JP6481036B2 - 液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明者らは、上記2種の表示ムラをいずれも低減すべく更に鋭意検討を重ねた結果、以下の液晶パネル:
前面板、フロント偏光板、液晶表示素子およびリア偏光板を一体積層状態で有する液晶パネルであって、
前面板は、少なくとも樹脂フィルムを含み;
前面板とフロント偏光板とは、厚み2μm以上の接着層を介して貼り合わされた状態にあり;
フロント偏光板の吸収軸とリア偏光板の吸収軸が直交し;
下記式A−1を満たす液晶パネル;
式A−1:
2020>ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)−(Er×dr×εr)>0
上記において、ECpは前面板の弾性率であり、単位はGPaであり、dCpは前面板の厚みであり、単位はμmであり、εCpは前面板の湿度寸法変化率であり、単位は%であり、Efはフロント偏光板の弾性率であり、単位はGPaであり、dfはフロント偏光板の厚みであり、単位はμmであり、εfはフロント偏光板の湿度寸法変化率であり、単位は%であり、Erはリア偏光板の弾性率であり、単位はGPaであり、drはリア偏光板の厚みであり、単位はμmであり、εrはリア偏光板の湿度寸法変化率であり、単位は%であり、Pは接着層の応力緩和率であり、単位は%である、
を新たに見出した。即ち、上記液晶パネルを備えた液晶表示装置によれば、高湿環境下における表示ムラ(円形ムラおよび円環ムラ)の低減が可能になることが、明らかとなった。この点に関する本発明者らの推察は、後述する。
この点に関連し、本発明者らは、先に記載した2種の表示ムラの中で、円環ムラは、液晶パネルに含まれる位相差を生じ得る構成部材(例えば偏光板保護フィルムや、任意に設けられ得る位相差板)が、変形により面内で位相差分布(位相差ムラ)を起こすことが原因で発生すると推察している。これに対し、円形ムラは、液晶パネル全体の変形により、バックライトユニットと液晶パネルが部分的に接触することによって発生すると、本発明者らは推察している。
そして本発明者らは、高湿環境下において、液晶パネル全体を、円環ムラの発生が抑制できる程度に視認側に凸状に変形させることにより、液晶パネルとバックライトユニットとの接触によって生じる円形ムラの発生を抑制でき、これにより、上記それぞれの要因により発生すると推察される2種の表示ムラのいずれも抑制することが可能になるのではないかと考えて鋭意検討を重ねた結果、上記液晶パネルを見出すに至ったものである。詳しくは、次のように推察している。
前面板、フロント偏光板、液晶表示素子およびリア偏光板を一体積層状態で有する液晶パネルの高湿環境下での変形の方向(視認側に凸状に変形するか、バックライトユニット側に凸状に変形するか)および強さ(どの程度変形するか)は、主に、液晶表示素子の視認側に位置する前面板およびフロント偏光板(以下、これらを併せて「視認側部材」ともいう。)と、リア偏光板との応力のバランスにより変化すると本発明者らは考えている。そして、高湿環境下での各構成部材の応力は、各構成部材の「弾性率×厚み×後述の湿度寸法変化率」を指標とすることができると本発明者らは推察している。ここで、視認側部材の応力は、前面板とフロント偏光板との間に位置する接着層が、前面板の応力を一体積層されているフロント偏光板にどの程度伝えるかによっても変化し、詳細を後述する接着層の応力緩和率は、その指標となり得るものと本発明者らは考えている。また、接着層が、液晶パネル全体の変形を制御する役割を果たし得るためには、その厚さは2μm以上にすべきであると本発明者らは推察している。そして、この接着層の応力緩和率を加味すると、前述の式A−1中の視認側部材に関する「ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)」と、リア偏光板に関する「(Er×dr×εr)」との差分を、高湿環境下での視認側部材とリア偏光板との応力のバランスの指標にすることができ、この差分が式A−1を満たすことにより、高湿環境下で、液晶パネル全体を、円環ムラの発生を抑制できる程度に視認側に凸状に変形させることができ円形ムラの発生を抑制することが可能になると、本発明者らは推察している。
ただし以上は本発明者らの推察であって、本発明を何ら限定するものではない。
測定方向は、前面板については長手方向、フロント偏光板については偏光板に含まれる偏光子層の吸収軸方向、リア偏光板については偏光板に含まれる偏光子層の吸収軸と直交する方向とする。以上は、後述の湿度寸法変化率の測定における測定方向についても、同様である。各構成部材から、上記の測定方向に15cmの長さで、幅1cmの測定用試料を切り出す。切り出した測定用試料を、引張試験機(例えば東洋精機製ストログラフ−R2)に、測定方向のチャック間隔が10cmとなるように設置し、延伸速度10mm/分でチャック間隔が広がるように加重を加えて、その時の力および伸び量を測定する。予めマイクロメーターで測定しておいた測定用試料の厚みと、測定された力および伸び量から弾性率を算出する。
各構成部材から、長さ12cm(測定方向)、幅3cmの測定用試料を切り出す。切り出した測定用試料に、温度25℃相対湿度60%の環境にて10cmの間隔でピン孔を開けた後、測定用試料を温度25℃相対湿度80%の環境に移し同環境に24時間放置した直後、同環境において、ピン孔の間隔をピンゲージで測定する。ここで測定されたピン孔の間隔を、LA1cmとする。
次に、上記測定用試料を温度25℃相対湿度10%の環境に移し同環境に24時間放置した直後、同環境においてピン孔の間隔をピンゲージで測定する。ここで測定されたピン孔の間隔を、LC0cmとする。
これらの測定値を用いて下記式により湿度寸法変化率を算出する。
湿度寸法変化率[%]={(LA1[cm]−LC0[cm])/10[cm]}×100
測定対象の接着層を含む部材を、幅10mm×長さ160mmに切断し、温度23℃湿度60%の環境において、引張試験機(例えばORIENTEC製テンシロン試験機)を用いて引張速度200mm/min、チャック間距離100mm、チャック間距離が110mmになるまで引っ張り続けて10%伸ばした(10%伸長)状態で停止した。この停止から600秒経過した後の荷重(残留応力)を測定し、下記算出式を用いて応力緩和率を求めた。
応力緩和率[%]={(10%伸長時荷重[N]−10%伸長停止から600秒経過後の荷重[N])/10%伸長時荷重[N]}×100
本発明の一態様は、前面板、フロント偏光板、液晶表示素子およびリア偏光板を一体積層状態で有する液晶パネルであって、前面板は、少なくとも樹脂フィルムを含み、前面板とフロント偏光板とは接着層を介して貼り合わされた状態にあり、かつ液晶パネルが前述の式A−1を満たす液晶パネルに関する。
以下、上記液晶パネルについて、更に詳細に説明する。
上記液晶パネルは、前面板、フロント偏光板、液晶表示素子およびリア偏光板を一体積層状態で有する。一体積層状態については、先に記載した通りである。そして前面板とフロント偏光板とは、厚み2μm以上の接着層を介して貼り合わされた状態にある。なおその他の構成部材間にも、任意に接着層が存在し得る。
上記液晶パネルが満たす式A−1とは、下記式である。
式A−1:
2020>ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)−(Er×dr×εr)>0
式A−1(1):
550>ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)−(Er×dr×εr)>30
式A−1(2):
250>ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)−(Er×dr×εr)>50
前面板とは、液晶パネルにおいて、フロント偏光板より視認側に位置する構成部材であり、液晶パネルの表面保護等の目的で設けられる。本発明の一態様にかかる液晶パネルにおいて、前面板は少なくとも樹脂フィルムを含む。なお本発明および本明細書において、樹脂フィルムとは、樹脂を構成成分として含むフィルムをいう。また、樹脂層とは、樹脂を構成成分として含む層をいう。樹脂フィルムおよび樹脂層は、フィルムまたは層を構成する成分の中で最も多くを占める成分が樹脂であることが好ましい。樹脂フィルムまたは樹脂層において、例えば50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%を樹脂が占めることができる。樹脂とは、同種または異種の2つ以上の重合性化合物が重合した重合体である。重合体は、ホモポリマーであってもよくコポリマー(共重合体)であってもよい。また、重合体には、オリゴマー、ポリマーと一般に呼ばれる各種多量体が包含される。
前面板に含まれる樹脂フィルムは、単層の樹脂層からなる単層フィルムであってもよく、二層以上の樹脂層からなる積層フィルムであってもよい。そのような樹脂フィルムは、市販品として入手可能であり、または公知の製膜方法により製造可能である。基材に含まれる樹脂フィルムとして使用され得る樹脂フィルムとしては、例えば、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)フィルム等を挙げることができる。なおアクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル酸エステルの重合体をいう。ポリカーボネート系樹脂とは、ポリカーボネート部位を有する樹脂をいう。他の樹脂や化合物についても、「系」とは、特記しない限り、この語(「系」)の前に記載されている部位を有することを意味する。また、樹脂フィルムとしては、偏光板保護フィルムとして公知のセルロースアシレートフィルムを用いることができる。
好ましい一態様では、前面板に含まれる樹脂フィルムは、アクリル系樹脂フィルムおよびポリカーボネート系樹脂フィルムからなる群から選ばれる少なくとも一種のフィルムを含む。また好ましい一態様では、前面板に含まれる樹脂フィルムは、二層以上の樹脂フィルムの積層フィルムである。ここで積層数は、例えば二層または三層であるが、特に限定されるものではない。好ましい樹脂フィルム(積層フィルム)の一例としては、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルムおよびアクリル系樹脂フィルムをこの順に有する積層フィルムを挙げることができる。
なおアクリル系樹脂フィルムとは、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルからなる群から選択される一種以上の重合性化合物の重合体の樹脂フィルムであって、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂(Polymethyl methacrylate;PMMA)フィルムが挙げられる。また、好ましい樹脂フィルムとしては、単層または二層、三層もしくはそれ以上の多層構造を有するセルロースアシレートフィルム、ポリエステル系樹脂フィルムを挙げることもできる。
