JP7032603B1 - インセル型液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記インセル型液晶セルの視認側の第1透明基板の側に、導電層を介することなく第1粘着剤層を介して配置された粘着剤層付偏光フィルムを有するインセル型液晶パネルであって、
前記粘着剤層付偏光フィルムが、表面処理層、第1偏光フィルム、第1粘着剤層をこの順で有し、
前記表面処理層はイオン性界面活性剤、導電性微粒子及び導電性ポリマーから選ばれるいずれか少なくとも1種類の帯電防止剤を含有することを特徴とするインセル型液晶パネル、に関する。
前記粘着剤層付偏光フィルムの粘着剤層側の表面抵抗値が1×108~1×1012Ω/□であることが好ましい。
第1偏光フィルムは、偏光子の片面または両面に透明保護フィルムを有するものが一般に用いられる。偏光子は、特に限定されず、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の二色性物質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挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素等の二色性物質からなる偏光子が好適である。これらの偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に80μm程度以下である。
帯電防止剤としては、例えば、イオン性界面活性剤系、導電性ポリマー、導電性微粒子等の帯電防止性を付与できる材料が挙げられる。また帯電防止剤としては、イオン性化合物を用いることができる。
また、イオン性化合物としては、アルカリ金属塩及び/または有機カチオン-アニオン塩を好ましく用いることができる。アルカリ金属塩は、アルカリ金属の有機塩および無機塩を用いることができる。なお、本発明でいう、「有機カチオン-アニオン塩」とは、有機塩であって、そのカチオン部が有機物で構成されているものを示し、アニオン部は有機物であっても良いし、無機物であっても良い。「有機カチオン-アニオン塩」は、イオン性液体、イオン性固体とも言われる。
アルカリ金属塩のカチオン部を構成するアルカリ金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムの各イオンが挙げられる。これらアルカリ金属イオンのなかでもリチウムイオンが好ましい。
(1):(CnF2n+1SO2)2N- (但し、nは1~10の整数)、
(2):CF2(CmF2mSO2)2N- (但し、mは1~10の整数)、
(3):-O3S(CF2)lSO3 - (但し、lは1~10の整数)、
(4):(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)、(但し、p、qは1~10の整数)、で表わされるもの等が用いられる。特に、フッ素原子を含むアニオン部は、イオン解離性の良いイオン化合物が得られることから好ましく用いられる。無機塩を構成するアニオン部としては、Cl-、Br-、I-、AlCl4 -、Al2Cl7 -、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AsF6 -、SbF6 -、NbF6 -、TaF6 -、(CN)2N-、等が用いられる。アニオン部としては、(CF3SO2)2N-、(C2F5SO2)2N-、等の前記一般式(1)で表わされる、(ペルフルオロアルキルスルホニル)イミドが好ましく、特に(CF3SO2)2N-、で表わされる(トリフルオロメタンスルホニル)イミドが好ましい。
本発明で用いられる有機カチオン-アニオン塩は、カチオン成分とアニオン成分とから構成されており、前記カチオン成分は有機物からなるものである。カチオン成分として、具体的には、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピロリン骨格を有するカチオン、ピロール骨格を有するカチオン、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、ピラゾリニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、トリアルキルスルホニウムカチオン、テトラアルキルホスホニウムカチオン等が挙げられる。
(1):(CnF2n+1SO2)2N- (但し、nは1~10の整数)、
(2):CF2(CmF2mSO2)2N- (但し、mは1~10の整数)、
(3):-O3S(CF2)lSO3 - (但し、lは1~10の整数)、
(4):(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)、(但し、p、qは1~10の整数)、で表わされるもの等が用いられる。なかでも特に、フッ素原子を含むアニオン成分は、イオン解離性の良いイオン化合物が得られることから好ましく用いられる。
