JP2000162438A - 偏光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光分離シートと隣接配置してもその傷付き
を防止でき、かつスティッキングも有効に防止できる偏
光板の開発。 【解決手段】 片表面又は両表面に、中心線平均粗さが
０．０１〜０．１μmであると共に、任意な長さ１mmの
直線上に高さ０．５〜１．０μmの凸部が１０個以上、
かつ高さ１．０μm超の凸部が２個以下であり、表面硬
度が鉛筆硬度にてＨ〜４Ｈの微細凹凸構造（１１）を有
する偏光板（１）。 【効果】 スティッキングを防止できると共に、隣接光
学シートが軟質膜からなる場合にもその傷付きを防止し
て、輝度や表示品位等に優れる液晶表示装置を形成でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、隣接光学シートの傷付き
を防止しつつスティッキングを防止できて液晶表示装置
の形成などに好適な偏光板に関する。

【０００２】

【背景技術】バックライトの上に例えば拡散シートや集
光シートや偏光分離シート等からなる光学シートを介し
て偏光板と液晶セルを順次配置した液晶表示装置が提案
されている。かかる配置構造は、バックライトによる出
射光を拡散シートで拡散させたのち集光シートでその光
路を制御して偏光分離シートに導入し、前記出射光を偏
光に変換して偏光板に導入することにより光の利用効率
を向上させて液晶表示装置の輝度を向上させるようにし
たものである。しかし、偏光板と隣接の光学シートが密
着してスティッキング現象を起し、表示品位が低下する
難点があった。

【０００３】前記に鑑みて本発明者らは、偏光板と隣接
の光学シートとのスティッキングを防止するため、従
来、防眩等を目的に表示装置の視認側に配置されるアン
チグレア偏光板として公知の、表面に凹凸構造を有する
ものを液晶セルの光源側に配置することを試みた。

【０００４】しかしながら、それによりスティッキング
は防止されたものの、偏光板のアンチグレア表面の凹凸
構造にて隣接の光学シートが傷付き等で損傷される問題
点のあることが判明した。特に、前記した偏光分離シー
トが偏光板に隣接した場合、かかる偏光分離シートは屈
折率異方性の多層膜を有する直線偏光分離シートやコレ
ステリック液晶層を有する円偏光分離シート等の如く平
滑表面からなってスティッキングを生じやすい反面、軟
質膜であるために傷付きやすく、その傷が散乱点等とな
って光学機能を阻害し表示品位が著しく低下する。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、偏光分離シートと隣接
配置してもその傷付きを防止でき、かつスティッキング
も有効に防止できる偏光板の開発を課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、片表面又は両表面に、中
心線平均粗さが０．０１〜０．１μmであると共に、任
意な長さ１mmの直線上に高さ０．５〜１．０μmの凸部
が１０個以上、かつ高さ１．０μm超の凸部が２個以下
であり、表面硬度が鉛筆硬度にてＨ〜４Ｈの微細凹凸構
造を有することを特徴とする偏光板を提供するものであ
る。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、上記した微細で、適度
な表面硬度を有する微細凹凸構造に基づいて、隣接の光
学シートとのスティッキングを有効に防止できると共
に、その隣接光学シートが偏光分離シート等の軟質膜か
らなる場合にもその傷付きを防止して、輝度や表示品位
等に優れる液晶表示装置を形成できる偏光板を得ること
ができる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明による偏光板は、片表面又は
両表面に、中心線平均粗さが０．０１〜０．１μmであ
ると共に、任意な長さ１mmの直線上に高さ０．５〜１．
０μmの凸部が１０個以上、かつ高さ１．０μm超の凸部
が２個以下であり、表面硬度が鉛筆硬度にてＨ〜４Ｈの
微細凹凸構造を有するものからなる。その例を図１、図
２に示した。１が偏光板で、１１，１５，１６が微細凹
凸構造面である。