樹脂フィルムは、樹脂に加えて、公知の添加剤等の他の成分の一種以上を任意に含むこともできる。そのような任意に含まれ得る成分の一例としては、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を挙げることができる。帯電防止剤について、詳細は後述する。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物を挙げることができる。ここでベンゾトリアゾール化合物とは、ベンゾトリアゾール環を有する化合物であり、具体例としては、例えば特開2013−111835号公報の段落0033に記載されている各種ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。トリアジン化合物とは、トリアジン環を有する化合物であり、具体例としては、例えば特開2013−111835号公報の段落0033に記載されている各種トリアジン系紫外線吸収剤を挙げることができる。樹脂フィルム中の紫外線吸収剤の含有量は、例えばフィルムに含まれる樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部程度であるが、特に限定されるものではない。また、紫外線吸収剤については、特開2013−111835号公報の段落0032も参照できる。なお本発明および本明細書における紫外線とは200〜380nmの波長帯域に発光中心波長を有する光をいうものとする。
樹脂フィルムの厚みは、例えば100〜300μmの範囲であり、好ましくは100〜260μmの範囲であり、より好ましくは100〜220μmの範囲である。
(活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層)
樹脂フィルムの視認側に設けられる層、即ち樹脂フィルムのフロント側偏光板側(換言すれば上記接着層側)とは反対側の表面上に設けられる層である、活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層(以下、「活性エネルギー線硬化層」とも記載する。)を挙げることができる。なお本発明および本明細書において、「活性エネルギー線」とは、電離放射線をいい、X線、紫外線、可視光、赤外線、電子線、α線、β線、γ線等が包含される。また、活性エネルギー線硬化性とは、活性エネルギー線を照射することにより硬化する性質をいう。以下、活性エネルギー線硬化層の具体的態様を説明するが、本発明は下記態様に限定されるものではない。
第一の態様の活性エネルギー線硬化性組成物に含まれる1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性化合物としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル〔例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート〕、上記のエステルのエチレンオキサイド変性体、ポリエチレンオキサイド変性体やカプロラクトン変性体、ビニルベンゼンおよびその誘導体〔例、1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン〕、ビニルスルホン(例、ジビニルスルホン)、アクリルアミド(例、メチレンビスアクリルアミド)およびメタクリルアミドが挙げられる。なお本明細書に記載の「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートの一方または両方の意味で用いられる。また、後述の「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基の一方または両方の意味で用いられる。「(メタ)アクリル」は、アクリルとメタクリルの一方または両方の意味で用いられる。
上記の重合性化合物としては、一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。なお、同様に、本明細書に記載の各成分は、この成分を、一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよいまた、各成分の含有量は、構造の異なる二種以上を併用する場合には、それらの合計含有量をいうものとする。
特に、ポリロタキサンの直鎖状分子がポリエチレングリコールである場合、二個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性化合物の少なくとも一部としてエチレンオキサイド変性体が含まれることが好ましい。エチレンオキサイド変性体を含有することで、重合性化合物とポリロタキサンとの相溶性を上げることができ、活性エネルギー線硬化層のヘイズ上昇を抑制することができる。
第二の態様の活性エネルギー線硬化性組成物は、少なくとも一種のラジカル重合性化合物と少なくとも一種のカチオン重合性化合物を含む。好ましい態様としては、
アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2個以上含むラジカル重合性化合物と;
カチオン重合性化合物と;
を含む活性エネルギー線硬化性組成物を挙げることができる。
アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2個以上含むラジカル重合性化合物と;
カチオン重合性化合物と;
ラジカル光重合開始剤と;
カチオン光重合開始剤と;
を含む活性エネルギー線硬化性組成物を挙げることができる。以下において、本態様を、第二の態様(1)と記載する。
a)脂環式エポキシ基およびエチレン性不飽和基を含み、1分子中に含まれる脂環式エポキシ基の数が1個であり、かつ1分子中に含まれるエチレン性不飽和基の数が1個であり、分子量が300以下であるカチオン重合性化合物と;
b)1分子中に3個以上のエチレン性不飽和基を含むラジカル重合性化合物と;
c)ラジカル重合開始剤と;
d)カチオン重合開始剤と;
を含む活性エネルギー線硬化性組成物を挙げることができる。以下において、本態様を、第二の態様(2)と記載する。第二の態様(2)の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層は、好ましくは、硬化層の全固形分を100質量%とした場合に、上記a)由来の構造を15〜70質量%、上記b)由来の構造を25〜80質量%、上記c)を0.1〜10質量%、上記d)を0.1〜10質量%含むことができる。また、一態様では、第二の態様(2)の活性エネルギー線硬化性組成物は、この活性エネルギー線硬化性組成物の全固形分を100質量%とした場合に、上記a)を15〜70質量%含むことが好ましい。なお、「脂環式エポキシ基」とは、エポキシ環と飽和炭化水素環とが縮合した環状構造を有する1価の官能基をいうものとする。
第二の態様の活性エネルギー線硬化性組成物は、少なくとも一種のラジカル重合性化合物と少なくとも一種のカチオン重合性化合物を含む。第二の態様(1)におけるラジカル重合性化合物は、アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2個以上含む。上記ラジカル重合性化合物は、アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を、1分子中に、好ましくは例えば2〜10個含むことができ、より好ましくは2〜6個含むことができる。
GPC装置:HLC−8120(東ソー製):カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー製、内径7.8mm×カラム長30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン
を(メタ)アクリル酸でエステル化する方法を挙げることができる。なお「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の一方または両方を意味するものとする。
また、第二の態様(1)の活性エネルギー線硬化性組成物の第一のラジカル重合性化合物の含有量は、組成物全量100質量%に対して、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。一方、第一のラジカル重合性化合物の含有量は、組成物全量100質量%に対して、98質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることが更に好ましい。
第二のラジカル重合性化合物の1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、好ましくは、少なくとも2個であり、より好ましくは3個以上であり、更に好ましくは4個以上である。また、第二のラジカル重合性化合物の1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、一態様では、例えば10個以下であるが、10個超であってもよい。また、第二のラジカル重合性化合物としては、分子量が200以上1000未満のラジカル重合性化合物が好ましい。
アクリレート、ポリプロピレングリコール700ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(EO;Ethylene Oxide)・プロピレンオキシド(PO;Propylene Oxide)ブロックポリエーテルジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば日本油脂製ブレンマーPETシリーズ等)、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA
EO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亜合成製M−210、新中村化学工業製NKエステルA−BPE−20等)、水添ビスフェノールA EO付加型ジ(メタ)アクリレート(新中村化学工業製NKエステルA−HPE−4等)、ビスフェノールA PO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば共栄社化学製ライトアクリレートBP−4PA等)、ビスフェノールA エピクロルヒドリン付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えばダイセルUCB製エピクリル150等)、ビスフェノールA EO・PO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東邦化学工業製BP−023−PE等)、ビスフェノールF EO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亜合成製アロニックスM−208等)、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、およびそのエピクロルヒドリン変性品、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、およびそのカプロラクトン変性品、1,4− ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートモノステアレート、トリメチロールプロパンアクリル酸・安息香酸エステル、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亜合成製アロニックスM−215等)等の2官能(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