表面処理層は、前記のように、表面抵抗値が1×107~1×1011Ω/□になるように形成されている。前記表面処理層には、帯電防止剤を含有させることにより導電性を付与することができる。表面処理層は、第1偏光フィルムに用いられる透明保護フィルムに設けることができるほか、別途、透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。前記表面処理層としては、ハードコート層、防眩処理層、反射防止層、スティッキング防止層などを設けることができる。前記表面処理層に導電性を付与するために用いられる帯電防止剤としては、イオン性界面活性剤、導電性微粒子及び導電性ポリマーから選ばれるいずれか少なくとも1種類を含有する。表面処理層に用いる帯電防止剤としては、光学特性、外観、帯電防止効果および帯電防止効果の熱時、加湿時での安定性の点から導電性微粒子であるのが好ましい。
前記表面処理層に設けることができる表面保護フィルムは、支持フィルムの少なくとも片面に粘着剤層を有するものを用いることができる。前記表面保護フィルムの粘着剤層には、軽剥離剤、帯電防止剤等を含有することができる。前記表面保護フィルムの粘着剤層が帯電防止剤を含有する場合には、当該表面保護フィルムを、前記表面処理層に貼り合わせて、その後に、剥離することで、帯電防止剤を含有していない表面処理層表面に対しても導電機能を付与することができ、表面処理層に帯電防止剤を含有させることができる。帯電防止剤は前記同様のものを用いることができる。また、前記表面保護フィルムの剥離により、表面処理層表面に導電機能を付与するためには、前記表面保護フィルムの粘着剤層に、帯電防止剤とともに、軽剥離剤を用いることが好ましい。軽剥離剤としては、例えば、ポリオルガノシロキサン等を例示できる。前記表面処理層表面にどの程度の導電機能を付与させるかは、帯電導電剤と軽剥離剤の使用量を適宜に調整して決定される。なお、表面保護フィルムは、後述の第2偏光フィルム表面に設けることもできる。
第1粘着剤層は、前記のように、表面抵抗値が1×108~1×1012Ω/□になるように形成するのが好ましい。第1粘着剤層は、各種の粘着剤に帯電防止剤を配合した組成物から形成することができる。前記第1粘着剤層2の厚さは、耐久性確保と側面の導通構造との接触面積確保の観点から、5~100μmであるのが好ましく、5~50μmであるのが好ましく、さらに10~35μmであるのが好ましい。
アンカー層は、前記第1偏光フィルムと第1粘着剤層の間に設けることができる。前記アンカー層の厚さは、前記第1偏光フィルムおよび第1粘着剤層との密着性確保の観点から、0.01~0.5μmが好ましく、さらには0.01~0.2μmであるのが好ましい。アンカー層は、各種の帯電防止剤組成物から形成することができる。アンカー層を形成する帯電防止剤としては、前記例示のなかでも、イオン性界面活性剤系、導電性ポリマー、導電性微粒子等が好ましい。
本発明の粘着剤層付偏光フィルムには、前記の各層の他に、第1偏光フィルムまたはアンカー層を設ける側の表面に、易接着層を設けたり、コロナ処理、プラズマ処理等の各種易接着処理を施したりすることができる。
図2乃至図6に示すように、インセル型液晶セルBは、電界が存在しない状態でホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層20、前記液晶層20を両面で挟持する第1透明基板41および第2透明基板42を有する。また前記第1透明基板41と第2透明基板42との間にタッチセンサーおよびタッチ駆動の機能に係るタッチセンシング電極部を有する。
本発明のインセル型液晶パネルCは、図2乃至6に示すように、インセル型液晶セルBの視認側に粘着剤層付偏光フィルムAを有し、その反対側に第2偏光フィルム11を有することができる。前記粘着剤層付偏光フィルムAは前記インセル型液晶セルBの第1透明基板41の側に、導電層を介することなく前記第1粘着剤層2を介して配置されている。一方、前記インセル型液晶セルBの第2透明基板42の側には、第2偏光フィルム11が第2粘着剤層12を介して配置されている。前記粘着剤層付偏光フィルムAにおける第1偏光フィルム1、第2偏光フィルム11は、液晶層20の両側で、それぞれの偏光子の透過軸(または吸収軸)が直交するように配置される。
本発明のインセル型液晶パネルCを用いたタッチセンシング機能内蔵液晶表示装置は、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたもの等の液晶表示装置を形成する部材を適宜に用いることができる。
(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。Mw/Mnについても、同様に測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC-8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8mL/min
