JPWO2015147287A1 - 液晶パネル、液晶表示装置、偏光板、および偏光板保護フィルム - Google Patents
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- G02F2203/00—Function characteristic
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Abstract
Description
更に本発明は、上記液晶パネルを有する液晶表示装置、上記液晶パネルに使用可能な偏光板および偏光板保護フィルムに関する。
液晶表示装置は、少なくともバックライトと液晶セルとから構成され、更に、バックライト側偏光子、視認側偏光子などの部材が含まれる。量子ドットを含む光変換部材はバックライトの構成部材として含まれる。より詳しくは、量子ドットを含む光変換部材は、バックライトに、液晶パネルとは空間を隔てて設置されている。
しかし、高温高湿環境下において偏光子が吸湿した後、液晶表示装置を常温常湿環境下に静置すると、液晶パネルが反る。これは主に、以下の理由によると考えられる。
通常、偏光子はフィルムを延伸することで作製され、視認側偏光子とバックライト側偏光子は、延伸方向が互いに直交する向きで液晶セルに貼合される。その結果、上記のように高温高湿下での吸湿の後に常温常湿環境下に置かれた視認側偏光子とバックライト側偏光子がそれぞれ異なる収縮力を発現することが、液晶パネルの反りの原因と考えられる。そして液晶パネルがバックライト側へ反ると、液晶パネルのバックライト側表面とバックライトの液晶パネル側に配置されている光変換部材が部分的に接触する。量子ドットを含む光変換部材は、光変換部材内で発光した光を取り出す必要があるが、接触部と非接触部で取り出し効率に違いが生じる。より詳しくは、接触部では、光変換部材と液晶パネルの間に空気が介在しないため、空気が介在する非接触部と比べて取り出し効率が局所的に上がる。このように、光変換部材の出射面側で内部発光の取り出しムラが生じることが、色ムラ発生の原因であると、本発明者らは推察している。
そこで本発明者らは、上記新たな知見に基づき更に鋭意検討を重ねた結果、従来、バックライトユニットの構成部材として用いられていた光変換部材を、液晶パネルの構成部材として、液晶パネルのバックライト側表面と一体積層することにより、色ムラ発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。
視認側偏光子と、液晶セルと、バックライト側偏光子と、を有する液晶パネル部材と、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材と、
を含み、
液晶パネル部材のバックライト側表面に上述の光変換部材が一体積層されている液晶パネル、
に関する。ここで本発明において、液晶パネル部材表面に光変換部材が「一体積層されている」とは、液晶パネル部材上に光変換部材が接着、粘着または塗工形成によらず単に配置されている状態を除く意味で用いることとする。例えば、易接着層、粘着層等の、2つの層を貼り合わせる中間層により液晶パネル部材表面と光変換部材表面とが密着されている状態、接着剤を使用するラミネート加工または接着剤を使用しないラミネート加工(熱圧着)により液晶パネル部材表面と光変換部材表面とが密着されている状態、液晶パネル部材表面に光変換部材が塗工形成(より詳しくは、光変換部材形成用塗布液を液晶パネル部材表面に塗布した後、乾燥、および必要に応じて硬化等の処理が施されて形成)された状態等が、「一体積層」に包含される。このように一体積層することで、液晶パネル部材と光変換部材の界面の空気の存在が排除されるため、たとえバックライト側偏光板の変形により液晶パネルが反ったとしても、光変換部材と部分的に接触するという現象の発生を防ぐことができる。これにより、光変換部材を備えた液晶表示装置における色ムラ発生を抑制することが可能となる。
また後述の偏光板について、偏光子と光変換部材とが「一体積層されている」とは、光変換部材が、偏光子、または偏光子を含む部材(例えば偏光子と保護フィルムとの積層体)上に接着、粘着または塗工形成によらず単に配置されている状態を除く意味で用いるものとする。一体積層の態様については、上述の通りである。
600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、および
500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、
を含む。
上記液晶パネルと、
光源を含むバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置、
に関する。
偏光子と、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材と、
が一体積層された偏光板、
に関する。
