画像表示装置
【課題】温湿度変化又は長期使用によって、偏光板のクロスニコル配置がずれることに起因して生じる光漏れが軽減された画像表示装置を提供する。
【解決手段】第１及び第２の基板(12a,12b)と、第１及び第２の基板の間に配置され、黒表示時にλ／２波長になる液晶層(10)とを含む液晶セル(LC)、ならびに前記第１及び第２の基板にそれぞれ隣接して配置された、少なくとも偏光子(14a,14b)を含むとともに、互いに異なる第１及び第２の積層体（ML1,ML2）を有する画像表示装置であって、前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションが互いに等しいことを特徴とする画像表示装置である。
【解決手段】第１及び第２の基板(12a,12b)と、第１及び第２の基板の間に配置され、黒表示時にλ／２波長になる液晶層(10)とを含む液晶セル(LC)、ならびに前記第１及び第２の基板にそれぞれ隣接して配置された、少なくとも偏光子(14a,14b)を含むとともに、互いに異なる第１及び第２の積層体（ML1,ML2）を有する画像表示装置であって、前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションが互いに等しいことを特徴とする画像表示装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型ディスプレイ等の画像表示装置に関する。とりわけ、パソコン用モニター、テレビ等に用いられる液晶表示装置として有用な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置等の多くの種類の画像表示装置が開発されている。透過型液晶表示装置を例にとると、透過型液晶表示装置は、ガラス基板に液晶を封入した液晶セルと、その両側に偏光を作り出す偏光板とを有し、必要に応じて、液晶セルの複屈折を補償する光学補償フィルムを、偏光板と液晶セルとの間に有する。上下の偏光板は、その偏光軸を互いに直交にして配置され、即ち、クロスニコル配置になっているが、クロスニコル配置からの光軸のずれに起因する光漏れが問題となっている。
特許文献１には、偏光板の信頼性試験後の光軸のずれを軽減するのに寄与する粘着剤組成物が提案されている。
また、特許文献２には、長時間使用時の偏光板の収縮現象による応力を減少させて、光漏れを減少させるのに寄与する偏光板用アクリル系感圧接着剤組成物が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１３７１４３号公報
【特許文献２】特表２００４−５１６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来提案されている上記特許文献１及び２に記載の接着剤組成物を用いても、偏光板のクロスニコル配置からの軸ずれによる光漏れを完全に解消することはできない。特に、大画面用の画像表示装置では、わずかな光漏れが、表示ムラとなって顕在化するので、偏光板のクロスニコル配置からの軸ずれをより正確に補償する技術が必要である。
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものでああって、温湿度変化又は長期使用によって、偏光板のクロスニコル配置がずれることに起因して生じる光漏れが軽減された画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、温湿度変化又は長期使用によって画面周辺部に生じる光漏れについてその原因を種々検討したところ、表示装置内の種々の部材のうち温湿度変化等によって収縮し易い部材、例えば偏光子、が収縮し、そのことによって、その部材に隣接する他の部材及びさらに該他の部材に隣接する他の部材等が歪み、それによってレターデーションが発生する（本明細書では、部材が歪むことによって発生したレターデーションを「歪みレターデーション」という）こと、しかもそのレターデーションが、偏光子の軸とは一致しないずれた方向に発生していることが原因であるとの知見を得た。この知見に基づいてさらに検討を重ね、本発明を完成するに至った。
【０００５】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］ 少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域と、該位相差領域に隣接して表示面側及びバックライト側にそれぞれ配置される、少なくとも偏光子を含むとともに、互いに異なる第１及び第２の積層体を有する画像表示装置であって、前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションが互いに等しいことを特徴とする画像表示装置。
［２］ 前記第１及び第２の積層体にそれぞれ発生する歪みレターデーションの遅相軸と、前記λ／２層の遅相軸とが４５°又は１３５°で交差していることを特徴とする［１］の画像表示装置。
［３］ 前記第１及び第２の積層体をそれぞれ熱処理Ａした後に、画面面内の輝度が互いに均一であることを特徴とする［１］の画像表示装置：
但し、熱処理Ａは、温度８０℃・相対湿度１０％に１０００間放置する処理である。
［４］ 前記第１及び第２の積層体が、互いに異なる保持力の粘着剤層を含み、それによって前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションの差が軽減されていることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかの画像表示装置。
［５］ 前記第２の積層体に含まれる粘着剤層の数が、前記第１の積層体に含まれる粘着剤層の数より多く、且つ前記第２の積層体に含まれる粘着剤層のうち少なくとも一つの粘着剤層の保持力が、前記第１の積層体に含まれる少なくとも一つの粘着剤層の保持力よりも大きいことを特徴とする［１］〜［４］のいずれかの画像表示装置。
［６］ 前記少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域が、第１及び第２の基板を含む画像表示セルであり、前記第１及び第２の積層体がそれぞれ前記第１及び第２の基板に接触していることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかの画像表示装置。
［７］ 前記画像表示セルが、ＩＰＳモード液晶セルであることを特徴とする［６］に記載の画像表示装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、温湿度変化又は長期使用によって、偏光板のクロスニコル配置がずれることに起因して生じる光漏れが軽減された画像表示装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【０００７】
以下において、本発明の画像表示装置について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレターデーション及び厚さ方向のレターデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
【０００８】
測定されるフィルムが１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式（２１）及び式（２２）よりＲｔｈを算出することもできる。
【０００９】
【数１】
式中、上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。
また式中、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。
【００１０】
測定されるフィルムが１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ｏｐｔｉｃ ａｘｉｓ）がないフィルムの場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−５０度から＋５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：
セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）がさらに算出される。
【００１１】
なお、本明細書において、レターデーションの測定波長について特に断りない場合は、測定波長は５５０ｎｍとする。また、本明細書において「λ／２波長」とは、波長５５０ｎｍにおけるλ／２波長をいい、厳密には２７５ｎｍになるが、本明細書では、本発明の効果が得られることを前提として、許容誤差を含む２３０〜３５０ｎｍをいうものとする。また、「λ／２板」、「λ／２層」及び「λ／２位相差領域」の意義についても同様であり、波長５５０ｎｍにおいて、上記範囲のレターデーションを示す位相差板等を意味するものとする。
【００１２】
本発明の画像表示装置は、部材の歪みによって生じる歪みレターデーションを相殺する自己補償機構を備えていることを特徴とする。なお、本明細書において、「歪みレターデーション」とは、温湿度の変化や長期使用によって、画像表示装置内の少なくとも一つの部材又は部材を接着する粘着剤に応力がかかり、それによって生じるＲｅ及び／又はＲｔｈの変動をいうものとする。
まず、本発明の歪みレターデーションを相殺する自己補償機構の原理について、ＩＰＳモード液晶表示装置を例として説明する。図１に、本発明の一実施形態であるＩＰＳモード液晶表示装置の一例の断面模式図を示す。図１中、上を表示面側及び下をバックライト側とする。なお、図１は、模式図であり、実際の液晶表示装置の各部材の厚みの相対関係を正確に示すものではない。以下のいずれの図面についても同様である。
図１に示すＩＰＳモード液晶表示装置は、外部から電界を与えられることによって複屈折性が変化する液晶層１０、及び液晶層１０を挟んで配置されるガラス板等からなる一対の基板１２ａ、１２ｂを含む、ＩＰＳモード液晶セルＬＣを有する。基板１２ａに対して、より表示面側に配置される部材の積層体ＭＬ１、及び基板１２ｂに対して、よりバックライト側に配置される部材の積層体ＭＬ２は、それぞれ自然光を直線偏光に変化させる偏光子を含んでいる。積層体ＭＬ１及びＭＬ２は、偏光子とともに、その表面に配置される保護フィルムや、液晶層の複屈折性を光学的に補償する光学補償フィルムや、反射防止層、輝度向上層等、種々の機能層を含んでいてもよい。また、積層体ＭＬ１及びＭＬ２はそれぞれ、各層を接着する粘着剤層を含んでいる。
【００１３】
