JP5932750B2 - 偏光板のセット及び前面板一体型液晶表示パネル - Google Patents

Description

本発明は、前面板が一体化された前面側偏光板と、背面側偏光板とからなる偏光板のセット、及びこれらを液晶セルに貼合した前面板一体型液晶表示パネルに関するものである。

液晶表示装置は、従来から卓上計算機、電子時計、パーソナルコンピュータ等に使用されているが、近年急激にその需要が増加しており、最近では携帯電話やタブレット型端末等にも使用されるなど、その用途も広がっている。これらの液晶表示装置は通常、液晶セルの表裏に一対の偏光板を配置した液晶表示パネルを主要部材として含む。

最近の市場では、画面が大型化した携帯電話やタブレット型端末等のモバイル機器の普及に伴い、その構成部材である液晶表示パネルの軽量化、薄型化が要求されており、液晶セルのガラス基板や前面板を薄くする傾向にある。また、界面における反射や光の散乱をなくして視認性を向上させるために、前面板が粘着剤や紫外線硬化型樹脂で液晶表示パネルと一体化される傾向もある。

従来の液晶表示パネルでは、前面板及び液晶セルが厚いため、高温環境下でも偏光板の収縮による反りは抑制されていたが、上記のような前面板や液晶セルに使用されているガラス基板を薄くする近年の傾向に伴い、高温環境下での偏光板の収縮に起因する液晶表示パネルの反りが発生し、最終製品の筐体に収まらないなどの問題が生じるようになった。

このような液晶表示パネルの反りを抑制するために、液晶セルの視認側に配置される偏光板（前面側偏光板）の厚みと、液晶セルの視認側とは反対側（背面側）に配置される偏光板（背面側偏光板）の厚みとを異ならせる手法が従来知られている。例えば特許文献１には、前面側偏光板の偏光膜（偏光子）の厚みを、背面側偏光板の偏光膜より薄くすることで液晶表示パネルの反りを抑制する方法が記載されている。

しかし、高温環境下における液晶表示パネルの反りは、上記のとおり偏光子の厚みによる偏光板の収縮に起因するため、特許文献１のように前面側偏光板の偏光子の厚みを薄くした場合、特に視認性向上のために前面板を粘着剤や紫外線硬化型樹脂などで一体化させた液晶表示パネルの場合には、反りが発生することがあり、反りの抑制は必ずしも満足のいくものではない。

また特許文献２には、プラスチック基板液晶セルを使用した液晶表示素子（液晶表示パネル）において、プラスチック基板液晶セルの反り量が抑制するために、前面側偏光板を構成する保護層の厚みを背面側偏光板を構成する保護層の厚みより小さくすることが記載されている。しかし、特許文献２のような保護層の厚みを異ならせる方法では、視認性向上のために前面側偏光板に前面板が一体化された液晶表示パネルに適用した場合、高温環境下で、保護層の熱収縮に起因する液晶セルの反りが発生し、最終製品の筐体に収まらないという問題が生ずる場合がある。

特開２０１２−０５８４２９号公報 特開２００２−２２１７１５号公報

本発明の目的は、液晶表示パネルとした際に高温環境下での反り量が抑制される偏光板のセット、及びこの偏光板のセットを液晶セルに貼合してなる前面板一体型液晶表示パネルを提供することにある。

本発明は、以下に示す偏光板のセット及び前面板一体型液晶表示パネルを提供する。
［１］ 前面側偏光板及びその視認側に配置されるヤング率が２ＧＰａ以上の前面板から構成される、液晶セルの視認側に配置される前面板一体型偏光板と、前記液晶セルの背面側に配置される背面側偏光板とのセットであって、
８５℃にて１００時間加熱したときの前記前面側偏光板における吸収軸方向及び透過軸方向の寸法変化率をそれぞれＦ_a、Ｆ_tとし、８５℃にて１００時間加熱したときの前記背面側偏光板における吸収軸方向及び透過軸方向の寸法変化率をそれぞれＲ_a、Ｒ_tとするとき、
下記式：
（Ｒ_a−Ｆ_t）＜（Ｆ_a−Ｒ_t） ［Ｉ］
を満たす、偏光板のセット。

［２］ 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板は、偏光子を含み、
前記前面側偏光板の偏光子の厚みが、前記背面側偏光板の偏光子の厚みより大きい、［１］に記載の偏光板のセット。

［３］ 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板は、長辺と短辺を有する方形形状を有しており、
前記前面側偏光板は、その吸収軸が短辺方向と略平行であり、
前記背面側偏光板は、その吸収軸が長辺方向と略平行である、［１］又は［２］に記載の偏光板のセット。

［４］ 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板はそれぞれ、
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光子と、
前記偏光子の少なくとも一方の面に積層される保護層と、
を備える、［１］〜［３］のいずれかに記載の偏光板のセット。

［５］ 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板の少なくとも一方は、前記偏光子における液晶セル側の面に積層される液晶セル側保護層を備え、
前記液晶セル側保護層は、面内位相差を有する、［４］に記載の偏光板のセット。

［６］ 前記背面側偏光板は、液晶セルとは反対側の最表面に積層される、前記偏光子及び前記保護層以外の他の光学層をさらに備える、［４］又は［５］に記載の偏光板のセット。