第二のラジカル重合性化合物は2種以上併用してもよい。この場合、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物“DPHA”(日本化薬製)などを好ましく用いることができる。
b)成分としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル、ビニルベンゼンおよびその誘導体、ビニルスルホン、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。中でも、アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に3個以上含むラジカル重合性化合物が好ましい。具体例としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルであって、1分子中に3個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を挙げることができる。より詳しくは、例えば、(ジ)ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、(ジ)ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、(ジ)ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリペンタエリスリトールトリアクリレート、
トリペンタエリスリトールヘキサトリアクリレート、1,2,4−シクロヘキサンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、等が挙げられる。なお上記の「(ジ)ペンタエリスリトール」とは、ペンタエリスリトールとジペンタエリスリトールの一方または両方の意味で用いられる。
アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に3個以上含む樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、スピロアセタール系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリチオールポリエン系樹脂、多価アルコール等の多官能化合物等の重合体等も挙げられる。
更に、アクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に3個以上含むラジカル重合性化合物の具体例としては、日本化薬製KAYARAD DPHA、同DPHA−2C、同PET−30、同TMPTA、同TPA−320、同TPA−330、同RP−1040、同T−1420、同D−310、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同GPO−303、大阪有機化学工業製V#400、V#36095D等のポリオールと(メタ)アクリル酸のエステル化物を挙げることができる。また紫光UV−1400B、同UV−1700B、同UV−6300B、同UV−7550B、同UV−7600B、同UV−7605B、同UV−7610B、同UV−7620EA、同UV−7630B、同UV−7640B、同UV−6630B、同UV−7000B、同UV−7510B、同UV−7461TE、同UV−3000B、同UV−3200B、同UV−3210EA、同UV−3310EA、同UV−3310B、同UV−3500BA、同UV−3520TL、同UV−3700B、同UV−6100B、同UV−6640B、同UV−2000B、同UV−2010B、同UV−2250EA、同UV−2750B(日本合成化学製)、UL−503LN(共栄社化学製)、ユニディック17−806、同17−813、同V−4030、同V−4000BA(大日本インキ化学工業製)、EB−1290K、EB−220、EB−5129、EB−1830,EB−4358(ダイセルUCB製)、ハイコープAU−2010、同AU−2020((株)トクシキ製)、アロニックスM−1960(東亜合成製)、アートレジンUN−3320HA、UN−3320HC、UN−3320HS、UN−904、HDP−4T等の3官能以上のウレタンアクリレート化合物、アロニックスM−8100、M−8030、M−9050(東亜合成製)、KBM−8307(ダイセルサイテック製)の3官能以上のポリエステル化合物なども好適に使用することができる。
また、b)成分としては、一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種胃需要を併用してもよい。
第二の態様の活性エネルギー線硬化性組成物は、少なくとも一種のラジカル重合性化合物と少なくとも一種のカチオン重合性化合物を含む。カチオン重合性化合物としては、カチオン重合可能な重合性基(カチオン重合性基)を有するものであれば、何ら制限なく用いることができる。また、1分子中に含まれるカチオン重合性基の数は、少なくとも1個である。カチオン重合性化合物は、カチオン重合性基を1分子中に1個含む単官能化合物であっても、2個以上含む多官能化合物であってもよい。多官能化合物に含まれるカチオン重合性基の数は、特に限定されるものではないが、例えば1分子中に2〜6個である。また、多官能化合物の1分子中に2個以上含まれるカチオン重合性基は、同一あってもよく、構造が異なる二種以上であってもよい。
(1)カチオン重合性化合物として、含窒素複素環含有化合物を含む。好ましくは、含窒素複素環含有化合物が有する含窒素複素環は、イソシアヌレート環およびグリコールウリル環からなる群から選択される。含窒素複素環含有化合物は、より好ましくは、イソシアヌレート環含有化合物である。更に好ましくは、イソシアヌレート環含有化合物は、1分子中に1つ以上のエポキシ環を含むエポキシ環含有化合物である。
(2)カチオン重合性化合物として、カチオン重合性基当量が150未満のカチオン重合性化合物を含む。好ましくは、エポキシ基当量が150未満のエポキシ基含有化合物を含む。
(3)カチオン重合性化合物が、エチレン性不飽和基を含む。
(4)カチオン重合性化合物として、1分子中に1個以上のオキセタン環を含むオキセタン環含有化合物を、他のカチオン重合性化合物とともに含む。好ましくは、オキセタン環含有化合物は、含窒素複素環を含まない化合物である。
また、上記活性エネルギー線硬化性組成物のカチオン重合性化合物の含有量は、第一のラジカル重合性化合物の含有量とカチオン重合性化合物との合計含有量100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上であり、より好ましくは0.1質量部以上であり、更に好ましくは1質量部以上である。一方、カチオン重合性化合物の含有量は、第一のラジカル重合性化合物の含有量とカチオン重合性化合物との合計含有量100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。
なお本発明および本明細書において、カチオン重合性基とラジカル重合性基をともに有する化合物は、カチオン重合性化合物に分類し、活性エネルギー線硬化性組成物における含有量を規定するものとする。
活性エネルギー線硬化性組成物は重合開始剤を含むことが好ましく、光重合開始剤を含むことがより好ましい。ラジカル重合性化合物を含む活性エネルギー線硬化性組成物は、ラジカル光重合開始剤を含むことが好ましく、カチオン重合性化合物を含む活性エネルギー線硬化性組成物は、カチオン光重合開始剤を含むことが好ましい。なおラジカル光重合開始剤は一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。この点は、カチオン光重合開始剤についても同様である。
以下、各光重合開始剤について、順次説明する。
ラジカル光重合開始剤としては、光照射により活性種としてラジカルを発生することができるものであればよく、公知のラジカル光重合開始剤を、何ら制限なく用いることができる。具体例としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン等のアセトフェノン類;1,2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、オルト−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。また、ラジカル光重合開始剤の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等を併用してもよい。
以上のラジカル光重合開始剤および助剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手も可能である。市販のラジカル光重合開始剤としては、BASF製のイルガキュア(127,651,184,819,907,1870(CGI−403/Irg184=7/3混合開始剤、500,369,1173,2959,4265,4263など)、OXE01)等、日本化薬製のKAYACURE(DETX−S,BP−100,BDMK,CTX,BMS,2−EAQ,ABQ,CPTX,EPD,ITX,QTX,BTC,MCAなど)、サートマー製のEsacure(KIP100F,KB1,EB3,BP,X33,KT046,KT37,KIP150,TZT)等を好ましい例として挙げられる。
カチオン光重合開始剤としては、光照射により活性種としてカチオンを発生することができるものであればよく、公知のカチオン光重合開始剤を、何ら制限なく用いることができる。具体例としては、公知のスルホニウム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩(例えばジアリールヨードニウム塩)、トリアリールスルホニウム塩、ジアゾニウム塩、イミニウム塩等が挙げられる。より具体的には、例えば、特開平8−143806号公報の段落0050〜0053に示されている式(25)〜(28)で表されるカチオン光重合開始剤、特開平8−283320号公報の段落0020にカチオン重合触媒として例示されているもの等を挙げることができる。また、カチオン光重合開始剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品としても入手可能である。市販品としては、例えば、日本曹達製CI−1370、CI−2064、CI−2397、CI−2624、CI−2639、CI−2734、CI−2758、CI−2823、CI−2855およびCI−5102等、ローディア製PHOTOINITIATOR2047等、ユニオンカーバイト製UVI−6974、UVI−6990、サンアプロ製CPI−10Pを用いることができる。
活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線の照射により硬化する性質を有する少なくとも一種の成分を含み、任意に少なくとも一種の重合開始剤を含むことができ、含むことが好ましい。それらの詳細は、先に記載した通りである。
次に、活性エネルギー線硬化性組成物に任意に含まれ得る各種成分について説明する。
活性エネルギー線硬化性組成物は、平均一次粒径が2μm未満の無機粒子を含むことができる。活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層を有する前面板の硬度向上(更にはこの前面板を有する液晶パネルの硬度向上)の観点からは、活性エネルギー線硬化性組成物およびこの組成物を硬化した硬化層は、平均一次粒径が2μm未満の無機粒子を含むことが好ましい。無機粒子の平均一次粒径は、10nm〜1μmの範囲であることが好ましく、10nm〜100nmの範囲であることがより好ましく、10nm〜50nmの範囲であることが更に好ましい。