ＩＰＳモード液晶表示装置では、上下の偏光子の偏光軸を直交にして、クロスニコル配置にし、黒表示時には、液晶層１０中の液晶分子は、その長軸を、積層体ＭＬ１及びＭＬ２のいずれかの偏光軸と一致させて配向させる。積層体ＭＬ１及びＭＬ２が、Ｒｅ及びＲｔｈという光学的特性の観点、及び弾性体としての特性の観点においても等価であるならば、仮に、温湿度変化や長期使用によって積層体ＭＬ１及びＭＬ２に歪みレターデーションが発生しても、それを相殺することができる。その原理は、ポアンカレ球上に示すと図２の通りである。積層体ＭＬ２に入射した光は、ＭＬ２中の偏光子によって直線偏光状態になる。その状態は、ポアンカレ球の赤道上の点として表される。図２では、白抜きの丸印「○」で示している。積層体ＭＬ２の歪みによってレターデーションが発生すると、その積層体ＭＬ２の歪みレターデーションによって、直線偏光は楕円偏光に変換される。図３に軸関係を示すが、ＭＬ２に含まれる偏光子の偏光軸は、通常、画面左右方向を０°、上下方向を９０°とした場合は、０°又は９０°の方向にある。一方、歪みレターデーションは、主に画面の四隅において中心方向に向かって、即ち画面４５°方向及び１３５°方向に沿って発生する。すなわち、歪みレターデーションの遅相軸は、４５°及び１３５°の方向になる。従って、積層体ＭＬ２に生じた歪みレターデーションによる偏光状態の変換は、ポアンカレ球上の動きとしては、図２に示す通り、Ｓ１軸を回転軸とする歪みレターデーションの絶対値に比例する角度の回転として表され、赤道から北半球に向かう矢印として表される。図２中、積層体ＭＬ２の歪みレターデーションによって変換された後の偏光状態を、ＭＬ２を付記した丸印で示している。
ＩＰＳモード液晶層では、黒表示時には液晶層１０中の液晶分子は、その長軸を、積層体ＭＬ２と一致させて配向し、且つ液晶層１０はλ／２波長となっているので、積層体ＭＬ２を通過した楕円偏光が、液晶セルＬＣを通過することによる偏光状態の変換は、ポアンカレ球上の動きとしては、図２に示す通り、Ｓ２軸を回転軸とするπの回転として表され、北半球から南半球への回転として表される。図２中、黒表示時の液晶セルＬＣのＲｅ（λ／２）によって変換された後の偏光状態を、ＬＣを付記した丸印で示している。
【００１４】
次に、積層体ＭＬ１に入射した光は、ＭＬ１に発生した歪みレターデーションによって偏光状態が変換されるが、積層体ＭＬ１とＭＬ２とは、光学特性及び弾性体としての特性の観点で等価であるので、積層体ＭＬ１に発生する歪みレターデーションの遅相軸方向、及び歪みレターデーションの絶対値は等しい。従って、積層体ＭＬ１に発生した歪みレターデーションによる偏光状態の変換は、積層体ＭＬ２の歪みレターデーションによる変換と同様、ポアンカレ球上の動きとしては、図２に示す通り、Ｓ１軸を回転軸とする歪みレターデーションの絶対値に比例する角度の回転として表され、南半球から赤道に向かう矢印として表される。図２中、積層体ＭＬ１の歪みレターデーションによって変換された後の偏光状態を、ＭＬ１を付記した丸印で示している。図２に示す通り、積層体ＭＬ１の歪みレターデーションによって変換された後の光の偏光状態は、積層体ＭＬ２に含まれる偏光子を通過した直線偏光状態と同一である。
【００１５】
この様に、ＩＰＳモード液晶セルの上下に、それぞれ偏光子を含む全く同一の積層体を配置すると、それぞれの積層体に歪みレターデーションが発生しても、それは相殺されるので、黒表示時に入射する光の偏光状態に影響を与えず、光漏れや表示ムラなどは生じない。本発明では、この自己補償の原理を利用して、上下の積層体ＭＬ１及びＭＬ２が同一でない画像表示装置においても、前記第１及び第２の積層体の歪みレターデーションを同一にすることで、それを相殺している。例えば、図４に示す通り、第１及び第２の積層体ＭＬ１、ＭＬ２が、それぞれ、偏光子１４ａ、１４ｂと、その両面を保護する保護フィルム１５ａ、１５ｂ及び１６ａ、１６ｂとからなる偏光板のみからそれぞれなる態様であっても、保護フィルム１５ａと１５ｂ及び／又は保護フィルム１６ａと１６ｂとして、互いに異なる光学特性又は保持力のポリマーフィルムを用いると、積層体ＭＬ１及びＭＬ２中に発生する歪みレターデーションが異なる場合がある。また、図５に示す通り、第２の積層体ＭＬ２のみが、液晶層１２の複屈折の光学補償のための光学異方性層１７を含む態様でも、積層体ＭＬ１及びＭＬ２で発生する歪みレターデーションが異なる場合がある。また、積層体ＭＬ１及びＭＬ２に含まれる部材のレターデーションが全く同一であっても、即ち、光学特性の観点では、積層体ＭＬ１及びＭＬ２が等しい態様であっても、各部材の材質の違いによっては、収縮の程度に差が生じ、積層体ＭＬ１及びＭＬ２中に発生する歪みレターデーションが異なる場合がある。本発明は、この様に、第１及び第２の積層体が、光学特性として、及び／又は保持力等の弾性体の特性として異なる態様のいずれにおいても、効果を奏する。
【００１６】
本発明では、積層体ＭＬ１及びＭＬ２中に発生する歪みレターデーションの程度に影響を与える種々の因子をコントロールすることで、図２に示す自己補償の原理を利用して、歪みレターデーションに起因する光漏れ及び表示ムラを軽減する。歪みレターデーションに影響を与える因子として、粘着剤層の保持力及び光弾性係数が挙げられる。粘着剤層は、比較的軟らかい材料からなるので、温湿度変化によって、粘着剤層の面内の四隅が面内中心方向に収縮しやすく、歪みレターデーション発生の原因になっている。また、光弾性係数は応力によって発生するレターデーションの大きさに直接関わる物性である。特に、液晶セル等の画像表示セル基板に接触する粘着剤層は、セル基板が、一般的にガラス基板等の硬質の部材であり変形しないため、該粘着剤層に負荷がかかりやすく、温湿度変化等による変形が著しく、歪みレターデーション発生の主原因になる。
【００１７】
例えば、図５に示す通り、第２の積層体ＭＬ２のみが、ポリマーフィルムからなる光学異方性層１７を含む場合は、第２の積層体ＭＬ２は、第１の積層体ＭＬ１より多くの粘着剤層を含み、そのことが、積層体ＭＬ１及びＭＬ２に発生する歪みレターデーションに差を生じさせている。このことを、図６を用いてより詳細に説明する。図６は、図５に示す構成の液晶表示装置について、さらに粘着剤層も示した断面模式図である。図６に示す液晶表示装置は、第１の積層体ＭＬ１の基板１２ａと接触する層として、粘着剤層１８ａを、及び第２の積層体ＭＬ２の基板１２ｂと接触する層として粘着剤層１８ｂを有する。さらに、第２の積層体ＭＬ２は、光学異方性層１７と保護フィルム１５ｂとを接着するための粘着剤層１９を含み、第１の積層体ＭＬ１より多くの粘着剤層を含んでいる。仮に、偏光子１４ａ及び１４ｂの収縮が同程度であるとすると、第２の積層体ＭＬ２には、光学異方性層１７と保護フィルム１５ｂとを接着するための粘着剤層１９が余計に存在するため、その粘着剤層１９が収縮することによって、基板１２ｂに接触する粘着剤層１８ｂにかかる負荷は、基板１２ａに接触する粘着剤層１８ａにかかる負荷より小さくなる。その結果、粘着剤層１８ｂの収縮は粘着剤層１８ａの収縮よりも格段に小さくなり、積層体ＭＬ１とＭＬ２中に発生する歪みレターデーションに差が生じる。この差を軽減するためには、光学異方性層１７と保護フィルム１５ｂとを接着するための粘着剤層１９を、比較的大きい保持力の粘着剤層とし、偏光子１４ｂの収縮の作用が粘着剤層１９で緩和されないようにし、偏光子１４ａ及び１４ｂの収縮による負荷が、粘着剤層１８ａ及び１８ｂに同程度かかる構成とするのが好ましい。
【００１８】
粘着剤層の保持力の大小は、粘着剤層に含まれる高分子材料の分子量、架橋の程度、架橋剤の種類、可塑剤等の添加の有無及びその添加量等によって調整することができる。例えば、粘着剤の保持力を、同一の高分子材料の分子量によって、コントロールする場合は、より分子量の大きい高分子材料を用いたほうが、保持力が大きくなる。同一の架橋剤による架橋の程度でコントロールする場合は、架橋度が高いほど、即ち架橋剤の添加量が多いほど、保持力は大きくなる。また、同一の可塑剤の添加によってコントロールする場合は、可塑剤の添加量が多いほど、保持力は小さくなる。この様な方法で、粘着剤層の保持力をコントロールして、第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションを等しくすることで、図２に示す自己補償機構により、本発明の効果が得られる。好ましい例としては、粘着剤層１８ａと粘着剤層１８ｂとは、ゲル分が小さく保持力の小さい粘着剤から形成し、粘着剤層１９は、ゲル分が大きく保持力の大きな粘着剤から形成する例が挙げられる。
なお、保持力はＪＩＳ Ｚ １５４１にしたがって、測定することができる。
【００１９】
また、図６に示す液晶表示装置において、積層体ＭＬ１とＭＬ２中に発生する歪みレターデーションの差を、それぞれの粘着剤層をそれぞれ、光弾性係数が異なる材料を用いて形成することで、軽減することもできる。
【００２０】
第１及び第２の積層体の歪みレターデーションが等しいことは、以下の方法で確認することができる。例えば、図６に示す液晶表示装置では、まず、基板１２ａ及び１２ｂに接着させる粘着剤層１８ａおよび１８ｂを含む、第１及び第２の積層体ＭＬ１、ＭＬ２をそれぞれ作製する。積層体ＭＬ１及びＭＬ２の粘着剤層１８ａ及び１８ｂの面を接着面として、それぞれをガラス板に貼り付けて、その状態で、温度８０℃・相対湿度１０％の雰囲気下に１０００時間放置する。その後室温に戻した後、前記加熱処理を施していない、第１及び第２の積層体ＭＬ１、ＭＬ２とそれぞれ組合せて、それぞれに含まれる偏光子の偏光軸が直交するように、いわゆるクロスニコル配置として、法線方向から光を入射して輝度を測定する。熱処理によって各積層体になんら歪みレターデーションが発生していなければ、クロスニコル状態では、輝度は低くなるが、歪みレターデーションが発生していると、光漏れが発生し、輝度が上昇する。従って、この方法によって測定された積層体の面内に生じる輝度差（例えば、画面中心部と画面コーナー部との輝度差）が同一であれば、熱処理によって発生した歪みレターデーションが互いに均一であるといえる。
なお、上記熱処理条件は、一般的な使用環境における温湿度変化によって又は長期間使用によって発生する部材の収縮を生じさせるのに充分な条件である。またこれ以上長期間熱処理をしても、測定される輝度はほとんど変化しないことを確認している。
【００２１】
本発明の液晶表示装置は、歪みレターデーションを相殺する自己補償機構を有していればよく、各部材の特性、作製に用いられる材料及び作製方法について特に制限はない。
以下、本発明の液晶表示装置に使用可能な種々の部材について説明する。
・偏光子
