JP6556598B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
少なくとも液晶セルおよび偏光板を含む液晶パネルと、少なくとも光源を含むバックライトユニットと、を有し、
上記液晶パネルのバックライトユニット側最表面は、上記偏光板に含まれる保護フィルム(以下において、「偏光板保護フィルム」とも記載する。)表面であり、
上記バックライトユニットの液晶パネル側最表面は、上記バックライトユニットに含まれる拡散部材表面であり、
上記液晶パネルの上記バックライト側最表面において測定される算術平均粗さをRa1とし、かつ鉛筆硬度をP1とし、上記バックライトユニットの上記液晶パネル側最表面において測定される算術平均粗さをRa2とし、かつ鉛筆硬度をP2として、下記式1〜3:
式1:33nm<Ra1<135nm
式2:Ra2<15nm
式3:P1<P2
を満たす液晶表示装置、
に関する。
測定対象表面を有する部材ないし物品を、温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿する。調湿した後、JIS−S6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS K 5400が規定する鉛筆硬度評価法にしたがい、500gのおもりを用いて各硬度の試験用鉛筆で測定対象表面を引っ掻くことを、測定対象表面の異なる位置の10箇所で行う(引っ掻き試験)。10箇所中、引っ掻いたことにより傷が発生したことが目視で確認された箇所が5箇所以下であった引っ掻き試験において用いた試験用鉛筆の中で、最も高硬度の試験用鉛筆の硬度を、評価対象表面の鉛筆硬度とする。JIS K 5400には、傷は、塗膜の破れ、塗膜のすり傷であり、塗膜のへこみは対象としないと記載されているが、本測定では、測定対象の表面のへこみも含めて傷と判断する。なお公知の通り、鉛筆硬度は、例えば、B<HB<H<2H<3H...の順に高硬度であることを意味する。例えば、ある表面において測定された鉛筆硬度がHであり、他の表面において測定された鉛筆硬度がHBの場合、鉛筆硬度Hの表面は、鉛筆硬度HBの表面より高硬度である。以下において、特記しない限り、硬度とは、鉛筆硬度をいうものとする。
また、液晶パネルのバックライト側最表面である保護フィルム表面の鉛筆硬度は、保護フィルム単体の形態で測定してもよく、保護フィルムが組み込まれた偏光板において測定してもよく、偏光板が組み込まれた液晶パネルにおいて測定してもよい。バックライトユニットの液晶パネル側最表面である拡散部材表面の鉛筆硬度も、拡散部材単体の形態で測定してもよく、拡散部材がバックライトユニットの他の部材の1つ以上と積層された形態で測定してもよい。以上の点は、本発明および本明細書における、算術平均粗さの測定等の、各種フィルムや部材に関する測定についても同様である。
式1:33nm<Ra1<135nm
式2:Ra2<15nm
式3:P1<P2
を満たす液晶表示装置である。
(1)上記液晶表示装置のバックライトユニットは、最も液晶パネル側に位置する部材が拡散部材であり、この拡散部材表面がバックライトユニットの液晶パネル側最表面である。先に記載したように、液晶表示装置において、バックライトユニットにおいて最も液晶パネル側に位置する部材を拡散部材とすることは、液晶表示装置の表示面において、輝度を向上するために有効であると本発明者らは考えている。このような構成を有するバックライトユニットを、バックライトユニット側最表面が偏光板の保護フィルム表面である液晶パネルとともに組み込んだ液晶表示装置において、表示性能が低下する理由としては、表示面において光漏れが発生することが挙げられる。本発明者らは、この光漏れは、バックライトユニットと液晶パネルとの接触によりバックライトユニットの液晶パネル側最表面(拡散部材表面)および/または液晶パネルのバックライト側最表面(保護フィルム表面)に発生した傷に起因するものと考えている。傷に関しては、近年、液晶表示装置の薄型化のために、液晶パネルとバックライトユニットとの間のクリアランスが狭小化する傾向にあることや、液晶パネルが大型化し撓みやすくなることにより、バックライトユニットの液晶パネル側最表面と液晶パネルのバックライト側最表面とが接触しやすくなっていることに起因して、傷が発生しやすくなっていると本発明者らは推察している。
