JP5598467B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、上記特許文献1、2記載の技術では視野角の拡大は図れるものの、近年特に重要視されている他の光学性能、具体的には正面コントラストと、斜め方向から見た場合のカラーシフトについては何ら考慮されておらず、更なる改善が望まれている。
少なくとも第1の偏光子と、第1の光学補償層と、液晶セルと、第2の光学補償層と、
第2の偏光子とをこの順に有し、
前記第1及び第2の光学補償層は、下記式(1)〜(3)を満たし、
前記液晶セル中の液晶分子は、電圧無印加時に当該液晶セルの厚さ方向に配向することを特徴とする。
nx2≧ny2>nz2 (2)
DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2) (3)
(但し、nx1は前記第1の光学補償層の面内の遅相軸方向の屈折率、ny1は前記第1の光学補償層の面内の進相軸方向の屈折率、nz1は前記第1の光学補償層の厚み方向の屈折率をそれぞれ表し、nx2は前記第2の光学補償層の面内の遅相軸方向の屈折率、ny2は前記第2の光学補償層の面内の進相軸方向の屈折率、nz2は前記第2の光学補償層の厚み方向の屈折率をそれぞれ表す。Ro1は以下の式(8−1)で表される前記第1の光学補償層の面内レターデーション値を表し、Rth2は以下の式(9−2)で表される前記第2の光学補償層の厚み方向のレターデーション値を表す。DSP(Ro1)は、前記第1の光学補償層の面内レターデーション値Ro1の波長分散値であり、波長480nmで測定した前記第1の光学補償層の面内レターデーション値Ro1を、波長630nmで測定した面内レターデーション値Ro1で割った値である。DSP(Rth2)は前記第2の光学補償層の厚み方向のレターデーション値Rth2の波長分散値であり、波長480nmで測定した前記第2の光学補償層のレターデーション値Rth2を、波長630nmで測定したレターデーション値Rth2で割った値である。
Rth2={(nx2+ny2)/2−nz2}×d2) (9−2)
但し、d1は前記第1の光学補償層の厚み(nm)を表し、d2は前記第2の光学補償層の厚み(nm)を表し、Ro1及びRth2はそれぞれ波長590nmで測定した値である。)
本発明の液晶表示装置においては、
前記第1の光学補償層は、セルロース系樹脂層を含むことが好ましい。
前記第1の光学補償層は、下記式(4),(5)を満たし、
前記第2の光学補償層は、下記式(6),(7)を満たすことが好ましい。
|Rth1|=0〜20[nm] (5)
Ro2=0〜20[nm] (6)
Rth2=200〜350[nm] (7)
(但し、Rth1は以下の式(9−1)で表される前記第1の光学補償層の厚み方向のレターデーション値を表し、Ro2は以下の式(8−2)で表される前記第2の光学補償層の面内レターデーション値を表し、Ro2及びRth1はそれぞれ波長590nmで測定した値である。
Rth1={(nx1+ny1)/2−nz1}×d1) (9−1)
また、本発明の液晶表示装置においては、
前記第1の光学補償層は、セルロース系樹脂層と、液晶層とを少なくとも含み、
前記セルロース系樹脂層は、
前記液晶層よりも前記第1の偏光子側に配設されており、
面内位相差を有するとともに、前記第1の偏光子の吸収軸に対して遅相軸が直交することが好ましい。
前記第1の光学補償層は、セルロース系樹脂層と、液晶層とを少なくとも含み、
前記セルロース系樹脂層は、
前記液晶層よりも前記液晶セル側に配設されており、
面内位相差を有するとともに、前記第1の偏光子の吸収軸に対して遅相軸が平行であることとしても良い。
前記第2の光学補償層は、
DSP値上昇剤を含有するセルロース系樹脂層からなることが好ましい。
[第1の実施の形態]
図1(a)は、第1の実施の形態における液晶表示装置1の一例を示す概念図である。
(1)液晶セル
このうち、液晶セル4は、液晶層40を2枚のガラス基板41で挟んで形成されている。
(2)第1,第2の偏光子
第1,第2の偏光子2,6は、一定方向の偏波面の光だけを通す光学素子であり、従来から公知の一般的な方法で作製されている。ここで、現在知られている代表的な偏光子としては、ポリビニルアルコール系偏光フィルムがあり、より詳細には、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものとがある。このような偏光子としては、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。
(3)第1,第2の光学補償層
第1及び第2の光学補償層3,5は、下記式(1)〜(3)を満たし、取り扱いの観点からフィルム状であることが好ましい(以下、光学補償フィルム3,5とも称する)。更に好ましくは更に下記式(4)〜(7)を満たすようになっている。