無機粒子および後述のマット粒子の平均一次粒径については、透過型電子顕微鏡(倍率50万〜200万倍)で粒子の観察を行い、無作為に選択した粒子(一次粒子)100個を観察し、それらの粒径の平均値をもって平均一次粒径とする。
S−1 H2C=C(X)COOC3H6Si(OCH3)3
S−2 H2C=C(X)COOC2H4OTi(OC2H5)3
S−3 H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10OPO(OH)2
S−4 (H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10O)2POOH
S−5 H2C=C(X)COOC2H4OSO3H
S−6 H2C=C(X)COO(C5H10COO)2H
S−7 H2C=C(X)COOC5H10COOH
S−8 CH2CH(O)CH2OC3H6Si(OCH3)3
(Xは、水素原子またはメチル基を表す)
活性エネルギー線硬化性組成物は、マット粒子を含むこともできる。マット粒子とは、平均一次粒径が2μm以上の粒子をいうものとし、無機粒子であっても有機粒子であってもよく、または無機・有機の複合材料の粒子であってもよい。マット粒子の形状は、球形、非球形を問わない。マット粒子の平均一次粒径は、2〜20μmの範囲であることが好ましく、4〜14μmの範囲であることがより好ましく、6〜10μmの範囲であることが更に好ましい。
活性エネルギー線硬化性組成物は、ポリロタキサンを含むこともできる。活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層を有する前面板の更なる硬度向上の観点からは、活性エネルギー線硬化性組成物は、ポリロタキサンを含むことが好ましい。「ポリロタキサン」とは、環状分子の開口部を直鎖状分子が貫通した構造を有する(環状分子の開口部が直鎖状分子によって串刺し状に貫かれた構造、または環状分子に直鎖状分子が包接された構造ということもできる。)分子集合体である。直鎖状分子の両末端には、通常、環状分子が遊離しないようにブロック基が存在する。ブロック基の詳細は、後述する。
なお、ポリロタキサンに含まれる「環状分子」とは、実質的に環状である分子をいう。実質的に環状とは、英字の「C」の形状のように、完全に閉環ではない形状を含む意味であり、英字の「C」の形状の一端と他端とが結合せずに重なった螺旋状の形状も包含される。この点は、後述する「ビシクロ分子」が有する2つの環の一方または両方の環についても同様である。
ポリロタキサンへの不飽和基の導入は、例えば、シクロデキストリン等の水酸基(−OH)を有する環状分子の少なくとも一部を不飽和基、好ましくは不飽和二重結合基で置換することにより行うことができる。
不飽和基、例えば不飽和二重結合基としては、オレフィニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニルエーテル基、スチリル基等を挙げることができるが、これに限定されない。前面板の更なる硬度向上の観点からは、ポリロタキサンに導入される不飽和基がメタクリロイル基であることが好ましい。
疎水基の具体例として、例えばアルキル基、ベンジル基、ベンゼン誘導体含有基、アシル基、シリル基、トリチル基、硝酸エステル基、トシル基、アルキル置換エチレン性不飽和基、アルキル置換エポキシ基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、疎水化修飾ポリロタキサンは、一種の疎水基を1個以上有してもよく、構造の異なる二種以上の疎水基をそれぞれ1個以上有してもよい。
0C等を好ましく用いることができる。
活性エネルギー線硬化性組成物は、上記成分に加えて、公知の添加剤の一種以上を任意の量で含むことができる。添加剤としては、表面調整剤、レベリング剤、重合禁止剤、帯電防止剤等を挙げることができる。それらの詳細については、例えば特開2012−229412号公報の段落0032〜0034を参照できる。また、市販の防汚剤または公知の方法で調製可能な防汚剤を含むこともできる。ただし添加剤はこれらに限らず、活性エネルギー線硬化性組成物に一般に添加され得る各種添加剤を用いることができる。また、活性エネルギー線硬化性組成物は、公知の溶媒を任意の量で含むこともできる。
活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層の厚みは、例えば20〜180μmの範囲であり、この層を含む前面板の硬度向上(更にはこの前面板を含む液晶パネルの硬度向上)の観点から、好ましくは20〜30μmの範囲である。硬化層の厚みは、活性エネルギー線硬化性組成物の塗布量により調整することができる。
先に記載したように、前面板は、前面板と接着層との間の密着力を向上する役割を果たすことができる層である易接着層を含むことができる。易接着層としては、公知の組成の接着剤または粘着剤を含むものを用いることができる。以下に、易接着層の具体的態様について記載するが、前面板に含まれる易接着層は、下記具体的態様に限定されるものではない。また、前面板は、易接着層を有さなくてもよい。
易接着層は、一態様では、熱架橋性化合物を含む熱硬化性組成物を硬化した硬化層であることができる。熱架橋性化合物とは、加熱により架橋反応を起こし得る官能基(熱架橋性基)を1分子中に1個以上含む化合物をいい、熱架橋性基を1分子中に2個以上含む多官能化合物であることが好ましい。以下において、熱架橋性化合物を、架橋剤とも記載する。架橋剤が架橋構造を形成することにより、好ましくは後述する樹脂間に架橋構造を形成することにより、硬化層を形成することができる。
易接着層には、好ましくは樹脂が含まれる。易接着層に占める樹脂の割合は、樹脂フィルムとの密着性の観点から、易接着層全体の質量に対して、30〜90質量%であることが好ましく、40〜85質量%であることがより好ましく、50〜80質量%であることが更に好ましい。樹脂は、バインダーとして機能することができ、その種類に特に制限はないが、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレンブタジエン共重合体の少なくともひとつであることが好ましい。また、樹脂は、環境への配慮の点から、水溶性または水分散性をもつものが好ましい。
また、カルボン酸変性度は、特に限定されるものではないが、0.5〜10モル%が好ましく、2〜5モル%がより好ましい。
また、重合度は、特に限定されるものではないが、300以上3000以下であることが好ましく、400以上2000以下であることがより好ましく、500以上2000以下であることが更に好ましい。重合度が高いものほど、易接着層の凝集力を高めることができ、前面板の弾性率を高めることができる。熱硬化性組成物の粘度の観点から、重合度は2000以下であることが好ましい。また、重合度の異なるものを混合することで、易接着層の凝集力を高めながら、熱硬化性組成物の粘度を調整することもできる。
なお本明細書に記載のケン化度および重合度は、JIS K 6726 1994にしたがい測定される値とする。
更に、易接着層の形成に用いる熱硬化性組成物には、必要に応じて、公知の添加剤の一種以上を含有させることができる。そのような添加剤としては、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機潤滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、発泡剤、染料、顔料等を挙げることができる。
また、熱硬化性組成物は、必要に応じて、触媒、界面活性剤、分散剤、増粘剤、製膜助剤、アンチブロッキング剤等を含んでもよい。例えば、触媒としては、有機スズ系化合物(例えば第一工業製薬製エラストロンCat・21)、界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤、スルホコハク酸系界面活性剤、ポリエチレンオキサイド系界面活性剤(例えば三洋化成工業製ナロアクティCL−95)等が挙げられる。なお、易接着層の組成分析は、例えば、SAICAS(Surface And Interfacial Cutting Analysis System)(登録商標、ダイプラ・ウィンテス製)を用いて斜め切削した後、切削面についてのTOF−SIMS(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)等の表面分析によって行うことができる。
易接着層の厚みは、例えば10〜1000nmの範囲であり、好ましくは80〜200nmの範囲であることが好ましい。易接着層の厚みは、製造条件、例えば、この層を形成するための組成物の塗布量により調整することができる。
1979年発行)を参照できる。被塗布面には、塗布前に、ケン化処理、コロナ放電処理、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。
前面板は、前面板の樹脂フィルムのフロント偏光板側に、センサーフィルムを含むこともできる。センサーフィルムは、例えば樹脂フィルムのフロント偏光板側表面に貼着されていてもよい。センサーフィルムとしては、フィルム型のタッチセンサーとして公知のものを何ら制限なく使用することができる。センサーフィルムの一例としては、例えば特開2012−206307号公報に記載のものを挙げることができる。
液晶表示装置の前面板には、配線が視認されないように隠すことや装飾等の目的で、外周部等に加飾層が設けられることがある。上記液晶パネルも、前面板に加飾層を含んでいてもよい。加飾層は、例えば、公知の印刷法によって被印刷面の一部に加飾層形成用組成物を印刷することにより形成することができる。また、加飾層は、印刷法により形成されるものに限定されず、例えば加飾層形成用組成物を公知の塗布法により塗布することによって形成してもよい。または、リソグラフィや露光現像等の公知の方法により、所望の形状の加飾層を形成してもよい。加飾層の厚みは特に限定されるものではないが、0.5〜40μm程度とすることが一般的である。透過率の点から、加飾層が黒色である場合は0.5〜10μmとすることが好ましく、白色である場合は10〜40μmとすることが好ましい。また加飾層は、二層以上の積層構造の層であってもよい。積層構造の層に含まれる層としては、金属材料を用いて真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法により製膜される金属含有層を挙げることができる。金属含有層を設けることにより、金属光沢を呈した加飾層を形成することができる。金属材料としては、表現したい金属光沢色に応じて選択すればよく、例えば、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛等の金属、これらの合金または化合物を使用できる。金属含有層の厚みは0.05μm程度とすることが一般的であるが、これに限定されるものではない。
加飾層は、例えば、樹脂フィルムのいずれか一方の表面の一部(例えば外周部)に設けることができる。一態様では、加飾層を、樹脂フィルムのフロント偏光板側、例えば樹脂フィルムと易接着層との間に設けることができる。
