JP2014157231A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)連続的な発光スペクトルを有する白色光源2、(2)画像表示セル4、(3)画像表示セルよりも視認側に配置される偏光子8、及び(4)偏光子よりも視認側に配置される透明導電層11b、12bが積層された少なくとも2枚の基材フィルム11a,12aを有し、少なくとも2枚の基材フィルムは配向フィルムであり、そのうちの少なくとも1枚は、3000nm以上150000nm以下のリタデーションを有する高リタデーション基材フィルムであって、高リタデーション基材フィルムは、残る基材フィルムのうちの少なくとも1枚(光源側基材フィルム)よりも視認側に配置される画像表示装置である。
【選択図】図1
Description
項1.
(1)連続的な発光スペクトルを有する白色光源、
(2)画像表示セル、
(3)前記画像表示セルよりも視認側に配置される偏光子、及び
(4)前記偏光子よりも視認側に配置される、透明導電層が積層された少なくとも2枚の基材フィルム
を有し、
前記少なくとも2枚の基材フィルムは配向フィルムであり、そのうちの少なくとも1枚は、3000nm以上150000nm以下のリタデーションを有する高リタデーション基材フィルムであって、該高リタデーション基材フィルムは、残る基材フィルムのうちの少なくとも1枚(光源側基材フィルム)よりも視認側に配置される、
画像表示装置。
項2.
前記高リタデーション基材フィルムが、その配向主軸が前記偏光子の偏光軸に対して45度となるように配置される、項1に記載の画像表示装置。
項3.
前記光源側基材フィルムが、その配向主軸と前記偏光子の偏光軸とが略垂直又は略平行となるように配置される、項1又は2に記載の画像表示装置。
項4.
前記高リタデーション基材フィルムのリタデーション(Re)と厚さ方向リタデーション(Rth)の比(Re/Rth)が、0.2以上1.2以下である、項1〜3のいずれかに記載の画像表示装置。
項5.
前記連続的な発光スペクトルを有する白色光源が、白色発光ダイオードである、項1〜4のいずれかに記載の画像表示装置。
画像表示装置には、種々の目的で配向フィルムが使用され得る。尚、本書において、配向フィルムとは、複屈折性を有する高分子フィルムのことを意味する。図1の液晶表示装置において、配向フィルムは、典型的に、液晶セル(4)より視認側にある偏光子(8)(以下、「視認側偏光子」と称する)の視認側にあるフィルム、すなわち視認側偏光子(8)より視認側にある偏光子保護フィルム(10b)(以下、「視認側偏光子保護フィルム」と称する)、スペーサー(13)より光源側にある透明導電性フィルム(11)の基材フィルム(11a)(以下、「光源側基材フィルム」と称する)、スペーサー(13)より視認側にある透明導電性フィルム(12)の基材フィルム(12a)(以下、「視認側基材フィルム」と称する)、視認側偏光子保護フィルム(10b)と光源側基材フィルム(11a)との間にある飛散防止フィルム(14)(以下、「光源側飛散防止フィルム」と称する)及び視認側基材フィルム12aより視認側にある飛散防止フィルム(15)(以下、「視認側飛散防止フィルム」と称する)に使用され得る。
高リタデーション配向フィルムのリタデーションは、虹斑を低減するという観点から、3000nm以上150000nm以下であることが好ましい。高リタデーション配向フィルムのリタデーションの下限値は、好ましくは4500nm以上、好ましくは6000nm以上、好ましくは8000nm以上、好ましくは10000nm以上である。一方、高リタデーション配向フィルムのリタデーションの上限は、それ以上のリタデーションを有するポリエステルフィルムを用いたとしても更なる視認性の改善効果は実質的に得られず、またリタデーションの高さに応じては配向フィルムの厚みも上昇する傾向があるため、薄型化への要請に反し兼ねないという観点から、150000nmと設定されるが、更に高い値とすることもできる。画像表示装置が2枚以上の高リタデーション配向フィルムを有する場合、それらのリタデーションは同一であっても異なっていても良い。
