JP6432122B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
項1
(1)画像表示セル、
(2)前記画像表示セルより視認側に配置される偏光子、及び
(3)前記偏光子より視認側に配置される、3000nm以上150000nm以下のリタデーションを有する配向フィルムの両面にガラス板を貼り合わせたガラス積層体、
を有する画像表示装置。
項2
前記偏光子の偏光軸と前記配向フィルムの配向主軸とが形成する角が略45度である、項1に記載の画像表示装置。
項3
前記画像表示セルが液晶セルまたは有機ELセルである、項1又は2に記載の画像表示装置。
表面カバーガラスは高リタデーション配向フィルムの両側にガラス板を貼り合わせた合わせガラスである。表面カバーガラスを構成するガラス板としては、シリカガラス(SiO2)、ソーダ石灰シリカガラス(Na2O−CaO−SiO2)、鉛ガラス(K2O−PbO−SiO2)、ホウケイ酸塩ガラス(Na2O−B2O3−SiO2)、無アルカリガラス(XO−Al2O3−SiO2 Xは2価の元素)など、任意の材料で作製されたものが用いられる。好ましいガラス板はソーダライムガラス及び/又はアルミノシリケートガラスを化学強化したものである。
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、3000nm以上である。さらに、効果的に虹斑を低減するという観点から、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理論的には可能である。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。
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。
厚み斑(%)=((dmax−dmin)/d)×100
高リタデーション配向フィルムとガラス板との貼り合わせには、接着剤を用いることが好ましい。接着剤としては、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、これらの変性物などが挙げられる。これらの中でもポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。
ガラス板と高リタデーション配向フィルムを積層して合わせガラスを製造する方法は、任意であり特に制限されない。例えば、ガラス板、接着剤、高リタデーション配向フィルム、接着剤、及びガラス板をこの順に積層し、ローラーなどで圧をかけて気泡を除去しながら各層を密着させ、接着処理を行うことによって合わせガラスを得ることができる。なお、積層時〜接着処理時には加圧するだけでなく減圧して挟み込まれる気泡を除去することも好ましい。
高リタデーション配向フィルムはガラス板と貼り合わせる場合の接着剤との接着性を確保するため、易接着処理されていることが好ましい。易接着処理としては、高リタデーション配向フィルムの材質、接着剤によって適宜選択することができる。例えば、コロナ処理、プラズマ処理などの物理的処理、易接着コート等が挙げられるが、易接着コートが好ましい。
画像表示装置において表面カバーガラスを配置する角度は、任意であるが、表面カバーガラスを構成する高リタデーション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度(高リタデーション配向フィルムと偏光子とが同一平面上にあると仮定する)は、特に制限されないが、虹斑を低減する、輝度低下を低減するという観点から、45度に近いこと(略45度)が好ましい。例えば、前記角度は、45度±30度以下、好ましくは45度±20度以下、好ましくは45度±15度、好ましくは45度±10、好ましくは45度±5度、好ましくは45度±3度、45度±2度、45度±1度、45度である。本書において、「以下」という用語は、「±」の次の数値にのみかかることを意味する。よって、例えば、前記「45度±20度以下」とは、45度を中心に上下20度の範囲の変動を許容することを意味する。
画像表示装置において、画像表示セルから射出される光は、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ことが好ましい。ここで、「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。
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。基材フィルムとして、リタデーションの値が3000nm以上の高リタデーション配向フィルム、リタデーションの値が3000nm未満の配向フィルム又は複屈折を有しないフィルム、若しくはガラス板等の剛性板を用いることができる。これらの中でも、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びポリオレフィン樹脂が好ましく、より好ましくはポリエステル樹脂である。
(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)ポリエステルフィルム/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