前面板は、以上説明したように、少なくとも樹脂フィルムを含み、任意に、活性エネルギー線硬化層や易接着層等の一層以上の他の層を含むことができる。かかる前面板の弾性率ECp、寸法変化率εCpおよび厚みdCpは、前面板とともに液晶パネルに含まれるフロント偏光板およびリア偏光板の弾性率、寸法変化率および厚み、ならびに接着層の応力緩和率Pとの関係で、式A−1を満たすものであればよい。高湿環境下での表示ムラを低減し、かつ前面板の硬度を向上(更にはこの前面板を含む液晶パネルの硬度を向上)する観点からは、前面板の弾性率ECpは、好ましくは3.5〜9.0GPaの範囲であり、4.5〜9.0GPaの範囲であることがより好ましい。また、同様の観点から、前面板の湿度寸法変化率εCpは、0.15〜0.70%の範囲であることが好ましく、0.15〜0.50%の範囲であることがより好ましい。同様の観点から、前面板の厚みdCpは、120〜400μmの範囲であることが好ましく、120〜330μmの範囲であることがより好ましい。
前面板の弾性率Ecpは、樹脂フィルム等の前面板に含まれるフィルムや層の弾性率によって調整することができる。例えば、樹脂フィルムの弾性率は、樹脂フィルムを構成する樹脂の種類により変えることができ、一般に、樹脂の分子量や結晶化度を高めることにより弾性率は高まる傾向がある。また、樹脂フィルムは、延伸により延伸方向の弾性率を高めることができる。一方、前面板に任意に含まれ得る活性エネルギー線硬化層の弾性率は、例えば、活性エネルギー線硬化性組成物に含まれる反応性基を有する化合物の反応性基当量(この化合物の分子量を、この化合物に含まれる反応性基の総数で除した値)の低下、活性エネルギー線硬化層の重合率の向上、活性エネルギー線硬化性組成物への高弾性物質(例えば無機粒子等)の添加、剛直な分子構造(例えばアダマンタン骨格)を含む化合物の添加等により高まる傾向がある。また、易接着層の弾性率の調整については、先に記載した通りである。
前面板の湿度寸法変化率εCpは、樹脂フィルム等の前面板に含まれるフィルムや層の湿度寸法変化率によって調整することができる。樹脂フィルムの湿度寸法変化率は、樹脂フィルムを構成する樹脂の種類によって変えることができ、一般に、樹脂の親水性を高める(水酸基当量(樹脂の分子量を、この樹脂に含まれる水酸基の総数で除した値)の向上など)により樹脂フィルムの寸法変化率を大きくすることができる。また、樹脂フィルムは、延伸により延伸方向と垂直な方向の湿度寸法変化率が大きくなる傾向がある。一方、活性エネルギー線硬化層の湿度寸法変化率は、水酸基を含む活性エネルギー線硬化性成分の添加やエポキシ基を含有する活性エネルギー線硬化性成分の添加等により大きくすることができる。
(厚み、応力緩和率P)
上記液晶パネルは、以上説明した前面板と詳細を後述するフロント偏光板との間に、厚み2μm以上の接着層を有する。液晶パネルが厚み2μm以上の接着層を有し、かつ式A−1を満たすことにより、高湿環境下における表示ムラの発生を抑制することができる。接着層の厚みは、例えば2〜120μmの範囲であり、液晶パネルの硬度向上の観点からは、2〜90μmの範囲であることが好ましく、2〜50μmの範囲であることがより好ましく、2〜30μmの範囲であることが更に好ましく、5〜20μmの範囲であることが特に好ましい。接着層の厚みは、接着層の製造条件によって調整することができる。
アクリル系粘着剤の一例としては、重量平均分子量が50万〜300万の(メタ)アクリル酸エステル重合体Aを少なくとも含むか、または上記(メタ)アクリル酸エステル重合体Aと重量平均分子量が8000〜30万の(メタ)アクリル酸エステル重合体Bとが架橋した成分を含むアクリル系粘着剤を挙げることができる。(メタ)アクリル酸エステル重合体Aと(メタ)アクリル酸エステル重合体Bの中で、重量平均分子量がより小さい(メタ)アクリル酸エステル重合体Bが占める割合を増すことにより接着層の応力緩和率を高くすることができ、その割合を減らすことにより接着層の応力緩和率を低くすることができる。上記成分において、(メタ)アクリル酸エステル重合体Aを100質量部として、(メタ)アクリル酸エステル重合体Bの占める割合は、5〜50質量部の範囲であることが好ましく、10〜30質量部の範囲であることがより好ましい。
接着層には公知の添加剤等の他の成分の一種以上を任意に含むこともできる。そのような任意に含まれ得る成分の一例としては、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を挙げることができる。
<<弾性率Ef、Er、湿度寸法変化率εf、εr、厚みdf、dr>>
上記液晶パネルにおいて、以上説明した前面板とフロント偏光板とは、上述の接着層を介して貼り合わされた状態にある。更に、かかるフロント偏光板とリア偏光板とは、液晶表示素子を介して一体積層状態にある。これら偏光板の弾性率Ef、Er、湿度寸法変化率εf、εr、厚みdf、drは、例えば次の通りである。フロント偏光板の弾性率Efは、2.0〜7.0GPaの範囲であることができる。フロント偏光板の湿度寸法変化率εfは、0.20〜0.40%の範囲であることができる。フロント偏光板の厚みdfは、12〜80μmの範囲であることができる。リア偏光板の弾性率Erは、4.0〜13.0GPaの範囲であることができる。リア偏光板の湿度寸法変化率εfは、0.15〜0.35%の範囲であることができる。リア偏光板の厚みdfは、12〜100μmの範囲であることができる。ただし、偏光板の弾性率Ef、Er、湿度寸法変化率εf、εr、厚みdf、drは、前面板の弾性率、寸法変化率および厚み、ならびに接着層の応力緩和率Pとの関係で、式A−1を満たすものであればよく、上記範囲に限定されるものではない。
なお、一般に、液晶パネル内において、フロント偏光板とリア偏光板は吸収軸が直交するように、クロスニコル配置で液晶表示素子を挟んで配置される(通常、リア偏光板の吸収軸と液晶パネルの長手方向が一致するように配置される)。偏光板を構成する偏光子層および偏光板保護フィルムは、偏光機能を発現させるために異方性を付与されることが一般的であるため、上記のクロスニコル配置では、液晶パネルのある方向における弾性率および湿度寸法変化率がフロント偏光板とリア偏光板で、通常異なる。そのため、一態様では、フロント偏光板とリア偏光板とは、下記式A−2を満たすことがある。
式A−2:
3.5>(Er×dr×εr)/(Ef×df×εf)>1.0
上記の式A−2は、高湿環境下で、リア偏光板の応力が、フロント偏光板の応力より大きいことを意味していると、本発明者らは推察している。式A−2を満たす関係を有するフロント偏光板とリア偏光板は、先に記載した前面板および接着層と一体積層されていない状態では、高湿環境下で、バックライトユニット側に凸に変形する傾向があると考えられる。一方、フロント偏光板およびリア偏光板が、先に記載した前面板および接着層とともに一体積層状態にある液晶パネルは、式A−1を満たすことにより、式A−2の関係を満たすフロント偏光板およびリア偏光板を含むとしても、高湿環境下で、円環ムラの発生を抑制できる程度に視認側に凸状に変形することができると、本発明者らは推察している。
上記偏光板の弾性率は、偏光子層および偏光板保護フィルムの一方または両方の弾性率を制御することで調整できる。例えば、偏光子層の弾性率は、一般に、偏光子層に含まれる樹脂の分子量を高めることで向上できる。また、偏光子層が樹脂フィルムの場合、樹脂フィルムを延伸することにより、延伸方向の弾性率を向上することができる。偏光板保護フィルムの弾性率は、フィルム構成する樹脂の種類により変えることができ、一般に、樹脂の分子量や結晶化度を高めることにより向上できる。偏光板保護フィルムの空隙を埋める役割を果たすことのできる添加剤の添加によって、偏光板保護フィルムの弾性率を向上することもできる。また、偏光板保護フィルムを延伸することにより、延伸方向の弾性率を向上することができる。また、可塑剤の添加によって、偏光板保護フィルムの弾性率を低下させることができる。
上記偏光板の湿度寸法変化率は、偏光子層および偏光板保護フィルムの一方または両方の湿度寸法変化率を制御することで調整できる。偏光子層の湿度寸法変化率は、偏光子層に含まれる樹脂の種類により変えることができ、樹脂の親水性を向上(水酸基当量の向上など)することにより、寸法変化率を大きくすることができる。また、偏光子層が樹脂フィルムの場合、樹脂フィルムを延伸することにより、延伸方向と垂直な方向の湿度寸法変化率を大きくすることができる。偏光板保護フィルムの湿度寸法変化率は、水酸基を含む成分や可塑剤の添加によって大きくすることができる。また、延伸により延伸方向と垂直な方向の湿度寸法変化率を大きくすることができる。
偏光子層は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有するいわゆる直線偏光子であればよい。偏光子層としては、特に限定されないが、吸収型偏光子を利用することができる。吸収型偏光子としては、通常用いられている偏光子を利用することができ、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子、ワイヤーグリッドを用いた偏光子のいずれも用いることができる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することにより作製することができる。偏光子層の好ましい一態様としては、ヨウ素染色ポリビニルアルコール系フィルムを挙げることができる。偏光子層の厚みは、特に限定されないが、例えば0.1μm以上50μm以下であることができる。偏光板の薄型化の観点からは、偏光子層の厚みは、30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましい。
偏光版保護フィルムとしては、偏光板保護フィルムとして通常使用される各種樹脂フィルムを、何ら制限なく用いることができる。また、上記樹脂フィルムは、位相差板としての機能を有するものであってもよい。偏光板保護フィルムの厚みは、例えば5〜80μmの範囲であることができ、好ましくは5〜40μmの範囲であり、更に好ましくは5〜25μmである。偏光板保護フィルムは、市販品を用いてもよく、公知の製膜方法により製造したものを用いることもできる。透明性等の観点から好ましい偏光板保護フィルムの一例としては、セルロースアシレートフィルムを挙げることができる。したがって、フロント偏光板およびリア偏光板の一方または両方は、偏光板保護フィルムとして少なくとも1枚のセルロースアシレートフィルムを含むことができる。セルロースアシレートフィルムは、より好ましくは少なくとも液晶表示素子側に位置する偏光板保護フィルム(インナー側保護フィルム)として、セルロースアシレートフィルムを含むことができ、アウター側保護フィルムとしてセルロースアシレートフィルムを含んでもよい。セルロースアシレートフィルムについては、公知技術を何ら制限なく適用することができる。セルロースアシレートフィルムに含まれるセルロースアシレートについては、例えば、特開2014−1
70202号公報の段落0174〜0177を参照できる。また、偏光板保護フィルムは、単層フィルムであってもよく、二層、三層、またはそれ以上の公知の多層構成の積層フィルムであってもよい。