［７］ ［１］〜［６］のいずれかに記載の偏光板のセットと、液晶セルと、を備え、
前記液晶セルの視認側に前記前面板一体型偏光板がその前面側偏光板側で貼合されており、前記液晶セルの背面側に前記背面側偏光板が貼合されている、前面板一体型液晶表示パネル。

［８］ ８５℃にて２４０時間加熱したときの反り量が、絶対値で０．５ｍｍ以下である、［７］に記載の前面板一体型液晶表示パネル。

本発明によれば、高温環境下での反り量を効果的に抑制することができ、最終製品の筐体に容易に収めることのできる前面板一体型液晶表示パネルを提供することができる。

本発明に係る偏光板のセットにおける好ましい層構成の例を示す概略断面図である。 本発明に係る前面板一体型液晶表示パネルにおける好ましい層構成の例を示す概略断面図である。 前面側偏光板、及びその吸収軸と透過軸の軸角度を示す概略平面図である。 背面側偏光板、及びその吸収軸と透過軸の軸角度を示す概略平面図である。

＜偏光板のセット＞
図１は、本発明に係る偏光板のセットにおける好ましい層構成の例を概略断面図で示したものである。また図２は、図１に示される偏光板のセット（前面板一体型偏光板４０及び背面側偏光板５０）を液晶セル６０に貼合してなる前面板一体型液晶表示パネル８０を示したものである。図１を参照して、本発明の偏光板のセットは、前面板一体型偏光板４０と背面側偏光板５０から構成される。本発明の偏光板のセットを構成する前面板一体型偏光板４０は、前面側偏光板３０と、その視認側に配置される前面板１０との一体化物である。図１の例において前面側偏光板３０は、偏光子３７；偏光子３７の視認側の面に貼合される保護層３５ａ；偏光子３７の視認側とは反対側（液晶セル側）の面に貼合される保護層３５ｂを含む。

また背面側偏光板５０は、偏光子５７；偏光子５７の視認側（液晶セル６０側）の面に貼合される保護層５５ａ；偏光子３７の視認側とは反対側（背面側）の面に貼合される保護層５５ｂを含む。

（１）前面板
前面板１０は、液晶セル６０の反りを抑制したり、液晶セル６０を保護したりする役割を担うものであり、ヤング率が２ＧＰａ以上である透光性の（好ましくは光学的に透明な）板状体であることができる。前面板１０は、上記ヤング率を満たす限り、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。

前面板１０は、前面板一体型液晶表示パネルを用いた最終製品において最外面に配置されることから、屋外又は半屋外で使用される場合においても十分な耐久性を示すことが求められる。このような観点から、前面板１０は、ガラス又は強化ガラスのような無機材料、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂のような有機材料で構成されることが好ましい。

前面板１０は、例えば、タッチパネルを構成している強化ガラスやフィルムであってもよい。タッチパネルの方式に特に制限はなく、静電容量方式、表面弾性波方式、抵抗膜方式、電磁誘導方式、光センサー方式、赤外線方式等が例示される。

前面板１０は、反射防止、防汚、電磁波遮蔽、近赤外線遮蔽、色調整、又はガラス飛散防止等の機能を有していてもよい。上記機能を有する前面板は、例えば、上記機能を有する１以上の層（又はフィルム）を、上述のような無機材料又は有機材料からなる基板上に積層したものであることができる。かかる多層構造の前面板１０は、例えば、上述のような無機材料又は有機材料からなる基板上に上記機能を付与するために有効な剤を直接塗布する方法もしくは別途作成した上記機能を有する機能性のフィルムを貼合することによって作成することができる。

図１に示されるように、前面板１０と前面側偏光板３０との一体化は、これらを紫外線硬化型樹脂又は粘着剤２０を介して貼合することによって実現できる。前面板１０と前面側偏光板３０との界面における反射や光の散乱を無くし、視認性を向上させるために、紫外線硬化型樹脂又は粘着剤２０は、その屈折率が前面板１０の屈折率に近いか又はこれと同じであることが好ましく、また、光学的に透明であることが好ましい。

紫外線硬化性樹脂としては、（メタ）アクリル酸エステルやエポキシ樹脂のような一般的な紫外線硬化性液状物を使用することができる。また粘着剤としては、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、ポリエーテル等をベースポリマーとするものを用いることができる。なかでも、アクリル系粘着剤のように、光学的な透明性に優れ、透明性の高いアクリル系粘着剤を使用することが好ましい。ここで、「（メタ）アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルを意味し、その他、（メタ）アクリレートなどというときの「（メタ）」も同様の趣旨である。

（２）前面側偏光板及び背面側偏光板
前面側偏光板３０は、前面板１０と一体化された前面板一体型偏光板４０として、液晶セル６０の視認側に配置される偏光板であり、少なくとも偏光子３７を含む。前面側偏光板３０は通常、偏光子３７に加えて、その少なくとも一方の面に積層される保護層を備える。図１の例においては、偏光子３７の両面に保護層３５ａ，３５ｂが貼合されている。図１の例に限らず、例えば保護層３５ｂを省略するなど、偏光子３７の一方の面のみに保護層を積層するようにしてもよい。

背面側偏光板５０は、液晶セル６０の背面側（視認側とは反対側）に配置される偏光板であり、少なくとも偏光子５７を含む。背面側偏光板５０は通常、偏光子５７に加えて、その少なくとも一方の面に積層される保護層を備える。図１の例においては、偏光子５７の両面に保護層５５ａ，５５ｂが貼合されている。図１の例に限らず、例えば保護層５５ａを省略するなど、偏光子５７の一方の面のみに保護層を積層するようにしてもよい。