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの上下に配置される第１及び第２の積層体がそれぞれ偏光子を含む。ここでいう「偏光子」は、直線偏光膜である。直線偏光膜の例には、Ｏｐｔｉｖａ Ｉｎｃ．に代表される塗布型偏光膜、及びバインダーと、ヨウ素又は二色性色素からなる偏光膜が含まれる。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。本発明でもこの一般的な偏光子を使用することができる。
【００２２】
偏光膜のバインダーの例としては、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが好ましい。変性ポリビニルアルコールについては、特開平８−３３８９１３号、同９−１５２５０９号及び同９−３１６１２７号の各公報に記載がある。ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。
偏光膜のバインダーは、架橋していてもよい。例えば、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。バインダーへの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、０．１〜２０質量％が好ましい。
【００２３】
二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基（例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル）を有することが好ましい。
二色性色素の例としては、例えば、前記の公技番号２００１−１７４５号の５８頁に記載の化合物が挙げられる。
【００２４】
・保護フィルム
偏光子は、一般的に、その両面に偏光子を保護するための保護フィルムを有する。本発明の液晶表示装置も偏光子用保護フィルムを有していてもよい。該保護フィルムとしては、セルロースエステル（例、セルロースのモノ、ジ及びトリアシレート体）、ノルボルネン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ラクトン環含有重合体等の種々のポリマーからなるフィルムを使用することができる。勿論、市販のポリマーフィルム、例えば、ノルボルネン系ポリマーフィルムでは、アートン及びゼオネックス（いずれも商品名）、及びセルロースアシレートフィルムでは、Ｚ−ＴＡＣフィルム及びＴ８０ＵＺ（いずれも商品名）等を用いることができる。特に、ＩＰＳモード液晶表示装置では、液晶セル側に配置される保護フィルムとしては、Ｒｅ及びＲｔｈの双方が０に近い、低レターデーションのフィルムを使用するのが好ましく、市販品としては、上記Ｚ−ＴＡＣが好ましい。
【００２５】
本発明の液晶表示装置では、前記第１及び第２の積層体が、偏光子とその両面に保護フィルムを有する偏光板を含んでいるのが好ましい。第１及び第２の積層体が含む偏光板は、同一であるのが好ましく、即ち、偏光子、保護フィルム、及びそれを接着するための粘着剤層が全て同一であるのが好ましい。但し、この態様に限定されるものではない。粘着剤層は、偏光子がポリビニルアルコール系フィルムである場合は、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いるのが好ましい。
【００２６】
・光学補償フィルム
本発明の液晶表示装置は、液晶層の複屈折性を光学補償するための光学補償フィルムを有していてもよい。ＩＰＳモード液晶表示装置の光学補償フィルムとしては、一例として、Ｒｅが１５０ｎｍ程度で、Ｎｚ（但し、Ｎｚ＝Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）＋０．５）が、０．５程度の光学補償フィルムが挙げられる。前記光学補償フィルムは、複屈折性ポリマーフィルムから作製してもよいし、硬化性液晶組成物を利用して作製してもよいし、これらの組み合わせであってもよい。複屈折性ポリマーフィルムの例としては、偏光子の保護フィルムの例と同様である、より高い複屈折性を示すポリマーフィルムとするために、一軸もしくは二軸延伸処理を施してもよい。
【００２７】
前記硬化性液晶組成物は、少なくとも液晶性化合物を含有するとともに、硬化するための重合性成分を含む。前記液晶性化合物が重合性基を有する重合性成分であってもよい。液晶性化合物は、その分子の形状から棒状液晶及び円盤状液晶に分類されるが、前記硬化性液晶組成物が含有する液晶性化合物は、いずれであってもよい。硬化性液晶組成物から光学異方性層を形成する場合は、硬化性液晶組成物を表面（例えば、配向膜表面）に塗布し、必要により加熱下で、所望の配向状態にした後、光及び／熱を照射して、重合反応を進行させて硬化させる。形成される光学異方性層のレターデーションは、液晶分子の配向状態、層の厚み等によって調整することができる。硬化性液晶組成物をポリマーフィルムの表面上に形成し、該ポリマーフィルムの裏面（光学異方性層を形成していない側の表面）を偏光子と貼り合せて、光学異方性層の支持体であるポリマーフィルムを、偏光子の保護フィルムとしても利用してもよい。
【００２８】
・粘着剤層
各部材を接着するための粘着剤層の材料については特に制限はない。具体的には、ブチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル系ポリマー等の粘着剤が挙げられる。また、上記特許文献１及び２で提案されている粘着剤組成物から選択しても勿論よい。但し、上記した通り、粘着剤層の保持力は、歪みレターデーションの程度に大きく影響するので、本発明の効果を得るためには、第１及び第２の積層体のそれぞれに利用する粘着剤層の材料を、各積層体の構成や、各積層体に含まれる部材の性質等に応じて、選択する。上記した通り、第１及び第２の積層体のうち、一方だけが光学補償フィルム等を含み、粘着剤層の数に違いがある場合は、粘着剤層の数の多い積層体の少なくとも一つの粘着剤層は、例えば、同一の材料であるならば、架橋剤の添加量を大きくしたり、高分子材料として高分子量がより高いものを使用する等により、比較的保持力の大きい粘着剤層として、歪みレターデーションの発生が不均一となるのを軽減するのが好ましい。比較的保持力の大きい粘着剤層とするのは、前記光学補償フィルムに接触し、且つ液晶セル基板には接触しない粘着剤層であるのが好ましい。
なお、粘着剤層は、接着する部材の表面に直接、塗布等により形成してもよいし、一旦、剥離フィルムの表面に形成した後、剥離して、対象の部材の表面に貼り付けて形成してもよい。
【００２９】
ＩＰＳモード液晶表示装置以外の態様について：
なお、上記では、ＩＰＳモード液晶表示装置の態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。黒表示時に液晶層がλ／２波長となるモードであれば、本発明の効果を得ることができる。また、上記では、液晶層が、歪みレターデーションの自己補償のために必要なλ／２波長を提供する態様を示したが、歪みレターデーションの自己補償のために必要なλ／２板を、別途配置することでも、同様の効果が得られる。別途配置したλ／２板によって、図２に示した原理により歪みレターデーションの自己補償を可能とするためには、λ／２板を中心として、その上下に配置される、少なくとも偏光子を含む第１及び第２の積層体中に発生する歪みレターデーションの値が同一となる位置にλ／２板を配置し、且つ第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションの遅相軸と、前記λ／２板の遅相軸とが４５°又は１３５°で交差する配置にする。別途λ／２板を配置する本態様では、液晶表示装置のみならず、液晶セルと同様の構成、具体的には、一対の基板間に、電界等の外部からの刺激によって少なくとも光学特性が変化する層を配置した画像表示セルを有し、該表示セルを挟んで、一対の偏光子をクロスニコルで配置する画像表示装置であれば、その画像表示の原理によらず、いずれも本発明の効果を得ることができる。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例等を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例等に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
【００３１】
［積層体の作製］
＜光学補償フィルムＦの作製＞
厚さ８０μｍでＲｅが０ｎｍであるポリカーボネートの両面に１６５度での寸法変化率（ＭＤ／ＴＤ）が１．１５のポリエステルフィルムをアクリル系粘着層を介し接着し、ロール延伸機にてロール速比０．９６の条件で、かつロールの温度を１６５度とした常温雰囲気で処理してポリカーボネートを収縮させた後、ポリエステルフィルムを剥離した。この位相差板を１６３度の雰囲気下で幅方向に１．０６倍に延伸した。自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、Ｒｅの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、Ｒｅが１５０ｎｍ、Ｎｚが０．５であり、遅相軸が長手方向とは直交方向にあることを確認した。
この位相差板を、光学補償フィルムＦとして用いた。
【００３２】
＜粘着剤の調製＞
・粘着剤１の調製
アクリル酸ｎ−ブチル１００質量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート 2質量部、及び開始剤としてアゾビスイソブチルニトリル０．３質量部を酢酸エチル２００質量部中に添加し、６５℃で１７時間攪拌することにより、質量平均分子量10０万のアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。得られた共重合体１００質量部に対し、トリレンジイソシアナート系ポリイソシアナート化合物よりなる架橋剤（日本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ）０．１質量部及びシランカップリング剤（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）０．５質量部を加え、トルエンにて約２０質量％の溶液となるように希釈した。これを粘着剤１として用いた。
【００３３】
・粘着剤２の調製