nx2≧ny2>nz2 (2)
DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2) (3)
Ro1=50〜100[nm] (4)
|Rth1|=0〜20[nm] (5)
Ro2=0〜20[nm] (6)
Rth2=200〜350[nm] (7)
ここで、「nx」は光学補償層の面内の遅相軸方向の屈折率、「ny」は光学補償層の面内の進相軸方向の屈折率、「nz」は光学補償層の厚み方向の屈折率をそれぞれ表し、「Ro」,「Rth」は下記式(8),(9)で求められるレターデーション値である。また、各式中、添え字の「1」,「2」は、第1の光学補償層3,第2の光学補償層5についての値であることを示す。なお、これらの値は、波長590nmで測定した値である。また、各屈折率の値は、例えばKOBRA−21ADH(王子計測機器(株))やAxo scan(AXOMETRICS社製)を用いて、23℃、55%RHの環境下で求めることができる。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d) (9)
なお、これらの式(8)、(9)によれば、屈折率がnx>nz>nyの場合には、Ro>0、かつ−Ro/2<Rth<Ro/2を満たし、逆にRo>0、かつ−Ro/2<Rth<Ro/2の場合には、nx>nz>nyを満たすことが分かる。また、nx≧ny>nzの場合には、Ro≧0かつ、Rth>Ro/2を満たし、逆にRo≧0かつ、Rth>Ro/2の場合には、nx≧ny>nzを満たすことがわかる。
(3.1)第1の光学補償層
第1の光学補償層3は、上述のようにnx1>nz1>ny1、DSP(Ro1)<1を満たしており、いわゆる逆波長分散のZプレートとなっている。また、この第1の光学補償層3は、好ましくは面内のレターデーション値Ro1が50〜100nmであって、厚み方向のレターデーション値Rth1の絶対値が0nm〜20nmとなっている。
(3.1.1)第1の光学補償層に使用されるセルロース系樹脂
第1の光学補償層3に用いられるセルロースエステルとしては特に限定はないが、好ましくはセルロースエステルとして炭素数2〜22程度のカルボン酸エステルであり、芳香族カルボン酸のエステルでもよく、特に好ましくは炭素数が6以下の低級脂肪酸エステルである。また、特開2008−197561号公報に開示されるような、ε−カプロラクトンをセルロースエステル樹脂にグラフト重合したセルロースエステル樹脂を使用しても良い。
式(102) 0≦Y≦1.5
式中、Xはアセチル基の置換度、Yはプロピオニル基またはブチリル基、もしくはその混合物の置換度である。
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用する)
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の13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
(3.2)第2の光学補償層
第2の光学補償層5は、上述のようにnx2≧ny2>nz2、1<DSP(Rth2)を満たしており、いわゆる正波長分散のネガティブCプレートとなっている。また、この第2の光学補償層5は、好ましくはRo2=0〜20、Rth2=200〜350となっている。
(3.2.1)第2の光学補償層に使用されるセルロース系樹脂
第2の光学補償層5に用いられるセルロースエステルとしては特に限定はなく、上記第1の光学補償層3に使用可能なセルロースエステルのうち、ε−カプロラクトンをセルロースエステル樹脂にグラフト重合したセルロースエステル樹脂以外の樹脂を用いることができる。
(3.2.2)DSP値上昇剤
この第2の光学補償層5には、レターデーション値を上記の数値範囲とし、本発明の効果を得る上でDSP値上昇剤を用いることが好ましい。
一般式(II)
また、DSP上昇剤としては、円盤状化合物を用いても良い。
芳香族環および連結基は、置換基を有していてもよい。
上記一般式(103)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。
上記一般式(104)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義および例は、一般式(103)のAr1およびAr2と同様である。
(3.3)添加剤
以上の第1,第2の光学補償層3,5には、本発明の効果を得る上で必要に応じて添加剤を含有することができる。添加剤は特に限定されないが、好ましくは、芳香族末端ポリエステル系化合物、糖エステル化合物、(メタ)アクリル系化合物、多価カルボン酸エステル系化合物、グリコレート系化合物、フタル酸エステル系化合物、脂肪酸エステル系化合物及び多価アルコールエステル系化合物、ポリエステル系可塑剤、等から選択される。