図３は、前面側偏光板３０、及びその吸収軸３０ａと透過軸３０ｂの軸角度を示す概略平面図であり、図４は、背面側偏光板５０、及びその吸収軸５０ａと透過軸５０ｂの軸角度を示す概略平面図である。図示されるように、前面側偏光板３０及び背面側偏光板５０の外形形状は、例えば、長辺と短辺を有する方形形状であることができる。そして、この場合において、前面側偏光板３０（偏光子３７）の吸収軸３０ａと前面側偏光板３０の短辺（従って、前面側偏光板３０が貼合される液晶セル６０の短辺）とがなす角度は、通常±４５度以内であり、好ましくは±１０度以内である。前面側偏光板３０の吸収軸３０ａと前面側偏光板３０の短辺とは平行であるか、又は略平行（なす角度が±７度以内）であることがより好ましい。同様に、吸収軸３０ａに直交する透過軸３０ｂと前面側偏光板３０の長辺（従って、前面側偏光板３０が貼合される液晶セル６０の長辺）とがなす角度は、通常±４５度以内であり、好ましくは±１０度以内である。前面側偏光板３０の透過軸３０ｂと前面側偏光板３０の長辺とは平行であるか、又は略平行（なす角度が±７度以内）であることがより好ましい。図３において、前面側偏光板３０の吸収軸３０ａと前面側偏光板３０の短辺とは平行であり、前面側偏光板３０の透過軸３０ｂと前面側偏光板３０の長辺とは平行である。

また図４を参照して、背面側偏光板５０（偏光子５７）の吸収軸５０ａと背面側偏光板５０の長辺（従って、背面側偏光板５０が貼合される液晶セル６０の長辺）とがなす角度は、通常±４５度以内であり、好ましくは±１０度以内である。背面側偏光板５０の吸収軸５０ａと背面側偏光板５０の長辺とは平行であるか、又は略平行（なす角度が±７度以内）であることがより好ましい。同様に、吸収軸５０ａに直交する透過軸５０ｂと背面側偏光板５０の短辺（従って、背面側偏光板５０が貼合される液晶セル６０の短辺）とがなす角度は、通常±４５度以内であり、好ましくは±１０度以内である。背面側偏光板５０の透過軸５０ｂと背面側偏光板５０の短辺とは平行であるか、又は略平行（なす角度が±７度以内）であることがより好ましい。図４において、背面側偏光板５０の吸収軸５０ａと背面側偏光板５０の長辺とは平行であり、背面側偏光板５０の透過軸５０ｂと背面側偏光板５０の短辺とは平行である。

以上のような軸角度を有する本発明の偏光板のセットにおいて、８５℃にて１００時間加熱したときの前面側偏光板３０（前面板１０が貼合されておらず、液晶セル６０にも貼合されていない状態）における吸収軸３０ａ方向及び透過軸３０ｂ方向の寸法変化率をそれぞれＦ_a、Ｆ_tとし、８５℃にて１００時間加熱したときの背面側偏光板５０（液晶セル６０に貼合されていない状態）における吸収軸５０ａ方向及び透過軸５０ｂ方向の寸法変化率をそれぞれＲ_a、Ｒ_tとするとき、Ｆ_a、Ｆ_t、Ｒ_a及びＲ_tは、次の関係：
（Ｒ_a−Ｆ_t）＜（Ｆ_a−Ｒ_t） ［Ｉ］
を満たす。

ここでいう吸収軸方向の寸法変化率とは、加熱前における偏光板の吸収軸方向の長さをＬ₀（ｍｍ）、加熱後における偏光板の吸収軸方向の長さをＬ₁（ｍｍ）とするとき、下記 寸法変化率＝［（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀］×１００ ［ＩＩ］
で表わされる。透過軸方向の寸法変化率についても、透過軸方向の長さであること以外は吸収軸方向の寸法変化率と同じである。

上記吸収軸及び透過軸は、より具体的には偏光板が有する偏光子の吸収軸及び透過軸である。寸法変化率の具体的な測定方法は、後述する実施例の項に記載の方法に従うことができる。

高温環境下における偏光板の収縮は吸収軸方向で大きく、特に、吸収軸方向の寸法がより大きい背面側偏光板５０における吸収軸５０ａ方向の寸法変化率が、前面板一体型液晶表示パネルの反りに対して支配的となる。上記式［Ｉ］を満たす偏光板のセットによれば、反りに対して支配的となる背面側偏光板５０の吸収軸５０ａ方向の寸法変化率Ｒ_aと、同じく寸法のより大きい前面側偏光板３０の透過軸３０ｂ方向の寸法変化率Ｆ_tとを好適に釣り合わせることができるため、前面板一体型液晶表示パネルとしたときの高温環境下での反り量を効果的に抑制することができ、例えば前面板一体型液晶表示パネルを８５℃にて２４０時間加熱する条件下においても、その反り量を絶対値で０．５ｍｍ以下に抑えることができる。なお、前面板一体型液晶表示パネルの反り量は、後述する実施例の項に記載の方法に従って測定される。