(2)これに対し本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、液晶パネルのバックライト側最表面およびバックライトユニットの液晶パネル側最表面の表面粗さ(算術平均粗さ)と硬さ(鉛筆硬度)とが、上記の式1〜式3を満たす液晶表示装置は、表示性能が良好であり、しかも表示面における輝度が高いことを新たに見出した。詳しくは、次の通りである。
(3)式1および式2を満たすと、液晶パネルのバックライトユニット側最表面である保護フィルム表面が、バックライトユニットの液晶パネル側最表面である拡散部材表面より粗い状態となる。この状態で式3を満たすこと、即ち拡散部材表面が保護フィルム表面より高硬度であることにより、より粗い表面である保護フィルム表面との接触によって、より平滑な表面である拡散部材表面が傷付くことを防ぐことができると、本発明者らは考えている。
(4)また、表示性能低下の理由としては、上記の傷の発生が考えられるが、本発明者らの検討の中で、傷の発生を抑制するために上記の両表面をいずれも平滑にすると、これら表面の接触に起因すると考えられる表示ムラが発生することが確認された。確認された表示ムラは、ニュートンリングと呼ばれる同心円状の干渉縞であった。これに対し、保護フィルム表面を、式1を満たす状態、詳しくはRa1が33nm超の状態とすることにより、液晶パネルのバックライト側最表面において表示面側から入射した光が反射したときの鏡面成分を小さくすることができ、これにより表示ムラ(ニュートンリング)の発生を抑制することができると、本発明者らは推察している。
(5)更に、輝度向上に関しては、液晶パネルのバックライトユニット側最表面である保護フィルム表面が、式1を満たす状態、詳しくはRa1が135nm未満であることが、輝度向上に寄与していると、本発明者らは考えている。より詳しくは、バックライトユニットから出射された光が保護フィルム表面で拡散されて輝度が低下することを、Ra1を135nm未満とすることによって抑制することができると、本発明者らは考えている。
<偏光板>
液晶パネルは、少なくとも液晶セルと偏光板を含む。好ましくは、液晶パネルには、フロント偏光板、液晶セル、およびリア偏光板が含まれる。液晶パネルにおいて、「フロント偏光板」とは、上記液晶パネルがバックライトユニットとともに液晶表示装置に組み込まれた際、上記2つの偏光板の中で視認側に位置する偏光板であり、「リア偏光板」とはバックライトユニット側に位置する偏光板である。また、偏光板としては、2枚の偏光板保護フィルムの間に偏光子が位置する構成の偏光板が、現在広く用いられている。上記液晶表示装置に含まれる偏光板も、かかる構成の偏光板であることができる。偏光板に含まれる2枚の偏光板保護フィルムのうち、液晶表示装置に組み込まれた際に液晶セル側に位置する偏光板保護フィルムがインナー側保護フィルムであり、他方の偏光板保護フィルムがアウター側保護フィルムである。液晶パネルがフロント偏光板、液晶セル、およびリア偏光板を含み、リア偏光板が液晶パネルの中で最もバックライトユニット側に位置し、かつリア偏光板が2枚の偏光板保護フィルムの間に偏光子が位置する構成の偏光板の場合、リア偏光板のアウター側保護フィルム表面が、液晶パネルのバックライトユニット側最表面となる。
(算術平均粗さRa1、鉛筆硬度P1)
上記液晶表示装置において、液晶パネルのバックライトユニット側最表面である偏光板保護フィルム表面は、式1(33nm<Ra1<135nm)を満たす算術平均粗さRa1を有し、かつ式3(P1<P2)を満たす鉛筆硬度P1を有する。
上記保護フィルムは、好ましくは樹脂フィルムであって、構成成分として樹脂を含むことができる。樹脂フィルムに含まれる樹脂としては、偏光板保護フィルム等の各種光学フィルムに通常用いられる樹脂を何ら制限なく用いることができる。そのような樹脂の具体例としては、アクリル樹脂、セルロースアシレート、ポリエステルを挙げることができる。以下に、これら樹脂について更に説明する。
上記保護フィルムがアクリル樹脂フィルムである場合、アクリル樹脂フィルムはフィルム構成成分としてアクリル樹脂を含む。アクリル樹脂は、繰り返し構造単位として(メタ)アクリル酸エステル単量体由来の繰り返し構造単位を有することが好ましい。「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸および/またはメタクリル酸を意味する。
CH2=C(X)R201
上記保護フィルムがセルロースアシレートフィルムである場合、セルロースアシレートフィルムはフィルム構成成分としてセルロースアシレートを含む。
