JP5356136B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、液晶表示装置の表示画質をより一層の向上させるうえで、偏光素子の耐久性については、未だ向上の余地があった。
上記液晶表示装置は、液晶表示セルの観察面側基板に対して法線方向のコントラスト比をCR(0)、方位角Φ方向における該法線方向から60°傾いた方向のコントラスト比をCR(Φ,60)と定義したときに、Φ=0〜360°の全ての方位角において、CR(Φ,60)/CR(0)≧0.025を満たすことが好ましい。これにより、液晶表示装置に求められる視野角特性を充分に満たすことができる。上記コントラスト特性を満たす液晶表示装置としては、VAモードやIPSモードの液晶表示セルと、少なくとも一方の偏光素子との間の領域に位相差フィルムを配置したもの等が挙げられる。〔CR(Φ,60)/CR(0)〕の値のより好ましい下限は、0.040である。
また、上記第一及び第三の保護フィルムは、複屈折性を示し、位相差フィルムとしての機能をも有するものであることが好ましい。
第一の保護フィルムの透湿度<第二の保護フィルムの透湿度 (1)
第三の保護フィルムの透湿度<第四の保護フィルムの透湿度 (2)
第一の保護フィルムの透湿度が第二の保護フィルムの透湿度よりも小さいこと、又は、第三の保護フィルムの透湿度が第四の保護フィルムの透湿度よりも小さいことにより、保護フィルム/偏光素子/保護フィルムとの構造を有する積層フィルムを液晶表示セルに貼合せた後に、偏光素子内部の水分を外部に放出させることが可能となり、偏光素子の取り扱い性を確保しつつ、偏光素子と保護フィルムとの接着強度をより充分に確保することが可能となる。
R=(1.3−0.6×na)×Rxz+(0.7−0.3×na)×Rxy (3)
上記式(3)中、naは波長550nmの光に対する平均屈折率を表し、Rxzは波長550nmの光に対する厚み方向位相差を表し、Rxyは波長550nmの光に対する面内方向位相差を表す。
0nm≦R1+R3+Rlc≦35nm (4)
na=(nx+ny+nz)/3 (5)
Rxy=(nx−ny)×d (6)
Rxz=(nx−nz)×d (7)
上記式(5)〜(7)中、nx,nyは波長550nmの光に対する面内方向の主屈折率(nx≧ny)を表し、nzは波長550nmの光に対する厚み方向の主屈折率を表し、dは厚みを表している。
まず、VAモードにおける視野角補償の主要な目的の一つは、正面方向から見たときには略ゼロであっても、斜め方向から見ると略ゼロではなくなってしまう液晶表示セルの黒表示状態での位相差をキャンセルすることである。この目的を達成するためには、位相差フィルムの位相差を適切に設計する必要があるが、従来では、真上から見たときの位相差を表すRxy、(仮想的に)真横から見たときの位相差を表すRxz、又は、Rth=〔(nx+ny)/2−nz〕×d=Rxz−Rxy/2等を調整することで設計が行われていた。中でも、液晶表示セルのRthと位相差フィルムのRthの総和をほぼ等しくする方法が特に多く用いられていた。しかしながら、従来の方法では、斜め方向から見たときの位相差をキャンセルするという本来の目的を実現するうえで、設計値と実際の効果との誤差が大きくなっていた。なぜなら、例えば同じRthをもつ位相差フィルムでも、Rxyが異なれば、斜め方向から見たときの実効的な位相差は異なるためである。したがって、実際の効果に対し、より精度の高い設計を行うためには、実際に斜め方向から見たときの実効的位相差Rを用いることが有効である。この場合、斜め方向としては、例えば方位角Φ=45°,仰角Θ=60°(基板面法線方向から60°傾いた方向)が好適である。しかしながら、パネルメーカ、位相差フィルム業界では、Rxy、Rxz、Rthデータでの取り扱いが事実上規格化されており、位相差フィルム納入時に添付されるデータシートもこれらのデータが記載されたものである。そこで、本発明者らは、便宜的にそれらのデータから実効的位相差Rを推定する式について検討し、各種実験及び計算等の検討結果から、上記式(3)を見いだしたのである。ただし、上記式(3)では、Rxy及びRxzに加え、フィルムの樹脂名が分かると知ることができる平均屈折率naも用いている。したがって、本発明では、位相差フィルム及び液晶表示セルのそれぞれについて、上記式(3)より実効的位相差Rを求め、その総和が上記式(4)を満たす範囲内にすることで、実用上充分な視野角を得ることができる。
本実施形態における液晶表示装置は、図1にその概要を示すように、第二の保護フィルム32、第一の偏光素子21、第一の保護フィルム31又は31a、液晶表示セル10、第三の保護フィルム33又は33a、第二の偏光素子22及び第四の保護フィルム34が、観察面側から順次粘着剤42又は接着剤41を介して貼合され、かつ、液晶表示装置の有効表示領域に対応する開口部を有するベゼル(枠状部材)に挟持されて一体化された基本構成を有するものである。なお、液晶表示セル10は、対向する観察面側基板11、背面側基板13間に液晶12を挟んでなる構造を有している。
以下に、本実施形態における液晶表示装置の各構成要素について説明する。
