ＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレ―ト）などがある。

前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの厚さは、３０〜１００マイクロメータであることが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の液晶セル側に備えられる水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムは、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムと組み合わされて液晶表示装置の光漏れおよびエッグむら改善効果を示し、第１偏光板または第２偏光板と液晶セルの接着時または偏光膜と保護フィルムの接着時、溶剤を含む接着剤など多様な接着剤を用いることができるようにする。

本発明の他の一実施形態において、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の液晶セル側に備えられる水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムは、ＵＶ吸収剤の添加またはＵＶ吸収層によってＵＶ吸収機能が付与された前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムと組み合わされ、前記のような効果を示すことができる。

前記液晶セル側に備えられる偏光膜保護フィルムの水蒸気透過率は、１，５００ｇ／ｍ²日より大きい５，０００ｇ／ｍ²日以下であることが好ましい。

前記水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ２日より大きいフィルムは、前記水蒸気透過率が極めて低い、すなわち１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムと共に用いられるものであるため、前記水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日未満であれば、溶剤がある接着剤を用いる場合に溶剤が蒸発し難く、接着性が低下するという問題がある。液晶セル側の偏光膜保護フィルムとして水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムを用いることで、接着剤の乾燥時間が短くなって生産性が向上し、低温における乾燥工程が可能となるため、高温での乾燥時に生じ得る偏光膜の配向安定性の阻害や色変化などの問題を防ぐことができる。液晶セル側偏光膜保護フィルムとして水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日以下の低いフィルムを用いる場合、偏光膜と保護フィルムを接着するために用いられた接着剤を十分に乾燥させ難く、接着剤によるむらまたは押され不良が発生する。また、十分に乾燥させるためにオーブン内の滞留時間を増加させれば生産性が悪化し、高温で放置するようになれば光特性が悪化する。

また、水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムの水蒸気透過率を５，０００ｇ／ｍ²日以下に調節することで、１つの偏光膜を保護する２つの保護フィルムの透湿率が相異することによって現れ得るカール（ｃｕｒｌ、偏光板の曲がり不良）発生率を低下させることができる。

前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムにＵＶ吸収機能が付与される場合には、液晶セル側の偏光膜保護フィルムの水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいの場合には太陽光を長く受けるときに発生し得る黄変現象などを防ぐことができ、結果的には目的とする範囲の偏光板物性を達成することができる。ただし、この場合にも、液晶セル側偏光膜保護フィルムの水蒸気透過率が１５００ｇ／ｍ²日より大きいであることが好ましい。

前記液晶セル側に備えられる偏光膜保護フィルムは、水蒸気透過率が前記範囲に属していて偏光板および液晶表示装置の機能に悪影響を及ぼさない限り、その種類が特に限定されることはないが、本発明では、ポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、アセチルセルロース系フィルム、ポリカーボネイト系フィルム、ポリビニールアルコール系フィルム、ポリエーテルスルホン系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリイミド系フィルム、ポリアミドイミド系フィルム、ポリアミド系フィルムなどを用いることができる。偏光膜の性能を最大限に生かすためには、フィルムの外観および平面平滑度が優れており、水蒸気透過率を前記範囲で制御し易いトリアセチルセルロースのようなアセテート系樹脂を用いることが好ましい。

前記液晶セル側に備えられる偏光膜保護フィルムの厚さは、３０〜１００マイクロメータであることが好ましい。

本発明において、前記第１偏光板および第２偏光板の保護フィルムとして用いられるフィルムは、ポリビニルアルコール系偏光膜または液晶セルとの接着力を向上させるために表面処理を実行することもできる。

本発明において、前記保護フィルムとポリビニルアルコール系偏光膜との接着および前記偏光板と液晶セルとの接着は、当技術分野にて周知である接着剤を用いて実行することができる。例えば、紫外線硬化型接着剤、溶剤系接着剤、水系接着剤、熱硬化形接着剤などが制限されずに用いられ、溶剤系または水系接着剤を用いることが生産性面において好ましい。具体的に、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリウレタン系接着剤などを用いることができる。特に、本発明では、高温における光漏れ現象を防ぐために、偏光板に用いられる接着剤としてハードタイプを用いることが好ましい。