(3.3.1)芳香族末端ポリエステル系化合物
本発明では、下記一般式(I)で表せる芳香族末端ポリエステル系化合物を使用することができる。
(式中、Bはアリールカルボン酸残基、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基または炭素数6〜12のアリールグリコール残基または炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基、Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基または炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基を表し、またnは1以上の整数を表す。)
一般式(I)中、Bで示されるアリールカルボン酸残基とGで示されるアルキレングリコール残基またはオキシアルキレングリコール残基またはアリールグリコール残基、Aで示されるアルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基とから構成されるものであり、通常のポリエステル系化合物と同様の反応により得られる。
(3.3.2)糖エステル化合物
本発明の第1,第2の光学補償層3,5には、ピラノース構造またはフラノース構造の少なくとも1種を1個以上12個以下有しその構造のOH基のすべてもしくは一部をエステル化したエステル化合物(糖エステル化合物)を含むこととしても良い。
(3.3.3)(メタ)アクリル系化合物
本発明に用いられる(メタ)アクリル系化合物としては、光学補償フィルムに含有させた場合、機能として延伸方向に対して負の複屈折性を示すことが好ましく、特に構造が限定されるものではないが、エチレン性不飽和モノマーを重合して得られた重量平均分子量が500以上30000以下である重合体であることが好ましい。
(メタ)アクリル系重合体(化合物)を溶媒に溶解しキャスト製膜した後、加熱乾燥し、透過率80%以上のフィルムについて複屈折性の評価を行った。
本発明における光学補償フィルムのRo及びRthを調整する方法としては、分子内に芳香環と水酸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、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーXbと、Xa、Xbを除く共重合可能なエチレン性不飽和モノマーとを共重合して得られた重量平均分子量2000以上30000以下の高分子量の重合体X、そして、より好ましくは、芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYaと、Yaと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーとを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下の低分子量の重合体Yを含有することが好ましい。
−[Xa]m−[Xb]n−[Xc]p−
上記一般式(X)において、Xaは分子内に芳香環と水酸基とを有しないエチレン性不飽和モノマーを表し、Xbは分子内に芳香環を有せず、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーを表し、XcはXa、Xbを除く共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを表す。m、n及びpは、各々モル組成比を表す。ただし、m≠0、n≠0、m+n+p=100である。
−[CH2−C(−R1)(−CO2R2)]m−[CH2−C(−R3)(−CO2R4−OH)−]n−[Xc]p−
上記一般式(X−1)において、R1、R3は、それぞれ水素原子またはメチル基を表す。R2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。R4は−CH2−、−C2H4−または−C3H6−を表す。Xcは、[CH2−C(−R1)(−CO2R2)]または[CH2−C(−R3)(−CO2R4−OH)−]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。
−[Ya]k−[Yb]q−
上記一般式(Y)において、Yaは芳香環を有しないエチレン性不飽和モノマーを表し、YbはYaと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを表す。k及びqは、各々モル組成比を表す。ただし、k≠0、q≠0、k+q=100である。
−[CH2−C(−R5)(−CO2R6)]k−[Yb]q−