アクリル酸ｎ−ブチル １００質量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート ２質量部、及び開始剤としてアゾビスイソブチルニトリル０．３質量部を酢酸エチル２００質量部中に添加し、６５℃で２０時間攪拌することにより、質量平均分子量１００万のアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。得られた共重合体１００質量部に対し、トリレンジイソシアナート系ポリイソシアナート化合物よりなる架橋剤（日本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ）０．５質量部、及びシランカップリング剤（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）０．５質量部、下記化合物ＬＣ３ １．０質量部を加え、トルエンにて約２０質量％の溶液となるように希釈した。これを粘着剤２として用いた。
【００３４】
【化１】
【００３５】
・粘着剤３の調製
アクリル酸ｎ−ブチル１００質量部、アクリル酸４質量部、及び開始剤としてアゾビスイソブチルニトリル０．３質量部を酢酸エチル２００質量部中に添加し、６５℃で２０時間攪拌することにより、質量平均分子量１００万のアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。得られた共重合体１００質量部に対し、トリレンジイソシアナート系ポリイソシアナート化合物よりなる架橋剤（日本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ）０．５質量部、アルミキレート化合物よりなる架橋剤（川研ファインケミカル社製、商品名：ＡＬＣＨ−ＴＲ）１質量部及びシランカップリング剤（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）０．５質量部を加え、トルエンにて約２０質量％の溶液となるように希釈した。これを粘着剤３として用いた。
【００３６】
＜粘着剤層の形成＞
３８μｍのＰＥＴ製の剥離フィルムに、乾燥厚み２５μｍとなるように粘着剤１及び２をそれぞれ塗工し、温度９０℃で１分間乾燥して、各粘着剤からなる粘着層を形成した。下記では、剥離フィルムから剥離した各粘着層を使用している。なお、各粘着層を偏光板に貼合した後は、温度２５℃・相対湿度５０％で７日間熟成した。
粘着剤１、２及び３からなる粘着層（厚み及び形成方法は同一）の保持力をＪＩＳ Ｚ １５４１により調べたところ、粘着剤３からなる粘着層が一番大きい保持力を示し、粘着剤１及び２は同等の保持力であった。又以下の方法で測定した光弾性係数を測定したところそれぞれ−５００×１０-5ｎｍ／Ｐａ、−４００×１０-5ｎｍ／Ｐａ、−５００×１０-5ｎｍ／Ｐａであった。
（光弾性係数の測定）
２５℃６０％の環境温湿度において日本分光製エリプソメーター Ｍ−２２０ を用い厚み０．５μｍ、２ｃｍ角の粘着剤サンプルに両端部より０〜１０Ｎの範囲で引っ張り力をかけることにより波長６３０ｎｍにおいて測定した。サンプルが変形により荷重面積が変化した場合には変形量をメジャーで測定し面積の補正を行い正確な応力を算出した。
【００３７】
＜偏光板の作製＞
・偏光子
厚さ１２０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、沃素１質量部、沃化カリウム２質量部、及びホウ酸４質量部を含む水溶液に浸漬し、温度５０℃で４倍に延伸し、偏光子を作製した。
・保護フィルム
偏光子の液晶セル側に配置する保護フィルムとしては、市販のトリアセチルセルロースフィルムであるＺ−ＴＡＣフィルム（富士フイルム（株）製）を使用した。また、表示面側又はバックライト側に配置される保護フィルムとしては、市販のトリアセチルセルロースフィルムであるＴＤ８０（富士フイルム（株）製）を使用した。
【００３８】
・ＩＰＳ用フロント偏光板１
フィルムＴＤ８０を、濃度１．５モル／Ｌで５５℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、濃度０．００５モル／Ｌで３５℃の希硫酸水溶液に１分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に１２０℃で十分に乾燥させた。
Ｚ−ＴＡＣについても同様の処理を行った。
以上のように鹸化処理を行ったＴＤ８０及びＺ−ＴＡＣの各フィルムを、偏光子を挟んで、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いて貼り合せた。さらに、Ｚ−ＴＡＣフィルム上に、粘着剤１からなる粘着層を貼り合わせ、ＩＰＳ用フロント偏光板１を作製した。
【００３９】
・ＩＰＳ用リア偏光板１
ＩＰＳ用フロント偏光板１と同様にして、フィルムＴＤ８０及びＺ−ＴＡＣを処理し、その後、同様に、偏光子を挟んで、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いて貼り合せた。さらに、Ｚ−ＴＡＣ上に、粘着剤３からなる粘着層を貼り合わせ、その粘着層の表面に、光学補償フィルムＦを接着し、さらに光学補償フィルムＦの表面に、粘着剤１からなる粘着層を貼り合わせ、ＩＰＳ用リア偏光板１を作製した。
【００４０】
・ＩＰＳ用リア偏光板２
ＩＰＳ用リア偏光板１の作製において、Ｚ−ＴＡＣ上に貼り合わせる粘着剤層を、粘着剤２からなる粘着剤層にした以外は、同様にしてＩＰＳ用リア偏光板２を作製した。
【００４１】
＜歪みレターデーションの測定＞
歪みレターデーションは、以下の方法で測定した。
まず、上記で作製した各偏光板をそれぞれ二枚用意し、一枚はガラス板（コーニング＃１７３７）に貼り合わせ、温度８０℃・相対湿度１０％の雰囲気下に、１０００時間放置し、その後室温に戻した。この熱処理後の各偏光板を、熱処理していない各偏光板とともに、クロスニコル状態にし、法線方向から光を入射し、輝度を測定し、図７中に、丸印で示した、画面中心部と画面コーナー部（画面左右上下端から１ｃｍの点）との輝度の差（‘コーナー部の輝度‘−’中心部の輝度‘）を求めた。
結果を下記表に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
上記表に示す結果から、ＩＰＳ用フロント偏光板１及びＩＰＳ用リア偏光板の輝度は同一であり、即ち、ＩＰＳリア偏光板１は、光学補償フィルムＦを含んでいる点で、ＩＰＳ用フロント偏光板１とは異なるが、上記熱処理によって生じた歪みレターデーションは、等しいことが理解できる。一方、ＩＰＳ用リア偏光板２の輝度は、ＩＰＳ用フロント偏光板１とは異なっていた。
【００４４】
［実施例１］
市販のＩＰＳ型液晶ＴＶを（松下製 ＴＨ２２ＬＨ１０）を用いた。このＴＶの液晶セルの黒表示時のレターデーションは２６０ｎｍであった。
この液晶ＴＶを分解し、裏側の偏光板より液晶セル側の保護フィルム及び位相差フィルムを剥がし取り、代わりに上記で作製したＩＰＳ用フロント偏光板１及びリア偏光板１を貼合わせた。具体的には、各偏光板を、画面サイズにカットし、フロント偏光板１の偏光子の吸収軸が０°、リア偏光板１の偏光子の吸収軸が９０°（但し、パネル面の左右方向が０°方向、上下方向が９０°方向）にして、即ち、フロント及びリアの偏光子の吸収軸を直交させてパネルの両面に貼り付けた。次に、温度５０℃、圧力０．５ＭＰａで３０分間オートクレーブ処理を行った。その後、温度８０℃・相対湿度１０％にて、１０００時間処理した後、室温に戻して1時間放置した。これを評価用の液晶表示装置とした。
【００４５】
この液晶表示装置を黒表示させその際の表示面内の光漏れの観察を行った。
光漏れは観察されず、表示面内においてムラはなく、均一な黒表示状態であることが確認された。
【００４６】
［比較例１］
実施例１の液晶表示装置の作製において、ＩＰＳ用リア偏光板１をリア偏光板２に代えた以外は、同様にして評価用のＩＰＳ型液晶ＴＶを作製し、同様にして光漏れの観察を行った。
表示面の四隅に、光漏れが発生し、それがムラとなって、ムラのある黒表示状態であった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図２】本発明の歪みレターデーションの自己補償機構の原理を説明するために使用したポアンカレ球の模式図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一例における光軸の関係を説明するために使用した画面表示面の模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図７】実施例で測定したモレ光の輝度差の測定方法を説明するために用いた模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 液晶層
１２ａ、１２ｂ セル基板
１４ａ、１４ｂ 偏光子
１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ 偏光子の保護フィルム
１７ 光学補償フィルム
１８ａ、１８ｂ、１９ 粘着剤層
ＬＣ 液晶セル
ＭＬ１、ＭＬ２ 積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型ディスプレイ等の画像表示装置に関する。とりわけ、パソコン用モニター、テレビ等に用いられる液晶表示装置として有用な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置等の多くの種類の画像表示装置が開発されている。透過型液晶表示装置を例にとると、透過型液晶表示装置は、ガラス基板に液晶を封入した液晶セルと、その両側に偏光を作り出す偏光板とを有し、必要に応じて、液晶セルの複屈折を補償する光学補償フィルムを、偏光板と液晶セルとの間に有する。上下の偏光板は、その偏光軸を互いに直交にして配置され、即ち、クロスニコル配置になっているが、クロスニコル配置からの光軸のずれに起因する光漏れが問題となっている。
特許文献１には、偏光板の信頼性試験後の光軸のずれを軽減するのに寄与する粘着剤組成物が提案されている。
また、特許文献２には、長時間使用時の偏光板の収縮現象による応力を減少させて、光漏れを減少させるのに寄与する偏光板用アクリル系感圧接着剤組成物が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１３７１４３号公報
【特許文献２】特表２００４−５１６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来提案されている上記特許文献１及び２に記載の接着剤組成物を用いても、偏光板のクロスニコル配置からの軸ずれによる光漏れを完全に解消することはできない。特に、大画面用の画像表示装置では、わずかな光漏れが、表示ムラとなって顕在化するので、偏光板のクロスニコル配置からの軸ずれをより正確に補償する技術が必要である。