前面側偏光板３０の吸収軸方向の寸法変化率Ｆ_aは、好ましくは１．２〜３．０％であり、より好ましくは１．３〜２．０％である。寸法変化率Ｆ_aが３．０％を超えると、収縮量が大きすぎて高温環境下で前面側偏光板３０が液晶セル６０から剥離するおそれがある。同様の理由から、前面側偏光板３０の透過軸方向の寸法変化率Ｆ_tは、好ましくは０．１〜２．０％であり、より好ましくは０．２〜１．０％である。背面側偏光板５０の吸収軸方向の寸法変化率Ｒ_aは、好ましくは０．８〜３．０％であり、より好ましくは１．０〜２．０％である。背面側偏光板５０の透過軸方向の寸法変化率Ｒ_tは、好ましくは０．１〜２．０％であり、より好ましくは０．１〜１．０％である。前面側偏光板３０の透過軸方向の寸法変化率Ｆ_t又は背面側偏光板５０の透過軸方向の寸法変化率Ｒ_tが０．１％未満であると、偏光板の光学特性に支障をきたす場合がある。

前面板一体型液晶表示パネルの反り量をより効果的に抑制するうえでは、上記式［Ｉ］の左辺である（Ｒ_a−Ｆ_t）は小さいほど好ましい。（Ｒ_a−Ｆ_t）は、好ましくは１．０％以下であり、より好ましくは０．９％以下であり、さらに好ましくは０．８％以下である。

上記式［１］の関係式の実現は、例えば前面側偏光板３０が有する偏光子３７の厚みを、背面側偏光板５０が有する偏光子５７の厚みより大きくすることで達成できる。偏光子の厚みが小さいほど、寸法変化率は小さくなるためである。

前面側偏光板３０及び背面側偏光板５０に用いられる偏光子３７，５７としては、特に制限されないが、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素（ヨウ素や有機染料）が吸着配向されたものを好適に用いることができる。偏光子３７，５７を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得ることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体等が例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類等を挙げることができる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常８５〜１００モル％程度、好ましくは９８モル％以上である。このポリビニルアルコール系樹脂はさらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタール等も使用し得る。

ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１０００〜１００００程度、好ましくは１５００〜５０００程度である。具体的なポリビニルアルコール系樹脂や二色性色素としては、例えば、特開２０１２−１５９７７８号公報に例示されているものが挙げられる。

上記ポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光子３７，５７の原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に制限されるものでなく、公知の方法で製膜することもできる。ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの厚みは特に制限されないが、例えば、１〜１５０μｍ程度である。延伸のしやすさなども考慮すれば、その厚みは１０μｍ以上であるのが好ましい。

偏光子３７は、例えば、上記のようなポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色してその二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びこのホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て、最後に乾燥させて製造することができる。偏光子３７の製造工程におけるポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸、染色、ホウ酸処理、水洗工程、乾燥工程は、例えば特開２０１２−１５９７７８号公報に記載されている方法に準じて行ってもよい。当該文献に記載の方法においては、上記ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムを用いるのではなく、基材フィルムへのポリビニルアルコール系樹脂のコーティングによって、偏光子となるポリビニルアルコール系樹脂層が形成され、これに保護層が積層された偏光板が製造される。

偏光子３７の厚みは、２〜４０μｍ程度であることができ、好ましくは３〜３０μｍ程度である。

偏光子３７，５７の少なくとも一方の面に貼合される保護層は、透明樹脂からなる層であることができ、透明性や均一な光学特性、機械強度、熱安定性等に優れる樹脂からなることが好ましい。保護層を構成する透明樹脂の具体例は、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレートのような（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリエーテルスルホン系樹脂；ポリスルホン系樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂；ポリノルボルネン系樹脂を含む。

偏光子３７の両面に保護層３５ａ，３５ｂが積層される場合において、これらの保護層３５ａ，３５ｂは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。偏光子５７の保護層５５ａ，５５ｂについても同様である。

前面側偏光板３０及び背面側偏光板５０の少なくとも一方は、偏光子における液晶セル６０側の面に積層される液晶セル側保護層を備えており、この液晶セル側保護層が面内位相差を有していることが好ましい。例えば、前面側偏光板３０において、偏光子３７における液晶セル６０側に貼合される保護層３５ｂは、面内位相差を有する保護層であることができる。また例えば、背面側偏光板５０において、偏光子５７における液晶セル６０側に貼合される保護層５５ａは、面内位相差を有する保護層であることができる。

保護層の面内位相差は、一軸延伸又は二軸延伸によって付与することができる。面内位相差値Ｒ₀は、適用される液晶セル６０の種類に合わせて適宜設定すればよいが、一般には３０ｎｍ以上とすることが好ましい。面内位相差値の上限は、例えば３００ｎｍ程度である。面内位相差値Ｒ₀は、下記式：
Ｒ₀＝（ｎ_x−ｎ_y）×ｄ ［ＩＩＩ］
で定義される。ｎ_xは保護層の面内遅相軸方向の屈折率、ｎ_yは面内進相軸方向（面内遅相軸方向と直交する方向）の屈折率、ｄは保護層の厚みである。

前面側偏光板３０及び背面側偏光板５０が有し得る保護層の厚みは、通常５〜２００μｍ程度であり、好ましくは１０μｍ以上であり、また好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以下である。