上記一般式(Y−1)において、R5は、それぞれ水素原子またはメチル基を表す。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、[CH2−C(−R5)(−CO2R6)]と共重合可能なモノマー単位を表す。k及びqは、それぞれモル組成比を表す。ただしk≠0、q≠0、k+q=100である。
水酸基価の測定は、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。
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。
式(ii) 0.05≦Yg/(Xg+Yg)≦0.4
式(i)の(Xg+Yg)の好ましい範囲は、10〜35質量%である。重合体Xと重合体Yは、セルロースエステル全質量に対し、総量として5質量%以上であれば、レターデーション値Rthの調整に十分な作用をする。また、総量として35質量%以下であれば、偏光子PVAとの接着性が良好である。
(3.4)紫外線吸収剤
また、第1,第2の光学補償層3,5は、紫外線吸収剤を含有することもできる。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。
UV−2:2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−3:2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−4:2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール
UV−5:2−(2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−6:2,2−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)
UV−7:2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール
UV−8:2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール(TINUVIN171)
UV−9:オクチル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートの混合物(TINUVIN109)
更に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては下記一般式(e)で表される化合物が好ましく用いられる。
UV−11:2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン
UV−12:2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン
UV−13:ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニルメタン)
この他、1,3,5トリアジン環を有する化合物等の円盤状化合物も紫外線吸収剤として好ましく用いられる。
(3.5)酸化防止剤
酸化防止剤は劣化防止剤ともいわれる。高湿高温の状態に液晶画像表示装置などがおかれた場合には、光学補償フィルムとしての第1,第2の光学補償層3,5の劣化が起こる場合がある。酸化防止剤は、例えば、光学補償フィルム中の残留溶媒量のハロゲンやリン酸系添加剤のリン酸等により光学補償フィルムが分解するのを遅らせたり、防いだりする役割を有するので、前記光学補償フィルム中に含有させるのが好ましい。
(3.6)微粒子
本発明における第1,第2の光学補償層3,5は、微粒子を含有することが好ましい。
(3.7)光学補償フィルムの製造方法
次に、本発明における第1,第2の光学補償層3,5としての光学補償フィルムの製造方法について説明する。
尚、Mはウェブまたはフィルムを製造中または製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における第1の光学補償層3Dは、二軸性フィルム30及び液晶層30を有して積層構成され、全体としてnx1>nz1>ny1、DSP(Ro1)<1を満たしており、いわゆる逆波長分散のZプレートとなっている。また、この第1の光学補償層3Dは、好ましくは面内のレターデーション値Ro1が50〜100nmであって、厚み方向のレターデーション値Rth1の絶対値が0nm〜20nmとなっている。
二軸性フィルム30は、屈折率がnx>ny>nzを満たすフィルムである。このような二軸性フィルム30としては、上記第1の実施形態における第1の光学補償層3と同様のセルロース系樹脂フィルムに対して延伸処理を施したものを用いることができる。
本発明の光学補償層3Dにおいては、二軸性フィルム30と液晶層31との間に液晶の垂直配向を補助するような中間層(配向膜。図示せず)を設けることができる。