例えば、高リタデーション配向フィルムは、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シクロオレフィン樹脂、液晶性ポリマー樹脂、及びセルロース系樹脂に液晶化合物を添加した樹脂から成る群より選択される一種以上を用いて製造することができる。従って、高リタデーション配向フィルムは、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、シンジオタクチックポリスチレンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、シクロオレフィンフィルム、液晶性フィルム、セルロース系樹脂に液晶化合物が添加されたフィルムであり得る。
例えば、低リタデーション配向フィルムは、ポリエステル樹脂、アセテート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン等)、(メタ)アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアリレート樹脂、及びポリフェニレンサルファイド樹脂、酢酸セルロース樹脂(トリアセチルセルロース等)等からなる群から選択される樹脂を原料として得ることができる。これらの中でも、ポリエステル樹脂及びポリオレフィン樹脂が好ましく、好ましくはポリエステル樹脂であり、更に好ましくはポリエチレンテレフタレート及び/又はポリプロピレン樹脂である。
以下に、ポリエステルフィルムを例に、高リタデーション配向フィルム及び低リタデーション配向フィルムを含む配向フィルムの製造方法を説明する。ポリエステルフィルムは、任意のジカルボン酸とジオールとを縮合させて得ることができる。ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、3,3−ジエチルコハク酸、グルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカジカルボン酸等を挙げることができる。
ポリエステルフィルムは、一軸延伸フィルムであっても、二軸延伸フィルムであっても良い。上記高リタデーション配向フィルムは斜め45度に延伸されたものであってもよい。
厚み斑(%)=((dmax−dmin)/d)×100
画像表示装置は、典型的に画像表示セルとして液晶セル又は有機ELセルを備え得る。
また、画像表示装置は、虹斑を抑制するという観点から、連続的で幅広い発光スペクトルを有する白色光源を有することが好ましい。画像表示装置が液晶セルを備える場合、画像表示装置は、そのような光源を画像表示セルとは独立した光源として備えることが好ましい。一方、有機ELセルの場合は、それ自体が光源の機能を有するため、有機ELセル自体が、連続的で幅広い発光スペクトルを有する光を放つことが好ましい。連続的で幅広い発光スペクトルを有する光源の方式及び構造は特に制限されず、例えば、エッジライト方式又は直下型方式であり得る。「連続的で幅広い発光スペクトル」とは、少なくとも450〜650nmの波長領域、好ましくは可視光の領域において光の強度がゼロになる波長領域が存在しない発光スペクトルを意味する。可視光領域とは、例えば、400〜760nmの波長領域であり、360〜760nm、400〜830nm、又は360〜830nmであり得る。
有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層とアントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体、及び、このような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体等を挙げることができる。このように、有機ELセルは、画像表示セルとしての機能と光源としての機能を兼ね備えるため、画像表示装置が有機ELセルを備える場合、独立した光源は不要である。即ち、画像表示装置における光源と画像表示装置は、それらの機能が発揮される限り、互いに独立した存在であっても、一体の形態であってもよい。
偏光板は、フィルム状の偏光子の両側を2枚の保護フィルム(「偏光子保護フィルム」と称する場合もある)で挟んだ構造を有する。偏光子は、当該技術分野において使用される任意の偏光子(又は偏光フィルム)を適宜選択して使用することができる。代表的な偏光子としては、ポリビニルアルコール(PVA)フィルム等にヨウ素等の二色性材料を染着させたものを挙げることができるが、これに限定されるものではなく、公知及び今後開発され得る偏光子を適宜選択して用いることができる。