アセチル基のみを有するセルロースアシレート、即ちセルロースアセテートについては、そのアシル置換度が2.00〜2.95であることが好ましい。さらにはアシル置換度が2.40〜2.95であることがより好ましく、2.80〜2.95であることが更に好ましい。
上記保護フィルムがポリエステルフィルムである場合、ポリエステルフィルムはフィルム構成成分としてポリエステルを含む。
上記保護フィルムは、算術平均粗さRa1の調整を容易にする観点から、平均粒径が0.1〜6.0μmの範囲の粒子を含むことが好ましい。上記粒子の平均粒径は、好ましくは0.5〜5.0μmの範囲であり、より好ましくは1.0〜3.0μmの範囲である。平均粒径が0.1〜6.0μmの範囲の粒子の中で、平均粒径が大きい粒子を用いるほど、および/または、この粒子の含有量を多くするほど、算術平均粗さRa1は大きくなる傾向がある。かかる粒子は、無機粒子であっても有機粒子であっても、有機成分と無機成分を含む有機無機複合粒子であってもよい。例えば、有機粒子としては、各種樹脂粒子を挙げることができる。無機粒子としては、シリカ粒子、ジルコニア粒子 等を挙げることができる。
上記保護フィルムは、上記以外の任意成分を任意に任意の量で含むことができる。かかる任意成分しては、例えば、公知の可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、脆性改良剤、光学発現剤等が具体例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。上記保護フィルムに含まれ得る任意成分としては、通常、偏光板保護フィルム等の各種光学フィルムに含まれ得る各種添加剤を挙げることができる。例えば、添加剤の一例としては、平均粒径が10〜300nmの範囲(好ましくは50〜250nmの範囲)のゴム弾性体粒子を挙げることができる。上記ゴム弾性体粒子は、上記保護フィルムにおいて、脆性改良剤として作用することができる。ゴム弾性体粒子とは、ゴム弾性体(ゴム弾性を示す成分)を含有する粒子であって、ゴム弾性体からなる粒子であってもよく、ゴム弾性体の層を有する多層構造の粒子であってもよい。中でも、上記保護フィルムがアクリル樹脂フィルムである場合、上記アクリル樹脂フィルムに含まれるアクリル樹脂との親和性が高い点で好ましいゴム弾性体粒子としては、アクリルゴム弾性体粒子を挙げることができる。ここで、「アクリルゴム弾性体粒子」とは、この粒子に含まれるゴム弾性体および/またはゴム弾性体以外の成分が、アクリル樹脂であるゴム弾性体粒子をいう。なおゴム弾性体粒子の平均粒径は、先に記載したアクリル樹脂粒子の平均粒径と同様、平均一次粒径であって、測定方法は、先に粒子の平均粒径の測定方法として記載した通りである。ゴム弾性体粒子は、例えば、保護フィルムが樹脂フィルムである場合、フィルムに含まれる樹脂(ただし平均粒径が0.1〜6.0μmの範囲の粒子が樹脂を含む粒子である場合、この粒子に含まれる樹脂を除く)とゴム弾性体粒子との合計100質量部に対して、1〜30質量部程度の量で、上記保護フィルムに含有させることができる。ゴム弾性体粒子の詳細については、例えば特開2012−180422号公報段落0037〜0041を参照できる。
上記保護フィルムは、単層フィルムであってもよく、二層以上の積層構造を有する積層フィルムであってもよい。二層以上の積層構造を有する積層フィルムにおいて、隣り合う層は接着層を介さずに直接接していることが好ましい。かかる積層フィルムは、好ましくは、後述する溶液製膜法や溶融製膜法によって製造することができる。なお本発明および本明細書において、接着剤との語は、接着剤および粘着剤を含む意味で用いるものとする。
上記保護フィルムが積層フィルムである場合、保護フィルムとしてカール(反り)の少ないフィルムを得る観点からは、積層フィルムに含まれる層は、基材フィルム表面に硬化性組成物を塗布した後に、この硬化性組成物を硬化した硬化層ではないことが好ましい。硬化層を含む積層フィルムは、硬化層の硬化収縮によりカールが発生しやすい傾向があるからである。なお硬化性組成物とは、少なくとも一種の硬化性化合物を含む組成物をいい、硬化性化合物とは1分子中に1つ以上の重合性基を含む化合物をいう。重合性基とは、重合反応し得る基をいう。