・注入量:100μL
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に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。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、厚さ30μmの偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光フィルムを作成した。
上記で得られた偏光フィルムの片面に、帯電防止性ハードコート層の形成材として、ATO(アンチモンドープ酸化スズ)粒子含有の紫外線硬化型樹脂の分散液(住友大阪セメント製、ASHC-101)を、乾燥後の厚みが表1に示す厚みになるように調整してワイヤーバーにて塗布した後、80℃で1分間加熱乾燥して塗膜を形成した。次いで、塗膜にメタルハライドランプで300mJ/cm2の紫外線を照射して、塗膜を硬化し、帯電防止性のハードコート層を形成した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート74.8部、フェノキシエチルアクリレート23部、N-ビニル-2-ピロリドン(NVP)0.5部、アクリル酸0.3部、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.4部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、前記モノマー混合物(固形分)100部に対して、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行って、重量平均分子量(Mw)160万、Mw/Mn=3.7のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
上記で得られたアクリル系ポリマーの溶液の固形分100部に対して、表1に示す使用量で、イオン性化合物として、三菱マテリアル社製のビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを配合し、さらにイソシアネート架橋剤(三井化学社製のタケネートD160N,トリメチロールプロパンヘキサメチレンジイソシアネート)0.1部、ベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製のナイパーBMT)0.3部およびγ-グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業社製:KBM-403)0.2部を配合して、アクリル系粘着剤組成物の溶液を調製した。
次いで、上記アクリル系粘着剤組成物の溶液を、シリコーン系剥離剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(セパレータフィルム:三菱化学ポリエステルフィルム(株)製,MRF38)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが表1に示す厚さになるように塗布し、155℃で1分間乾燥を行い、セパレータフィルムの表面に粘着剤層A~Fを形成した。当該粘着剤層は、偏光フィルム(表面処理層の形成されていない側)に転写した。
上記で得られた偏光フィルムの片面(表1に記載の表面処理層を設けていない側)に、表1に示す組み合わせにより、粘着剤層を順次に形成して、粘着剤層付偏光フィルムを作製した。
表面処理層、粘着剤層について、表面抵抗値を測定した。
表面処理層の表面抵抗値は、粘着剤層付偏光フィルムの表面処理層について測定した。
粘着剤層の表面抵抗値は、粘着剤層付偏光フィルムからセパレータフィルムを剥がした後に粘着剤層表面について測定した。
測定は、三菱化学アナリテック社製MCP-HT450を用いて行った。
粘着剤層付偏光フィルムからセパレータフィルムを剥がした後、図2または図3に示すように、インセル型液晶セルの視認側に貼り合わせた。次に、貼り合せた偏光フィルムの側面部に5mm幅の銀ペーストをハードコート層、偏光フィルム、アンカー層、粘着剤層の各側面部を覆うように塗布し、外部からのアース電極と接続した。当該液晶表示パネルをバックライト装置上にセットし、視認側の偏光フィルム面に静電気放電銃(Electrostatic discharge Gun)を印加電圧10kVにて発射して、電気により白抜けした部分が消失するまでの時間を測定し、下記の基準で判断した。但し、実施例1では、銀ペーストによる導通構造の形成は行わなかった。
(評価基準)
◎:3秒以内。
〇:3秒を超え~5秒以内。
△:5秒を超え、20秒以内。
×:20秒を超える。
偏光フィルム側面部に銀ペーストを塗布した前記インセル型液晶セルを60℃/90%RHの雰囲気下で500時間処理を施した後、前記ESD試験を実施した。