偏光子と保護層との貼合は、接着剤又は粘着剤を用いることができる。接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂やウレタン樹脂を主成分として含む水系接着剤や、紫外線硬化型樹脂（エポキシ系樹脂等）のような光硬化型樹脂を含む光硬化型接着剤を用いることができる。粘着剤としては、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、ポリエーテル等をベースポリマーとするものを用いることができる。偏光子への貼合に先立って、保護層の貼合面に、ケン化処理、コロナ処理、プライマー処理、アンカーコーティング処理等の易接着処理を施してもよい。

前面側偏光板３０が、偏光子３７における視認側に積層される保護層３５ａを備える場合において、この保護層３５ａの外表面に、必要に応じてハードコート層、反射防止層又は防眩層等の表面処理層を設けてもよい。ハードコート層は、前面側偏光板３０の表面の傷付き防止のために形成される表面処理層であり、その構成材料は、紫外線硬化型樹脂、例えばアクリル系やシリコーン系等の樹脂の中から、保護層３５ａとの密着性や硬度を考慮して選択される。

反射防止層は、前面側偏光板３０の表面における外光の反射防止を目的として形成される表面処理層であり、公知の方法で形成することができる。防眩層は、前面側偏光板３０の表面に外光が映り込むことにより生じる視認性の低下を防止するために形成される表面処理層であり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式等による粗面化方式や紫外線硬化型樹脂に透明微粒子を混合する方式などにより保護層３５ａの表面が凸凹構造となるように形成されるのが一般的である。

前面側偏光板３０及び／又は背面側偏光板５０は、偏光板とは異なる光学機能を示す、偏光子及び保護層以外の他の光学層を１層又は２層以上有することができる。他の光学層具体例は、例えば、反射層、半透過型反射層、位相差板、輝度向上フィルムを含む。例えば、前面側偏光板３０及び／又は背面側偏光板５０は、偏光子と保護層とを含む上述の偏光板に位相差板がさらに積層されている楕円偏光板又は円偏光板、１つの保護層が視野角補償フィルムである偏光板、偏光子と保護層とを含む上述の偏光板に輝度向上フィルムがさらに積層されている偏光板等であることができる。

位相差板は、特にモバイル用途の画像表示装置に使用される楕円偏光又は円偏光モードの複合偏光板を形成し得る、いわゆるλ板（１／２λ板又は１／４λ板）であり、上述の保護層上に積層することができる。楕円偏光又は円偏光モードの複合偏光板は、入射する偏光方向が直線偏光の場合は楕円偏光又は円偏光に、入射する偏光方向が楕円偏光又は円偏光の場合は直線偏光に変える機能を有している。特に楕円偏光又は円偏光を直線偏光に、直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えられる位相差板としては１／４λ板と呼ばれるものが使用される。また、１／２λ板は直線偏光の方向を変える機能を有している。

位相差板の具体例としては、ポリカーボネート系、ポリビニルアルコール系、ポリスチレン系、ポリメチルメタクリレート系、ポリプロピレンのようなポリオレフィン系、ポリアリレート系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリノルボルネン系等から選ばれる樹脂フィルムを延伸処理して得られる延伸フィルムが例示される。かかる延伸フィルムは、一軸や二軸等の適宜な方式で処理したものであることができる。また、熱収縮性フィルムとの接着下に収縮力及び／又は延伸力を印加することでフィルムの厚み方向の屈折率を制御した複屈折性フィルムであってもよい。

輝度向上フィルムは、液晶表示装置等における輝度の向上を目的として用いられ、その具体例は、屈折率異方性が互いに異なる薄膜フィルムを複数枚積層して反射率に異方性が生じるように設計された反射型偏光分離シート、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持した円偏光分離シートを含む。

上記光学層は、粘着剤又は接着剤を用いて偏光板と一体化することができる。用いられる粘着剤又は接着剤は特に制限されるものではなく、適宜のものを選択して使用すればよい。接着作業の簡便性や光学歪の発生防止等の観点から、粘着剤を使用することが好ましい。粘着剤に特に制限はなく、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、ポリエーテル等をベースポリマーとするものを用いることができる。なかでも、アクリル系粘着剤のように、光学的な透明性に優れ、適度な濡れ性や凝集力を保持し、偏光板及び光学層との接着性にも優れ、さらには良好な耐熱性を有し、高温環境下で浮きや剥がれ等の剥離問題を生じないものを選択して用いることが好ましい。

光学層を貼合するための粘着剤からなる層は、必要に応じて光散乱性を示すための微粒子を含有していてもよく、ガラス繊維、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粉やその他の無機粉末のような充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を含有していてもよい。紫外線吸収剤には、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等がある。

背面側偏光板５０は、液晶セル６０とは反対側の最表面に積層される上述の他の光学層を１層又は２層以上有していることが好ましく、背面側偏光板５０が上記最表面に有する光学層としては、輝度向上フィルム等を挙げることができる。

＜前面板一体型液晶表示パネル＞
本発明に係る前面板一体型液晶表示パネルは、上述の前面板一体型偏光板４０及び背面側偏光板５０を液晶セル６０に貼合したものである。図２は、本発明に係る前面板一体型液晶表示パネルにおける好ましい層構成の例を示す概略断面図であり、図１に示される偏光板のセット（前面板一体型偏光板４０及び背面側偏光板５０）を液晶セル６０に貼合してなる前面板一体型液晶表示パネル８０を示したものである。