【０００９】表面に微細凹凸構造を付与する対象の偏光
板には適宜なものを用いることができ、その種類につい
ては特に限定はない。ちなみにその例としては、ポリビ
ニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニ
ルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合
体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルム
に、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延
伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ
塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルム
等の偏光フィルムなどがあげられる。偏光フィルムの厚
さは、５〜８０μmが一般的であるが、これに限定され
ない。

【００１０】また図例の如く前記した偏光フィルム１３
の片面又は両面に耐水性等の保護目的で、ポリマーの塗
布層やフィルムのラミネート層等からなる透明保護層１
２，１４を設けたものなどもあげられる。透明保護層の
形成には、透明ポリマーなどの適宜なものを用いうる
が、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性などに
優れるものが好ましく用いうる。また透明保護層は、位
相差等の光学的異方性が少ないほど好ましい場合が多
い。透明保護層の厚さは、１０〜３００μmが一般的で
あるが、これに限定されない。

【００１１】ちなみに前記の透明保護層を形成するポリ
マーとしては、例えばポリエチレンテレフタレートやポ
リエチレンナフタレートの如きポリエステル系ポリマ
ー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースの如きセルロ
ース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーやポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の如きアクリル系ポリ
マー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重
合体（ＡＳ樹脂）の如きスチレン系ポリマーなどがあげ
られる。

【００１２】また、ポリエチレンやポリプロピレン、シ
クロ系ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン
やエチレン・プロピレン共重合体の如きオレフィン系ポ
リマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリ
アミドの如きアミド系ポリマー、イミド系ポリマーやス
ルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマーや
ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレ
ンスルフィド系ポリマーやビニルアルコール系ポリマ
ー、塩化ビニリデン系ポリマーやビニルブチラール系ポ
リマー、アリレート系ポリマーやポリオキシメチレン系
ポリマー、エポキシ系ポリマーや前記ポリマーのブレン
ド物なども前記透明保護層を形成するポリマーの例とし
てあげられる。

【００１３】本発明による偏光板は、図例の如くその片
表面又は両表面に微細凹凸構造１１，１５，１６を有
し、その微細凹凸構造が中心線平均粗さ０．０１〜０．
１μmであると共に、任意な長さ１mmの直線上に高さ
０．５〜１．０μmの凸部を１０個以上有し、かつ高さ
１．０μm超の凸部が２個以下であり、鉛筆硬度に基づ
く表面硬度がＨ〜４Ｈのものからなる。

【００１４】前記の微細凹凸構造における中心線平均粗
さが０．０１μm未満ではスティッキングを防止でき
ず、０．１μmを超えると傷付きが発生する。また微細
凹凸構造の表面に任意な長さ１mmの直線を設けた場合
に、その線上に位置する高さ０．５〜１．０μmの凸部
が１０個未満ではスティッキングを防止できず、高さ
１．０μm超の凸部が２個を超えると傷付きを発生す
る。

【００１５】さらに、表面硬度が鉛筆硬度にてＨ未満で
は微細凹凸構造側に傷付きが生じやすくなって作業時等
の取扱性が低下し、４Ｈを超えると隣接光学シートに傷
付きが生じる。なお図３に例示の如く、前記の高さｈ
は、微細凹凸構造の表面１９における凸部１８の頂点
と、それに隣接の凸部との間の最底部との間の距離に基
づく。

【００１６】傷付き防止とスティッキング防止のバラン
スの点より好ましい微細凹凸構造は、中心線平均粗さが
０．０２μm以上、就中０．０３μm以上、特に０．０４
〜０．０９μm、任意な長さ１mmの直線上における高さ
０．５〜１．０μmの凸部の個数が５０個以上、就中１
００個以上、特に１５０個以上で、高さ１．０μm超の
凸部の個数が１個以下、就中０個であり、鉛筆硬度に基
づく表面硬度が２Ｈ〜３Ｈのものである。