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材を含む偏光板保護フィルム、
に関する。
本発明の一態様によれば、上記液晶表示装置に使用可能な液晶パネル、偏光板、および偏光板保護フィルムも提供することができる。
また、本発明および本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。また、400〜500nmの波長帯域、好ましくは430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と呼び、500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と呼び、600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と呼ぶ。
Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、またはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、またはWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、および入力された膜厚値を基に、以下の式A、および式BよりRthを算出することもできる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・・式B
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、および「交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、本明細書で「正面」とは、表示面に対する法線方向を意味する。
本発明の一態様にかかる液晶パネルは、
視認側偏光子と、液晶セルと、バックライト側偏光子と、を有する液晶パネル部材と、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材と、
を含み、液晶パネル部材のバックライト側表面に上記光変換部材が一体積層されている。先に記載したように、上記液晶パネルを用いることにより、光変換部材を備えた液晶表示装置における色ムラ発生を抑制することが可能となる。
以下、上記液晶パネルについて、更に詳細に説明する。
光変換部材は、少なくとも、入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層(以下、「量子ドット層」ともいう。)を有し、任意にバリア層等の他の層を有することができる。
光変換層は、少なくとも一種の量子ドットを含み、発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むこともできる。公知の量子ドットには、600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、400nm〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットCがあり、量子ドットAは、励起光により励起され赤色光を発光し、量子ドットBは緑色光を、量子ドットCは青色光を発光する。例えば、量子ドットAと量子ドットBを含む光変換層へ励起光として青色光を入射させると、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光と、光変換層を透過した青色光により、白色光を具現化することができる。または、量子ドットA、B、およびCを含む光変換層に励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光、および量子ドットCにより発光される青色光により、白色光を具現化することができる。
以上のような色ムラの発生は、上記の通り、液晶パネル部材のバックライト側表面に光変換部材を一体積層することにより抑制することができる。
光変換部材は、光変換層の一方の面または両面に直接接する層として、または接着層等の中間層を介して、一層以上のバリア層を有することができる。
バリア層を設けることで、光変換層に含まれる量子ドットが酸素や水蒸気等の水分により劣化することを防ぐことができる。量子ドット保護の観点から、バリア層の酸素透過率は、好ましくは1.0cm3/(m2・day)未満、より好ましくは0.5cm3/(m2・day)以下、更に好ましくは0.1cm3/(m2・day)以下、一層好ましくは0.05cm3/m2・day以下である。
一方、同様の観点から、バリア層の水蒸気透過率は、0.5g/(m2・day)以下、中でも0.1g/(m2・day)以下、特に0.05g/(m2・day)以下であることが好ましい。
また、バリア層を設け、かつ液晶パネル部材と一体積層することは、前述の輝度ムラ発生の防止に有効である。