画像表示装置は、タッチパネルを備え得る。タッチパネルの種類及び方式は特に制限されないが、例えば、抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネルを挙げることができる。タッチパネルは、その方式に関係なく、通常、1枚又は2枚以上の透明導電性フィルムを有する。透明導電性フィルムは、基材フィルム上に透明導電層が積層された構造を有する。画像表示装置は、少なくとも2枚の基材フィルムを備えることが好ましく、前記少なくとも2枚の基材フィルムは配向フィルムであることが好ましい。そのうちの少なくとも1枚は、高リタデーション配向フィルムであることが好ましい。該高リタデーション配向フィルムは、残る基材フィルムのうちの少なくとも1枚(光源側基材フィルム)よりも視認側に配置される視認側基材フィルムであることが好ましい。光源側基材フィルムは、低リタデーション配向フィルムであることが好ましい。さらに、基材フィルムとして、従来から基材フィルムとして用いられる他のフィルム若しくはガラス板等の剛性板を用いることができる。
(1)基材フィルム/易接着層/透明導電層
(2)基材フィルム/易接着層/ハードコート層/透明導電層
(3)基材フィルム/易接着層/IM(インデックスマッチング)層/透明導電層
(4)基材フィルム/易接着層/ハードコート層/IM(インデックスマッチング)層/透明導電層
(5)基材フィルム/易接着層/ハードコート層(高屈折率でIMを兼ねる)/透明導電層(6)基材フィルム/易接着層/ハードコート層(高屈折率)/低屈折率層/透明導電性薄膜
ハードコート層は、硬度及び透明性を有する層であれば良く、通常、紫外線又は電子線で代表的には硬化させる電離放射線硬化性樹脂、熱で硬化させる熱硬化性樹脂等の各種の硬化性樹脂の硬化樹脂層として形成されたものが利用される。これら硬化性樹脂に、適宜柔軟性、その他物性等を付加する為に、熱可塑性樹脂等も適宜添加してもよい。硬化性樹脂のなかでも、代表的であり且つ優れた硬質塗膜が得られる点で好ましいのが電離放射線硬化性樹脂である。
耐光性をより向上させる為に、紫外線吸収剤と併用して、ヒンダードアミン系ラジカル捕捉剤等のラジカル捕捉剤を添加するのが好ましい。なお、電子線照射は加速電圧70kV〜1MV、照射線量5〜100kGy(0.5〜10Mrad)程度である。
防眩層としては、従来公知のものを適宜採用すれば良く、一般的に、樹脂中に防眩剤を分散した層として形成される。防眩剤としては、無機系又は有機系の微粒子が用いられる。これら微粒子の形状は、真球状、楕円状等である。微粒子は、好ましくは透明性のものが良い。この様な微粒子は、例えば、無機系微粒子としてはシリカビーズ、有機系微粒子としては樹脂ビーズが挙げられる。樹脂ビーズとしては、例えば、スチレンビーズ、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリルースチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒドビーズなどが挙げられる。微粒子は、通常、樹脂分100質量部に対し、2〜30質量部、好ましくは10〜25質量部程度添加することができる。
反射防止層としては、従来公知のものを適宜採用すれば良い。一般に、反射防止層は少なくとも低屈折率層からなり、更に低屈折率層と(該低屈折率層より屈折率が高い)高屈折率層とを交互に隣接積層し且つ表面側を低屈折率層とした多層の層からなる。低屈折率層及び高屈折率層の各厚みは、用途に応じた適宜厚みとすれば良く、隣接積層時は各々0.1μm前後、低屈折率層単独時は0.1〜1μm程度であることが好ましい。
帯電防止層としては、従来公知のものを適宜採用すれば良く、一般的に、樹脂中に帯電防止層を含有させた層として形成される。帯電防止層としては、有機系や無機系の化合物が用いられる。例えば、有機系化合物の帯電防止層としては、カチオン系帯電防止剤、アニオン系帯電防止剤、両性系帯電防止剤、ノニオン系帯電防止剤、有機金属系帯電防止剤等が挙げられ、またこれら帯電防止剤は低分子化合物として用いられるほか、高分子化合物としても用いられる。また、帯電防止剤としては、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性ポリマー等も用いられる。また、帯電防止剤として例えば金属酸化物からなる導電性微粒子等も用いられる。導電性微粒子の粒径は透明性の点で、例えば平均粒径0.1nm〜0.1μm程度である。なお、該金属酸化物としては、例えば、ZnO、CeO2、Sb2O2、SnO2、ITO(インジウムドープ酸化錫)、In2O3、Al2O3、ATO(アンチモンドープ酸化錫)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)等が挙げられる。