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものでああって、温湿度変化又は長期使用によって、偏光板のクロスニコル配置がずれることに起因して生じる光漏れが軽減された画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、温湿度変化又は長期使用によって画面周辺部に生じる光漏れについてその原因を種々検討したところ、表示装置内の種々の部材のうち温湿度変化等によって収縮し易い部材、例えば偏光子、が収縮し、そのことによって、その部材に隣接する他の部材及びさらに該他の部材に隣接する他の部材等が歪み、それによってレターデーションが発生する（本明細書では、部材が歪むことによって発生したレターデーションを「歪みレターデーション」という）こと、しかもそのレターデーションが、偏光子の軸とは一致しないずれた方向に発生していることが原因であるとの知見を得た。この知見に基づいてさらに検討を重ね、本発明を完成するに至った。
【０００５】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］ 少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域と、該位相差領域に隣接して表示面側及びバックライト側にそれぞれ配置される、少なくとも偏光子を含むとともに、互いに異なる第１及び第２の積層体を有する画像表示装置であって、前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションが互いに等しいことを特徴とする画像表示装置。
［２］ 前記第１及び第２の積層体にそれぞれ発生する歪みレターデーションの遅相軸と、前記λ／２層の遅相軸とが４５°又は１３５°で交差していることを特徴とする［１］の画像表示装置。
［３］ 前記第１及び第２の積層体をそれぞれ熱処理Ａした後に、画面面内の輝度が互いに均一であることを特徴とする［１］の画像表示装置：
但し、熱処理Ａは、温度８０℃・相対湿度１０％に１０００間放置する処理である。
［４］ 前記第１及び第２の積層体が、互いに異なる保持力の粘着剤層を含み、それによって前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションの差が軽減されていることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかの画像表示装置。
［５］ 前記第２の積層体に含まれる粘着剤層の数が、前記第１の積層体に含まれる粘着剤層の数より多く、且つ前記第２の積層体に含まれる粘着剤層のうち少なくとも一つの粘着剤層の保持力が、前記第１の積層体に含まれる少なくとも一つの粘着剤層の保持力よりも大きいことを特徴とする［１］〜［４］のいずれかの画像表示装置。
［６］ 前記少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域が、第１及び第２の基板を含む画像表示セルであり、前記第１及び第２の積層体がそれぞれ前記第１及び第２の基板に接触していることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかの画像表示装置。
［７］ 前記画像表示セルが、ＩＰＳモード液晶セルであることを特徴とする［６］に記載の画像表示装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、温湿度変化又は長期使用によって、偏光板のクロスニコル配置がずれることに起因して生じる光漏れが軽減された画像表示装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【０００７】
以下において、本発明の画像表示装置について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレターデーション及び厚さ方向のレターデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
【０００８】
測定されるフィルムが１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式（２１）及び式（２２）よりＲｔｈを算出することもできる。
【０００９】
【数１】
式中、上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。
また式中、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。
【００１０】
測定されるフィルムが１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ｏｐｔｉｃ ａｘｉｓ）がないフィルムの場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−５０度から＋５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：
セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）がさらに算出される。
【００１１】
なお、本明細書において、レターデーションの測定波長について特に断りない場合は、測定波長は５５０ｎｍとする。また、本明細書において「λ／２波長」とは、波長５５０ｎｍにおけるλ／２波長をいい、厳密には２７５ｎｍになるが、本明細書では、本発明の効果が得られることを前提として、許容誤差を含む２３０〜３５０ｎｍをいうものとする。また、「λ／２板」、「λ／２層」及び「λ／２位相差領域」の意義についても同様であり、波長５５０ｎｍにおいて、上記範囲のレターデーションを示す位相差板等を意味するものとする。
【００１２】
本発明の画像表示装置は、部材の歪みによって生じる歪みレターデーションを相殺する自己補償機構を備えていることを特徴とする。なお、本明細書において、「歪みレターデーション」とは、温湿度の変化や長期使用によって、画像表示装置内の少なくとも一つの部材又は部材を接着する粘着剤に応力がかかり、それによって生じるＲｅ及び／又はＲｔｈの変動をいうものとする。
まず、本発明の歪みレターデーションを相殺する自己補償機構の原理について、ＩＰＳモード液晶表示装置を例として説明する。図１に、本発明の一実施形態であるＩＰＳモード液晶表示装置の一例の断面模式図を示す。図１中、上を表示面側及び下をバックライト側とする。なお、図１は、模式図であり、実際の液晶表示装置の各部材の厚みの相対関係を正確に示すものではない。以下のいずれの図面についても同様である。
図１に示すＩＰＳモード液晶表示装置は、外部から電界を与えられることによって複屈折性が変化する液晶層１０、及び液晶層１０を挟んで配置されるガラス板等からなる一対の基板１２ａ、１２ｂを含む、ＩＰＳモード液晶セルＬＣを有する。基板１２ａに対して、より表示面側に配置される部材の積層体ＭＬ１、及び基板１２ｂに対して、よりバックライト側に配置される部材の積層体ＭＬ２は、それぞれ自然光を直線偏光に変化させる偏光子を含んでいる。積層体ＭＬ１及びＭＬ２は、偏光子とともに、その表面に配置される保護フィルムや、液晶層の複屈折性を光学的に補償する光学補償フィルムや、反射防止層、輝度向上層等、種々の機能層を含んでいてもよい。また、積層体ＭＬ１及びＭＬ２はそれぞれ、各層を接着する粘着剤層を含んでいる。
【００１３】
ＩＰＳモード液晶表示装置では、上下の偏光子の偏光軸を直交にして、クロスニコル配置にし、黒表示時には、液晶層１０中の液晶分子は、その長軸を、積層体ＭＬ１及びＭＬ２のいずれかの偏光軸と一致させて配向させる。積層体ＭＬ１及びＭＬ２が、Ｒｅ及びＲｔｈという光学的特性の観点、及び弾性体としての特性の観点においても等価であるならば、仮に、温湿度変化や長期使用によって積層体ＭＬ１及びＭＬ２に歪みレターデーションが発生しても、それを相殺することができる。その原理は、ポアンカレ球上に示すと図２の通りである。積層体ＭＬ２に入射した光は、ＭＬ２中の偏光子によって直線偏光状態になる。その状態は、ポアンカレ球の赤道上の点として表される。図２では、白抜きの丸印「○」で示している。積層体ＭＬ２の歪みによってレターデーションが発生すると、その積層体ＭＬ２の歪みレターデーションによって、直線偏光は楕円偏光に変換される。図３に軸関係を示すが、ＭＬ２に含まれる偏光子の偏光軸は、通常、画面左右方向を０°、上下方向を９０°とした場合は、０°又は９０°の方向にある。一方、歪みレターデーションは、主に画面の四隅において中心方向に向かって、即ち画面４５°方向及び１３５°方向に沿って発生する。すなわち、歪みレターデーションの遅相軸は、４５°及び１３５°の方向になる。従って、積層体ＭＬ２に生じた歪みレターデーションによる偏光状態の変換は、ポアンカレ球上の動きとしては、図２に示す通り、Ｓ１軸を回転軸とする歪みレターデーションの絶対値に比例する角度の回転として表され、赤道から北半球に向かう矢印として表される。図２中、積層体ＭＬ２の歪みレターデーションによって変換された後の偏光状態を、ＭＬ２を付記した丸印で示している。
ＩＰＳモード液晶層では、黒表示時には液晶層１０中の液晶分子は、その長軸を、積層体ＭＬ２と一致させて配向し、且つ液晶層１０はλ／２波長となっているので、積層体ＭＬ２を通過した楕円偏光が、液晶セルＬＣを通過することによる偏光状態の変換は、ポアンカレ球上の動きとしては、図２に示す通り、Ｓ２軸を回転軸とするπの回転として表され、北半球から南半球への回転として表される。図２中、黒表示時の液晶セルＬＣのＲｅ（λ／２）によって変換された後の偏光状態を、ＬＣを付記した丸印で示している。
【００１４】
次に、積層体ＭＬ１に入射した光は、ＭＬ１に発生した歪みレターデーションによって偏光状態が変換されるが、積層体ＭＬ１とＭＬ２とは、光学特性及び弾性体としての特性の観点で等価であるので、積層体ＭＬ１に発生する歪みレターデーションの遅相軸方向、及び歪みレターデーションの絶対値は等しい。従って、積層体ＭＬ１に発生した歪みレターデーションによる偏光状態の変換は、積層体ＭＬ２の歪みレターデーションによる変換と同様、ポアンカレ球上の動きとしては、図２に示す通り、Ｓ１軸を回転軸とする歪みレターデーションの絶対値に比例する角度の回転として表され、南半球から赤道に向かう矢印として表される。図２中、積層体ＭＬ１の歪みレターデーションによって変換された後の偏光状態を、ＭＬ１を付記した丸印で示している。図２に示す通り、積層体ＭＬ１の歪みレターデーションによって変換された後の光の偏光状態は、積層体ＭＬ２に含まれる偏光子を通過した直線偏光状態と同一である。
【００１５】