ここで、上記酸素透過率は、測定温度23℃、相対湿度90%の条件下で、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した値であり、上記水蒸気透過率は、測定温度37.8℃、相対湿度100%の条件下で、水蒸気透過率測定装置(MOCON社製、PERMATRAN−W 3/31:商品名)を用いて測定した値である。
本発明の一態様にかかる液晶パネルでは、光変換部材は液晶パネル部材と一体積層される。光変換部材と液晶パネル部材の密着性向上のためには、光変換部材に易接着層を設けることが好ましい。易接着層は、一層であっても二層以上を積層してもよい。易接着層としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。また、好ましい易接着層の一態様を、以下に説明する。
液晶パネル部材は、視認側偏光子と、液晶セルと、バックライト側偏光子と、を含み、任意に、保護フィルム、位相差板等の液晶パネルに通常含まれる各種の層を含むことができる。
液晶セルの駆動モードについては特に制限はなく、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードを利用することができる。
液晶パネル部材において液晶セルを挟んで配置される偏光子(視認側偏光子、バックライト側偏光子)とは、液晶セルを透過する光のON、OFFを行うための偏光子であって、通過しない光を吸収する性質を有する偏光子(いわゆる吸収偏光子)である。以下において、特記しない限り、偏光子とは、吸収偏光子をいうものとする。これに対し、詳細を後述する反射偏光子は、入射光の中の第一の偏光状態の光を反射し、第二の偏光状態の光を透過する機能を有する。
偏光板は、通常、偏光子の一方または両方の面に、保護フィルムを有する。本発明の一態様にかかる液晶パネルにおいても、視認側偏光子、バックライト側偏光子は、それぞれ、一方または両方の面に、保護フィルムを有していてもよい。保護フィルムの厚さは適宜設定し得るが、一般には、強度や取扱い等の作業性、薄層化等の点から1〜500μm程度であり、1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましく、5〜150μmが更に好ましい。なお、視認側偏光子、バックライト側偏光子とも、保護フィルムを介さずに液晶セルと貼り合わせてもよい。液晶セルの、特に基板が、バリア機能を発揮し得るからである。
偏光子と保護フィルムは、公知の接着層ないし粘着層により貼り合わせることができる。詳細については、例えば、特開2012−189818号公報段落0056〜0058、特開2012−133296号公報段落0061〜0063を参照できる。また、本発明の一態様にかかる液晶パネル、液晶表示装置、偏光板および偏光板保護フィルムでは、層間および部材間を貼り合わせる場合、公知の接着剤ないし粘着層を用いることができる。
視認側偏光子およびバックライト側偏光子は、液晶セルとの間に、少なくとも一層の位相差層を有することもできる。例えば、液晶セル側のインナー側偏光板保護フィルムとして、位相差層を有していてもよい。このような位相差層としては、公知のセルロースアシレートフィルム等を用いることができる。
本発明の一態様にかかる液晶パネルは、液晶パネル部材のバックライト側表面に光変換部材が一体積層されている。一体積層のための貼り合わせは、接着層ないし粘着層を介して行うことができる。詳細については、接着層、粘着層について上述した通りである。また、前述の通り、接着剤を使用するラミネート加工または接着剤を使用しないラミネート加工(熱圧着)により、液晶パネル部材と光変換部材とを貼り合わせることもできる。または、先に記載した通り、液晶パネル部材のバックライト側表面に光変換部材を塗工形成することも可能である。
本発明の一態様にかかる液晶パネルは、輝度向上膜を含むことができる。輝度向上膜とは、近年、バックライトの省電力化に伴って、光利用効率を高めるために、主にバックライトと液晶セルのバックライト側偏光板との間に配置される機能膜である。この膜が含まれていない場合と比べ液晶表示装置の表示面の輝度を高める作用を奏することができる機能膜である。
以下、各態様について、順次説明する。
430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層と、
500〜600nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射するコレステリック液晶相を固定してなる第二の光反射層と、
600〜650nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射するコレステリック液晶相を固定してなる第三の光反射層と、
を含む反射偏光子である。
以下、上記の光反射層について説明する。
第一の光反射層の反射中心波長は、430〜470nmの波長帯域にあることが好ましい。