防汚層としては、従来公知のものを適宜採用すれば良く、一般的に、樹脂中に、シリコーンオイル、シリコーン樹脂等の珪素系化合物;フッ素系界面活性剤、フッ素系樹脂等のフッ素系化合物;ワックス等の防汚染剤を含む塗料を用いて公知の塗工法で形成することができる。防汚層の厚みは、適宜厚さとすればよく、通常は1〜10μm程度とすることが出来る。
下記構成を有する画像表示装置において、視認側表面に、視認側表面と平行になるように偏光フィルムを配置して白画像を表示させた。前記平行状態を維持したまま偏光フィルムの偏光軸と画像表示装置の視認側偏光子の偏光軸とが形成する角が0°、45°、又は90°となるように偏光フィルムを移動させ、各点において偏光フィルムを介して白画像を眺めて虹斑発生の有無及び程度を確認し、下記の基準に従って評価した。
◎: 正面から観察したときに、虹斑が観察されない。
○: 正面から観察したときに、上記角が0°、45°、90°の点のうち2点以上で虹斑が観察されない。
×: 正面から観察したときに、上記角が0°、45°、90°の点のうち2点以上で虹斑(色むら)が観察される。
(1)バックライト光源:白色LED又は冷陰極管
(2)光源側偏光板:PVAとヨウ素からなる偏光子の両側の保護フィルムとしてTACフィルムを有する。
(3)画像表示セル:液晶セル
(4)視認側偏光板:PVAとヨウ素からなる偏光子の光源側保護フィルム及び視認側保護フィルムとしてTACフィルム(富士フイルム(株)社製、厚み80μm)を有する。
(5)タッチパネル:下記表1に示す配向フィルムA〜Cのいずれかの上にITOからなる透明導電層を設けて作成した透明導電性フィルム(光源側)と、後述する配向フィルム1〜11のいずれかの上にITOからなる透明導電層を設けて作成した透明導電性フィルム(視認側)とを、スペーサーを介して配置した構造を有する抵抗膜方式タッチパネル。
エステル化反応缶を昇温し200℃に到達した時点で、テレフタル酸を86.4質量部およびエチレングリコール64.6質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチモンを0.017質量部、酢酸マグネシウム4水和物を0.064質量部、トリエチルアミン0.16質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行いゲージ圧0.34MPa、240℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0.014質量部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル0.012質量部を添加した。次いで15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、15分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反応を行った。
粒子を含有しないPET(A)樹脂ペレット135℃で6時間減圧乾燥(1Torr)した後、押出機に供給し、285℃で溶解した。このポリマーを、ステンレス焼結体の濾材(公称濾過精度10μm粒子95%カット)で濾過し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。
未延伸フィルムの厚みを変更することにより、フィルムの厚みを約100μmとする以外は、配向フィルム1と同様にして一軸配向の配向フィルム2を得た。
未延伸フィルムを、加熱されたロール群及び赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に1.5倍延伸した後、配向フィルム1と同様の方法で幅方向に4.0倍延伸した以外は配向フィルム1と同様にして、フィルム厚み約50μmの二軸配向の配向フィルム3を得た。
走行方向に2.0倍、幅方向に4.0倍延伸した以外は配向フィルム3と同様にして、フィルム厚み約50μmの二軸配向の配向フィルム4を得た。
走行方向に3.3倍、幅方向に4.0倍延伸した以外は配向フィルム3と同様にして、フィルム厚み約75μmの二軸配向の配向フィルム5を得た。
