JP5747920B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
[1] 第一の偏光子を有する第一の偏光板と、液晶セルと、第二の偏光子を有する第二の偏光板と、LEDバックライトとをこの順に有する液晶表示装置であって、前記液晶セルは、対向する第一および第二の基板と、前記第一および第二の基板に挟持され、p型ネマチック液晶を含む液晶層とを有し、前記第一の基板に、前記p型ネマチック液晶を駆動するための第一の電極と第二の電極とが配置され、電圧無印加時には、前記第一の基板近傍のp型ネマチック液晶は前記第一の基板面に対して傾斜配向しており、かつ前記第二の基板近傍のp型ネマチック液晶は前記第二の基板面に対して垂直配向しており、前記第一の偏光板と第二の偏光板のいずれか一方または両方は、前記第一の偏光子または第二の偏光子の液晶セル側の面に配置された保護フィルムを有し、前記保護フィルムは、セルロースエステルを含み、かつ前記保護フィルムの、JIS Z0208に準拠して40℃、90%RH下で測定される透湿度が150〜900g/m2・24hrである、液晶表示装置。
[2] 前記保護フィルムは、前記第一の偏光子の液晶セル側の面と前記第二の偏光子の液晶セル側の面のいずれか一方のみに配置されている、[1]に記載の液晶表示装置。
[3] 前記保護フィルムは、前記第一の偏光子の液晶セル側の面と前記第二の偏光子の液晶セル側の面の両方に配置されている、[1]に記載の液晶表示装置。
[4] 前記保護フィルムは、前記セルロースエステルを主成分として含み、前記セルロースエステルは、アセチル基の置換度をXとし、炭素数3以上のアシル基の置換度をYとしたとき、2.1≦X+Y≦2.6を満たす、[1]〜[3]のいずれかに記載の液晶表示装置。
[5] 前記保護フィルムに含まれる前記セルロースエステルは、セルロースアセテートプロピオネートである、[4]に記載の液晶表示装置。
[6] 前記保護フィルムは、前記セルロースエステルとアクリル樹脂とを含み、前記セルロースエステルは、アセチル基の置換度をXとし、炭素数3以上のアシル基の置換度をYとしたとき、1.0≦X+Y<2.1を満たす、[1]〜[3]のいずれかに記載の液晶表示装置。
[7] 前記保護フィルムに含まれる前記アクリル樹脂の比率は、前記セルロースエステルとアクリル樹脂の合計100質量部に対して5〜50質量部である、[6]に記載の液晶表示装置。
[8] 前記保護フィルムに含まれる前記アクリル樹脂の重量平均分子量は、500以上200000以下である、[6]または[7]に記載の液晶表示装置。
[9] 開口率が65%以上である、[1]〜[8]のいずれかに記載の液晶表示装置。
液晶セル側に配置される保護フィルムF2とF3の少なくとも一方は、JIS Z0208に準拠して40℃、90%RH下で測定される透湿度が、150〜900g/m2・24hrであり、250〜800g/m2・24hrであることが好ましく、500〜800g/m2・24hrであることが最も好ましい。
(セルロースエステル)
液晶セル側に配置されるセルロースエステルフィルムに含まれるセルロースエステルは、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートであり、中でもセルロースアセテートおよびセルロースアセテートプロピオネートが好ましい。
さらに好ましくは2.3≦X+Y≦2.5である。セルロースエステルの水酸基のうち、アセチル基や炭素数3以上のアシル基で置換されていない部分は、通常、水酸基として存在している。
液晶セル側に配置されるセルロースエステルフィルムには、物性改良剤として一般式(1)で表される糖エステル化合物を含有させることが好ましい。
式中、Bはヒドロキシ基またはカルボン酸残基、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す。pは1以上の整数を表す。
セルロースエステルフィルムは、本発明の効果を得る上で必要に応じて一般式(1)、(2)で表される化合物以外の可塑剤などの添加剤を含有することができる。
但し、R11はn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性、および/またはフェノール性水酸基を表す。
式中、R12は(m1+n1)価の有機基、m1は2以上の正の整数、n1は0以上の整数、COOH基はカルボキシル基、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。
(セルロースエステル)
液晶セル側に配置される保護フィルムF2とF3の少なくとも一方が、セルロースエステルとアクリル樹脂とを含むフィルムである時のセルロースエステルについて説明する。
セルロースエステルとアクリル樹脂とを含むフィルムに含まれるアクリル樹脂としては、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200,000以下である重合体であることが好ましい。
本発明に用いられるポリマーXは、分子内に芳香環と極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、極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500以上200,000以下の下記一般式(11)で表されるポリマーであることが好ましい。更に30℃下にて固体であるか、もしくはガラス転移温度が35℃以上であることが好ましい。
−[Xa]m11−[Xb]n11−
m11およびn11は、モル組成比を表し、m11+n11=100である。
本発明の液晶表示装置において、液晶セル側に配置される保護フィルムの少なくとも一方は、透湿度を十分に持たせる必要がある。前述の通り、保護フィルムF2またはF3の、JIS Z0208に準拠して40℃、90%RH下で測定される透湿度が、150〜900g/m2・24hrであり、250〜800g/m2・24hrであることが好ましく、500〜800g/m2・24hrであることが最も好ましい。