視認側偏光子の視認側偏光子保護フィルム、基材フィルム又は飛散防止フィルムが、リタデーションが150nm以上である配向フィルムまたは高リタデーション配向フィルムである時は、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度(フィルムと偏光子とが同一平面上にあると仮定する)は、特に制限されないが、虹斑を低減するという観点から、0度±30度以下であり、好ましくは0度±25度以下であり、好ましくは0度±20度以下であり、好ましくは0度±10度以下であり、好ましくは0度±5度以下である。また、好ましくは90度±30度以下であり、好ましくは90度±25度以下であり、好ましくは90度±20度以下であり、好ましくは90度±10度以下であり、好ましくは90度±5度以下である。
(1)バックライト光源:白色LED
(2)光源側及び視認側の偏光板: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(富士フイルム(株)社製、厚み80μm)を有する。
(3)画像表示セル:液晶セル
(4)表面カバーガラス:後述する手順で作製した。
製造例−PET(A)
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。
攪拌機、温度計、および部分還流式冷却器を具備するステンレススチール製オートクレーブに、ジメチルテレフタレート194.2質量部、ジメチルイソフタレート184.5質量部、ジメチルー5−ナトリウムスルホイソフタレート14.8質量部、ジエチレングリコール233.5質量部、エチレングリコール136.6質量部、およびテトラーnーブチルチタネート0.2質量部を仕込み、160℃から220℃の温度で4時間かけてエステル交換反応を行なった。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後、30Paの減圧下で1時間30分反応させ、共重合ポリエステル樹脂を得た。得られた共重合ポリエステル樹脂は、淡黄色透明であった。共重合ポリエステル樹脂の還元粘度を測定したところ,0.70dl/gであった。DSCによるガラス転移温度は40℃であった。
攪拌機、温度計と還流装置を備えた反応器に、共重合ポリエステル樹脂30質量部、エチレングリコールn−ブチルエーテル15質量部を入れ、110℃で加熱、攪拌し樹脂を溶解した。樹脂が完全に溶解した後、水55質量部をポリエステル溶液に攪拌しつつ徐々に添加した。添加後、液を攪拌しつつ室温まで冷却して、固形分30質量%の乳白色の共重合ポリエステル水分散体を作製した
攪拌機と温度計を備えた容器に、水90質量部を入れ、攪拌しながら重合度500、ケン化度74モル%のポリビニルアルコール樹脂(クラレ製)10質量部を徐々に添加した。添加後、液を攪拌しながら、95℃まで加熱し、樹脂を溶解させた。溶解後、攪拌しながら室温まで冷却して、固形分10質量%のポリビニルアルコール水溶液を作成した。
攪拌機、温度計、還流冷却管を備えたフラスコにヘキサメチレンジイソシアネートを原料としたイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ製、デュラネートTPA)100質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55質量部、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(平均分子量750)30質量部を仕込み、窒素雰囲気下、70℃で4時間保持した。その後、反応液温度を50℃に下げ、メチルエチルケトオキシム47質量部を滴下した。反応液の赤外スペクトルを測定し、イソシアネート基の吸収が消失したことを確認し、固形分75質量%のブロックポリイソシアネート水分散液を得た。
下記の塗剤を混合し、共重合ポリエステル系樹脂/ポリビニルアルコール系樹脂の質量比が70/30になる塗布液を作成した。
水 40.61質量%
イソプロパノール 30.00質量%
ポリエステル水分散体 11.67質量%
ポリビニルアルコール水溶液 15.00質量%
ブロックイソシアネート系架橋剤 0.67質量%
粒子 1.25質量%
(平均粒径100nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
触媒
(有機スズ系化合物 固形分濃度14質量%) 0.3質量%
界面活性剤 0.5質量%
(シリコン系、固形分濃度10質量%)
基材フィルム原料として粒子を含有しない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。
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3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4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。
ガラス板/接着剤層/高リタデーション配向フィルム/接着剤層/ガラス板の順になるように重ね合わせ、減圧下100℃の条件下で熱圧着し、合わせガラスとした。使用した材料は以下の通りである。
ガラス:表面に反射防止層を設けた化学強化アルミノシリケートガラス(100mm×70mm、厚さ300μm)
接着剤層:エチレンビニルアセテート共重合体(積水化学製 S−LEC(TM))厚さ0.38μmのものをテフロン(TM)ロールで加熱延展して厚さ0.2μmにし、ガラス板上に移して使用した。
