JP6695658B2 - 液晶表示装置および偏光板キット - Google Patents
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Description
前記偏光板の各々は、ポリビニルアルコール系偏光子の両面に接着剤層を介して設けられた透明保護フィルムを備え、
一方の面の第1透明保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有し、かつ、紫外線吸収剤を有し、
他方の面の第2透明保護フィルムは、セルロースエステルを含有してなり、かつ、nx>ny>nz(但し、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、nzとする)の関係を満足する位相差板である液晶表示装置に関する。
前記偏光板の各々が、ポリビニルアルコール系偏光子の両面に接着剤層を介して設けられた透明保護フィルムを備え、
一方の面の第1透明保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有し、かつ、紫外線吸収剤を有し、
他方の面の第2透明保護フィルムは、セルロースエステルを含有してなり、かつ、nx>ny>nz(但し、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、nzとする)の関係を満足する位相差板である偏光板キットも含まれる。
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を模式的に示す断面図である。液晶表示装置100では、液晶セルCの両側に同一構成の偏光板Pが配置されている。これに加え、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。
図1に示すように、各偏光板Pでは、ポリビニルアルコール系偏光子1の両面に、接着剤層3を介して第1透明保護フィルム21、第2透明保護フィルム22がそれぞれ設けられている。第1透明保護フィルム21は、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位およびグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂および紫外線吸収剤を含有する。一方、第2透明保護フィルム22は、セルロースエステルを含有する位相差板である。
偏光子1は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、5〜80μm程度である。
第1透明保護フィルム21は、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位およびグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂、ならびに紫外線吸収剤を含有する。前記(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは、下記一般式(1)で表されるグルタルイミド単位および下記一般式(2)で表される不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の構造単位を有する。
(メタ)アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどがあげられる。これらは1種のみが用いられても良いし、2種以上が併用されても良い。これらの中でも、熱安定性に優れる点で、(メタ)アクリル酸メチルがより好ましく、メタクリル酸メチルが特に好ましい。すなわち、一般式(1)において、R4がメチル基、R5がメチル基であることが特に好ましい。
Im%={B/(A+B)}×100
Re=(nx−ny)×d
Rth=(nx−nz)×d
なお、上記式中において、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、およびnzとして表す。また、dはフィルムの厚み(nm)を表す。
本実施形態において、位相差板として用いられる第2透明保護フィルムは、セルロースエステルを主原料として含有する。セルロースエステルは任意の適切な材料が採用され得る。好ましくは、セルロースエステルはセルロースの炭素原子数が6以下の低級脂肪酸エステルである。具体例としては、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等のセルロースの水酸基が同じ低級脂肪酸でエステル化されたもの、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースの水酸基が異なる低級脂肪酸でエステル化されたものが挙げられ、特に好ましくは、セルロースの水酸基がアセチル基および/またはプロピオニル基で置換されたセルロースエステルである。これらは1種を単独で使用、または2種以上を併用できる。セルロースエステルは、低級脂肪酸の置換基の種類、低級脂肪酸の置換度を変更することによって、得られる位相差板の位相差値を制御することができる。また、位相差を制御するために、位相差向上剤、位相差制御剤を含有させることもできる。上記セルロースエステルは、任意の適切な方法、例えば、特開2001−188128号公報に記載の方法により製造することができる。また、セルロースエステルは、多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。セルロースエステルの市販品の例としては、富士フイルム社製の商品名「UV−50」、「UV−80」、「SH−80」、「TD−80U」、「TD−TAC」、「UZ−TAC」や、コニカ社製の「KCシリーズ」等があげられる。