本発明に用いられる液晶セル側の保護フィルムは、内部ヘイズが0.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.03以下、更に好ましくは0.01以下である。
ヘイズメーター(濁度計)(型式:NDH 2000、日本電色(株)製)
光源は、5V9Wハロゲン球、受光部は、シリコンフォトセル(比視感度フィルター付き)を用いている。
2.その上にカバーガラスを乗せる。カバーガラスは押さえなくてもグリセリンは広がる。
5.その上に測定する試料フィルムを気泡が入らないように乗せる。(図2B参照)
6.試料フィルム上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)(図2C参照)
7.その上にカバーガラスを載せる。(図2D参照)
8.上記のように作製した積層体(上から、カバーガラス/グリセリン/試料フィルム/グリセリン/スライドガラス)をヘイズメーターにセットしヘイズ2を測定する。
グリセリン:関東化学製 鹿特級(純度>99.0%)、屈折率1.47
Ro=(nx−ny)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(d:フィルムの厚み(nm)、nx:フィルム面内の遅相軸方向の屈折率、ny:フィルム面内において、遅相軸に対して直交する方向の屈折率、nz:厚み方向におけるフィルムの屈折率)。
保護フィルムF1(視認側の保護フィルム)またはF4(バックライト側の保護フィルム)は、特に制限されないが、アセチル基の置換度Xが下記式(II)の範囲にあるセルロースエステルを含むフィルムが好ましく用いられる。
第一の偏光板40および第二の偏光板60の構成は、前述した通りである。本発明に用いられる偏光板は、一般的な方法で作製することができる。本発明のセルロースエステルを含むフィルムの偏光子側の面をアルカリ鹸化処理し、偏光子の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。
液晶表示装置に含まれる液晶セル20は、対向する第一および第二の基板と、該第一および第二の基板に挟持され、p型ネマチック液晶を含む液晶層とを有する。そして、第一および第二の基板のうち第一の基板上に、p型ネマチック液晶を駆動するための第一の電極と第二の電極とが配置されている。第一の基板は、液晶層の視認側に設けられても、液晶層のバックライト側に設けられてもよいが、液晶層のバックライト側に設けられることが好ましい。
液晶表示装置に含まれるLEDバックライト80は、一般的には、青色LEDと蛍光体を組み合わせることによって白色を再現している。疑似白色タイプと呼ばれるLEDは、480nm(青)付近と570nm(黄)付近の2ピークが観察され、高演色白色タイプと呼ばれるLEDは、青以外に、530nm(緑)付近、620nm(赤)付近の3ピークが観察される。しかしながら、冷陰極管とは、波長特性が異なることから白の再現は異なっている。
保護フィルム101の作製
〈微粒子分散液の作製〉
微粒子(アエロジルR972V(日本アエロジル株式会社製)、一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル):11質量部
エタノール:89質量部
以上をディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散し、微粒子分散液を得た。
メチレンクロライドを入れた溶解タンクにセルロースアセテート(総アセチル基置換度1.90)を添加し、加熱して完全に溶解させた後、これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過した。濾過後のセルロースアセテート溶液を充分に攪拌しながら、上記微粒子分散液をゆっくりと添加した。更に、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散を行った。これを日本精線(株)製のファインメットNFで濾過し、微粒子添加液を調製した。
(微粒子添加液の組成)
メチレンクロライド:99質量部
セルロースアセテート(総アセチル基置換度1.90):4質量部
微粒子分散液:11質量部
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド:390質量部
エタノール:80質量部
セルロースアセテート(置換度1.90):100質量部
可塑剤:化合物B−14(一般式(2)で表されるエステル化合物):3.0質量部
可塑剤:スクロースベンゾート(一般式(1)のR1〜R10がベンゾイルである糖エステル化合物、平均置換度5.2):10.0質量部
ドープ液の組成(セルロースエステル)を表1に記載のように変更した以外は、上記と同様にして保護フィルム102〜113、4UY及び115を作製した。
1)アクリル樹脂A1〜A6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3記載の種類及び比率のモノマー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。その後さらに、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、さらに2時間反応を継続させ、アクリル樹脂A1〜A6を得た。
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=1,000,000〜500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。
日本精線(株)製のファインメットNFで下記ドープ液を作製した。
(ドープ液の組成)
セルロースエステル(表3記載):70質量部
アクリル樹脂A6(表2参照):30質量部
酸化ケイ素微粒子(アエロジルR972V(日本アエロジル株式会社製)):0.1質量部
メチレンクロライド:300質量部
エタノール:40質量部