上記液晶パネルの少なくともいずれかの部分には、液晶パネル表面へのゴミ付着防止、タッチ感度向上等のために、帯電防止剤が含まれていてもよく、帯電防止剤が含まれることが好ましい。帯電防止剤の具体例としては、第4級アンモニウム塩、導電性ポリマー、導電性粒子等の従来公知の帯電防止剤が挙げられる。例えば、導電性ポリマーとしては、例えば特開2013−241556号公報の段落0013〜0062に記載されているもの等の従来公知のものを使用できる。また、導電性粒子としては、例えば特開2009−175676号公報の段落0147〜0148に記載されているもの等の従来公知のものを使用できる。
液晶表示素子としては、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super-Twisted Nematic)型、TSTN(Triple Super Twisted Nematic)型、マルチドメイン型、VA(Vertical Alignment)型、IPS(In Plane Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)型等が挙げられる。液晶表示素子は、一般に、2枚のガラス基板の間に液晶層が配置された構成を有する。
インセルタッチパネル液晶表示素子は、例えば、2枚のガラス基板に液晶層を挟んだ液晶表示素子の内部に、抵抗膜式、静電容量式、光学式等のタッチパネル機能を組み込んだインセルタッチパネル液晶表示素子であることができる。インセルタッチパネル液晶表示素子については、例えば、特開2011−76602号公報、特開2011−222009号公報等の公知技術を、何ら制限なく適用することができる。
オンセルタッチパネル液晶表示素子は、好ましくは、液晶層を挟み込んだガラス基板と偏光板の間に、抵抗膜式、静電容量式、光学式等のタッチパネル機能を組み込んだオンセルタッチパネル液晶表示素子であることができる。オンセルタッチパネル液晶表示素子は、例えば、特開2012−88683号公報に記載されている。
本発明の一態様は、以上説明した液晶パネルと、バックライトユニットと、を含む液晶表示装置に関する。
<活性エネルギー線硬化性組成物の調製>
以下の表1に示す組成で各成分を添加し、孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して活性エネルギー線硬化性組成物HC1〜HC5を調製した。溶媒以外の成分に関して、表1の数値は、各成分の「活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分全量に占める割合(質量%)」を表す。即ち、無機粒子(日揮触媒化成製ELECOM V−8802)のように溶媒で希釈された材料についても、固形分比率が表1に記載の量になるように調整して添加した。溶媒については、溶媒比が表1に記載された比率になるように調整し、固形分比率60質量%の活性エネルギー線硬化性組成物を調製した。
(樹脂フィルム:B−1)
三層構成(外層/コア層/外層)のセルロースアシレートフィルム(積層フィルム)を以下の方法により作製した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープを調製した。
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コア層セルロースアシレートドープ
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・アセチル置換度2.88、重量平均分子量260000のセルロースアセテート
100質量部
・下記構造のフタル酸エステルオリゴマーA 10質量部
・下記式Iで表される化合物(A−1) 4質量部
・紫外線吸収剤(下記式IIで表される化合物、BASF社製)2.7質量部
・光安定剤(BASF社製TINUVIN123) 0.18質量部
・N−アルケニルプロピレンジアミン三酢酸(ナガセケムテックス製テークランDO)
0.02質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
・メタノール(第2溶媒) 64質量部
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上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記の無機粒子含有組成物を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープ溶液を調製した。
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無機粒子含有組成物
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平均一次粒径20nmのシリカ粒子 2質量部
(日本アエロジル製AEROSIL R972)
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶媒) 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ 1質量部
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上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に流延される外層セルロースアシレートドープとを三層同時に流延口から表面温度20℃のドラム上に流延した。溶媒含有率が約20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、残留溶媒が3〜15質量%の状態で、横方向に1.18倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、厚み220μmの基材B−1を作製した。
樹脂フィルムB−2としては、PMMAフィルム/ポリカーボネートフィルム/PMMAフィルムがこの順に積層された三層構造の市販の樹脂フィルム(厚み300μm、住化アクリル販売製テクノロイC101)を用いた。
1)易接着層形成用組成物の調製
下記組成の重合性化合物を共重合したポリエステル系樹脂のスルホン酸系水分散体を得た。
(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=44/46/10//84/16(モル比)
攪拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ(反応器)内を窒素雰囲気にし、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート):1000質量部、3価アルコールであるトリメチロールプロパン(分子量134)22質量部を仕込み、攪拌下反応器内の反応液温度を90℃1時間保持しウレタン化を行った。その後反応液温度を60℃に保持し、イソシアヌレート化触媒トリメチルベンジルアンモニウム・ハイドロオキサイドを加え、転化率が48%になった時点で燐酸を添加し反応を停止した。その後、反応液を濾過した後、未反応のHDIを薄膜蒸留装置により除去した。
得られたイソシアネート系化合物aの25℃における粘度は25,000mPa・s、イソシアネート基含有量は19.9質量%、数平均分子量は1080、イソシアネート基平均数は5.1であった。上記および下記の数平均分子量とは、GPCにより測定した値をポリスチレン換算して求められる数平均分子量である。その後、NMR(Nuclear Magnetic Resonance)測定により、ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合の存在を確認した。
攪拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管、滴下ロートを取り付けた4ツ口フラスコ(反応器)内を窒素雰囲気にし、上記で得られたイソシアネート系化合物a 100質量部、数平均分子量400のメトキシポリエチレングリコール42.3質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル76.6質量部を仕込み、反応液温度80℃で6時間保持した。その後反応液温度を60℃に冷却し、マロン酸ジエチル72質量部、ナトリウムメチラートの28%メタノール溶液0.88質量部を添加し、4時間保持した後、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート0.86質量部を添加した。引き続き、ジイソプロピルアミン43.3質量部を添加し、反応液温度70℃で5時間保持した。この反応液をガスクロマトグラフで分析し、ジイソプロピルアミンの反応率が70%であることを確認し、イソシアネート系化合物Aを得た(固形分濃度70質量%、有効NCO基質量5.3%)。
三層構成(第I層/第II層/第III層)のポリエステル系樹脂フィルム(積層フィルム)を、以下の方法で作製した。
第I層と第III層との間に位置する第II層を形成するための樹脂溶融物を、
・原料ポリエステル1:90質量部
・紫外線吸収剤(2,2’−(1,4−フェニレン)ビス(4H−3,1−ベンズオキサジン−4−オン)10質量部を含有した原料ポリエステル2:10質量部
を、含水率20ppm(質量基準)以下に乾燥させた後、直径50mmの一軸混練押出機1のホッパー1に投入し、押出機1で300℃に溶融することにより調製した。
第I層および第III層を形成するための樹脂組成物を、上記原料ポリエステル1を、含水率20ppm(質量基準)以下に乾燥させた後、直径30mmの一軸混練押出機2のホッパー2に投入し、押出機2で300℃に溶融した。
これらの2種の樹脂溶融物をそれぞれギアポンプ、濾過器(孔径20μm)に通した後、二種三層合流ブロックにて、押出機1から押出された樹脂溶融物が内部の層(第II層)に、押出機2から押出された樹脂溶融物が外層(第I層および第III層)になるように積層し、幅120mmのダイよりシート状に押し出した。
ダイから押出した溶融樹脂シートを、表面温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸フィルムを得た。このとき、第I層、第II層、第III層の厚みの比は10:80:10となるように各押出機の吐出量を調整した。
未延伸フィルムを、加熱されたロール群および赤外線ヒーターを用いて、フィルム表面温度が95℃になるように加熱し、その後周速差のあるロール群でフィルム走行方向から垂直方向に4.0倍延伸して、100μmの樹脂フィルム(積層フィルム)を得た。
上記で作製した樹脂フィルムの片面に、500J/m2の処理量でコロナ放電処理を実施した。その後、リバースロール法にて、コロナ放電処理面に上記で作製した易接着層形成用組成物を乾燥後の厚みが0.1μmになるように調整しながら塗布し、易接着層付樹脂フィルムB−3を作製した。
樹脂フィルムの作製において延伸後の膜厚が125μmとなるようにした以外、易接着層付樹脂フィルムB−3と同様の方法で易接着層付樹脂フィルムB−4を作製した。
住友化学製のアクリル系樹脂(商品名スミペックスEX)のペレットを押出径65mmφの一軸押出機に、住化スタイロンポリカーボネート製のポリカーボネート系樹脂(商品名カリバー301−10)を押出径45mmφの一軸押出機に、それぞれ投入して溶融し、マルチマニホールド方式にて溶融積層一体化させ、設定温度260℃のT型ダイスを介して押出した。得られるフィルム状物を一対の金属製ロールの間に挟み込んで成形することにより、アクリル系樹脂フィルム/ポリカーボネート系樹脂フィルム/アクリル系樹脂フィルムの三層構成からなる厚み260μmの樹脂フィルムB−5を作製した。
