JP5979156B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
(1)バックライト光源と、2つの偏光板の間に配された液晶セルとを有する液晶表示装置であって、
前記バックライト光源は連続的な発光スペクトルを有する白色光源であり、
前記偏光板は偏光子の両側に偏光子保護フィルムを積層した構成からなり、
前記液晶セルに対して出射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方は3000〜30000nmのリタデーションを有するポリエステルフィルムであり、前記液晶セルに対して入射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方はシクロオレフィン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム又は(メタ)アクリル樹脂フィルムである、液晶表示装置。
(2)前記シクロオレフィン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム又は(メタ)アクリル樹脂フィルムが、200nm以下のリタデーションを有する、(1)に記載の液晶表示装置。
(3)前記オレフィン系樹脂フィルムがポリプロピレンフィルムである、(1)又は(2)に記載の液晶表示装置。
(4)前記ポリエステルフィルムのリタデーションと厚さ方向リタデーションの比(Re/Rth)が0.2以上1.2以下である、(1)〜(3)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(5)前記連続的な発光スペクトルを有する白色光源が、白色発光ダイオードである、(1)〜(4)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(6)前記ポリエステルフィルムが易接着層を有する、(1)〜(5)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(7)前記ポリエステルフィルムが少なくとも3層以上からなり、最外層以外の層に紫外線吸収剤を含有し、380nmの光線透過率が20%以下である、(1)〜(6)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(8)液晶セルに対して射出光側に配される偏光板の射出光側の偏光子保護フィルムが3000〜30000nmのリタデーションを有する配向ポリエステルフィルムであり、
前記配向ポリエステルフィルムの射出光側面に、ハードコード層、防眩層、反射防止層、低反射層、低反射防眩層及び反射防止防眩層からなる群より選択される1種以上の層を有する、(1)〜(7)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(9)前記ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に、極性基を含有するポリオレフィン樹脂を含む接着改良層が積層された積層フィルムである、(3)〜(8)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(10)接着性改良層が主として極性基を含有したポリプロピレン系樹脂よりなる(9)に記載の液晶表示装置。
一般に、液晶パネルは、バックライト光源側から画像を表示する側(視認側又は射出光側)に向かう順に、後面モジュール、液晶セルおよび前面モジュールからを有する。後面モジュールおよび前面モジュールは、一般に、透明基板と、その液晶セル側表面に形成された透明導電膜と、その反対側に配置された偏光板とから構成されている。ここで、偏光板は、後面モジュールでは、バックライト光源側に配置され、前面モジュールでは、画像を表示する側(視認側又は射出光側)に配置されている。
上記効果を奏するために、偏光子保護フィルムに用いられる配向ポリエステルフィルムは、3000〜30000nmのリタデーションを有することが好ましい。リタデーションが3000nm未満では、偏光子保護フィルムとして用いた場合、斜め方向から観察した時に強い干渉色を呈するため、包絡線形状が光源の発光スペクトルと相違し、良好な視認性を確保することができない。好ましいリタデーションの下限値は4500nm以上、次に好ましくは5000nm以上、より好ましくは6000nm以上、更に好ましくは8000nm以上、より更に好ましくは10000nm以上である。
厚み斑(%)=((dmax−dmin)/d)×100
入射光側に配される偏光板を構成する偏光子保護フィルムの少なくとも一つとしてシクロオレフィン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム又は(メタ)アクリル樹脂フィルムが用いられる。
液晶セルに対して入射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方は、ポリプロピレンフィルムであることが好ましい。特にポリプロピレンフィルムであれば耐湿性、寸法安定性、機械的強度、加工性や操業性に優れることから液晶表示装置の薄型化への対応により有効である。本発明で用いるポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン系樹脂よりなる。ここで、ポリプロピレン系樹脂とは、主にポリプロピレンのユニットからなる樹脂であって、一般に結晶性のものであり、プロピレンの単独重合体のほか、プロピレンユニットとそれに共重合可能なコモノマーとの共重合体であってもよい。
リタデーションとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性(△Nxy=|Nx−Ny|)とフィルム厚みd(nm)との積(△Nxy×d)で定義されるパラメーターであり、光学的等方性、異方性を示す尺度である。ポリエステルフィルムの二軸の屈折率の異方性(△Nxy)は、以下の方法により求めた。二枚の偏光板を用いて、フィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(Nx,Ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求め、前記二軸の屈折率差の絶対値(|Nx−Ny|)を屈折率の異方性(△Nxy)とした。フィルムの厚みd(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。屈折率の異方性(△Nxy)とフィルムの厚みd(nm)の積(△Nxy×d)より、ポリエステルフィルムのリタデーション(Re)を求めた。
厚さ方向リタデーションとは、フィルム厚さ方向断面から見たときの2つの複屈折△Nxz(=|Nx−Nz|)、△Nyz(=|Ny−Nz|)にそれぞれフィルム厚さdを掛けて得られるリタデーションの平均を示すパラメーターである。リタデーションの測定と同様の方法でNx、Ny、Nzとフィルム厚みd(nm)を求め、(△Nxz×d)と(△Nyz×d)との平均値を算出して厚さ方向リタデーション(Rth)を求めた。
分光光度計(日立製作所製、U−3500型)を用い、空気層を標準として各PETフィルムの波長300〜500nm領域の光線透過率を測定し、波長380nmにおける光線透過率を求めた。
液晶表示装置の偏光板の正面、及び斜め方向から目視観察し、虹斑の発生有無について、以下のように判定した。なお、比較例3では白色LEDの代わりに冷陰極管を光源とするバックライト光源を用いた。
◎ : いずれの方向からも虹斑の発生無し。
○ : 斜め方向から観察した時に、一部極薄い虹斑が観察できる。
× : 斜め方向から観察した時に、明確に虹斑が観察できる。
東洋精機製作所製エレメンドルフ引裂試験機を用いて、JIS P−8116に従い、各PETフィルムの引裂き強度を測定した。引裂き方向はフィルムの配向主軸方向と平行となるように行ない、以下のように判定した。なお、配向軸方向の測定は分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA−6004型分子配向計)で測定した。
○:引裂き強度が50mN以上
×:引裂き強度が50mN未満
ポリプロピレンフィルムの接着改良層表面に、固形分濃度5質量%に調整したけん化度が100モル%であるポリビニルアルコールポリマー水溶液を、乾燥後のポリビニルアルコールポリマー層の厚みが、2μmになるようにワイヤーバーで塗布し、70℃で5分間乾燥した。ポリビニルアルコールポリマー水溶液には、判定が容易となるよう青色染料を加えたものを使用した。作成した評価用試料を、両面テープを貼り付けた厚さ5mmのガラス板に、評価用試料のポリビニルアルコールポリマー層が形成された面の反対面を上記両面テープに貼り付けた。次いで、ポリビニルアルコールポリマー層を貫通して、基材フィルムに達する100個の升目状の切り傷を、隙間間隔2mmのカッターガイドを用いて付けた。次いで、粘着テープ(ニチバン社製セロテープ(登録商標)CT−24;24mm幅)を升目状の切り傷面に貼り付けた。貼り付け時に界面に残った空気を消しゴムで押して、完全に密着させた後、粘着テープを勢いよく垂直に引き剥がす作業を5回、実施した。ポリビニルアルコールポリマー層が剥がれていない升目の個数を数え接着性を評価した。ポリビニルアルコールポリマー層が剥がれなかった升目の数が70個を超える場合を良、70個以下の場合を不良とした。
過熱プレス(230℃)で樹脂の薄片(10〜17mg/cm2)を作成し、この薄片を5時間かけてアセトン抽出した後風乾し、赤外分光計により評価吸光度を測定し、以下の式から求めた。
A1790cm−1及びA1710cm−1:吸光度値(absorbance)
t=薄片の厚さ(μg/cm2)
エステル化反応缶を昇温し200℃に到達した時点で、テレフタル酸を86.4質量部およびエチレングリコール64.6質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチモンを0.017質量部、酢酸マグネシEム4水和物を0.064質量部、トリエチルアミン0.16質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行いゲージ圧0.34MPa、240℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0.014質量部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル0.012質量部を添加した。次いで15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、15分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反応を行った。
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’−(1,4−フェニレン)ビス(4H−3,1−ベンズオキサジノン−4−オン)10質量部、粒子を含有しないPET(A)(固有粘度が0.62dl/g)90質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有するポリエチレンテレフタレート樹脂(B)を得た。(以後、PET(B)と略す。)
常法によりエステル交換反応および重縮合反応を行って、ジカルボン酸成分として(ジカルボン酸成分全体に対して)テレフタル酸46モル%、イソフタル酸46モル%および5−スルホナトイソフタル酸ナトリウム8モル%、グリコール成分として(グリコール成分全体に対して)エチレングリコール50モル%およびネオペンチルグリコール50モル%の組成の水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂を調製した。次いで、水51.4質量部、イソプロピルアルコール38質量部、n−ブチルセルソルブ5質量部、ノニオン系界面活性剤0.06質量部を混合した後、加熱撹拌し、77℃に達したら、上記水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂5質量部を加え、樹脂の固まりが無くなるまで撹拌し続けた後、樹脂水分散液を常温まで冷却して、固形分濃度5.0質量%の均一な水分散性共重合ポリエステル樹脂液を得た。さらに、凝集体シリカ粒子(富士シリシア(株)社製、サイリシア310)3質量部を水50質量部に分散させた後、上記水分散性共重合ポリエステル樹脂液99.46質量部にサイリシア310の水分散液0.54質量部を加えて、撹拌しながら水20質量部を加えて、接着性改質塗布液を得た。