ポリカーボネート(アルドリッチ社製)を重量比で4倍の塩化メチレンに溶かし、ポリマー溶液を調製した。ポリマー溶液を平滑なガラス板状にナイフコーターで展開し、室温で放置し、溶媒を乾燥させた。その後、ポリカーボネートシートをガラス板より剥がし、90℃の減圧乾燥機中で24時間乾燥させた。得られたポリカーボネートシートからダンベル状にサンプルを切り出した。切り出したシートサンプルをテンシロン(オリエンテック製)を用い、温度160℃程度に加熱し、一軸方向に延伸した。その際の、延伸倍率、延伸速度を調節することで、9087nmのリタデーションを有する一軸配向の配向フィルム6を得た。
走行方向に3.6倍、幅方向に4.0倍延伸した以外は配向フィルム3と同様にして、フィルム厚み約38μmの二軸配向の配向フィルム7を得た。
未延伸フィルムの厚みを変更した以外は配向フィルム1と同様にして、厚み約10μmの一軸配向の配向フィルム8を得た。
走行方向に3.6倍、幅方向に4.0倍延伸した以外は配向フィルムCと同様にして、フィルム厚み約188μmの二軸配向の配向フィルム9を得た。
走行方向に4.0倍、幅方向に1.0倍延伸した以外は配向フィルム3と同様にして、フィルム厚み約100μmの一軸配向の配向フィルム10を得た。
走行方向の延伸倍率を3.6倍に延伸した以外は配向フィルム10と同様の方法で一軸配向の配向フィルム11を得た。
白色LEDを光源とする液晶表示装置の視認側表面に低リタデーション配向フィルム、高リタデーション配向フィルム、及び偏光フィルタをこの順で重ね、視認側偏光子の偏光軸と偏光フィルタの偏光軸とが形成する角(偏光軸−偏光軸角)を0度、45度、又は90度に固定した。そして、各偏光軸−偏光軸角において、低リタデーション配向フィルム及び/又は高リタデーション配向フィルムを時計周りに回転させながら、各配向フィルムの配向主軸と視認側偏光子の偏光軸とが形成する角(配向主軸−偏光軸角)と虹斑の見え方との関係を評価した。評価は、(I)虹斑は見られない場合、(II)薄い虹斑が見える場合、(III)はっきりとした虹斑が見える場合、及び(IV)輝度の低下により画面が暗く見える場合の四段階で評価した。偏光軸−偏光軸角が0度、90度、及び45度の場合の結果を示すチャートを各々図2、図3、及び図4に示す。
2 光源
3 光源側偏光板
4 液晶セル
5 視認側偏光板
6 タッチパネル
7 光源側偏光子
8 視認側偏光子
9a 偏光子保護フィルム
9b 偏光子保護フィルム
10a 偏光子保護フィルム
10b 視認側偏光子保護フィルム
11 光源側透明導電性フィルム
11a 光源側基材フィルム
11b 透明導電層
12 視認側透明導電性フィルム
12a 視認側基材フィルム
12b 透明導電層
13 スペーサー
14 光源側飛散防止フィルム
15 視認側飛散防止フィルム
Claims (5)
- (1)連続的な発光スペクトルを有する白色光源、
(2)画像表示セル、
(3)前記画像表示セルよりも視認側に配置される偏光子、及び
(4)前記偏光子よりも視認側に配置される、透明導電層が積層された少なくとも2枚の基材フィルム
を有し、
前記少なくとも2枚の基材フィルムは配向フィルムであり、そのうちの少なくとも1枚は、3000nm以上150000nm以下のリタデーションを有する高リタデーション基材フィルムであって、該高リタデーション基材フィルムは、残る基材フィルムのうちの少なくとも1枚(光源側基材フィルム)よりも視認側に配置される、
画像表示装置。 - 前記高リタデーション基材フィルムが、その配向主軸が前記偏光子の偏光軸に対して45度となるように配置される、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記光源側基材フィルムが、その配向主軸と前記偏光子の偏光軸とが略垂直又は略平行となるように配置される、請求項1又は2に記載の画像表示装置。
- 前記高リタデーション基材フィルムのリタデーション(Re)と厚さ方向リタデーション(Rth)の比(Re/Rth)が、0.2以上1.2以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の画像表示装置。
- 前記連続的な発光スペクトルを有する白色光源が、白色発光ダイオードである、請求項1〜4のいずれかに記載の画像表示装置。
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