高リタデーション配向フィルム:上記の配向フィルム1〜6を用いた。なお、参考のため、高リタデーション配向フィルムを用いずに合わせガラスを作成した。
上記構成を有する画像表示装置において、視認側偏光子の偏光軸と表面カバーガラスの高リタデーション配向フィルムの配向主軸が45度の角度になるよう設置し、さらに視認側表面に、視認側表面と平行でかつ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90度と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。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、弱い虹斑が観測された。
×: 正面から観察したときに、明らかに虹斑が観測されるか、輝度が低下した。
上記構成を有する画像表示装置において、配向フィルム2を用いた表面カバーガラスを設置し、さらに視認側表面に、視認側表面と平行でかつ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90度と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。表面カバーガラスに用いた高リタデーション配向フィルムの配向主軸と視認側偏光子の偏光軸との角度を0から90度まで5度おきに回転させて、偏光フィルムを介して白画像を眺めて評価したところ表3の様になった。
上記構成を有する画像表示装置において、配向フィルム2を用いた表面カバーガラスを用いて、視認側偏光子の偏光軸と表面カバーガラスの高リタデーション配向フィルムの配向主軸が45度の角度になるよう設置し、さらに視認側表面に、視認側表面と平行でかつ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90度と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。さらに、新側偏光板の偏光子補フィルム、電極基板フィルム等に配向フィルムが用いられたことを想定して、リタデーション1537nm、厚み50μmのポリエステルフィルム(東洋紡製、A4300)を視認側偏光板と表面カバーガラス間に角度を変えて挿入し、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た。ポリエステルフィルムが視認側偏光子の偏光軸いずれの角度であっても正面からの虹斑は観察されなかった。
試験例3において、表面カバーガラスに用いる高リタデーション配向フィルムを配向フィルム1または4とし、ポリエステルフィルムの代わりに配向フィルム1〜4、6を挿入した。なお、表面カバーガラスに用いた配向フィルムと挿入した配向フィルムの配向主軸は30度となるよう、ポリエステルフィルムの代わりの配向フィルムを挿入した。
E4 有機ELセル
E5 視認側偏光板
E6 タッチパネル
E7 光源側偏光子
E8 視認側偏光子
E9a 偏光子保護フィルム
E9b 偏光子保護フィルム
E10a 偏光子保護フィルム
E10b 視認側偏光子保護フィルム
E11 光源側透明導電性フィルム
E11a 光源側基材フィルム
E11b 透明導電層
E12 視認側透明導電性フィルム
E12a 視認側基材フィルム
E12b 透明導電層
E13 スペーサー
E14 光源側飛散防止フィルム
E15 表面カバーガラス
E16 1/4波長板
L1 液晶表示装置
L2 光源
L3 光源側偏光板
L4 液晶セル
L5 視認側偏光板
L6 タッチパネル
L7 光源側偏光子
L8 視認側偏光子
L9a 偏光子保護フィルム
L9b 偏光子保護フィルム
L10a 偏光子保護フィルム
L10b 視認側偏光子保護フィルム
L11 光源側透明導電性フィルム
L11a 光源側基材フィルム
L11b 透明導電層
L12 視認側透明導電性フィルム
L12a 視認側基材フィルム
L12b 透明導電層
L13 スペーサー
L14 光源側飛散防止フィルム
L15 表面カバーガラス
Claims (5)
- (1)画像表示セル、
(2)前記画像表示セルより視認側に配置される偏光子、及び
(3)前記偏光子より視認側に配置される、3000nm以上150000nm以下のリタデーションを有する配向フィルムの両面にガラス板を接着剤を介して直接貼り合わせたガラス積層体、
を有し、
前記ガラス板の厚みは100μm以上であり、
前記配向フィルムの厚みは100μm以下であり、
前記配向フィルムは、ポリエステルフィルムである、
画像表示装置。 - 前記配向フィルムは、少なくとも一方のフィルム表面が易接着処理された配向フィルムである、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記偏光子の偏光軸と前記配向フィルムの配向主軸とが形成する角が略45度である、請求項1又は2に記載の画像表示装置。
- 前記画像表示セルが液晶セルまたは有機ELセルである、請求項1〜3のいずれかに記載の画像表示装置。
- (1)有機ELセル、
(2)前記有機ELセルより視認側に配置される偏光子、
(3)前記偏光子より視認側に配置されるタッチパネル、及び
(4)前記タッチパネルより視認側に配置される、3000nm以上150000nm以下のリタデーションを有する配向フィルムの両面にガラス板を貼り合わせたガラス積層体、
を有する画像表示装置。
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