本実施形態では、第一〜第四の保護フィルムとして、下記表1に示すフィルムのいずれかを用いた。下記表1において、樹脂名のNBは、ノルボルネン系樹脂を表し、TACは、トリアセチルセルロース樹脂を表し、PCは、ポリカーボネート樹脂を表している。平均屈折率na、面内方向位相差Rxy、厚み方向位相差Rxz及び補正済み厚み方向位相差Rは、それぞれ上記式(3)及び(5)〜(7)で定義されるものである。透湿度は、下記表1中に示した厚みを有するフィルムを用いて測定した値を記載している。なお、下記表1に示すフィルムにおいては、フィルム化の際に、縦1軸、横1軸、縦横同時2軸、又は、縦横逐次2軸等の延伸処理が施され、面内方向位相差Rxy又は厚み方向位相差Rxzの調整が行われたものもある。また、フィルム厚が厚いほど透湿度が低く、フィルム厚が薄いほど透湿度が高いことを利用して透湿度の調整が行われたものもある。
更に本発明において、保護フィルム等のフィルム状部材の材質としては、吸水率(又は透湿度)が低く、かつ光弾性係数が高い透明フィルム樹脂を用いてもよい。上記特性を満たす透明フィルム樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂(PC)が挙げられる。本実施形態においては、フィルムP−1の材料として、PCを用いた。
TAC及びPCは、それぞれ溶剤キャスト法、溶融押出法等によりフィルム化することができる。
本実施形態では、偏光素子として、ヨウ素又は二色性染料が吸着配向されたPVA系樹脂フィルムを用いた。PVA系偏光素子は、PVAのフィルムを5倍に延伸し、ヨウ素とヨウ化カリウムとを配合した溶液に浸漬し染色した後、ホウ酸とヨウ化カリウムとからなる水溶液中で架橋処理を行うことにより作製した。なお、偏光素子と各保護フィルムとの貼合せは、偏光素子に水分をいくらか含ませた状態で、水を主な溶媒とする接着剤を介して積層した後、水分を乾燥させるという方法を用いて行った。
本実施形態では、粘着剤として、アクリル系粘着剤を用いた。粘着剤層の厚さは20μmであった。また、接着剤としては、PVA系接着剤又はウレタン系接着剤を用いた。接着剤層の厚さは1μm以下であった。
本実施形態では、液晶表示セルとして、大方の液晶分子が基板に対して略垂直に配向し、面内位相差が略ゼロの状態で黒表示を行う垂直配向(VA)モードの中でも、1画素内を4つの領域に分割して、液晶分子を各領域毎に略水平に配向させて白表示を行うマルチドメイン垂直配向(MVA)モードのものを用いた。なお、液晶表示セルの厚み方向位相差Rlcは、黒表示状態において、−260nm、−290nm又は−320nmのいずれかに設定した。液晶表示セルの面内方向位相差Rxyは、黒表示状態において、略0nmに設定した。液晶表示セルの平均屈折率naは1.50、対角線長は30インチであった。基板としては、ガラス基板を用いた。
図4−1に示すように、ベゼル51は、液晶表示装置内に、液晶表示セル10、偏光素子21,22、フィルム状部材(図示せず)等を支持固定するための部材(ケース)である。本実施形態では、図4−2に示すような、液晶表示装置の表示領域を露出させるための四角形の開口部を有する金属製のベゼル51を用いた。ベゼル51は、液晶表示セル10の周囲を覆う額縁部となる前面部と、この前面部の周囲において、前面部に対して背面側に直角に折り曲げられた側面部とを有し、断面が略L字状に形成されたものである。したがって、四角形の開口部は、前面部に設けられている。また、ベゼル51は、外枠部51a及び内枠部51bの2つから構成され、外枠部51aと内枠部51bとの間に挟持することで、液晶表示セル10を支持固定した。なお、ベゼル51は、プレス成形により形成した。
本実施形態のうち、一部の実施例では、偏光素子の外周端面のうち、吸収軸方向と交わりのある外周端面をシール剤でコーティングした。シール剤としては、フッ素系の撥水材料を用い、刷毛を用いて塗布形成した。
(実施例1)
本実施例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−15、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、及び、第四の保護フィルムとしてN−10を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
本実施例においては、第三の保護フィルムとしてN−8、第四の保護フィルムとしてT−1を用い、第二の偏光素子と第四の保護フィルムとを接着する接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例3)
本実施例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてN−10、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第一の保護フィルムとしてN−12、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−12、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第四の保護フィルムとしてN−10を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本実施例においては、第一の保護フィルムとしてN−5、第二の保護フィルムとしてN−5、第三の保護フィルムとしてN−5、第四の保護フィルムとしてN−1を用いたこと以外は、実施例3と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例5)