【００１７】偏光板の表面における微細凹凸構造は、上
記した特性を有するものであればよく、適宜な方式で形
成されたものであってよい。ちなみにその例としては、
サンドブラストやエンボスロール、化学エッチング等の
適宜な方式で粗面化処理して表面に微細凹凸構造を付与
したもの、金型による転写方式等にて表面に微細凹凸構
造を付与したもの、微粒子を分散含有する樹脂層などが
あげられる。

【００１８】従って微細凹凸構造は、例えば図１や図２
に例示したもの１１，１６の如く、上記した偏光板にお
ける透明保護層の表面に微細凹凸構造を付与してなる透
明保護層を兼ねる層などとして形成することができる。

【００１９】また微細凹凸構造は、図２に例示したもの
１５の如く、偏光板の透明保護層１２に対する前記樹脂
層の塗工層等からなる付加層や、透明保護層に塗工付加
したポリマー層の表面に微細凹凸構造を付与した加工
層、あるいは前記の表面に微細凹凸構造を付与した透明
保護層の上にポリマーの塗工層を設けたものなどとして
も形成することができる。微細凹凸構造は、前記した２
種以上の状態のものを複合させた層として形成されてい
てもよい。

【００２０】前記において、上記した凹凸特性の形成性
などの点よりは、偏光板の透明保護層を兼ねる又は透明
保護層に代わる層として形成した微粒子含有の樹脂層か
らなるものが好ましい。その樹脂層は、例えば樹脂溶液
に微粒子を分散含有させてそれをドクターブレード法や
グラビアロールコータ法等の適宜な方式で偏光板上に塗
工して塗工膜を形成する方式や、微粒子含有の樹脂フィ
ルムを予め形成してそれを偏光板上に接着する方式など
の適宜な方式にて形成することができる。

【００２１】なお前記の樹脂層を形成する樹脂には、上
記した透明保護層にて例示したポリマーなどをその硬度
などに応じて適宜に用いうる。好ましく用いうるものは
紫外線硬化型樹脂である。これによれば、紫外線照射に
よる塗工層の硬化処理にて必要に応じ微粒子を含有する
紫外線硬化樹脂層からなる層を簡単な加工操作にて効率
よく形成することができる。また粗面化した透明保護層
の表面に紫外線硬化樹脂層を形成してその表面に透明保
護層の表面凹凸を反映させることなども容易に行うこと
ができる。

【００２２】前記の紫外線硬化型樹脂としては、例えば
ポリエステル系やアクリル系、ウレタン系やアミド系、
シリコーン系やエポキシ系等の樹脂を形成しうるモノマ
ーやオリゴマーやポリマーに紫外線重合開始剤を配合し
て、紫外線照射による硬化処理で樹脂層を形成しうるよ
うにしたものなどの適宜なものを用いうる。

【００２３】好ましく用いうる紫外線硬化型樹脂は、例
えば紫外線重合性の官能基を有する、就中２個以上、特
に３〜６個有するアクリル系のモノマーやオリゴマーを
成分とするものの如く、付設対象の偏光板表面に対する
密着性、透明性やハードコート性、微粒子を含有させる
場合にはその分散性、硬化皮膜の上記硬度の満足性など
に優れるものである。

【００２４】なお前記の微粒子としては、例えばＰＭＭ
Ａやポリウレタン、ポリスチレンやメラミン樹脂等の各
種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系粒子、シリ
カやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化カルシウム
や酸化錫、酸化インジウムや酸化カドミウム、酸化アン
チモン等の導電性のこともある無機系粒子などの適宜な
ものを用いうる。

【００２５】就中、上記した凹凸特性の容易な達成性や
鋭角な凸部の形成防止などの点よりは球状粒子、特に硬
化前の樹脂に溶解しない有機系粒子が好ましく用いう
る。また用いる微粒子は、傷付き防止とスティッキング
防止を良好にバランスさせる点などより、その平均粒径
が０．５〜５μm、就中１〜４μmのものが好ましい。