本発明において、前記偏光膜および保護フィルムを含む偏光板は、上述した接着剤を用いて偏光膜と保護フィルムを貼り合わせた後に乾燥する過程において、含水量を一定範囲以内になるようにすることによって偏光板の耐熱性を向上させることができる。前記偏光板の乾燥後の含水量は、偏光板の総重量に対して１〜２重量％であることが好ましい。

本発明では、前記第１偏光板および第２偏光板の保護フィルムの製造時、ＵＶ吸収剤、アンチブロッキング剤（ａｎｔｉ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、潤滑剤、静電気防止剤、安定剤などの各種添加剤を必要に応じて添加することができる。

特に、第１偏光板または第２偏光板の外部保護フィルムとして用いられる水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムには、ＵＶ吸収剤が添加されることが好ましい。具体的に説明すれば、偏光板がＵＶに対して信頼性を有するためには、すなわち時間が経過しても同じ偏光効率を出すためには、バックライトランプ（ＢＬＵ Ｌａｍｐ）や太陽光のようなＵＶ光源と偏光膜の間にＵＶから偏光膜を保護する層が入ることが好ましい。前記保護フィルムの色変化に応じて偏光板の色が変わるためである。また、ＵＶを受ければ偏光膜にあるヨウ素の配向性が悪化し、時間が経過するほど液晶表示装置のコントラスト比が低下したり色感が異なることがある。万一、ＵＶ保護層がなければ、偏光効率低下によってその偏光板を使用し難い。

したがって、本発明では、偏光膜を保護する保護フィルムのうち、観測者と最も近い面の太陽光と偏光膜の間に配置される保護フィルム、またはバックライトランプと偏光膜の間に配置される保護フィルムの水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムにＵＶ吸収剤を添加することができる。また、ＵＶ吸収層は、後述するように、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム上面または下面に形成することができる。例えば、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム上にＵＶ吸収剤をコーティングしてＵＶ吸収層を形成することもできるし、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム上に反射防止層やハードコーティング層などを形成する場合、これらの層にＵＶ吸収剤を添加することもできる。また、偏光膜と前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムを接着する接着剤層にＵＶ吸収剤を添加することができる。前記偏光板の外部保護フィルムの耐ＵＶ性が優れていれば、前記偏光板の内部保護フィルムは、耐ＵＶ性が比較的小さくても偏光板の色変化に少なく影響を及ぼす。特に、液晶表示装置の観測者と最も近い面に配置される偏光膜の保護フィルム、すなわち太陽光と偏光膜の間に配置される保護フィルムに耐ＵＶ性を付与することが重要である。

また、本発明に係る液晶表示装置において、液晶表示装置の最外郭に位置する水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム上には、反射防止層、低反射コーティング層、輝度向上層、静電気防止コーティング層、およびハードコーティング層からなる群から選択される１以上の層をさらに備えることができる。前記反射防止層、低反射コーティング層、輝度向上層、静電気防止コーティング層、またはハードコーティング層は、液晶表示装置のバックライトが備えられる側の反対側に備えることができる。前記反射防止層、輝度向上層、またはハードコーティング層は、液晶表示装置のバックライトが備えられる側に備えることができる。前記層、特に液晶表示装置の観測者側に配置される層には、ＵＶ吸収剤をさらに添加することができる。

具体的に、前記反射防止層または低反射コーティング層は、液晶表示装置の観測者のグレアを防ぐ役割をするものであり、例えば水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム上に反射防止または低反射コーティングをすることによって形成することができる。前記コーティング液としては、シリカ、アクリルバインダなどを含むものを用いることができるが、これにのみ限定されることはない。前記反射防止層は、ヘイズ（ｈａｚｅ）を与えるコーティングであるとも言う。

前記ＵＶ吸収層は、偏光膜とＵＶ光源の間にＵＶ保護層役割をすることで、ＵＶによって偏光板の色変化を防ぐ役割をするものである。前記ＵＶ吸収層は、上述したように、偏光膜の保護フィルム、特に液晶表示装置の観測者と最も近い面に位置した偏光膜の保護フィルムにＵＶ吸収剤を添加することによって形成することもできるし、偏光膜の保護フィルムまたはその上に配置される他の機能性層上にＵＶ吸収層をコーティングしたり、他の機能性層の製造時にＵＶ吸収剤を添加することによって形成することができる。ＰＶＡ偏光膜と保護フィルムを接着する接着層にＵＶ吸収剤を添加して形成することができる。