第一の光反射層の反射率のピークの半値幅は100nm以下であることが好ましく、反射率のピークの半値幅が80nm以下であることがより好ましく、反射率のピークの半値幅が70nm以下であることが特に好ましい。
第二の光反射層の反射中心波長は、520〜560nmの波長帯域にあることが好ましい。
第二の光反射層の反射率のピークの半値幅は100nm以下であることが好ましく、反射率のピークの半値幅が80nm以下であることがより好ましく、反射率のピークの半値幅が70nm以下であることが特に好ましい。
第三の光反射層の反射中心波長は、610〜640nmの波長帯域にあることが好ましい。
第三の光反射層の反射率のピークの半値幅は100nm以下であることが好ましく、反射率のピークの半値幅が80nm以下であることがより好ましく、反射率のピークの半値幅が70nm以下であることが特に好ましい。
ピークを与える波長(すなわち反射中心波長)は、コレステリック液晶層のピッチまたは屈折率を変えることにより調整することができるが、ピッチを変えることはキラル剤の添加量を変えることによって容易に調整可能である。具体的には富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60−63に詳細な記載がある。
第一、第二、第三の光反射層の積層順は、バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)、BGR(第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層)、GBR(第二の光反射層、第一の光反射層、第三の光反射層)、GRB(第二の光反射層、第三の光反射層、第一の光反射層)、RBG(第三の光反射層、第一の光反射層、第二の光反射層)またはRGB(第三の光反射層、第二の光反射層、第一の光反射層)という配置順のいずれかであり;
バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)、BGR(第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層)またはGBR(第二の光反射層、第一の光反射層、第三の光反射層)という配置順であることが好ましく;
バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)というという配置順であることがより好ましい。
λ/4板は、反射偏光子から出射された円偏光を直線偏光に変換するための層である。同時に、厚さ方向のレターデーション(Rth)を調節することで、斜め方位から見た場合に発生する正の厚さ方向の位相差をキャンセルすることが可能となる。
従って、λ/4板の厚さ方向のレターデーション(Rth)は、0に近い値であれば好ましく、負の値を有することが更に好ましい。好ましいRth値は、光反射層の層順に依存して異なる。これは、前述したように光反射層は反射しない波長領域においては負のCプレートすなわち正のRthの位相差板として作用するため、光反射層の順序が、好ましいレターデーションを与える波長に直接影響するためである。
ここで、反射偏光子から出射された円偏光を直線偏光に変換するためλ/4板に用いられる「λ/4板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
Re(λ)=λ/4
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよいが、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が
115nm≦Re(550)≦155nm
であることが好ましく、120nm〜145nmの範囲であることがより好ましい。この範囲であると、後述するλ/2板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
ここで、反射偏光子から出射された円偏光を直線偏光に変換するためのλ/4板に用いられる「λ/2板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が、
Re(λ)=λ/2
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。さらに、好ましくは、λ/2板の面内レターデーションRe1がλ/4板の面内レターデーションRe2に対し実質的に2倍であるように設定される。
ここで、「レターデーションが実質的に2倍である」とは、
Re1=2×Re2±50nm
であることを意味する。
Re1=2×Re2±20nm
であることがより好ましく、
Re1=2×Re2±10nm
であることがさらに好ましい。上式は可視光域のいずれかの波長において達成されていればよく、波長550nmにおいて達成されていることが好ましい。この範囲であると、上述のλ/4板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