本実施例においては、第一の保護フィルムとしてN−5、第二の保護フィルムとしてT−1、第三の保護フィルムとしてN−5、第四の保護フィルムとしてT−1を用い、第一の偏光素子と第二の保護フィルムとを接着する接着層、及び、第二の偏光素子と第四の保護フィルムとを接着する接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤を用いたこと以外は、実施例3と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例6)
本実施例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−3、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−1、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子のL−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本実施例においては、第一の保護フィルムとしてN−8、第三の保護フィルムとしてT−1を用い、第一の偏光素子と第一の保護フィルムとを接着する接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子と第三の保護フィルムとを接着する接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤を用いた。また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子ではL−l=2mmとした。その他は、実施例6と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例8)
本実施例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第一の保護フィルムとしてN−1、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−6、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本実施例においては、第三の保護フィルムとしてN−3を用いたこと以外は、実施例8と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例10)
本実施例においては、第一及び第三の保護フィルムとしてN−16を用いたこと以外は、実施例8と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例11)
本実施例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−320の液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−14、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本実施例においては、第一及び第三の保護フィルムとしてN−4を用い、第一の偏光素子と第一の保護フィルムとを接着する接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤を用いた。その他は、実施例11と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例13)
本実施例においては、液晶表示セルにRlc=−260nmの液晶層を用い、第三の保護フィルムとしてN−9を用いたこと以外は、実施例11と同様にして液晶表示装置を作製した。
(実施例14)
本実施例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−8、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=10mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本実施例においては、第二及び第四の保護フィルムとしてN−1、第一及び第三の保護フィルムとしてN−5を用い、全ての接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤を用いた。また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=10mm、第二の偏光素子では、L−l=10mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。その他は、実施例14と同様にして液晶表示装置を作製した。