上記保護フィルムは、公知の製膜方法によって製造することができる。例えば、溶液製膜法により、上記保護フィルムを製造することができる。溶液製膜法は、製膜用組成物(ドープ、ドープ組成物とも呼ばれる。)を調製し、この製膜用組成物を支持体上に流延し乾燥させてフィルムを形成し、このフィルムを支持体からははぎ取るフィルム形成工程を少なくとも含む。形成されたフィルムには、必要に応じて延伸処理を施すこともできる。ここで単層流延することにより、単層フィルムとして上記保護フィルムを製造することができ、二層以上の多層の共流延を行うことにより、積層フィルムとして上記保護フィルムを製造することができる。溶液製膜法によるフィルム製造の詳細については、例えば、WO2015/064732A1の段落0034〜0068等の公知技術を何ら制限なく適用できる。
上記保護フィルムを含む偏光板は、この保護フィルムとともに偏光子を含む。偏光子は、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。
上記液晶表示装置に含まれる液晶パネルは、以上説明した偏光板とともに液晶セルを含む。なお液晶セルは、液晶表示素子と呼ばれることもある。液晶セルとしては、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。液晶セルは、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セルは、例えば、2枚のガラス基板に液晶層を挟んだ液晶セルの内部に、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セルであることができる。インセルタッチパネル液晶セルについては、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セルは、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セルであることができる。オンセルタッチパネル液晶セルは、例えば、特開2012−88683号公報に記載されている。
上記液晶表示装置に含まれるバックライトユニットは、エッジライト型バックライトユニットであってもよく、直下型バックライトユニットであってもよい。バックライトユニットには、少なくとも、光源、および最も液晶パネル側に位置する拡散部材が含まれる。
バックライトユニットの最も液晶パネル側に位置する拡散部材は、バックライトユニットの液晶パネル側最表面となる表面が、式2(Ra2<15nm)を満たす算術平均粗さRa2を有し、かつ式3(P1<P2)を満たす鉛筆硬度P2を有する。
積層構造のシート状部材である拡散部材は、好ましくは、支持体の少なくとも一方の側に光を拡散することに寄与し得る粒子(光拡散性粒子)を含む層(拡散層)を形成することにより、作製することができる。拡散層は、液晶表示装置に組み込まれた状態で、支持体に対して液晶パネル側に位置してもよく光源側に位置してもよく、光源側に位置することが好ましい。
上記液晶表示装置のバックライトユニットに含まれる光源としては、白色光源をはじめとする通常のバックライトユニットに含まれる各種光源を、何ら制限なく用いることができる。
(集光部材)
上記液晶表示装置のバックライトユニットは、光源および先に記載した拡散部材に加えて、1つ以上の部材を任意に含むことができ、含むことが好ましい。そのような部材として好ましくは、集光部材を挙げることができる。輝度のより一層の向上の観点からは、上記液晶表示装置のバックライトユニットには、光源側から液晶パネル側に向かって、集光部材と上記拡散部材がこの順に配置されていることが、より好ましい。
ここで、「多角錐様形状」とは、完全な多角錐形状のみならず、多角錐に近似する形状も含む意味で用いるものとする。上記のその他の形状についても同様である。
また、一次元的に配置されているとは、上記形状が集光部材の出射側表面の一方向のみに、即ち平行に配置されていることをいう。このような凹凸形状は、ラインアンドスペースパターンと呼ばれることもある。一次元的に配置された凹凸形状を有する集光部材は、2つの集光b剤を、両集光部材のラインアンドスペースパターンが直交するように積層することが好ましい。これにより集光効果を高めることができる。
これに対し、二次元的に配置されているとは、上記形状が集光部材の出射側表面の二方向以上に配置されていることをいう。例えば、ある方向と、この方向に直交する方向との二方向に形成されていることや、規則的に形成されている態様に限らず、不規則に(ランダムに)形成されている態様も包含される。