【００２６】偏光板には、図２に例示した如く必要に応
じて接着層１７を設けることもできる。かかる接着層
は、偏光板を液晶セル等の他部材と接着することを目的
とするものである。接着層は、例えばアクリル系やゴム
系、シリコーン系等の粘着剤やホットメルト系接着剤な
どの適宜な接着剤にて形成することができ、透明性や耐
候性等に優れるものが好ましい。

【００２７】本発明による偏光板は、必要に応じ位相差
板と接着した楕円偏光板などとして表示装置などの従来
に準じた各種の用途に用いうる。特に液晶表示装置の如
く偏光板に隣接して光学シートを配置する場合に、その
光学シートの傷付きを防止しつつ、隣接の光学シートと
の間でスティッキングすることの予防が必要な用途など
に好ましく用いうる。その場合、偏光板はその微細凹凸
構造面が隣接の光学シートとの間に位置するように配置
される。

【００２８】ちなみに図４に、本発明による偏光板１を
配置した液晶表示装置を例示した。これは、バックライ
ト８の光出射面に順次光拡散シート７と集光シート６と
偏光分離シート５が載置され、その上に偏光板１が配置
されて粘着層３を介し液晶セル４に接着されており、そ
の液晶セルの上に粘着層３を介し偏光板２が接着された
形態のものからなる。

【００２９】前記において光拡散シート、集光シート及
び偏光分離シートが光学シートであるが、図例では偏光
分離シート５が偏光板１に隣接の光学シートとなってい
る。そのため偏光板１は、その微細凹凸構造を有する面
１１が偏光分離シート側となるように配置されている。
このように液晶表示装置では、接着層なしに載置する光
学シートと液晶セルとの間に本発明による偏光板を配置
してスティッキングと傷付きを防止する構造が通例であ
る。また図例の如く液晶セルの視認背面側に本発明によ
る偏光板を配置する方式が一般的であるが、液晶セルの
視認側に配置することを制限するものではない。

【００３０】なお前記の液晶セルは、内側に透明電極を
有するセル基板４２の間に液晶層４３を封入すると共
に、その視認側にカラーフィルタ４１を付設したものか
らなる。またバックライト８は、ホルダ８３で包囲した
光源８２を側面に配置した導光板８１の底面に反射層８
４を設けてなるサイドライト型のものよりなり、その上
方の集光シート６は、プリズムシート６ａ，６ｂをそれ
らのプリズム稜線が交差するように配置したものからな
る。さらに視認側の偏光板２は、その表面にアンチグレ
ア層２１を有するものからなる。

【００３１】前記の液晶表示装置によれば、バックライ
ト８による出射光が光拡散シート７にて拡散されて集光
シート６に入射し、それで光路が制御されたのち偏光分
離シート５に至って反射光と透過光に分離されると共に
偏光に変換され、その透過偏光が偏光板１を吸収ロスの
少ない状態で通過して液晶層を透過し、視認側の偏光板
２を介して表示光が出射される。その場合、偏光板１に
よる吸収ロスが少ないこと、及び偏光分離シートによる
反射偏光が導光板の反射層８４で反射反転して偏光分離
シートに再入射して透過し、その反射光の利用で光の利
用効率が向上することなどにより、液晶表示装置の輝度
を向上させることができる。

【００３２】なお前記の図例では、偏光分離シートを偏
光板に隣接の光学シートとしたが、本発明にてはそれに
限定されず、偏光板に隣接の光学シートは、形成目的の
液晶表示装置等の形態に応じた適宜なものであってよ
い。

【００３３】

【実施例】実施例１ ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂１００部（重
量部、以下同じ）、平均粒径２μmの球状樹脂粒子２０
部、及び紫外線重合開始剤３部を溶媒を介し混合した固
形分５０重量％の分散液を、ヨウ素系ポリビニルアルコ
ール型偏光フィルムの両面にポリビニルアルコール系接
着層を介し厚さ５０μmのトリアセチルセルロースフィ
ルムを接着した偏光板の片面にバーコータにて塗布し、
乾燥後紫外線を介し硬化処理して、表面微細凹凸構造の
偏光板を得た。その表面微細凹凸構造における中心線平
均粗さは０．０８μm、任意な長さ１mmの直線上におけ
る高さ０．５〜１．０μmの凸部の個数は２４０個、高
さ１．０μm超の凸部の個数は０個、表面硬度は鉛筆硬
度にて２Ｈであった。