中間層はグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、インクジェット法等公知の方法を用いて、中間層を形成する塗布組成物を二軸性フィルム30上に塗布後、加熱乾燥し、UV硬化処理することが好ましい。
液晶層31は、屈折率がnz>nx=nyを満たしており、いわゆるポジティブCプレートとなっている。この液晶層31は、下記特性を有することが好ましい。
−500≦Rth≦−100
液晶層31は、液晶材料もしくは液晶の溶液を二軸性フィルム30上に直接、または前記中間層上に塗布し、乾燥と熱処理(配向処理ともいう)を行い紫外線硬化もしくは熱重合などで液晶配向の固定化を行って形成されており、垂直方向に配向した棒状液晶による位相差を有している。
≪光学補償フィルムZ1〜Z9の作製≫
上記実施形態における第1の光学補償フィルム3のサンプルとして、以下の表1に示すような光学補償フィルムZ1〜Z9を作製した。
セルロースエステルA(セルロースアセテートプロピオネート)
100質量部
添加剤1 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、加熱撹拌しながら、完全に溶解した後、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。この混合物を日本精線(株)製のファインメットNFによって濾過した。
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い、二酸化珪素分散液を調製した。分散後の液濁度は200ppmであった。この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。
以上のようにして得られた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。
ベルト流延装置を用い、温度35℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体にドープ液1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フィルムのウェブの溶媒を55℃で蒸発させ、140℃〜160℃の熱をかけながらテンターを用いて幅方向に1.40倍に延伸した。延伸開始時の残留溶媒は15%であった。その後、130℃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、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でコアに巻き取り、乾燥膜厚60μmの光学補償フィルムZ1の基材フィルム(二軸性フィルム)A1を得た。
また、上述の表1に示すように、セルロースエステル種、添加剤種、添加剤量、膜厚、幅方向への延伸倍率を変更した以外はほぼ基材フィルムA1と同様にしてドープ液を調製した後、光学補償フィルムZ2〜5,8,9の基材フィルムA2〜5,8,9を作製した。
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、下記表4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4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4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。
<光学補償フィルムZ1の作製>
以上のようにして得られた基材フィルムA1上に中間層、液晶層を形成することで、上述の表1に示すように、光学補償フィルムZ1を作成した。
ウレタンアクリレートオリゴマー 25質量部
(UV−7510B 日本合成化学(株))
プロピレングリコールモノメチルエーテル 290質量部
イソプロピルアルコール 685質量部
光重合開始剤 0.05質量部
(ルシリンTPO(バスフ(株)製))
この塗布液を基材フィルムA1上にワイヤーバー#3で塗布し、80℃で30秒乾燥した後、紫外線を120mJ/mmを10秒照射して硬化し、中間層を形成した。乾燥後の中間層の膜厚は、0.5μmであった。
紫外線重合性液晶材料 20質量部
(UCL018 大日本インキ化学工業(株)製)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 80質量部
光重合開始剤 0.04質量部
(ルシリンTPO(バスフ(株)製))
ヒンダードアミン 0.02質量部
LS−765(三共ライフテック株式会社製)
垂直配向剤 0.03質量部
(信越シリコーン(株)製X−22−161A)
この重合性液晶層塗布液をダイコータにより前記中間層上に塗布した。液晶層の温度が65℃になるまで80℃雰囲気下で1分間加熱乾燥し、その後28℃まで急速に冷却して、液晶材料を配向させた。