2台の溶融押し出し機を用い、基層として第1の押し出し機(PCM30押し出し機:池貝鉄工社製)と第2の押し出し機(PCM45押し出し機:池貝鉄工社)にて、ポリプロピレン樹脂FLX80E4(住友化学社製、住友ノーブレン、メルトフローレート:7g/10min(230℃))を供給し、樹脂温度250℃で、Tダイ方式にて溶融共押出し後、鏡面の冷却ロールで冷却することにより偏光子保護フィルムを得た。厚みは69μmであった。上記冷却時の冷却ロールへのポリプロピレンフィルムの密着は静電気密着法で行った。冷却ロールの表面温度は20℃に設定した。フィルムは5m/分の速度で巻き取った。
3台の溶融押し出し機を用い、基層として第1の押し出し機(PCM30押し出し機:池貝鉄工社製)と第2の押し出し機(PCM45押し出し機:池貝鉄工社)にて、ポリプロピレン樹脂FLX80E4(住友化学社製、住友ノーブレン、メルトフローレート:7g/10min(230℃))を供給し、冷却ロール側の表層として第3の押し出し機(PCM30押し出し機:池貝鉄工社製)にて、ポリプロピレン系の接着性樹脂(三井化学社製、アドマーQF551、メルトフローレート:5.7g/10min(230℃)、酸変性量0.36wt%)を供給して、樹脂温度250℃で、Tダイ方式にて溶融共押出し後、鏡面の冷却ロールで冷却することにより偏光子保護フィルムを得た。厚み構成比(接着改良層/ポリプロピレンフィルム)は11/69μmであった。上記冷却時の冷却ロールへのフィルムの密着は静電気密着法で行った。冷却ロールの表面温度は20℃に設定した。フィルムは5m/分の速度で巻き取った。
第3の押し出し機(PCM30押し出し機:池貝鉄工社製)にて、ポリプロピレン系の接着性樹脂(三菱化学社製、モディックAP P504、メルトフローレート:5g/10min(230℃)、酸変性量0.4wt%)を供給した以外は製造例5と同様の方法で偏光子保護フィルムを得た。PVAに対する接着性が良好であることが分かる。
基材フィルム中間層用原料として粒子を含有しないPET(A)樹脂ペレット90質量部と紫外線吸収剤を含有したPET(B)樹脂ペレット10質量部を135℃で6時間減圧乾燥(1Torr)した後、押出機2(中間層II層用)に供給し、また、PET(A)を常法により乾燥して押出機1(外層I層および外層III用)にそれぞれ供給し、285℃で溶解した。この2種のポリマーを、それぞれステンレス焼結体の濾材(公称濾過精度10μm粒子95%カット)で濾過し、2種3層合流ブロックにて、積層し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この時、I層、II層、III層の厚さの比は10:80:10となるように各押し出し機の吐出量を調整した。
未延伸フィルムの厚みを変更することにより、厚み約100μmとすること以外は実施例1と同様にして一軸配向PETフィルムを得た。また、PVAとヨウ素からなる偏光子の両側に製造例4で得られたポリプロピレンフィルムを偏光子の吸収軸とフィルムの配向主軸が垂直になるように貼り付けて偏光板Cを製造した。液晶セルの入射光側の偏光板に偏光板Cを用い、上述の厚み100μmの一軸配向ポリエステルフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を製造した。
実施例1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、加熱されたロール群及び赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に1.5倍延伸した後、実施例1と同様の方法で幅方向に4.0倍延伸して、フィルム厚み約50μmの二軸配向PETフィルムを得た。この二軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
実施例3と同様の方法で、走行方向に2.0倍、幅方向に4.0倍延伸して、フィルム厚み約50μmの二軸配向PETフィルムを得た。この二軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
実施例3と同様の方法で、走行方向に3.3倍、幅方向に4.0倍延伸して、フィルム厚み約75μmの二軸配向PETフィルムを得た。この二軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
実施例1と同様の方法で、中間層に紫外線吸収剤を含有するPET樹脂(B)を用いずに、フィルム厚み50μmの一軸配向PETフィルムを得た。得られたPETフィルムは、380nmの光線透過率が高く、光学機能性色素を劣化させる懸念がある。この一軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
実施例3と同様の方法で、走行方向に4.0倍、幅方向に1.0倍延伸して、フィルム厚み約100μmの一軸配向PETフィルムを得た。この一軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
実施例3と同様の方法で、走行方向に3.5倍、幅方向に3.7倍延伸して、フィルム厚み約250μmの二軸配向PETフィルムを得た。この二軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。ポリエステルフィルムはReが4500nm以上であるが、Re/Rth比が0.2を下回ったため、斜め方向での極薄い虹斑が認められた。