本実施例においては、第二及び第四の保護フィルムとしてN−1、第一及び第三の保護フィルムとしてN−5を用い、全ての接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤を用いた。また、第二の偏光素子でも、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子の吸収軸角度を45°、第二の偏光素子の吸収軸角度を135°とした。そして、第一及び第二の偏光素子両方にシール処理を行った。その他は、実施例14と同様にして液晶表示装置を作製した。
本実施例においては、第一及び第三の保護フィルムとしてN−5を用い、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤を用いた。また、第一の偏光素子でも、L−L’=10mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=10mm、第二の偏光素子では、L−l=10mmとした。そして、第一及び第二の偏光素子両方にシール処理を行った。その他は、実施例14と同様にして液晶表示装置を作製した。
(比較例1)
本比較例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−15、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第四の保護フィルムとしてN−10を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本比較例においては、第二の保護フィルムとしてN−10、第一及び第三の保護フィルムとしてN−12を用い、接着層の代わりに全て厚さ20μmのアクリル系粘着剤を用いた。その他は、比較例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
(比較例3)
本比較例においては、粘着層として厚さ50μmのアクリル系接着剤を用いたこと以外は、比較例2と同様にして液晶表示装置を作製した。
(比較例4)
本比較例においては、上述の液晶表示装置の基本構成に対し、背面側基板と第三の保護フィルムとの間に、粘着剤を介して位相差フィルムを配置した。具体的には、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μm以下のアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、位相差フィルムとしてN−13、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本比較例においては、上述の液晶表示装置の基本構成に対し、第一の保護フィルムと観察面側基板との間、及び、背面側基板と第三の保護フィルムとの間に、粘着剤を介して位相差フィルムを配置した。具体的には、第一の保護フィルムと観察面側基板との間の領域に、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、位相差フィルムとしてN−2、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤を用い、背面側基板と第三の保護フィルムとの間に設ける位相差フィルムとしてN−2を用いたこと以外は、比較例4と同様にして液晶表示装置を作製した。
(比較例6)
本比較例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてP−1、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本比較例においては、第三の保護フィルムとしてT−2、第四の保護フィルムを第二の偏光素子に接着する接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤を用いたこと以外は、比較例6と同様にして液晶表示装置を作製した。
(参考例1)
本参考例においては、観察面側から、第二の保護フィルムとしてT−1、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の偏光素子として吸収軸角度が0°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第一の保護フィルムとしてT−1、粘着層として厚さ20μm以下のアクリル系粘着剤、観察面側基板、Rlc=−290nmの液晶層、背面側基板、粘着層として厚さ20μmのアクリル系粘着剤、第三の保護フィルムとしてN−11、接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤、第二の偏光素子として吸収軸角度が90°のPVA系偏光素子、接着層として厚さ1μm以下のPVA系接着剤、第四の保護フィルムとしてT−1を、この順に積層配置して形成される液晶表示装置を作製した。