この様に、ＩＰＳモード液晶セルの上下に、それぞれ偏光子を含む全く同一の積層体を配置すると、それぞれの積層体に歪みレターデーションが発生しても、それは相殺されるので、黒表示時に入射する光の偏光状態に影響を与えず、光漏れや表示ムラなどは生じない。本発明では、この自己補償の原理を利用して、上下の積層体ＭＬ１及びＭＬ２が同一でない画像表示装置においても、前記第１及び第２の積層体の歪みレターデーションを同一にすることで、それを相殺している。例えば、図４に示す通り、第１及び第２の積層体ＭＬ１、ＭＬ２が、それぞれ、偏光子１４ａ、１４ｂと、その両面を保護する保護フィルム１５ａ、１５ｂ及び１６ａ、１６ｂとからなる偏光板のみからそれぞれなる態様であっても、保護フィルム１５ａと１５ｂ及び／又は保護フィルム１６ａと１６ｂとして、互いに異なる光学特性又は保持力のポリマーフィルムを用いると、積層体ＭＬ１及びＭＬ２中に発生する歪みレターデーションが異なる場合がある。また、図５に示す通り、第２の積層体ＭＬ２のみが、液晶層１２の複屈折の光学補償のための光学異方性層１７を含む態様でも、積層体ＭＬ１及びＭＬ２で発生する歪みレターデーションが異なる場合がある。また、積層体ＭＬ１及びＭＬ２に含まれる部材のレターデーションが全く同一であっても、即ち、光学特性の観点では、積層体ＭＬ１及びＭＬ２が等しい態様であっても、各部材の材質の違いによっては、収縮の程度に差が生じ、積層体ＭＬ１及びＭＬ２中に発生する歪みレターデーションが異なる場合がある。本発明は、この様に、第１及び第２の積層体が、光学特性として、及び／又は保持力等の弾性体の特性として異なる態様のいずれにおいても、効果を奏する。
【００１６】
本発明では、積層体ＭＬ１及びＭＬ２中に発生する歪みレターデーションの程度に影響を与える種々の因子をコントロールすることで、図２に示す自己補償の原理を利用して、歪みレターデーションに起因する光漏れ及び表示ムラを軽減する。歪みレターデーションに影響を与える因子として、粘着剤層の保持力及び光弾性係数が挙げられる。粘着剤層は、比較的軟らかい材料からなるので、温湿度変化によって、粘着剤層の面内の四隅が面内中心方向に収縮しやすく、歪みレターデーション発生の原因になっている。また、光弾性係数は応力によって発生するレターデーションの大きさに直接関わる物性である。特に、液晶セル等の画像表示セル基板に接触する粘着剤層は、セル基板が、一般的にガラス基板等の硬質の部材であり変形しないため、該粘着剤層に負荷がかかりやすく、温湿度変化等による変形が著しく、歪みレターデーション発生の主原因になる。
【００１７】
例えば、図５に示す通り、第２の積層体ＭＬ２のみが、ポリマーフィルムからなる光学異方性層１７を含む場合は、第２の積層体ＭＬ２は、第１の積層体ＭＬ１より多くの粘着剤層を含み、そのことが、積層体ＭＬ１及びＭＬ２に発生する歪みレターデーションに差を生じさせている。このことを、図６を用いてより詳細に説明する。図６は、図５に示す構成の液晶表示装置について、さらに粘着剤層も示した断面模式図である。図６に示す液晶表示装置は、第１の積層体ＭＬ１の基板１２ａと接触する層として、粘着剤層１８ａを、及び第２の積層体ＭＬ２の基板１２ｂと接触する層として粘着剤層１８ｂを有する。さらに、第２の積層体ＭＬ２は、光学異方性層１７と保護フィルム１５ｂとを接着するための粘着剤層１９を含み、第１の積層体ＭＬ１より多くの粘着剤層を含んでいる。仮に、偏光子１４ａ及び１４ｂの収縮が同程度であるとすると、第２の積層体ＭＬ２には、光学異方性層１７と保護フィルム１５ｂとを接着するための粘着剤層１９が余計に存在するため、その粘着剤層１９が収縮することによって、基板１２ｂに接触する粘着剤層１８ｂにかかる負荷は、基板１２ａに接触する粘着剤層１８ａにかかる負荷より小さくなる。その結果、粘着剤層１８ｂの収縮は粘着剤層１８ａの収縮よりも格段に小さくなり、積層体ＭＬ１とＭＬ２中に発生する歪みレターデーションに差が生じる。この差を軽減するためには、光学異方性層１７と保護フィルム１５ｂとを接着するための粘着剤層１９を、比較的大きい保持力の粘着剤層とし、偏光子１４ｂの収縮の作用が粘着剤層１９で緩和されないようにし、偏光子１４ａ及び１４ｂの収縮による負荷が、粘着剤層１８ａ及び１８ｂに同程度かかる構成とするのが好ましい。
【００１８】
粘着剤層の保持力の大小は、粘着剤層に含まれる高分子材料の分子量、架橋の程度、架橋剤の種類、可塑剤等の添加の有無及びその添加量等によって調整することができる。例えば、粘着剤の保持力を、同一の高分子材料の分子量によって、コントロールする場合は、より分子量の大きい高分子材料を用いたほうが、保持力が大きくなる。同一の架橋剤による架橋の程度でコントロールする場合は、架橋度が高いほど、即ち架橋剤の添加量が多いほど、保持力は大きくなる。また、同一の可塑剤の添加によってコントロールする場合は、可塑剤の添加量が多いほど、保持力は小さくなる。この様な方法で、粘着剤層の保持力をコントロールして、第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションを等しくすることで、図２に示す自己補償機構により、本発明の効果が得られる。好ましい例としては、粘着剤層１８ａと粘着剤層１８ｂとは、ゲル分が小さく保持力の小さい粘着剤から形成し、粘着剤層１９は、ゲル分が大きく保持力の大きな粘着剤から形成する例が挙げられる。
なお、保持力はＪＩＳ Ｚ １５４１にしたがって、測定することができる。
【００１９】
また、図６に示す液晶表示装置において、積層体ＭＬ１とＭＬ２中に発生する歪みレターデーションの差を、それぞれの粘着剤層をそれぞれ、光弾性係数が異なる材料を用いて形成することで、軽減することもできる。
【００２０】
第１及び第２の積層体の歪みレターデーションが等しいことは、以下の方法で確認することができる。例えば、図６に示す液晶表示装置では、まず、基板１２ａ及び１２ｂに接着させる粘着剤層１８ａおよび１８ｂを含む、第１及び第２の積層体ＭＬ１、ＭＬ２をそれぞれ作製する。積層体ＭＬ１及びＭＬ２の粘着剤層１８ａ及び１８ｂの面を接着面として、それぞれをガラス板に貼り付けて、その状態で、温度８０℃・相対湿度１０％の雰囲気下に１０００時間放置する。その後室温に戻した後、前記加熱処理を施していない、第１及び第２の積層体ＭＬ１、ＭＬ２とそれぞれ組合せて、それぞれに含まれる偏光子の偏光軸が直交するように、いわゆるクロスニコル配置として、法線方向から光を入射して輝度を測定する。熱処理によって各積層体になんら歪みレターデーションが発生していなければ、クロスニコル状態では、輝度は低くなるが、歪みレターデーションが発生していると、光漏れが発生し、輝度が上昇する。従って、この方法によって測定された積層体の面内に生じる輝度差（例えば、画面中心部と画面コーナー部との輝度差）が同一であれば、熱処理によって発生した歪みレターデーションが互いに均一であるといえる。
なお、上記熱処理条件は、一般的な使用環境における温湿度変化によって又は長期間使用によって発生する部材の収縮を生じさせるのに充分な条件である。またこれ以上長期間熱処理をしても、測定される輝度はほとんど変化しないことを確認している。
【００２１】
本発明の液晶表示装置は、歪みレターデーションを相殺する自己補償機構を有していればよく、各部材の特性、作製に用いられる材料及び作製方法について特に制限はない。
以下、本発明の液晶表示装置に使用可能な種々の部材について説明する。
・偏光子
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの上下に配置される第１及び第２の積層体がそれぞれ偏光子を含む。ここでいう「偏光子」は、直線偏光膜である。直線偏光膜の例には、Ｏｐｔｉｖａ Ｉｎｃ．に代表される塗布型偏光膜、及びバインダーと、ヨウ素又は二色性色素からなる偏光膜が含まれる。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。本発明でもこの一般的な偏光子を使用することができる。
【００２２】
偏光膜のバインダーの例としては、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが好ましい。変性ポリビニルアルコールについては、特開平８−３３８９１３号、同９−１５２５０９号及び同９−３１６１２７号の各公報に記載がある。ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。
偏光膜のバインダーは、架橋していてもよい。例えば、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。バインダーへの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、０．１〜２０質量％が好ましい。
【００２３】
二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基（例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル）を有することが好ましい。
二色性色素の例としては、例えば、前記の公技番号２００１−１７４５号の５８頁に記載の化合物が挙げられる。
【００２４】
・保護フィルム
偏光子は、一般的に、その両面に偏光子を保護するための保護フィルムを有する。本発明の液晶表示装置も偏光子用保護フィルムを有していてもよい。該保護フィルムとしては、セルロースエステル（例、セルロースのモノ、ジ及びトリアシレート体）、ノルボルネン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ラクトン環含有重合体等の種々のポリマーからなるフィルムを使用することができる。勿論、市販のポリマーフィルム、例えば、ノルボルネン系ポリマーフィルムでは、アートン及びゼオネックス（いずれも商品名）、及びセルロースアシレートフィルムでは、Ｚ−ＴＡＣフィルム及びＴ８０ＵＺ（いずれも商品名）等を用いることができる。特に、ＩＰＳモード液晶表示装置では、液晶セル側に配置される保護フィルムとしては、Ｒｅ及びＲｔｈの双方が０に近い、低レターデーションのフィルムを使用するのが好ましく、市販品としては、上記Ｚ−ＴＡＣが好ましい。
【００２５】
本発明の液晶表示装置では、前記第１及び第２の積層体が、偏光子とその両面に保護フィルムを有する偏光板を含んでいるのが好ましい。第１及び第２の積層体が含む偏光板は、同一であるのが好ましく、即ち、偏光子、保護フィルム、及びそれを接着するための粘着剤層が全て同一であるのが好ましい。但し、この態様に限定されるものではない。粘着剤層は、偏光子がポリビニルアルコール系フィルムである場合は、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いるのが好ましい。
【００２６】