λ/4板が単層の場合には、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は45°になる。
λ/4板がλ/4板とλ/2板の積層体の場合には、それぞれの遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は、次のような位置関係となる。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報や特開2007−279688号公報に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報や特開2010−244038号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
態様IIにかかる輝度向上膜は、入射光を屈折させて集光または拡散する光機能層を含む。光機能層としては、レンズ層やプリズム層、拡散層がある。光機能層を、支持体上に、例えば接着層を介して貼り合わせることで、輝度向上膜を得ることができる。更に、ハードコート層等の他の層を、任意に含むこともできる。例えば、支持体の一方の面にハードコート層を、他方の面に光機能層を積層することにより、態様IIにかかる輝度向上膜を得ることができる。
本発明の更なる態様は、
上記液晶パネルと、
光源を含むバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置、
に関する。液晶パネルの詳細については、先に記載した通りである。
高輝度かつ高い色再現性の実現の観点からは、バックライトユニットとして、多波長光源化されたものを用いることが好ましい。好ましい一態様としては、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光と、
を発光するバックライトユニットを挙げることができる。
より一層の輝度および色再現性の向上の観点から、青色光の波長帯域は、450〜480nmであることが好ましく、460〜470nmであることがより好ましい。
同様の観点から、緑色光の波長帯域は、520〜550nmであることが好ましく、530〜540nmであることがより好ましい。
また、同様の観点から、赤色光の波長帯域は、610〜650nmであることが好ましく、620〜640nmであることがより好ましい。
液晶表示装置は、視認側偏光板表面にタッチパネル基板を含むこともできる。タッチパネル基板を備えた液晶表示装置は、入力デバイスとして利用可能である。また、表示装置の保護のために配置される前面板を、視認側偏光板表面に配置されていてもよい。
本発明の更なる態様は、
偏光子と、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材と、
が一体積層された偏光板、
に関する。上記偏光板の詳細は、先に記載した通りである。
本発明の更なる態様は、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材を含む偏光板保護フィルム、
に関する。上記偏光板保護フィルムは、少なくとも光変換層を含むため、公知の接着層または粘着層を介して偏光板に貼り合わせることで、量子ドットによる光変換機能を備えた偏光板を作製することができる。
なお、下記の実施例および比較例において輝度向上膜として用いた反射偏光子(スリーエム・カンパニー社製DBEFフィルム)、および光機能層(スリーエム・カンパニー社製BEFフィルム)は、市販の液晶表示装置(パナソニック社製商品名TH−L42D2)を分解し抜き取ったものを用いた。
1.量子ドット含有重合性組成物の調製
トリメチロールプロパンアクリレート0.54mlとラウリルメタクリレート2.4mlと光重合開始剤としてチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製Irgacure 819を混合して重合性組成物を得た。
得られた重合性組成物100mgに対して、量子ドットのトルエン分散液を、発光のピークが600〜680nmの波長帯域にある量子ドットAと、量子ドットAよりも短波長域に発光中心波長を有し、かつ発光のピークが500〜600nmの波長帯域にある量子ドットBとを、各量子ドットの濃度が0.5質量%になるように添加し、減圧乾燥を30分行った。量子ドットが分散されるまで、撹拌を行い、分散液(量子ドット含有重合性組成物)を得た。
ガラス板上に、上記1.で調製した分散液を、完成膜厚が280μmとなるように塗布し、ガラス板上に感光層を形成した。
感光層に対し、空気面側から、UV露光機(HOYA CANDEO OPTRONICS社製EXECURE 3000W)を用いて、窒素雰囲気下で、5J/cm2で露光して、上記感光層を硬化させ、露光膜(硬化膜)を得た。露光した後、硬化膜をガラス板から剥離し、20cm×15cmの大きさに切り出すことで光変換部材101を得た。