前記輝度向上層は、バックライトから出た光の輝度を向上させる役割をするものであり、偏光膜の保護フィルム、特にバックライトと近い面に位置した偏光膜の保護フィルムに減圧接着剤（ＰＳＡ）を用いて輝度向上フィルムを接合したり、輝度向上フィルムが水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの場合、これを偏光膜に直接接着させることができる。

前記静電気防止コーティング層は、液晶表示装置モジュールにおいて静電気による不良が発生しないようにする役割をするものであり、表面抵抗を低めるコーティングをして表面に静電気の発生を防ぐことができる。前記静電気防止コーティング層形成のためには、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含むコーティング液を用いることができるが、この成分にのみ限定されることはない。

前記ハードコーティング層は、液晶表示装置の耐スクラッチ性などを向上させ、ペンなどによる汚れが容易に除去されるようにする役割をするものである。例えば、液晶モジュール（ＬＣＭ）を製作した後にこれを液晶表示装置セット製作者に移送する間、偏光膜とバックライトの間に位置したフィルムがバックライトシートに接して擦れながら、不良が発生することがある。このような問題が発生し得るということは、振動テストによって類推して見ることができる。液晶モジュールを製作し、この液晶モジュールに１．５ｇの錘を押して１時間振動させた後に液晶モジュールを駆動すれば、輝度が不均一したりむらが発生することを確認することができる。このような問題は、本発明に係る液晶表示装置において水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの硬度が低い場合に発生することがある。このような問題を防ぐために、水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上にハードコーティングをすることが好ましい。このようにすることで、液晶モジュールをバックライトに付着させる工程において、液晶表示装置の最外郭に位置する水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、例えばシクロオレフィン系フィルムがその低い硬度によって擦れながら不良が発生することを防ぐことができる。ハードコーティング層は、例えばアクリルバインダ、シリカなどを含むコーティング液を水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上にコーティングする方式で製造することができるが、これら材料および方式にのみ限定されることはない。

また、本発明に係る液晶表示装置において、第１偏光板または第２偏光板のうち、ポリビニルアルコール系偏光膜と水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの間には、前記ポリビニルアルコール系偏光膜上に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムおよび前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム上に備えられた輝度向上フィルムをさらに備えることができる。前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムは、水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいであることが好ましい。

本発明に係る液晶表示装置に用いられる液晶セルは特に限定されることはなく、当技術分野で周知であるものを用いることができる。本発明では、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＶＡモードなどの液晶セルを用いることができる。

本発明に係る液晶表示装置は、必要に応じて前記第１偏光板と液晶セルの間および／または第２偏光板と液晶セルの間に光学補償フィルムをさらに含むことができる。

また、本発明は、上述した液晶表示装置への適用に適合した偏光板を提供する。

本発明の一実施形態は、ポリビニルアルコール系偏光膜、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムおよび、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面または下面にＵＶ吸収層が含まれた偏光板を提供する。前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムは、水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいであることが好ましい。

前記偏光板において、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムとＵＶ吸収層の間、またはＵＶ吸収層上面に、反射防止層、低反射コーティング層、輝度向上層、静電気防止コーティング層、ハードコーティング層からなる群から選択される１以上の層をさらに備えることができる。前記層、特に液晶表示装置の観測者側に配置される層には、ＵＶ吸収剤を追加することができる。また、前記偏光板において、前記ポリビニルアルコール系偏光膜と前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの間に、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムおよび前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムの上面に備えられた輝度向上フィルムをさらに備えることができる。

図面を参照しながら具体的に例示するが、本発明の範囲がこれらの例にのみ限定されることはない。

本発明に係る偏光板は、図５のような構造とすることができる。具体的に、図５に例示された偏光板は、ポリビニルアルコール系偏光膜、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、および前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面に備えられたＵＶ吸収層および反射防止層または低反射コーティング層を含む。このような偏光板は、液晶表示装置の観測者側に配置することができる。

本発明に係る偏光板は、図６のような構造とすることができる。具体的に、図６に例示された偏光板は、ポリビニルアルコール系偏光膜、および前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、および前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面に備えられたＵＶ吸収層および反射防止層またはハードコーティング層を含む。このような偏光板は、液晶表示装置のバックライト側に配置することができる。

本発明に係る偏光板は、図７のような構造とすることができる。具体的に、図７に例示された偏光板は、ポリビニルアルコール系偏光膜、および前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、および前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面に備えられたＵＶ吸収層および輝度向上フィルムを含む。このような偏光板は、液晶表示装置のバックライト側に配置することができる。