インセル型液晶セル内部の透明電極パターン周辺部の引き回し配線(不図示)をコントローラIC(不図示)と接続し、タッチセンシング機能内蔵液晶表示装置を作製した。当該タッチセンシング機能内蔵液晶表示装置の入力表示装置を使用している状態で目視観察を行い、誤作動の有無を確認した。
粘着剤層付偏光フィルムを15インチサイズに切断したものをサンプルとした。当該サンプルを、厚さ0.7mmの無アルカリガラス(コーニング社製,EG-XG)にラミネーターを用いて貼着した。
次いで、50℃、0.5MPaで15分間オートクレーブ処理して、上記サンプルを完全に無アルカリルガラスに密着させた。かかる処理の施されたサンプルに、60℃/90%RHの雰囲気下で500時間処理を施した後、偏光フィルムと無アルカリガラスの間の外観を下記基準で目視にて評価した。
(評価基準)
◎:発泡、剥がれ等の外観上の変化が全くなし。
○:わずかながら端部に剥がれ、または発泡があるが、実用上問題なし。
△:端部に剥がれ、または発泡があるが、特別な用途でなければ、実用上問題なし。
×:端部に著しい剥がれあり、実用上問題あり。
B インセル型液晶セル
C インセル型液晶パネル
1、11 第1、第2偏光フィルム
2、12 第1、第2粘着剤層
3 アンカー層
4 表面処理層
20 液晶層
31 タッチセンサー電極
32 タッチ駆動電極
33 タッチ駆動電極兼センサー電極
41、42 第1、第2透明基板
Claims (15)
- 電界が存在しない状態でホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層、前記液晶層を両面で挟持する第1透明基板および第2透明基板、並びに、前記第1透明基板と第2透明基板との間にタッチセンサーおよびタッチ駆動の機能に係るタッチセンシング電極部を有するインセル型液晶セルと、
前記インセル型液晶セルの視認側の第1透明基板の側に、導電層を介することなく第1粘着剤層を介して配置された粘着剤層付偏光フィルムを有するインセル型液晶パネルであって、
前記粘着剤層付偏光フィルムが、表面処理層、第1偏光フィルム、第1粘着剤層をこの順で有し、
前記表面処理層はイオン性界面活性剤、導電性微粒子及び導電性ポリマーから選ばれるいずれか少なくとも1種類の帯電防止剤を含有し、
前記粘着剤層付偏光フィルムの表面処理層側の表面抵抗値が1×107~1×1011Ω/□であり、
前記粘着剤層付偏光フィルムの粘着剤層側の表面抵抗値が1×108~1×1012Ω/□であり、
前記表面処理層に、表面保護フィルムが設けられていることを特徴とするインセル型液晶パネル。 - 前記粘着剤層付偏光フィルムの前記表面処理層および第1粘着剤層の側面に導通構造を有することを特徴とする請求項1記載のインセル型液晶パネル。
- 前記第1粘着剤層が帯電防止剤を含有することを特徴とする請求項1または2記載のインセル型液晶パネル。
- 前記第1粘着剤層の帯電防止剤が、アルカリ金属塩及び/または有機カチオン-アニオン塩であることを特徴とする請求項3記載のインセル型液晶パネル。
- 前記表面処理層が、ハードコート層であることを特徴とする請求項1~4記載のインセル型液晶パネル。
- 前記ハードコート層は、前記帯電防止剤100重量部に対して、バインダー10~1000重量部含有することを特徴とする請求項5記載のインセル型液晶パネル。
- 前記ハードコート層のバインダーが、樹脂材料であることを特徴とする請求項6記載のインセル型液晶パネル。
- 前記樹脂材料が、放射線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項7記載のインセル型液晶パネル。
- 前記タッチセンシング電極部が、前記液晶層と前記第1透明基板または第2透明基板の間に配置されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載のインセル型液晶パネル。
- 前記タッチセンシング電極部が、前記液晶層と前記第1透明基板の間に配置されていることを特徴とする請求項9記載のインセル型液晶パネル。
- 前記タッチセンシング電極部が、前記液晶層と前記第2透明基板の間に配置されていることを特徴とする請求項9記載のインセル型液晶パネル。
- 前記タッチセンシング電極部が、タッチセンサー電極およびタッチ駆動電極により形成されていることを特徴とする請求項1~11のいずれかに記載のインセル型液晶パネル。
- 前記インセル型液晶セルのタッチセンシング電極部が、タッチセンサー電極およびタッチ駆動電極を一体化形成した電極であることを特徴とする請求項9~12のいずれかに記載のインセル型液晶パネル。
- 前記インセル型液晶セルの第2透明基板の側に、第2粘着剤層を介して配置された第2偏光フィルムを有することを特徴とする請求項1~13のいずれかに記載のインセル型液晶パネル。
- 請求項14記載のインセル型液晶パネルを有する液晶表示装置。
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