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フィルムにヨウ素を吸着させて膜厚20μmの偏光子を作製した。
作製した偏光子の一方の面に、粘着剤を介して位相差フィルム(富士フイルム社製TD80UL)を貼り合わせた。
偏光子の他方の面には、以下の方法により作製した保護フィルムの片面にコロナ処理を施して貼り合わせ、偏光板Pを得た。
<保護フィルムの作製>
下記ラクトン環構造:
上記3.で作製した偏光板P2枚を、位相差フィルムが液晶セル側、保護フィルムが外側に配置されるように視認側偏光板およびバックライト側偏光板として、VA用液晶セルにクロスニコル配置で粘着剤により貼り合わせた。
以上により、液晶パネルL21を得た。液晶パネルL1の液晶層を挟持する2枚のガラス基板は、それぞれ厚さが0.42mmであった。
市販のタブレット型LCD(Apple社製iPad(登録商標))を分解し、プリズムシートおよび拡散シートを抜き取った上で、反射板に付着したLEDモジュールと導光板の間に、青色光のみを透過するフィルタを配置した。したがって、バックライトユニットからは青色光が出射され、液晶パネルに入射する。
液晶パネルを、液晶パネルL21に変更したうえで、液晶セルと導光板との間に、上記1.で作製した光変換部材101を配置し、再度組み立てることで液晶表示装置101を得た。
1.光変換部材付液晶パネルL1の作製
光変換部材QD1の片面に易接着層を作製した。
光変換部材QD1の易接着層と、上記方法で作製した液晶パネルL21のバックライト側偏光板表面(保護フィルム表面)とをアクリル系粘着剤により貼り合わせ、光変換部材付液晶パネルL1を得た。
市販のタブレット型LCD(Apple社製iPad)を分解し、プリズムシートおよび拡散シートを抜き取った上で、反射板に付着したLEDモジュールと導光板の間に、青色光を透過するフィルタを配置した。
液晶パネルを、液晶パネルL1に変更した後、再度組み立てることで液晶表示装置102を得た。
光変換部材として、以下の方法で作製した両面バリアフィルム付光変換部材QD2を用いた点以外、比較例1と同様の方法で液晶表示装置103を得た。
<両面バリアフィルム付光変換部材QD2の作製>
1.バリアフィルムの作製
(1)無機膜の作製
透明基材としてPETフィルム(東洋紡社製コスモシャインA4300、厚み100μm、波長535nmにおける屈折率nu(535):1.62)を用い、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が25nmになるように成膜を行った。
成膜圧力:2.5×10−1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
(2)有機膜の作製
上記(1)で得た無機膜の上に、フルオレンを骨格とするカルドポリマーを有する樹脂をスピンコート法にて塗布し、160℃で1時間加熱することにより、有機膜を形成した。有機膜の膜厚は1μmであった。このようにして、バリアフィルムを得た。なお、得られたバリアフィルムのバリア特性を前述の方法で測定したところ、酸素透過率は、0.5cm3/(m2・day)以下、水蒸気透過率は0.5g/(m2・day)以下であった。
(3)光変換部材への貼り合わせ
作製したバリアフィルムを、光変換部材QD1(光変換層)の両面にアクリル系粘着剤を介して無機層が光変換層側、有機層が外側に位置するように貼り合わせ、両面バリアフィルム付光変換部材QD2を得た。
光変換部材として、上記方法で作製した両面バリアフィルム付光変換部材QD2を用いた点以外、実施例1と同様の方法で液晶パネルL2および液晶表示装置104を得た。
液晶セルとして、タブレット型LCD(Apple社製iPad2)を分解し、その中の液晶セルを用いて液晶パネルL3を作製した点以外、実施例2と同法の方法で液晶表示装置106を得た。液晶パネルの液晶層を挟持する2枚のガラス基板は、それぞれ厚さ0.25mmであった。
液晶セルとして、実施例3と同様の液晶セルを用いて液晶パネルL22を作製した点以外、比較例2と同法の方法で液晶表示装置105を得た。
反射偏光子(スリーエム・カンパニー社製DBEFフィルム)に易接着層を形成した。
液晶セルとして、液晶層を挟持する2枚のガラス基板が、それぞれ厚さ0.25mmである液晶セルを用いた点、および液晶セルのバックライト側表面と上記方法で形成した易接着層付輝度向上膜の易接着層とをアクリル系粘着剤により貼り合わせて液晶パネルL23を作製した点以外、比較例2と同法の方法で液晶表示装置107を得た。
光機能層(スリーエム・カンパニー社製BEFフィルム)に易接着層を形成した。
液晶セルとして、液晶層を挟持する2枚のガラス基板が、それぞれ厚さ0.25mmである液晶セルを用いた点、液晶セルのバックライト側表面と上記方法で形成した易接着層付輝度向上膜の易接着層とをアクリル系粘着剤により貼り合わせた点、およびBEFフィルム表面に、アクリル系粘着剤を介して両面バリアフィルム付光変換部材QD2を貼り合わせた点以外、実施例1と同様の方法で液晶セルL4および液晶表示装置108を得た。