なお、本発明および本明細書において、角度およびその関係(例えば「直交」、「平行」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。
上記液晶表示装置のバックライトユニットは、最も液晶パネル側に位置する拡散部材に加えて、他の拡散部材を含むこともでき、含むことが好ましい。他の拡散部材としては、市販の拡散シートや公知の方法で製造される拡散シート等を、何ら制限なく用いることができる。上記液晶表示装置のバックライトユニットには、光源側から液晶パネル側に向かって、他の拡散部材、集光部材、および最も液晶パネル側に位置する上記拡散部材が、この順に配置されていることがより好ましい。
実施例、比較例で保護フィルム(アクリル樹脂フィルム)の製造のために調製したドープ組成物に添加した粒子は、下記表1に示す粒子である。平均粒径は、粒子を溶媒分散ゾルとし、日機装社製Nanotrac粒度分析計を用いて、このゾルにおける50%平均粒径として求めた。
粒子1〜3は、ポリメタクリル酸メチル樹脂(Polymethyl methacrylate);PMMA)を粒子を構成するアクリル樹脂として含む架橋アクリル樹脂粒子である。
実施例、比較例で保護フィルム(アクリル樹脂フィルム)の製造のために調製したドープ組成物に添加したアクリル樹脂1〜4の詳細は、以下の通りである。
アクリル樹脂1の調製のための脆性改良剤として、最内層が、メタクリル酸メチルに少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた硬質の重合体、中間層が、アクリル酸ブチルを主成分とし、さらにスチレンおよび少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた軟質のゴム弾性体、最外層が、メタクリル酸メチルに少量のアクリル酸エチルを用いて重合させた硬質の重合体からなる3層構造のアクリルゴム弾性体粒子を、公知の方法で合成して得た。得られたアクリルゴム弾性体粒子の平均粒径を、粒子を溶媒分散ゾルとし、日機装社製Nanotrac粒度分析計を用いて、このゾルにおける50%平均粒径として求めたところ、240nmであった。
メタクリル酸メチル/アクリル酸メチルの質量比96/4の共重合体のペレット70質量部を上記脆性改良剤30質量部と混合機により混合した後、2軸押出機で溶融混練し、アクリル樹脂1を得た。
特開2012−008248号段落0154に記載の方法により、ラクトン環構造を含有するアクリル樹脂2を得た。
特開2010−284840号公報の製造例1に記載のイミド化MS(メチルメタクリレート−スチレン)樹脂100質量部およびトリアジン系紫外線吸収剤(アデカ社製T−712)0.62質量部を、2軸混練機にて220℃にて混合して、グルタルイミド構造を有するアクリル樹脂3を得た。
特開2009−139720号公報段落0177に記載の方法により、グルタル酸無水物単位を有するアクリル樹脂4を得た。
下記に記載の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、ドープ組成物を調製した。
(ドープ組成物)
表2記載のアクリル樹脂 100質量部
ジクロロメタン 534質量部
メタノール 46質量部
表2記載の粒子 表2参照
剥離されたフィルムを、乾燥ゾーン(雰囲気温度140℃)において30分間乾燥させて、表2に記載のアクリル樹脂フィルム(保護フィルム)を得た。アクリル樹脂フィルムの厚みは、製造条件から求めた値であり、製膜に用いるドープ組成物量により40μmとなるように調整した。
<支持体>
ゲルマニウム(Ge)化合物を触媒として重縮合した固有粘度0.66のポリエチレンテレフタレート(以下「PET」という)樹脂を含水率50ppm以下に乾燥させ、ヒーターの設定温度を280〜300℃とした押し出し機内で溶融させた。溶融させたPET樹脂をダイ部より静電印加されたチルロール(冷却ロール)上に吐出させてフィルムを得た。得られたフィルムを長手方向(押出し機内で押出し方向であった方向)に3.1倍に延伸後、幅方向に3.8倍に延伸し、厚さ188μmのPET支持体を得た。
上記PET支持体の両方の面にコロナ放電処理を施し、それぞれの面に下記組成の易接着層用第一層塗布液Xをバーコート法によりPET支持体上に塗布した。塗布量を7.1cm3/m2とし、雰囲気温度185℃の環境下で1分間乾燥させた。これにより、易接着層の第一層を形成した。
(易接着層用第一層塗布液X)
ポリエステル樹脂 45.1質量部