図２に示されるように、前面板一体型偏光板４０は、その前面板１０を視認側にして、すなわち、その前面側偏光板３０側で液晶セル６０の視認側に貼合される。背面側偏光板５０は、液晶セル６０の背面側に貼合される。液晶セル６０への前面板一体型偏光板４０及び背面側偏光板５０の貼合は、粘着剤を用いて行うことができる。粘着剤には、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、ポリエーテル等をベースポリマーとするものを用いることができる。なかでも、光学的な透明性に優れ、良好な耐熱性を有し、高温環境下で浮きや剥がれ等の剥離問題が生じにくく、熱膨張差等による光学特性の低下防止や前面板一体型液晶表示パネルの反り抑制にも有利であるアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。

通常、液晶セル６０への偏光板の貼合に先立って、あらかじめ偏光板における液晶セル６０側の最表面に、上記粘着剤からなる粘着剤層を積層しておく。この粘着剤層の外面は、その粘着剤層を実用に供するまでの間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮着保護されることが好ましい。セパレータは、上記の保護層に準じた樹脂フィルム基材上に、必要に応じてシリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブテン等の適宜な剥離剤による剥離コート層を設けたものであることができる。前面板一体型偏光板４０及び背面側偏光板５０は、それらの短辺が液晶セル６０の短辺と平行になるように貼合される。

液晶セル６０の駆動モードは、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＴＮモードなどのような従来公知のいかなるモードであってもよく、前面板一体型偏光板４０及び背面側偏光板５０が貼合される液晶セル基板は、ガラス、透明樹脂等からなるものであることができる。

本発明の前面板一体型液晶表示パネル８０は、上述の偏光板のセットを用いたものであるため、８５℃にて２４０時間加熱したときの反り量が、絶対値で０．５ｍｍ以下、さらには０．４ｍｍ以下、なおさらには０．３ｍｍ以下となり得る。このように本発明の前面板一体型液晶表示パネル８０は、高温環境下での反りを抑制できるものであり、高温環境下に置かれた後でも、最終製品の筐体に容易に収めることができる。

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。例中、含有量又は使用量を表す％及び部は、特記ない限り重量基準である。

＜実施例１＞
図２に示される層構成の前面板一体型液晶表示パネルを次の手順で作製した。

（１）前面側偏光板３０の作製
厚み６０μｍのポリビニルアルコールフィルム（平均重合度約２４００、ケン化度９９．９モル％以上）を、乾式延伸により約５倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、６０℃の純水に１分間浸漬した後、ヨウ素／ヨウ化カリウム／水の重量比が０．０５／５／１００の水溶液に２８℃で６０秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比が８．５／８．５／１００の水溶液に７２℃で３００秒間浸漬した。引き続き２６℃の純水で２０秒間洗浄した後、６５℃で乾燥し、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み２３μｍの偏光子３７を得た。

次に、得られた偏光子３７の片面に、水１００部に対して、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔（株）クラレから入手した商品名「ＫＬ−３１８」〕を３部溶解し、その水溶液に水溶性エポキシ樹脂であるポリアミドエポキシ系添加剤〔田岡化学工業（株）製の商品名「スミレーズレジン ６５０（３０）」、固形分濃度３０％の水溶液〕を１．５部添加した水系のエポキシ系接着剤を塗布し、保護層３５ａとして厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルム〔コニカミノルタオプト（株）製の商品名「ＫＣ４ＵＹ」〕を貼合し、偏光子３７の反対側には、前記の接着剤を用いて、保護層３５ｂとして厚み２３μｍのノルボルネン系樹脂からなる延伸されていないフィルム〔日本ゼオン（株）製の商品名「ＺＥＯＮＯＲ」〕を貼合した。

（２）背面側偏光板５０の作製
厚み３０μｍのポリビニルアルコールフィルム（平均重合度約２４００、ケン化度９９．９モル％以上）を、乾式延伸により約５倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、６０℃の純水に１分間浸漬した後、ヨウ素／ヨウ化カリウム／水の重量比が０．０５／５／１００の水溶液に２８℃で６０秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比が８．５／８．５／１００の水溶液に７２℃で３００秒間浸漬した。引き続き２６℃の純水で２０秒間洗浄した後、６５℃で乾燥し、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向された厚み１１μｍの偏光子５７を得た。

次に、得られた偏光子５７に、前面側偏光板３０と同様の方法で、上記と同じエポキシ系接着剤を用いて、上記厚み２３μｍの「ＺＥＯＮＯＲ」である保護層５５ａ及び厚さ２５μｍのトリアセチルセルロースフィルム〔コニカミノルタオプト（株）社製の商品名「ＫＣ２ＵＡ」〕である保護層５５ｂを貼合した。

（３）前面板一体型液晶表示パネルの作製
上記（１）で得られた前面側偏光板３０の保護層３５ｂの外面に、粘着剤〔リンテック（株）製の商品名「＃ＫＺ」、アクリル系粘着剤〕を塗布し、厚み２０μｍの粘着剤層を形成した。また、上記（２）で得られた背面側偏光板５０の保護層５５ａの外面に、粘着剤〔リンテック（株）製の商品名「＃ＫＺ」、アクリル系粘着剤〕を塗布し、厚み２０μｍの粘着剤層を形成した。