本発明の偏光板は、図９のような構造とすることができる。具体的に、図９に例示された偏光板は、ポリビニルアルコール系偏光膜、および前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、および前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面に備えられたＵＶ吸収層、および静電気防止コーティング層を含む。このような偏光板は、液晶表示装置の観測者側に配置することができる。

本発明の偏光板は、図１０のような構造とすることができる。具体的に、図１０に例示された偏光板は、ポリビニルアルコール系偏光膜、および前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、および前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面に備えられたＵＶ吸収層、およびハードコーティング層を含む。このような偏光板は、液晶表示装置の観測者側に配置することができる。

本発明に係る他の一実施形態は、ポリビニルアルコール系偏光膜、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムの上面に備えられた輝度向上フィルム、前記輝度向上フィルム上に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面に備えられたＵＶ吸収層、および前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムを含む偏光板を提供する。このような構造の偏光板は、図８に例示されている。

前記本発明に係る偏光板に対する各構成要素の説明は、液晶表示装置について上述したとおりである。本発明に係る偏光板は、液晶セルに接するようになる水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムの表面に備えられた接着剤層をさらに備えることができる。

また、前記偏光板の偏光膜と保護フィルムの間には、これらの接着のための接着剤層を備えることができる。このとき、前記偏光膜と水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの間に備えられた接着剤層には、ＵＶ吸収剤を添加することができる。

［実施例］
以下、実施例を参照しながら本発明をより詳細に説明する。しかしながら、以下の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、これによって本発明の範囲が限定されることはない。

実施例１および２、比較例１〜４
下記表１に示した保護フィルムを用いた偏光板を用いて、液晶セルおよび液晶セルの両面にそれぞれ偏光板が配置された液晶モジュールを製作した。液晶セルとしてはセルギャップ３．４μｍ、プリチルト角２゜、誘電率異方性Δε＝＋７、複屈折Δｎ＝０．１の液晶で満たされたＩＰＳ液晶セルを用い、偏光膜としてはポリビニルアルコール系偏光膜を用いた。偏光膜と保護フィルムの接着および偏光板と液晶セルとの接着には、ポリビニールアルコールを水に溶かした接着剤を用いた。ＵＶ吸収剤（２，２−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン）が含まれる場合は、外部保護フィルムのコーティング層に入れる方式で行った。

実施例１および比較例１で製造された液晶モジュールを５０℃、８０％チャンバで７２時間放置した後にチャンバから取り出し、常温で液晶セルをブラックモード（ｂｌａｃｋ ｍｏｄｅ）状態で置き、液晶セルの４頂点付近で周辺と輝度偏差を肉眼で判断して光漏れ防止効果を測定した。このとき、実施例１の液晶モジュールに対しは２回繰り返し、比較例１に対しは３回繰り返して実験した。測定結果を図１１に示した。

実施例１、実施例２、および比較例２〜比較例４で製造された液晶モジュールを５０℃、８０％チャンバで２４時間放置した後にチャンバから取り出し、常温で液晶セルをブラックモード（ｂｌａｃｋ ｍｏｄｅ）状態で置き、液晶セルの４頂点付近で周辺と輝度偏差を肉眼で判断して光漏れ防止効果を測定した。測定結果を図１２に示した。

実施例１および実施例２で製造された液晶モジュールを５０℃、８０％チャンバで２４０時間放置した後にチャンバから取り出し、常温で液晶セルをブラックモード（ｂｌａｃｋ ｍｏｄｅ）状態で置き、液晶セルの４頂点付近で周辺と輝度偏差を肉眼で判断して光漏れ防止効果を測定した。測定結果を図１３に示した。

比較例１〜４は、チャンバから取り出した直後から光漏れ現象が観察され、常温で持続的に光漏れ現象が悪化した。この反面、実施例１および実施例２では、常温で６時間放置した後にも光漏れ現象が観察されなかった。

また、実施例１、実施例２、および比較例１〜４で製造された液晶モジュールのＣＯＰ層上に反射防止層を形成し（ＡＧコーティング）、反射防止層を備えたＣＯＰ層にＵＶランプとしてＵＶＡ−３４０ランプを用い、１５０時間ＵＶを照射して偏光板を観察した。黄変現象に対する測定は、ＵＳ−ＶＩＳ分光光度計（ＵＶ−ＶＩＳ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ、日立社ｍｏｄｅｌ Ｕ−３３１０）を用いて測定した。この場合、実施例１および比較例１〜４では黄変がなかったが、実施例２では黄変が発生した。