実施例1と同様の方法で、走行方向に1.0倍、幅方向に3.5倍延伸して、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムを得た。この一軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
実施例1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更することにより、厚み約275μmの一軸配向PETフィルムを得た。この一軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。
製造例4のポリプロピレンフィルムに換えて、製造例5のポリプロピレンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にした。なお、ポリプロピレンフィルムの接着性改質層を有する面が、偏光子側になるように偏光子を作成した。接着性の評価の結果は、ポリビニルアルコールポリマー層が剥がれなかった升目の数は80個であり、PVAに対する接着性が良好であることがわかった。
製造例5のポリプロピレンフィルムに換えて、製造例6のポリプロピレンフィルムを用いた以外は、実施例11と同様にした。接着性の評価の結果は、ポリビニルアルコールポリマー層が剥がれなかった升目の数は75個であり、PVAに対する接着性が良好であることがわかった。
製造例4のポリプロピレンフィルムの代わりに、厚さ40μmのノルボネン系樹脂(日本ゼオン社製、商品名:ゼオノア)の二軸延伸フィルム(リタデーションは55nm)を用いた以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を製造した。
製造例4のポリプロピレンフィルムの代わりに、ラクトン化ポリメチルメタクリレートフィルム(ラクトン化率20%,厚み30μm,リタデーションは0nm)を用いた以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を製造した。
実施例3と同様の方法で、走行方向に3.6倍、幅方向に4.0倍延伸して、フィルム厚み約38μmの二軸配向PETフィルムを得た。この二軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。ポリエステルフィルムのリタデーションが低く、斜め方向から観察した時に虹状の色斑が観察された。
実施例1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更することにより、厚み約10μmの一軸配向PETフィルムを得た。この一軸配向PETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示装置を製造した。リタデーションも低く、虹状の色斑が観察された。
液晶表示装置の光源を冷陰極管として虹斑観察を行った以外は、実施例1と同様にした。
Claims (10)
- バックライト光源と、2つの偏光板の間に配された液晶セルとを有する液晶表示装置であって、
前記バックライト光源は連続的な発光スペクトルを有する白色光源であり、
前記偏光板は偏光子の両側に偏光子保護フィルムを積層した構成からなり、
前記液晶セルに対して射出光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方は3000〜30000nmのリタデーションを有する配向ポリエステルフィルムであり、
前記液晶セルに対して入射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方はシクロオレフィン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム又は(メタ)アクリル樹脂フィルムである、
液晶表示装置。 - 前記シクロオレフィン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム又は(メタ)アクリル樹脂フィルムが、200nm以下のリタデーションを有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記オレフィン系樹脂フィルムがポリプロピレンフィルムである、請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 前記配向ポリエステルフィルムのリタデーションと厚さ方向リタデーションの比(Re/Rth)が0.2以上1.2以下である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 連続的な発光スペクトルを有する白色光源が、白色発光ダイオードである、請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記配向ポリエステルフィルムが易接着層を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記配向ポリエステルフィルムが少なくとも3層以上からなり、
最外層以外の層に紫外線吸収剤を含有し、
380nmの光線透過率が20%以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 液晶セルに対して射出光側に配される偏光板の射出光側の偏光子保護フィルムが3000〜30000nmのリタデーションを有する配向ポリエステルフィルムであり、
前記配向ポリエステルフィルムの射出光側面に、ハードコード層、防眩相、反射防止層、低反射層、低反射防眩層及び反射防止防眩層からなる群より選択される1種以上の層を有する、請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に、極性基を含有するポリオレフィン樹脂を含む接着改良層が積層されている、請求項3〜8のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン系樹脂である、請求項9に記載の液晶表示装置。
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