次に、粘着剤層を有する前面側偏光板３０を、液晶セル６０の短辺に対して偏光子３７の吸収軸が平行になるように５インチサイズに裁断するとともに、粘着剤層を有する背面側偏光板５０を、液晶セル６０の長辺に対して偏光子５７の吸収軸が平行になるように５インチサイズに裁断した。次いで、裁断した２つの偏光板を、それぞれの粘着剤層を介して、２つの偏光板の短辺が液晶セル６０の短辺と平行になるように液晶セル６０に貼り合わせた。

次いで、前面側偏光板３０の保護層３５ａ側に紫外線硬化型光学弾性樹脂〔デクセリアス（株）製の商品名「Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ Ｒｅｓｉｎ」〕を塗布し、その上にヤング率が７０ＧＰａで、厚み０．５５ｍｍの前面板１０〔コーニング社製の商品名「Ｇｏｒｉｌｌａ」〕を積層した。その後、前面板１０側から紫外線を照射して〔フュージョンＵＶシステムズ社製の「Ｄバルブ」、積算光量１２００ｍＪ／ｃｍ²〕、前面板一体型液晶表示パネルを作製した。

＜実施例２＞
次の手順で前面板一体型液晶表示パネルを作製した。なお、以下の説明では図１及び図２に示される参照符号を用いているが、これらの図と異なり、本実施例で作製した背面側偏光板５０は、液晶セル６０側の保護層５５ａを有しておらず、また、背面側偏光板５０に保護層５５ｂの外面には輝度向上フィルムが積層されている。

（１）前面側偏光板３０の作製
実施例１の（１）と同じ前面側偏光板３０を作製した。

（２）背面側偏光板５０の作製
平均重合度１１００でケン化度９９．５モル％のアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール粉末〔日本合成化学工業（株）製の商品名「ゴーセファイマー Ｚ−２００」〕を９５℃の熱水に溶解して、３％濃度の水溶液を調製した。この水溶液に架橋剤として、水溶性ポリアミドエポキシ樹脂〔田岡化学工業（株）製の商品名「スミレーズレジン ６５０」、固形分濃度３０％の水溶液〕を、ポリビニルアルコールの固形分６部あたり５部の割合で混合して、プライマー用塗工液とした。そして、基材フィルム（厚み１１０μｍ、融点１６３℃のポリプロピレンフィルム）にコロナ処理を施した後、そのコロナ処理面に、プライマー用塗工液をマイクログラビアコーターを用いて塗工した。その後、８０℃で１０分間乾燥して、厚さ０．２μｍのプライマー層を形成した。

次に、平均重合度２４００でケン化度９８．０〜９９．０モル％のポリビニルアルコール粉末〔（株）クラレから入手した商品名「ＰＶＡ１２４」）を９５℃の熱水に溶解して、８％濃度のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液を、上記基材フィルムのプライマー層上にリップコーターを用いて室温で塗工し、８０℃で２０分間乾燥して、基材フィルム／プライマー層／ポリビニルアルコール層からなる積層フィルムを作製した。

次いで、得られた積層フィルムを、温度１６０℃で５．８倍に自由端縦一軸延伸した。こうして得られた積層延伸フィルムの全体厚みは２８．５μｍであり、ポリビニルアルコール層の厚みは５．０μｍであった。

得られた積層延伸フィルムを、水／ヨウ素／ヨウ化カリウムの重量比が１００／０．３５／１０の水溶液に２６℃で９０秒間浸漬して染色した後、１０℃の純水で洗浄した。次に、この積層延伸フィルムを、水／ホウ酸／ヨウ化カリウムの重量比が１００／９．５／５の水溶液に７６℃で３００秒間浸漬して、ポリビニルアルコールを架橋させた。引き続き、１０℃の純水で１０秒間洗浄し、最後に８０℃で２００秒間の乾燥処理を行った。以上の操作により、ポリプロピレン基材フィルム上に、ヨウ素が吸着配向しているポリビニルアルコール層からなる偏光子５７が形成されている偏光性積層フィルムを作製した。

得られた偏光性積層フィルムの基材フィルムとは反対面（偏光子面）に、水１００部に対して、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔（株）クラレから入手した商品名「ＫＬ−３１８」〕を３部溶解し、その水溶液に水溶性エポキシ樹脂であるポリアミドエポキシ系添加剤〔田岡化学工業（株）製の商品名「スミレーズレジン ６５０（３０）」、固形分濃度３０％の水溶液〕を１．５部添加した水系のエポキシ系接着剤を塗布し、保護層５５ｂとして厚さ２５μｍのトリアセチルセルロースフィルム〔コニカミノルタオプト（株）社製の商品名「ＫＣ２ＵＡ」〕を貼合し、基材フィルムのみを剥離することによって、保護層５５ｂ／偏光子５７/プライマー層からなる偏光板を得た。

その後、保護層５５ｂの外面に、厚み５μｍの粘着剤〔リンテック（株）製の商品名「＃Ｌ２」、アクリル系粘着剤〕を貼合して、粘着剤層を形成した後、その上に厚み２６μｍの輝度向上フィルム〔３Ｍ社製の商品名「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｆｉｌｍ，Ｖｅｒｓｉｏｎ ３」〕を貼合した。

（３）前面板一体型液晶表示パネルの作製
本実施例の上記（１）、（２）で得られた前面側偏光板３０、背面側偏光板５０を用いたこと以外は、実施例１と同様にして前面板一体型液晶表示パネルを作製した。