光機能層に変えて反射偏光子(スリーエム・カンパニー社製DBEFフィルム)を用いた点以外、実施例4と同様の方法で液晶セルL5および液晶表示装置109を得た。
以下の方法で作製した液晶パネルL6を用いた点以外、実施例1と同様の方法で液晶表示装置110を得た。
1.液晶セルと偏光板との貼り合わせ
上記方法で作製した偏光板P2枚を、位相差フィルムが液晶セル側、保護フィルムが外側に配置されるように視認側偏光板およびバックライト側偏光板として、VA用液晶セルにクロスニコル配置で貼り合わせた。VA用液晶セルとしては、シャープ社製206SHを分解し液晶セルだけを取り出した後、液晶層を挟持する2枚のガラス基板を、それぞれ厚さ0.25mmに研磨して調整したものを用いた。
特開2003−262727号公報の段落0020〜0033と同様にして、40μm基材の上に2層の液晶性材料を塗布、重合後することで、λ/4板を準備した。
λ/4板AのRe(450)は110nm、Re(550)は135nm、Re(630)は140nm、膜厚は1.6μmであった。
λ/4板Aの上に、特開2013−203827号公報の段落0016〜0148および富士フイルム研究報告 No.50(2005年)pp.60−63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層、コレステリック液晶相を固定してなる第二の光反射層およびコレステリック液晶相を固定してなる第三の光反射層を塗布により形成し、反射偏光子を形成した。
得られた第一の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は450nm、半値幅は40nm、膜厚は1.8μmであった。
得られた第二の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は550nm、半値幅は50nm、膜厚は2.0μmであった。
得られた第三の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は630nm、半値幅は60nm、膜厚は2.1μmであった。
なお、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層の平均屈折率は1.57であった。
得られたλ/4板および反射偏光子のトータル厚さは47.5μmであった。このようにして得られたλ/4板と反射偏光子との積層体の第三の光反射層表面に、粘着剤を介して市販のプリズムシートを貼り合わせることで積層フィルムAを得た。
積層フィルムAのλ/4板と、上記1.で液晶セルと貼り合わせたバックライト側偏光板表面(保護フィルム表面)とを、アクリル系粘着剤により貼り合わせた。
その後、積層フィルムAのプリズムシート表面と、上記方法で作製した両面バリアフィルム付光変換部材QD2のバリア層表面とを、アクリル系粘着剤により貼り合わせた。
以上により、光変換部材付液晶パネルL6を得た。
反射偏光子(スリーエム・カンパニー社製DBEFフィルム)の一方の面に易接着層を形成し、他方の面にアクリル系粘着剤により光機能層(スリーエム・カンパニー社製BEFフィルム)を貼り合わせた点以外、実施例4と同法の方法で液晶パネルL7および液晶表示装置111を得た。
第三の光反射層表面にアクリル系粘着剤により光機能層(スリーエム・カンパニー社製BEFフィルム)を貼り合わせた点、および、光機能層表面と両面バリアフィルム付光変換部材QD2のバリア層表面とをアクリル系粘着剤により貼り合わせた点以外、実施例4と同様の方法で液晶パネルL8および液晶表示装置112を得た。
1.片面バリアフィルム付光変換部材QD3の作製
バリア層を片面のみに形成した点以外、光変換部材QD2の作製と同様の方法で、片面バリアフィルム付光変換部材QD3を作製した。
光変換部材QD3のバリア層を設けていない表面(光変換層表面)を光機能層表面との貼り合わせ面とした点以外、実施例8と同様の方法で液晶パネルL9および液晶表示装置113を得た。
バックライト側偏光板の外側保護フィルムを設けなかった点以外、実施例2と同様の方法で液晶パネルL10および液晶表示装置114を得た。
バックライト側偏光板の外側保護フィルムを設けなかった点以外、実施例5と同様の方法で液晶パネルL11および液晶表示装置115を得た。
バックライト側偏光板の外側保護フィルムを設けなかった点以外、実施例6と同様の方法で液晶パネルL12および液晶表示装置116を得た。
バックライト側偏光板の外側保護フィルムを設けなかった点以外、実施例7と同様の方法で液晶パネルL13および液晶表示装置117を得た。
バックライト側偏光板の外側保護フィルムを設けなかった点以外、実施例8と同様の方法で液晶パネルL14および液晶表示装置118を得た。
バックライト側偏光板の外側保護フィルムを設けなかった点以外、実施例9と同様の方法で液晶パネルL15および液晶表示装置119を得た。