また、第一の偏光素子では、L−L’=2mm、第二の偏光素子では、L−L’=2mmとした。更に、第一の偏光素子では、L−l=2mm、第二の偏光素子では、L−l=2mmとした。なお、第一及び第二の偏光素子のいずれにもシール処理は行わなかった。
本参考例においては、第三の保護フィルムとしてN−17を用いたこと以外は、参考例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
(参考例3)
本参考例においては、第一及び第三の保護フィルムとしてN−7、第一の保護フィルムを第一の偏光素子に接着する接着層として厚さ1μm以下のウレタン系接着剤を用いたこと以外は、参考例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
次に、実施例、比較例及び参考例において得られた液晶表示装置の評価方法について説明する。評価項目としては、コントラスト比、白抜け、耐湿性、偏光素子の割れ、発泡・剥離について、それぞれ確認した。各評価の結果を表5に示した。
大型液晶表示装置用のバックライトシステムを光源に用い、仰角0°(観察面側基板の基板面に対して法線方向)で黒表示輝度と白表示輝度とを測定し、更に仰角60°(方位角Φ方向に法線方向から60°傾いた方向)で、方位角Φを0〜360°で5°ずつ変えながら黒表示輝度と白表示輝度とをそれぞれ測定した。黒表示輝度と白表示輝度との比(白表示輝度/黒表示輝度)から、仰角0°でのコントラスト比CR(0)、及び、仰角60°でのコントラスト比CR(Φ、60)を求めた。コントラスト比CR(Φ、60)は方位角によって変化するが、下記表5には、CR(Φ、60)/CR(0)の最小値を示した。
なお、CR(Φ、60)/CR(0)の最小値が0.025以上のときに、実用上充分な視野角が得られた。
80℃ドライ条件で1000時間の保存試験を行った後、表示有効領域の4つの隅部及び中央部を含めた3×3のマトリックス状に9点の黒表示輝度を測定し、その最大値/平均値をC1とした。また、60℃90%RH条件で1000時間の保存試験を行った後、同様の測定をして最大値/平均値をC2とした。C1とC2の値から、以下の評価基準に基づき、白抜けに対する評価を行った。なお、光源はコントラスト比の評価と同様に、大型液晶表示装置用のバックライトシステムを用いた。
◎:C1及びC2がともに1.3以下
○:C1及びC2がともに1.7以下
△:C1及びC2がともに2.0以下
×:C1及びC2のいずれかが2.0よりも大きい
50℃95%RH条件で1000時間保存試験行った後に、上記(4−1)コントラスト比の評価と同様の方法で、表示有効領域の中央部でCR(0)を測定し、保存試験前のCR(0)との比をC3とした。また、外観を目視評価して、偏光素子の端部おける脱色等の不具合の有無を確認した。C3の値と目視評価の結果から、以下の評価基準に基づき、耐湿性に対する評価を行った。
◎:C3が0.90以上、かつ、端部に不具合がない
○:C3が0.85以上、かつ、端部に不具合がない
△:C3が0.80以上、かつ、端部に不具合がない
×:C3が0.80未満、又は、端部に不具合がある
60℃95%RH条件で48時間の加湿試験を行った後、−35℃(1時間)と70℃(1時間)とを交互に繰り返すヒートショック試験を最長で400サイクルまで行った。そして、表示有効領域内に偏光素子の割れ等の不具合が発生しているか否かの目視確認を行い、以下の評価基準に基づき、偏光素子の割れに対する評価を行った。
◎:400サイクルの試験後も表示有効領域内に不具合がない
○:300サイクルの試験後に表示有効領域内に不具合がない
△:200サイクルの試験後に表示有効領域内に不具合がない
×:200サイクルの試験後に表示有効領域内に不具合がある
(a)80℃ドライ条件での最長1000時間の保存試験、(b)50℃95%RH条件での最長1000時間の保存試験、(c)−35℃(1時間)と70℃(1時間)とを交互に繰り返す最長400サイクルのヒートショック試験をそれぞれ別のサンプルを用いて行った。そして、各試験後のサンプルについて、発泡・剥離等の不具合が発生しているか否かの目視確認を行い、以下の評価基準に基づき、発泡・剥離に対する評価を行った。
○:最長試験時間/サイクルまで継続した3つの試験すべてで、発泡・剥離が発生しなかった、又は表示有効領域外の端面部分だけに発生した
△:最長試験時間/サイクルの半分の時間/サイクルまで継続した3つの試験すべてで、発泡・剥離が発生しなかった、又は表示有効領域外の端面部分だけに発生した
×:最長試験時間/サイクルの半分の時間/サイクルまで継続したいずれかの試験で、発泡・剥離が表示有効領域内に発生した
表5に示すように、実施例では、保護フィルムと偏光素子との貼合せに厚さ1μm以下の接着層を用い、保護フィルムとして、光弾性係数の絶対値、吸水率及び透湿度の小さいNB系樹脂フィルムを用いたことから、比較例よりも耐久性(白抜け、耐湿性、PVA割れ、発泡・剥離)において総合的に優れていた。実施例3〜5、8〜10、12は、第一及び第三の保護フィルムとしてNB系樹脂を用いたことから、耐久性において特に優れていた。実施例6及び7は、NB系樹脂フィルムを用いたものの、補正済み厚み方向位相差Rが大きい側の保護フィルム、又は、バックライトによる熱の影響を受けやすい背面側(領域B)の保護フィルムとして、TACフィルムを用いたことから、他の実施例と比べると、若干耐久性が低かった。実施例8〜10では、NB系樹脂フィルムの位相差設計を変更し、実施例11〜13では、液晶表示セルの位相差設計を変更したが、いずれも充分な表示品位を得ることができた。実施例14〜17では、PVA系偏光素子に割れ対策を施したため、特にPVA割れの評価が高かった。