(互応化学社製プラスコートZ−687、固形分25%)
カルボジイミド構造を複数個有する化合物 15.8質量部
(日清紡社製カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
オキサゾリン化合物 7.0質量部
(日本触媒社製エポクロスK2020E、固形分40%)
アニオン性界面活性剤A 12.7質量部
(日本油脂社製ラピゾールB−90の1%水溶液)
ノニオン性界面活性剤B 15.5質量部
(三洋化成工業社製ナロアクティーCL−95の1%水溶液)
蒸留水 全体が1000質量部になるよう添加
(易接着層用第二層塗布液Y)
ポリウレタン樹脂 22.8質量部
(三井化学社製オレスターUD−350、固形分38%)
アクリル樹脂 2.6質量部
(ダイセル化学工業社製EM48D、固形分27.5%)
カルボジイミド構造を複数個有する化合物 4.7質量部
(日清紡社製カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
アニオン性界面活性剤A 12.7質量部
(日本油脂社製ラピゾールB−90の1%水溶液)
ノニオン性界面活性剤B 15.5質量部
(三洋化成工業社製ナロアクティーCL−95の1%水溶液)
シリカ粒子分散液 1.6質量部
(日本アエロジル社製アエロジルOX−50の水分散物、固形分10%)
コロイダルシリカ 3.5質量部
(日産化学工業社製スノーテックスXL、固形分40.5%)
すべり剤 1.6質量部
(中京油脂社製カルナバワックス分散物セロゾール524、固形分30%)
蒸留水 全体が1000質量部になるよう添加
PET支持体の両方の面に上記のように易接着層を形成した後、その一方の面(以下、「面A」と記載する。下記硬化性組成物1を塗布し、その後、雰囲気温度100℃の環境下で60秒間乾燥させ、窒素0.1%以下の条件で紫外線を照射して硬化させ(照射条件:1.5kW、300mJ)、厚み5μmの硬化層を形成した。なお、厚みの調整は、スロットダイを用い、ダイコート法において塗布量を調整することにより行った。
下記成分を混合して得た混合物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、硬化性組成物1を調製した。商品名を示した成分の詳細は後述する。
硬化性化合物1(PET−30、固形分100%) 表3参照
硬化性組成物2(ビスコート360(固形分100%)) 表3参照
イルガキュア127(固形分100%) 3.2質量部
CABポリマー(固形分20%) 7.0質量部
レベリング剤(SP−13(固形分5%)) 2.3質量部
メチルイソブチルケトン(MIBK) 60.0質量部
メチルエチルケトン(MEK) 26.0質量部
硬化性組成物2、3、6は、硬化性化合物1と硬化性化合物2の含有量を表2に示す値とした以外は、硬化性組成物1と同様の方法で調製した。硬化性化合物1は、いわゆる高硬度架橋材料であり、硬化性化合物2は、架橋点と架橋点との間にエチレン結合が含まれる架橋材料であって、硬化性化合物1と比べて分子鎖長が長い化合物である。これら2種類の硬化性化合物の混合比を変えることにより、形成される硬化層の硬度を調整することができる。
下記成分を混合して得た混合物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、硬化性組成物4、5、7を調製した。商品名を示した成分の詳細は後述する。
硬化性化合物1(PET−30(固形分100%)) 表3参照
硬化性組成物2(ビスコート360(固形分100%) 表3参照
イルガキュア127(固形分100%) 3.2質量部
架橋アクリル樹脂粒子(表1中の「粒子1」) 表3参照
CABポリマー(固形分20%) 7.0質量部
レベリング剤(SP−13(固形分5%) 2.3質量部
MIBK 60.0質量部
MEK 26.0質量部
・PET−30:ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(日本化薬社製)
・ビスコート360:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(大阪有機化学社製)
・CABポリマー:セルロースアセテートブチレート(固形分20%)(イーストマン・ケミカル社製531−1のMIBK溶液)
・イルガキュア127:重合開始剤(BASF社製)
・SP−13:下記フッ素ポリマーの5%MEK溶液、下記Mwは、重量平均分子量