実施例１および実施例２の液晶モジュールのＵＶ照射前後のＴｃ（直交透過率）およびＴｓ（単体透過率）測定結果をそれぞれ図１４および図１５に示した。Ｔｃ（直交透過率）およびＴｓ（単体透過率）は次のように計算した。まず、分光光度計の光軸に垂直に試片を固定させ、試片の吸収軸が４５°であるときと１３５°であるときを測定し、このときの測定波長範囲は４００−７００ｎｍで１０ｎｍ間隔で測定し、Ｔ₄₅（λ）、Ｔ₁₃₅（λ）、ＴＣ₄₅（λ）、ＴＣ₁₃₅（λ）を得た（図１６参照）。これら値を有して、ＪＩＳ Ｚ ８７０１の２°視野ＸＹＺ系に係る視感度補正としてＴｃ（直交透過率）およびＴｓ（単体透過率）を計算した。

単体透過率：
Ｔｓ（％）＝Ｙ＝Ｋ×Σ｛Ｓ（λ）×ｙ（λ）×（Ｔ₄₅（λ）＋Ｔ₁₃₅（λ））／２｝（Σ＝４００〜７００ｎｍ）
直交透過率：
Ｔｃ（％）＝Ｋ×Σ｛Ｓ（λ）×ｙ（λ）×ＴＣ（λ）｝（Σ＝４００〜７００ｎｍ）
Ｋ：補正係数（０．０９３９５）
Ｓ（λ）：光源の相対分光分布
ｙ（λ）：同色係数

前記比較例および実施例の結果から、水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下の偏光膜の保護フィルムを液晶表示装置の最外郭に配置し、前記偏光膜の他の一面の保護フィルムとして水蒸気透過率が１，５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムを用いる場合に、光漏れ改善効果があることが分かる。また、保護フィルムそのものにＵＶ吸収剤がない場合には、ＵＶ吸収剤を入れることによって黄変現象が起こらないことが分かる。

実施例３および比較例５
下記表３に示した保護フィルムを用いた偏光板を用いたことを除いては、前記実施例２と同じ方法で液晶モジュールを製作し、接着剤むらおよび押さえ現象を観察した。接着剤のむらは、バックライトユニット（ＢＬＵ）の上に偏光板を直交状態で上げた後に透過検査を実施して肉眼検査した。また、押さえ現象は、蛍光灯光下で光を反射させ、外観上に押さえられた部分があるか否かに対して判断する反射検査を実施した。その結果を下記表３に示した。

表３の結果から、実施例３のように内部保護フィルムとして水蒸気透過率１５００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムを用いる場合、接着剤むらおよび押さえ現象において比較例５に比べて優れた効果を示すことを確認することができる。

実施例４
接着剤乾燥のために偏光膜を高温で放置する場合、光特性が劣化するという点を確認するために、下記のような実験を行った。ポリビニルアルコール系偏光膜をガラス基板に付けた後、８０℃で１５時間放置する前と放置した後に光特性としてＴｃ（直交透過率）およびＴｓ（単体透過率）を測定して色値ａおよびｂを計算した。前記色相値は下記のように計算した。まず、吸収軸角度４５°の偏光板の透過率を測定し、ＪＩＳ Ｚ ８７０１の２°視野ＸＹＺ系統による視感度補正（４００−７００ｎｍ、１０ｎｍ間隔）でＸ、Ｚ値を次のように求める。

Ｘ＝Ｋ×Σ｛Ｓ（λ）×ｘ（λ）×（Ｔ₄₅（λ）＋Ｔ₁₃₅（λ））／２｝（Σ＝４００〜７００ｎｍ）
Ｚ＝Ｋ×Σ｛Ｓ（λ）×ｚ（λ）×（Ｔ₄₅（λ）＋Ｔ₁₃₅（λ））／２｝（Σ＝４００〜７００ｎｍ）
Ｋ＝補正係数（０．０９３９５）
Ｓ（λ）：光源の相対分光分布
ｘ（λ）、ｚ（λ）：同色係数
Ｙ：単体透過率（Ｔｓ）
前記のように求めたＸおよびＺ値を用いて、次の色差式で色ａ、ｂ値を求める。