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や防汚層、反射防止層、スティッキング防止層や、拡散層ないしアンチグレア層などの各種コーティング層を設けてもよい。
前記偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせに用いる接着剤層は光学的に透明であれば、特に制限されず水系、溶剤系、ホットメルト系、ラジカル硬化型の各種形態のものが用いられるが、水系接着剤またはラジカル硬化型接着剤が好適である。
本実施形態の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムの形態でも用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板(1/2や1/4等の波長板を含む)、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を1層または2層以上用いることができる。特に、本実施形態の偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
前述した偏光板や、少なくとも1層の偏光板を備える光学フィルム(以下、特に断りのない限り偏光板と光学フィルムとを併せて「偏光板」と称する。)には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
偏光板と粘着剤層との間の密着性を向上させるために、その層間にアンカー層を設けることもできる。
本発明の一実施形態として、上記偏光板を2枚1組とした偏光板キットも好適に採用することができる。当該キットは、液晶表示装置に組み込んだ際に、一方の偏光板の偏光子の偏光軸と他方の偏光子の偏光軸とが直交するように構成されている。例えば、偏光板の平面視形状が矩形である場合、一方の偏光板の偏光子の偏光軸が矩形の長辺方向と平行であり、他方の偏光板の偏光子の偏光軸が矩形の短辺方向と平行になる構成などが挙げられる。もちろん、これに限らず、偏光軸の配置が上下で逆となってもよく、偏光軸が矩形の長辺方向又は短辺方向に対して平行でなくてもよい。
1H−NMR BRUKER AvanceIII(400MHz)を用いて、樹脂の1H−NMR測定を行った。3.5から3.8ppm付近のメタクリル酸メチルのO−CH3プロトン由来のピーク面積Aと、3.0から3.3ppm付近のグルタルイミドのN−CH3プロトン由来のピークの面積Bより、次式で求めた。
Im%={B/(A+B)}×100
なお、「イミド化率」とは全カルボニル基中のイミドカルボニル基の占める割合をいう。
酸価は、イミド樹脂中でのカルボン酸単位、カルボン酸無水物単位の含有量を示す。0.3gのポリマー試料を37.5mlの塩化メチレンおよび37.5mlのメタノールの混合溶媒の中で溶解し、フェノールフタレインエタノール溶液を2滴加えた後に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を5ml加える。過剰の塩基を0.1N塩酸で滴定し、酸価を添加した塩基と中和に達するまでに使用した塩酸との間のミリ当量で示す差で算出した。
平均重合度2400、ケン化度99.9モル%、厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、28℃の温水中に60秒間浸漬して膨潤させた。次いで、3.2重量%(重量比:ヨウ素/ヨウ化カリウム=1/10)の30℃のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3.3倍まで延伸した。次いで、60℃の3重量%のホウ酸、2重量%のヨウ化カリウム水溶液中に10秒間浸漬しながら3.6倍まで延伸した。その後、60℃の4重量%のホウ酸、3重量%のヨウ化カリウム水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。さらに、5重量%のヨウ化カリウム水溶液中に10秒間浸漬してヨウ素イオン含浸処理をした。その後、40℃のオーブンで3分間乾燥を行い、厚さ30μmの偏光子を得た。
透明保護フィルムA(グルタルイミド単位含有):MS樹脂(MS−200;メタクリル酸メチル/スチレン(モル比)=80/20の共重合体,新日鐵化学(株)製)をモノメチルアミンでイミド化(イミド化率:5%)した。得られたイミド化されたMS樹脂は、一般式(1)で表されるグルタルイミド単位(式中、R1およびR3はメチル基、R2は水素原子である)、一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル単位(R4は水素原子、R5およびR6はメチル基である)、およびスチレン単位を有する。なお、前記イミド化には、口径15mmの噛合い型同方向回転式二軸押出機を用いた。押出機の各温調ゾーンの設定温度を230℃、スクリュー回転数150rpm、MS樹脂を2.0kg/hrで供給し、モノメチルアミンの供給量はMS樹脂100重量部に対して2重量部とした。ホッパーからMS樹脂を投入し、ニーディングブロックによって樹脂を溶融、充満させた後、ノズルからモノメチルアミンを注入した。反応ゾーンの末端にはシールリングを入れて樹脂を充満させた。反応後の副生成物および過剰のメチルアミンをベント口の圧力を−0.08MPaに減圧して脱揮した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂は、水槽で冷却した後、ペレタイザでペレット化した。前記イミド化されたMS樹脂を溶融押出製膜した。このとき、紫外線吸収剤(ADEKA社製、「T−712」)をMS樹脂100重量部に対して0.66重量部供給した。次いで、縦2倍、横2倍に二軸延伸した透明保護フィルム(厚さ40μm,Re=2nm,Rth=2nm)を作製した。