<光学補償フィルムZ2〜4,8,9の作製>
上述の表1に示すように、基材フィルムA2〜4,8,9を用い、液晶膜厚を変更した以外はほぼ光学補償フィルムZ1と同様にして、光学補償フィルムZ2〜4、8,9を作製した。
<光学補償フィルムZ5の作製>
上述の表1に示すように、基材フィルムA5をそのまま光学補償フィルムZ5として用いた。
<光学補償フィルムZ6の作製>
幅方向への延伸倍率を1.01倍、膜厚を150umとした以外は基材フィルムA2と同様にして作製したフィルムA6の両側に、アクリル系粘着剤層(厚み15μm)を介して収縮性フィルム(東レ(株)製、商品名「トレファンBO2873)を貼り合わせた。その後、ロール延伸機でフィルム長手方向を保持して、180℃の空気循環式オーブン内で長手方向に1.5倍に延伸した後、上記収縮性フィルムを上記アクリル系粘着剤層と共に剥離して光学補償フィルムZ6を作製した。
<光学補償フィルムZ7の作製>
ゼオノアZF−14−100(平均屈折率=1.52、Tg=136℃、Ro=3.0nm、Rth=5.0nm (株)オプテス製)の両側に、アクリル系粘着剤層(厚み15μm)を介して収縮性フィルム(東レ(株)製、商品名「トレファンBO2873」)を貼り合わせた。その後、ロール延伸機でフィルム長手方向を保持して、146℃の空気循環式オーブン内で長手方向に1.38倍に延伸し、延伸後、上記収縮性フィルムを上記アクリル系粘着剤層と共に剥離して、光学補償フィルムZ7を作製した。
≪光学補償フィルムC1〜C8の作製≫
上記実施形態における第2の光学補償フィルム5のサンプルとして、以下の表5に示すような光学補償フィルムC1〜C8を作製した。
≪光学補償フィルムの評価≫
<レターデーション値Ro,Rthの測定>
自動複屈折率計(王子計測機器(株)製、KOBRA−21ADH)を用いて光学補償フィルムZ1〜Z9,C1〜C8のレターデーション値を測定した。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
なお、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。
≪偏光板の作製≫
厚さ、120μmのポリビニルアルコールフィルムを、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gからなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥して偏光子を得た。
≪液晶表示装置の作製≫
市販の32型MVA型液晶テレビ(シャープ製「アクオス32AD5」。但し、「アクオス」は登録商標)の両面の偏光板を剥がして、上記作製の偏光板Z11〜19、C11〜18を表6の組み合わせになるように各々両面に貼りつけて液晶表示装置(1)〜(11)を作製した。その際、その偏光板の貼合の向きは、光学補償フィルム側(コニカミノルタタックKC4UYとは反対の側)が、液晶セル側となるように、且つ、購入時に予め貼合されていた偏光板と同一の方向に吸収軸が向くようにした。
≪液晶表示装置の評価≫
<視野角の評価>
23℃55%RHの環境で各々の液晶表示装置のバックライトを1週間連続点灯した後、視野角の測定を行った。測定にはELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて、方位角45°、135°、225°、315°、倒れ角70°の方向での黒表示と白表示との輝度の比Aを測定し、平均した値を採用した。測定結果を以下の基準に従って評価したところ、上記の表6に示す通りとなった。なお、この評価基準において、「△」は実用上、許容範囲内にあることを意味し、「×」は実用上、許容範囲外にあることを意味する。
△:50<A≦100
×:A≦50
<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、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下記の基準に従い評価したところ、上記の表6に示す通りとなった。測定には、コニカミノルタセンシング社製CS−2000を用いた。なお、正面コントラストが1000を超えると、優れた液晶表示装置である。また、この評価基準において、「△」は実用上、許容範囲内にあることを意味し、「×」は実用上、許容範囲外にあることを意味する。
/(表示装置の法線方向から測定した黒表示の輝度)
◎:1000<正面コントラスト
○:750<正面コントラスト≦1000
△:500<正面コントラスト≦750
×:正面コントラスト≦500
<斜めのカラーシフトの評価>
各液晶表示装置について、暗室内での黒表示状態を斜め方向から複数人数による目視で確認し、下記の基準に従って評価したところ、上記の表6に示す通りとなった。なお、この評価基準において、「△」は実用上、許容範囲内にあることを意味し、「×」は実用上、許容範囲外にあることを意味する。