ドープ液の組成(セルロースエステル及びアクリル樹脂)を表3に記載のように変更した以外は、上記と同様にして保護フィルム202〜222を作製した。
偏光板1101〜1113、1115、1201〜1222および1301〜1302の作製
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、35℃の水で膨潤させた。このフィルムを、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3g、ホウ酸7.5g、水100gからなる45℃の水溶液に浸漬した。そして、このフィルムを一軸延伸(温度55℃、延伸倍率5倍)した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。
(実施例1)
液晶表示装置Aの作製
特開2009−288436号公報と特開2010−152372号公報に記載の内容を参考にして、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、第一基板及び第二基板の間に正の誘電率異方性を持つ液晶層とを有する液晶セルを有し、第一基板の液晶層側には、第一電極と、画素内において第一電極に平行に対向する第二電極とが配置され、第一電極及び第二電極間に生じる電界によって駆動され、電圧無印加時に、第一基板近傍の液晶分子は、その長軸が該第一基板面に対して傾斜配向し;第二基板近傍の液晶分子は、その長軸が該第二基板面に対して垂直配向している液晶セル(液晶セルA、開口率67%)を有する液晶表示装置を準備した。
液晶セルAの両面の貼り付ける偏光板を、表5に示されるように変更した以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置Aを作製した。
液晶セルAの両面の貼り付ける偏光板を、表5に示されるように変更した以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置Aを作製した。
液晶表示装置Bの作製
誘電率異方性が負の液晶材料を用いた液晶表示装置であるSONY製40型ディスプレイBRAVIA−KDL−40EX700の液晶セル(液晶セルB、開口率53%)に予め貼合されていた両面の偏光板を剥がし取った。液晶セルBは、通常のVA方式のセルであり、第一電極が対向する一対の基板のうち一方の基板上に配置され;第二電極が他方の基板上に配置されたものである。
液晶セルBの両面の貼り付ける偏光板を、表6に示されるように変更した以外は、参考例1と同様にして液晶表示装置Bを作製した。
5 目視では白く、550nmに対する650nmの透過率変化が1%未満
4 目視では白く、550nmに対する650nmの変化が1%以上3%未満
3 目視では微妙にピンクがかっており、550nmに対する650nmの変化が1%以上3%未満
2 目視ではピンクがかっており、550nmに対する650nmの変化が1%以上3%未満
1 目視ではっきりと赤みが認識でき、550nmに対する650nmの透過率変化が3%以上
20 液晶セル
40 第一の偏光板
42 第一の偏光子
44 保護フィルム(F1)
46 保護フィルム(F2)
60 第二の偏光板
62 第二の偏光子
64 保護フィルム(F3)
66 保護フィルム(F4)
80 バックライト
110 アクティブマトリクス基板(第一の基板)
111、121 絶縁基板
112 画素電極(第一の電極)
113 対向電極(第二の電極)
115、125 配向膜
120 対向基板(第二の基板)
122 ブラックマトリクス
123 カラーフィルタ
130 液晶層
131 液晶分子
Claims (6)
- 第一の偏光子を有する第一の偏光板と、液晶セルと、第二の偏光子を有する第二の偏光板と、LEDバックライトとをこの順に有する液晶表示装置であって、
前記液晶セルは、対向する第一および第二の基板と、前記第一および第二の基板に挟持され、p型ネマチック液晶を含む液晶層とを有し、
前記第一の基板に、前記p型ネマチック液晶を駆動するための第一の電極と第二の電極とが配置され、
電圧無印加時には、前記第一の基板近傍のp型ネマチック液晶は前記第一の基板面に対して傾斜配向しており、かつ前記第二の基板近傍のp型ネマチック液晶は前記第二の基板面に対して垂直配向しており、
前記第一の偏光板と第二の偏光板のいずれか一方または両方は、前記第一の偏光子または第二の偏光子の液晶セル側の面に配置された保護フィルムを有し、
前記保護フィルムは、セルロースエステルとアクリル樹脂とを含み、
前記セルロースエステルは、アセチル基の置換度をXとし、炭素数3以上のアシル基の置換度をYとしたとき、1.0≦X+Y<2.1を満たし、
前記保護フィルムに含まれる前記アクリル樹脂の比率は、前記セルロースエステルとアクリル樹脂の合計100質量部に対して5〜50質量部であり、かつ
前記保護フィルムの、JIS Z0208に準拠して40℃、90%RH下で測定される透湿度が150〜900g/m2・24hrである、液晶表示装置。 - 前記保護フィルムは、前記第一の偏光子の液晶セル側の面と前記第二の偏光子の液晶セル側の面のいずれか一方のみに配置されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記保護フィルムは、前記第一の偏光子の液晶セル側の面と前記第二の偏光子の液晶セル側の面の両方に配置されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記保護フィルムに含まれる前記セルロースエステルは、セルロースアセテートプロピオネートである、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記保護フィルムに含まれる前記アクリル樹脂の重量平均分子量は、500以上200000以下である、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 開口率が65%以上である、請求項1に記載の液晶表示装置。
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