＜比較例１＞
前面側偏光板３０として、実施例１の（２）で作製した背面側偏光板５０を用い、背面側偏光板５０として、実施例１の（１）で作製した前面側偏光板３０を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、前面板一体型液晶表示パネルを作製した。

実施例１〜２及び比較例１で作製した前面側偏光板３０（前面板１０と一体化されていない状態）における吸収軸方向及び透過軸方向の高温環境下での寸法変化率Ｆ_a、Ｆ_t、背面側偏光板５０における吸収軸方向及び透過軸方向の高温環境下での寸法変化率Ｒ_a、Ｒ_t、並びに、前面板一体型液晶表示パネルの高温環境下での反り量を、以下の方法に従って測定した。得られた結果を表１に示す。

（偏光板の寸法変化率）
得られた偏光板から収縮量測定用の試験片を切り出した。試験片の形状は、対向する２辺が延伸方向（偏光子の吸収軸方向）と平行な正方形又は長方形であり、この延伸方向と平行な辺の長さは３０〜５０ｍｍ、この辺と直交する辺の長さは２０〜５０ｍｍとした。この試験片を８５℃の環境下で１００時間静置した。８５℃の環境下で１００時間静置する前の吸収軸方向及びこれに直交する透過軸方向の長さＬ₀と、静置した後の吸収軸方向及びこれに直交する透過軸方向の長さＬ₁を、（株）ニコン製の二次元測定器「ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−１２０７２」を用いて測定し、下記式：
寸法変化率＝［（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀］×１００ ［ＩＩ］
に従って、寸法変化率Ｆ_a、Ｆ_t、Ｒ_a、Ｒ_tを求めた。

（前面板一体型液晶表示パネルの反り量）
前面板一体型液晶表示パネルを、８５℃の環境下に２４０時間静置した後、前面板１０を上にして（株）ニコン製の二次元測定器「ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−１２０７２」の測定台上に置いた。次いで、測定台の表面に焦点を合わせ、そこを基準としたうえで、前面板一体型液晶表示パネルの４角部、４辺の各中央及び前面板一体型液晶表示パネル表面の中央（計９点）のそれぞれに焦点を合わせ、上記基準とした焦点からの距離を測定した後、測定台からの距離が絶対値で最も長い距離を反り量とした。

１０ 前面板、２０ 紫外線硬化型樹脂又は粘着剤、３０ 前面側偏光板、３０ａ 前面側偏光板の吸収軸、３０ｂ 前面側偏光板の透過軸、３５ａ，３５ｂ 前面側偏光板の保護層、３７ 前面側偏光板の偏光子、４０ 前面板一体型偏光板、５０ 背面側偏光板、５０ａ 背面側偏光板の吸収軸、５０ｂ 背面側偏光板の透過軸、５５ａ，５５ｂ 背面側偏光板の保護層、５７ 背面側偏光板の偏光子、５９ 背面側偏光板の粘着剤層、６０ 液晶セル、８０ 前面板一体型液晶表示パネル。

Claims (8)

1. 前面側偏光板及びその視認側に配置されるヤング率が２ＧＰａ以上の前面板から構成される、液晶セルの視認側に配置される前面板一体型偏光板と、前記液晶セルの背面側に配置される背面側偏光板とのセットであって、
   ８５℃にて１００時間加熱したときの前記前面側偏光板における吸収軸方向及び透過軸方向の寸法変化率をそれぞれＦ_a、Ｆ_tとし、８５℃にて１００時間加熱したときの前記背面側偏光板における吸収軸方向及び透過軸方向の寸法変化率をそれぞれＲ_a、Ｒ_tとするとき、
   下記式：
   （Ｒ_a−Ｆ_t）＜（Ｆ_a−Ｒ_t） ［Ｉ］
   を満たす、偏光板のセット。
2. 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板は、偏光子を含み、
   前記前面側偏光板の偏光子の厚みが、前記背面側偏光板の偏光子の厚みより大きい、請求項１に記載の偏光板のセット。
3. 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板は、長辺と短辺を有する方形形状を有しており、
   前記前面側偏光板は、その吸収軸が短辺方向と略平行であり、
   前記背面側偏光板は、その吸収軸が長辺方向と略平行である、請求項１又は２に記載の偏光板のセット。
4. 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板はそれぞれ、
   ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光子と、
   前記偏光子の少なくとも一方の面に積層される保護層と、
   を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板のセット。
5. 前記前面側偏光板及び前記背面側偏光板の少なくとも一方は、前記偏光子における液晶セル側の面に積層される液晶セル側保護層を備え、
   前記液晶セル側保護層は、面内位相差を有する、請求項４に記載の偏光板のセット。
6. 前記背面側偏光板は、液晶セルとは反対側の最表面に積層される、前記偏光子及び前記保護層以外の他の光学層をさらに備える、請求項４又は５に記載の偏光板のセット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の偏光板のセットと、液晶セルと、を備え、
   前記液晶セルの視認側に前記前面板一体型偏光板がその前面側偏光板側で貼合されており、前記液晶セルの背面側に前記背面側偏光板が貼合されている、前面板一体型液晶表示パネル。
8. ８５℃にて２４０時間加熱したときの反り量が、絶対値で０．５ｍｍ以下である、請求項７に記載の前面板一体型液晶表示パネル。

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