樹脂フィルムの厚みが240μmとなるようにした以外、樹脂フィルムB−1と同様の方法で樹脂フィルムB−6を作製した。
樹脂フィルムの作製において延伸後の膜厚が85μmとなるようにした以外、易接着層付樹脂フィルムB−3と同様の方法で易接着層付樹脂フィルムB−7を作製した。
樹脂フィルムの作製において延伸倍率を5倍となるようにした以外、易接着層付樹脂フィルムB−3と同様の方法で易接着層付樹脂フィルムB−8(厚み100μm)を作製した。
実施例1〜11、比較例1〜9では、下記表2に示したとおりに活性エネルギー線硬化層形成用組成物HC1〜HC5のいずれかを使用し、活性エネルギー線硬化性組成物の硬化後の前面板の厚み(総厚)が下記表2に示す厚みになるように調整し、下記表2に示した樹脂フィルムの一方の表面上に各活性エネルギー線硬化性組成物を塗布し、硬化して硬化層を形成して前面板を作製した。易接着層を有する樹脂フィルムには、易接着層表面に活性エネルギー線硬化性組成物を塗布した。
塗布および硬化の方法は、具体的には、次の通りとした。特開2006−122889号公報実施例1記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で各活性エネルギー線硬化性組成物を塗布し、雰囲気温度60℃で150秒乾燥の後、更に窒素パージ下酸素濃度約0.1体積%で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量500mJ/cm2の紫外線を照射して上記組成物を硬化させて硬化層を形成した後、巻き取りを行った。
<偏光板保護フィルムの作製>
以下の方法で偏光板保護フィルムを作製した。
厚み(積層フィルムの総厚)を6μmとした以外、上記の樹脂フィルムB−1と同様の方法で偏光板保護フィルムC−1を作製した。
上記のフタル酸オリゴマーAの添加量を5質量部とし、上記の化合物A−1の添加量を2質量部とし、厚み(積層フィルムの総厚)を5μmとし、横方向への延伸倍率を1.30倍とした以外、上記の樹脂フィルムB−1と同様の方法で偏光板保護フィルムC−2を作製した。
厚み(積層フィルムの総厚)を25μmとした以外、上記の樹脂フィルムB−1と同様の方法で偏光板保護フィルムC−3を作製した。
1)セルロースアシレートドープの調製
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレートドープを調製した。
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セルロースアシレートドープ
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・アセチル置換度2.86のセルロースアシレート(セルロースアセテート)
100質量部
・エタンジオール/アジピン酸(1/1モル比)の縮合物、数平均分子量1000
25質量部
・上記の式Iで表される化合物(A−1) 4質量部
・紫外線吸収剤(上記式IIで表される化合物、BASF社製) 2質量部
・二酸化ケイ素粒子(平均一次粒径16nm) 0.02質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 324質量部
・メタノール(第2溶媒) 72質量部
・ブタノール(第3溶媒) 4質量部
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上記セルロースアシレートドープを流延口から表面温度−5℃のドラム上に流延した。溶媒含有率が約20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、残留溶媒が30〜40質量%の状態で、横方向に1.21倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、厚み6μmの偏光板保護フィルムC−4を作製した。
1)セルロースアシレートドープの調製
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレートドープを調製した。
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セルロースアシレートドープ
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・アセチル置換度2.86のセルロースアシレート(セルロースアセテート)
100質量部
・トリフェニルホスフェート/ビフェニルジフェニルホスフェート(2/1質量比)の混合物
12質量部
・上記の式Iで表される化合物(A−1) 4質量部
・紫外線吸収剤(上記式IIで表される化合物、BASF社製) 2質量部
・二酸化ケイ素粒子(平均一次粒径16nm) 0.02質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 348質量部
・メタノール(第2溶媒) 52質量部
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上記セルロースアシレートドープを流延口から表面温度−5℃のドラム上に流延した。溶媒含有率が約20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、残留溶媒が30〜40質量%の状態で、横方向に1.21倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、厚み5μmの偏光板保護フィルムC−5を作製した。
横方向への延伸倍率を1.01倍とし、厚み25μmとした以外、偏光板保護フィルムC−5と同様の方法で偏光板保護フィルムC−6を作製した。
横方向への延伸倍率を1.12倍とし、厚み(積層フィルムの総厚)を5μmとした以外、上記の樹脂フィルムB−1と同様の方法で偏光板保護フィルムC−7を作製した。
厚み(積層フィルムの総厚)を5μmとした以外、上記の樹脂フィルムB−1と同様の方法で偏光板保護フィルムC−8を作製した。
横方向への延伸倍率を1.01倍とし、厚みを5μmとした以外、偏光板保護フィルムC−5と同様の方法で偏光板保護フィルムC−9を作製した。
横方向への延伸倍率を1.15倍とし、厚みを5μmとした以外、偏光板保護フィルムC−4と同様の方法で偏光板保護フィルムC−10を作製した。
作製した偏光板保護フィルムを、液温55℃に保った1.5mol/LのNaOH水溶液(ケン化液)に2分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、液温25℃の0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、更に水洗浴で30秒流水下に通して、フィルムを中性の状態にした。そして、エアナイフを用いる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に雰囲気温度70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、ケン化処理した偏光板保護フィルムを作製した。
(偏光子:P−1)
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、延伸したポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて、厚み8μmの偏光子(ヨウ素染色ポリビニルアルコール系フィルム)P−1を作製した。
厚みを2μmとした以外は偏光子P−1と同様の方法で偏光子P−2を作製した。
上記で作製した両面に何も貼り合わせていない偏光子に対して、ポリビニルアルコール((クラレ製PVA−117H)3質量%水溶液を接着剤として、インナー側保護フィルム、アウター側保護フィルムおよび偏光子の組み合わせが表2に記載の組み合わせとなるように偏光板保護フィルムを貼り付け、雰囲気温度70℃で10分以上乾燥して、貼合した。この際、作製した偏光子の長手方向と偏光板保護フィルムの長手方向が平行になるように配置し貼り合わせた。
作製した前面板、フロント偏光板およびリア偏光板について、先に記載の方法により弾性率および湿度寸法変化率を測定した。引張圧縮試験機としては、東洋精機製ストログラフ−R2を用いた。
<粘着剤(接着層形成用組成物)の調製>
下記粘着剤S−1〜S−5を作製した。
1)重合体(A)の調製
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置および窒素導入管を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート97質量部、アクリル酸3.0質量部、酢酸エチル200質量部、および2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.08質量部を仕込み、上記反応容器内の空気を窒素ガスで置換した。この窒素雰囲気下中で攪拌しながら、反応溶液を60℃に昇温し、13時間反応させた後、室温まで冷却し、重合体(A)の希釈溶液を得た。ここで得られた重合体(A)の重量平均分子量は80万だった。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置および窒素導入管を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート85.0質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15.0質量部、酢酸エチル200質量部、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.16質量部、および2−メルカプトエタノール0.3質量部を仕込み、上記反応容器内の空気を窒素ガスで置換した。この窒素雰囲気下中で攪拌しながら、反応溶液を70℃に昇温し、6時間反応させた後、室温まで冷却し、重合体(B)の希釈溶液を得た。ここで得られた重合体(B)の重量平均分子量は30万だった。
上記で得られた重合体(A)100質量部(固形分換算値)と、重合体(B)25質量部(固形分換算値)とを混合した後、アダクト系イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン製コロネートL)3.4質量部を添加し、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学製KBM403)0.2質量部を添加し、十分に撹拌することにより、粘着剤の希釈溶液(粘着剤S−1)を得た。
重合体(A)の調製において、n−ブチルアクリレート97質量部、アクリル酸3.0質量部に代えて、n−ブチルアクリレート95質量部、アクリル酸4質量部、2−エチルヘキシルアクリレート1質量部とし、粘着剤の調製において重合体(B)を添加せず、アダクト系イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン製コロネートL)の添加量を0.2質量部とした以外を、粘着剤S−1と同様の方法で粘着剤の希釈溶液(粘着剤S−2)を得た。ここで得られた重合体(A)の重量平均分子量は200万だった。
重合体(A)の調製において、n−ブチルアクリレート97質量部、アクリル酸3.0質量部に代えて、n−ブチルアクリレートを95質量部、アクリル酸を5.0質量部とした以外、粘着剤S−1と同様の方法で粘着剤の希釈溶液(粘着剤S−2)を得た。ここで得られた重合体(A)の重量平均分子量は200万だった。