1.色ムラ評価
実施例、比較例の液晶表示装置を、温度60℃相対湿度90%の高温高湿環境下に48時間保持し、次いで温度25℃相対湿度60%の環境下に2時間放置した後、液晶表示装置のバックライトを点灯させた。点灯から5〜10時間後に液晶表示装置の256階調中90階調のグレーを表示し、液晶パネルに向かって極角60°(液晶パネル表面の法線方向から60°の方向)、方位角45°(液晶パネル表面の長辺方向を0°として反時計回りに45°の方向)の斜め視野方向で、液晶パネルとの間隔が700mmの位置に輝度計(TOPCON社製SR−3)を設置し、高温高湿環境下での保持前との色味の変化の値を測定し、以下の評点をつけた。
A:色味の変化の値は3.0未満(色味の変化はほとんど見られなかった。)
B:色味の変化の値は3.0以上5.0未満(一部の領域に色味の変化は見られたが、許容範囲内であった。)
C:色味の変化の値は5.0以上9.0未満(一部の領域に許容できない色味の変化が見られた。)
D:色味の変化の値は9.0以上(多くの領域に許容できない色味の変化が見られた。)
各実施例の液晶表示装置について、光変換部材を液晶パネルに貼り合わせず、導光板と液晶パネルとの間に配置した比較用装置を作製し、上記1.と同様に色ムラ評価を行い、評価用装置と実施例の液晶表示装置とを対比し、以下の基準で色ムラ改善率を評価した。
S: 比較用装置では、多くの領域に許容できない色味の変化が見られたが、対応する実施例の液晶表示装置では、色味の変化はほとんど見られなかった。
A: 比較用装置では、一部の領域に許容できない色味の変化が見られたが、対応する実施例の液晶表示装置では、色味の変化はほとんど見られなかった。
表1、2に示す結果から、液晶パネル部材のバックライト側表面に光変換部材を一体積層した液晶パネルを用いた実施例の液晶表示装置では、高温高湿環境下での保持後の色ムラ発生が抑制されたことが確認できる。また、色ムラ改善は、液晶セルを挟持するガラス基板が薄い実施例ほど顕著であった。
Claims (13)
- 視認側偏光子と、液晶セルと、バックライト側偏光子と、を有する液晶パネル部材と、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材と、
を含み、
前記液晶パネル部材のバックライト側表面に前記光変換部材が一体積層されている液晶パネル。 - 前記光変換部材は、少なくとも一層のバリア層を含む請求項1に記載の液晶パネル。
- 輝度向上膜を更に含み、かつ、
バックライト側偏光子、輝度向上膜および光変換層をこの順に有する請求項1または2に記載の液晶パネル。 - 前記輝度向上膜は、円偏光を出射するコレステリック液晶層を有する反射偏光子を含み、かつ、
前記反射偏光子とバックライト側偏光子との間にλ/4板を更に含む請求項3に記載の液晶パネル。 - 前記輝度向上膜は、直線偏光を出射する反射偏光子を含む請求項3に記載の液晶パネル。
- 前記輝度向上膜は、入射光を屈折させて集光または拡散する光機能層を含む請求項3に記載の液晶パネル。
- 前記輝度向上膜を2層以上有する請求項3〜6のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記液晶セルは、2枚の基板と、該2枚の基板間に位置する液晶層と、を含み、
前記2枚の基板はそれぞれ、厚さが0.3mm以下である請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶パネル。 - 前記光変換層は、少なくとも、
600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、および
500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、
を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶パネル。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶パネルと、
光源を含むバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置。 - 前記光源は、430nm〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する請求項10に記載の液晶表示装置。
- 偏光子と、
入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材と、
が一体積層された偏光板。 - 入射する励起光によって励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層を有する光変換部材を含む偏光板保護フィルム。
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