・光学補償フィルム
本発明の液晶表示装置は、液晶層の複屈折性を光学補償するための光学補償フィルムを有していてもよい。ＩＰＳモード液晶表示装置の光学補償フィルムとしては、一例として、Ｒｅが１５０ｎｍ程度で、Ｎｚ（但し、Ｎｚ＝Ｒｔｈ（５５０）／Ｒｅ（５５０）＋０．５）が、０．５程度の光学補償フィルムが挙げられる。前記光学補償フィルムは、複屈折性ポリマーフィルムから作製してもよいし、硬化性液晶組成物を利用して作製してもよいし、これらの組み合わせであってもよい。複屈折性ポリマーフィルムの例としては、偏光子の保護フィルムの例と同様である、より高い複屈折性を示すポリマーフィルムとするために、一軸もしくは二軸延伸処理を施してもよい。
【００２７】
前記硬化性液晶組成物は、少なくとも液晶性化合物を含有するとともに、硬化するための重合性成分を含む。前記液晶性化合物が重合性基を有する重合性成分であってもよい。液晶性化合物は、その分子の形状から棒状液晶及び円盤状液晶に分類されるが、前記硬化性液晶組成物が含有する液晶性化合物は、いずれであってもよい。硬化性液晶組成物から光学異方性層を形成する場合は、硬化性液晶組成物を表面（例えば、配向膜表面）に塗布し、必要により加熱下で、所望の配向状態にした後、光及び／熱を照射して、重合反応を進行させて硬化させる。形成される光学異方性層のレターデーションは、液晶分子の配向状態、層の厚み等によって調整することができる。硬化性液晶組成物をポリマーフィルムの表面上に形成し、該ポリマーフィルムの裏面（光学異方性層を形成していない側の表面）を偏光子と貼り合せて、光学異方性層の支持体であるポリマーフィルムを、偏光子の保護フィルムとしても利用してもよい。
【００２８】
・粘着剤層
各部材を接着するための粘着剤層の材料については特に制限はない。具体的には、ブチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル系ポリマー等の粘着剤が挙げられる。また、上記特許文献１及び２で提案されている粘着剤組成物から選択しても勿論よい。但し、上記した通り、粘着剤層の保持力は、歪みレターデーションの程度に大きく影響するので、本発明の効果を得るためには、第１及び第２の積層体のそれぞれに利用する粘着剤層の材料を、各積層体の構成や、各積層体に含まれる部材の性質等に応じて、選択する。上記した通り、第１及び第２の積層体のうち、一方だけが光学補償フィルム等を含み、粘着剤層の数に違いがある場合は、粘着剤層の数の多い積層体の少なくとも一つの粘着剤層は、例えば、同一の材料であるならば、架橋剤の添加量を大きくしたり、高分子材料として高分子量がより高いものを使用する等により、比較的保持力の大きい粘着剤層として、歪みレターデーションの発生が不均一となるのを軽減するのが好ましい。比較的保持力の大きい粘着剤層とするのは、前記光学補償フィルムに接触し、且つ液晶セル基板には接触しない粘着剤層であるのが好ましい。
なお、粘着剤層は、接着する部材の表面に直接、塗布等により形成してもよいし、一旦、剥離フィルムの表面に形成した後、剥離して、対象の部材の表面に貼り付けて形成してもよい。
【００２９】
ＩＰＳモード液晶表示装置以外の態様について：
なお、上記では、ＩＰＳモード液晶表示装置の態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。黒表示時に液晶層がλ／２波長となるモードであれば、本発明の効果を得ることができる。また、上記では、液晶層が、歪みレターデーションの自己補償のために必要なλ／２波長を提供する態様を示したが、歪みレターデーションの自己補償のために必要なλ／２板を、別途配置することでも、同様の効果が得られる。別途配置したλ／２板によって、図２に示した原理により歪みレターデーションの自己補償を可能とするためには、λ／２板を中心として、その上下に配置される、少なくとも偏光子を含む第１及び第２の積層体中に発生する歪みレターデーションの値が同一となる位置にλ／２板を配置し、且つ第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションの遅相軸と、前記λ／２板の遅相軸とが４５°又は１３５°で交差する配置にする。別途λ／２板を配置する本態様では、液晶表示装置のみならず、液晶セルと同様の構成、具体的には、一対の基板間に、電界等の外部からの刺激によって少なくとも光学特性が変化する層を配置した画像表示セルを有し、該表示セルを挟んで、一対の偏光子をクロスニコルで配置する画像表示装置であれば、その画像表示の原理によらず、いずれも本発明の効果を得ることができる。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例等を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例等に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
【００３１】
［積層体の作製］
＜光学補償フィルムＦの作製＞
厚さ８０μｍでＲｅが０ｎｍであるポリカーボネートの両面に１６５度での寸法変化率（ＭＤ／ＴＤ）が１．１５のポリエステルフィルムをアクリル系粘着層を介し接着し、ロール延伸機にてロール速比０．９６の条件で、かつロールの温度を１６５度とした常温雰囲気で処理してポリカーボネートを収縮させた後、ポリエステルフィルムを剥離した。この位相差板を１６３度の雰囲気下で幅方向に１．０６倍に延伸した。自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、Ｒｅの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、Ｒｅが１５０ｎｍ、Ｎｚが０．５であり、遅相軸が長手方向とは直交方向にあることを確認した。
この位相差板を、光学補償フィルムＦとして用いた。
【００３２】
＜粘着剤の調製＞
・粘着剤１の調製
アクリル酸ｎ−ブチル１００質量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート 2質量部、及び開始剤としてアゾビスイソブチルニトリル０．３質量部を酢酸エチル２００質量部中に添加し、６５℃で１７時間攪拌することにより、質量平均分子量10０万のアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。得られた共重合体１００質量部に対し、トリレンジイソシアナート系ポリイソシアナート化合物よりなる架橋剤（日本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ）０．１質量部及びシランカップリング剤（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）０．５質量部を加え、トルエンにて約２０質量％の溶液となるように希釈した。これを粘着剤１として用いた。
【００３３】
・粘着剤２の調製
アクリル酸ｎ−ブチル １００質量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート ２質量部、及び開始剤としてアゾビスイソブチルニトリル０．３質量部を酢酸エチル２００質量部中に添加し、６５℃で２０時間攪拌することにより、質量平均分子量１００万のアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。得られた共重合体１００質量部に対し、トリレンジイソシアナート系ポリイソシアナート化合物よりなる架橋剤（日本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ）０．５質量部、及びシランカップリング剤（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）０．５質量部、下記化合物ＬＣ３ １．０質量部を加え、トルエンにて約２０質量％の溶液となるように希釈した。これを粘着剤２として用いた。
【００３４】
【化１】
【００３５】
・粘着剤３の調製
アクリル酸ｎ−ブチル１００質量部、アクリル酸４質量部、及び開始剤としてアゾビスイソブチルニトリル０．３質量部を酢酸エチル２００質量部中に添加し、６５℃で２０時間攪拌することにより、質量平均分子量１００万のアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。得られた共重合体１００質量部に対し、トリレンジイソシアナート系ポリイソシアナート化合物よりなる架橋剤（日本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ）０．５質量部、アルミキレート化合物よりなる架橋剤（川研ファインケミカル社製、商品名：ＡＬＣＨ−ＴＲ）１質量部及びシランカップリング剤（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）０．５質量部を加え、トルエンにて約２０質量％の溶液となるように希釈した。これを粘着剤３として用いた。
【００３６】
＜粘着剤層の形成＞
３８μｍのＰＥＴ製の剥離フィルムに、乾燥厚み２５μｍとなるように粘着剤１及び２をそれぞれ塗工し、温度９０℃で１分間乾燥して、各粘着剤からなる粘着層を形成した。下記では、剥離フィルムから剥離した各粘着層を使用している。なお、各粘着層を偏光板に貼合した後は、温度２５℃・相対湿度５０％で７日間熟成した。
粘着剤１、２及び３からなる粘着層（厚み及び形成方法は同一）の保持力をＪＩＳ Ｚ １５４１により調べたところ、粘着剤３からなる粘着層が一番大きい保持力を示し、粘着剤１及び２は同等の保持力であった。又以下の方法で測定した光弾性係数を測定したところそれぞれ−５００×１０-5ｎｍ／Ｐａ、−４００×１０-5ｎｍ／Ｐａ、−５００×１０-5ｎｍ／Ｐａであった。
（光弾性係数の測定）
２５℃６０％の環境温湿度において日本分光製エリプソメーター Ｍ−２２０ を用い厚み０．５μｍ、２ｃｍ角の粘着剤サンプルに両端部より０〜１０Ｎの範囲で引っ張り力をかけることにより波長６３０ｎｍにおいて測定した。サンプルが変形により荷重面積が変化した場合には変形量をメジャーで測定し面積の補正を行い正確な応力を算出した。
【００３７】
＜偏光板の作製＞
・偏光子
厚さ１２０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、沃素１質量部、沃化カリウム２質量部、及びホウ酸４質量部を含む水溶液に浸漬し、温度５０℃で４倍に延伸し、偏光子を作製した。
・保護フィルム