○:10人中1〜2人が着色を認めた
△:10人中3〜5人が着色を認めた。
<総合評価>
以上の結果より、本発明の実施例としての液晶表示装置(1)〜(8)では、比較例としての液晶表示装置(9)〜(11)と異なり、視野角の拡大、正面コントラストの向上、斜め方向から見た場合のカラーシフトの防止が同時に達成され、優れていることが分かった。
2 第1の偏光子
3,3D 第1の光学補償層
4 液晶セル
5 第2の光学補償層
6 第2の偏光子
30 二軸性フィルム(セルロース系樹脂層)
31 液晶層
Claims (6)
- 少なくとも第1の偏光子と、第1の光学補償層と、液晶セルと、第2の光学補償層と、第2の偏光子とをこの順に有し、
前記第1及び第2の光学補償層は、下記式(1)〜(3)を満たし、
前記液晶セル中の液晶分子は、電圧無印加時に当該液晶セルの厚さ方向に配向することを特徴とする液晶表示装置。
nx1>nz1>ny1 (1)
nx2≧ny2>nz2 (2)
DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2) (3)
(但し、nx1は前記第1の光学補償層の面内の遅相軸方向の屈折率、ny1は前記第1の光学補償層の面内の進相軸方向の屈折率、nz1は前記第1の光学補償層の厚み方向の屈折率をそれぞれ表し、nx2は前記第2の光学補償層の面内の遅相軸方向の屈折率、ny2は前記第2の光学補償層の面内の進相軸方向の屈折率、nz2は前記第2の光学補償層の厚み方向の屈折率をそれぞれ表す。Ro1は以下の式(8−1)で表される前記第1の光学補償層の面内レターデーション値を表し、Rth2は以下の式(9−2)で表される前記第2の光学補償層の厚み方向のレターデーション値を表す。DSP(Ro1)は、前記第1の光学補償層の面内レターデーション値Ro1の波長分散値であり、波長480nmで測定した前記第1の光学補償層の面内レターデーション値Ro1を、波長630nmで測定した面内レターデーション値Ro1で割った値である。DSP(Rth2)は前記第2の光学補償層の厚み方向のレターデーション値Rth2の波長分散値であり、波長480nmで測定した前記第2の光学補償層のレターデーション値Rth2を、波長630nmで測定したレターデーション値Rth2で割った値である。
Ro1=(nx1−ny1)×d1 (8−1)
Rth2={(nx2+ny2)/2−nz2}×d2) (9−2)
但し、d1は前記第1の光学補償層の厚み(nm)を表し、d2は前記第2の光学補償層の厚み(nm)を表し、Ro1及びRth2はそれぞれ波長590nmで測定した値である。) - 前記第1の光学補償層は、セルロース系樹脂層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。
- 前記第1の光学補償層は、下記式(4),(5)を満たし、
前記第2の光学補償層は、下記式(6),(7)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。
Ro1=50〜100[nm] (4)
|Rth1|=0〜20[nm] (5)
Ro2=0〜20[nm] (6)
Rth2=200〜350[nm] (7)
(但し、Rth1は以下の式(9−1)で表される前記第1の光学補償層の厚み方向のレターデーション値を表し、Ro2は以下の式(8−2)で表される前記第2の光学補償層の面内レターデーション値を表し、Ro2及びRth1はそれぞれ波長590nmで測定した値である。
Ro2=(nx2−ny2)×d2 (8−2)
Rth1={(nx1+ny1)/2−nz1}×d1) (9−1)) - 前記第1の光学補償層は、セルロース系樹脂層と、液晶層とを少なくとも含み、
前記セルロース系樹脂層は、
前記液晶層よりも前記第1の偏光子側に配設されており、
面内位相差を有するとともに、前記第1の偏光子の吸収軸に対して遅相軸が直交することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液晶表示装置。 - 前記第1の光学補償層は、セルロース系樹脂層と、液晶層とを少なくとも含み、
前記セルロース系樹脂層は、
前記液晶層よりも前記液晶セル側に配設されており、
面内位相差を有するとともに、前記第1の偏光子の吸収軸に対して遅相軸が平行であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液晶表示装置。 - 前記第2の光学補償層は、
DSP値上昇剤を含有するセルロース系樹脂層からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の液晶表示装置。
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