次にPET支持体の面Aとは反対側の面(以下、「面B」と記載する。)に、以下の方法により拡散層を形成した。
下記組成の塗工液および架橋剤液をポンプにより送液した。その際、塗工液の流量を100gと、架橋剤液の流量を9.98gとなるように送液しながら、両者をスタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテッド社製φ3.4−N60S−523−F)にて混合した。得られた混合液を、混合してから3分後に、易接着層の第二層の上に、塗布量が64.4cm3/m2となるように塗布した後、雰囲気温度120℃の環境下で2分間乾燥させることで拡散層を形成した。
メチルエチルケトン 1,130質量部
アクリル樹脂 501.6質量部
(アクリディックA811BE、大日本インキ化学工業(株)製、50質量%溶液、水酸基価17、酸価3)
ジュリマーMB−20X 421.3質量部
(ポリメチルメタクリレート架橋タイプの有機粒子、日本純薬社製、平均粒径18μmの球状粒子)
F780F 0.97質量部
(大日本インキ化学工業社製、メチルエチルケトンの30%溶液)
(架橋剤液)
メチルエチルケトン 1039質量部
イソシアネート化合物 352質量部
(三井武田ケミカル社製タケネートD110N)
作製した拡散シートから測定用試料(サイズ:40mm×80mm)を切り出し、この測定用試料のヘイズを、ヘイズメーターとしてスガ試験機HGM−2DPを用いて先に記載した方法により測定した。測定結果を表4に示す。
<偏光子の作製>
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7μmの偏光子(ヨウ素染色ポリビニルアルコール系フィルム)を作製した。
上記で作製した偏光子を、一方の保護フィルムとして各実施例、比較例のアクリル樹脂フィルムを用いて、このフィルムの一方の表面を貼り合わせ面として接着剤を介して貼り合わせた。他方の保護フィルムとしては、市販のセルロースアシレートフィルム(富士フイルム社製フジタック(登録商標)ZRD40)に鹸化処理を施し、鹸化処理を施した面を貼り合わせ面として接着剤を介して貼り合わせた。鹸化処理は、以下のように実施した。上記セルロースアシレートフィルムを、液温を55℃に保った1.5mol/LのNaOH水溶液(鹸化液)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、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後にフィルムを雰囲気温度70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理したフィルムを得た。
市販の液晶テレビ(IPSモードのスリム型42型液晶テレビ)から、液晶セルを挟んでいる2枚の偏光板のうちバックライト側偏光板(リア偏光板)を剥がし取り、各実施例、比較例の偏光板を、アクリル樹脂フィルムがバックライト側に配置されるように、接着剤を介して液晶セルに再貼合した。また上記市販の液晶テレビに搭載されているバックライトユニットの中の最も液晶パネル側に位置していたシート状部材を取り外し、上記で作製した拡散シートを、面A上に形成した層が液晶パネル側、面B上に形成した層が光源側に位置するように配置した。このときの液晶テレビの構成は、光源側から表順に、(1)光源を側面に配置した導光板/(2)拡散板/(3)集光シート(プリズムシート)/(4)上記で作製した拡散シート/(5)上記で作製した偏光板(アクリル樹脂フィルムがバックライト側に配置されるように貼合したリア偏光板/(6)液晶セル/(7)フロント偏光板、となった。したがって、リア偏光板のアウター側保護フィルムが、上記で作製した保護フィルム(アクリル樹脂フィルム)である。上記で作製した各種部材以外は、上記市販の液晶テレビに組み込まれていた部材である。
こうして、実施例、比較例の液晶表示装置を作製した。
<算術平均粗さRa>
各実施例、比較例で保護フィルムとして用いたアクリル樹脂フィルムの液晶表示装置において最もバックライトユニット側に位置する面となる表面において、算術平均粗さRa1を測定した。測定されたRa1を表5に示す。Raの測定は、先に記載した方法により、AFMとして走査型プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製SPA400)をAFMモードで用いて行った。