なお、参考例は、耐久性の点で比較例よりも総合的に優れていたが、0nm≦R1+R3+Rlc≦35nmの条件を満たしていなかったため、表示品位が低かった。
11:観察面側基板
12:液晶
13:背面側基板
21:(観察面側)偏光素子
22:(背面側)偏光素子
31:光弾性係数の絶対値が10×10−8cm2/N未満、及び、吸水率が2.0%未満の第一の保護フィルム
31a:光弾性係数の絶対値が10×10−8cm2/N以上、及び/又は、吸水率が2.0%以上の第一の保護フィルム
32:第二の保護フィルム
33:光弾性係数の絶対値が10×10−8cm2/N未満、及び、吸水率が2.0%未満の第三の保護フィルム
33a:光弾性係数の絶対値が10×10−8cm2/N以上、及び/又は、吸水率が2.0%以上の第三の保護フィルム
34:第四の保護フィルム
35:位相差フィルム(NBフィルム)
36:保護フィルム(NBフィルム)
37:位相差兼保護フィルム(NBフィルム)
41:接着層(厚さ0.5μm)
42:粘着層(厚さ20μm)
50:液晶表示装置の表示有効領域
51:ベゼル
51a:ベゼル外枠部
51b:ベゼル内枠部
61:保護フィルム(TACフィルム)
62:位相差フィルム(PCフィルム)
Claims (5)
- 観察面側基板と背面側基板との間に液晶を狭持してなる液晶表示セル、該液晶表示セルの両側にそれぞれ設けられた偏光素子、並びに、偏光素子の両側に貼合されたフィルム状部材を備える液晶表示装置であって、
該偏光素子は、ヨウ素又は二色性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなり、
該フィルム状部材は、偏光素子に対して厚さ10μm未満の接着層を介して貼合されており、かつ他のフィルム状部材と貼合される場合には、他のフィルム状部材に対しても厚さ10μm未満の接着層を介して貼合されており、
該液晶表示セルの観察面側基板とその観察面側に設けられた偏光素子との間の領域に存在する、厚さ10μm以上の粘着層は1つであり、かつ該液晶表示セルの背面側基板とその背面側に設けられた偏光素子との間の領域に存在する、厚さ10μm以上の粘着層は1つであり、
該フィルム状部材、又は、他のフィルム状部材と貼合される場合には該フィルム状部材及び他のフィルム状部材の少なくとも一つは、光弾性係数の絶対値が10×10−8cm2/N未満、及び、吸水率が2.0%未満を満たし、
該偏光素子の一方の側に貼合されたフィルム状部材と他方の側に貼合されたフィルム状部材とは、透湿度が異なる樹脂からなり、
該偏光素子は、外周端面のうち吸収軸方向と交わる外周端面が撥水性のシール剤により被覆されたものであり、
該液晶表示セルは、大方の液晶分子が基板に対して略垂直に配向し、面内位相差が略ゼロの状態で黒表示を行うものであり、
下記式(3)により補正済み厚み方向位相差Rを定義したときに、該液晶表示セルの観察面側で該偏光素子に貼合されたフィルム状部材の補正済み厚み方向位相差R1と、該液晶表示セルの背面側で該偏光素子に貼合されたフィルム状部材の補正済み厚み方向位相差R3と、黒表示状態での液晶表示セルの補正済み厚み方向位相差Rlcとが、下記式(4)の関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
R=(1.3−0.6×na)×Rxz+(0.7−0.3×na)×Rxy (3)
上記式(3)中、naは波長550nmの光に対する平均屈折率を表し、Rxzは波長550nmの光に対する厚み方向位相差を表し、Rxyは波長550nmの光に対する面内方向位相差を表す。
3nm≦R1+R3+Rlc≦29nm (4) - 前記偏光素子に対して貼合されたフィルム状部材の少なくとも一方は、透湿度が100g/m2・24hr以下であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記偏光素子に対して貼合されたフィルム状部材の少なくとも一方は、ノルボルネン系樹脂からなるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光素子の吸収軸方向の最大幅が、該方向における液晶表示装置の表示有効領域の最大幅よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。
- ベゼルを有し、かつ、前記偏光素子の吸収軸方向の最大幅が、該方向におけるベゼルの開口領域の最大幅よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置。
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