ａ＝１７．５×（１．０２Ｘ−Ｙ）／Ｙ^1/2
ｂ＝７×（Ｙ−０．８４７Ｚ）／Ｙ^1/2

前記表４に示すとおり、偏光膜を高温で放置する場合には光特性が悪化する。

偏光膜の内部保護フィルムとして１５００ｇ／ｍ²日以下のフィルムを用いる場合、上述したように偏光膜と保護フィルムを接着するために用いられた接着剤は容易に乾燥しない。したがって、接着剤の乾燥のために接着剤の乾燥温度を上げれば、偏光膜の光特性が低下する。

Claims (14)

1. 液晶セルおよびこの液晶セルの両面にそれぞれ備えられた第１偏光板と第２偏光板を含む液晶表示装置であって、前記第１偏光板と第２偏光板はそれぞれポリビニルアルコール系偏光膜とその両面に備えられた保護フィルムを含み、前記第１偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側と反対になる側に備えられた保護フィルムが水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムであり、前記第１偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムと前記第２偏光板の液晶セル側に備えられた保護フィルムがそれぞれ水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムであり、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムがＵＶ吸収剤を含むか、又は前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面または下面にＵＶ吸収層が備えられたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムは、ＣＯＰ（シクロオレフィン ポリマー）、ＣＯＣ（シクロオレフィン コポリマー）、ＰＮＢ（ポリノルボルネン）、ＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレ―ト）からなる群から選択される材料から形成されたフィルム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。
3. 前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムは、トリアセチルセルロースフィルム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。
4. 前記第１偏光板もしくは第２偏光板と液晶セル、または前記ポリビニルアルコール系偏光膜と保護フィルムが溶剤系接着剤または水系接着剤によって接着されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１偏光板および第２偏光板のうちの少なくとも１つの偏光板の保護フィルムは、ＵＶ吸収剤、アンチブロッキング剤（ａｎｔｉ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、潤滑剤、静電気防止剤、および安定剤からなる群から選択される１以上の添加剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１偏光板および第２偏光板のうちの少なくとも１つの偏光板の水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム上に、反射防止層、低反射コーティング層、ＵＶ吸収層、輝度向上層、静電気防止コーティング層、およびハードコーティング層からなる群から選択される１以上の層がさらに備えられたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１偏光板および第２偏光板のうちの少なくとも１つの偏光膜のポリビニルアルコール系偏光膜と水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの間に、前記ポリビニルアルコール系偏光膜上に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムと、前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム上に備えられた輝度向上フィルムとをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１偏光板および第２偏光板のうちの少なくとも１つの偏光板の偏光膜と保護フィルムの間には接着剤層が備えられ、この接着剤層はＵＶ吸収剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１偏光板および第２偏光板のそれぞれの含水量は、偏光板総重量に対して１〜２重量％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。
10. ポリビニルアルコール系偏光膜、
    前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルム、
    前記ポリビニルアルコール系偏光膜の下面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルム、および
    前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ ² 日より大きいフィルム上に備えられた減圧接着剤層を含み、
    前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ ² 日以下のフィルムがＵＶ吸収剤を含むか、または、
    ＵＶ吸収層が、前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ ² 日以下のフィルムの上面または下面に備えられる
    ことを特徴とする偏光板。
11. 前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの上面またはＵＶ吸収層上面に、反射防止層、低反射コーティング層、輝度向上層、静電気防止コーティング層、およびハードコーティング層からなる群から選択される１以上の層をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の偏光板。
12. 前記ポリビニルアルコール系偏光膜と前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ²日以下のフィルムの間に、前記ポリビニルアルコール系偏光膜の上面に備えられた水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムと、前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ²日より大きいフィルムの上面に備えられた輝度向上フィルムとをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の偏光板。
13. 含水量が偏光板総重量に対して１〜２重量％であることを特徴とする請求項１０に記載の偏光板。
14. 前記水蒸気透過率が１００ｇ／ｍ ² 日以下のフィルムと前記水蒸気透過率が２００ｇ／ｍ ² 日より大きいフィルムの少なくとも一方が、ＵＶ吸収剤、アンチブロッキング剤（ａｎｔｉ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、潤滑剤、静電気防止剤、および安定剤からなる群から選択される１以上の添加剤を含むことを特徴とする請求項１０に記載の偏光板。

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