重合体(A)の調製において、n−ブチルアクリレート97質量部、アクリル酸3.0質量部に代えて、2−エチルヘキシルアクリレート60質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート30質量部、メチルメタクリレート2質量部とし、粘着剤の調製において重合体(B)を添加せず、アダクト系イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン製コロネートL)の添加量を3.0質量部とした以外、粘着剤S−1と同様の方法で粘着剤の希釈溶液(粘着剤S−4)を得た。ここで得られた重合体(A)の重量平均分子量は250万だった。
重合体(A)の調製において、n−ブチルアクリレート97質量部、アクリル酸3.0質量部に代えて、2−エチルヘキシルアクリレート68質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート30質量部、メチルメタクリレート2質量部とし、粘着剤の調製において重合体(B)を添加せず、アダクト系イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン製コロネートL)の添加量を2.5質量部とした以外、粘着剤S−1と同様の方法で粘着剤の希釈溶液(粘着剤S−5)を得た。ここで得られた重合体(A)の重量平均分子量は250万だった。
上記で作製した粘着剤を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した剥離シート(リンテック社製SP−PET3811)の剥離処理面に、乾燥後の塗布厚が25μmとなるように塗布し、雰囲気温度100℃で1分間加熱し、接着層を形成した。この接着層と、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した別の剥離シート(リンテック社製SP−PET3801)の剥離処理面とを貼り合わせて、粘着シートを得た。
上記で作製した粘着シートを、幅10mm×長さ160mmに切断して、引張試験機(ORIENTEC製テンシロン試験機)を用いて、先に記載した方法により応力緩和率を求めた。
市販のIPS型液晶テレビ(LG電子製42LS5600)の2枚の偏光板を剥がし、フロント側(視認側)にフロント偏光板を、リア側(バックライト側)にリア偏光板を、それぞれインナー側偏光板保護フィルムが液晶セル側となるように、粘着剤を介して、フロント側およびリア側に一枚ずつ貼り付けた。フロント偏光板の吸収軸が長手方向(左右方向)に、そして、リア偏光板の透過軸が長手方向(左右方向)になるように、クロスニコル配置とした。液晶セルに使用されているガラス基板の厚みは0.5mmであった。なお、粘着剤は、特開2003−50313号公報の製造例1に記載の方法により調製した。
その後、フロント偏光板のアウター側保護フィルムの表面に、接着層(粘着剤)を介して前面板を貼り合わせて液晶表示装置(IPS型液晶テレビ)を作製した。作製した液晶表示装置における前面板、接着層(粘着剤)、フロント偏光板およびリア偏光板の組み合わせは、表2、表3に示す通りとした。前面板とフロント偏光板との貼り合わせは、以下の方法により行った。
上記の粘着剤S−1〜S−5のいずれかを(表2参照)、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した剥離シート(リンテック社製SP−PET3811、厚み38μm)の剥離処理面に、乾燥後の厚みが表2に記載の接着剤層厚みとなるようにナイフコーターで塗布した後、雰囲気温度90℃で1分間加熱処理して接着層を形成し、粘着シートを得た。次いで、フロント偏光板のアウター側保護フィルム表面と、上記で作製した粘着シートの接着層表面とが接するように貼合した。その後、粘着シートの剥離シートを剥がして上記で作製した前面板を、接着層表面と前面板表面(樹脂フィルム表面または易接着層表面)とが接するように貼合し、雰囲気温度23℃、相対湿度50%の環境に7日間保持(養生)することにより、実施例および比較例の液晶表示装置を得た。各実施例、比較例について、それぞれ、下記の円環ムラの評価、円形ムラの評価、高湿環境下放置後の液晶パネルの反りの測定、各構成部材の厚み測定、鉛筆硬度の評価のために、複数の液晶表示装置を作製した。
<円環ムラの評価>
作製した実施例、比較例の各液晶表示装置について、液晶表示装置のバックライトユニットを点灯したまま雰囲気温度50℃、相対湿度80%の環境下で72時間放置した後、雰囲気温度25℃、相対湿度80%の環境下で1時間放置した後に液晶表示装置の表示面の外周部に円環状に現れる表示ムラ(円環ムラ)を以下のように評価した。評価結果A〜Cの液晶表示装置は実用上、十分許容できるが、評価結果Dの液晶表示装置は実用上許容できないほど円環ムラが発生していた。評価結果を、表4に示す。
A:円環ムラが視認されない(表示面からの光漏れが初期状態と同程度)。
B:円環ムラがわずかに視認されるが許容できる。
C:円環ムラが視認されるが許容できる。
D:円環ムラが強く視認され、許容できない。
作製した実施例、比較例の各液晶表示装置について、液晶表示装置のバックライトユニットを点灯したまま雰囲気温度50℃、相対湿度80%の環境下で72時間放置した後、雰囲気温度25℃、相対湿度80%の環境下で1時間放置した後に液晶表示装置の表示面の中央部に現れる円形の表示ムラ(円形ムラ)を以下のように評価した。評価結果AまたはBの画像表示装置は実用上、十分許容できるが、評価結果Cの液晶表示装置は実用上許容できないほど表示ムラが発生していた。評価結果を、表4に示す。
A:円形ムラが視認されない(パネルの光漏れが初期状態と同程度)。
B:円形ムラがわずかに視認されるが許容できる。
C:円形ムラが視認され、許容できない。
作製した実施例、比較例の各液晶表示装置について、液晶表示装置のバックライトユニットを点灯したまま雰囲気温度50℃、相対湿度80%で72時間放置した後、雰囲気温度25℃、相対湿度80%の環境下1時間放置した後に液晶パネルの外周部に対する中央部の高さを金属製の物差しにより測定した。数値が正である場合、中央部が盛り上がっていることを示し、負である場合、凹んでいることを示す。即ち、数値が正である場合、液晶パネルは視認側に凸に変形していることを示し、負である場合、バックライトユニット側に凸に変形していることを示す。測定結果を、表4に示す。
製造した画像表示装置に含まれる液晶パネルの断面をSEM(走査型電子顕微鏡)により観察し、前面板、接着層、フロント偏光板、およびリア偏光板の厚みを測定した。
厚みは、具体的には、以下の方法により求めた。液晶パネルの断面をミクロトームにより露出させた後、露出した断面においてSEM(倍率5倍)を用いて断面観察を行った。断面観察において厚み方向の無作為に抽出した2箇所において求められた厚みの平均値として、前面板、接着層、フロント偏光板、およびリア偏光板の厚みを求めた。測定結果を、表2、表3に示す。また、表3中、A−1の列に、実施例および比較例のぞれぞれの「ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)−(Er×dr×εr)」の算出値を示す。
JIS K 5400にしたがい、以下の方法により、実施例、比較例の各液晶表示装置の前面板最表面において、鉛筆硬度評価を行った。
実施例、比較例の各液晶表示装置を雰囲気温度25℃、相対湿度80%の環境下に2時間放置した後、液晶パネルの前面板最表面の異なる5箇所においてJIS S 6006に規定されているH〜9Hの試験用鉛筆を用いて4.9Nの荷重にて引っ掻いた際に目視で傷が認められる箇所が0〜2箇所であった鉛筆の硬度(最も硬度の高いもの)を、鉛筆硬度とした。評価結果を、表5に示す
Claims (13)
- 前面板、フロント偏光板、液晶表示素子およびリア偏光板を一体積層状態で有する液晶パネルであって、
前記前面板は、少なくとも樹脂フィルムを含み;前記前面板と前記フロント偏光板とは、厚み2μm以上の接着層を介して貼り合わされた状態にあり;
前記フロント偏光板の吸収軸と前記リア偏光板の吸収軸が直交し;
下記式A−1を満たす液晶パネル;
式A−1:
2020>ECp×dCp×εCp×(100−P)/100+(Ef×df×εf)−(Er×dr×εr)>0
上記において、ECpは前面板の弾性率であり、単位はGPaであり、dCpは前面板の厚みであり、単位はμmであり、εCpは前面板の湿度寸法変化率であり、単位は%であり、Efはフロント偏光板の弾性率であり、単位はGPaであり、dfはフロント偏光板の厚みであり、単位はμmであり、εfはフロント偏光板の湿度寸法変化率であり、単位は%であり、Erはリア偏光板の弾性率であり、単位はGPaであり、drはリア偏光板の厚みであり、単位はμmであり、εrはリア偏光板の湿度寸法変化率であり、単位は%であり、Pは前記接着層の応力緩和率であり、単位は%である。 - 前記前面板は、3.5〜9.0GPaの範囲の弾性率ECp、0.15〜0.70%の範囲の湿度寸法変化率εCp、および120〜400μmの範囲の厚みdCpを有する請求項1に記載の液晶パネル。
- 前記接着層は、20〜80%の範囲の応力緩和率Pを有する請求項1または2に記載の液晶パネル。
- 前記前面板は、前記樹脂フィルムの前記フロント偏光板側とは反対側の表面上に、活性エネルギー線硬化性組成物を硬化した硬化層を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記フロント偏光板およびリア偏光板は、それぞれ、2枚の偏光板保護フィルムと、前記2枚の偏光板保護フィルムの間に位置する偏光子層と、を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記偏光板保護フィルムの少なくとも1枚は、セルロースアシレートフィルムを含む請求項5に記載の液晶パネル。
- 前記フロント偏光板の少なくとも液晶表示素子側に位置する偏光板保護フィルム、および前記リア偏光板の少なくとも液晶表示素子側に位置する偏光板保護フィルムは、セルロースアシレートフィルムを含む請求項5または6に記載の液晶パネル。
- 前記フロント偏光板に含まれる偏光子層および前記リア偏光板に含まれる偏光子層は、ヨウ素染色ポリビニルアルコール系フィルムである請求項5〜7のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記接着層は、アクリル系粘着剤を含む層である請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 少なくともいずれかの部分に帯電防止剤を含有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記液晶表示素子は、インセルタッチパネル液晶表示素子である請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記液晶表示素子は、オンセルタッチパネル液晶表示素子である請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶パネルと、バックライトユニットと、を含む液晶表示装置。
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