各実施例、比較例で用いた拡散シートについては、面A上に形成した層の表面および面B上に形成した層の表面において、それぞれ上記と同様に算術平均表面粗さRaを測定した。面A上に形成した層の表面において測定されたRaをRa2として表5に示し、面B上に形成した層の表面において測定されたRaをRa3として表6に示す。
各実施例、比較例で保護フィルムとして用いたアクリル樹脂フィルムの液晶表示装置において最もバックライトユニット側に位置する面となる表面において、先に記載した方法により、鉛筆硬度P1を測定した。測定されたP1を表5に示す。
各実施例、比較例で用いた拡散シートについては、面A上に形成した層の表面および面B上に形成した層の表面において、先に記載した方法により鉛筆硬度を測定した。面A上に形成した層の表面において測定された鉛筆硬度をP2として表5に示し、面B上に形成した層の表面において測定された鉛筆硬度をP3として表6に示す。
<表示性能の評価1(光漏れの評価)>
各実施例、比較例の液晶表示装置を振動を加えた後に点灯試験を行い、表示面で光漏れが確認されるか否かを目視で評価した。具体的には、試験機として梱包包装試験機(アイメックス社製BF−50UT)を使用し、重力加速度1.5G(1.0Gは、9.80665m/s2)、振幅0.8mm、周波数10〜40Hzで周期的に変化する振動をx方向、y方向、z方向に20分間加えた。振動を加えた後に点灯試験を行った。
以上の評価を、各実施例、比較例について実施し、光漏れの有無を確認した。確認後に新しい偏光板に変更し、合計30回同様の評価を行った。下記基準により表示性能を評価した。A〜Cは実用上好ましい。
A:30回中、30回とも光漏れが視認されない。
B:30回中、1回、光漏れが視認される。
C:30回中、2回、光漏れが視認される。
D:30回中、3回以上、光漏れが視認される。
各実施例、比較例の液晶表示装置について点灯試験を行い、表示ムラの有無を確認した。下記基準により表示性能を評価した。A〜Cは実用上好ましい。
A:表示面からの距離30cm、60cmおよび90cmのいずれでもニュートンリングが視認されない。
B:表示面からの距離30cmでニュートンリングが視認されるが、60cmおよび90cmでは視認されない。
C:表示面からの距離30cmおよび60cmでニュートンリングが視認されるが、90cmでは視認されない。
D:表示面からの距離30cm、60cmおよび90cmでニュートンリングが視認される。
各実施例、比較例の液晶表示装置について点灯試験を行い、表示面の正面から輝度の評価を行い、下記基準により輝度を評価した。A〜Cは実用上好ましい。
A:輝度300cd/m2以上
B:輝度290cd/m以上300cd/m2未満
C:輝度280cd/m以上290cd/m2未満
D:280cd/m2未満
Claims (5)
- 少なくとも液晶セルおよび偏光板を含む液晶パネルと、少なくとも光源を含むバックライトユニットと、を有し、
前記液晶パネルのバックライトユニット側最表面は、前記偏光板に含まれる保護フィルム表面であり、
前記保護フィルムは、アクリル樹脂フィルムであり、
前記バックライトユニットの液晶パネル側最表面は、前記バックライトユニットに含まれる拡散部材表面であり、
前記液晶パネルの前記バックライト側最表面において測定される算術平均粗さをRa1とし、かつ鉛筆硬度をP1とし、前記バックライトユニットの前記液晶パネル側最表面において測定される算術平均粗さをRa2とし、かつ鉛筆硬度をP2として、下記式1〜3:
式1:33nm<Ra1<135nm
式2:Ra2<15nm
式3:P1<P2
を満たす液晶表示装置。 - 前記バックライトユニットは、前記拡散部材と前記光源との間に、集光部材を含む請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記拡散部材の光源側表面において測定される算術平均粗さRa3は、500nm超10000nm以下である請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記保護フィルムは、平均粒径が0.1〜6.0μmの範囲の粒子を含む樹脂フィルムである請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記粒子は、アクリル樹脂粒子である請求項4に記載の液晶表示装置。
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