接着剤(水系):アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。前記水溶液100部に対し、アルミナコロイド水溶液(平均粒子径15nm,固形分濃度10%,正電荷)18部を加えて接着剤水溶液を調製した。接着剤水溶液の粘度は9.6mPa・sであった。接着剤水溶液のpHは、4−4.5の範囲であった。これを接着剤とした。
(液晶表示装置サンプルの作成)
上記透明保護フィルムAの片面に、上記接着剤Aを乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布したもの用意した。上記透明保護フィルムHの片面に、上記接着剤Aを乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布したもの用意した。また、接着剤の塗布は、その調製から30分間後に23℃の温度条件下で行なった。次いで、23℃の温度条件下で偏光子の両面に、前記接着剤付きの透明保護フィルムAおよびHをロール機で貼り合せた後、55℃で6分間乾燥して視認側を想定した偏光板を作製した。
実施例1において、視認側およびバックライト側の偏光板の作製にあたり、透明保護フィルムの種類等を表1に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置サンプルを作製した。
得られた偏光板について下記評価を行った。結果を表1に示す。
作製した偏光板を目視にて確認し、コゲ(黒い斑点状の外観不良)の有無を確認した。コゲが発生しなかった場合を「○」、コゲが発生した場合を「×」として評価した。
サンプルについて、加熱試験(60℃,240時間)、加湿試験(60℃,90%RH,240時間)を行った。試験後、以下の手順で反りおよび表示ムラの評価を行った。
下に凸になるように偏光板を平台に載置したときの端部の反り量を測定し、以下の基準で評価した。
○:3mm以下
×:3mm超6mm以下
××:6mm超
SONY社製ブラビア920Aからリワークにて偏光板を剥離して液晶セルを取り出し、得られた液晶セルの両面に実施例、比較例の偏光板を貼り付けて再度組み立てたものを液晶表示装置サンプルとして作製した。表示ムラの評価は、偏光板を貼り付けて組み立てたときにベゼルが接触して発生するムラの有無、および偏光板に起因して発生するムラの有無を確認し、以下の基準で行った。
○:ベゼル接触ムラも偏光板起因ムラもなし
×:ベゼル接触ムラか偏光板起因ムラのいずれか一方のみが発生
××:ベゼル接触ムラと偏光板起因ムラの双方が発生
偏光板を1000mm×1000mmになるように切り出してサンプルを調製した。サンプルの偏光板を、JIS K 7350−2で定められた耐光試験の環境下に置き、その際の偏光板の黄変の有無を確認した。黄変が発生しなかった場合を「○」、黄変が発生した場合を「×」として評価した。
21 第1透明保護フィルム
22 第2透明保護フィルム
3 接着剤層
100 液晶表示装置
P 偏光板
C 液晶セル
Claims (10)
- 対向する偏光板を備える液晶表示装置であって、
前記偏光板の各々は、ポリビニルアルコール系偏光子の両面に接着剤層を介して設けられた透明保護フィルムを備え、
一方の面の第1透明保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有し、かつ、紫外線吸収剤を有し、
他方の面の第2透明保護フィルムは、セルロースエステルを含有してなり、かつ、nx>ny>nz(但し、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、nzとする)の関係を満足する位相差板である液晶表示装置。
- 前記第1透明保護フィルムの面内位相差および厚み方向位相差がそれぞれ40nm以下である請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1透明保護フィルムの一方の面側に配置されたコーティング層を有する請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記コーティング層がハードコート層または防汚層である請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記接着剤層が水系接着剤を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光板は、前記透明保護フィルムの前記偏光子側とは反対側に設けられた粘着層を介して液晶セルに貼り合わされている請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光板と前記粘着層との間にアンカー層が設けられている請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記粘着層が導電性を有する請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記アンカー層が導電性を有する請求項7に記載の液晶表示装置。
- 液晶表示装置において対向配置される偏光板キットであって、
前記偏光板の各々が、ポリビニルアルコール系偏光子の両面に接着剤層を介して設けられた透明保護フィルムを備え、
一方の面の第1透明保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有し、かつ、紫外線吸収剤を有し、
他方の面の第2透明保護フィルムは、セルロースエステルを含有してなり、かつ、nx>ny>nz(但し、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、nzとする)の関係を満足する位相差板である偏光板キット。
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