【００３４】次に、前記の微細凹凸構造面が外側となる
ように偏光板をアクリル系粘着層を介して液晶セルに接
着し、その微細凹凸構造面を介し屈折率異方性の多層膜
を有する直線偏光分離シート又はコレステリック液晶ポ
リマー層を有する円偏光分離シートの上に載置した図４
に準じた形態のカラー型液晶表示装置を形成したとこ
ろ、スティッキングは発生せず、表示品位にも優れてい
た。また装置を分解して確認したところ、いずれの偏光
分離シートにも傷付きは生じていなかった。

【００３５】比較例１ 平均粒径が１０μmの球状樹脂粒子を用いたほかは実施
例１に準じて、中心線平均粗さが０．４０μm、任意な
長さ１mmの直線上における高さ０．５〜１．０μmの凸
部の個数が４６個、高さ１．０μm超の凸部の個数が１
２個、表面硬度が鉛筆硬度にて２Ｈの微細凹凸構造を表
面に有する偏光板を得、それを用いてカラー型液晶表示
装置を形成したところ、スティッキングは発生しなかっ
たが、見づらい表示であり、装置を分解したところ、い
ずれの偏光分離シートにも傷付きが発生していた。

【００３６】比較例２ 平均粒径が１０μmのシリカ粒子０．５部を用いたほか
は実施例１に準じて、中心線平均粗さが０．１０μm、
任意な長さ１mmの直線上における高さ０．５〜１．０μ
mの凸部の個数が１２個、高さ１．０μm超の凸部の個数
が１個、表面硬度が鉛筆硬度にて２Ｈの微細凹凸構造を
表面に有する偏光板を得、それを用いてカラー型液晶表
示装置を形成したところ、スティッキングは発生しなか
ったが、見づらい表示であり、装置を分解したところ、
いずれの偏光分離シートにも傷付きが発生していた。

【００３７】比較例３ 球状樹脂粒子を用いない（無配合）ほかは実施例１に準
じて、中心線平均粗さが０．０１μm以下、任意な長さ
１mmの直線上における高さ０．５〜１．０μmの凸部の
個数が０個、高さ１．０μm超の凸部の個数が０個、表
面硬度が鉛筆硬度にて２Ｈの平滑表面を有する偏光板を
得、それを用いてカラー型液晶表示装置を形成したとこ
ろ、スティッキングが発生して見づらい表示であった。
なお装置を分解したがいずれの偏光分離シートにも傷付
きはなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図

【図２】他の実施例の断面図

【図３】凸部高さの説明図

【図４】適用例の断面図

【符号の説明】

１：偏光板 １１，１５，１６：微細凹凸構造 １２，１４：透明
保護層 １３：偏光フィルム １７：接着層 ４：液晶セル ５，６，７：光学シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正田 位守 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BB23 BB28 BB33 BB43 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA31X FA31Z FA37X FC23 FC25 FC26 FD14 LA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片表面又は両表面に、中心線平均粗さが
   ０．０１〜０．１μmであると共に、任意な長さ１mmの
   直線上に高さ０．５〜１．０μmの凸部が１０個以上、
   かつ高さ１．０μm超の凸部が２個以下であり、表面硬
   度が鉛筆硬度にてＨ〜４Ｈの微細凹凸構造を有すること
   を特徴とする偏光板。
2. 【請求項２】 請求項１において、微細凹凸構造が平均
   粒径０．５〜５μmの球状粒子を含有する紫外線硬化樹
   脂層からなる偏光板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、液晶セルの視
   認背面側における液晶セルと光学シートの間に配置され
   た状態にある偏光板。