偏光子の液晶セル側に配置する保護フィルムとしては、市販のトリアセチルセルロースフィルムであるＺ−ＴＡＣフィルム（富士フイルム（株）製）を使用した。また、表示面側又はバックライト側に配置される保護フィルムとしては、市販のトリアセチルセルロースフィルムであるＴＤ８０（富士フイルム（株）製）を使用した。
【００３８】
・ＩＰＳ用フロント偏光板１
フィルムＴＤ８０を、濃度１．５モル／Ｌで５５℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、濃度０．００５モル／Ｌで３５℃の希硫酸水溶液に１分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に１２０℃で十分に乾燥させた。
Ｚ−ＴＡＣについても同様の処理を行った。
以上のように鹸化処理を行ったＴＤ８０及びＺ−ＴＡＣの各フィルムを、偏光子を挟んで、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いて貼り合せた。さらに、Ｚ−ＴＡＣフィルム上に、粘着剤１からなる粘着層を貼り合わせ、ＩＰＳ用フロント偏光板１を作製した。
【００３９】
・ＩＰＳ用リア偏光板１
ＩＰＳ用フロント偏光板１と同様にして、フィルムＴＤ８０及びＺ−ＴＡＣを処理し、その後、同様に、偏光子を挟んで、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いて貼り合せた。さらに、Ｚ−ＴＡＣ上に、粘着剤３からなる粘着層を貼り合わせ、その粘着層の表面に、光学補償フィルムＦを接着し、さらに光学補償フィルムＦの表面に、粘着剤１からなる粘着層を貼り合わせ、ＩＰＳ用リア偏光板１を作製した。
【００４０】
・ＩＰＳ用リア偏光板２
ＩＰＳ用リア偏光板１の作製において、Ｚ−ＴＡＣ上に貼り合わせる粘着剤層を、粘着剤２からなる粘着剤層にした以外は、同様にしてＩＰＳ用リア偏光板２を作製した。
【００４１】
＜歪みレターデーションの測定＞
歪みレターデーションは、以下の方法で測定した。
まず、上記で作製した各偏光板をそれぞれ二枚用意し、一枚はガラス板（コーニング＃１７３７）に貼り合わせ、温度８０℃・相対湿度１０％の雰囲気下に、１０００時間放置し、その後室温に戻した。この熱処理後の各偏光板を、熱処理していない各偏光板とともに、クロスニコル状態にし、法線方向から光を入射し、輝度を測定し、図７中に、丸印で示した、画面中心部と画面コーナー部（画面左右上下端から１ｃｍの点）との輝度の差（‘コーナー部の輝度‘−’中心部の輝度‘）を求めた。
結果を下記表に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
上記表に示す結果から、ＩＰＳ用フロント偏光板１及びＩＰＳ用リア偏光板の輝度は同一であり、即ち、ＩＰＳリア偏光板１は、光学補償フィルムＦを含んでいる点で、ＩＰＳ用フロント偏光板１とは異なるが、上記熱処理によって生じた歪みレターデーションは、等しいことが理解できる。一方、ＩＰＳ用リア偏光板２の輝度は、ＩＰＳ用フロント偏光板１とは異なっていた。
【００４４】
［実施例１］
市販のＩＰＳ型液晶ＴＶを（松下製 ＴＨ２２ＬＨ１０）を用いた。このＴＶの液晶セルの黒表示時のレターデーションは２６０ｎｍであった。
この液晶ＴＶを分解し、裏側の偏光板より液晶セル側の保護フィルム及び位相差フィルムを剥がし取り、代わりに上記で作製したＩＰＳ用フロント偏光板１及びリア偏光板１を貼合わせた。具体的には、各偏光板を、画面サイズにカットし、フロント偏光板１の偏光子の吸収軸が０°、リア偏光板１の偏光子の吸収軸が９０°（但し、パネル面の左右方向が０°方向、上下方向が９０°方向）にして、即ち、フロント及びリアの偏光子の吸収軸を直交させてパネルの両面に貼り付けた。次に、温度５０℃、圧力０．５ＭＰａで３０分間オートクレーブ処理を行った。その後、温度８０℃・相対湿度１０％にて、１０００時間処理した後、室温に戻して1時間放置した。これを評価用の液晶表示装置とした。
【００４５】
この液晶表示装置を黒表示させその際の表示面内の光漏れの観察を行った。
光漏れは観察されず、表示面内においてムラはなく、均一な黒表示状態であることが確認された。
【００４６】
［比較例１］
実施例１の液晶表示装置の作製において、ＩＰＳ用リア偏光板１をリア偏光板２に代えた以外は、同様にして評価用のＩＰＳ型液晶ＴＶを作製し、同様にして光漏れの観察を行った。
表示面の四隅に、光漏れが発生し、それがムラとなって、ムラのある黒表示状態であった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図２】本発明の歪みレターデーションの自己補償機構の原理を説明するために使用したポアンカレ球の模式図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一例における光軸の関係を説明するために使用した画面表示面の模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。
【図７】実施例で測定したモレ光の輝度差の測定方法を説明するために用いた模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 液晶層
１２ａ、１２ｂ セル基板
１４ａ、１４ｂ 偏光子
１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ 偏光子の保護フィルム
１７ 光学補償フィルム
１８ａ、１８ｂ、１９ 粘着剤層
ＬＣ 液晶セル
ＭＬ１、ＭＬ２ 積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域と、該位相差領域に隣接して表示面側及びバックライト側にそれぞれ配置される、少なくとも偏光子を含むとともに、互いに異なる第１及び第２の積層体を有する画像表示装置であって、前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションが互いに等しいことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の積層体にそれぞれ発生する歪みレターデーションの遅相軸と、前記λ／２層の遅相軸とが４５°又は１３５°で交差していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の積層体をそれぞれ熱処理Ａした後に、画面面内の輝度が互いに均一であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置：
但し、熱処理Ａは、温度８０℃・相対湿度１０％に１０００間放置する処理である。
【請求項４】
前記第１及び第２の積層体が、互いに異なる保持力の粘着剤層を含み、それによって前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションの差が軽減されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第２の積層体に含まれる粘着剤層の数が、前記第１の積層体に含まれる粘着剤層の数より多く、且つ前記第２の積層体に含まれる粘着剤層のうち少なくとも一つの粘着剤層の保持力が、前記第１の積層体に含まれる少なくとも一つの粘着剤層の保持力よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域が、第１及び第２の基板を含む画像表示セルであり、前記第１及び第２の積層体がそれぞれ前記第１及び第２の基板に接触していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記画像表示セルが、ＩＰＳモード液晶セルであることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項１】
少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域と、該位相差領域に隣接して表示面側及びバックライト側にそれぞれ配置される、少なくとも偏光子を含むとともに、互いに異なる第１及び第２の積層体を有する画像表示装置であって、前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションが互いに等しいことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の積層体にそれぞれ発生する歪みレターデーションの遅相軸と、前記λ／２層の遅相軸とが４５°又は１３５°で交差していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の積層体をそれぞれ熱処理Ａした後に、画面面内の輝度が互いに均一であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置：
但し、熱処理Ａは、温度８０℃・相対湿度１０％に１０００間放置する処理である。
【請求項４】
前記第１及び第２の積層体が、互いに異なる保持力の粘着剤層を含み、それによって前記第１及び第２の積層体に発生する歪みレターデーションの差が軽減されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第２の積層体に含まれる粘着剤層の数が、前記第１の積層体に含まれる粘着剤層の数より多く、且つ前記第２の積層体に含まれる粘着剤層のうち少なくとも一つの粘着剤層の保持力が、前記第１の積層体に含まれる少なくとも一つの粘着剤層の保持力よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記少なくとも黒表示時にλ／２波長のレターデーションを示すλ／２位相差領域が、第１及び第２の基板を含む画像表示セルであり、前記第１及び第２の積層体がそれぞれ前記第１及び第２の基板に接触していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記画像表示セルが、ＩＰＳモード液晶セルであることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１２２１５１（Ｐ２００９−１２２１５１Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９２７８３（Ｐ２００７−２９２７８３）
【出願日】平成１９年１１月１２日（２００７．１１．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１２日（２００７．１１．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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